KR100813604B1 - 자동세척장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동세척장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는, 회전하는 원형의 프레임에 세척노즐들을 부착하고, 세척노즐에서 분사되는 세정액이나 헹굼액을 단속적으로 분사되도록 하며, 탈액과정에서 노즐을 저소음초음속형으로 변경하여 높은 충격량이 있음에 불구하고 저소음에서 작동하도록 하는 에어건의 노즐을 사용하며, 기계가공물이 진행하는 방향을 인지하여 순차적으로 세척작업이 이루어질 수 있는 자동세척장치에 관한 것이다.
상기와 같은 본 발명인 자동세척장치는 세정과정, 헹굼과정, 탈액과정 및 건조과정의 세척공정을 통해서 기계가공물에 부착된 이물질을 제거하는 세척장치에 있어서, 상기 세척장치는 상기 세정과정을 위한 세정노즐부재와, 상기 헹굼과정을 위한 헹굼노즐부재, 및 상기 탈액과정을 위한 공기노즐부재를 포함하여 구성되되, 상기 세정노즐부재와 헹굼노즐부재 및 공기노즐부재는 상기 세척장치 내에 결합하여 회전수단에 의해 회전하는 회전형틀부재에 구비되어 상기 세척공정을 수행하는 것을 특징으로 한다.
자동세척장치, 회전형틀, 저소음초음속노즐, 세정, 헹굼, 탈액
Description
도 1a는 종래의 기계가공물의 자동세척공정의 작업순서를 보여주는 공정도;
도 1b는 종래의 자동세척장치의 구성을 보여주는 구성도;
도 1c는 도 1b의 'A-A' 부분의 단면도;
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자동세척장치의 전체적인 구성을 보여주는 구조도;
도 3은 도 2의 'A-A'부분의 단면도;
도 4는 도 3의 'B-B'부분의 단면도;
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 저소음초음속노즐이 형성된 공기노즐부재의 구조를 보여주는 개략도; 및
도 6은 도 5의 'C-C'부분의 단면도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100: 자동세척장치 110: 자동이송장치
120: 세정액저장조 130: 회전형틀부재
130b: 센서 131: 파이프부재
131a: 홀더부 131b: 결합볼트
131c: 니들베어링 131d: 밸브부재
132: 세정노즐부재 133: 헹굼노즐부재
134: 공기노즐부재 135: 저소음초음속노즐부
135a: 축소관 135b: 확산관
140: 헹굼액저장조 200: 기계가공물
본 발명은 자동세척장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 회전하는 원형의 프레임에 세척노즐들을 부착하고, 세척노즐에서 분사되는 세정액이나 헹굼액을 단속적으로 분사되도록 하며, 탈액과정에서 노즐을 저소음초음속형으로 변경하여 높은 충격량이 있음에 불구하고 저소음에서 작동하도록 하는 에어건의 노즐을 사용하며, 기계가공물이 진행하는 방향을 인지하여 순차적으로 세척작업이 이루어질 수 있는 자동세척장치에 관한 것이다.
통상적으로 기계가공물의 세척과정은 기계가공물의 다양화로 인해 수작업으로 많이 수행되었지만, 상기 세척과정에 있어서 세정액이 인체에 유해하기 때문에 세척과정을 자동화시키는 기술이 제안되었다.
하지만, 이러한 종래의 자동세척장치는 세정이나 헹굼을 위한 장치의 배치나 작동상태에 따라서 불균일한 세척의 결과를 얻게 되기도 하며, 세정액이나 헹굼액은 회수하여 재활용이 되므로 낭비는 없으나 탈액과정 중의 고압공기의 경우는 대기 중으로 소모되므로 사용법에 따라서 세척작업과 무관하게 많은 고압공기를 대기 중으로 방출하게 되어 경제적으로 손실을 야기하고, 탈액과정에서 높은 소음이 발생하는 등의 문제점이 있다.
예컨대, 첨부 도면 중, 도 1a는 종래의 기계가공물의 자동세척공정의 작업순서를 보여주는 공정도로서, 이를 참조하여 종래의 기계가공물의 자동세척공정을 살펴보면, 먼저 기계가공물이 세척공정에 주입되면 세정과정, 헹굼과정, 탈액과정, 및 건조과정을 거치게 된다.
상기 세정과정에서는 세정액을 기계가공물에 분사하여 기계가공물에 부착되어있는 가공유 또는 금속칩 등의 가공 이물질을 제거하게 되고, 상기 헹굼과정에서는 세정과정에서 남아 있는 잔류 이물질을 제거한 후, 탈액과정에서 기계가공물 표면에 남아 있는 세정액이나 헹굼액 등을 제거한다.
상기 탈액과정에서는 세정액이나 헹굼액 등을 제거하기 위하여 고압의 공기를 사용하는데, 기계가공물의 표면에 고압의 공기를 강하게 불어주도록 하기 위하여 노즐을 사용하며, 강한 공기바람으로 인하여 헹굼액이나 잔류 이물질 등이 제거되면 최종적으로 건조과정을 거치면서 깨끗한 기계가공물을 얻게 된다.
첨부 도면 중, 도 1b는 종래의 자동세척장치의 구성을 보여주는 구성도 및 도 1c는 도 1b의 'A-A' 부분의 단면도로서, 이를 참조하여 자동세척장치의 구성에 따른 세척공정을 설명하면, 먼저 기계가공물(1)이 세척공정을 위하여 자동이송장치(2)에 놓이면 좌측에서 우측으로 진행하면서 세척공정이 자동으로 이루어지게 된다.
세정과정에서는 세정노즐(3)이 세정액을 기계가공물(1)에 분사하여 기계가공 물(1)의 표면에 묻어있는 가공유나 금속칩 등의 가공 이물질을 털어내게 되며, 이 과정에서 세정액은 하부에 구비되는 세정액저장조(4)에 모여진다. 그리고, 상기 세정액저장조(4)에 모이는 세정액은 세정액펌프(5)를 통해 재사용되며, 상기 세정액에 불순물이 많아서 재사용이 불가능할 정도가 되면 교체하게 된다.
상기 세정과정에서 인체에 유해한 세정액이 대기로 빠져나가지 않도록 하기 위하여 자동세척장치(6)의 세정과정 입구부분에 차단막(7)을 설치하는데, 이 차단막(7)은 비닐계의 플라스틱 스트립을 사용하거나 또는 공기를 사용한 에어차단막을 사용하며, 인체에 유해한 세정액이나 헹굼액의 미세 세정액이 자동세적장치(6) 외부로 나오지 못하게 한다. 또한, 상기 자동세척장치(6)의 내부에 떠돌아다니는 세정액이나 헹굼액의 미세 세정액을 블로워(8)로 흡입하여 집진장치(9)를 이용하여 제거하기도 한다.
상기 세정과정을 거친 기계가공물(1)은 헹굼과정으로 진행되며, 상기 헹굼과정은 세정과정에서 완전히 제거되지 못한 잔류 이물질을 다시 한번 더 제거하는 과정으로 상기 세정과정과 비슷하게 헹굼노즐(10)을 통해 기계가공물(1)에 분사하여 기계가공물(1)에 남아있는 잔류 이물질을 제거하며, 이때 상기 헹굼액은 자동이송장치(2) 아래에 있는 헹굼액저장조(11)로 모여진다.
그리고, 상기 헹굼액저장조(11) 내에 구비되는 헹굼액펌프(12)는 다시 헹굼액을 헹굼노즐(10)로 보내어 재순환되는 구조로 되어있으며, 이러한 헹굼과정을 마친 기계가공물(1)은 표면에 남아 있는 인체에 유해한 세정액이나 헹굼액을 제거하는 탈액과정을 거치게 되는데, 이 탈액과정은 고압의 공기로 공기노즐(13)을 통하 여 상기 기계가공물(1)에 불어줌으로써 공기의 충격에 의하여 제거되는 과정이다.
한편, 상기 탈액과정에서 사용한 공기는 재회수되지 못하므로 지속적으로 공기압축기(14)를 사용하여 공기를 압축하며, 이 압축된 공기를 공기탱크(15)에 저장하면서 탈액과정에 사용하게 된다.
상기 탈액과정을 마친 기계가공물(1)은 탈액과정에서 고압공기의 분사로 인하여 기계가공물의 표면에 부착하게 되는 수분성분을 제거하기 위하여 건조과정을 거치게 되며, 이는 기계가공물(1)에 녹이 발생하는 것을 방지하기 위해 히터(16)를 사용하여 건조하는 과정이다. 상기 건조과정의 고온의 공기에는 세정액, 헹굼액, 및 수증기 등이 포함되어 있으므로, 흡입장치(17)에서 내부공기를 흡입하여 필터(18)를 거치면서 이들을 제거하고 재순환하여 사용한다.
그리고, 최종적으로 상기와 같은 세척공정을 마친 기계가공물(1)은 자동세척장치(6)의 출구 측에 있는 차단막(7)을 통하여 나오게 된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 자동세척장치를 통한 세정과정이나 헹굼과정에서 이루어지는 작업은 위치가 고정된 노즐을 사용하여 세정액이나 헹굼액을 분사하므로 충분한 세정과 헹굼이 이루어지지 못하는 문제점이 있다.
또한, 상기 자동이송장치 측에 있는 기계가공물의 표면은 취약한 결과를 얻게 되므로, 이를 보완하기 위하여 자동이송시간을 느리게 하여 오랜 시간 세정과정이나 헹굼과정이 이루어지도록 하거나, 이송과정에 또 다른 특별한 장치를 부착하여 기계가공물이 이송 중에 방향을 바꾸도록 하는 복잡한 장치를 부착하여야 하는 어려움이 따르게 될 뿐만 아니라, 기계가공물에 부착되어 있는 가공 이물질의 부착 력에 따라서 이러한 스프레이식 분사식은 충격량을 적게 가하므로 세정과정이나 헹굼과정이 제대로 이루어지지 못하는 문제점이 있다.
또한, 탈액과정에서 고압의 공기를 사용하는데, 이 고압의 공기는 재회수가 되는 과정이 아니므로 비용이 많이 들어가는 과정이다. 즉, 종래의 자동세척장치에서는 단순히 공기압축기로 압축한 고압의 공기를 공기탱크에서 공기노즐과 연결하여 분사하며, 기계가공물의 다양한 형상에도 작업이 이루어지도록 하기 위하여 윗부분과 좌우에 여러 개의 공기노즐을 설치하여 분사하는데, 이는 상당히 비경제적인 측면이 있으며, 분사된 공기가 가공물의 표면에 직접 맞닿지 못하는 경우도 있으며, 많은 노즐을 사용하므로 고압공기의 소모량이 엄청나며, 이에 따라 전력의 소모량도 증가하게 되고, 여러 노즐에서 고압의 공기를 분사하므로 엄청난 소음이 발생하는 등의 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 탈액과정에서 효과적인 탈액과정과 소음의 저감, 및 고압공기 소모량의 감소 등이 이루어질 수 있도록 하기 위해서, 단순분사 방식에서 집중분사방식으로 개선하고, 집중분사방식에서 분사장치를 이송하여 기계가공물의 표면 전체에 영향을 미칠 수 있도록 하며, 탈액과정에서 소음이 적으면서 공기의 충격량이 큰 장치를 구비한 자동세척장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명인 자동세척장치는 세정과정, 헹굼과정, 탈액과정 및 건조과정의 세척공정을 통해서 기계가공물에 부착된 이물질을 제거하는 세척장치에 있어서, 상기 세척장치는 상기 세정과정을 위한 세정노즐부재와, 상기 헹굼과정을 위한 헹굼노즐부재, 및 상기 탈액과정을 위한 공기노즐부재를 포함하여 구성되되, 상기 세정노즐부재와 헹굼노즐부재 및 공기노즐부재는 상기 세척장치 내에 결합하여 회전수단에 의해 회전하는 회전형틀부재에 구비되어 상기 세척공정을 수행하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 회전형틀부재는 상기 기계가공물을 세척하기 위한 세정액, 헹굼액 및 공기의 유동통로가 내부에 형성된 원형의 파이프부재; 상기 파이프부재의 외측면에 결합하고, 상기 세척장치의 내부에 고정하기 위한 반원 형상인 한 쌍의 홀더부; 상기 한 쌍의 홀더부를 상호 고정결합하기 위한 결합수단; 상기 파이프부재의 내측에 결합하고, 상기 파이프부재 및 홀더부 사이에 원활한 슬라이딩이 일어나도록 하기 위한 베어링부재; 및 상기 세정액과 헹굼액 및 공기의 분사가 이루어지되, 상기 파이프부재의 내측 방향에 결합하고 분사각도 조절이 가능한 수 개의 노즐부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 회전형틀부재는 상기 기계가공물의 진입 상태 확인을 통하여 상기 세정액과 헹굼액 및 공기의 분사가 자동으로 이루어지도록 하기 위한 센서수단을 더 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전형틀부재는 상기 노즐부재를 통한 분사액이 단속적으로 분사되도록 제어하기 위한 밸브부재를 더 구비한 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 공기노즐부재는 일단 내부에 축소관 및 확산관이 연결된 저소음 초음속노즐부가 형성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 공기노즐부재는 상기 저소음초음속노즐부가 형성되는 입구의 내측에 노즐홈이 형성되되, 상기 공기노즐부재의 내부인 저소음초음속노즐부의 외측으로 저속의 공기가 유동함과 동시에 상기 저소음초음속노즐부의 내측으로 고속의 공기가 유동하여 분사되는 공기의 충격량을 증대하고 작동소음을 줄여주는 것을 특징으로 한다.
본 발명인 자동세척장치는 종래의 단순분사방식으로는 세정액이나 헹굼액이 기계가공면에 가하는 충격량이 적기 때문에, 가공 이물질의 부착이 강하게 된 경우에는 원활한 작업이 이루어지지 않는다.
따라서, 본 발명에 따른 자동세척장치는 세정액이나 헹굼액이 여러 방향으로 스프레이 되는 단순방식에서 노즐을 한 방향으로 집중하여 분사되는 집중분사방식을 선택하고, 이 경우에 분사되는 지역 이외의 곳에서도 세정이나 헹굼작업이 이루어질 수 있도록 회전형틀부재를 사용하여 분사하는 방식을 취하고 있다.
특히, 기계가공물의 자동이송장치에서의 이송과 회전형틀부재에 의한 회전분사를 통해서 상기 기계가공물의 전 영역에 걸쳐 세정이나 헹굼작업이 이루어지며, 또한 분사를 단속적으로 하여 충격량을 더욱더 커지게 한다. 그리고, 세척과정 중 탈액과정에서도 회전형틀부재에 의한 동일한 방식을 택하나, 소음의 감소 및 충격량 증가를 위하여 저소음초음속노즐을 사용하며, 기계가공물이 노즐에서 분사되는 공기와 접촉이 이루어지지 않으면 고압공기의 분사가 차단되는 구조이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하 고자 한다. 첨부 도면 중, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자동세척장치의 전체적인 구성을 보여주는 구조도이고, 도 3은 도 2의 'A-A'부분의 단면도, 및 도 4는 도 3의 'B-B'부분의 단면도이다.
먼저, 본 발명에 따른 자동세척장치의 구성 및 작용에 대해 상세히 설명하기 전에 본 발명에 따른 자동세척장치의 특징적 구조에 대해 설명하면 다음과 같다.
종래의 자동세척장치(6, 도 1b참조)는 노즐(3, 10, 13, 도 1b참조)을 자동세척장치(6, 도 1b참조) 내에 고정하여 사용하는 특징이 있었으나, 본 발명의 실시 예에 따른 자동세척장치(100)는 노즐부재(132, 133, 134)를 회전형틀부재(130)에 설치하고, 이 회전형틀부재(130)를 회전시켜 노즐부재(132, 133, 134)가 이동되는 구조를 갖는 특징이 있으며, 회전하는 회전형틀부재(130)의 회전방향은 순차적으로 반대방향으로 회전하도록 하여 세척공정의 효율이 증대되고, 이러한 방식은 기계가공물(200)의 표면에 세정액이나 헹굼액, 고압공기 등이 충격을 가할 때 분사 방향을 달리함으로써 부착된 이물질이 손쉽게 탈착되도록 한다.
또한, 상기 회전형틀부재(130)에 부착된 노즐부재는 스프레이형의 단순분사식이 아닌 집중분사식을 사용함으로써, 상기 기계가공물(200)의 표면에 가해지는 세정액이나 헹굼액, 고압공기의 충격량이 증대하게 되고, 특히 고압공기의 경우에 공기노즐부재(134)로서 축소관(135a) 및 확산관(135b)으로 구성된 저소음초음속노즐부(135)를 사용하여 충격량이 증대하고, 저속의 공기를 초음속으로 분사되는 공기의 주위를 감싸도록 하여 소음이 줄어들며, 기계가공물(200)에 직접적인 영향을 미치지 못하는 경우에는 공기의 분사를 차단하여 고압공기의 낭비를 최소화할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 자동세척장치(100)는 세정과정, 헹굼과정, 탈액과정 및 건조과정의 세척공정을 통해서 기계가공물에 부착된 이물질을 제거하는 세척장치이다.
도 2를 참조하여 상기 자동세척장치(100)에서의 세척공정을 설명하면, 먼저 기계가공물(200)이 세척공정을 위하여 자동이송장치(110)에 놓이면 좌측에서 우측으로 진행하면서 세척공정이 자동으로 이루어지는데, 상기 세정과정에서는 세정노즐부재(132)가 세정액을 기계가공물(200)에 분사하여 기계가공물(200)의 표면에 묻어있는 가공유 또는 금속칩 등의 가공 이물질을 털어내게 되며, 이 과정에서 세정액은 하부에 구비되는 세정액저장조(120)에 모여진다. 그리고, 상기 세정액저장조(120)에 모이는 세정액은 세정액펌프(122)에 의해 환수되어 재사용하게 된다.
그리고, 상기 자동세척장치(100)의 세정과정 입구부분에 인체에 유해한 세정액이 대기로 빠져나가지 않도록 하기 위하여 입구차단막(121)을 설치하는데, 이 입구차단막(121)은 비닐계의 플라스틱 스트립을 사용하거나 또는 공기를 사용한 에어차단막을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 자동세척장치(100)의 내부에 떠돌아다니는 세정액이나 헹굼액의 미세 세정액을 블로워(123)로 흡입하여 집진장치(124)를 이용하여 제거한다.
이러한 세정과정을 거친 기계가공물(200)은 헹굼과정으로 진행된다. 상기 헹굼과정은 세정과정에서 완전히 제거되지 못한 잔류 이물질을 다시 한번 더 제거하는 과정으로 상기 세정과정과 비슷하게 헹굼노즐부재(133)를 통해 기계가공물(200)에 헹굼액을 분사하여 상기 기계가공물(200)에 남아있는 잔류 이물질을 제거하며, 이때 상기 잔류 이물질을 제거한 헹굼액은 자동이송장치(110) 아래에 있는 헹굼액저장조(140)로 모이게 된다.
그리고, 상기 헹굼액저장조(140) 내에 구비되는 헹굼액펌프(141)는 다시 헹굼액을 헹굼노즐부재(133)로 보내어 재순환되는 구조로 되며, 이러한 헹굼과정을 마친 기계가공물(200)은 표면에 남아있는 인체에 유해한 세정액이나 헹굼액을 제거하는 탈액과정을 거치게 된다. 상기 탈액과정은 공기노즐부재(134)를 통하여 고압의 공기를 기계가공물(200)에 불어줌으로써 공기의 충격에 의하여 기계가공물(200)의 표면에 남아있는 세정액 또는 헹굼액을 제거하는 과정이다.
상기 탈액과정에서 사용한 공기는 재회수되지 않기 때문에 지속적으로 공기압축기(151)를 사용하여 공기를 압축하고, 이 압축된 공기를 공기탱크(150)에 저장하면서 탈액과정에 사용하게 된다.
상기 탈액과정을 마친 기계가공물(200)은 탈액과정에서 고압공기의 분사로 인하여 기계가공물의 표면에 부착하게 되는 수분성분을 제거하기 위하여 건조과정을 거치게 되며, 이는 기계가공물(200)에 녹이 발생하는 것을 방지하기 위해 히터(162)를 사용하여 건조하는 과정이다. 상기 건조과정의 고온의 공기에는 세정액, 헹굼액, 및 수증기 등이 포함되어 있으므로, 흡입장치(160)에서 내부공기를 흡입하여 필터(161)를 거치면서 이들을 제거하고 재순환하여 사용한다.
그리고, 최종적으로 상기와 같은 세척공정을 마친 기계가공물(200)은 자동세척장치(100)의 출구 측에 있는 출구차단막(163)을 통하여 나오게 된다.
상기와 같은 세척과정을 통해 기계가공물(200)을 세척하는 본 발명의 실시 예에 따른 자동세척장치(100)는 세정과정을 위해 세정노즐부재(132)와, 상기 헹굼과정을 위한 헹굼노즐부재(133), 및 상기 탈액과정을 위한 공기노즐부재(134)를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 세정노즐부재(132)와 헹굼노즐부재(133) 및 공기노즐부재(134)는 상기 자동세척장치(100) 내에 결합하여 회전모터(130a)에 의해 회전하는 회전형틀부재(130)에 구비되어 상기 세척공정이 수행된다.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 상기 회전형틀부재(130)는 상기 기계가공물(200)을 세척하기 위한 세정액, 헹굼액 및 공기의 유동통로가 내부에 형성된 원형의 파이프부재(131)와, 상기 파이프부재(131)의 외측면에 결합하여, 상기 자동세척장치(100)의 내부에 고정하기 위한 반원 형상인 한 쌍의 홀더부(131a)와, 상기 한 쌍의 홀더부(131a)를 상호 고정결합하기 위한 결합볼트(131b)와, 상기 파이프부재(131)의 내측에 결합하고, 상기 파이프부재(131) 및 홀더부(131a) 사이에 원활한 슬라이딩이 일어나도록 하기 위한 니들베어링(131c), 및 상기 세정액과 헹굼액 및 공기를 분사하기 위해 상기 파이프부재(131)의 내측 방향에 결합하고 분사각도 조절이 가능한 수 개의 노즐부재(132, 133, 134)로 구성된다.
한편, 상기 회전형틀부재(130)의 내측면에는 상기 기계가공물(200)의 진입 상태 확인을 통하여 상기 세정액과 헹굼액 및 공기의 분사가 자동으로 이루질 수 있도록 하여, 분사에 따른 소모되는 에너지의 낭비가 없도록 하기 위한 센서(130b)가 구비된다. 상기 센서(130b)는 회전형틀부재(130)의 내측면에서 상호 마주보게 설치되며, 상기 기계가공물(200)이 진입하는 지를 파악하도록 하여 각 노즐부재의 작동의 시기가 자동으로 선택되도록 하는 구조를 갖추게 된다. 상기 센서(130b)를 이용하는 방식은 예컨대, 자동이송장치(110)의 표면에 로드셀(Loal-Cell)을 부착하여 무게로 판단하는 방법을 사용할 수도 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 회전형틀부재(130)의 상부에는 각 노즐부재를 통한 분사액이 단속적으로 분사되도록 제어하기 위한 밸브부재(131d)가 더 구비되며, 상기 밸브부재(131d)는 전자 신호에 의해 On/Off 방식으로 제어되는 전자식 솔레노이드 밸브(S/V)를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 분사액의 분사가 연속적이 아닌 단속적인 분사가 되면서, 기계가공물(200)에 부착된 가공 이물질의 분리가 더욱 잘 일어날 수 있게 되는 것이다.
상기 회전형틀부재(130)가 자동세척장치(100)의 내부에 설치되기 위하여서는 반원형의 한 쌍의 홀더부(131a)를 사용하여 상기 파이프부재(131)의 외부를 감싸고, 상기 홀더부(131a) 내에서 파이프부재(131)가 슬라이딩 회전할 수 있는 구조로 되어있으며, 상기 한 쌍의 홀더부(131a)는 조립볼트(131b)에 의하여 전체적인 구조를 형성하게 된다. 한편, 여기서 홀더부(131a)와 파이프부재(131) 사이에 슬라이딩이 잘 되도록 하기 위해서 상기 파이프부재(131)의 내측에 니들베어링(131c)을 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 노즐부재(132, 133, 134)는 분사각도 조절이 가능하도록 회전할 수 있으며, 각 세척과정을 시작하는 위치에서는 기계가공물(200)의 앞면의 작업을 위하여 앞쪽 회전형틀부재(130)에 설치된 노즐부재(132, 133, 134)의 방향은 기계가공물(200)의 앞쪽 표면을 세척할 수 있는 구조이며, 반대로 각각의 과정이 마무리되는 단계에서는 뒤쪽 회전형틀부재(130)에 설치되는 노즐부재(132, 133, 134)의 방향은 기계가공물(200)의 뒷면을 세척할 수 있는 구조이다.
또한, 상기 회전형틀부재(130)는 앞쪽의 회전형틀부재(130)가 시계방향으로 회전하면 뒤쪽의 회전형틀부재(130)는 시계반대방향으로 회전하고, 그 다음 뒤쪽의 회전형틀부재(130)는 시계방향으로 회전하는 지그재그방식의 회전운동을 하는 것이 바람직하다.
첨부 도면 중, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 저소음초음속노즐이 형성된 공기노즐부재의 구조를 보여주는 개략도 및 도 6은 도 5의 'C-C'부분의 단면도이다.
상기 도면을 참조하면, 상기 회전형틀부재(130)에 결합하는 노즐부재 중에서 공기노즐부재(134)의 일단 내부에는 축소관(135a) 및 확산관(135b)이 연결된 저소음초음속노즐부(135)가 형성된다.
그리고, 상기 공기노즐부재(134)는 상기 저소음초음속노즐부(135)가 형성되는 입구의 내측에 노즐홈(134a)이 형성되며, 상기 공기노즐부재(134)의 내부인 저소음초음속노즐부(135)의 외측으로 저속의 공기가 유동함과 동시에 상기 저소음초음속노즐부(135)의 내측으로 고속의 공기가 유동하여 분사되는 공기의 충격량을 증대하고 작동소음을 줄여주게 된다. 다시 말하면, 상기 공기노즐부재(134)에서 분사되는 고압공기의 대부분이 주 흐름을 형성하여 상기 저소음초음속노즐부(135)를 거치면서 초음속 유동으로 변하게 되고, 고압공기의 일부는 상기 노즐홈(134a)을 통하여 상기 저소음초음속노즐부(135)와 공기노즐부재(134)의 외면 사이에 형성되는 공간(S)으로 들어가게 되어, 초음속으로 분사되는 주 흐름을 둘러싸면서 주 흐름인 초음속과 같이 분사되게 된다.
통상, 고압공기에 의하여 높은 충격량을 가하기 위하여서는 공기의 질량유량이 커지거나 또는 공기의 속도가 커짐으로써 충격량을 증대할 수 있는데, 이는 충격량이 공기의 질량유량 또는 속도에 비례하는 관계에 있기 때문이다. 이는 축소관(135a) 및 확산관(135b)으로 형성된 초음속 노즐을 지나게 되면, 공기는 초음속으로 분사되므로 높은 충격량을 얻게 되는 것이다.
그러나, 속도가 높아지면 소음이 증대하게 되는데, 이는 소음이 주위대기 속도와 분사되는 공기속도의 차이에 의하여 결정되는 속도의 8승에 비례하여 발생하게 된다. 따라서, 속도를 줄여주는 것이 소음을 줄이는 방법이지만, 본 발명의 실시 예서는 소음의 발생을 줄여주기 위하여, 내부에 형성되는 초음속유동의 외측으로 낮은 속도를 갖는 공기로 감싸주는 구조를 가진다. 이로 인해 실제로 발생하는 소음은 공기의 낮은 속도에 의해 발생하는 것이 되어 저소음의 장치가 되는 것이다.
상기와 같은 본 발명에 따른 자동세척장치에 의하면, 회전하는 회전형틀부재에 설치된 집중분사식의 노즐 구조로 인해서 기계가공면의 표면에 가해지는 세정액, 헴굼액, 고압공기 등의 충격량이 커져, 세척공정이 완벽하게 이루어지는 효과가 있다.
또한, 분사되는 과정을 단속적으로 하여 세척공정이 효율적으로 수행되며, 기계가공물의 진입과정을 인지하여 자동으로 분사가 이루어지도록 하여 경제적인 세척공정이 이루어질 수 있는 효과가 있다.
또한, 탈액과정에서 초음속노즐을 사용하여 공기의 충격량이 증대함과 동시에 초음속 노즐의 주위에 저속도의 공기가 분사되어 소음 감소의 효과가 있다.
본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
Claims (5)
- 삭제
- 세정과정, 헹굼과정, 탈액과정 및 건조과정의 세척공정을 통해서 기계가공물에 부착된 이물질을 제거하는 세척장치에 있어서,상기 세척장치는 상기 세정과정을 위한 세정노즐부재와, 상기 헹굼과정을 위한 헹굼노즐부재, 및 상기 탈액과정을 위한 공기노즐부재를 포함하여 구성되고, 상기 세정노즐부재와 헹굼노즐부재 및 공기노즐부재는 상기 세척장치 내에 결합하여 회전수단에 의해 회전하는 회전형틀부재에 구비되어 상기 세척공정이 이루어지되,상기 회전형틀부재는 상기 기계가공물을 세척하기 위한 세정액, 헹굼액 및 공기의 유동통로가 내부에 형성된 원형의 파이프부재; 상기 파이프부재의 외측면에 결합하고, 상기 세척장치의 내부에 고정하기 위한 반원 형상인 한 쌍의 홀더부; 상기 한 쌍의 홀더부를 상호 고정결합하기 위한 결합수단; 상기 파이프부재의 내측에 결합하고, 상기 파이프부재 및 홀더부 사이에 원활한 슬라이딩이 일어나도록 하기 위한 베어링부재; 및 상기 세정액과 헹굼액 및 공기의 분사가 이루어지되, 상기 파이프부재의 내측 방향에 결합하고 분사각도 조절이 가능한 수 개의 노즐부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동세척장치.
- 제 2항에 있어서,상기 회전형틀부재는 상기 기계가공물의 진입 상태 확인을 통하여 상기 세정액과 헹굼액 및 공기의 분사가 자동으로 이루어지도록 하기 위한 센서수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 자동세척장치.
- 제 2항에 있어서,상기 회전형틀부재는 상기 노즐부재를 통한 분사액이 단속적으로 분사되도록 제어하기 위한 밸브부재를 더 구비한 것을 특징으로 하는 자동세척장치.
- 제 2항에 있어서,상기 공기노즐부재는 일단 내부에 축소관 및 확산관이 연결된 저소음초음속노즐부를 형성하고, 상기 저소음초음속노즐부가 형성되는 입구의 내측에 노즐홈이 형성되되, 상기 저소음초음속노즐부의 내측으로 고속의 공기가 유동하여 분사되는 공기의 충격량을 증대하고 상기 저소음초음속노즐부의 외측으로 저속의 공기가 유동하여 작동소음을 줄여주는 것을 특징으로 하는 자동세척장치.
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