KR101063665B1 - Coolant heat exchanger for machine tools - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공작기계의 절삭유 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공구와 공작물 사이로 분사된 절삭유가 다수의 열교환튜브와 열교환되어 냉각이 이루어지도록 한 공작기계의 절삭유 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a coolant heat exchanger of a machine tool, and more particularly, to a coolant heat exchanger of a machine tool in which the coolant injected between the tool and the workpiece is exchanged with a plurality of heat exchange tubes to cool.
본 발명은 상하가 개방된 원통형 내부공간을 가지면서 일측으로는 절삭유 유입구와 열교환되어 온도가 상승된 절삭유가 배출되는 절삭유 배출구가 형성된 본체; 상기 본체의 양단을 가로지르는 복수의 관통유로; 냉각유체가 순환하는 통로로서 상기 본체의 내부공간에 착탈가능하게 끼워지며, 상기 본체의 절삭유 유입구를 통해 본체 내부로 유입된 절삭유가 본체 내부를 순환하여 절삭유 배출구를 통해 배출될 수 있도록 절삭유 순환유로를 형성시키는 냉각카세트; 상기 본체의 상,하단에 각각 고정되며, 내측 가장자리에는 상기 관통유로와 냉각카세트를 연통시켜 일련의 냉각유체 순환유로를 완성시켜 주는 연결유로가 형성된 상,하부본체커버; 상기 상부본체커버에 설치되어 상기 냉각카세트 또는 관통유로 내부로 냉각유체를 유입시키는 냉각유체 유입관; 및 상기 상부본체커버에 설치되어 상기 냉각카세트 또는 관통유로 내부로 냉각유체를 배출시키는 냉각유체 배출관을 포함하여 구성된다.The present invention has a cylindrical inner space of the upper and lower open while the one side is a heat exchange with the cutting oil inlet port is formed with a cutting oil discharge port is discharged coolant discharged temperature rises; A plurality of through passages crossing both ends of the main body; It is a passage through which the cooling fluid circulates and is detachably inserted into the inner space of the main body, and the cutting oil circulating flow path allows the cutting oil introduced into the main body through the cutting oil inlet of the main body to circulate inside the main body and be discharged through the cutting oil outlet. Forming a cooling cassette; Upper and lower body covers respectively fixed to upper and lower ends of the main body, and a connecting channel formed at an inner edge of the main body to communicate with the through flow passage and the cooling cassette to complete a series of cooling fluid circulation passages; A cooling fluid inlet tube installed in the upper body cover to introduce a cooling fluid into the cooling cassette or a through passage; And a cooling fluid discharge pipe installed at the upper body cover to discharge cooling fluid into the cooling cassette or the through flow path.
절삭유, 냉각, 열교환, 공작기계, 절삭 Coolant, Cooling, Heat Exchanger, Machine Tool, Cutting
Description
본 발명은 공작기계의 절삭유 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공구와 공작물 사이로 분사된 절삭유가 다수의 열교환튜브와 열교환되어 냉각이 이루어지도록 한 공작기계의 절삭유 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a coolant heat exchanger of a machine tool, and more particularly, to a coolant heat exchanger of a machine tool in which the coolant injected between the tool and the workpiece is exchanged with a plurality of heat exchange tubes to cool.
통상적으로 공작기계의 절삭가공시에는 공구와 공작물간의 강한 마찰로 인해 높은 열이 발생되며, 이 열로 인해 공구 및 공작물의 상대 치수의 변화는 물론 공작물 자체의 변형으로 가공정밀도가 떨어지게 된다. 따라서, 이러한 문제를 방지하기 위하여 절삭가공 중인 공구의 선단에는 절삭유를 공급하여 공구를 냉각을 시키게 된다. 이때, 상기 절삭유는 소정의 경로를 통해 냉각된 상태로 재공급되는 순환 공급구조를 갖는다.In general, during cutting of a machine tool, high heat is generated due to strong friction between the tool and the workpiece, and the heat decreases the precision of machining due to the deformation of the workpiece itself as well as the change in the relative dimensions of the tool and the workpiece. Accordingly, in order to prevent such a problem, the cutting oil is supplied to the front end of the cutting tool to cool the tool. At this time, the cutting oil has a circulating supply structure that is supplied again in a cooled state through a predetermined path.
일반적인 절삭유 공급구조는 탱크에 저장된 절삭유가 펌프모터로 펌핑되어 공급관을 통해 공구와 공작물 사이로 분사되고, 분사된 절삭유가 공작물과 열교환되어 온도가 상승된 상태로 공작물의 베드상에서 모여져 드레인관을 통해 열교환기를 거쳐 냉각된 후 다시 상기 탱크로 회수되는 것이다. 그리고 상기 탱크로부터 펌핑되는 절삭유는 탱크에 설치된 필터에 의해 이물질이 걸러지게 된다.In the general coolant supply structure, the coolant stored in the tank is pumped by the pump motor to be sprayed between the tool and the workpiece through the supply pipe, and the injected coolant is exchanged with the workpiece to be heated on the bed of the workpiece to raise the temperature. After cooling through, it is recovered to the tank again. And the cutting oil pumped from the tank is to filter foreign matter by a filter installed in the tank.
도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 열교환기(10)는 상하가 개방된 원통형으로 이루어지며 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구(12a)와 절삭유와 열교환이 이루어져 온도가 상승된 냉각수가 배출되는 냉각수 출구(12b)가 형성된 본체(12), 상기 본체(12)의 상하부 각각에 설치된 상하부 플레이트(14, 14a), 열교환될 절삭유가 유입되는 절삭유 유입관(16a)이 구비되어 상부 플레이트(14)의 상부로 설치되는 상부커버(16), 열교환되어 냉각된 절삭유가 유출되는 절삭유 유출관(18a)이 구비되어 하부 플레이트(14a)의 하부로 설치되는 하부커버(18) 및 상부 플레이트(14)로부터 하부플레이트(14a)로 연통되게 설치되어 절삭유 유입관(16a)으로부터 유입된 열교환될 절삭유를 하부 플레이트(14a)의 하부로 유동시키는 다수의 열교환튜브(20)들로 이루어진다.As shown in Figure 1 and 2, the
그리고, 상부 플레이트(14)와 상부커버(16) 사이에는 절삭유 유입관(16a)로 부터 유입된 열교환될 절삭유가 저수되는 상부 공간부(22)가 형성되고, 하부 플레이트(14a)와 하부커버(18) 사이에는 열교환된 절삭유가 저수되는 하부 공간부(22a)가 형성된다.In addition, an
전술한 바와 같이 구성된 종래의 열교환기(10)의 열교환 과정을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the heat exchange process of the
먼저, 냉각수는 본체(12)의 냉각수 유입구(12a)로 본체(10) 내부로 유입되고, 절삭유는 상부커버(16)의 절삭유 유입관(16a)을 통해 상부 공간부(22)로 유입된 후 열교환튜브(20)를 통해 하부 공간부(22a)로 유동된다. 절삭유는 열교환튜브(20)를 유동하는 과정에서 열교환튜브(20)와 열교환이 이루어져 냉각된 상태로 절삭유 배출관(18a)를 통해 배출되어 다시 탱크로 유입되며, 냉각수는 절삭유와 열교환되어 온도가 상승한 상태로 냉각수 출구(12b)를 통해 배출되어 별도의 냉각사이클을 거쳐 냉각된 상태로 냉각수 유입구(12a)로 다시 유입된다.First, the coolant is introduced into the
그러나, 종래의 열교환기는 다음과 같은 문제를 가진다.However, conventional heat exchangers have the following problems.
첫째, 종래의 열교환기는 열교환튜브가 상부 플레이트와 하부 플레이트와 일체로 이루어져 있어서 각각의 열교환튜브의 교환 및 수리는 물론 청소와 같은 각종 정비가 불가하므로 열교환기의 유지 보수 비용이 증가하는 문제가 있다.First, since a heat exchanger tube is integrally formed with an upper plate and a lower plate, various maintenance such as replacement and repair of each heat exchanger tube, as well as cleaning, is not possible, thus increasing the maintenance cost of the heat exchanger.
둘째, 종래의 열교환기는 절삭유가 열교환튜브 내부를 이동하면서 열교환이 이루어지는 방식을 따르고 있기 때문에, 절삭유의 처리량이 적고 열교환 면적도 작아 열교환율도 낮다는 문제가 있다. 뿐만 아니라, 최근 정밀가공이 더욱 요구되면서 고속회전에 따른 절삭유의 온도상승이 급속히 이루어지고 있는 점을 감안할 때, 종래의 열교환기는 절삭유의 처리량이 적고 열교환율도 낮아서 절삭유를 충분히 냉각시키지 못하므로 열교환기 및 탱크가 대형화되는 문제도 뒤따른다.Second, since the heat exchanger follows a method in which the coolant moves inside the heat exchange tube while the heat exchange is performed, there is a problem in that the amount of cutting oil is small and the heat exchange area is small so that the heat exchange rate is low. In addition, in view of the recent rapid increase in the temperature of the coolant due to the high-speed rotation as the precision processing is required, the conventional heat exchanger does not sufficiently cool the coolant due to the low throughput of the coolant and the low heat exchange rate. The problem is that the tank becomes larger.
셋째, 종래의 열교환기는 자체적으로 절삭유에 포함된 이물질을 제거하기 위한 필터링 장치가 마련되어 있지 않으므로 절삭유에 포함된 이물질이 절삭유와 함께 열교환기를 순환하면서 열교환기에 손상을 입히거나 유로를 차단하여 열교환기 성능을 크게 떨어뜨리는 문제가 있다.Third, since the conventional heat exchanger does not have a filtering device for removing foreign substances contained in the cutting oil by itself, foreign matter contained in the cutting oil circulates the heat exchanger with the cutting oil to damage the heat exchanger or block the flow path, thereby greatly improving the heat exchanger performance. There is a problem of dropping.
넷째, 종래의 열교환기는 동절기에는 가동을 마친 열교환기 내부에 남아 있 는 냉각수가 결빙되어 열교환튜브가 막히면서 냉각수가 정상적으로 순환할 수 없는 상태가 된다. 따라서, 열교환기의 재가동시에는 별도의 워밍과정을 거치지 않게 되면 열교환튜브로 공급되는 냉각수의 압력에 의해 열교환튜브가 터져버리는 사고가 발생된다. 따라서, 동절기에는 재가동시에는 반드시 워밍과정을 거쳐야 하는 사용상의 불편을 감수하여야 한다.Fourth, in the conventional heat exchanger, the coolant remaining inside the heat exchanger which has been in operation in the winter is frozen, and the heat exchange tube is blocked, so that the coolant cannot circulate normally. Therefore, when the heat exchanger is restarted, an accident that the heat exchange tube bursts due to the pressure of the cooling water supplied to the heat exchange tube is performed without a separate warming process. Therefore, in winter, the user must bear the inconvenience of using the warming process when restarting.
본 발명의 목적은 열교환튜브들의 교환 및 수리는 물론 청소와 같은 각종 정비가 개별적으로 용이하게 이루어지며, 절삭유의 처리량이 크고 냉각효율도 높으며, 절삭유에 포함된 이물질의 제거가 용이하이 하게 이루어지며, 동절기에도 별도의 워밍과정을 거치지 않고 사용이 가능한 공작기계의 절삭유 열교환기를 제공하기 위한 것이다.The purpose of the present invention is to easily exchange and repair heat exchange tubes as well as various maintenance, such as cleaning is made individually, the throughput of the cutting oil is large, the cooling efficiency is high, and the foreign matter contained in the cutting oil is made easy to remove, In order to provide a coolant heat exchanger for machine tools that can be used without a separate warming process in winter.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 공작기계의 절삭유 열교환기는 상하가 개방된 원통형 내부공간을 가지면서 일측으로는 절삭유 유입구와 열교환되어 온도가 상승된 절삭유가 배출되는 절삭유 배출구가 형성된 본체; 상기 본체의 상하단을 가로지르는 복수의 관통유로; 냉각유체가 순환하는 통로로서 상기 본체의 내부공간에 착탈가능하게 끼워지며, 상기 본체의 절삭유 유입구를 통해 본체 내부로 유입된 절삭유가 본체의 내부를 순환하여 절삭유 배출구를 통해 배출될 수 있도록 절삭유 순환유로를 형성시키는 냉각카세트; 상기 본체의 상단에 고정되며, 내측 가장자리에는 상기 관통유로들을 연통시켜 일련의 냉각유체 순환유로를 완성시켜 주는 연결유로가 형성된 상부본체커버; 상기 본체의 하단에 고정되며, 내측 가장자 리에는 상기 관통유로와 냉각카세트를 연통시켜 일련의 냉각유체 순환유로를 완성시켜 주는 연결유로가 형성된 하부본체커버; 상기 상부본체커버에 설치되어 상기 냉각카세트 또는 관통유로 내부로 냉각유체를 유입시키는 냉각유체유입관; 및 상기 상부본체커버에 설치되어 상기 냉각카세트 또는 관통유로 내부로 냉각유체를 배출시키는 냉각유체배출관을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.Cutting oil heat exchanger of the machine tool according to the present invention in order to achieve the above object has a cylindrical inner space of the upper and lower openings on one side is formed with a cutting oil outlet for heat-exchanging the cutting oil inlet and heat exchanged with the cutting oil inlet; A plurality of through passages crossing the upper and lower ends of the main body; A coolant circulation passage is inserted into the inner space of the main body as a passage through which cooling fluid circulates, and the cutting oil introduced into the main body through the cutting oil inlet of the main body circulates inside the main body to be discharged through the cutting oil outlet. Cooling cassette to form; An upper main body cover fixed to an upper end of the main body and having a connection flow passage formed at an inner edge thereof to communicate with the through flow passages to complete a series of cooling fluid circulation flow passages; A lower main body cover fixed to a lower end of the main body, and having an inner side edge formed with a connecting flow passage communicating with the through flow passage and the cooling cassette to complete a series of cooling fluid circulation passages; A cooling fluid inlet pipe installed in the upper body cover to introduce a cooling fluid into the cooling cassette or a through flow path; And a cooling fluid discharge pipe installed at the upper body cover to discharge the cooling fluid into the cooling cassette or the through flow path.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 공작기계의 절삭유 열교환기는 다음과 같은 효과가 있다.The cutting oil heat exchanger of the machine tool according to the present invention configured as described above has the following effects.
첫째, 본 발명에 따른 공작기계의 절삭유 열교환기는 열교환튜브가 설치된 냉각카세트를 열교환기 본체로부터 착탈가능하게 구성하여 각각의 열교환튜브의 교환 및 수리는 물론 청소와 같은 각종 정비가 가능하도록 함으로써 열교환기의 유지 보수 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.First, the coolant heat exchanger of the machine tool according to the present invention is configured to be detachably detachable from the heat exchanger main body of the cooling cassette in which the heat exchanger tube is installed so that various maintenance such as replacement and repair of each heat exchanger tube and cleaning can be performed. There is an effect to reduce the maintenance cost.
둘째, 본 발명에 따른 공작기계의 절삭유 열교환기는 절삭유가 열교환기 본체의 내부를 순환이동하는 방식을 따르고 있기 때문에, 절삭유가 열교환튜브 내부를 이동하면서 열교환이 이루어지는 방식의 종래와는 달리, 절삭유의 처리량이 크고 열교환 면적도 증대되어 열교환율이 크게 높아지는 효과가 있을 뿐만 아니라, 이로 인해 적은 양의 절삭유만으로도 운용이 가능해지므로 열교환기 및 절삭유 저장탱크의 크기를 줄일 수 있는 효과도 기대할 수 있다.Second, since the cutting oil heat exchanger of the machine tool according to the present invention follows the manner in which the cutting oil circulates inside the heat exchanger main body, unlike the conventional method in which the cutting oil moves inside the heat exchange tube and performs heat exchange, The large heat exchange area is also increased, and the heat exchange rate is greatly increased. As a result, it is possible to operate with only a small amount of coolant, thereby reducing the size of the heat exchanger and the coolant storage tank.
셋째, 본 발명에 따른 공작기계의 절삭유 열교환기는 베플판에 미세공이 형성되고 상기 냉각카세트의 하부커버에 미세공을 통과한 이물질을 외부로 배출시키 기 위한 이물질배출관이 설치되어 절삭유가 순환하는 과정에서 자연스럽게 절삭유에 포함된 이물질이 걸러지게 되므로 절삭유에 포함된 이물질이 절삭유와 함께 열교환기를 순환하면서 열교환기를 손상시키거나 유로를 차단하는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.Third, the coolant heat exchanger of the machine tool according to the present invention has a fine hole is formed in the baffle plate and the foreign material discharge pipe for discharging the foreign matter passing through the fine hole in the lower cover of the cooling cassette to the outside in the process of cutting oil circulating Since foreign matter contained in the cutting oil is naturally filtered, foreign matter contained in the cutting oil circulates the heat exchanger together with the cutting oil, thereby preventing the phenomenon of damaging the heat exchanger or blocking the flow path.
넷째, 본 발명에 따른 공작기계의 절삭유 열교환기는 냉각카세트를 냉각수 를 이용한 하절기용과 냉기를 이용한 동절기용으로 교체해가면서 사용이 가능하다. 따라서, 동절기에는 냉기를 이용하므로 동절기에도 냉각수를 이용하는 종래와는 달리 동절기에는 가동을 마친 열교환기 내부에 남아 있는 결빙된 냉각수를 제거하기 위하여 열교환기의 재가동시에 필수적으로 시행되었던 워밍과정이 요구되지 않으므로 사용이 편리한 효과가 있다.Fourth, the coolant heat exchanger of the machine tool according to the present invention can be used while replacing the cooling cassette for the summer season using the coolant and the winter season using the cold air. Therefore, since the cold air is used in winter, unlike the conventional cooling water in the winter, the warming process, which is essentially performed at the time of restarting the heat exchanger, is not required in order to remove the frozen coolant remaining in the completed heat exchanger in the winter. It is easy to use.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims are defined in the technical spirit of the present invention on the basis of the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain his invention in the best way. It must be interpreted to mean meanings and concepts.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 공작기계의 절삭유 열교환기는 절삭유가 출입하는 본체(100)와, 본체(100)를 가로지르는 관통유로(200)와, 본체(100)의 내부공간(110)에 착탈가능하게 끼워지는 냉각카세트(300)와, 본체(100)의 상,하단에 각각 고정되는 상,하부본체커버(400,500)와, 상기 상부본체커 버(400)에 설치된 냉각유체유입관(600)과 냉각유체배출관(700)으로 크게 구성된다.As shown in FIGS. 3 and 4, the cutting oil heat exchanger of the machine tool according to the present invention includes a
상기 본체(100)는 수직으로 세워져 설치된다. 상기 본체(100)는 상하가 개방된 원통형 내부공간(110)을 가지면서 일측으로는 절삭유 유입구(120)와 절삭유 배출구(130)가 형성된다. 상기 절삭유 유입구(120)로는 절삭작업시 공작물과 열교환되어 온도가 상승된 절삭유가 유입되고 절삭유 배출구(130)로는 본체(100) 내부를 순환하면서 열교환이 이루어져 냉각된 절삭유가 배출된다. 또한, 상기 본체(100)는 본체(100)의 상하단을 가로지르는 복수의 관통유로(200)를 가진다. 상기 관통유로(200)들은 냉각유체가 순환하는 통로로서 본체(100)의 좌측과 우측 가장자리에 형성된다. 본 실시예에서는 본체(100)가 사각단면체로 이루어지고 관통유로(200)가 각 모서리마다 총 4개가 형성된 것을 예를 도시하고 설명하나, 본체(100)의 형상이나 관통유로(200)의 개수는 이에 국한되지 않고 필요에 따라 다양한 형상과 개수로 이루어질 수 있음은 물론이다.The
냉각카세트(300)는 본체(100)의 관통유로(200)와 함께 냉각유체가 순환하는 통로로서 상기 본체(100)의 내부공간(110)에 착탈가능하게 끼워져 결합된다. 아울러 상기 냉각카세트(300)는 본체(100)의 내부에 끼워져 상기 본체(100)의 절삭유 유입구(120)를 통해 본체(100) 내부로 유입된 절삭유가 본체(100) 내부를 순환하여 절삭유 배출구(130)를 통해 배출될 수 있도록 절삭유 순환유로를 형성시킨다.The cooling cassette 300 is a passage through which the cooling fluid circulates together with the through
상기 본체(100)의 상,하단에는 각각 상,하부본체커버(400,500)가 나사결합을 통해 체결된다. 도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이, 상기 상부본체커버(400)의 내측 가장자리에는 상기 관통유로(200)들을 연통시켜 일련의 냉각유체 순환유로를 완성 시켜 주는 연결유로(410)가 형성된다. 그리고 하부본체커버(500)의 중앙에는 냉각카세트가 끼워지도록 통공이 형성되고 내측 가장자리에는 상기 관통유로(200)와 냉각카세트(300)를 연통시켜 일련의 냉각유체 순환유로를 완성시켜 주는 연결유로(510)가 형성되어 있다.Upper and lower body covers 400 and 500 are fastened by screwing to upper and lower ends of the
또한, 상기 상부본체커버(400)에는 중앙을 기준으로 좌측으로는 상기 냉각카세트(300) 또는 관통유로(200) 내부로 냉각유체를 유입시키는 냉각유체유입관(600)이 결합되고, 우측으로는 상기 냉각카세트(300) 또는 관통유로(200) 내부로부터 열교환된 냉각유체를 배출시키는 냉각유체배출관(700)이 수밀상태로 관통결합된다.In addition, the
또한, 상기 상부본체커버(400)에는 후술할 냉각카세트(300)의 상부커버와의 볼트체결을 위한 나사공(401)이 형성되어 있다.In addition, the
본 발명에 따른 냉각카세트(300)는 냉각유체의 종류에 따라 다음과 같이 각기 달리 구성된다.The cooling cassette 300 according to the present invention is configured differently as follows according to the type of cooling fluid.
(제1실시예)(Embodiment 1)
도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 냉각카세트(300a)는 냉각유체가 냉각수인 경우에 적당하다.6 and 8, the
상기 냉각카세트(300a)는 하부본체커버(500)의 중앙에 형성된 통공을 통해 본체(100)의 내부공간(110)에 조립된다.The
상기 냉각카세트(300a)는 상하방향으로 일정간격을 두고 배치되며 절삭유 유입구(120)를 통해 본체(100)의 내부로 유입된 절삭유가 일정한 방향성을 갖고 순환하도록 각기 다른 방향으로 절삭유 통과부가 형성된 베플판조립체(310)와, 냉각유 체유입관(600)을 통해 유입된 냉각유체가 통과하며 상기 베플판조립체(310)를 관통하는 복수의 열교환튜브(320)와, 열교환튜브(320)들의 상단과 하단에 각각 끼워져 조립되는 상,하부오링원판(330,340)과, 상기 열교환튜브(320)들의 개방상단과 연통되는 내부공간(350b)을 가지면서 상기 상부오링원판(330)의 상단에 체결되는 상부커버(350)와, 상기 열교환튜브(320)들의 개방하단과 연통되는 내부공간(360a)을 가지면서 상기 하부오링원판(340)의 하단에 체결되는 하부커버(360)로 구성된다.The
한편, 상기 상부커버(350)에는 관통홀(350c)이 형성되며, 상부오링원판(330)에는 상기 관통홀(350c)에 대응되게 형성된 체결홀(330a)이 형성되어 체결볼트를 통해 견고하게 결합될 수 있도록 되어 있다. 또한, 하부커버(360)에도 관통홀(360b)이 형성되어 하부오링원판(340)와 체결볼트로써 견고하게 결합될 수 있도록 되어 있다.Meanwhile, a
상기 베플판조립체(310)는 본체(100)의 내부공간(110)을 좌측의 제1,2사분면과 우측의 제3,4사분면으로 양분하는 중간판(311)과, 상기 중간판(311)의 상단에 결합되며 절삭유 통과부가 좌측후방의 제1사분면에 형성된 제1베플판(312)과, 제2,4사분면에 절삭유 통과부가 형성되도록 제1베플판(312)의 하방으로부터 일정간격을 두고 상기 중간판(311)에 각각 결합된 한 쌍의 제2베플판(313,313)과, 제1,3사분면에 절삭유 통과부가 형성되도록 제2베플판(313)의 하방으로부터 일정간격을 두고 상기 중간판(311)에 각각 결합된 한 쌍의 제3베플판(314,314)과, 제2,4사분면에 절삭유 통과부가 형성되도록 제3베플판(314)의 하방으로부터 일정간격을 두고 상기 중간판(311)에 각각 결합된 한 쌍의 제4베플판(315,315)과, 상기 중간판(311)의 하 단에 결합되며 절삭유 통과부가 제1사분면에 형성된 제5베플판(316)으로 구성된다. 이 경우, 절삭유 유입구(120)는 상기 제1베플판(312)의 상방에 위치되도록 하고, 절삭유 배출구(130)는 제1베플판(312)과 제2베플판(313) 사이에 위치되도록 한다. 각 베플판들(312~316)의 전면에는 열교환튜브 관통공(301)이 형성되어 있다.The
따라서, 베플판 조립체(310)에 의하여, 본체(100)의 내부공간(110)에는 절삭유 유입구(120)를 통해 본체 내부공간(110)으로 유입되어 중간판(311)에 의해 본체(100)를 좌우로 구획하여 순환하다 절삭유 배출구(130)을 통해 외부로 배출되는 절삭유 순환유로가 형성되며, 상기 절삭유는 절삭유 통과부의 위치에 따라 전,후방향으로의 흐름을 반복하면서 본체(100)의 내부공간(110)을 좌측에서 우측으로 골고루 순환하게 된다. Therefore, by the
본 실시예에서 1사분면은 도 3을 기준으로 좌측후방부를 의미하며 반시계방향으로 2사분면, 3사분면,4사분면이 위치된 것으로 하였다.In the present embodiment, the first quadrant means the left rear portion based on FIG. 3, and the second quadrant, the third quadrant, and the fourth quadrant are located in the counterclockwise direction.
한편, 상기 베플판조립체(310)의 최하부에 위치하는 제5베플판(316)에는 절삭유에 포함된 이물질이 본체(100)의 내부공간(110) 하단에 모이도록 다수의 미세공(317)이 더 형성되도록 하고, 상기 하부오링원판(340)에는 본체(100)의 내부공간(110) 하단으로 모인 이물질들이 외부로 배출될 수 있도록 이물질배출관(365)이 결합되도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 상기 하부오링원판(340)과 하부커버(360)에는 이물질배출관(365)이 통과하는 체결홀(347)과 관통홀(361)이 각각 형성된다. 따라서, 좌측의 제5베플판(316)의 절삭유 통과부를 통과하여 본체(100)의 내부공간(110) 하단으로 이동한 절삭유는 미세공(317)을 통해 우측의 제4베플 판(315)으로 이동되지만 절삭유에 포함된 이물질들은 미세공(317)을 통과하지 못하고 걸러지면서 본체(100)의 내부공간(110) 하단에 모이게 되므로, 사용자는 주기적으로 이물질배출관(365)을 개방하여 본체(100)의 내부공간(110) 하단으로 모인 이물질들을 간편하고 신속하게 외부로 배출시킬 수 있게 된다.Meanwhile, a plurality of
상,하부오링원판(330,340)에는 열교환튜브(320)들의 상단과 하단이 끼워지는 끼움공(331,341)이 형성된다. 상기 끼움공(331,341)에는 상기 열교환튜브(320)의 양단에 밀착되도록 구멍너트(332)가 체결된다. 상기 구멍너트(332)의 구멍으로는 냉각유체가 통과되며, 상기 구멍에 렌치를 끼워 상,하부오링원판(300,340)에 간편하게 조립할 수 있다. 그리고, 상기 구멍너트(332)와 열교환튜브(320)의 단부 사이에는 열교환튜브(320)와 상,하부오링원판(330,340) 사이를 긴밀하게 유지시켜 주는 수밀용 패킹이 위치된다. 이를 위하여, 상기 끼움공(331,341)에는 원추공간부(331a,341a)가 더 형성된다.The upper and lower O-
그리고, 상기 수밀용 패킹은 원추공간부(331a,341a)에 끼워지는 원추패킹(333)과, 상기 원추패킹(333)과 구멍너트(332) 사이에 위치되어 상기 구멍너트(332)가 끼움공(331,341)에 체결될 때 끼움공(331,341)으로 진입하는 구멍너트(332)에 밀려 원추패킹(333)과 긴밀히 밀착됨으로써 상기 원추패킹(333)을 원추공간부(331a,341a)에 밀착되게 탄성변형시키는 보조패킹(334)으로 이루어진다.The watertight packing is located between the
한편, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본체(100)와 상,하부오링원판(330,340)과의 수밀성을 향상시키도록 상기 상,하부오링원판(330,340)의 측면에는 제1환형홈부(335,345)가 더 형성되고, 상기 상,하부오링원판(330,340)의 상,하 면 가장자리에는 상기 제1환형홈부(335,345)와 연통되도록 제2환형홈부(336,346)가 더 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1환형홈부(335,345)에는 중앙에 오링(337)이 위치된 상태로 서로 마주보도록 배치된 한 쌍의 경사스프링(338)이 끼워져 결합되고, 상기 상,하부커버(350,360)의 저,상부에는 상,하부오링원판(330,340)의 상단에 체결되는 과정에서 상,하부오링원판(330,340)의 제2환형홈부(336,346)를 통해 상기 경사스프링(338)을 가압할 수 있도록 환형돌기(351,362)가 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성되면, 상,하부커버(350,360)가 각각 상,하부오링원판(330,340)에 체결될 때 경사스프링(338)이 환형돌기(351,362)에 눌려 본체(100)의 내측면에 밀착되도록 탄성변형(꺽임)되므로 본체(100)와 상,하부오링원판(330,340)과의 수밀이 확실하게 이루어진다.On the other hand, as shown in Figure 6 and 7, the
또한, 경사스프링(338)에는 절개부(338a)가 형성되어 있다. 이 절개부(338a)는 경사스프링(338)이 환형돌기에 눌릴 때 살짝 벌어지면서 경사스프링(388)의 탄성변형(꺽임)을 유도하며, 상,하부오링원판(330,340)의 분해시 경사스프링(338)이 복원되도록 하여 상,하부오링원판(330,340)과 본체(100)가 밀착되지 않도록 함으로써 상,하부오링원판(330,340)의 분해작업이 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.Further, the
그리고, 상기 상부커버(350)의 상면에는 상부본체커버(400)과의 나사결합을 위한 나사공(350a)이 형성되어 있으며, 상기 냉각유체유입관(600)으로부터 냉각유체가 유입되는 냉각유체 유입공(352)과 냉각유체배출관(700)으로부터 냉각유체가 배출되는 냉각유체 배출공(353)이 형성된다. 상기 냉각유체 유입공(352)과 냉각유체 배출공(353)에는 각각 냉각유체유입관(600)과 냉각유체배출관(700)이 나사결합 을 통해 체결된다.And, the upper surface of the
상기 냉각유체 유입공(352)은 상부커버(350)의 중앙을 기준으로 하여 좌측에 형성되고 냉각유체 배출공(353)은 우측에 형성된다. 그리고 상기 열교환튜브(320)들의 개방상단과 연통되는 상기 상부커버(350)의 내부공간(350b)에는 냉각유체 유입공(352)을 통해 유입되는 냉각유체와 냉각유체 배출공(353)을 통해 배출되는 냉각유체를 구획하는 중간판(354)이 형성되어 있다. 그리고 열교환튜브(320)들의 개방하단과 연통되는 하부커버(360)의 내부공간(360a)에는 상부커버(350)의 중간판(354)과 동일평면상에 형성된 중간판(363)이 구비되고 측부에는 상기 내부공간(360a)과 하부본체커버(500)의 연결유로(510)를 연통시키는 연통공(364)이 형성되어 있다.The cooling
상기 열교환튜브(320)들은 상부커버(350)와 하부커버(360)의 중간판(354,363)을 기준으로 냉각유체 유입공(352)과 연통되는 열교환튜브(320)들(이하 '좌측 열교환튜브들'이라 함)과 냉각유체 배출공(353)과 연통되는 열교환튜브(320)들(이하 '우측열교환튜브들'이라 함)로 나뉘어진다.The
(제2실시예)(Second Embodiment)
본 실시예에 따른 냉각카세트(300b)는 냉각유체가 냉기(冷氣)인 경우에 적당하다.The cooling
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 냉각카세트(300b)는 복수의 베플판조립체(310)과, 복수의 열교환튜브(320)와, 상,하부오링원판(330,340)과, 상기 상부오링원판(330)의 상단에 체결된 상부커버(370)와, 상부커버(370)의 내부공간에 끼워진 상부중간커버(355)와, 상기 하부오링원판(340)의 하단에 체결된 하부커버(380)와 하부커버(380)의 내부공간에 끼워진 하부중간커버(385)로 구성된다.9 and 10, the cooling
여기서 상기 베플판조립체(310)와 열교환튜브(320)와 상,하부오링원판(330,340)은 제1실시예의 냉각카세트(300a)를 구성하는 베플판조립체(310)와 열교환튜브(320)와 상,하부오링원판(330,340)과 그 구성과 작용이 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.Here, the
본 실시예에서의 상기 상부중간커버(355)의 내측에는 인접한 한 쌍의 열교환튜브(320)들의 개방상단을 연통시키는 제1연통홈(355a)들이 형성되어 있다. 상부커버(370)에는 상기 상부중간커버(355)를 수용하는 내부공간이 형성되어 있으며, 제1실시예의 상부커버와 대비할 때 중간판(354)이 배제된 것만 제외하고는 동일한 구성으로 이루어져 있다.In the present embodiment, inside the upper
그리고 상기 하부중간커버(385)의 내측에는 열교환튜브(320)들이 단일유로를 형성시키도록 인접한 한 쌍의 열교환튜브(320)들의 개방하단을 연통시키는 제2연통홈(385a)들이 내측면에 형성되어 있다. 또한, 하부커버(380)의 측부에는 냉각유체유입관(600)과 연결된 관통유로(200)와 연통되는 하부본체커버(500)의 연결유로(510)와, 상기 단일유로의 시작단을 이루는 제2연통홈(385b)을 연통시키는 냉각유체 유입연통공(385c)과, 냉각유체배출관(700)과 연결된 관통유로(200)와 연통되는 하부본체커버(500)의 연결유로(510)와 상기 단일유로의 종단을 이루는 제2연통홈(385d)을 연통시키는 냉각유체 배출연통공(385e)이 형성되어 있다. 하부커버(380)에는 상기 하부중간커버(385)를 수용하는 내부공간이 형성되어 있으며, 제1 실시예의 하부커버(360)와 대비할 때 중간판(363)이 배제된 것만 제외하고는 동일한 구성으로 이루어져 있다. 미설명부호 385f는 이물질배출관(365)의 통과홀이다.In addition, inside the lower
한편, 상기 상부커버(370)에는 관통홀(370a)이 형성되며, 상기 상부중간커버(355)에는 상기 관통홀(370a)에 대응되는 관통홀(356)이 형성되고 상기 상부오링원판(330)에는 상기 관통홀(356)에 대응되게 형성된 체결홀(330a)이 형성되어 체결볼트를 통해 상부커버(370)와 상부오링원판(330)이 견고하게 결합될 수 있도록 되어 있다. 또한, 하부커버(380)에도 관통홀(380a)이 형성되고 상기 하부중간커버(385)에는 상기 관통홀(380a)에 대응되는 관통홀(386)이 형성되고 하부오링원판(340)에는 상기 관통홀(386)에 대응되는 체결홀(미도시)이 형성되어 상기 하부커버(380)와 하부오링원판(340)이 체결볼트로써 견고하게 결합될 수 있도록 되어 있다.Meanwhile, a through hole 370a is formed in the
한편, 상기 냉각유체유입관(600)에는 냉기를 안정적이고 효율적으로 공급할 수 있도록 공기냉각기(390)가 설치된다. 상기 공기냉각기(390)로는 보텍스튜브(vortex tube)가 적당하다. 왜냐하면 보텍스튜브는 압축공기가 공급되면 스스로 냉, 온 두가지 공기 기류로 분리해 내는 냉각장치로서, 작고 가벼우며 설치 및 운용비가 저렴하며 온도를 자유자재로 조절할 수 있고 냉매나 전기 또는 화학약품을 사용하지 않아 근본적으로 안전하다는 여러 가지 장점들이 있기 때문이다.On the other hand, the cooling
그리고, 상기 냉각유체배출관(700)에는 냉기의 순환이 원활하고 안정적으로 이루어지도록 냉기를 일정압력으로 흡입하는 진공발생기(395)가 더 설치되는 것이 바람직하다. 상기 진공발생기(395)는 진공도의 변화가 심한 기계식 진공방식보다는 진공도가 일정하게 유지되면서 크기가 작고 최소의 압축공기만을 소모하는 통상의 E-Vac 진공발생기가 적당하다.In addition, the cooling
도 11은 베플판조립체의 다른 실시예를 나타내는 분해사시도로서, 도시된 바와 같이, 상기 베플판조립체(800)는 본체(100)의 내부공간(110)을 좌측의 제1,2사분면과 우측의 제3,4사분면으로 양분하는 중간판(810)과, 상기 중간판(810)의 좌측상단면에 고정되며 절삭유 통과부가 1사분면에 형성된 제1베플부재(821)와, 중간판(810)의 우측상단면에 고정된 제2베플부재(822)로 이루어진 제1베플판(820)과, 제2,4사분면에 절삭유 통과부가 형성되도록 제1베플판(820)의 하방으로부터 일정간격을 두고 상기 중간판(311)에 각각 결합된 한 쌍의 제2베플판(830)과, 제1,3사분면에 절삭유 통과부가 형성되도록 제2베플판(830)의 하방으로부터 일정간격을 두고 상기 중간판(810)에 각각 결합된 한 쌍의 제3베플판(840)과, 제2,4사분면에 절삭유 통과부가 형성되도록 제3베플판(840)의 하방으로부터 일정간격을 두고 상기 중간판(810)에 각각 결합된 한 쌍의 제4베플판(850)과, 중간판(810)의 좌측면에 고정되며 절삭유 통과부가 1사분면에 형성된 제9베플부재(861)와 중간판(810)의 우측면에 고정된 제10베플부재(862)로 이루어진 제5베플판(860)으로 구성된다. 이 경우, 절삭유 유입구(120)는 상기 제1베플판(312)의 상방에 위치되도록 하고, 절삭유 배출구(130)는 제1베플판(312)과 제2베플판(313) 사이에 위치되도록 한다.FIG. 11 is an exploded perspective view showing another embodiment of the baffle plate assembly, and as shown, the
미설명부호 801은 열교환튜브 통과홀이며, 802는 중간판(810)에 볼트체결될 수 있도록 각 베플판(820~860)로부터 연장된 볼트결합용 플랜지이다.
상기와 같이 베플판조립체(800)가 구성되면, 베플판조립체(800)에 모든 열교 환튜브(320)들이 동시에 관통결합되지 않고 중간판(810)을 기준으로 좌우방향으로 나누어 결합시킬 수 있게 되므로 각 베플판들(820~860)이 열교환튜브(320)와의 조립공차를 흡수하기가 용이해진다. 따라서, 열교환튜브(320)들을 베플판조립체(800)에 용이하게 통과시킬 수 있게 된다.When the
한편, 상기 제5베플판(860)의 제3,4베플부재(861,862)에는 절삭유에 포함된 이물질이 본체(100)의 내부공간(110) 하단으로 이동될 수 있도록 다수의 미세공(863)이 더 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 냉각카세트(300b)의 하부오링원판(340)에는 미세공(863)을 통과한 이물질을 외부로 배출시키기 위한 이물질배출관(365)이 결합된다.On the other hand, in the third and fourth
한편, 상기 각 베플판들(820~860)은 전면에 형성된 열교환튜브 관통공(801)을 중심으로 전개되도록 상기 열교환튜브 관통공(801)을 지나는 적어도 하나 이상의 절개선(870)을 가질 수도 있다. 이렇게 하면, 베플판들(820~860)을 미리 고정시켜 놓고 1미터가 넘는 다수의 열교환튜브(320)를 열교환튜브 관통공(801)에 일일이 맞추어 가면서 끼워 넣어야 하는 조립과정에서 발생되는 열교환튜브(320)의 손상이나 조립상의 불편한 점들이 일거에 해결될 수 있다. 즉, 중간판(810)에 베플판들(820~860)을 미리 나사로 조립한 다음 각 베플판들(820~860)을 절개시킨 상태에서 열교환튜브(320)들을 절개부에 올려놓고 절개부를 합치시키는 방법으로 하단에서부터 열교환튜브(320)들을 순차적으로 조립하면 되므로 열교환튜브(320)들을 베플판조립체(800)에 아무런 손상없이 신속하게 조립할 수 있게 되는 것이다.Meanwhile, each of the
이 경우, 상기 절개선(870)의 단부에는 오목홈(880)이 형성되어 절개가 더욱 용이하게 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 아울러, 상기 베플판들(820~860)은 절개된 후 다시 원복되어야 하므로 내열성이 우수한 합성수지 재질로 제작되는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the
또한, 상기 베플판들(820~860)은 박막의 알루미늄 재질로 제작될 수도 있으며, 재질은 반드시 한정하는 것은 아니다.In addition, the
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 공작기계의 절삭유 열교환기는 하절기와 동절기에 따라 각기 다른 냉각카세트(300)로 교체해 가면서 효율적인 사용이 가능하다. 즉, 하절기에는 냉각유체가 냉각수인 냉각카세트(300a)를 사용하고, 동절기에는 냉각수가 냉기인 냉각카세트(300b)를 사용한다. 동절기에 냉각수가 아닌 냉기를 냉매로 하는 냉각카세트(300b)를 사용하는 이유는 냉기를 냉매로 하게 되면, 동절기에 작업을 마친 열교환기 내부에 냉각수가 결빙되면서 장치에 손상을 주고, 작업을 개시할 때에 결빙된 냉각수를 녹여주기 위한 워밍과정을 생략할 수 있기 때문이다.Cutting oil heat exchanger of the machine tool of the present invention having such a configuration can be used efficiently while replacing with different cooling cassettes 300 according to the summer and winter. That is, in summer, a
따라서, 냉각유체유입관(600)과 냉각유체배출관(700)들은 하절기와 동절기를 구별하여 상부본체커버(400)에 설치된다. 즉, 냉각유체유입관(600)은 하절기에는 냉각카세트(300a)의 내부로 냉각유체를 유입시킬 수 있는 위치에 설치되고, 동절기에는 관통유로(200)의 내부로 냉각유체를 유입시킬 수 있는 위치에 설치된다. 그리고 냉각유체배출관(700)은 하절기에는 냉각카세트(300a)의 내부로부터 냉각유체를 배출시킬 수 있는 위치에 설치되고, 동절기에는 관통유로(200)의 내부로부터 냉각유체를 배출시킬 수 있는 위치에 설치된다.Therefore, the cooling
한편, 상기와 같은 방식으로 냉각유체유입관(600)과 냉각유체배출관(700)이 설치되면 하절기용과 동절기용으로 상부본체커버(400)가 각각 제작되어야 하는 폐단이 있으므로, 도 10에서와 같이 하절기나 동절기에 상관없이 상부본체커버(400)를 겸용하여 사용할 수 있도록 냉각유체유입관(600)과 냉각유체배출관(700)을 냉각카세트(300)의 내부와 관통유로(200)의 내부로 연통되는 위치에 모두 형성시키고 하절기와 동절기에 따라 선택적으로 개폐하여 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.On the other hand, if the cooling
하절기인 경우에는 상기 제1실시예에 따른 냉각카세트(300a)가 설치된다. 이 경우 냉각유체유입관(600)으로부터 상부커버(350)와 좌측 열교환튜브(320)와 하부커버(360)와 하부본체커버(500)와 좌측 관통유로(200)를 차례로 통과한 다음 다시 상부본체커버(400)와 우측 관통유로(200)와 하부본체커버(500)와 하부커버(360)를 거쳐 우측 열교환튜브(320)와 상부커버(350)를 거쳐 냉각유체배출관(700)으로 이어지는 일련의 냉각유체 순환유로를 갖게 된다.In the summer season, the
상기와 같은 순환유로를 통해 냉각수가 순환하는 과정을 상세하게 살펴본다.It looks at in detail the process of circulating the cooling water through the circulation passage as described above.
먼저 도 8에 도시된 바와 같이, 냉각유체유입관(600)을 통해 냉각수가 상부커버(350) 내부로 유입되면 유입된 냉각수는 상부커버(350)의 중간판(354)에 의해 좌측 열교환튜브(320)들의 개방상부를 통해 좌측 열교환튜브(320)들의 내부를 통과하게 된다. 상기 냉각수는 좌측 열교환튜브(320)들 통과하는 과정에서 좌측 열교환튜브(320)의 외부를 따라 순환하는 절삭유와 1차 열교환된다. 좌측 열교환튜브(320)의 개방하부를 빠져나온 냉각수는 하부커버(360)의 내부공간으로 유입된 다 음 하부커버(360)의 중간판(363)에 의해 좌측부에 형성된 연통공(364)을 통해 하부본체커버(500)로 유입된다.First, as shown in FIG. 8, when the cooling water flows into the
하부본체커버(500)로 유입된 냉각수는 하부커버(360)의 좌측 가장자리에 형성된 좌측 연결유로(510)를 통해 본체(100)의 좌측 가장자리에 형성된 좌측 관통유로(200)의 하단으로 유입된 후, 상기 좌측 관통유로(200)를 따라 본체(100)의 상부로 이동하여 상부본체커버(400)의 좌측 연결유로(410)를 통해 상부본체커버(400)의 내부로 배출된다. 그리고 상부본체커버(400) 내부로 배출된 냉각수는 배출압에 의해 상부본체커버(400)의 우측 가장자리에 형성된 우측 연결유로(410)로 이동되고, 이 연결유로(410)를 통해 본체(100)의 우측가장자리에 형성된 관통유로(200)로 유입되어 본체(100)의 하단으로 이동된다. 본체(100)의 하단으로 이동된 냉각수는 하부본체커버(500)의 우측 연결유로(510)를 통해 하부커버(360)의 우측에 형성된 연통공(364)을 통해 하부커버(360)의 내부로 유입되고, 하부커버(360)의 내부로 유입된 냉각수는 하부커버(360)의 중간판(363)으로 인해 우측 열교환튜브(320)의 하단으로 유입된 후 개방상부를 통해 상부커버(350)의 내부공간(350b)으로 배출된다. 상기 냉각수는 우측 열교환튜브(320)를 통과하는 과정에서 우측 열교환튜브(320)의 외부를 따라 순환하는 절삭유와 2차 열교환된다. 2차 열교환된 상태로 상부커버(350)로 배출된 냉각수는 상부커버(350)의 중간판(354)에 의해 냉각유체배출관(700)을 통해 외부로 배출된다. 도시하지는 않았으나, 외부로 배출된 냉각수는 소정의 냉각사이클을 거쳐 다시 냉각된 상태로 냉각유체유입관(600)을 통해 유입되어 상기와 같은 순환을 반복하게 된다.After the coolant flowing into the
이와 같이 상기 냉각수는 본체(100)의 가장자리를 통해 본체(100)의 좌측과 우측을 연속적으로 통과하는 긴 순환유로를 갖기 때문에 절삭유와의 접촉시간이 길어져 절삭유의 냉각효율이 더욱 향상된다.As such, since the cooling water has a long circulation passage that continuously passes through the left and right sides of the
한편, 상기와 같이 냉각수가 일련의 순환을 반복하는 동안 공작물과 열교환되어 온도가 상승된 상태의 절삭유는 본체(100)의 절삭유 유입구(120)를 통해 본체(100)의 내부공간(110)으로 유입된다. 본체(100)의 내부공간(110)으로 유입된 절삭유는 제1베플판(312)의 절삭유 통과부를 거쳐 좌측의 제2베플판(313)의 절삭유 통과부와 제3베플판(314)의 절삭유 통과부와 제4베플판(315)의 절삭유 통과부와 제5베플판(316)의 절삭유 통과부를 차례로 통과하면서 상기 베플판들(312~316)을 차례로 관통하고 있는 열교환튜브(320)들과 1차 열교환이 이루어진다. 그리고 연속하여 다시 우측의 제4베플판(315)의 절삭유 통과부와 제3베플판(314)의 절삭유 통과부와 제2베플판(313)의 절삭유 통과부를 거치면서 2차 열교환된 후 냉각된 상태에서 본체(100)의 절삭유 배출구(130)로 배출된다.On the other hand, the coolant is heat-exchanged with the workpiece while the coolant repeats a series of circulation as described above flows into the
이와 같이 상기 절삭유는 본체(100)의 내부공간(110)을 상하로 일정한 방향성을 가지면서 통과하면서 열교환이 이루어지기 때문에 본체(100)의 내부공간(110)을 통과하는 모든 절삭유는 열교환튜브(320)와 골고루 접촉하면서 열교환이 이루어지게 된다. 따라서 절삭유의 냉각효율은 극대화된다. 아울러, 절삭유가 본체(100)의 내부공간(110)을 왕복하는 긴 순환유로를 갖기 때문에 열교환튜브(320)와의 접촉시간이 길어져 냉각효율이 더욱 향상된다.As such, the cutting oil passes through the
한편, 절삭유가 제5베플판(316)을 통과하는 과정에서 절삭유에 포함된 이물 질은 제5베플판(316)의 절삭유 통과부를 거쳐 본체(100)의 내부공간(110) 하단으로 모이고 제5베플판(316)에 형성된 다수의 미세공(317)에 의해 걸러지게 된다. 작업자는 이물질배출관(365)을 통해 본체(100)의 내부공간(110) 하단에 포집된 이물질을 주기적으로 외부로 배출시켜 제거해주면 된다.In the process of passing the cutting oil through the
따라서, 절삭유가 저장되는 탱크에 별도의 이물질 제거 필터를 설치하지 않아도 되며, 절삭가공을 마치고 곧바로 유입된 절삭유에 함유된 이물질들이 절삭유 탱크로 복귀하기 이전에 열교환기 내부에서 필터링되므로 절삭유가 열교환기를 순환하면서 열교환기 내부를 손상시키는 문제를 방지할 수 있다.Therefore, there is no need to install a separate debris removal filter in the tank in which the coolant is stored, and the coolant circulates the heat exchanger because foreign matters contained in the coolant introduced immediately after the cutting process are filtered inside the heat exchanger before returning to the coolant tank. The problem of damaging the inside of the heat exchanger can be prevented.
동절기인 경우에는 제2실시예에 따른 냉각카세트(300b)로 교체하여 사용한다. 이 경우 도 10에 도시된 바와 같이, 공기냉각기(390)로부터 냉각유체유입관(600)과 우측가장자리에 형성된 관통유로(200)와 하부커버(380)의 연통공(382)을 차례로 거쳐 하부중간커버(385)의 제2연통홈(385a)을 통해 열교환튜브(320)들을 일순한 다음 다시 하부중간커버(385)의 냉각유체 배출연통공(385d)을 거쳐 좌측 관통유로(200)를 통과하여 냉각유체배출관(700)으로 이어지는 일련의 냉각유체 순환유로를 갖게 된다.In the case of winter, the cooling
상기와 같은 순환유로를 통해 냉기가 순환하는 과정을 상세하게 살펴본다.It looks at in detail the process of circulating cold air through the circulation passage as described above.
먼저 공기냉각기(390)로부터 만들어진 냉기는 냉각유체유입관(600)을 통해 상부본체커버(400) 내부의 우측 가장자리에 형성된 우측 관통유로(200)로 유입된다. 이 관통유로(200)로 유입된 냉기는 상부본체커버(400)의 우측 연결유로(410)를 거친 다음 하부커버(380)의 냉각유체 유입연통공(382)을 통해 하부중간커버(385)의 냉각유체 유입연통공(385c)과 제2연통홈(385b)으로 이동된다. 제2연통홈(385b)으로 이동된 냉기는 열교환튜브(320)를 따라 상승하다가 열교환튜브(320)의 개방상부에 연결된 상부중간커버(355)의 제1연통홈(355a)을 통해 인접한 다른 열교환튜브(320)를 따라 하강하고, 이 열교환튜브(320)의 개방하부에 연결된 다른 제2연통홈(385a)을 통해 또 다른 인접한 열교환튜브(320)로 이동된다. 냉기가 이와 같은 방식으로 열교환튜브(320)들이 형성한 단일유로를 모두 일순하면 상기 단일유로의 종단을 이루는 제2연통홈(385d)을 거쳐 냉각유체 배출연통공(385e)을 통해 하부커버(380)의 연통공(382)을 거쳐 하부본체커버(500)의 좌측 연결유로(510)로 이동된다. 상기 좌측 연결유로(510)로 유입된 냉기는 좌측 관통유로(200)를 거쳐 상승하여 상부본체커버(400)에 설치된 냉각유체배출관(700)을 통해 외부로 배출된다.First, the cold air generated from the
상기 냉기는 열교환튜브(320)들을 일순하는 과정에서 열교환튜브(320)의 외부를 따라 순환하는 절삭유와 열교환되어 온도가 상승된다.The cold air is heat-exchanged with the cutting oil circulating along the outside of the
도시하지는 않았으나, 외부로 배출된 냉기는 소정의 냉각사이클을 거쳐 다시 냉각된 상태로 냉각유체유입관(600)을 통해 유입되어 상기와 같은 순환을 반복하게 된다.Although not shown, the cold air discharged to the outside is introduced through the cooling
이와 같이 상기 냉기는 본체(100)의 가장자리를 통해 본체(100)의 좌측과 우측을 연속적으로 통과하는 긴 순환유로를 갖기 때문에 절삭유와의 접촉시간이 길어져 절삭유과의 열교환율이 높다.As described above, since the cold air has a long circulation passage that continuously passes through the left and right sides of the
한편, 상기와 같이 냉기가 일련의 순환을 반복하는 동안 공작물과 열교환되어 온도가 상승된 상태의 절삭유는 본체(100)의 절삭유 유입구(120)를 통해 본 체(100)의 내부공간(110)으로 유입된 후 베플판조립체(310 또는 800)를 통과한 다음 본체(100)의 절삭유 배출구(130)로 배출되는데, 이와 같은 절삭유의 순환경로는 제1실시예에서 전술한 절삭유의 순환경로와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.On the other hand, the coolant is heat exchanged with the workpiece while the cold air repeats a series of cycles as described above to the cutting oil to the
본 발명은 공작기계의 절삭유를 냉각시키는 열교환기에 대한 것으로 도시하고 설명하였으나, 반드시 이에 국한되지 않고 예를 들어 실린더에 사용되는 오일의 냉각이나 여타 작동오일의 냉각이 요구되는 기계장치에도 본 발명의 열교환기를 적용시킬 수 있음은 물론이다.Although the present invention has been shown and described as a heat exchanger for cooling the cutting oil of a machine tool, the present invention is not necessarily limited thereto. Of course, the group can be applied.
이와 같이, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상술하였으나 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 변형 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 권리범위에 속할 것이다.As described above, preferred embodiments of the present invention are described above with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains can make modifications without departing from the spirit of the present invention. Possible, such modifications will fall within the scope of the invention.
도 1은 종래의 공작기계의 절삭유 열교환기를 나타내는 조립단면사시도.1 is an assembled sectional perspective view showing a cutting oil heat exchanger of a conventional machine tool.
도 2는 도 1의 단면도.2 is a cross-sectional view of FIG.
도 3은 본 발명에 따른 공작기계의 절삭유 열교환기를 나타내는 조립단면사시도.Figure 3 is an assembled cross-sectional perspective view showing a cutting oil heat exchanger of the machine tool according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 공작기계의 절삭유 열교환기의 일부 분해사시도.4 is an exploded perspective view of a part of a cutting oil heat exchanger of the machine tool according to the present invention.
도 5a 및 5b는 각각 본 발명을 구성하는 상부본체커버의 외관사시도 및 저면사시도5a and 5b is an external perspective view and a bottom perspective view of the upper body cover constituting the present invention, respectively
도 6은 본 발명을 구성하는 냉각카세트의 분해사시도.6 is an exploded perspective view of the cooling cassette of the present invention;
도 7은 본체와 상부오링원판 사이의 수밀이 이루어지는 과정을 나타내는 도면.7 is a view showing a process of watertight between the body and the upper O-ring disc.
도 8은 본 발명에 따른 공작기계의 절삭유 열교환기의 조립단면도.8 is an assembled sectional view of the cutting oil heat exchanger of the machine tool according to the present invention.
도 9는 본 발명을 구성하는 냉각카세트의 다른 실시예를 나타내는 분해사시도.9 is an exploded perspective view showing another embodiment of the cooling cassette of the present invention.
도 10은 도 9에 따른 본 발명의 조립단면도.10 is an assembled cross-sectional view of the present invention according to FIG.
도 11은 본 발명을 구성하는 베플판조립체의 다른 실시예를 나타내는 분해사시도.11 is an exploded perspective view showing another embodiment of the baffle plate assembly constituting the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100...본체 110,350b...내부공간100 ... body 110,350b ... inner space
120...절삭유 유입구 130...절삭유 배출120
200...관통유로 300...냉각카세트200 ... through flow 300 ... cooling cassette
310,800...베플판조립체 311,354,363,810...중간판310,800 Baffle Plate Assembly 311,354,363,810
317,863...미세공 320...열교환튜브317,863 ...
322...구멍너트 330...상부오링원판322 Slotted
331,341...끼움공 331a,341a...원추공간부331,341 ... fitting hole 331a, 341a ... conical space part
333...원추패킹 334...보조패킹333 Cone Packing 334 Secondary Packing
335,345...제1환형홈부 336,346...제2환형홈부335,345 ... 1 annular groove 336,346 ... 2nd annular groove
337...오링 338...경사스프링337 ... O-
338a...절개부 340...하부오링원판338a ...
350,370...상부커버 351,362...환형돌기350,370 ... Top cover 351,362 ... Round projection
352...냉각유체 유입공 353...냉각유체 배출공352 Cooling
355...상부중간커버 355a...제1연통홈355.
360,380...하부커버 364...연통공360,380 ...
365...이물질배출관 385...하부중간커버365 Foreign
385a...제2연통홈 382...냉각유체 유입연통공385a ...
383...냉각유체 배출연통공 390...공기냉각기383.Cooling fluid
395...진공발생기 400...상부본체커버395
410,510...연결유로 500...하부본체커버410,510
600...냉각유체유입관 700...냉각유체배출관600 ... cooling
801...열교환튜브 관통공 850...절개선801 ... heat exchange tube through
880...오목홈880 ... concave groove
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