KR101064426B1 - 코어드릴의 공냉 시스템 - Google Patents

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Abstract

코어드릴의 공냉 시스템이 개시된다. 코어드릴의 공냉 시스템은 냉각된 공기가 유입되는 공기 유입공이 형성되어 있으며, 냉각된 공기가 이동할 수 있도록 내부가 비어있는 커플링 부재; 일단부에 커플링 부재가 장착되며, 타단부에 피삭재를 천공하는 가공칩이 부착된 비트부를 포함하며, 냉각된 공기가 이동할 수 있도록 내부가 비어있는 코어드릴; 및 공기 유입공과 연결되어 있으며, 공기 유입공으로 냉각된 공기를 공급하는 공냉 수단을 포함한다.

Description

코어드릴의 공냉 시스템 {AIR COOLING SYSTEM OF CORE DRILL}
본 발명은 코어드릴의 냉각에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코어드릴을 공기로 냉각할 수 있는 코어드릴의 공냉 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 코어드릴은 드릴에 장착되어 석재, 콘크리트 등과 같은 피삭재를 천공하는데 사용된다. 상기 코어드릴은 자신의 하단부에 형성된 비트부의 가공칩(예, 다이아몬드 지립 등)이 회전하면서 상기 가공칩과 피삭재의 마찰접촉에 의한 연마방식, 또는 피삭재가 파라핀왁스 또는 아스팔트 등과 같이 연질인 경우 가공칩으로서 커터를 채용하여 절삭방식으로 피삭재를 천공할 수 있다.
상기 천공시 많은 열이 발생할 수 있는데, 이때 발생된 열은 상기 가공칩의 마모를 가속화시켜 상기 가공칩의 수명을 단축시킬 수 있다. 특히, 연질의 피삭재의 천공을 통해 물성시험용 시편을 채취하고자 할 경우, 연질의 피삭재가 가공시 발생되는 절삭력 이상의 강도를 지녀야 천공이 가능하나, 상기 발생된 열이 피삭재에 영향을 미쳐 천공이 불가능하게 된다.
이를 방지하기 위해 상기 코어드릴을 냉각수를 이용하여 냉각할 수 있다. 그러나, 이 경우는 냉각수 및 피삭재의 접촉으로 인해 피삭재의 화학적 및/또는 물리 적 성질이 변화될 수 있는 문제점이 있기 때문에, 천공 목적이 시편을 얻고자 할 경우에는 냉각수 사용이　적합하지 않다.
본 발명은 공냉식으로 코어드릴을 냉각할 수 있는 코어드릴의 공냉 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 연질의 피삭재를 천공하는 코어드릴을 공냉식으로 냉각할 수 있는 코어드릴의 공냉 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 연질의 피삭재로부터 시편을 채취하기 위해 연질의 피삭재를 천공하는 코어드릴을 공냉식으로 냉각할 수 있는 코어드릴의 공냉 시스템을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 코어드릴의 공냉 시스템은 냉각된 공기가 유입되는 공기 유입공이 형성되어 있으며, 상기 냉각된 공기가 이동할 수 있도록 내부가 비어있는 커플링 부재; 일단부에 상기 커플링 부재가 장착되며, 타단부에 피삭재를 천공하는 가공칩이 부착된 비트부를 포함하며, 상기 냉각된 공기가 이동할 수 있도록 내부가 비어있는 코어드릴; 및 상기 공기 유입공과 연결되어 있으며, 상기 공기 유입공으로 상기 냉각된 공기를 공급하는 공냉 수단을 포함한다.
여기서, 상기 커플링 부재의 일단부에는 상기 커플링 부재 및 상기 코어드릴 을 회전시키는 드릴이 장착될 수 있다.
여기서, 상기 커플링 부재의 공기 유입공은 상기 커플링 부재의 측부에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 피삭재는 연질의 피삭재일 수 있다. 상기 연질의 피삭재는, 예를 들어, 파라핀왁스 또는 아스팔트일 수 있다. 이 경우, 상기 코어드릴의 가공칩은 상기 연질의 피삭재로부터 시편을 채취하기 위해 상기 연질의 피삭재를 천공할 수 있다.
여기서, 상기 코어드릴의 가공칩은 연마방식에 이용되는 다이아몬드 지립 또는 절삭방식에 이용되는 다중날로 형성된 커터일 수 있다.
여기서, 상기 공냉 수단은 보텍스 튜브(vortex tube)일 수 있다.
여기서, 상기 공냉 수단은 대기중의 공기를 이용하여 상기 냉각된 공기를 생성할 수 있다.
여기서, 상기 냉각된 공기의 온도는 -45 내지 5℃일 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
본 발명에 따르면, 냉각된 공기를 공급하는 공냉 수단을 이용하여 코어드릴 및 피삭재를 냉각시킬 수 있다. 이를 통해, 가공칩 및 피삭재의 마찰접촉으로 열이 발생한다 하더라도 코어드릴은 가열되지 않을 수 있으며, 아울러 가공칩의 수명을 연장할 수 있다. 또한, 연질의 피삭재의 천공을 통해 시편을 채취하고자 할 경우, 코어드릴의 공냉 시스템은 수냉식이 아니므로 수냉식에서 발생할 수 있는 피삭재의 화학적 및/또는 물리적 성질의 변화를 방지할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 코어드릴의 공냉 시스템에 대하여 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코어드릴의 공냉 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코어드릴의 공냉 시스템을 보다 구체적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코어드릴의 공냉 시스템은 커플링 부재(110), 코어드릴(120) 및 공냉 수단(130)을 포함한다.
상기 커플링 부재(110)는 냉각된 공기(132)가 유입되는 공기 유입공(112)이 형성되어 있으며, 상기 냉각된 공기(132)가 이동할 수 있도록 내부가 비어있을 수 있다. 상기 커플링 부재(110)의 일단부에는 상기 커플링 부재(110) 및 상기 코어드릴(120)을 회전시키는 드릴이 장착될 수 있으며, 상기 커플링 부재(110)의 타단부는 코어드릴(120)의 일단부에 삽입될 수 있다. 상기 커플링 부재(110)의 공기 유입공(112)은 상기 커플링 부재(110)의 측부에 형성될 수 있으나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다.
상기 코어드릴(120)은 코어드릴 몸체(122) 및 비트부(124)를 포함하며, 상기 냉각된 공기(132)가 이동할 수 있도록 그 내부가 비어있을 수 있다.
상기 코어드릴 몸체(122)의 일단부에는 상기 커플링 부재(110)가 장착되며, 상기 코어드릴 몸체(122)의 타단부에는 상기 비트부(124)가 형성될 수 있다.
상기 비트부(124)는 피삭재를 천공하는 가공칩(126)이 부착될 수 있다. 상기 가공칩(126)은 연마방식의 다이아몬드 지립 또는 절삭방식의 다중날로 형성된 커터일 수 있다. 이 중에서, 피삭재가 연질이고, 상기 연질의 피삭재의 천공을 통해 시편을 채취하고자 할 경우, 천공은 절삭방식이 유리할 수 있다. 여기서, 상기 연질의 피삭재는, 예를 들어, 파라핀왁스 또는 아스팔트 등이 있다.
상기 공냉 수단(130)은 일단이 커플링 부재(110)의 공기 유입공(112)에 삽입되며, 타단이 상기 공냉 수단(130)과 연결된 연결 부재(150)에 의해 상기 공기 유입공(112)과 연결될 수 있으나, 이와 같은 연결 구조는 요구되는 조건에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일예로, 상기 연결 부재(150) 없이 상기 공냉 수단(130)이 공기 유입공(112)과 직접 연결될 수 있으며, 이 외에도 다양하게 변경될 수 있다. 따라서, 본 발명은 상기 공냉 수단(130) 및 상기 커플링 부재(110)의 공기 유입공(112)의 연결 구조에 의해 한정되지 않는다.
상기 공냉 수단(130)은, 예를 들어, 대기중의 공기를 이용하여 상기 냉각된 공기(132)를 생성할 수 있으며, 상기 공기 유입공(112)으로 상기 냉각된 공기(132)를 공급할 수 있다. 여기서, 상기 냉각된 공기(132)의 온도는 -45 내지 5℃일 수 있으나, 이에 국한되지 않으며, 상기한 범위를 조금 벗어나도 무방하다.
도 3은 도 1에 도시된 공냉 수단을 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이 다.
상기 공냉 수단(130)은, 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같은, 보텍스 튜브(vortex tube)일 수 있다. 상기 보텍스 튜브는 보통의 압축 공기(134)가 공급되면 전기나 어떤 약품도 필요없이 냉, 온 공기 기류로 분리해낼 수 있는 공기 냉각 장치의 일종으로서, 상기 보텍스 튜브가 공기를 냉각시키는 원리에 대해 간단히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 상기 압축 공기(134)가 배관(136)을 통해 보텍스 회전실(138)에 투입되어 초고속 회전을 하게 된다. 이 회전 공기, 즉, 1차 보텍스(140)는 온기 출구(142)쪽으로 향하다가 일부는 조절 밸브(144)에 의해 상기 온기 출구(142)로 배출되고, 나머지는 상기 조절 밸브(144)에서 회송되어 2차 보텍스(146)를 형성하면서 냉기 출구(148)쪽으로 나가게 되는데, 이때 2차 보텍스(146) 흐름은 1차 보텍스(140) 흐름의 안쪽에 있는 보다 낮은 압력의 지역을 통과하면서 열량을 잃고 냉기 출구(148)쪽으로 향하게 된다. 상기 2차 보텍스(146)는 결과적으로 냉기 출구(148)로 배출되어 냉각된 공기(132)를 구성한다.
다시 도 1 및 2를 참조하면, 상기 공냉 수단(130)을 통해 냉각된 공기(132)는 연결 부재(150), 커플링 부재(110)를 경유하여 코어드릴(120) 내부로 유입될 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코어드릴의 공냉 시스템의 사용 상태를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 커플링 부재(110)의 일단부에 드릴(160)이 장착되며, 상기 커플링 부재(110)의 타단부는 코어드릴(120)의 일단부에 장착될 수 있다. 상 기 커플링 부재(110)의 측부에 형성된 공기 유입공(112)에 연결 부재(150)가 삽입되는데, 이 연결 부재(150)는 공냉 수단(130)과 연결되어 있다. 이와 같은 구조에서 드릴(160)의 회전에 의하여 커플링 부재(110) 및 코어드릴(120)이 회전하면, 상기 가공칩(126) 및 피삭재(170)의 마찰접촉에 의하여 석재, 콘크리트 등을 천공할 수 있으며, 아울러 다중날로 형성된 커터에 의한 절삭으로 연질의 피삭재(170)도 천공하여 시편을 채취할 수 있다.
이 경우, 공냉 수단(130)을 통하여 생성된 냉각된 공기(132)는 연결 부재(150), 커플링 부재(110)를 경유하여 코어드릴(120) 내부로 공급되므로 상기 가공칩(126) 및 상기 피삭재(170)와의 마찰접촉에 의해 열이 발생한다 하더라도, 상기 코어드릴(120)은 가열되지 않고 효율적으로 냉각될 수 있다. 이 때문에, 상기 가공칩(126)의 수명이 연장될 수 있다.
또한, 이와 같은 냉각 방식은 수냉식이 아니므로, 상기 수냉식에서 발생할 수 있는 피삭재(170)의 화학적 및/또는 물리적 성질의 변화를 방지할 수 있다. 또한, 연질의 피삭재(170)의 천공을 통해 물성시험용 시편을 채취하고자 할 때, 냉각된 공기(132)가 코어드릴(120) 내부를 경유하여 연질의 피삭재(170)의 상부 및 외주면에 공급되므로, 상기 연질의 피삭재(170)는 천공에 필요한 강도를 가질 수 있다.
이상 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이 해할 수 있을 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코어드릴의 공냉 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코어드릴의 공냉 시스템을 보다 구체적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 공냉 수단을 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코어드릴의 공냉 시스템의 사용 상태를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
{도면의 주요부분에 대한 부호의 설명}
110: 커플링 부재 112: 공기 유입공
120: 코어드릴 122: 코어드릴 몸체
124: 비트부 126: 가공칩
130: 공냉 수단 136: 배관
138: 보텍스 회전실 140: 1차 보텍스
142: 온기 출구 144: 조절 밸브
146: 2차 보텍스 148: 냉기 출구
150: 연결 부재 160: 드릴
170: 피삭재

Claims (10)

  1. 냉각된 공기가 유입되는 공기 유입공이 형성되어 있으며, 상기 냉각된 공기가 이동할 수 있도록 내부가 비어있는 커플링 부재;
    일단부에 상기 커플링 부재가 장착되며, 타단부에 연질의 피삭재를 천공하는 가공칩이 부착된 비트부를 포함하며, 상기 냉각된 공기가 이동할 수 있도록 내부가 비어있는 코어드릴; 및
    상기 공기 유입공과 연결되어 있으며, 상기 공기 유입공으로 상기 냉각된 공기를 공급하는 공냉 수단
    을 포함하는 코어드릴의 공냉 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커플링 부재의 일단부에는 상기 커플링 부재 및 상기 코어드릴을 회전시키는 드릴이 장착되는 것을 특징으로 하는 코어드릴의 공냉 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 커플링 부재의 공기 유입공은 상기 커플링 부재의 측부에 형성된 것을 특징으로 하는 코어드릴의 공냉 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연질의 피삭재는 파라핀왁스 또는 아스팔트인 것을 특징으로 하는 코어드릴의 공냉 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 코어드릴의 가공칩은 상기 연질의 피삭재로부터 시편을 채취하기 위해 상기 연질의 피삭재를 천공하는 것을 특징으로 하는 코어드릴의 공냉 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 코어드릴의 가공칩은 다중날로 형성된 커터인 것을 특징으로 하는 코어드릴의 공냉 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 공냉 수단은 보텍스 튜브(vortex tube)인 것을 특징으로 하는 코어드릴의 공냉 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 공냉 수단은 대기중의 공기를 이용하여 상기 냉각된 공기를 생성하는 것을 특징으로 하는 코어드릴의 공냉 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 냉각된 공기의 온도는 -45 내지 5℃인 것을 특징으로 하는 코어드릴의 공냉 장치.
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