KR101200384B1 - 팽창식 오일미스트 생성기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작기계의 절삭가공 시에 사용되는 오일을 초미립자의 크기로 분쇄하여 마치 연기와 같은 상태로 만들어서 이를 공작기계의 절삭가공부위에 공급하여 절삭유를 대체하도록 하는 절삭가공용 오일미스트(oil mist) 제조장치의 오일미스트 생성기에 관한 것으로, 본인의 선발명인 특허출원 제10-2002-0036174호(2002.06.27)인 절삭가공용 오일미스트 제조장치와, 특허출원 제10-2005-0038501호(2005.05.09) 및 이의 이중출원인 실용신안등록출원 제20-2005-0012947호인 공기압을 이용한 오일미스트 제조방법 및 그 장치에서 사용되는 오일 분쇄를 위한 팽창헤드와 상기한 팽창헤드에 오일을 고속으로 쏘아주는 분사노즐을 일체로 구성하여 오일미스트의 생성이 유리하도록 드레인필터로 미 분쇄 오일을 회수한 팽창식 오일미스트생성기에 관한 것으로, 오일미스트를 생성하기 위한 오일을 저장하는 오일탱크와, 외부 대기와 폐쇄된 내부 공간에 오일분사노즐을 형성하여 오일분사노즐로 고속으로 분사한 오일을 분쇄하여 얻어진 오일미스트를 공작기계로 공급하기 위한 오일미스트배출구를 구비한 오일미스트 생성기를 구성함에 있어서, 상기 오일탱크 내부의 상측 공간에 별도로 구획하지 않고 오일분사노즐을 구성한 것과; 내부에 확산통로를 구성한 연결구를 상기 오일분사노즐의 끝단에 장착한 것과; 내부에 팽창공간을 형성하며 팽창공간의 측 방향에 적어도 2개 이상의 배출공을 형성한 팽창헤드를 상기 연결구에 결합하여 오일분사노즐과 연통하도록 한 것과; 상기 팽창헤드의 배출공에 드레인필터를 장착한 것으로 구성하되, 상기 팽창헤드는, 오일분사노즐에서 분사되는 오일이 부딪치도록 팽창헤드의 팽창공간 하단 중앙에 나선을 형성한 분쇄홀을 형성하며, 상기 분사노즐과 팽창헤드를 연결하는 연결구는, 확산통로 내부에 마찰나선을 형성하였다.

Description

팽창식 오일미스트 생성기{Inflatable Oil Mist Generator}

본 발명은 공작기계의 절삭가공 시에 사용되는 오일을 초미립자의 크기로 분쇄하여 마치 연기와 같은 상태로 만들어서 이를 공작기계의 절삭가공부위에 공급하여 절삭유를 대체하도록 하는 절삭가공용 오일미스트(oil mist) 제조장치의 오일미스트 생성기에 관한 것으로, 본인의 선발명인 특허출원 제10-2002-0036174호(2002.06.27)인 절삭가공용 오일미스트 제조장치와, 특허출원 제10-2005-0038501호(2005.05.09) 및 이의 이중출원인 실용신안등록출원 제20-2005-0012947호인 공기압을 이용한 오일미스트 제조방법 및 그 장치에서 사용되는 오일미스트 생성기를 오일미스트를 생성하는 팽창헤드와 상기한 팽창헤드에 오일을 고속으로 쏘아주는 분사노즐을 일체로 구성하여 오일미스트의 생성이 유리하도록 드레인필터로 미 분쇄 오일을 회수한 팽창식 오일미스트 생성기에 관한 것이다.

일반적으로, 선반, 밀링 등 공작기계에서 공작물을 가공함에 있어서는 가공 부위에 윤활유를 공급하면서 절삭가공을 하게 되는데, 이러한 이유는 윤활작용과 냉각작용, 마찰계수 감소, 칩 제거, 가공면처리 등을 하기 위한 것으로, 그 종류도 크게 석유(petroleum oil)와 수용성절삭유(soluble oil), 광물성유(mineral oil), 지방질유(fatty oil)로 나뉜다. 이와 같은 윤활유들은 공구의 회전속도에 따라 주입되는 윤활유를 다르게 사용하게 되는데, 상기 윤활유 중에서 고속절삭 시에는 비교적 점성이 낮은 수용성 절삭유가 적합하게 사용되며, 저속절삭 시에는 점성이 높은 석유가 사용되고 있는 실정이다.

그러나, 상기 윤활유는 절삭공구의 회전시 공작물과 절삭공구에 충분히 적셔 지도록 윤활유가 주입됨에 따라, 절삭공구를 고속으로 회전시킬 경우 윤활유가 절삭공구와 함께 회전되면서 외부로 비산되어 많은 양의 윤활유가 외부로 유출되는 문제점이 있었던 것이다.

또한 절삭가공 시에 주입되는 윤활유를 하부에서 상부로 공급하기 위해서는 모터를 구동해야 하는바, 이렇게 모터를 구동해야 할 경우 모터구동에 따른 전력비용이 상승하여 사용자에게는 상당한 부담으로 작용하고 있는 것이며, 최근에는 절삭유 펌프의 사양을 높인 고압펌프를 사용하는 경향이 있어 이에 따른 전력비용은 더욱 증가하고 있는 추세인 것이다.

또한 상기 윤활유를 사용하게 되면, 그에 따른 여러 가지 문제점이 발생하게 되는데, 특히 윤활유로 인한 작업환경의 오염과, 고가의 폐액 처리비용, 폐액의 지하침투로 인한 환경오염 등 많은 문제점을 내포하고 있는 것이었다.

본인의 선발명인 특허출원 제10-2002-0036174호(2002.06.27)인 절삭가공용 오일미스트 제조장치는 오일미스트를 생성하기 위한 오일을 저장하는 오일탱크와, 외부 대기와 폐쇄된 내부 공간을 형성하고 그 내부 일 측에 오일분사노즐을 형성하고 상기 오일분사노즐로부터 고속으로 투입된 오일이 부딪쳐서 분쇄되는 분쇄헤드를 별도의 분쇄헤드 회동수단에 의하여 회동하도록 구비하며, 분쇄된 오일미스트를 공작기계로 공급하기 위한 오일미스트배출구를 구비한 오일분쇄탱크와, 상기 오일분쇄탱크의 내부에 오일을 고속으로 투입하고 오일미스트의 배출압을 상승시키며 분쇄헤드를 회동시키는 고압의 공기를 투입하기 위한 에어공급수단과, 상기 오일분쇄탱크에서 분쇄되어 생성된 오일미스트를 각각의 공작기계로 공급하기 위한 오일미스트공급수단을 포함하여 구성한다.

본인의 선 발명특허인 특허출원 제10-2005-0038501호(2005.05.09) 및 이의 이중출원인 실용신안등록출원 제20-2005-0012947호인 공기압을 이용한 오일미스트 제조방법 및 그 장치는 공작기계의 절삭가공 시 발생하는 열을 냉각하고 공구와 절삭 칩의 마찰을 최소화하여 가공이 보다 원활하게 이루어지도록 하기 위하여 가공 면에 공급하는 절삭유를 가공현장에 배관된 기존의 공기(air)라인의 공기압을 이용하여 오일입자를 초미립자의 크기로 분쇄하여 마치 연기와 같은 상태로 만들어서 이를 공작기계의 절삭가공부위에 공급하여 절삭유를 대체하도록 하는 것으로, 오일미스트를 생성하기 위한 오일을 저장하는 오일탱크와, 오일탱크의 오일을 고속으로 투입하고 오일미스트의 배출 압을 상승시키는 고압의 공기를 투입하기 위한 공기공급수단과, 오일탱크의 오일을 공급하는 오일공급수단과, 상기 공기공급수단의 공기라인과 오일공급수단의 오일라인이 형성되어 공기와 혼합된 오일을 고속 분사하여 분쇄하는 오일분쇄수단과, 상기 오일분쇄수단에서 분쇄되어 생성된 오일미스트를 절삭가공부위에 공급하기 위한 오일미스트공급수단을 포함하여 이루어는 방법으로, 그 구체적인 구성은 오일을 공급하기 위한 오일탱크와, 공기를 공급하기 위한 공압라인과, 오일을 분쇄하는 오일분쇄기와, 분쇄된 오일미스트를 공작기계의 절삭가공 현장으로 공급하기 위한 오일미스트분사노즐으로 구성되는 오일미스트 제조장치에 있어서, 상기 오일분쇄기는 공압라인이 연결되고 공기를 분배하는 공기라인을 형성하는 공기포트와 오일라인을 연결하는 오일포트를 형성하며 오일을 분쇄하는 오일미스트 생성실을 형성한 몸체와, 상기 몸체의 오일미스트생성실에 결합되고 외주 면에 0링 홈과 공기라인을 형성하고 내주 면에 상기 공기라인과 연결되는 다수의 공기노즐을 형성하는 링 형 노즐뭉치와, 상기 노즐뭉치에 결합되며 중앙에는 오일미스트 배출공이 형성되고 콘형돌기의 표면에는 오일분쇄면을 형성하고 오일을 공급하는 오일라인을 형성한 분쇄헤드와, 상기 몸체의 상면에 결합되어 노즐뭉치와 분쇄헤드를 고정하고 중앙에 상기 오일미스트배출공과 연통되어 오일미스트분사노즐을 연결하는 오일미스트포트를 형성한 덮개로 구성하며, 여기서 상기 분쇄기를 구성하는 몸체의 내부 오일미스트생성실의 바닥 면을 홈이지게 형성하고 홈의 중앙에 공기포트와 연결되는 공기분출공을 형성하여 오일미스트를 오일미스트 배출공으로 불어내도록 구성하며, 상기 몸체의 저부에 오일탱크를 일체로 형성하여 오일탱크 저부와 분쇄헤드의 오일라인이 연결되도록 오일공급관을 배관하고 공기포트의 공기가 오일탱크 상측 내부로 진입하도록 공기공급공을 형성하여 공기압으로 오일이 분쇄헤드로 공급되도록 오일분쇄기와 오일탱크를 일체로 구성하였다.

본인의 선 발명특허인 특허출원 제10-2008-0034007호(2008.04.14)는 오일미스트 생성기용 분사노즐에 관한 것으로서, 노즐 전방에 흡입실을 사이에 두고 안내로가 형성되게 하여 노즐을 통한 미스트의 분사시 발생되는 심한 소음이 흡입실과 안내로에 의한 방음 및 흡,차음으로 감소되게 하고 또 미스트의 분사시 흡입실 내에서는 강한 흡입력이 작용하여 그 흡입실이 갖는 흡입공에 의해 외부의 공기나 기분사되어 버려지는 폐미스트가 흡입 혼입되어 재분사되면서 미스트의 충분한 냉각이 이루어지도록 함은 물론, 폐미스트의 재활용으로 오일의 사용량을 줄일 수 있도록 한 것이다.

특허출원 제10-2002-0036174호(2002.06.27), 특허출원 제10-2005-0038501호(2005.05.09) 및 이의 이중출원인 실용신안등록출원 제20-2005-0012947호, 특허출원 제10-2008-0034007호(2008.04.14).

그러나, 상기한 지금까지 개발한 특허출원 제10-2002-0036174호(2002.06.27)인 절삭가공용 오일미스트 제조장치는 오일을 분쇄하는 오일분쇄헤드가 원뿔형으로 구성되어서 공기압에 의하여 회전하면서 오일을 분쇄하도록 한 회전식으로 이는 오일을 분쇄헤드에 쏘아주는 압력과 분쇄헤드를 회전하는 압력이 동일할 때는 오일이 공급되지 못하여 오일미스트를 생성하지 못하는 등 많은 문제점이 있었다.

또한, 특허출원 제10-2005-0038501호(2005.05.09) 및 이의 이중출원인 실용신안등록출원 제20-2005-0012947호인 공기압을 이용한 오일미스트 제조방법 및 그 장치는 오일분쇄헤드를 고정한 고정식으로 하였으나 분쇄헤드를 원추형으로 구성하였기에 오일을 분쇄하는 성능이 현저하게 떨어지는 문제점이 발생하였다.

뿐만 아니라 지금까지의 오일미스트생성기는 미처 분쇄되지 않은 오일입자가 그대로 배출되어 오일미스트와 함께 공작기계로 공급되는 중 공급라인에서 유체 화 되어 고이므로써 오일미스트의 흐름을 방해하는 문제점으로 오일미스트가 목적한 공작기계에 효과적으로 전달되지 못하는 문제점과, 오일미스트생성실과 오일탱크를 별도로 구획하여 형성함으로써 오일탱크에 에어를 공급하는 별도의 배관을 필요로 하는 등의 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기한 지금까지의 문제점을 개선하고자 오일미스트를 생성하기 위한 오일을 저장하는 오일탱크와, 외부 대기와 폐쇄된 내부 공간에 오일분사노즐을 형성하여 오일분사노즐이 고속으로 분사한 오일을 분쇄하여 얻어진 오일미스트를 공작기계로 공급하기 위한 오일미스트배출구를 구비한 오일미스트 생성기를 구성함에 있어서, 상기 오일탱크 내부의 상측 공간에 별도로 구획하지 않고 오일분사노즐을 구성한 것과; 내부에 확산통로를 구성한 연결구를 상기 오일분사노즐의 끝단에 장착한 것과; 내부에 팽창공간을 형성하며 팽창공간의 측 방향에 적어도 2개 이상의 배출공을 형성한 팽창헤드를 상기 연결구에 결합하여 오일분사노즐과 연통하도록 한 것과; 상기 팽창헤드의 배출공에 드레인필터를 장착한 것으로 구성하되, 상기 팽창헤드는, 오일분사노즐에서 분사되는 오일이 부딪치도록 팽창헤드의 팽창공간 하단 중앙에 나선을 형성한 분쇄홀을 형성하며, 상기 분사노즐과 팽창헤드를 연결하는 연결구는, 확산통로 내부에 마찰나선을 형성한다.

상기한 본 발명은 오일탱크와 구획된 별도의 오일미스트 생성실을 형성하지 않아도 되므로 그 구성이 간단하여 생산원가를 대폭 절감하도록 함은 물론, 오일미스트가 분출되는 배출공에 드레인필터를 구성하여 비중이 큰 오일미스트의 입자는 드레인필터가 잡아서 오일탱크로 드레인하고 미립자의 오일미스트만 오일미스트 배출구로 배출함으로써 필요 이상의 오일소비량을 대폭으로 줄여서 경제적인 효과를 유발하며, 오일미스트의 입자가 미세하여 공작기계로 공급되는 중 공급라인에서 유체화되어 고이는 현상을 방지하여 오일미스트의 흐름이 원활하게 함으로써 오일미스트가 목적한 공작기계에 고르게 효과적으로 전달되어 절삭가공시 절삭부위에 분사하여 사용함으로써, 높은 윤활기능과 더불어 청결성과, 경제성, 안정성을 가질 뿐만 아니라, 오일미스트의 공급이 보다 원활하게 공급되도록 하는 효과를 기대할 수 있는 등 산업현장의 환경을 개선하는 효과를 가질 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

도1은 본 발명의 전체 구성상태 예시도.
도2는 본 발명의 오일미스트생성기의 구성상태 예시도.
도3은 본 발명의 요부 구성상태 예시도.

본 발명의 구성에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1 내지 도3에 예시한 바와 같이 본 발명은 상기한 지금까지의 문제점을 개선하고자 오일미스트를 생성하기 위한 오일을 저장하는 오일탱크(101)와, 외부 대기와 폐쇄된 내부 공간에 오일분사노즐(10)을 형성하여 오일분사노즐(10)로 고속으로 분사한 오일을 분쇄하여 얻어진 오일미스트를 공작기계(200)로 공급하기 위한 오일미스트배출구(105)를 구비한 오일미스트생성기(100)를 구성함에 있어서, 상기 오일탱크(101) 내부의 상측 공간(102)에 별도로 구획하지 않고 오일분사노즐(10)을 구성한 것과; 내부에 확산통로(21)를 구성한 연결구(20)를 상기 오일분사노즐(10)의 끝단에 장착한 것과; 내부에 팽창공간(31)을 형성하며 팽창공간(31)의 측 방향에 적어도 2개 이상의 배출공(32)을 형성한 팽창헤드(30)를 상기 연결구(20)에 결합하여 오일분사노즐(10)과 연통하도록 한 것과; 상기 팽창헤드(30)의 배출공(32)에 드레인필터(40)를 장착한 것으로 구성하되, 상기 팽창헤드(30)는, 오일분사노즐(10)에서 분사되는 오일이 부딪치도록 팽창헤드(30)의 팽창공간(31) 하단 중앙에 나선을 형성한 분쇄홀(35)을 형성하며, 상기 분사노즐(10)과 팽창헤드(30)를 연결하는 연결구(20)는, 확산통로(21) 내부에 마찰나선을 형성한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시상태를 예시하면 다음과 같다.

먼저 본 발명의 오일미스트생성기(100)를 설치하여 오일미스트배출구(105)와 분배기를 설치하여 각 공작기계(200)에 오일미스트를 공급하도록 배관하고 본 발명에 실시하는데 필수적으로 사용되는 고압의 에어를 공급하기 위하여 본 발명을 사용하고자하는 산업현장에 배관 설비된 기존의 공기(air)라인을 연결하여 본 발명의 오일분사노즐(10)로 설정된 압력으로 에어가 공급되도록 구성한다.

이와 같은 공압라인의 설치 구성은 지금까지 실시한 오일미스트생성기(100)의 구성과 다를 바 없으므로 도면으로 예시함은 생략한다.

다만 종래에는 오일분사노즐(10)과 오일탱크(101)에 에어를 공급하도록 구성하였으나 본 발명에서는 오일분사노즐(10)에만 에어를 공급하도록 한다.

상기와 같이 산업현장에서 본 발명의 오일미스트생성기(100)를 실시할 준비가 끝나면 오일미스트생성기(100)의 오일탱크(101)에 오일을 채운 다음, 에어밸브를 열어서 오일분사노즐(10)에 에어를 공급하면, 고압의 에어가 오일분사노즐(10)을 통하여 고속으로 분사되면서 오일분사노즐(10)에 형성된 오일공급라인(103)으로 오일탱크(101)에 저장된 오일을 베르누이의 원리에 의하여 흡입하여 에어와 오일이 혼합한 상태로 오일분사노즐(10)에서 분사된다.

이와 같이 오일분사노즐(10)에서 분사된 에어와 혼합된 오일은 연결구(20)의 확산통로(21)에서 확산되어 분무됨과 동시에 일부는 확산통로(21)의 벽에 부딪쳐서 미스트화 된다.

이때 확산통로의 벽면에 나선 등의 돌기가 형성되어 있으면 그 효과는 배가된다.

상기한 상태로 연결구(20)의 확산통로(21)를 거친 분무된 혼합오일은 팽창헤드(30)의 팽창공간(31)에서 급격히 팽창되면서 미스트화 되는데 이때 고속으로 흐르던 분무 오일은 팽창공간(31)의 중앙에 형성한 분쇄홀(35)에 부딪치면서 완전한 오일미스트화 된다.

상기한 상태로 오일미스트화된 오일미스트는 팽창헤드(30)의 측면에 형성된 배출공(32)을 통하여 오일탱크(101) 내부의 상측 공간(102)으로 배출되는데, 이때 미처 미스트화 되지 못하고 굵은 입자로 남아있던 오일은 배출공(32)에 장착한 드레인필터(40)에서 걸려 다시 오일탱크(101) 내부로 떨어지고 완전한 미스트로 변한 오일미스트만이 오일미스트배출구(105)을 통하여 배출되어서 분배기에서 분배되어 각 공작기계(200)로 공급되는 것이다.

이와 같이 생성되는 오일미스트는 비중이 낮아 공급라인에서 액화되는 것을 방지함은 물론, 유동성이 뛰어나 목적하는 위치까지 원활히 공급된다.

본 발명은 산업현장에서 공작기계를 운전시 필수적으로 사용하여야 하는 등 산업상 그 이용 가능성이 대단하다 할 것이다.

10: 오일분사노즐 20: 연결구 21: 확산통로
30: 팽창헤드 31: 팽창공간 32: 배출공
35: 분쇄홀 40: 드레인필터 100: 오일미스트생성기
101: 오일탱크 102: 공간 103: 오일공급라인
105: 오일미스트배출구
200: 공작기계

Claims (4)

1. 오일미스트를 생성하기 위한 오일을 저장하는 외부대기와 폐쇄된 오일탱크(101)와;
   상기 외부대기와 폐쇄된 오일탱크(101) 내부의 상측 공간(102)에 별도로 구획하지 않고 오일분사노즐(10)을 구성한 것과;
   내부에 확산통로(21)를 구성한 연결구(20)를 상기 오일분사노즐(10)의 끝단에 장착한 것과;
   내부에 팽창공간(31)을 형성하며 팽창공간(31)의 측 방향에 적어도 2개 이상의 배출공(32)을 형성한 팽창헤드(30)를 상기 연결구(20)에 결합하여 오일분사노즐(10)과 연통하도록 한 것과;
   상기 팽창헤드(30)의 배출공(32)에 드레인필터(40)를 장착한 것과;
   오일분사노즐(10)에서 분사되는 오일이 부딪치도록 팽창헤드(30)의 팽창공간(31) 하단중앙에 나선을 형성한 분쇄홀(35)을 형성한 것과;
   상기 분사노즐(10)과 팽창헤드(30)를 연결하는 연결구(20)는, 확산통(21)로 내부에 마찰나선을 형성한 것을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 팽창식 오일미스트 생성기.
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