KR101413383B1 - 냉각유의 불용성 오일 제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 가공 기계에서 사용되는 냉각유에 포함된 절삭 칩과 단백질 응고물 및 변질된 오일 등이 포함된 불용성(不用性) 오일을 효과적으로 제거함으로써, 냉각유를 재활용하기 위해 사용되는 필터 장치 등의 내구성을 향상시키고 악취 등을 방지하여 기계의 운전 관리를 보다 효과적으로 할 수 있도록 하는 냉각유의 불용성 오일 제거 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 기계에 사용되는 냉각유를 저장하고 공급하는 저장탱크; 저장탱크에 설치되어 냉각유의 상부층을 흡입하는 부상형 스키머; 부상형 스키머에 흡입된 냉각유를 펌핑하여 송급하는 1차 펌프; 1차 펌프로부터 공급받은 냉각유에서 이물질을 분리하는 고액 분리 사이클론; 고액 분리 사이클론에서 이물질이 분리된 냉각유가 유입되고, 깨끗한 냉각유는 저장탱크로 공급하는 수위조절 탱크; 수위조절 탱크의 냉각유를 인출하는 2차 펌프; 2차 펌프로 부터 공급받은 냉각유를 재사용 냉각유와 불용성 오일로 분리하고, 재사용 냉각유는 다기 수위조절 탱크로 공급하고 불용성 오일은 배출시키는 유수분리 사이클론;으로 구성된 냉각유의 불용성 오일 제거 장치가 제공된다.

Description

냉각유의 불용성 오일 제거 장치{Deterioration oil removal apparatus}

본 발명은 각종 가공 기계에서 사용되는 냉각유에 포함된 절삭 칩과 단백질 응고물 및 변질된 오일 등이 포함된 불용성(不用性) 오일을 효과적으로 제거함으로써, 냉각유를 재활용하기 위해 사용되는 필터 장치 등의 내구성을 향상시키고 악취 등을 방지하여 기계의 운전 관리를 보다 효과적으로 할 수 있도록 하는 냉각유의 불용성 오일 제거 장치에 관한 것이다.

호닝 가공기, 연삭기 등의 산업용 절삭 가공 기계 장치에서는 절삭시 발생되는 고열을 방지하여 절삭력의 향상과 분진 및 소음을 방지하고, 피가공물의 기계적 성질을 안정화시켜야 한다. 이러한 목적으로 사용되는 것이 냉각유이고, 작업시 끊임없이 연속으로 공급되어 진다.

여기서, 본 발명에서 사용되는 상기의 냉각유라 함은 각종 산업 기계에서 사용되는 냉각유, 절삭유, 냉각수 등을 모두 나타내는 대표 용어로 사용되는 것이다.

이와 같은 냉각유를 순환시키는 장치가 절삭 가공 기계에 부가되어 구성되거나 별도로 설치되어 정밀한 작업이 이루어지도록 하고 있다.

종래의 냉각유 탱크 장치는 더티 탱크와 크린 탱크의 두 개의 부분으로 나뉘어져 구성되고, 크린 탱크에 저장된 냉각유를 절삭 작업되는 부분으로 공급하고, 절삭부에서의 냉각 작용을 하고 절삭 칩 등의 이물질과 섞인 냉각유는 더티 탱크로 유입되었다. 따라서 절삭 칩 등의 이물질은 더티 탱크의 바닥에 침전되고, 더티 탱크의 상부에 있는 냉각유는 펌핑되어 중력식 필터를 거처 크린 탱크로 유입되었다. 이러한 과정의 순환으로 냉각유의 이물질이 걸러져 기계로 공급되었다.

상기와 같이 더티 탱크와 크린 탱크의 두 개의 냉각유 탱크와, 중력식 필터만의 구성으로 된 종래의 냉각유 탱크 장치는 더티 탱크에서의 침전이 주요한 역할을 하고, 더티 탱크로부터 펌핑된 후 중력식 필터에서 깨끗이 거른 후 크린 탱크로 유입되어, 기계로 공급되었다.

상기와 같은 종래의 구조에서는 필터에 의한 칩 등의 고형물을 걸러주는 장치가 주가 되었으므로, 칩에 의한 필터의 손상에 의해 미세한 이물질은 제대로 걸러지지 않았다.

뿐만 아니라 냉각유의 상부에 부유하는 이물질은 제대로 걸러질 수 없는 구조였다. 즉, 사용중에 변질된 냉각유와 환경적인 요인에 의해 유입되는 곤충류의 사체 등에 의해 냉각유는 오염되어 가고, 단백질의 변성 또한 생겨 냉각유의 상부층에는 많은 부유성 이물질이 생겼다. 그러나 종래의 구조는 필터에 의한 필터링만 되기에 칩과 같은 입자가 큰 것은 걸러졌으나, 미세한 입자나 부유성 단백질 등의 이물질은 걸러낼 수가 없었다.

따라서 종래의 경우 기계 가공 공정에서 유압 작동유의 관로인 호스의 파손이나, 실링의 파손으로 인하여 절삭유에 기계를 작동시키는 유압 작동유가 유입되어 절삭유를 오염시켰다. 그리고 사용중에 변질된 냉각유와 환경적인 요인에 의해 유입되는 곤충류의 사체 등에 의해 냉각유는 오염되어 가고, 단백질의 변성 또한 생겨 냉각유의 상부층에는 많은 부유성 이물질이 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하여 큰 입자는 물론이고 작은 입자의 이물질과 부유성 이물질을 효과적으로 걸러낼 수 있도록 하는 장치를 제공함에 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 별도의 더티 탱크나 크린 탱크를 구성하지 않고도 오염된 부상형 이물질과 불용성 기름 및 부상형 이물질에 부착되어 있는 작은 가공 칩 등을 효과적으로 제거할 수 있도록 순환 여과가 가능하게 하는 시스템을 제공하게 된다. 따라서 절삭 칩과 같은 굵은 입자는 저장 탱크에서의 퇴적으로 분리하고, 미세한 입자와 부유성 이물질은 부상형 스키머와 사이클론을 이용하여 분리하되, 냉각유의 순환에 의해 깨끗한 상태를 유지할 수 있도록 하는 장치를 제공하게 된다.

본 발명에 따르면, 제거하기 어려웠던 미세 입자의 이물질과 부유성 이물질을 제거함으로써, 항상 깨끗한 냉각유로 관리할 수 있어 기계 장치류의 내구성 증대와 생산성 향상 및 악취가 없어 작업 환경이 깨끗해진다.

도 1은 본 발명의 전체 구성도
도 2는 수위조절 탱크의 상세도

본 발명에 의한 냉각유의 불용성 오일 제거 장치는 기계에 사용되는 냉각유를 저장하고 공급하는 저장탱크(1); 저장탱크(1)에 설치되어 냉각유의 상부층을 흡입하는 부상형 스키머(2); 부상형 스키머(2)에 흡입된 냉각유를 펌핑하여 송급하는 1차 펌프(3); 1차 펌프(3)로부터 공급받은 냉각유에서 이물질을 분리하는 고액 분리 사이클론(4); 고액 분리 사이클론(4)에서 이물질이 분리된 냉각유가 유입되고, 깨끗한 냉각유는 저장탱크(1)로 공급하는 수위조절 탱크(5); 수위조절 탱크(5)의 냉각유를 인출하는 2차 펌프(6); 2차 펌프(6)로 부터 공급받은 냉각유를 재사용 냉각유와 불용성 오일로 분리하고, 재사용 냉각유는 다시 수위조절 탱크(5)로 공급하고 불용성 오일은 배출시키는 유수분리 사이클론(7);으로 구성된다.

그리고 상기의 수위조절 탱크(5)의 내부에는 하부에 개구부(8)가 형성된 흡입 탱크(9)가 설치되되 상단이 수위보다 높게 위치되고; 하부에 유로가 형성되게 칸막이(10)가 입설되되 그 상단이 수위보다 높게 위치되며; 흡입 탱크(9)와 반대편에 저장탱크 연결포트(11)가 형성되어 저장탱크(1)로 냉각유가 공급되는 관로와 연결되고; 칸막이(10)를 기준으로 흡입 탱크(9)의 반대편에 유수분리 사이클론(7)으로부터 유입되는 재유입관(14)이 연결되며; 흡입 탱크(9)의 내부에는 고액 분리 사이클론(4)으로부터 냉각유가 유입되는 유입관(12)이 설치되고; 흡입 탱크(9)의 내부 하측에는 유입관(12)의 끝단부 하부에 단부가 위치되게 유출관(13)이 설치된 구조이다.

상기의 부상형 스키머(2)는 저장탱크(1)의 수위면에 부상되면서 수위면의 일정 부분을 흡입하는 것으로 공지의 기술이다. 그리고 저장탱크(1)로 기계로부터 냉각유가 유입되고 공급되는 관로가 연결되어 있다.

상기와 같은 구조를 가진 본 발명의 작용관계를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

저장탱크(1)에는 항상 냉각유가 담겨져 있고, 기계로부터 유입되는 냉각유의 침강성 이물질은 내부 바닥에 퇴적된다. 그리고 각종 이물질과 부유성 이물질 및 단백질 등의 유기물이 걸러져 깨끗해진 냉각유도 이곳에 모여진다. 따라서 기계로 공급되는 냉각유도 저장탱크(1)로부터 송급된다.

기계로부터 들어온 냉각유는 저장탱크(1)에 모여지고, 칩과 같이 침강이 되는 이물질은 내부 바닥에 퇴적된다. 그리고 부유성 이물질은 냉각유의 상부층에 부유하고, 냉각유의 성질을 잃은 불용성 냉각유 또한 비중이 낮아 상부층을 이루게 된다.

따라서 본 발명은 저장탱크(1)의 상부에 설치된 부상형 스키머(2)가 부유성 이물질과 불용성 오일을 흡입하여 고액 분리 사이클론(4)으로 이송된다. 부상형 스키머(2)는 다수 개의 부구에 의해 냉각유의 상부에 떠 있고, 상부층을 포집하는 정도를 위하여 냉각유가 흡입되는 부분의 높이를 조절할 수도 있다. 이와 같은 부상형 스키머(2)는 일반적인 것으로 상세한 설명은 생략한다.

흡입력은 부상형 스키머(2)와 연결된 1차 펌프(3)에 의해 이루어지고, 이를 통해 고액 분리 사이클론(4)으로 이동된다. 고액 분리 사이클론(4)에서는 흡입된 냉각유에 포함된 입자성 이물질을 분리하여 배출하는 장치로서 원심력을 이용하는 일반적인 것이다.

고액 분리 사이클론(4)에서 입자성 이물질이 걸리진 냉각유는 수위조절 탱크(5)로 유입된다. 도 2(b)에 도시된 바와 같이 냉각유를 유입관(12)을 통해 수위조절 탱크(5)의 내부에 형성된 흡입 탱크(9)로 유입된다. 흡입 탱크(9)는 별도의 통으로 구성되어 수위조절 탱크(5) 내부에 설치될 수도 있고, 도 2(b)와 같이 하나의 판체가 수위조절 탱크(5)의 다른 벽체와 함께 통을 형성할 수도 있다. 흡입 탱크(9)의 상단은 냉각유의 상부면보다 높게 형성되어 있어, 수위조절 탱크(5)의 상부에 부유하는 이물질이 유입되지 않는 구조로 되어야 한다.

수위조절 탱크(5)는 항상 일정 수위를 유지하도록 형성되어 있는데, 도 2(b)의 경우 일정 수위가 되면 저장탱크 연결포트(11)로 넘어가도록 형성되어 있다. 저장탱크 연결포트(11)는 저장탱크(1)와 관로로 연결되어 있다. 그리고 저장탱크 연결포트(11)로는 부유성 이물질이 유입되지 않도록 하는 구조를 가지는데, 저장탱크 연결포트(11) 옆에 설치된 칸막이(10)에 의해 이루어진다. 칸막이(10)의 상단은 수위보다 높게 위치되고, 하단에는 냉각유가 흐를 수 있는 공간을 두고 설치된다. 즉, 바닥부분과 일정 간격을 띄워 측부가 고정되게 설치된 구조이다.

그리고 흡입 탱크(9)의 내부에는 유출관(13)이 형성되어 유입관(12)으로 유입되는 냉각유는 유수분리 사이클론(7)으로 이동되고, 이를 위해 관로상에 2차 펌프(6)가 설치되어 있다.

유수분리 사이클론(7)으로 냉각유를 공급하는 2차 펌프(6)는 1차 펌프(3)의 용량보다 5％ 이상 30％ 이하(적절하게는 10~20％) 정도의 더 큰 용량을 가지도록 구성함이 바람직하다.

따라서 2차 펌프(6)는 유입관(12)으로 유입되는 모든 냉각유를 흡입하여 유수분리 사이클론(7)으로 이동시키게 된다. 유입관(12)으로 유입되는 냉각유의 양이 적으면, 흡입 탱크(9)의 하부에 형성된 개구부(8)를 통해 수위조절 탱크(5)에 있는 냉각유를 함께 흡입하게 된다. 그리고 유입관(12)으로 유입되는 냉각유의 양이 2차 펌프(6)의 처리 용량보다 많으면 개구부(8)를 통해 수위조절 탱크(5)에 모이고, 일정 수위를 넘으면 저장탱크 연결포트(11)를 통해 저장탱크(1)로 이동된다. 물론 이때에는 칸막이(10)의 하부에 있는 공간을 통해 이동되고, 칸막이(10)의 상단은 수위보다 높게 형성되어 있으므로 부유성 이물질은 그대로 있게 된다.

2차 펌프(6)에 의해 유수분리 사이클론(7)으로 유입된 냉각유는 단백질, 유기물, 부유성 이물질, 불용성 오일 등이 걸러지게 되고, 깨끗한 냉각유는 관로를 통해 수위조절 탱크(5)의 재유입관(14)을 통해 다시 유입된다.

따라서 수위조절 탱크(5)의 냉각유는 수위조절 탱크(5), 2차 펌프(6), 유수분리 사이클론(7)을 순차적으로 거쳐 순환하면서 불용성 오일과 여러 이물질이 걸러지게 된다. 그리고 수위조절 탱크(5)의 수위를 넘어가는 냉각유는 저장탱크(1)로 다시 유입된다.

상기와 같이 본 발명은 냉각유가 순환되면서 불용성 오일과 부유성 이물질 등이 걸러져 깨끗한 냉각유의 상태를 유지하고, 이를 기계로 공급할 수 있게 된다.

1 : 저장탱크 2 : 부상형 스키머
3 : 1차 펌프 4 : 고액 분리 사이클론
5 : 수위조절 탱크 6 : 2차 펌프
7 : 유수분리 사이클론 8 : 개구부
9 : 흡입 탱크 10 : 칸막이
11 : 저장탱크 연결포트 12 : 유입관
13 : 유출관 14 : 재유입관

Claims (2)

1. 기계에 사용되는 냉각유를 저장하고 공급하는 저장탱크(1); 저장탱크(1)에 설치되어 냉각유의 상부층을 흡입하는 부상형 스키머(2); 부상형 스키머(2)에 흡입된 냉각유를 펌핑하여 송급하는 1차 펌프(3); 1차 펌프(3)로부터 공급받은 냉각유에서 이물질을 분리하는 고액 분리 사이클론(4); 고액 분리 사이클론(4)에서 이물질이 분리된 냉각유가 유입되고, 깨끗한 냉각유는 저장탱크(1)로 공급하는 수위조절 탱크(5); 수위조절 탱크(5)의 냉각유를 인출하는 2차 펌프(6); 2차 펌프(6)로 부터 공급받은 냉각유를 재사용 냉각유와 불용성 오일로 분리하고, 재사용 냉각유는 다시 수위조절 탱크(5)로 공급하고 불용성 오일은 배출시키는 유수분리 사이클론(7);으로 구성됨을 특징으로 하는 냉각유의 불용성 오일 제거 장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 수위조절 탱크(5)의 내부에는 하부에 개구부(8)가 형성된 흡입 탱크(9)가 설치되되 상단이 수위보다 높게 위치되고; 하부에 유로가 형성되게 칸막이(10)가 입설되되 그 상단이 수위보다 높게 위치되며; 흡입 탱크(9)와 반대편에 저장탱크 연결포트(11)가 형성되어 저장탱크(1)로 냉각유가 공급되는 관로와 연결되고; 칸막이(10)를 기준으로 흡입 탱크(9)의 반대편에 유수분리 사이클론(7)으로부터 유입되는 재유입관(14)이 연결되며; 흡입 탱크(9)의 내부에는 고액 분리 사이클론(4)으로 부터 냉각유가 유입되는 유입관(12)이 설치되고; 흡입 탱크(9)의 내부 하측에는 유입관(12)의 끝단부 하부에 단부가 위치되게 유출관(13)이 설치됨을 특징으로 하는 냉각유의 불용성 오일 제거 장치.
   

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