KR101514279B1 - 히팅부가 구비된 분사호스를 포함하는 유체분사장치 - Google Patents

히팅부가 구비된 분사호스를 포함하는 유체분사장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 히팅부가 구비된 분사호스를 포함하는 유체분사장치는, 유체를 분사하는 유체 분사장치에 있어서, 액체질소가 저장되는 질소탱크, 절삭유가 저장되는 절삭유탱크 및 상기 액체질소가 유동되는 제1유로와, 상기 절삭유가 유동되며, 상기 제1유로의 둘레를 감싸는 형태로 형성된 제2유로를 포함하고, 상기 절삭유 및 상기 액체질소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 분사하도록 형성되며, 상기 제2유로의 둘레에는 상기 제2유로를 승온시키는 히팅부가 구비된 분사호스를 포함한다.

Description

히팅부가 구비된 분사호스를 포함하는 유체분사장치{Fluid Jet Apparatus Having Jet Hose Having Heating Part}
본 발명은 유체를 분사하는 유체분사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 유로가 형성되어 복수의 유체를 선택적으로 분사할 수 있는 분사호스를 포함하며, 상기 분사로스에는 히팅부가 구비되어 유체의 빙결을 방지할 수 있는 유체분사장치에 관한 것이다.
일반적으로 금속 등 대상물을 가공하는 과정에서는 고온의 열이 발생되며, 이는 가공물을 변형 및 손상시킬 위험을 초래한다. 따라서 이를 방지하기 위해 대상물 가공 작업을 수행할 경우에는 냉각을 위한 액체질소와, 마찰 또는 공구의 마모를 저감시키기 위한 절삭유 등을 가공영역에 분사하게 된다.
다만, 종래의 경우 상기 액체질소 및 절삭유를 분사하기 위한 시스템은 각각 별도의 장치로 제작된다. 따라서 종래에는 액체질소와 윤활유를 각각의 분사장치를 통하여 가공 영역에 분사하도록 이루어진다.
이와 같은 경우, 대상물의 가공 시 각각의 장치가 점유하는 공간이 커 공간의 낭비가 심하며, 각 장치를 동시에 제어하기 위해서는 복수의 작업자가 필요하여 인력이 낭비되는 문제가 있다.
또한 이때 가공 품질 향상을 위해 액체질소 및 절삭유의 공급량을 조화롭게 조절할 필요가 있으나, 상기와 같이 복수의 작업자가 각각의 분사장치를 담당하므로, 서로의 호흡이 맞지 않을 경우 가공 품질을 저하시키게 되는 원인이 된다.
뿐만 아니라 작업 시 작업자가 위험에 노출될 가능성이 커 안전사고가 발생하게 되는 문제도 있다.
따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.
한국등록특허 제10-0948912호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 복수의 유체를 선택적으로 분사할 수 있도록 형성되어 가공 품질을 향상시키고, 공간 및 인력의 낭비를 방지할 수 있는 유체분사장치를 제공하기 위함이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 히팅부가 구비된 분사호스를 포함하는 유체분사장치는, 유체를 분사하는 유체 분사장치에 있어서, 액체질소가 저장되는 질소탱크, 절삭유가 저장되는 절삭유탱크 및 상기 액체질소가 유동되는 제1유로와, 상기 절삭유가 유동되며, 상기 제1유로의 둘레를 감싸는 형태로 형성된 제2유로를 포함하고, 상기 절삭유 및 상기 액체질소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 분사하도록 형성되며, 상기 제2유로의 둘레에는 상기 제2유로를 승온시키는 히팅부가 구비된 분사호스를 포함한다.
그리고 상기 분사호스의 전단부에는 상기 액체질소 및 상기 절삭유가 분사되는 노즐이 형성되며, 상기 히팅부는 상기 노즐의 둘레를 따라 구비될 수 있다.
또한 상기 히팅부는 복수 개가 상기 분사호스의 길이 방향을 따라 이격되도록 구비될 수 있다.
그리고 상기 제1유로 및 상기 제2유로 사이에는, 상기 제1유로 및 상기 제2유로 간의 열 전도를 차단하는 열전도차단부가 형성될 수 있다.
또한 상기 열전도차단부는 내부에 진공 상태의 공간이 형성될 수 있다.
그리고 상기 열전도차단부는, 상기 제1유로 및 상기 제2유로를 구획하는 격벽의 둘레를 감싸도록 형성될 수 있다.
또한 상기 질소탱크의 액체질소가 상기 분사호스에 전달되는 경로 상에 구비되며, 상기 액체질소를 소정 압력으로 저장하고, 플래시가스를 분리하는 분리베셀을 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 질소탱크의 액체질소가 상기 분사호스에 전달되는 경로 상에 구비되며, 상기 액체질소를 전달받아 소정 온도의 분위기를 조성하는 냉각베셀을 더 포함할 수 있다.
또한 상기 절삭유탱크의 절삭유가 상기 분사호스에 전달되는 경로 상에 구비되며, 상기 절삭유를 전달받아 상기 절삭유의 분사유량 및 분사압력을 조절하는 조절베셀을 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 절삭유 및 상기 액체질소의 분사 유량을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 히팅부가 구비된 분사호스를 포함하는 유체분사장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 하나의 장치로 복수의 유체를 동시에, 또는 어느 하나를 선택적으로 분사할 수 있어 공간 및 인력의 낭비를 방지할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 복수의 유체 공급량을 용이하게 조절할 수 있으므로 대상물의 가공 시 요구되는 가공조건에 따라 효과적으로 대응이 가능하다는 장점이 있다.
셋째, 공구의 수명 증가로 인해 가공물의 제품성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
넷째, 작업 시 작업자의 안전을 도모하고, 작업환경의 쾌적함을 제공할 수 있는 장점이 있다.
다섯째, 히팅부에 의해 극저온의 유체가 유동 시에도 또 다른 유체의 빙결을 방지할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 유체분사장치의 전체 모습을 나타낸 사시도;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 유체분사장치의 유체 전달 구조를 나타낸 블록도;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 유체분사장치에 있어서, 분사호스의 후단부를 나타낸 단면도;
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 유체분사장치에 있어서, 분사호스의 전단부를 나타낸 단면도;
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 유체분사장치에 있어서, 분사호스의 구조를 나타낸 단면도;
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 유체분사장치에 있어서, 분사호스의 구조를 나타낸 단면도; 및
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 유체분사장치의 유체 전달 구조를 나타낸 블록도이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
그리고 이하 설명에 있어 유체라 함은 물질의 액체 형태뿐 아니라, 기체 형태 및 무화된 미스트 형태도 포함할 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 유체분사장치의 전체 모습을 나타낸 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유체분사장치는 질소탱크(10)와, 절삭유탱크(40)와, 분사호스(50)를 포함한다. 그리고 본 실시예의 경우, 분리베셀(30) 및 냉각베셀(20)과, 도시되지 않은 조절베셀을 더 포함할 수 있다.
질소탱크(10)는 액체질소가 내부에 저장되는 구성요소이며, 후술할 분사호스(50)에 상기 액체질소를 공급할 수 있다. 이를 위해 질소탱크(10)의 하우징은 극저온에 견딜 수 있고, 단열이 가능한 구조 및 재질을 가질 수 있다.
절삭유탱크(40)는 절삭유가 내부에 저장되는 구성요소이며, 후술할 분사호스(50)에 상기 절삭유를 공급할 수 있다.
분리베셀(30)은 상기 질소탱크(10)의 액체질소가 상기 분사호스(50)에 전달되는 경로 상에 구비된다. 그리고 상기 액체질소를 소정 압력으로 저장하고, 플래시가스를 분리하는 역할을 수행한다. 이에 따라 액체질소의 공급유량을 안정적으로 조절이 가능하며, 플래시가스에 의한 위험을 미연에 방지할 수 있다.
냉각베셀(20)은 상기 질소탱크(10)의 액체질소가 상기 분사호스(50)에 전달되는 경로 상에 구비되며, 상기 액체질소를 전달받아 소정 온도의 분위기를 조성할 수 있다. 따라서 액체질소가 기화되는 것을 방지하여 작업이 원활히 이루어지도록 할 수 있다.
조절베셀은 상기 절삭유탱크(40)의 절삭유가 상기 분사호스(50)에 전달되는 경로 상에 구비되며, 상기 절삭유를 전달받아 상기 절삭유의 분사유량 및 분사압력을 조절할 수 있도록 한다.
분사호스(50)는 전단에 노즐(60)이 형성되며, 내부에는 복수의 유로가 형성된다. 구체적으로 상기 분사호스(50)는 상기 액체질소가 유동되는 제1유로와, 상기 절삭유가 유동되며, 상기 제1유로의 둘레를 감싸는 형태로 형성된 제2유로를 포함하고, 상기 절삭유 및 상기 액체질소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 분사하도록 형성된다. 그리고 상기 제1유로의 둘레에는 상기 제1유로를 승온시키는 히팅부가 구비된다. 이에 대해서는 후술하도록 한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 유체분사장치의 유체 전달 구조를 나타낸 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 질소탱크(10)에 수용된 액체질소는 냉각베셀(20)에 소정 온도로 저장되고, 이후 분리베셀(30)에 의해 플래시가스가 제거되며, 분사호스(50)를 통해 분사된다.
그리고 절삭유탱크(40)에 수용된 절삭유는 조절베셀(45)에 저장되고, 이후 소정 압력 및 유량을 가지도록 분사호스(50)로 전달되고, 상기 액체질소와는 별도의 유로를 통해 분사될 수 있다.
즉 분사호스(50)는 상기 액체질소 및 상기 절삭유를 동시에, 또는 어느 하나를 선택적으로 분사할 수 있는 구조를 가지며, 이하에서는 이에 대해 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 유체분사장치에 있어서, 분사호스(50)의 후단부를 나타낸 단면도이며, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 유체분사장치에 있어서, 분사호스(50)의 전단부를 나타낸 단면도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 분사호스(50)는 제1유로(52)와, 상기 제1유로(52)를 감싸는 형태로 형성된 제2유로(54)를 포함한다. 즉 본 실시예에서 제1유로(52) 및 상기 제2유로(54)의 단면은 동심원 형태로 형성될 수 있다.
그리고 상기 분사호스(50)의 후단부는 전술한 질소탱크 및 절삭유탱크와 연결되며, 이에 따라 상기 액체질소 및 상기 절삭유는 분사호스(50)의 후단부를 통해 각 유로 내로 유입될 수 있다.
구체적으로 본 실시예에서 상기 제1유로(52)는 상기 질소탱크와 연결되어 액체질소가 유입 및 유동되며, 상기 제2유로(54)는 상기 절삭유탱크와 연결되어 절삭유가 유입 및 유동된다.
한편 분사호스(50)의 전단부에는 노즐(60)이 형성되며, 본 실시예에서 상기 제1유로(52) 및 상기 제2유로(54)는 상기 노즐(60)까지 각각 연장된다. 따라서 노즐(60)을 통해 절삭유 및 액체질소가 분사될 수 있다.
이때 상기 절삭유 및 상기 액체질소는 각각의 유량을 별도로 조절할 수 있도록 형성된다. 따라서 본 발명의 유체분사장치를 이용하여 상기 절삭유 및 상기 액체질소 각각의 유량을 조절하여 혼합 분사할 수도 있으며, 또는 어느 하나만을 분사하는 것이 가능하다.
그리고 이와 같은 절삭유 및 액체질소의 유량 조절은 유체분사장치에 구비된 유량조절부를 이용하여 수동으로 이루어질 수도 있으며, 자동으로 이루어질 수도 있음은 물론이다.
한편 상기 제1유로(52) 및 상기 제2유로(54)에는 유동되는 유체의 역류를 방지하는 역류방지밸브(52a, 54a)가 각각 구비될 수 있으며, 본 실시예의 경우 상기 역류방지밸브(52a, 54a)는 분사호스(50)의 후단부에 구비된다.
또한 본 실시예에서 상기 제2유로(54)의 둘레에는 상기 제2유로(54)를 승온시키는 히팅부(70)가 구비된다. 상기 히팅부(70)는 제2유로(54)를 승온시켜 상기 제2유로(54) 내에 유동되는 절삭유가 제1유로(52) 내에 유동되는 액체질소에 의해 빙결되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 이때 상기 히팅부(70)는 열전소자, 열선 등 다양한 발열장치에 의해 구현될 수 있음은 물론이다.
본 실시예의 경우, 상기 히팅부(70)는 상기 노즐(60)의 둘레를 따라 구비된다. 따라서 절삭유가 노즐(60) 부분에서 빙결되어 제2유로(54)를 차단하는 것을 방지하고, 원활한 분사가 이루어지도록 할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 유체분사장치는, 하나의 장치로 복수의 유체를 동시에, 또는 어느 하나를 선택적으로 분사할 수 있어 공간 및 인력의 낭비를 방지할 수 있으며, 복수의 유체 공급량을 용이하게 조절할 수 있으므로 대상물의 가공 시 요구되는 가공조건에 따라 효과적으로 대응이 가능하다는 장점이 있다.
또한 히팅부(70)에 의해 극저온의 유체가 유동 시에도 또 다른 유체의 빙결을 방지할 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 대해 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 유체분사장치에 있어서, 분사호스(150)의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 5에 도시된 본 발명의 제2실시예의 경우, 질소탱크, 절삭유탱크, 분리베셀 및 냉각베셀은 모두 전술한 제1실시예와 동일하게 형성된다. 다만, 분사호스(150)의 구조가 제1실시예와 다르게 형성된다.
구체적으로 본 실시예의 경우, 분사호스(150)의 제1유로(152) 및 제2유로(154) 사이에는, 상기 제1유로(152) 및 상기 제2유로(154) 간의 열 전도를 차단하는 열전도차단부(156)가 형성된다. 상기 열전도차단부(156)는 제1유로(152)에 유동되는 액체질소의 저온이 제2유로(154)에 유동되는 절삭유를 빙결시키는 것을 방지하는 역할을 수행한다. 즉 제1유로(152) 및 제2유로(154) 간에 열 전도가 발생하는 것을 차단할 수 있다.
그리고 본 실시예에서 상기 열전도차단부(156)는 내부에 진공 상태의 공간이 형성된 형태를 가진다. 이와 같은 경우, 열전도차단부(156)는 상기 분사호스(150)의 길이 방향에 걸쳐 길게 형성될 수 있다.
또한 본 실시예의 경우, 상기 히팅부(170)는 복수 개가 구비되며, 이들은 상기 분사호스(150)의 길이 방향을 따라 이격되도록 구비된다. 따라서 분사호스(150)의 전체 길이에 걸쳐 제2유로(154)를 승온시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 유체분사장치에 있어서, 분사호스의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 6에 도시된 본 발명의 제3실시예의 경우, 전술한 제2실시예와 마찬가지로 분사호스(250)의 제1유로(252) 및 제2유로(254) 사이에는, 상기 제1유로(252) 및 상기 제2유로(254) 간의 열 전도를 차단하는 열전도차단부(256a, 256b)가 형성된다.
이때 상기 열전도차단부(256a, 256b)는, 상기 제1유로(252) 및 상기 제2유로(254)를 구획하는 격벽의 둘레를 감싸도록 형성된다. 즉 열전도차단부(256a, 256b)는 상기 제1유로(252) 및 상기 제2유로(254)를 구획하는 격벽을 기준으로 제2유로(254) 측에 형성된 차단영역(256a)과, 제1유로(252) 측에 형성된 차단영역(256b)을 가진다. 따라서 열전도차단부(256)는 분사호스(250)의 단면을 볼 때 상기 제1유로(252) 및 상기 제2유로(254)와 마찬가지로 동심원으로 형성된다.
이와 같이 열전도차단부(256a, 256b)는, 상기 제1유로(252) 및 상기 제2유로(254)를 구획하는 격벽의 둘레를 감싸도록 형성되어 열 전도의 차단 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
그리고 본 실시예에서 히팅부(270)는 전술한 제2실시예와 마찬가지로 복수 개가 구비되며, 이들은 상기 분사호스(250)의 길이 방향을 따라 이격되도록 구비된다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 유체분사장치의 유체 전달 구조를 나타낸 블록도이다.
도 7에 도시된 본 발명의 제4실시예의 경우, 질소탱크(310), 절삭유탱크(340), 조절베셀(345), 분사호스(350), 분리베셀(330) 및 냉각베셀(320)을 포함하는 것과, 그 유동 과정이 전술한 제1실시예와 모두 동일하게 형성된다.
다만, 본 실시예에서는 제어부(305)가 더 구비되며, 상기 제어부(305)는 상기 절삭유 및 상기 액체질소의 분사 유량을 제어할 수 있도록 형성된다. 즉 작업 조건에 대응되도록 상기 분사호스(350)에 공급되는 절삭유 및 액체질소의 유량을 자동 제어하거나, 또는 공급을 차단시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
10: 질소탱크 20: 냉각베셀
30: 분리베셀 40: 절삭유탱크
45: 조절베셀 50: 분사호스
52: 제1유로 54: 제2유로
60: 노즐 70: 히팅부

Claims (10)

  1. 유체를 분사하는 유체 분사장치에 있어서,
    액체질소가 저장되는 질소탱크;
    절삭유가 저장되는 절삭유탱크; 및
    상기 액체질소가 유동되는 제1유로와, 상기 절삭유가 유동되며, 상기 제1유로의 둘레를 감싸는 형태로 형성된 제2유로를 포함하고, 상기 절삭유 및 상기 액체질소 중 어느 하나 이상을 선택적으로 분사하도록 형성되며, 상기 제2유로의 둘레에는 상기 제2유로를 승온시키는 히팅부가 구비된 분사호스;
    를 포함하며,
    상기 제1유로 및 상기 제2유로 사이에는,
    상기 제1유로 및 상기 제2유로 간의 열 전도를 차단하는 열전도차단부가 형성되고,
    상기 열전도차단부는,
    상기 제1유로 및 상기 제2유로를 구획하는 격벽의 둘레를 감싸도록 형성되어, 상기 제1유로 및 상기 제2유로 측에 각각 차단영역을 형성하는 유체분사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분사호스의 전단부에는 상기 액체질소 및 상기 절삭유가 분사되는 노즐이 형성되며,
    상기 히팅부는 상기 노즐의 둘레를 따라 구비된 유체분사장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 히팅부는 복수 개가 상기 분사호스의 길이 방향을 따라 이격되도록 구비된 유체분사장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 열전도차단부는 내부에 진공 상태의 공간이 형성된 유체분사장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 질소탱크의 액체질소가 상기 분사호스에 전달되는 경로 상에 구비되며, 상기 액체질소를 소정 압력으로 저장하고, 플래시가스를 분리하는 분리베셀을 더 포함하는 유체분사장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 질소탱크의 액체질소가 상기 분사호스에 전달되는 경로 상에 구비되며, 상기 액체질소를 전달받아 소정 온도의 분위기를 조성하는 냉각베셀을 더 포함하는 유체분사장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 절삭유탱크의 절삭유가 상기 분사호스에 전달되는 경로 상에 구비되며, 상기 절삭유를 전달받아 상기 절삭유의 분사유량 및 분사압력을 조절하는 조절베셀을 더 포함하는 유체분사장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 절삭유 및 상기 액체질소의 분사 유량을 제어하는 제어부를 더 포함하는 유체분사장치.
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