KR101517366B1 - 폐절삭유 여과 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비중과 압력을 이용하여 폐절삭유에 섞인 이물과 절삭할 때 생긴 칩 그리고 물과 수분 등을 제거할 수 있게 구성함으로써, 구조가 간단하면서도 제조하기가 쉽고 유지 보수가 편리할 뿐만 아니라 여과 효율을 높일 수 있게 한 폐절삭유 여과 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 폐절삭유에서 부유물과 칩 그리고 물 등을 걸러서 절삭유로 분리하는 절삭유 분리기를 구조적 형태를 통해 비중과 압력을 이용하여 이들을 걸러서 분리할 수 있게 구성하므로, 여과 장치 전체의 구성을 간단하게 하면서도 제조 비용을 줄일 수 있고, 또한 유지 보수가 쉬울 뿐만 아니라 거름 효과를 높일 수 있게 한 폐절삭유 여과 장치를 제공하는 데 다른 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 이처럼 부유물과 칩 그리고 물 등을 분리한 절삭유를 소정의 압력을 가해 미리 정한 구멍을 관통 형성한 플레이트를 통과시킨 다음, 주물 칩을 통해 거름 작용을 할 수 있게 하여 폐절삭유의 브릭스 농도를 낮춰 여과 효율을 더욱 높일 수 있게 한 폐절삭유 여과 장치를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

Description

폐절삭유 여과 장치{FILTRATION APPARATUS FOR WASTE CUTTING FLUID }
본 발명은 폐절삭유 여과 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐절삭유를 유동시키면서 비중과 압력을 이용하여 폐절삭유에 포함된 이물과 절삭유보다 비중이 큰 유체를 분리함으로써, 이물 제거 효율과 절삭유의 브릭스 농도를 절반 정도로 낮춰 여과 효율을 높일 수 있게 한 것이다.
일반적으로 금속 재료를 절삭 가공할 때, 절삭 공구를 냉각하고 윤활이 이루어지게 하여 절삭 공구의 수명을 연장하거나 다듬질 면을 깨끗하게 하기 위해 절삭유를 사용한다. 이러한 절삭유는 절삭뿐만 아니라 연삭, 연마, 인발, 프레스, 압연 등 금속가공에 사용하는 금속 가공유제로서, KS에 규격화되어 있다.
이러한 절삭유 사용의 주된 효과로는, ①윤활작용으로 마찰이나 공구의 마모 저감, ②공구나 피절삭재의 냉각작용으로 공구수명 증가, ③가공 부분의 치수 정밀도 향상, ④구성인선의 억제작용 칩 배제, ⑤가공 면의 녹 방지(방청) 등을 들 수 있다.
한편, 이러한 절삭유는 통상 물의 표면 장력 등을 이용하여 기름 방울이 물 위에 부유하게 하여 사용하는 수용성 절삭유제와, 광유·동물성유 그리고 식물성유 등을 각각 사용하거나 조합하여 사용하는 비수용성 절삭유로 구분한다.
절삭유는 절삭 가공할 때 사용하다 보면 이물과 절삭 가공으로 생긴 칩 등이 섞여 폐절삭유가 된다. 폐절삭유는 그대로 방류하면 환경오염을 일으키는 한 가지 요인이 되므로 폐절삭유에 섞인 유분이나 칩 등을 제거하여 분리 회수하여 다시 사용하게 한다. 특허문헌 1 내지 특허문헌 3에는 폐절삭유를 분리 회수하는 기술이 개시되어 있다.
특허문헌 1은 폐절삭유와 칩의 분리회수장치에 관한 것으로, 한 조의 전방 가이드 롤러와 한 조의 후방 가이드 롤러가 그 상부 양쪽에 각각 설치되며 그 중앙부에는 폐절삭유의 배출통로를 형성하고 그 사방 모서리에는 높이조절형 받침대가 각각 설치된 본체프레임과, 상기 본체프레임의 윗면에 설치되며 그 내부에는 소정 설치공간이 마련되고 그 전방 상부에는 동력전달기어를 갖는 구동모터가 설치되며 그 후방 상부에는 상기 후방 가이드 롤러와 마주보는 위치에 상부 가이드 롤러가 설치된 커버와, 상기 커버의 설치공간에 수용되도록 설치되며 칩과 폐절삭유를 분리하기 위한 원통형 망의 유입단에 유입구가 구비됨과 아울러 상기 동력전달기어와 맞물리는 회전기어가 구비되고 이 원통형 망의 배출단 바깥둘레에는 상기 후방 가이드 롤러 및 상기 상부 가이드 롤러가 삽입되도록 삽입 홈을 갖는 회전체가 설치된 회전망체와, 상기 회전망체의 유입구에 삽입되도록 그 후방에 삽입구가 돌출형성되며 그 전방에는 탭핑기에서 탭 가공할 때 발생하는 칩과 폐절삭유가 유입되는 유입통로가 마련된 경사호퍼와, 상기 본체프레임의 하부에 설치되어 상기 폐절삭유의 배출통로를 통해 배출되는 폐절삭유를 수집하는 오일탱크와, 상기 회전망체의 배출단 하부에 설치되어 상기 회전망체에서 배출되는 칩을 수거하며 그 내부에는 수거된 칩을 이송시키기 위한 스크루 축이 설치된 칩 이송탱크로 구성된다.
특허문헌 2는 강산과 소석회를 이용하여 폐절삭유를 유수분리시키는 방법에 있어서, 폐절삭유에 강산을 가하여 교반하면서 pH 1~2로 조절하여 에멀젼 입자의 활성을 떨어뜨리고, 소석회를 가하여 교반하여 중화시킨 다음 황산반토를 가하여 교반시켜 응집시킨 다음 계면활성제를 가하여 정치시켜 유층과 수층으로 분리시키는 것을 특징으로 하는 폐절삭유의 유수분리방법에 관한 것으로서, 폐절삭유에 함유된 유분을 간편하게 처리하여 유분의 제거율을 높임으로써, 처리시설과 작업공정이 간단하고, 그리고 발생하는 폐수의 이차적인 처리의 부담을 줄일 수 있어 경제적인 이점이 있다.
특허문헌 3은 반도체 및 태양광 전지용 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐절삭유의 분리 정제방법 및 그를 이용한 반도체 및 태양광 전지 웨이퍼용 재생 절삭유에 관한 것이다. 이는, 반도체 및 태양광전지용 웨이퍼 제조공정에서 실리콘 인고트를 절단할 때 발생하는 슬러리 상태의 폐절삭유를 원심분리하되, 세라믹 무기막을 이용하여 분리 정제함으로써, 고순도의 액상 절삭용매 및 고상의 연마재로 회수하는 분리 정제방법이며, 상기 회수된 절삭용매 및 연마재를 반도체 및 태양광 전지 웨이퍼용 절삭유에 재생할 수 있다.
하지만, 이런 폐절삭유의 분리 기술은 다음과 같은 문제가 발생한다.
(1) 통상 폐절삭유에는 절삭유와 더불어 물과 같이 절삭유보다 비중이 큰 유체 그리고 절삭할 때 생긴 칩 등이 섞이는 데, 이들을 각각 분리해야 하므로 분리 장치의 전체 구조이 복잡하고, 이에 제조하는 데에도 큰 비용이 필요하다.
(2) 특히, 특허문헌 3과 같이, 폐절삭유를 원심분리하고 세라믹 무기막 등을 이용하여 분리 정제하는 경우 정제한 절삭유의 정제 효율을 높일 수 있으나, 이러한 분리 정제를 위해 사용하는 구성이 커지고 복잡해짐에 따라 분리 장치 전체의 크기가 커져야 한다.
(3) 또한, 특허문헌 2와 같이, 화학 약품을 이용하여 유분 등의 제거율을 높이는 경우, 이처럼 유분 제거율을 높일 수 있을지는 모르나 유분 제거에 사용했던 약품 때문에 다시 환경오염을 일으킬 우려가 있다. 이에, 유분 제거에 사용했던 화학 약품을 중화하거나 다시 회수해야 하는 후 공정이 필요하여 회수 효율을 떨어뜨린다.
(4) 따라서, 구조가 간단하면서도 여과 효율을 높일 수 있으면서도 쉽게 제조하여 사용할 수 있는 폐절삭유 여과 장치에 관한 개발이 필요하게 되었다.
한국공개특허 제10-2008-0034724호 (공개일 : 2008.04.22) 한국등록특허 제0839828호 (등록일 : 2008.06.13) 한국등록특허 제1106791호 (등록일 : 2012.01.10)
본 발명은 이러한 점을 고려하여 발명한 것으로, 비중과 압력을 이용하여 폐절삭유에 섞인 이물과 절삭할 때 생긴 칩 그리고 물과 수분 등을 제거할 수 있게 구성함으로써, 구조가 간단하면서도 제조하기가 쉽고 유지 보수가 편리할 뿐만 아니라 여과 효율을 높일 수 있게 한 폐절삭유 여과 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 폐절삭유에서 부유물과 칩 그리고 물 등을 걸러서 절삭유로 분리하는 절삭유 분리기를 구조적 형태를 통해 비중과 압력을 이용하여 이들을 걸러서 분리할 수 있게 구성하므로, 여과 장치 전체의 구성을 간단하게 하면서도 제조 비용을 줄일 수 있고, 또한 유지 보수가 쉬울 뿐만 아니라 거름 효과를 높일 수 있게 한 폐절삭유 여과 장치를 제공하는 데 다른 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 이처럼 부유물과 칩 그리고 물 등을 분리한 절삭유를 소정의 압력을 가해 미리 정한 구멍을 관통 형성한 플레이트를 통과시킨 다음, 주물 칩을 통해 거름 작용을 할 수 있게 하여 폐절삭유의 브릭스 농도를 낮춰 여과 효율을 더욱 높일 수 있게 한 폐절삭유 여과 장치를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폐절삭유 여과 장치는, 미리 정한 유량의 폐절삭유를 수집하는 폐절삭유 수집조(100); 상기 폐절삭유 수집조(100)에서 폐절삭유를 강제로 압송받아 절삭유를 분리하는 절삭유 분리기(200); 상기 절삭유 분리기(200)에서 분리한 절삭유와 이물질을 각각 수집하는 절삭유 수집조(300a) 및 이물 수집조(300b); 상기 절삭유 수집조(300a)에서 수집한 절삭유를 압송받아 이물을 걸러주는 적어도 하나의 필터링 장치(400); 및 필터링한 절삭유를 저장하는 저장 탱크(500);를 포함하되, 상기 절삭유 분리기(200)는, 폐절삭유의 흐름을 줄여주기 위한 감속 구간(210), 감속 구간(210)을 통과한 폐절삭유의 표면에 부유한 이물을 이물 수집조(300b)로 제거하는 제1 제거구간(220), 폐절삭유 내에 가라앉은 이물을 상기 이물 수집조(300b)로 제거하는 제2 제거구간(230), 및 제2 제거구간(230)을 통과한 폐절삭유를 비중을 이용하여 비중이 다른 유체와 절삭유를 분리하여 절삭유를 절삭유 수집조(300a)에 제공하는 절삭유 분리구간(240)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 감속 구간(210)은, 폐절삭유가 지면 쪽에서 위로 향하여 흐르도록 구성하고, 서로 마주 보는 양쪽 면에는 미리 정한 간격으로 엇갈리게 여러 개의 격벽(211)을 갖춰 흐름 방향이 바뀌도록 구성한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 제거구간(220)은, 폐절삭유의 표면에 이물을 이물 수집조(300b)로 안내할 수 있는 가이드(221)를 갖춘 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제2 제거구간(230)은, 상기 제1 제거구간(220)의 하부에 위치하게 형성하여 자연스럽게 이물이 바닥에 가라앉게 구성하고, 상기 제1 제거구간(220)에서 유입하는 입구 부분과 바닥 사이에는 폐절삭유에 함유한 이물이 안정적으로 유동할 수 있도록 사면(231)을 형성한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 절삭유 분리구간(240)은, 상기 제2 제거구간(230)과 나란하게 형성하고, 바닥면에는 비중이 다른 유체와 절삭유를 구분할 수 있도록 분리판(241)을 갖춘 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 절삭유 수집조(300a)와 이물 수집조(300b) 사이에는, 상기 이물 수집조(300b) 내에 이물 및 부유물과 함께 수집한 절삭유를 상기 절삭유 수집조(300a)로 이송하기 위한 절삭유 이송관(310)으로 연결한 것을 특징으로 한다.
마지막으로, 상기 필터링 장치(400)는, 절삭유가 지면에서 위로 통과하도록 여러 개의 구멍(411)을 갖춘 플레이트(410), 및 이 플레이트(410) 위에 장착하는 주물 칩(420)을 포함한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 폐절삭유 여과 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 구조가 간단하여 쉽게 제작하여 사용할 수 있고, 또한 저비용으로 제작하여 여과 효율을 높일 수 있다.
(2) 특히, 비중과 압력을 이용하여 절삭유를 분리 여과하므로 이에 맞게 절삭유 분리기의 구조적 특성을 이용하므로, 본 발명에 따른 여과 장치의 전체적인 구성을 간단하게 제작할 수 있다.
(3) 또한, 기존의 분리 여과 기술과 달리 화학 제품이나 고가의 원심분리기와 같은 장치를 이용하지 않으므로 구조가 간단할 뿐만 아니라 분리 여과 후에 별도의 다른 공정을 거치지 않고서도 여과 과정을 마칠 수 있어 분리 여과하는 공정 수를 줄여 작업 효율을 높일 수 있다.
(4) 이처럼 본 발명은 비중과 압력으로 절삭유를 분리 여과하므로 구조가 간단하여 유지 보수도 쉽게 할 수 있다.
[도 1]은 본 발명에 따른 폐절삭유 여과 장치의 전체 구성을 보여주기 위한 개념도.
[도 2]는 본 발명에 따른 절삭유 분리기의 내부 구조를 보여주기 위해 한쪽 면을 자른 사시도.
[도 3]은 본 발명에 따른 필터링 장치의 내부 구조를 보여주기 위해 한쪽 면을 자른 사시도.
[도 4]는 본 발명에 따른 필터링 장치에 사용한 주물 칩을 보여주기 위한 사진.
[도 5]는 폐절삭유를 담은 용기와, 이 폐절삭유의 pH와 브릭스 농도를 측정한 결과를 보여주기 위한 사진.
[도 6]은 본 발명에 따른 폐절삭유 여과 장치로 여과한 절삭유를 담은 용기와, 이 폐절삭유의 pH와 브릭스 농도를 측정한 결과를 보여주기 위한 사진.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형례가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
(구성)
본 발명에 따른 폐절삭유 여과 장치는, [도 1] 내지 [도 3]과 같이, 폐절삭유를 수집하는 폐절삭유 수집조(100), 폐절삭유에서 절삭유를 분리하는 절삭유 분리기(200), 분리한 절삭유와 부유물을 포함하는 이물을 분리 저장하는 절삭유 수집조(300a) 및 상기 이물 수집조(300b), 분리한 절삭유를 걸러주는 적어도 하나의 필터링 장치(400), 그리고 거른 절삭유를 저장하기 위한 저장 탱크(500)를 포함한다.
특히, 본 발명은 압력과 비중을 이용하여 절삭유 분리기(200)에서 절삭유를 분리할 수 있도록 이 절삭유 분리기(200)를 구조적으로 구성하고, 압력을 이용하여 필터링 장치(400)에서 절삭유를 여과할 수 있게 구성함으로써, 구조가 간단하여 쉽게 제작할 수 있어 유지 보수가 쉬우면서도 분리 여과 효과를 높일 수 있게 한 것이다.
이하, 이러한 구성에 대하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
폐절삭유 수집조(100)는, [도 1]과 같이, 폐절삭유를 저장하기 위한 일종의 탱크이다. 이러한 폐절삭유 수집조(100)는 통상적으로 절삭 장치를 갖춘 공장의 안이나 밖에 장착하여 절삭 장치에서 절삭하면서 사용함에 따라 생긴 폐절삭유를 수집한다.
한편, 상기 폐절삭유 수집조(100)에는, [도 1]과 같이, 펌프와 같은 액추에이터(110)를 갖춰 수집한 폐절삭유를 후술할 절삭유 분리기(200)로 미리 정한 압력으로 압송할 수 있게 구성한다. 이때의 압송 압력은 절삭유 분리기(200)에서 처리할 수 있는 용량을 고려하여 결정하는 것이 바람직하다.
절삭유 분리기(200)는, [도 1] 및 [도 2]와 같이, 폐절삭유에서 분리한 절삭유를 제1 유관(242)을 통해 절삭유 수집조(300a)로 내보내고, 폐유를 분리하는 과정에서 생긴 부유물과 이물을 각각 제 2유관(222)과 제3 유관(232)을 통해 이물 수집조(300b)로 내보낸다. 이런 절삭유 분리기(200)는, [도 2]와 같이, 감속 구간(210), 제1 및 제2 제거구간(220,230), 그리고 절삭유 분리구간(240)을 포함한다.
감속 구간(210)은, [도 2]와 같이, 폐절삭유 수집조(100)에서 액추에이터(110)로 압송한 폐절삭유가 급속하게 유동하지 않게 하여 안정적으로 유동할 수 있게 하기 위함이다. 이를 위하여, 감속 구간(210)은 지면에서 위로 향하여 폐절삭유가 올라오도록 구성하고, 특히 서로 마주 보는 면에는 여러 개의 격벽(211)을 엇갈리게 설치하여 유동 흐름을 바꿔 유속 감소 효과와 더불어 유체에 충격을 가해 이물을 잘게 부수면서 분해하는 효과를 얻을 수 있게 한다.
제1 제거구간(220)은, [도 2]와 같이, 감속한 폐절삭유의 표면에 부유한 부유물을 제2 유관(222)을 통해 이물 수집조(300b)로 수집하게 하는 구성이다. 이러한 제1 제거구간(220)은 는 감속한 폐절삭유가 서서히 흐르도록 구성하고, 폐절삭유의 수면에서 미리 정한 깊이만큼 잠기도록 가이드(221)를 구성함에 따라 달성한다. 이때, 가이드(221)는 부유물이 한쪽으로 몰릴 수 있도록 폐절삭유의 흐름에 대하여 미리 정한 각도만큼 경사지게 설치한다.
제2 제거구간(230)은, [도 2]와 같이, 부유물을 제거한 폐절삭유에서 칩과 같은 이물과 더불어 폐절삭유에 첨가한 유체(여기서는 절삭유보다 비중이 큰 유체로서, 예시적으로 물)을 제거하는 구성이다. 이는, 상술한 제1 제거구간(220)에서 부유물을 제거한 폐절삭유가 그 아래로 내려오게 함으로 달성할 수 있다. 이때, 폐절삭유는 제1 제거구간(220)에서 제2 제거구간(230)으로 폐절삭유가 중력을 받아 자연스럽게 아래로 유동하게 하고, 상기 제2 제거구간(230)에는 유동 중에 충격 등을 받지 않도록 2사면(231)을 갖춰 폐절삭유가 급격하게 유동함에 따라 이물이 다시 부유하는 것을 방지한다. 이때의 사면(231)은 제2 제거구간(230)의 입구와 바닥 사이에 미리 정한 각도로 설치한다. 그리고, 제2 제거구간(230)의 바닥에는 이물 수집조(300b)와 연결한 제3 유관(232)을 통해 이물을 제거한다. 이때, 절삭유보다 큰 비중을 가진 유체도 함께 배출하는 데, 이는 후술할 분리판(241)을 통해 이루어지므로 이 분리판(241)을 설명할 때 함께 설명한다.
절삭유 분리구간(240)은, [도 2]와 같이, 비중을 이용하여 유체와 절삭유를 분리하여 절삭유를 제1 유관(242)을 통해 절삭유 수집조(300a)로 배출한다. 이처럼 비중으로 유체와 절삭유를 분리하기 위해, 절삭유 분리구간(240)의 바닥에서 위로 돌출하게 분리판(241)을 갖춘다. 분리판(241)은 비중이 무거운 유체가 절삭유 분리구간(240)으로 넘어오지 않게 하여 상술한 제 3유관(232)을 통해 이물 수집조(300b)에 모이게 하고, 비중이 작은 절삭유가 이 분리판(241)을 넘어가서 제1 유로(242)를 통해 절삭유 수집조(300a)에 모이게 한다. 여기서, 비중이 무거운 유체는, 수용성 절삭유 등에 섞어서 사용하는 물이나, 절삭 가공 중에 주변에 유입한 다른 유분이나 수분 등을 예로 들 수 있다.
절삭유 수집조(300a)와 이물 수집조(300b)는, [도 1] 및 [도 2]와 같이, 일종의 저장 탱크로서 그 저장하는 내용물과 용량에서만 차이가 있다. 즉, 절삭유 수집조(300a)는 이물과 부유물 그리고 비중이 큰 유체 등을 제거한 절삭유를 저장하는 탱크이고, 이물 수집조(300b)는 이러한 이물과 부유물 그리고 비중이 큰 유체를 저장하기 위한 탱크이다.
이러한 탱크는 분리 과정에서 생기는 양을 고려하여 그 용량을 결정하여 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 절삭유 수집조(300a)와 이물 수집조(300b) 사이에는, [도 1] 및 [도 2]와 같이, 절삭유 이송관(310)을 더 구성하는 것이 바람직하다. 절삭유 이송관(310)은 상술한 절삭유 분리기(200)에서 이물과 유체 그리고 부유물 등을 분리하는 과정에서 이들과 함께 절삭유가 이물 수집조(300b)에 함께 수집된다. 이에, 본 발명은 절삭유 이송관(310)을 통해 이렇게 이물 수집조(300b)에 수집된 절삭유를 절삭유 수집조(300a)로 송출할 수 있게 한 것이다. 이러한 절삭유 이송관(310)은 이들 수집조의 높이차이를 이용하거나 펌프와 같은 강제 압송 수단을 이용하여 절삭유를 압송하게 구성할 수 있다.
필터링 장치(400)는, [도 1] 및 [도 3]과 같이, 액추에이터(310)의 구동으로 절삭유 수집조(300a)에서 압송하는 절삭유를 걸러주기 위한 장치이다. 이러한 필터링 장치(400)는 절삭유의 오염 정도에 따라 적어도 하나를 연결하여 사용하며, 도면에서는 2개를 직렬로 연결하여 더욱 농도가 낮게 분리하는 예를 보여주고 있으나, 병렬로 연결하여 많은 유량 확보를 할 수 있게 연결할 수도 있다.
또한, 이러한 필터링 장치(400)는 필터링 효과를 높이기 위해 [도 3]과 같이 구성할 수 있다. 즉, 필터링 장치(400)는, 여러 개의 구멍(411)을 관통 형성한 플레이트(410), 그리고 주물 칩(420)을 쌓은 구조로 구성할 수 있다.
이때, 상기 플레이트(410)는 주물 칩(420) 밑에 위치하도록 구성하고, 상술한 절삭유 수집조(300a)에서 압송한 절삭유는 이 플레이트(410)의 아랫면에서 위로 통과하도록 구성한다. 이는, 절삭유가 플레이트(410)와 부딪히면서 미세한 이물이 분리되게 하는 효과와 더불어 구멍(411)을 통과하지 못한 이물은 중력 때문에 자연스럽게 아래로 가라앉게 하여 거름 효과를 높이기 위한 것이다. 이때의 구멍(411)의 지름은 3~5㎜로 제작하여 이용할 수 있다.
그리고, 상기 주물 칩(420)은 주물 가공에서 발생한 칩으로, [도 4]와 같이 짧은 칩의 길이가 1.446㎜이고 긴 칩의 길이가 3.080㎜로 칩이 조밀하여 절삭유가 통과할 때 절삭유에 함유한 이물질을 차단하는 효과가 있고, 특히 아래의 [표 1]과 같이 탄소 성분을 포함하고 있어 이 탄소 성분이 정화 작용을 한다. 또한, 주물 칩은 주물 가공할 때 주물과 가공 공구와의 마찰로 칩이 발생하면서 자력도 함께 생기는 데, 이 자력이 절삭유에 함유한 미세 자성 이물을 끌어당겨 이물 제거에 더욱 효과적이다.


FCD50K
화학 성분(%)

C

Si
Mn
P
S
Ni
Ma

함량
3.0~4.0
2.5~3.2
0.2~0.6
0.05↓
0.05↓
1.0↓
0.015↑
이처럼 필터링 장치(400)를 거친 절삭유는, 상술한 바와 같이, 여러 개의 필터링 장치(400)를 거칠 수도 있으며, 최종적으로는 후술할 저장 탱크(500)에 저장한다.
저장 탱크(500)는, [도 1]과 같이, 필터링을 끝낸 절삭유를 저장하기 위한 통상의 탱크를 말한다.
이상과 같이 이루어진 본 발명에 따른 폐절삭유 여과 장치를 이용하여 폐절삭유를 여과한 결과는 다음과 같다.
[도 5]는 폐절삭유를 담은 용기와, 이 폐절삭유의 pH와 브릭스 농도를 측정한 결과를 보여주기 위한 사진으로, 폐절삭유(그림의 왼쪽)는 이물질과 다른 유체 등이 혼합으로 짙은 회색을 보인다. 이러한 폐절삭유의 pH(오른쪽 위)는 8.99를, 브릭스(Brix) 농도(오른쪽 아래)는 4%를 나타낸다.
[도 6]은 본 발명에 따른 폐절삭유 여과 장치로 여과한 절삭유를 담은 용기와, 이 폐절삭유의 pH와 브릭스 농도를 측정한 결과를 보여주기 위한 사진으로, 필터링한 절삭유(그림의 왼쪽)는 유체와 이물질의 제거로 미색으로 보인다. 이러한 절삭유의 pH(오른쪽 위)는 9.13를, 브릭스(Brix) 농도(오른쪽 아래)는 2%를 나타낸다.
이처럼 본 발명에 따른 폐절삭유 여과 장치는 폐절삭유의 농도를 절반 정도로 줄어들었음을 알 수 있다.
100 : 폐절삭유 수집조 110, 310 : 액추에이터
200 : 절삭유 분리기 210 : 감속 구간
211 : 격벽 220 : 제1 제거구간
221 : 가이드 222 : 제2 유관
230 : 제2 제거구간 231 : 사면
232 : 제3 유관 240 : 절삭유 분리구간
241 : 분리판 242 : 제1 유관
300a : 절삭유 수집조 300b : 이물 수집조
400 : 필터링 장치 410 : 플레이트
411 : 구멍 420 : 주물 칩

Claims (7)

  1. 미리 정한 유량의 폐절삭유를 수집하는 폐절삭유 수집조(100); 상기 폐절삭유 수집조(100)에서 폐절삭유를 강제로 압송받아 절삭유를 분리하는 절삭유 분리기(200); 상기 절삭유 분리기(200)에서 분리한 절삭유와 이물질을 각각 수집하는 절삭유 수집조(300a) 및 이물 수집조(300b); 상기 절삭유 수집조(300a)에서 수집한 절삭유를 압송받아 이물을 걸러주는 적어도 하나의 필터링 장치(400); 및 필터링한 절삭유를 저장하는 저장 탱크(500);를 포함하되,
    상기 절삭유 분리기(200)는, 폐절삭유의 흐름을 줄여주기 위한 감속 구간(210), 감속 구간(210)을 통과한 폐절삭유의 표면에 부유한 이물을 이물 수집조(300b)로 제거하는 제1 제거구간(220), 폐절삭유 내에 가라앉은 이물을 상기 이물 수집조(300b)로 제거하는 제2 제거구간(230), 및 제2 제거구간(230)을 통과한 폐절삭유를 비중을 이용하여 비중이 다른 유체와 절삭유를 분리하여 절삭유를 절삭유 수집조(300a)에 제공하는 절삭유 분리구간(240)을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐절삭유 여과 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감속 구간(210)은, 폐절삭유가 지면 쪽에서 위로 향하여 흐르도록 구성하고, 서로 마주 보는 양쪽 면에는 미리 정한 간격으로 엇갈리게 여러 개의 격벽(211)을 갖춰 흐름 방향이 바뀌도록 구성한 것을 특징으로 하는 폐절삭유 여과 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 제거구간(220)은,
    폐절삭유의 표면에 이물을 이물 수집조(300b)로 안내할 수 있는 가이드(221)를 갖춘 것을 특징으로 하는 폐절삭유 여과 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 제거구간(230)은,
    상기 제1 제거구간(220)의 하부에 위치하게 형성하여 자연스럽게 이물이 바닥에 가라앉게 구성하고,
    상기 제1 제거구간(220)에서 유입하는 입구 부분과 바닥 사이에는 폐절삭유에 함유한 이물이 안정적으로 유동할 수 있도록 사면(231)을 형성한 것을 특징으로 하는 폐절삭유 여과 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 절삭유 분리구간(240)은,
    상기 제2 제거구간(230)과 나란하게 형성하고, 바닥면에는 비중이 다른 유체와 절삭유를 구분할 수 있도록 분리판(241)을 갖춘 것을 특징으로 하는 폐절삭유 여과 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 절삭유 수집조(300a)와 이물 수집조(300b) 사이에는,
    상기 이물 수집조(300b) 내에 이물 및 부유물과 함께 수집한 절삭유를 상기 절삭유 수집조(300a)로 이송하기 위한 절삭유 이송관(310)으로 연결한 것을 특징으로 하는 폐절삭유 여과 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 필터링 장치(400)는, 절삭유가 지면에서 위로 통과하도록 여러 개의 구멍(411)을 갖춘 플레이트(410), 및 이 플레이트(410) 위에 장착하는 주물 칩(420)을 포함한 것을 특징으로 하는 폐절삭유 여과 장치.
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