KR101584721B1 - 이류체 혼합 노즐 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 CNC 등과 같은 공작기계 또는 절삭기계에서 절삭유와 압축공기를 혼합하여 분사하는 이류체 혼합노즐에 관한 것이다.
본 발명에 따른 이류체 혼합노즐은 노즐캡(30)의 분사구멍(31)에서 공작물(100)의 가공부위로 분사되는 기액혼합유체의 분사각(a)과 노즐바디(10)의 분사면(11)이 수직을 이루도록, 노즐 바디(10)의 분사면(11)이 경사지게 형성되고, 노즐바디(10)의 분사면(11) 중앙에 포켓(12)이 천공되고, 포켓(12)에 압축공기 공급구멍(13)과 액체 공급구멍(14)이 각각 연결되고, 포켓(12)에 혼합 가이드 부재(20)와 노즐캡(30)이 장착됨으로써, 혼합 가이드 부재(20)의 크라운 형상부(21)의 둘레에 다수개의 유도홈(22)이 형성되어, 유도홈(22)을 통해 크라운 형상부(21)의 내부로 공급되는 액체가 크라운 형상부(21)의 토출관부(23)에서 분사되는 압축공기와 만나 혼합되고, 기액혼합유체가 노즐캡(30)의 분사구멍(31)을 통해 외부로 분사되는 것을 특징으로 한다.

Description

이류체 혼합 노즐{TWO-FLUID JETTING NOZZLE}
본 발명은 CNC 등과 같은 공작기계 또는 절삭기계에서 절삭유와 압축공기를 혼합하여 분사하는 이류체 혼합 노즐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공작기계의 공구 둘레에 배치된 공구장착부에 노즐 바디를 장착하면, 노즐 바디의 분사면이 경사지게 형성되어, 노즐 바디의 분사면에 구비되는 분사구멍이 자동으로 절삭 가공지점을 향하게 되고, 토출관부에서 분사구멍의 혼합부로 압축공기가 분사되는 힘에 의해 혼합부의 내주면과 토출관부 사이의 간극에 음압이 걸리게 되고, 음압에 의해 액체가 혼합부로 공급되어 압축공기와 혼합됨으로써, 기체와 액체의 혼합률이 높고, 압축공기의 분사 압력을 조절하는 것으로 액체의 분사 유량을 조절할 수 있는 이류체 혼합노즐에 관한 것이다.
대한민국 특허 제10-1363021호(2014년 2월 7일, 등록)에 “분사 노즐”이 소개되어 있다.
상기 분사 노즐은 제1 유체를 공급하는 제1 통로와 제2 유체를 공급하는 제2 통로 및 제3 유체를 공급하는 제3 통로를 가지는 매니폴드, 상기 매니폴드에 결합되어 내측으로 상기 제1 통로에 연결되어 제1 토출구를 형성하고, 상기 제1 토출구 외측의 제1 와류홈으로 상기 제2 통로에 연결되는 제1 와류자, 상기 제1 와류홈에 접촉되어 상기 제1 와류자를 수용하여 상기 매니폴드에 결합되어 내측으로 상기 제2 통로에 연결되어 제2 토출구를 형성하고, 상기 제2 토출구 외측의 제2 와류홈으로 상기 제3 통로에 연결되는 제2 와류자, 및 상기 제2 와류홈에 접촉되어 상기 제2 와류자를 수용하여 상기 매니폴드에 결합되어 내측으로 상기 제3 통로에 연결되어 제3 토출구를 형성하는 토출캡을 포함한다.
그러나, 상기와 같은 종래의 분사 노즐은 구성이 매우 복잡하고, 기액혼합유체가 공작물을 향해 사선으로 분사될 수 있는 것에 대해 전혀 기술되어 있지않다.
따라서, 본 발명의 목적은 공작기계의 공구 둘레에 배치된 공구장착부에 노즐 바디를 장착하면, 노즐 바디의 분사면이 경사지게 형성됨으로써, 노즐 바디가 공작기계 또는 절삭기계에 부착된 상태에서 별도의 추가 구성요소없이 기액혼합유체가 공작물의 가공면으로 정확하게 분사될 수 있으며, 토출관부에서 분사구멍의 혼합부로 압축공기가 분사되는 힘에 의해 혼합부의 내주면과 토출관부 사이의 간극에 음압이 걸리게 되고, 음압에 의해 액체가 혼합부로 공급되어 압축공기와 혼합됨으로써, 기체와 액체의 혼합률이 높고, 압축공기의 분사 압력을 조절하는 것으로 액체의 분사 유량을 조절할 수 있는 이류체 혼합노즐을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이류체 혼합노즐의 일례는 노즐캡의 분사구멍에서 공작물의 가공부위로 분사되는 기액혼합유체의 분사각과 노즐바디의 분사면이 수직을 이루도록, 노즐 바디의 분사면이 경사지게 형성되고, 노즐바디의 분사면 중앙에 포켓이 천공되고, 포켓에 압축공기 공급구멍과 액체 공급구멍이 각각 연결되고, 포켓에 혼합 가이드 부재와 노즐캡이 장착됨으로써, 혼합 가이드 부재의 크라운 형상부의 둘레에 다수개의 유도홈이 형성되어, 유도홈을 통해 크라운 형상부의 내부로 공급되는 액체가 크라운 형상부의 토출관부에서 분사되는 압축공기와 만나 혼합되고, 기액혼합유체가 노즐캡의 분사구멍을 통해 외부로 분사되는 것을 특징으로 한다.
상기 혼합 가이드 부재는 둘레에 복수개의 유도홈이 등간격으로 형성된 크라운 형상부와 원통형 바디부가 목부에 의해 연결되고, 원통형 바디부에 형성된 중공부가 교축부와 이어지고, 교축부가 목부에서 크라운 형상부까지 형성되고, 교축부가 크라운 형상부의 중심에서 돌출되는 토출관부와 이어지는 것을 특징으로 한다.
상기 노즐캡은 중공부가 형성된 본체의 일단에 원추부가 일체로 형성되고, 본체의 중공부에 혼합 가이드 부재가 끼워져, 본체와 내주면과 혼합 가이드 부재 사이에 액체통로가 형성되며, 액체통로 중 혼합 가이드 부재의 목부에 통로 확장부가 형성되며, 분사구멍이 혼합부와 분사부로 구성되며, 혼합부의 직경이 분사부의 직경보다 상대적으로 크며, 혼합부에 토출관부가 끼워져, 혼합부의 내주면과 토출관부 사이에 간극이 형성되어, 간극으로 기체와 혼합되는 액체가 통과하게 되는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 본 발명에 따른 이류체 혼합노즐은 공작기계의 공구 둘레에 배치된 공구장착부에 노즐 바디를 장착하면, 노즐 바디의 분사면이 경사지게 형성되어, 노즐 바디의 분사면에 구비되는 분사구멍이 자동으로 절삭 가공지점을 향하게 되고, 기체와 액체의 혼합률이 높고, 압축공기의 분사 압력을 조절하는 것으로 액체의 분사 유량을 조절할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이류체 혼합노즐을 도시한 절삭기계에 배치된 예를 도시한 개략도
도 2는 본 발명에 따른 이류체 혼합노즐을 도시한 단면도
도 3은 본 발명에 따른 이류체 혼합노즐의 혼합 가이드 부재와 노즐캡을 도시한 단면도
도 4는 본 발명에 따른 이류체 혼합노즐의 혼합 가이드 부재와 노즐캡을 도시한 분해 사시도
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 이류체 혼합노즐은 노즐캡(30)의 분사구멍(31)에서 공작물(100)의 가공부위로 분사되는 기액혼합유체의 분사각(a)과 노즐바디(10)의 분사면(11)이 수직을 이루도록, 노즐 바디(10)의 분사면(11)이 경사지게 형성되고, 노즐바디(10)의 분사면(11) 중앙에 포켓(12)이 천공되고, 포켓(12)에 압축공기 공급구멍(13)과 액체 공급구멍(14)이 각각 연결되고, 포켓(12)에 혼합 가이드 부재(20)와 노즐캡(30)이 장착됨으로써, 혼합 가이드 부재(20)의 크라운 형상부(21)의 둘레에 다수개의 유도홈(22)이 형성되어, 유도홈(22)을 통해 크라운 형상부(21)의 내부로 공급되는 액체가 크라운 형상부(21)의 토출관부(23)에서 분사되는 압축공기와 만나 혼합되고, 기액혼합유체가 노즐캡(30)의 분사구멍(31)을 통해 외부로 분사된다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 혼합 가이드 부재(20)는 둘레에 복수개의 유도홈(22)이 등간격으로 형성된 크라운 형상부(21)와 원통형 바디부(25)가 목부(26)에 의해 연결되고, 원통형 바디부(25)에 형성된 중공부(27)가 교축부(28)와 이어지고, 교축부(28)가 목부(26)에서 크라운 형상부(21)까지 형성되고, 교축부(28)가 크라운 형상부(21)의 중심에서 돌출되는 토출관부(23)와 이어진다.
상기 크라운 형상부(21)는 링 형상의 벽에 복수개의 유도홈(22)이 등간격으로 형성되어, 벽이 왕관 모양으로 형성된다.
상기 노즐캡(30)은 중공부(33)가 형성된 본체(32)의 일단에 원추부(34)가 일체로 형성되고, 본체(32)의 중공부(33)에 혼합 가이드 부재(20)가 끼워져, 본체(32)와 내주면과 혼합 가이드 부재(20) 사이에 액체통로(35)가 형성되며, 액체통로(35) 중 혼합 가이드 부재(20)의 목부(26)에 통로 확장부(36)가 형성되며, 분사구멍(31)이 혼합부(31a)와 분사부(31b)로 구성되며, 혼합부(31a)의 직경이 분사부(31b)의 직경보다 상대적으로 크며, 혼합부(31a)에 토출관부(23)가 끼워져, 혼합부(31b)의 내주면과 토출관부(23) 사이에 간극(37)이 형성되어, 간극(37)으로 기체와 혼합되는 액체가 통과하게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 이륜체 혼합노즐은 노즐캡(30)의 분사구멍(31)에서 공작물(100)의 가공부위로 분사되는 기액혼합유체의 분사각(a)과 노즐바디(10)의 분사면(11)이 수직을 이루도록, 노즐 바디(10)의 분사면(11)이 경사지게 형성됨으로써, 노즐 바디(10)가 공작기계 또는 절삭기계에 부착된 상태에서 기액혼합유체가 공작물(100)의 가공면으로 정확하게 분사되도록 노즐 바디(10)의 분사면(11)이 경사지게 세팅되어, 기액혼합유체가 공작물(100 ; 도 1 참조)의 가공면으로 향하기 위한 별도의 구성요소가 요구되지 않는다.
또한, 노즐바디(10)의 압축공기 공급구멍(13)으로 압축공기가 공급될 때, 노즐바디(10)의 액체 공급구멍(14)으로 액체(예를 들어, 절삭유)가 공급된다. 이때, 압축공기 공급구멍(13)의 압축공기가 혼합 가이드 부재(20)의 중공부(27)로 공급되고, 중공부(27)에서 교축부(26)를 통해 토출관부(23)로 공급되고, 토출관부(23)에서 토출되는 압축공기가 노즐캡(30)의 분사구멍(31)을 통해 외부로 분사된다. 여기서, 토출관부(23)에서 분사구멍(31)의 혼합부(31a)로 압축공기가 분사되는 힘에 의해 혼합부(31b)의 내주면과 토출관부(23) 사이의 간극(37)에 음압이 걸리게 됨으로써, 유도홈(22)을 통해 크라운 형상부(21)의 내부로 공급되는 액체가 간극(37)으로 흡입되었다가 분사구멍(31)의 혼합부(31a)에서 압축공기와 혼합되고, 압축공기와 함께 분사구멍(31)의 분사부(31b)에서 외부로 분사된다.
또한, 액체 공급구멍(14)에서 액체통로(35)로 공급되는 액체는 통로 확장부(36)를 통해 크라운 형상부(21)의 유도홈(22)으로 공급됨으로써, 액체가 통로 확장부(36)를 통과할 때, 펌프에 의해 공급되는 액체의 공급압력이 현저하게 줄어들게 되고, 크라운 형상부(21)의 유도홈(22)을 통해 크라운 형상부(21)의 내부로 공급되는 액체는 압축공기의 분사에 의한 간극(37)에 음압으로 인해 분사구멍(31)의 혼합부(31a)로 공급됨으로써, 기체와 액체의 혼합률이 높고, 압축공기의 분사 압력을 조절하는 것으로 액체의 분사 유량을 조절할 수 있게 된다.
10 : 노즐 바디 20 : 혼합 가이드 부재
30 : 노즐 캡

Claims (3)

  1. 노즐캡(30)의 분사구멍(31)에서 공작물(100)의 가공부위로 분사되는 기액혼합유체의 분사각(a)과 노즐바디(10)의 분사면(11)이 수직을 이루도록, 노즐 바디(10)의 분사면(11)이 경사지게 형성되고, 노즐바디(10)의 분사면(11) 중앙에 포켓(12)이 천공되고, 포켓(12)에 압축공기 공급구멍(13)과 액체 공급구멍(14)이 각각 연결되고, 포켓(12)에 혼합 가이드 부재(20)와 노즐캡(30)이 장착됨으로써, 혼합 가이드 부재(20)의 크라운 형상부(21)의 둘레에 다수개의 유도홈(22)이 형성되어, 유도홈(22)을 통해 크라운 형상부(21)의 내부로 공급되는 액체가 크라운 형상부(21)의 토출관부(23)에서 분사되는 압축공기와 만나 혼합되고, 기액혼합유체가 노즐캡(30)의 분사구멍(31)을 통해 외부로 분사되고, 상기 혼합 가이드 부재(20)는 둘레에 복수개의 유도홈(22)이 등간격으로 형성된 크라운 형상부(21)와 원통형 바디부(25)가 목부(26)에 의해 연결되고, 원통형 바디부(25)에 형성된 중공부(27)가 교축부(28)와 이어지고, 교축부(28)가 목부(26)에서 크라운 형상부(21)까지 형성되고, 교축부(28)가 크라운 형상부(21)의 중심에서 돌출되는 토출관부(23)와 이어지는 것을 특징으로 하는 이류체 혼합노즐.
  2. 삭제
  3. 노즐캡(30)의 분사구멍(31)에서 공작물(100)의 가공부위로 분사되는 기액혼합유체의 분사각(a)과 노즐바디(10)의 분사면(11)이 수직을 이루도록, 노즐 바디(10)의 분사면(11)이 경사지게 형성되고, 노즐바디(10)의 분사면(11) 중앙에 포켓(12)이 천공되고, 포켓(12)에 압축공기 공급구멍(13)과 액체 공급구멍(14)이 각각 연결되고, 포켓(12)에 혼합 가이드 부재(20)와 노즐캡(30)이 장착됨으로써, 혼합 가이드 부재(20)의 크라운 형상부(21)의 둘레에 다수개의 유도홈(22)이 형성되어, 유도홈(22)을 통해 크라운 형상부(21)의 내부로 공급되는 액체가 크라운 형상부(21)의 토출관부(23)에서 분사되는 압축공기와 만나 혼합되고, 기액혼합유체가 노즐캡(30)의 분사구멍(31)을 통해 외부로 분사되고, 상기 노즐캡(30)은 중공부(33)가 형성된 본체(32)의 일단에 원추부(34)가 일체로 형성되고, 본체(32)의 중공부(33)에 혼합 가이드 부재(20)가 끼워져, 본체(32)와 내주면과 혼합 가이드 부재(20) 사이에 액체통로(35)가 형성되며, 액체통로(35) 중 혼합 가이드 부재(20)의 목부(26)에 통로 확장부(36)가 형성되며, 분사구멍(31)이 혼합부(31a)와 분사부(31b)로 구성되며, 혼합부(31a)의 직경이 분사부(31b)의 직경보다 상대적으로 크며, 혼합부(31a)에 토출관부(23)가 끼워져, 혼합부(31b)의 내주면과 토출관부(23) 사이에 간극(37)이 형성되어, 간극(37)으로 기체와 혼합되는 액체가 통과하게 되는 것을 특징으로 하는 이류체 혼합노즐.
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