KR101622487B1

KR101622487B1 - 공작기계의 세척수 클리닝 장치

Info

Publication number: KR101622487B1
Application number: KR1020140181369A
Authority: KR
Inventors: 엄경미
Original assignee: 엄경미
Priority date: 2014-12-16
Filing date: 2014-12-16
Publication date: 2016-05-18

Abstract

본 발명은 공작기계의 가공 시 윤활 및 세정을 위해 사용되는 세척수에 포함된 불순물을 완벽하게 제거한 후에 재사용 가능하도록 함으로써 폐수 처리 비용을 절감하고 불순물의 누적으로 인한 가공품의 오염을 방지할 수 있도록 하는 공작기계의 세척수 클리닝 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
이를 구현하기 위한 본 발명은, 공작기계(10)의 일측에 구비되어 상기 공작기계(10)를 이용한 가공 작업에 사용된 세척수가 유입되어 저장되고, 상기 세척수에 포함된 불순물을 제거하여 정화된 세척수를 배출하는 정화조(20); 상기 정화조(20)의 내부로 유입되는 세척수에 미세기포를 발생시켜 공급함으로써 미세기포와 응집된 불순물이 신속하게 부상하도록 유도하는 미세기포 발생장치(40); 상기 공작기계에서 사용된 세척수를 상기 미세기포 발생장치(40) 측으로 공급하는 세척수 순환부(30); 상기 미세기포에 부착되어 부상하는 불순물을 풍력에 의해 상기 정화조(20)의 일측에 구비되는 불순물 수거부(80) 측으로 이송하는 송풍부(60); 상기 송풍부(60)에 의해 이송되는 불순물을 상기 불순물 수거부(80) 측으로 수거하는 스키머(70;70-1,70-2,70-3,70-4); 및 상기 불순물이 제거된 세척수를 상기 공작기계(10)를 이용한 가공 작업에 재사용되도록 압송하는 세척수 압송부(90)를 포함하여 구성된다.

Description

공작기계의 세척수 클리닝 장치{Cleaning device of washing water for machine tool}

본 발명은 공작기계의 세척수 클리닝 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열처리기 또는 연마기 등 공작기계의 가공작업에 사용되는 세척수에 포함된 오일이나 슬러지 등의 불순물을 제거한 후에 청정한 세척수를 재사용할 수 있도록 함으로써, 폐수 처리 비용을 절감하고 불순물의 누적으로 인한 가공품의 오염을 방지할 수 있도록 하는 공작기계의 세척수 클리닝 장치에 관한 것이다.

일반적으로 열처리기 또는 연마기와 같은 공작기계를 이용한 가공 공정에서는 가공부위의 냉각과 윤활 및 세정을 실시하기 위하여 세척수, 연마유, 절삭유 등의 유체(이하, ‘세척수’라 통칭함)를 분사시켜 공정을 수행하게 되는데, 공정이 수행되는 동안에는 오일이나 슬러지와 같은 불순물이 세척수에 혼합되므로, 세척수를 재사용하기 위해서는 불순물을 효과적으로 제거시켜 공작기계 측으로 재공급할 수 있도록 하는 세척수 클리닝 장치를 필요로 하게 된다.

이와 같은 세척수 클리닝 장치와 관련된 선행기술로, 등록실용신안 제20-0249707호에는 절삭공정에 사용된 쿨란트액의 폐오일로부터 폐기름을 제거하여 쿨란트액을 재사용 가능하도록 구성된 벨트오일 스키머의 기술내용이 나타나 있다.

상기 벨트오일 스키머는, 저장탱크에 유입되는 폐오일을 벨트를 사용하여 분리탱크로 이동시킨 후 쿨란트액과 폐기름의 비중 차이에 의해 폐기름을 분리한 후 정제된 쿨란트액을 제품생산에 재사용할 수 있도록 구성되어 있다. 상기 벨트오일 스키머는 벨트상에 흡입된 폐오일을 스크레이퍼로 분리시켜 분리탱크로 이송함으로써 저장탱크에 부유된 폐오일에서 폐기름을 제거할 수 있도록 구성되어 있으나, 절삭가공에 사용된 후 저장탱크 내에 저장되는 쿨란트액에 포함된 폐오일은 단순히 비중 차이에 의해 표면으로 부상되는 원리를 적용한 것이므로, 쿨란트액에 포함된 폐오일을 포함한 슬러지 등의 불순물을 신속하게 부상시켜 수거하는데 한계가 있으며, 비중이 상대적으로 큰 슬러지의 수거 효율이 낮은 단점이 있다.

세척수 클리닝 장치와 관련된 다른 선행기술로, 공개특허 제10-2013-0102385호에 개시된 수용성 절삭유의 부패방지 처리 시스템에는, 금속가공에 사용중인 수용성 절삭유를 공급받아 저장하는 절삭유 저장탱크와, 상기 절삭유 저장탱크에서 이송된 절삭유에 부유되어 있는 부유물질을 공급받아 미세기포를 이용하여 절삭유 표면으로 부상시킨 후 분리 제거하는 부상분리장치와, 상기 부상분리장치에서 공급되는 기포수를 생성하기 위한 기포 발생장치를 포함하는 구성이 나타나 있다.

그러나, 상기 공개특허 제10-2013-0102385호에 나타난 기포 발생장치는 처리액공급펌프에 의해 압송된 절삭유가 유로의 단면적의 증감이 반복되도록 구성된 미세기포발생관을 통과하는 과정에서 미세기포의 발생이 촉진되도록 구성되어 있으나, 이러한 구성만으로는 미세기포를 수 마이크로미터 단위로 초미세화시키는데 한계가 있는 단점이 있다. 따라서, 상기 수용성 절삭유의 부패방지 처리 시스템에는 부상분리장치와 절삭유 저장탱크가 별도로 구성되어 부상분리장치와 절삭유 저장탱크에 각각 미세기포를 공급하여 불순물을 부상시켜 분리 제거하고, 불순물이 제거된 절삭유를 절삭유 저장탱크의 일측에 마련된 청정유 저장조에 수집한 후에 절삭유 공급펌프에 의해 재공급하도록 구성되어 있다. 그러나, 이러한 구성에 의하면 시스템의 구성이 복잡해지고, 전체 부피와 중량이 대형화되어 제작 비용의 상승을 초래하고, 시스템의 운용 및 유지보수가 용이하지 않은 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 공작기계의 가공 시 윤활 및 세정을 위해 사용되는 세척수에 포함된 불순물을 완벽하게 제거한 후에 재사용 가능하도록 함으로써 폐수 처리 비용을 절감하고 불순물의 누적으로 인한 가공품의 오염을 방지할 수 있도록 하는 공작기계의 세척수 클리닝 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 공작기계의 세척수에 포함된 불순물의 제거 및 재사용을 위한 장치의 구성을 간소화함으로써 장치의 제작 비용을 절감하고 장치의 운용 및 유지보수가 간편한 공작기계의 세척수 클리닝 장치를 제공하는데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 공작기계의 세척수 클리닝 장치는, 공작기계(10)의 일측에 구비되어 상기 공작기계(10)를 이용한 가공 작업에 사용된 세척수가 유입되어 저장되고, 상기 세척수에 포함된 불순물을 제거하여 정화된 세척수를 배출하는 정화조(20); 상기 정화조(20)의 내부로 유입되는 세척수에 미세기포를 발생시켜 공급함으로써 미세기포와 응집된 불순물이 신속하게 부상하도록 유도하는 미세기포 발생장치(40); 상기 공작기계에서 사용된 세척수를 상기 미세기포 발생장치(40) 측으로 공급하는 세척수 순환부(30); 상기 미세기포에 부착되어 부상하는 불순물을 풍력에 의해 상기 정화조(20)의 일측에 구비되는 불순물 수거부(80) 측으로 이송하는 송풍부(60); 상기 송풍부(60)에 의해 이송되는 불순물을 상기 불순물 수거부(80) 측으로 수거하는 스키머(70;70-1,70-2,70-3,70-4); 및 상기 불순물이 제거된 세척수를 상기 공작기계(10)를 이용한 가공 작업에 재사용되도록 압송하는 세척수 압송부(90)를 포함하여 구성된다.

상기 정화조(20)의 내부에는, 불순물을 포함한 세척수가 유입되는 유입구로부터 불순물이 제거된 세척수가 배출되는 배출구까지 연결되는 유로를 형성하며 세척수의 하방향 유동과 상방향 유동이 교번하여 이루어지도록 복수의 격벽(21,22,23)에 의해 구획될 수 있다.

상기 복수의 격벽(21,22,23)은, 상기 유입구 측에 구비되고, 상단은 세척수의 표면 아래에 위치하며, 하단은 정화조(20)의 바닥면에 고정된 제1격벽(21)과, 상기 제1격벽(21)의 상단에서 상측으로 이격되어 상단이 구비되고, 하단은 상기 정화조(20)의 바닥면에서 상측으로 이격되어 구비되며, 수평면을 기준으로 상단에서 하단을 향해 하향 경사지게 배치된 제2격벽(22), 및 상기 제2격벽(22)과 이격되어 배출구 측에 구비되고, 상단은 세척수의 표면 아래에 위치하고, 하단은 정화조(20)의 바닥면에 고정된 제3격벽(23)으로 구성될 수 있다.

상기 스키머(70-1)는, 상기 불순물 수거부(80)의 일측에 구비되고 구동모터(711)의 동력을 전달받아 회전되어 상기 송풍부(60)에 의해 이송되는 불순물을 상기 불순물 수거부(80) 측으로 인양하는 드럼(715)과, 상기 드럼(715)에 구비되어 철분을 회수하는 자성체(716)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 스키머(70-2)는, 상기 불순물 수거부(80)의 일측에 구비되고 구동모터(721)의 동력을 전달받아 회전되어 상기 송풍부(60)에 의해 이송되는 불순물을 상기 불순물 수거부(80) 측으로 인양하는 드럼(725)과, 상기 드럼(725)의 외주면에 구비되어 불순물을 부착시켜 수거하는 표면 코팅층(726)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 스키머(70-3)는, 상기 불순물 수거부(80)의 일측에 구비되고 구동모터(731)의 동력을 전달받아 회전되어 상기 송풍부(60)에 의해 이송되는 불순물을 상기 불순물 수거부(80) 측으로 인양하는 드럼(735)과, 상기 드럼(735)의 외주면에 소정 각도 간격으로 부착되어 불순물을 수거하는 다수개의 불순물 수거편(736)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 스키머(70-4)는, 구동모터(741)의 동력에 의해 무한궤도 형태로 회전되어 상기 세척수의 상부에 부유된 불순물을 상기 불순물 수거부(80) 측으로 이송시키는 스크래퍼(749)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 미세기포 발생장치(40)의 배출 측에는, 다수개의 통공(52)이 형성된 하우징(51)과, 상기 하우징(51)의 내부에 다수개의 세라믹 볼(53)이 내장된 물 활성장치(50)가 연결 설치될 수 있다.

상기 정화조(20)의 상부에는 상기 송풍부(60)로부터 공급되는 공기가 상기 불순물 수거부(80) 측으로 이동되는 통로를 제공하는 덮개(29)를 구비하되, 상기 덮개(29)는 힌지부(29a)를 중심으로 양측으로 연결된 제1덮개부(29-1)와 제2덮개부(29-2)로 분할 구성되고, 상기 제1덮개부(29-1)는 상기 힌지부(29a)를 중심으로 선회되어 상기 정화조(20)의 상부를 개폐하는 것으로 구성될 수 있다.

상기 미세기포 발생장치(40)는, 세척수가 유입되고, 기체가 혼합된 세척수가 순환되어 유입되는 유입부(100); 상기 유입부(100)를 통과하여 유동하는 세척수에 기체가 분사되어 미세기포를 발생시키는 미세기포 발생부(200); 상기 미세기포 발생부(200)의 후미에 연결되어 미세기포를 포함한 세척수가 배출되는 배출부(300); 상기 미세기포 발생부(200)를 통과하는 세척수에 기체를 공급하는 기체 공급부(400); 및 상기 미세기포 발생부(200)의 배출측을 통과하는 세척수의 일부를 상기 유입부(100) 측으로 순환시키는 유체 순환부(500)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 미세기포 발생부(200)는, 상기 기체 공급부(400)로부터 공급되는 기체가 유입되는 기체유입공(213)과, 상기 미세기포 발생부(200)의 배출측을 통과하는 세척수가 유입되는 유체순환유입공(233)이 형성된 외측 가이드부재(210,220,230)와, 상기 외측 가이드부재(210,220,230)의 내측에 반경방향으로 이격되어 구비되고 유체배출공(242)과 유체유입공(253)이 형성된 내측 가이드부재(240,250,260)로 이루어지고, 후방부에 위치하는 내측 가이드부재의 내경(d3)은 상기 유입부(100)의 내경(d1)보다 크게 형성되어, 상기 후방부에 위치하는 내측 가이드부재를 통과하는 세척수의 압력(P2)과, 상기 유입부(100)를 통과하는 세척수의 압력(P1) 간의 압력 차이에 의해 상기 후방부에 위치하는 내측 가이드부재에 형성된 유체유입공(253)을 통하여 상기 유체 순환부(500)로 유입되는 세척수는 상기 유입부(100)에 형성된 유체순환배출구(140)를 통하여 순환 공급되도록 구성될 수 있다.

상기 외측 가이드부재(210,220,230)는, 상기 유입부(100)의 후미에 연결되며 상기 기체유입공(213)이 형성된 제1외측 가이드부재(210)와, 상기 제1외측 가이드부재(210)의 후미에 연결되는 제2외측 가이드부재(220)와, 상기 제2외측 가이드부재(220)의 후미와 상기 배출부(300) 사이에 연결되고 상기 유체순환유입공(233)이 형성된 제3외측 가이드부재(230)로 이루어지고, 상기 내측 가이드부재(240,250,260)는, 상기 유체배출공(242)이 원주방향으로 이격되어 복수로 형성된 제1내측 가이드부재(240)와, 상기 제1내측 가이드부재(240)의 내경(d2)보다 큰 내경(d3)을 가지며 상기 유체유입공(253)이 형성된 제2내측 가이드부재(250)와, 상기 제2내측 가이드부재(250)와 동일한 내경(d3)을 갖는 제3내측 가이드부재(260)로 이루어지며, 상기 제1외측 가이드부재(210)의 내측에는, 상기 제1내측 가이드부재(240)와, 제2내측 가이드부재(250) 및 복수의 제3내측 가이드부재(260)가 순차로 연결되고, 상기 제2외측 가이드부재(220)의 내측에는, 상기 제1내측 가이드부재(240)와, 제3내측 가이드부재(260)와, 제2내측 가이드부재(250), 및 제3내측 가이드부재(260)가 순차로 연결되며, 상기 제3외측 가이드부재(230)의 내측에는, 상기 제1내측 가이드부재(240)와, 복수의 제2내측 가이드부재(250)가 순차로 연결된 것으로 구성될 수 있다.

상기 유체 순환부(500)는, 유체 순환관(510)과, 상기 유체 순환관(510)의 일단과 상기 유체순환유입공(233)을 연결하는 제1연결관(520)과, 상기 유체 순환관(510)의 타단과 상기 유체순환배출구(140)를 연결하는 제2연결관(530)으로 구성되고, 상기 유체 순환부(500)는 상기 유입부(100)와 미세기포 발생부(200)의 외측 둘레에 일정 간격으로 이격되어 복수로 구비될 수 있다.

상기 제2내측 가이드부재(250)와 제3내측 가이드부재(260)의 내주면 후단부에는, 중심축(C) 방향을 향하여 돌출된 다수개의 와류형성돌기(252,262)가 원주방향을 따라 소정 간격으로 형성될 수 있다.

상기 내측 가이드부재(240,250,260)의 외측면과, 상기 제1외측 가이드부재(210)와 제2외측 가이드부재(220) 및 제3외측 가이드부재(230)의 내측면 사이에 마련되는 공간(S1,S2,S3)은 서로 격리되도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 공작기계의 세척수 클리닝 장치에 의하면, 공작기계의 가공작업에 사용된 세척수가 저장되는 정화조에 미세기포를 발생시켜 공급하는 미세기포 발생장치를 구비하고, 정화조의 상부에는 미세기포에 부착되어 부상하는 불순물을 풍력에 의해 불순물 수거부 측으로 이송시키는 송풍부와, 송풍부에 의해 이송된 불순물을 불순물 수거부 측으로 수거하는 스키머를 구비함과 아울러 불순물이 제거된 세척수의 재사용을 위해 공작기계 측으로 압송하는 세척수 압송부를 구비함으로써, 단시간 내에 불순물을 최대한 제거할 수 있어 세척수의 정화 처리 효율을 높이고, 폐수 처리 비용을 절감하는 동시에 불순물의 누적으로 인한 가공품의 오염을 방지할 수 있다.

또한, 정화조의 내부에는 불순물을 포함한 세척수가 유입되는 유입구로부터 불순물이 제거된 세척수가 배출되는 배출구까지 연결되는 유로가 복수의 격벽에 의해 구획되어, 세척수의 하방향 유동과 상방향 유동이 교번하도록 구성함으로써, 세척수에 포함된 불순물이 배출구에 도달하기 전에 부상 및 수거됨으로써 불순물을 효과적으로 수거할 수 있다.

또한, 정화조에서 세척수의 저장과, 미세기포 발생장치를 경유하는 순환, 및 송풍부와 스키머에 의한 불순물의 제거가 동시에 수행됨과 아울러 불순물이 제거된 세척수의 재사용을 위한 압송이 연속적으로 이루어지게 되므로, 세척수 클리닝 장치의 구성을 간단하게 구성함으로써 장지의 제조비용을 낮출 수 있고 장치 운용의 편의성이 증대된다.

또한, 미세기포 발생장치를 통과한 세척수는 세라믹 볼이 내장된 물 활성장치를 통과하여 배출되도록 구성함으로써, 기포의 미세화가 더욱 촉진됨과 아울러 세라믹 볼과 세척수 간의 활성 작용에 의해 세척수의 살균 및 탈취 효과를 얻을 수 있다.

또한, 정화조의 상부에는 송풍부로부터 공급되는 공기가 불순물 수거부 측으로 이동되는 통로를 제공하는 덮개를 구비하되, 정화조의 상부를 개폐 가능한 구조로 구성함으로써, 정화조 내부에 설치된 부품의 유지보수의 편의성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공작기계의 세척수 클리닝 장치의 계통도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 공작기계의 세척수 클리닝 장치의 전면측 사시도,
도 3은 도 2의 후면측 사시도,
도 4는 도 2의 평면 개략도,
도 5는 도 2의 측면 개략도,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 공작기계의 세척수 클리닝 장치의 측면 개략도,
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 공작기계의 세척수 클리닝 장치의 측면 개략도,
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 공작기계의 세척수 클리닝 장치의 측면 개략도,
도 9는 미세기포 발생장치와 물 활성장치의 단면도,
도 10은 미세기포 발생장치와 물 활성장치의 동작 상태도.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 5을 참조하면, 본 발명에 따른 공작기계의 세척수 클리닝 장치는, 공작기계(10)를 이용한 가공 작업 시 냉각과 윤활 및 세정을 위해 사용된 세척수에 포함된 오일이나 슬러지 등의 불순물을 분리 제거하여 정화시킨 후에 공작기계(10)에 재공급하기 위한 구성으로, 공작기계(10)의 일측에 구비되어 상기 공작기계(10)를 이용한 가공 작업에 사용된 세척수가 유입되어 저장되고, 상기 세척수에 포함된 불순물을 제거하여 정화된 세척수를 배출하는 정화조(20); 상기 정화조(20)의 내부로 유입되는 세척수에 미세기포를 발생시켜 공급함으로써 미세기포와 응집된 불순물이 신속하게 부상하도록 유도하는 미세기포 발생장치(40); 상기 공작기계에서 사용된 세척수를 공기와 함께 상기 미세기포 발생장치(40) 측으로 공급하는 세척수 순환부(30); 상기 미세기포에 부착되어 부상하는 불순물을 풍력에 의해 상기 정화조(20)의 일측에 구비되는 불순물 수거부(80) 측으로 이송하는 송풍부(60); 상기 송풍부(60)에 의해 이송되는 불순물을 상기 불순물 수거부(80) 측으로 수거하는 스키머(70;70-1,70-2,70-3,70-4); 및 상기 불순물이 제거된 세척수를 상기 공작기계(10)를 이용한 가공 작업에 재사용되도록 압송하는 세척수 압송부(90)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 미세기포 발생장치(40)의 배출 측에는 다수개의 세라믹 볼(53)이 내장된 물 활성장치(50)가 연결 설치될 수 있으며, 세척수의 정화 처리를 위한 시스템의 전반적인 동작을 제어하기 위한 제어부(C)를 포함한다.

상기 공작기계(10)는, 부품가공, 금형가공, 연삭 등을 수행하는 선반, 밀링머신, 머시닝 센터 등 다양한 형태의 장치로 구성될 수 있으며, 공작기계(10)의 일측에는 가공에 사용된 세척수와 가공작업 시 가공대상물로부터 발생하여 세척수에 혼입되는 오일이나 쇠가루, 절삭분과 같은 슬러지 등의 불순물(이하, ‘불순물’이라 통칭함)이 배출되어 정화조(20)로 유입되고, 정화조(20)에서 정화된 세척수는 공작기계(10)로 재공급되도록 구성된다.

상기 정화조(20)는, 공작기계(10)로부터 불순물이 포함된 세척수와 외부 공기가 함께 유입되는 세척수 순환부(30)가 일측에 구비되고, 불순물이 제거되어 정화된 세척수가 배출되는 세척수 배출구(91)가 타측에 형성되며, 상부는 덮개(29)에 의해 개폐되고, 내부에는 세척수가 수용될 수 있는 저장 공간이 마련되어 있다.

상기 정화조(20)의 내부는 불순물을 포함한 세척수가 유입되는 유입구로부터 불순물이 제거된 세척수가 배출되는 배출구(91)까지 연결되는 유로를 형성하며 세척수의 하방향 유동과 상방향 유동이 교번하여 이루어지도록 복수의 격벽(21,22,23)에 의해 구획되어 있다.

상기 복수의 격벽(21,22,23)은, 정화조(20)의 세척수 유입구 측으로부터 세척수 배출구(91) 측을 향하여 소정 간격으로 이격되어 배치되는 제1격벽(21)과 제2격벽(22) 및 제3격벽(23)으로 구성될 수 있다.

일실시예로, 상기 복수의 격벽(21,22,23)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 유입구 측에 구비되고, 상단은 세척수의 표면 아래에 위치하며, 하단은 정화조(20)의 바닥면에 고정된 제1격벽(21)과, 상기 제1격벽(21)의 상단에서 상측으로 이격되어 상단이 구비되고, 하단은 상기 정화조(20)의 바닥면에서 상측으로 이격되어 구비되며, 수평면을 기준으로 상단에서 하단을 향해 하향 경사지게 배치된 제2격벽(22), 및 상기 제2격벽(22)과 이격되어 배출구(91) 측에 구비되고, 상단은 세척수의 표면 아래에 위치하고, 하단은 정화조(20)의 바닥면에 고정된 제3격벽(23)으로 구성될 수 있다.

따라서, 정화조(20)의 세척수 유입구 측 벽면과 제1격벽(21) 사이에는 제1격실(24)이 마련되고, 제1격벽(21)과 제2격벽(22) 사이에는 제2격실(25)이 마련되며, 제2격벽(22)과 제3격벽(23) 사이에는 제3격실(26)이 마련되고, 제3격벽(23)과 정화조(20)의 세척수 배출구(91) 측 벽면 사이에는 제4격실(27)이 마련된다.

이와 같은 구성에 의해, 공작기계(10)로부터 세척수 유입구를 통하여 제1격실(24)로 유입된 세척수는 하향으로 유동하여 제1격벽(21)의 상단과 제2격벽(22)의 상단 사이에 형성된 제1통로(21a)를 통과한 후, 제2격벽(22)의 경사면에 의해 제2격실(25)의 하부로 유도된 후, 제2격실(25)에서 제2격벽(22)의 하단과 제3격벽(23) 사이에 형성된 제2통로(22a)를 통과하여 제3격실(26)을 향해 상방향으로 유동하며, 제3격실(26)에서 제3격벽(23)의 상단과 세척수의 표면 사이에 형성된 제3통로(23a)를 통과하여 제4격실(27)의 하부로 유동한 후에 제4격실(27)에서 일측에 형성된 세척수 배출구(91)를 통해 배출된다.

상기 세척수 순환부(30)는, 공작기계(10)에서 사용된 세척수를 외부의 공기와 함께 미세기포 발생장치(40)로 재유입시켜 순환 공급하는 기능을 한다. 이를 위한 구성으로, 공작기계(10)의 배출구를 통해 배출되는 불순물을 포함하는 세척수를 순환 펌프(32)의 입구측으로 연결하는 제1순환관(31)과, 세척수의 순환을 위한 압송력을 제공하는 순환 펌프(32)와, 상기 순환 펌프(32)의 출구 측과 미세기포 발생장치(40)의 유입부(100, 도 9 참조)에 연결되는 제2순환관(33)으로 구성된다.

상기 미세기포 발생장치(40)는 정화조(20)의 제1격실(24)의 내측 하부에 구비되고, 상기 세척수 순환부(30)를 통하여 유입되는 세척수에 공기공급관(410)을 통하여 유입되는 공기를 공급하여 세척수 내에 미세기포를 다량 용존시키는 기능을 한다. 상기 미세기포 발생장치(40)의 실시예에 대한 구체적인 구성 및 작용은 후술하기로 한다.

상기 물 활성장치(50)는, 도 9와 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 미세기포 발생장치(40)의 배출 측에 연결되는 것으로, 다수개의 통공(52)이 형성된 하우징(51)과, 상기 하우징(51)에 내장되는 다수개의 세라믹 볼(53)을 포함하여 구성된다. 상기 미세기포 발생장치(40)를 통과하며 생성된 미세기포는 물 활성장치(50)에 구비된 세라믹 볼(53) 사이를 통과하는 과정에서 충돌 및 다방향으로의 유로 전환에 의해 기포의 미세화가 더욱 촉진됨과 아울러 세라믹 볼(53)은 세척수와 반응하여 활성 작용을 일으킴으로써 세척수의 살균 및 탈취 효과를 얻을 수 있다.

상기 정화조(20)의 제1격실(24)에 구비된 미세기포 발생장치(40)와 물 활성장치(50)로부터 제1격실(24)의 내부로 배출된 미세기포는 세척수보다 낮은 비중에 의해 부상하게 되고, 부상하는 과정에서 세척수에 포함된 불순물에 충돌 및 부착되어 불순물의 비중을 낮추게 되므로, 미세기포에 부착된 불순물은 세척수의 표면으로 떠올라 응집된 상태로 부유하게 된다. 따라서, 상기 제1격실(24)은 미세기포의 공급에 의해 불순물을 응집 및 부상시키는 기폭·부상조로서의 기능을 한다.

그리고, 상기 제1격실(24)에서 미처 부상되지 못하고 제1통로(21a)를 통과하여 제2격실(25)로 유입되는 불순물은 제2격벽(22)에 의해 하향 경사진 방향으로 유도되어 제2통로(22a)를 통과한 후에 제3격실(26)과 제4격실(27)의 상부로 부상하여 부유하게 된다.

그리고, 상기 제3격실(26)과 제4격실(27)를 통과하여 미세기포가 함유된 세척수가 유동하는 과정에서 미세기포는 비중의 차이로 인하여 세척수의 수면 위로 부상하여 소멸하게 되므로, 불순물과 미세기포가 제거된 상태의 세척수가 세척수 배출구(91)를 통해 배출되어 공작기계(10) 측으로 공급되도록 한다. 따라서, 상기 제3격실(26)과 제4격실(27)은 세척수에 용존하는 기포를 소멸시켜 고농도의 세척수를 배출하기 위한 소포조로서의 기능을 한다.

상기 송풍부(60)는, 미세기포에 부착되어 부상하는 불순물에 풍력을 가하여 정화조(20)의 일측에 구비되는 불순물 수거부(80) 측으로 불순물을 이송시키는 기능을 하는 것으로, 외부 공기를 흡입하여 압송하는 송풍기(61)와, 이에 연결되어 정화조(20)의 수면 위로 공기를 공급하는 송풍구(62)를 포함한다.

상기 송풍구(62)를 통해 정화조(20)의 수면 위로 공급된 공기는, 수면의 상측을 덮는 덮개(29)에 의해 상측으로의 유동은 차단되고, 송풍구(62)와 대향된 위치에 구비되는 불순물 수거부(80) 측을 향해 유동하게 된다.

상기 덮개(29)는 힌지부(29a)를 중심으로 양측으로 연결된 제1덮개부(29-1)와 제2덮개부(29-2)로 분할 구성되고, 상기 제1덮개부(29-1)와 제2덮개부(29-2)는 아크릴판으로 구성될 수 있다. 상기 제1덮개부(29-1)는 상기 힌지부(29a)를 중심으로 선회되어 상기 정화조(20)의 상부를 개폐하도록 구성될 수 있다.

도 2는 상기 덮개(29)의 제1덮개부(29a)가 상향으로 선회되어 정화조(20)의 상부가 개방된 상태의 모습을 나타내고, 도 3은 상기 제1덮개부(29a)가 하향으로 선회되어 정화조(20)의 상부가 막힌 상태의 모습을 나타낸 것이다. 따라서, 정화조(20)의 내부를 유지보수하는 경우, 상기 제1덮개부(29-1)를 힌지부(29a)를 중심으로 상방향으로 선회시켜 정화조(20)의 상부를 개방할 수 있다. 따라서, 상기 덮개(29)는 송풍부(60)로부터 공급되는 공기의 유동 통로를 제공함과 아울러 정화조(20)의 유지보수를 위한 개폐구조를 간소화할 수 있는 기능을 한다.

상기 스키머(70,70-1,70-2,70-3,70-4)는, 정화조(20)의 상부에 설치되어 세척수의 표면에 부유하는 불순물을 걷어내어 정화조(20)의 일측에 구비되는 불순물 수거부(70) 측으로 수거하는 기능을 하는 것으로, 다양한 형태로 구성될 수 있다.

상기 스키머(70;70-1)의 제1실시예로, 도 5에 도시된 바와 같이 불순물 수거부(80)의 일측에 구비되고 구동모터(711)의 동력을 전달받아 회전되어 상기 송풍부(60)에 의해 이송되는 불순물을 상기 불순물 수거부(80) 측으로 인양하는 드럼(715)과, 상기 드럼(715)에 구비되어 철분을 회수하는 자성체(716)를 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 구동모터(711)의 동력은 체인(712)을 통해 스프로켓(713)에 전달되고, 상기 스프로켓(713)의 회전력은 스프로켓(713)의 회전중심에 결합된 회전축(714)을 통해 드럼(715)으로 전달되도록 구성할 수 있다. 그리고, 상기 불순물 수거부(80)의 선단에는 자성체(716)에 부착된 철분을 포함한 불순물을 분리시켜 수거할 수 있도록 드럼(715)의 외주면에 접촉되는 스크래퍼(미도시됨)가 형성될 수 있다.

상기 스키머(70;70-2)의 제2실시예로, 도 6에 도시된 바와 같이 불순물 수거부(80)의 일측에 구비되고 구동모터(721)의 동력을 전달받아 회전되어 상기 송풍부(60)에 의해 이송되는 불순물을 상기 불순물 수거부(80) 측으로 인양하는 드럼(725)과, 상기 드럼(725)의 외주면에 구비되어 불순물을 부착시켜 수거하는 표면 코팅층(726)을 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 구동모터(721)의 동력은 체인(722)을 통해 스프로켓(723)에 전달되고, 상기 스프로켓(723)의 회전력은 스프로켓(723)의 회전중심에 결합된 회전축(724)을 통해 드럼(725)으로 전달되도록 구성할 수 있다. 그리고, 상기 불순물 수거부(90)의 선단에는 표면 코팅층(726)에 부착된 불순물을 분리시켜 수거할 수 있도록 드럼(725)의 외주면에 접촉되는 스크래퍼(미도시됨)가 형성될 수 있다.

상기 스키머(70;70-3)의 제3실시예로, 도 7에 도시된 바와 같이 불순물 수거부(80)의 일측에 구비되고 구동모터(731)의 동력을 전달받아 회전되어 상기 송풍부(60)에 의해 이송되는 불순물을 상기 불순물 수거부(80) 측으로 인양하는 드럼(735)과, 상기 드럼(735)의 외주면에 소정 각도 간격을 두고 방사상으로 부착되어 불순물을 수거하는 다수개의 불순물 수거편(736)을 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우 상기 구동모터(731)의 동력은 체인(732)을 통해 스프로켓(733)에 전달되고, 상기 스프로켓(733)의 회전력은 스프로켓(733)의 회전중심에 결합된 회전축(734)을 통해 드럼(735)으로 전달되도록 구성할 수 있다.

전술한 실시예들에서 상기 드럼(715,725,735))의 표면은 수거된 불순물의 이탈을 방지하여 불순물의 인양이 용이하도록 요철 형상으로 구성될 수 있다.

상기 스키머(70-4)의 제4실시예로, 도 8에 도시된 바와 같이 구동모터(741)의 동력에 의해 무한궤도 형태로 회전되어 상기 세척수의 상부에 부유된 불순물을 상기 불순물 수거부(80) 측으로 이송시키는 스크래퍼(749)를 포함하여 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 스키머(70-4)는, 구동모터(741)와, 구동모터(741)의 동력을 제1체인(742)과 보조 스프로켓(743)을 통해 전달받아 회전되며 정화조(20)의 상부 일측에서 구동축(744)의 양단에 결합되는 구동 스프로켓(745)과, 상기 구동 스프로켓(745)과 제2체인(748)으로 연결되어 동력을 전달받아 회전되며 정화조(20)의 상부 타측에서 종동축(746)의 양단에 결합되는 종동 스프로켓(747)과, 상기 제2체인(748)에 결합되어 제2체인(748)과 일체로 회전되며 세척수의 표면에 부유하는 불순물을 걷어내는 스크래퍼(749)를 포함하여 구성될 수 있다.

따라서, 구동모터(741)의 구동력이 제1체인(742)을 통해 구동 스프로켓(745)에 전달되면, 구동 스프로켓(745)과 종동 스프로켓(747)을 연결하는 제2체인(748)에 결합된 스크래퍼(749)는 무한궤도 형태로 회전되어 세척수의 표면에 부유된 불순물을 불순물 수거부(80) 측으로 걷어내게 된다.

상기 불순물 수거부(80)는, 종동 스프로켓(747)이 위치하는 측의 정화조(20)의 상부 일측에 구비되어 스크래퍼(749)에 의해 이송된 불순물을 수거하여 외부로 배출하는 기능을 하는 것으로, 상기 불순물 수거부(80)에는 불순물의 배출 통로를 제공하는 불순물 배출관(미도시됨)과, 상기 불순물 배출관의 관로에 구비되어 불순물을 불순물 처리장소로 압송하는 배출 펌프(미도시됨)가 설치될 수 있다.

상기 세척수 압송부(90)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 정화조(20)의 제4격실(27)의 하부 일측에 연결되어 불순물이 제거된 세척수가 배출되는 세척수 배출구(91)와, 상기 세척수 배출구(91)에서 상방향으로 연결되는 오버플로우관(92)과, 상기 오버플로우관(92)의 상단에서 양측으로 연결되며 공작기계(10) 측으로 연장되어 세척수가 압송되는 세척수 압송관(93)과, 상기 세척수 압송관(83)의 끝단에 구비되어 공작기계(10)를 이용한 가공 작업 시 가공부위를 향하여 세척수를 분사하는 노즐(95)을 포함한다. 상기 오버플로우관(92)의 상단에 양측으로 연결된 세척수 압송관(93)은, 필요에 따라서 어느 일측 또는 양측 모두를 세척수의 공급 유로로 사용할 수 있다. 또한, 상기 세척수 압송관(93)에는 세척수의 압송을 위한 펌프(미도시됨)가 설치될 수 있다.

이하, 본 발명의 공작기계의 세척수 클리닝 장치에 구비되는 미세기포 발생장치(40)의 일실시예를 도 9와 도 10을 참조하여 설명한다.

본 발명의 일실시예에 따른 미세기포 발생장치(40)는, 세척수가 유입되고 미세기포가 혼합된 세척수가 순환 공급되는 유입부(100)와, 상기 유입부(100)를 통과하여 유동하는 세척수에 기체가 분사되어 그 충격에 의해 미세기포를 발생시키는 미세기포 발생부(200)와, 상기 미세기포 발생부(200)의 후미에 연결되어 미세기포를 포함하는 세척수가 배출되는 배출부(300)와, 상기 미세기포 발생부(200)를 통과하는 세척수에 기체를 공급하는 기체 공급부(400), 및 상기 미세기포 발생부(200)의 배출 측을 통과하는 세척수의 일부를 상기 유입부(100) 측으로 순환시키는 유체 순환부(500)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성된 미세기포 발생장치(40)는, 유입부(100)를 통해 유입된 세척수가 미세기포 발생부(200)를 통과하며 기체 공급부(400)로부터 공급되어 분사되는 기체와 충돌하게 되고, 이 과정에서 미세기포가 발생되며, 미세기포 발생부(200)를 통과하며 발생된 미세기포를 포함하는 세척수의 일부는 배출부(300)를 통하여 배출되고, 나머지 세척수는 유체 순환관(500)을 경유하여 유입부(100) 측으로 순환 공급되어 상기 미세기포 발생부(200)를 재차 경유하면서 미세기포의 발생 효율을 향상시킬 수 있도록 구성되어 있다.

상기 유입부(100)는, 내부가 길이방향으로 개통된 원통형 몸체부(110)로 이루어지고, 상기 몸체부(110)의 선단에는 세척수가 공급되는 제2순환관(33)이 연결되는 유입구(120)가 형성되고, 상기 몸체부(110)의 후단에는 세척수와 미세기포가 혼합된 유체가 미세기포 발생부(200) 측으로 배출되는 출구(130)가 형성되어 있다.

일실시예로, 상기 몸체부(110)에는 외주면에서 내주면을 관통하는 유체순환배출구(140)가 원주방향을 따라 등간격으로 4개소에 형성되어 있다. 상기 유체순환배출구(140)는 유체 순환부(500)를 통하여 순환 공급되는 유체가 유입부(100)의 내부로 분사되도록 유로를 제공하는 기능을 하며, 유체의 배출방향을 따라 중심축(C)을 향하는 방향으로 경사지게 형성됨과 아울러 접선방향과도 소정 각도 경사지게 형성되어 있다. 따라서, 상기 유체순환배출구(140)를 통해 분사되는 세척수와 기체의 혼합 유체는 상기 유입부(100)를 통해 유입되는 세척수에 충돌되면서 세척수에 포함된 기체를 파쇄시켜 미세기포의 발생을 촉진시킬 수 있다.

그리고, 상기 출구(130)가 위치하는 몸체부(110)의 내경(d2)은 상기 유입구(120)의 후미에서 출구(130)의 선단에 이르는 영역의 몸체부(110)의 내경(d1)에 비하여 상대적으로 크게 형성되어 있다. 따라서, 상대적으로 큰 내경(d2)을 갖도록 형성된 출구(130)에서는 유입구(120)를 통하여 유입되는 세척수와, 상기 유체순환배출구(140)를 통하여 분사되는 세척수와 기체의 혼합유체 간에 충돌 및 혼합이 활발하게 이루어져 기포가 미세화된 후에 미세기포 발생부(200)로 공급되게 된다.

상기 미세기포 발생부(200)는, 외측 가이드부재(210,220,230)와, 그 반경방향 내측으로 이격되어 위치하는 내측 가이드부재(240,250,260)로 구성된다.

상기 외측 가이드부재(210,220,230)는, 상기 유입부(100)의 후미에 연결되며 상기 기체 공급부(400)로부터 공급되는 기체가 유입되는 기체유입공(213)이 형성된 제1외측 가이드부재(210)와, 상기 제1외측 가이드부재(210)의 후미에 연결되는 제2외측 가이드부재(220)와, 상기 제2외측 가이드부재(220)와 배출부(300) 사이에 연결되며 상기 미세기포 발생부(200)의 배출측을 통과하는 유체가 상기 유체 순환부(500) 측으로 유입되는 유체순환유입공(233)이 형성된 제3외측 가이드부재(230)로 구성된다.

상기 내측 가이드부재(240,250,260)는, 유체배출공(242)이 원주방향으로 이격되어 복수로 형성된 제1내측 가이드부재(240)와, 상기 제1내측 가이드부재(240)의 내경(d2)보다 큰 내경(d3)을 가지며 유체유입공(253)이 원주방향으로 이격되어 복수로 형성된 제2내측 가이드부재(250)와, 상기 제2내측 가이드부재(250)와 동일한 내경(d3)을 갖는 제3내측 가이드부재(260)로 구성된다.

상기 제2내측 가이드부재(250)와 제3내측 가이드부재(260)의 내주면 후단부에는, 중심축(C) 방향을 향하여 돌출된 다수개의 와류형성돌기(252,262)가 원주방향을 따라 소정 간격으로 형성되어 있다.

상기 제2내측 가이드부재(250)와 제3내측 가이드부재(260)에 형성된 와류형성돌기(252,262)는 유체의 유동이 반경방향으로 변경되도록 유도함으로써 와류 및 난류를 발생시켜 기포의 미세화를 촉진시키는 기능을 한다.

상기 제1외측 가이드부재(210)의 내측에는, 제1내측 가이드부재(240), 제2내측 가이드부재(250) 및 2개의 제3내측 가이드부재(260)가 순차로 연결된다. 상기 제2외측 가이드부재(220)의 내측에는, 제1내측 가이드부재(240), 제3내측 가이드부재(260), 제2내측 가이드부재(250), 및 제3내측 가이드부재(260)가 순차로 연결된다. 상기 제3외측 가이드부재(230)의 내측에는, 제1내측 가이드부재(240)와, 3개의 제2내측 가이드부재(250)가 순차로 연결된다. 상기 제1 내지 제3외측 가이드부재(210,220,230) 간 및 제1 내지 제3내측 가이드부재(240,250,260) 간에는 용접에 의해 결합될 수 있다.

상기 외측 가이드부재(210,220,230)의 내측에 내측 가이드부재(240,250,260)가 결합되면, 내측 가이드부재(240,250,260)의 외측으로, 제1외측 가이드부재(210)의 내측에 마련되는 제1공간(S1)과, 제2외측 가이드부재(220)의 내측에 마련되는 제2공간(S2), 및 제3외측 가이드부재(230)의 내측에 마련되는 제3공간(S3)은, 상기 제1 내지 제3외측 가이드부재(210,220,230)의 선단에 형성된 돌출부에 의해 공간적으로 서로 격리된 상태가 된다.

상기 배출부(300)는, 내부가 길이방향으로 개통된 원통형 몸체부(310)로 이루어지고, 상기 몸체부(310)의 선단에는 미세기포 발생부(200)를 통과한 유체가 유입되는 입구(311)가 형성되고, 상기 몸체부(310)의 후단에는 미세기포를 포함하는 유체가 배출되는 배출구(312)가 형성되어 있다. 상기 몸체부(310)의 내주면에는 유체의 배출방향을 따라 내경이 점차 확대되는 테이퍼부(313)가 형성되어 있다. 이에 따라, 배출부(300)를 통과하여 배출되는 유체의 유동 저항이 방지되는 동시에 높은 압력으로 배출될 수 있게 된다.

상기 기체 공급부(400)는 제1외측 가이드부재(210)의 상단에 형성된 기체유입공(213)의 둘레로 기체공급관(410)이 연결 설치되고, 상기 기체공급관(410)의 상단에는 기체공급구(411)가 관통 형성된 구조로 이루어진다.

상기 기체공급구(411)는 대기 중에 개방된 공기공급관(410)에 열결되어 있다. 미세기포 발생부(200)의 내측 가이드부재(240,250,260)의 내부 관로에는 유체의 흐름시 대기압보다 낮은 부압이 작용하게 되므로, 상기 기체공급구(411)를 대기 중에 개방된 상태로 설치하더라도 대기중의 기체가 압력차에 의해 기체공급구(411)와 기체유입공(213)과 유체배출공(242)을 통하여 미세기포 발생부(200)의 관로 내로 유입될 수 있으며, 이 과정에서 대기압과 부압 간의 압력차에 의해서 유체의 역류가 방지된다.

상기 유체 순환부(500)는, 유체 순환관(510)과, 상기 유체 순환관(510)의 일단과 제3외측 가이드부재(230)에 형성된 유체순환유입공(233)을 연결하는 제1연결관(520)과, 상기 유체 순환관(510)의 타단과 유입부(100)에 형성된 유체순환배출구(140)를 연결하는 제2연결관(530)으로 구성된다.

상기 유체 순환부(500)는, 유입부(100)와 미세기포 발생부(200)의 외측 둘레에 일정 간격으로 이격되어 복수로 구비되며, 일실시예로 상기 유체 순환부(500)는 90°간격으로 4개소에 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 유체순환유입공(233)과 유체순환배출구(140)는 상기 유체 순환부(500)의 제1연결관(520) 및 제2연결관(530)과 대응되는 위치에 대응되는 개수로 형성된다.

이하, 상기와 같이 구성된 미세기포 발생장치(40)의 작용을 설명한다.

상기 유입부(100)로 유입된 세척수는 몸체부(110) 내부의 유로와, 미세기포 발생부(200)의 내측 가이드부재(240,250,260) 내부의 유로 및 배출부(300) 내부의 유로를 통과하여 유동하게 된다. 상기 유입부(100)로 유입된 세척수가 미세기포 발생부(200)를 통과하는 과정에서 기체 공급부(400)로부터 공급되는 기체와 충돌하게 되며, 그 충격에 의해 기포가 파쇄되어 미세기포를 발생시키게 된다.

이 경우, 미세기포 발생부(200)의 후방부에 위치하는 제2내측 가이드부재(250)의 내경(d3)은 유입부(100)의 내경(d1)보다 크게 형성되므로, 상기 후방부에 위치하는 제2내측 가이드부재(250)를 통과하는 유체의 압력(P2)과, 상기 유입부(100)를 통과하는 유체의 압력(P1) 간에는 압력차(P2-P1)가 발생하게 된다. 즉, 관로 내부를 따라 흐르는 유체의 압력은 그 단면적의 크기에 비례하므로, 미세기포 발생부(200) 후미의 압력(P2)은 유입부(100)의 압력(P1)보다 큰 압력이 작용하게 된다.

이러한 압력차에 따라서, 미세기포 발생부(200)의 후미를 통과하는 미세기포를 포함하는 세척수 중 일부는 배출부(300)를 통과하여 배출되고, 나머지 세척수는 제2내측 가이드부재(250)에 형성된 유체유입공(253)과, 제3외측 가이드부재(230)에 형성된 유체순환유입공(233) 및 제1연결관(520)을 통과하여 유체 순환관(510)의 내부로 빨려 들어가게 되고, 상기 유체 순환관(510)의 내부로 유입된 세척수는 제2연결관(530)과 유체순환배출구(140)를 통하여 유입부(100)의 내부로 순환 공급된다. 따라서, 미세기포 발생부(200)를 통과한 미세기포는 상기 유체 순환부(500)를 경유하여 유입부(100)로 순환 공급되어 미세기포 발생부(200)를 재차 통과하면서 한층 더 미세화될 수 있다.

상기 미세기포 발생부(200)의 전방부에는, 제1외측 가이드부재(210)의 내측으로 제1내측 가이드부재(240), 제2내측 가이드부재(250), 및 2개의 제3내측 가이드부재(260)가 유체의 배출방향으로 순차 연결되고, 제2내측 가이드부재(250)의 내경(d3)이 제1내측 가이드부재(240)의 내경(d2)보다 크게 형성되므로, 제2내측 가이드부재(250) 내부의 압력(P3)과 제1내측 가이드부재(240) 내부의 압력(P4) 간의 압력차(P3-P4)에 의해 제2내측 가이드부재(250)의 내부를 통과하는 유체 중 일부는 제2내측 가이드부재(250)에 형성된 유체유입공(253)을 통하여 제1공간(S1)으로 유입된 후에 기체 공급부(400)로부터 유입되는 기체와 혼합되어 제1내측 가이드부재(240)에 형성된 유체배출공(242)을 통하여 순환 공급된다.

상기 미세기포 발생부(200)의 중간부에는, 제2외측 가이드부재(220)의 내측으로 제1내측 가이드부재(240), 제3내측 가이드부재(260), 제2내측 가이드부재(250), 및 제3내측 가이드부재(260)가 유체의 배출방향으로 순차 연결되고, 전술한 바와 마찬가지로, 제2내측 가이드부재(250)의 내경(d3)이 제1내측 가이드부재(240)의 내경(d2)보다 크게 형성되므로, 제2내측 가이드부재(250) 내부의 압력(P3)과 제1내측 가이드부재(240) 내부의 압력(P4) 간의 압력차(P4-P3)에 의해 제2내측 가이드부재(250)의 내부 통과하는 세척수 중 일부는 제2내측 가이드부재(250)에 형성된 유체유입공(253)을 통하여 제2공간(S2)으로 유입된 후에 제1내측 가이드부재(240)에 형성된 유체배출공(242)을 통하여 배출되는 순환 구조를 갖게 된다.

상기 미세기포 발생부(200)의 후방부에는, 제3외측 가이드부재(230)의 내측으로 제1내측 가이드부재(240)와 3개의 제2내측 가이드부재(250)가 유체의 배출방향으로 순차 연결되고, 전술한 바와 마찬가지로 제2내측 가이드부재(250)의 내경(d3)과 제1내측 가이드부재(240)의 내경(d2)의 차이로 인한 압력차(P3-P4)에 의해 제2내측 가이드부재(250)의 내부를 통과하는 세척수 중 일부는 제2내측 가이드부재(250)에 형성된 유체유입공(253)을 통하여 제3공간(S3)으로 유입되고, 제3공간(S3)으로 유입된 세척수 중 일부는 유체 순환부(500) 측으로 순환 공급되고, 나머지 세척수는 제1내측 가이드부재(240)에 형성된 유체배출공(242)을 통해 배출된다.

이와 같이, 미세기포 발생부(200)의 내부 유로를 통과하는 유체는 압력차에 의해 유체 순환부(500)를 경유하여 순환 공급됨과 아울러 제1 내지 제3공간(S1,S2,S3)을 경유하여 순환 공급되도록 구성함으로써, 한정된 부피의 관로 상에 세척수가 통과하는 유로의 길이를 길게 형성할 수 있으며, 기포와 세척수의 분사 각도를 다양한 방향으로 형성함과 아울러 제2내측 가이드부재(250)와 제3내측 가이드부재(260)에 형성된 와류형성돌기(252,262)에 의해 와류 및 난류 발생이 촉진되어 세척수 내에 포함된 기포의 미세화를 수 마이크로미터 단위까지 구현할 수 있다.

상기 미세기포 발생장치(40)를 통과한 미세기포를 포함하는 세척수는, 전술한 바와 같이 다수개의 세라믹 볼(53)이 내장된 물 활성장치(50)를 통과하는 과정에서 한층 더 미세화됨과 아울러 활성 작용에 의해 세척수의 살균 및 탈취가 이루어지게 된다.

본 명세서에서는 세척수를 예로 들어 클리닝 장치를 설명하였으나, 본 발명의 정화 대상 유체는 세척수 이외에도 공작기계를 이용한 가공 작업에 사용되는 연마유를 포함하여 다양한 유체의 정화에 적용될 수 있음은 물론이다.

10 : 공작기계 20 : 정화조
21 : 제1격벽 21a : 제1통로
22 : 제2격벽 22a : 제2통로
23 : 제3격벽 23a : 제3통로
24 : 제1격실 25 : 제2격실
26 : 제3격실 27 : 제4격실
29 : 덮개 29-1 : 제1덮개부
29-2 : 제2덮개부 30 : 세척수 순환부
31 : 제1순환관 32 : 순환펌프
33 : 제2순환관 40 : 미세기포 발생장치
50 : 물 활성장치 51 : 하우징
52 : 통공 53 : 세라믹 볼
60 : 송풍부 61 : 송풍기
62 : 송풍구 70,70-1,70-2,70-3,70-4 : 스키머
711 : 구동모터 712 : 체인
713 : 스프로켓 714 : 회전축
715 : 드럼 716 : 자성체
721 : 구동모터 722 : 체인
723 : 스프로켓 724 : 회전축
725 : 드럼 726 : 표면코팅층
731 : 구동모터 732 : 체인
733 : 스프로켓 734 : 회전축
735 : 드럼 736 : 불순물 수거편
741 : 구동모터 742 : 제1체인
743 : 보조 스프로켓 744 : 구동축
745 : 구동 스프로켓 746 : 종동축
747 : 종동 스프로켓 748 : 제2체인
749 : 스크래퍼 80 : 불순물 수거부
90 : 세척수 압송부 91 : 세척수 배출구
92 : 오버플로우관 93 : 세척수 압송관
95 : 노즐 100 : 유입부
110 : 몸체부 120 : 유입구
130 : 출구 140 : 유체순환배출구
200 : 미세기포 발생부 210 : 제1외측 가이드부재
213 : 기체유입공 220 : 제2외측 가이드부재
230 : 제3외측 가이드부재 233 : 유체순환유입공
240 : 제1내측 가이드부재 242 : 유체배출공
250 : 제2내측 가이드부재 253 : 유체유입공
260 : 제3내측 가이드부재 262 : 와류형성돌기
300 : 배출부 400 : 기체 공급부
410 : 기체 공급관 411 : 기체 공급구
500 : 유체 순환부 510 : 유체 순환관
520 : 제1연결관 530 : 제2연결관
C : 제어부

Claims

공작기계를 이용한 가공 작업 시 사용되는 세척수에 포함된 불순물을 제거하여 세척수를 재사용하기 위한 공작기계의 세척수 클리닝 장치에 있어서,
공작기계(10)의 일측에 구비되어 상기 공작기계(10)를 이용한 가공 작업에 사용된 세척수가 유입되어 저장되고, 상기 세척수에 포함된 불순물을 제거하여 정화된 세척수를 배출하는 정화조(20);
상기 정화조(20)의 내부로 유입되는 세척수에 미세기포를 발생시켜 공급함으로써 미세기포와 응집된 불순물이 신속하게 부상하도록 유도하는 미세기포 발생장치(40);
상기 공작기계에서 사용된 세척수를 상기 미세기포 발생장치(40) 측으로 공급하는 세척수 순환부(30);
상기 미세기포에 부착되어 부상하는 불순물을 풍력에 의해 상기 정화조(20)의 일측에 구비되는 불순물 수거부(80) 측으로 이송하는 송풍부(60);
상기 송풍부(60)에 의해 이송되는 불순물을 상기 불순물 수거부(80) 측으로 수거하는 스키머(70;70-1,70-2,70-3,70-4); 및
상기 불순물이 제거된 세척수를 상기 공작기계(10)를 이용한 가공 작업에 재사용되도록 압송하는 세척수 압송부(90)를 포함하며,
상기 미세기포 발생장치(40)는,
세척수가 유입되고, 기체가 혼합된 세척수가 순환되어 유입되는 유입부(100);
상기 유입부(100)를 통과하여 유동하는 세척수에 기체가 분사되어 미세기포를 발생시키는 미세기포 발생부(200);
상기 미세기포 발생부(200)의 후미에 연결되어 미세기포를 포함한 세척수가 배출되는 배출부(300);
상기 미세기포 발생부(200)를 통과하는 세척수에 기체를 공급하는 기체 공급부(400); 및
상기 미세기포 발생부(200)의 배출측을 통과하는 세척수의 일부를 상기 유입부(100) 측으로 순환시키는 유체 순환부(500);를 포함하며,
상기 미세기포 발생부(200)는, 상기 기체 공급부(400)로부터 공급되는 기체가 유입되는 기체유입공(213)과, 상기 미세기포 발생부(200)의 배출측을 통과하는 세척수가 유입되는 유체순환유입공(233)이 형성된 외측 가이드부재(210,220,230)와, 상기 외측 가이드부재(210,220,230)의 내측에 반경방향으로 이격되어 구비되고 유체배출공(242)과 유체유입공(253)이 형성된 내측 가이드부재(240,250,260)로 이루어지고,
후방부에 위치하는 내측 가이드부재의 내경(d3)은 상기 유입부(100)의 내경(d1)보다 크게 형성되어, 상기 후방부에 위치하는 내측 가이드부재를 통과하는 세척수의 압력(P2)과, 상기 유입부(100)를 통과하는 세척수의 압력(P1) 간의 압력 차이에 의해 상기 후방부에 위치하는 내측 가이드부재에 형성된 유체유입공(253)을 통하여 상기 유체 순환부(500)로 유입되는 세척수는 상기 유입부(100)에 형성된 유체순환배출구(140)를 통하여 순환 공급되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 세척수 클리닝 장치.
제1항에 있어서,
상기 정화조(20)의 내부에는, 불순물을 포함한 세척수가 유입되는 유입구로부터 불순물이 제거된 세척수가 배출되는 배출구까지 연결되는 유로를 형성하며 세척수의 하방향 유동과 상방향 유동이 교번하여 이루어지도록 복수의 격벽(21,22,23)에 의해 구획된 것을 특징으로 하는 공작기계의 세척수 클리닝 장치.
제2항에 있어서,
상기 복수의 격벽(21,22,23)은,
상기 유입구 측에 구비되고, 상단은 세척수의 표면 아래에 위치하며, 하단은 정화조(20)의 바닥면에 고정된 제1격벽(21)과,
상기 제1격벽(21)의 상단에서 상측으로 이격되어 상단이 구비되고, 하단은 상기 정화조(20)의 바닥면에서 상측으로 이격되어 구비되며, 수평면을 기준으로 상단에서 하단을 향해 하향 경사지게 배치된 제2격벽(22), 및
상기 제2격벽(22)과 이격되어 배출구 측에 구비되고, 상단은 세척수의 표면 아래에 위치하고, 하단은 정화조(20)의 바닥면에 고정된 제3격벽(23)으로 구성된 것을 특징으로 하는 공작기계의 세척수 클리닝 장치.
제1항에 있어서,
상기 스키머(70-1)는, 상기 불순물 수거부(80)의 일측에 구비되고 구동모터(711)의 동력을 전달받아 회전되어 상기 송풍부(60)에 의해 이송되는 불순물을 상기 불순물 수거부(80) 측으로 인양하는 드럼(715)과, 상기 드럼(715)에 구비되어 철분을 회수하는 자성체(716)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 세척수 클리닝 장치.
제1항에 있어서,
상기 스키머(70-2)는, 상기 불순물 수거부(80)의 일측에 구비되고 구동모터(721)의 동력을 전달받아 회전되어 상기 송풍부(60)에 의해 이송되는 불순물을 상기 불순물 수거부(80) 측으로 인양하는 드럼(725)과, 상기 드럼(725)의 외주면에 구비되어 불순물을 부착시켜 수거하는 표면 코팅층(726)을 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 세척수 클리닝 장치.
제1항에 있어서,
상기 스키머(70-3)는, 상기 불순물 수거부(80)의 일측에 구비되고 구동모터(731)의 동력을 전달받아 회전되어 상기 송풍부(60)에 의해 이송되는 불순물을 상기 불순물 수거부(80) 측으로 인양하는 드럼(735)과, 상기 드럼(735)의 외주면에 소정 각도 간격으로 부착되어 불순물을 수거하는 다수개의 불순물 수거편(736)을 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 세척수 클리닝 장치.
제1항에 있어서,
상기 스키머(70-4)는, 구동모터(741)의 동력에 의해 무한궤도 형태로 회전되어 상기 세척수의 상부에 부유된 불순물을 상기 불순물 수거부(80) 측으로 이송시키는 스크래퍼(749)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 세척수 클리닝 장치.
제1항에 있어서,
상기 미세기포 발생장치(40)의 배출 측에는, 다수개의 통공(52)이 형성된 하우징(51)과, 상기 하우징(51)의 내부에 다수개의 세라믹 볼(53)이 내장된 물 활성장치(50)가 연결 설치된 것을 특징으로 하는 공작기계의 세척수 클리닝 장치.
제1항에 있어서,
상기 정화조(20)의 상부에는 상기 송풍부(60)로부터 공급되는 공기가 상기 불순물 수거부(80) 측으로 이동되는 통로를 제공하는 덮개(29)를 구비하되,
상기 덮개(29)는 힌지부(29a)를 중심으로 양측으로 연결된 제1덮개부(29-1)와 제2덮개부(29-2)로 분할 구성되고, 상기 제1덮개부(29-1)는 상기 힌지부(29a)를 중심으로 선회되어 상기 정화조(20)의 상부를 개폐하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 세척수 클리닝 장치.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 외측 가이드부재(210,220,230)는, 상기 유입부(100)의 후미에 연결되며 상기 기체유입공(213)이 형성된 제1외측 가이드부재(210)와, 상기 제1외측 가이드부재(210)의 후미에 연결되는 제2외측 가이드부재(220)와, 상기 제2외측 가이드부재(220)의 후미와 상기 배출부(300) 사이에 연결되고 상기 유체순환유입공(233)이 형성된 제3외측 가이드부재(230)로 이루어지고,
상기 내측 가이드부재(240,250,260)는, 상기 유체배출공(242)이 원주방향으로 이격되어 복수로 형성된 제1내측 가이드부재(240)와, 상기 제1내측 가이드부재(240)의 내경(d2)보다 큰 내경(d3)을 가지며 상기 유체유입공(253)이 형성된 제2내측 가이드부재(250)와, 상기 제2내측 가이드부재(250)와 동일한 내경(d3)을 갖는 제3내측 가이드부재(260)로 이루어지며,
상기 제1외측 가이드부재(210)의 내측에는, 상기 제1내측 가이드부재(240)와, 제2내측 가이드부재(250) 및 복수의 제3내측 가이드부재(260)가 순차로 연결되고,
상기 제2외측 가이드부재(220)의 내측에는, 상기 제1내측 가이드부재(240)와, 제3내측 가이드부재(260)와, 제2내측 가이드부재(250), 및 제3내측 가이드부재(260)가 순차로 연결되며,
상기 제3외측 가이드부재(230)의 내측에는, 상기 제1내측 가이드부재(240)와, 복수의 제2내측 가이드부재(250)가 순차로 연결된 것을 특징으로 하는 공작기계의 세척수 클리닝 장치.
제1항에 있어서,
상기 유체 순환부(500)는, 유체 순환관(510)과, 상기 유체 순환관(510)의 일단과 상기 유체순환유입공(233)을 연결하는 제1연결관(520)과, 상기 유체 순환관(510)의 타단과 상기 유체순환배출구(140)를 연결하는 제2연결관(530)으로 구성되고,
상기 유체 순환부(500)는 상기 유입부(100)와 미세기포 발생부(200)의 외측 둘레에 일정 간격으로 이격되어 복수로 구비된 것을 특징으로 하는 공작기계의 세척수 클리닝 장치.
제12항에 있어서,
상기 제2내측 가이드부재(250)와 제3내측 가이드부재(260)의 내주면 후단부에는, 중심축(C) 방향을 향하여 돌출된 다수개의 와류형성돌기(252,262)가 원주방향을 따라 소정 간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 공작기계의 세척수 클리닝 장치.
제12항에 있어서,
상기 내측 가이드부재(240,250,260)의 외측면과, 상기 제1외측 가이드부재(210)와 제2외측 가이드부재(220) 및 제3외측 가이드부재(230)의 내측면 사이에 마련되는 공간(S1,S2,S3)은, 서로 격리되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 세척수 클리닝 장치.