KR20110079982A

KR20110079982A - 워터젯 홀 가공장치

Info

Publication number: KR20110079982A
Application number: KR1020100000110A
Authority: KR
Inventors: 박용배
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2010-01-04
Filing date: 2010-01-04
Publication date: 2011-07-12
Also published as: KR101620105B1

Abstract

워터젯 분사로 인한 분사 잔력을 상쇄할 수 있는 워터젯 홀 가공장치가 소개된다. 워터젯 홀 가공장치는 가공 소재에 워터를 분사하는 워터젯노즐유닛(100)과, 워터젯노즐유닛(100)의 워터 분사압을 상쇄하는 방향으로 워터를 분사하는 상쇄노즐유닛(200)과, 워터젯노즐유닛(100)에 고압의 워터를 공급하기 위한 제1탱크(300)와, 워터젯노즐유닛(100) 및 상쇄노즐유닛(200)에서 분사된 워터를 수집하는 수집조(400)와, 수집조(400)에 수집된 워터에서 불순물을 필터링하기 위한 여과필터(500)와, 여과탱크(500)에서 필터링된 워터를 상쇄노즐유닛(200)에 공급하기 위한 제2탱크(600)를 포함하여 구성된다.

Description

워터젯 홀 가공장치{APPARATUS FOR PROCESSING WATER JET HOLE VEHICLE}

본 발명은 워터젯 홀 가공장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 워터젯노즐유닛의 분사 잔력(殘力)을 상쇄시킬 수 있는 워터젯 홀 가공장치에 관한 것이다.

일반적으로 워터젯(water jet) 컷팅 장치는 밀집도가 높은 제트 유동을 가공물에 분사하여 높은 정밀도의 가공 작업을 수행하는 장치이다.

워터젯 컷팅 장치는 거의 모든 종류의 소재를 초정밀 절단할 수 있고, 절단 오차가 매우 적어 제품의 크기에 따라 다양하게 절단할 수 있는 바, 가공 기술의 정밀도로 인해 그 수요가 점증하는 추세이다.

이러한 워터젯 컷팅 장치는 물을 공급하는 급수탱크와, 급수탱크에서 공급되는 물을 1차 여과하는 1차 여과기와, 1차 여과기에서 여과된 물을 증압시키는 증압기와, 중압기에서 증압된 초고압 물의 압력을 안정시키는 집적기와, 집적기에서 공급되는 초고압 물을 2차적으로 여과하는 2차 여과기와, 2차 여과기에서 공급된 초고압 물을 절단하고자 하는 가공소재에 분사하는 분사노즐로 구성된다.

그런데 종래 워터젯 컷팅 장치의 경우, 분사노즐에서 분사된 고압의 워터가 가공소재를 가공한 후, 고압의 분사압으로 인해 가공이 이루어지지 않아야 되는 주변 부분까지 손상을 주게 된다는 문제가 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 워터젯 분사로 인한 분사 잔력을 효과적으로 상쇄할 수 있는 워터젯 홀 가공장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 워터젯노즐유닛 및 상쇄노즐유닛을 포함하고, 워터젯노즐유닛은 가공 소재에 워터를 분사하고, 상쇄노즐유닛은 상기 워터젯노즐유닛의 워터 분사압을 상쇄하는 방향으로 워터를 분사하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 워터젯노즐유닛에 고압의 워터를 공급하기 위한 제1탱크와, 상기 워터젯노즐유닛 및 상쇄노즐유닛에서 분사된 워터를 수집하는 수집조와, 상기 수집조에 수집된 워터에서 불순물을 필터링하기 위한 여과필터와, 상기 여과탱크에서 필터링된 워터를 상기 상쇄노즐유닛에 공급하기 위한 제2탱크를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 수집조에는 상기 워터젯노즐유닛 및 상쇄노즐유닛에서 분사된 워터가 유입되는 제1수집부와, 상기 제1수집부의 워터 중에서 비중이 작은 워터가 유입되도록 분리판을 사이에 두고 상기 제1수집부에 인접하게 배치되는 제2수집부가 마련되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 상쇄노즐유닛은 상기 워터젯노즐유닛에서 분사된 워터를 향해 수직방향으로 워터가 분사되도록 상기 워터젯노즐유닛에 수직되게 배치되는 것이 바람직하다. 상기 상쇄노즐유닛은 상기 워터젯노즐유닛에서 분사된 워터가 다단으로 상쇄되도록 서로 중첩되게 배치되는 복수의 상쇄노즐을 통해 복수 층의 워터를 분사하는 것이 바람직하다. 상기 상쇄노즐유닛은 제1유로가 내부를 관통하여 형성되고 방사방향으로 제1관통홀이 형성되는 제1상쇄노즐과, 상기 제1상쇄노즐을 중첩되게 감싸는 구조로, 상기 제1관통홀을 통해 유입된 워터가 유동되는 제2유로가 내부를 관통하여 형성되고, 방사방향으로 제2관통홀이 형성되는 제2상쇄노즐과, 상기 제2 상쇄노즐에 중첩되게 감싸는 구조로, 상기 제2 관통홀을 통해 유입된 워터가 유동되는 제3유로가 내부를 관통하여 형성되는 제3상쇄노즐을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 상쇄노즐의 내경은 높은 압력의 워터가 분사되도록 상쇄노즐의 분사구를 향해 폭이 좁아지는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 워터젯노즐유닛의 분사 잔력(殘力)을 상쇄노즐유닛을 통해 상쇄함으로써, 분사 잔력으로 인한 가공물의 손상을 방지할 수 있다는 이점이 있다. 특히, 상쇄노즐유닛에서 분사되는 워터를 다층으로 구성함으로써, 분사 잔력에 대한 상쇄 효과를 증대시킬 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 워터젯 홀 가공장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 워터젯 홀 가공장치의 상쇄노즐유닛을 도시한 결합 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 워터젯 홀 가공장치의 상쇄노즐유닛을 도시한 분해하여 도시한 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 워터젯 홀 가공장치의 상쇄노즐유닛을 도시한 정면도.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 워터젯 홀 가공장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 상쇄노즐유닛의 결합 상태를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 상쇄노즐유닛을 도시한 분해하여 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 상쇄노즐유닛의 정면을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 워터젯 홀 가공장치는, 워터젯노즐유닛(100)과, 워터젯노즐유닛(100)에서 분사된 워터를 향해 잔력 상쇄를 위한 워터를 분사하는 상쇄노즐유닛(200)을 포함하여 구성된다.

워터젯노즐유닛(100)은 고압의 워터를 노즐을 통해 가공소재(700)에 분사함으로써, 밀집도가 높은 제트 유동을 이용하여 가공소재(700)에 대한 가공 작업이 수행되도록 한다. 본 실시예에 따른 워터젯노즐유닛(100)은, 고압의 워터를 통해 가공소재(700)를 가공하는 통상의 워터젯노즐과 동일한 구성이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 이 워터젯노즐유닛(100)은 제1탱크(300)로부터 고압의 워터를 공급받는다.

여기서, 제1탱크(300)는 고압의 워터를 워터젯노즐유닛(100)에 공급하기 위해 노즐배관을 통해 워터젯노즐유닛(100)과 연결되고, 이 제1탱크(300)에는 워터와 연마재가 공급되어 보관된다.

워터젯노즐유닛(100)에서 분사된 고압의 워터는, 가공소재(700)에 대한 가공 후, 상쇄노즐유닛(200)을 통해 해당 분사압에 대한 상쇄가 이루어진다. 상쇄노즐유닛(200)은 워터젯노즐유닛(100)의 워터 분사압을 상쇄하는 방향으로 워터가 분사되도록 워터젯노즐유닛(100)에 인접하게 배치된다.

예를 들어, 본 실시예에 따른 상쇄노즐유닛(200)은 워터젯노즐유닛(100)에 수직되게 배치됨으로써, 워터 분사시 상쇄노즐유닛(200)의 워터 분사 방향과 워터젯노즐유닛(100)의 워터 분사 방향이 서로 교차되면서 워터젯노즐유닛(100)의 워터 분사압에 대한 상쇄 효과를 구현할 수 있다. 이때, 워터젯노즐유닛(100)의 워터 분사에 대한 상쇄 효과는, 가공소재(700)에 대한 워터의 가공 이후 이루어짐으로써, 고압의 분사압으로 인해 가공이 이루어지지 않아야 되는 주변 부분까지 손상을 주게 되는 것을 미연에 방지할 수 있음은 물론이다.

본 실시예에서 상쇄노즐유닛(200)과 워터젯노즐유닛(100)이 서로 수직되게 배치되는 구성에 대하여 설명하였으나, 워터젯노즐유닛(100)의 워터 분사압을 상쇄하기 위한 상쇄노즐유닛(200)의 배치 구조는, 이에 한정되지 아니하며, 상쇄노즐유닛(200)은 워터젯노즐유닛(100)의 워터 분사압을 상쇄할 수 있는 다양한 위치에 배치될 수 있을 것이다.

이러한 상쇄노즐유닛(200)은 복수 층으로 분사되는 워터를 통해 워터젯노즐유닛(100)의 워터 분사압에 대한 상쇄가 다단으로 이루어지도록 서로 중첩되게 배치되는 복수의 상쇄노즐로 구성된다.

즉, 상쇄노즐유닛(200)은 워터가 최초 공급되어 상쇄노즐유닛(200)의 중앙에서 워터를 분사하는 제1상쇄노즐(210)과, 제1상쇄노즐(210)에 중첩되게 감싸는 구조로, 제1상쇄노즐(210)에서 워터를 공급받아 제1상쇄노즐(210)의 방사방향 외측에서 워터를 분사하는 제2상쇄노즐(220)과, 제2상쇄노즐(220)에 중첩되게 감싸는 구조로, 제2상쇄노즐(220)에서 워터를 공급받아 제2상쇄노즐(220)의 방사방향 외측에서 워터를 분사하는 제3상쇄노즐(230)로 구성된다.

이를 위해, 제1상쇄노즐(210)에는 해당 내부에 워터가 유동되는 제1유로(211)가 관통하여 형성되고 해당 방사방향으로 제2상쇄노즐(220)에 연통되는 제1관통홀(212)이 형성되고, 제2상쇄노즐(220)에는 해당 내부에 제1관통홀(212)을 통해 유입된 워터가 유동되는 제2유로(221)가 관통하여 형성되고 해당 방사방향으로 제3상쇄노즐(230)에 연통되는 제3 관통홀이 형성되며, 제3상쇄노즐(230)에는 해당 내부에 제2관통홀(222)을 통해 유입된 워터가 유동되는 제3유로(231)가 관통하여 형성된다. 여기서, 제1,2,3 상쇄노즐(210),(220),(230)의 내경은 해당 분사구를 통해 높은 압력의 워터가 분사되도록 분사구를 향해 폭이 좁아지는 것이 바람직하다.

워터젯노즐유닛(100) 및 상쇄노즐유닛(200)에서 분사된 워터는 수집조(400)를 통해 수집된다. 이 수집조(400)에는 워터젯노즐유닛(100) 및 상쇄노즐유닛(200)에서 분사된 워터가 유입되는 제1수집부(410)와, 분리판을 사이에 두고 제1수집부(410)에 인접하게 배치되는 제2수집부(420)가 마련된다.

이때, 워터젯노즐유닛(100) 및 상쇄노즐유닛(200)에서 분사된 워터는, 제1수집부(410)에 수집되고, 제1수집부(410)에 수집된 워터 중에서 연삭재 및 피삭재의 분진은 제1수집부(410)에 침전되는 반면, 비중이 작은 워터는 분리판을 넘어 제2수집부(420)에 수집되고, 제2수집부(420)에 수집된 워터는 여과필터(500) 및 제2탱크(600)를 통해 상쇄노즐유닛(200)으로 재순환된다. 여과필터(500)는 수집조(400)의 제2수집부(420)에 수집된 워터에서 불순물을 필터링하고, 제2탱크(600)는 여과탱크(500)에서 필터링된 워터를 상쇄노즐유닛(200)에 공급하기 위한 압력을 제공한다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제1탱크(300)로부터 고압의 워터를 공급받으면, 워터젯노즐유닛(100)은 제트 유동을 이용하여 가공소재(700)에 대한 가공 작업을 수행한다. 가공소재(700)에 대한 가공이 이루어진 워터젯노즐유닛(100)의 워터는, 상쇄노즐유닛(200)에서 분사되는 워터에 의해 워터 분사압에 대한 상쇄 효과를 구현한다. 이때, 워터젯노즐유닛(100)의 워터는 다층으로 구성된 제1,2,3 상쇄노즐(210),(220),(230)을 통해 다단으로 분사되므로, 워터젯노즐유닛(100)의 워터 분사압에 대한 상쇄를 효과적으로 구현할 수 있다.

이후, 워터젯노즐유닛(100) 및 상쇄노즐유닛(200)에서 분사된 워터는 제1수집부(410)에 수집되는데, 이때, 워터 중에서 연삭재 및 피삭재의 분진은 제1수집부(410)에 침전되고, 비중이 작은 워터는 분리판을 넘어 제2수집부(420)에 수집된다. 제2수집부(420)에 수집된 워터는 여과필터(500) 및 제2탱크(600)를 통해 상쇄노즐유닛(200)으로 재순환이 이루어진다.

상기에서 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

100 :워터젯노즐유닛 200 :상쇄노즐유닛
300 :제1탱크 400 :수집조
500 :여과탱크 600 :제2탱크

Claims

가공 소재에 워터를 분사하는 워터젯노즐유닛(100); 및
상기 워터젯노즐유닛(100)의 워터 분사압을 상쇄하는 방향으로 워터를 분사하는 상쇄노즐유닛(200)을 포함하는 것을 특징으로 하는 워터젯 홀 가공장치.
청구항 1에 있어서,
상기 워터젯노즐유닛(100)에 고압의 워터를 공급하기 위한 제1탱크(300);
상기 워터젯노즐유닛(100) 및 상쇄노즐유닛(200)에서 분사된 워터를 수집하는 수집조(400);
상기 수집조(400)에 수집된 워터에서 불순물을 필터링하기 위한 여과필터(500); 및
상기 여과탱크(500)에서 필터링된 워터를 상기 상쇄노즐유닛(200)에 공급하기 위한 제2탱크(600);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 워터젯 홀 가공장치.
청구항 2에 있어서,
상기 수집조(400)에는 상기 워터젯노즐유닛(100) 및 상쇄노즐유닛(200)에서 분사된 워터가 유입되는 제1수집부(410)와, 상기 제1수집부(410)의 워터 중에서 비중이 작은 워터가 유입되도록 분리판을 사이에 두고 상기 제1수집부(410)에 인접하게 배치되는 제2수집부(420)가 마련되는 것을 특징으로 하는 워터젯 홀 가공장치.
청구항 1에 있어서,
상기 상쇄노즐유닛(200)은 상기 워터젯노즐유닛(100)에서 분사된 워터를 향해 수직방향으로 워터가 분사되도록 상기 워터젯노즐유닛(100)에 수직되게 배치되는 것을 특징으로 하는 워터젯 홀 가공장치.
청구항 4에 있어서,
상기 상쇄노즐유닛(200)은 상기 워터젯노즐유닛(100)에서 분사된 워터가 다단으로 상쇄되도록 서로 중첩되게 배치되는 복수의 상쇄노즐을 통해 복수 층의 워터를 분사하는 것을 특징으로 하는 워터젯 홀 가공장치.
청구항 5에 있어서,
상기 상쇄노즐유닛(200)은 제1유로(211)가 내부를 관통하여 형성되고 방사방향으로 제1관통홀(212)이 형성되는 제1상쇄노즐(210)과, 상기 제1상쇄노즐(210)을 중첩되게 감싸는 구조로, 상기 제1관통홀(212)을 통해 유입된 워터가 유동되는 제2유로(221)가 내부를 관통하여 형성되고, 방사방향으로 제2관통홀(222)이 형성되는 제2상쇄노즐(220)과, 상기 제2상쇄노즐(220)에 중첩되게 감싸는 구조로, 상기 제2관통홀(222)을 통해 유입된 워터가 유동되는 제3유로(231)가 내부를 관통하여 형성되는 제3상쇄노즐(230)을 포함하는 특징으로 하는 워터젯 홀 가공장치.
청구항 5에 있어서,
상기 상쇄노즐의 내경은 높은 압력의 워터가 분사되도록 상쇄노즐의 분사구를 향해 폭이 좁아지는 것을 특징으로 하는 워터젯 홀 가공장치.