KR20180070176A - 블레이드 냉각 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 블레이드 냉각장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 블레이드 냉각장치는, 초음파 진동을 전달받는 상단부와, 상기 상단부보다 좁은 측면폭을 가치며 일측은 상기 상단부와 연결되고 타측에는 블레이드 날이 부착되는 하단부로 구성되는 초음파 블레이드, 상기 상단부의 일면에서 상기 일면과 대향하는 타면으로 관통되는 제 1 냉각관, 상기 제 1 냉각관의 중심부 제 1 지점과 상기 제 1 지점의 대향하는 제 2 지점에 각각 연결되어 냉각수 순환기로부터 냉각수를 공급받아 상기 제 1 냉각관에 냉각수를 공급하는 제 2 냉각관 및 상기 제 2 냉각관에 냉각수를 순환시키는 냉각수 순환기를 포함한다.
Description
본 발명은 블레이드 냉각 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 초음파 진동자를 이용한 초음파 커팅기의 블레이드에서 발생하는 열을 냉각시키는 장치에 관한 것이다.
초음파 진동자를 이용한 '초음파 커팅기'(초음파 디게이터, 초음파 융착기 등 유사 분야)는 동작 시에 블레이드 부분에서 열이 발생하는데, 종래에는 초음파 절단 장치(한국공개특허 제10-2014-0088618호)등 초음파 커팅기 관련 기술들이 다수 공개되어 있었으나, 공기와의 접촉을 통한 자연냉각 이외에는 효율적인 냉각방법이 없는 실정이었다.
따라서, 초음파 커팅기의 블레이드에서 발생하는 열을 효율적으로 냉각하기 위한 블레이드 냉각장치에 관한 연구가 필요한 실정이다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 블레이드 냉각장치는 상단부와 하단부로 구성되고 내부에 다수의 홀이 마련된 블레이드를 포함함으로써, 초음파 진동의 확대 전달이 효율적으로 이루어지는 블레이드의 동작 효과를 극대화시키는 블레이드 냉각장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 냉각관을 블레이드 상부 일측에 관통하여 마련함으로써, 수직방향의 진동 전달 효율은 일정하게 유지하는 블레이드 냉각장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 블레이드 냉각장치는, 초음파 진동을 전달받는 상단부와, 상기 상단부보다 좁은 측면폭을 가치며 일측은 상기 상단부와 연결되고 타측에는 블레이드 날이 부착되는 하단부로 구성되는 초음파 블레이드, 상기 상단부의 일면에서 상기 일면과 대향하는 타면으로 관통되는 제 1 냉각관, 상기 제 1 냉각관의 중심부 제 1 지점과 상기 제 1 지점의 대향하는 제 2 지점에 각각 연결되어 냉각수 순환기로부터 냉각수를 공급받아 상기 제 1 냉각관에 냉각수를 공급하는 제 2 냉각관 및 상기 제 2 냉각관에 냉각수를 순환시키는 냉각수 순환기를 포함한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 초음파 블레이드는, 상기 상단부와 상기 하단부의 연결방향을 따라 내부에 마련된 다수의 홀을 포함할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 제 1 냉각관은, 상기 다수의 홀 좌우 바깥지점 일측을 각각 관통하여 마련될 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 초음파 블레이드는, 상기 하단부의 측면이 상기 상단부의 측면보다 좁은 형태로 연결되되, 연결모서리는 원호면으로 마련될 수 있다.
상기의 과제의 해결 수단에 의한 블레이드 냉각장치는 상단부와 하단부로 구성되고 내부에 다수의 홀이 마련된 블레이드를 포함함으로써, 초음파 진동의 확대 전달이 효율적으로 이루어지는 블레이드의 동작 효과를 극대화시키는 블레이드 냉각장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 냉각관을 블레이드 상부 일측에 관통하여 마련함으로써, 수직방향의 진동 전달 효율은 일정하게 유지하는 블레이드 냉각장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 블레이드 냉각장치의 전체 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 따른 일실시예에 따른 블레이드 냉각장치 중 초음파 블레이드 및 냉각관들에 대한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 따른 일실시예에 따른 블레이드 냉각장치 중 초음파 블레이드 및 냉각관들에 대한 좌측면도이다.
도 4는 본 발명의 따른 일실시예에 따른 블레이드 냉각장치 중 초음파 블레이드 및 냉각관들에 대한 정면도이다
도 2는 본 발명의 따른 일실시예에 따른 블레이드 냉각장치 중 초음파 블레이드 및 냉각관들에 대한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 따른 일실시예에 따른 블레이드 냉각장치 중 초음파 블레이드 및 냉각관들에 대한 좌측면도이다.
도 4는 본 발명의 따른 일실시예에 따른 블레이드 냉각장치 중 초음파 블레이드 및 냉각관들에 대한 정면도이다
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 블레이드 냉각장치의 전체 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참고하면, 블레이드 냉각장치(100)는 초음파 블레이드(110), 제 1 냉각관(120), 제 2 냉각관(130), 냉각수 순환기(140)를 포함한다.
초음파 블레이드(110)는 초음파 진동자로부터 인가되는 진동을 통해 커팅을 수행하기 위한 구성이며, 초음파 진동을 전달받는 상단부(111)와, 상기 상단부(111)보다 좁은 측면폭을 가치며 일측은 상기 상단부(111)와 연결되고 타측에는 블레이드 날이 부착되는 하단부(112)로 구성될 수 있다.
또한, 초음파 블레이드(110)에는 상기 상단부와 상기 하단부의 연결방향을 따라 내부에 마련된 다수의 홀(113)을 포함할 수 있다.
일예로 도 1에 도시된 바와 같이, 상단부보다 측면폭이 좁은 하단부를 가지며, 초음파 블레이드(110)의 수직방향(상기 상단부와 상기 하단부의 연결방향)으로 2개의 홀이 마련되도록 블레이드의 구조를 설계함으로써, 초음파 진동의 확대전달이 효율적으로 이루어질 수 있다.
상기와 같은 효율적 구조 설계의 장점을 유지한 상태에서 블레이드에서 발생하는 열을 효과적으로 냉각하기 위해서는 구조적 장점을 해하지 않는 냉각구조가 필요하며, 이는 이하에서 설명할 제 1 냉각관(120) 및 제 2 냉각관(130)을 통해 구현될 수 있다.
제 1 냉각관(120)은 상기 상단부(111)의 일면에서 상기 일면과 대향하는 타면으로 관통되도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 일면과 상기 타면을 관통하는 위치는 상기 다수의 홀 좌우 바깥지점일 수 있다. 즉, 도 1의 일실시예와 같이 2개의 홀(113)이 마련된 경우, 2개의 홀 좌측 바깥쪽 일지점과 우측 바깥쪽 일지점을 각각 관통하도록 하여 초음파의 수직방향 진동전달에 영향이 최소화되도록 구조를 마련할 수 있다.
보다 상세하게는 2개의 홀 좌측 바깥쪽 일지점과 우측 바깥쪽 일지점을 각각 관통하도록 제 1 냉각관(120)이 위치함으로써, 상단부(111)의 진동을 하단부(112)로 전달하는데 가장 적은 영향을 미치는 위치에 마련될 수 있다. 또한, 하단부(112)에 제 1 냉각관(120)이 위치하는 경우에는 제 1 냉각관(120)이 하단부에서 발생하는 진동을 직접적으로 전달받을 수 있어 파손 또는 변형의 위험이 있으므로, 상기 언급된 위치에 제 1 냉각관(120)이 위치하는 것이 가장 바람직하다.
또한 제 2 냉각관(130)은 상기 제 1 냉각관(120)의 중심부 제 1 지점과 상기 제 1 지점의 대향하는 제 2 지점에 각각 연결되어 냉각수 순환기로부터 냉각수를 공급받아 상기 제 1 냉각관(120)에 냉각수를 공급할 수 있다.
즉, 제 1 냉각관(120)은 초음파 블레이드를 관통하는 원형, 타원형, 사각형 등의 폐곡선 구조를 가지며, 제 1 냉각관(120)의 대향되는 2개의 지점에 제 2 냉각관(130)이 연결되어 냉각수를 효율적으로 공급하고, 순환시킬 수 있다.
냉각수 순환기(140)는 상기 제 2 냉각관(130)에 냉각수를 공급하는 역할을 수행하는데, 상기에서 냉각수 이외의 냉각기체 기타 냉각물질을 대체하여 공급할 수 있음은 당업자에게 자명한 사항이다.
상기와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 초음파 진동 전달을 위한 최적의 구조를 갖는 블레이드와, 상기 블레이드의 진동전달 효율을 해하지 않는 냉각구조를 통해 블레이드의 발열을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 블레이드 냉각장치가 제공될 수 있다.
이하에서는, 초음파 블레이드와 제 1 냉각관 및 제 2 냉각관의 구조를 도 2 내지 도 4를 참고하여 보다 자세히 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 따른 일실시예에 따른 블레이드 냉각장치 중 초음파 블레이드 및 냉각관들에 대한 평면도이고, 도 3은 좌측면도이며, 도 4는 정면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 냉각관(120)은 초음파 블레이드(110)의 일측면과 상기 일측면에 대향하는 타측면을 관통하는 구조이며, 사각형상을 갖는 상기 제 1 냉각관(120)의 한 변 중심부(제 1 지점(121))와 대향하는 변의 중심부(제 2 지점(122))를 각각 연결하는 제 2 냉각관(130)이 마련될 수 있다. 따라서, 냉각수 순환기(140)로부터 유입되는 냉각수는 제 2 냉각관(130)을 통해 제 1 냉각관(120)으로 전달되어 블레이드를 관통하고, 이를 통해 블레이드를 효과적으로 냉각할 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 초음파 블레이드(110)는 초음파 진동을 전달받는 상단부(111)와 상기 상단부에 연결된 하단부(112)로 구성되는데, 하단부의 측면 너비는 상단부(111)의 측면 너비보다 좁고, 상단부(111)와 하단부(112)가 연결되는 연결모서리 부분은 원호면을 구성하도록 연결될 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상단부(111)와 하단부(112)를 수직방향으로 관통하는 2개의 홀(113)이 마련되되, 상기 2개의 홀(112) 좌우 바깥지점에 제 1 냉각관(120)이 관통하여 마련되고, 상기 제 1 냉각관(112) 제 1 지점(121)과 상기 제 1 지점에 대향하는 제 2 지점(122)에 각각 연결되는 제 2 냉각관(130)을 구비하여 진동 전달 효율을 떨어트리지 않으면서 효율적인 냉각을 수행할 수 있는 블레이드 냉각장치가 공급될 수 있다.
상기에서 언급한 바와 같이, 상단부와 하단부로 구성되고 내부에 다수의 홀이 마련된 블레이드를 포함함으로써, 초음파 진동의 확대 전달이 효율적으로 이루어지는 블레이드의 동작 효과를 극대화시키는 블레이드 냉각장치를 제공할 수 있다.
또한, 냉각관을 블레이드 상부 일측에 관통하여 마련함으로써, 수직방향의 진동 전달 효율은 일정하게 유지하는 블레이드 냉각장치를 제공할 수 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110 : 초음파 블레이드
111 : 상단부
112 : 하단부
120 : 제 1 냉각관
130 : 제 2 냉각관
140 : 냉각수 순환기
111 : 상단부
112 : 하단부
120 : 제 1 냉각관
130 : 제 2 냉각관
140 : 냉각수 순환기
Claims (4)
- 초음파 진동을 전달받는 상단부와, 상기 상단부보다 좁은 측면폭을 가치며 일측은 상기 상단부와 연결되고 타측에는 블레이드 날이 부착되는 하단부로 구성되는 초음파 블레이드;
상기 상단부의 일면에서 상기 일면과 대향하는 타면으로 관통되는 제 1 냉각관;
상기 제 1 냉각관의 중심부 제 1 지점과 상기 제 1 지점의 대향하는 제 2 지점에 각각 연결되어 냉각수 순환기로부터 냉각수를 공급받아 상기 제 1 냉각관에 냉각수를 공급하는 제 2 냉각관; 및
상기 제 2 냉각관에 냉각수를 순환시키는 냉각수 순환기
를 포함하는 블레이드 냉각 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 초음파 블레이드는,
상기 상단부와 상기 하단부의 연결방향을 따라 내부에 마련된 다수의 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드 냉각 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 냉각관은,
상기 다수의 홀 좌우 바깥지점 일측을 각각 관통하여 마련되는 것을 특징으로 하는 블레이드 냉각 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 초음파 블레이드는,
상기 하단부의 측면이 상기 상단부의 측면보다 좁은 형태로 연결되되, 연결모서리는 원호면으로 마련되는 것을 특징으로 하는 블레이드 냉각 장치.
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- 2016-12-16 KR KR1020160172576A patent/KR101925323B1/ko active IP Right Grant
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