KR20190093342A - 산업기기용 유수 분리장치 - Google Patents

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    • B01D17/0208—Separation of non-miscible liquids by sedimentation

Abstract

본 발명은 오일 스키머는 서로 다른 높이에서 유체 및 부유물을 각각 흡입하도록 구성되고, 유수 분리부는 유체와 부유물 간의 비중 차이를 이용하여 서로 분리되도록 한 후 각각 달리 배출되도록 구성됨을 특징으로 하는 산업기기용 유수 분리장치가 제공되며, 이를 통해 절삭유로부터 오일 성분을 원활히 분리하여 재사용될 수 있도록 한 것이다..

Description

산업기기용 유수 분리장치{oil-water disunion device for industrial apparatus}
본 발명은 유수 분리장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 절삭유로부터 오일 성분을 원활히 분리하여 재사용될 수 있도록 하면서도 해당 절삭유로부터 발생되는 악취 성분의 제거가 원활히 이루어질 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 산업기기용 유수 분리장치에 관한 것이다.
일반적으로 공작기계에서는 다량의 절삭유를 지속적으로 사용하면서 절삭 공구에 대한 냉각 및 윤활을 통한 가공물이나 절삭 공구를 보호하도록 하고 있다.
이와 같은 절삭유는 한 번의 사용으로 버려지는 것이 아니라 해당 절삭유에 포함된 절삭칩이나 폐오일 등의 불순물을 걸러낸 후 재사용되며, 이때 상기 절삭유로부터 절삭칩을 걸러내는 방식은 다양한 필터를 통해 걸러낼 수 있으나 상기 폐오일 등의 경우는 점성에 의해 필터를 이용하는 방식으로의 분리는 어렵다.
이에 따라, 종래에는 오일 스키머를 이용하여 상기 절삭유로부터 폐오일을 걸러낼 수 있도록 하였으며, 이러한 오일 스키머에 관련하여는 등록실용신안 제20-0249707호에 개시된 바와 같이 회전식 이송벨트를 이용하는 벨트식 오일 스키머가 가장 일반적으로 사용되고 있다.
하지만, 전술된 벨트식 오일 스키머는 잦은 끊어짐의 발생 및 포집 오일량의 한계가 있었으며, 이로써 최근에는 공개특허 제10-2013-0067545호, 등록특허 제10-1557834호 등에 개시된 바와 같은 스크류식 오일 스키머가 제안되고 있다.
그러나, 상기한 스크류식 오일 스키머는 전술된 벨트식 오일 스키머와 같이 절삭유가 저장되는 절삭유 탱크에 직접 설치되는 구조이기 때문에 절삭유 탱크의 종류에 따라 해당 장치의 설치를 위한 구조가 달리 이루어져야만 한다는 단점이 있었다.
뿐만 아니라, 전술된 스크류식 오일 스키머 역시 벨트식 오일 스키머와 같이 절삭유로부터 불순물을 처리하는 속도가 사실상 극히 느리고, 이로써 절삭유의 표면이 불순물로 덮여서 공기의 유출입이 원활히 이루어지지 못함에 따라 상기 절삭유의 오염이 야기될 뿐 아니라 악취 발생이 야기되었던 문제점이 있다.
한편, 등록특허 제10-1463940호에서는 두 개의 저장탱크를 제공하면서 절삭유에 함유되어 있는 오일 및 이물질까지 용이하게 걸러내어 절삭유를 재사용할 수 있는 오일 스키머가 제공되고 있다.
이러한 기술은 전술된 종래의 벨트식 오일 스키머나 스크류식 오일 스키머와는 달리 부유구를 이용하는 플로팅 오일 스키머로써 제1저장탱크 내의 절삭유에 포함된 오일을 정화탱크로 배출한 다음 상기 정화탱크에서 필터를 이용하여 오일을 걸러내어 제2저장탱크에 저장될 수 있도록 한 것이다.
하지만, 전술된 플로팅 오일 스키머를 이용하는 기술은 제1저장탱크 내의 절삭유에 포함된 오일이 점성이 높은 오일일 경우 사실상 상기 플로팅 오일 스키머로써 정화탱크로 펌핑하는 것이 원활히 이루어지지 못하였던 문제점이 있었다.
즉, 종래의 플로팅 오일 스키머는 절삭유와 같이 점성이 낮은 유체의 펌핑에는 적합하지만 점성이 높은 오일이 포함된 부유물의 경우는 잘 빨아들이지 못하고 관로가 막혀버리는 문제점이 수시로 발생되었던 것이다.
또한, 전술된 플로팅 오일 스키머를 이용하는 기술은 정화탱크 및 제2저장탱크를 갖는 제2절삭유정화장치가 필터를 이용하여 폐유를 처리하는 방식으로만 제공되는 구조이기 때문에 상기 필터의 지속적인 교체가 이루어져야만 한다는 불편함 및 유지보수 비용의 증가에 따른 문제점이 있었다.
등록실용신안 제20-0249707호 공개특허 제10-2013-0067545호 등록특허 제10-1557834호 등록특허 제10-1463940호
본 발명은 전술된 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 절삭유로부터 오일 성분을 원활히 분리하여 재사용될 수 있도록 하면서도 해당 절삭유로부터 발생되는 악취 성분의 제거가 원활히 이루어질 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 산업기기용 유수 분리장치를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 산업기기용 유수 분리장치에 따르면 유체가 저장되는 통체로 형성된 유체 저장통과, 상기 유체 저장통에 저장된 유체를 떠다니면서 펌핑부의 펌핑력에 의해 유체에 부유하는 부유물을 흡입하여 제공하는 플로팅 오일 스키머와, 상기 플로팅 오일 스키머를 통해 펌핑되어 유입된 유체 및 부유물을 서로 분리하는 유수 분리부로 이루어진 산업기기용 유수 분리장에 있어서, 상기 플로팅 오일 스키머는 서로 다른 높이에서 유체 및 부유물을 각각 흡입하도록 구성되고, 상기 유수 분리부는 유체와 부유물 간의 비중 차이를 이용하여 서로 분리되도록 한 후 각각 달리 배출되도록 구성됨을 특징으로 한다.
여기서, 상기 플로팅 오일 스키머는 중심 부위를 이루면서 상하로 관통된 관통공이 형성된 몸체단 및 이 몸체단으로부터 복수의 방사 방향을 향해 연장된 복수의 연장단으로 이루어진 몸체프레임과, 상기 몸체프레임을 이루는 각 연장단의 끝단에 각각 높낮이 조절 가능하게 설치되면서 유체를 떠다닐 수 있도록 부력을 제공하는 복수의 부력체와, 상기 몸체프레임의 몸체단에 형성된 관통공 저면에 연결되도록 설치되면서 해당 관통공을 통해 부유물을 유입받도록 이루어짐과 더불어 저부측 둘레면에는 해당 수위의 유체가 유입되도록 유입공이 관통 형성되며, 저부측 끝단으로는 상기 유수 분리부로 상기 부유물 및 유체를 전달하도록 연결호스가 연결되는 연결노즐을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
또한, 상기 유수 분리부는 상면이 개방된 통체로 이루어진 메인통체와, 상기 메인통체의 어느 한 둘레면 상단측 부위에 연결되면서 상기 플로팅 오일 스키머로부터 제공받은 부유물이 유입되는 부유물 유입관과, 상기 메인통체의 둘레면 중 상기 부유물 유입관과는 반대측 벽면의 어느 한 측 상단 부위에 연결되면서 부유물이 걸러진 유체가 배출되는 유체 배출관과, 상기 메인통체의 둘레면 중 상기 유체 배출관과 동일한 벽면의 다른 한 측 상단 부위에 연결되면서 유체로부터 부유된 부유물이 배출되는 부유물 배출관과, 상기 메인통체의 내부 공간 중 상기 부유물 유입관 및 유체 배출관이 위치되는 제1공간과 상기 부유물 배출관이 위치되는 제2공간을 가로지르도록 설치된 제1분리격벽과, 상기 메인통체 내의 제1공간 중 상기 부유물 유입관이 연통된 제3공간과 상기 유체 배출관이 연통된 제4공간을 가로지르도록 설치된 제2분리격벽과, 상기 메인통체 내의 제4공간에 구비되면서 상기 유체 배출관이 연통된 부위의 둘레 및 저부를 감싸도록 설치된 제3분리격벽과, 상기 부유물 배출관이 연통된 부위의 둘레 및 저부를 감싸도록 설치된 제4분리격벽을 포함하여 구성되고, 상기 제1분리격벽의 저부 끝단에는 상기 제3공간과 제2공간을 서로 연통시키는 제1절개공이 형성되고, 상기 제1분리격벽의 저부측 부위 중 상기 제1절개공에 비해 높은 위치에는 상기 제4공간과 제2공간을 서로 연통시키는 제2절개공이 형성되며, 상기 제1분리격벽의 상부측 부위 중 상기 부유물 유입관에 비해 낮은 위치에는 상기 제3공간과 제2공간을 서로 연통시키는 제3절개공이 형성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 제4분리격벽의 둘레측 상면 높이는 상기 제3분리격벽의 둘레측 상면 높이에 비해 높게 위치되면서도 상기 부유물 유입관이 연통되는 부위에 비해서는 낮게 위치되도록 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 유체 저장통 내의 유체가 존재하는 수위 아래로 잠기도록 제공되는 토출구를 가지면서 해당 부위로 오존(O3)을 공급하는 오존 발생기가 더 구비됨을 특징으로 한다.
이상에서와 같이, 본 발명의 산업기기용 유수 분리장치는 유체 저장통에서 부유물을 흡입하는 플로팅 오일 스키머가 단순히 부유물만 흡입하는 구조가 아니라 상기 부유물이 존재하지 않는 수위의 유체를 함께 흡입함으로써 부유물 흡입시의 관로 막힘에 따른 흡입 불량 현상이 방지될 수 있다는 효과를 가진다.
또한, 본 발명의 산업기기용 유수 분리장치는 유수 분리부는 유체와 부유물 간의 비중 차이를 이용하여 서로 분리되도록 한 후 각각 달리 배출되도록 함으로써 유체로부터 부유물의 분리 배출이 원활히 이루어지게 되고, 이로써 부유물의 분리 배출을 위해 버려지는 유체의 양을 최소화할 수 있게 된 효과를 가진다.
특히, 본 발명의 산업기기용 유수 분리장치는 유수 분리부의 비중 차이를 이용하는 분리 효과는 매우 큼에도 불구하고 그 구조는 극히 단순하기 때문에 해당 유수 분리부의 제조가 용이하여 제조 단가의 절감을 이룰 수 있다는 효과를 가진다.
또한, 본 발명의 산업기기용 유수 분리장치는 유체 저장통 내에 오존 발생기를 추가로 제공함에 따라 해당 유체 저장통 내에 저장되는 유체의 변질을 방지할 수 있을 뿐 아니라 살균을 이룰 수 있게 된다는 효과를 가진다.
또한, 본 발명의 산업기기용 유수 분리장치는 펌핑부를 유체 저장통에 제공되는 수위센서의 센싱 신호에 연동하도록 프로그램밍함에 따라 상기 유체 저장통 내에 저장되는 유체량을 항상 일정하게 유지하면서도 부유물의 양은 항상 최소화할 수 있게 된 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 산업기기용 유수 분리장치를 설명하기 위해 나타낸 상태도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 산업기기용 유수 분리장치 중 오일 스키머의 구조를 설명하기 위해 나타낸 정면도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 산업기기용 유수 분리장치 중 오일 스키머의 구조를 설명하기 위해 나타낸 평면도
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 산업기기용 유수 분리장치 중 유수 분리부의 구조를 설명하기 위해 덮개를 제거한 상태를 나타낸 사시도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 산업기기용 유수 분리장치 중 유수 분리부의 구조를 설명하기 위해 덮개를 제거한 상태를 나타낸 정면도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 산업기기용 유수 분리장치 중 유수 분리부의 구조를 설명하기 위해 덮개를 제거한 상태를 나타낸 배면도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 산업기기용 유수 분리장치 중 유수 분리부의 구조를 설명하기 위해 덮개를 제거한 상태를 나타낸 평면도
도 9는 도 8의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도
도 10은 도 8의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도
도 11은 도 8의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도
이하, 본 발명의 산업기기용 유수 분리장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명하도록 한다.
첨부된 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 산업기기용 유수 분리장치를 설명하기 위해 나타낸 상태도이다.
이에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 산업기기용 유수 분리장치는 크게 유체 저장통(100)과, 오일 스키머(200)와, 유수 분리부(300)로 이루어지며, 특히 상기 오일 스키머(200)는 유체에 떠다니면서 유체의 표면에 존재하는 부유물을 흡입하도록 이루어진 플로팅 오일 스키머로 구성함과 더불어 이러한 플로팅 오일 스키머(200)는 부유물만 흡입하는 것이 아니라 이 부유물 아래에 있는 유체의 일부 역시 함께 흡입하여 부유물만 흡입할 경우 야기되는 흡입 불량 현상을 방지하며, 또한 유수 분리부(300)는 유체와 부유물 간의 비중 차이를 이용하여 서로 분리되도록 한 후 각각 달리 배출되도록 함을 특징으로 제시한다.
이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 상기 유체 저장통(100)은 유체가 저장되도록 제공되는 부위이다.
이와 같은 유체 저장통(100)은 상부가 개방된 통체로 형성되며, 이러한 유체 저장통(100) 내에 저장되는 유체는 산업용기기에 일차적으로 사용된 후 회수되어 저장되는 유체(예컨대, 절삭유)가 될 수 있다.
또한, 상기한 유체 저장통(100) 내에는 오존 발생기(110)가 더 구비된다. 이와 같은 오존 발생기(110)는 해당 유체 저장통(100) 내의 유체가 존재하는 수위 아래로 잠기도록 제공되는 토출구(111)를 가지면서 해당 부위로 오존(O3)을 공급하도록 구성된다.
즉, 상기 오존 발생기(110)의 추가 제공에 의해 유체 저장통(100) 내로 공급되는 오존에 의해 상기 유체 저장통(100) 내의 유체에 포함된 각종 세균을 사멸할 수 있게 되고, 특히 상기 오존의 공급에 의한 잔존 산소량의 증가로 인해 해당 유체의 오염이 방지됨과 더불어 이러한 오염에 의해 야기되는 악취 발생이 방지될 수 있게 된다.
또한, 상기한 유체 저장통(100)에는 수위센서(120)가 더 포함되어 구성된다. 이때, 상기 수위센서(120)는 해당 유체 저장통(100) 내에 저장되는 유체의 수위가 미리 설정된 수위를 초과하는지의 여부를 감지하여 그 신호를 제공하는 센서이다.
다음으로, 상기 오일 스키머(200)는 상기 유체 저장통(100)의 유체로부터 부유물을 흡입하도록 제공되는 부위이다.
이와 같은 오일 스키머(200)는 상기 유체 저장통(100)에 저장된 유체를 떠다니면서 상기 유체의 표면에 존재하는 부유물을 흡입하도록 이루어지며, 특히 본 발명의 실시예에서는 상기한 오일 스키머(200)가 서로 다른 높이(수위)에 존재하는 유체 및 부유물을 각각 흡입하도록 구성하여 상기 부유물의 흡입시 점성이 높은 부유물에 의한 관로(연결호스)의 막힘 현상에 의해 부유물의 흡입 불량(흡입 흐름이 느리게 이루어지는 등의 불량)이 야기되는 문제점을 방지할 수 있도록 한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에서는 첨부된 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 오일 스키머(200)가 몸체프레임(210)과, 복수의 부력체(220) 및 연결노즐(230)을 포함하여 구성됨을 제시한다.
여기서, 상기 몸체프레임(210)은 중심 부위를 이루면서 상하로 관통된 관통공(213)이 형성된 몸체단(211) 및 이 몸체단(211)으로부터 복수의 방사 방향을 향해 연장된 복수의 연장단(212)으로 이루어진다.
이때, 상기 각 연장단(212)의 끝단은 하향(혹은, 상향) 절곡되도록 형성된다.
또한, 상기 각 부력체(220)는 유체를 떠다닐 수 있도록 부력을 제공하는 부위로써, 상기 몸체프레임(210)을 이루는 각 연장단(212)의 절곡된 끝단에 각각 설치된다. 특히 상기 각 부력체(220)는 상기 각 연장단(212)의 절곡된 끝단에 높낮이 조절이 가능하도록 설치함으로써 유체의 종류나 부유물의 종류(혹은, 부유물의 높이)에 따라 상기 부력체(220)의 높이 조절을 통해 상기 관통공(213)이 부유물의 수면에 잠기는 정도를 조절하여 부유물 유입이 원활히 이루어질 수 있도록 한다.
또한, 상기 연결노즐(230)은 상기 몸체프레임(210)의 몸체단(211)에 형성된 관통공(213) 저면에 연결되도록 설치되면서 해당 관통공(213)을 통해 부유물을 유입받도록 이루어짐과 더불어 저부측 끝단으로는 상기 유수 분리부(300)로 상기 부유물 및 유체를 전달하도록 연결호스(240)가 연결되도록 이루어진다.
특히, 상기 연결노즐(230)의 저부측 둘레면에는 해당 수위의 유체가 유입되도록 유입공(231)이 관통 형성되며, 상기 유입공(231)의 구조로 인해 상기 관통공(213)을 통한 부유물의 유입시 상기 유입공(231)을 통해 부유물의 저부에 존재하는 유체를 함께 흡입할 수 있게 되고, 이로써 부유물만 펌핑되는 것이 아니라 유체도 일부 혼합된 상태로 펌핑되기 때문에 관로의 막힘 현상이 방지됨과 더불어 빠른 부유물의 흡입이 가능하게 되는 것이다. 이때 상기 유입공(231)의 크기는 상기 관통공(213)에 비해 작게 형성됨이 바람직하며, 이로써 상기 유입공(231)을 통해 유입되는 유체가 상기 부유물에 비해 빠른 유속으로 흐르면서 상기 부유물을 잘게 분쇄하여 원활히 유동될 수 있도록 하게 된다.
다음으로, 상기 유수 분리부(300)는 상기 오일 스키머(200)를 통해 펌핑되어 유입된 유체 및 부유물을 서로 분리하도록 제공되는 부위이다.
이와 같은 유수 분리부(300)는 유체와 부유물 간의 비중 차이를 이용하여 서로 분리되도록 한 후 각각 달리 배출되도록 구성되며, 이를 위해 본 발명의 실시예에서는 첨부된 도 4 내지 도 11에 도시된 바와 같이 상기 유수 분리부(300)가 메인통체(310)와, 부유물 유입관(320)과, 유체 배출관(330)과, 부유물 배출관(340)과, 복수의 분리격벽(350,360,370,380)을 포함하여 구성됨을 제시한다.
여기서, 상기 메인통체(310)는 상면이 개방된 통체로 이루어진다. 이때 상기 메인통체(310)의 개방된 상면은 덮개(312)를 이용하여 선택적인 폐쇄가 이루어질 수 있도록 함이 바람직하다.
또한, 상기 부유물 유입관(320)은 상기 메인통체(310)의 어느 한 둘레면 상단측 부위에 연결되면서 상기 오일 스키머(200)로부터 제공받은 부유물이 유입되도록 제공되는 관로이고, 상기 유체 배출관(330)은 상기 메인통체(310)의 둘레면 중 상기 부유물 유입관(320)과는 반대측 벽면의 어느 한 측 상단 부위에 연결되면서 부유물이 걸러진 유체가 배출되도록 제공되는 관로이며, 상기 부유물 배출관(340)은 상기 메인통체(310)의 둘레면 중 상기 유체 배출관(330)과 동일한 벽면의 다른 한 측 상단 부위에 연결되면서 유체로부터 부유된 부유물이 배출되도록 제공되는 관로이다.
이와 함께, 상기 각 분리격벽(350,360,370,380)은 상기 메인통체(310)의 내부 공간을 서로 다른 역할을 하는 복수의 공간으로 구획하도록 제공되는 격벽이다.
이러한 분리격벽(350,360,370,380)은 상기 부유물 유입관(320) 및 유체 배출관(330)이 위치되는 공간과 상기 부유물 배출관(340)이 위치되는 공간(이하, “배출측 공간”이라 함)(311)을 가로지르도록 설치되는 제1분리격벽(350)과, 상기 부유물 유입관(320) 및 유체 배출관(330)이 위치되는 공간 중 상기 부유물 유입관(320)이 연통된 제1공간(321)과 상기 유체 배출관(330)이 연통된 제2공간(331)을 가로지르도록 설치된 제2분리격벽(360)과, 상기 메인통체(310) 내의 제2공간(331)에 구비되면서 상기 유체 배출관(330)이 연통된 부위의 둘레 및 저부를 감싸도록 설치된 제3분리격벽(370)과, 상기 부유물 배출관(340)이 연통된 부위의 둘레 및 저부를 감싸도록 설치된 제4분리격벽(380)을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 제1분리격벽(350)의 저부 끝단에는 상기 제1공간(321)과 상기 배출측 공간(311)을 서로 연통시키는 제1절개공(351)이 형성되고, 상기 제1분리격벽(350)의 저부측 부위 중 상기 제1절개공(352)에 비해 높은 위치에는 상기 제2공간(331)과 상기 배출측 공간(311)을 서로 연통시키는 제2절개공(352)이 형성되며, 상기 제1분리격벽(350)의 상부측 부위 중 상기 부유물 유입관(320)에 비해 낮은 위치에는 상기 제1공간(321)과 배출측 공간(311)을 서로 연통시키면서 상기 제1공간(321)에 높은 수위로 저장되는 부유물이 상기 배출측 공간(311) 내의 상측 공간으로 넘어갈 수 있도록 하기 위한 제3절개공(353)이 형성된다.
특히, 상기 제4분리격벽(380)의 둘레측 상면 높이는 상기 제3분리격벽(370)의 둘레측 상면 높이에 비해 높게 위치되면서도 상기 부유물 유입관(320)이 연통되는 부위에 비해서는 낮게 위치되도록 구성된다. 이러한 구조는 부유물만이 부유물 배출관(340)을 통해 원활히 배출될 수 있도록 하면서도 유체는 상기 유체 배출관(330)으로 배출될 수 있도록 하기 위한 구조이다.
또한, 상기 제1분리격벽(350)은 상기 제4분리격벽(380)의 둘레측 상면 높이에 비해 높게 위치되도록 하며, 이를 통해 상기 배출측 공간(311) 내에 존재하는 부유물이 상기 제1분리격벽(350)을 넘어서 유체 배출관(330)으로 유입됨을 차단할 수 있도록 한다.
이와 함께, 상기 제1분리격벽(350)의 상측 끝단 중 상기 제1공간(321)이 위치되는 측은 해당 제1공간(321)의 상부를 폐쇄하도록 절곡 형성되어 이루어진다.
물론, 상기 제1분리격벽(350)의 경우 메인통체(310) 내에 용접하는 작업상의 편리함을 위해 상기 제1공간(321)을 형성하는 부위와 상기 제2공간(331)을 형성하는 부위가 서로 별개의 구조로 이루어질 수도 있으며, 이는 각 도면들에 도시된 바와 같다.
한편, 상기 유수 분리부(300)에는 에어펌프(도시는 생략됨)를 갖는 펌핑부(400)가 구비된다. 상기한 펌핑부(400)는 상기 오일 스키머(200)의 연결호스(240)와 상기 유수 분리부(300)의 부유물 유입관(320)에 각각 연결되면서 에어펌프의 펌핑 동작에 의해 상기 오일 스키머(200)를 통해 유체 저장통(100) 내의 부유물을 유수 분리부(300)로 펌핑하는 역할을 수행한다.
특히, 상기 펌핑부(400)는 유체 저장통(100)에 설치된 수위센서(120)로부터 센싱 신호를 전달받아 동작되도록 구성된다. 즉, 유체 저장통(100) 내의 유체가 부유물의 증가로 인해 미리 설정된 수위를 초과하게 될 경우 이를 센싱한 수위센서(120)에 의해 해당 신호를 전달받아 그 동작이 이루어지도록 프로그래밍되는 것이다.
하기에서는, 전술된 본 발명의 실시예에 따른 산업기기용 유수 분리장치에 의한 유체의 재사용을 위한 부유물의 분리 과정에 대하여 더욱 구체적으로 설명하도록 한다. 이때 상기 유체는 절삭유이고, 상기 산업기기는 상기 절삭유를 사용하는 공작기기임을 그 예로 한다.
우선, 공작기기의 동작이 이루어질 경우 유체 저장통(100) 내에 저장된 절삭유는 상기 공작기기로 펌핑되어 절삭 공구 혹은, 절삭대상물로 공급되면서 상기 절삭대상물의 절삭 중 발생되는 열을 방열함과 더불어 윤활을 위한 작용을 수행하게 된다.
그리고, 상기와 같이 사용된 절삭유는 절삭유 회수 유로(도시는 생략됨)를 통해 절삭칩 등의 이물질이 걸러진 후 상기 유체 저장통(100) 내에 다시금 저장된다.
이때, 상기 유체 저장통(100) 내에 저장되는 절삭유는 상기 절삭물 혹은, 절삭 공구의 윤활과 냉각을 위해 사용되는 도중 오일 성분을 함유하게 되고, 이러한 오일 성분은 상기 절삭물의 표면에 부유하는 부유물로 형성된다.
따라서, 상기 유체 저장통(100)에는 절삭유만 저장되는 것이 아니라 상기한 절삭유 표면에 다량의 부유물도 함께 부유하는 상태로 저장된다.
한편, 상기한 바와 같이 유체 저장통(100)에 저장된 절삭유가 지속적으로 순환되면서 사용되는 도중에는 오존 발생기(110)가 동작되면서 상기 유체 저장통(100) 내로 오존을 공급하게 되고, 이러한 오존의 공급에 의해 상기 유체 저장통(100) 내의 절삭유에 포함된 각종 세균이 살균됨과 더불어 오존에 의해 발생되는 산소에 의한 잔존 산소량의 증가로 인해 유체 저장통(100) 내의 절삭유에 대한 변질은 방지된다.
또한, 상기한 오존 발생기(110)의 토출구(111)는 유체 저장통(100) 내의 유체가 존재하는 수위 아래로 잠기도록 제공되면서 오존을 분사하여 공급하는 구조이기 때문에 상기 유체 저장통(100) 내의 유체에 대한 지속적인 순환이 이루어지면서 유체에 함유된 부유물은 상기 유체의 표면으로 원활히 떠오를 수 있게 된다.
그리고, 전술된 상태에서 부유물의 증가로 인해 해당 유체 저장통(100) 내부의 수위가 설정 수위를 초과함을 수위센서(120)가 감지하게 되면 이러한 수위센서(120)의 감지 신호에 의해 동작하도록 프로그래밍된 펌핑부(400)의 펌핑 동작이 이루어지게 된다.
또한, 이러한 펌핑부(400)의 펌핑 동작이 이루어지면 연결호스(240)를 통해 오일 스키머(200)로 펌핑력이 제공되며, 이로써 상기 오일 스키머(200)의 몸체프레임(210)에 형성된 관통공(213)을 통해 부유물이 흡입된다.
특히, 상기 관통공(213)에 연결되면서 상기 부유물이 흡입되는 연결노즐(230)의 저부측 둘레면에는 해당 수위의 절삭유가 유입되도록 유입공(231)이 관통 형성되어 있음을 고려할 때 상기 연결노즐(230)을 통해 상기 연결호스(240)로 흡입되는 부유물은 단순히 부유물만이 아니라 일부의 절삭유도 함께 혼합되어 흡입된다. 즉, 부유물만 펌핑되도록 이루어질 경우 야기되는 막힘 현상이 상기 절삭유의 혼합 흡입에 의해 방지될 수 있는 것이다.
더욱이, 상기 유입공(231)은 상기 관통공(213)에 비해 작게 형성됨에 따른 유속 차이로 인해 해당 유입공(231)으로 유입되는 절삭유는 빠른 유속으로 흐르면서 부유물을 분쇄함에 따라 상기 부유물의 흐름 불량은 방지된다.
그리고, 전술된 바와 같이 연결호스(240)로 흡입되어 펌핑되는 부유물 및 절삭유는 펌핑부(400)를 경유하여 상기 펌핑부(400)에 연결된 유수 분리부(300)의 부유물 유입관(320)을 통과하면서 메인통체(310) 내의 제2공간(331) 내로 유입된다. 이때 상기 메인통체(310) 내에는 절삭유가 제2절개공(352)에 비해 높은 수위에 이르기까지 미리 공급된 상태로 마중물을 이루게 되며, 이로써 상기 제2공간(352) 내로 유입되는 부유물이 제2절개공(352)을 통해 제1공간(321) 내로 유입될 수 있는 문제점은 미연에 방지된다.
또한, 상기한 과정에서 부유물 유입관(320)을 통해 제2공간(331) 내로 유입되는 부유물 및 절삭유 중 상기 절삭유는 해당 제2공간(331) 내에 존재하는 절삭유에 혼합되고, 상기 부유물은 상기 제2공간(331) 내에 존재하는 절삭유의 상층에 떠오르게 된다.
이때, 상기 제2공간(331) 내의 절삭유는 제1절개공(351)을 통해 배출측 공간(311)과 연통되어 있음을 고려할 때 상기 절삭유의 추가 공급량만큼 제2공간(331)과 배출측 공간(311) 및 제1공간(321) 내의 절삭유 수위는 전체적으로 높아지며, 제2공간(331) 내의 부유물 역시 그 수위가 높아지게 된다.
그리고, 전술된 과정이 지속적으로 이루어지면서 메인통체(310) 내의 전체적인 절삭유 수위가 상승하는 도중 부유물이 제3절개공(353)의 형성 위치에 이르게 되면 상기 제3절개공(353)을 통해 배출측 공간(311) 내의 절삭유 표면으로 제공된다.
즉, 상기 제2공간(331)의 제공에 의해 부유물이 부유물 유입관(320)을 통과하는 과정에서 배출측 공간(311) 내로 곧장 제공되는 것이 아니라 일정 수위에 이르기 전까지는 제2공간(331) 내에서만 차오름에 따라 배출측 공간(311) 내의 절삭유와 부유물은 충분한 비중 차이로 인한 분리 시간이 부여됨에 따라 서로 확연히 분리된 층을 이루면서 저장되고, 이로 인해 제2절개공(352)을 통해 제1공간(321) 내로는 사실상 부유물이 전혀 존재하지 않는 순수한 절삭유만 차오르게 되는 것이다.
또한, 상기와 같이 제1공간(321) 내로 차오르는 절삭유가 제3분리격벽(370)에 비해 높은 수위에 이르기까지 차오를 경우 상기 제3분리격벽(370)을 넘어 유체 배출관(330)이 연통된 공간으로 흐른 다음 상기 유체 배출관(330)으로 배출되어 유체 저장통(100) 내로 회수된다.
이와 함께, 상기 배출측 공간(311)에서 절삭유의 표면에 부유하고 있던 부유물의 수위가 제4분리격벽(380)의 높이를 초과할 경우 상기 부유물은 상기 제4분리격벽(380)을 넘어 부유물 배출관(340)이 연통된 공간으로 흐른 후 상기 부유물 배출관(340)으로 배출된다.
결국, 전술된 각 과정이 연속 반복적으로 이루어지면서 유체 저장통(100) 내의 절삭유는 항상 일정한 수위를 유지하면서 그에 부유하고 있던 각종 부유물이 지속적으로 제거된다.
이상에서와 같이, 본 발명의 산업기기용 유수 분리장치는 유체 저장통(100)에서 부유물을 흡입하는 오일 스키머(200)가 단순히 부유물만 흡입하는 구조가 아니라 상기 부유물이 존재하지 않는 수위의 유체를 함께 흡입하도록 구성됨에 따라 부유물 흡입시의 관로 막힘에 따른 흡입 불량 현상이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명의 산업기기용 유수 분리장치는 유수 분리부(300)는 유체와 부유물 간의 비중 차이를 이용하여 서로 분리되도록 한 후 각각 달리 배출되도록 함으로써 유체로부터 부유물의 분리 배출이 원활히 이루어지게 되고, 이로써 부유물의 분리 배출을 위해 버려지는 유체의 양을 최소화할 수 있게 된다. 특히 유수 분리부(300)의 비중 차이를 이용하는 분리 효과는 매우 큼에도 불구하고 그 구조는 극히 단순하기 때문에 해당 유수 분리부(300)의 제조(예컨대, 각 격벽의 용접을 위한 작업 등)가 용이하여 제조 단가의 절감을 이룰 수 있다.
또한, 본 발명의 산업기기용 유수 분리장치는 유체 저장통(100) 내에 오존 발생기(110)를 추가로 제공함에 따라 해당 유체 저장통(100) 내에 저장되는 유체의 변질을 방지할 수 있을 뿐 아니라 살균을 이룰 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 산업기기용 유수 분리장치는 펌핑부(400)를 유체 저장통(100)에 제공되는 수위센서(120)의 센싱 신호에 연동하도록 프로그램밍함에 따라 상기 유체 저장통(100) 내에 저장되는 유체량을 항상 일정하게 유지하면서도 부유물의 양은 항상 최소화할 수 있게 된다.
100. 유체 저장통 110. 오존 발생기
111. 토출구 120. 수위센서
200. 오일 스키머 210. 몸체프레임
211. 몸체단 212. 연장단
213. 관통단 220. 부력체
230. 연결노즐 240. 연결호스
300. 유수 분리부 310. 메인통체
311. 배출측 공간 312. 덮개
320. 부유물 유입관 321. 제1공간
330. 유체 배출관 331. 제2공간
340. 부유물 배출관 350. 제1분리격벽
351. 제1절개공 352. 제2절개공
353. 제3절개공 360. 제2분리격벽
370. 제3분리격벽 380. 제4분리격벽
400. 펌핑부

Claims (5)

  1. 유체가 저장되는 통체로 형성된 유체 저장통과, 상기 유체 저장통에 저장된 유체를 떠다니면서 펌핑부의 펌핑력에 의해 유체에 부유하는 부유물을 흡입하여 제공하는 플로팅 오일 스키머와, 상기 플로팅 오일 스키머를 통해 펌핑되어 유입된 유체 및 부유물을 서로 분리하는 유수 분리부로 이루어진 산업기기용 유수 분리장에 있어서,
    상기 플로팅 오일 스키머는 서로 다른 높이에서 유체 및 부유물을 각각 흡입하도록 구성되고,
    상기 유수 분리부는 유체와 부유물 간의 비중 차이를 이용하여 서로 분리되도록 한 후 각각 달리 배출되도록 구성됨을 특징으로 하는 산업기기용 유수 분리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 플로팅 오일 스키머는
    중심 부위를 이루면서 상하로 관통된 관통공이 형성된 몸체단 및 이 몸체단으로부터 복수의 방사 방향을 향해 연장된 복수의 연장단으로 이루어진 몸체프레임과,
    상기 몸체프레임을 이루는 각 연장단의 끝단에 각각 높낮이 조절 가능하게 설치되면서 유체를 떠다닐 수 있도록 부력을 제공하는 복수의 부력체와,
    상기 몸체프레임의 몸체단에 형성된 관통공 저면에 연결되도록 설치되면서 해당 관통공을 통해 부유물을 유입받도록 이루어짐과 더불어 저부측 둘레면에는 해당 수위의 유체가 유입되도록 유입공이 관통 형성되며, 저부측 끝단으로는 상기 유수 분리부로 상기 부유물 및 유체를 전달하도록 연결호스가 연결되는 연결노즐을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 산업기기용 유수 분리장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유수 분리부는
    상면이 개방된 통체로 이루어진 메인통체와,
    상기 메인통체의 어느 한 둘레면 상단측 부위에 연결되면서 상기 플로팅 오일 스키머로부터 제공받은 부유물이 유입되는 부유물 유입관과,
    상기 메인통체의 둘레면 중 상기 부유물 유입관과는 반대측 벽면의 어느 한 측 상단 부위에 연결되면서 부유물이 걸러진 유체가 배출되는 유체 배출관과,
    상기 메인통체의 둘레면 중 상기 유체 배출관과 동일한 벽면의 다른 한 측 상단 부위에 연결되면서 유체로부터 부유된 부유물이 배출되는 부유물 배출관과,
    상기 메인통체의 내부 공간 중 상기 부유물 유입관 및 유체 배출관이 위치되는 공간과 상기 부유물 배출관이 위치되는 배출측 공간을 가로지르도록 설치된 제1분리격벽과,
    상기 메인통체 내의 부유물 유입관 및 유체 배출관이 위치되는 공간 중 상기 부유물 유입관이 연통된 제1공간과 상기 유체 배출관이 연통된 제2공간을 가로지르도록 설치된 제2분리격벽과,
    상기 메인통체 내의 제2공간에 구비되면서 상기 유체 배출관이 연통된 부위의 둘레 및 저부를 감싸도록 설치된 제3분리격벽과,
    상기 부유물 배출관이 연통된 부위의 둘레 및 저부를 감싸도록 설치된 제4분리격벽을 포함하여 구성되고,
    상기 제1분리격벽의 저부 끝단에는 상기 제1공간과 배출측 공간을 서로 연통시키는 제1절개공이 형성되고,
    상기 제1분리격벽의 저부측 부위 중 상기 제1절개공에 비해 높은 위치에는 상기 제2공간과 배출측 공간을 서로 연통시키는 제2절개공이 형성되며,
    상기 제1분리격벽의 상부측 부위 중 상기 부유물 유입관에 비해 낮은 위치에는 상기 제1공간과 배출측 공간을 서로 연통시키는 제3절개공이 형성됨을 특징으로 하는 산업기기용 유수 분리장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제4분리격벽의 둘레측 상면 높이는 상기 제3분리격벽의 둘레측 상면 높이에 비해 높게 위치되면서도 상기 부유물 유입관이 연통되는 부위에 비해서는 낮게 위치되도록 구성됨을 특징으로 하는 산업기기용 유수 분리장.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 저장통 내의 유체가 존재하는 수위 아래로 잠기도록 제공되는 토출구를 가지면서 해당 부위로 오존(O3)을 공급하는 오존 발생기가 더 구비됨을 특징으로 하는 산업기기용 유수 분리장치.
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