KR101938140B1 - 노즐 어셈블리를 포함하는 유체분사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 노즐 어셈블리를 포함하는 유체분사장치는, 냉각용 유체가 저장되는 저장탱크와 연결되어 가공영역 측으로 냉각용 유체를 공급하는 공급유로를 포함하는 공급유닛 및 상기 공급유로와 선택적으로 연통되어 상기 공급유닛에 의해 공급된 냉각용 유체를 전달받아 가공영역 상에 분사하며, 서로 다른 분사패턴을 가지는 복수 개의 노즐이 구비되는 노즐 어레이를 포함하는 노즐 어셈블리를 포함한다.

Description

노즐 어셈블리를 포함하는 유체분사장치{Fluid Jet Apparatus Having Nozzle Assembly}

본 발명은 유체를 분사하는 유체분사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 서로 다른 분사패턴을 가지는 복수 개의 노즐이 구비되어 다양한 가공 대상을 다양한 방식으로 가공이 가능하도록 하는 유체분사장치에 관한 것이다.

일반적으로 금속 등 대상물을 가공하는 과정에서는 고온의 열이 발생되며, 이는 가공물을 변형 및 손상시킬 위험을 초래한다. 따라서 이를 방지하기 위해 대상물 가공 작업을 수행할 경우에는 냉각을 위한 절삭유 등의 냉각유체를 가공영역에 분사하게 된다.

그리고 이와 같은 가공 과정 중에는, 발생하는 변수가 다양하여 가공 환경에 따라 절삭유의 유량, 압력, 분사패턴 등을 조절할 필요가 있다. 하지만, 이를 위해서는 별도의 외부장치가 요구되는 것은 물론, 외부장치의 구조가 복잡하여 사용에 제약이 심하다는 문제가 있다.

뿐만 아니라, 절삭유와 같은 냉각용 유체는 그 특성 상 유량 제어가 어렵고, 압력과 분사패턴의 제어가 용이하지 않다는 문제가 있다.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.

한국공개특허 제10-2008-0032734호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 냉각용 유체의 유량, 압력, 분사패턴 등을 다양하게 변화시켜 다양한 가공 대상을 다양한 방식으로 가공이 가능하도록 하기 위한 목적을 가진다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 노즐 어셈블리를 포함하는 유체분사장치는, 냉각용 유체가 저장되는 저장탱크와 연결되어 가공영역 측으로 냉각용 유체를 공급하는 공급유로를 포함하는 공급유닛 및 상기 공급유로와 선택적으로 연통되어 상기 공급유닛에 의해 공급된 냉각용 유체를 전달받아 가공영역 상에 분사하며, 서로 다른 분사패턴을 가지는 복수 개의 노즐이 구비되는 노즐 어레이를 포함하는 노즐 어셈블리를 포함한다.

그리고 상기 노즐 어셈블리를 제어하여 상기 복수 개의 노즐 중 선택된 적어도 어느 하나 이상의 노즐을 상기 공급유로와 연통시키는 제어유닛을 더 포함할 수 있다.

또한 상기 노즐 어셈블리는, 상기 복수 개의 노즐과 상기 공급유로 간을 연통시키는 연통유로를 포함하며, 상기 노즐 어레이를 이동 가능하게 고정시키는 고정부를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 노즐 어셈블리는 상기 고정부와 연결되고, 후방으로 돌출되는 연결부를 더 포함하며, 상기 공급유닛은 상기 연결부가 삽입 고정되는 고정홀을 더 포함할 수 있다.

또한 상기 노즐 어레이는 상기 복수 개의 노즐이 삽입되는 삽입홀이 형성된 고정플레이트를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 노즐은 상기 고정플레이트에 탈착 가능하게 형성될 수 있다.

또한 상기 복수 개의 노즐은 각각 서로 다른 형상의 분사홀을 가질 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 노즐 어셈블리를 포함하는 유체분사장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 서로 다른 분사패턴을 가지는 노즐을 통해 냉각용 유체의 유량, 압력 및 분사패턴 등을 다양하게 조절할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 다양한 가공 상황에 대응하여 전천후로 적용이 가능하다는 장점이 있다.

셋째, 가공 대상 및 가공 상황에 따라 냉각용 유체를 적합한 패턴으로 분사하여 우수한 가공 품질을 얻을 수 있는 장점이 있다.

넷째, 간단한 구조를 가지므로 유지/보수작업 또는 교체가 용이하다는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 유체분사장치의 구조를 나타낸 도면;
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 유체분사장치에 있어서, 노즐어레이의 구조를 나타낸 도면; 및
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 유체분사장치의 구조를 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 유체분사장치의 구조를 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 유체분사장치는 공급유닛(200)과, 노즐 어셈블리(100)를 포함한다.

상기 공급유닛(200)은 냉각용 유체가 저장되는 별도의 저장탱크(미도시)와 연결되어 가공대상을 가공하는 가공영역 측으로 냉각용 유체를 공급하는 공급유로(222)를 포함한다.

즉 상기 공급유닛(200)의 상기 공급유로(222)는 상기 저장탱크와 연통되어 상기 냉각용 유체를 가공영역 측으로 전달할 수 있도록 한다.

본 실시예에서 상기 공급유닛(200)은 후술할 노즐 어셈블리(100)를 결합 및 고정하기 위한 고정프레임(210)과, 상기 고정프레임(210)의 전방에 구비되어 상기 노즐 어셈블리(100)와 직접적으로 결합되는 연결커넥터(220)를 포함한다.

상기 연결커넥터(220)의 내측에는 상기 노즐 어셈블리(100)의 일부가 삽입되는 고정홀(212)이 형성되며, 상기 공급유로(222)는 상기 저장탱크와 연통되고, 상기 고정프레임(210)의 내측을 경유하여 상기 연결커넥터(220)에 걸쳐 길게 연장된다.

본 실시예에서 상기 공급유로(222)는 상기 고정홀(212)의 상부 측으로 연장되는 경로를 가지는 것으로 하였으나, 이와 달리 상기 공급유로(222)의 경로는 다양한 방식으로 구현될 수 있을 것이다.

상기 노즐 어셈블리(100)는 상기 공급유로(222)와 선택적으로 연통되어 상기 공급유닛(200)에 의해 공급된 냉각용 유체를 전달받아 가공영역 상에 분사하며, 서로 다른 분사패턴을 가지는 복수 개의 노즐(160)이 구비되는 노즐 어레이(150)를 포함한다.

그리고 본 실시예에서 상기 노즐 어셈블리(100)는 상기 노즐 어레이(150) 외에 고정부(110) 및 연결부(120)를 더 포함할 수 있다.

상기 고정부(110)는 상기 복수 개의 노즐(160)과 전술한 공급유로(222) 간을 연통시키는 연통유로(122)를 포함하며, 또한 상기 노즐 어레이(150)를 이동 가능하게 고정시키는 역할을 수행한다.

즉 상기 고정부(110)에 대해 상기 노즐 어레이(150)가 상대적으로 이동할 경우, 상기 연통유로(122)와 연통되는 노즐(160)이 전환된다. 이때 상기 복수 개의 노즐(160)은 각각 서로 다른 분사패턴을 가지므로, 상기 노즐 어레이(150)의 이동에 따라 냉각용 유체의 유량, 압력 및 분사패턴 등을 다양하게 조절할 수 있게 된다.

특히 본 실시예에서 상기 노즐 어레이(150)는 상기 복수 개의 노즐(160)이 삽입되는 삽입홀(154, 도 4 참조)이 형성된 고정플레이트(152)를 더 포함하며, 상기 고정플레이트(152)의 삽입홀(154)은 일렬로 배열된 형태를 가진다.

그리고 상기 고정플레이트(152)는 횡 방향으로 소정 범위 내에서 왕복 이동 가능하게 형성되며, 상기 고정플레이트(152)의 횡 방향 이동 시 어느 하나의 노즐(160)은 고정된 위치를 가지는 연통유로(122)와 선택적으로 연통될 수 있다.

즉 본 실시예는 상기 연통유로(122) 및 상기 복수 개의 노즐(160) 중 적어도 어느 하나를 선택적으로 연통시켜 냉각용 유체를 원하는 분사패턴으로 분사할 수 있다.

한편 본 실시예에서 상기 노즐 어레이(150)는 고정플레이트(152)의 횡 방향 이동 방식을 가지나, 이와 달리 상기 고정플레이트(152)는 원판 형태로 형성되어 중심축을 기준으로 회전되도록 형성되고, 상기 고정플레이트(152)의 편심된 위치에 고정된 노즐(160)이 상기 고정플레이트(152)의 회전에 따라 이동하여 상기 연통유로(122)와 연결되는 방식 등 다양한 형태로 형성될 수도 있을 것이다.

또한 도시되지는 않았으나, 본 실시예는 상기 고정플레이트(152) 또는 상기 노즐 어셈블리(150) 전체를 제어하여 상기 복수 개의 노즐(160) 중 선택된 적어도 어느 하나 이상의 노즐(160)을 상기 공급유로(122)와 연통시키는 제어유닛을 더 포함할 수 있다.

또한 본 실시예의 경우, 상기 노즐 어레이(150)의 전방에는 상기 고정부(110)로부터 전방으로 연장되어 가공툴을 고정시키는 인서트부(130)가 구비되어, 상기 노즐(160)은 상기 인서트부(130)의 가공 영역에 냉각용 유체를 정확하게 분사할 수 있다.

그리고 상기 연결부(120)는 상기 고정부(110)로부터 후방으로 돌출되도록 연결되어, 상기 공급유닛(200)의 고정홀(212)에 삽입 고정될 수 있다. 본 실시예에서 상기 연결부(120) 및 상기 고정홀(212)의 종단면은 원형으로 형성되는 것으로 하였으나, 이는 본 실시예에 제한되지 않고 다양한 형태로 구현될 수 있음은 물론이다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 유체분사장치에 있어서, 노즐어레이(150)의 구조를 나타낸 도면이다.

전술한 바와 같이, 상기 노즐(160)은 고정플레이트(152)에 형성된 삽입홀(154)에 끼워지는 형태로 고정되며, 상기 노즐(160)의 내부에는 상기 고정부(110)의 연통유로(122)와 연결되는 연결유로(162) 및 냉각용 유체를 분사하는 분사홀(161a~161d)을 포함한다.

그리고 본 실시예에서 상기 복수 개의 노즐(160)은 각각 서로 다른 형상의 분사홀(161a~161d)을 가진다. 이에 따라 상기 연통유로(122)와 연결된 노즐(160)의 종류에 따라 냉각용 유체의 분사패턴을 다르게 할 수 있으며, 가공 대상 및 가공 상황에 따라 냉각용 유체를 적합한 패턴으로 분사하여 우수한 가공 품질을 얻을 수 있다.

또한 상기 노즐(160)은 상기 고정플레이트(150)에 탈착 가능하게 형성될 수도 있다. 이와 같은 경우, 가공 목적에 적합한 노즐(160)을 교체하여 사용이 가능하므로, 목적 별로 유체분사장치를 별도로 구비할 필요가 없는 장점을 가진다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 유체분사장치의 구조를 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 본 발명의 제2실시예의 경우, 전술한 제1실시예와 전체적으로 동일한 구조 및 구성요소를 가지나, 공급유로(222a, 222b) 및 연통유로(122a, 122b)가 복수 갈래로 분지된다는 점이 다르다.

본 실시예의 경우 상기 공급유로(222a, 222b)는 하나의 경로가 두 갈래로 분지되어 상기 연결커넥터(220)로 연장되며, 상기 고정부(110)의 연통유로(122a, 122b) 역시 상기 두 갈래의 공급유로(222a, 222b)에 각각 대응되도록 두 개가 형성된다.

이에 따라 상기 노즐어레이(150)는 최대 두 개의 노즐(160)과 상기 연통유로(122a, 122b)를 동시에 연통시킬 수 있으며, 복수의 노즐(160)을 조하여 냉각용 유체를 가공영역에 분사할 수 있게 된다.

본 실시예의 경우 상기 공급유로(222a, 222b) 및 상기 연통유로(122a, 122b) 두 갈래로 분지되는 것으로 예시하였으나, 상기 공급유로(222a, 222b) 및 상기 연통유로(122a, 122b) 분지 경로는 세 개 이상으로 형성될 수 있음은 물론이다.

또한 본 실시예에서는 상기 노즐(160)의 배열 간격이 일정하게 형성되나, 이와 달리 노즐(160)의 배열 간격을 서로 다르게 하여 상기 연통유로(122a, 122b)와의 연결 형태를 다양하게 할 수 있으며, 이에 따라 냉각용 유체를 하나의 노즐(160)만으로 분사하거나 또는 복수의 노즐(160)로 동시에 분사하는 등 냉각용 유체를 분사하는 노즐(160)의 개수를 조절할 수도 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 노즐 어셈블리 110: 고정부
120: 연결부 122: 연통유로
130: 인서트부 150: 노즐 어레이
152: 고정플레이트 154: 삽입홀
160: 노즐 162: 연결유로
161a~161d: 분사홀 200: 공급유닛
210: 고정프레임 220: 연결커넥터
222: 공급유로

Claims (7)

1. 냉각용 유체가 저장되는 저장탱크와 연결되어 가공영역 측으로 냉각용 유체를 공급하도록 고정된 위치에 형성된 공급유로를 포함하는 공급유닛; 및
   상기 공급유로와 선택적으로 연통되어 상기 공급유닛에 의해 공급된 냉각용 유체를 전달받아 가공영역 상에 분사하며, 서로 다른 분사패턴을 가지도록 각각 서로 다른 형상의 분사홀을 가지는 복수 개의 노즐이 구비되는 노즐 어레이를 포함하는 노즐 어셈블리;
   를 포함하며,
   상기 노즐 어셈블리는,
   상기 노즐 어레이를 이동시켜 상기 복수 개의 노즐 중 어느 하나를 상기 공급유로를 선택적으로 연통시킴에 따라, 상기 냉각용 유체의 유량, 압력 및 분사패턴 중 적어도 어느 하나를 조절 가능하게 형성되는 유체분사장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 노즐 어셈블리를 제어하여 상기 복수 개의 노즐 중 선택된 적어도 어느 하나 이상의 노즐을 상기 공급유로와 연통시키는 제어유닛을 더 포함하는 유체분사장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 노즐 어셈블리는,
   상기 복수 개의 노즐과 상기 공급유로 간을 연통시키는 연통유로를 포함하며, 상기 노즐 어레이를 이동 가능하게 고정시키는 고정부를 더 포함하는 유체분사장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 노즐 어셈블리는 상기 고정부와 연결되고, 후방으로 돌출되는 연결부를 더 포함하며,
   상기 공급유닛은 상기 연결부가 삽입 고정되는 고정홀을 더 포함하는 유체분사장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 노즐 어레이는 상기 복수 개의 노즐이 삽입되는 삽입홀이 형성된 고정플레이트를 더 포함하는 유체분사장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 노즐은 상기 고정플레이트에 탈착 가능하게 형성되는 유체분사장치.
7. 삭제

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