KR100237223B1 - 여과기의 필터 요소 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유체의 유로 중에 설치되어 유체 중에 함유된 오염물을 여과하는 여과기에 필터 요소로서, 밀도가 다른 복수의 필터가 유체의 유입측으로부터 배출측을 향하여 저밀도의 것으로부터 점차 고밀도의 것으로 병설되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 상기 구성에 있어서, 각 필터 사이에 이들 필터의 서로의 대향면을 덮는 막상 필터가 개재되는 것도 바람직하다. 게다가, 상기 구성에 있어서, 복수의 필터중 상대적으로 유입측에 위치하는 필터 중에 흡착 분체가 혼입되는 것도 바람직하다.
또한, 본 발명은 유체중에 함유된 복수의 이종 오염물을 각각 포집하는데 적합한 복수의 필터가, 유체의 유입측으로부터 배출측을 향하여 병설되어 있는 것도 특징으로 하고 있다.
Description
본 발명은, 예를 들어 차량의 엔진 내에서 순환 공급되는 윤활유의 유로 중에 설치되어 윤활유를 여과하는 오일 여과기 등의 필터 요소에 관한 것이다.
바이패스식 오일 여과기의 필터 요소는 일반적으로 여과지를 롤 상으로 다층감아 원통 상으로 성형한 필터를 주체로 하고 있는데, 필터의 밀도가 일정하게 되어 있다. 이 필터는 그 축 방향이 오일의 유동 방향과 일치하도록 유로 중에 설치되어, 윤활유 중의 슬러지라든가 마모 금소, 카본 등의 오염물을 포집, 제거한다.
필터 요소에서는 실제로 윤활유가 통과하는 필터의 밀도가 높을수록 오염물의 포집량은 증가하는 반면, 유동저항이 상승하여 윤활유의 유동성, 즉 순환 효율이 저하된다. 반대로, 필터의 밀도가 낮으면 순환 효율은 높아지지만 오염물의 포잡량이 저하한다. 필터의 밀도는 윤활유의 유동성과 오염물과 포집량과의 균형을 고려하여 걀장하지만, 종래의 필터 요소에서는 밀도가 일정하게 되어 있기 때문에 유동성을 확보하면 오염물의 포집량이 불충분하게 되는 경우가 있다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 유동성이 확보되면서 또한 높은 여과 성능을 갖는 여과기의 필터 요소를 제공하는 것을 그 목적으로 하고 있다.
제1도는 본 발명의 제1실시예와 관련된 필터 요소의 일부 단면 사시도.
제2도는 본 발명의 제2실시예와 관련된 필터 요소의 일부 단면 사시도.
제3도는 본 발명의 제3실시예와 관련된 필터 요소의 일부 단면 사시도.
제4도는 본 발명의 제4실시예와 관련된 필터 요소의 일부 단면 사시도.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 밀도가 다른 복수의 필터가 유체의 유입측으로부터 배출측을 향하여 저밀도의 것으로부터 점차 고밀도의 것으로 병설되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 상기 구성에 있어서 각 필터 사이에 이들 필터의 서로의 대향면을 덮는 막상 필터가 개재되는 것도 바람직하다.
게다가, 상기 구성에 있어서, 복수의 필터중 상대적으로 유입측에 위치하는 필터 중에 흡착 분체가 혼입되는 것도 바람직하다.
또한, 본 발명은 유체중에 함유된 복수의 이종 오염물을 각각 포집하는데 적합한 복수의 필터가, 유체의 유입측으로부터 배출측을 향하여 병설되어 있는 것도 특징으로 한다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
[제1실시예]
제1도는 본 발명의 제1실시예와 관련된 윤활유 여과기의 필터 요소 1의 일부 단면 사시도이다.
이 필터 요소 1은 유로의 상류측, 즉 윤활유인 피여과액(유체) F1의 유입측에 배치된 제1의 필터 10과, 제1의 필터 10의 하류측, 즉 피여과액 F1의 배출측에 배치된 제2의 필터 20이 결합되어 구성된다. 제1도에 나타낸 필터 요소 1에 있어서, 피여과액 F1은 상측으로부터 유입되고 통과된 후에는 여과액 F2로서 하방으로 배출된다.
제1의 필터 10은 종이 재질의 원통상 내통 11에 펄프 등으로 되는 여과지 12가 상으로 다층 감겨 있고, 그 외주에 두루마리 13이 감겨져 롤 상태가 유지되는 구성으로 되어 있다. 한편, 제2의 필터 20도 종이 재질의 내통 21에 여과지 22가 롤 상으로 다층 감겨 있고, 그 외주에 두루마리 23이 감겨지는 동일한 양상의 구성으로 된다. 제1의 필터 10과 제2의 필터 20의 치수, 즉 외경, 내경 및 높이(축방향의 길이)는 서로 동일하다.
제1의 필터 10과 제2의 필터 20이 다른 점은 그 밀도에 있다. 즉, 제2의 필터 20의 여과지 22는 그 감김수가 제1의 필터 10의 여과지 12의 그것보다 많지만 같은 직경으로 되기 때문에 압축되어 있다. 따라서, 제2의 필터 20의 밀도는 제1의 필터 10의 밀도보다 높게 되어 있다. 다시 말하면, 이 필터 요소 1에는 밀도가 다른 2개, 즉 제1, 제2의 필터 10, 20이 유입측으로부터 배출측을 향하여 밀도가 저, 고의 순으로 병설되어 있다.
밀도가 다른 얻는 데에는, 상기 방법 외에도 밀도가 다른 여과지를 사용하여 감김수를 동일하게 한다든가, 이 수단을 상기의 수단과 복합한다든가 하는 방법이 있다.
제1, 제2의 필터 10, 20은 종이 재질의 원통상 두루마리판 30이 쌍방의 내통 11, 12의 내측에 단단히 끼워 맞춰져서, 상호 동축으로 합쳐진 상태로 유지되고 있다. 양 필터 10, 20의 사이에는 금속 메쉬 등으로 되는 링 상의 지지판 31이 사이에 끼워져 있다. 양 필터 10, 20은, 내통 11, 21로부터 쌍방의 외단면 두루마리 13, 23의 외부면에 걸쳐서 감긴 한 쌍의 섬유 재질의 테이프 32를 Z자 상의 버클 33에 적절한 인장력을 주어 연결하는 것에 의해 상호 결합되어 있다. 그래서, 제2의 필터 20의 외단면에, 예를 들어 부직포로 되는 여과막 34를 붙이고, 제2의 필터 20 측으로부터 외주면에 두꺼운 종이 재질의 원통상 외통 35를 끼워 맞추는 것에 의해 필터 요소 1이 구성되어 있다. 외통 35의 높이(축방향의 길이)는 필터 요소 1 전체의 약 2/3 이고 외통 35의 단부는 제2의 필터 20의 외단면에 일치하고 있다.
다음에 상기 구성을 갖는 필터 요소 1의 작용을 설명한다.
이 필터 요소 1은 주지된 바와 같이, 피여과액 F1의 유입구와 배출구를 갖는 케이스(도시하지 않음)에, 제1의 필터 10는 유입구로 향하게, 제2의 필터 20은 배출구로 향하게 수납된다.
유입구로부터 케이스 내에 유입된 피여과액 F1은 우선 제1의 필터 10의 외단면으로부터 제1의 필터 10의 여과지 12로 유입된다. 제1의 필터 10의 밀도는 비교적 낮게 설정되어 있어서, 피여과액 F1에 혼입되어 있는 슬러지라든가 마모 금속, 카본 등의 오염물 P는 제1의 필터 10의 외단면에 퇴적하는 일이 없이 내부에 적학히 잡히게 된다. 여기에서, 제1의 필터 10의 유입측 단부에는 외통 35가 끼워 맞춰져 있지 않고 밀도가 보다 낮게 되고, 그 결과 오염물 P의 포집성이 더욱 높게 될 수 있다.
피여과액 F1이 제1의 필터 10을 통과하는 사이에, 제1의 필터 10의 밀도에 맞추어 비교적 입경이 큰 오염물 P1이 여과지 12에 포집된다. 제1의 필터 10에 포집되지 않은 입경이 작은 오염물 P2는 여기에서 포집되지 않고, 피여과액 F1에 혼입된 채로 지지판 31을 통과하여 제2의 필터 20으로 유입한다. 그래서, 피여과액 F1이 제2의 필터 20을 통과하는 사이에, 제1의 필터 10에서 포집될 수 없었던 미소한 오염물 P2가 여과지 22에 포집된다. 오염물 P2가 제거된 피여과액 F1은 제2의 필터 20의 외단면으로 여과되어 여과액 F2로서 배출되고 상기 케이스의 배출구를 따라 순환경로를 되돌아간다.
본 실시예의 필터 요소 1에 의하면, 상기와 같이 피여과액 F1이 필터 요소 1을 통과하는 과정에 있어서, 제1의 필터 10에 의해 비교적 큰 오염물 P1이 포집된 후, 제2의 필터 20에 의해 미소한 오염물 P2가 포집되기 때문에 여과성능이 향상된다.
또한, 입경이 큰 오염물 P1 및 미소한 오염물 P2가 각각 제1, 제2의 필터 10, 20에 최적되므로 오염물 P(P1, P2)에 의한 필터의 밀도 변화가 어느 한편의 필터 10(20)에 집중되지 않고 쌍방에 분리된다. 이때문에 피여과액 F1에 있어서 유동 저항의 상승이 방지되고, 필터 요소 1 내에서 피여과액 F1의 유동성이 확보된다.
다음에는, 본 발명의 제2 내지 제4실시예를 설명한다. 이들 실시예의 설명에 사용되는 도면에서, 상기 제1도와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
[제2실시예]
제2도는 본 발명의 제2실시예와 관련된 필터 요소 2를 나타내고 있다. 이 실시예에서는 제1, 제2의 필터 10, 20 사이에 상기 지지판 31 대신 부직포 등으로 되는 얇은 중간 여과막(막상 필터) 40이 끼워져 있다. 이 중간 여과막 40은 링상으로 형성되어 제1, 제2의 필터 10, 20의 상호 대향면 전면으로 덮고 있다.
이 필터 요소 2의 경우, 제1의 필터 10을 통과한 미소한 오염물 P가 제2의 필터 20에 유입될 때 중간 여과막 40에 의해 동일하게 분산된다. 따라서, 미소한 오염물 P2가 뭉쳐서 제2의 필터 20 내로 유입되기 어렵게 된다. 그 결과 제2의 필터 20을 구성하는 여과지 22의 미소한 오염물 P2가 뭉쳐서 들어오는 것에 의해 발생하는 필터의 분할 등의 손상이 방지되고, 제2의 필터 20의 여과성능이 장기적으로 유지된다.
[제3실시예]
제3도는 본 발명의 제3실시예와 관련된 필터 요소 3을 나타내고 있다. 이 실시예에서는 제1의 필터 10을 구성하는 여과지 2에 흡착 분체 41이 적절한 비율로 혼입되어 있다. 이 흡착 분체 41에는 특허 피여과액 F1 중의 산화 슬러지 P3을 흡착하는 분체가 사용되고 있다. 피여과액 F1 중의 산화 슬러지 P3는 흡착 분체 41에 흡착됨으로써 포집되어 제1의 필터 10 중에 퇴적된다. 한편, 산화 슬러지 P3을 흡착하지 않은 흡착 분체 41은 피여과액 F1과 함께, 흡착 분체 41이 혼입되어 있지 않은 제2의 필터 20에 유입되고 제2의 필터 20의 여과지 22에 포집되어 거기에 머무른다. 제3도에 있어서, 제2의 필터 20 중에 있는 흡착 분체 41은, 제1의 필터 등으로 유입되어 여과지 22에 포집된 것이다.
이 경우 제2의 필터 20의 밀도가 높기 때문에 흡착 분체 41은 이 제2의 필터 20에 머무르고 퇴적된다. 그 결과, 산화 슬러지 P3을 흡착하지 않은 흡착분체가 필터 요소 3으로부터 유출되는 것이 방지된다.
[제4실시예]
제4도는 본 발명의 제4실시예와 관련된 필터 요소 4를 나타내고 있다. 제4의 실시 태양에 있어서는, 제1의 필터 10의 여과 재료로서 코튼 42를 롤 상으로 감은 것이 사용되고, 제2의 필터 20의 여과 재료로서 폴리프로필렌 43을 롤 상으로 감은 것이 사용된다. 이들 필터 10, 20의 밀도는 상기 제1 내지 제3의 실시예와 마찬가지로 제2의 필터 20의 밀도가 제1의 필터 10 보다 높게 되도록 설정되어 있다.
이 필터 요소 4의 경우, 코튼 42가 피여과액 F1 중에 함유된 오염물 P 중의 카본 P4를 잘 흡착하여 포집하므로, 제1의 필터 10에 의해 카본 P4 가 효율적으로 여과된다. 또한, 폴리프로필렌 43은 피여과액 F1 중에 함유된 오염물 P 중의 오일(오일 방울) P5을 잘 흡착하여 포집하므로, 제2의 필터 20에 의해 오일 P5가 효과적으로 여과된다. 이와 같이, 유체중에 함유된 복수의 이중 오염물에 각각 포집하기 적합한 복수의 여과 재료를 사용하는 것에 의해, 복수 종류의 오염물을 적확히 포집할 수 있고, 여과 성눙이 대폭 향상된다.
[본 발명의 변형례, 다른 적용례 등]
본 발명은 상기 각 실시예 한정되는 일이 없이, 예를 들면 다음과 같이 변형이 가능하다.
i. 밀도가 다른 필터로서 2 종의 필터를 사용하고 있지만, 필터의 수는 몇 개라도 좋다. 구성의 요점은 이들 복수의 필터의 밀도가 다르게 되고 피여과액의 유입측으로부터 배출측을 향하여 저밀도의 것으로부터 점차 고밀도의 것으로 병설되어 있는 점이다.
ii. 상기 제1 내지 제3실시예에 있어서는 필터 10, 20의 여과 재료로서 여과지 11, 22를 사용하지만, 여재는 이에 한정되지 않고 피여과액 F1 중에 함유된 오염물 P를 포집하기에 최적인 것을 선택하면 좋다.
iii. 제4의 실시예에 있어서, 제1, 제2의 필터 10, 20 사이에 밀도차를 둘 필요는 없지만, 이들 필터 10, 20의 밀도를 상기 제1 내지 제3의 실시 형태와 마찬가지로 설정하는 것에 의해, 마찬가기 작용 효과가 발휘되어 여과 성능이 더욱 향상된다.
iv. 상기 각 실시예에 있어서 펄터 요소는 어느 것이라도 윤활유를 여과하는 것이지만, 본 발명은 여과를 필요로 하는 여러 가지 유체(예를 들어, 옷, 배기가스 등의 가스)를 대상으로 하여 어떠한 필터 요소에도 적용될 수 있다.
이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명에 의하면, 유체중의 오염무리 입경이 큰 것으로부터 미소한 것의 순으로 밀도가 다른 필터에 순차적으로 포집되므로, 유체의 유동 저항의 상승이 방지되므로 유동성이 확보되면서 여과성능이 대폭적으로 향상된다.
Claims (3)
- 유체의 유로 중에 설치되어 유체 중에 함유된 오염물을 여과하는 여과기에 필터 요소로서, 상기 필터 요소는 원통형으로 되고, 그 축방향의 유체의 유동 방향과 일치하도록 유로 중에 배치되고, 상기 필터 요소는 밀도가 다른 복수의 필터가, 유체의 유입측으로부터 배출측을 향하여 저밀도의 것으로부터 점차 고밀도의 것으로 병설되어 있고, 상기 유입측 필터를 통과하여 상기 배출측 필터로 흐르는 미세 입자 오염물을 균일하게 분산시키는 링 형상의 막상 필터가, 상기 각 쌍의 인접 필터 사이에 이들 필터의 서로의 대향면을 덮도록 개재되는 것을 특징으로 하는 여과지의 필터 요소.
- 제1항에 있어서, 상대적으로 유입측에 위치하는 필터 중에 흡착 분체가 혼입되는 것을 특징으로 하는 여과기의 필터 요소.
- 제1항에 있어서, 상기 복수의 필터가 유체 중에 함유된 복수의 이종 오염물을 각각 포집하는데 적합한 것으로, 카본을 흡착하는데 적합한 코튼 필터 및 오일을 흡착하는데 적합한 폴리프로펠렌 필터의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과기의 필터 요소.
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