KR100407191B1 - 유체순환원심분리세정장치및유체순환시스템 - Google Patents

Abstract

유체 순환시스템의 원심분리 유체 세정장치(100, 제 2(a)도)가, 순환유체의 일부만이 분기되는 원심분리세정기(100')와 비분기유체가 지나는 벤츄리장치(111)를 포함하는 배출보조수단(102)으로 구성되되, 벤츄리는 세정기 보유조(101')에 연결되는 유도구(108)로 개방되는 영역에 국부적으로 상당한 압력강하를 발생시켜서 세정된 유체가 비분기유체로 변환되며 순환에 복귀토록 한다. 유입 및 유도구사이의 압력 강하는 원심분리 세정기 회전자를 구동시킬 정도로 상당하나, 세정기로의 공급 및 배출의 절대압은 대기압에 의존하지 않으며 벤츄리장치의 전체적인 압력강하는 작아서 이것이 밀폐순환 시스템내에 포함될 수 있도록 한다. 조정기수단(120, 제 2(b) 도)은 이를지나는 유체의 유동을 조정하도록 벤츄리장치를 바이패스할 수 있다. 배출보조수단은 원심분리세정기(20' 제 1(b) 도)로부터 분리될 수 있다.

Description

유체순환 원심분리 세정기

본 발명은 원심분리세정장치를 포함하는 유체순환장치, 특히 이런장치로 부터의 세정된 유체의 배출에 관한 것이다.

자기동력(self-powered)의 원심분리 유체세정장치는 엔진 및 기계 등의 고상오염물을 갖는 윤활유체를 세정하는 것으로 알려져 있다. 이런 원심분리 세정장치는 예를 들면 US-A-4557831, US-A4498898, GB-A-2160796 및 EP-A-0193020호에 기술되어 있다.

특히, 이런 장치들은 액상형태의 유체가 사용되며, 이 명세서에서 용어 유체는 그에 맞게 해석되어야 할 것이다.

이 장치들이 간편하고 효율적으로 장치를 관통하는 유체로부터 고상을 분리해냄에도 불구하고, 지금까지 널리 사용되는데 한계를 주는 사용상의 수많은 제한이 있다.

이런 자기동력의 원심분리세정기의 통상적인 형태가 제1(a)도의 참조번호 10에 도시되어 있는 바, 이 장치는 베이스(11), 수직축상에 회전하도록 설치된 회전자(12), 회전자를 둘러싸도록 베이스에 설치된 하우징(14) 및 회전자 아래의 베이스에 형성된 배출 또는 보유조(drain or holding sump)(15)로 구성된다. 유체 유입통로(16)는 회전축을 경유하여 회전자 내부로 승압에서 유체를 공급하도록 배열되며 베이스의 유체 배출통로(17)는 유체저장조(fluid reservoir)로 복귀하도록 배출조로부터 유체를 수용한다. 회전자는 공급유체에 포함되 있는 고상오염물을 보유하도록 배열된 측벽을 갖되, 이 오염물은 베이스의 회전자 노즐(18,19)에 의해 배출조로 공급유체를 방출시키는 작용에 따라 회전자의 급속회전으로 외측으로 밀려진다.

엔진 또는 유체에 의해 작동되는 장치용 윤활시스템에서 이런 세정기를 사용할 때, 주어진 시간에 엔진이나 장치를 지날 수 있는 유체양은 제한되며 회전자노즐(18,19)로부터 나오는 유체는 저에너지 상태로 중력에 의해 장치의 저장조로 복귀하는데 적당하다.

이런 목적으로, 저장조 및 물론 세정기 하우징의 가스분위기(그 자체가 회전자 회전을 위한 전제사항임)가 대기압에 대해 부압이 아닌 경우, 보유조 유체의 정지상 혜드(static head)가 유체가 배수되기에 적당한 압력을 제공하는 순환장치의 다른 부분 높이위에 세정기를 설치하는 것이 통상적이다. 통상 이것은 하우징이 대기압에 노출되는 통기구를 또한 제공하는 큰 단면적의 짧은 하방 배수덕트를 설치함으로써 달성된다.

이런 이중 목적의 배출턱트는 비실용적이라고 알려졌는바, 하우징에는 참조번호 14'로 나타낸 통기 또는 브리더(breather)밸브가 제공되되 하우징 압력이 예정된 일정한 부압이나 밸브가 열릴때까지 정지상혜드가 효과적인 배출압력을 제공하도록 유지조 배출물이 위치되어야만 할 때 밸브가 개방되어서 그 사용의 자유도를 제한한다.

하우징을 엔진크랭크케이스로부터 오는 대기압 이상의 압력에 노출시킴으로써 대기압 이하의 하우징 압력에 따른 배출제한을 피하는 제안이 있지만, 이것은 회전자 노즐을 따른 압력강하를 유지하기 위해 그에 따른 공급압력증가 또는 회전효율의 감소용인아 순환유체에 의해 윤활되는 엔진 또는 장치로부터 동력추출을 통해 구동되는 흡인 펌프 사용을 필요로 한다. 세정기의 자기동력적인 성질로부터 벗어나는 이런 외부동력의 배출시설제공의 부가적인 복잡성에도 불구하고, 여전히 이런 시스템은 그 에너지가 회전자 구동에 소요된 세정 및 방출된 유체가 그 압력이 대기압과 크게 다르지 않은 하우징으로부터 대기압의 저장조로 복귀된다는 기초하에 작동한다.

미정이나 단속적인 공급압력의 유체가 통과하며 세정되는 한편 또는 방출전 분리회전자가 구동유체를 보유조로 흐르게 할 목적만으로 일정압으로 공급된 유체의 배출작용으로 분리회전자가 작동되는 유체구동 원심분리 세정기가 또한 공지되 있다. 이 경우, 회전자로부터 방출된 모든 유체, 즉 세정유체 및 구동유체는 저장조까지 복귀를 위해 저압이며 순환시스템의 임의 시설을 바이패스한다. 이런 원심분리 세정기가 US-A-3791576호에 기술되어 있다.

US-A_4.0146.315 호는 엔진윤환유의 자기동력 원심분리 세정기에 있어서 중력에 의해 세정기 하우징으로부터 오일을 제거하는 문제점 및 저장조에 대한 세정기 위치의 한계, 그중에서도 특히 저장조로부터의 오일에 의한 세정기 하우징의 돌이킬 수 없는 흘러넘침을 방지하는 것을 기술 하고 있다. 명세서는 원심분리 세정기로의 과도한 오일 공급을 통해서 초과분이 세정기를 바이패스하며 제트 펌프를유동하도록 하며, 하우징과 연통하도록 벤츄리 장치를 위치시켜서 오일유동이 하우징으로부터의 오일을 변환시키며 원심분리 세정기가 하우징의 흘러넘침으로 인해 작동불능이 되는 것을 방지하는 것에 대해 기술하고 있다. 저장조로의 중력배출 또는 제거수단으로 하우징으로부터 오일을 비우는 장치의 제공에도 불구하고, 전 원심분리 세정장치의 하나는 베어링 표면 등으로 온 엔진 윤활시스템의 순환 오일의 일부를 원심분리 세정기로 분기시켜며 이를 저장조로 배출시키는 바이패스회로에 있게하며, 이로부터 초과분이 원심분리기 외에 제트펌프로 공급하기 위해 바이패스 회로에 요구된다면, 이때 보다 많은 오일이 주엔진 순환으로부터 분기되거나 보다 적게 분기된 오일이 원심분리 세정기를 지나게 한다.

원심분리 세정기 하우징이 제트펌프 장치에 의해 유체배출되는 유사한 구성이 US-A-1409330 호에 기술되어 있는바, 이때 제트펌프는 회전속도증가를 위해 하우징내에 부압을 발생시킨다. 언급된 원심분리 세정장치를 유동하도록 분기된 유체가 주유체 순환을 바이패스하는 소위 바이패스 모드로 작동해야하는 공지기술내에서 일반적으로 받아들여지는 것을 나타내고 있다.

이런 원심분리 세정기는 윤활유로부터 오염물을 분리시키는데 주로 사용되지만, 유체동력시스템의 다른 순환유체의 세정에도 동일하게 사용된다.

본 발명의 목적은 유체순환 시스템용으로 공지장치의 많은 제약점이 없으며 순환시스템에 세정된 유체를 즉시 사용할 수 있도록 하는 간단한 구성의 원심분리세정장치를 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은 상기와 같은 원심분리세정장치를 포함하는 유체순환시스템을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 상기와 같은 원심분리세정장치를 포함하는 폐회로 유체순환시스템을 제공하는 것이다.

본 발명에 따라서, 순환유체용 원심분리유체세정장치가 회전자노즐로부터 방출된 유체작용으로 회전되는 회전자 및 방출된 유체를 보유하며 이 유체가 유출되는 보유조를 포함하며 순환유체의 일부가 분기되는 원심분리 세정기와 순환유체를 수용하는 유입구, 유입구로부터 세정기로 상기 일부분 유체를 분기시키는 분기구, 상기 유체를 유출시키는 유출구 및 저유조로부터의 유체를 비분기 유체 유동으로 변환시키기 위해 세정기의 보유조에 연결되어 작동하는 유도구를 포함하며 분기구와 유출구 사이에 위치되는 유체유동장치로 구성되는 세정기 배출보조수단으로 구성되되, 세정기 배출보조수단은 유체유동장치의 상류측으로부터 유도구 하류측까지 연장되는 바이패스통로를 가지며 상기 통로를 폐쇄하고 유입구와 유출구 사이의 예정된 압력차에 응답하여 통로를 개방하고 유체가 유체유동장치를 바이패스케 하도록 탄지되는 릴리프 밸브를 포함하는 압력조정기가 제공됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따라서, 유체순환시스템은 유체 저장조, 유체 순환기 및 앞절에서 설명된 유체 세정장치를 포함한다.

본 발명에 따라서, 폐회로 유체 순환시스템은 유체가 시스템을 순환하도록 작동하는 유체순환기 및 순환된 유체의 일부를 원심분리세정기로 보내고 여기에 세정된 유체를 제공하고 상기 유체 유도 장치를 통해 비분기 유체가 세정기 배출보조 수단을 지나게 하고 세정된 유체가 비분기 유체 유동으로 바뀌도록 배열되는, 앞절 바로전에서 설명된 바와 같은 원심분리유체 세정 장치로 구성된다.

본 발명의 실시예들이 첨부도면을 참조로 하여 이하 상세히 설명되어질 것이다.

제 1(a)도는 자기동력 원심분리 세정기의 부분정면도,

제 1(b)도는 본 발명에 따른 원심분리 배출장치를 제공하도록 제1a도의 원심분리 세정기에 사용되는 배출보조수단의 제1실시예 정면도,

제 1(c)도는 제1a의 세정기와 제1b도의 배출보조장치를 포함하는 유체순환 시스템의 개략도,

제 2(a)도는 제 1(a)도와 유사한 자기동력 원심분리 유체 세정기와 그 베이스에 제2형태의 배출보조수단을 갖는 원심분리 세정장치의 제2실시예 정면도,

제 2(b)도는 압력조절수단을 포함하는 배출보조수단을 보여주도록 제 2a도의 선 x-x에서 본 단면도,

제 2(c)도는 제 2(a)도의 세정기를 포함하는 폐유체 순환 시스템의 개략도.

제 1(c)도를 참조하면, 제1실시예의 원심분리 세정장치(20)는 더 이상 설명을 필요로 하지 않는 전술 원심분리세정기(10)와 개략적으로 초기에 설명된 세정기배출보조수단(20')으로 구성된다. 원심분리세정장치는 유체순환시스템(50)과 연결되어 사용된다.

제 1(a), 1(b)도를 참조하면 세정기 배출보조수단(20')은 순환 시스템(50)으로 순환되는 유체를 수용하는 유입구(21) 및 상기 유체를 방출하는 유출구(22)와 상기 두 출구사이에 배열되며 배출통로(17)를 경유해서 세정기(10)의 보유조(15)에 연결되도록 작동하는 유도구(24)를 포함하는 유체유도장치(23)로 구성된다. 유입구와 유체 유동장치(23) 사이에는 분기구(25)가 위치하여서 이를 통해 유입구(25)에공급된 순환유체의 일부가 공급통로(16)를 지나 세정기에 공급되도록 된다.

작동시 세정기 배출보조수단(20')은 세정된 유체가 비분기 유체유동으로 바꾸도록 유도하기 위해 유체 유도장치(23)를 지나는 비분기유체의 유도에 응답한다.

배출보조수단(20')을 보다 상세히 살펴보면, 이 수단은 일측단부는 유입구(21)로부터 영역(29)으로 연장되며 타측단부는 단면적이 보다 크고 내부에 나사가 파인 통공(28)을 갖는 동체(27)를 포함한다. 통공(28)은 동체통로(30)를 형성한다. 동체는 동체통로사이로 연장되며 세정기 배출통로(17)에 연결되도록 된 유도통로를 형성하는 맹공(31)을 포함한다. 또한 동체는 상기 분기구에서 동체통로(30)로 부터 연장되며 세정기 공급통로(16)에 연결되는 통로(32)를 포함한다.

유동유도장치(23)는 벤츄리 장치(35)를 포함하되, 이 장치는 통공(37)을 포함하는 벤츄리 동체(36) 및 그 측벽에 유도구(24)를 형성하는 하나 이상의 횡방향 통공(24')으로 구성된다. 벤츄리동체는 통공(24')이 유도통로(31)와 정렬하도록 동체통로(30)에 배열되며 동체통로의 단부영역(29)과 나사결합되도록 위치 및 나사결합유지된다.

벤츄리동체 통공(37)은 유도구의 상류측에서 최소단면적의 목부(neck)가 되도록 수축하며 하류측으로는 점점 단면적이 증가한다. 도시된 것처럼 통공(37)의 제1 부분(38)을 따라, 통공은 통공의 제2부분(40)을 따라 균일단면적으로 연장되는 목부(39)까지 거리에 비례하여 균일하게 수축한다. 목부(39)의 하류측에서, 통공은 통상의 제3부분(42)을 따라 벤츄리동체의 단부(43)까지 균일단면적으로 연장되는제1팽창영역(41)에서 급속히 단면적이 증가한다. 구멍(들)(24')을 포함하는 유도구(24)는 통로가 상기 제1팽창영역으로 개방되는 목부(39)의 바로 하류측에 위치된다.

사용할 때, 출구파이프가 동체의 단부(43)에 고정되어 둘러쌀때, 이에의해 형성된 단면적 증가는(또는 동체통로가 대기로 직접 개방된다면)유출구(22)를 형성하는 벤츄리동체용 제2팽창영역을 나타낸다.

벤츄리동체의 통로부분들은, 벤츄리동체가 유입구사이에서 적어도 회전자를 위해 필요한 만큼 최대로 압력강하를 발생시키고 비분기유체의 유동은 분기유체가 하우징의 회전자에 공급되는 속도 이상으로 하우징으로부터 유체를 변화시킬 수 있도록, 예정된 유속 및 회전에 필요한 회전자 제트노즐을 지나는 압력강하를 갖게하는 칫수를 갖는다.

유체 순환시스템(50)을 보다 상세히 살펴보면, 이 시스템은 대기로 개방되는 유체저장조(51), 저장조로부터 연장되는 공급파이프(52) 및 순환펌프(53)로 구성된다. 펌프는 연결점(54)으로 승압상태의 유체를 공급하되, 연결점의 일분관(55)은 유체를 전유동필터(full flow filter)(도시되지 않음)를 통해 일부다른 시설 수단으로 공급하고, 다른 분관(56)은 유체를 원심분리세정장치(20)로, 배출보조수단(20')의 유입구(21)로 공급한다. 복귀파이프(57)가 유출구(22) 사이에서 저장조(51)까지 연장된다. 세정기 배출보조수단(20')은 분기통로(32)(분기구 25)와 세정기의 공급통로사이로 연장되는 파이프(58)와 유도통로(31)(유도구 24)와 세정기의 배출통로(17) 사이로 연장되는 파이프(59)에 의해 장치의 자기동력 원심분리세정기(10)에 연결된다.

원심분리 세정기는 종래 방식과 같이 회로의 최고부에 위치되는 것으로 도시되며 대기압의 가스압을 갖는 것으로 가정된다.

유체순환시스템의 작동시, 유체가 순환펌프(53)에서 배출보조수단(20)을 통해 저장조로 펌프될 때, 그 일부는 원심분리 세정기를 지나는 통로로 분기된다; 비분기유체는 벤츄리장치를 지나며 저장조로 복귀전 유입구와 유출구사이에서 약간의 압력 강하를 격게된다. 그러나 벤츄리의 목부(39)를 지나 제1팽창영역(41)에서 팽창시 상당한 압력 감소가 목부를 따라 발생하며 세정기 보유조로부터의 유체는 제1팽창영역으로 흘러서 유체유동으로 변한다.

세정된 유체는 회전자노즐을 통해 하우징에 공급된 것보다 큰 속도로 변환되므로, 보유조는 벤츄리장치에 의해 용이하게 비어지게 되며 하우징 분위기의 일부는 하우징 내 대기압이 벤츄리유도구와 동일압력에서 안정화될 때까지(비효율적이긴 하나) 변환될 수 있다. 이렇게 회전자노즐을 따른 압력강하는 벤츄리장치의 유입구와 유도구사이의 압력차와 거의 동일해진다.

만일 유체가 노즐을 지나는 통로에 의해 하우징내로 유리된 상당량의 용해가스를 포함한다면, 이 가스는 공지 세정기에서 격게되는 것처럼 하우징분위기압의 상승, 즉 유도구에 대한 정의 압력차이를 발생케 할 수 있다.

전술한 것처럼, 이런 원심분리세정기의 적절한 작동은 상대적으로 좁게 형성된 한계 내에서의 압력 및 유속에 의존한다; 예를 들면 3,5-7 기압 범위의 압력 강하가 적당한 속도의 회전을 갖는 세적이의 회전자노즐에 통상적이라는 것이 알려져있다. 배출 보조장치에는 그 기압이하의 유입구와 유출구사이 압력 강하를 나타내면서 상기에 따른 유입구와 유도구 사이의 압력 강하가 기꺼이 제공될 수 있다.

따라서 이런 배출보조수단은 유출구가 대기압일 때 그 기압의 낮은 공급압력으로 원심분리세정기가 작동될 수 있도록 하거나 원심분리세정기 및 배출보조수단은 약 2 기압의 총압력강하가 대기압에 대한 유입 및 유출구압력의 실제 값에 관계없이 허용될 수 있는 유체순환시스템의 어느 부분에도 배치될 수 있게 됨을 알게 될 것이다.

배출 보조수단으로인해 원심분리세정기는 특정공급압력 및 저장조압력의 배출과 관련된 배치 또는 중력에 의한 배출을 위해 저장조위의 배치에 더 이상 제한되지 않는다.

유체순환시스템(50)은 따라서, 배출 보조수단(20')의 출구 압력이 유체를 저장조로 복귀시키는데 충분하다면, 저장조(51) 이하에 원심분리 세정기가 설치될 수 있게 한다.

원심분리세정기가 저장조 이하에서 작동되는 장치에서, 순환이 없을 때 하우징은 유체로 채워지기 쉬워서 가스분위기를 작은 포켓(pockel) 상태로 압축하며, 어느정도 시간경과시 이 포켓으로부터의 가스가 유체에 용해된다는 것을 알게 될 것이다. 순환개시시, 유출보조수단은 대기압이 유도구압보다 낮지 않을 정도로 하우징으로부터 유체를 배출시킨다. 실제로 이것은 가스가 그 변위를 허용하도록 분위기에 더해지지 않는다면 과유체의 배출없이 노즐을 통해 공급된 유체가 유도구로 단순히 통과하도록 할 것이다.

가스가 용해된 유체내에서 이 가스는 회전자노즐통과시 석출되는 것이 알려져 있으며 유체순환 수분시 하우징의 가스압은 유체준위가 회전자가 회전하고 정상동작을 있게 하는데 필요한 값 이하로 될 정도로 회복된다.

회전자 회전은 유체순환과 동시에 개시하는 것이 필요하며 및/또는 유체에 용해된 가스압에 의존하는 것이 불가능하다면, 벤츄리 유동장치가 유체 배출시 하우징에 진공을 만들도록 하려는 경향으로 초래된 초기 하우징의 저압은 하우징 벽에 브리더 밸브(14')를 제공하거나 배출보조 수단 작동전에 조차도 유체를 변위시키기 위해 순환전에 대기압 이상으로 소스로부터 가스를 방출시킴으로써 완화될 수 있다. 이러한 분위기압 증대는 가스가 유체에 용해될 수 있는 경우 순환개시시 또는 그 직후 작동을 제공할 수 있으나, 작동이 빈번히 정지 및 시작되는 경우 용해가스양의 집적이 일어날 수 있음을 이해하게 될 것이다. 유체가 가스를 용해시키지 않는다면, 가스의 일회방출은 하우징내 적당한 분위기압을 제공할 것이다.

원심분리기까지의 즉, 회전자노즐을 가로지르는 공급압력은 배출보조수단의 유도구와 유입구 사이의 압력차이와 같아서 유입구에서의 실제 압력값보다는 유도장치를 지나는 유체 유동속도에 의존하게 되나, 유효범위내에서 이런 공급압력을 유지하기 위해서 실제압력에 따른 유도장치를 지나는 유체의 유도 및/또는 유체 순환시스템내 배출보조수단의 위치를 조절할 필요가 있음을 이해하게 될 것이다.

상술한 원심분리세정장치(20)는 종래의 원심분리 세정기(10) 및 분리형의 세정기 배출보조수단(20')을 사용하나, 배출보조수단은 원심분리 세정기에 일체형으로 될 수 있으며, 이것 및 제2실시예 포함된 다른 변형이 제 2(a)-2(c)도에 도시되어 있다.

제 2(a), 2(b)도를 참조하면, 원심분리 세정장치(100)는 세정된 유체용보유조(101')를 형성하는 외에 베이스(101)가 또한 세정기 배출보조수단(102)을 포함한다는 것 외에는 상술한 세정기(10)와 유사한 자기동력의 원심분리 유체세정기를 포함한다. 동체통로(104)에 형성되는 통공(103)은 유입구(105)로부터 연장되며 통로(107) 및 보유조로 개방되는 배출통로(108)와 연통하는 분기구(106)를 포함한다. 통공(103)은 타측단부(109)의 단면적이 더 크며 내부에 나사가 파여 있다.

유체유동장치(110)는 통공(103)의 최소협소부위에서 끼워지는 (interferencefit) 벤츄리동체(112) 형태의 벤츄리 장치(111)를 포함한다. 벤츄리장치(35)와 관련하여 이미 설명한 것과 유사하게, 이 장치는 통공(113)을 갖는 동체를 포함하되, 이 동체는 제1수축영역(114), 목부(115) 및 제1팽창영역(116)으로 구성되며, 그 접속점에서 배출통로(108)와 정렬하여 횡방향 통공(108')의 열이 유도구(108)를 형성하도록 통로(108)에 연결된다. 그러나 동체(112)는 다소짧으며 통공의 확장된 단부영역(109)내에서 종료하고, 이 통공영역은 따라서 제2의 팽창영역(117)을 구성한다. 유입구 단면적과 동일 또는 보다 큰 것이 바람직한 칫수의 파이프에 연결되는 커넥터(118)가 동체의 상기 확장된 단부내로 나삽되며 유출구(119)를 형성한다; 또한 팽창영역(117)을 형성하는 커넥터(118)의 구멍(118')은 나팔 꽃처럼 퍼진다.

또한, 압력 조절수단(120)이 유체 유동장치(110)의 상류 지점(1122)으로 부터 유도구의 하류 및 동체통공(109)의 지점(123)의 확장된 단부영역으로 개방되는전 벤츄리동체(112)의 하류까지 연장되는 바이패스통로(121)(교차하는 두 크로스 드릴링으로 형성)형태로 제공되어서 벤츄리동체 및 바이패스 통로의 유체를 커넥터(118)의 나팔꽃 형상 구멍(118')의 도움으로 부드럽게 합쳐진다.

바이패스 통로는 스프링(126)과 바이패스의 쇼울더(128)에 착설되는 밸브동체(127)로 구성되는 릴리프 밸브(125)를 포함하되, 이 밸브는 통상 폐쇄되어 유체유동을 방해하나 유입 및 유출구(105,109) 사이의 예정된 압력차에 응답하여 개방하도록 탄지된다.

유출보조수단과 세정기사이에 보다적은 유동저항이 존재하고, 조정기수단(120)이 벤츄리장치를 가로지르는 압력 강하를 제어하여 세정기 하우징에 흡인력이 부여되고, 벤츄리의 제2팽창영역이 동체내에 완전히 포함되며 보다 효과적인 단면적 영역에의 연결에 관계없이 효과적이라는 점을 제외하고는 작업은 분리형 원심분리 세정기(10)와 세정기 배출보조수단(20')에 대해 전술한 것과 동일하다는 것을 알게 될 것이다.

원심분리 세정기(100')를 포함하며 상기형태의 배출보조수단을 갖는 세정기장치(100)는 세정된 유체가 압력자료를 형성하는 개방조 또는 저장조로 복귀되는, 제1c도에서 설명된 유체순환시스템에 사용될 수 있다. 양형태, 특히 세정장치(100)는 제2c도에 개략적으로 도시된 밀폐 유체순환시스템(150)에 사용될 수 있다. 시스템은 집적기 같은 밀폐저장조(151), 유체순환기(152), 유체 동력 작동기나 베어링 세트같은 유체 시설수단(153) 및 이와 직렬인 원심분리 유체 세정장치(100)로 구성된다. 예시된 것처럼, 세정장치는 순환기(152)상류측에 위치되어서 효율성을 상쇄시키는 벤츄리의 역압력(back pressure)을 최소화 시킨다.

순환된 유체 모두는 순환기장치의 배출보조수단을 지나며 전체로 벤츄리장치를 가로지르는 전술한 허용압력 강하가 있게 된다는 것을 알게 될 것이다. 임의 순간에 장치를 지나는 벤츄리의 일부만이 원심분리 세정되고 나머지는 세정기를 바이패스하나, 세정된 유체는 순환 유체 부피의 감소없이 순환 유체로 복귀하며 즉시 시스템의 다음 구성부로 순환된다.

이처럼 세정된 유체는 세정기를 바이패스하는 순환 유체로 직접 변환되며 중력으로 개방저장조에 복귀할 필요가 없으므로, 장치는 자기동력원심분리유체 세정기가 밀폐유체순환시스템(밴츄리장치 및 세정기에 따른 약간의 압력강하를 수용할 수 있음)에 사용되며 벤츄리유도압력의 생성을 방해하지 않는 시스템의 어느 곳에도 위치될 수 있도록 한다.

상기 설명이 자기동력 원심분리 세정기에 중심이 맞춰져 있으나, 회전자가 세정하며 순환시스템의 다른 부분으로부터 유체를 방출하여서 양유체가 공통의 보유조에서 혼합되는 한편, 세정되지 않고 회전을 일으키도록 단순히 회전자 노즐로부터 방출되는 순환유체에 의해 구동되는 원심분리세정기(도시되지 않음)가 사용될 수도 있다. 이런 세정장치는 원심분리 세정기로의 구동유체의 부가적인 분기외에는 전술한 것과 동일하게 기능한다. 수단(20)의 동체(27)내 조정기수단 또는 양 실시에서 퉁공에 연결된 석출장치같은, 배출보조수단의 양 실시예의 장점을 결합하는 다른 많은 변형이 만들어 질 수 있음을 알게 될 것이다.

또한 벤츄리 장치는 전술한 계단형 영역과 달리 축방향으로 연속으로 변하는단면적 변화를 포함하여, 원하는 기능을 제공하는 임의의 다른 형태를 취할 수 있음을 알게 될 것이다. 계단형인 경우, 여러 영역은 상이한 축상길이 및/또는 상이한 개수로 될 수 있을 것이다. 또한 벤츄리통공에 의해 취해진 형태에도 불구하고 통공 및 영역들은 통공벽의 일부로서 동체와 일체형으로 형성될 수도 있다.

또한 유체유동수단은, 예를들어 세정된 유체로 변환시키기 위해 적당히 배열된 유도구 단부를 지날 때 세정기를 바이패스하는 순환 유체의 제트 효과에 의존하여 세정된 유체에 의한 압력 강하 및 세정기에 대한 효율적인 부압을 일으키는, 벤츄리 장치외의 다른 수단에 의해 실행될 수도 있음을 알게 될 것이다.

Claims (7)

1. 회전자 노즐(18,19)로부터 방출된 유체작용으로 회전하는 회전자(12)와 방출된 유체가 담기며 이 유체가 배출되는 보유조(15,101')를 포함하되, 순환유체의 일부분이 분기되는 원심분리 세정기(10, 100') 및 순환유체를 수용하는 유입구(21,105), 유입구로부터 오는 상기 유체의 일부분을 세정기로 분기시키는 분기구(25, 106) 상기 유체를 유출시키는 유출구(22,119) 및 분기구와 유출구 사이에 위치하며 보유조로부터 나온 유체를 비분기 유체유동으로 변환시키도록 세정기의 보유조에 연결되어 작동하는 유도구(24,108")를 포함하는 유체유동장치(23,110)로 구성되는 세정기 배출보조수단(20',102)을 갖는 순환유체용 원심분리 유체세정장치(20,100)에 있어서, 세정기 배출보조수단(102)이 상기 유체유도장치(110)의 상류측 지점(122)으로부터 유도구의 하류측지점(123)까지 연장되는 바이패스통로(121)로 구성되며, 상기 통로를 밀폐하고 유입 및 유출구(동체통공)(105,109)사이의 사전결정된 압력차이에 응답하여 통로를 개방하고 유체가 유체유도장치를 바이패스하도록 탄지된 릴리프밸브(125)를 포함함을 특징으로 하는 원심분리 유체세정장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   유체유도장치(23,110)가 벤츄리 장치(35,111)를 포함하되, 이 벤츄리 장치는 통공(37,113)의 제 1 부분(38)을 따라 거리의 함수로 균일하게 수축하는수축영역(38,114) 통공의 제 2 부분(40)을 따라 연장되며 균일 단면인 수축영역 하류측의 목부(39, 115), 통공의 제 3 부분(42)을 따라 연장되며 목부보다 큰 균일 단면인 목부 하류측의 제 1 팽창영역(41, 116) 및 단면적이 보다 크며 제 1 팽창영역의 하류측에 위치하는 제 2 팽창영역(22, 117)을 가짐을 특징으로 하는 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   세정기 배출보조수단(20')이 일측단부에서 유입구(21, 105)로부터 연장되는 동체통로(30,104)를 그 안에 형성하는 통공(28,103) 및 상기 통공(28,103)과 세정기배출통로(17,108)와의 연결부사이로 연장되는 유도구를 형성하는 유도통로(31,108')를 갖는 동체(27,101)를 포함하고, 벤츄리장치(35,111)는 통공내에 배치되는 유도구(24,108")와 동체통로를 갖는 벤츄리 동체(36,112)를 포함하되 유도구는 유도통로(31,108')과 유체가 흐르도록 정렬함을 특징으로 하는 장치
4. 제 3 항에 있어서,

   통공(28, 103)은 벤츄리 동체(36,112)가 위치되는 일부분과 통공의 일부단부사이의 단부영역(29,109)의 단면적이 증가하며 벤츄리 동체의 제 2 팽창영역과 통공의 상기 단부영역(109)으로 개방되는 바이패스통로(121)로 구성됨을 특징으로 하는 장치
5. 원심분리세정기(100')가 자기구동원심분리 세정기로 구성되되, 이 자기구동원심분리세정기는 (A) 수직방향축(13)상에서 작동가능하도록 설치되는 회전자(12)를 지지하며, 이 회전자 아래에 보유조(101')를 가지며, 배출보조수단(102)을 포함한느 베이스(101), 상기 베이스는 유입구(21.105)와 벤츄리장치(35, 111)사이에 위치된 분기구(25,106)에서 통공(28,103)과 교차하는 지점으로부터 연장되는 분기통로(32, 109)를 포함하여서 회전자와 배출통로로 순환하는 유체의 일부분을 상기 보유조로부터 유도통로(31,108')까지 연장되는 세정기로 공급하며,

   (B) 베이스에 설치되며 회전자와 보유조를 둘러싸는 하우징(14)을 갖는 제 14 항에 따른 원심분리 세정장치에 있어서, 압력강하 수준을 하우징 분위기 압력이하로 제한하도록 대기에 연결되는 브리더 밸브(14')가 하우징체 제공됨을 특징으로 하는 원심분리세정장치.
6. 유체 저장조(51) 및 유체순환펌프(53)를 포함하는 유체순환시스템(50)에 있어서, 제 12~16항 중 어느 하나에 따른 원심분리 유체 세정장치(20, 100)를 갖는 유체 순환 시스템.
7. 유체가 시스템을 순환하도록 작동하는 유체순환기(152)를 포함하는 폐회로 유체순환시스템(150)에 있어서, 순환유체의 일부를 원심분리세정기(10,100')로 분기시키고 세정된 유체를 제공하고 유체 유동장치(23, 110)를 통해 비분기 유체를 세정기 배출보조수단(20', 102)을 통과하게 하고 세정된 유체를 비분기된 유체유동으로 변환시키도록 유도하기 위해 제 12-16 항 중 하나에 원심분리 세정장치(20,100)를 갖는 폐회로 유체순환시스템.

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