KR100788966B1 - 여과 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 케이싱(12)에 의해 제한되며, 액체 유동이 여과될 수 있도록 하기 위한 흡입구 부속장치(4)를 갖춘 여과실(5)의 내부에 위치한 적어도 하나의 여과 요소(6), 여과된 액체 유동을 위한 출구 부속장치(8), 여과 단계 사이에서 공기와 함께 분출함으로써 여과 요소를 청소하기 위한 공기 흡입구 채널(9), 그리고 분출 직 후 그 다음 여과 단계가 초기화되기 전에 여과실을 액체로 채우기 위한 별도의 분리된 액체 주입 부속장치로 구성되며, 이때 액체 주입 부속장치는 여과실(5)의 케이싱(12)을 통하여 그 쪽을 향하면서 여과 채널에 의해 형성되어 있고, 여과실이 개방됨에 따라 채널을 밀폐시키기 위하여 상기 채널에는 밸브(13)가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 여과 장치에 관한 것이다.

여과 장치

Description

여과 장치{FILTERING APPARATUS}

본 발명은 케이싱에 의하여 제한되는 여과실 안쪽으로 위치한 적어도 하나의 여과 요소로 구성되며, 상기 여과 요소는 여과되어야 할 액체 유동을 위한 흡입구 부속장치, 여과된 액체 유동을 위한 출구 부속장치, 여과 단계 중에 공기로 분출시킴으로써 여과 요소를 청소하기 위한 공기 흡입구 채널, 그리고 분출 작용 후에 그 다음 여과 단계를 개시하기 전에 액체로 여과실을 채우기 위한 별도로 분리된 액체 주입 부속장치를 구비하고 있는 여과 장치에 관한 것이다.

여과와 분출 기간이 번갈아 가며 발동되는 연속 자동 여과기가, 연료 또는 윤활유를 여과하기 위하여 일례로 디젤 기관에 사용되고 있다. 여과는 기관을 마모시키는 고체 불순물을 주로 제거하기 위해 사용된다.

상기에 언급된 목적을 위해 적용할 수 있는 여과 장치들이 알려져 있으며, 그러한 여과 장치에서 여과는 두 개 또는 그 이상의 평행하게 놓인 여과실들 내에서 번갈아 수행되며, 밸브로서 작용하는 회전 스핀들에 의하여 제어된다. 여과실 청소는 여과 단계들 사이에서의 역분출(backflushing)에 의해 수행된다. 이러한 종류의 장치는 미국 특허 제4,256,583호에 공지된 바 있다.

여과실 내에서 분출한 후에 다시 여과가 적용되므로, 여과 작용을 초기화하기 전에 여과실을 천천히 그리고 제어 가능하게 액체로 채우면 유리하다. 이것은 곧 공기가 여과된 연료나 윤활유와 섞이는 것은 치명적이기 때문에, 여과실로부터 공기를 가능한 한 완벽하게 제거하기 위한 의도이다.

시장에 등장하여 활용 가능한 자동 여과기에서는, 여과실이 청정 여과된 액체로 미리 채워지며, 청정 여과된 그 액체는 평행하게 놓인 여과실을 제어하는 스핀들 내에 배치된 하나의 개구부로부터 여과실 내부로 유도된 것이다. 동일한 여과기 내의 여과실 상단 끝에는 하나의 부표(float)가 제공되어 있으며, 여과실이 액체로 채워짐에 따라, 그 부표는 공기 출구 경로를 밀폐시키게 된다. 그리고 나서, 스핀들 내의 출구 부속장치 안쪽으로 유동이 통과함에 따라 여과 요소의 자켓(jacket)을 통하여 스핀들 내의 흡입구 부속장치로부터 상기 여과실 내에서 여과 작용이 개시된다.

상기와 같이 알려져 있는 해법에 있어서 취약점이라면, 스핀들 내의 액체 주입 부속장치(filling assembly)가 항상 여과실 방향으로 열려 있어서, 여과 요소를 교체한다든지 기타 다른 용도의 점검 작업을 위한 여과실의 개방을 방해한다는 것이다. 여과실을 개방하는 것은 압력을 받은 액체가 여과실 밖으로 배출되는 결과를 초래한다. 액체 주입 부속장치를 닫힌 상태로 배치시키는 데에 어려움이 있으며, 스핀들의 구조도 변경되어야 할 필요가 있겠다.

본 발명의 목적은 상기에 언급된 문제점들을 해결하는 해법을 제공하기 위한 것으로, 액체로 여과실을 미리 채우는 액체 주입 부속장치가 점검 작업(service measure)을 위한 여과실의 개방을 방해하지 않도록 하고자 한다. 본 발명의 여과 장치의 특징은, 액체 주입 부속장치가 여과실의 케이싱을 통하여 유도되는 액체 주입 채널에 의해 형성된다는 것과, 상기 액체 주입 채널에는 여과실을 개방할 때 채널을 닫기 위한 밸브가 제공된다는 것이다.

여과실을 미리 채우기 위하여 본 발명에 따라 배치된 액체 주입 채널은, 본 출원인의 이전 특허 출원서(핀랜드 특허 출원 제FI 982113호)에 따르는 여과 장치에서, 즉 하나의 공통의 밸브 기관에 의해 제어되는 세 개의 여과 유닛 중에서 두 개는 실제 여과 공정에서 교호적으로 작동하고 동시에 세 번째 유닛은 저장 유닛을 형성하며, 처음에 언급된 두 개의 유닛들이 작동하는 중에 상기 저장 유닛 내부로 여과되어야 할 유동이 유도되는 여과 장치에서, 특히 바람직하다. 이와 같은 장치의 성능을 위해서는 상기 유닛이 열려 있어야 하는 것이 필요한데, 예를 들면, 별도의 조치 없이도 여과 요소를 교체하기 위해서는 여과된 유동이 저장 유닛으로 전달되자마자 그 유닛이 열려 있어야 할 필요가 있는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 여과실은 정지형 케이싱에 의하여 제한되며, 그 정지형 케이싱에는 개방용 덮개가 제공되어 있고, 밸브에는 스프링이 있으며, 그 스프링은 덮개가 열리면서 밸브를 닫을 수 있도록 배치되어 있다. 다시 말해, 여과실의 덮개가 열리면, 밸브는 자동으로 액체 주입 채널을 닫게 된다.

상기와 같이 덮개와 밸브가 서로 협동 작용하는 것은, 예를 들면, 밸브 내의 압축 스프링에 작용하는 봉(bar)을 가지고 달성될 수 있는데, 이때 덮개가 열리면서 그 봉이 스프링에 의하여 자신이 원래 있던 위치로부터 움직이게 되어 동시에 스프링이 그 밸브를 닫게 된다. 동시에, 상기 봉은 여과실 내에서 여과 요소 또는 복수 개의 여과 요소들을 위한 지지대(support)로서 유리하게 배치될 수도 있다.

분출 단계 후에 여과실 내에 남아 있는 공기가, 여과 채널을 통하여 여과실을 미리 채우는 도중에, 여과실을 빠져나갈 수 있도록 되어 있어야만 하는데, 이 목적을 위해 여과실에는 그 상단 끝에서부터 시작하는 공기 통풍구(air vent)가 마련된다. 여과실이 채워진 다음 상기 여과 채널을 닫는 것은 액체로 그 안을 꽉 채우는 것으로 달성되며, 예를 들면, 액체에 의하여 상승된 부표의 도움이 있음으로 해서 가능한 것이다. 튜브로 형성된 축(axle)은 공기 통풍구로서 바람직하게 활용될 수 있고, 그와 동시에 그 축 주위에 배치된 여과 요소들을 위한 지지대로서도 작용한다.

선택적으로, 공기는 여과실로부터 별도의 분리된 공기 컨테이너 쪽으로 배출되게 배치될 수도 있는데, 이 경우 공기는 여과실을 채우는 액체에 의해서 상기 공기 컨테이너 안쪽으로 압축되어 밀려들어 간다. 공기 컨테이너는 여과실의 중앙으로부터 분리되어 축 요소의 일부로 형성될 수 있는데, 이 경우 축 요소는 축 요소의 하단 끝에서부터 액체 주입 채널 내 밸브의 압축 스프링에 영향을 가하게 되고, 이에 따라 축 요소는 본래 위치에서 이동하면서 밸브가 닫히도록 한다.

본 발명은 다음에 제시된 실시예와 도면을 참고로 보다 상세히 설명된다.

도 1은 본 발명의 여과 장치의 정면도이다.

도 2는 본 발명의 두 번째 여과 장치에 관한 것으로, 도 1과 유사한 도면이다.

도 1에 따른 여과 장치는, 예를 들면, 디젤 기관 내의 연료 또는 윤활 장치의 자동 여과기에 적합한데, 주어진 도면에 따라 살펴보면, 하나의 기저(1)와 두 개의 평행한 여과 유닛(2)들로 구성되며, 이 여과 장치의 작동은 상기 여과 유닛(2)들을 번갈아 활용하는 것을 기초로 하고 있다. 여과 유닛(2)들은 스핀들(3)을 가지고 제어되되는데, 이에 따르면, 여과 작용이 한 유닛에서 진행됨에 따라 두번째 유닛은 압축된 공기로 역분출(backflushing)됨으로써 청소되고, 그 후 두 유닛들 사이의 작동이 서로 전환된다. 또한, 본 여과 장치는 동일한 스핀들(3)에 의하여 제어되는 세번째 여과 유닛을 포함하고 있으며, 상기 세 번째 여과 유닛은 도면에서 스핀들의 뒤에 위치하며, 도면에 보여진 여과 유닛(2)들의 점검 중에 저장 유닛으로 작동한다. 이러한 부위들 중에서, 본 여과 장치의 구조와 작동은 핀랜드 특허 출원 제FI 982113호 또는 국제 특허출원 제PCT/FI99/00798호에 개시된 내용에 해당하며, 이 출원들은 본 명세서의 일부로서 포함되어서 참조된다.

도 1에서, 두 개의 여과 유닛(2)의 맨 좌측은 여과 단계 중에 있으며, 이 단계에서 여과되어야 할 유동이 여과 유닛을 통하여 통과하고 있음을 화살표로 나타내었다. 스핀들(3)은 여과되어야 할 유동을 상기 두 여과 유닛(2)들 공용의 흡입구 채널(도시 안됨)로부터 흡입구 부속장치(4)를 통하여 여과실(5)로 안내하며, 그 여과실(5)은 여덟 개의 원통형 초-모양 여과 요소(6)들로 구성되는데, 그 여과 요소(6)들은 여과실의 튜브에 의해 형성된 중앙 축(7) 주변에 링(ring)과 같이 배치되어 있으므로, 그 축은 여과 요소들을 위한 지지대로서 작동한다. 여과 중에, 여과실(5)은 여과되어야 할 액체로 완전히 채워진다. 여과되어야 할 액체는 여과실(5) 내의 여과 요소(6)의 금속 또는 플라스틱 그물과 같은 여과 재료로 제작된 자켓을 통하여 상기 여과 요소 내부로 침투하고, 상기 여과 요소의 개방형 하단 끝을 통하여 깨끗하게 여과된 상태로 스핀들(3)의 출구 부속장치(8)로 배출되는데, 이때 유동은 상기 스핀들(3)로부터 여과 유닛(2)들 공용의 배출 채널(도시 안됨) 쪽으로 향하게 된다.

도 1의 좌측 여과 유닛(2)에서, 공기 분출용의 공기 흡입구 채널(9)은 여과 단계 중에 밸브(10)에 의하여 밀폐된다. 여과 단계에 연이어 분출 단계로 전환되면서, 밸브(10)가 개방되므로 기저(1)로부터 공기 흡입구 채널(9)을 따르는 압축 공기가 퇴출 채널(도시 안됨)쪽으로 향하기에 앞서 여과실(5) 내에서 액체를 밀어내며, 이때 퇴출 채널(도시 안됨)은 상기 여과 유닛(2)들 공용의 퇴출 스핀들에 의하여 제어되는데, 이후 공기류는 계속해서 동일한 경로를 따라 유동하므로 여과실 내의 여과 요소(6)는 공기로 역분출된다. 분출 단계가 종료되면, 밸브(10)가 공기 흡입구 채널(9)을 밀폐시킨다.

분출 단계 후 여과 작용이 시작되기 전에, 여과실 내에서는 여과실을 청정 액체로 미리 채우는 작업이 수행된다. 도 1에는 우측 여과 유닛(2)이 이와 같이 미리 채우는 단계에 있음을 보여주고 있다. 액체는 여과된 것으로, 유동 출구 부속장치(8)로부터 나온 청정 액체이며, 액체를 여과실로 공급해 주는 액체 주입 채널(11)이 스핀들(3) 내의 일부 경로와 여과 유닛의 정지형 케이싱(12) 안쪽으로 형성된 드릴링 내의 일부 경로를 통과한다. 도 1에서는 마지막에 언급된 것들만 전부 도시되어 있다. 압축 스프링(14)과 밸브의 꼭대기 상에 수직방향으로 움직일 수 있는 밀폐 기관(15)을 갖춘 밸브(13)가 케이싱(12) 내부의 액체 주입 채널(11) 안으로 형성되어 있다. 여과 유닛(2)에는 여과실(5)의 개방용 덮개(16)가 제공되는데, 이에 의하면 밀폐 기관(15)과 덮개(16) 사이에 있는 압축 스프링에 대항하는 응력을 받는 여과실의 튜브형 중앙 축(7)이 밸브를 개방된 상태로 유지되게 한다. 따라서, 주입되는 흐름(filling flow)이 액체 주입 채널(11)을 따라 여과실의 하단 끝까지 이동할 수 있으며, 그 유동은 하단 끝을 통하여 저속의 제어된 유동으로서 여과실을 점진적으로 채우게 되고 그 채워지는 여과실 내에 존재하는 공기를 축(7)에 의해 형성된 공기 통풍구 쪽으로 밀어내어 여과실의 상단 끝으로부터 아래 방향으로 향하게 한다. 여과실(5)의 상단 끝에, 환형 부표(17)가 축(7)을 중심으로 배치되어 있으며, 여과실을 채우는 중에 액체에 의해 부표가 상승하므로 부표가 공기 통풍구를 밀폐시킬 수 있게 된다. 이제 여과실(5)은 실질적으로 공기가 비워지며, 스핀들(3)을 회전시킴으로써 여과 단계가 초기화될 것이고, 그에 따라 흡입구 및 출구 부속장치(4, 8)들은 여과실 내의 각 부속장치들에 연결되어서 여과될 유동이 여과실과 여과실 내의 여과 요소(6) 사이를 이동할 수 있게 한다. 스핀들(3)의 회전은 동시에 여과 장치 내의 두 번째 여과 유닛(2)에서의 여과 단계를 중단(interrupt)시키게 된다.

도 1에 도시된 여과 유닛(2) 내의 여과 요소(6)를 교환하기 위하여, 여과 유닛의 덮개(16)를 개방하게 되면, 그에 따라 밸브(13)의 압축 스프링(14)은 밀폐 기관(15)과 축(7)을 들어올리게 되어서 밸브는 액체를 미리 채우는 액체 주입 채널(11)을 닫게 된다. 여과 요소(6)를 지지하는 축(7)은 여과 요소와 함께 자유로이 여과실(5)로부터 들어올려질 수 있고, 여과 요소가 재생되거나 새 것으로 교체된 후에 축(7)은 다시 장착될 수 있다. 여과 요소의 교체 또는 기타 다른 점검 작업은, 여과된 유동이 상기 여과 장치 내의 저장 유닛으로 향하게 될 때에, 바람직하게 수행된다.

도 2에 제시된 여과 장치와 도 1에 제시된 것은 서로 다른데 그 차이점을 살펴보면, 여과실이 미리 채워지는 중에, 분출 후에 여과실 내에 남아 있는 공기는 축(7)에 의하여 형성된 공기 통풍구를 통하여 여과 장치의 외부로 분출에 의해 밀려나가지 않으나, 공기 컨테이너(18)는 여과실 내의 여과 요소의 중앙에 배치되어 있고, 여과실 내 공기는 축방향 연결 채널(19)을 통하여 여과실 내로 압축된다. 도면에서, 우측 여과 유닛(2)이 액체로 미리 채워지는 개시 단계로 제시되어 있는데, 이것은 도 1과 유사한 것으로, 여과실(5) 내의 액체의 수위는 상승하고 있다. 이러한 실시예에서, 여과 장치가 도 1에 따른 부표(17)를 포함하지는 않지만, 여과실을 채우기 위한 액체 유동이 여과실의 상단 끝까지 도달하고 난 후, 축방향 연결 채널(19) 안쪽으로 전진하게 되며 공기 컨테이너(18)의 하단 끝도 채우게 되어, 상황이 도 2의 맨 좌측 여과 유닛에 도시된 바와 같이 된다. 액체로 인해서, 공기 컨테이너(18) 내부로 여과 장치의 통상 작동 압력에 해당하는 압력에 이르기까지 공기가 압축되는 것이다.

도 2에는 좌측 여과 유닛(2)이 여과 단계에 있는 것으로 도시되어 있는데, 이러한 여과 단계는 위에서 도 1과 관련하여 설명된 바와 같이 수행된다. 공기 컨테이너(18) 내부로 압축된 공기는, 여과하는 중에는, 여과될 액체와 혼합됨이 없이 공기 컨테이너 내에 유지된다.

여과 단계가 끝남에 따라, 스핀들(3)이 회전하게 되어 좌측 여과 유닛 안쪽으로의 유동용 흡입구 및 출구 부속장치(4, 8)들이 밀폐된다. 분출(flushing)을 위하여, 여과실(5)로부터 퇴출 채널 안쪽으로 연결부가 개방되어 있으므로 공기 컨테이너(18) 내에 압축된 공기는 그 자체 압력을 가지고서 액체를 여과실의 외부로 밀어낼 수 있다. 개방된 분출 공기 흡입구 채널(9)로부터 나온 압축 공기를 가지고서 여과 요소(6)의 역분출(backflushing)이 수행된다.

도 2에 따른 실시예에서, 도 1의 튜브형 축(7)과 유사한 방식으로 원통형 공기 컨테이너(18)가 그것을 감싸고 있는 여과 요소(6)를 위한 지지대로서 제작되었다. 따라서, 공기 컨테이너(18)는 축방향 요소의 일부이고, 그 하단 끝은 밸브(13)의 스프링(14)을 누르고 있는 밀폐 기관(15)에 대해서 기대어져 있는데, 여과 유닛의 덮개(16)를 열게 되면 상기 공기 컨테이너는 스프링(14)의 효과로 인해 상방으로 튀어오르게 되고 그에 따라 여과 요소를 교체하거나 기타 다른 유사한 점검 작업을 위하여 여과실(5) 바깥으로 들어 올려질 수 있다. 스프링(14)과 밀폐 기관(15)은 도 1에 따르는 실시예에서와 유사하게 액체를 미리 채우는 액체 주입 채널(11)을 밀폐시킨다.

본 발명의 실시예의 다양한 형태는 위에 설명된 예들에만 국한되지 않으며, 아래에 제시된 청구항들의 범주 내에서 변경될 수 있다는 것은 해당 기술에 숙련된 이에게는 명백한 것이다.

Claims (12)

1. 케이싱(12)에 의해 한정되는 여과실(5) 내에 위치한 하나 이상의 여과 요소(6)를 포함하며,

   상기 여과실(5)은, 액체 유동이 여과될 수 있도록 하기 위한 흡입구 부속장치(4), 여과된 액체 유동을 위한 출구 부속장치(8), 여과 단계들 사이에서 공기 분출에 의해 여과 요소를 청소하기 위한 공기 흡입구 채널(9), 및 분출 직후 그 다음 여과 단계가 개시되기 전에 여과실을 액체로 채우기 위한 별도의 분리된 액체 주입 부속장치를 포함하는 여과 장치에 있어서,

   상기 액체 주입 부속장치는 여과실(5)의 케이싱(12)을 통하여 유도되는 액체 주입 채널(11)에 의해 형성되고, 여과실이 개방될 때에 상기 액체 주입 채널을 밀폐시키기 위하여 상기 액체 주입 채널에는 밸브(13)가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 개방형 덮개(16)가 제공된 정지형 케이싱(12)에 의하여 여과실(5)이 한정되고, 밸브(13)는 스프링(14)을 가지며, 그 스프링(14)은 덮개가 개방될 때에 밸브를 밀폐시키는 작업을 수행할 수 있도록 배치된 것을 특징으로 하는 여과 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 여과실은 압축 스프링(14)에 작용하는 봉(bar)을 구비하고, 상기 압축 스프링(14)은 밸브에 속하며 커버(16)와 밸브(13) 사이에 배치되고, 상기 봉은 덮개가 열릴 때에 제위치에서부터 움직임으로써 스프링이 풀려서 밸브를 잠그게 되는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 봉은, 여과실(5) 내에 있는 하나 또는 그 이상의 여과 요소(6)용의 지지대로서 작용하는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 봉이 여과실(5)의 축을 형성하며, 그 여과실(5)의 주변에는 여과 요소(6)들이 링으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 여과실(5)에는, 미리 액체를 채우는 중에 여과실 내의 공기를 배출하기 위한 공기 통풍구가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 여과실의 상단 끝에 부표(17)가 제공되어 있고, 그 부표는 여과실이 채워짐에 따라 액체에 의해 들어 올려지는 공기 통풍구를 밀폐시킬 수 있도록 배치된 것을 특징으로 하는 여과 장치.
8. 제 6 항에 있어서, 여과실(5)에 튜브형 축(7)이 제공되어 있고, 그 축은 튜브 주위에 배치된 여과 요소(6)에 대한 지지대 및 공기 통풍구로서 작용하는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 여과실(5)의 상단 끝이 공기 컨테이너(18)에 연결되어 있고, 여과실이 액체로 채워지면서 상기 공기 컨테이너(18) 내부로 여과실 내에 존재하는 공기가 압축되는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
10. 제 9 항에 있어서, 공기 컨테이너(18)가 여과실(5)의 중앙으로부터 분리되어 있고 축방향 요소의 일부를 형성하고 있으며, 그 하단 끝이 밸브(13)의 압축 스프링(14)에 작용하여 상기 축방향 요소가 본래의 위치로부터 움직임에 따라 밸브의 밀폐가 수행되는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
11. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 액체 주입 채널(11)이 여과된 액체 유동을 위하여 출구 부속장치(8)의 채널로부터 분기되어, 여과실(5)을 미리 채우는 것이 여과된 액체에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
12. 제 11 항에 있어서, 여과 요소(6)를 갖는 적어도 두 개의 팽행한 여과실(5), 액체 유동을 위하여 공통의 입구 채널과 출구 채널에 각 여과실의 흡입구 및 출구 부속장치(4, 8)를 번갈아 연결시키기 위한 밸브 기관으로 작동하는 스핀들(3), 및 액체 유동을 위하여 출구 부속장치(8)의 채널로부터 각 여과실 안쪽으로 연결부를 형성하는 액체 주입 채널(11)을 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 장치.

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