KR100916408B1 - Valuation apparatus and method for performance of filter - Google Patents
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Abstract
본 발명은 필터 성능 평가 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차의 연료, 브레이크액, 파워스티어링액, 냉각수 및 엔진 오일 등 유체 사용시 필수적으로 적용되는 필터의 오염 물질에 의한 막힘 내구성을 정량적으로 평가할 수 있도록 한 필터 성능 평가 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for evaluating filter performance, and more particularly, to quantitatively measure clogging durability caused by contaminants in a filter which is essential for the use of fluids such as fuel, brake fluid, power steering fluid, cooling water, and engine oil of an automobile. An apparatus and method for evaluating filter performance are described.
이를 위해, 본 발명은 일정한 체적공간을 갖고, 내부에 오염물과 시험용액을 저장하는 시험조; 상기 시험조의 내부에 저장된 오염물 및 시험용액의 혼합액을 흡입하는 펌프; 및 상기 펌프의 흡입구에 부착되어 시험조 내부의 오염물을 여과시켜주는 필터를 포함하여 구성되고, 상기 필터의 여과 후 부착된 오염물의 양을 측정하여 필터의 막힘성을 평가하는 것을 특징으로 하는 필터 성능 평가 장치를 제공한다.To this end, the present invention has a constant volume space, the test tank for storing contaminants and test solutions therein; A pump for sucking a mixed solution of contaminants and test solutions stored in the test tank; And a filter attached to the inlet of the pump to filter the contaminants in the test tank, and the filter performance characterized by measuring the amount of contaminants attached after filtration of the filter to evaluate the clogging of the filter. Provide an evaluation device.
필터, 펌프, 막힘성, 오염물, 시험조, 회수조 Filter, pump, clogging, contaminant, test tank, recovery tank
Description
본 발명은 필터 성능 평가 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차의 연료, 브레이크액, 파워스티어링액, 냉각수 및 엔진 오일 등 유체 사용시 필수적으로 적용되는 필터의 오염 물질에 의한 막힘 내구성을 정량적으로 평가할 수 있도록 한 필터 성능 평가 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for evaluating filter performance, and more particularly, to quantitatively measure clogging durability caused by contaminants in a filter which is essential for the use of fluids such as fuel, brake fluid, power steering fluid, cooling water, and engine oil of an automobile. An apparatus and method for evaluating filter performance are described.
자동차에는 연료탱크에 수용되는 에너지원인 연료와 윤활과 기밀, 방청 등의 작용을 제공하는 엔진 오일 및 변속기 오일, 브레이크의 작동을 위한 브레이크 오일, 엔진 냉각 및 최적의 온도 유지를 위한 냉각수, 윈드쉴드 와이퍼의 세척을 위한 와셔액 등 다양한 액체가 각각의 용기에 수용된다.Vehicles include fuel and fuel oils contained in fuel tanks, engine oils and transmission oils that provide lubrication, airtightness and rust protection, brake oils for brake operation, coolant for engine cooling and optimum temperature, windshield wipers Various liquids, such as washers for washing, are contained in each container.
상기와 같은 유체를 사용하기 위해서는 유체 내의 오염물을 걸러주는 필터가 필수적으로 적용되고 있다.In order to use such a fluid, a filter for filtering contaminants in the fluid is essential.
그러나, 종래에는 자동차에 사용되는 각종 필터류의 막힘 재현방법 및 필터 구조에 따른 오염물의 막힘에 대한 내구성을 정량적으로 비교·평가하는 방법이 필요한 실정이다.However, conventionally, there is a need for a method of reproducing clogging of various filters used in automobiles and a method of quantitatively comparing and evaluating durability against clogging of contaminants according to filter structures.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 펌프를 이용하여 필터를 통해 오염물이 혼합된 용액을 흡입하여 필터에 붙은 오염물의 양을 측정함으로써, 필터의 오염물에 의한 막힘 내구성을 평가할 수 있고, 회수조로 유입된 오염물의 양을 측정함으로써, 필터의 여과율을 측정하여 필터의 성능을 정량적으로 평가할 수 있도록 한 필터 성능 평가 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above, by using a pump to measure the amount of contaminants attached to the filter by sucking the solution mixed with contaminants through the filter, it is possible to evaluate the clogging durability by the contaminants of the filter It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for evaluating filter performance by measuring the filtration rate of a filter by measuring the amount of contaminants introduced into a recovery tank to quantitatively evaluate the performance of the filter.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 필터 성능 평가 장치에 있어서,The present invention for achieving the above object in the filter performance evaluation apparatus,
일정한 체적공간을 갖고, 내부에 오염물과 시험용액을 저장하는 시험조; 상기 시험조의 내부에 저장된 오염물 및 시험용액의 혼합액을 흡입하는 펌프; 및 상기 펌프의 흡입구에 부착되어 시험조 내부의 오염물을 여과시켜주는 필터를 포함하여 구성되고, 상기 필터의 여과 후 부착된 오염물의 양을 측정하여 필터의 막힘성을 평가하는 것을 특징으로 한다.A test tank having a constant volume space and storing contaminants and test solutions therein; A pump for sucking a mixed solution of contaminants and test solutions stored in the test tank; And a filter attached to the suction port of the pump to filter the contaminants in the test tank, and measuring the amount of the contaminants attached after the filtration of the filter to evaluate the clogging of the filter.
바람직한 구현예로서, 상기 시험조와 별도로 설치되고, 상기 펌프를 통해 흡입한 시험조의 여과액이 압송되는 회수조와, 상기 여과액이 흐름가능하도록 펌프의 배출구와 회수조를 연결하는 연결호스를 포함하는 것을 특징으로 한다.As a preferred embodiment, it is provided separately from the test tank, and includes a recovery tank for transporting the filtrate of the test tank sucked through the pump, and a connection hose connecting the outlet and the recovery tank of the pump so that the filtrate can flow It features.
더욱 바람직한 구현예로서, 상기 시험조 내부에서 오염물 및 시험용액을 혼합하여 펌프로 흡입할 수 있도록 혼압액을 교반시켜주는 교반장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In a more preferred embodiment, it characterized in that it comprises a stirring device for mixing the contaminant and the test solution inside the test tank to agitate the mixed pressure solution to be sucked into the pump.
또한, 상기 교반장치는 시험조 내부 바닥면에 회전가능하게 설치되고, 외표면이 플라스틱 재질로 코팅된 자석으로 된 마그네틱 바; 상기 시험조의 하부면에 접촉가능하게 설치되고, 내부에 장착된 자석이 회전함에 따라 상기 마그네틱 바를 회전시켜주는 스터러 플레이트; 및 상기 스터러 플레이트의 자석에 자기력을 공급하여 회전시켜주는 자기회전력 공급장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the stirring device is rotatably installed on the inner bottom surface of the test tank, the outer surface of the magnetic bar made of a magnet coated with a plastic material; A stirrer plate installed to be in contact with the lower surface of the test tank and rotating the magnetic bar as the magnet mounted therein rotates; And a magneto-electric power supply device that rotates by supplying a magnetic force to the magnet of the stirrer plate.
본 발명의 다른 측면은 필터 성능 평가 방법에 있어서,Another aspect of the present invention is a filter performance evaluation method,
오염물 및 시험용액을 준비하는 단계; 상기 오염물과 시험용액을 시험조에 넣는 단계; 상기 시험조의 오염물 및 시험용액을 교반장치를 이용하여 저어서 혼합하는 단계; 펌프를 이용하여 오염물과 시험용액이 혼합된 혼합액을 흡입하는 단계; 상기 펌프에 부착된 필터를 통해 오염물을 여과시키는 단계; 및 상기 펌프를 통해 배출된 여과액을 다시 시험조로 회수하는 단계를 포함하여 이루어지며, 서로 다른 구조의 필터를 이용하여 필터에 부착된 오염물의 양을 측정하여 상기 필터의 막힘성을 비교 및 평가하는 것을 특징으로 한다.Preparing contaminants and test solutions; Putting the contaminant and the test solution into a test bath; Stirring and mixing the contaminants and test solution of the test tank by using a stirring device; Sucking a mixed solution of contaminants and test solutions by using a pump; Filtering contaminants through a filter attached to the pump; And recovering the filtrate discharged through the pump to a test tank, and comparing and evaluating the clogging properties of the filter by measuring the amount of contaminants attached to the filter using a filter having a different structure. It is characterized by.
바람직한 구현예로서, 상기 펌프에 부착된 필터를 통해 오염물을 여과시킨 후, 다시 시험조로 회수하지 않고 연결호스를 통해 별도로 설치된 회수조에 압송하는 단계를 포함하고, 상기 회수조의 여과액의 무게를 측정하여 펌프 및 필터의 성능을 평가하는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, after the contaminant is filtered through a filter attached to the pump, and the step of transporting to the recovery tank separately installed through the connection hose without recovering to the test tank, by measuring the weight of the filtrate of the recovery tank It is characterized by evaluating the performance of the pump and filter.
더욱 바람직한 구현예로서, 상기 회수조의 여과액에 포함된 오염물의 양을 측정하여 필터의 성능을 평가하는 것을 특징으로 한다.In a more preferred embodiment, the performance of the filter is characterized by measuring the amount of contaminants contained in the filtrate of the recovery tank.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 필터 성능 평가 장치 및 방법에 의하면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.As seen above, according to the filter performance evaluation apparatus and method which concern on this invention, the following effects can be acquired.
1. 종래에는 필터의 막힘 재현 방법 및 필터 구조에 따른 오염물 막힘 내구성 비교 평가 방법이 없었으나, 본 발명에서는 인위적으로 오염물을 제작 및 투입하여 필터의 구조에 따른 막힘성을 상대적으로 평가할 수 있다.1. Conventionally, there is no comparative method for evaluating clogging of contaminants according to the filter clogging reproduction method and filter structure. However, in the present invention, clogging according to the structure of the filter may be relatively evaluated by artificially preparing and adding contaminants.
2. 회수조로 유입된 여과액에서 오염물의 양 및 여과액 양을 측정함으로써, 펌프 및 필터의 여과성능을 평가할 수 있다.2. The filtration performance of pumps and filters can be evaluated by measuring the amount of contaminants and the amount of filtrate in the filtrate flowing into the recovery tank.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부한 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 필터 성능 평가 장치를 나타내는 구성도이다.1 is a block diagram showing an apparatus for evaluating filter performance according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 필터의 오염물에 의한 막힘 내구성을 정량적으로 판단할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.The present invention has a main point in that it is possible to quantitatively determine clogging durability due to contaminants in the filter.
본 발명의 일실시예에 따른 시험장치는 오염물(10)과 시험용액(11)을 담을 수 있는 시험조(12)와, 오염물(10)이 혼합된 시험용액(11)을 흡입하는 펌프(13) 및 펌프(13)의 흡입구(14)에 부착되는 필터(15)를 포함한다.The test apparatus according to the embodiment of the present invention includes a
상기 시험조(12)는 일정한 체적의 저장공간을 갖고 있어 오염물(10) 및 시험 용액(11)을 저장하게 되고, 상기 펌프(13)는 예를 들어 모터에 의해 임펠러가 작동하여 시험조(12)에 저장된 오염물(10) 및 시험용액(11)의 혼합액을 흡입할 수 있다. 이때, 펌프(13)는 유체를 흡입하여 다른 장소로 이동시키거나 원래 위치로 리턴시킬 수 있는 것이면 당업자에게 알려진 어떠한 종류에도 구애받지 않고 사용될 수 있다.The
상기 필터(15)는 다양한 종류가 있으나, 본 발명에서는 2가지 종류의 필터(15)를 예시한다. 또한, 상기 필터(15)는 펌프(13)의 흡입구(14)에 연결될 수 있도록 필터연결구(16)가 설치되어 있다.There are various types of the
상기 시험조(12)에 저장된 오염물(10)과 시험용액(11)을 펌프(13)를 통해 잘 흡입할 수 있도록 하기 위해서는 오염물(10)이 시험용액(11)에 고르게 혼합되어야 할 필요가 있다.In order to be able to suck the contaminant 10 and the
본 발명의 일실시예에서는 오염물(10)과 시험용액(11)이 잘 섞일 수 있도록 교반장치를 제공한다. In one embodiment of the present invention provides a stirring device so that the
상기 교반장치는 시험조(12)의 내부 바닥면에 외표면을 플라스틱 재질로 코팅한 자석 즉 마그네틱 바(17)를 넣고, 시험조(12) 내부의 혼합액을 저어줄 수 있도록 마그네틱 바(17)를 회전시켜주기 위해 시험조(12)의 바닥면이 상면에 접촉가능하게 배치되는 스터러 플레이트(18)(Stirrer Plate)를 포함한다.The stirring device is a
상기 스터러 플레이트(18)는 내부에 자석이 설치되어, 이 자석이 회전하면서 마그네틱 바(17)가 회전하게 되어 소용돌이를 만들면서 교반되게 된다.The
상기 펌프(13)의 배출구에는 연결호스(19)가 설치되고, 시험조(12)와 일정한 간격으로 회수조(20)가 배치되고, 회수조(20)로 유입되는 유체는 필터(15)를 통해 오염물(10)이 걸러진 후 연결호스(19)를 통해 깨끗한 여과액이 유입되게 된다.A
단, 필터(15)에 의해 오염물(10)이 완벽하게 걸러지는 경우에 따라 회수조(20)를 사용하지 않고 시험조(12)로 여과액을 다시 보낼 수도 있다. 그리고 이경우에는 마그네틱 바(17)를 이용한 교반을 하지 않아도 리턴되는 여과액에 의해 오염물(10)과 시험용액(11)을 섞어주는 역할을 하게 된다.However, if the
상기 오염물(10)은 자동차에 사용되는 연료, 브레이크 오일, 변속기 오일, 엔진 오일 및 냉각수 등 다양한 유체에 포함될 수 있다면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있다.The contaminant 10 may be used without particular limitation as long as it may be included in various fluids such as fuel, brake oil, transmission oil, engine oil, and cooling water used in automobiles.
시험 및 평가Exam and evaluation
본 발명의 시험장치에서는 도장 강판을 리무버 희석액으로 벗겨내어 물로 세척후 건조시킨 오염물(10)을 제작하여 준비한다.In the test apparatus of the present invention, the coated steel sheet is peeled off with a remover diluent, washed with water, and prepared by preparing a contaminant 10 dried.
그리고, 상기 시험조(12)에 오염물(10) 10g(A)과 시험용액(11) 5L(X)를 혼합하여 준비한다. 그 다음 도 1에 도시한 바와 같이 시험조(12)에 펌프(13) 및 필터(15)를 담그고, 연결호스(19)를 통해 펌프(13)와 회수조(20)를 연결한 후, 10분(T) 동안 펌프(13)를 작동시켜 필터(15)를 통해 혼합액을 흡입하여 회수조(20)에 공급한다.In addition, 10 g (A) of
상기 10분(T) 동안 시험을 실시한 후, 펌프(13) 작동을 멈추고 조심스럽게 필터(15)를 시험조(12)에서 빼낸다. 이때, 평가하고자 하는 시스템, 유체 및 필드 조건에 따라 오염물의 양(A), 시험용액(X) 및 시간(T)을 변경할 수 있다.After the test for 10 minutes (T), the
상기 시험 후 회수조(20)의 용액의 무게(Y), 회수조(20)의 오염물의 양(B), 시험조의 오염물의 양(C)을 측정한다.After the test, the weight (Y) of the solution of the
평가방법으로는 첫째로, 회수조(20) 용액의 무게로 펌프(13) 및 필터(15)의 성능을 평가할 수 있다. 둘째로, 회수조(20)의 오염물의 양(B)에 의한 필터(15)의 성능을 평가할 수 있다. 이때, 오염물(10)의 양이 많을 수록 필터(15) 성능이 떨어지게 됨을 알 수 있다. As an evaluation method, first, the performance of the
세째로, 필터(15)에 붙은 오염물의 양(D)에 의한 필터(15)의 막힘 내구성을 평가할 수 있다. 상기 필터(15)를 장기간 사용시 필터(15)의 막힘 문제 가능성을 정량적으로 측정할 수 있다. 상기 필터(15)에 붙은 오염물의 양(D)은 다음 식과 같다.Third, the clogging durability of the
실시예Example
두가지 종류의 필터 구조 차이에 의한 필터 막힘 내구성을 비교 및 평가하기 위하여 본 발명의 시험장치에서는 서로 다른 두개의 필터(21,22) 구조를 적용하여 평가한다.In order to compare and evaluate the filter clogging durability by the two types of filter structure difference, the test apparatus of the present invention is evaluated by applying two different filter structures (21, 22).
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 시험예에서 사용되는 제1필터(21)의 외부 및 내부사진을 나타내고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 시험예에서 사용되는 제2필터(22)의 외측면 및 내측면을 나타내는 도면이다.2A and 2B show external and internal pictures of the
상기 제1필터(21)는 길고 큰 사이즈의 플라스틱 필터(내부 지지대 적용)로서, 필터 역할을 하는 플라스틱 외부 필터부(23)와 내부 지지대 역할을 하는 플라스틱 지지대(24)로 구성되어있다. 즉, 플라스틱 지지대(24)가 외부필터부(23)에 삽입되어 있다.The
상기 제2필터(22)는 스테인레스 철망(25)으로 이루어진 작은 사이즈의 필터로서, 필터가 자체적으로 강성을 가지므로 내부에 지지대 구조가 필요없다.The
상기 제1필터(21)와 제2필터(22)의 막힘 비교만을 평가하므로, 회수조(20)를 설치하지 않고, 펌프(13)로 유입된 여과액을 다시 시험조로 유입시켰다.Since only the clogging comparison of the
또한, 도 4에 도시한 바와 같이 펌프(13)를 12V 교류 전원에 연결하여 작동시키며, 필터 연결부로 유체를 흡입하여 펌프배출구로 내보내게 된다.In addition, as shown in FIG. 4, the
이와 같이 시험한 결과를 나타내면 다음 표 1과 같다.The test results are shown in Table 1 below.
표 1에 나타낸 바와 같이, 제1필터(21)가 제2필터(22)보다 필터의 막힘 가능성이 더 작음을 알 수 있다.As shown in Table 1, it can be seen that the
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.While the invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments thereof, the invention is not limited to these embodiments, and has been claimed by those of ordinary skill in the art to which the invention pertains. It includes all the various forms of embodiments that can be carried out without departing from the spirit.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 필터 성능 평가 장치를 나타내는 구성도이다.1 is a block diagram showing an apparatus for evaluating filter performance according to an embodiment of the present invention.
도 2a는 본 발명의 시험예에서 사용되는 제1필터의 외부를 나타내는 사진이다.Figure 2a is a photograph showing the outside of the first filter used in the test example of the present invention.
도 2b는 도 2a에서 제1필터의 플라스틱 지지대를 나타내는 내부 사진이다.FIG. 2B is an internal photograph illustrating a plastic support of the first filter in FIG. 2A.
도 3a은 본 발명의 시험예에서 사용되는 제2필터의 저면을 나타내는 사진이다.3A is a photograph showing the bottom of the second filter used in the test example of the present invention.
도 3b는 도 3a에서 제2필터의 상면을 나타내는 사진이다.FIG. 3B is a photograph showing an upper surface of the second filter in FIG. 3A.
도 4는 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 오염물 11 : 시험용액10: contaminant 11: test solution
12 : 시험조 13 : 펌프12: test tank 13: pump
14 : 흡입구 15 : 필터14
16 : 필터연결구 17 : 마그네틱 바16: filter connector 17: magnetic bar
18 : 스터러 플레이트 19 : 연결호스18: stirrer plate 19: connection hose
20 : 회수조 21 : 제1필터20: recovery tank 21: first filter
22 : 제2필터 23 : 플라스틱 외부 필터부22: second filter 23: plastic outer filter
24 : 플라스틱 지지대 25 : 철망24: plastic support 25: wire mesh
26 : 전원26: power
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