KR100934717B1 - 소형 엔진의 사이클론형 흡기장치 - Google Patents

소형 엔진의 사이클론형 흡기장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엔진으로 유입되는 공기에 포함된 이물질의 필터링 효과를 극대화하고, 필터 및 엔진의 수명을 연장할 수 있는 소형 엔진의 사이클론형 흡기장치에 관한 것으로, 외주면에 흡기구가 형성되고 상면 및 하면에 배기구 및 먼지 배출구가 각각 형성되는 원통형 하우징과, 상기 배출구에 탈착 가능하게 결합되는 덮개와, 상기 하우징의 내부에 마련되고 배기구에 탈착 가능하게 결합되는 필터를 포함하여 구성되고, 상기 필터는 상단이 상기 배기구에 연결되고 하단은 밀폐된 금속망과, 상기 금속망 둘레에 방사형으로 절곡되는 여과지로 구성된다.
따라서 원통형 하우징의 외주면에 흡기구가 형성되어 그를 통해 유입되는 공기가 하우징의 벽면을 따라 선회하도록 함으로써 공기에 포함된 먼지의 필터링 효과가 우수하며, 그에 따라 필터 및 엔진의 수명을 연장할 수 있다.
엔진, 흡기, 필터, 사이클론, 선회

Description

소형 엔진의 사이클론형 흡기장치{CYCLONE TYPE INTAKE APPARATUS FOR SMALL ENGINE}
본 발명은 소형 엔진의 사이클론형 흡기장치에 관한 것으로, 구체적으로는 엔진으로 유입되는 공기에 포함된 이물질의 필터링 효과를 극대화하고, 필터 및 엔진의 수명을 연장할 수 있는 소형 엔진의 사이클론형 흡기장치에 관한 것이다.
일반적으로 엔진은 연료와 공기의 혼합가스를 실린더의 연소실에서 연소시켜 동력을 발생하는 장치로 외부로부터 공기를 흡입하기 위한 흡기장치를 포함하여 구성된다. 또한, 엔진에 포함된 흡기장치는 흡입되는 공기 중에 포함된 먼지 등의 이물질을 여과함과 동시에 공기 흡입시 발생되는 소음을 감소시키기 위하여 에어클리너를 포함하여 구성된다.
대기 중에는 먼지, 산화규소, 산화알루미늄, 산화철, 카본 등의 불순 부유물을 포함되어 있으며, 이와 같은 이물질이 엔진으로 유입될 경우 실린더와 피스톤을 마모시키는 것은 물론 윤활유에 혼입되어 엔진의 각 윤활부분의 마모를 촉진하게 되므로, 에어클리너가 장착되지 않은 엔진은 정상의 엔진에 비해 수명이 크게 단축된다.
따라서 효율성 있는 에어 클리너에 의해 깨끗한 공기를 엔진에 공급하는 것은 엔진의 수명 연장, 출력 증대 및 연비 증가에 매우 중요하며, 이에 에어 클리너는 흡기 저항에 의한 엔진의 출력 저하와 소음 발생을 감안하여 최대의 여과 효율을 달성할 수 있는 방향으로 개발되고 있다.
도 4와 도 5는 일반적인 형태의 흡기장치와 그 내부에 마련되는 필터를 도시하는 사시도이다.
도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 일반적인 흡기장치(1)는 일측에 흡기구(12)가 형성되는 하부 케이스(10)와, 상기 하부 케이스(10)에 탈착 가능하게 결합되고 일측에 배기구(22)가 형성되는 상부 케이스(20)와, 상기 한 쌍의 케이스(10, 20) 내부에 마련되어 상기 흡기구(12)를 통해 유입된 공기 중의 이물질을 여과하는 필터(30)로 구성된다. 이때, 상기 필터(30)는 부직포 또는 종이재질의 여과지를 지그재그 형태로 접어 여과 표면적을 증가시켰다.
하지만 상기와 같은 형태의 흡기장치(1)는 일반적인 차량의 엔진으론 적합하나 먼지 등의 이물질이 많은 열악한 환경에서 사용되는 발전기 및 농기계의 소형 엔진으론 적합하지 못하다. 즉, 먼지 등의 이물질이 많은 열악한 환경에서는 필터(30)에 먼지가 과다하게 포집되어 공기의 유동저항이 커지고 이에 따라 여과효율이 저하되는 문제가 발생하게 된다. 또한, 엔진의 흡기압력이 증가하고 미세한 먼지가 필터(30)를 통과하여 실린더 내로 유입되어 실린더 벽, 피스톤 링, 피스톤, 밸브 등의 마멸을 초래하고 엔진오일과 함께 유입되어 윤활부의 마멸을 촉진시키는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서 먼지 등의 이물질이 많은 열악한 환경에서도 엔진으로 유입되는 공기에 포함된 이물질의 필터링 효과를 극대화하고, 필터 및 엔진의 수명을 연장할 수 있는 소형 엔진의 사이클론형 흡기장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 소형 엔진의 사이클론형 흡기장치는, 외주면에 흡기구가 형성되고 상면 및 하면에 배기구 및 먼지 배출구가 각각 형성되는 원통형 하우징과, 상기 배출구에 탈착 가능하게 결합되는 덮개와, 상기 하우징의 내부에 마련되고 배기구에 탈착 가능하게 결합되는 필터를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 필터는 상단이 상기 배기구에 연결되고 하단은 밀폐된 금속망과, 상기 금속망 둘레에 방사형으로 절곡되는 여과지로 구성되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 필터는 하우징의 중심에서 소정 거리 편심된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 소형 엔진의 사이클론형 흡기장치는 원통형 하우징의 외주면에 흡기구가 형성되어 그를 통해 유입되는 공기가 하우징의 벽면을 따라 선회하도록 함으로써 공기에 포함된 먼지의 필터링 효과가 우수하며, 그에 따라 필터 및 엔진의 수명을 연장할 수 있다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 소형 엔진의 사이클론형 흡기장치를 도시하는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 소형 엔진의 사이클론형 흡기장치를 도시하는 분해사시도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 소형 엔진의 사이클론형 흡기장치(100)는 크게 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 내부에 마련되는 필터(130)로 구성된다.
상기 하우징(110)은 소정의 직경과 높이를 갖는 원통형상으로 형성되고, 그 외주면에는 외부로부터 공기를 유입하기 위한 흡기구(112)가 형성되며, 상면에는 여과된 공기를 엔진으로 이송하기 위한 배기구(114)가 형성된다. 또한, 상기 하우징(110)의 하면에는 공기 여과시 발생된 이물질을 외부로 배출하기 위한 배출구(116)가 형성되고, 상기 배출구(116)에는 사용자의 필요에 따라 그(116)를 개폐하기 위한 덮개(120)가 탈착 가능하게 결합된다.
상기 필터(130)는, 상단은 개방되고 하단(136)은 밀폐되며 개방된 상단을 통해 상기 배기구(114)에 탈착 가능하게 결합되는 원통형상의 금속망(132)과, 상기 금속망(132)의 둘레에 방사형으로 절곡되는 여과지(134)로 구성된다.
상술한 하우징(110)과 필터(130)의 각 부분을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선, 상기 하우징(110)은 원통형상으로 형성되고, 상기 흡기구(112)는 하우 징(110)의 외주면에서 접선방향으로 돌출된다. 따라서 상기 흡기구(112)를 통해 유입되는 공기는 도 3에 도시된 바와 같이 하우징(110)의 내부에서 선회(사이클론 효과)하게 되고, 이러한 선회과정에서 중량의 이물질은 배출구(116) 측으로 낙하하여 포집된다.
특히, 본 발명은 도면에 도시하지는 않았지만, 필터(130)의 중심을 하우징(110)의 중심으로부터 소정 거리 편심시키거나 상기 하우징(110)의 내벽에 리브 형태의 편심 가이드를 형성함으로써 하우징(110)의 내벽과 필터(130) 사이의 간격을 원주방향에서 서로 다르게 구성하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 본원발명은 하우징(110)의 내부에서 흡입공기의 선회속도를 서로 다르게 할 수 있고, 이로 인해 그 사이클론 효과를 더욱 증대시켜 이물질의 포집효율(필터링 효과)을 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 하우징(110)의 내벽과 필터(130) 사이의 간격이 원주방향을 따라 서로 다르게 구성됨에 따라 흡입공기는 하우징(110)의 내벽과 필터(130) 사이의 간격이 넓은 부분에서 그 선회속도가 상대적으로 저하되며, 이에 공기 중에 포함된 이물질이 배출구(116)측으로 보다 쉽게 포집될 수 있다.
상기 하우징(110)의 하면은 포집된 이물질을 외부로 용이하게 배출할 수 있도록 하부로 갈수록 직경이 작아지는 깔때기형상으로 형성되고 그 최하단에는 배출구(116)가 형성된다. 또한, 상기 배출구(116)에는 상술한 바와 같이 덮개(120)가 탈착 가능하게 결합되어, 이물질이 일정량 이상 포집되었을 경우 그(120)를 열어 포집된 이물질을 제거할 수 있다. 따라서 필터링 효과를 향상시키고 필터(130) 및 엔진의 수명을 연장할 수 있다.
한편, 상기 필터(130)의 금속망(132)은 둘레에 마련된 여과지(134)를 통해 여과된 공기가 유입되도록 망 형태로 형성되어지되, 그 하단(136)은 밀폐된 형상으로 형성되어 공기가 유입되지 아니하도록 하였다. 또한, 상기 여과지(134)는 금속망(132)의 둘레에 방사형으로 절곡되고 상하로 길게 연장되는 바, 필터(130)를 중심으로 선회하는 공기와의 접촉면적을 증대시켜 필터링 효과를 향상시켰다.
도 3은 본 발명에 의한 소형 엔진의 사이클론형 흡기장치를 도시하는 단면도로, 도 3을 참조하여 본 발명에 의한 소형 엔진의 사이클론형 흡기장치를 이용한 여과과정을 살펴보면 다음과 같다.
흡기구(도 1의 112)를 통해 유입된 공기(이물질이 포함된 공기)는 내벽을 따라 이송되며 선회하고, 이 선회과정에서 중량의 이물질은 배출구(116) 측으로 낙하하여 1차로 필터링된다. 그리고 1차로 필터링된 공기는 하우징(110)의 내부에서 선회하며 금속망(132)의 둘레에 마련된 여과지(134)와 접촉하게 되는데, 이 과정에서 미세한 이물질은 여과지(134)에 걸리고 깨끗한 공기만 배기구(114)를 통해 엔진으로 이송된다.
이때, 상술한 바와 같이 상기 필터(130)의 중심을 하우징(110)의 중심으로부터 소정 거리 편심시키거나 하우징(110)의 내벽에 리브 형태의 편심 가이드를 형성함으로써, 사이클론 효과를 증대시켜 필터링 효과를 향상시킬 수 있다. 또한, 이물질이 일정량 이상 포집되었을 경우 덮개(120)를 열어 포집된 이물질을 제거할 수 있으므로 필터링 효과를 극대화하고 필터(130) 및 엔진의 수명을 연장할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 엔진의 사이클론형 흡기장치의 구성 및 여과과정을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 소형 엔진의 사이클론형 흡기장치를 도시하는 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 소형 엔진의 사이클론형 흡기장치를 도시하는 분해사시도.
도 3은 본 발명에 의한 소형 엔진의 사이클론형 흡기장치를 도시하는 단면도.
도 4와 도 5는 일반적인 형태의 흡기장치와 그 내부에 마련되는 필터를 도시하는 사시도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100: 소형 엔진의 사이클론형 흡기장치
110: 하우징 112: 흡기구
114: 배기구 116: 배출구
120: 덮개 130: 필터
132: 금속망 134: 여과지

Claims (4)

  1. 외주면에 흡기구가 형성되고 상면과 하면에 배기구와 먼지 배출구가 각각 형성되는 원통형 하우징;
    상기 배출구에 탈착 가능하게 결합되는 덮개; 및
    상기 하우징의 내부에 마련되고 배기구에 탈착 가능하게 결합되는 필터를 포함하고,
    상기 필터의 중심은 하우징의 중심에서 소정 거리로 편심되거나 상기 하우징의 내벽에 리브 형태의 편심가이드가 형성되는 것을 특징으로 하는 소형 엔진의 사이클론형 흡기장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터는, 상단이 상기 배기구에 연결되고 하단은 밀폐된 금속망과, 상기 금속망 둘레에 방사형으로 절곡되는 여과지로 구성되는 것을 특징으로 하는 소형 엔진의 사이클론형 흡기장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징의 하면은 하부로 갈수록 직경이 작아지는 원뿔형상인 것을 특징으로 하는 소형 엔진의 사이클론형 흡기장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR200240857Y1 (ko) * 2001-04-24 2001-10-12 김진환 싸이클론 원리를 이용한 내연기관 흡기,배기공기 여과장치

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