KR101091013B1 - 멀티 사이클론 타입의 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션 - Google Patents

Abstract

본 발명은 측면에 블로바이 가스 유입구와 블로바이 가스 배출구가 형성된 원통형태의 하우징, 하우징의 하부에 씌워지되 측면에는 오일 젯 입구가 형성되는 한편 하측에는 오일 배출구가 형성된 하부 캡, 하우징의 상부에 설치되는 상부 캡, 하우징의 내부 중앙에 설치되는 크랭크케이스 및 크랭크케이스의 내부 상측에 설치되는 한편 스프링에 의해 탄력 지지되는 다이아프램을 포함하여 구성되는 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션에 있어서, 하우징의 내부에는 엔진 측에서 유입되는 오일 젯의 압력 증가의 정도에 따라 회전동작이 되는 내부 분리기가 설치되되 상기 내부 분리기는, 하부 캡의 중앙에 형성된 축수부를 중심으로 회전 동작 가능하게 하부 캡의 내부에 설치되되 일정 각도 간격을 두고 상하가 관통된 다수의 메인 통로가 형성되는 한편 메인 통로의 외곽 측에 상기 메인 통로에 비하여 작은 크기의 서브 통로가 관통 형성된 원판; 오일 젯 입구에서 유입되는 오일 젯의 압력을 받아 원판이 회전되도록 형성되되 원판의 하부에 일정 각도 간격의 방사상으로 돌출 형성된 핀; 및 원판에 형성된 메인 통로의 상측으로 일정 높이 원통 형태로 상향 돌출 형성되되 블로바이 가스 유입구에 대응하는 상단 구간의 일부가 절개되는 한편 절개된 절개편은 일정 방향으로 외향 경사지게 돌출 형성된 다수의 내통; 을 포함하여 구성이 이루어진다.

CCV, 블로바이 가스, 오일 분리, 회전, 하우징

Description

멀티 사이클론 타입의 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션{Closed Crankcase Ventilation}

본 발명은 멀티 사이클론 타입의 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하우징의 내부에 엔진 측에서 유입되는 오일 젯의 압력 증가의 정도에 대비하여 내부 분리기가 회전 동작이 되도록 함으로써 오일 여과 성능이 향상될 뿐만 아니라 엔진의 내구력이 향상될 수 있도록 하는 멀티 사이클론 타입의 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션에 관한 것이다.

일반적인 디젤엔진에 탑재되는 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션(CCV, Closed Crankcase Ventilation)은 크랭크케이스 내의 압력을 조절하고 블로바이 가스의 오일을 여과하는 기능을 하는 것으로, 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션에서의 오일 여과가 충분히 이루어지지 못하면 터보 차저의 흡기 측으로 오일이 과다하게 유입되면서 터보차저의 오작동이 발생하게 되거나 인매니폴드에 과다한 카본이 퇴적되는 등의 문제가 발생하게 된다.

도 1 은 종래의 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 종래의 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션(10)은 한쪽 측면에 블로바이 가스 유입구(12) 및 가스 배출구(13)가 마련되며 하단에 오일 배출구(14)가 마련되는 한편 하부에는 역원추형 분리부(11a)가 형성된 하우징(11), 하우징(11)의 상부에 설치되는 덮개(15), 하우징(11)의 내부 중앙에 설치되는 크랭크케이스(16) 및 크랭크케이스(16)의 내부 상측에 설치되는 한편 스프링(18)에 의해 탄력 지지되는 다이아프램(17)을 포함하여 구성이 이루어진다.

종래의 디젤엔진용 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션(10)에 있어서는 하우징(11)의 분리부(11a)에 접선방향으로 속도를 가지고 유입되는 블로바이 가스가 벽면과 만나면서 마찰에 의한 오일이 분리되고, 분리된 오일이 분리부(11a)의 벽을 따라서 오일 배출구(14)로 유도되는 동시에 크랭크케이스(16) 및 압력조절기능의 다이아프램(17)을 통과한 가스가 가스 배출구(13)를 통해서 터보차저의 흡기 측으로 유도된다.

한편, 평판 위에서 일정거리를 흐른 유체는 도 2 에 도시된 바와 같은 속도분포를 갖게 되므로 효과적인 오일 분리를 위해서는 충분한 거리와 충분한 속도가 확보되어야 한다. 그런데 디젤엔진의 레이아웃 상 거리를 충분히 길게 하기가 어렵게 되므로서 효과적인 오일 분리를 위해서는 충분한 속도를 확보해주어야 한다.

그런데 도 1 에 도시된 종래의 디젤엔진용 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션의 경우 압력조절과 연관되어 블로바이 가스 유입구의 안지름을 마음대로 조정할 수 없게 됨으로써 블로바이 가스의 속도확보에 어려움이 있게 되고, 그에 따라 오일 분리 성능이 떨어지게 되는 문제가 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해서 창안이 된 것으로서, 하우징의 내부에 엔진 측에서 유입되는 오일 젯의 압력 증가의 정도에 대비하여 내부 분리기가 회전 동작이 되도록 함으로써 오일 여과 성능이 향상될 뿐만 아니라 엔진의 내구력이 향상될 수 있도록 하는 멀티 사이클론 타입의 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션을 제공하는 데 목적이 있다.

전술한 바와 같은 목적의 달성을 위해 구성되는 본 발명은 다음과 같다.

본 발명은 측면에 블로바이 가스 유입구와 블로바이 가스 배출구가 형성된 원통형태의 하우징, 하우징의 하부에 씌워지되 측면에는 오일 젯 입구가 형성되는 한편 하측에는 오일 배출구가 형성된 하부 캡, 하우징의 상부에 설치되는 상부 캡, 하우징의 내부 중앙에 설치되는 크랭크케이스 및 크랭크케이스의 내부 상측에 설치되는 한편 스프링에 의해 탄력 지지되는 다이아프램을 포함하여 구성되는 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션에 있어서, 하우징의 내부에는 엔진 측에서 유입되는 오일 젯의 압력 증가의 정도에 따라 회전동작이 되는 내부 분리기가 설치되되 상기 내부 분리기는, 하부 캡의 중앙에 형성된 축수부를 중심으로 회전 동작 가능하게 하부 캡의 내부에 설치되되 일정 각도 간격을 두고 상하가 관통된 다수의 메인 통로가 형성되는 한편 메인 통로의 외곽 측에 상기 메인 통로에 비하여 작은 크기의 서브 통로가 관통 형성된 원판; 오일 젯 입구에서 유입되는 오일 젯의 압력을 받아 원판이 회전되도록 형성되되 원판의 하부에 일정 각도 간격의 방사상으로 돌출 형성된 핀; 및 원판에 형성된 메인 통로의 상측으로 일정 높이 원통 형태로 상향 돌출 형성되되 블로바이 가스 유입구에 대응하는 상단 구간의 일부가 절개되는 한편 절개된 절개편은 일정 방향으로 외향 경사지게 돌출 형성된 복수의 내통; 을 포함하여 구성이 이루어진다.

본 발명에 따른 멀티 사이클론 타입의 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션에서 원판의 하면 중심 부분에는 하부 캡에 형성된 축수부에 끼워지는 원뿔 형태의 축돌기가 돌출 형성된 구조로 이루어진다.

본 발명에 따른 멀티 사이클론 타입의 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션에서 핀의 경사진 각도와 절개편의 경사진 각도는 상호 반대방향으로 형성된다.

본 발명에 따른 멀티 사이클론 타입의 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션에 의하면 엔진의 RPM에 따라서 오일 젯의 압력이 변화하는 정도에 상응하여 내부 분리기가 회전동작이 되면서 더욱 효과적으로 오일의 분리가 이루어지는 장점이 있다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 사이클론 타입의 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션의 구성 및 작동 등에 대해서 첨부된 도면을 참조하면서 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션의 단면 구성도, 도 4 는 본 발명의 실시 예에 따른 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션의 분리상태 구성도, 도 5 는 본 발명의 실시 예에 따른 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션의 평단면 구성도, 도 6 은 본 발명의 실시 예에 따른 내부 분리기의 사시도, 도 7 은 본 발명의 실시 예에 따른 내부 분리기의 저면 사시도다.

한편, 도면 중에 표시되는 도면부호 100 은 본 발명의 실시 예에 따라 구성된 멀티 사이클론 타입의 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션을 지시하는 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 멀티 사이클론 타입의 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션(100)은 측면에 블로바이 가스 유입구(112)와 블로바이 가스 배출구(114)가 형성된 원통 형태의 하우징(110), 하우징(110)의 하부에 씌워지되 측면에는 오일 젯 입구(122)가 형성되는 한편 하측에는 오일 배출구(124)가 형성된 하부 캡(120), 하우징(110)의 상부에 설치되는 상부 캡(130), 하우징(110)의 상측 내부에 설치되는 크랭크케이스(140), 크랭크케이스(140)의 내부 상측에 설치되는 한편 스프링(160)에 의해 탄력 지지되는 다이아프램(150) 및 하우징(110)의 내부에 설치되되 엔진 측에서 유입되는 오일 젯의 압력 증가의 정도에 따라 회전 동작이 되는 내부 분리기(200)를 포함하여 구성이 이루어진다.

특히, 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 사이클론 타입의 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션(100)에서 내부 분리기(200)는 도 6 및 도 7 에 도시된 바와 같이 하부 캡(120)의 중앙에 형성된 축수부(226)를 중심으로 회전 동작 가능하게 하부 캡(120)의 내부에 설치되되 일정 각도 간격을 두고 상하가 관통된 다수의 메인 통로(212)가 형성되는 한편 메인 통로(212)의 외곽 측에 상기 메인 통로(212)에 비하여 작은 크기의 서브 통로(214)가 관통 형성된 원판(210), 오일 젯 입구(122)에서 유입되는 오일 젯의 압력을 받아 원판(210)이 회전되도록 형성되되 원판(210)의 하부에 일정 각도 간격의 방사상으로 돌출 형성된 핀(220) 및 원판(210)에 형성된 메인 통로(212)의 상측으로 일정 높이 원통 형태로 상향 돌출 형성되되 블로바이 가스 유입구(112)에 대응하는 상단 구간의 일부가 절개되는 한편 절개된 절개편(232)은 일정 방향으로 외향 경사지게 돌출 형성된 다수의 내통(230)을 포함하여 구성이 이루어진다.

전술한 내부 분리기(200)를 구성하는 원판(210), 핀(220) 및 내통(230)은 각각 분리 형성된 후 별도의 조립 과정을 통해서 일체로 형성될 수도 있지만, 합성수지 등으로 일체로 사출 성형이 될 수도 있는 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 멀티 사이클론 타입의 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션(100)에서 내부 분리기(200)의 원판(210)에 형성된 메인 통로(212)를 통해서는 오일 및 블로바이 가스가 하향 통과될 수 있고, 서브 통로(214)를 통해서는 블라바이 가스가 상향 통과될 수 있다.

그리고 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 사이클론 타입의 크로즈드 크랭크케 이스 벤틸레이션(100)에서 내부 분리기(200)에 형성된 핀(220)의 경사진 각도와 절개편(232)의 경사진 각도는 상호 반대방향으로 형성된다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 사이클론 타입의 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션(100)에서 원판(210)의 하면 중심 부분에는 하부 캡(120)에 형성된 축수부(126)에 끼워지는 원뿔 형태의 축돌기(216)가 돌출 형성된다. 따라서, 원판(210)의 축돌기(216)이 하부 캡(120)의 축수부(126)에 안정되게 위치된 상태에서 내부 분리기(200)의 회전 동작이 원활하게 이루어질 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 사이클론 타입의 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션(100)이 작동되는 과정에 대해서 간략히 설명한다.

엔진의 RPM이 상승할수록 오일 젯 입구(122)를 통해 공급되는 오일 젯의 압력은 증가하게 된다. 따라서 내부 분리기(200)의 원판(210) 하측에 형성된 핀(220)에 전달되는 압력도 증가하게 됨으로써 내부 분리기(200)는 회전 동작하게 된다.

이와 같이 내부 분리기(200)가 회전되는 과정에서 블로바이 가스 유입구(112)를 통해서 유입된 블로바이 가스는 절개편(232)의 안내를 받으며 내통(230) 상단 부분의 절개된 통로를 통해서 내통(230) 내측으로 유입된 후 메인 통로(212) 및 서브 통로(214)를 통과한 후, 크랭크케이스(140)를 거쳐 블로바이 가스 배출구(114)를 통해서 배출이 된다.

전술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 사이클론 타입의 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션(100)에 따르면 블로바이 가스가 흐르는 경로가 길어짐으로써 블로바이 가스에서 오일의 분리가 효과적으로 이루어지게 된다.

한편, 블로바이 가스에서 분리된 오일은 하부 캡(120)의 하측에 마련된 오일 배출구(124)를 통해서 배출이 된다.

본 발명의 실시 예에 따른 멀티 사이클론 타입의 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션(100)에서는 블로바이 가스의 유입 방향과 반대방향으로 회전이 되는 내부 분리기(200)를 통해서 오일의 분리가 이루어짐으로써 도 8 에 도시된 바와 같이 보다 넓어진 오일 분리 영역의 확보가 가능해지게 된다.

본 발명은 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변경 실시될 수가 있다.

도 1 은 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.

도 2 는 무한 평판에서의 유체 이동상태도.

도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션의 단면 구성도.

도 4 는 본 발명의 실시 예에 따른 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션의 분리상태 구성도.

도 5 는 본 발명의 실시 예에 따른 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션의 평단면 구성도.

도 6 은 본 발명의 실시 예에 따른 내부 분리기의 사시도.

도 7 은 본 발명의 실시 예에 따른 내부 분리기의 저면 사시도.

도 8 은 속도가 있는 무한 평판에서의 유체 이동상태도.

[ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ]

100. 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션

110. 하우징 112. 블로바이 가스 유입구

114. 블로바이 가스 배출구 120. 하부 캡

122. 오일 젯 입구 124. 오일 배출구

130. 상부 캡 140. 크랭크케이스

150. 다이아프램 160. 스프링

200. 내부 분리기 210. 원판

212. 메인 통로 214. 서브 통로

216. 축돌기 220. 핀

230. 내통 232. 절개편

Claims (6)

1. 측면에 블로바이 가스 유입구와 블로바이 가스 배출구가 형성된 원통형태의 하우징, 상기 하우징의 하부에 씌워지되 측면에는 오일 젯 입구가 형성되는 한편 하측에는 오일 배출구가 형성된 하부 캡, 상기 하우징의 상부에 설치되는 상부 캡, 상기 하우징의 상측 내부에 설치되는 크랭크케이스 및 크랭크케이스의 내부 상측에 설치되는 한편 스프링에 의해 탄력 지지되는 다이아프램을 포함하여 구성되는 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션에 있어서,

   상기 하우징의 내부에는 엔진 측에서 유입되는 오일 젯의 압력 증가의 정도에 따라 회전동작이 되는 내부 분리기가 설치되어 있으며, 상기 내부 분리기는,

   상기 하부 캡의 내부 중앙에 형성된 축수부를 중심으로 회전가능하게 설치되며, 상하가 관통하는 다수의 메인 통로와 상기 메인 통로의 외곽 측에 상하가 관통하는 서브 통로가 형성되어 있는 원판;

   상기 오일 젯 입구에서 유입되는 오일 젯의 압력을 받아 상기 원판을 회전시킬 수 있도록 상기 원판의 하부에 일정 간격으로 돌출 형성되어 있는 핀; 및

   상기 원판에 형성된 메인 통로의 상측으로 일정 높이 원통 형태로 상향 돌출 형성되며 블로바이 가스 유입구에 대응하는 상단 구간의 일부가 절개되는 절개편이 돌출 형성되어 있는 복수의 내통; 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 타입의 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 원판에 형성되는 메인통로는 일정 간격으로 다수 형성되어 있으며, 상기 서브 통로는 메인통로에 비하여 작은 크기로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 타입의 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 원판의 하면 중심 부분에는 상기 하부 캡에 형성된 축수부에 끼워지는 원뿔 형태의 축돌기가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 타입의 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 핀은 원판 하부에 일정 간격으로 이격된 채 내측에서 회전하는 방향을 향해 호형상으로 경사지게 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 타입의 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 복수의 내통 각각에 형성되는 절개편들은 상기 원판 회전방향의 반대방향을 향하는 접선방향으로 경사지게 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 타입의 크로즈드 크랭트케이스 벤틸레이션.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 핀의 경사진 각도와 절개편의 경사진 각도는 상호 반대방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 멀티 사이클론 타입의 크로즈드 크랭크케이스 벤틸레이션.

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