KR101169682B1 - 필터장치 - Google Patents

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볼프강 스타우스버그
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이베에스 필트란 쿤스츠토프-/메탈러조이그니세 게엠베하
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Abstract

본 발명은 유체를 여과하기 위한 필터장치, 특히 오일필터에 관한 것으로, 상기 필터장치는 제1여재와 제2여재를 가지고, 상기 제1여재는 상기 제2여재보다 우수한 여과능력을 가지며, 상기 여재는 주름형태로 접혀져서 복수의 주름을 가지며, 상기 제1여재와 상기 제2여재는 상기 주름의 길이방향으로 서로 결합된다. 따라서, 제조가 용이하고 고효율인 필터장치를 얻을 수 있다.
필터장치

Description

필터장치{Filter device}
본 발명은 유체를 여과하기 위한 필터장치, 특히 오일필터에 관한 것으로, 상기 필터는 제1여재와 제2여재를 가지고, 상기 제1여재는, 예를 들어, 상기 제2여재보다 우수한 여과능력의 다른 필터특성을 가지며, 상기 여재는 주름형태로 접힌다.
엔진변속기에서는 적응성, 변속 편의성, 환경 친화성에 대한 많은 요구가 있다. 이로 인해, 예를 들어, 무단변속기(continuous transmission) 또는 이중클러치변속기(double clutch transmission)를 적용한다. 이는 2개의 부분변속기를 사용하여 구동력(traction force)의 끊김없이 완전 자동기어교체가 가능한 자동변속기이다. 이러한 형태의 변속기에서, 고토크를 가지는 엔진에 습식 클러치(wet clutch)가 사용될 수 있다. 변속과정 및 시동의 동안 증가하는 폐열은 냉각오일스트림을 통해 소산된다. 상기 변속기 자체는 전형적으로 오일통으로서 사용된다. 따라서, 상기 오일은 휠셋(wheelset)을 윤활하거나 클러치를 냉각하는데 모두 사용된다. 부드러운 작동을 위해 사용되는 오일의 고순도가 요구된다.
오일순도를 증가시키기 위해, 흡인식 오일필터(suction oil filter)와 압력 식 오일필터(pressure oil filter)가 사용된다. 최근 사용되는 필터는 양호하고 확실하게 작동되지만, 예를 들어 다중 여재를 가지는 압력식 오일필터를 제조는 상당히 수고스러운 일이다. 또한, 동시에 실현가능한 오일순도의 손실의 수용없이 이러한 형태의 압력식 오일필터의 중량의 추가적인 감소가 요구된다. 단순한 재사용에 대해서, 압력식 오일필터는 단순구조를 가지고 재활용된다.
본 발명의 목적은, 고오일순도가 실현가능하고, 저중량을 가지며, 제조가 단순하고, 적은 부피를 차지하며, 재활용이 가능한, 유체를 여과시키기 위한 필터장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적은 독립항의 내용에 따르는 필터장치에 의해 달성된다. 본 발명의 이익적인 개량은 종속항의 내용이다.
본 발명에 따른 유체를 여과하는 오일필터용 필터장치는, 적어도 하나의 제1여재와 하나의 제2여재를 가지고, 상기 제1여재는 상기 제2여재와 다른 필터특성, 예를 들면, 우수한 여과능력을 가지며, 상기 여재는 주름형상으로 접혀져 복수의 주름을 가지고, 상기 제1여재와 상기 제2여재는 상기 주름의 길이방향으로 서로 결합된다.
주름진 형태와 2개의 다른 여재를 통해, 고오일순도가 작은 공간에서 달성될 수 있다. 길이방향으로 여재의 결합은 추가적인 구성요소를 몇개 요구하거나 요구하지 않아서, 요구되는 중량 및 공간이 작아질 수 있다. 주름의 길이방향으로 상기 여재의 연결은 생산을 용이하게 한다. 흐름저항과 여과능력과 같은 여재의 다른 특성은 이러한 방식으로 하나의 필터장치에 잘 조합될 수 있다.
상기 필터장치는 유입개구를 통해 흐르는 상기 유체는 상기 제2여재보다 우수한 여과능력을 가지는 상기 제1여재에 먼저 입사해서, 상기 유체의 일부분이 상 기 제1여재를 관통하고, 상기 유체의 나머지 대부분이 상기 제2여재를 관통하도록 상기 제1여재의 주위를 흘러서, 상기 필터장치의 균일한 침투가 가능한 방식으로 형성된다. 이러한 방식에서는, 상기 필터여재의 전체적인 흐름저항에 의해 야기되는 압력강하는, 우수한 필터능력을 가지는 제1여재를 배타적으로 포함하는 필터장치보다 적다. 동시에, 그러나, 유입오일에 의해 큰 비율로 먼저 수행되는 상기 제1여재의 관통 때문에, 오일의 양호한 여과가 비교적 빠르게 일어난다.
상기 유입개구는 바람직하게는 상기 유체의 최단 유로가 상기 유입개구로부터 상기 제1여재를 통해 상기 필터장치의 유출개구로 진행하는 방식으로 배치된다. 이로 인해, 자동적으로 더 조밀한 제1여재에 상기 유체가 먼저 입사하는 결과를 가진다.
또한, 바람직한 실시예에서, 상기 유입개구와 결합하는 유입부의 길이방향축은 상기 필터장치의 길이방향축과 10°~80°, 바람직하게는 30°~60°의 예각(α)을 이룬다. 따라서, 또한 바람직한 흐름의 안내가 이루어질 수 있다.
또, 서로 결합되는 상기 여재는 단부캡과 정면에서 결합되고, 제1단부캡은 유체밀봉이며, 제2단부캡은 여과된 유체의 유출을 위한 개구를 가진다. 상기 유체밀봉의 단부캡은 상기 제1여재에 단순히 결합되서, 유체의 흐름이 상기 제2단부캡과 연결되도록 쉽게 배향된다. 또, 두개의 다른 필터여재를 사용함에도 불구하고, 오직 2개의 단부캡만이 필요하다. 각각의 필터여재가 2개의 단부캡 사이에 각각 위치하고, 몇개의 여재가 일련으로 위치해서, 단계적인 여과가 수행되고 고제조비용이 추가발생하며 상대적으로 고중량이 이루어지는 구성은, 본 발명에 따른 필터장 치에 의해 회피될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1여재와 상기 제2여재는 클립, 초음파용접, 또는 접착에 의해 상기 주름의 길이방향으로 서로 결합된다. 이로인해, 제조기술을 사용하기 형성되고, 거의 추가적인 중량 없이 결합된다. 상기 제1여재가 고조밀여재이고, 상기 제2여재가 조밀여재이면, 고수준의 여과가 달성된다. 그리하여, 유입오일의 흐름은 고수준의 여과가 가능한 고조밀여재에 먼저 흐르고, 이 주위로 흐르는 오일은 상기 조밀여재에 입사한다.
또한, 서로 결합된 상기 여재는 필터성형을 형성하면, 필터장치의 간단한 제조가 이루어질 수 있다. 그러므로, 가용공간은 최대로 가능한 필터영역으로 잘 사용된다.
본 발명을 통하여, 고오일순도가 실현가능하고, 저중량을 가지며 제조가 단순하고, 적은 부피를 차지하며, 재활용이 가능한, 유체를 여과시키기 위한 필터장치를 제공할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 예시적인 실시예에 기초하여 이하에서 좀 더 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 필터장치(100)에서 필터성형(10)의 측면도를 도시하고, 도 2는 사시도를 도시한다. 상기 필터성형(10)은 제1여재(1)와 제2여재(2)를 가지고, 상기 제1여재(1)는 상기 제2여재보다 우수한 여과능력을 가진다. 상기 제1 여재(1)와 상기 제2여재(2)는 각각 주름형상으로 형성되고 복수의 주름(7)을 가진다. 상기 제1여재(1)의 주름형상은 반원(3)의 형태로 도 1에 도시된 필터성형에 배치되고, 예를 들어, 상기 제1여재(2)는 또한 같은 방식으로 대략 반원(4)을 형성한다. 상기 여재(1,2)는 상기 주름(7)의 길이방향으로 형성된 면(5,6)에서 서로 접촉한다. 상기 여재는 이러한 접촉면(5,6)에서 서로 결합된다. 상기 결합은 예를 들어, 클램핑요소(클립)(8), 접착제, 또는 초음파용접에 의해 이루어질 수 있다. 반원(3,4)를 각각 형성하며 이러한 방식으로 결합된 여재(1,2)는 이러한 방식으로 완전한 원을 이루게 된다. 따라서, 측면도에서 상기 여재(1,2)는 필터성형으로써 언급될 수 있는 별모양의 구조를 형성한다.
전술한 바와 같이 필터성형(10)을 가지는 필터장치(100)의 실시예의 단면도가 도 3에 도시된다. 상기 필터성형(10)은 여과된 유체가 통로개구(12)로 공급되는 중공실린더(11)의 주위에 배치된다. 상기 필터성형(10)의 정면측에는 제1단부캡(13)과 제2단부캡(14)이 배치된다. 상기 중공실린더(11)와 상기 단부캡(13,14)은 특히, 상기 필터성형(10)이 전술한 위치에서 필터장치 내에 유지되도록 한다. 상기 필터성형(10)은 바람직하게는 접착조인트(15)에서 상기 단부캡(13,14)와 결합된다. 상기 접착조인트(15)는 상기 필터성형(10)의 정면측에 그리고, 필터성형(10)의 주위에 부분적으로 배치된다(참조번호 16 참조).
도 3에 도시된 필터장치의 실시예에서, 상기 중공실린더(11)는 상기 제2단부캡(14)와 일단부에서 단체(one piece)로 형성된다. 단체 또는 일체(integral)의 실시예를 통해, 작업단계는 줄일 수 있어서, 제조비용이 감소될 수 있다. 조립과정에 서, 상기 필터성형(10)은 상기 제2단부캡(14)에서 정지할 때까지, 상기 중공실린더(11) 위로 밀어넣을 수 있다. 도 3에 도시된 실시예에서 상기 제1단부캡(13)은 상기 중공실린더(11)의 반대측 단부에 순차적으로 씌울 수 있고, 상기 제1단부캡(14)은 예를 들어, 상기 중공실린더(11)가 스냅결합부(18)를 사용하여 결합될 수 있는 중심영역에 회피턱(17)을 가질 수 있다.
상기 제2단부캡(14)과 단체로 형성된 상기 중공실린더(11)는 반대측에 상기 단부캡(14)으로부터 안내되서 필터캡(20)에 결합되는 원통의 고정노즐(19)을 형성한다. 상기 필터캡(20)은 상기 필터성형(10), 상기 제1단부캡(13), 및 상기 제2단부캡(14)을 포위하는 필터하우징(40)과 결합된다.
상기 제1단부캡(13)은 과압력을 소산할 목적으로 사용되고, 예를 들면 이에 연결된 차가운 오일과 고점성에 의해 필터바디가 손상되지 않도록 하는 과압력밸브가 장착될 수 있다.
상기 필터캡(20)은 유체(30)가 상기 필터장치(100) 내로 흐르는 유입개구(21)를 가진다. 상기 유체(30)는 먼저 수로형태의 유입부(26)를 통해 상기 제1여재(1)로(점선 및 화살표(22) 참조), 그리고 긴 유로를 따라 상기 제2여재(2)로(화살표(23) 참조) 흐른다. 상기 유입부(26)의 길이방향축(27)과 상기 필터장치(100)의 길이방향축(28)은 10°~80°, 바람직하게는 30°~60°의 예각(α)을 형성한다. 상기 유체(30)는 상기 여재(1,2)를 통과하여 상기 중공실린더(11)에 도달하고, 상기 유체는 상기 통로개구(12)를 지나서, 상기 중공실린더(11)의 내부를 관통한다. 상기 제1단부캡(13)이 유체밀봉(fluid-tight)이기 때문에, 상기 유체는 상기 제2단 부캡(14)를 향하는 방향으로(화살표(24) 참조), 상기 고정노즐(19)까지 흐른다. 상기 필터캡(20)의 유출개구(25)에 도달하면, 상기 필터장치를 떠난다.
상기 제1여재(1)는 상기 제2여재(2)보다 우수한 여과능력을 가지기 때문에, 따라서 상기 유체는 먼저 상대적으로 조밀한 필터여재를 관통해서, 양호한 여과가 이루어진다. 일부의 플로우는 덜 조밀한 상기 제2여재(2)에 도달하기 때문에, 전체적인 흐름저항은 매우 조밀한 필터여재만을 포함하는 필터장치보다 작게 된다.
또한, 본 발명에 따른 필터장치는, 연합되는 접착조인트(15)를 가지는 하나의 제1단부캡(13)과 하나의 제2단부캡(14)에도 불구하고, 2개의 다른 여재가 상기 필터장치에 수용될 수 있다는 장점을 가진다. 상기 필터여재의 주름의 길이방향을 따른 결합을 통해, 필터성형이 하나의 여재만으로 구성되는 필터성형만큼 단순하게 상기 중공실린더에 씌워질 수 있다. 그러나, 2개의 다른 필터여재를 가지는 본 발명에 따른 필터장치에서, 하나의 제2필터여재가 설치되는 경우보다 우수한 수준의 여과가 수행된다. 그러나, 상기 필터장치에 제1필터여재만이 포함되는 경우보다 상기 필터장치의 압력강하가 적게 된다.
상술한 예의 개량으로써, 다른 필터특징을 가지는 2개 이상의 필터여재가 필터성형에 조립될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 필터장치의 필터성형(星刑)의 측면도를 도시한다.
도 2는 도 1의 필터성형의 사시도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 필터장치의 실시예의 단면도를 도시한다.

Claims (9)

  1. 적어도 하나의 제1여재(1)와 하나의 제2여재(2)를 가지고, 상기 제1여재(1)는 상기 제2여재(2)와 다른 필터특성을 가지며, 상기 여재(1,2)는 주름형상으로 접혀져 복수의 주름(7)을 가지고, 상기 제1여재(1)와 상기 제2여재(2)는 상기 주름(7)의 길이방향으로 서로 결합되는 유체(30)를 여과하는 오일필터용 필터장치(100)에 있어서,
    상기 필터장치(100)는 유입개구(21)를 통해 흐르는 상기 유체(30)는 상기 제2여재(2)보다 우수한 여과능력을 가지는 상기 제1여재(1)에 먼저 입사해서, 상기 유체(30)의 일부분이 상기 제1여재(1)를 관통하고, 상기 유체(30)의 나머지 대부분이 상기 제2여재(2)를 관통하도록 상기 제1여재(1)의 주위를 흘러서, 상기 필터장치(100)의 균일한 침투가 가능한 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유입개구(21)는 상기 유체(30)의 최단 유로가 상기 유입개구(21)로부터 상기 제1여재(1)를 통해 상기 필터장치(100)의 유출개구(25)로 진행하는 방식으로 배치되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유입개구(21)와 결합하는 유입부(26)의 길이방향축(27)은 상기 필터장치(100)의 길이방향축(28)과 10°~ 80°의 예각(α)을 이루는 것을 특징으로 하는 필터장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 서로 결합되는 상기 여재(1,2)는 단부캡(13,14)와 정면측에서 결합되고, 제1단부캡(13)은 유체밀봉이며, 제2단부캡(14)은 여과된 유체(30)의 유출을 위한 개구를 가지는 것을 특징으로 하는 필터장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 필터장치(100)는 통로개구(12)가 설치되고 상기 여재(1,2)의 측면에 배치되는 중공실린더(11)을 가지고, 상기 중공실린더(11)는 상기 제2단부캡(14)과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1여재(1)와 상기 제2여재(2)는 클립, 초음파용접, 또는 접착에 의해 상기 주름(7)의 길이방향으로 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1여재(1)는 고조밀여재이고, 상기 제2여재(2)는 조밀여재인 것을 특징으로 하는 필터장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 서로 결하된 상기 여재(1,2)는 필터성형을 형성하는 것을 특징으로 하는 필터장치.
  9. 제3항에 있어서, 상기 유입개구(21)와 결합하는 유입부(26)의 길이방향축(27)은 상기 필터장치(100)의 길이방향축(28)과 30°~ 60°의 예각(α)을 이루는 것을 특징으로 하는 필터장치.
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