KR101359800B1 - 가스를 정화하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입자상 불순물을 함유하는 가스를 정화하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 이 장치는 가스를 위한 입구(3), 가스를 위한 출구(4) 그리고 입구와 출구 사이에 제공되는 회전 부재(7)를 갖는 주 분리기(1)를 포함한다. 회전 부재는 가스로부터 대부분의 입자상 불순물을 원심력에 의해 분리하기 위해 가스가 회전하게 하도록 되어 있으며, 나머지 입자상 불순물은 가스 내에 남아 있다. 이 장치는 또한 실질적으로 전체의 나머지 입자상 불순물을 분리하도록 된 추가의 분리기(2)를 포함한다. 추가의 분리기는 정전 필터를 포함한다.

Description

가스를 정화하기 위한 장치 및 방법 {A DEVICE AND A METHOD FOR CLEANING OF A GAS}
본 발명은 일반적으로 가스로부터의 입자상 불순물(particulate impurities)의 분리를 통한 가스의 정화에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 가스로부터의 액적(droplet) 또는 연무(mist)의 형태로 된 오일 입자 및/또는 고체 입자의 분리에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 연소 기관 내의 크랭크케이스로부터의 가스의 정화 그리고 기계 공구 산업에서의 다양한 분야에서의 공기 예컨대 다양한 종류의 기계 공구 주위의 공기의 정화에 관한 것이다. 이러한 가스 및 이러한 공기는 상이한 크기의 입자상 불순물을 함유한다. 그러나, 본 발명은 또한 가스가 상이한 종류 및 상이한 크기의 입자상 불순물로부터 정화될 것이 필요한 다른 분야에 관한 것이다.
본 발명은 특히 입자상 불순물을 함유한 가스의 정화를 위한 장치에 관한 것으로, 이 장치는 가스를 위한 입구, 가스를 위한 출구, 그리고 입구와 출구 사이에 배열되고 로터 스핀들(rotor spindle) 그리고 로터 스핀들에 부착되는 복수의 회전 분리 디스크를 포함하는 회전 부재를 갖는 주 분리기를 포함하며, 회전 부재는 가스로부터 대부분의 입자상 불순물을 원심력에 의해 분리하기 위해 가스가 회전하게 하도록 되어 있으며, 나머지 입자상 불순물은 가스 내에 남아 있다. 본 발명은 또한 입자상 불순물을 함유한 가스를 정화하는 방법에 관한 것으로, 이 방법은 주 분리기의 입구에 가스를 공급하는 단계와, 로터 스핀들 그리고 로터 스핀들에 부착되는 복수의 회전 분리 디스크를 포함하는 주 분리기의 회전 부재에 의해 가스를 회전시키며 회전 부재는 가스로부터 대부분의 입자상 불순물을 원심력에 의해 분리하며 나머지 입자상 불순물은 가스 내에 남아 있는, 단계와, 주 분리기로부터 출구를 거쳐 가스를 배출하는 단계를 포함한다.
연소 기관의 크랭크케이스 내에 함유되는 가스는 복수개의 다양한 입자상 불순물을 함유한다. 크랭크케이스는 주위 대기로 배기되고 이와 같이 주위 대기와 접촉하므로, 이들 입자상 불순물은 크랭크케이스 가스가 정화되지 않으면 주위 대기에 도달할 것이다. 이러한 분야에서의 당국으로부터의 요건은 이제 정화되지 않은 크랭크 가스가 규제되지 않은 방식으로 배출되는 것을 방지하기 위해 다수의 국가에서 증가하고 있다. 이러한 정화를 제공하고 초기에 한정된 형태인 장치가 제EP-A-1 273 335에 개시되어 있다. 회전 부재에 의해, 가스에는 가스로부터의 입자상 불순물의 효율적인 분리를 보증하는 운동 에너지가 부여될 수 있다. 회전 부재는 크랭크케이스 가스에 어떤 펌프 효과를 제공하고 이와 같이 크랭크케이스의 외부로 크랭크케이스 가스를 가압할 것이다. 이러한 공지된 장치는 이와 같이 크랭크케이스 가스의 배출 및 정화를 위한 크랭크케이스 내에서의 압력의 발생에 의존하지 않는다. 단순한 압력 조절기에 의해, 크랭크케이스 내에서 우세할 것이고 상이한 연소 기관에서 변하는 압력은 용이한 방식으로 조정될 수 있다. 그러나, 이러한 회전 부재에 의한 가스가 또한 대부분의 입자상 불순물과 관련하여 소량의 나머지 입자상 물질을 함유할 것이라는 것이 배제될 수 없다.
유사한 종류의 장치가 제WO2004/001201호 및 제WO2004/022239호에 개시되어 있다.
제EP-A-685 635호는 연소 기관의 크랭크케이스의 환기를 위한 또 다른 종류의 장치를 개시하고 있다. 이 장치는 크랭크케이스를 떠나는 크랭크케이스 가스를 정화하는 더 정확하게는 크랭크케이스 가스로부터 오일을 분리하는 분리기를 포함한다. 제EP-A-685 635호는 오일 분리기가 전기 필터로서 설계된다는 것을 제안하고 있다. 이러한 오일 분리기의 목적은 크랭크케이스 가스 내에 함유되는 대부분의 오일을 분리하는 것이다. 오일 분리기의 전기 필터는 여러 개의 단계 중 하나를 포함할 수 있다. 나아가, 추가의 분리기가 오일 분리기의 상류에 제공될 수 있다고 제EP-A-685 635호에서 한정된다. 이러한 추가의 분리기는 크랭크케이스 가스 내에 함유되는 일부의 오일을 분리하는 거친 분리기(coarse separator)이다. 거친 분리기는 상이한 종류의 분리기를 포함할 수 있으며, 제EP-A-685 635호는 사이클론(cyclone), 섬유 분리기 중 리바운드 분리기(rebound separator)를 제안하고 있다. 모든 이들 종류의 분리기는 가스가 적절하게는 분리를 위해 사용될 수 있는 어떤 압력 또는 어떤 운동 에너지를 가질 것을 요구한다는 의미에서 수동적이다. 그러나, 충분한 운동 에너지가 모든 분야에서 이용 가능하지 않으며, 이것은 예컨대 엔진 분야에서 크랭크케이스 가스에 펌프 등에 의해 운동 에너지가 부여되어야 한다는 것을 의미한다.
다수의 분야에서, 분리 장비는 경량이어야 하고 최소의 공간을 요구하여야 한다고 말하는 무거운 조건이 또한 있다. 특별히 자동차에 대해 표현되는 이들 요건은 입자상 불순물의 효율적이고 완전한 분리를 제공하는 것을 더 어렵게 한다.
본 발명의 목적은 가스로부터의 입자상 불순물의 효율적인 분리를 위한 장치를 제공하는 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 상이한 크기 및 상이한 종류의 거의 모든 입자상 불순물의 효율적인 분리를 목적으로 한다.
이러한 목적은 실질적으로 전체의 나머지 입자상 불순물을 분리하도록 되어 있는 추가의 분리기를 포함하며 추가의 분리기가 정전 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 초기에 한정된 장치에 의해 달성된다.
본 발명은 이와 같이 회전 부재 및 정전 필터의 조합에 의해 실현된다. 이러한 조합에 의해, 매우 높은 정도의 정화가 달성된다. 회전 부재는 자체로 매우 높은 정도의 분리를 갖는 원심-분리기로서 동작하며, 더 작은 나머지 입자상 불순물만이 정전 필터에 의해 처리될 것이 필요하다. 따라서, 다양한 종류 및 크기의 거의 모든 입자상 불순물 예컨대 고체 입자, 오일 액적 또는 오일 연무의 형태로 된 오일 입자가 정화될 가스로부터 제거된다. 정화는 또한 임의의 추가의 압력 발생기를 설치할 필요 없이 제공될 수 있다. 이 장치를 통해 정화될 가스를 가압하는 데 요구되는 에너지는 회전 부재에 의해 제공된다. 한정된 추가의 분리기는 또한 장치의 중량 또는 크기의 어떠한 상당한 증가도 없이 장치 내에 또는 장치에 제공될 수 있다.
본 발명은 이제 다양한 실시예의 설명을 통해 그리고 여기에 첨부된 도면을 참조하여 더 면밀하게 설명될 것이다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 장치를 통한 개략 단면도이다.
도2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 장치를 통한 개략 단면도이다.
도3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 장치를 통한 개략 단면도이다.
도4는 본 발명에 따른 장치를 갖는 연소 기관의 개략도이다.
도5는 본 발명에 따른 장치를 갖는 기계 공구의 개략도이다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 정전 필터는 제1 극 요소(pole element), 제2 극 요소 그리고 제1 극 요소가 제2 극 요소와 관련하여 어떤 전위로써 가스 내의 입자상 불순물을 대전시키며 제2 극 요소가 가스로부터 입자상 불순물을 분리하기 위해 대전된 입자상 불순물을 흡인하는 방식으로 제1 극 요소와 제2 극 요소 사이에 전위차를 제공하는 전압 유닛을 포함한다. 이러한 추가의 분리기에 의해, 실질적으로 전체의 나머지 입자상 불순물은 가스로부터 용이하고 효율적인 방식으로 제거될 수 있다.
본 발명의 추가의 실시예에 따르면, 제2 극 요소는 제1 극 요소의 하류에 제공된다. 이러한 방식으로, 이 장치를 통해 유동하는 입자상 불순물은 우선 전하를 얻을 것이고 그 후 이 장치를 통한 그 계속적인 유동 동안 제2 극 요소로 흡인될 것이다.
본 발명의 추가의 실시예에 따르면, 제2 극 요소는 입구의 하류에 제공된다. 제1 극 요소는 그 다음에 바람직하게는 입구의 상류에 또는 그 내에 제공될 수 있다. 제2 극 요소는 예컨대 회전 부재 내에 제공될 수 있다. 극 요소 중 적어도 하나는 회전 부재 내에 제공되는 것이 또한 가능하다.
본 발명의 추가의 실시예에 따르면, 회전 부재는 제1 극 요소 및 제2 극 요소 중 하나를 형성하는 복수의 회전 분리 디스크를 포함한다. 예컨대, 회전 분리 디스크는 제2 극 요소를 형성할 수 있고, 이와 같이 제1 요소와 관련하여 전위차를 나타내는 방식으로 제공될 수 있다.
본 발명의 추가의 실시예에 따르면, 회전 분리 디스크는 제1 극 요소를 형성하고, 이와 같이 제2 요소와 관련하여 전위차를 나타내는 방식으로 제공된다. 이러한 실시예에 따르면, 회전 분리 디스크는 이와 같이 양전위를 가질 수 있고, 회전 부재로의 그 통과 동안 입자상 불순물에 전하를 전달할 수 있다.
본 발명의 추가의 실시예에 따르면, 제2 극 요소는 회전 부재의 하류에 제공된다. 또한, 제1 극 요소는 회전 부재의 하류에 제공될 수 있다. 나아가, 제2 극 요소는 출구의 하류에 제공될 수 있다.
본 발명의 추가의 실시예에 따르면, 제1 극 요소는 출구의 하류에 제공된다.
본 발명의 추가의 실시예에 따르면, 이 장치는 회전 부재가 제공되는 챔버를 한정하는 고정 하우징을 포함하며, 고정 하우징은 회전 부재에 의해 분리되는 대부분의 입자상 불순물을 포획하고 배출 채널로 대부분의 입자상 불순물을 반송하도록 배열되는 내부 벽을 갖는다. 바람직하게는, 내부 벽은 그 다음에 제2 극 요소를 형성할 수 있고, 또한 나머지 입자상 불순물을 포획하고 배출 채널로 반송하도록 배열될 수 있다.
본 발명의 추가의 실시예에 따르면, 추가의 분리기는 고정 하우징 내에 일체형 방식으로 제공된다.
본 발명의 추가의 실시예에 따르면, 이 장치는 가스의 압력을 제어하는 압력 조절기를 포함한다. 압력 조절기는 바람직하게는 고정 하우징 내에 일체형 방식으로 제공될 수 있다. 나아가, 제2 극 요소는 압력 조절기와 관련하여 제공될 수 있다. 또한, 제1 극 요소는 압력 조절기와 관련하여 제공될 수 있다.
본 발명의 추가의 실시예에 따르면, 전기 도전판이 압력 조절기의 바로 상류의 공간 내에 제공되고, 판은 제1 및 제2 극 요소 중 하나를 형성한다. 더 구체적으로, 제1 전기 도전판 및 제2 전기 도전판이 바람직하게는 압력 조절기의 바로 하류의 공간으로부터 어떤 거리에 그리고 그 공간 내에서 서로에 평행하게 제공될 수 있으며, 제1 판은 제1 극 요소를 형성하며 제2 판은 제2 극 요소를 형성한다.
본 발명의 추가의 실시예에 따르면, 이 장치는 연소 기관의 크랭크케이스로부터 가스를 수용 및 정화하기 위해 연소 기관에 장착되도록 배열된다.
본 발명의 추가의 실시예에 따르면, 이 장치는 기계 공구에 인접한 영역으로부터 공기를 수용 및 정화하기 위해 기계 공구에 장착되도록 배열된다.
이러한 목적은 또한 가스가 실질적으로 전체의 나머지 입자상 불순물을 분리하도록 되어 있는 추가의 분리기를 통해 반송되며 추가의 분리기가 정전 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 초기에 한정된 방법에 의해 달성된다.
이 방법의 바람직한 분야에서, 가스는 연소 기관의 크랭크케이스로부터의 크랭크케이스 가스로 구성된다.
이 방법의 또 다른 바람직한 분야에서, 가스는 기계 공구에 인접한 영역으로부터의 공기로 구성된다.
주 분리기는 바람직하게는 2 ㎛, 1.5 ㎛, 1 ㎛ 또는 심지어 0.8 ㎛의 입자 크기 이하의 거의 모든 입자상 불순물을 제거하도록 배열될 수 있으며, 정전 필터는 0.05 ㎛ 내지 1 ㎛의 입자 크기를 갖는 거의 모든 나머지 입자상 불순물을 제거할 수 있다. 나아가, 주 분리기는 가스 내의 모든 입자상 불순물의 적어도 98%를 제거하도록 배열될 수 있다.
[실시예]
도1 내지 도3은 입자상 불순물을 함유한 가스의 정화를 위한 장치의 다양한 실시예를 도시하고 있다. 이 장치는 주 분리기(1) 그리고 아래에서 더 면밀하게 기술될 정전 필터의 형태로 된 추가의 분리기(2)를 포함한다. 주 분리기(1)는 정화될 가스를 위한 입구(3) 그리고 가스를 위한 출구(4)를 포함한다. 이 장치는 내부 챔버(6)를 한정하는 고정 하우징(5)을 포함한다. 입구(3)는 고정 하우징(5)으로부터 챔버(6) 내로 연장한다. 출구(4)는 챔버(6)로부터 고정 하우징(5)을 통해 연장한다. 주 분리기(1)는 또한 입구(3)와 출구(4) 사이의 챔버(6) 내에 제공되는 회전 부재(7)를 포함한다. 회전 부재(7)는 회전 축(x)에 대해 회전 가능하고 원심력에 의한 가스로부터의 대부분의 입자상 불순물의 분리를 위해 입구(3)로부터의 가스가 회전하게 하도록 된 개방 원심-분리기 로터(centrifuge rotor)로서 설계된다. 고정 하우징(5)은 회전 부재(7)에 의해 분리되는 대부분의 입자상 불순물을 포획하도록 배열되는 내부 벽(8)을 갖는다. 분리된 입자상 불순물은 그 다음에 내부 벽(8)의 내부측의 챔버(6) 주위에서 연장하고 배출 채널(11)로의 출구(10)를 갖는 수집 채널(9)로 내부 벽(8)을 따라 하향으로 유동할 수 있다.
회전 부재(7)는 로터 스핀들(13)에 부착되는 복수의 회전 분리 디스크(12)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 분리 디스크(12)는 원뿔형이고 로터 스핀들(13) 상에 동심으로 제공된다. 분리 디스크(12)는 이와 같이 로터 스핀들(13)로부터 외향으로 연장한다. 분리 디스크(12)는 도시된 실시예에서와 같이 경사지게 상향으로, 실질적으로 반경-방향으로 외향으로 또는 경사지게 하향으로 연장할 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 회전 부재(7)가 축 방향으로 연장하고 각각 로터 스핀들(13)에 연결되는 축-방향 내부 모서리를 갖는 축-방향 분리 디스크를 포함하게 하는 것이 또한 가능하다. 이러한 축-방향 분리 디스크는 또한 반경-방향으로 또는 예컨대 로터 스핀들(13)로부터 곡면을 따라 중 어느 하나의 방향으로 연장할 수 있다.
회전 부재(7)는 도시된 실시예에서 자신들 사이에 정화될 가스의 관통-유동을 위한 얇은 통로(14)를 형성하는 복수개의 원뿔형 분리 디스크(12)를 포함한다. 분리 디스크(12)는 거리 요소(도시되지 않음)에 의해 서로로부터 어떤 거리에서 유지된다. 이러한 거리는 예컨대 약 1 ㎜일 수 있다. 최상부 및 최하부 분리 디스크(12', 12")는 각각 잔여의 디스크(12)보다 약간 두껍고, 예컨대 모든 분리 디스크(12)를 통해 연장하는 축-방향 로드(rod)(도시되지 않음)에 의해 결합 상태로 분리 디스크(12)의 적층체를 유지한다.
최하부 분리 디스크(12')를 제외한 모든 분리 디스크(12)는 로터 스핀들(13) 주위에 분포되는 복수개의 관통 구멍(15)을 갖는다. 분리 디스크(12)들 사이의 이들 구멍(15) 및 통로(14)는 회전 부재(7) 내에 중심 공간을 형성한다. 중심 공간은 입구(3) 및 챔버(6)와 연통한다. 중심 공간은 이와 같이 정화될 가스를 위한 회전(7)부재로의 통로를 형성한다.
로터 스핀들(13)은 하우징(5) 내에 견고하게 장착되는 상부 베어링(18) 내에 그리고 또한 저부 벽(20)을 거쳐 하우징(5) 내에 견고하게 장착되는 하부 베어링(19) 내에 저널-지지된다(journalled). 이 장치는 또한 회전 부재(7)를 구동시키는 구동 부재(21, 22)를 포함한다. 구동 부재(21, 22)는 다수의 상이한 방식으로 설계될 수 있다. 도2에 도시된 제2 실시예에서, 구동 부재(21)는 로터 스핀들(13)에 직접적으로 연결되고 하부 베어링(19) 아래에 제공되는 전기 모터로서 설계된다. 도1 및 도3에 도시된 실시예에서, 구동 부재는 연소 기관의 윤활 시스템으로부터의 유체 제트 예컨대 오일 제트에 의해 구동되는 로터로서 설계된다. 이러한 구동 부재의 예가 초기에 언급된 제WO2004/022239호에 더 면밀하게 개시되어 있다.
이 장치는 또한 가스의 압력을 제어하는 압력 조절기(25)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 압력 조절기는 출구(4)의 실질적으로 바로 하류에 제공된다. 더 구체적으로, 압력 조절기(25)는 출구(4)의 바로 외부측에 위치되고 고정 하우징(5) 및 외부 벽(27)에 의해 한정되는 공간(26) 내에 제공된다. 외부 벽(27)은 바람직하게는 압력 조절기(25)가 이 장치 및 고정 하우징(5)의 일체형 부분을 형성하는 방식으로 고정 하우징(5)에 견고하게 연결된다. 그러나, 본 발명의 범주 내에서 세 개의 실시예에 도시된 위치 이외의 또 다른 위치 예컨대 고정 하우징(5)으로부터 어떤 거리에 압력 조절기를 제공하는 것이 가능하다는 것이 주목되어야 한다. 압력 조절기(25)는 가스 출구 채널(29)의 바로 상류에 제공되고 가스 출구 채널(29)이 개방되는 위치와 가스 출구 채널(29)이 폐쇄되는 위치 사이의 공간 내에서 이동할 수 있는 가동 멤브레인(28)을 포함한다.
위에서 언급된 바와 같이, 이 장치는 또한 가스 내에 남아 있는 나머지 입자상 불순물을 분리하도록 되어 있는 추가의 분리기(2)를 포함한다. 추가의 분리기(2)의 정전 필터는 제1 극 요소(41) 및 제2 극 요소(42)를 포함한다. 나아가, 제1 극 요소(41)와 제2 극 요소(42) 사이에 높은 전압 즉 전위차를 제공하는 전압 유닛(43)이 있다. 극 요소(41, 42)는 이 장치를 통해 유동하는 가스와 접촉하는 방식으로 제공된다. 제1 극 요소(41)와 제2 극 요소(42) 사이의 전위차 덕분에, 제1 극 요소(41)는 제2 극 요소(42)와 관련하여 어떤 전위로써 가스 내의 입자상 불순물을 대전시킬 것이다. 제2 극 요소(42)는 가스로부터 나머지 입자상 불순물을 분리하기 위해 대전된 입자상 불순물을 흡인할 것이다. 도시된 실시예에서, 제2 극 요소(42)는 제1 극 요소(41)의 실질적으로 하류에 제공된다.
극 요소(41, 42)는 이 장치 내의 다수의 상이한 위치에 제공될 수 있다. 세 개의 실시예는 극 요소(41, 42)의 가능한 위치의 세 개의 상이한 예를 개시하고 있다. 세 개의 실시예는 이제 도1 내지 도3을 참조하여 극 요소(41, 42)의 위치 및 기능에 대해 더 면밀하게 설명될 것이다. 대응하는 기능을 갖는 요소에는 세 개의 실시예에서 동일한 참조 부호가 부여되었다.
도1은 입구 내에 그리고 제2 극 요소(42)의 상류에 제공되는 제1 요소(41)를 도시하고 있다. 제1 극 요소(41)는 이러한 실시예에서 전도성 플라스틱 또는 알루미늄, 구리 및/또는 철을 포함하는 금속 등의 전기 전도성 재료의 네트(net)로서 설계된다. 와이어형 재료의 이러한 네트는 입구(3)를 통해 유동하는 입자상 불순물을 대전시킬 적절한 가능성을 제공한다. 제1 극 요소(41)는 또한 전도성 플라스틱 또는 금속 등의 전기 전도성 재료의 얇은 와이어로서 설계될 수 있다. 이러한 와이어는 또한 임의의 적절한 경로로써 입구(3) 내에서 연장할 수 있다. 나아가, 제1 극 요소(41)는 입구(3) 내로 돌출하는 전기 전도성 재료의 하나 또는 여러 개의 팁으로서 설계될 수 있다. 제1 극 요소(41)는 도시된 실시예에서 양전압을 제공하는 전압 유닛(43)에 연결된다. 그러나, 전압 유닛(43)은 또한 입자상 불순물에 음전하를 부여하기 위해 음전압을 제공할 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 제2 극 요소(42)는 제1 실시예에서 우선 고정 하우징(5)의 내부 벽(8)에 의해 형성된다. 제2 극 요소(42)는 고정 하우징(5)이 접지 도관(48)을 거쳐 지면에 연결된다는 사실에 의해 제공된다. 도1에 도시된 실시예에서, 고정 하우징(5)과 회전 부재(7) 사이에는 어떠한 전기 절연부도 없다. 이것은 또한 회전 부재(7) 및 분리 디스크(12)가 전기 전도성이기만 하면 지면에 연결될 것이고 이와 같이 제2 극 요소(42)의 일부를 제공할 것이라는 것을 의미한다. 분리 디스크(12)는 바람직하게는 임의의 경량 재료 예컨대 플라스틱으로 제조된다. 회전 부재(7)가 제2 극 요소(42) 또는 제2 극 요소(42)의 일부를 형성할 것이 원해지면, 분리 디스크는 바람직하게는 전기 전도성 플라스틱으로 제조된다. 분리 디스크(12)는 물론 이러한 경우에 또한 임의의 적절한 금속으로 제조될 수 있다. 전술된 바와 같이, 분리 디스크(12)는 비-전도성 재료 바람직하게는 플라스틱으로 제조될 수 있으며, 여기에서 제2 극 요소(42)는 실질적으로 회전 부재(7)의 하류에 위치될 것이다. 고정 하우징(5)으로부터 회전 부재(7)를 전기적으로 절연하는 것이 또한 가능하며, 여기에서 제2 극 요소(42)는 회전 부재(7)의 완전히 하류에 제공될 수 있다. 회전 부재의 이러한 절연의 예가 도2의 제2 실시예에 도시되어 있다. 제1 실시예에서, 내부 벽(8) 그리고 아마도 또한 분리 디스크(12)는 이와 같이 제1 극 요소(41)로부터 입구(3) 내에서 전기 전하가 부여되었던 입자상 불순물을 흡인할 것이다. 이러한 방식으로, 아마도 나머지 입자상 불순물이 내부 벽(8)으로 흡인될 것이라는 것을 보증하며, 여기에서부터 이들은 대부분의 입자상 불순물과 함께 배출될 수 있다. 정전기에 의한 이러한 분리는 낮은 중량 또는 작은 크기를 갖는 입자 예컨대 0.05 ㎛ 내지 1 ㎛의 입자 크기를 갖는 입자상 불순물에 대해 매우 효율적이다. 0.8 ㎛ 이하의 입자 크기를 갖는 더 크거나 더 무거운 입자상 불순물이 주 분리기에 의해 즉 회전 부재(7)에 의해 효율적인 방식으로 분리될 것이다.
도2는 본 발명의 제2 실시예를 도시하고 있다. 제2 실시예에서, 제1 극 요소(41)는 전압 유닛(43)을 거쳐 양전위가 부여되는 회전 부재(7)에 의해 형성된다. 회전 부재(7)는 그 다음에 전기 연결부(49)를 거쳐 전압 유닛(43)에 연결된다. 전기 연결부(49)는 예컨대 활주 접촉부를 포함할 수 있다. 제2 극 요소(42)는 또한 제2 실시예에서 고정 하우징(5) 특히 내부 벽(8)에 의해 형성된다.
도3에 도시된 제3 실시예에서, 제1 극 요소(41) 및 제2 극 요소(42)의 양쪽 모두는 회전 부재(7)의 하류에 그리고 출구(4)의 하류에 제공된다. 이러한 실시예에서, 극 요소(41, 42)의 양쪽 모두는 압력 조절기와 관련하여 그리고 더 정확하게는 멤브레인(28)의 바로 상류의 공간(26) 내에 제공된다. 제1 극 요소(41)는 적어도 하나의 제1 전기 도전판(51), 그리고 도시된 예에서 서로로부터 작은 거리에 그리고 서로에 평행하게 제공되는 두 개의 제1 전기 도전판(51)을 포함한다. 즉, 제1 전기 도전판(51)은 실질적으로 평행한 연장부를 갖는다. 제2 극 요소(42)는 또한 적어도 하나의 제2 전기 도전판(52) 그리고 도시된 예에서 두 개의 제2 전기 도전판(52)을 포함한다. 또한, 이들 두 개의 제2 전기 도전판(52)은 서로로부터 작은 거리에 제공되고 이들 두 개의 제2 전기 도전판(52)에는 실질적으로 평행한 연장부가 제공된다. 나아가, 제1 전기 도전판(51)은 제2 전기 도전판(52)과 관련하여 실질적으로 평행하다. 이러한 추가의 분리기(2)를 통해 유동하는 가스는 이와 같이 도3에서 명확하게 보여질 수 있는 공간(26)을 통한 왕복 경로로써 유동하도록 가압된다. 가스는 그 다음에 우선 공간(26)의 하나의 내부 벽과 제1 전기 도전판(51) 사이에서 유동하고, 그 후 가스는 선회하고 두 개의 제1 전기 도전판(51)들 사이에서 하향으로 유동하고, 그 후 가스는 상향으로 선회하고 제1 전기 도전판(51) 중 하나와 제2 전기 도전판(52) 사이에서 유동한다. 그 후, 가스는 재차 두 개의 제2 전기 도전판(52)들 사이에서 하향으로 유동한다. 그 후, 가스는 제2 전기 도전판(52)과 멤브레인(28) 사이의 공간(26) 내에 분포되고, 멤브레인(28)을 지나 가스 출구 채널(29)을 통해 외부로 유동한다. 제3 실시예에서의 정전 필터는 또한 고전압을 제공하고 전기 연결부(53)를 거쳐 두 개의 제1 전기 도전판(51)에 연결되는 전압 유닛(43)을 포함한다.
도3은 전압 유닛(43)의 저전압 급송을 도시하고 있다. 두 개의 제2 전기 도전판(52)은 양쪽 모두 접지 연결부(48)를 거쳐 지면에 연결된다.
하우징(5) 및/또는 외부 벽(27)은 전기 전도성 재료, 플라스틱 또는 금속을 포함할 수 있으며 여기에서 제1 극 요소(41)에 의해 가해진 고전압의 전기 차폐부가 챔버(6) 또는 공간(26) 내에 제공된다는 것이 주목되어야 한다.
도4는 본 발명에 따른 장치의 바람직한 적용을 도시하고 있다. 이 장치는 여기에서 개략적으로 도시된 연소 기관(61)의 크랭크케이스로부터의 크랭크케이스 가스를 정화하고자 한다. 입구(3)는 그 다음에 연소 기관(61)의 크랭크케이스(62)에 연결된다. 크랭크케이스 가스는 주 분리기(1) 및 추가의 분리기(2)를 통해 그리고 가스 출구 챔버(29)를 통해 외부로 반송된다. 도1 내지 도3에 도시된 장치는 또한 연소 기관(61)에 장착되며, 여기에서 배출 채널(11)은 연소 기관(61)의 크랭크케이스(62)로 분리된 오일을 재순환시키도록 배열된다.
도5는 케이싱 내에 포위되는 개략적으로 도시된 기계 공구(71)에서의 본 발명의 또 다른 바람직한 적용을 도시하고 있다. 케이싱의 내부측의 공기가 케이싱으로부터 외부로 그리고 이 장치의 입구(3) 내로 반송된다. 그곳으로부터, 정화될 공기는 주 분리기(1) 및 추가의 분리기(2)를 통해 그리고 그 후 가스 출구 채널(29)을 통해 외부로 반송된다.
본 발명은 도시된 실시예에 제한되지 않고 다음의 청구의 범위의 범주 내에서 변화 및 수정될 수 있다.
1: 주 분리기
2: 추가의 분리기
3: 가스용 입구
4: 가스용 출구
7: 회전 부재
12: 회전 분리 디스크
13: 로터 스핀들
41: 제1 극 요소
42: 제2 극 요소
43: 전압 유닛

Claims (16)

  1. 가스용 입구(3)와, 가스용 출구(4)와, 입구(3)와 출구(4) 사이에 배열되고 로터 스핀들(13) 및 로터 스핀들(13)에 부착된 복수의 회전 분리 디스크(12)를 포함하는 회전 부재(7)를 갖는 주 분리기(1)를 포함하고, 회전 부재(7)는 가스로부터 입자상 불순물을 원심력으로 분리시키기 위해 가스를 회전시키도록 구성되고, 잔량의 입자상 불순물은 가스에 잔류하는, 입자상 불순물을 함유하는 가스를 정화하기 위한 장치에 있어서,
    장치는 잔량을 분리시키도록 구성된 추가의 분리기(2)를 포함하며, 추가의 분리기(2)는 정전 필터를 포함하고, 정전 필터는 제1 극 요소(41)와, 제2 극 요소(42)와, 전압 유닛(43)을 포함하고, 상기 전압 유닛(43)은 제1 극 요소(41)가 제2 극 요소(42)와 관련하여 임의의 전위로 가스의 입자상 불순물을 대전시키고 제2 극 요소가 가스로부터 입자상 불순물을 분리시키기 위해 대전된 입자상 불순물을 흡인하는 방식으로, 제1 극 요소(41)와 제2 극 요소(42) 사이에 전위차를 제공하며, 상기 제1 및 제2 극 요소(41, 42) 중 적어도 하나는 회전 부재(7)에 제공되고,
    회전 부재(7)는 제1 극 요소(41)와 제2 극 요소(42) 중 하나를 형성하는 복수의 회전 분리 디스크(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 정화 장치.
  2. 제1항에 있어서, 제2 극 요소(42)는 제1 극 요소(41)의 하류에 제공되는 것을 특징으로 하는 가스 정화 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 극 요소(42)는 입구(3)의 하류에 제공되는 것을 특징으로 하는 가스 정화 장치.
  4. 제3항에 있어서, 제2 극 요소(42)는 회전 부재(7)에 제공되는 것을 특징으로 하는 가스 정화 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 회전 분리 디스크(12)는 제2 극 요소(42)를 형성함으로써 제1 요소(41)와 관련하여 상기 전위차를 나타내는 방식으로 제공되는 것을 특징으로 하는 가스 정화 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 회전 분리 디스크(12)는 제1 극 요소(41)를 형성함으로써 제2 극 요소(42)와 관련하여 상기 전위차를 나타내는 방식으로 제공되는 것을 특징으로 하는 가스 정화 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 극 요소(42)는 회전 부재(7)의 하류에 제공되는 것을 특징으로 하는 가스 정화 장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 극 요소(41)는 회전 부재(7)의 하류에 제공되는 것을 특징으로 하는 가스 정화 장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 극 요소(42)는 출구(4)의 하류에 제공되는 것을 특징으로 하는 가스 정화 장치.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 극 요소(41)는 출구(4)의 하류에 제공되는 것을 특징으로 하는 가스 정화 장치.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 장치는 회전 부재가 제공되는 챔버(6)를 형성하는 고정 하우징(5)을 포함하고, 고정 하우징(5)은 회전 부재(7)에 의해 분리되는 입자상 불순물을 포획하여 배출 채널(11)로 입자상 불순물을 반송하도록 배열되는 내부 벽(8)을 갖는 것을 특징으로 하는 가스 정화 장치.
  13. 제12항에 있어서, 제1 극 요소(41)는 출구(4)의 하류에 제공되고, 내부 벽(8)은 제2 극 요소를 형성하고, 잔량의 입자상 불순물을 포획하여 배출 채널(11)로 반송하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 가스 정화 장치.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 추가의 분리기는 고정 하우징(5)에 통합식으로 제공되는 것을 특징으로 하는 가스 정화 장치.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 장치는 가스의 압력을 제어하기 위한 압력 조절기(25)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 정화 장치.
  16. 제12항에 있어서, 장치는 가스의 압력을 제어하기 위한 압력 조절기(25)를 포함하고, 압력 조절기(25)는 고정 하우징(5)에 통합식으로 제공되는 것을 특징으로 하는 가스 정화 장치.
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