KR102406181B1 - 상용엔진 벤틸레이션 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상용엔진 벤틸레이션 시스템에 관한 것으로, 신기와 블로바이 가스의 혼합기체를 구성하여 CCV 필터의 정화성능을 향상시키는 상용엔진 벤틸레이션 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 상용엔진 벤틸레이션 시스템는 엔진 배기측과 연결되어 블로바이 가스가 유입되는 유입포트와 정화된 블로바이 가스가 배출되어 엔진으로 환류시키는 배출포트를 포함하는 CCV 필터, 흡기덕트에서 유입되는 신기를 연결포트를 통해 상기 CCV 필터와 유체연결되도록 구성되는 에어컴프레셔, 상기 CCV 필터에서 정화된 오일이 드레인 되도록 구성되는 드레인포트 및 상기 흡기덕트로부터 유입되는 신기가 상기 에어컴프레셔를 통해 상기 CCV 필터로 유입되는 유입포트를 포함한다.

Description

상용엔진 벤틸레이션 시스템{Ventilation System for Commercial Engine}

본 발명은 상용엔진 벤틸레이션 시스템에 관한 것으로, 더 바람직하게, 에어컴프레셔를 통해 흡기포트에서 유입되는 신기가 CCV 필터 내측으로 유입되도록 구성하여, 블로바이 가스에 포함되어 있는 오일의 정화효율을 증대시키기 위한 상용엔진 벤틸레이션 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 차량 등에서 동력원으로 사용되고 있는 내연기관은 소정 용적을 가진 연소실을 형성하는 실린더와, 상기 연소실에서 왕복 운동을 하는 피스톤, 상기 피스톤의 왕복 운동을 회전 운동을 전환하는 크랭크 기구, 상기 실린더의 상부에 장착된 로커 커버(혹은 실린더 헤드 커버), 상기 실린더의 하부에 장착되어 윤활 오일을 수용하는 오일팬 등을 포함한다.

상기 내연기관은 상기 연소실에 연료와 공기를 유입시킨 다음에 상기 연료와 공기의 혼합물을 압축 및 폭발시킴으로써, 상기 피스톤이 왕복 운동을 하고, 상기 피스톤의 왕복 운동은 상기 크랭크 기구를 통해 회전 운동을 전환되어 차량의 구동에 필요한 회전 동력을 발생시키고 있다.

상기 내연기관의 작동 중에 압축 행정에서는 미연소 가스의 일부가, 팽창 행정에서는 연소 가스의 일부가 상기 로커 커버 혹은 상기 오일팬 쪽으로 누설된다. 상기와 같이 누설되는 블로바이 가스는 상기 오일팬에 저장된 윤활유를 열화시키거나 혹은 내연기관의 내부를 부식시키게 된다.

상기와 같이 내연기관에 유해한 블로바이 가스를 내연기관으로부터 대기 중으로 방출하게 되면 대기 오염을 유발하므로, 상기 블로바이 가스를 내연기관으로부터 빼낸 다음에 내연기관의 연소실로 환류시켜 재연소되게 하는 블로바이 가스 환류시스템이 내연기관에 적용되고 있다.

종래의 블로바이 가스 환류시스템은 크로즈드 크랭크 케이스 벤틸레이션(Closed Crankcase Ventilation, 이하 CCV라 함)를 사용하고 있고, 이러한 시스템은 상기 로커 커버나 혹은 상기 오일팬을 내연기관의 흡기계통, 예를 들면 서지탱크 (Surge tank)와 연결하는 벤틸레이션 통로를 구비하여, 상기 로커 커버나 혹은 상기 오일팬 쪽으로 누설된 블로바이 가스를 상기 벤틸레이션 통로를 통해 내연기관의 흡기계통으로 유도하게 되어 있다.

도 1에서는 종래 구성으로서, 블로바이 가스에 함유된 오일을 분리하는 CCV 필터를 내장한 하우징과, 상기 하우징의 내부로 내연기관의 크랭크 케이스로 누설되는 블로바이 가스가 유입되게 하는 유입포트, 상기 유입포트를 통해 유입된 블로바이 가스가 상기 필터를 통해 오일이 걸러진 다음에 내연기관의 흡기계통으로 배출되게 하는 배출포트, 상기 필터를 통해 걸러진 오일을 오일팬으로 드레인되게 하는 드레인포트 등을 도시하고 있다.

다만, 종래 기술로서, CCV 필터로부터 엔진으로 환원되는 블로바이 가스의 압력이 낮아 CCV 필터의 케이스에 슬러지가 형성되는 문제점이 존재하였으며, CCV 필터 케이스에 슬러지가 축적되어 CCV 필터의 정화성능이 현저히 낮아지는 문제점이 존재하였다.

특허문헌1: 대한민국 공개특허 10-2009-0055234호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 흡기포트를 통해 유입되는 신기를 CCV 필터로 유체연결하도록 구성되는 상용엔진 벤틸레이션 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 컴프레셔를 통해 압축된 신기를 CCV 필터로 주입하는바, 정화된 블로바이 가스의 유속을 증대시키는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 CCV 필터로 신기가 주입되도록 상기 필터에 유체연결되는 연결포트를 통해 정화성능이 향상되는 상용엔진 벤틸레이션 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다. 또한 본 발명의 목적들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 상용엔진 벤틸레이션 시스템은 다음과 같은 구성을 포함한다.

본 발명의 상용엔진 벤틸레이션 시스템은 엔진 배기측과 연결되어 블로바이 가스가 유입되는 유입포트와 정화된 블로바이 가스가 배출되어 엔진으로 환류시키는 배출포트를 포함하는 CCV 필터; 흡기덕트에서 유입되는 신기를 연결포트를 통해 상기 CCV 필터와 유체연결되도록 구성되는 에어컴프레셔; 상기 CCV 필터에서 정화된 오일이 드레인 되도록 구성되는 드레인포트; 및 상기 흡기덕트로부터 유입되는 신기가 상기 에어컴프레셔를 통해 상기 CCV 필터로 유입되는 연결포트를 포함하는 상용엔진 벤틸레이션 시스템을 제공한다.

또한, 상기 신기가 유입되도록 에어컴프레셔와 유체연결되도록 구성되는 상기 연결포트는 상기 유입포트와 동일한 높이를 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 상용엔진 벤틸레이션 시스템을 제공한다.

또한, 상기 정화된 블로바이 가스가 엔진으로 환류되도록 구성되는 배출포트는, 상기 연결포트 보다 높은 위치에 구성되는 것을 특징으로 하는 상용엔진 벤틸레이션 시스템을 제공한다.

또한, 상기 배출포트를 통해 환류되는 블로바이 가스의 유속은 상기 유입포트를 통해 유입되는 블로바이 가스의 유속보다 빠른 것을 특징으로 하는 상용엔진 벤틸레이션 시스템을 제공한다.

또한, 상기 유입포트는 상기 CCV 필터에 편심되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 상용엔진 벤틸레이션 시스템을 제공한다.

본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 흡기포트를 통해 유입되는 신기를 CCV 필터로 유체연결하도록 구성되어, CCV 필터의 정화효율이 향상되는 상용엔진 벤틸레이션 시스템을 제공하는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 CCV 필터에서 환류되는 블로바이 가스의 유속을 증대하여 필터의 정화효율을 통해 엔진오일 교환주기가 증대되는 효과를 갖는다.

도 1은 종래 기술로서, CCV 필터와 연결되는 벤틸레이션 시스템을 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예로서, 상용엔진의 벤틸레이션 시스템의 구성도를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예로서, 상용엔진의 벤틸레이션 시스템의 구성을 블럭도로 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예로서, CCV 필터의 구성도를 도시하고 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예로서, CCV 필터의 유체연결관계를 도시하고 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

또한, 명세서에 기재된 "...포트" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 또는 하드웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

본 발명은 상용엔진에 적용되는 상용엔진 벤틸레이션 시스템(100)에 관한 것으로, 상용엔진의 미연소 가스의 일부가, 팽창 행정에서는 연소 가스의 일부가 상기 로커 커버 혹은 상기 오일팬(90) 쪽으로 누설된다. 상기와 같이 누설되는 블로바이 가스는 상기 오일팬(90)에 저장된 윤활유를 열화시키거나 혹은 내연기관의 내부를 부식시키는 문제점을 방지하기 위한 것이다.

이처럼, 블로바이 가스 환류시스템은 크로즈드 크랭크 케이스 벤틸레이션(Closed Crankcase Ventilation) 시스템을 사용하고 있고, 이러한 시스템은 엔진(80) 단에 위치하는 블로바이 가스를 상기 벤틸레이션 통로를 통해 내연기관의 흡기계통으로 유도하게 되어 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예로서, 상용엔진 벤틸레이션 시스템(100)의 구성도를 도시하고 있다.

내연기관은 연소실을 각각 구비한 다수개의 실린더를 포함하는 엔진(80)을 개시하고 있는바, 상기 실린더의 하부에는 윤활유가 수용된 오일팬(90)이 취부되고, 상기 실린더의 상부에는 로커 커버가 장착된다.

상기 실린더의 상부에는, 상기 연소실로 외기를 공급하는 흡기덕트(50)와, 상기 연소실에서 연료의 연소로 생성된 배기가스를 연소실로부터 배출하는 배기 다기관이 각각 연결된다.

각각의 배기 다기관에서 배출되는 엔진(80)의 블로바이 가스는 유입포트(20)를 통해 CCV 필터(10)로 유입되도록 구성되고, CCV 필터(10)에서 정화된 블로바이 가스가 엔진(80)으로 환류되도록 구성된다. 더욱이, 정화된 블로바이 가스는 엔진(80)의 흡기계통으로 유입되도록 구성될 수 있다.

CCV 필터(10)와 유체연결되는 유입포트(20)와 배출포트(30)는 CCV 필터(10) 하우징에 위치되도록 구성되며, 상기 CCV 필터(10) 하우징의 하단에는 오일팬(90)으로 오일을 배출하는 드레인포트(40)를 포함한다.

즉, 엔진(80)의 배기 다기관과 연결되어 오일이 포함된 블로바이 가스는 CCV 필터(10)측으로 유동되어 유입되고, CCV 필터(10) 내측에서 블로바이 가스와 오일로 분리되도록 정화되며, CCV 필터(10)를 통해 분리된 오일은 드레인포트(40)를 통해 오일팬(90)으로 유입되도록 구성된다.

더욱이, 정화된 블로바이 가스는 CCV 필터(10) 하우징에 위치하는 배출포트(30)를 통해서 엔진(80)으로 환류되도록 구성된다. 더 바람직하게, 환류되는 블로바이 가스는 흡기계통으로 유입되어 실린더 내측으로 유입되도록 구성될 수 있다.

또한, 본 발명은 CCV 필터(10) 하우징과 유체 연결되는 연결포트(70)를 포함하도록 구성되는바, 연결포트(70)의 타단은 흡기덕트(50)와 연결되도록 구성되어 차량 외측의 신기(New air)가 CCV 필터(10) 내측으로 유입되도록 구성된다.

뿐만 아니라, 본 발명의 일 실시예에서는 신기를 CCV 필터(10) 하우징 내측으로 유동시키기 위해 에어컴프레셔(60)를 포함하도록 구성되어, 흡기덕트(50)를 통해 유입되는 신기의 압력이 증가하도록 구성된다.

즉, 블로바이 가스가 유입되는 CCV 필터(10) 하우징 내측의 압력이 대기압보다 높아 블로바이 가스가 흡기덕트(50)로 배출되는 것을 방지하기 위해, 신기가 유입되는 연결포트(70)는 에어컴프레셔(60)를 통과하도록 구성되어 CCV 필터(10) 하우징으로 유입되는 신기의 압력이 하우징 내부에 위치하는 블로바이 가스의 압력보다 높도록 구성된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예로서, CCV 필터(10)의 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 CCV 필터(10)는 하우징을 포함하고, 하단에 드레인포트(40)가 위치하도록 구성된다.

엔진(80)의 블로바이 가스가 배출되는 다기관과 연결되는 유입포트(20)를 통해 CCV 필터(10) 하우징 내측으로 오일이 함유된 블로바이 가스가 유입되도록 구성되고, CCV 필터(10)에 의해 정화가 완료된 블로바이 가스는 엔진(80)으로 환류되며, 정화된 오일은 오일팬(90)으로 드레인 되도록 구성된다.

본 발명의 특징으로서, 차량의 외측에 흡기덕트(50)를 통해 유입된 신기는 에어컴프레셔(60)를 통과하여 CCV 필터(10) 하우징 내부의 블로바이 가스의 압력보다 높은 압력을 갖도록 형성되고, 연결포트(70)를 통해 CCV 필터(10) 하우징으로 유입되도록 구성된다.

더 바람직하게, 연결포트(70)는 CCV 필터(10) 하우징에 편심되도록 연결되는바, 높은 압력을 갖는 신기가 CCV 필터(10) 하우징 내측으로 유입되면서 CCV 필터(10)의 여과효율을 증대시키는 효과를 제공한다.

정리하면, 사이클론 필터로 구성되는 CCV 필터(10)에 있어서, 신기가 유입되어 신기와 블로바이 가스가 회전유동을 수행할 수 있도록 구성되고, 회전유동에 의거 CCV 필터(10) 내부에 사이클론 필터를 통과하는 블로바이 가스와 신기의 혼합기체의 유속이 증가하도록 구성된다. 따라서, CCV 필터(10) 내부에 위치하는 블로바이 가스의 정화 효율이 증대되는 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예로서, 상용엔진 벤틸레이션 시스템(100)을 구성하는 블럭도를 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 블로바이 가스가 배출되는 엔진(80)(로커 커버 또는 실린더 헤드)의 다기관과 연결되는 CCV 필터(10)의 구성을 포함하고, CCV 필터(10)에 의해 정화된 블로바이 가스가 엔진(80)으로 환류되는 구성을 포함한다.

엔진(80)으로부터 CCV 필터(10)로 유입되는 블로바이 가스는 오일을 함유하는바, CCV 필터(10)를 통해서 오일과 정화된 블로바이 가스로 분리된다. 또한, 분리된 오일은 CCV 필터(10)에 위치하는 드레인포트(40)를 통해 오일팬(90)으로 유입된다.

뿐만 아니라, CCV 필터(10)의 정화를 수행하기 위해 흡기덕트(50)를 통해 신기가 CCV 필터(10) 내부로 유입되도록 구성되는바, CCV 필터(10) 하우징 내부에 있는 블로바이 가스와 유동하도록 구성된다.

더욱이, CCV 필터(10)로 유입되는 신기는 에어컴프레셔(60)를 통해 CCV 필터(10) 내부에 위치하는 블로바이 가스의 압력보다 높은 압력을 갖도록 구성되어, 블로바이 가스의 역류를 방지하도록 구성된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예로서, CCV 필터(10)와 유체 연결되는 유입포트(20), 배출포트(30) 및 연결포트(70)의 구성의 상세도 구조를 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, CCV 필터(10)를 감싸도록 구성되는 하우징에 연결되는 유입포트(20), 배출포트(30) 및 연결포트(70)를 도시하고 있는바, 유입포트(20)와 연결포트(70)는 CCV 필터(10)의 실질적으로 동일한 높이에 위치하도록 구성된다.

유입포트(20)와 연결포트(70)가 CCV 필터(10)의 동일한 높이에 위치하도록 구성되는바, 엔진(80) 배기 다기관으로부터 유입되는 블로바이 가스와 에어컴프레셔(60)에 의해 높은 압력을 갖는 신기가 혼합되어 유동하도록 구성된다.

이렇게 서로 다른 유속을 갖는 블로바이 가스와 신기가 CCV 필터(10)의 동일한 높이로 유입되도록 구성되는바, 블로바이 가스와 신기는 회전운동을 통해 유속이 증가되는 효과를 갖는다.

유속이 증가된 블로바이 가스와 신기는 사이클론 필터로 구성되는 CCV 필터(10) 내측에서 정화되도록 구성되는바, 유속 증가에 따라 필터의 정화효율이 증가하도록 구성된다.

CCV 필터(10)를 통해 정화된 블로바이 가스는 상기 유입포트(20)와 연결포트(70)의 상부에 위치하는 배출포트(30)를 통해 엔진(80)으로 환류되도록 구성되는바, 배출되는 정화된 블로바이 가스는 높은 유속을 갖는 CCV 필터(10)로부터 엔진(80)단으로 유입되도록 구성된다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 기술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 기술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

10: CCV 필터
20: 유입포트
30: 배출포트
40: 드레인포트
50: 흡기덕트
60: 에어컴프레셔
70: 연결포트
80: 엔진
90: 오일팬
100: 상용엔진 벤틸레이션 시스템

Claims (5)

1. 엔진과 연결되어 블로바이 가스가 유입되는 유입포트와 정화된 블로바이 가스가 배출되어 엔진으로 환류시키는 배출포트를 포함하는 CCV 필터;
   흡기덕트에서 유입되는 신기를 상기 CCV 필터와 유체연결되도록 구성되는 에어컴프레셔;
   상기 CCV 필터에서 정화된 오일이 드레인 되도록 구성되는 드레인포트; 및
   상기 흡기덕트로부터 유입되는 신기가 상기 에어컴프레셔를 통해 상기 CCV 필터로 유입되는 연결포트를 포함하며,
   상기 신기가 유입되도록 상기 에어컴프레셔와 유체연결되도록 구성되는 상기 연결포트는 상기 CCV 필터의 상기 유입포트와 동일한 높이를 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 상용엔진 벤틸레이션 시스템.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 정화된 블로바이 가스가 엔진으로 환류되도록 구성되는 배출포트는, 상기 연결포트 보다 높은 위치에 구성되는 것을 특징으로 하는 상용엔진 벤틸레이션 시스템.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 배출포트를 통해 환류되는 블로바이 가스의 유속은 상기 유입포트를 통해 유입되는 블로바이 가스의 유속보다 빠른 것을 특징으로 하는 상용엔진 벤틸레이션 시스템.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 유입포트는 상기 CCV 필터에 편심되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 상용엔진 벤틸레이션 시스템.

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