KR19980059210A - 통기성능이 향상된 공기청정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기청정기에 관한 것으로서, 공기청정기의 하우징 내측에 출구관이 설치될 때 하우징의 내측 공간부에 출구관의 선단이 돌출되지 않도록 설치하여 통기저항(압력강하)의 원인을 해소함으로서, 공기의 매끄러운 유동이 이루어질 수 있도록 한 통기성능이 향상된 공기청정기를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위해서 공기청정기의 하우징 내측으로 설치되는 출구관의 선단이 하우징의 내측 공간부에 돌출되지 않도록 하여 유출되는 공기의 통기저항을 줄이는 특징이 있다.

Description

통기성능이 향상된 공기청정기

본 발명은 공기청정기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기청정기의 하우징 내측에 출구관이 설치될 때 하우징의 내측 공간부에 출구관의 선단이 돌출되지 않도록 설치함으로서, 압력강하의 원인을 해소하고 또한 공기의 매끄러운 유동이 이루어지도록 한 통기성능이 향상된 공기청정기에 관한 것이다.

일반적으로 공기청정기라 함은 자동차의 엔진에 흡입되는 공기 중의 먼지를 제거하는 필터로 흡기음을 적게 하는 역할도 한다.

공기청정기 속에 내장된 필터엘리먼트에는 종이나 섬유를 쓰는 건식과 오일을 사용하는 습식이 있다.

통상적으로 건식이지만 설치장소나 서비스상의 문제 등으로 필터엘리먼트의 교환이 어려울 경우 습식이 쓰인다.

엔진을 운전하는데는 1%의 연료에 대하여 10m³에 가까운 공기를 필요로 하는데, 이 공기 중에는 많은 모래먼지와 이 물질이 포함되어 있다.

그 때문에 기화기를 거쳐서 혼합기와 함께 실린더로 흡입되면 고속으로 왕복운동하는 피스톤과 실린더벽에 끼어서 거친 연마제로 작용하여 실린더벽에 상처를 입힌다.

또한 엔진 오일에 혼합되므로 베어링 등의 각 접동부분에 마모를 촉진하고 엔진의 수명을 단축 시킨다.

이것을 방지할 목적으로 공기청정기를 기화기의 에어혼부에 장치하여 공기 중에 포함되어 있는 대부분의 이물질을 제거하도록 하고 있다.

또한 공기청정기는 그밖에도 흡기계통에서 발생하는 흡기음을 없애는 역할을 하고 있다.

종래 공기청정기의 내부 장치는 다음과 같다.

도 1 은 종래 공기청정기 내부를 도시한 개략 투시도이고, 도 2 는 종래의 공기청정기를 도시한 단면도이며, 도 3 은 종래 공기청정기의 내부측 출구관 선단에서 발생하는 유속 분포도이다.

도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이 종래의 공기청정기(1)는 하우징(3)의 내측에 필터엘리먼트(5, 7) 및 튜브(9)가 설치되고, 하우징(3)의 외측에서 입구관(11), 출구관(13) 및 하우징 덮개(15) 등이 결합되어 이루어진다.

이때 출구관(13)은 하우징(3)에 설치될 때 출구관(13)의 선단이 하우징(3)의 내측 공간부에 일부가 돌출되어 설치된다.

이와 같이 구성된 공기청정기(1)의 하우징(3)과 필터엘리먼트(5, 7)는 동일한 중심축을 갖고 있다.

이 하우징(3)과 필터엘리먼트(5, 7)의 접선 방향에 설치된 입구관(11)에서 유입된 공기는 외측 필터엘리먼트(5)와 하우징(3) 사이에 있는 튜브(9)에 충돌하며 나선유동을 시작한다.

나선유동 중 회전유동으로 먼지는 밀도차에 의해 공기와 원심 분리된다. 나선유동 말기에서 공기와 먼지는 하부측 튜브(9a)에 의해 강제 분리되어 공기는 외측 필터엘리먼트(5)와 내측 필터엘리먼트(7)를 통과하여 출구관(13)으로 빠져나가며 먼지는 하부측 튜브(9a)와 하우징(3) 사이에 설치된 먼지 배출구(17) 부근에 쌓인다.

이때 하우징(3)과 출구관(13)은 일체로 연결되어 있으며, 출구관(13)의 일부부분인 지지대(13a)의 선단에서 하우징 덮개(15)를 지지하는 지지봉(19)의 후단과 체결된다. 이때 지지대(13a)와 지지봉(19)의 체결은 볼트(21, 21a, 21b)의 조임에 의하고, 또한 필터엘리먼트(5, 7)의 고정이 이루어진다.

이처럼 구성된 공기청정기(1)는 엔진에 흡입되는 공기 중의 먼지를 제거하고, 또한 필터엘리먼트를 통해서 흡기음을 적게 하는 역할도 한다.

그러나 종래의 공기청정기는 출구관이 하우징의 내측 공간부에 설치될 때 출구관의 선단이 하우징의 내측 공간부로 돌출되기 때문에 도 3 에 도시된 바와 같이 A부분인 출구관의 선단 외측면에 공기가 부딪혀 유동방향이 바뀌며 공기가 분리되는 현상이 발생하여 통기저항(압력강하)이 발생하는 문제점이 있다.

따라서 공기의 유동이 매끄럽지 못하는 문제점이 발생한다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 공기청정기의 하우징 내측에 출구관이 설치될 때 하우징의 내측 공간부에 출구관의 선단이 돌출되지 않도록 설치하여 통기저항(압력강하)의 원인을 해소함으로서, 공기의 매끄러운 유동이 이루어질 수 있도록 한 통기성능이 향상된 공기청정기를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1 은 종래 공기청정기 내부를 도시한 개략 투시도.

도 2 는 종래의 공기청정기를 도시한 단면도.

도 3 은 종래 공기청정기의 내부측 출구관 선단에서 발생하는 유속 분포도.

도 4 는 본 발명의 공기청정기 내부를 도시한 개략 투시도.

도 5 는 본 발명의 공기청정기를 도시한 단면도.

도 6 은 본 발명의 공기청정기 내부측 출구관 선단에서 발생하는 유속 분포도.

도 7 은 본 발명의 다른 실시 예의 공기청정기를 도시한 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 공기청정기 3 : 하우징

5, 7 : 필터엘리먼트 9, 9a : 튜브

11 : 입구관 13 : 출구관

13a : 지지대 15 : 하우징 덮개

17 : 지지대 19 : 지지봉

21,21a,21b:볼트

30:지지편

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위해서 다음과 같이 구성된다.

즉 공기청정기의 하우징 내측으로 설치되는 출구관의 선단이 하우징의 내측 공간부에 돌출되지 않도록 하여 유출되는 공기의 통기저항을 줄이는 특징이 있다.

전술한 구성에서 출구관과 일체로 되는 지지대의 일단이 결합되도록 출구관의 선단 일측에 지지편이 형성될 수 있다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 4 는 본 발명의 공기청정기 내부를 도시한 개략 투시도이고, 도 5 는 본 발명의 공기청정기를 도시한 단면도이며, 도 6 은 본 발명의 공기청정기 내부측 출구관 선단에서 발생하는 유속 분포도이다.

도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이 본 발명은 하우징(3)의 내측으로 설치되는 출구관(13)과 이 출구관(13)의 선단에 지지되는 지지대(13a)를 갖는 공기청정기에 있어서, 출구관(13)이 하우징(3)의 일측에 설치될 때 상기 하우징의 내측 공간부에 출구관(13)의 선단이 돌출되지 않도록 설치된 것이다.

즉 출구관(13)이 하우징(3)의 일측으로 설치될 때 출구관(13)의 선단이 하우징(3)의 내측 공간으로 돌출되지 않도록 최대한 억제하고, 출구관(13)의 선단 내측면에 지지대(13a)를 연결한 것이다.

한편 이와 같이 구성된 본 발명의 공기청정기(1)는 하우징(3)과 필터엘리먼트(5, 7)는 동일한 중심축을 갖고 있고, 이 하우징(3)과 필터엘리먼트(5, 7)의 접선 방향에 설치된 입구관(11)에서 유입된 공기는 외측 필터엘리먼트(5)와 하우징(3) 사이에 있는 튜브(9)에 충돌하며 나선유동을 시작한다.

나선유동 중 회전유동으로 먼지는 밀도차에 의해 공기와 원심 분리된다.

나선유동 말기에서 공기와 먼지는 하부측 튜브(9a)에 의해 강제 분리되어 공기는 외측 필터엘리먼트(5)를 통과한다.

이처럼 본 발명의 공기청정기(1)는 공기가 외측 필터엘리먼트(5)를 통과하고, 통과된 공기가 내측 필터엘리먼트(7)를 통과하기 전까지는 기존설계와 동일하다.

한편 외측 필터엘리먼트(5)를 통과한 공기는 외측 필터엘리먼트(5)의 특성에 따라 공기의 유동은 반경 방향에서 중심축으로 이루어지고, 내측 필터엘리먼트(7)를 통과한다. 내측 필터엘리먼트(7)를 통과한 공기는 출구에 가까워질수록 가속되어 공기가 유출된다.

이때 먼지는 하부측 튜브(9a)와 하우징(3) 사이에 설치된 먼지 배출구(17) 부근에 쌓인다.

도 7 은 본 발명의 다른 실시 예의 공기청정기를 도시한 단면도이다.

도 7 에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시 예는 출구관(13)의 선단 내측면에 지지대(13a)를 연결하지 않고, 출구관(13)의 선단면에 대해 일부가 돌출된 에 지지편(30)을 형성하여 지지대(13a)의 후단을 연결한 것이다.

이때 출구관(13)의 선단면에 형성되는 지지편(30)은 지지대(13a)의 지지 강도를 유지하기 위해서 지지대(13a)와 연결되는 부분을 최소화한다.

이와 같이 구성된 본 발명은 출구관(13)이 하우징(3)의 일측에 설치될 때 하우징의 내부공간으로 지지편(30)만이 돌출되기 때문에 이 지지편(30)이 돌출된 부분에서만 공기의 분리 현상이 발생하고, 그 이외의 부분에서는 공기의 분리가 일어나지 않아 통기저항이 줄어듦을 알 수 있다.

이와 같은 구성된 본 발명은 전산유체역학에 의한 컴퓨터 시뮬레이션 결과 출구관의 돌출된 부분이 없으면 공기청정기 전체 통기저항(압력강하)이 약 2000 mmAq인 모델에서 약 25mmAq 정도의 통기저항이 감소되는 결과를 얻었다.

이 값은 실험에 의하여 검증된 값으로 단순한 구조 개선으로도 좋은 결과를 갖는 사례이다.

본 발명은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면 출구관이 하우징에 설치될 때 하우징의 내측 공간부에 출구관의 선단이 돌출되지 않도록 설치하거나, 지지대의 일단이 결합되도록 출구관의 선단 일측에 지지편이 형성되도록 함으로서, 출구관을 통해서 유출되는 공기의 통기저항을 줄일 수 있는 효과 있다.

Claims (2)

1. 하우징의 내측으로 설치되는 출구관과 상기 출구관의 선단에 지지되는 지지대를 갖는 공기청정기에 있어서, 상기 출구관이 상기 하우징에 설치될 때 상기 하우징의 내측 공간부에 상기 출구관의 선단이 돌출되지 않도록 설치되는 것을 특징으로 하는 통기성능이 향상된 공기청정기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 지지대의 일단이 결합되도록 상기 출구관의 선단 일측에 지지편이 형성되는 것을 특징으로 하는 통기성능이 향상된 공기청정기.