KR20010082297A - 여과 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 케이싱(12)에 의해 제한되며, 액체 유동이 여과될 수 있도록 하기 위한 흡입구 부속장치(4)를 갖춘 여과실(5)의 내부에 위치한 적어도 하나의 여과 요소(6), 여과된 액체 유동을 위한 출구 부속장치(8), 여과 단계 사이에서 공기와 함께 분출함으로써 여과 요소를 청소하기 위한 공기 채널(9), 그리고 분출 직 후 그 다음 여과 단계가 초기화되기 전에 여과실을 액체로 채우기 위한 별도의 분리된 액체 주입 부속장치(11)로 구성되며, 이때 액체 주입 부속장치는 여과실(5)의 케이싱(12)을 통하여 그 쪽을 향하면서 여과 채널에 의해 형성되어 있고, 여과실이 개방됨에 따라 채널을 밀폐시키기 위하여 상기 채널에는 밸브(13)가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 여과 장치에 관한 것이다.

Description

여과 장치{FILTERING APPARATUS}

여과와 분출 기간이 번갈아 가며 발동되는 연속 자동 여과기가 사용되어 왔으며, 연료 또는 윤활유를 여과하기 위한 디젤 모터를 예로 들 수 있다. 여과는 모터를 마모시키는 고체 불순물을 주로 제거하기 위해 사용된다.

상기에 언급된 목적을 위해 적용할 수 있는 여과 장치들이 알려져 있으며, 그러한 장치에서 여과는 두 개 또는 그 이상의 평행히 놓인 여과실들 내에서 번갈아 수행되며, 밸브로서 작용하는 회전 스핀들에 의하여 제어된다. 여과실 청소는 여과 단계들 사이에 후방 분출을 함으로써 수행된다. 이러한 종류의 장치는 미국 특허(번호 US 4 256 583)에 공시된 바 있다.

여과실 내에서 분출한 후, 다시 여과가 적용되므로 여과 작용을 초기화하기전에 여과실을 천천히 그리고 제어 가능하게 액체로 채우면 유리하다. 이것은 곧 공기가 여과된 연료나 윤활유와 섞이는 것은 치명적이기 때문에, 여과실로부터 공기를 가능한 한 완벽하게 제거하기 위한 의도이다.

시장에 등장하여 활용 가능한 자동 여과기에서는, 여과실이 청정 여과된 액체로 미리 채워지며, 청정 여과된 그 액체는 평행하게 놓인 여과실을 제어하는 스핀들 내에 배치된 하나의 개구부로부터 여과실 내부로 유도된 것이다. 동일한 여과기 내의 여과실 상단 끝에는 하나의 부표(float)가 제공되어 있으며, 여과실이 액체로 채워짐에 따라, 그 부표는 공기를 위하여 출구 경로를 밀폐시키게 된다. 그리고 나서, 스핀들 내의 출구 부속장치 안쪽으로 유동이 통과함에 따라 여과 요소의 자켓(jacket)을 통하여 스핀들 내의 흡입구 부속장치로 부터 상기 여과실 내에서 여과 작용이 초기화된다.

상기와 같이 알려져 있는 해법에 있어서 취약점이라면, 스핀들 내에서 액체를 주입하는 부속장치(filling assembly)가 항상 여과실 방향으로 열려 있어서, 여과 요소를 변경한다든지 기타 다른 용도의 측정을 위하여 여과실을 개방하지 못하게 한다는 것이다. 여과실을 개방하는 것은 여과실 밖의 압력 상태에서 액체를 배출시키는 결과를 초래한다. 이렇게 되면 액체를 주입하는 부속장치를 닫힌 상태로 배치시키는 데에 어려움이 있으며, 스핀들의 구조도 변경되어야 할 필요가 있겠다.

본 발명은 케이싱에 의하여 제한되는 여과실 안쪽으로 위치한 적어도 하나의 여과 요소로 구성되며, 상기 여과 요소는 여과 되어야할 액체 유동을 위한 흡입구 부속장치, 여과된 액체 유동을 위한 출구 부속장치, 여과 단계 중에 공기와 함께 분출됨으로 여과 요소를 청소하기 위한 공기 채널, 그리고 분출 작용 후에 그 다음 여과 단계를 초기화하기 전, 액체로 여과실을 채우기 위해 별도로 분리된 액체 주입 부속장치를 구비하고 있는 여과 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 여과 장치의 평면도(elevation view)이다.

도 2는 본 발명의 두번째 여과 장치에 관한 유사도(similar view) 이다.

본 발명의 목적은 상기에 언급된 문제점들을 해결하는 해법을 제공하기 위한 것으로, 액체로 여과실을 미리 채우는 액체 주입 부속장치가 작동성의측정(service measure)을 위하여 여과실의 개구부를 방해하지 않도록 하고자 한다. 여과 부속장치가 여과 채널에 의해 구성되고, 그 여과 채널은 여과실의 케이싱을 통하여 유도되며, 상기 채널에는 여과실을 개방할 때 채널을 닫기 위한 밸브가 제공되는 것이 본 발명의 여과 장치의 특성이다.

여과실을 미리 채우기 위하여 본 발명에 따라 배치된 액체 주입 채널을 살펴보면, 본 출원인의 이전 특허 출원서(FI 982113)에 준하는 여과 장치에서 세 개의 여과 유닛은 상용 밸브 기관과 함께 제어되고, 두 개는 실제 여과 공정에서 선택적으로 작동한다고 언급되어 있으며, 동시에, 세 번째 유닛이 저장 유닛을 형성하여, 처음에 언급된 두 개의 유닛들이 작동하는 중에 상기 저장 유닛 내부로 여과되어야 할 유동이 유도된다는 점에서 특히 유리하다. 그와 같은 장치의 성능은, 상기 유닛이 열려 있어야 할 필요가 있는 바, 예를 들면, 별도의 측정 없이 여과 요소를 변경하기 위하여 여과 흐름이 저장 시간으로 전달되자 마자 그 장치가 열려야 할 필요가 있는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 여과실이 정지형 케이싱에 의하여 제한되며, 그 정지형 케이싱에는 개방용 덮개가 제공되어 있고, 밸브에는 스프링이 있으며, 그 스프링은 덮개가 열리면서 밸브를 닫을 수 있도록 배치되어 있다. 다시 말해, 여과실의 덮개가 열리면, 밸브는 자동으로 액체 주입 채널을 닫게 된다.

상기와 같이 덮개와 밸브가 서로 공동-작용하는 것은, 예를 들면, 밸브 내의 압축 스프링에 작용하는 봉(bar)을 가지고 달성될 수 있는데, 이때 덮개가 열리면서 그 봉이 스프링에 의하여 자신이 원래 있던 위치로부터 움직이게 되어 동시에스프링이 그 밸브를 닫게 된다. 동시에, 상기 봉은 여과실 내에서 여과 요소 또는 복수 개의 여과 요소들을 위한 지지대(support)로서 유리하게 배치될 수도 있다.

분출 단계 후에 여과실 내에 남아 있는 공기가 여과 채널을 통하여 여과실을 미리 채우는 도중에 여과실을 빠져나갈 수 있도록 되어 있어야만 하는데, 그 이유는 여과실의 상단 끝으로부터 시작하여 여과실에는 공기 통풍구(air vent)가 제공될 수 있게 하기 위한 목적이 있기 때문이다. 여과실이 채워진 다음 상기 여과 채널을 닫는 것은 액체로 그 안을 꽉 채우는 것으로 달성되며, 예를 들면, 액체에 의하여 상승된 부표의 도움이 있음으로 해서 가능한 것이다. 축(axle)이 그 주위에 배치된 여과 요소들을 위한 지지대로서 작용하는 동시에, 튜브로부터 형성된 축은 유리하게 공기 통풍구로서 활용될 수도 있다.

선택적으로, 공기는 여과실로부터 별도의 분리된 공기 컨테이너 쪽으로 배출되게 배치될 수도 있으며, 이때 공기 컨테이너 안쪽으로 공기가 압축되며, 여과실을 채우는 액체에 의해 밀려진다. 공기 컨테이너는 여과실의 중앙으로부터 분리되어 축 성분의 일부로 형성될 수 있으며, 이때 축 성분의 하단 끝으로부터 축 성분은 여과 채널 내 밸브의 압축 스프링에 영향을 미치므로 본래 위치로부터 이동하면서 상기 성분에 의해 밸브가 닫히도록 해준다.

본 발명은 다음에 제시된 실시예와 도면을 참고로 보다 상세히 설명된다.

도 1에 따른 여과 장치는, 예를 들면, 디젤 모터 내의 연료 또는 윤활 장치의 자동 여과기에 적합한데, 주어진 도면에 따라 살펴보면, 하나의 기저(1)와 두 개의 평행한 여과 유닛(2)들로 구성되며, 장치의 작동은 상기 여과 유닛(2)들을 번갈아 활용하는 것을 기초로 하고 있다. 여과 유닛(2)들은 스핀들(3)과 함께 제어되므로, 여과 작용이 한 유닛에서 진행되면서, 두번째 유닛은 압축된 공기와 함께 후방 분출됨으로써 청소되고, 그 후, 두 유닛들 사이에 역할을 맞바꾸어 작동이 서로 교환된다(switched). 또한, 본 장치는 동일한 스핀들(3)에 의하여 제어되는 세번째 여과 유닛을 포함하고 있으며, 상기 세번째 여과 유닛은 도면에서 스핀들의 뒤에 남아 있으며, 도면에 보여진 유닛(2)들이 작동을 하는 중에 저장 유닛으로 작동한다. 이러한 부위들 중에서, 본 장치의 구조와 작동은 핀랜드 특허(번호 FI 982113) 출원서 또는 국제 특허(번호 PCT/FI99/00798)에 공시된 내용에 해당하며, 해당 출원서가 본 발명의 명세서에 일부 연계되어 참고 자료로 활용되고 있다.

도 1에서, 두 개의 여과 유닛(2)의 맨 좌측은 여과 단계 중에 있으며, 이 단계에서 여과되어야 할 유동이 여과 유닛을 통하여 통과하고 있음을 화살표로 나타내었다. 스핀들(3)이 여과되어야할 유동을 상기 유닛(2)을 위해 범용적으로 활용되는 흡입구 채널(도시 안됨)로부터 흡입구 부속장치(4)를 통하여 여과실(5)로 안내하며, 그 여과실(5)은 여덟 개의 원통형, 초-모양 여과 요소(6)들로 구성되는데, 그 여과 요소(6)들은 여과실의 튜브로부터 구성된 중앙 축(7) 주변에 링(ring)과 같이 배치되어 있으므로, 그 축은 여과 요소들을 위한 지지대로서 작동한다. 여과중에, 여과 유닛(5)은 여과되어야 할 액체로 완전히 채워진다. 여과되어야 할 액체는 여과실(5) 내의 여과 요소(6)의 금속 또는 플라스틱 그물과 같은 여과 재료로 제작된 자켓을 통하여 상기 여과 요소 내부로 침투하고, 상기 요소의 개방형 하단 끝을 통하여 세척된 상태에서 스핀들(3)의 출구 부속장치(8)로 배출되는데, 이때 상기 스핀들(3)로부터 여과 유닛(2)을 위해 범용적으로 활용되는 배출 채널(도시 안됨) 쪽으로 유동 방향이 설정된다.

도 1의 좌측 여과 유닛(2)에서, 분출 공기를 위한 흡입구 채널(9)은 여과 단계 중에 밸브(10)에 의하여 밀폐된다. 여과 단계에 연이어 분출 단계로 전환되면서, 밸브(10)가 개방되므로 기저(1)로부터 공기 채널(9)을 따르는 압축 공기가 퇴출 채널(도시 안됨)쪽으로 향하기에 앞서 여과실(5) 내에서 액체를 밀어내며, 이때 퇴출 채널(도시 안됨)은 상기 유닛(2)을 위하여 범용적으로 활용되는 퇴출 스핀들에 의하여 제어되는데, 이후 기류는 계속해서 동일한 경로를 따라 유동하므로 여과실 내의 여과 요소(6)는 공기와 함께 후방 분출된다. 분출 단계가 종료되면, 밸브(10)가 공기 채널(9)을 밀폐시킨다.

분출 단계 후, 여과 작용이 초기화되기 전에, 여과실 내에서 여과실을 청정 액체로 미리 채우는 작업이 수행된다. 도 1에는 우측 여과실 유닛(2)이 이와 같이 미리 채우는 단계에 있음을 보여주고 있다. 액체는 여과된 것으로, 유동 출구 부속장치(8)로부터 나온 청정 액체이며, 액체를 여과실로 공급해 주는 액체 주입 채널(11)이 스핀들(3) 내의 일부 경로와 여과 유닛의 정지형 케이싱(12) 안쪽으로 형성된 드릴링 내의 일부 경로를 통과한다. 도 1에서는 마지막에 언급된 것들만 전부 도시되어 있다. 압축 스프링(14)과 밸브의 꼭대기 상에 수직방향으로 움직일 수 있는 밀폐용 기관(15)을 갖춘 밸브(13)가 케이싱(12) 내부의 액체 주입 채널(11) 안으로 형성되어 있다. 여과실(5)의 개방용 덮개(16)가 여과 유닛(12)에 제공되어 있으므로 여과실의 튜브형 중앙 축(7)은 밸브가 개방된 상태를 유지하게 하며, 밀폐용 기관(15)과 덮개(16) 사이에 있는 압축 스프링에 반하여 응력을 받는다. 따라서, 빈 곳을 채워주는 흐름(filling flow)이 채널(11)을 따라 여과실의 하단 끝으로 경유할 수 있으며, 그 여과실을 통하여 저속의 제어된 유동으로서 여과실을 점진적으로 채우게 되고 동일한 여과실 내에 존재하는 공기를 축(8)에 의해 형성된 공기 통풍구 쪽으로 밀어내어 여과실의 상단 끝으로부터 아래 방향으로 향하게 한다. 여과실(5)의 상단 끝에서, 환형 부표(17)가 축(7)을 중심으로 배치되어 있으며, 여과실을 채우는 중에 액체에 의해 부표가 상승하므로 부표가 공기 통풍구를 밀폐시킬 수 있게 된다. 이제 여과실(5)은 실지적으로 공기로부터 비워지며(emptied from air), 스핀들(3)을 회전시킴으로써 여과 단계가 초기화될 것이므로 자체 흡입구 및 출구 부속장치(4, 8)들은 여과실 내의 개별 부속장치들에 연결되어 여과될 유동이 여과실과 여과실 내의 여과 요소(6) 사이를 경유하도록 해준다. 스핀들(3)의 회전은 동시에 장치 내 제 2 여과 유닛(2)에서의 여과 단계를 중단(interrupt)시키게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이 여과 유닛(2) 내의 여과 요소(6)를 바꾸기 위하여 여과 유닛의 덮개(16)는 개방되며 이로 인해 밸브(13)의 압축 스프링(14)은 밀폐용 기관(15)과 축(7)을 들어올릴 수 있어서 밸브가 액체를 위해 미리 채워지는채널(11)을 닫는다. 축이 지지하고 있는 여과 요소(6)를 갖는 축(7)은 이제 자유로이 여과실(5)로부터 들어올려지게 될 것이고 요소가 재생산되거나 새 것으로 교체된 후에 되돌아 올 것이다. 여과 요소의 교체 또는 기타 다른 기능적 측정(servicing measures)은, 여과가 상기 장치 내의 저장 유닛으로 향하도록 수행되는 것이 바람직하다.

도 2에 제시된 여과 장치와 도 1에 제시된 것은 서로 다른데 그 차이점을 살펴보면, 여과실이 미리 채워지는 중에, 공기 통풍구(7)를 통하여 장치의 외부로 분출에 의해 밀려나가지 않은 후에도 공기는 여과실 내에 남아 있으나, 공기 컨테이너(18)는 여과실 내의 여과 요소의 중앙에 배치되어 있고, 여과실 내 여과 요소(5)의 중앙 안쪽으로 여과실 내의 공기가 축방향 채널(19)을 통하여 압축된다. 도면에서, 우측 여과 유닛(2)이 액체와 함께 미리 채워지는 시동 단계로 제시되어 있는데, 이것은 도 1과 유사한 것으로, 여과실(5) 내의 액체의 수위는 상승하고 있다. 이러한 실시예에서, 장치가 도 1과 같이 부표(17)로 구성되지는 않지만, 여과실의 상단 끝까지 도달하고 난 후, 여과실을 채우기 위한 액체유동이 축방향 연결 채널(19) 안쪽으로 전진하게 되며 공기 컨테이너(18)의 하단 끝도 채우게 되어 상황이 도 2의 맨 좌측 여과 유닛에서 봤던 그것이 된다. 액체가 있음으로 해서, 공기 컨테이너(18) 내부로 장치의 통상 작동 압력에 해당하는 압력에 이르기까지 공기가 압축되는 것이다.

도 2에 좌측 여과 유닛(2)이 도시되어 있으며 이것은 여과 단계에 있는 바, 이러한 여과 단계는 위에서 설명된 바와 같이 도 1과 연계시켜 수행된다. 공기 컨테이너(18) 내부로 압축된 공기는 여과될 액체와 혼합되지 않으며 여과하는 중에 컨테이너 내에서 유지된다.

여과 단계가 끝남에 따라, 스핀들(3)이 회전하게 되어 좌측 여과 유닛 안쪽으로의 유동 부속장치(4, 8)들이 밀폐된다. 분출(flushing)을 위하여, 여과실(5)로부터 퇴출 채널 안쪽으로 연결부가 개방되어 있으므로 공기 컨테이너(18) 내에 압축된 공기는 자체 압력을 갖는 여과실의 외부로 액체를 밀어낼 수 있다. 개방된 분출 공기 채널(9)로부터 나온 압축 공기와 함께 여과 요소(6)의 후방분출(backflushing)이 수행된다.

도 2에 따른 실시예에서, 도 1의 튜브형 축(7)과 유사한 방식으로 원통형 공기 컨테이너(18)가 그것을 감싸고 있는 여과 요소(6)를 위한 지지대로서 제작되었던 바 있다. 따라서, 공기 컨테이너(18)는 축방향 요소의 일부이고, 그것이 하단 끝은 밸브(13)의 스프링(14)을 누르고 있는 밀폐용 요소(15)에 반대로 기대고(lean) 있으며, 여과 유닛의 덮개(16)를 열 때, 스프링(14)의 효과로 인해 상방으로 튀어오르게 되고, 여과 요소를 교체하거나 기타 다른 유사한 작동의 측정을 위하여 여과실(5) 바깥으로 들어 올려지게 될 것이다. 스프링(14)과 밀폐용 요소(15)는 도 1에 따르는 실시예에서와 유사하게 액체를 위하여 미리 채워지는 채널(11)을 밀폐시킨다.

본 발명의 실시예의 다양한 형태는 위에 설명된 예들에만 국한되지 않으며, 아래에 제시된 청구항들의 범주 내에서 변경될 수 있다는 것은 해당 기술에 숙련된 이에게는 명백한 것이다.

Claims (12)

1. 여과 장치로서, 케이싱(12)에 의해 제한되며, 액체 유동이 여과될 수 있도록 하기 위한 흡입구 부속장치(4)를 갖춘 여과실(5)의 내부에 위치한 적어도 하나의 여과 요소(6), 여과된 액체 유동을 위한 출구 부속장치(8), 여과 단계 사이에서 공기와 함께 분출함으로써 여과 요소를 청소하기 위한 공기 채널(9), 그리고 분출 직 후 그 다음 여과 단계가 초기화되기 전에 여과실을 액체로 채우기 위한 별도의 분리된 액체 주입 부속장치(11)로 구성되며, 이때 액체 주입 부속장치는 여과실(5)의 케이싱(12)을 통하여 그 쪽을 향하면서 여과 채널에 의해 형성되어 있고, 여과실이 개방됨에 따라 채널을 밀폐시키기 위하여 상기 채널에는 밸브(13)가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 개방형 덮개(16)와 함께 제공된 정지형 케이싱(12)에 의하여 여과실(5)이 제한되고, 밸브(13)는 스프링(14)을 가지며 그 스프링(14)은 덮개가 개방되면서 밸브를 밀폐 작업을 수행할 수 있도록 배치된 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 여과실은 압축 스프링(14)에 영향을 끼치는 봉(7)(bar)을 가지고 있고, 그 압축 스프링(14)은 밸브에 속하고 커버(16)와 밸브(13) 사이에 배치되며, 덮개가 열리는 위치로부터 봉이 움직이므로 스프링이 방면되어 밸브를 잠그게 되는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 여과실(5) 내에 있는 하나 또는 그 이상의 여과 요소(6)를 위하여 봉(7)이 지지대로서 작동하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 여과실(5)을 위하여 봉(7)이 축을 형성하며, 그 여과실(5)의 주변에는 여과 요소(6)들이 링으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 상기 청구항들 중 한 항에 있어서, 미리 액체를 채우는 중에 여과실 내의 배출 공기를 위하여 여과실(5)에 공기 통풍구(7)가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 여과실의 상단 끝에 부표(17)가 제공되어 있고, 그 부표는 여과실이 채워짐에 따라 액체에 의해 들어 올려지는 공기 통풍구(7)를 밀폐시킬 수 있도록 배치된 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 여과실(5)에 튜브형 축(7)이 제공되어 있어, 그 축은 튜브 주위에 배치된 여과 요소(6)에 대한 지지대 및 공기 통풍구로서 작동하는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제 1 항부터 제 5 항 중 한 항에 있어서, 여과실(5)의 상단 끝이 공기 컨테이너(18)에 연결되어 있고, 여과실이 액체로 채워지면서 상기 공기 컨테이너(18) 내부로 여과실 내에 존재하는 공기가 압축되는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제 9 항에 있어서, 공기 컨테이너(18)가 여과실(5)의 중앙으로부터 분리되어 있고 그것이 축방향 요소의 일부를 형성하고 있으며, 그 하단 끝이 밸브(13)의 압축 스프링(14)에 영향을 끼치므로 상기 요소가 본래의 위치로부터 움직임에 따라 밸브의 밀폐가 수행되는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 상기 청구항들 중 한 항에 있어서, 액체 주입 채널(11)이 여과된 액체 유동을 위하여 출구 채널(8)로부터 분지되어 나와 있으므로 여과실(5)을 미리 채우는 것이 여과된 액체에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 장치가 여과 요소(6)를 갖는 적어도 두 개의 팽행한 여과실(5), 액체 유동을 위하여 입구 채널과 출구 채널을 연결시키기 위한 밸브 기관으로 작동하는 스핀들(3), 그리고 액체 유동을 위하여 출구 채널(8)로부터 각 여과실 안쪽으로 연결부를 형성하는 액체 주입 채널(11)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.