KR20040064874A - 습식공기청정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 습식 공기 청정기에 관한 것으로 소정의 오일이 내부에 수용되는 오일수용케이스 ;

공기유입관과 공기배출관이 일체로 형성되어 상기 오일수용케이스를 복개하는 상부케이스 ;

오일수용케이스의 중앙하부에 설치되어 유입되는 공기를 턴시킴과 아울러 흡입공기압에 의하여 수용된오일과 공기를 혼합시키는 혼합접시 ;

상기 공기유입관의 외부에 일체로 형성되어 상기 혼합접시에서 공기와 뒤섞인 오일을 공기와 분리시키며 공기중의 이물질이 오일의 점착력에 의하여 점착되는 분리망 ;

상기 오일수용케이스의 하부중앙에 형성되는 단관에 결합되어 낙하되는 오일에 포함되어있는 이물질 및 먼지를 집진하는 집진튜브 ;

상기 오일수용케이스의 측벽상부와 하부사이에 투명관 또는 투명호스를 설치하여 눈으로 오일량을 확인할 수 있는 오일량 확인수단이 구비되며 오일을 주입할 수 있는 오일관 ;

야간에 오일량 점거하기 편리하도록 오일 주입구 마개에 전구 ;를 설치할 수도 있다.

Description

습식공기청정기 {Wet Type Air Cleaner}

본 발명은 내연기관(엔진)과 공기압축기의 공기 청정기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차등의 엔진에 유입되는 공기를 청정하게 여과시키도록 흡기 다기관의 공기 유입구에 장착되는 습식 공기 청정기에 관한 것이다. 통상 엔진을 작동시키려면 실린더내에 공기를 흡입하고 또 연소 후에는 연소가스를 배출해야한다. 이를 위한 장치가 흡배기 장치이다. 이 중 흡기장치는 흡입공기를 각 실린더에 분배하는 흡기다기관(Intake Manifold)과 흡입공기속의 먼지등 이물질을 제거하는 공기 청정기(Air Cleaner)로 구성된다. 공기 청정기는 먼지나 티끌같은 물질이 엔진에 출입되면 실린더나 피스톤을 손상시키고 또 엔진오일에 혼입되어 기타 윤활 접촉부분의 마멸도 촉진시키므로 이를 방지하기 위하여 주로 흡기다기관의 입구에 설치되어 공기를 여과시킨다. 종래의 공기 청정기는 건식 공기 청정기(Dry Type Air Cleaner)와 습식 공기 청정기(Wet Type Air Cleaner)로 구분된다. 건식 공기 청정기는 캡, 개스킷, 여과엘리먼트 및 케이스 등으로 구성되며 습식 공기 청정기는 엘리먼트 케이스와 오일배드(Oil Bath) 등으로 구성된다.

전술한 건식 공기 청정기는 공기가 케이스 입구로부터 들어와 청정기 케이스의 내부 둘레를 따라돌면서 여과 엘리먼트를 통과하여 먼지와 같은 이물질이 제거된 후 중심부에서 흡기 다기관으로 들어가도록 동작된다. 그리고 습식 공기 청정기는 공기가 공기 청정기의 하부 오일수용케이스의 오일에 부딪치며 흡입되어 공기 청정기 케이스와 엘리먼트 케이스 사이를 거쳐 밑부분의 유면에서 분리망에 비산하면서 오일의 점착력에 의하여 먼지등은 오일에 점착되고 청정한 공기만이 엔진에 흡입된다.

그러나 전술한 종래의 건식 공기청정기는 여과될수록 여과 엘리먼트에 이물질이 많이 끼게되어 흡입저항 증가로 인한 공기 흡입량이 감소되므로 공기의 유입이 원활하지 않게되어 피스톤 헤드부의 온도가 상승하고 불완전연소로 인한 매연이 증가하며 또 여과 엘리먼트의 미세한 구멍보다 더 작은 이물질 또는 먼지중 일부가 여과 엘리먼트를 그대로 통과하여 피스톤의 톱랜드부에 쌓이면 실린더 특히 라이너의 마모를 촉진하며 더욱 쌓이게되면 라이너와 피스톤의 톱랜드부와의 유격이 없어지게 되므로 과부하가 걸릴 때 엔진 과열로 인한 팽창(알루미늄 피스톤은 주철부품에 비하여 2배정도 더 팽창됨)으로 마찰력이 커진다. 전술한 이유로 마찰력이 증가하면 커넥팅로드가 휘어지거나 절손되고 실린더 블록이 쉽게 파손되는 문제점이 발생하며, 엘리먼트를 통과한 이물질은 밸브의 밀착불량을 초래하여 압축가스와 폭발가스가 누출되고 따라서 성능이 저하되기도 한다. 따라서, 건식 공기 청정기의 엘리먼트는 수시로 점검해야할 필요성이 있으며, 잦은 엘리먼트의 점검은 사용자에게 번거로움과 불필요한 경비의 부담을 가중시키고, 특히 폐엘리먼트는 폐기처분시 환경공해를 유발하는 원인이 되었다. 반면에 습식 공기 청정기는 여과효율이 건식 공기 청정기에 비하여 획기적으로 양호하나 엘리먼트의 점검과 청소시 분해 및 재조립이 매우 번거롭고 시간도 많이 소요되며 청소 후 발생되는 폐유는 심각한 환경오염의 원인이 되었다.

본 발명의 목적은 흡기다기관으로 흡입되는 공기와 오일혼합방식(오일의 점착력 응용)으로 청정하게 여과시켜서 엔진의 손상을 줄일 수 있는 습식 공기 청정기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 흡입저항(여과저항)이 없으면서 청정하게 여과하도록 한 습식 공기 청정기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 엔진이 정지중이거나 가동중인상태에서도 내부청소가 용이한 습식 공기 청정기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 분해하지 않고 육안으로 오일량의 상태를 체크하고 촉감(침전된 부분은 단단함)으로 청소시기와 내부상태를 체크할 수 있는 습식 공기 청정기를 제공하는 데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 오일과 침전물의 분리청소가 가능하여 환경공해와 오염을 방지할 수 있는 습식 공기 청정기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 내부 침전물을 신속하고 간편하게 청소할 수 있는 습식 공기 청정기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 유입된 공기중 무거운 이물질에 대해 자체 무게에 따른 1차집진을 수행한 후 2차적으로 오일의 혼합점착 및 분리에 따른 청정 과정을 수행하여 공기청정효율을 높일 수 있는 습식 공기 청정기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 야간에도 오일량을 점검하기 편리하도록 오일관 주입구 마개에 전구를 설치한 습식 공기 청정기를 제공하는데 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 제 1 실시예를 나타내는 단면도.

도 2 는 본 발명에 따른 제 2 실시예를 나타내는 단면도.

도 3 은 도 1 과 도 2 에 적용된 혼합접시의 사시도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 상부케이스 2 : 공기유입관

3 : 분리망 4 : 오일관, 오일호스

5 : 오일순환공 6 : 혼합접시

7 : 오일수용케이스 8 : 밴드

9 : 집진튜브 10, 16 : 마개

11 : 공기배출관 12 : 가이드판

13 : 내공기유입관 14 : 집진관

15 : 전구 17 : 전선

18 : 유도판 19 : 오일하한선

20 : 오일상한선 21 : 단관

22 : 일차여과부 23 : 배큐에이터밸브

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 소정의 오일이 내부에 수용되는 오일수용케이스 ;

공기 유입관과 공기 배출관이 일체로 형성되어 상기 오일수용케이스를 복개하는 상부케이스 ;

오일수용케이스의 중앙하부에 설치되어 내공기유입관에서 유입되는 공기를 턴시킴과 아울러 공기압에 의하여 수용된 오일과 혼합시키는 혼합접시 ;

상기 공기유입관의 외부에 일체로 형성되어 상기 혼합접시에서 뒤섞인 오일을 공기와 분리시키며 공기중의 이물질이 오일의 점착력에 의하여 점착되는 분리망 ;

상기 오일수용케이스의 하부 중앙에 형성되는 단관에 결합되어 오일에 포함되어있는 이물질 및 먼지를 집진하는 집진튜브 ;

상기 오일수용케이스의 측벽 상부와 하부사이에 투명관 또는 투명호스를 설치하여 눈으로 오일량을 확인할 수 있는 오일량 확인수단이 구비되며 오일을 주입할 수 있는 오일관 ;을 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 측면으로는 소정의 오일이 내부에 수용되는 오일수용케이스 ;

공기유입관과 공기배출관이 일체로 형성되어 상기 오일수용케이스를 복개하는 상부케이스 ;

상기 상부케이스의 가장자리에 형성되어 상기 유입관으로부터 유입된 공기에 포함된 이물질을 싸이클론 현상에 의하여 1차적으로 여과되는 1차여과부 ;

상기의 1차여과부에 일체로 형성되어 1차적으로 여과된 공기를 유도하는 내공기유입관 ;

오일수용케이스 중앙 하부에 설치되어 내공기유입관에서 유입되는 공기를 턴시킴과 아울러 공기압에 의하여 수용된 오일과 혼합시키는 혼합접시 ;

상기 내공기유입관 외부에 일체로 형성되어 상기 혼합접시에서 공기와 뒤섞인 오일을 공기와 분리시키며 공기중의 이물질이 오일의 점착력에 의하여 점착되는 분리망 ;

상기 오일수용케이스의 하부 중앙에 형성되는 단관에 결합되어 오일에 포합되어있는 이물질 및 먼지를 집진하는 집진튜브 ;

상기 오일수용케이스의 측벽 상부와 하부사이에 투명관 또는 투명호스를 설치하여 눈으로 오일량을 확인할 수 있는 오일량 확인 수단이 구비되며 오일을 주입할 수 있는 오일관 ;

오일관의 마개에 야간에도 오일량 점검에 편리하도록 전구를 설치 하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 무엘리먼트형 공기 청정기의 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 에 도시한 바와같이, 본 발명의 제 1 실시예인 습식 공기 청정기는 하부가 원추형으로 형성되어 오일이 담긴 오일수용케이스(7)의 상면에 상부케이스(1)가 복개되어 있다.

상부케이스(1)의 중앙에는 이물질 또는 먼지를 함유한 외부공기가 강제 유입되는 공기유입관(2)이 형성되어 있고, 상부케이스(1)의 일측에는 공기 청정기에서 여과되어 청정된 공기가 배출되는 공기배출관(11)이 일체로 형성되어있다.

오일관(4)은 오일수용케이스(2)의 하부와 상부를 투명관 또는 투명호스로 연결되며, 상단으로 오일을 주입할 수 있는 주입구와 마개가 구성되며 오일 주입구 마개에는 전구(15) 등을 장착할 수도 있다. 투명관 토는 투명호스에는 오일상한선과 오일하한선이 표시되어있으며 부호(17)는 전구(15)의 전선을 나타낸 것이다.

이와같이 구성되는 전구(15)에 의하여 오일수용케이스(7)에 수납된 오일의 양을 야간에도 용이하게 확인할 수 있게 된다.

강제 유입되는 공기를 안내하는 공기유입관(2)은 상부케이스(1)의 내부로 오일수용케이스(7)에 담긴 오일의 표면과 인접되는 부위까지 연장되어 있고, 공기유입관(2)의 아래에는 도 3 과 같은 혼합접시(6)가 설치되어 있다. 혼합접시(6)는 오일에 적정 레벨까지 잠기고 접시 형상을 가지며 공기유입관(2)을 통하여 공기가 오일 표면에 충돌함에 따라 혼합되는 오일량 만큼 외부로부터 오일이 유입될 수 있도록 저면에 다수의 오일순환공(5)이 형성되어 있다. 오일순환을 원활하게 유도하기 위하여 오일순환공(5)들의 외측까지 유도판이 설치되어 있으며 오일수용케이스(7)는 하단에 단관(21)이 형성되어 집진튜브(9)가 밴드(8)에 의하여 결합되어 있고, 집진튜브(9)의 하단은 마개(10)에 의하여 밀봉되어 있다. 단관(21)에 결합된 집진튜브(9)는 오일과의 충돌 또는 혼합에 의하여 점착되어 여과된 이물질 또는 먼지가 집진된다.

본 발명에 따른 제 1 실시예로서의 습식 공기 청정기의 동작에 대하여 설명한다.

강제 유입되는 공기는 공기유입관(2)을 통하여 혼합접시(6)내의 오일면에 충돌하여 혼합되면서 공기에 포함되어 있는 비교적 무거운 이물질 또는 먼지가 1차적으로 점착되고 혼합접시(6)에서 혼합된 공기와 오일이 뒤섞여서 분리망(3)으로 비산하게 된다. 이 때 공기중의 이물질 또는 먼지가 혼합된 오일이 분리망(3)에 의하여 오일과 공기가 분리되며 공기중의 이물질이 오일의 점착력에 의하여 점착되고 청정한 공기는 공기배출관(11)을 통하여 흡기 다기관으로 제공되므로 청정한 공기의 유입으로 엔진의 이상 또는 성능저하 등과 같은 현상이 발생되지 않게 된다.

이와 같이 강제 유입되는 공기에 포함되어 있던 이물질 또는 먼지는 오일에 혼합된 상태에서 자중에 의하여 침전되어 오일수용케이스(7)하단에 형성된 단관 (21)을 통하여 집진튜브(9)로 집진되며, 이처럼 오일수용케이스(7)의 오일 내에 이물질 또는 먼지 등이 함유되는 양에 비례하여 오일의 수위는 높아지게 된다.

점검자는 사용중 오일량 상한선을 체크하여 일정량이상 집진튜브(9)내에 이물질 또는 먼지가 쌓이면 집진튜브(9)의 단단한 부분의 상부를 집게로 집거나 꺽어 밀봉시킨후 하측의 마개(10)를 열고 이물질 또는 먼지가 쌓여 단단해 진 침전물을 손으로 주물러 밀어낸 후에 마개(10)를 막으면 청소가 간편하게 완료된다.

청소 또는 점검 과정에 있어서 오일량이 부족하면 점검자는 오일관(4)의 마개(16)를 개방하여 오일을 주유함으로써 본 발명에 따른 실시예에 필요한 오일을 공급할 수 있다. 한편, 공기청정 효과를 향상시키기 위한 본 발명의 제 2 실시예는 도 2 에 도시되어 있다.

유입되는 공기에 포함된 이물질 또는 먼지중 비교적 무거운 것을 1차적으로 여과시킨후 도 1 과 동일한 동작에 의해서 2차적으로 여과되도록 구성되어 있으며 이에 대하여 도 2를 참조하여 설명하고 도 1 과 동일한 구성 및 동작에 대한 중복된 설명은 생략한다.

도 2를 참조하면 전체적인 구성에 있어서는 도 1의 제 1 실시예와 유사하고 상부케이스(1)의 공기유입관(2)이 구성된 하부에 1차여과부(22)가 설치되어 있으며 공기유입관(2)의 아래에는 유입되는 공기를 1차여과부(22)로 유도하도록 가이드판 (12)이 설치되어 있다.

가이드판(12)의 단부에는 공기를 1차여과부(22)로 유도할 때 와류를 형성하도록 하는 경사판(12a)이 이점쇄선으로 확대하여 측면에서 본바와 같이 하방으로 경사지게 절곡되어 있으며, 이 경사판(12a)은 가이드판(12)의 주연부를 따라 연속하여 다수개 형성되어 있다.

1차여과부(22)에는 1차적으로 여과된 공기가 제 1 실시예와 동일하게 혼합접시(6)로 유입되도록 유도하는 내공기유입관(13)에 연결되어 있다.

이와같이 구성된 본 발명은 공기유입관(2)을 통과한 흡입공기는 경사판(12)의 가장자리인 가이드판(12a)의 경사에 따른 싸이클론현상 발생으로 이물질은 1차여과부(22)의 집진관으로 집진되고, 이로써 유입공기의 1차적인 여과가 수행된다. 이와같이 1차적으로 여과되는 공기는 내공기 유입관(13)을 거쳐서 제 1 실시예에서 설명한 바와 같은 혼합접시(6) 및 분리망(3)에 의하여 오일과 혼합, 점착 및 분리에 의한 청정과정을 거쳐 공기배출관(11)을 통하여 흡기다기관에 공급된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 습식 공기 청정기의 실시예는 흡입 저항이 없이 공기를 청정하게 여과시킬 수 있고 엔진의 성능발휘와 장기간 수명을 유지하는데 막대한 역할을 수행하며 공기청정기의 점검 및 청소를 위하여 분해할 필요성이 없고 단지 오일량 체크 및 재 급유로써 점검 및 수리되므로 사용상 매우 간편하다.

그리고 내부를 청소하고자 할 때 집진튜브의 청소가 엔진 구동중에도 가능하여 청소를 매우 용이하게 실시할 수 있다는 특징이 있다.

그리고 종래의 건식 또는 습식 공기 청정기와 같이 주기적으로 엘리먼트를 교체하여야할 필요성이 없고 오일과 침전물의 분리청소가 가능하므로 이로 인하여 발생될 수 있는 환경 오염 문제를 해결하는 효과가 있다.

또한 현재 오일량의 점검이 용이하므로 청소할 시기와 내부상태를 눈으로 또는 집진튜브를 만져보는 촉감(침전된 부분은 단단함)으로 쉽게 식별할 수 있어서 사용상 편리함을 제공하는 효과가 있다.

그리고 1차여과과정을 수행한 후 오일에 의하여 2차적으로 공기청정과정을 수행함으로써 공기청정효과를 극대화하고 청소주기가 길어지는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 소정의 오일이 내부에 수용되는 오일수용케이스 ;

   공기유입관과 공기배출관이 일체로 형성되어 상기 오일수용케이스를 복개하는 상부케이스 ;

   오일수용케이스의 중앙 하부에 설치되어 유입되는 공기를 턴시킴과 아울러 흡입공기압에 의하여 수용된 오일과 혼합시키며 오일순환공이 형성된 혼합접시 ;

   상기 공기유입관의 외부에 일체로 형성되어 상기 혼합접시에서 공기와 뒤섞인 오일을 공기와 분리시키며 공기중의 이물질이 오일의 점착력에 의하여 점착되는 분리망 ;

   상기 오일수용케이스의 하부중앙에 형성된 단관에 결합되어 오일에 포함되어 있는 이물질 및 먼지를 집진하는 집진튜브 ;

   상기 오일수용케이스의 측벽상부와 하부사이에 투명관 또는 투명호스를 설치하여 눈으로 오일량을 확인할 수 있는 오일량 확인수단이 구비되며 오일을 주입할 수 있는 오일관 ;

   오일관 주입구를 막을 수 있는 오일관 마개 ;를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 습식 공기 청정기.
2. 소정의 오일이 내부에 수용되는 오일수용케이스 ;

   공기유입관과 공기배출관이 일체로 형성되어 상기 오일수용케이스를 복개하는 상부케이스 ;

   상기 상부케이스의 가장자리에 형성되어 상기 공기유입관으로부터 유입된 공기에 포함된 이물질을 싸이클론현상에 의하여 1차적으로 여과하는 1차여과부 ;

   1차여과부에서 여과된 이물질을 집진하는 집진관 ; 상기 1차여과부에 일체로 형성되어 1차적으로 여과된 공기를 유도하는 내공기 유입관 ;

   오일수용케이스의 중앙 하부에 설치되어 유입되는 공기를 턴시킴과 아울러 흡입공기압에 의하여 수용된 오일과 혼합시키며 오일순환공이 형성된 혼합접시 ;

   상기 내공기유입관의 외부에 일체로 형성되어 상기 혼합접시에서 공기와 뒤섞인 오일을 공기와 분리시키며 공기중의 이물질이 오일의 점착력에 의하여 점착되는 분리망 ;

   상기 오일수용케이스의 하부 중앙에 형성되는 단관에 결합되어 오일에 포함되어있는 이물질 및 먼지를 집진하는 집진튜브 ;

   상기 오일수용케이스의 측벽상부와 하부사이에 투명관 또는 투명호스를 설치하여 눈으로 오일량을 확인할 수 있는 오일량 확인 수단이 구비되며 오일을 주입할 수 있는 오일관 ;

   오일관 주입구를 막을 수 있는 마개 ;를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 공기 청정기.
3. 제 1 항과 제 2 항에 있어서 상기 오일확인 수단은 상기 오일수용케이스의 측벽 상부와 하부사이에 오일상한선과 오일하한선의 경계가 표시된 투명관 또는 투명호스가 형성되고 , 오일주입구에는 전구가 설치된 마개가 삽입된 것을 특징으로하는 습식 공기 청정기.
4. 제 1 항과 제 2 항에 있어서 상기 집진튜브는 설치장소에 따라 경사지게 구성된 것을 특징으로 하는 습식 공기 청정기.