KR20060018547A - 원심분리식 오일 필터의 이물질 제거장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스핀들과 로터가 회전되면서 오일 중에서 분리된 후 로터의 내부에 쌓인 이물질을 제거해내기 위한 원심분리식 오일 필터의 이물질 제거장치에 관한 것으로,
오일 펌프에서 펌핑된 오일이 통과되는 오일 라인의 도중에 접속되며 그 접속부의 도중에는 오일 유입구가 형성되고 하부 일측으로는 오일 유출구가 형성된 바디와, 상부가 막힌 원통형으로 상기한 바디의 상측에 조립되는 하우징과, 상기한 오일 유입구에서 입력되는 오일의 흐름방향이 하우징의 길이방향으로 이루어지도록 바디의 도중에서 수직으로 길게 연장형성되는 중공형의 스핀들과, 상기한 스핀들의 도중에 마련된 홀을 통해 배출되는 오일을 받아들이는 소정용적을 갖는 통형상으로 스핀들과 함께 회전되도록 형성되는 로터와, 상기한 로터의 하부측에 로터의 내부에 채워지는 오일이 로터의 외부로 분사되도록 형성되는 노즐을 포함하여 구성되는 원심분리식 오일 필터에 있어서,
상기한 로터의 내측면에 배터리의 전원이 인가될 경우에 고열을 발하는 열선이 소정간격으로 배선되고, 상기 로터의 내측면 일측 도중에 이물질의 퇴적정도를 측정하기 위한 이물질 센서가 장착되어지되,
상기한 이물질 센서에서 측정된 이물질의 정도가 작동치 이상일 경우에 제어부의 제어에 의해서 상기 열선에 배터리의 전류가 흐르도록 구성된 것을 특징으로 한다.
원심분리식 오일 필터, 열선, 이물질 센서

Description

원심분리식 오일 필터의 이물질 제거장치{Removing apparatus dirt mass in a centrifugal oil filter}
도 1은 본 발명에 의해 구성된 오일 필터의 구성도.
도 2는 본 발명의 요부를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 의한 다공판과 열선의 구조를 설명하기 위한 전개도.
도 4는 원심분리식 오일 필터가 엔진에 적용된 상태의 도면.
도 5 내지 도 6은 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.
※ 도면이 주요부분에 대한 부호의 설명
20 : 원심분리식 오일 필터 21 : 바디.
22 : 오일 유입구 25 : 스핀들
26 : 배출 홀 27 : 로터
28 : 노즐 30 : 다공판
32 : 관통공 40 : 열선
50 : 배터리 60 : 제어부
62 : 릴레이 스위치 64 : 이물질 센서
본 발명은 원심분리식 오일 필터의 이물질 제거장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스핀들과 로터가 회전되면서 오일 중에서 분리된 후 로터의 내부에 쌓인 이물질을 제거해내기 위한 원심분리식 오일 필터의 이물질 제거장치에 관한 것이다.
일반적으로 엔진에는 실린더와 피스톤처럼 접동을 하는 부분이나, 크랭크 샤프트 및 캠 샤프트와 같이 회전운동을 하는 부분이 있으며, 이러한 운동 마찰부분은 금속끼리 직접 접촉하면 마찰열이 발생하고, 마찰면이 거칠어져 빨리 마모되거나 눌어 붙게 된다. 따라서 이를 방지하고자 엔진의 각 마찰부나 습동부에 오일을 공급하여 주게 된다. 엔진의 각 마찰부에 공급되는 오일은 엔진의 하부에 취부되는 오일 팬에 저장되고, 오일 팬에 저장된 오일은 엔진의 시동과 동시에 오일펌프의 작동에 의해 각 부분으로 오일이 펌핑된다.
상기와 같이 오일 펌프에서 펌핑되는 오일은 오일필터를 통과하면서 이물질이 제거된 다음에 엔진의 각 윤활부분으로 공급되어진다. 이 과정에서 오일필터에서는 엔진의 각 접동부분에서 발생된 쇠가루나 연소과정에서 발생된 카본 등이 여과된다.
한편, 대형 트럭이나 버스에 탑재되는 대형 디젤 엔진의 경우에는 엔진의 크기에 맞추어 엔진의 운전에 필요한 오일량이 많게 되므로서, 오일에 포함된 이물질을 제거하기 위한 오일 필터의 효율도 증가되어야만 한다. 이와 같이 연료 필터의 효율증대를 위해서 일부의 대형 디젤 엔진에는 풀 플로우 오일 필터(Full flow oil filter)와 바이패스 오일 필터(By pass oil filter) 및 원심분리식 오일 필터(Centrifugal oil filter) 중에서 2개 이상의 오일 필터가 동시에 장착하는 경우가 있게 된다.
도 4는 대형 디젤 엔진에 적용되는 오일 필터의 장착상태도로서, 엔진(10)의 하부측에는 오일 팬(11)이 취부되고, 엔진(10)의 일측면에는 상기한 오일 팬(11)에 마련된 오일 펌프 에서 펌핑된 오일 중에 포함된 이물질을 거르기 위한 2개의 오일 필터(13, 20)가 장착된다. 2개의 오일 필터 중 전방의 것은 풀 플로우 오일 필터(Full flow oil filter)(13)이고, 후방의 것은 원심분리식 오일 필터(Centrifugal oil filter)(20)이다.
도 5는 상기한 원심분리식 오일 필터의 구조를 설명하기 위한 도면으로서, 상기한 원심분리식 오일 펌프(20)는 오일 펌프에서 펌핑된 오일이 통과되는 오일 라인의 도중에 접속되며 그 접속부의 도중에는 오일 유입구(22)가 형성되고 하부 일측으로는 오일 유출구(23)가 형성된 바디(21)와, 상부가 막힌 원통형으로 상기한 바디(21)의 상측에 조립되는 하우징(24)과, 상기한 오일 유입구(22)에서 입력되는 오일의 흐름방향이 하우징(24)의 길이방향으로 이루어지도록 바디(21)의 도중에서 수직으로 길게 연장형성되는 중공형의 스핀들(25)과, 상기한 스핀들(25)의 도중에 마련된 배출 홀(26)을 통해 배출되는 오일을 받아 들이는 소정용적을 갖는 통형상으로 스핀들(25)과 함께 회전되도록 형성되는 로터(27)와, 상기한 로터(27)의 하부측에 로터(27)의 내부에 채워지는 오일이 로터(27)의 외부로 분사되도록 형성되는 노즐(28)을 포함하여 구성된다.
상기한 원심분리식 오일 펌프(20)는 작동은 다음과 같다. 상기한 바디(21)에 마련된 오일 유입구(22)로 오일 펌프에서 펌핑된 오일이 5 ~ 10 bar 정도의 압력으로 입력되면, 오일 유입구(22)를 통과하는 오일은 상기한 스핀들(25)의 내부공간을 따라 상승되어 배출 홀(26)을 통해서 로터(27)의 내부로 유입된다. 상기한 로터(27)의 내부로 입력되는 오일로 상기 로터(27)의 내부공간이 가득 채워지게 되면, 로터(27)의 하부에 마련된 노즐(28)을 통하여 로터(27)의 외부로 오일이 분사되어진다. 노즐(28)은 상기한 배출 홀(26)의 직경보다 상대적으로 작게 형성되므로서 노즐에서 분사되는 오일압은 고압의 상태가 되고, 이 고압의 오일이 바디(21) 또는 하우징(24)의 내벽에 부딪치게 되면서 작용과 반작용의 원리에 의해서 상기한 로터(27)는 회전된다. 한편, 상기한 오일 유입구(22)로는 계속해서 오일이 입력되는한 상기 노즐에서의 오일분사는 계속 이루어지게 되므로서 상기한 스핀들(25)과 로터(27)는 회전이 가능하게 된다. 또한, 상기한 스핀들(25)의 홀을 통해 로터(27)로 배출되는 오일에 포함된 금속성분의 이물질은 원심력에 의해서 로터(27)의 내벽을 향하게 되고, 이물질 대비 상대적으로 비중이 낮은 오일은 로터(27)의 하부에 마련된 노즐(28)을 통하여 로터 외부로 분사된 후 오일 유출구(23)로 배출되는 것이다.
그런데 상기한 종래의 원심분리식 오일 필터는 장시간 사용되었을 경우에 로터의 내부벽에 오일에서 분리된 이물질이 도 6에서와 같이 퇴적되거나 응고되어 적정 주기별로 오일 필터의 교환이 이루어져야만 한다. 특히, 엔진 오일의 열화가 심해졌을 경우에는 불순물의 응고현상이 더욱 심하게 되므로서, 스핀들의 회전을 방해되어 오일 필터로서의 기능을 충분히 발휘하지 못하게 되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 스핀들과 로터가 회전되면서 오일 중에서 분리된 후 로터의 내부에 쌓인 이물질을 제거해내기 위한 원심분리식 오일 필터의 이물질 제거장치를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,
오일 펌프에서 펌핑된 오일이 통과되는 오일 라인의 도중에 접속되며 그 접속부의 도중에는 오일 유입구가 형성되고 하부 일측으로는 오일 유출구가 형성된 바디와, 상부가 막힌 원통형으로 상기한 바디의 상측에 조립되는 하우징과, 상기한 오일 유입구에서 입력되는 오일의 흐름방향이 하우징의 길이방향으로 이루어지도록 바디의 도중에서 수직으로 길게 연장형성되는 중공형의 스핀들과, 상기한 스핀들의 도중에 마련된 홀을 통해 배출되는 오일을 받아들이는 소정용적을 갖는 통형상으로 스핀들과 함께 회전되도록 형성되는 로터와, 상기한 로터의 하부측에 로터의 내부에 채워지는 오일이 로터의 외부로 분사되도록 형성되는 노즐을 포함하여 구성되는 원심분리식 오일 필터에 있어서,
상기한 로터의 내측면에 배터리의 전원이 인가될 경우에 고열을 발하는 열선이 소정간격으로 배선되고, 상기 로터의 내측면 일측 도중에 이물질의 퇴적정도를 측정하기 위한 이물질 센서가 장착되어지되,
상기한 이물질 센서에서 측정된 이물질의 정도가 작동치 이상일 경우에 제어부의 제어에 의해서 상기 열선에 배터리의 전류가 흐르도록 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 오일 필터의 구성 및 그 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의해 구성된 오일 필터의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 요부를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 의한 다공판과 열선의 구조를 설명하기 위한 전개도이다.
도면 중에 표시되는 도면부호 40은 본 발명에 의해 형성된 열선을 지시하는 것이며, 일부의 도면부호는 종래기술의 설명에서 사용된 부호가 그대로 인용된다.
상기한 열선(40)은 원심분리식 오일 필터(20)의 로터(27) 내측면에 퇴적되는 오일에서 분리된 이물질을 순간적으로 태워 없애기 위한 것으로, 상기한 로터(27)의 내측면에 소정의 간격으로 배선된다. 상기한 열선(40)으로는 배터리(50)의 전원이 인가되도록 전선이 배선되고, 상기 열선(40)으로의 전류인가는 제어부(60)의 제어에 의해서 이루어질 수 있도록 전선의 도중에는 릴레이 스위치(62)가 마련된다.
한편, 상기한 로터(27)의 내측 도중에는 로터(27)의 벽면으로 쌓이는 이물질의 퇴적두께를 측정하기 위한 이물질 센서(64)가 장착된다. 이물질 센서(64)는 시중에 제공되고 있는 더스트 센서들 중에서 어느 하나가 선택되어 사용된다.
즉, 로터(27)에 쌓이는 이물질량이 기준치 이상이 되므로서 이물질 센서(64)에서 이를 제어부(60)에 신호를 보내게 될 경우에는, 상기한 제어부(60)에는 릴레이 스위치(62)로 전류를 인가시켜 배터리(50)의 전원이 열선(40)에 공급되도록 구 성되는 것이다.
그리고 상기한 열선(40)은 로터(27)의 내측벽면에 바로 배선될 수도 있는 것이지만, 본 발명의 실시예를 위한 도면에서와 같이 로터(27)의 내측벽에 별도의 다공판(30)을 면접시킨 후에 이 다공판(30)에 열선(40)이 배관되도록 할 수도 있다. 특히, 다공판(30)에는 소정크기의 관통공(32)이 다수 형성되어 있는데, 이와 같이 다수의 관통공(32)을 형성하는 이유는 이물질의 고정이 유리하게 이루어질 수 있도록 하기 위한 것이다.
로터(27)의 내측면에 열선을 배선되는 구간은 로터의 내측면 정영역에 걸쳐서 이루어질 수도 있지만, 경우에 따라서는 특정 부위의 구간에만 배선될 수도 있는 것이다.
특히, 상기한 열선(40)은 발열시 300 ~ 400℃ 범위 내의 열이 발열되도록 설정된다.
이상과 같이 구성된 원심분리식 오일 필터의 이물질 제거장치의 작동상태를 설명하면 아래와 같다.
상기한 원심분리식 오일 필터(20)는 작동은 종래기술의 설명에 설명된 바와 같이 이루어진다. 또한, 상기한 원심분리식 오일 필터(20)의 작동과정에서 로터(27)의 내측에는 오일에서 분리되는 이물질이 쌓이게 된다.
이렇게 쌓이는 이물질의 퇴적량이 증가되어 센서에 설정된 기준치 이상이 될 경우에는 이물질 센서(64)가 동작되므로서, 상기한 제어부(60)에서는 상기한 릴레이 스위치(62)가 온 동작되도록 한다.
릴레이 스위치가 온 작동되면, 배터리(50)의 전원이 상기한 열선(40)에 인가되므로서 열선(40)은 고온으로 발열하게 된다. 열선(40)의 발열량에 의해서 상기한 로터(27)의 내측면 또는 다공판(30)에 퇴적된 이물질은 연소된다.
따라서 원심분리식 오일 필터(20)의 내측벽에 쌓이는 이물질의 두께가 얇아지게 되므로서, 오일에서 분리된 이물질이 로터의 내측벽면에 퇴적되어 스핀들의 회전을 방해하는 등의 문제점이 해결되어진다.
이상과 같이 이물질 제거장치가 구비된 원심분리식 오일 필터는 풀 플로우 오일 필터와 함께 대형 디젤 엔진에 적용되어 오일의 정화효율을 향상시킬 수가 있는 것이다.
이상과 같이 구성되는 본 발명은 원심식 오일 필터의 로터 내측에 쌓이는 오일에서 분리된 이물질의 퇴적량이 기준치 이상이 될 경우에는 열선에서 고온이 발열되어 이물질을 태우게 되므로서, 로터의 내측에 퇴적되는 이물질 층에 의한 스핀들의 고착 등의 문제점이 해결되는 커다란 장점이 있는 것이다.

Claims (2)

  1. 오일 펌프에서 펌핑된 오일이 통과되는 오일 라인의 도중에 접속되며 그 접속부의 도중에는 오일 유입구가 형성되고 하부 일측으로는 오일 유출구가 형성된 바디와, 상부가 막힌 원통형으로 상기한 바디의 상측에 조립되는 하우징과, 상기한 오일 유입구에서 입력되는 오일의 흐름방향이 하우징의 길이방향으로 이루어지도록 바디의 도중에서 수직으로 길게 연장형성되는 중공형의 스핀들과, 상기한 스핀들의 도중에 마련된 홀을 통해 배출되는 오일을 받아들이는 소정용적을 갖는 통형상으로 스핀들과 함께 회전되도록 형성되는 로터와, 상기한 로터의 하부측에 로터의 내부에 채워지는 오일이 로터의 외부로 분사되도록 형성되는 노즐을 포함하여 구성되는 원심분리식 오일 필터에 있어서,
    상기한 로터(27)의 내측면에 배터리(50)의 전원이 인가될 경우에 고열을 발하는 열선(40)이 소정간격으로 배선되고, 상기 로터(27)의 내측면 일측 도중에 이물질의 퇴적정도를 측정하기 위한 이물질 센서(64)가 장착되어지되,
    상기한 이물질 센서(64)에서 측정된 이물질의 정도가 작동치 이상일 경우에 제어부(60)의 제어에 의해서 상기 열선(40)에 배터리(50)의 전류가 흐르도록 구성된 것을 특징으로 하는 원심분리식 오일 필터의 이물질 제거장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기한 로터(27)의 내측면에는 일정간격으로 다수의 관통공(32)이 마련된 다 공판(30)이 면접되고, 상기 열선(40)은 상기 다공판(30)의 면에 배선되는 것을 특징으로 하는 원심분리식 오일 필터의 이물질 제거장치.
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