KR20080073297A - 필터 유닛을 가진 냉각 장치 - Google Patents

필터 유닛을 가진 냉각 장치 Download PDF

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KR20080073297A
KR20080073297A KR1020087011798A KR20087011798A KR20080073297A KR 20080073297 A KR20080073297 A KR 20080073297A KR 1020087011798 A KR1020087011798 A KR 1020087011798A KR 20087011798 A KR20087011798 A KR 20087011798A KR 20080073297 A KR20080073297 A KR 20080073297A
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쥬제페 제올라
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하이닥 플루이드테크닉 게엠베하
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Abstract

본 발명은 냉각될 유체, 특히 유압 오일이 관류할 수 있는 냉각 유닛(10) 및 유체의 필터링을 위한 필터 유닛(12)을 가진 냉각 장치에 관한 것으로, 필터 유닛(12)은 냉각 유닛(10)의 종측면에 연장되고, 필터 유닛(12)과 냉각 유닛(10) 사이에 유체-수집 챔버(16)이 배치된다. 유체-수집 챔버(16)이 동일한 형태의 유동 섹션을 갖고 적어도 부분적으로 필터 유닛(12)에 대해 볼록하게 만곡된 경계벽(36)에 의해 폐쇄됨으로써, 최적화된 유체 안내가 이루어지고, 이것은 공동 및 난류를 방지하면서 속도의 균일성을 야기하므로, 장애 없는, 본 발명에 따른 냉각 장치에 의한 에너지 절약식 작동이 가능하다.
Figure P1020087011798
냉각 유닛, 필터 유닛, 유체-수집 챔버, 경계벽

Description

필터 유닛을 가진 냉각 장치{Cooling device with a filter unit}
본 발명은 냉각될 유체, 특히 유압 오일이 관류할 수 있는 냉각 유닛 및 유체의 필터링을 위한 필터 유닛을 가진 냉각 장치에 관한 것으로, 상기 필터 유닛은 냉각 유닛의 종측면에서 연장되고, 필터 유닛과 냉각 유닛 사이에 유체-수집 챔버가 배치된다.
이러한 냉각 장치들(US-A-4 295 964, CH 533 246 A)은 다수의 적용을 위해 사용될 수 있고 다양한 실시예가 가능하다. 그러나 지금까지 시중에서 자유롭게 구할 수 있는 냉각 장치 시스템들은 대부분 냉각 유닛에 플랜지 결합된 필터 유닛 또는 냉각 유닛에 연결된 탱크 유닛으로 이루어지고, 각각의 탱크 유닛은 필터 소자를 포함한다. 따라서 공지된 냉각 장치들은 다수의 부품들로 구성되고, 독립 냉각 유닛들은 냉각 장치를 형성하면서 상응하는 관을 통해 독립 필터 유닛에 서로 연결된다. 상기 관에 의해 유체의 이송시 유동에 따른 손실이 발생하고, 이는 공지된 냉각 장치의 에너지 효율적인 작동에 대치된다. 또한, 관의 영역에서 누설이 발생하는 것이 배제될 수 없고, 이는 작동 안전성을 저하시킨다.
DE 196 35 777 A에 의해 냉각될 유체가 관류할 수 있는 냉각 유닛 및 유체의 필터링을 위한 필터 유닛을 가진 냉각 장치가 공지되어 있고, 냉각 유닛 및 필터 유닛은 일체형으로 서로 연결되고, 필터 유닛은 냉각 유닛과 함께 장치 하우징에 배치된다. 상기 간행물에 의해, 냉각 유닛으로서 플레이트 형태의 방열기를 사용하는 것이 공지되어 있고, 필터 소자는 공지된 해결책에서, 필터 소자가 장치 하우징의 통합 부품이 되도록 필터 하우징 내에 수용된다.
또한, US-A-5 159 821에 의해 필터 소자로서 축방향으로 작게 구성된 필터 디스크를 가진 냉각 장치가 공지되어 있고, 상기 필터 소자는 장치 하우징 내에 배치되고 냉각 유닛으로서 플레이트 형태의 방열기를 수용한다. 필터 소자 전방의 유체 방향으로 장치 하우징 내에 건조 매체가 연장되고, 방열기 앞에 그것의 종측면에 연결된 필터 소자 디스크는 거기에서 작은 조립 길이를 갖는다. 상기 공지된 해결책에서 필터 장치의 작동시 유동 손실이 발생하고, 이는 낮은 필터 효율을 야기할 수 있다. 또한, 사용된 필터 소자를 새 소자로 교체하는 것이 매우 어려워진다.
EP 1 261 809 B1에는 냉각될 유체, 특히 유압 오일이 관류할 수 있는 냉각 유닛 및 유체의 필터링을 위한 필터 유닛을 가진 상기와 같은 냉각 장치가 공지되어 있고, 냉각 유닛과 필터 유닛은 일체형으로 서로 연결되고, 상기 필터 유닛은 냉각 유닛과 함께 장치 하우징 내에 배치되고, 냉각 유닛은 플레이트 형태의 방열기로서 기본적인 냉각 과제를 맡는다. 필터 유닛은 냉각될 유체의 유동 방향으로 플레이터 형태의 방열기 전방에 배치되고, 이는, 발생 가능한 오염을 유체 흐름으로부터 필터링할 수 있는 장점을 갖고, 이는 냉각 유닛의 작동을 저하시키지 않을 수 있다. 공지된 해결책에서 필터 유닛은 실질적으로 방열기의 종측면 중 하나를 따라 연장되고, 필터 유닛과 냉각 유닛 사이에 유체-수집 챔버가 연결된다. 상기 유체-수집 챔버는 상이한 횡단면 면적을 갖고, 특히 냉각 장치의 베이스 면의 방향으로 횡단면이 확장되므로, 공동부 형성에 의해 바람직하지 않은 유동 상태가 발생될 수 있고, 이는 공지된 냉각 장치의 장애 없는 에너지 절약식 작동에 바람직하지 않고, 특히 유체의 유동 속도가 낮을 때, 유체-수집 챔버로부터 냉각 유닛으로 상기 유체의 분배는 분배 상태를 불균일하게 만드는 것으로 나타났고, 이는 유체의 효과적인 냉각에 불리하다. 또한, 공지된 해결책은 제조시 비용이 많이 들고 복잡하다.
이러한 선행기술로부터 본 발명의 목적은, 공지된 냉각 장치가 특히 낮은 유체 속도에서도 전체적으로 개선된 작동이 가능하도록, 공지된 냉각 장치를 개선하는 것이다. 상기 목적은 청구범위 제 1 항의 특징을 가진 냉각 장치에 의해 달성된다.
청구범위 제 1 항의 특징부에 따라 유체-수집 챔버가 동일한 형태의 유동 횡단면을 가지며, 적어도 부분적으로 필터 유닛에 대해 오목하게 만곡된 경계벽에 의해 폐쇄됨으로써, 공동과 난류를 방지하면서 균일한 속도 특성을 일으키는 최적화된 유체 안내가 이루어지고, 그 결과 본 발명에 따른 냉각 장치에 의한 장애 없는 에너지 절약식 작동이 가능하다.
특히, 유체-수집 챔버 내의 자유 유체 횡단면은 필터 유닛의 영역 내의 자유 유동 횡단면에 맞게 조정되고, 바람직하게 유체-수집 챔버는 반원형 횡단면으로 형성되고, 필터 유닛은 실린더형 조립 공간을 가진 필터 하우징에 수용된 필터 소자를 포함한다. 이로써, 필터 하우징 내부의 자유 유동 횡단면은 유체-수집 챔버 내에서 계속되어 유지되므로, 필터 하우징과 유체-수집 챔버 사이의 이행 영역에서 유동의 방향 전환에도 불구하고 거의 장애 없는 유체 이송이 달성된다.
본 발명에 따른 냉각 장치의 특히 바람직한 실시예에서, 유체-수집 챔버는 중앙에 다른 경계벽을 갖고, 상기 경계벽은 유체-수집 챔버를 2개의 부분 챔버로 분할하고, 상기 부분 챔버들 중 하나는 필터 하우징과의 유체 연결부를 포함하고, 다른 하나의 부분 챔버는 필터링되고 냉각된 유체의 배출을 위한 배출부를 갖는다. 유체-수집 챔버 내의 다른 제한벽에 의해 유체 유동이 나뉘어지고, 하나의 부분 유동은 먼저 필터 유닛으로부터 나와 냉각 유닛의 부분에 공급되고, 반대 방향으로 그리고 냉각 유닛의 다른 부분에 의해 냉각되어 다시 다른 경계벽에 의해 제한된 유체-수집 챔버의 부분 챔버 내로 유입됨으로써, 거기에서부터 냉각 장치가 필터링되고 냉각 배출될 수 있다. 이러한 구성은 낮은 속도로 유체를 안내할 때 특히 바람직하다. 분할됨으로써 그리고 각각의 경계벽을 통해 분리됨으로써 냉각-및 이송 출력은 "분할 가능하고", 이는 공지된, 전술한 해결책에 의해 달성될 수 없다.
본 발명에 따른 냉각 장치의 다른 바람직한 실시예는 다른 종속 청구항의 대상이다.
이하, 본 발명에 따른 냉각 장치는 도면에 따른 실시예에 의해 상세히 설명된다.
도 1은 냉각 장치 전체의 사시도.
도 2는 삽입된 필터 소자를 포함하지 않는, 도 1에서 볼 때 좌측에 배치된, 필터 하우징 및 유체-수집 챔버의 하우징 구조를 도시한 도면.
도면에 도시된 냉각 장치는 냉각될 유체, 특히 유압 오일이 관류할 수 있는 냉각 유닛(10) 및 상기 유체의 필터링을 위한 필터 유닛(12)을 포함한다. 냉각 유닛(10)은 플레이트 형태의 방열기로 구현되고, 즉 냉각 공기 안내를 위해 플레이트 방열기는 지그재그 형태로 접힌 박판(도시되지 않음)을 갖고, 상기 박판 사이에 유체-안내 채널들(14)이 제한되고, 상기 채널들은 냉각될 유체를 이송하는데 이용된다. 냉각 유닛(10)을 통한 공기 안내 방향은 도 1의 도면 평면에 대해 수직으로 연장되고, 유체-이송 방향은 도면 평면에서 상기 도면 평면에 대해 횡으로 연장된다. 또한, 중첩 배치된 유체-안내 채널들(14)의 양측은 유체-수집 챔버(16, 18) 내로 통한다. 상기 방열기의 구성은 일반적이므로, 여기에서 이와 관련하여 더 이상 상세히 설명되지 않는다. 냉각 유닛(10)의 장치 하우징은 알루미늄 캐스팅부 또는 그와 유사한 것으로 이루어질 수 있다;그러나 일반적으로 박판부로 박스 형태로 구성될 수 있고 용접 시임 연결에 의해 결합되어 전체 하우징을 형성할 수 있다. 편의상, 수집 챔버(16)에 대한 상부 및 하부 폐쇄벽은 도시되지 않는다.
도 1에서 볼 때 필터 유닛(12)은 냉각 유닛(10)의 좌측 종측면에서 연장되고, 필터 유닛(12)은 일반적인 실린더형 필터 소자(24)의 수용을 위한, 중앙의 실린더형 조립 공간(22)을 가진 필터 하우징(20)을 포함한다. 상기 필터 소자(24)는 일반적인 필터링 재료로 구성되고, 예컨대 주름진, 중공 실린더형의 다층 필터 매트로 구성되고, 상기 필터 매트는 도시되지 않은 중앙의 지지관을 둘러싼다. 도 1에서 볼 때, 필터 하우징(20)의 상단부 영역은 적어도 부분적으로 오염되고 가열된 유체를 위한 유입부(26)를 갖는다. 유입부(26)를 통해 유입된 상기 유체는 필터 소자(24)를 외부에서 내부로 관류하고, 필터링된 유체는 스페이서 층(30)의 베이스 배출 개구(28)를 통해 중앙에서 필터 소자(24)로부터 배출된다. 상기 스페이서 층(30)은 개별 지지 로드(33)를 가진 브래킷- 또는 케이지 형태의 지지 유닛(32)에 지지되고, 상기 지지 로드는 다시 필터 하우징(20)의 베이스 부분(34)에 지지된다. 상기 베이스 부분(34)은 필터 유닛(12)을 유체 밀봉 방식으로 아래로, 즉 베이스측으로 폐쇄할 수 있지만, 예컨대 오염된 유체를 필터 유닛(12)을 통해 정화하여 냉각을 위해 냉각 유닛(10)에 공급하는 것이 아니라 장치로부터 배출하기 위해 도시되지 않은 바이패스 밸브를 수용하는데 이용될 수 있고, 이는 예컨대 필터링된 유체의 온도가 냉각을 필요로 하지 않거나 또는 부분적으로만 필요로 할 때 바람직할 수 있다.
지지 유닛(32) 및 스페이서 층(30)을 이용하여, 실질적으로 변하는 필터 과제에 부합하기 위해 하나의 동일한 상기 냉각 장치에 조립 길이가 상이한 필터 소자(24)가 삽입될 수 있다. 그러나 바람직하게, 도 1에 도시된 바와 같이, 필터 소자(24)의 길이는, 축방향으로 필터 하우징(20)의 조립 공간(22)의 대략 절반만 사용되도록 선택될 수 있으므로, 필터 소자(24)의 아래에 실린더형 수용 챔버가 형성되고, 상기 수용 챔버는 필터링 후에 필터 하우징(20) 내에서 균일한 유체 유동을 지원한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 필터 유닛(12)과 냉각 유닛(10) 사이에 제 1 유체-수집 챔버(16)가 배치되고, 상기 챔버의 축방향 연장 길이는 냉각 유닛(10)으로서 방열기의 종측면에 대한 연결 가능성에 따라 조절된다. 상기 유체-수집 챔버(16)는 동일한 형태의 유동 횡단면을 갖고, 필터 유닛(12)에 대해 오목하게 만곡된 경계벽(36)에 의해 폐쇄된다. 이러한 상태는 특히 도 2에 상세히 도시된다. 이와 관련하여 유체-수집 챔버(16)를 위해 반원 관이 형성되고, 상기 관의 평평한 연결 횡단면은 방열기의 단부면에 결합한다.
바람직하게, 다른 또는 제 2 의 유체-수집 챔버(18)는 방열기의 마주 놓인 종측면에 유사한 반원 관 구조를 갖는다;그러나 이 경우 다른, 특히 정방형 횡단면이 선택될 수도 있다. 또한, 유체-수집 챔버(18)는 냉각 유닛(10)의 유체-안내 채널(14)에 대한 연결 가능성을 가질 수 있다. 도면에 도시된 실시예에서, 유체-수집 챔버(16)는 다른 경계벽(38)에 의해 대략 중간에서 나뉘고, 상기 경계벽은 유체-수집 챔버(16)를 2개의 부분 챔버(40, 42)로 유체 밀봉 방식으로 분리한다.
바람직하게 보어 형태의 횡방향 통과 위치(44)는 하부 부분 챔버(40)의 제공에 이용되고, 상기 횡방향 통과 위치는 부분 챔버(44)를 유체 안내 방식으로 필터 하우징(20)의 내부, 특히 필터 소자(24)용 조립 공간(22)에 연결한다. 따라서 필터링된 유체는 횡방향 통과 위치(44)를 통해 부분 챔버(40) 내로 공급되어 좌측에서 우측으로 유체-안내 채널(14)을 관류하고, 냉각 유닛(10)의 하부 1/2 영역을 통해 냉각이 야기된다. 냉각된 유체 또는 매체는 다른 유체-수집 챔버(18) 내로 유 입되고, 도 1의 방향에서 볼 때 위로 상승하고, 상부 영역에서, 특히 냉각 유닛(10)의 상부 1/2 영역에서 유체 안내 채널(14)을 우측에서 좌측으로 통과한다. 그렇게 완전히 냉각된 유체는 제 2 또는 상부 부분 챔버(42) 내로 유입되고, 거기에서부터 상기 필터링되고 냉각된 유체는 배출부(46)를 통해 유체 장치를 벗어나고, 상기 배출부는 유입부(26)와 동일한 축선 방향을 갖는다(도 2에 따른 부분도 참조).
전술한 장치에 의해 필터 유닛(12)과 냉각 유닛(10) 및 2개의 유체-수집 챔버(16, 18) 내에서 전체적으로 균일한 유체 유동이 달성된다. 특히 느리게 유동하는 유체는 장애 없이 필터링되고 냉각될 수 있고, 일정하게 유지되는 횡단면 특성으로 인해 본 발명에 따른 냉각 장치에 의해 에너지 효율적인 필터링- 및 냉각 작동이 가능하다. 특히 도 2에 도시된 바와 같이, 그렇게 제조된 유닛을 일반적인 용접 방법을 이용하여 다른 냉각 유닛(10)의 하나의 단부면에 유체 밀봉 방식으로 연결하기 위해, 필터 유닛(12)은 예컨대 다이 캐스팅부의 형태로, 유체-수집 챔버(16)와 일체형으로 제조될 수 있다. 다른 경계벽(38)이 생략되는 경우에, 전술한 본 발명에 따른 냉각 장치에 의해 더 빠르게 유동하는 매체가 확실하게 제어되고, 바람직하게 제 2 유체-수집 챔버(18)의 영역에, 필터링되고 냉각된 유체를 배출하기 위핸 배출부(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 본 발명에 따른 냉각 장치에 의해, 매우 콤팩트하게 구성된 유닛이 주어지고, 상기 유닛은 냉각 장치의 기본적인 구성을 변경하지 않으면서 다양한 필터링- 및 냉각 목적에 플랙시블하게 매칭될 수 있고, 이는 비용을 절감시킨다. 또한, 본 발명에 따른 냉각 장치는 유지 관 리 및 조립이 용이하고, 이는 다시 비용을 절감시킨다.

Claims (7)

  1. 냉각될 매체, 특히 유압 오일이 관류할 수 있는 냉각 유닛(10) 및 유체의 필터링을 위한 필터 유닛(12)을 포함하는 냉각 장치로서, 상기 필터 유닛(12)은 상기 냉각 유닛(10)의 종측면에서 연장되고, 상기 필터 유닛(12)과 상기 냉각 유닛(10) 사이에 유체-수집 챔버(16)가 배치되는 냉각 장치에 있어서,
    상기 유체-수집 챔버(16)는 동일한 형태의 유동 횡단면을 갖고, 적어도 부분적으로 상기 필터 유닛(12)에 대해 오목하게 만곡된 경계벽(36)에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 유체-수집 챔버(16)는 반원형 횡단면으로 형성되고, 상기 필터 유닛(12)은 필터 소자(24)를 포함하고, 상기 필터 소자는 실린더형 조립 공간(22)을 가진 필터 하우징(20) 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 유체-수집 챔버(16)는 중앙에 다른 경계벽(38)을 갖고, 상기 경계벽은 상기 유체-수집 챔버(16)를 2개의 부분 챔버(40, 42)로 분할하고, 상기 부분 챔버들 중 하나의 부분 챔버(40)는 상기 필터 하우징(20)과의 유체 연결부(44)를 갖고, 다른 부분 챔버(42)는 필터링되고 냉각된 유체의 배출을 위한 배출부(26)를 갖는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 필터 하우징(20) 내에 상기 필터 소자(24)의 조립 길이는 상기 2개의 부분 챔버들의 단부와 상기 2개의 부분 챔버들(40, 42)의 상기 다른 경계벽(38) 사이의 간격에 대략 상응하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 유닛(12)에 마주 놓인 상기 냉각 유닛(10)의 종측면에, 다른 유체-수집 챔버(18)가 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 하우징(20)은 상기 유체-수집 챔버(16)와 함께 일체형 유닛을 형성하고, 상기 유닛은 다른 유닛인 상기 냉각 유닛(10)에 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
  7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 소자(24)는 상기 필터 하우징(20) 내에서 스페이서 층(30)에 지지되고, 상기 스페이서 층은 지지 유닛(32)에 의해 지지되고, 상기 지지 유닛은 상기 필터 하우징(20)의 베이스 부분(34)에 지지되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
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