KR20080094049A - 원심 분리기 - Google Patents

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레오나르드 보르그스트룀
클라에스-괴란 칼쏜
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알파 라발 코포레이트 에이비
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Abstract

본 발명은 액체 불순물을 포함한 가스의 정화를 위한 원심 분리기에 관한 것이다. 원심 분리기는 분리 공간(2)을 둘러싸면서 내부 벽 표면(3)을 갖는 고정식 케이싱(1)을 포함한다. 회전 부재(4)는 분리 공간(2) 내에 제공되며 회전 축(x)을 중심으로 회전 방향으로 회전하도록 구성된다. 회전 부재는 가스로부터 액체 불순물을 분리하기 위하여 가스를 회전시키게 한다. 가스 출구(10)는 정화된 가스의 배출을 위하여 제공된다. 제1 액체 출구(12)는 분리된 액체 불순물의 배출을 위하여 회전 부재 하류에 제공된다. 분리 공간은 회전 부재와 내부 벽 표면 사이에 연장되는 환형 표면을 포함한다. 환형 표면은 제1 액체 출구(12)로 반경 방향 외향으로 액체 불순물을 이송하도록 구성된다.
원심 분리기, 출구 홀, 링 그루브, 가스 출구, 환형 표면

Description

원심 분리기 {CENTRIFUGAL SEPARATOR}
본 발명은 일반적으로 오일 입자 및 오일 미스트와 같은 액체 불순물로부터 가스를 정화하기 위한 원심 분리기에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 특허청구범위 제1항의 전제부에 따른 원심 분리기에 관한 것이다.
SE-C-523690은 오일 입자 및/또는 오일 미스트의 형태로 액체 불순물을 포함하는 가스를 정화하기 위한 원심 분리기를 개시한다. 정화된 가스의 가스 출구는 공지된 원심 분리기 내에서 분리 공간의 하부 부분으로부터 연장된다. 가스 출구의 바로 위에, 분리 공간 내로 연장되는 환형 표면을 형성하는 차폐 요소가 있다. 차폐 요소로부터 거리를 두고 차폐 요소 위에, 분리 공간으로부터 분리된 오일의 배출을 위한 복수의 출구 홀이 있다. 분리된 오일은 분리 공간의 내부 벽에 의해 붙잡히고, 출구 홀 쪽으로 하방으로 유동한다. 차폐 요소 하류에 가스 출구 근처에는 또 환형 단부 표면도 있다.
그러한 환형 표면에 가까운 층(layer) 상에 적층되거나 또는 층 내에 존재하는 예컨대 오일과 같은 액체 불순물은, 이런 층에서의 가스 유동의 회전이 비회전 표면에 대한 마찰에 의해 감속된다는 사실 때문에, 표면 상에서 분리 공간의 중심 쪽으로 반경 방향 내향으로 이송될 것이다. 그러므로 분리 공간으로부터 액체 불 순물을 배출하는 것이 어렵다.
본 발명의 목적은 효율적인 방식으로 가스로부터 액체 불순물을 분리할 수 있는 원심 분리기를 제공하는 것이다. 또한, 단순한 구조를 가지며 환형 표면 상에 위치된 분리된 액체 불순물이 분리 공간으로부터 밖으로 이송되는 것을 보장하는 원심 분리기를 지향한다.
환형 표면이 액체 불순물을 제1 액체 출구의 반경 방향 외향으로 이송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 서두에 정의된 원심 분리기에 의해 이러한 목적이 달성된다. 그러한 방식으로 표면을 구성함으로써, 표면 상에 존재하는 액체 불순물이 가스 유동에 의해 제1 액체 출구 쪽으로 외향으로 이동하게 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라, 원심 분리기는 환형 표면 상에 제공되고 상기 이송을 촉진하도록 구성된 복수의 안내 요소를 포함한다. 안내 요소에 의하여, 액체 불순물은 분리 공간 내의 가스 유동으로부터의 영향 때문에 더 큰 직경 쪽으로 외향으로 이송되고 따라서 내부 벽 표면과 제2 액체 출구로 이송될 것이다. 바람직하게, 반경 방향 외향으로 보여지는 상기의 안내 요소는 회전 방향의 전방으로 지향된다. 그러한 경사진 요소, 또는 반경 방향에 대하여 기울어진 요소 때문에, 회전 방향과 가스 유동에 대하여 안내 요소의 상류 측과 하류 측 모두에서의 액체 불순물은 제1 액체 출구 쪽으로 외향으로 이송될 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 회전 축의 방향으로 보여지는 상기 안내 요소는 대체로 직선이다. 회전 축의 방향으로 보여지는 안내 요소는 또한 바람직하게 만곡될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 상기 안내 요소는 환형 표면으로부터 상방으로 연장된 리브로써 구성된다. 택일적으로 상기 안내 요소는 환형 표면으로부터 하방으로 연장된 그루브로써 구성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 각각의 안내 요소는 제1 반경 방향 내부 단부와 제2 반경 방향 외부 단부를 가지며, 반경 방향 외부 통로가 내부 벽 표면과 반경 방향 외부 단부 사이에 형성되도록 반경 방향 외부 단부는 내부 벽 표면으로부터 근처에 위치되지만 거리를 두고 위치된다. 그러한 방식으로 내부 벽에 도달한 분리된 액체 불순물은 제1 액체 출구의 출구에 도달할 때까지 내부 벽 표면을 따라 환형 표면 상에서 유동할 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 반경 방향 내부 통로가 환형 내부 단부와 반경 방향 내부 단부 사이에 형성되도록 반경 방향 내부 단부는 환형 표면의 환형 내부 단부로부터 근처에 위치되지만 거리를 두고 위치된다. 바람직하게 환형 표면의 환형 내부 단부는 예컨대 대체로 원통형 표면과 같은 상방으로 돌출된 주위 표면에 의해 정의될 수 있다. 가스 유동에 의해 환형 표면 상에서 내향으로 이송된 액체 불순물은, 그런 다음 안내 요소 중 하나에 의해 붙잡힐 때까지 이 통로를 따라 유동할 것이고 제1 액체 출구 쪽으로 외향으로 이송될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 환형 표면은 원뿔형이고 외향 및 하방으로 경사져 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 제1 액체 출구는 내부 벽 표면의 반경 방향 외부로 분리 공간 주위에 연장되는 환형 수집 채널을 포함한다. 바람직하게, 제1 액체 출구는 분리 공간과 수집 채널 사이에 연장되고 환형 표면에 인접한 적어도 하나의 출구 홀을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 원심 분리기는 회전 축이 대체로 수직으로 연장되는 방식으로 제공되도록 구성되고, 고정식 케이싱(stationary casing)은 상부 단부와 하부 단부를 가지며, 제1 액체 출구는 하부 단부에 제공된다. 그런 다음, 환형 표면은 분리 공간의 하부 단부 표면을 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 가스 출구는 상부 단부 근처에 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 회전 부재는 복수의 분리 디스크를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 원심 분리기는 또한 분리된 액체 불순물을 배출하기 위해 가스 출구 상류와 제1 액체 출구 하류에 제공되며 적어도 하나의 출구 홀을 포함하는 제2 액체 출구를 포함한다. 그러한 추가적인 액체 출구에 의해, 가스 출구 쪽으로 내부 벽 표면 상에 이송된 액체 불순물을 수집하는 것이 가능하다. 바람직하게, 제1 액체 출구는 주 출구를 형성하고 제2 액체 출구는 잔류 출구를 형성하며, 액체 불순물의 대부분은 내부 벽 표면을 따라 아래로 제2 액체 출구로 유동할 것이다. 상방으로 유동하는 가스 유동 때문에 액체 불순물의 아마도 더 작은 부분이 내부 벽 표면을 따라 상방으로 제1 액체 출구로 이송될 것이다. 그러한 구성에 의해, 가스 출구를 거쳐 원심 분리기를 떠날 완전히 깨끗한 가스 뿐만 아니라 정화될 가스로부터 대체로 모든 액체 불순물의 적절한 분리가 보장된다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 원심 분리기는 고정식 케이싱의 내부 벽 표면으로부터 외향으로 연장되고 주위 바닥 표면을 갖는 주위 링 그루브를 포함하며, 출구 홀은 바닥 표면으로부터 외향으로 연장된다. 벽 표면으로부터 외향으로, 즉 고정식 케이싱의 벽 내로 연장되는 링 그루브에 의해, 내부 벽 표면을 따라 유동하는 액체 불순물이 붙잡힐 것이다. 액체 불순물은 회전 방향을 따라 회전 경로 내에서 비교적 높은 속도로 이동한다. 액체 불순물은 링 그루브 내에 수집되고 링 그루브에서 회전 방향으로 유동할 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 제2 액체 출구는 링 그루브의 반경 방향 외부로 분리 공간 주위에 연장되는 환형 수집 채널을 더 포함한다. 그러한 방식으로, 그 후에 하나의 단일 도관에 의해 원심 분리기로부터 멀어지도록 이송될 수 있는 분리된 액체 불순물은 쉽고 편리한 방법으로 수집될 것이다. 바람직하게, 링 그루브에서 회전 방향으로 유동하는 액체 불순물이 쉬운 방법으로 환형 수집 채널로 배출될 수 있도록 제2 액체 출구의 출구 홀이 링 그루브와 수집 채널 사이에서 연장될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 링 그루브는 바닥 표면과 내부 벽 표면 사이의 바닥 표면 하류로 연장되는 제1 제한 벽을 갖고, 제2 액체 출구의 출구 홀은 제1 제한 벽의 높이에 위치된 상부 점을 갖는다. 따라서, 링 그루브 내에서 유동하는 모든 액체 불순물은 출구 홀을 통해 환형 수집 채널로 배출될 것이 보장된다. 바람직하게, 제1 제한 벽은 방사상 평면과 대체로 평행하게 연장될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 링 그루브는 바닥 표면과 내부 벽 표면 사이에서 바닥 표면 상류로 연장되는 제2 제한 벽을 갖는다. 바람직하게, 제2 제한 벽은 방사상 평면에 대하여 경사져 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 원심 분리기는 제2 액체 출구의 출구 홀을 통해 분리된 액체 불순물의 유동을 안내하기 위해 제공되는 적어도 하나의 안내 베인(guide vane)을 포함한다. 바람직하게, 안내 베인은 제2 액체 출구의 출구 홀을 통해 연장될 수 있으며 액체 불순물은 효율적인 방식으로 출구 홀을 통해 채널 내로 이송된다. 안내 베인은 제2 액체 출구의 출구 홀에서 회전 방향으로 접선(tangent)에 대하여 외향 및 전방으로 경사진 적어도 한 방향으로 바람직하게 연장될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 제2 액체 출구의 출구 홀은 회전 방향에 대하여 전방 제한 표면과 후방 제한 표면을 갖고, 이들 제한 표면들 중 적어도 하나는 제2 액체 출구의 출구 홀에서 회전 방향으로 접선에 대하여 외향 및 전방으로 경사진 방향으로 연장된다.
본 발명은 예시의 방법으로 개시된 다양한 실시예의 설명을 통해, 그리고 첨부된 도면을 참조하여, 이제 더욱 면밀히 설명될 것이다.
도1은 본 발명에 따른 원심 분리기를 관통하는 종단면을 개시한다.
도2는 도1의 선 II-II에 따른 단면을 개시한다.
도3은 도1의 선 III-III에 따른 단면을 개시한다.
도4는 도1에서 원심 분리기 내부로부터 원심 분리기의 액체 출구의 출구 홀 쪽으로의 도면을 개시한다.
도5는 도4에서 출구 홀을 통한 상부로부터의 단면을 개시한다.
도6은 도1에서 원심 분리기의 액체 출구를 통한 축방향 단면을 개시한다.
도7은 도1의 원심 분리기에서 표면의 리브 형태인 안내 요소를 관통하는 단면을 개시한다.
도8은 그루브의 형태인 안내 요소를 관통하는 유사한 단면을 개시한다.
도1은 예컨대, 오일 미스트 또는 오일 입자 형태의 오일과 같은 액체 불순물 및 가능하다면 고체 입자를 포함한 가스를 정화하기 위한 원심 분리기를 개시한다. 원심 분리기는 대체로 폐쇄된 분리 공간(2)을 둘러싸는 고정식 케이싱(1)을 포함한다. 케이싱(1)은 분리 공간(2)에 대면하는 내부 벽 표면(3)을 갖는다. 분리 공간(2)은 가스가 관통하여 유동할 수 있도록 구성된다.
원심 분리기는 분리 공간(2) 내에 제공되며 케이싱(1)을 관통하여 중심 축을 또한 형성하는 회전 축(x)을 중심으로 회전 방향(r)으로 회전하도록 구성된 회전 부재(4)를 또한 포함한다. 원심 분리기는 고정식 케이싱(1)이 상부 단부(1')와 하부 단부(1")를 갖도록 회전 축(x)이 대체로 수직으로 연장되는 방식으로 제공된다.
회전 부재(4)는 베어링(6)에 의해 상부 단부(1') 근처에서 케이싱(1)에 저어널(journal)되는 스핀들 부재[spindle member(5)]와 복수의 분리 디스크(7)를 포함한다. 개시된 실시예에서, 분리 디스크(7)는 원뿔형이며 스핀들 부재(5)로부터 하방 및 외향으로 비스듬하게 연장된다. 본 발명은 또한 완전하게 방사상인 분리 디 스크 또는 스핀들 부재(5)로부터 축방향 평면으로 연장되는 분리 디스크를 갖는 회전 부재에도 적용될 수 있다. 회전 부재(4)는 예컨대 전기 모터와 같은 구동 부재[drive member(8)]에 의해 구동되며, 원심력에 의해 가스로부터 액체 불순물을 분리하기 위하여 가스를 회전 방향(r)으로 회전하게 하도록 구성된다.
개시된 실시예에서, 원심 분리기는 또한 정화될 가스를 위한 입구(9), 정화된 가스를 위한 가스 출구(10), 분리된 액체 불순물을 위한 제2 액체 출구(11) 및 분리된 액체 불순물을 위한 제1 액체 출구(12)를 포함한다.
입구(9)는 중심부에 제공되고 케이싱(1)의 하부 단부(1")를 통해 연장된다. 입구(9)는 가스를 회전 부재(4)의 중심 공간(15) 내로 이송한다. 이 중심 공간(15)으로부터, 가스는 분리 디스크(7) 사이에 형성된 간극으로 반경 방향 외향으로 이송된다. 가스 출구(10)는 회전 부재(4) 하류의 케이싱(1)의 상부 단부(1')에 제공된다. 따라서 분리 디스크(7)들 사이의 간극을 이탈한 가스는 높은 회전 속도로 회전 방향(r)으로 회전하며, 정화된 가스가 분리 공간(2)을 이탈하는 가스 출구(10)까지 이러한 회전 운동은 상방으로 계속될 것이다.
제2 액체 출구(11)는 가스 유동에 대하여 가스 출구(10) 상류와 회전 부재(4) 하류에 제공된다. 제1 액체 출구(12)는 가스 유동에 대하여 케이싱(1)의 하부 단부(1")와 제2 액체 출구(11) 상류에 제공된다. 개시된 실시예에서, 제1 액체 출구(12)는 액체 불순물의 대부분을 배출하기 위하여 구성된 주 출구를 형성하고, 제2 액체 출구(11)는 대체로 모든 잔류 액체 불순물을 배출하기 위하여 구성된 잔류 출구를 형성한다. 분리된 액체 불순물은 액체 출구(11, 12)를 거쳐 배출된 고 체 입자들을 포함할 수 있다는 것이 인식된다.
원심 분리기는 내부 벽 표면(3)으로부터 외향으로 연장되고 고정식 케이싱(1)의 벽 내로 연장되는 주위 링 그루브(19)를 포함한다. 도6을 보면, 링 그루브(19)는 주위 바닥 표면(20)을 갖는다. 바닥 표면(20)은 회전 축(x)과 대체로 평행하게 연장된다. 링 그루브(19)는 또한 바닥 표면(20)과 내부 벽 표면(3) 사이에서 바닥 표면(20) 하류로 연장되는 제1의 상부 제한 벽(21)을 갖는다. 제1 제한 벽(21)은 회전 축(X)에 대하여 방사상인 면과 대체로 평행하게 연장된다. 링 그루브(19)는 또한 바닥 표면(20)과 내부 벽 표면(3) 사이에서 바닥 표면(20) 상류로 연장되는 제2의 하부 제한 벽(22)도 갖는다. 제2 제한 벽(22)은 방사상 평면에 대해 경사져 있고, 더 정확하게는 내부 벽 표면(3)으로부터 반경 방향으로 외향 및 상방으로 경사져 있다. 개시된 실시예에서 링 그루브(19)는 회전 부재(4)의 상부 부분의 높이에서 가스 출구(10) 바로 아래에 제공된다. 더 정확하게는, 링 그루브(19)는 최상위 분리 디스크(7)의 높이에 위치되고 두 개의 최상위 분리 디스크(7)들 사이에 형성된 간극의 출구 다소 위에 위치된다.
또한, 원심 분리기는 원주 방향으로 링 그루브(19)의 반경 방향 외부로 분리 공간(2) 주위에 연장되는 환형 수집 채널(25)을 포함한다. 개시된 실시예에서, 수집 채널(25)은 링 그루브(19)의 높이에서 고정식 케이싱(1)의 벽 내로 연장된다.
제2 액체 출구(11)는 바닥 표면(20)으로부터 외향으로 연장되고 링 그루브(19)와 수집 채널(25) 사이에 통로를 형성하는 적어도 하나의 출구 홀(26)을 포함한다. 개시된 실시예에서, 그러한 세 개의 출구 홀(26)이 링 그루브(19)와 수집 채널(25) 사이에 제공된다. 원심 분리기는 예컨대, 1, 2, 4, 5, 6개의 또는 이를 초과하는 개수의 출구 홀(26)과 같이, 개시된 세 개의 출구 홀(26)과 다른 개수를 포함할 수 있다는 것이 인식된다. 또한, 도4를 보면, 개시된 실시예에서 그러한 각각의 출구 홀(26)은 제1 제한 벽(21)의 아래에 위치된 상부 점(upper point)을 갖는다.
도5를 보면, 회전 방향(r)에 대하여 각각의 출구 홀(26)은 전방 제한 표면(27)과 후방 제한 표면(28)을 갖는다. 이런 제한 표면들(27, 28) 중 적어도 하나는 관련된 출구 홀(26)에서 회전 방향(r)의 접선에 대해 외향 및 전방으로 경사진 방향으로 연장된다. 개시된 실시예에서, 전방 제한 표면(27)과 후방 제한 표면(28) 둘 다 그러한 방향으로 경사져 있다.
각각의 출구 홀(26)은 출구 홀(26)을 통해 분리된 액체 불순물의 유동을 안내하기 위해 제공되는 안내 베인(29)을 더 포함한다. 도4에 더 근접하여 개시된 그러한 안내 베인(29)은 출구 홀(26)을 통해 연장되고 더 정확하게는 내부 벽 표면(3)의 높이의 내부 단부로부터 수집 채널(25)에 위치된 외부 단부로 연장된다. 각각의 안내 베인(29)은 출구 홀(26)에서 회전 방향(r)의 접선에 대해 외향 및 전방으로 경사진 적어도 한 방향으로 연장된다. 또한, 개시된 실시예에서 각각의 안내 베인(29)은 안내 베인(29)의 제2 외부 부분(29")보다 외향으로 더 큰 반경의 경사를 갖는 제1 내부 부분(29')을 갖는다. 원심 분리기는 출구 홀(26) 쪽으로, 그리고 출구 홀(26)을 통해 액체 불순물의 유동을 안내하기 위한 다른 구성과 다른 위치를 갖는 안내 베인들을 더 포함할 수 있다는 것이 인식된다. 특히, 원심 분리 기는 회전 방향(r)으로 보여진 출구 홀(26) 상류에 위치된 한 개 또는 수 개의 안내 베인(30)을 포함할 수 있다. 안내 베인(30)은 제2 경사진 제한 벽(22) 상에 제공되고 회전 방향(r)으로 상방으로 비스듬하게 경사져 있다.
또한, 출구 홀(26) 상류에도 위치되지만 바닥 표면(20) 상에도 제공되는 안내 부재(31)가 있을 수 있다. 안내 부재(31)는 전체 바닥 표면(20)의 높이를 따라 연장되고 회전 방향으로 전방 및 하방으로 경사져 있다. 안내 부재(31)는 그루브 또는 돌출된 안내 요소로써 구성될 수 있다. 안내 부재(31)는 또한 바닥 벽(20)으로부터 내향으로 연장되고 그 이후 바닥 벽(20)이 원주 높이에 아주 느리게 다시 도달하는 하나의 제한 표면을 단지 포함하는 방식으로 구성될 수 있다.
제1 액체 출구(12)는 또한 내부 벽 표면(3)의 반경 방향 외부로 분리 공간(2) 주위에 연장되는 환형 수집 채널(40)을 포함한다. 또한, 적어도 하나의 출구 홀(41)이 분리 공간(3)과 수집 채널(40) 사이에 연장되도록 제공된다. 개시된 실시예에서, 도2를 보면, 그러한 두 개의 출구 홀(41)이 있다. 원심 분리기는 예컨대, 1, 3, 4, 5, 6개의 또는 이를 초과하는 개수의 출구 홀(41)과 같이, 개시된 두 개의 출구 홀(41)과 다른 개수를 포함할 수 있다는 것이 인식된다. 제1 액체 출구(12), 즉 출구 홀(41)은 하부 단부(1")에 제공된다.
도1에서 볼 수 있듯이, 제2 액체 출구(11)의 환형 수집 채널(25)은 개시된 실시예에서 회전 축(x)과 대체로 평행하게 연장되는 적어도 하나의 연결 채널(42)을 거쳐 제1 액체 출구(12)의 환형 수집 채널(40)과 연결된다. 그러한 연결 채널(42)을 한 개보다 초과하여 제공하는 것이 물론 가능하다. 또한 원심 분리기로 부터 분리된 액체 불순물의 배출을 위해 적어도 하나의 배출 도관(43)이 또한 환형 수집 채널(40)로부터 연장된다.
원심 분리기는 또한 회전 부재(4)와 내부 벽 표면(3) 사이에서 연장되는 환형 표면(50)을 포함한다. 환형 표면(50)은 액체 불순물을 반경 방향 외향으로 이송하도록 구성된다. 개시된 실시예에서, 환형 표면(50)은 회전 부재(4)와 내부 벽 표면(3) 사이에 연장되는 분리 공간(2)의 하부 환형 단부 표면을 형성한다. 환형 표면(50)은 액체 불순물을 제1 액체 출구(12)로 반경 방향 외향으로 이송하도록 설계된다. 도1을 보면, 개시된 실시예에서 환형 표면(50)은 약간 원뿔형이고 외향 및 하방으로 경사져 있다. 그러나, 환형 표면(50) 또한 대체로 평면이거나 오히려 다소 외향 및 상방으로 경사져 있다는 것이 인식된다.
또한, 원심 분리기는 환형 표면(50) 상에 제공되고 내부 벽 표면(3)과 출구 홀(41) 쪽으로 액체 불순물을 외향으로 이송하는 것을 촉진하도록 구성되는 복수의 안내 요소(51)를 포함한다. 반경 방향 외향으로 보여지는 안내 요소(51)는 회전 방향(r)에서 전방으로 안내된다. 안내 요소(51)는 일직선이거나 개시된 실시예에서와 같이 만곡될 수 있다. 개시된 실시예에서, 원심 분리기는 여섯 개의 안내 요소(51)를 갖는다. 보다 많거나 적은 그러한 안내 요소(51)가 환형 표면(50) 상에 제공될 수 있다는 것이 인식된다. 출구 홀(41)은 환형 표면(50)에 인접하며, 즉, 출구 홀(41)은 반경 방향 외부의 원주에서 하부 단부 표면 높이에 위치된 하부 단부를 갖는다.
도7을 보면, 개시된 실시예에서, 안내 요소(51)는 환형 표면(50)으로부터 상 방으로 연장된 리브로써 구성된다. 그런 다음, 안내 요소(51)는 환형 표면(50)으로부터 최소 약 1 밀리미터(mm)의 높이를 가질 수 있다. 도8을 보면, 안내 요소(51)는 또한 환형 표면(50)으로부터 하방으로 연장되는 그루브로써 구성될 수 있다. 또한 이런 경우에, 안내 요소(51)는 환형 표면(50)으로부터 최소 약 1 밀리미터(mm)의 높이 또는 깊이를 가질 수 있다. 개시된 실시예에서, 액체 불순물이 환형 표면(50) 상에서 내부 벽 표면(3)을 따라 출구 홀(41) 중의 하나로 자유롭게 유동할 수 있도록 적어도 안내 부재(51)의 반경 방향 외부 단부와 내부 벽 표면(3) 사이에 또한 작은 간극이 있다.
각각의 안내 요소(51)는 제1 반경 방향 내부 단부(51')와 제2 반경 방향 외부 단부(51")를 갖는다. 도2를 보면, 반경 방향 외부 통로가 내부 벽 표면(3)과 반경 방향 외부 단부(51') 사이에 형성되도록 반경 방향 외부 단부(51")는 내부 벽 표면(3)의 근처에 위치되지만 거리를 두고 위치된다. 반경 방향 내부 단부(51')는 환형 표면(50)의 환형 내부 단부의 근처에 위치되지만 환형 내부 단부로부터 거리를 두고 위치된다. 환형 표면(50)의 환형 내부 단부는 예컨대 원통형 또는 대체로 원통형이 될 수 있는 상방으로 돌출된 주위 표면(52)에 의해 정의된다. 도2를 보면, 그러한 방식으로, 반경 방향 내부 통로가 각각의 안내 요소의 반경 방향 내부 단부(51')와 환형 내부 단부 사이에 형성된다.
개시된 원심 분리기는 예컨대 오일 입자 및/또는 오일 미스트의 형태로 오일을 포함한 가스를 정화하기 위해 이용될 수 있다. 그런 다음 정화될 가스가 입구(9)를 거쳐 공간(15)으로 이송될 수 있다. 회전 부재(4)의 회전 때문에, 가스는 또한 분리 디스크(7) 사이의 간극 내로 빨려들 수 있고, 오일은 이러한 디스크(7)에 부착될 것이며, 원심력 때문에 디스크(7) 상에 외향으로 이송된다. 그런 다음 오일은 디스크(7)를 떠나 내부 벽 표면(3)에 분출된다. 그런 다음 오일이 내부 벽 표면(3) 상에서 환형 표면(50)과 제1 액체 출구(12)로 하방으로 유동할 것이며, 출구 홀(41)을 통해 오일이 수집 채널(40) 내로 유출될 것이다. 내부 벽 표면(3)에 부딪치는 일부분의 오일은, 회전 부재로부터 가스 출구(10)로의 상방으로의 가스 유동 때문에 내부 벽 표면(3)을 따라 상방으로 이송될 것이다. 이러한 오일은 링 그루브(19) 내로 아래로 유동할 것이고, 출구 홀(26)을 거쳐 수집 채널(25) 내로 이송될 것이다. 그런 다음 분리된 오일은 수집 채널(25)로부터 수집 채널(40)로 아래로 이송된다. 따라서 분리된 모든 오일은 이러한 수집 채널(40)로 이송되고, 배출 도선(43)을 거쳐 원심 분리기로부터 외부로 이송된다.
본 발명은 개시된 실시예에 제한되지 않고, 하기의 특허청구범위 내에서 변경되거나 수정될 수 있다. 본 발명은 분리 공간(2)의 하부 단부 표면 상에서 뿐만 아니라 내부 벽 표면(3)과 회전 부재(4) 사이에서 연장되는 모든 환형 표면에 적용할 수 있다는 것이 인식된다.

Claims (30)

  1. 액체 불순물을 포함한 가스를 정화하기 위한 원심 분리기이며,
    가스의 관통 유동을 가능케 하는 분리 공간(2)을 둘러싸면서 분리 공간(2)에 대면하는 내부 벽 표면(3)을 갖는 고정식 케이싱(1)과,
    정화될 가스를 위한 입구(9)와,
    가스 유동에 대하여 입구(9) 하류의 분리 공간(2) 내에 제공되고 회전 축(x)을 중심으로 회전 방향(r)으로 회전하도록 구성되며, 원심력에 의해 가스로부터 액체 불순물의 적어도 대부분을 분리하기 위하여 가스가 회전 방향(r)으로 회전하게 하도록 구성된 회전 부재(4)와,
    정화된 가스의 배출을 위하여 가스 유동에 대하여 회전 부재(4) 하류에 제공되는 가스 출구(10)와,
    분리된 액체 불순물의 배출을 위하여 제공되는 제1 액체 출구(12)를 포함하며,
    분리 공간(2)은 회전 부재(4)와 내부 벽 표면(3) 사이에서 연장되는 환형 표면(50)을 포함하고,
    환형 표면(50)은 액체 불순물을 제1 액체 출구(12)로 반경 방향 외향으로 이송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  2. 제1항에 있어서, 원심 분리기는 환형 표면(50) 상에 제공되고 상기 이송을 촉진하도록 구성된 복수의 안내 요소(51)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  3. 제2항에 있어서, 반경 방향 외향으로 보여지는 상기 안내 요소(51)는 회전 방향(r) 전방으로 지향되는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  4. 제3항에 있어서, 회전 축(x)의 방향으로 보여지는 상기 안내 요소(51)는 대체로 직선인 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  5. 제4항에 있어서, 회전 축(x)의 방향으로 보여지는 상기 안내 요소(51)는 만곡되는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안내 요소(51)는 환형 표면(50)으로부터 상방으로 연장되는 리브로써 구성되는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  7. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안내 요소(51)는 환형 표면(50)으로부터 하방으로 연장되는 그루브로써 구성되는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 안내 요소(51)는 제1 반경 방향 내부 단부(51')와 제2 반경 방향 외부 단부(51")를 갖고, 내부 벽 표면(3)과 반경 방향 외부 단부(51") 사이에 반경 방향 외부 통로가 형성되도록 반경 방향 외부 단부(51")가 내부 벽 표면(3)의 근처에 위치되지만 내부 벽 표면(3)으로부터 거리를 두고 위치되는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  9. 제8항에 있어서, 환형 내부 단부와 반경 방향 내부 단부(51') 사이에 반경 방향 내부 통로가 형성되도록 반경 방향 내부 단부(51')가 환형 표면(50)의 환형 내부 단부의 근처에 위치되지만 환형 내부 단부로부터 거리를 두고 위치되는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  10. 제9항에 있어서, 환형 표면(50)의 환형 내부 단부는 상방으로 돌출된 주위 표면(52)에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 환형 표면(50)은 원뿔형이고 외향 및 하방으로 경사진 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 액체 출구(12)는 내부 벽 표면(3)의 반경 방향 외부로 분리 공간(2) 주위에 연장되는 환형 수집 채널(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  13. 제12항에 있어서, 제1 액체 출구(12)는 분리 공간(3)과 수집 채널(40) 사이에 연장되면서 환형 표면(50)에 인접하는 적어도 하나의 출구 홀(41)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 원심 분리기는 회전 축(x)이 대체로 수직으로 연장되는 방식으로 제공되도록 구성되며, 고정식 케이싱(1)은 상부 단부(1')와 하부 단부(1")를 갖고 제1 액체 출구(12)는 하부 단부(1")에 제공되는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  15. 제14항에 있어서, 환형 표면(50)은 분리 공간(2)의 하부 단부 표면을 형성하는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 가스 출구는 상부 단부(1')의 근처에 제공되는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 회전 부재(4)는 복수의 분리 디스크(7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 원심 분리기는 분리된 액체 불 순물의 배출을 위하여 가스 출구(10) 상류와 제1 액체 출구(12) 하류에 제공되고 적어도 하나의 출구 홀(26)을 포함하는 제2 액체 출구(11)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  19. 제18항에 있어서, 제1 액체 출구(12)는 주 출구를 형성하고 제2 액체 출구(11)는 잔류 출구를 형성하는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 원심 분리기는 고정식 케이싱(1)의 내부 벽 표면(3)으로부터 외향으로 연장되고 주위 바닥 표면(20)을 갖는 주위 링 그루브(19)를 포함하며, 제2 액체 출구(12)의 출구 홀(26)은 바닥 표면(20)으로부터 외향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  21. 제20항에 있어서, 제2 액체 출구(11)는 또한 링 그루브(19)의 반경 방향 외부로 분리 공간(2) 주위에 연장되는 환형 수집 채널(25)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  22. 제21항에 있어서, 제2 액체 출구(11)의 출구 홀(26)은 링 그루브(19)와 수집 채널(25) 사이에 연장되는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  23. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 링 그루브(19)는 바닥 표 면(20)과 내부 벽 표면(3) 사이에서 바닥 표면(20) 하류로 연장되는 제1 제한 벽(21)을 가지며, 제2 액체 출구(11)의 출구 홀(26)은 제1 제한 벽(21)의 바로 밑에 위치된 상부 점을 갖는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  24. 제23항에 있어서, 제1 제한 벽(21)은 방사상 평면에 대체로 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  25. 제24항 또는 제25항에 있어서, 링 그루브(19)는 바닥 표면(20)과 내부 벽 표면(3) 사이에서 바닥 표면 상류로 연장되는 제2 제한 벽(22)을 갖는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  26. 제25항에 있어서, 제2 제한 벽(22)은 방사상 평면에 대하여 경사진 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  27. 제18항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 원심 분리기는 제2 액체 출구(11)의 출구 홀(26)을 통해 분리된 액체 불순물의 유동을 안내하도록 제공되는 적어도 하나의 안내 베인(29)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  28. 제27항에 있어서, 안내 베인(29)은 제2 액체 출구(11)의 출구 홀(26)을 통해 연장되는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  29. 제27항 또는 제28항에 있어서, 안내 베인(26)은 제2 액체 출구(11)의 출구 홀(26)에서 회전 방향(r)의 접선에 대하여 외향 및 전방으로 경사진 적어도 한 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
  30. 제18항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 회전 방향에 대한 제2 액체 출구의 출구 홀(26)은 전방 제한 표면(27)과 후방 제한 표면(28)을 가지며, 이들 제한 표면들(27, 28) 중 적어도 하나는 제2 액체 출구의 출구 홀(26)에서 회전 방향(r)의 접선에 대하여 외향 및 전방으로 경사진 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 가스 정화용 원심 분리기.
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