KR20100006366A

KR20100006366A - 오일 재생시스템

Info

Publication number: KR20100006366A
Application number: KR1020080066571A
Authority: KR
Inventors: 조영철
Original assignee: 주식회사 배큠이엔지
Priority date: 2008-07-09
Filing date: 2008-07-09
Publication date: 2010-01-19
Also published as: KR100964996B1

Abstract

본 발명은 오일 재생시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 기계부품간의 접촉에 의한 마모를 방지하고 긴밀성을 향상시키기 위해 사용되는 오일을 정제하여 재사용할 수 있도록 하는 재생시스템에 관한 것이다. 상기 재생시스템은 오일저장조와 필터조를 한 쌍의 정제장치로 구성하고, 상기 정제장치를 직렬로 다수 결합하여 각 단계마다 회류관을 설치해 원하는 시간만큼 반복적인 필터링이 이루어지도록 하되, 상기 필터조는 상기 필터링 할 수 있는 용량이 한정되기 때문에 용량이 초과되는 오일은 순환관을 통해 다시 오일저장조로 이동되도록 함으로써 오일을 이동시키는 모터의 과부하를 방지할 수 있는 유용한 시스템이다.

본 발명의 오일 재생시스템은 기계장치의 윤활제로 사용된 폐오일의 재생시스템에 있어서, 오일에 내포된 입자 불순물을 침전시키는 침전탱크와; 상기 침전탱크의 측면으로부터 오일을 공급받는 제1오일저장조와, 상기 제1오일저장조로부터 모터펌핑에 의해 오일을 전달받아 필터링이 이루어지도록 하는 제1필터조로 구성된 제1정제장치와; 상기 제1정제장치의 정제된 오일을 공급받는 제2오일저장조와, 상기 제2오일저장조로부터 모터펌핑에 의해 오일을 전달받아 필터링이 이루어지도록 하는 제2필터조로 구성된 제2정제장치와; 상기 제2정제장치의 정제된 오일을 공급받아 저장하는 저장탱크;를 포함하여 이루어진다.

폐오일, 재생, 원형필터관, 다단정제, PFPE

Description

오일 재생시스템{Recycling System of Oil}

일반적으로 유압 작동유 또는 발전 설비 중 터빈 관련 구동밸브와 각종 유압기계들로부터 배유된 오일 등에는 불순미립자가 포함되어 있다. 이러한 불순물들은 온도 변화에 따라 오일의 점도를 심하게 변화시키고, 윤활성을 감소시키고 마찰저항을 증가시켜 기기의 마모도를 증대 시킨다.

일예로 베인진공펌프의 경우에는 실린더에 회전축이 편심되어 형성되고 상기 회전축에 다수의 베인이 인출가능하게 장착되어 있어 회전축회전시 베인도 따라 회전하고, 상기 베인의 단부는 실린더 내벽을 긁으면서 회전하도록 한다.

상기 과정에서 실린더 내에는 윤활제인 오일을 지속적으로 공급하여 베인과 실린더의 접촉 마모를 최소화하도록 함은 물론 베인과 실린더 내벽과의 긴밀성을 향상시키도록 하였다.

또한 상기 윤활제로 사용되는 오일은 반복사용시 베인의 마모 또는 이물질유입에 따른 입자형태의 불순물 포함도가 점차적으로 증가하기 때문에 펌프의 성능을 저하시키게 된다.

따라서, 진공펌프는 일정시간 사용후에 오일을 교체하는 작업이 수행되어야 하며, 이 때 배출되는 오일은 수처리장치에 의해 폐기처분하고 있다.

물론 일부에서는 수거된 오일을 보관조에 담아 오일에 포함되어 있는 고비중의 입자성분이 침전되도록 한 후 재사용하고 있으나, 이는 침전에 소요되는 시간이 오래 걸리고, 상대적으로 저비중의 입자의 경우 필터링이 되지 않는 문제점이 있으 므로, 탁해진 오일을 재사용하는 것보다 폐기처분하여 왔다.

그러나, 근래와 같은 고유가시대에는 오일교체비용을 줄이고 폐기로 인한 환경오염을 방지하기 위해서 오일을 정제하여 재사용하는 것이 바람직하다.

따라서, 재사용되는 오일로 인한 성능저하를 방지하고 자동화에 의한 정제가 이루어지도록 정제효율을 극대화시킬 수 있는 시스템의 연구가 절실하게 필요하다.

상기 과제를 해소하기 위한 본 발명의 오일재생시스템은,

기계장치의 윤활제로 사용된 폐오일의 재생시스템에 있어서, 오일에 내포된 입자 불순물을 침전시키는 침전탱크와; 상기 침전탱크의 측면으로부터 오일을 공급받는 제1오일저장조와, 상기 제1오일저장조로부터 모터펌핑에 의해 오일을 전달받아 필터링이 이루어지도록 하는 제1필터조로 구성된 제1정제장치와; 상기 제1정제장치의 정제된 오일을 공급받는 제2오일저장조와, 상기 제2오일저장조로부터 모터펌핑에 의해 오일을 전달받아 필터링이 이루어지도록 하는 제2필터조로 구성된 제2정제장치와; 상기 제2정제장치의 정제된 오일을 공급받아 저장하는 저장탱크;를 포함하여 이루어진다.

이상에서 상세히 기술한 바와 같이 본 발명의 오일재생시스템은,

오일저장조와 필터조를 한 쌍의 정제장치로 구성하고, 상기 정제장치를 직렬 로 다수 결합하여 각 단계마다 회류관을 설치해 원하는 시간만큼 반복적인 필터링이 이루어지도록 하되, 상기 필터조는 상기 필터링 할 수 있는 용량이 한정되기 때문에 초과되는 오일은 순환관을 통해 다시 오일저장조로 이동되도록 함으로써 오일을 이동시키는 모터의 과부하를 방지할 수 있게 하였다.

상기 구조를 갖는 본 발명의 오일재생시스템은 기계장치의 윤활에 사용된 후 폐기되는 오일인 다량의 불순물이 내포된 오일을 정제하여 재사용이 가능하도록 함으로써 환경오염을 예방하고 시설비용을 절감시킬 수 있는 유용한 시스템의 제공이 가능하게 된 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조한 바와같이 본 발명의 오일 재생시스템(10)은 기계장치 윤활제로 사용된 폐오일의 재생시스템에 있어서, 오일에 내포된 입자 불순물을 침전시키는 침전탱크(20)와; 상기 침전탱크의 측면으로부터 오일을 공급받는 제1오일저장조(31)와, 상기 제1오일저장조로부터 모터펌핑에 의해 오일을 전달받아 필터링이 이루어지도록 하는 제1필터조(32)로 구성된 제1정제장치(30)와; 상기 제1정제장치의 정제된 오일을 공급받는 제2오일저장조(41)와, 상기 제2오일저장조로부터 모터펌핑에 의해 오일을 전달받아 필터링이 이루어지도록 하는 제2필터조(42)로 구성된 제2정제장치(40)와; 상기 제2정제장치의 정제된 오일을 공급받아 저장하는 저장탱 크(50);를 포함하여 구성된다.

상기 침전탱크(20)는 수거된 폐오일 특히 진공펌프에 주로 사용되는 PFPE(perfluoropolyether)를 유입받아 일정시간 정체시키게 함으로써 오일에 내포되어 있는 입자불순물 중 비교적 비중이 큰 물질을 침전시키게 한다. 따라서, 상기 침전탱크는 제1정제장치(30)로 오일을 공급하는 이송관(21)을 탱크저면으로부터 일정높이에 연통시켜 침전된 불순물이 공급되는 것을 방지하는 것이 바람직하며, 침전탱크의 저면에는 배출관(29)을 설치하여 침전된 불순물을 제거하도록 하고, 상기 이송관과 배출관에는 밸브를 장착하여 관체를 단속하도록 하는 것이 바람직하다.

다음으로 상기 제1정제장치(30)는 제1오일저장조(31)와 제1필터조(32)로 구성된다.

상기 제1오일저장조(31)는 이송관으로부터 침전탱크의 오일을 상부로부터 공급받아 저장하는 탱크로, 저면에는 배출관(39a)이 형성되어 저장된 오일을 배출하도록 한다. 또한, 상기 제1필터조(32)는 제1오일저장조로부터 오일을 공급받아 내부에 설치된 필터층(38)에 의해 오일의 불순물을 필터링하도록 한다.

이러한 구성에서 상기 제1오일저장조(31)의 배출관(39a)에는 공급관(33)이 분기되고, 상기 공급관의 유로상에는 모터가 장착되어 제1오일저장조의 오일을 제1필터조(32)의 측면으로 공급하도록 한다.

또한, 상기 제1필터조(32)의 상단에는 정제오일이송관(34)이 설치되어 정제 된 오일을 제2정제장치(40)로 이송되도록 한다. 아울러 상기 정제오일이송관(34)에는 회류관(35)을 분기시키고 분기된 회류관에 의해 정제된 오일은 제1오일저장조(31)로 재이송되어 제1오일저장조의 불순물농도를 낮추도록 할 수 있다.

아울러 상기 필터조(32)는 내부에 필터층(38)에 의한 필터링 능력에 한계가 있으므로, 펌프에 의해 연속적으로 오일이 공급되는 제1필터조(32)의 하부공간에 과부하가 발생되는 것을 방지하기 위해 필터층 하부와 제1오일저장조를 연통시키는 순환관(36)이 더 설치될 수 있다. 즉, 상기 순환관(36)은 제1필터조(32)의 하부공간으로 과잉공급되는 오일을 제1오일저장조(31)로 다시 순환되도록 하여 과부하가 발생되는 것을 방지하도록 한다.

또한, 상기 공급관(33)과 정제오일이송관(34), 회류관(35), 순환관(36)에는 밸브를 장착하여 관체를 단속하도록 한다.

한편, 상기 제1필터조(32)의 상부에는 역세관(37)을 구비시켜 필터층(38)에 필터링된 불순불을 역세에 의해 분리시켜 필터청소가 이루어지도록 할 수 있다. 이때 상기 제1필터조(32)의 하부에는 배출관(39b)을 더 형성하여 필터층으로부터 분리된 불순물을 외부로 배출하도록 할 수 있으며, 상기 역세관(37)과 배출관(39b)도 밸브를 형성하여 관체를 단속하도록 한다.

또한, 상기 제2정제장치(40)는 제1정제장치(30)와 동일하게 제2오일저장조(41), 제2필터조(42)가 구비되어 있고, 상기 제2오일저장조는 제1정제장치의 정제오일이송관(34)을 통해 오일을 공급받고, 제2필터조(42)의 정제오일이송관(44)은 재정제된 오일을 저장탱크로 공급한다.

물론 상기 정제장치(30,40)는 상술한 바와같이 2개를 직렬설치하여 구성될 수 있으나, 필요에 따라 도 6에 도시된 바와같이 제3정제장치(60)를 추가구성할 수 있다.

또한 상기 필터층은 수직으로 설치되는 원통의 관체로 형성할 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조한 바와같이 상기 제1,2 필터조(32,42)를 본체(321)와 덮개(322)로 분리구성하고 상기 본체와 덮개 사이에 원형지지판(381)을 개재하고, 상기 원형지지판에 형성된 다수의 관통공(383)에는 관체의 필터부재(382)를 각각 결합하는 구조로 이루어질 수 있다.

이 경우 상기 필터조(32,42)의 덮개(322)와 원형지지판(381) 및 본체(321) 사이에는 누유를 방지하기 위한 밀폐수단이 더 개재될 수 있다. 밀폐수단으로는 통상적으로 사용되는 개스킷이나 오일패킹등이 사용될 수 있다.

이와같이 관체로 형성된 필터부재(382)를 통해 필터링이 이루어질 경우 필터링 효과를 더욱 증대시키기 위해 공급관(33,43)과 연통된 부분인 오일유입구(323)에는 노즐(324)을 장착하여 유입되는 오일의 흐름을 조절하도록 할 수 있다.

예컨대 도 4를 참조한 바와같이 노즐(324)이 필터조(32)의 내벽을 향하여 곡부가 형성되도록 하여 유입되는 오일이 필터조의 내벽을 따라 선회하면서 상승이 이루어지도록 하여 필터부재와의 접촉시간을 증대시켜 필터링효과를 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 제1, 2 오일저장조(31,41)에는 히팅코일(311)을 더 설치할 수 있다. 도 5을 참조한 바와같이 상기 오일저장조(31,41)의 외부에는 전원공급부가 형성되고, 이로부터 연장형성된 히팅코일(311)이 오일저장조의 내벽을 따라 설치된다. 상기 히팅코일은 저장되는 오일에 열을 가하여 오일의 온도를 증가시키게함으로써 오일의 점성을 낮추어 필터링이 더 잘 이루어지도록 하는 효과가 있다.

한편, 도 1을 참조한 바와같이 상기 저장탱크(50)는 제2정제장치(40)의 정제오일이송관(44)을 통해 정제된 오일을 공급받아 보관하도록 한다. 여기서 상기 저장탱크(50)는 도 6에서와 같이 필터수단(51)을 더 구비하여 저장된 오일을 필터수단에 통과되도록 할 수 있다. 즉, 앞선 필터층은 입자 불순물을 제거하기 위한 섬유소재를 사용하였으나, 저장탱크와 연동되는 필터수단은 오일에 포함되어 있는 미세입자와 수분을 흡착제거하기 위한 수단으로 대개 종이와 알루미나로 제조되는 VG-Ⅱ(시제품명)를 사용하거나, 광촉매산화물 및 탄소필터등을 사용할 수 있으며, 오일과의 접촉면적을 높이기 위해 상기 필터수단은 다수의 판을 일정간격으로 배열하여 배열된 틈사이로 오일이 통과되도록 하는 방법이 적용될 수 있다.

또한, 상기 시스템에는 제1, 2오일저장조(31,41)에 첨가제를 투입하여 오일에 포함되어 있는 색상을 탈색하고, 가스와 냄새를 흡착제거하도록 할 수 있다. 상기 투입되는 첨가제로는 카본과 규조토가 사용되는 것이 바람직하며, 혼합비율로는 오일 20L에 대해 첨가제 0.1 ~ 3g을 혼합사용한다. 아울러 상기 시스템에서의 제1 오일저장조(31)는 필터링이 안된 폐오일을 정제하기 때문에 폐오일이 유입될 때마다 첨가제를 공급하여 탈색과 탈취의 효과를 얻을 수 있으며, 제2오일저장조(41)의 경우에는 제1정제장치(30)에서 1차정제가 이루어진 오일을 정제하기 때문에 1회공급으로 수회 재사용이 가능하다. 따라서, 제1오일저장소에 사용되는 첨가제는 오일 20L에 대해 첨가제 0.1 ~ 3g를 사용하고, 제2오일저장소에 사용되는 첨가제는 오일 100L에 대해 첨가제 0.1 ~ 3g를 사용할 수 있다.

이와같이 첨가제를 혼합하게 되면 첨가제는 필터부재(382)의 흡입력에 의해 필터부재 외면에 첨가제 층이 형성되며, 이 때 필터부재로 흡입되는 오일에 포함되어 있는 색상물질과 취기를 갖는 가스 등은 첨가제에 흡착제거되는 것이다.

이상과 같이 구성되는 오일재생시스템을 도면을 참조하여 그 작동상태를 간략하게 정리하면,

먼저 각 기계류에서 회수된 폐기 오일은 침전탱크(20)로 포집된다. 상기 침전탱크에서는 일정시간 방치하여 오일내에 포함되어 있는 비교적 비중이 큰 불순물이 침전되도록 하고, 상부 오일을 이송관(21)을 통해 제1정제장치(30)의 제1오일저장조(31)로 공급한다.

상기 제1오일저장조(31)로 유입된 오일은 내설된 히팅코일(311)에 의해 가열되어 점성이 낮아지도록 하여 유체의 흐름이 원활히 이루어지도록 하고, 이러한 오일은 제1오일저장조(31)의 하부에 연통 설치된 배출관(39a)으로부터 분기된 공급 관(33)을 통해 제1필터조(32)의 하부로 공급된다. 이 때 오일이 이동은 공급관의 유로 상에 설치된 모터에 의해 이루어진다.

상기 제1필터조(32)로 공급되는 오일은 곡부가 형성된 노즐(324)에 의해 제1필터조의 본체 내벽을 따라 선회하면서 상부로 부상한다. 이 때 필터층(38)을 형성하고 있는 관형의 필터부재(382)와 접하게 되는데 상기 본체(321)가 형성하는 공간은 모터에 의해 오일을 연속적으로 공급함으로 고압을 형성하게 되고, 다수의 필터부재를 고정시키는 원형지지판(381)에 의해 구획된 상측인 덮개(322)가 형성하는 공간은 저압으로 이루어짐으로 오일은 관형의 필터부재(382) 내부로 유입되어 제1필터조의 덮개가 형성하는 상부공간으로 이동된다.

여기서 상기 모터가 공급하는 오일량이 필터부재를 통과하는 오일량보다 월등하게 많음으로 모터에 과부하가 발생될 수 있다. 따라서, 상기 하부공간으로 유입된 오일의 일부는 순환관(36)을 통해 다시 제1오일저장조(31)로 공급되도록 한다. 이 때 필터부재를 통과하는 오일량을 10~30%가 되도록 한다.

상기 필터부재(382)를 통과한 오일은 제1필터조(32)의 상부에 연통 설치된 정제오일이송관(34) 또는 회류관(35)을 통해 배출이 이루어진다. 즉, 정제오일이송관(34)의 밸브를 닫고 회류관(35)의 밸브를 열 경우 정제된 오일은 다시 제1오일저장조(31)로 공급되어 제1오일저장조에 저장된 오일의 불순물농도를 낮추도록 한다.

따라서, 제1정제장치 내에서 반복적인 구동이 이루어지도록 하여 불순물의 농도가 낮아지도록 하며, 제1오일저장조 일측에 투시창을 형성하여 육안으로 확인한 후 원하는 농도 이하로 되었을 때 회류관(35)의 밸브를 차단하고 정제오일이송 관(34)의 밸브를 개방하여 필터층(38)을 통과한 정제 오일을 제2정제장치(40)로 유동되도록 한다.

물론 상기 제2정제장치로 상술된 제1정제장치와 동일한 방법에 의해 필터링이 이루어지며, 각 정제오일이송관(34,44)의 밸브를 차단하고 제1정제장치(30)와 제2정제장치(40)를 구동시켜 각각의 장치에서 유동되는 오일의 불순물농도를 낮추도록 할 수 있다.

상기 제2정제장치에서 필터링된 오일은 정제오일이송관(44)을 통해 저장탱크(50)로 이송되어 최종적으로 필터링된 오일을 저장하고 이를 재사용하게 한다.

물론 상기 저장탱크(50)도 도 6에 도시된 바와같이 필터수단(51)을 더 장착하여 입자불순물이 제거된 오일에 포함된 미립자불순물을 흡착제거하도록 하는 방법이 더 사용될 수 있다.

아울러 상기 각 정제장치(30,40)의 필터조(32,42)에는 내설된 필터부재(382)에 흡착되어 있는 불순물을 제거하여 정제효율을 증대시키기 위해 역세과정이 더 이루어진다.

상기 역세는 정제오일이송관(34,44), 회류관(35,45), 순환관(36,46), 공급관(33,43)의 밸브를 닫고 역세관(37,47)의 밸브를 개방하여 고압으로 물이나 오일을 공급하여 필터부재에 흡착된 불순물이 분리되도록 한다.

이 때 상기 분리된 불순물이 포함된 오일은 하부의 배출관(39b,49b)을 통해 배출된다. 물론 상기 배출되는 불순물이 포함된 오일은 다시 포집하여 침전탱 크(20)로 공급하게 함으로써 재침전에 의한 불순물을 분리하고 분리된 오일을 재정제하도록 하여 폐기되는 오일의 량을 최소화 할 수 있다.

한편, 상기 서술한 예는, 본 발명을 설명하고자하는 예일 뿐이다. 따라서 본 발명이 속하는 기술분야의 통상적인 전문가가 본 상세한 설명을 참조하여 부분변경 사용한 것도 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 재생시스템의 전체 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 필터조의 원형지지판 평면도.

도 3은 본 발명에 따른 필터조의 단면을 도시한 개략도.

도 4는 본 발명에 따른 필터조의 노즐을 도시한 평면도

도 5는 본 발명에 따른 히팅코일이 설치된 오일저장조의 개략도.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 다른 재생시스템을 도시한 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 오일 재생시스템

20 : 침전탱크

21 : 이송관 29,39a,39b,49a,49b : 배출관

30,40 : 제1,2정제장치

31,41 : 제1,2오일저장조 32,42 : 제1,2필터조

33,43 : 공급관 34,44 : 정제오일이송관

35,45 : 회류관 36,46 : 순환관

37,47 : 역세관 38,48 : 필터층

311 : 히팅코일

321 : 본체 322 : 덮개

323 : 오일유입구 324 : 노즐

381 : 원형지지판 382 : 필터부재

383 : 관통공

50 : 저장탱크

51 : 필터수단

60 : 제3정제장치

Claims

기계장치 윤활제로 사용된 폐오일의 재생시스템에 있어서,

오일에 내포된 입자 불순물을 침전시키는 침전탱크(20)와;

상기 침전탱크의 측면으로부터 오일을 공급받는 제1오일저장조(31)와, 상기 제1오일저장조로부터 모터펌핑에 의해 오일을 전달받아 필터링이 이루어지도록 하는 제1필터조(32)로 구성된 제1정제장치(30)와;

상기 제1정제장치의 정제된 오일을 공급받는 제2오일저장조(41)와, 상기 제2오일저장조로부터 모터펌핑에 의해 오일을 전달받아 필터링이 이루어지도록 하는 제2필터조(42)로 구성된 제2정제장치(40)와;

상기 제2정제장치의 정제된 오일을 공급받아 저장하는 저장탱크(50);를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 오일 재생시스템.
제 1항에 있어서, 상기 제1,2 정제장치(30,40)는

상부로부터 오일을 공급받고, 저면에 배출관(39a,49a)이 형성되며, 저장된 오일의 점성을 낮추기 위해 열을 가하는 히팅코일(311)이 내설된 제1,2 오일저장조(31,41)와;

상기 제1,2 오일저장조로부터 오일을 하부로 공급받고, 상층에는 오일에 포함되어 있는 입자불순물을 필터링하기 위한 필터층(38,48)이 형성된 제1,2 필터조(32,42)와;

상기 제1,2 오일저장조의 배출관으로부터 분기되고 유로상에 모터가 설치되어 제1,2 오일저장조의 오일을 제1,2, 필터조로 각각 공급하는 공급관(33,43)과;

상기 제1,2 필터조의 상단에 연통설치되어 정제된 오일을 배출시키는 정제오일이송관(34,44)과;

상기 정제오일이송관으로부터 분기되어 정제된 오일을 제1,2 오일저장조(31,41)로 재공급하는 회류관(35,45)과;

상기 제1,2 필터조(32,42)의 필터층 하부와 제1,2 오일저장조(31,41)의 상부를 연통시켜 제1,2 필터조에 과잉공급되는 오일을 제1,2 오일저장조로 재공급하는 순환관(36,46)과;

상기 제1,2 필터조의 상부에 설치되어 역세에 의해 필터층에 흡착되어 있는 이물질을 배출하게 하는 역세관(37,47)과;

상기 제1,2 필터조의 저부에 연통설치되어 역세된 이물질을 외부로 배출하기 위한 배출관(39b,49b)과;

상기 각 관체의 유체흐름을 단속하는 밸브;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 오일정제시시스템.
제2항에 있어서,

상기 제1,2 필터조(32,42)의 필터층(38,48)은, 필터조(32,42)를 상하부인 본체(321)와 덮개(322)로 분리구성하고 그 사이에 개재되며, 다수의 관통공(383)이 형성된 원형지지판(381)과; 상기 원형지지판의 관통공 각각에 상단이 결합되는 관 체의 필터부재(382);로 이루어지며,

상기 제1,2 필터조 하부에 공급관(33,43)과 연통된 오일유입입구(323)에는 노즐(324)을 돌출형성시키되, 상기 노즐은 측면으로 휘는 곡관으로 형성하여 유입된 오일이 선화하면서 상승하도록 한 것을 특징으로 하는 오일재생시스템.