KR20140046376A

KR20140046376A - 필터 장치, 특히 연료 필터 또는 오일 필터

Info

Publication number: KR20140046376A
Application number: KR1020130118964A
Authority: KR
Inventors: 파이트 마르틴; 하우볼트 토마스
Original assignee: 만 운트 훔멜 게엠베하
Priority date: 2012-10-10
Filing date: 2013-10-07
Publication date: 2014-04-18
Also published as: US9427686B2; CN103721474A; CN103721474B; DE102012019862A1; BR102013024996A2; US20140102969A1; CN108721999A; DE102012019862B4

Abstract

필터 장치는 환형 입자 필터와 입자 필터를 반경 방향 간격을 두고 둘러싸는 환형 물 분리 요소를 구비한다.

Description

필터 장치, 특히 연료 필터 또는 오일 필터{FILTER DEVICE, IN PARTICULAR FUEL FILTER OR OIL FILTER}

본 발명은 예를 들어 특허청구범위 제1항의 전제부에 따른 오일 필터용 연료 필터와 같은 필터 장치에 관한 것이다.

연료 필터 또는 윤활제 필터가 DE 10 2009 058 812 A1에 개시된다. 필터는 정화될 유체가 그것을 통해 외부로부터 내부로 반경 방향으로 유동하는 환형 필터 요소를 구비하며, 이러한 유체는 이어서 필터 요소의 내부에 위치되는 청정 공간 밖으로 축방향으로 배출된다. 필터 요소는 그것과 상관되는, 유체 내에 비말 동반되는 물이 분리되고 이어서 집수 챔버 내에 수집되는 유착요소(coalescing element) 형태의 물 분리 장치를 구비한다. 유착요소에서, 분산된 작은 수적의 보다 큰 액적으로의 응집이 일어나며; 이러한 보다 큰 액적은 그 자체의 중량에 의해 하향으로 유출될 수 있다.

액체 유체의 여과를 위한 다단 필터 장치가 EP 1 932 574 B1에 개시된다. 이러한 필터 장치는 2개의 환형의 축방향으로 인접하는 필터 요소를 구비하며, 이 중에서 제1 필터 요소는 그것을 통해 유체가 외부로부터 내부로 반경 방향으로 유동하고, 제2 필터 요소는 그것을 통해 유체가 내부로부터 외부로 반경 방향으로 유동한다. 반경 방향으로 내부에 위치되는 제1 필터 요소 측에 물 분리 요소가 있으며, 이러한 물 분리 요소는 수적이 물 분리 요소를 따라 유출되도록 수적에 대한 로크(lock)를 형성한다.

본 발명은 간단한 구성 수단으로 효과적인 물 분리 작용을 갖는 필터 장치를 제공하는 목적을 갖는다.

이러한 목적은 본 발명에 따르면 특허청구범위 제1항의 특징으로 해결된다. 종속항은 편리한 다른 실시 형태를 제공한다.

본 발명은 바람직하게는 예를 들어 연료 또는 유압 오일 같은 윤활제의 여과를 위한 것과 같은 액체 여과를 위해 사용되는 필터 장치에 관한 것이다. 기본적으로, 액체 부분을 함유하는 기체 유체의 여과도 또한 가능하다.

필터 장치는 환형 입자 필터와 입자 필터의 하류에 배치되는 환형 물 분리 요소를 구비한다. 유체는 우선 입자 필터를 통해 유동하고, 여기에서 유체로부터 입자형 오염 물질이 제거되며, 이어서 유체로부터 물 부분을 분리시키기 위한 물 분리 요소를 통해 유동한다. 물 분리 요소는 입자 필터와 물 분리 요소 사이에 내측 환형 공간이 형성되도록 반경 방향 간격을 두고 입자 필터를 둘러싼다. 또한, 물 분리 요소와 필터 하우징 사이에 제2 외측 환형 공간이 위치되고, 이러한 제2 외측 환형 공간 내로 입자 필터와 물 분리 요소가 삽입되는 것이 제공된다.

이러한 구성은 유체가 물 분리 요소를 관통할 수 있고 물 분리 요소의 타측으로 더욱 멀리 운반되는 동안 수적(water droplet)이 물 분리 요소의 측방향 표면 상에서 분리될 수 있게 한다. 기본적으로, 내부로부터 외부로 반경 방향으로 그리고 외부로부터 내부로 반경 방향으로 물 분리 요소를 통한 유체의 유동이 가능하다. 따라서, 물 분리 요소의 양측에 있는 환형 공간은 물 부분을 포함하는 유체를 공급하는 역할 또는 물 부분으로부터 분리된 유체를 더욱 멀리 운반하는 역할을 한다.

또한, 필요한 장착 공간이 축방향으로 최소화되도록 입자 필터와 물 분리 요소가 각각 환형 형상으로 배치되고 서로에 대해 동심으로 위치되는 것이 유리하다. 물 분리 요소가 입자 필터를 둘러싸기 때문에, 물 분리 요소는 상응하게 보다 큰 반경을 갖는다. 따라서, 물 분리를 위한 소수성 물 분리 요소에서 비교적 큰 표면이 이용가능하다.

원칙적으로 유체의 유동 안내 작용이 전적으로 반경 방향으로 실현되면 충분하다. 그러나, 유체가 입자 필터를 반경 방향으로 통과한 후 유체가 입자 필터의 단부면, 특히 상부 단부면을 가로질러 유동하는 것도 또한 가능하다. 상부 단부면 에지를 가로질러 유동한 후, 사전-정화된 유체는 위로부터 물 분리 요소의 측방향 표면으로 유동하며, 여기에서 수적이 물 분리 요소의 유입측에서 분리되고, 유체가 물 분리 요소를 반경 방향으로 통과한다. 분리된 수적은 중력의 힘에 의해 물 분리 요소의 벽을 따라 하향으로 유동할 수 있고, 편리하게는 물 용기 내에 수집된다. 유체가 입자 필터를 통과한 후 단부면을 가로질러 편향됨이 없이 즉시 반경 방향으로 물 분리 요소로 공급되는 경우에, 분리된 수적은 편리하게는 중력의 힘에 의해 역시 물 분리 요소의 벽 상에서 하향으로 집수 용기 내로 안내된다.

유리한 실시 형태에 따르면, 입자 필터와 물 분리 요소에 더하여, 필터 장치는 입자 필터와 물 분리 요소 사이의 유동 경로 내에 위치되는 유착요소(coalescing element)를 구비한다. 유착요소 상에서 또는 그것 내에서, 유체 내에 분산되고 보다 큰 수적으로 응집되는 작은 수적의 응집이 실현된다. 물 분리 요소 상에서, 이러한 보다 큰 수적이 후속하여 분리될 수 있고, 전술된 바와 같이, 중력의 힘에 의해 물 분리 요소의 벽을 따라 유출될 수 있다.

유착요소는 편리하게는 입자 필터와 별개로 설계되는 그리고 바람직하게는 입자 필터의 여과측(clean side)에 놓이는 구성요소이며, 여기에서 유착요소가 여과측 바로 옆에 놓이는 배치와 여과측에 대해 간격을 두는 배치가 가능하다. 또한, 유착요소가 입자 필터의 단부면의 영역에 위치되는 것이 가능하고; 입자 필터를 통한 반경 방향 통과 후, 유동이 입자 필터의 단부면을 가로질러 그곳에 위치된 유착요소를 통해 그리고 이어서 물 분리 요소의 유입측으로 안내된다.

다른 편리한 실시 형태에 따르면, 예를 들어 유착요소 섬유가 입자 필터의 재료와 교직되거나 임의의 다른 방식으로 입자 필터 요소 내에 통합된다는 점에서, 유착요소가 입자 필터 내에 통합되는 것이 제공된다.

본 발명에 의하면, 간단한 구성 수단으로 효과적인 물 분리 작용을 갖는 필터 장치가 제공된다.

다른 이점 및 편리한 실시 형태가 추가의 청구항, 도면 설명 및 도면으로부터 취해질 수 있다.
도 1은 환형 입자 필터 및 역시 환형인 둘러싸는 물 분리 요소를 포함하고, 입자 필터의 상부 단부면의 영역에서 유착요소를 포함하며, 유체가 입자 필터를 통해 외부로부터 내부로 반경 방향으로 유동하는, 연료 여과를 위한 필터 장치의 단면도이다.
도 2는 환형 유착요소가 입자 필터의 여과측에 배치되는 다른 실시 형태의 연료 여과를 위한 필터 장치이다.
도 3은 유체가 입자 필터를 통해 내부로부터 외부로 반경 방향으로 유동하고, 유착요소가 입자 필터의 외면상에 배치되며, 물 분리 요소가 유착요소에 대해 반경 방향으로 이격되어 배치되는 다른 실시 형태의 연료 여과를 위한 필터 장치이다.
도면에서, 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호로 식별된다.

도 1에 연료 여과를 위한 필터 장치(1)가 예시된다. 필터 하우징(2) 내에서, 필터 장치(1)는 그 상부 단부면에 유착요소(4)를 갖춘 환형 입자 필터(3)를 구비한다. 입자 필터(3)는 동심으로 배치되는 환형 물 분리 요소(5)에 의해 둘러싸이며, 이러한 물 분리 요소는 입자 필터(3)의 외면과 물 분리 요소(5)의 내면 사이에 내측 환형 공간(6)이 형성되도록 입자 필터(3)의 반경 방향 외면에 대해 간격을 두고 배치된다. 환형 물 분리 요소(5)는 또한 물 분리 요소(5)와 필터 하우징(2) 사이에 외측 환형 공간(7)이 형성되도록 필터 하우징(2)의 내벽에 대해 간격을 두고 위치된다.

필터 하우징(2)의 기저부 영역은 필터 하우징(2)과 단일체로 형성되거나 필터 하우징 내에 통합되는 또는 필터 하우징에 연결되는 별개의 구성요소로서 설계되는 집수 용기(8)를 형성한다. 정화되지 않은 연료가 공급 라인(9)을 통해 필터 하우징 내로 입자 필터(3)의 미여과측(raw side)으로 공급되고; 필터 하우징으로부터의 정화된 연료의 배출이 배출 라인(10)을 통해 실현된다. 집수 용기(8) 내에 수집되는 물은 선택적으로 별개의 라인에 의해 유출될 수 있다.

정화될 연료의 유동 경로가 화살표로 지시된다. 우선, 정화되지 않은 연료가 공급 라인(9)을 통해 필터 하우징(2) 내로 입자 필터(3)의 반경 방향 외면상에 위치되는 입자 필터(3)의 미여과측으로 공급된다. 이어서 유체가 입자 필터(3)를 통해 외부로부터 내부로 반경 방향으로 유동하며, 여기에서 실린더형 내면은 입자 필터(3)의 여과측(clean side)이고, 그곳으로부터 연료가 상향 방향으로 축방향으로 운반된다. 입자 필터(3)의 축방향 상부 단부면 상의 유착요소(4)는 필터 하우징(2)의 내벽과 물 분리 요소(5)의 반경 방향 외면 사이의 외측 환형 공간(7)으로부터 청정 공간을 분리시킨다. 유착요소를 통해 내부로부터 외부로 반경 방향으로 유동한 후, 유착요소(4) 내에 형성된 보다 큰 수적이 소수성 물 분리 요소(5)의 반경 방향 외향으로 위치되는 벽 상에 침착될 수 있고, 중량 힘에 의해 집수 용기(8) 내로 하향 방향으로 운반된다. 연료는 외부로부터 내부로, 즉 외측 환형 챔버(7)로부터 내측 환형 챔버(6) 내로 반경 방향으로 물 분리 요소(5)를 관통하고, 이어서 배출 라인(10)에 의해 필터 장치(1)로부터 배출된다.

전체적으로, 도 1에 따른 필터 장치에서, 입자 필터(3), 유착요소(4) 및 물 분리 요소(5) 각각이 여과 단계를 형성하고, 이들 3개의 구성요소가 유동 경로 내에 차례로 위치되는 3단 분리가 달성된다.

도 2 및 도 3에 따른 실시 형태에서, 각각 3단 여과가 또한 실현된다. 도 2에 따르면, 유체가 그것을 통해 외부로부터 내부로 반경 방향으로 유동하는 입자 필터(3)의 반경 방향 내향으로 위치되는 여과측에, 입자 필터(3)의 여과측에 바로 인접하는 환형 유착요소(4)가 배치된다. 내향으로 위치되는 청정 공간으로부터, 사전-정화된 유체가 상부 단부면을 가로질러 물 분리 요소(5)와 필터 하우징(2)의 내면 사이에 형성되는 외측 환형 공간(7) 내로 안내된다. 물 분리 요소(5)의 외측으로 위치되는 측에 수적이 침착될 수 있고; 그것들은 이어서 중량 힘에 의해 집수 용기(8) 내로 하향 방향으로 운반된다. 연료는 물 분리 요소(5)를 통해 외부로부터 내부로 반경 방향으로 유동하며, 내향으로 위치되는 환형 공간(6)을 통해 배출 라인(10)으로 배출되고, 이러한 배출 라인에 의해 필터 장치(1)로부터 배출된다.

도 3에 따른 실시 형태에서, 두 전술된 실시 형태와는 대조적으로, 입자 필터(3)를 통한 유동 방향이 역전된다. 환형 입자 필터(3)의 내면이 미여과측을 형성하고, 그곳으로부터 유체가 입자 필터를 통해 내부로부터 외부로 반경 방향으로 유동한다. 반경 방향 외면 바로 옆에, 미세하게 분산된 수적의 응집을 위한 유착요소(4)가 있다. 물 분리 요소(5)는 유착요소(4)를 간격을 두고 둘러싸며, 여기에서 분리된 수적은 물 분리 요소(5)의 반경 방향 내면을 따라 하향 방향으로 집수 용기(8) 내로 유출된다. 연료는 물 분리 요소(5)를 통해 내부로부터 외부로 반경 방향으로, 즉 내측 환형 공간(6)으로부터 외측 환형 공간(7)으로 반경 방향으로 유동할 수 있고, 이어서 배출 라인(10)을 통해 배출된다.

1: 필터 장치 2: 필터 하우징
3: 입자 필터 4: 유착요소
5: 물 분리 요소 6: 내측 환형 공간
7: 외측 환형 공간 8: 집수 용기
9: 공급 라인 10: 배출 라인

Claims

환형 입자 필터(3) 및 입자 필터(3)의 하류에 배치되는 환형 물 분리 요소(5)를 포함하는 필터 장치, 특히 연료 필터 또는 오일 필터에 있어서,
물 분리 요소(5)는 입자 필터(3)를 반경 방향 간격을 두고 둘러싸고, 입자 필터(3)와 물 분리 요소(5) 사이에 내측 환형 공간(6)이 형성되며, 물 분리 요소(5)와 필터 하우징(2) 사이에 외측 환형 공간(7)이 형성되는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
제1항에 있어서,
입자 필터(3)와 물 분리 요소(5) 사이의 유동 경로 내에 유착요소(4)가 배치되는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
제2항에 있어서,
유착요소(4)는 입자 필터(3)와 별개로 구현되는 구성요소를 형성하는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,
유착요소(4)는 입자 필터(3)의 여과측 바로 옆에 놓이는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
유착요소(4)는 입자 필터(3)의 단부면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
입자 필터(3)의 외면은 미여과측을 형성하고, 입자 필터(3)의 내면은 여과측을 형성하며, 입자 필터(3) 내에서 정화된 유체가 입자 필터(3)의 내부를 통해 축방향으로 유출되는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
제6항에 있어서,
유체는 입자 필터(3)를 통과한 후 입자 필터(3)의 단부면을 가로질러 안내되는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
제7항에 있어서,
유체는 입자 필터(3)를 통과한 후 입자 필터(3)의 상부 단부면을 가로질러 안내되는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
유체는 외부로부터 내부로 반경 방향으로 물 분리 요소(5)를 통과하는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
입자 필터(3)의 내면은 미여과측을 형성하고, 입자 필터(3)의 외면은 여과측을 형성하며, 입자 필터(3) 내에서 정화된 유체가 물 분리 요소(5)를 통해 반경 방향으로 외부로 운반되는 것을 특징으로 하는 필터 장치.