KR20180117584A - 왕복동 공기압축기 유분 회수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 왕복동 공기압축기 유분 회수장치는 크랭크 케이스 내부의 공기 중의 오일을 회수하여 재사용을 하는 것을 특징으로 하는 왕복동 공기압축기 유분 회수장치, 상기 크랭크 케이스의 외부 측면에 구비되어 상기 크랭크 케이스에서 나오는 유분이 함유된 기체에서 오일을 분리하는 과정이 이루어지는 유분리 케이스. 상기 크랭크 케이스에서 기체가 빠져나가는 공기파이프와 연결된 니플을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 왕복동 공기압축기 유분 회수장치는 유분이 포함된 공기 유체의 비중차이에 의한 유속차이를 이용하여 유체를 내벽에 부딪히게 하며, 크랭크 케이스에서 분출되는 공기가 들어오는 구멍, 걸러진 오일들이 회수함으로 흘러들어가는 퇴유구, 나머지 공기가 진공상태에 있는 1단 실린더로 연결된 공기파이프를 연결 시켜주는 구멍을 갖는 유분리 케이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 공기파이프와 상기 유분리 케이스를 연결하며, 상기 유분리 케이스의 내벽에서 조금 이격된 곳에 입구가 위치되는 길이가 있으며, 입구 주위로는 상기 유분리 케이스 내벽을 타고 밖으로 나가지 못하도록 턱이 구비되어 있는 니플을 포함하는 왕복동 공기압축기 유분 회수장치이다.

Description

왕복동 공기압축기 유분 회수장치{Reciprocating air compressor's oil recovery system}

본 발명은 크랭크 케이스 내압에 의해 방출된 유분이 섞인 공기를 비중차이에 의한 유속차이를 이용하여, 비중이 큰 오일은 벽에 부딪혀 흘러내리도록 하고, 벽을 타고 오일이 공기와 함께 빠져나가지 못하도록 유분리 케이스 내벽과 조금 이격된 거리에 턱이 있는 배출구를 구비하여 오일과 공기를 분리되도록 하여, 유분리 케이스에서 공기와 함께 빠져나가는 나머지 오일을 최소화하여 회수하는 것을 특징으로 하는 왕복동 공기압축기 유분 회수장치에 관한 것이다.

공기압축기는 공기의 사용을 위해 피스톤, 임펠러, 스크루 등에 의해 공기를 필요한 압력으로 압축시켜 탱크에 저장하는 공기기계를 말하며, 유체를 압축하여 유체에 기계적 에너지를 가한다는 점에서 펌프와 원리는 기본적으로 같지만, 압축기는 기체를 가압하여 압력과 속도를 변환시킨다는 점에서 펌프와 구별된다.

공기압축기에는 블로바이 가스를 빼줘야 한다. 블로바이 가스란, 실린더와 피스톤의 기밀 유지가 불완전하거나 심한 녹 때문에 피스톤 둘레의 일부가 녹아서 크랭크 케이스로 분출되어 나가는 다량의 열 가스를 말한다. 블로바이 가스는 대기 중에 배출되지 않고 에어 클리너에 흡입되도록 규제하고 있다.

공기압축기내의 크랭크 샤프트 및 크랭크 케이스에는 윤활오일이 묻어있거나 미스트 형태로 뿌려지게 되어있다. 이 윤활오일의 회수량이 적으면 그 만큼 윤활오일의 소비가 증가한다.

한국등록특허 제20-0299725호

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 크랭크 케이스에서 분출되는 오일이 섞인 공기를 오일의 재사용을 위해 공기와 분리시켜주는 것을 목적으로 한다.

오일이 섞인 공기는 분출시 유분리 케이스에 부딪히고, 흘러내려 회수함으로 흘러가는 것을 목적으로 한다.

오일을 분리한 공기는 니플과 공기파이프를 통해 진공상태에 있는 1단 실린더로 돌아가는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한 왕복동 공기압축기 유분 회수장치는, 유분리 케이스; 왕복동 공기압축기의 크랭크 케이스로부터 유분이 섞여있는 혼합공기가 이동할 수 있는 통로로 구비되어 상기 유분리 케이스로 유입되는 공기유입구; 상기 유분리 케이스에서 분리된 오일이 빠져나가는 오일 퇴출구; 및 상기 크랭크 케이스의 측면에 형성되는 1단 실린더에 공기파이프로 연결되어, 상기 유분리 케이스 내부에서 오일이 제거된 혼합공기가 상기 공기파이프로 빠져나가는 니플;을 포함하고, 상기 혼합공기는, 상기 크랭크 케이스 내부에 존재하는 윤활오일과 블로바이 가스에서 나오는 오일이, 상기 왕복동 공기압축기의 피스톤 작동에 의해 생기는 불안정한 압력변화로 인해, 상기 크랭크 케이스 내부의 공기와 함께 상기 공기유입구를 통해서 상기 유분리 케이스 내부로 분출되어 형성되고, 상기 분출된 혼합공기는 상기 유분리 케이스의 내벽에 부딪히게 되고, 비중차이에 의한 유속차이에 따라 오일은 상기 유분리 케이스 내벽을 타고 흘러내려 상기 오일 퇴출구를 통해 회수되어 분리되며, 오일이 제거된 혼합공기는 상기 1단 실린더가 진공 상태일 때 압력차로 인해 상기 니플을 통해 상기 공기파이프를 타고 상기 1단 실린더로 빨려들어 가게 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 왕복동 공기압축기 유분 회수장치에 있어서, 상기 유분리 케이스는, 상기 크랭크 케이스와 가장 인접하게 위치되어, 팔각형 형상으로 형성되는 제1벽; 상기 제1벽과 대향되어 위치되는 제2벽; 상기 제1벽 및 상기 제2벽 사이에서 상기 유분리 케이스의 측면을 형성하는 제3벽; 및 상기 제3벽과 대향되어 위치되는 제4벽;에 의해 둘러싸인 폐쇄 구조로 마련되고, 상기 제1벽에는, 상기 제1벽의 상측에 형성되는 공기유입구; 및 상기 제1벽의 하측에 형성되는 오일 퇴출구;가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 왕복동 공기압축기 유분 회수장치에 있어서, 상기 제3벽으로부터 일정 거리 이격되도록 돌출된 위치에 상기 니플이 형성되고, 상기 니플은, 입구에 턱이 구비되어, 상기 혼합공기가 상기 제2벽에 부딪치면서 1차로 오일이 분리된 이후에, 상기 분리된 혼합공기 속에 함유된 잔류오일을 필터링하여 상기 혼합공기의 오일함유량을 최소화시킬 수 있는 이중 분리구조를 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 왕복동 공기압축기 유분 회수장치에 있어서, 상기 제1벽과 상기 제2벽 사이의 수직거리는, 상기 제3벽과 상기 제4벽 사이의 수직거리보다 가깝게 위치되어, 상기 공기유입구로 유입되는 혼합공기의 유속에 관계없이 상기 혼합공기가 상기 제2벽에 부딪쳐 오일의 분리 효율을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 왕복동 공기압축기 유분 회수장치에 있어서, 상기 니플을 통해 1단 실린더로 빨려들어가는 상기 오일은 재사용을 위해 상기 크랭크 케이스로 유입되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면,

첫째, 오일을 재사용함으로써, 비용이 감소한다.

둘째, 오일의 교환 등의 기간이 늘어남으로써, 가용시간이 늘어난다.

셋째, 유체의 비중차이에 의한 유속차이로 오일을 분리하기 때문에 다른 추가적인 장치를 구비할 필요가 없다.

넷째, 구조를 단순화하여 무게의 경량화가 가능하다.

다섯째, 구성품이 간단해져 수명이 길어지고, 유지보수가 간단한 이점이 있다.

여섯째, 니플에 턱이 구비되어있어서 유분리 케이스의 내벽을 타고 상기 니플을 통해 추가적으로 흘러나가려는 오일을 막아준다.

도 1은 본 발명이 설치되어 있는 왕복동 공기압축기의 단면도이다.
도 2는 본 발명이 구비되어 있는 왕복동 공기압축기의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 단면도이다.

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명이 설치되어 있는 왕복동 공기압축기의 단면도로써 상기 왕복동 공기압축기의 두 개의 실린더와 크랭크 케이스(30)와의 구비위치를 볼 수 있다. 또한, 상기 크랭크 케이스(30)의 일측에는 본 발명인 왕복동 공기압축기 유분 회수장치가 구비되어 있다. 상기 왕복동 공기압축기 유분 회수장치는 유분리 케이스(10)와 유분이 섞여있는 공기가 상기 크랭크 케이스(30)로부터 들어올 수 있는 통로인 공기유입구(11), 상기 유분리 케이스(10)에서 분류된 오일이 빠져나가는 오일 퇴출구(12)가 크랭크 케이스(30)의 측면에는 1단 실린더(22)에 공기파이프(21)로 연결된 니플(20)이 구비되어 있다.

도 2는 본 발명이 구비되어 있는 왕복동 공기압축기의 사시도로써 상기 유분리 케이스(10)가 구비된 상기 왕복동 공기압축기를 나타내고 있다. 또한, 1단 실린더(22)와 상기 니플(20)을 연결하는 상기 공기파이프(21)가 구비 되어져 있다.

도 3은 본 발명의 단면도로써 상기 니플(20)이 상기 유분리 케이스(10)와 상기 공기파이프(21)가 이어져 있다. 상기 니플(20)은 상기 유분리 케이스(10)의 내벽에서 이격된 거리에 공기가 빠져나갈 입구가 구비되어 있는 것을 나타내고 있다. 상기 니플(20)의 공기가 빠져나갈 입구에는 약간의 턱이 구비된 형태다. 상기 유분리 케이스(10)에 있는 팔각형 모양의 중심부를 기준으로 아래, 위에 있는 큰 동그라미 두 개가 있다. 상기 동그라미 중 상측에 있는 것은 상기 크랭크 케이스(30)로부터 유입되는 유분이 함유된 혼합공기가 들어오는 상기 공기유입구(11)이다. 상기 동그라미 중 하측에 있는 것은 상기 유분리 케이스(10) 내부에서 분리된 오일이 빠져나갈 상기 오일 퇴출구(12)이다.

도 4는 본 발명의 단면도로써 상기 유분리 케이스(10)의 내부를 나타내고 있다. 상기 공기유입구(11)와 상기 오일 퇴출구(12), 상기 니플(20)이 구비된 모습을 나타내고 있다. 상기 유분리 케이스(10)는 상기 크랭크 케이스(30)와 가장 인접한 부분인 제1벽(10a), 상기 제1벽(10a)과 대향되어 위치되는 제2벽(10b), 상기 제1벽(10a) 및 상기 제2벽(10b) 사이에서 상기 유분리 케이스(10)의 측면을 형성하는 제3벽(10c), 및 상기 제3벽과 대향되어 위치되는 제4벽(10d, 도 3)에 의해 둘러싸인 폐쇄 구조로 마련된다. 상기 제1벽(10a)에는, 상측에 형성되어, 상기 크랭크 케이스(30)와 맞닿은 곳에 상기 유분이 함유된 기체가 유입되는 공기유입구(11)와, 바닥면과 인접한 하측에 형성되어, 상기 유분이 함유된 기체로부터 분리된 오일이 배출되는 오일 퇴출구(12)가 형성되어 있고, 상기 제3벽(10c)에는, 상기 제3벽(10c)으로부터 일정 거리 이격되도록 돌출된 위치에 니플(20)이 형성되어 있다. 또한, 상기 제1벽(10a)과 상기 제2벽(10b) 사이의 수직거리는, 상기 제3벽(10c)과 상기 제4벽(10d) 사이의 수직거리보다 가깝게 위치된다. 이를 통해, 상기 유분이 함유된 기체가 상기 공기유입구(11)를 통해 상기 제1벽(10a)으로 유입되어 상기 제2벽(10b)에 부딪히게 되면, 공기와 유분의 비중차이에 의한 유속차이에 의해 오일은 상기 제2벽(10b)을 타고 흘러내려 상기 오일 퇴출구(12)로 배출되어 재사용을 위해 회수될 수 있고, 기체는 상기 니플(20)을 통해 빠져나가는 것이다. 이때, 상기 니플(20)은 상술한 바와 같이 입구에 턱이 구비되어, 상기 제2벽(10b)에 부딪친 후의 기체에 함유된 유분을 필터링하고 기체만을 배출시키도록 마련되어, 최종적으로 본 발명에 따른 유분리 케이스(10)는 이중 분리 구조가 형성되는 것이다.

이하에서는, 본 발명에 의한 왕복동 공기압축기 유분 회수장치의 작동방법과 효과에 대하여 자세히 설명한다.

공기압축기는 상기 크랭크 케이스(30) 내부에 존재하는 블로바이 가스를 항상 분출시켜 주어야 한다. 그리고 상기 크랭크 케이스(30) 내부에는 항상 일정량의 윤활오일이 미스트형태로 유지되고 있다. 상기 크랭크 케이스(30)는 피스톤 운동을 하면서 생기는 압력변화에 의해 내부에 있는 공기들이 빠져나가게 된다. 이때, 나오는 공기에는 윤활오일이 블로바이 가스에 포함되어 있는 오일이 포함된 혼합공기이다.

종래기술에 의하면 윤활오일은 한번 사용되면 회수량이 적어 낭비가 되고 있었다. 그러나 본 발명은 재사용되지 못하는 윤활오일과 블로바이 가스에서 나오는 오일이 상기 크랭크 케이스(30) 내에 존재하다가 압축기의 피스톤 작동에 의해 생기는 불안정한 압력변화로 인해 상기 크랭크 케이스(30) 내부의 공기가 상기 공기유입구(11)를 통해서 상기 유분리 케이스(10) 내부로 분출된다. 상기 공기유입구(11)를 통하여 분출된 공기에서 공기와 유분은 비중차이에 의해 유속이 다른데, 이를 이용하여 상기 공기유입구(11)에서 나오는 혼합공기는 상기 유분리 케이스(10)의 내벽에 부딪히게 되고 오일은 상기 유분리 케이스(10) 내벽을 타고 흘러내린다. 이 오일은 상기 오일 퇴출구(12)를 통하여 회수함으로 통하게 된다.

압축기의 엔진이 흡입 행정시 상기 1단 실린더(22) 내부가 진공상태가 되고 상기 유분리 케이스(10)의 내부는 상기 공기파이프(21)로 연결이 되어있으므로 자연스레 걸러진 혼합공기들은 상기 니플(20)을 통해 상기 공기파이프(21)를 타고 상기 1단 실린더(22)로 빨려들어 가게 되고, 걸러진 윤활오일은 다시 사용되는 원리를 가지고 있다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 유분리 케이스
10a : 제1벽
10b : 제2벽
10c : 제3벽
10d : 제4벽
11 : 공기유입구
12 : 오일 퇴출구
20 : 니플
21 : 공기파이프
22 : 1단 실린더
30 : 크랭크 케이스

Claims (5)

1. 유분리 케이스;
   왕복동 공기압축기의 크랭크 케이스로부터 유분이 섞여있는 혼합공기가 이동할 수 있는 통로로 구비되어 상기 유분리 케이스로 유입되는 공기유입구;
   상기 유분리 케이스에서 분리된 오일이 빠져나가는 오일 퇴출구; 및
   상기 크랭크 케이스의 측면에 형성되는 1단 실린더에 공기파이프로 연결되어, 상기 유분리 케이스 내부에서 오일이 제거된 혼합공기가 상기 공기파이프로 빠져나가는 니플;을 포함하고,
   상기 혼합공기는,
   상기 크랭크 케이스 내부에 존재하는 윤활오일과 블로바이 가스에서 나오는 오일이, 상기 왕복동 공기압축기의 피스톤 작동에 의해 생기는 불안정한 압력변화로 인해, 상기 크랭크 케이스 내부의 공기와 함께 상기 공기유입구를 통해서 상기 유분리 케이스 내부로 분출되어 형성되고,
   상기 분출된 혼합공기는 상기 유분리 케이스의 내벽에 부딪히게 되고, 비중차이에 의한 유속차이에 따라 오일은 상기 유분리 케이스 내벽을 타고 흘러내려 상기 오일 퇴출구를 통해 회수되어 분리되며,
   오일이 제거된 혼합공기는 상기 1단 실린더가 진공 상태일 때 압력차로 인해 상기 니플을 통해 상기 공기파이프를 타고 상기 1단 실린더로 빨려들어 가게 되는 것을 특징으로 하는 왕복동 공기압축기 유분 회수장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 유분리 케이스는,
   상기 크랭크 케이스와 가장 인접하게 위치되어, 팔각형 형상으로 형성되는 제1벽;
   상기 제1벽과 대향되어 위치되는 제2벽;
   상기 제1벽 및 상기 제2벽 사이에서 상기 유분리 케이스의 측면을 형성하는 제3벽; 및
   상기 제3벽과 대향되어 위치되는 제4벽;에 의해 둘러싸인 폐쇄 구조로 마련되고,
   상기 제1벽에는,
   상기 제1벽의 상측에 형성되는 공기유입구; 및
   상기 제1벽의 하측에 형성되는 오일 퇴출구;가 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복동 공기압축기 유분 회수장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제3벽으로부터 일정 거리 이격되도록 돌출된 위치에 상기 니플이 형성되고,
   상기 니플은,
   입구에 턱이 구비되어, 상기 혼합공기가 상기 제2벽에 부딪치면서 1차로 오일이 분리된 이후에, 상기 분리된 혼합공기 속에 함유된 잔류오일을 필터링하여 상기 혼합공기의 오일함유량을 최소화시킬 수 있는 이중 분리구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동 공기압축기 유분 회수장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 제1벽과 상기 제2벽 사이의 수직거리는, 상기 제3벽과 상기 제4벽 사이의 수직거리보다 가깝게 위치되어,
   상기 공기유입구로 유입되는 혼합공기의 유속에 관계없이 상기 혼합공기가 상기 제2벽에 부딪쳐 오일의 분리 효율을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 왕복동 공기압축기 유분 회수장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 니플을 통해 1단 실린더로 빨려들어가는 상기 오일은 재사용을 위해 상기 크랭크 케이스로 유입되는 것을 특징으로 하는 왕복동 공기압축기 유분 회수장치.

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