KR20200092336A - 여과 장치 및 브레이크 더스트를 분리 및 포집하기 위한 상기 장치의 용도 - Google Patents
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Abstract
여과 장치(1)는 브레이크 어셈블리의 패드에 의해 발생되는 더스트 및 입자를 분리하고 수집할 수 있다. 일반적으로 환형인 공기 필터 매체(6)를 구비하는 제1 분리 유닛(10)이 장치의 하우징(2) 내에 제공되어서 예를 들어 접선방향으로 공기가 도입되는 상류 존(Z1)과 정화된 공기를 배출하기 위한 하우징의 배출구(4)와 소통하는 하류 존(Z2)을 획정한다. 상류 존(Z1)은 더 아래쪽에 위치하는 하부 스테이지(8)와 소통한다. 하부 스테이지(8)에는 상류 존(Z1)에서 낙하한 입자들로부터 워터(W)를 분리시키기 위해 제2 분리 유닛(20)이 위치하고 있다. 제2 분리 유닛에 의한 여과는 청정 워터를 수집하고 가능하기로는 이 워터를 중력으로 배출하기 위한 것이다. 낙하된 입자들은 제1 유닛 아래에서 이 장치 내부에 트랩되어 있다.
Description
본 발명은 제동 중에 일반적으로 축 주위를 회전하는 로터 디스크에 대한 패드의 작용에 의해 발생되는 오염물을 분리하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명의 적용 분야는 특히 로드 차량(예컨대 자동차, 트럭, 모터사이클) 또는 철로 차량(열차, 트램, 지하철)을 제동할 때 브레이크 어셈블리가 오염되지 않도록 더스트 및 물을 분리하는 것에 관련된 것이다.
그 자체로 주지되어 있듯이, 마찰 브레이크 시스템의 마멸에 의해 발생되는 더스트와 입자들을 처리할 필요가 있다. 더스트와 입자들은 먼저 예컨대 DE 42 40 873 C2호 또는 FR 3 046 644호에 개시되어 있듯이 흡인에 의해 포집될 수 있으며, 그 유동은 필터링 벽/막을 통과하여 여과된다.
예를 들어 단면이 U형이며 가능하면 캘리퍼 브래킷에 가까이 장착되어 있는 필터 매체 내에 더스트와 입자들을 포집하여 유지하는 것이 DE 20 2008 009 717 U1호로부터 공지되어 있다.
그러나 이들 시스템은 장기적으로는 특별하게 효과적이지 않다. 필터 매체가 브레이크 존에 너무 가까이 있으면, 온도가 600℃에 이를 수 있으며, 이는 필터 매체의 선택을 제한하며 오염물을 감소시키는 성능을 떨어뜨린다.
또한, 포집된 더스트와 입자들은 종종 이질적인 혼합물을 형성하는데 특히 물이 함께 존재할 때에 그러하다. 예를 들어 필터 막의 액체 포화는 조기에 막히게 할 수 있다.
US 3418789호 및 US 3980457호는 압축 공기 회로용 장치를 개시하는데, 이러한 종류의 이질적인 혼합물을 처리하기 위해 사용되는 경우 매우 신속하게 막히게 된다.
따라서 분리 장치의 사용 수명 동안에 분리 대상인 더스트와 입자들의 유형의 복잡성에 효율/적합 사이에 우수한 절충을 제공하는 신뢰성 있고 강건한 해법을 제공할 필요가 있다.
본 발명은 제동 영역에서 포집된 혼합물에서 적당한 방식으로 오염물들을 매우 효과적으로 분리하는 여과 장치를 제안함으로써 전술한 단점 중 하나 또는 그 이상의 단점을 극복하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해, 본 발명은 브레이크 어셈블리의 하나 또는 그 이상의 패드에 의해 발생되는 더스트 및 입자들을 수집하도록 의도된, 브레이크 더스트 및 입자 여과용 여과 장치로,
- 브레이크 더스트 및 입자들이 있는 기류의 흡입을 위한 유입구와 정화된 공기를 배출하기 위한 배출구를 구비하는 하우징, 및
- 더스트 및 입자를 유지하기 위한 분리 수단을 포함하는, 여과 장치에 있어서, 상기 분리 수단이,
- 하우징 내에 수용되어 있으며 더스트 및 입자를 분리할 수 있는 제1 분리 유닛으로, 상기 제1 분리 유닛은 필터 매체가 제공되어 있으며, 유입구와 소통하는 상류 존 및 배출구와 소통하는 하류 존을 획정하되, 상류 존은 제1 분리 유닛보다 아래에 위치하는 하부 스테이지와도 소통하며, 공기가 필터 매체를 통해 순환하여 바람직하게는 여과의 구심 방향으로 하류 존에 도달하는, 제1 분리 유닛,
- 하부 스테이지에 위치하며 상류 존으로부터 낙하한 더스트 및 입자로부터 워터를 분리할 수 있는 제2 분리 유닛으로, 더스트 및 입자를 유지함으로써 바람직하게는 구심 여과에 의해 워터를 여과하기에 적당한 제2 분리 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 장치에 관한 것이다.
이에 따라, 하우징의 내부 공간 내로 도입되는 처리되지 않은 기류의 스트림라인에 대해 (아래로) 오프셋되어 있는 하부 스테이지 내에 워터를 수집할 수 있다. 유입구는, 도입된 기류가 가능하다면 하우징 내부에 장착되어 있는 배플 벽들 및/또는 가이드 부재들로 보충되어 지향되고 필요에 따라서는 가속되도록 설계되고 배치될 수 있다. 또한, 공기 유입구에서, 단면적 감소를 생성하는 피트 또는 윤곽들은 사이클론 기술에서와 같이 유체의 속도를 가속시키기 위한 것이 유리하다.
특징적으로, 하부 스테이지는 하우징의 하부 부분 예를 들어 하우징의 볼의 하부 부분에 대응한다.
제1 분리 유닛이, 하우징의 내부 공간 내에서 제2 분리 유닛 위에 중첩될 수 있다.
이 유형의 구성은 장치 내에서 유리하게 조합되는 3개의 공존하는 효과가 있게 할 수 있다.
- 공기와 함께 고속일 수 있고, 하우징을 빠져나가기 전에 하류 존(일반적으로 중앙)에 도달할 필요가 있으며, 압력 강하를 줄여주는, 순환(circulation),
- 중력을 사용하여 상류에서 순환하는/순환된 더스트와 입자가 제1 분리 유닛의 하부 스테이지 전형적으로 주변부에 자연스럽게 낙하하게 할 수 있으며,
- 제1 분리 유닛 근처의 공기 순환과의 간섭을 제한하기 위해 하부를 향한 워터 수집 오프셋, 이는 워터가 하류 측 위에도 위치하는 경우 필요하다면 폐쇄 부재를 해제함으로써, 장치의 공급 단계와 셧오프 단계 모두에서 액적을 수집할 수 있게 한다.
여과 장치는, 분리 유닛들 사이에 중간 파이프를 설치할 필요가 없어서 컴팩트해질 수 있다. 컴팩트한 높이는 (예컨대 나사를 풀러) 하우징에서 커버를 분리하고, 하우징 내부 공간 내부에서 하나의 유닛으로 장착되어 있는 카트리지 형태의 분리 수단 구조물을 추출하기 위해 필요한 간격(clearance)에 대한 제한을 줄여줄 수 있다. 따라서 이는 카트리지를 교체하게 하여 유지보수 작업을 용이하게 한다.
하나의 특징에 따르면, 제1 분리 유닛을 제2 분리 유닛 위에 중첩시킴으로써 분리 수단이 서로 연결되어, 하우징 내부 공간 내부에서 하나의 유닛으로 장착되는 필터 카트리지를 형성한다.
하나의 옵션에 따르면, 카트리지는 또한 제2 분리 유닛을 캡핑하는 리테이닝 캡을 구비하고,
- 제1 분리 유닛을 둘러싸는 상류 존 부분에서 낙하하는 더스트 및 입자를 반경 방향 안쪽으로 안내하기 위해 바람직하게는 리테이닝 캡의 환형 외부 에지 전체를 형성하는, 상부 가이드 요소로 호칭되는, 적어도 하나의 제1 가이드 요소,
- 상부 가이드 요소로 호칭되며, 적어도 하나의 제1 가이드 요소에 의해 안내된 더스트 및 입자를 반경 방향 바깥쪽으로 안내하기 위해 바람직하게는 하향 경사부를 형성하는, (하부 가이드 요소로 호칭되며 제1 가이드 요소보다 아래에 위치하는) 적어도 하나의 제2 가이드 요소를 포함한다.
바람직하게는, 하류 존은 배출구를 포함하는 분리 가능한 커버 아래에서 연장하고 및/또는 제1 분리 유닛의 필터 매체에 의해 획정되는 고리모양의 중공형 내부 공간을 포함한다.
제2 분리 유닛은, 수집 격실 내에서 청정한 워터의 축적이 더스트 및 입자(오염물질)가 축적되는 지점과 분리될 수 있도록 하기 위해 하부 스테이지 내에 파티션을 획정한다.
하나의 특징에 따르면, 청정 워터를 배출할 수 있고, 오염 존으로부터 청정 존으로 액적이 용이하게 흐르게 하는 경사부를 구비하는 하부가 하우징 내에 제공되며, 수집 격실은 상기 하부의 낮은 지점에 위치하는 퍼지 포트를 구비한다. 선택적으로, 하부는 수집 격실 또는 수집 격실에 대한 액세스에 대응하는 중앙 지점을 향하는 그러한 하향 경사부를 형성하기 위해 원뿔형 또는 부분적으로 원뿔형이다.
하나의 특징에 따르면, 금속성 더스트 및 입자(철계 금속이 장전된)를 수집하기 위해 자기 수단이 하부 스테이지 내에 제공된다. 자기 수단은 제2 분리 유닛의 여과 벽을 향하는 오목한 내부 면을 형성하는, 하나 또는 그 이상의 아치형 스트립을 포함할 수 있다. 자기 수단은 일반적으로 하나 또는 그 이상의 영구자석으로 형성된다.
보다 일반적으로, 제2 분리 유닛은,
- 더스트를 끌어당기도록 구성되고;
- 더스트를 트래핑/수집하기 위한 탱크를 내부적으로 획정하는 벽의 전부 또는 일부를 형성하며;
- 필요에 따라서는 투수성 바람직하기로는 펠트 또는 다른 섬유 재료인 필터링 재료의 외부 면을 향하는, 하나 또는 그 이상의 자기 부재를 포함한다.
하나의 특징에 따르면, 필터 매체는 환형(annular)으로, 수직방향 축에 대응할 수 있는 종축 주위를 연장한다. 일반적으로 프리-세퍼레이터 부재의 벽에 의한 프리-세퍼레이션이 제공된다. 이 벽은 전반적으로 튜브 형상이며 상류 존 내에서 분리 유닛 주위에 배치되어 있다.
중축 주위에서의 튜브형 또는 일부가 튜브형인 프리-세퍼레이터 부재는 미세한 입자/불순물 및 워터가 있는 기류가 투과할 수 있는 피스를 포함하여서, 프리-세퍼레이터 부재의 축 방향 단부 에지를 통해 기류가 우회하지 않으면서 필터 매체의 유입구와 리시빙 면(일반적으로 외부 면) 사이에서 기류의 일부가 순환할 수 있도록 할 수 있는 것으로 이해하여야 한다. 예를 들면, 프리-세퍼레이터 부재의 벽은 강직하고 투과성이 되도록 천공되어서, 기류가 원심력 방향으로 (아치형 벽의 원주 주위에 분산되어 있으며, 이 벽은 일반적으로 필터 매체의 외부 면의 1/3을 상회하는 외측 상을 (반경 방향으로) 둘러싸고/커버함) 도입된다. 따라서 공기가 프리-세퍼레이터 부재 벽의 내부 면에서부터 바로 필터 매체의 외부 면으로 원심 방향으로 유동할 수 있다.
바람직하게는, (협소한 통로의 분포에 의해 불연속 스트림라인으로 분할되는) 구심 유동과, 하우징 벽을 따라 분리 유닛 주위에서 접선방향 스트림라인을 따른 연속 기류 사이에서 적당한 분포를 유지하기 위해, 이 벽은 협소한 통로를 획정하는 개구를 구비하고, 구심 순환을 제한하는 장애물을 형성한다.
이 시스템은 단순하고, 액체 입자(워터)를 분리하는 데에 효과적일 수 있다. 가스에 대한 스트림라인은 심한 곡선형이며, 프리-세퍼레이터 통로를 통해 우회한 후에만 가스 유동의 구심 순환으로 종축을 향해 수렴하는데, 이는 도입되는 공기의 유입 속도의 영향으로 원심력을 받아 바깥쪽으로 변위되는 중량의 더스트/입자 및 액적의 경로와는 상당히 다르다. 이는 제1 분리 유닛에 의한 여과와 관련된 압력 강하를 최소로 한다.
선택적으로 여과 요소는 하우징에서 추출될 수 있는 카트리지 형태일 수 있다. 환형 필터 매체는 매체 표면을 크기 하기 위해 주름진 페이퍼일 수 있다. 이에 따라 필터 매체의 여과 효율과 사용 수명이 증대될 수 있다.
옵션으로, 필터 매체는 종이로 제작된 환형 공기 여과 유닛을 포함하거나 환형 공기 여과 유닛으로 구성된다. 이 환형 공기 여과 유닛은 비교적 강직할 수 있다. 이 필터 매체는 단부 캡을 형성하는 2개의 몰딩 플랜지(각각은 일반적으로 금속이 없는 플라스틱) 사이에서 연장할 수 있다.
바람직하게는, 하우징의 유입구는 접선 방향을 향할 수 있다. 즉, 개구가 하류 존으로부터 멀어지며 상류 존을 둘러싸는 하우징 측벽에 접하고/평행하다. 유입구는 하우징 측벽에 연결된 파이프 세그먼트를 포함하고, 이 세그먼트의 전반적인 안내 방향은 일반적으로 수평 방향이거나 하향 또는 상향 경사질 수 있다. 예를 들면 필터 매체의 종축에 대해 70 내지 90도 사이의 각을 이루거나 수직일 수 있다. 경사가 통로의 단면적을 줄일 수 있을 때 가속 효과가 얻어질 수 있다.
하나의 특징에 따르면, 여과 요소의 필터 매체는 투수성일 수 있다.
적당한 경우에는, (상부 스테이지로 불리는 장치의 스테이지 내) 여과 요소에 의해 획정되는 내부 수집 존 내에 워터가 축적될 수 있다.
선택적으로, 워터 수집 격실이 하부 스테이지 내에 제공된다. 여과 장치는 하류 존으로부터 수집 격실로 워터를 배출하는 경로를 구비한다.
하나의 특징에 따르면, 여과 장치는 하부 스테이지 내에 위치하는 분리된 워터를 위한 수집 격실을 포함한다. 바람직하게는, 여과 장치는 선택적으로 워터가 하류 존으로부터 이 수집 격실로 유동하게 하거나 및/또는 이 수집 격실 내에 수집된 분리된 워터를 장치 외부로 배출하게 하기에 적당한 워터 배출 수단을 또한 포함한다. 따라서 전용 격실 내에 청정한 워터를 수집할 수 있게 된다. 또한, 필터 매체의 뒤에(하류) 위치하는 영역 즉 청정 영역 내에 상기 배출 수단이 제공된다. 이는 더스트 또는 입자 고형물에 의해 이러한 배출 수단이 막힐 위험을 예방한다.
하나의 특별한 특징에 따르면, 워터 배출 수단은,
- 워터를 하향으로 즉 중력 방향으로 배출하기에 적당하고, 및
- 정화된 공기를 배출하기 위한 배출구와 별개로 형성된다.
워터 배출 수단은 예를 들어,
- 수집 격실을 비우기 위한 퍼지 포트, 및
- 퍼지 포트를 폐쇄하는 위치와 퍼지 포트를 개방하는 위치 사이에서 이동할 수 있는, 제1 폐쇄 부재로 호칭되는 폐쇄 부재를 포함한다.
이 기능을 위한 하나의 옵션에 따르면, 이러한 폐쇄 부재는, 브레이크 어셈블리의 로터 디스크가 더 이상 회전하지 않을 때 퍼지 위치로 자동적으로 이동될 수 있다. 이 이동은 브레이크와 관련된 수집 장치에 의한 흡입이 없거나 제1 분리 유닛을 통해 공기가 흐를 수 있게 하는 압력 차이가 없는, 폐쇄 부재의 디폴트 위치로의 복귀에 상당할 수 있다. 이는 예를 들면 차량 또는 브레이크 어셈블리가 장착된 엔진이 셧다운된 경우이다.
폐쇄 부재 또는 배출 수단의 다른 이동 파트를 폐쇄하는 데에 일반적으로 배출구 측 상의 음압이 사용될 수 있다. 이러한 폐쇄 부재(제1 폐쇄 부재가 수집 격실을 퍼징하기 위해 제공된 옵션에서 제2 폐쇄 부재로 호칭됨)는 예를 들면
- 수집 격실, 및
- 여과된 공기가 배출구를 향해 유동하는 하류 존이 서로로부터 격리되게 할 수 있다.
따라서 워터 배출 수단은 제2 폐쇄 부재를 포함할 수 있으며, 제2 폐쇄 부재가 개방 상태에 있을 때, 제2 분리 유닛의 필터 매체에 의해 둘러싸여 있는 중앙 내부 공간과 하류 존이 연통하게 위치할 수 있다.
유리하게는, 워터 배출 수단이 개방 상태에 있을 때 중력에 의해 워터 유동이 간단해진다.
여과용 재료 각각은 워터가 재료를 통과하게 할 수 있다. 여과 장치용 분리 수단은 하부 스테이지 반대편인 필터 매체의 상부 위에 위치하는 배출구 및 워터를 하양으로 안내하는 적어도 하나의 장애물 및/또는 배플을 구비하는 구조를 구비할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 이러한 벽을 구비하고, 수집 격실의 낮은 위치로, 여과 장치는 과잉의 액적이 순환하는 공기의 본류로부터 오프셋 되어 있는 존 내로 배출될 수 있게 된다.
제1 분리 유닛의 필터 매체 내로 통과하는 워터의 통로를 제한하기 위해, 프리-세퍼레이터가 하우징의 측벽과 환형 필터 매체의 외부 면 사이에 개재될 수 있다.
하나의 특징에 따르면, 이러한 프리-세퍼레이터는 사이클론 효과 즉 더스트 및 입자가 있는 공기의 도입되는 유동을 급격하게 회전시키는 것과 조합되는 것이 유리하다. 중량의 입자들은 환형 필터 매체의 중공형 공간을 통과하는 종축에서 멀리 떨어져 있고, 여과될 필요 없이 하부 스테이지로 낙하할 수 있다.
이하에서, 중량의 더스트 또는 입자는 상대적으로 크기가 크고 중력에 의해 신속하게 낙하는 더스트 또는 입자를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 실질적으로 수직 축 주위에서의 접선 가속의 사용은, 바깥으로 가압되는 더스트의 크기를 응집(agglomeration)으로 크게 하는 데에 기여하는 원심력을 가할 수 있게 하고, 필터가 작동하는 중에도 중력에 의한 이 더스트의 낙하를 용이하게 할 수 있다.
프리-세퍼레이터는 큰 더스트 입자들을 편향시키기 위한 디플렉터를 형성하는 피스 또는 인서트 형태일 수 있다. 이 프리-세퍼레이터를 위한 디자인의 비-제한적 예시들 중에서, 다음을 언급할 수 있다.
- 고체/공기-불투과성 부분 예컨대 공기 유입구를 향하는 매끈한 외면 부분을 구비하는, 제1 분리 유닛의 필터 매체와 실질적으로 동일한 높이(또는 물론 더 큰 높이로)로 연장하는 베인들의 존재,
- 적어도 두 높이로 분산되어 있는 복수의 베인들의 존재,
- 상부 부분이 고체 및 일반적으로 매끈할 수 있는, 상기 피스 또는 인서트 높이 부분에 대해서만 연장하는 베인들의 존재,
- 더스트 및 입자를 하우징 바닥으로 안내하기 위해 반경 방향 바깥쪽으로 돌출하는 적어도 하나의 나선형 리브의 존재,
- 원통형 바디 내 천공부, 예를 들어 원형, 사각형, 장방형 또는 천공부의 치수를 제한하는 다른 임의의 형상의 천공부(예를 들어 개구의 최대 치수에 있어서 4 또는 5mm 미만).
선택적으로, 베인들은 접선 방향과 다른 방향을 가질 수 있으며, 동일 베인의 내부 에지에 대해 베인의 각 외부 에지가 후방으로(접선 순환 방향으로) 오프셋 되도록 방향 변화가 90도 미만일 수 있다. 베인의 이러한 구조에 의해, 외부로부터 두 인접 베인들 사이의 통로로의 접근은 하우징으로 유입되는 기류의 접선 순환 방향과 반대 방향을 향하게 된다. 베인들은 서로들 사이의 통로를 위한 협소한 슬롯을 획정하며, 협소한 슬롯에 의해 (인접하는 베인들 사이에서) 프리-세퍼레이터를 통과하는 스트림라인이 현저한 각도 예컨대 굽힘부에서의 각도 또는 30 내지 90도 사이 바람직하게는 45도 내지 85도 사이의 각도와 균등한 각도를 형성하도록 휘어진다.
하부 스테이지는 더스트 트랩을 형성할 수 있고, 예를 들어 일반적으로 절두원뿔형 또는 볼록한 부분을 구비하며 제1 분리 유닛에 대해 축 방향으로 이격되어 반경 방향 바깥쪽으로 넓어지는 캡을 형성하는 파트에 의해 획정된다. 절두원뿔형 부분은 하나 또는 그 이상의 개구를 구비하고, 하류 존과 수집 격실 사이에서 (상류 존에 대해) 액밀(fluidtight)인 유체 연결부로 기능할 수 있는 중앙 파이프 세그먼트 주위로 연장한다.
좀 더 일반적으로는, 여과 장치는 오버플로우 하는 액적을 하향으로 배출할 수 있고, 하부 스테이지는 예컨대 자기 수단에 의해 트랩된 더스트를 위한 더스트 탱크 및 퍼지될 수 있는 워터용 수집 격실 모두를 형성할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
예를 들어 더스트 탱크와 워터 수집 격실 사이의 분리를 형성하기 위해 더스트 장벽 요소가 하부 스테이지에 제공될 수 있다.
더스트 장벽 요소는 고리 모양일 수 있으며, 내부적으로 하부 스테이지의 내부 중앙 내부 공간을 획정한다.
하나의 옵션에 따르면, 제2 워터 분리 유닛은 여과 장치의 하단부를 형성하고, 수집 격실, 바람직하게는 관상인 더스트 장벽 요소에 의해 수집 격실로부터 분리되어 하부 스테이지 내에 형성되어 있는 더스트 수집 탱크를 포함한다. 추가의 여과 요소가 예를 들어 퍼지를 위한 배출 통로가 형성되는 수집 격실의 하부에 위치됨으로써 관상 더스트 장벽 요소를 보충할 수 있다. 선택적으로 펠트에 기초하는, 이러한 추가의 여과 요소는 안전성을 제공한다. 이는 실제로 깨끗한 물이 주위 환경으로 배출될 수 있게 한다.
퍼지 밸브의 폐쇄 부재는 특히 하부 스테이지 내에 음압이 걸려 있을 때 폐쇄 위치로 이동될 수 있도록 일반적으로 가동형이다. 이러한 폐쇄 위치는 특히 수집 격실 내에 워터가 없는 상태로 작동하는 조건에서 배출구를 향하는 유동과의 간섭을 방지한다.
본 발명에 따른 여과 장치의 다양한 실시형태에서, 다음 구조 중 하나 또는 그 이상이 제공될 수 있다.
- 필터 매체는 단부 캡을 형성하는 두 몰딩된 플랜지들 사이에서 연장한다.
- 플랜지는 일반적으로 프리-세퍼레이터 부재와 별개이고, 여과 요소의 하부 플랜지로 불리는 플랜지는 프리-세퍼레이터 부재의 횡단 베이스의 상부 면 상에서 직접(축 방향으로) 지탱/안착될 수 있다.
- 유입구는, 상부 플랜지와 하부 플랜지 사이에서 축 방향으로 획정되거나 위치되는 (바람직하게는 전체적으로 위치하는) 상류 존의 영역 안으로 내부적으로 개방되어 있다.
- 수집 격실은 제2 분리 유닛의 더스트 장벽 요소와 가능하기로는 하우징의 하부 벽 내에 또는 장벽 요소의 하부 에지에 밀봉식으로 연결되어 있는 장벽 요소의 환형 서포트 내에 형성되어 있는 통로를 통해 중앙 내부 공간과 연통하는 하부 용적부에 의해 획정되는 중앙 내부 공간을 포함한다.
- 제1 분리 유닛 내 필터 매체는 특히 금속이 없거나 미량의 금속이 있는 경량 더스트를 유지하기에 적당하다.
- 제1 분리 유닛은, 상류 존에 위치하고, 필터 매체를 둘러싸며, 경량 더스트를 투과시키기 위해 천공되거나 오픈워크된 환형 디플렉터를 형성하는 프리-세퍼레이터 부재를 포함한다. 환형 디플렉터의 외부 면은 경량 더스트보다 더 휘발성인 중량 더스트 특히 금속과 액적이 있는 중량 더스트를 하부 스테이지를 향해 안내하기에 적당하다.
- 유입구는 하우징의 내부 공간 안으로 접선 배출구를 구비하고, 프리-세퍼레이터 부재는 유입구에 인접하는 부분에서는 어떠한 관통구도 없는 것이 바람직하다.
- 환형 디플렉터의 외부 면은 (예를 들어 원주 방향을 따라 세장형 릴리프를 구비하는) 접선 방향으로 안내하기에 적당하고, 상류 존으로부터 하류 존으로 공기를 운송하는 스트림라인에 대한 굽힘 에지를 형성한다.
- 제2 분리 유닛은 하나 또는 그 이상의 자기 부재를 포함하거나 하나 또는 그 이상의 자기 부재로 둘러싸여 있다.
- 더스트 및 입자를 유입구 아래에 바람직하게는 제1 분리 유닛 아래에 유지하기 위해, 하나 또는 그 이상의 자기 부재는 더스트 및 입자를 끌어당기기에 적당하다.
- 하나 또는 그 이상의 자기 부재는 내부적으로 더스트 수집 탱크를 획정하는 벽 전체 또는 일부를 형성한다.
- 하나 또는 그 이상의 자기 부재는 투수성 필터 재료 바람직하게는 펠트의 외부 면을 향한다.
- 제1 분리 유닛은 종이를 포함하는 공기-여과 필터 매체를 포함한다.
- 제2 분리 유닛은 투수성 섬유 필터 재료, 바람직하게는 섬유 재료보다 더 강직한 공기 여과용 페이퍼를 구비한다.
- 하나의 옵션에서, 제1 분리 유닛과 제2 분리 유닛은 예를 들어 워터 수집 결실 주위와 하류 존 주위를 연장하는 공통의 여과 요소를 공유한다.
- 제2 폐쇄 부재는 제1 분리 유닛의 하부 중앙 개구에 장착되어 있다.
-분리 수단은 제2 분리 유닛을 캡핑하고 제1 분리 유닛을 둘러싸는 상류 존의 환형 부분과 하부 스테이지 사이의 계면을 형성하는 리테이닝 캡을 포함한다.
- 리테이닝 캡은 필터 매체의 중심축에서 멀리 떨어져 있는 외부 환형 에지와 제1 분리 유닛과 제2 분리 유닛 중 적어도 하나에 부착되기에 적당한 축 방향 개구를 획정하는 중앙 부분을 구비하며, 상기 외부 환형 에지는 바람직하게는 하우징의 외부 측벽에 근접하거나 외부 측벽에 맞닿아 있다.
- 중앙 부분과 외부 환형 에지 사이에는 하나 또는 그 이상의 개구가 제공되어 있으며, 리테이닝 캡은 중앙 부분을 향해 연장하는 하나 또는 그 이상의 개구를 향해 하향 경사져 있는 상부 면을 구비한다.
- 리테이닝 캡은 래디얼 부분을 구비한다. 래디얼 부분은 바람직하게는 경사진 상부 면을 형성하는 절두원뿔형이며, 외부 환형 에지와 중앙 부분 사이에서 연장한다.
- 브레이크 더스트 및 입자를 포획하기 위한 탱크가 (하부 스테이지에서) 리테이닝 캡의 래디얼 부분과 하우징의 하부 벽 사이에 획정되어 있으며, 이 하부 벽은 바람직하게는 하부 스테이지의 중앙 저점을 향해 경사져 있다.
- 하나 또는 그 이상의 자기 부재는 하우징의 하부 벽에 인접하거나 및/또는 하우징의 내부 공간을 획정하는 하우징의 측벽에 근접해 있다. 하우징 내에는 부니 수단들이 전체적으로 수용되어 있다.
실질적으로 대기 중으로 더스트 또는 입가 배출되지 않게 한다는 점에서 비-오염성인 브레이크 어셈블리가 또한 제공된다.
좀 더 상세하게는, 유리하기로는 비-오염성인 브레이크 어셈블리는,
- 여과 장치,
- 캘리퍼 브래킷,
- 축을 중심으로 회전하는 로터 디스크,
- 브래킷에 의해 제공되는 조임력으로 로터 디스크를 제동하기 위해 로터 디스크 위를 압박하기 위한 적어도 2개의 가동형 패드로, 마모에 의해 발생되는 입자들을 배출할 수 있는 마찰 재료를 포함하는, 적어도 2개의 가동형 패드,
- 적어도 일부분이 캘리퍼 브래킷에 가까이 배치되어 있는 컬렉터 장치로,
- 적어도 하나의 유입구, 및
- 컬렉터 장치의 배출구에 연결되어 있으며 여과 장치의 유입구와 연통하는 연결 요소를 포함하는, 컬렉터 장치를 포함한다.
하나의 특징에 따르면, 컬렉터 장치는 적어도 일부분이 캘리퍼 브래킷에 가까이 배치되어서 컬렉터 장치의 각 유입구가 디플렉터에 의해 한정되며 각 패드 근방에 형성되는 흡입 존으로 획정되는, 흡입 수단을 구비한다.
본 발명에 따르면, 차량 또는 철도차량 내에 사용되는 여과 장치의 용도로, 하우징에 의해 형성되는 유입구가 중공형 튜브를 형성하고, 중공형 튜브 위에 브레이크 더스트 컬렉터 장치에 연결하기 위한 연결 요소 바람직하게는 호스 고정되며, 여과 장치의 하우징은 부착 수단에 의해 서스펜션 쇼크 업소버의 레그에 부착되어 있는, 여과 장치의 용도가 또한 제공된다.
본 발명에 따르면, 차량 또는 철도차량 내에 사용되는 여과 장치의 용도로, 여과 장치의 하부 스테이지가 브레이크 더스트 및 입자를 제2 분리 유닛 주위에 그리고 하우징 내에 삽입되어 있는(바람직하게는 제1 분리 유닛 아래에 삽입되어 있는) 리테이닝 캡 아래에 유지하는 기능을 하는, 여과 장치의 용도가 또한 제공된다.
본 발명에 따르면, 브레이크 더스트 및 입자를 발생시키는 차량 또는 철도차량 내에 사용되는 여과 장치의 용도로, 하부 스테이지에서 브레이크 더스트 및 입자를 끌어당겨 유지하기 위해 하부 스테이지 내에 하나 또는 그 이상의 자기 부재들이 제공되어 있는, 여과 장치의 용도가 또한 제공된다.
자기 인력은 더스트 특히 금속이 있는 중량의 더스트가 (예를 들어 충격이 있는 경우에) 제1 분리 유닛과 동일한 높이로 부상하게 되는 위험을 줄여준다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 여과 장치의 종단면도이다.
도 2는 공기 유동이 필터 내로 유입되게 안내하는 가이드 피스와 그 가이드 피스를 향하게 제공되어 있는 고형부를 구비하는 프리-세퍼레이터 부재를 구비하는, 본 발명에 따른 필터의 제1 분리 유닛을 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2의 제1 분리 유닛의 사시 단면도이다.
도 4는 도 1의 필터의 하우징 컴포넌트를 형성하는 볼의 사시도이다.
도 5는 더스트가 모여지는 하우징 하부 스테이지를 획정하도록 구성된 리테이닝 캡을 형성하는 부분을 도시하는 도면이다.
도 6은 특히 제2 분리 유닛 및 자기 부재의 주변 환형 구조물에 대해 동축으로 제1 분리 유닛 아래에 통합되어 있는 상태를 도시하는 도면이다.
도 7은 브레이크 더스트 흡인 기능이 있는 브레이크 어셈블리 내에서 도 1의 여과 장치의 예시적 용도를 설명하는 도면이다.
도 2는 공기 유동이 필터 내로 유입되게 안내하는 가이드 피스와 그 가이드 피스를 향하게 제공되어 있는 고형부를 구비하는 프리-세퍼레이터 부재를 구비하는, 본 발명에 따른 필터의 제1 분리 유닛을 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2의 제1 분리 유닛의 사시 단면도이다.
도 4는 도 1의 필터의 하우징 컴포넌트를 형성하는 볼의 사시도이다.
도 5는 더스트가 모여지는 하우징 하부 스테이지를 획정하도록 구성된 리테이닝 캡을 형성하는 부분을 도시하는 도면이다.
도 6은 특히 제2 분리 유닛 및 자기 부재의 주변 환형 구조물에 대해 동축으로 제1 분리 유닛 아래에 통합되어 있는 상태를 도시하는 도면이다.
도 7은 브레이크 더스트 흡인 기능이 있는 브레이크 어셈블리 내에서 도 1의 여과 장치의 예시적 용도를 설명하는 도면이다.
다양한 도면들에서 동일한 참조부호는 동일하거나 유사한 요소들을 가리킨다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 브레이크 어셈블리(7)의 패드들(72a, 72b)에서 발생된 더스트와 입자들을 분리하고 포집하기 위해 여과 장치(1)가 제공된다. 여과 장치(1) 또는 필터(1)는 상부 벽과 하부 벽을 구비하는 하우징(2)을 포함한다.
도 7에서 명확하게 볼 수 있듯이, 하우징(2)은 브레이크 더스트가 있는 공기를 공급하는 회로의 하나 또는 가능하기로는 다중 채널에 교체 가능하게 연결될 수 있다. 이 회로는 브레이크 어셈블리(7)의 일부를 구성하는 컬렉터 장치(100)에 연결되어 있다. 여기서, 컬렉터 장치(100)는 적어도 일부분이 로터 디스크(D)와 관련된 캘리퍼 브래킷(71) 근방에 배치되어 있는 흡인 수단을 구비하여서, 컬렉터 장치(100)의 각 유입구가 로터 디스크(D)에 대해 체결되어 있는 각 피드(72a, 72b) 근방에 형성되어 있는 흡인 존에 의해 획정된다. 컬렉터 장치(100)의 유입구는 예를 들어 FR 3,046,644호에 개시되어 있는 바와 같이 디플렉터에 의해 획정될 수 있다.
하우징(2)에 의해 형성된 유입구(3)는 위에 컬렉터 장치(100)에 연결하기 위한 연결 요소(13) 여기서는 호스가 고정되어 있는 중공형 튜브(C3)를 획정할 수 있다. 필요에 따라서는 호스를 2개의 분기(13a, 13b)로 분할하여 2개의 패드들(72a, 72b)과 각각이 관련된 마찰 존으로부터 더스트를 수집할 수 있다.
하우징(2)은 차량의 하부 파트에 설치되어 있는 컴포넌트 또는 브레이크 어셈블리(7)가 장착되어 있는 롤링 스톡에 통합되어 제작될 수 있다. 도시되어 있는 실시 예에서, 하우징(2)은 부착 수단(92)(선택적으로 스크루/볼트로)에 의해 서스펜션 쇼크 업소버(90)의 레그(91)에 부착된다.
도 1의 종단면도에 도시되어 있는 바와 같이, 하우징(2)은, 하우징(2)의 하부 벽(2a)에서부터 상부 벽까지 연장하는 외부 측벽(2b)을 포함한다. 하부 벽(2a)은 중력으로 물을 배출할 수 있는 개구(200)가 있는 하단부(E1)를 형성한다.
필터(1)의 하우징(2)은 중심축선 주위로 실질적으로 관형일 수 있다. 도면의 비-제한적인 실시 예에서, 하우징(2)의 하부 벽(2a)은 일반적으로 금속 또는 플라스틱인 볼(50)로 획정되거나 볼(50)의 일부분이다. 이 볼(50)은 필요에 따라서는 도시되어 있는 실시 예에서 고정부를 형성할 수 있다.
볼(50)의 개구(50b)를 밀봉 폐쇄하기 위해, 하우징(2)의 나머지 부분은 이 볼(50)에 대해 분리 가능하게 고정되어 있다. 여기서 상부 벽은 볼(50)에 밀봉식으로 여기서는 나사조임으로 연결되어 있는 커버(2c)로 형성되어 있다. 측벽(2b)의 상부단부에 형성되어 있는 암나사(2d)와 체결하기 위해 커버(2c) 위에는 숫나사가 제공되어 있다. 커버(2c)에 중공형 튜브로 상부 개구가 형성되어 있다. 보다 일반적으로는, 하우징(2)이 하부 벽(2a) 반대편 단부 위에 위치할 수 있는 배출구(4)를 구비하는 것을 알 수 있다. 이 배출구(4)를 형성하기 위해 중앙 중공형 튜브를 구비하는 도 1에 도시되어 있는 예시는 비-제한적 예시로서만 제공된 것이다.
일부 실시형태에서, 커버(2c)는 돔형보다는 평탄한 형태일 수 있다. 또한, 배출구(4)는 직접적으로 터빈의 내부 통로를 형성할 수 있는 개구에 대응할 수 있다. 예를 들면, 볼(50) 또는 유사 하우징 컴포넌트는 전기 터빈에 의해 폐쇄될 수 있다.
하우징(2)은 바람직하게는 하부 스테이지(8) 형태의 워터 분리 스테이지를 형성하거나 워터 분리 스테이지에 연결될 수 있다. 워터 분리 스테이지는 유입구(3)와 동일한 높이에 위치하는 하우징의 내부 존에 대해 하향 오프셋될 수 있다. 일반적으로 하부 벽(2a)에서 이격되어 있는 적어도 하우징(2)의 상부인 이 내부 존에 공기 여과 스테이지가 규정될 수 있다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 커버(2c)는 배출구(4)를 제공할 수 있으며, 유입구(3)는 하우징(2) 측벽(2b) 위에 또는 볼(50) 위에 형성되어 있다. 도 4는 하부 벽(2a)을 포함하는 단편으로 제작된 볼(50)의 케이스를 도시하고 있다. 볼(50)의 케이스로부터 고리 모양의 측벽(2b)이 위로 연장한다.
볼(50)은 더스트 탱크(R8)를 획정하고, 추가로 개구(200)가 막혀 있을 때 워터(W)가 모일 수 있는 수집 격실(CC)을 제공한다. 이 수집 격실(CC)과 탱크(R8)는 하부 스테이지(8)(워터 분리 스테이지) 내에 존재한다. 볼(50)의 높이는 예를 들어 50 또는 60mm보다 크며, 커버(2c)의 높이를 초과하는 것이 바람직하다. 워터 분리 스테이지의 높이는 적어도 25 또는 30mm와 같을 수 있으며, 일반적으로는 볼(50) 내에 통합되어 있다.
이 실시 예에서, 볼(50)은 도 1, 도 2 및 도 3에서 볼 수 있는, 제1 분리 유닛(10)의 여과 요소(5)를 수용하기 위한 챔버 전체 또는 그러한 챔버의 일부를 획정한다. 여과 요소(5)용 챔버는 하부 벽(2a)으로부터 축 방향으로 떨어져 있다.
볼(50)의 상부 단부는 고리 모양이다. 이러한 볼(50)은 한 손으로 잡힐 수 있으며, 외경 또는 이와 균등한 크기의 측벽(2b)은 일반적으로 15cm 미만이다. 선택적으로, 커버(2c)는 실질적으로 여과 요소(5) 위로 연장할 수 있다.
이 경우, 하우징(2)의 측벽(2b)은 볼(50)로만 형성된다. 다른 옵션에 따르면, 각각이 상부와 하부인 축 방향 개방 단부들 사이에서 중심축 주위로 연장하는 중간 하우징 컴포넌트(도시되어 있지 않음)가 제공될 수 있으며, 이 하우징 컴포넌트는 전반적으로 원통형 측벽이거나 또는 여과 요소(5)를 수용하는 챔버의 전부나 일부를 획정하는 다른 적당한 형상이다. 이 경우, 커버(2c)는 중간 하우징 컴포넌트의 상부 단부에 부착되는 반면, 볼 또는 탱크/유사 바닥은 중간 컴포넌트의 하부 단부에 부착된다. 그러면 중간 하우징 컴포넌트는 볼과 커버(2c) 사이의 연결 어댑터를 형성한다.
적어도 여과 요소(5)를 교체할 수 있도록 하기 위해, 분리 가능한 방식으로 고정되는 커버(2c)를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 일반적으로 환형 실(J1)(annular seal)인 밀봉부를 형성하기 위해 측벽(2b)의 상부에 대해 체결될 수 있도록 하우징(2) 내에 파티션 요소(9)(partitioning element)를 설치하려는 의도가 있다. 도 4에서 볼 수 있는 그루브(G)가 상부 단부(50a) 내에 형성될 수 있다. 암나사(2d)를 사용하여 나사 조임하기 위한 존이 이 그루브(G) 내로 연장할 수 있고, 실(J1)이 그루브(G)의 내측을 획정하는 환상 돌출부(53)에 대해 반경 방향으로 압박하게 된다.
파티션 요소(9)는 관통-개구(9a)를 구비하며 일반적으로 평탄하며 고리 형상이다. 여기서 관통-개구(9a)는 여과 요소(5)의 필터 매체(6)의 종축(X)과 하우징(2)의 축에 센터링/동심되어 있고, 배출구(4)와 여과 요소(5)의 중공형 내부 공간(6c) 사이에 소통이 이루어지게 한다. 파티션 요소(9)는 각각이 일반적으로 고리 모양인 서포트를 형성하는 2개의 대향 받침 존(9b, 20b) 사이에서 축 방향으로 제 위치에 유지되어 있다. 고리 모양의 제1 축 방향 받침 존(9b)은 커버(2c)에 대한 콘택으로 형성되어 있는데, 여기서는 커버(2c)의 나사 부분에 가까운 래디얼 섹션(S2)에 대해 접촉하고 있다. 이 래디얼 섹션(S2)은, 아래로부터 파티션 요소(9)를 지지하기 위해 축 방향 받침 존(20b)을 형성하는 측벽(2b)의 내부 림을 축 방향으로 향하고 있다.
(필터 인서트를 형성하는)여과 요소(5)는, 도 1과 도 3에서 볼 수 있듯이, 필터 매체(6), 이하에서 하부 플랜지(51)로 지칭되는 제1 플랜지, 이하에서 상부 플랜지(52)로 지칭되는 제2 플랜지 및 하부 플랜지(51)와 상부 플랜지(52) 사이에서 연장하는 내부 종방향 컴포넌트(T)를 구비한다. 여기서 천공형 튜브 형태인 종방향 컴포넌트(T)는 여과 요소(5)를 보강할 수 있다. 필터 매체(6)는 여과 장치(1)의 중심축에 대응할 수 있는 종축(X) 주위로 연장하는 것이 바람직하다.
예를 들어 종이나 그와 유사한 재질의 필터 매체(6)는 공기를 여과하기에 적당하다. 이 필터 매체(6)는 별 모양으로 접혀 외면(6a)의 표면적을 증가시켜 미세한 입자들을 여과할 수 있게 된다.
하우징(2) 내에서, 여과 요소(5)는 프리-세퍼레이터 부재(40)의 환상 벽의 공동 내에 수동된 인서트를 형성하며, 상기 환상 벽은 디플렉터 요소(45)를 형성한다. 프리-세퍼레이터 부재(40)는 강직한 것이 바람직하며, 필터 매체(6)의 외부 면(6a) 주위에 측면 슬리브-스타일 케이싱을 형성한다. 프리-세퍼레이터 부재(40) 및 여과 요소(5)는 하우징(2) 내에 수용된 제1 분리 유닛(10)을 형성한다. 이 제1 분리 유닛(10)은 도 1의 비-제한적 예시에서 파티션 요소(9) 바로 아래에 장착된다.
고리 모양인 필터 매체(6)는 환상 벽(45)에서 일정 거리 떨어져 있는 외부 면(6a) 및 세장형 구조 요소(T) 예를 들어 이 요소(T)의 외부 리브에서만 접촉하고 있는 내부 면(6b)을 구비한다.
2개의 대향 개구들(O1, O2) 각각이 상부 플랜지(52)와 하부 플랜지(51)에 제공되어 있다. 내부 면(6b)에 의해 획정되는 중공형 내부 공간(6c)은 구심 방향으로 가능한 여과에 대한 하류 존(Z2)을 형성한다. 파티션 요소(9)의 환상 내부 에지는 중공형 내부 공간(6c)의 상부 출구 근방에 위치하여, 개구(O1)와 개구(9a)가 축 방향으로 정렬되어 있으며, 어느 정도 동심으로 되어 있어서, 여과 요소(5)에 의해 여과된 공기가 상향 유동하게 하고, 파티션 요소(9)보다 높게 위치하는 배출구(4)를 통해 여과 장치(1)로부터 배출될 수 있다. 배출구(4)의 단면적은 개구(O1)의 단면적보다 더 작을 수 있다.
중간 환상 실(J2)과 실(J1)을 사용하여 파티션 요소(9)와 상부 플랜지(52)를 중첩시킴으로써, (외부 면(6a)을 향해) 필터 매체(6)의 둘레에 형성되어 있는 상부 존(A1)의 부분으로부터 하류 존(Z2)을 밀봉 방식으로 분리시킬 수 있게 된다. 이들 실(J2)과 실(J1)은 반경 방향으로 및/또는 축 방향으로 압축될 수 있다. 물론, 예를 들어 실의 수를 줄이거나 측벽(2b)에 대한 상부 플랜지(52) 내에서의 밀봉 부재와 커버(2c) 아래의 받침대에서의 체결 수단을 통합시키기 위한 다른 구조물이 사용될 수 있다.
상부 플랜지(52)와 구별되는 파티션 요소(9)의 사용은 제1 분리 유닛(10)의 둘레에서 하우징(2) 내에 내부적으로 장착된 하나 또는 그 이상의 가이드 부재들 및/또는 배플 벽들을 장착하고 유지하는 데에 유리할 수 있다. 좀 더 일반적으로, 더스트(F)가 있는 공기를 위한 유입구(3)에 접하는 출구(3a)에 단면적을 감소시키기 위한 릴리프 또는 가이드 피스(54)가 부가될 수 있다. 이는 유체 속도를 가속시킬 수 있으며, 사이클론 기술에서와 같이 외부 측벽(2b)에 접하는 스트림라인을 형성할 수 있게 한다.
또한, 여기서는 측벽(2b)에서 적당한 출구를 형성하기 위해 옵션으로 접선 출구(3a)만이 도시되어 있다. 일부 변형 실시 예에서, 가장 무거운 고체 입자들과 워터 액적들이 어느 정도 점진적으로 낙하할 수 있는 하나 또는 그 이상의 외벽들에 대해 공기 유동을 편향시키기 위한 디플렉터와 관련되어 실질적으로 반경 방향 출구 또는 다른 출구가 제공될 수 있다. 예를 들어, 출구는, 제1 분리 유닛(10)을 향하는 외벽을 따라 접선 방향으로 순환할 수 있도록 유동을 약 90도 편향시키기에 적당한 배플 반대편에 있을 수 있다.
도 1 내지 도 3의 비-제한적 케이스에서, 측벽(2b)으로부터 (바깥쪽으로 돌출하는) 돌출부(25) 내에 배치되어 있는 하나 또는 그 이상의 가이드 피스(54)를 구비하는 구조물을 볼 수 있다.
도 4에서 볼 수 있는, 돌출부(25)는 측벽(2b)의 상부에 예를 들어 여과 장치(1)의 축에 대해 약 90도, 120도 또는 180도의 각 섹터로 형성되어 있다(즉 측벽(2b)의 상부 둘레의 1/4, 1/3 또는 절반만큼). 측벽(2b)의 하부는 예를 들어 둘레가 원형으로 더 표준형(regular)일 수 있다. 유입구(3)의 내부 출구(3a)는 여기서 그루브(G)의 하부를 형성하는 환형 벽(FG) 아래에서 이 돌출부(25)의 제1 단부(25a)에 형성되어 있다. 돌출부(25)는 외향 오프셋 가이드 채널(56)을 형성할 수 있게 한다. 이 채널의 곡률은 프리-세퍼레이터 부재(40)와 동일한 높이로 연장하는 통로보다 작다.
가이드 피스(54)는 필터 매체(6)의 종축(X)과 평행한 외부 리브(55)를 구비할 수 있다. 이 외부 리브(55)는 제1 분리 유닛 주위의 환형 공간 내에 장애물을 형성하여, 상류 존(Z1) 주위를 이미 한바퀴 돈 입자/더스트가 제1 분리 유닛(10) 주위를 계속해서 이동하는 것을 방지한다. 이에 따라, 이 외부 리브(55)를 만난 입자/더스트는 유입 출구(3a)에 의해 유입되는 유동과 혼합될 수 없다.
도 3의 비-제한적 예시를 참조하면, 가이드 피스 또는 가이드 피스들(54)은 2개의 통로를 획정할 수 있다. 그 중 하나는 반경 방향으로 가이드 피스(54) 바깥쪽에 위치하는 유입 출구(3a)로부터 빠져나가는 공기를 위한 가이드 채널(56)에 대응하는 외부 통로(P1)이고, 다른 하나는 내측 위에 그리고 외부 통로(P1)로 평행하게 프리-세퍼레이터 부재(40)의 외부 면과 높이가 동일한 내부 통로(P2)이다. 내부 통로(P2)는 제1 분리 유닛(10)의 프리-세퍼레이터 부재(40) 주위를 적어도 한바퀴 돈 입자들의 접선 순환을 위한 기능을 수행한다.
여기서 약간 위를 향하는 슬로프(3b)를 형성하는 외부 래디얼 릴리프 및/또는 추가 피스는 채널(56) 내에서 순환 속도를 가속시킬 수 있다. 이 슬로프(3b) 아래에서, 입자들이 더 아래로 낙하하게 하도록 하기 위해, 리브(55)의 역할과 유사한 장애물로서 작용하는 장애 벽(obstructing wall)이 제공될 수 있다. 가이드 채널(56)의 협소 단부 존 아래에 가이드 연장부(54b)가 형성될 수 있다. 이 가이드 연장부는 예를 들어 슬라이스가 여과 장치(1)의 중심축을 통과하고 종방향일 때, 단면이 역 L-형이다. 가이드 연장부(54b)의 상부는 슬로프(3b)의 자유 단부를 형성한다.
환형 벽(FG)(여기서 그루브(G)의 하부를 형성하는 벽) 아래에서, 제2 단부(25b)의 높이는 제1 단부(25a)의 높이와 같다. 기류는 3개의 요소 즉 환형 벽(FG), 측벽(2b)의 내부 면 및 돌출부의 하부를 획정하는 견부(EP) 사이에서 채널링되는 것으로 이해된다. 하나 또는 그 이상의 가이드 피스(54)는, 도 1에서 명확하게 볼 수 있듯이, 3개의 전술한 요소들과 가이드 채널(56)을 획정/규정하기 위해 견부(EP)와 맞닿고 환형 벽(FG)의 내부 에지와 체결하게 배치될 수 있다. 가이드 채널(56) 내에 이 안내를 함으로써, 제1 분리 유닛(10)의 외부 면을 형성하는 프리-세퍼레이터 부재(40) 주위에 접선 스트림라인이 형성된다.
공기(F)의 접선방향 진입 및 제1 분리 유닛(10) 내 둘레 존 단면의 감소에 의해 야기되는 가속은, 원심력에 의해 더스트와 입자들이 하우징(2)의 측벽(2b)에 대해 바깥쪽으로 밀어내지는 데에 기여한다. 이 효과는 상류 존(Z1)에서 접선방향 유동에서 가장 둘레부에 위치하는 입자들을 낙하시키게 되는데, 이들 입자들이 가장 무거운 입자들이다.
프리-세퍼레이터 부재(40)는 선택적으로 계속해서 하강하여 더스트 및 입자들을 돌출부(25) 높이보다 아래로 하강시키는 하나 또는 그 이상의 나선형 리브(57)를 포함할 수 있다. 좀 더 일반적으로는, 제1 분리 유닛(10)의 외부 면에 의한 이러한 유형의 하강 안내(일반적으로 필터 매체(6) 주위로 1회 트립이 요구되는 계속적인 하강)는, 하우징(2) 내로 유입된 여과 대상 공기가 먼저 구심적으로 여과되기 전에 접선방향 유동 채널 내에서 먼저 채널링될 때 유리한 옵션이 될 수 있다.
일반적으로, 프리-세퍼레이터 부재(40)에는 바깥쪽으로 돌출하는 릴리프(예컨대 리브들(57))가 제공될 수 있다. 릴리프는 프리-세퍼레이터 부재(40)의 외부 면을 따라 기류가 수직으로 하향 이동하는 것을 방해하여 디플렉터(45)를 형성하는 환형 벽의 천공 영역을 따라 스트림라인의 경로/이동 거리를 증가시키게 된다.
프리-세퍼레이터 부재(40)는 가이드 채널(56)이 종료되는 제2 단부(25b) 근방에서 고형의 벽 부분(40a)을 구비할 수 있다. 종방향 연장부(54b)가 존재하는 경우, 종방향 연장부(54b)는 이 벽 부분(40a)을 향한다.
이 실시형태 옵션에서, 접선방향 경로 임계 길이가 초과되기 전에 구심성분을 갖는 스트림라인의 생성이 허용되지 않는다. 이러한 임계 길이는 프리-세퍼레이터 부재(40) 주위를 순환하는 기류를 상당히 가속시킬 수 있다.
도 2를 참조하면, 프리-세퍼레이터 부재(40)는 여기서 벽 부분(40a)의 바깥쪽인 필터 매체(6)의 외부 면(6a)에 많은 액세스 통로(48)를 구비할 수 있다. 액세스 통로(48)는 유동 방향으로 좁고, 선택적으로는 수직 방향으로 세장형이거나 필터 매체(6)의 종축(X)과 평행한 유사 방향일 수 있다.
도 1 및 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 여과 요소(5)의 하부 플랜지(51)는 베이스(B)의 상부 면 바로 위에 안착할 수 있다. 하우징(2)의 측벽(2b)과 외부 면(6a) 사이의 반경 방향 공간을 최소로 하기 위해, 하부 및 상부 플랜지(51, 52)는 디플렉터 요소(45)의 내부 면과 반경 방향으로 접촉할 수 있다. 여기서 이들 플랜지(51, 52)는 조절된 방식으로 필터 매체(6)의 반대편 면들을 축 방향으로 커버한다. 환상 디플렉터(45)는 오픈워크 되어 있거나 천공되어 액세스 통로(48)를 형성함으로서, 가벼운 더스트가 투과될 수 있다.
환상 디플렉터(45)의 외부 면은 경량 더스트보다 덜 휘발성인 중량 물질을 하부 스테이지(8)를 향해 가이드하기에 적합할 수 있다. 여기서, 바람직하게는 프리-세퍼레이터 부재(40)의 측벽에 연속적으로 그리고 일체로 형성되어 있는 나선형 리브(57)는 이러한 하향 안내 유리하게는 연속적인 안내를 할 수 있다.
중량 물질은 특히 금속 및 액적이 장전되어 있는 중량 더스트(heavy dust)를 포함한다. 가이드 채널(56) 또는 기류(F)의 유사 엔트리 존에서 가속시킴으로써, (원심력에 의해) 이들 물질들이 상류 존(Z1)을 획정하는 외부 벽 즉 도 1에 도시되어 있는 예시에서 측벽(2c)의 내부 면에 대해 투사하여 유지할 수 있게 된다.
필터 매체(6)는 경량 더스트 특히 금속이 약간 있거나 금속이 없는 경량 더스트를 유지하는 데에 적당하다. 이러한 경량 더스트는 원심 효과에 덜 민감하다. 도 2를 참조하면, 이러한 경량 더스트는 반경 방향에 대해 각각이 유사하게 변형된 방향을 갖는 2개의 래디얼 베인(47) 사이를 통과할 수 있다.
이들 베인(47)은 평탄하지만 종축(X)을 관통하는 반경 방향에 대해 5 내지 45의 각도 바람직하게는 10 내지 40도의 각도로 배향될 수 있다. 이 각도 오프셋은 제1 분리 유닛(10) 주위의 둘레 순환 방향으로 양(positive)이어서 접선 방향으로부터 2개의 연속된 베인(47) 사이에서 제1 분리 유닛(10)으로 도입되는 방향으로 전환하는 데에 필수적인 전향(deflection)은 90도가 아니고 90도보다 크게 된다(95 내지 135도 사이, 바람직하게는 100 내지 130도 사이).
고형/공기-불투과성 부분(40a)을 갖는, 필터 매체(6) 높이와 실질적으로 동일한 높이로 연장하는 베인(47)의 존재는 프리-세퍼레이터 부재(40) 디자인의 비-제한적인 예시이다. 적어도 두 높이 사이로 분포되어 있는 또는 그 높이의 하부에서만 연장하는(베이스(B)에서 그렇지만 상부 에지(40b) 근방에 어떠한 사이드 통로를 구비하지 않는) 복수의 베인(47)을 제공할 수도 있다. (도시되어 있지 않은) 이 변형 실시 예에서, 디플렉터 요소(45)의 경사진 상부 부분은 중실형(일반적으로 부드러운)일 수 있다. 즉, 수직 방향으로 밴드를 확장하는 중실형(solid)을 형성하는 부분(40a)이 중실형 환형 밴드로 대체된다.
이와는 다르게, 협소한 액세스 통로(48)를 획정하는 다른 방식이 예를 들면 디플렉터 요소(45)의 둘레 전부 또는 둘레 중 일부 위에 고리 모양으로 분산되어 있는 천공부에 의해 제공될 수 있다.
또한, 나선형 리브 또는 리브들(57)을 생략할 수 있다. 선택적으로, 커버(2)의 측벽(2c)의 내부 면 위에 유사 릴리프들이 형성/부가될 수 있다.
도 1, 도 5 및 도 6을 참조하여, 제2 분리 유닛(20)의 통합과 하부 스테이지(8) 내로 낙하하는 입자들과 액적들의 처리를 설명한다.
일반적으로 환형이며 측벽(2c)을 따라 형성되어 있는 상류 존(Z1)은 제1 부분 또는 제1 분리 유닛(10)의 필터 매체(6)를 에워싸는 서브-존과 제2 부분 또는 하부 스테이지(8) 내에 위치하는 아래쪽의 서브-존으로 분할되어 있다. 제1 서브-존은 중량의 더스트 및 입자들을 위한 나선형 순환 회로를 형성하는 반면, 제2 서브-존은 리테이닝 캡(30) 아래에 형성되어 있는 탱크(R8) 내에서 순환하는 스트림라인으로부터 적어도 일부분이 보호될 수 있다. 선택적으로 제1 서브-존은 (예를 들어 리브(55)를 따라) 더 빠르게 낙하하는 일부 존을 구비한다.
도 1 및 도 6을 참고하면, 리테이닝 캡(30)은 제1 분리 유닛(10)의 하단부를 형성하는 하부 튜브(43)와 제2 분리 유닛(20)의 상부 사이에 위치하는 중간 피스일 수 있다. 좀 더 일반적으로, 리테이닝 부분 또는 피스는 베이스(B) 아래에 제공되어, (충격이 있는 경우) 하우징(2)의 하부 벽(2a)을 향해 위치하는 하부 스테이지(8) 내로 낙하한 더스트의 수직방향 상승을 제한한다.
제2 분리 유닛(20)은 워터(W)가 축적되거나 퍼지될 수 있는 수집 격실(CC)을 포함한다. 수집 격실(CC)은 적어도 일부가 하우징(2) 내부에 있거나 또는 하부 벽(2a)을 향해 연장하는 파이프를 통해 내부 공간(V)에 밀봉 연결되어 있다.
도시되어 있는 실시 예에서, 하우징(2) 내부인 하부 스테이지(8)가 낙하하는 더스트와 입자들을 트래핑하기 위한 탱크(R8)를 형성한다. 탱크(R8)는 제2 분리 유닛(20) 주위를 고리 모양으로 연장하는 것이 바람직하다. 제2 분리 유닛(20)의 일부인 더스트 장벽 요소(21)가 수집 격실(CC)로부터 탱크(R8)를 분리시킨다.
도입된 기류(F) 내에 워터가 존재하면, 탱크(R8) 내에 수집된 오염된 액적들이 하부 벽(2a) 또는 탱크(R8)의 하부를 획정하는 다른 벽에 대해 낙하한다. 도 1로부터 명확하게 알 수 있듯이, 탱크(R8)의 하부는 경사부(slope)를 형성한다. 선택적으로, 하부는 원추형/절두원추형 또는 부분적으로 원추형으로 수집 격실(CC)에 대응하는 중상부 또는 액세스를 향해 하향 경사부를 형성한다. 여기서, 경사부는 깔때기와 유사한 형상이지만 완경사인 것이 바람직하다. 경사는 측면 내부로부터 장벽 요소(21)를 향해 연속될 수 있고 및/또는 하부 스테이지(8)의 중앙 저점(PB)은 장벽 요소(21)의 하단부 레벨 아래에 위치할 수 있게 형성된다.
즉, 하부 스테이지(8)에서, 중력만이 액적들이 둘레 탱크(R8)에서부터 수집 격실(CC)로 이동하도록 하여 여과가 수동적으로 실시될 수 있다. 경사부는 오염 영역으로부터 청정 존으로 액적이 유동할 수 있게 한다. 일반적으로 수집 격실(CC)은 이 하부의 저점에 위치하는 퍼지 포트(22)를 구비한다. 퍼지 포트(22)는 선택적으로 제2 분리 유닛(20)의 하부 캡(28)에 복수의 개구들(24)을 구비할 수 있다.
퍼지 포트(22)를 막는 위치와 퍼지 포트(22)를 개방시키는 위치 사이에서 움직일 수 있는 제1 폐쇄 부재(C1)가 또한 존재한다. 이 제1 폐쇄 부재(C1)는 선택적으로 여과된 워터(W) 무게가 임계 값보다 작을 때 폐쇄될 수 있다. 제1 폐쇄 부재(C1)는 선택적으로 제어 유닛에 의해 제어될 수 있다.
각각이 가요성 폐쇄 부재(C1, C2)를 구비하는 밸브들(41, 42)의 사용이 디자인을 단순화하는 해법임을 이해해야 한다. 도면들이 2개의 수동형 폐쇄 부재(C1, C2)를 도시하고 있지만, 다른 타입의 능동형 밸브들의 전자기 제어가 사용될 수도 있다. 좀 더 일반적으로, 워터를 배출시키고 하우징(2) 내에 트랩된 상태를 유지하지 않도록 하기 위해 임의의 유형의 배출 수단(41, 42)이 제공될 수 있다.
장벽 요소(21)는 보강 구조물(27) 위에 장착되어 있는 관형 여과 매체를 포함하거나 관형 여과 매체로 구성될 수 있다. 장벽 요소(21)는 여기서 투수성으로 하부 스테이지(8)의 중앙 내부 공간(V2)을 둘러싸거나 내부에 중앙 내부 공간(V2)을 획정한다. 이 중앙 내부 공간(V2)은 청정/여과된 워터(W)를 위한 수집 격실 전부 또는 일부를 형성할 수 있다.
중앙 내부 공간(V2)은 선택적으로 하부 플랜지(51) 내 개구(O2)와 하부 튜브(43)에 의해 획정될 수 있는 베이스(B)를 관통하는 통로에 의해 중공형 내부 공간(6c)과 소통할 수 있다. 이러한 유형의 통로는 하류 존(Z2)에 수집된 액적들이 낙하할 수 있도록 하며, 이들 액적들은 예를 들어 제1 분리 유닛(10)의 필터 매체(6)를 통과하는 중에 합체될 수 있다. 공기가 제1 분리 유닛 내로 (압력 차에 의해) 능동적으로 여과되는 한은 통로는 차단되는 것이 바람직하다. 여기서 예를 들어 중공형 내부 공간(6c) 아래에 위치하는 하부 부재 내에 형성된 개구(24')를 막음으로써 밸브(42)의 폐쇄 부재(C2)가 차단될 수 있다.
좀 더 일반적으로, 여과 장치(1)는 워터(W)가 하류 존(Z2)에서부터 수집 격실(CC)로 선택적으로 순환할 수 있게 하는 데에 적당하고 및/또는 수집 격실(CC) 내에 축적된 분리된 워터(W)를 여과 장치(1) 바깥으로 배출시키기에 적당한 물 배출 시스템을 구비할 수 있다.
예를 들어 추가의 여과 요소(26)를 수집 격실(CC) 바닥에 위치시킴으로써, 추가의 여과 요소(26)가 관형 장벽 요소(21)를 보충할 수 있다. 이러한 추가의 여과 요소(26)는 매우 청정한 물을 배출시킬 수 있게 한다. 장벽 요소(21) 및/또는 추가의 여과 요소 내에서 워터(W)를 여과하기 위해 펠트가 사용될 수 있다.
하나 또는 그 이상의 폐쇄 부재들(C1, C2)을 구비하는 구조는 어떠한 에너지원을 사용하지 않으면서 워터(W)를 중력 방향으로 하향 배출할 수 있게 한다. 물 유동을 위한 하나 또는 그 이상의 폐쇄 부재들(C1, C2)은 정화된 공기의 배출을 위한 배출구(4)와는 별개로 형성되며, 바람직하게는 제1 분리 유닛(10)과 제2 분리 유닛(20)의 하단부에 형성된다. 이들 단부는 밸브들(41, 42)로 형성되어 있다.
도 6의 비-제한적 실시 예에서, 제1 폐쇄 부재(C1) 위에 위치하는 제2 폐쇄 부재(C2)는, 하류 존(Z2)에서 하우징 내에 음압이 있을 때 폐쇄된 상태를 유지한다. 여과 장치(1)를 공급하는 회로가 차단될 때, 제2 폐쇄 부재(C2)가 디폴트 형상/구조를 향해 탄성적으로 변형하여 관통-통로를 폐쇄시킨다. 제2 폐쇄 부재(C2)의 시트는 하부 플랜지(51)의 상부 면에 대해 내부적으로 장착되어 있는 하부 플랜지(51)와 별개의 피스(SC2)로 형성될 수 있다. 종 방향 컴포넌트(T)가 이 피스(SC2)의 칼라에 대해 축 방향으로 인접함으로써 2개의 플랜지들(51, 52) 사이에서 연장할 수 있다. 개구들(24')은 이 피스(SC2)에 예를 들어 폐쇄 부재(C2)를 고정시키기 위한 축 방향 부재가 장착되는 중앙 통로 주위에 형성되어 있다.
더스트 및 입자의 경우, 이들은 장벽 요소(21)에 의해 외측에 유지된다. 또한, 장벽 요소(21)가 막힐 위험을 감소시키거나 막히지 않도록 하기 위해, 자석 같은 자기 부재(M)를 사용하여 더스트를 반경 방향 바깥쪽으로 이동시킬 수 있다. 이에 따라 제2 분리 유닛(20)의 장벽 요소(21)는 더스트 및 입자를 끌어당기기에 적당한 하나 또는 그 이상의 자기 부재(M)에 의해 둘러싸일 수 있다. 오목한 자기 부재(M)의 내부 면은 예를 들어 장벽 요소(21)의 외부 면으로부터 적어도 15mm 또는 20mm 보다 더 먼 거리로 (가능하면 일정한 거리로) 연장할 수 있다.
예를 들어 외부 링 형태로 배치되어 있는 영구 자석들은 유입구(3) 아래의 높이에서 그리고 바람직하게는 제1 분리 유닛(10) 아래의 높이에서 리테이닝 캡(30) 아래에서의 유지(retention)를 개선시킨다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 자기 부재(M)는 하우징(2)의 내부 공간(V)의 아래에 리테이닝 캡(30)으로부터 축 방향으로 이격되어 배치되어 있다. 리테이닝 캡(30)은 제2 분리 유닛(20)을 덮고 있고, 제1 분리 유닛(10)을 둘러싸고 있는 상류 존(Z1)의 환형 부분(제1 서브-존)과 하부 스테이지(8) 사이의 계면을 형성한다.
리테이닝 캡(30)은 필터 매체(6)의 중심축(X) 원위에 있는 외부 환형 에지(35)에서, 측벽(2b)에 근접하거나(contiguous) 인접(adjacent)할 수 있다. 리테이닝 캡(30)은 제1 분리 유닛(10)을 둘러싸고 있는 상류 존(Z1)의 환형 부분에서 낙하하는 더스트 및 입자들을 반경 방향 안쪽으로 안내하기 위한 상부 가이드 요소를 형성하는 환형 부분을 구비할 수 있다. 외부 환형 에지(35)는 외부 측벽(2b)에 근접하거나 맞닿을 수 있다.
리테이닝 캡(30)은 하부 안내 요소(제1 안내 요소보다 아래에 위치하는)를 형성한다. 하부 안내 요소는 하향 슬로프 프로파일을 구비하며, 상부 안내 요소에 의해 안내된 더스트 및 입자들을 반경 방향 바깥쪽으로 안내하고 측벽(2b)에 가까운 제1 일련의 측 개구들(36) 또는 개구를 통해 이동하게 한다.
리테이닝 캡(30)은 예를 들면 축 방향 개구(33)를 획정하고 하부 튜브(43) 내에 또는 하부 튜브(43) 주위에 체결하기에 적당한 중앙 부분(32)에 의해 제2 분리 유닛(20) 위의 위치에 유지되어 있다. 필요에 따라서는 환형 비드의 도움을 받아, 환형 밀봉 콘택이 하부 튜브(43)와 또한 튜브 형상의 중앙 부분(32) 사이의 연결부를 밀봉한다.
선택적으로, 리테이닝 캡(30)은 중앙 부분(32)과 평행하고 동심인 스커트(J3)를 구비한다. 스커트는 제2 분리 유닛(20)의 환형 상부 단부에 고정될 수 있다. 이 스커트(J3)는 선택적으로 반경 방향 환형 콘택에 의해 장벽 요소(21)에 대해 외부에 지지된다.
하부 안내 요소는, 중앙 부분(32)과 외부 환형 에지(35) 사이에서 연장하는, 래디얼 부분(31) 바람직하게는 절두원뿔형 형태일 수 있다. 래디얼 부분(31)은, 선택적으로, 리테이닝 캡(30)을 형성하는 피스의 환형 외부 에지(39) 근방에 축 방향 개구들(37)을 가지게 천공될 수 있다(중앙 피스(32)에서 이격된 개구들(37)). 예를 들어 서로가 실질적으로 평행한 종 방향 연결 암들(34)이 환형 하부 에지(39)에서부터 하부 안내 요소를 상부 안내 요소에 연결할 수 있다. 연결 암들 사이의 공간은 상기 측 개구들(36)을 형성한다.
도 1, 도 4 및 도 6을 참고하여, 적어도 교체 가능한 부분 또는 교체 가능한 카트리지를 구비하는 예시적 구조를 설명한다.
도 1에 도시되어 있는 여과 장치(1)는 커버(2c)를 분리할 수 있다. 하나의 옵션에 따르면, 적어도 파티션 요소(9)와 제1 분리 유닛(10)을 추출할 수 있다. 이에 따라 작업자는 선택적으로 제1 분리 유닛(10)을 교체할 수 있다.
변형 실시 예에서, 하부 스테이지(8)는, 선택적으로, 예를 들어 돌출부(25) 아래에서 연장하는, 측벽(2b) 부분과 하부 벽(2a)을 포함하는 볼 컴포넌트와 연계되어 분리 가능한 요소로 설계될 수 있다. 이 경우, 도 4에 도시되어 있는 원-피스와는 다르게, 작업자는 하부 스테이지(8)를 분리하여 볼 컴포넌트와 제2 분리 유닛(20) 모두를 교체하기 위해 선택적으로 임의의 방식으로 볼 컴포넌트를 해체 또는 분해할 수 있다. 이 시스템은 볼(50)의 상부를 형성하는 고정 부분을 유지하고, 돌출부와 연계된 가이드 피스(54)를 보전할 수 있게 한다.
도시되어 있는 옵션에서 또는 이와 유사한 옵션들에서, 하우징(2)은 모든 분리 수단(10, 20, 30)이 하나의 유닛으로 삽입되게 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 분리 유닛(10), 리테이닝 캡(30) 또는 유사 부재, 및 제2 분리 유닛(20)은 일반적으로 서로 중첩되어 서로가 연결되어, 하나의 유닛으로 하우징(2)의 내부 공간(V)에 장착되는 필터 카트리지(60)를 형성한다. 일반적으로, 가이드 피스 또는 피스들(54)이(가능하기로는 재사용이 가능한) 필터 카트리지(60)와 함께 분리될 수 있다. 이 경우, 그루브(G)를 형성하기 위해 외부 하우징 벽을 보충하는 부분(FG, 53)의 분리 가능한 디자인이 가능하기로는 파티션 요소(9)에 통합되어 제공될 수 있다.
도 6을 참고하면, 필터 카트리지(60)는 자석들 또는 유사한 자기 부재들(M)이 통합 고정되어 있는 케이싱의 추출 가능한 바스켓 또는 다른 유형의 별개의 유닛을 형성할 수 있다. 바스켓에 분리 가능하게 부착된 자석들을 구비하는 바스켓 디자인은 (입자들/더스트로 채워진) 일회용 탱크(R8)를 쉽게 분리하고 새로 교체되는 카트리지에서 자석들을 재사용할 수 있게 한다.
도 7을 참고하면, 하우징(2)이 서스펜션 쇼크 업소버(90)의 레그(91)에 부착될 수 있음을 알 수 있다. 고정 부재들(92)이 하나 또는 그 이상의 부착 영역에 분산될 수 있다. 필터 축(그리고 필터 매체(6)의 종축(X)은 실질적으로 수직방향이어서 중력 효과를 이용할 수 있다. 하우징(2)은 전체적으로 로터 디스크(D)(브레이크 디스크)의 회전 축(Y) 위에 또는 부분적으로 그 위에 위치할 수 있다. 필요할 때에는, 볼(50) 전체를 제거하지 않고서도(고정 부재들(92)에서 분리하지 않고서) 커버(2c)를 분리하고 교체할 수 있도록 예를 들면 쇼크 업소버(90)의 스프링을 따라 충분한 액세스 공간이 존재한다. 또는 작업자는 필터 전체를 해체하고 필터를 다시 기계/차량 상의 서포트에 다시 부착시키기 전에 모든 여과 장치(1) 또는 여과 장치의 일부를 교체할 수 있다.
흡인 시스템에 체결된 장치는 제동 잔류물에 의한 휠 림의 급격한 오염을 방지할 수 있으며, 더스트 수집 및 처리 장치가 없는 종래의 제동 시스템에 비해 브레이크 어셈블리(7)가 오염되지 않게 할 수 있다.
본 발명이 청구된 바와 같은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 많은 다른 특정 형태의 실시형태들을 허용한다는 것은 통상의 기술자에게 명백하다. 이에 따라, 볼(50) 및 실질적으로 종-형 커버(2c)는 서로 다르게 설계 및/또는 조립될 수 있다. 이들 요소들의 조립은 장치(1)의 조립을 특히 간단하고 견고하게 하기 위한 바람직한 (그러나 비-제한적인) 옵션에 대응하는 나사체결, 임의의 적당한 부착 방법을 사용하여 이루어질 수 있다. 또한, 커버(2c)는 기능성 컴포넌트 예컨대 청정 공기를 흡입하고 배출구(4)를 형성하기 위한 터빈 또는 다른 수단의 일부인 벽으로 형성될 수 있다.
또한, 각각의 분리 유닛(10, 20) 또는 다른 상보적 요소들을 배치하기 위한 옵션들이 장치 전체에 대해 보유된 완전한 구조와 독립적으로 사용될 수 있는 것으로 이해된다. 따라서 공기를 구심적으로 안내하고 여과하기 위해 상세하게 설명되어 있는 피처들과 구조는 하부 스테이지(8) 내에서 여과 매체와 제2 분리 유닛을 조합하여 필터 내에서 공기를 여과하기 위한 비-제한적 옵션으로 간주될 수 있는 것과 마찬가지로, 워터를 여과하기 위해 상세하게 설명되어 있는 피처들과 구조들은 가장 무거운 더스트가 하부 스테이지(8)로 낙하할 수 있게 함으로써 공기를 여과하는 것에 대한 교시를 보충하는 간단한 옵션으로 간주될 수 있다.
Claims (18)
- 브레이크 어셈블리의 하나 또는 그 이상의 패드에 의해 발생되는 더스트 및 입자들을 수집하도록 의도된, 브레이크 더스트 및 입자 여과용 여과 장치(1)로,
- 브레이크 더스트 및 입자들이 있는 기류(F)의 흡입을 위한 유입구(3)와 정화된 공기(PA)를 배출하기 위한 배출구(4)를 구비하는 하우징(2), 및
- 더스트 및 입자를 유지하기 위한 분리 수단(10, 20, 30)을 포함하는, 여과 장치(1)에 있어서, 상기 분리 수단이,
- 하우징(2) 내에 수용되어 있으며 더스트 및 입자를 분리할 수 있는 제1 분리 유닛(10)으로, 상기 제1 분리 유닛은 필터 매체(6)가 제공되어 있으며, 유입구(3)와 소통하는 상류 존(Z1) 및 배출구(4)와 소통하는 하류 존(Z2)을 획정하되, 상류 존(Z1)은 제1 분리 유닛(10)보다 아래에 위치하는 하부 스테이지(8)와도 소통하며, 공기가 필터 매체(6)를 통해 순환하여 바람직하게는 여과의 구심 방향으로 하류 존(Z2)에 도달하는, 제1 분리 유닛(10),
- 하부 스테이지(8)에 위치하며 상류 존(Z1)으로부터 낙하한 더스트 및 입자로부터 워터(W)를 분리할 수 있는 제2 분리 유닛(20)으로, 더스트 및 입자를 유지함으로써 바람직하게는 구심 여과에 의해 워터를 여과하기에 적당한 제2 분리 유닛(20)을 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 장치. - 제1항에 있어서,
- 하부 스테이지(8)에 위치하며, 분리된 워터(W)를 위한 수집 격실(CC);
- 하류 존(Z2)으로부터 수집 격실(CC)로 워터(W)를 선택적으로 흐르게 하고 및/또는 수집 격실(CC) 내에 수집된 분리된 워터를 여과 장치(1) 바깥으로 배출하기에 적당한 워터 배출 수단(41, 42)을 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 장치. - 제2항에 있어서,
워터 배출 수단(41, 42)은,
- 워터(W)를 아래쪽으로 즉 중력 방향으로 배출하기에 적당하고, 및
- 정화된 공기(PA)를 배출하기 위한 배출구(4)와 별개로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 여과 장치. - 제2항 또는 제3항에 있어서,
제2 분리 유닛(20)은 수집 격실(CC)을 포함하고, 하부 스테이지(8)는, 더스트 장벽 요소(21)에 의해 상기 수집 격실로부터 분리되어 있는, 더스트를 트래핑하기 위한 탱크(R8)를 추가로 형성하는 것을 특징으로 하는 여과 장치. - 제4항에 있어서,
장벽 요소(21)는 환형이며, 안쪽에 하부 스테이지(8)의 중앙 내부 공간(V2)을 획정하고, 워터 배출 수단(41, 42)은,
- 수집 격실(CC)을 비우기 위한 퍼지 포트(22), 및
- 퍼지 포트(22)를 폐쇄하는 위치와 퍼지 포트(22)를 개방하는 위치 사이에서 이동할 수 있는 제1 폐쇄 부재(C1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 장치. - 제5항에 있어서,
워터 배출 수단(41, 42)은 제2 폐쇄 부재(C2)를 포함하되, 제2 폐쇄 부재(C2)가 개방되어 있는 상태에서 하류 존(Z2)과 중앙 내부 공간(V2)이 소통하게 할 수 있는 것을 특징으로 하는 여과 장치. - 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
제2 분리 유닛(20) 위에 제1 분리 유닛(10)이 중첩됨으로써 분리 수단(10, 20, 30)이 서로 연결되어서, 하우징(2)의 내부 공간(V2) 내에서 일체로 필터 카트리지(60)를 형성하는 것을 특징으로 하는 여과 장치. - 제7항에 있어서,
필터 카트리지(60)에는 제2 분리 유닛(20)을 캡핑하기 위한 리테이닝 캡(30)이 추가로 제공되어 있고,
- 제2 분리 유닛(20)을 둘러싸는 상류 존(Z1)의 부분으로부터 낙하하는 더스트 및 입자를 반경 방향 안쪽으로 안내하기 위해, 바람직하게는 리테이닝 캡(30)의 전반적인 환형 외부 에지(35)를 형성하며, 상부 가이드 요소로 불리는 적어도 하나의 제1 안내 요소,
- 적어도 하나의 제1 안내 요소에 의해 안내된 더스트 및 입자를 반경 방향 바깥쪽으로 안내하기 위해 바람직하게는 하향 경사부를 형성하는, 하부 가이드 요소로 불리는 적어도 하나의 제2 안내 요소(31)를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 장치. - 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
제1 분리 유닛(10)의 필터 매체(6)는 경량 더스트 특히 금속이 없거나 미량 적재되어 있는 경량 더스트를 유지하기에 적당하고, 제1 분리 유닛(10)은,
- 상류 존(Z1)에 위치하며, 필터 매체(6)를 둘러싸는 프리-세퍼레이터 부재(40)로, 경량 더스트가 투과될 수 있도록 천공되거나 오픈워크된 환형 디플렉터(45)를 형성하고, 환형 디플렉터(45)의 외부 면은 경량 더스트 보다 덜 휘발성인 중량 더스트 특히 금속과 액적이 적재되어 있는 중량 더스트를 하부 스테이지(8)를 향해 안내하기에 적당한 것을 특징으로 하는 여과 장치. - 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
제2 분리 유닛(20)은, 유입구(3) 아래에 바람직하게는 제1 분리 유닛(10) 아래에 더스트 및 입자를 유지시키기 위해 더스트 및 입자를 끌어당기기에 적당한 하나 또는 그 이상의 자기 부재(M)를 포함하거나 하나 또는 그 이상의 자기 부재(M)에 의해 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는 여과 장치. - 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
분리 수단(10, 20, 30)은 제2 분리 유닛(20)을 캡핑하기 위한 리테이닝 캡(30)을 포함하고, 제1 분리 유닛(10)을 둘러싸는 상류 존(Z1)의 환형 부분과 하부 스테이지(8) 사이의 계면을 형성하며, 리테이닝 캡(30)은,
- 필터 매체(6)의 중심축(X) 원위에 있는 외부 환형 에지(35)로, 상기 외부 환형 에지(35)는 바람직하게는 하우징(2)의 외부 측벽(2b)에 근접하거나 외부 측벽(2b)과 맞닿아 있는, 외부 환형 에지(35), 및
- 축 방향 개구(33)를 획정하고, 제1 분리 유닛(10)과 제2 분리 유닛(20) 중 적어도 하나에 부착하기에 적당한 중앙 부분(32)을 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 장치. - 제11항에 있어서,
리테이닝 캡(30)은 외부 환형 에지(35)와 중앙 부분(32) 사이에서 연장하는 바람직하게는 절두원뿔형인 래디얼 부분(31)을 구비하고, 브레이크 더스트 및 입자를 트래핑하기 위한 탱크(R8)가 하부 스테이지(8) 내에서 리테이닝 캡(30)과 하우징(2)의 하부 벽(2a) 사이에 획정되되, 상기 하부 벽은 바람직하게는 하부 스테이지(8)의 중앙 저점(PB)을 향해 경사져 있는 것을 특징으로 하는 여과 장치. - 제10항만 또는 제11항 또는 제12항과 조합된 제10항에 있어서,
하나 또는 그 이상의 자기 부재(M)가, 분리 수단(10, 20, 30)이 전체적으로 수용되는 하우징의 내부 공간(V)을 획정하는 하우징의 하부 벽(2a)에 인접하고 및/또는 하우징의 측벽(2b)에 근접하는 것을 특징으로 하는 여과 장치. - 논-오염 브레이크 어셈블리(7)로,
- 선행 청구항들 중 어느 한 항에 따른 여과 장치(1),
- 캘리퍼 브래킷(71),
- 축(Y) 주위를 회전하는 로터 디스크(D),
- 로터 디스크(D) 위를 압박하여 브래킷에 의해 제공되는 조임력으로 제공하기 위한 것으로, 마멸에 의해 발생되는 입자들을 배출할 수 있는 마찰 재료를 포함하는 적어도 2개의 가동형 패드(72a, 72b),
- 적어도 일부분이 캘리퍼 브래킷(71)에 인접하게 배치되어 있는 컬렉터 장치(100)를 포함하고,
상기 컬렉터 장치(100)는,
- 적어도 하나의 유입구 및
- 컬렉터 장치의 배출구에 연결되어 있으며 여과 장치(1)의 유입구와 소통하고 있는 연결 요소(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 논-오염 브레이크 어셈블리. - 제14항에 있어서,
컬렉터 장치(100)는 적어도 일부분이 캘리퍼 브래킷(71)에 인접하여 배치되어 있는 흡인 수단을 포함하여, 컬렉터 장치의 각 유입구가 각 패드(72a, 72b) 근방에 형성되어 있으며 디플렉터에 의해 구획되는 흡인 존으로 형성되는 것을 특징으로 하는 논-오염 브레이크 어셈블리. - 차량 또는 철도 차량에 사용되는 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 여과 장치(1)의 용도로,
하우징(2)으로 형성된 유입구(3)가 위에 브레이크 더스트 컬렉터 장치(100)를 연결하기 위한 연결 요소(13) 바람직하게는 호스가 고정되는 중공형 튜브(C3)를 획정하고, 하우징(2)은 부착 수단(92)에 의해 서스펜션 쇼크 업소버(90)의 레그(91)에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 여과 장치의 용도. - 차량 또는 철도 차량에 사용되는 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 여과 장치(1)의 용도로,
여과 장치(1)의 하부 스테이지(8)가 제2 분리 유닛(20) 주위에 그리고 하우징(2)에 삽입된 리테이닝 캡(30) 아래에 브레이크 더스트 및 입자를 유지하는 것을 특징으로 하는 여과 장치의 용도. - 브레이크 더스트 및 입자를 발생시키는 차량 또는 철도 차량에 사용되는 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 여과 장치(1)의 용도로,
하부 스테이지(8) 내에서 브레이크 더스트 및 입자를 끌어당겨 유지시키기 위해 하부 스테이지(8) 내에 하나 또는 그 이상의 자기 부재(M)가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 여과 장치의 용도.
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