KR20210101294A - 오일로부터 물의 제거를 위한 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오일 공급부로부터의 오일로부터 물을 제거하기 위한 시스템에 관한 것이며, 상기 시스템은, 내부 개구부를 포함하는 하우징; 상기 오일 공급부 및 상기 하우징의 오일 입구를 연결하는 오일 입구 튜브로서, 상기 오일 입구 튜브는 상기 오일 공급부로부터 상기 오일 입구로의 방향으로 오일의 유동을 제공하도록 적합화된 입구 펌프를 포함하는, 오일 입구 튜브; 상기 하우징의 오일 출구 및 상기 오일 공급부를 연결하는 오일 출구 튜브로서, 상기 오일 출구 튜브는 상기 오일 출구로부터 상기 오일 공급부로의 방향으로 오일의 유동을 제공하도록 적합화된 출구 펌프를 포함하는, 오일 출구 튜브; 공기 공급 유닛 및 상기 하우징의 공기 입구 사이의 가스 연결을 제공하는 공기 입구 튜브; 및 상기 하우징의 공기 출구 및 상기 공기 공급 유닛 사이의 가스 연결을 제공하는 공기 출구 튜브를 포함하며, 여기서 상기 출구 펌프는 상기 입구 펌프에 의해 제공되는 펌핑 유량보다 더 높은 펌핑 유량에서 유동을 제공하도록 적합화된다. 본 발명은 또한, 오일 공급부로부터의 오일로부터 물을 제거하는 방법에 관한 것이다.

Description

오일로부터 물의 제거를 위한 시스템

본 발명은 오일 공급부로부터의 오일로부터 물을 제거하기 위한 시스템에 관한 것이며, 상기 시스템은, 내부 개구부(inner opening)를 포함하는 하우징; 상기 오일 공급부 및 상기 하우징의 오일 입구를 연결하는 오일 입구 튜브(oil inlet tube)로서, 상기 오일 입구 튜브는 상기 오일 공급부로부터 상기 오일 입구로의 방향으로 오일의 유동을 제공하도록 적합화된 입구 펌프(inlet pump)를 포함하는, 오일 입구 튜브; 상기 하우징의 오일 출구 및 상기 오일 공급부를 연결하는 오일 출구 튜브(oil outlet tube)로서, 상기 오일 출구 튜브는 상기 오일 출구로부터 상기 오일 공급부로의 방향으로 오일의 유동을 제공하도록 적합화된 출구 펌프(outlet pump)를 포함하는, 오일 출구 튜브; 공기 공급 유닛 및 상기 하우징의 공기 입구 사이의 가스 연결을 제공하는 공기 입구 튜브(air inlet tube); 및 상기 하우징의 공기 출구 및 상기 공기 공급 유닛 사이의 가스 연결을 제공하는 공기 출구 튜브(air outlet tube)를 포함하고, 여기서 상기 출구 펌프는 상기 입구 펌프에 의해 제공되는 펌핑 유량보다 더 높은 펌핑 유량에서 유동을 제공하도록 적합화된다.

또한, 본 발명은 오일 공급부로부터의 오일로부터 물을 제거하는 방법에 관한 것이다.

오일은 광범위한 수의 상이한 유형의 기계 및 엔진에서 윤활제 및 냉각제로서 사용된다. 기계 또는 엔진의 작동 동안, 오일은, 특히 기계 마모로부터 발생하는 고체 입자, 및 튜브 및 기계의 접합부(joint)에서 누출을 통해 오일 내에 도입되었을 수 있는 물로 서서히 오염된다.

입자로부터뿐만 아니라 물로부터 오일을 가능한 한 깨끗하게 유지하는 것이 중요하다. 물은 오일의 점도를 변화시켜 윤활제로서 사용되는 오일의 능력을 변화시킬뿐만 아니라, 미생물 (이는 오일을 분해하고, 오일 여과를 복잡하게 하고, 녹(rust)의 형성을 유발할 것임)의 존재를 촉진할 수도 있다. 이들 요인 모두는 오일의 증가된 분해 및 따라서 오일 및 기계 또는 엔진 요소 둘 모두의 감소된 수명을 낳을 것이다. 따라서, 오일로부터 물을 제거하는 것이 중요하다.

하기와 같은 다수의 상이한 기술 중 하나에 의해 오일로부터 물을 제거하는 것이 알려져 있다:

- 오일의 가열,

- 오일의 원심분리,

- 흡습재(water-absorbing material)에의 오일의 노출,

- 진공 챔버에서의 오일의 여과, 또는

- 침강(settling).

그러나, 이들 기술의 공통점은, 이들이 많은 공간을 요구하거나 또는 상당히 고가일 수 있다는 것이다.

따라서, 선박과 같이 물 제거 시스템을 조종하고 제자리에 장착하기 위해 이용가능한 공간이 매우 제한되는 경우뿐만 아니라 사용자가 비용에 매우 민감한 경우, 간편하고(compact) 간단한 해결책을 제공하는 물 제거 시스템에 대한 필요성이 있다.

본 발명에 따르면, 오일 공급부로부터의 오일로부터 물을 제거하기 위한 시스템이 제공되며, 상기 시스템은, 내부 개구부를 포함하는 하우징; 상기 오일 공급부 및 상기 하우징의 오일 입구를 연결하는 오일 입구 튜브로서, 상기 오일 입구 튜브는 상기 오일 공급부로부터 상기 오일 입구로의 방향으로 오일의 유동을 제공하도록 적합화된 입구 펌프를 포함하는, 오일 입구 튜브; 상기 하우징의 오일 출구 및 상기 오일 공급부를 연결하는 오일 출구 튜브로서, 상기 오일 출구 튜브는 상기 오일 출구로부터 상기 오일 공급부로의 방향으로 오일의 유동을 제공하도록 적합화된 출구 펌프를 포함하는, 오일 출구 튜브; 공기 공급 유닛 및 상기 하우징의 공기 입구 사이의 가스 연결을 제공하는 공기 입구 튜브; 및 상기 하우징의 공기 출구 및 상기 공기 공급 유닛 사이의 가스 연결을 제공하는 공기 출구 튜브를 포함하고, 여기서 상기 출구 펌프는 상기 입구 펌프에 의해 제공되는 펌핑 유량보다 더 높은 펌핑 유량에서 유동을 제공하도록 적합화된다.

오일 및 공기 둘 모두가 도입되는 하우징을 갖는 시스템을 제공함으로써, 오일로부터 물을 제거하기 위한 탈착으로서도 지칭되는 화학 분리 공정인 스트리핑(stripping)을 이용하는 것이 가능하다. 탈착 공정에서, 액체 스트림의 하나의 성분, 즉 물은, 물질 이동에 의해 액체-증기 계면을 통해 기상(vapour phase), 즉 증기(steam) 내로 이동한다. 탈착은 오일로부터 물을 제거하는 효과적이고 간단한 (따라서, 저렴한) 방법이다.

하우징을 통해 오일의 유동을 안내하기 위한 입구 펌프 및 출구 펌프 둘 모두를 제공함으로써, 요구되는 필요, 예컨대 오일 공급부에서의 오일의 양 및 오일 중 물의 양에 따라 오일의 유동이 제어될 수 있는 것이 보장되며, 예를 들어, 오일 중 물의 양이 증가하는 경우, 시스템을 통한 오일의 유동은 저하된다.

탈착에 의해 오일로부터 물을 제거하기 위한 시스템을 사용하는 경우, 오일 및 공기가 조합된다. 이러한 조합은, 오일 표면 상에서 품(foam) (작은 기포 덩어리)의 형성을 낳을 수 있다. 최소화되지 않는 경우, 폼은 출구 펌프, 공기 튜브 또는 공기 공급 유닛과 같은 시스템의 다른 요소로 잠재적으로 확산될 수 있으며, 이는 이들 요소가 손상되거나 또는 다시 적절히 기능하기 위해서 최소 세정되어야 하는 것으로 이어질 수 있다.

따라서, 상기 출구 펌프가 상기 입구 펌프에 의해 제공되는 펌핑 유량보다 더 높은 펌핑 유량에서 유동을 제공하도록 적합화된다는 것이 이점이다. 이에 의해, 오일이 도입되는 것보다 더 높은 펌핑 유량에서 상기 하우징으로부터 폼 및 오일이 제거되는 것이 보장되며, 이는 생성된 임의의 폼이 이것이 형성되는 것만큼 빠르게 제거될 것임을 의미한다. 이에 의해, 시스템의 다른 요소가 오일 및 폼에 의해 손상되는 위험성이 제거된다.

또한, 상기 하우징의 오일 출구에 도달한 직후에 상기 하우징으로부터 오일이 제거되어, 상기 하우징에 오일이 범람하는(overflow) 위험성이 없도록 보장된다. 상기 시스템의 제조는 또한, 예를 들어 오일이 상기 하우징에 범람하는지 검출하기 위한 센서가 필요 없을 수 있기 때문에 더 간단해진다.

따라서, 오일 오염으로 인한 원치 않는 서비스에 대한 요구가 제거되는 간단하고 안전한 시스템이 제공된다.

일 구현예에서, 상기 하우징의 내부 개구부의 제1 부분은 상기 오일 입구의 하류 및 상기 오일 출구의 상류에 배열될 수 있다.

상기 내부 개구부의 제1 부분이 상기 오일 입구의 하류 및 상기 오일 출구의 상류에 배열되는 것을 제공함으로써, 오일이 오직 상기 내부 개구부의 일부/섹션에 존재하고, 따라서 상기 내부 개구부를 완전히 채우지 않고 부분적으로만 채우는 것이 보장된다.

그 결과, 상기 내부 개구부의 소정 부피/부분/섹션은 오일로 채워지지 않으며 (예를 들어, 제2 부분), 이는 오일 출구를 우연히 우회하는 오일 또는 폼이 시스템의 다른 요소에 즉시 접근할 수 없으나, 대신에 오일 출구를 통해 제거될 때까지 하우징에 머무르는 이점을 갖는다.

또한, 하우징 내의 공기는 상기 하우징의 상기 공기 출구를 통해 제거되기 전에, 오일로 채워지지 않은 상기 내부 개구부의 부피/부분/섹션에 축적될 수 있으며, 이에 의해, 공기에 의해 우연히 오일 출구를 지나 안내되는 오일은, 예를 들어 공기 출구를 통해 하우징을 빠져나가는 대신에 상기 오일 출구 전의 위치로 다시 강하할 것이다.

일 구현예에서, 상기 오일 출구는 상기 오일 입구보다 수직으로 더 높은 위치에 배열될 수 있다.

수직으로 더 높은 위치는, 중력에 대하여, 시스템이 배치될 때 이것이 작동 동안 있을 위치로서 이해된다. 따라서, 수직으로 더 높은 위치는 중력적으로 더 높아서, 다른 힘을 받지 않는 품목은 더 높은 위치의 평면으로부터 더 낮은 위치의 평면 쪽으로 낙하할 것이다.

이에 의해, 오일은 오일 입구를 통해 상기 하우징에 들어가고, 오일의 표면이 오일 출구에 도달할 때까지 내부 개구부를 채울 수 있으며, 상기 오일 출구에서 오일은 내부 개구부를 떠난다. 따라서, 시스템은 오일의 범람에 의해 기능한다.

따라서, 일 구현예에서, 오일은 오일의 범람에 의해 하우징을 빠져나갈 수 있으며, 따라서 하우징은 범람 시스템일 수 있다.

일 구현예에서, 본 발명은 오일 공급부로부터의 오일로부터 물을 제거하기 위한 시스템을 교시하며, 상기 시스템은

- 내부 개구부를 포함하는 하우징,

- 상기 오일 공급부 및 상기 하우징의 오일 입구를 연결하는 오일 입구 튜브로서, 상기 오일 입구 튜브는 상기 오일 공급부로부터 상기 오일 입구로의 방향으로 오일의 유동을 제공하도록 적합화된 입구 펌프를 포함하는, 오일 입구 튜브,

- 상기 하우징의 오일 출구 및 상기 오일 공급부를 연결하는 오일 출구 튜브로서, 상기 오일 출구 튜브는 상기 오일 출구로부터 상기 오일 공급부로의 방향으로 오일의 유동을 제공하도록 적합화된 출구 펌프를 포함하는, 오일 출구 튜브,

- 공기 공급 유닛 및 상기 하우징의 공기 입구 사이의 가스 연결을 제공하는 공기 입구 튜브, 및

- 상기 하우징의 공기 출구 및 상기 공기 공급 유닛 사이의 가스 연결을 제공하는 공기 출구 튜브

를 포함하고,

하기를 특징으로 한다:

- 상기 출구 펌프는 상기 입구 펌프에 의해 제공되는 펌핑 유량보다 더 높은 펌핑 유량에서 유동을 제공하도록 적합화되고,

- 상기 오일 출구는 상기 오일 입구보다 수직으로 더 높은 위치에 배열된다.

입구 펌프보다 더 높은 펌핑 유량에서 작동하는 출구 펌프와 조합된 범람 시스템을 제공하는 것은, 하우징 내부에서 오일의 양이 일정하게 유지될 수 있도록 한다. 이는, 예를 들어 오일이 산화되는 위험성 없이 물을 제거하기에 충분한 요구되는 시간-간격 동안 오일이 하우징에서 유지되거나 또는 물이 제거되었을지라도 오일이 하우징에서 유지되는 것을 효과적이며 간단한 방식으로 보장한다.

따라서, 오일 입구보다 수직으로 더 높은 오일 출구의 위치에 의해 가능해지는 범람 시스템은 입구 및 출구 펌프와 함께 작용하여, 챔버 내부에서의 폼 형성의 불리한 효과를 피한다.

폼은, 이것이 액체에 대해 상당한 양의 가스를 포함하여 기포의 쉘을 형성하기 때문에, 큰 부피를 차지하는 경향이 있다. 따라서, 폼이 챔버 내에 형성되는 경우, 폼은 챔버 내의 유체 함량의 수준이 상승하도록 할 것이다. 유체 수준의 이러한 증가는 유체가 출구에 도달하게 할 것이며, 따라서 예를 들어 폼의 형성에 의해 유발되는 유체 수준의 더 빠른 상승은 챔버 내의 유체 수준이 오일 출구에 도달할 때 유체가 곧 챔버를 떠나도록 안내할 것이다.

이 효과는, 상기 입구 펌프에 의해 제공되는 펌핑 유량보다 더 높은 펌핑 유량에서 유동을 제공하도록 적합화된 출구 펌프에 의해 지지된다. 이는, 낮은 밀도를 갖는 폼이 형성되자마자 출구를 통해 추진되거나 또는 흡입되는 것을 보장한다. 폼이 오일보다 더 가볍기 때문에, 이는 액체 오일 수준의 상부 표면 상에 형성될 것이고, 폼을 형성하지 않은 액체 오일 전에 오일 출구에 도달할 것이며, 따라서 폼이 먼저 범위 내에 들어오기 때문에, 이는 액체 오일 전에 출구의 끌어당김(pull)을 느낄 것이다. 이 효과는 또한, 액체 오일보다 폼을 이동시키는 데 더 작은 힘이 필요하기 때문에, 액체 오일과 비교하여 폼의 더 낮은 밀도에 의해 향상된다. 폼이 효과적으로 제거되는 이러한 이점은, 오일 출구가 수직으로, 즉 중력적으로 오일 입구보다 챔버의 더 높은 위치에 있기 때문에 달성되며, 이는 가벼운 폼이 액체 오일 전에 오일 출구에 도달하는 것을 보장한다. 오일 출구가 중력적으로 오일 입구 아래에 있는 경우, 폼은 여전히 액체 수준의 상부 상에 형성되지만, 더 무거운 액체 오일이 먼저 챔버로부터 끌어당겨질 것이며, 폼은 계속해서 액체 오일 수준의 상부 상에 오를 수 있다.

따라서, 출구 펌프가 입구 펌프에 의해 제공되는 펌핑 유량보다 더 높은 펌핑 유량에서 유동을 제공하도록 적합화되는 것 및 상기 오일 출구가 상기 오일 입구보다 수직으로 더 높은 위치에 배열되는 것의 조합은, 액체 오일 수준의 상부 상에 형성되는 임의의 폼이 효율적으로 제거되는 것을 보장하며, 이는 챔버 내에서의 유체 수준의 제어를 가능하게 한다.

일 구현예에서, 시스템은 상기 오일 출구의 상류에 배열된 가열 요소를 추가로 포함할 수 있다.

바람직하게는, 오일은 하우징의 오일 출구를 향하는 도중에 상기 가열 요소와 접촉한다 (이를 지나 유동한다). 가열 요소는 이를 지나 유동하는 오일보다 더 높은 온도를 가져, 가열 요소가 오일을 가열하도록 한다. 가열 요소는 오일이 목적하는 온도로 가열되도록 임의의 요구되는 전력으로 설정될 수 있으며, 이 경우 요구되는 전력은 오일이 시스템에 들어갈 때 오일의 온도에 따라 달라진다. 따라서, 시스템은 오일의 온도를 검출하기 위한 온도 센서를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 온도 센서는 가열 요소를 작동시키기 위해 사용될 수 있다.

오일을 가열하는 것은, 상기 하우징에 들어가는 공기 또한 가열된다는 이점을 갖는다. 이는, 공기에 의해 제거되는 물의 양이 공기의 온도 및 습도에 의존성이기 때문에 중요하다 - 온도가 높을수록, 제거될 수 있는 물의 양이 높다.

공기에 의해 제거될 수 있는 물의 양은 잘 알려져 있는 몰리에르 선도(Mollier diagram)에 의해 예시된다. 거기서, 포화에 도달하기 전에 공기 중에 존재할 수 있는 물의 양은 공기의 온도가 증가함에 따라 증가하는 것이 보여진다.

따라서, 가열 요소를 제공함으로써, 하우징에 존재하는 오일 및 공기의 온도는 증가될 수 있고, 오일로부터 제거되는 물의 양이 증가될 수 있다.

일 구현예에서, 하우징의 공기 입구는 상기 오일 입구의 하류에 배열될 수 있다.

따라서, 하우징의 공기 입구는 상기 내부 개구부의 상기 제1 부분에 배열될 수 있다.

이에 의해, 공기가 오일과 혼합되는 것이 보장된다. 이 혼합은, 공기가 오일에 의해 가열될 수 있도록 하고 (오일 온도가 공기 온도보다 더 높은 경우), 공기가 오일을 통해 (기포로서) 이동할 수 있도록 하며, 이는 오일로부터 물을 제거하는 공기의 능력을 증가시킨다.

일 구현예에서, 하우징은 상기 내부 개구부의 상기 제1 부분에 배열된 다공성 재료를 추가로 포함할 수 있다.

다공성 재료는, 이것이 하우징의 단면을 덮거나 또는 거의 완전히 덮도록 배열될 수 있다. 재료의 다공도는, 오일이 큰 압력 강하를 겪지 않으면서 비교적 용이하게 이를 통해 유동할 수 있도록 하는 크기여야 한다.

일 구현예에서, 상기 다공성 재료는 상기 공기 입구의 하류에 적어도 부분적으로 배열될 수 있다.

이에 의해, 오일 및 공기는 각각 오일 출구 및 공기 출구에 도달하기 전에 다공성 재료를 통해 유동해야 한다.

공기가 다공성 재료를 통해 유동할 때, 이는 다공성 재료를 가로질러 확산되어 상기 재료의 기공을 통해 유동하도록 해야 한다. 이점은, 그러면 공기가 큰 기포 내에 축적되는 것이 방지되고, 대신에 여러 개의 작은 기포 내로 분산된다는 것이다. 이는 공기의 전체 표면적을 증가시키며, 따라서 오일을 통과하는 도중에 공기에 의해 수집될 수 있는 물의 양을 증가시킨다.

일 구현예에서, 상기 공기 출구는 상기 하우징의 내부 개구부의 제2 부분에 배열될 수 있고, 상기 제2 부분은 상기 오일 출구 위에 수직으로 배열될 수 있다.

하우징의 내부 개구부에 제2 부분을 또한 갖는 것이 이점이며, 상기 제2 부분은 상기 오일 입구 위에 수직으로 배열된다. 이에 의해, 오일을 통해 유동한 공기는, 오일이 오일 출구를 통해 하우징을 떠날 때 임의의 오일이 없는 상기 제2 부분에 축적될 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 공기는 상기 공기 출구를 통해 제거되기 전에 상기 제2 부분에 축적될 수 있으며, 이에 의해, 우연히 공기에 의해 오일 출구를 지나 안내되는 오일은 공기 출구를 통해 하우징을 빠져나가는 대신에 상기 오일 출구 전의 위치로 다시 강하/낙하할 수 있다.

일 구현예에서, 상기 시스템은 오일 출구 튜브에 배열된 오일 필터를 추가로 포함할 수 있다.

오일 출구 튜브에 오일 필터를 제공하는 것은, 오일이 오일 공급부로 복귀하기 전에 여과되는 이점을 갖는다. 이는, 예를 들어 입자 오염물이 오일로부터 제거되는 (그렇지 않은 경우, 오일 공급부 내의 오일을 사용하는 기계/장비의 수명을 감소시킬 것임) 이러한 방식으로 유리한 것으로 알려져 있다.

하우징 하류에 오일 필터를 배열하는 것은, 오일 필터가 오일 중에 존재하는 물에 노출되지 않는다는 이점을 갖는다. 물은 오일 필터의 여과 효율에 영향을 미치는 것으로 알려져 있으며, 따라서 오일 중의 원치 않는 요소이다.

일 구현예에서, 상기 오일 필터는 출구 펌프의 하류에 배열될 수 있다.

이에 의해, 오일 필터에 제공되는 오일의 압력은 비교적 일정하게 유지되어, 오일 필터의 구조가, 예를 들어 변동하는 압력에 의해 불필요하게 스트레스를 받지 않도록 할 수 있다.

일 구현예에서, 상기 시스템은 오일 필터 및 하우징을 연결하는 공기 배기구 튜브(air vent tube)를 추가로 포함할 수 있다.

출구 펌프의 펌핑 유량이 입구 펌프의 펌핑 유량보다 더 높기 때문에, 출구 펌프는 때때로 건식으로 작동할 수 있으며, 하우징으로부터 오일뿐만 아니라 공기도 펌핑할 수 있다. 이러한 이유로, 공기 또한 오일 필터로 안내될 것이다.

오일 중에 공기가 존재하는 경우 필터를 가로지르는 압력 강하는 오일 중의 기포가 더 큰 부피로 팽창하도록 하고, 또한 용해된 공기의 방출을 낳을 수 있다는 것이 알려져 있다. 공기의 이러한 팽창은 고체 입자를 끌어당겨, 오일 필터의 기공 또는 개구부를 통해 여과되도록 하고, 이미 포획된 고체 오염물을 방출하여, 감소된 여과 효율을 낳는다.

오일 필터의 출구에서 여과된 오일을 가압하는 것, 즉 배압을 제공하는 것은 모든 공기가 오일 중에 용해된 상태로 남아있는 것을 보장한다. 따라서, 오일이 필터를 통해 통과할 때 자유 기포가 형성되지 않는다. 이러한 이유로, 오일 필터의 출구 측에 배압 (예컨대, 밸브)이 배열될 수 있다.

그러나, 상기 시스템은 오일 필터를 시스템의 하우징과 연결하는 공기 배기구 튜브를 또한 또는 대안적으로 포함할 수 있다. 이러한 공기 배기구 튜브를 가짐으로써, 오일 필터로 도입되는 공기의 적어도 주요 부분은 공기 배기구 튜브를 통해 상기 하우징으로 다시 안내될 수 있으며, 재사용되거나, 또는 오일 필터를 통해 오일 공급부로 안내되는 대신에 공기 출구 튜브를 통해 방출될 수 있다.

일 구현예에서, 공기 입구 튜브는 공기 배기구/팬을 포함할 수 있다. 공기 배기구/팬은 공기의 유동을 제공하는 저렴하고 효과적인 수단이다.

일 구현예에서, 공기 공급 유닛은 응축 시스템을 포함할 수 있다. 응축 시스템은 팬 냉각식 라디에이터를 포함할 수 있으며, 이는 응축에 의해 공기로부터 물 함량을 제거하는 저렴하고 간단하며 효과적인 수단이다.

본 발명에 따르면, 오일 공급부로부터의 오일로부터 물을 제거하는 방법이 또한 제공되며, 여기서 상기 방법은, 내부 개구부를 포함하는 하우징을 제공하는 단계; 상기 오일 공급부로부터 오일 입구 튜브를 통해 상기 하우징으로 상기 오일을 도입하는 단계로서, 상기 오일 입구 튜브는 상기 오일 공급부로부터 상기 오일 입구로의 방향으로 오일의 유동을 제공하는 입구 펌프를 포함하는, 단계; 상기 하우징으로부터 오일 출구를 통해 상기 오일 공급부로 안내되는 오일 출구 튜브로 상기 오일을 방출하는 단계로서, 상기 오일 출구 튜브는 상기 오일 출구로부터 상기 오일 공급부로의 방향으로 오일의 유동을 제공하는 출구 펌프를 포함하는, 단계; 공기 공급 유닛으로부터 공기 입구 튜브를 통해 상기 하우징 내로 공기의 유동을 도입하는 단계; 및 상기 하우징으로부터 공기 출구 튜브를 통해 공기의 유동을 제거하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 출구 펌프는 상기 입구 펌프에 의해 제공되는 펌핑 유량보다 더 높은 펌핑 유량에서 유동을 제공한다.

상기 시스템의 구조 및 기능 및 상기 시스템을 사용하는 방법은 도면에 도시된 예시적인 구현예를 참조하여 아래에서 더 상세히 기술될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 시스템의 일 구현예를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 시스템의 일 구현예를 도시한다.

도 1에서, 오일 공급부 (미도시)로부터의 오일로부터 물을 제거하기 위한 시스템(1)이 도시되어 있다. 시스템(1)은 오일 입구 튜브(2) 및 오일 출구 튜브(3)를 갖는 것으로 도시되어 있다.

오일 입구 튜브(2)는 제1 단부(2a)에서 오일 공급부와 연결되고, 제2 단부(2b)에서 하우징(5)의 오일 입구(4)와 연결된다. 오일 입구 튜브(2)는, 화살표(2')에 의해 표시된 바와 같이 상기 오일 공급부로부터 상기 오일 입구(4)로의 방향으로 오일의 유동을 제공하도록 적합화된 입구 펌프(6)를 통해 안내된다.

오일 입구 튜브(2)는 또한, 오일 입구 튜브(2)를 통해 오일이 오일 공급부로 복귀하는 것을 방지하기 위해 (즉, 화살표(2') 방향에 반대) 역류 방지 밸브(non-return valve; 7)를 통해 안내될 수 있음이 도시되어 있다. 역류 방지 밸브(7)는, 예를 들어 4개의 바(bar)에서 설정되어 오일 공급부로부터의 오일이 정지 상태에서 시스템에 들어가는 것을 방지할 수 있다. 역류 방지 밸브(7)는 입구 펌프(6)의 하류에 배열될 수 있다.

오일 입구 튜브(2)는 또한, 오일이 하우징(5)에 들어가기 전에 오일을 (예를 들어, 50℃ 내지 80℃로) 가열하기 위한 가열 요소(8)를 통해 안내될 수 있다. 그러나, 가열 요소(8)는, 오일이 하우징(5)에서 처리되기 전에 오일을 가열하는 한, 대신에 하우징(5)에 배열될 수 있음이 예상된다. 가열 요소(8)는, 예를 들어 1000 W를 제공할 수 있고, 하우징(5) 내 오일의 요구되는 오일 온도에 도달하도록 오일의 특정 온도에 따라 오일이 정확하게 가열되는 것을 보장하는 온도 제어를 포함할 수 있다. 가열 요소(8)는 입구 펌프(6) 및/또는 역류 방지 밸브(7)의 하류에 배열될 수 있다.

오일 출구 튜브(3)는 제1 단부(10)에서 하우징(5)의 오일 출구(9)에 연결되고, 제2 단부(11)에서 상기 오일 공급부에 연결된다. 오일 출구 튜브(3)는, 화살표(3')에 의해 표시된 바와 같이 상기 오일 출구(9)로부터 상기 오일 공급부로의 방향으로 오일의 유동을 제공하도록 적합화된 출구 펌프(12)를 통해 안내된다.

상기 출구 펌프(12)는 상기 입구 펌프(6)에 의해 제공되는 펌핑 유량보다 더 높은 펌핑 유량에서 유동을 제공하도록 적합화된다. 일 구현예에서, 출구 펌프(12)의 펌핑 유량은 입구 펌프(6)의 펌핑 유량보다 10% 초과 더 높을 수 있다. 일 구현예에서, 출구 펌프(12)의 펌핑 유량은 입구 펌프(6)의 펌핑 유량보다 50% 초과 더 높을 수 있다.

오일 출구 튜브(3)는 또한, 오일 필터(13) 및 제2 역류 방지 밸브(14)를 통해 안내될 수 있으며, 상기 둘 모두는 출구 펌프(12)의 하류에 배열될 수 있다.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 하우징(5)의 오일 입구(4)는 하우징(5)의 오일 출구(9)보다 수직으로 더 낮은 위치에 배치된다. 수직으로 더 낮은 것은, 중력에 대하여, 시스템이 구성될 때 이것이 작동 동안 있을 위치로서 이해되어야 한다. 따라서, 수직으로, 즉 중력적으로 더 높은 오일 출구(9)의 평면에서 방출되고, 중력 이외의 다른 힘을 받지 않는 품목은, 오일 입구(4)가 배치된 평면과 같이 수직으로 더 낮은 위치에서 평면 쪽으로 낙하할 것이다. 수직 방향 이외의 다른 치수에서, 하우징(5)의 오일 입구(4) 및 오일 출구(9)는 서로 독립적으로 배치될 수 있어서, 이들은 하우징(5)의 동일한 측 상에, 대향 측 상에 또는 서로 비교되는 각도에서 존재할 수 있다.

본 발명의 변형에서, 하우징(5)의 오일 입구(4)는 챔버(5)의 하부 절반에 배치된다. 이러한 구현예에서, 하우징(5)의 오일 출구(9)는 챔버(5)의 상부 절반에 배치될 수 있다. 상부 및 하부는, 챔버(5)가 오일로부터 물을 제거하기 위한 시스템의 작동 동안 있을 위치에 있을 때 여전히 중력 방향에 대해 고려된다.

하우징(5)의 오일 출구(9) 위에 하우징(5)의 오일 입구(4)를 배치하는 것은, 시스템이 범람 시스템으로서 작동하는 것을 가능하게 하며, 여기서 유체는 특정 수준에 도달하면 챔버(5)를 빠져나간다. 챔버(5)의 치수뿐만 아니라 챔버(5)의 오일 출구(9)의 수직 위치는 시스템의 상이한 구현예들 사이에서 달라질 수 있어서, 유체의 표면 수준에 의해 오일 출구에 도달하기 전에 챔버 내에 함유될 수 있는 유체의 부피가 시스템의 특정 구현예와 일치하도록 한다.

오일 필터(13)는 필터 유닛 (미도시)에 배열될 수 있고, 셀룰로오스 재료와 같은 천연 또는 합성 중합체를 포함할 수 있다 (이로 제조될 수 있음). 오일 필터(13)는 내부 개구부를 갖는 원통형 형상을 가질 수 있으며, 여기서 오일 필터(13)의 외부 표면은 오일 필터(13)의 입구를 획정(define)하여, 오일이 오일 필터(13) (및 필터 유닛)을 떠나기 전에 상기 오일 필터(13)의 외부 표면으로부터 내부 개구부로 유동하도록 한다.

제2 역류 방지 밸브(14)는 배압 밸브(14)일 수 있어, 오일 필터(13) 상에 압력이 가해지도록 한다.

앞서 설명한 바와 같이, 예를 들어 오일 중에 공기가 존재하는 경우 오일 필터(13)를 가로지르는 압력 강하가 오일 중의 기포를 더 큰 부피로 팽창시킬 것이며, 또한 용해된 공기를 오일 내로 방출할 수 있다는 것이 알려져 있다. 공기의 이러한 팽창은 고체 입자를 끌어당겨 오일 필터(13)의 기공 또는 개구부를 통해 여과되도록 할 것이고, 이미 포획된 고체 오염물을 방출하여, 감소된 여과 효율을 낳는다.

오일 필터(13)의 출구에서 여과된 오일을 가압하는 것, 즉 제2 역류 방지 밸브(14)의 사용에 의한 배압은, 오일 필터(13)를 통해 유동하는 오일 중 모든 공기가 오일 중에 용해된 상태로 남아있는 것을 보장한다. 따라서, 오일이 오일 필터(13)를 통해 통과할 때 자유 기포가 형성되지 않는다. 이러한 이유로, 오일 필터(13)의 출구 측에 배압이 배치될 수 있다.

공기 배기구 튜브(15)는 오일 필터(13)를 하우징(5)과 연결하는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 상기 공기 배기구 튜브(15)는 필터 유닛 (내부 개구부에 오일 필터(13)를 함유함)를 하우징(5)과 연결하는 것으로 예상된다.

출구 펌프(12)가 입구 펌프(6)보다 더 높은 펌핑 유량에서 작동하는 것을 제공하는 경우, 오일뿐만 아니라 공기의 양도 오일 필터(13) 및 필터 유닛으로 안내된다. 앞서 언급한 바와 같이, 오일이 오일 필터(13)를 통해 유동할 때 오일 중에 존재하는 최소량의 공기를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 이유로, 상기 하우징(5)으로부터 펌핑되는 오일 + 공기 혼합물로부터 가능한 한 많은 공기를 제거하기 위해 그리고 공기를 화살표(15')에 의해 표시된 바와 같이 상기 하우징(5)으로 다시 안내하기 위해, 시스템(1)이 공기 배기구 튜브(15)를 포함하는 것이 이점이다.

유리하게는, 공기가 통상적으로 상기 수직 상부 부분에 축적되기 때문에, 공기 배기구 튜브(15)는 상기 필터 유닛 (오일 필터)의 수직 상부 부분에 연결된다.

제3 역류 방지 밸브(16)는 공기가 오일 필터(13) (필터 유닛)를 떠나지만 들어가지는 못하도록 하기 위해 공기 배기구 튜브(15)에 배열될 수 있다.

도 1에서, 시스템(1)은 공기 입구 튜브(17), 공기 출구 튜브(18) 및 공기 공급 유닛(19)을 추가로 포함하는 것으로 도시되어 있다.

공기 입구 튜브(17)는 공기 공급 유닛(19) 및 하우징(5)의 공기 입구(20) 사이의 가스 연결을 제공한다. 공기 펌프(21) (팬/공기 배기구)가 공기 입구 튜브(17)에 삽입되어, 화살표(17')에 의해 표시된 바와 같이 상기 공기 공급 유닛(19)으로부터 상기 하우징(5)으로의 방향으로 공기의 유동을 제공하여, 공기의 요구되는 유동이 하우징 내로 도입되는 것을 보장한다.

공기 출구 튜브(18)는 하우징(5)의 공기 출구(22) 및 공기 공급 유닛(19) 사이의 가스 연결을 제공한다. 상기 하우징(5)에 도입된 공기와 비교하여 증가된 양의 물을 함유하는 공기 (아마도 심지어 포화된 공기)는 이어서 상기 하우징(5)을 떠나, 화살표(18')에 의해 표시된 바와 같이 상기 공기 공급 유닛(19)으로 유동할수 있다.

공기 공급 유닛(19)은 공기 중의 물 함량의 적어도 일부를 제거하기 위한 응축 시스템(23)을 포함할 수 있다. 응축 시스템(23)은 팬 냉각식 라디에이터, 냉각 액체 응축 시스템 등일 수 있다. 공기로부터 제거된 물은 배수 튜브(24)를 통해 시스템을 떠날 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 시스템(1)의 일 구현예를 도시한다.

도 1에 표시된 피처(feature)와 유사한 피처에 대해, 유사한 참조 번호가 사용되었다.

도 1에서와 같이, 도 2에 도시된 시스템(1)은 오일 입구 튜브(2), 오일 출구 튜브(3), 공기 입구 튜브(17) 및 공기 출구 튜브(18)를 포함한다. 그러나, 도 2에서, 오일 입구(2) 및 오일 출구 튜브(3)는 오일 공급부(25)에 연결된 것으로 도시되어 있다.

도 2에서, 시스템(1)의 하우징(5)은, 하부 표면(26), 중간 표면(27) 및 상부 수평 표면(28), 및 제1 수직 표면(29), 제2 수직 표면(30) 및 제3 수직 표면(31)을 포함하는 L 형상을 갖는 것으로 도시되어 있다.

하우징(5)의 내부 개구부(32)에, 가열 요소(8) 및 다공성 재료(33)가 배열될 수 있다.

화살표에 의해 표시된 바와 같이, 오일은 오일 입구(4) (하부 수평 표면(26))를 통해 하우징(5) 내로 도입되고, 하우징(5)의 내부 개구부(32)를 채우고, 오일 표면(36)이 오일 출구(9) (제3 수직 표면(31))에 도달할 때까지 다공성 재료(33)를 통과한다. 상기 내부 개구부(32)의 채워진 부분은, 상기 오일 입구(4)의 하류 및 상기 오일 출구(9)의 상류에 배열된 상기 내부 개구부(32)의 제1 부분(34)을 획정한다. 상기 내부 개구부(32)의 나머지는 상기 하우징(5)의 내부 개구부(32)의 제2 부분(35)을 획정하고, 상기 제2 부분(35)은 상기 오일 출구(9) 위에 수직으로 배열된다. 상기 오일 입구(4)로부터 상기 오일 출구(9)로 가는 도중에, 오일은 가열 요소(8)에 의해 가열된다.

동시에, 화살표에 의해 표시된 바와 같이, 공기는, 상기 오일 입구(4)의 하류 및 상기 오일 출구(9)의 상류의 상기 제1 부분(34) (중간 수평 표면(27))에 배열된 공기 입구(20)를 통해 하우징(5) 내로 도입된다. 공기는 오일과 혼합되고, 다공성 재료(33)을 통과할 때 여러 개의 작은 기포로 나뉜다. 혼합 동안, 공기는 가열된 오일에 의해 가열되고, 상기 내부 개구부(32)의 제2 부분(35)에 배열된 공기 출구(22)를 통해 하우징(5)을 떠나기 전에 오일로부터 물을 흡수하며, 상기 제2 부분(35)은 상기 오일 출구(9) 위에 (상부 수평 표면(28)) 수직으로 배열된다.

Claims (11)

1. 오일 공급부로부터의 오일로부터 물을 제거하기 위한 시스템으로서, 상기 시스템은,
   - 내부 개구부(inner opening)를 포함하는 하우징,
   - 상기 오일 공급부 및 상기 하우징의 오일 입구를 연결하는 오일 입구 튜브(oil inlet tube)로서, 상기 오일 입구 튜브는 상기 오일 공급부로부터 상기 오일 입구로의 방향으로 오일의 유동을 제공하도록 적합화된 입구 펌프(inlet pump)를 포함하는, 오일 입구 튜브,
   - 상기 하우징의 오일 출구 및 상기 오일 공급부를 연결하는 오일 출구 튜브(oil outlet tube)로서, 상기 오일 출구 튜브는 상기 오일 출구로부터 상기 오일 공급부로의 방향으로 오일의 유동을 제공하도록 적합화된 출구 펌프(outlet pump)를 포함하는, 오일 출구 튜브,
   - 공기 공급 유닛 및 상기 하우징의 공기 입구 사이의 가스 연결을 제공하는 공기 입구 튜브(air inlet tube), 및
   - 상기 하우징의 공기 출구 및 상기 공기 공급 유닛 사이의 가스 연결을 제공하는 공기 출구 튜브(air outlet tube)
   를 포함하며,
   - 상기 출구 펌프는 상기 입구 펌프에 의해 제공되는 펌핑 유량보다 더 높은 펌핑 유량에서 유동을 제공하도록 적합화되고,
   - 상기 오일 출구는 상기 오일 입구보다 수직으로 더 높은 위치에 배열되는 것
   을 특징으로 하는 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 하우징의 상기 내부 개구부의 제1 부분이 상기 오일 입구의 하류 및 상기 오일 출구의 상류에 배열되는 것을 특징으로 하는 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 시스템이 상기 오일 출구의 상류에 배열된 가열 요소를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징의 상기 공기 입구가 상기 오일 입구의 하류에 배열되는 것을 특징으로 하는 시스템.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징이 상기 내부 개구부의 상기 제1 부분에 배열된 다공성 재료를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다공성 재료가 상기 공기 입구의 하류에 적어도 부분적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 시스템.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공기 출구가 상기 하우징의 상기 내부 개구부의 제2 부분에 배열되며, 상기 제2 부분은 상기 오일 출구 위에 수직으로 배열되는 것을 특징으로 하는 시스템.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템이 상기 오일 출구 튜브에 배열된 오일 필터를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
9. 제8항에 있어서, 상기 오일 필터가 상기 출구 펌프의 하류에 배열되는 것을 특징으로 하는 시스템.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 시스템이 상기 오일 필터 및 상기 하우징을 연결하는 공기 배기구 튜브(air vent tube)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
11. 오일 공급부로부터의 오일로부터 물을 제거하는 방법으로서, 상기 방법은,
    - 내부 개구부를 포함하는 하우징을 제공하는 단계,
    - 상기 오일 공급부로부터의 상기 오일을 오일 입구 튜브를 통해 상기 하우징으로 도입하는 단계로서, 상기 오일 입구 튜브는 상기 오일 공급부로부터 상기 오일 입구로의 방향으로 오일의 유동을 제공하는 입구 펌프를 포함하는, 단계,
    - 상기 하우징으로부터 오일 출구를 통해 상기 오일 공급부로 안내되는 오일 출구 튜브로 상기 오일을 방출하는 단계로서, 상기 오일 출구 튜브는 상기 오일 출구로부터 상기 오일 공급부로의 방향으로 오일의 유동을 제공하는 출구 펌프를 포함하는, 단계,
    - 공기 공급 유닛으로부터 공기 입구 튜브를 통해 공기의 유동을 상기 하우징 내로 도입하는 단계,
    - 공기 출구 튜브를 통해 상기 하우징으로부터 공기의 유동을 제거하는 단계
    를 포함하며,
    - 상기 출구 펌프는 상기 입구 펌프에 의해 제공되는 펌핑 유량보다 더 높은 펌핑 유량에서 유동을 제공하는 것
    을 특징으로 하는 방법.

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