KR20210106471A

KR20210106471A - 블로바이 가스 여과 조립체

Info

Publication number: KR20210106471A
Application number: KR1020217021452A
Authority: KR
Inventors: 조르지오 지론디
Original assignee: 유에프아이 필터즈 소시에떼 퍼 아찌오니
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2021-08-30
Also published as: WO2020128739A1; US11536173B2; EP3899218A1; US20220056826A1; BR112021012182A2; IT201800020413A1; EP3899218B1

Abstract

본 발명은 내연 기관의 크랭크케이스 환기 회로에 유체적으로 연결되어 블로바이 가스들을 수용하고 상기 블로바이 가스들로부터 내부에 포함된 부유 입자들을 여과할 수 있는 블로바이 가스 여과 조립체(1)에 관한 것이다. 여과 조립체(1)는 블로바이 가스들에 의해 반경방향으로 횡단될 수 있는 중공 원통형 필터 그룹(2)을 포함한다. 또한, 여과 조립체(1)는 필터 그룹(2)을 지지하고 회전을 통제하는 제어 그룹(3)을 포함하며, 제어 그룹(3)은, i) 축(X-X)을 따라 필터 그룹(2)으로 연장되고 블로바이 가스들의 순환을 위해 중앙 공동(200)과 유체적으로 연결된 내부 덕트(400)를 한정하는 중공 샤프트(4); ii) 스테이터(51)와, 중공 샤프트(4)에 작동적으로 연결되고, 스테이터(51)로부터 전자기적 제어 동작을 수신하고 중공 샤프트(4) 및 그에 따라 필터 그룹(2)의 회전을 통제하기에 적합한 중공 로터(52)를 포함하는 전기 모터(5)를 포함한다.

Description

블로바이 가스 여과 조립체

[0001] 본 발명은 블로바이 가스 여과 조립체(blow-by gas filtration assembly)에 관한 것이다.

[0002] 특히, 본 발명의 블로바이 가스 여과 조립체는 차량 내부의 내연 기관 시스템의 크랭크케이스 환기 회로에 유체적으로 연결되어, (상기 크랭크케이스로부터) 블로바이 가스들을 수용하고 이들로부터 내부에 포함된 부유 입자들을 여과할 수 있다.

[0003] 구체적으로, "블로바이 가스"는 작동 동안에 내연 기관의 크랭크케이스로부터 배출되는 오일 증기들을 의미한다. 특히, 상기 블로바이 가스들은 배기 가스들의 조성과 유사한 조성을 가지며, 연소 챔버에서 공기/연료 혼합물의 연소에 의해 생성된다. 배기 가스 배출 회로에 도달하는 대신에, 이들 가스들은 크랭크케이스의 하측 부분으로 누출되어, 실린더들 옆으로 통과하고 탄소 입자들 및 오일 방울들을 함께 가져간다. 현재 논의에서, 단순화를 위해, 블로바이 가스들은 공기 및 부유 입자들로 구성되는 것으로 간주되고; 상기 부유 입자들은 오일 액적들 및/또는 탄소질 미립자들을 포함한다.

[0004] 최신 기술에서는, 크랭크케이스에 유체적으로 연결되고 블로바이 가스들로부터 배출하기에 적합한 여과 조립체들의 해결책들이 알려져 있다.

[0005] 구체적으로, 그러한 목적을 갖는 필터 그룹을 포함하고 상기 블로바이 가스들로부터 원치 않는 부유 입자들을 분리하는 블로바이 가스 여과 조립체 해결책들이 알려져 있다.

[0006] 최신 기술에서, 여과 조립체들의 복수의 실시예들이 알려져 있다: 예를 들어, 제1 유형은 블로바이 가스들에 의해 횡단될 때 블로바이 가스들을 여과하기에 적합한 다공성 필터 매체를 포함하는 필터 그룹의 존재를 제공하고; 제2 유형은 상호 이격되고 회전 안내되는 복수의 디스크들을 포함하는 필터 그룹의 존재를 제공하며 ― 원심력의 작용에 의해 부유 입자들이 공기로부터 분리됨 ―; 제3 유형은 처음 두 유형의 조합을 제공한다 ― 실제로, 회전 안내되는 다공성 필터 매체가 제공됨 ―.

[0007] 이러한 맥락에서, 특히 전술한 제3 바람직한 실시예를 참조하면, 알려진 해결책들은 특히 복잡하고, 무엇보다도 넓은 풋프린트(footprint)를 가지며, 즉 특히 큰 치수들을 갖는다.

[0008] 이들 해결책들은 제조하기에 복잡하고 비용이 많이 들며, 무엇보다도 차량에서 많은 공간을 차지한다.

[0009] 따라서, 상기 최신 기술에서, 상기 문제를 해결하여, 형상이 단순하고 무엇보다도 크기가 제한된 블로바이 가스 여과 조립체를 가질 필요성이 강하게 느껴진다.

[0010] 본 발명의 목적은 상기 요구사항을 만족하는 블로바이 가스 여과 조립체의 새로운 실시예를 제공하는 것이다.

[0011] 그러한 목적은 청구항 1에 청구된 블로바이 가스 여과 조립체에 의해 달성된다. 종속 청구항들은 추가적인 유리한 양태들을 갖는 바람직한 실시예 변형예들을 나타낸다.

[0012] 본 발명의 추가 특성들 및 이점들은, 임의의 경우에서, 첨부된 도면을 참조하여 비제한적인 예로서 이루어진 바람직한 실시예들의 하기에 주어진 설명으로부터 명백해질 것이다:
도 1은 바람직한 실시예에 따른, 본 발명의 블로바이 가스 여과 조립체의 종단면의 사시도를 도시한다.
도 2는 도 1의 블로바이 가스 여과 조립체의 정면도를 도시한다.
도 3은 상기 도면들의 블로바이 가스 여과 조립체의 분리된 부분들의 사시도를 도시한다.

[0013] 첨부된 도면들에서, 참조 번호 1은 가스 스트림에 부유된 입자들(액체 및/또는 고체)에 대해 여과/분리 작용을 수행하기에 적합한 블로바이 가스 여과 조립체를 나타낸다.

[0014] 상기 블로바이 가스 여과 조립체(1)는 차량의 내연 기관의 크랭크케이스 환기 회로에 유체적으로 연결되어, 블로바이 가스들을 수용하고 그로부터 내부에 포함된 부유 입자들을 여과하여, 청정 가스(즉, 여과된 가스)의 스트림을, 예를 들어 내연 기관의 연소 챔버와 연통하는 엔진 공기 흡입 회로와 같은 다른 차량 시스템들로 복귀시킬 수 있다.

[0015] 바람직한 실시예에 따르면, 블로바이 가스 여과 조립체(1)는 후술하는 구성요소들을 포함하고 지지하는 본체 조립체(10)를 포함하며, 본체 조립체(10)는 차량의 내연 기관의 크랭크케이스 환기 회로에 유체적으로 연결되어, 여과될 블로바이 가스들을 수용하고, 공기 흡입 회로에 의해, 고체 및 액체 입자들이 여과된 가스의 스트림을 연소 챔버로 재순환시킬 수 있다.

[0016] 바람직하게는, 상기 블로바이 가스 여과 조립체(1)는 차량의 내연 기관의 크랭크케이스에 직접 조립될 수 있다.

[0017] 일 실시예에 따르면, 블로바이 가스 여과 조립체(1)는 예를 들어 크랭크케이스로부터 훨씬 멀리 떨어진 바람직한 포지션에 있는 엔진실에 위치결정된 독립형 장치이다.

[0018] 그러나, 바람직한 실시예에 따르면, 크랭크케이스 자체는 후술하는 블로바이 가스 여과 조립체(1)가 적어도 부분적으로 수용되는 블로바이 가스 여과 챔버를 포함하며; 다시 말해서, 그러한 실시예에서, 조립체 본체(10)의 일부는 크랭크케이스 자체에 일체로 제조된다.

[0019] 하기 및 첨부 도면들에서, 조립체 본체(10)는 바람직한 실시예에 따라 충분히 설명된다.

[0020] 본 발명에 따르면, 여과 조립체(1)는 X-X 축을 포함하고, 후술하는 구성요소들이 X-X 축에 대해 연장되거나 위치결정된다.

[0021] 본 발명에 따르면, 여과 조립체(1)는, 구체적으로는 블로바이 가스들에 부유된 입자들의 상기 여과/분리 작동들을 수행하기에 적합한 필터 그룹(2)을 포함한다.

[0022] 필터 그룹(2)은 X-X 축을 따라 연장되고, 사실상 중앙 공동(200)을 포함하는 중공 원통형 형상을 갖는다.

[0023] 필터 그룹(2)은 블로바이 가스들에 의해 반경방향으로 횡단될 수 있다.

[0024] 바람직한 실시예에서, 필터 그룹(2)은 외부로부터 내부를 향해 반경방향으로 블로바이 가스들에 의해 횡단될 수 있다.

[0025] 바람직한 실시예 변형예에서, 필터 그룹(2)은 내부로부터 외부를 향해 반경방향으로 블로바이 가스들에 의해 횡단될 수 있다.

[0026] 바람직한 실시예에 따르면, 필터 그룹(2)은 필터 매체(20)를 포함한다. 반경방향으로 횡단될 수 있는 필터 매체(20)는 별형 또는 다공성 원통형 격막(septum)의 형태로 주름진 부직포를 포함한다.

[0027] 더욱이, 바람직한 실시예에 따르면, 필터 그룹(2)은 필터 매체(20)의 단부들에 기밀식으로 부착된 2 개의 필터 플레이트들(filter plates)(21, 22)을 포함한다.

[0028] 또한, 바람직한 실시예에 따르면, 필터 그룹(2)은 필터 매체(20)가 내부에 수용되고, 그리고/또는 필터 매체(20)를 둘러싸는 중앙 구조체(23)를 포함한다. 바람직하게는, 상기 중앙 구조체(23)는 필터 플레이트들(21, 22)이 일체로 회전적으로 연결되도록 2 개의 필터 플레이트들(21, 22)을 결합한다. 바람직하게는, 상기 중앙 구조체(23)는 여과되는 유체의 통과를 허용하기에 적합한 복수의 관통 개구들을 갖는다.

[0029] 첨부된 도면들에 도시된 바와 같이, 중앙 공동(200)은 필터 매체(20)에 의해 둘러싸인 필터 플레이트들(21, 22)을 통해 연장된다.

[0030] 바람직한 실시예에 따르면, 중앙 공동(200)은 필터 플레이트들(21, 22) 상에 형성된 각각의 관통 개구들(210, 220)을 통해 연장된다. 바람직하게는, 상기 개구들(210, 220)은 중앙 공동(200)과 같이 X-X 축에 동심이다.

[0031] 더욱이, 본 발명에 따르면, 여과 조립체(1)는 필터 그룹(2)을 (X-X 축에 대해) 회전적으로 지지하고 통제하는 제어 그룹(3)을 포함한다.

[0032] 제어 그룹(3)은 필터 그룹(2)을 지지하면서, 필터 그룹(2)을 X-X 축에 대해 정렬된 포지션에 유지하고 필터 그룹(2)을 (X-X 축에 대해) 바람직한 각 속도로 회전시키는 이중 목적을 가지고 있다.

[0033] 제어 그룹(3)은 필터 그룹(2)을 지지하고, 필터 그룹(2)을 X-X 축에 대해 정렬된 포지션에 유지하고 필터 그룹(2)을 바람직한 각 속도로 회전시키며, 또한 블로바이 가스 환기 회로를 필터 그룹(2), 특히 상기 필터 그룹(2)의 중앙 공동(200)에 유체적으로 연결하는 다중 목적을 가지고 있다.

[0034] 본 발명에 따르면, 제어 그룹(3)은 X-X 축을 따라 필터 그룹(2) 내부로 적어도 부분적으로 연장되고 필터 그룹(2)에 작동적으로 연결된 중공 샤프트(4), 및 상기 중공 샤프트(4) 및 그에 따라 필터 그룹(2)의 회전을 통제하는 전기 모터(5)를 포함한다.

[0035] 본 발명에 따르면, 제어 그룹(3)은 X-X 축을 따라 연장되고 필터 그룹(2)에 작동적으로 연결된 중공 샤프트(4), 및 상기 중공 샤프트(4) 및 그에 따라 필터 그룹(2)의 회전을 통제하는 전기 모터(5)를 포함한다.

[0036] 전기 모터(5)는 스테이터(stator)(51), 및 스테이터(51)로부터 전자기적 제어 동작을 수신하고 중공 샤프트(4) 및 그에 따라 필터 그룹(2)의 회전을 통제하는 중공 로터(hollow rotor)(52)를 포함한다. 실제로, 중공 로터(52)는 그 위에 위치결정된 중공 샤프트(4)에 작동적으로 연결된다.

[0037] 전기 모터(5)는 스테이터(51), 및 제어 샤프트(4)에 작동적으로 연결되고 스테이터(51)로부터 전자기적 제어 동작을 수신하고 중공 샤프트(4) 및 그에 따라 필터 그룹(2)의 회전을 통제하기에 적합한 중공 로터(52)를 포함한다. 특히, 중공 샤프트(4)는 중앙 공동(200)과 유체적으로 연결된 내부 덕트(400)를 포함하며; 다시 말해서, 중공 샤프트(4)는 블로바이 가스들이 관통 유동하는 내부 덕트(400)를 내부에 한정한다.

[0038] 특히, 중공 샤프트(4)는 중공 샤프트(4)의 대향 단부들에 제공된 각각의 개구들에 의해 블로바이 가스 환기 회로와 연통하는 내부 덕트(400)를 포함한다.

[0039] 필터 그룹(2)이 외부로부터 내부로 횡단되는 구성에서, 내부 덕트(400) 내로 유동하는 블로바이 가스들은 여과된 가스들, 즉 청정 가스들이다.

[0040] 필터 그룹(2)이 내부로부터 외부로 횡단되는 구성에서, 내부 덕트(400)로 유동하는 블로바이 가스들은 여과될 가스들, 즉 더러운 가스들이다.

[0041] 바람직하게는, 중공 샤프트(4)는 저부 단부(41)와 최상부 단부(42) 사이에서 축방향으로 연장된다. 특히, 필터 그룹(2)은 저부 단부(41)에 근접한 포지션에 배치되고, 전기 모터(5)는 최상부 단부(42)에 근접한 포지션에 배치된다.

[0042] 본 발명에 따르면, 중공 샤프트(4)는 필터 그룹(2) 및 중공 로터(52)가 각각 끼워맞춰지는 특정 숄더들(shoulders)(하나의 하부 숄더(418) 및 하나의 상부 숄더(428))을 2 개의 대향 단부들에 갖는다. 바람직하게는, 필터 그룹(2)은 중공 샤프트(4) 상에 축방향으로 삽입될 수 있다. 바람직하게는, 필터 그룹(2)은 환형 형상을 가지며, 상기 중공 샤프트(4)가 필터 그룹(2)의 중앙 공동(200) 내에 수용되도록 중공 샤프트(4) 주위에 축방향으로 삽입될 수 있다.

[0043] 바람직하게는, 중공 로터(52)는 중공 샤프트(4) 상에 축방향으로 삽입될 수 있다. 바람직하게는, 중공 로터(52)는 상부 숄더(428) 상에 수용된다.

[0044] 바람직하게는, 중공 로터(52)는 환형 형상을 가지며, 상기 중공 샤프트(4)가 중공 로터(52)의 중앙 로터 공동(520)에 수용되도록 중공 샤프트(4) 주위에 축방향으로 삽입될 수 있다.

[0045] 바람직하게는, 중공 로터(52)는 중공 샤프트(4)와 일체로, 하나의 피스(piece)로 제조된다. 바람직하게는, 중공 샤프트(4) 및 중공 로터(52)는 단일 구성요소이다.

[0046] 바람직한 실시예에 따르면, 중공 샤프트(4)는 필터 그룹(2)과 일체형이다. 다시 말해서, 중공 샤프트(4)와 필터 그룹(2)은 단일 구성요소이다.

[0047] 바람직한 실시예에 따르면, 중공 샤프트(4)는 필터 그룹(2)에 통합되고, 중간 구성요소들 없이도 블로바이 가스 환기 회로와 필터 그룹(2)의 중앙 공동(200)을 유체적으로 연통하게 배치하는 내부 덕트(400)를 한정한다.

[0048] 바람직한 실시예에 따르면, 중공 샤프트(4)는 필터 그룹(2)의 중앙 구조체(23)와 일체로 제조되고, X-X 축을 따라, 바람직하게는 전기 모터(5)가 위치된 방향으로 중앙 구조체(23)의 축방향 연장부로서 구성된다.

[0049] 바람직한 실시예에 따르면, 중공 샤프트(4)는 필터 그룹(2)의 필터 플레이트들(21, 22) 중 하나와 일체로 제조되고, X-X 축을 따라, 바람직하게는 전기 모터(5)가 위치된 방향으로 필터 플레이트들 중 하나의 축방향 연장부로서 구성된다.

[0050] 바람직한 실시예에 따르면, 내부 덕트(400)는 저부 단부(41)에서 폐쇄되고, 최상부 단부(42)에서 개방된다. 다시 말해서, 내부 덕트(400)는 블라인드형(blind)이다.

[0051] 본 발명에 따르면, 필터 그룹(2)이 위치결정된 부분 상의 중공 샤프트(4)는 중앙 공동(200) 및 내부 덕트(400)를 유체적으로 연통하도록 배치하기에 적합한 적어도 하나의 반경방향 구멍(410)을 포함한다. 바람직한 실시예에 따르면, 중공 샤프트(4)는 원주방향으로 배열된, 바람직하게는 서로 각도적으로 등거리에 배열된 복수의 반경방향 구멍들(410)을 포함한다.

[0052] 바람직한 실시예에 따르면, 중공 샤프트(4)는 내부 덕트(400)에 수용되고 내부 덕트(400)의 일 단부를 폐쇄하는 내부 디퓨저(inner diffuser)(45)를 포함한다.

[0053] 바람직하게는, 내부 덕트(400)에 수용된 내부 디퓨저(45)는 블로바이 가스들을 지향시켜서 그 유동을 개선한다.

[0054] 필터 그룹(2)이 외부로부터 내부로 횡단되는 실시예에서, 내부 디퓨저(45)는 여과된 블로바이 가스들의 유동을 출구를 향해 지향시킨다.

[0055] 필터 그룹(2)이 내부로부터 외부로 횡단되는 실시예에서, 내부 디퓨저(45)는 여과된 블로바이 가스들의 유동을 필터 매체(20)를 향해 지향시킨다.

[0056] 바람직하게는, 내부 디퓨저(45)는 출구 방향으로 실질적으로 테이퍼진 형상을 갖는다.

[0057] 바람직하게는, 내부 디퓨저(45)는 최상부 단부(42)에 있는 근위 정점 및 저부 단부(41)에 있는 근위 베이스를 갖는 실질적으로 원추형 또는 피라미드 형상을 갖는다.

[0058] 바람직한 실시예에 따르면, 필터 그룹(2) 및 중공 샤프트(4)는 형상 결합(shaped coupling)에 의해 서로에 대해 회전 작용을 전달하도록 상호 결합된다.

[0059] 바람직한 실시예에 따르면, 중공 샤프트(4)와 중앙 구조체(23)는, 내부에서, 중공 샤프트(4)가 중앙 구조체(23)에 회전 작용을 전달하기에 적합하도록 형상 결합에 의해 상호 작동적으로 연결된다. 바람직하게는, 중공 샤프트(4)는 반경방향 돌출부들을 포함하고, 필터 그룹(2)은 대응하는 반경방향 리세스들(radial recesses)을 포함하거나, 그 반대도 가능하다. 바람직한 실시예에 따르면, 상기 반경방향 돌출부들 및 반경방향 리세스들의 개수 및 배열은 회전 작용을 보장하고 균형을 맞추도록 한다.

[0060] 바람직한 실시예에 따르면, 필터 그룹(2)은 1 개, 바람직하게는 2 개의 필터 개스킷들(filter gaskets)(25)에 의해 중공 샤프트(4)와 기밀하게 작동적으로 연결된다. 바람직하게는, 상기 필터 개스킷들(25)은 각각의 필터 플레이트들(21, 22) 또는 상기 중앙 구조체(23) 상에 수용된다.

[0061] 바람직하게는, 중공 샤프트(4)는 알루미늄 합금으로 제조된다.

[0062] 바람직하게는, 중공 샤프트(4)는 열가소성 재료로 제조된다.

[0063] 바람직하게는, 중공 샤프트(4)는 나일론계 재료(PA, PA 6, PA 6.6 또는 이들의 혼합물)로 제조된다.

[0064] 바람직하게는, 중공 샤프트(4)는 유리 섬유 강화 나일론계 재료(PA + GF, PA 6.6 + GF 35, PA 6 + PA 6.6 + GF 35)로 제조된다.

[0065] 바람직하게는, 중공 샤프트(4)는 폴리아미드계 화합물(예를 들어, PPA)을 포함하는 재료로 제조된다.

[0066] 바람직하게는, 중공 샤프트(4)는 필터 그룹(2)의 중앙 구조체(23) 및/또는 필터 플레이트들(21, 22)이 제조되는 재료와 동일한 재료로 제조된다.

[0067] 언급된 바와 같이, 바람직한 실시예에 따르면, 중공 로터(52)는 중공 샤프트(4)에 일체로 견고하게 연결된다. 바람직하게는, 중공 로터(52)는 스테이터 내벽(510)과 대면하는 각도적으로 동일하게 이격된 로터 극들(rotor poles)을 포함하는 실질적으로 환형 형상을 갖는다.

[0068] 바람직하게는, 중공 로터(52)는 상기 중공 샤프트(4)와 동기하여 회전하고, 그에 따라 필터 조립체(2)의 제어된 회전을 결정하도록 중공 샤프트(4)에 장착 가능한 별도의 요소이다.

[0069] 바람직하게는, 중공 로터(52)는 실질적으로 환형 형상을 가지며, 중공 샤프트(4)의 외부면에 일체로 연결된다.

[0070] 바람직하게는, 중공 로터(52)는 실질적으로 환형 형상을 가지며, 중공 샤프트(4)에 의해 한정된 내부 덕트(400)를 둘러싸고 있다.

[0071] 바람직하게는, 중공 로터(52)와 중공 샤프트(4)는 동축으로 배열된다.

[0072] 바람직하게는, 중공 로터(52)와 중공 샤프트(4)는 X-X 축에 동축으로 배열되어, 필터 그룹(2)에 동축으로 배열된다.

[0073] 바람직하게는, 중공 로터(52)와 중공 샤프트(4)는 몰딩(moulding)에 의해 결합되고, 즉, 이들은 일체형 방식으로 이들을 결합하는 몰딩 작업을 받는다. 바람직하게는, 중공 로터(52)와 중공 샤프트(4)는 사출 성형에 의해 결합된다.

[0074] 바람직하게는, 중공 로터(52)는 중공 샤프트(4)에 매립된다.

[0075] 바람직하게는, 중공 로터(52)와 중공 샤프트(4)는 간섭(interference)에 의해 결합된다.

[0076] 바람직한 실시예에 따르면, 중공 샤프트(4)는 또한 지지 베어링(46)을 포함한다.

[0077] 바람직하게는, 지지 베어링(46)은 전기 모터(5)와는 반대측 단부에 위치된다. 바람직하게는, 지지 베어링(46)은 중공 샤프트(4)의 저부 단부(41)에 형성된 지지 공동(415)에 수용된다.

[0078] 바람직하게는, 지지 베어링(46)과 중공 샤프트(4)는 몰딩에 의해 결합되고, 즉, 이들은 일체형 방식으로 이들을 결합하는 몰딩 작업을 받는다. 바람직하게는, 지지 베어링(46)과 중공 샤프트(4)는 사출 성형에 의해 결합된다.

[0079] 이미 언급된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 블로바이 가스 여과 조립체(1)는 조립체 본체(10)를 포함한다.

[0080] 바람직한 실시예에 따르면, 상기 조립체 본체(10)는 블로바이 가스 여과 작동들이 일어나는 여과 챔버를 한정하기에 적합한 폐쇄 커버(100)를 포함한다.

[0081] 더욱이, 바람직한 실시예에 따르면, 상기 조립체 본체(10)는 필터 그룹(2) 및 제어 그룹(3)이 수용되는 조립체 하우징(159)을 한정하기 위해 폐쇄 커버(100)에 의해 폐쇄될 수 있는 컵 본체(cup body)(150)를 포함한다.

[0082] 일 실시예에 따르면, 폐쇄 커버(100)는 내부에 둘러싸인 여과 챔버를 한정하기 위해 크랭크케이스에 직접 끼워맞춰진다.

[0083] 바람직한 실시예에 따르면, 내부 덕트(400)를 통해 순환하는 블로바이 가스들이 관통 유동하는 유체 연결부(110)는 폐쇄 커버(100)에 형성된다.

[0084] 바람직한 실시예에 따르면, 스테이터(51)는 상기 폐쇄 커버(100) 상에 수용된다.

[0085] 바람직하게는, 폐쇄 커버(100)는 스테이터(51)가 수용되는 환형 하우징(105)을 포함한다.

[0086] 바람직한 실시예에 따르면, 여과된 블로바이 가스들은 내부 덕트(400) 내로 유동하고, 유체 연결부(110)를 통해 블로바이 가스 여과 조립체(1) 밖으로 유동한다.

[0087] 바람직한 실시예에 따르면, 폐쇄 커버(100)는 유체 연결부(110)와 유체적으로 작동하고 여과 조립체(1) 내로 유동하는 블로바이 가스들의 유량을 조절하기에 적합한 환기 밸브(120)를 포함한다. 바람직하게는, 환기 밸브(120)는 엔진의 크랭크케이스의 환기 회로에서의 과압들의 발생을 방지하기에 적합하다.

[0088] 바람직하게는, 상기 환기 밸브(120)는 특정 임계 값보다 큰 압력을 받을 때 항복하는 탄성적으로 항복하는 멤브레인 요소(elastically yielding membrane element)(121)를 포함한다.

[0089] 하나의 실시예 변형예에 따르면, 여과될 블로바이 가스들은 유체 연결부(110)를 통해 유동하여 내부 덕트(400) 및 그에 따라 필터 그룹(2)에 도달한다.

[0090] 바람직한 실시예에 따르면, 조립체 본체(10)는 또한 필터 그룹(2)과 전기 모터(5) 사이에 축방향으로 위치결정되고 중공 샤프트(4)와 작동적으로 연결되어 중공 샤프트(4)를 회전이 자유롭게 지지하는 지지 플레이트(130)를 포함한다.

[0091] 바람직하게는, 상기 지지 플레이트(130)는 중공 샤프트(4)의 외벽과 결합하여 중공 샤프트(4)를 내부 제5 휠과 결합시키기에 적합한 중간 지지 베어링(136)을 포함한다.

[0092] 언급된 바와 같이, 조립체 본체(10)는 조립체 하우징(159)을 한정하기에 적합한 컵 본체(150)를 포함한다.

[0093] 바람직하게는, 컵 본체(150)는, 실시예에 따라, 이미 여과되었거나, 크랭크케이스로부터 도착 시에 여과될 블로바이 가스들을 유동시키는 순환 마우스(circulation mouth)(151)를 포함한다. 바람직하게는, 상기 순환 마우스(151)는 필터 그룹(2)에 근접한 영역에 형성된다.

[0094] 바람직하게는, 순환 마우스(151)는 폐쇄 커버(100)의 축방향 반대측에 있는 하부 벽(152) 상에 형성된다.

[0095] 컵 본체(150)의 벽들은, 상기 조립체 하우징(159)을 한정하는 것에 부가하여, 또한 내부에 포함된 다양한 구성요소들을 X-X 축을 따라 정렬된 상태로 지지 및 유지하기에 적합하다.

[0096] 이러한 바람직한 실시예에 따르면, 중공 샤프트(4)는 하부 벽(152)과 결합한다. 바람직하게는, 지지 베어링(46)은 하부 벽(152)으로부터 돌출되는 적합한 지지 칼라(support collar)와 결합한다.

[0097] 이러한 바람직한 실시예에 따르면, 지지 플레이트(130)는 컵 본체(150)의 측벽(153)과 결합한다.

[0098] 바람직하게는, 지지 플레이트(130)는 측벽(153)과 밀봉식으로 결합한다.

[0099] 컵 본체(150)가 제공되지 않지만 모든 구성요소들이 여과 챔버 내부에 있는 실시예에서, 컵 본체(150)에 대해 전술한 모든 특징들은 여과 챔버에 존재한다.

[00100] 획기적으로는, 본 발명의 블로바이 가스 여과 조립체는 그 자체를 단순한 형태로 제시하고 무엇보다도 감소된 치수들을 가짐으로써 본 발명의 목적을 광범위하게 충족시킨다.

[00101] 유리하게는, 전기 모터는 매우 콤팩트하고, 중공 샤프트 상에 직접 제조된다.

[00102] 유리하게는, 전기 모터는 매우 콤팩트하고, 필터 조립체의 폐쇄 커버의 내부면에 직접 고정될 수 있다.

[00103] 유리하게는, 블로바이 가스 여과 조립체는 필터 그룹 및 제어 그룹(특히 전기 모터)이 차지하는 공간에 블로바이 가스 통로를 갖는다.

[00104] 유리하게는, 적어도 부분적으로 전기 모터가 또한 차지하는 공간에 블로바이 가스 순환 덕트가 형성되기 때문에, (특히 X-X 축의 방향을 따른) 여과 조립체의 치수 풋프린트가 감소된다.

[00105] 유리하게는, 여과 조립체는 이용 가능한 공간의 활용을 최적화하는 것을 가능하게 하여, 필터 그룹의 필터 표면을 증가시키고, 그에 따라 필터의 서비스 수명을 연장하고 블로바이 가스 환기 회로에 가해지는 압력 강하들을 감소시키는 것을 가능하게 한다.

[00106] 유리하게는, 중공 샤프트는 블로바이 가스들의 유동을 위한 덕트를 유체적으로 한정하는 제어 그룹에 의해 생성된 토크를 필터 그룹에 효과적으로 전달한다.

[00107] 유리하게는, 전기 모터는 전기 모터의 축을 따라 형성된 순환 덕트에서 순환하는 블로바이 가스들에 의해 냉각되는 포지션에 있다.

[00108] 유리하게는, 전기 모터는 여과된 블로바이 가스들에 의해 냉각되는 포지션에 있고, 그에 따라 여과될 블로바이 가스들보다 낮은 온도를 갖는 것이 바람직하다.

[00109] 유리하게는, 블로바이 가스 여과 조립체는 조립/분해하기가 간단하다. 유리하게는, 필터 그룹은 조립/분해하기가 간단하다.

[00110] 유리하게는, 블로바이 가스 여과 조립체는 원심 회전 작용을 후속하여 받는 부유 입자들을 여과하고 무엇보다도 응집시키는 필터 그룹의 조합된 작용으로 인해 상기 블로바이 가스들에 대한 작용에 매우 효과적이다.

[00111] 유리하게는, 중공 샤프트는 블로바이 가스들의 유동을 지향시킨다. 바람직하게는, 중공 샤프트는 여과된 블로바이 가스들을 출구를 향해 유출시키는 것을 선호한다. 바람직하게는, 중공 샤프트는 필터 그룹을 향해 여과될 블로바이 가스를 유동시키는 것을 선호한다.

[00112] 유리하게는, 중공 샤프트는 중공 형상으로 제조되고 열가소성 재료 또는 저밀도 금속 합금(예를 들어, 알루미늄 합금)으로 제조되어, 여과 조립체의 중량 및 따라서 여과 조립체의 작동과 연관된 소비를 감소시킨다.

[00113] 유리하게는, 중공 샤프트는 필터 그룹에 통합되어, 여과 조립체의 구성요소들의 개수를 감소시킬 수 있다.

[00114] 유리하게는, 최소 개수의 시일들에 의해, 블로바이 가스 누출의 잠재적인 문제가 해결된다.

[00115] 유리하게는, 필터 그룹은 최소 개수의 밀봉 요소들을 필요로 하며, 예를 들어 단일 개스킷, 가능하게는 2 개 개스킷들이면 충분하다.

[00116] 유리하게는, 여과 조립체는 차량에서 반드시 내연 기관에 근접하지는 않는 사전지정된 포지션에 배치될 수 있다.

[00117] 유리하게는, 여과 조립체는 내연 기관의 크랭크케이스의 일체형 부분으로서 차량에 배치될 수 있다.

[00118] 당업자는 하기의 청구범위에 의해 규정된 보호 범위 내에 모두 포함되는, 조건부 요구사항들을 충족시키기 위해 블로바이 가스 여과 조립체에 대한 변형들을 이룰 수 있다는 것이 명백하다.

[00119] 참조 번호 목록
1 : 블로바이 가스 여과 조립체
2 : 필터 그룹
20 : 여과 매체
21, 22 : 필터 플레이트들
210, 220 : 관통 개구들
23 : 중앙 구조체
25 : 내부 필터 개스킷들
28 : 반경방향 리세스들
200 : 중앙 공동
3 : 제어 그룹
4 : 중공 샤프트
41 : 저부 단부
410 : 반경방향 구멍
415 : 지지 공동
418 : 하부 숄더
42 : 최상부 단부
428 : 상부 숄더
45 : 내부 디퓨저
46 : 지지 베어링
5 : 전기 모터
51 : 스테이터
510 : 스테이터 내벽
52 : 중공 로터
520 : 중앙 로터 공동
10 : 조립체 본체
100 : 폐쇄 커버
110 : 유체 연결부
120 : 환기 밸브
121 : 탄성적으로 항복하는 멤브레인 요소
130 : 지지 플레이트
135 : 중간 지지 베어링
150 : 컵 본체
151 : 순환 마우스
152 : 하부 벽
153 : 측벽
156 : 지지 칼라
159 : 조립체 하우징
X-X : 회전 축

Claims

블로바이 가스 여과 조립체(blow-by gas filtration assembly)(1)로서,
상기 블로바이 가스 여과 조립체는 내연 기관의 크랭크케이스 환기 회로(crankcase ventilation circuit)에 유체적으로 연결되어 블로바이 가스들(blow-by gases)을 수용하고 상기 블로바이 가스들로부터 내부에 포함된 부유 입자들을 여과할 수 있으며,
상기 여과 조립체(1)는 축(X-X)을 가지며, 상기 여과 조립체(1)는,
상기 축(X-X)을 따라 연장되고, 반경방향으로, 바람직하게는 외부로부터 내부로 블로바이 가스들에 의해 횡단될 수 있는 중앙 공동(200)을 포함하는 중공 원통형 형상을 갖는 필터 그룹(filter group)(2);
상기 필터 그룹(2)을 지지하고 회전시키는 제어 그룹(control group)(3)을 포함하며,
상기 제어 그룹(3)은,
i) 상기 축(X-X)을 따라 상기 필터 그룹(2) 내부로 적어도 부분적으로 연장되고 상기 필터 그룹(2)에 작동적으로 연결되며, 상기 블로바이 가스들의 순환을 위해 상기 중앙 공동(200)과 유체적으로 연결된 내부 덕트(inner duct)(400)를 한정하는 중공 샤프트(hollow shaft)(4);
ii) 스테이터(stator)(51) 및 중공 로터(hollow rotor)(52)를 포함하는 전기 모터(5)를 포함하며, 상기 중공 로터(52)는 상기 중공 로터(52) 상에 위치결정된 중공 샤프트(4)에 작동적으로 연결되고, 상기 스테이터(51)로부터 전자기적 제어 동작을 수신하고 상기 중공 샤프트(4) 및 그에 따라 상기 필터 그룹(2)의 회전을 통제하기에 적합한,
블로바이 가스 여과 조립체.
제1 항에 있어서,
상기 중공 샤프트(4)는 저부 단부(41)와 최상부 단부(42) 사이에서 축방향으로 연장되고, 상기 내부 덕트(400)는 상기 저부 단부(41)에서 폐쇄되고 상기 최상부 단부(42)에서 개방되는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제2 항에 있어서,
상기 필터 그룹(2)은 상기 저부 단부(41)에 근접한 포지션에 위치결정되고, 상기 중공 로터(52)는 상기 최상부 단부(42)에 근접한 포지션에 위치결정되는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필터 그룹(2)이 위치결정된 부분 상의 상기 중공 샤프트(4)는 상기 중앙 공동(200) 및 상기 내부 덕트(400)를 유체 연통하도록 배치하기에 적합한 적어도 하나의 반경방향 구멍(410)을 포함하는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중공 샤프트(4)는 상기 내부 덕트(400)에 수용되고 상기 내부 덕트(400)의 일 단부를 폐쇄하며 바람직하게는 실질적으로 테이퍼진 형상으로 연장되는 블로바이 가스들의 유동을 지향시키는 내부 디퓨저(45)를 포함하는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필터 그룹(2)은 필터 매체(20), 및 상기 필터 매체(20)의 단부들에 기밀식으로 고정된 2 개의 필터 플레이트들(21, 22)을 포함하는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제6 항에 있어서,
상기 필터 그룹(2)은 상기 필터 매체(20)를 내부에 수용하고, 그리고/또는 상기 필터 매체(20)를 둘러싸며, 상기 필터 플레이트들(21, 22)이 일체로 회전적으로 연결되도록 상기 2 개의 필터 플레이트들(21, 22)을 결합하는 중앙 구조체(23)를 포함하는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필터 그룹(2)은 1 개, 바람직하게는 2 개의 필터 개스킷들(filter gaskets)(25)에 의해 상기 중공 샤프트(4)와 기밀하게 작동적으로 연결되는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중공 로터(52)는 상기 중공 샤프트(4)에 일체로 완전히 연결되고, 즉 이들은 단일 구성요소로 되는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중공 로터(52)는 스테이터 내벽(510)과 대면하는 각도적으로 동일하게 이격된 로터 극들(rotor poles)을 포함하는 실질적으로 환형 형상을 갖는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중공 샤프트(4)는 지지 베어링(46)을 포함하는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중공 샤프트(4)는 상기 필터 그룹(2)에 일체로 완전히 연결되고, 즉 이들은 단일 구성요소로 되는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필터 매체(20)는 여과된 블로바이 가스들이 상기 내부 덕트(400)로 유동하도록, 외부로부터 내부로 반경방향으로 상기 블로바이 가스들에 의해 횡단될 수 있는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필터 매체(20)는 여과될 블로바이 가스들이 상기 내부 덕트(400)로 유동하도록 내부로부터 외부로 반경방향으로 상기 블로바이 가스들에 의해 횡단될 수 있는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내부 도관(400)을 통해 순환하는 상기 블로바이 가스들이 관통 유동하는 유체 연결부(110)가 형성되는 폐쇄 커버(closing cover)(100)를 포함하는 조립체 본체(10)를 추가로 포함하는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제15 항에 있어서,
상기 스테이터(51)는 상기 폐쇄 커버(100) 상에 수용되는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제14 항과 조합되는 제15 항 또는 제16 항에 있어서,
상기 폐쇄 커버(100)는 상기 유체 연결부와 유체적으로 작동하고, 탄성적으로 항복하는 멤브레인 요소(elastically yielding membrane element)(121)를 포함하며, 상기 여과 조립체(1) 내로 유동하는 블로바이 가스들의 유량을 조정하기에 적합한 환기 밸브(120)를 포함하는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제1 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조립체 본체(10)는 또한 상기 필터 그룹(2)과 상기 전기 모터(5) 사이에 축방향으로 위치결정되고 상기 중공 샤프트(4)와 작동적으로 연결되어 상기 중공 샤프트(4)를 회전이 자유롭게 지지하는 지지 플레이트(130)를 포함하는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제1 항 내지 제18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조립체 본체(10)는 상기 폐쇄 커버(100)에 의해 폐쇄되어 상기 필터 그룹(2) 및 상기 제어 그룹(3)이 수용되는 조립체 하우징(159)을 규정할 수 있는 컵 본체(cup body)(150)를 포함하며, 상기 컵 본체(150)는 여과된 또는 여과될 블로바이 가스들을 유동시키는 순환 마우스(circulating mouth)(151)를 포함하는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제19 항에 있어서,
상기 중공 샤프트(4)는 상기 컵 본체(150)의 하부 벽(152)에서 결합되고 회전이 자유롭게 지지되는,
블로바이 가스 여과 조립체.
내연 기관의 크랭크케이스(crankcase)로서,
상기 내연 기관의 크랭크케이스는 제1 항 내지 제13 항 및 제15 항 내지 제18 항 중 어느 한 항과 제14 항에 따른 블로바이 가스 여과 조립체(1)와 작동적으로 그리고 유체적으로 연결될 수 있으며,
상기 크랭크케이스는 상기 블로바이 가스 여과 조립체(1)가 적어도 부분적으로 수용되는 블로바이 가스 여과 챔버를 포함하는,
내연 기관의 크랭크케이스.