KR20220101564A

KR20220101564A - 지지 및 제어 샤프트를 갖는 블로바이 가스 여과 조립체

Info

Publication number: KR20220101564A
Application number: KR1020217042740A
Authority: KR
Inventors: 조르지오 지론디
Original assignee: 유에프아이 필터즈 소시에떼 퍼 아찌오니
Priority date: 2019-05-29
Filing date: 2020-05-28
Publication date: 2022-07-19
Also published as: US20220220872A1; BR112021023953A2; EP3976945C0; EP3976945A1; EP3976945B1; US11994048B2; WO2020240456A1

Abstract

본 발명은 블로바이 가스 여과 조립체(1)이며, 블로바이 가스 여과 조립체는 축(X-X)을 갖고 그리고 축(X-X)에 만들어진 출구 마우스(22)에 끼워맞춤되는 여과 챔버(20)를 포함하는 본체(2); 중심 챔버(300)를 포함하는 중공 원통형 형상을 갖는 축(X-X)을 따라 연장되는 필터 그룹(3); 축(X-X)에 대한 회전을 제어하기 위해 필터 그룹(3)에 작동 가능하게 연결된 엔진 그룹(4) ― 엔진 조립체(4)는 회전자(41) 및 고정자(42)를 포함 ―; 축(X-X)을 따라 연장되는 중공체 형태의 지지 및 제어 샤프트(5)를 포함하고, 지지 및 제어 샤프트는 회전자(41)가 일체로 장착되는 엔진 부분(51) 및 필터 그룹(3)이 일체로 장착되는 필터 부분(52)을 포함하며, 그에 따라 회전자(41)의 제어된 회전이 샤프트(5) 그리고 이에 따라 필터 그룹(3)의 회전에 대응한다. 게다가, 상기 필터 부분(52)은 여과된 블로바이 가스들의 출구 덕트(520)를 포함하고, 출구 덕트 내부 측에서, 출구 마우스(22)를 향한 상기 여과된 블로바이 가스들의 상기 유출이 발생한다.

Description

지지 및 제어 샤프트를 갖는 블로바이 가스 여과 조립체

본 발명은 블로바이 가스(blow-by gas) 여과 조립체에 관한 것이다.

특히, 본 발명의 블로바이 가스 여과 조립체는 차량 내부의 내연 기관 시스템(internal combustion engine system)의 크랭크케이스 환기 회로에 유체 연결 가능하여 (상기 크랭크케이스로부터) 블로바이 가스들을 수용하고 이들로부터 내부에 포함된 부유 입자들을 여과할 수 있다.

구체적으로, "블로바이 가스"는 내연 기관의 작동 중에 내연 기관의 크랭크케이스로부터 환기되는 유증기들(oil vapours)을 의미한다. 특히, 상기 블로바이 가스들은 배기 가스들의 조성과 유사한 조성을 가지며 연소실에서 공기/연료 혼합물의 연소에 의해 생성된다. 배기 가스 배출 회로(exhaust gas emission circuit)에 도달하는 대신, 이러한 가스들이 크랭크 케이스의 하부 부분으로 누출되어 실린더들을 따라 지나가면서 탄소 입자들과 오일 방울을 함께 가져간다. 본 논의에서, 단순성을 위해 블로바이 가스들은 공기와 부유 입자들로 구성된 것으로 간주되며; 상기 부유 입자들은 오일 액적들 및/또는 탄소질 미립자들을 포함한다.

종래 기술에서, 크랭크케이스에 유체 연결 가능하고 블로바이 가스들로부터 환기하기에 적합한 여과 조립체들의 해법들이 알려져 있다.

구체적으로, 전술된 블로바이 가스들로부터 원하지 않는 부유 입자들을 분리하는 블로바이 가스 여과 조립체 해법들은 이러한 목적을 갖는 필터 그룹을 포함하는 것으로 알려져 있다.

종래 기술에서, 여과 조립체들의 복수의 실시예들이 알려져 있는데: 예를 들어, 제1 유형은 블로바이 가스가 통과할 때 블로바이 가스를 여과하기에 적합한 다공성 필터 매체를 포함하는 필터 그룹의 존재를 제공하고; 제2 유형은 원심력의 작용에 의해 부유 입자들이 공기로부터 분리되는, 상호 이격되고 회전 안내되는 복수의 디스크를 포함하는 필터 그룹의 존재를 제공하며; 처음 두 유형들의 조합을 제공하는 제3 유형은, 실제로 회전 안내되는 다공성 필터 매체가 제공된다.

이러한 맥락에서, 특히 전술한 제3의 바람직한 실시예를 참조하면, 공지된 해법들은 특히 복잡하고 조립(및 분해)하기 어렵다.

따라서, 상기 종래 기술에서, 상기 문제를 해결하고, 형태가 간단하고 무엇보다도 간단한 조립(및 분해)을 필요로 하는 블로바이 가스 여과 조립체를 갖는 것에 대한 필요성이 강하게 느껴진다.

본 발명의 목적은, 상기 요건을 만족하는 블로바이 가스 여과 조립체의 개선된 새로운 실시예를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 제1 항에 청구된 블로바이 가스 여과 조립체에 의해 달성된다. 종속항들은 추가적인 유리한 양태들을 갖는 바람직한 변형 실시예들을 도시한다.

본 발명의 추가 특징들 및 이점들은 어떠한 경우에도 첨부된 도면들을 참조하여 비제한적인 예에 의해 만들어진 바람직한 실시예들에 대한 하기 설명으로부터 명백할 것이며, 여기서:
도 1은 바람직한 실시예에 따른, 본 발명의 블로바이 가스 여과 조립체의 개별 부품들에서의 사시도를 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 각각, 본 발명의 블로바이 가스 여과 조립체의 개별 부품들에서의 2개의 사시도들을 도시한다.
도 3은 조립되고 이전 도면들에 도시된 블로바이 가스 여과 조립체의 길이 방향 단면도를 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시된 단면 V-V 및 VI-VI 각각을 따른 2개의 단면도들이다.
도 4aa는 도 4a에 도시된 영역(A)의 확대도이다.
도 5a, 도 5b, 도 5c, 도 5d, 도 5e, 도 5f, 도 5g는 본 발명에 따른 블로바이 가스 여과 조립체의 다양한 조립 단계들을 도시한다.

첨부된 도면들을 참조하면, 참조 번호 1은 가스 스트림에 부유된 입자들(액체 및/또는 고체)에 대한 여과/분리 작용을 수행하기에 적합한 블로바이 가스 여과 조립체를 나타낸다.

상기 블로바이 가스 여과 조립체(1)는, 블로바이 가스들을 수용하고 내부에 포함된 부유 입자들을 여과하여 청정 가스 스트림(즉, 여과됨)을 다른 차량 시스템들 예를 들어, 내연 기관의 연소실과 연통하는 엔진 흡기 회로(engine air intake circuit)로 복귀시킬 수 있도록 차량의 내연 기관의 크랭크케이스 환기 회로에 유체 연결 가능하다.

바람직하게는, 상기 블로바이 가스 여과 조립체(1)는 차량의 내연 기관의 크랭크케이스에 직접 조립될 수 있다. 특히, 본 발명은 이러한 특징에 제한되지 않으며; 블로바이 가스 여과 조립체(1)는 여과될 블로바이 가스들을 수용하기 위한, 크랭크케이스, 및 연소실로 향하는 고체 및 액체 입자들의 여과된 가스 스트림을 재순환시키기 위한 흡기 회로와 각각 연통하는 개개의 입구 포트 및 출구 포트를 포함하는 독립형 장치로 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 여과 조립체(1)는 후술되는 구성요소들이 연장되거나 위치결정되는 X-X 축을 포함한다.

본 발명에 따르면, 블로바이 가스 여과 조립체(1)는 본체(main body)(2)를 포함한다. 바람직하게는, 시스템의 다른 구성요소들은 하기에서 광범위하게 설명되고 하기에 첨부된 예시적인 도면들로부터 명백한 바와 같이 상기 본체(2) 내부 또는 위에 위치결정된다.

특히, 본체(2)는 블로바이 가스들의 여과/분리 작업들이 일어나는 여과 챔버(20)를 포함한다. 따라서, 여과 챔버(20)는 오염된 블로바이 가스들(즉, 부유 입자들(고체 및/또는 액체)을 포함)을 수용하고 깨끗한 블로바이 가스들(즉, 세정된 부유 입자들)을 엔진 흡기 시스템으로 배출하기 위해 차량의 내연 기관의 크랭크케이스 환기 회로에 유체적으로 연결된다.

바람직한 실시예에 따르면, 본체(2)는 개개의 블로바이 가스 입구들 및 출구들을 포함한다.

특히, 본체(2)는 여과될 블로바이 가스들을 수용하기 위해 차량의 크랭크케이스 환기 회로와 유체적으로 연결된 입구 마우스(21)(도시되지 않음)를 포함한다. 바람직하게는, 상기 입구 마우스(21)는 그로부터 이격된 X-X 축에 대해 실질적으로 평행하게 만들어진다. 바람직하게는, 상기 입구 마우스(21)는 본체(2)의 측벽 상에 만들어진다. 바람직하게는, 상기 입구 마우스(21)는 여과 챔버(20)를 규정하는 본체(2)의 벽 상에 만들어진다.

본체(2)는 출구 마우스(22)를 포함한다. 상기 출구 마우스(22)는 X-X 축 상에 위치결정되도록 만들어진다. 바람직하게는, 출구 마우스(22)는 상기 X-X 축에 수직이다. 바람직하게는, 출구 마우스(22)는 X-X 축에 대해 동축이다.

출구 마우스(22)는 출구 가장자리(220)에 의해 환형으로 측방향으로 경계를 이룬다.

바람직한 실시예에 따르면, 출구 마우스(22)로부터, 본체(2)는 차량의 내연 기관의 연소실과 연통하는 엔진 흡기 회로와 인터페이스하는 출구 연결부를 제공한다. 바람직한 실시예에 따르면, 상기 출구 연결부는, 내연 기관 크랭크케이스에 대한 본체(2)의 커플링 플랜지 상에 만들어진 출구 개구와 연통한다.

더욱이, 바람직한 실시예에 따르면, 본체(2)는 후술하는 구성요소들이 본체(2) 내부측, 바람직하게는 여과 챔버(20) 내부측에 삽입될 수 있는 삽입 개구(25)를 포함한다. 상기 삽입 개구(25)는 출구 마우스(22) 반대편 포지션에 만들어진다. 바람직하게는, 삽입 개구(25)는 출구 마우스(22)에 평행한 그의 연장(배향)을 갖는 X-X 축을 따라 만들어진다. 바람직하게는, 삽입 개구(25)는 삽입 가장자리(250)에 의해 측방향으로 환형으로 규정된다. 바람직하게는, 삽입 가장자리(250) 및 출구 가장자리(220)는 각각, X-X 축에 대해 동심이다. 바람직하게는, 삽입 개구(25)는 다양한 구성요소들의 삽입 작동들을 허용하고 용이하게 하기 위해 출구 마우스(22)의 더 큰 개구를 규정한다.

본 발명에 따르면, 블로바이 가스 여과 조립체(1)는 필터 그룹(3)을 포함하고, 필터 그룹은 상기 여과 챔버(20)에서 수납 및 작동되며, 특히 블로바이 가스들에 부유된 입자들의 상기 여과/분리 작동들을 수행하기에 적합하다.

필터 그룹(3)은 실제로 중앙 챔버(300)를 포함하는 중공 원통형 형상을 갖는 X-X 축을 따라 연장된다.

필터 그룹(3)은 블로바이 가스들에 의해 반경 방향으로 횡단될 수 있다. 바람직하게는, 필터 그룹(3)은 외부측으로부터 내부측을 향하는 반경 방향으로 블로바이 가스들에 의해 횡단될 수 있다.

바람직하게는, 입구 마우스(21)는 필터 그룹(3)을 반경 방향으로 대면하고 있다. 바람직한 실시예에 따르면, 입구 마우스(21)는 필터 그룹(3)의 외부 표면을 반경 방향으로 대면하고 있다.

바람직하게는, 출구 마우스(22)는 중심 챔버(300)를 축방향으로 대면하고 있다.

다시 말해서, 필터 그룹(3)은 여과 챔버(20)에서 여과할 블로바이 가스들이 있는 더러운 측면과 여과된 블로바이 가스들이 있는 깨끗한 측면을 식별한다. 바람직하게는, 출구 마우스(22)는 상기 깨끗한 측면과 유체 연결된다.

바람직한 실시예에 따르면, 필터 그룹의 중앙 챔버(300)는 여과된 블로바이 가스들이 존재하는 깨끗한 측면을 둘러싸고 출구 마우스(22)와 유체 연통한다.

바람직한 실시예에 따르면, 필터 그룹(3)은 필터 매체(30)를 포함한다. 반경 방향으로 횡단될 수 있는 필터 매체(30)는 별(star) 또는 다공성 원통형 격벽(septum)의 형태로 주름진 부직포를 포함한다.

더욱이, 바람직한 실시예에 따르면, 필터 그룹(3)은 필터 매체(30)의 단부들에 배열된 2개의 필터 플레이트들(31, 32)을 포함한다.

게다가, 바람직한 실시예에 따르면, 필터 그룹(3)은 중앙 구조(33)를 포함하며, 중앙 구조는 필터 매체(30) 내부측에 수납되고 2개의 필터 플레이트들(31, 32)을 연결하며 그에 따라 필터 플레이트들(31, 32)이 일체로 회전 연결된다. 바람직하게는, 상기 중앙 구조(33)는 여과되는 유체의 통과를 허용하기에 적합한 복수의 관통 개구들을 갖는다.

첨부된 도면들에 도시된 바와 같이, 중앙 챔버(300)는 필터 매체(30)에 의해 둘러싸인 필터 플레이트들(31, 32)을 통해 연장된다.

바람직한 실시예에 따르면, 중앙 챔버(300)는 필터 플레이트들(31, 32) 상에 만들어진 개개의 관통 개구들(310, 320)을 통해 연장된다. 바람직하게는, 상기 개구들(310, 320)은 중앙 챔버(300)와 같이 X-X 축에 대해 동심이다.

더욱이, 본 발명에 따르면, 여과 조립체(1)는 X-X 축을 중심으로 회전하도록 명령하기 위해 필터 그룹(3)에 작동 가능하게 연결되는 엔진 그룹(4)을 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 엔진 그룹(4)은 회전자(41) 및 고정자(42)를 포함한다. 고정자(42)의 전기적 구동은 회전자(41)의 회전을 초래한다. 바람직하게는, 회전자(41)는 고정자(42)의 존재에 의해 둘러싸인 회전자 챔버(420)에 수납된다. 바람직하게는, 회전자(41)는 고정자(42)의 존재에 의해 둘러싸인 회전자 챔버(420)에 적어도 부분적으로 수납된다.

바람직한 실시예에 따르면, 엔진 그룹(4)은 전기식이며, 바람직하게는 브러시리스(brushless)이다.

바람직한 실시예에 따르면, 회전자(41)는 강자성 재료의 토로이드(toroid)이다. 바람직하게는, 회전자(41)는 영구 자석이다.

바람직한 실시예에 따르면, 회전자(41)는 토로이드의 형상으로 배열된 강자성 재료의 하나 이상의 요소들을 포함한다.

바람직한 실시예에 따르면, 고정자(42)는 회전 자기장을 생성하기 위한 복수의 활성화 가능한 자극들(energizable magnetic poles)을 포함한다. 바람직하게는, 상기 회전 자기장은 회전자와 상호작용하여 회전자의 축을 중심으로 회전을 결정하고 따라서 샤프트(5)의 회전, 따라서 필터 그룹(3)의 회전을 결정하는데 적합하다.

더욱이, 바람직하게는, 엔진 그룹(4)은 고정자(42)를 수납하는 엔진 바디(40)를 포함하며, 여기서 회전자(41)가 수납되는 회전자 챔버(420)가 규정된다. 바람직하게는, 엔진 바디(40)는 본체(2)에 밀봉식으로 끼워맞춤될 수 있다.

바람직하게는, 엔진 바디(40)는 본체(2)와 밀봉식으로 맞무림되어 삽입 개구(25)를 폐쇄한다. 엔진 바디(40)는 실제로 본체(2)에 축방향으로 장착될 수 있다.

바람직한 실시예에 따르면, 엔진 그룹(4)은 엔진 바디(40)에 통합된 전기 커넥터에 의해 차량 제어기에 전기적으로 연결된 전자 보드(electronic board)를 포함한다.

바람직하게는, 상기 전자 보드는 고정자에 제공된 일련의 권선들에 전기적으로 연결되며, 이는 고정자(42)의 자극들에 에너지를 공급하여 회전 자기장 흐름을 설정하고, 회전자(41) 따라서 샤프트(5) 및 필터 그룹(3)의 회전을 결정하는데 적합하다.

본 발명에 따르면, 블로바이 가스 여과 조립체(1)는 지지 및 제어 샤프트(5)를 포함한다.

이러한 샤프트(5)는 X-X 축을 따라 연장되는 중공체이고 필터 그룹(3) 및 엔진 그룹(4)에 작동 가능하게 연결되도록 특별히 설계된다. 샤프트(5)는, 회전자 챔버(420) 내부측, 여과 챔버(2) 내부측과 엔진 그룹(4) 내부측 둘 모두에서 길이가 연장된다.

바람직하게는, 샤프트(5)는 단일 구성요소로 만들어진 중공체이다.

대안적인 실시예에 따르면, 샤프트는 단일 구성요소를 형성하기 위해 가역적으로 또는 비가역적으로 (예를 들어, 용접, 기계적 커플링들, 스크류들 등에 의해) 서로 기계적으로 연결될 수 있는 2개 이상의 부품들로 구성된 중공체이고, 이의 구성 부품들은 필터 그룹(3) 및 회전자(41) 모두와 동시에 회전한다.

샤프트(5)는 실제로 회전자(41)가 수납되는 엔진 부분(51) 및 필터 그룹(3)이 수납되는 필터 부분(52)을 포함한다. 특히, 회전자(41) 및 필터 그룹(3)은, 회전자(41)의 제어된 회전이 샤프트(5) 따라서 필터 그룹(3)의 회전에 대응하는 방식으로 엔진 부분(51) 및 필터 부분(52)에 각각 샤프트(5)에 일체로 장착된다. 특히, 본 명세서에서 "일체로"는 회전자(41) 및 필터 그룹(3)이 샤프트(5)에 기계적으로 연결되어 일제히(또는 동기적으로) 회전하는 것을 의미한다. 바람직하게는, 회전자(41) 및/또는 필터 그룹(3)은 샤프트에 가역적으로(즉, 분리 가능함) 및/또는 비가역적으로(즉, 단일 구성요소를 구성함) 맞물린다.

바람직한 실시예에 따르면, 필터 그룹(3) 및 필터 부분(52)은 각각 X-X 축을 따라 적어도 제1 노치(308) 및 상기 제1 노치(308)에 수납된 제1 돌출부(528)를 포함하는 형상 결합(shape coupling)에 의해 상호 맞물린다. 바람직하게는, 제1 노치(308)는 중앙 챔버(300)의 필터 그룹(3)에 위치되고 제1 돌출부(528)는 반경 방향으로 돌출된 샤프트(5)에 만들어지고 또는 그 반대도 마찬가지이다. 바람직한 실시예에 따르면, 복수의 제1 노치들(308) 및 후속하는 제1 돌출부들(528)이 있다(서로 경사지게 등간격임).

바람직한 실시예에 따르면, 하나 이상의 (바람직하게는 2개의) 보유 돌출 요소들(309)이 제1 노치(308)의 측면들에 만들어진다. 바람직하게는, 보유 돌출 요소들(309)은 제1 노치(308)에 대해 반경 방향으로 돌출한다. 바람직한 실시예에 따르면, 이러한 보유 돌출 요소들(309)은, 제1 노치(308)의 방향과 반대 방향으로 반경 방향으로 돌출하는 하나 이상의 돌출부들을 포함한다.

바람직한 실시예에 따르면, 제1 돌출부(528)의 측면들 상에는, 보유 돌출 요소들(309)이 수용되는 하나 이상의 (바람직하게는 2개의) 안전 하우징들(529)이 있다. 바람직하게는, 제1 돌출부(528)는 안전 하우징(529)에 대해 반경방향으로 돌출한다.

따라서 바람직하게는, 개개의 안전 하우징(529)에 수납된 보유 돌출 요소들(309)은 개개의 제1 노치(308)에 제1 돌출부(528)를 유지하여 바람직하지 않은 이탈을 방지한다. 바람직한 실시예에 따르면, 이러한 안전 하우징들(529)은 제1 돌출부(528)의 방향과 반대 방향으로 반경 방향으로 만들어진 하나 이상의 오목부들을 포함한다.

다시 말해서, 바람직한 실시예에 따르면, 보유 돌출 요소들(309) 및 개개의 안전 하우징들(529)은 필터 그룹(3)과 샤프트(5) 사이에서 이들의 회전동안 제공된 연결의 원치 않는 해제를 방지하기 위한 안전 수단으로서 작용하도록 의도된다.

바람직한 실시예에 따르면, 회전자(41) 및 엔진 부분(51)은 각각 X-X 축을 따라 적어도 제2 노치(418) 및 상기 제2 노치(418)에 수납된 제2 돌출부(518)를 포함하는 형상 커플링으로 상호 맞물린다. 바람직하게는, 제2 노치(418)는 회전자(41)에 위치되고 제2 돌출부(518)는 반경 방향으로 돌출된 샤프트(5)에 만들어지고 또는 그 반대도 마찬가지이다. 바람직한 실시예에 따르면, 복수의 제2 노치들(418) 및 후속하는 제2 돌출부들(518)이 있다(서로 경사지게 등간격임). 본 발명에 따르면, 추가로, (샤프트(5)의) 필터 부분(52)은 내부측에 여과된 블로바이 가스들의 출구 덕트(520)를 포함하며, 이 출구 덕트(520) 내부측에 출구 마우스(22)를 향한 상기 여과된 블로바이 가스들의 유출이 발생한다. 다시 말해서, 샤프트(5)는 중공체이며, 그 공동은 여과된 블로바이 가스들의 출구 덕트(520)를 적어도 부분적으로 형성한다.

다시 말해서, 출구 덕트(520)는 (필터 그룹(3)의) 깨끗한 측면을 출구 마우스(22)에 연결한다. 다시 말해서, 이미 여과 작동들을 거친 블로바이 가스들은 출구 덕트(520)로 유출된다.

바람직하게는, 출구 덕트(520)는 필터 그룹(3)의 중앙 챔버(300)를 출구 마우스(22)에 유체적으로 연결한다.

바람직한 실시예에 따르면, 필터 부분(52)은 중앙 챔버(300) 및 출구 마우스(22)와 유체 연결되어 여과된 블로바이 가스들이 유출되도록 한다.

바람직하게는, 샤프트(5)는 출구 덕트(520)의 내부측과 출구 마우스(22)를 유체적으로 연결하는 덕트 출구(522)를 포함한다. 덕트 출구(522)는 샤프트(5)의 축방향 단부에 위치결정된다. 바람직하게는, 덕트 출구(522)는 출구 마우스(22)에 위치결정된다. 바람직하게는, 덕트 출구(522)는 필터 부분(52)의 단부에서 샤프트(5) 상에 배치된다. 바람직하게는, 덕트 출구(522)는 엔진 부분(51)으로부터 원위의 필터 부분(52)의 축방향 단부에서 샤프트(5) 상에 위치결정된다. 바람직한 실시예에 따르면, 샤프트(5)는 덕트 출구(522)로부터 축방향 원위 포지션에서 출구 덕트(520)에 수납된 내부 확산기(525)를 포함한다.

바람직하게는, 내부 확산기(525)는 여과된 블로바이 가스들의 흐름을 덕트 출구(522) 쪽으로 향하게 하는 데 적합하다.

특히, 출구 덕트(520)에 수납된 내부 확산기(525)는 여과된 가스들의 출력을 지시하는 덕트 출구(522)의 반대쪽 단부에서 출구 덕트(520)를 폐쇄한다.

바람직하게는, 내부 확산기(525)는 덕트 출구(522) 방향으로 실질적으로 테이퍼진 형상을 갖는다.

바람직하게는, 내부 확산기(525)는 덕트 출구(522)에 근위의 정점 및 덕트 출구(522)로부터 원위의 기부를 갖는 실질적으로 원뿔형 또는 피라미드 형상을 갖는다.

바람직한 실시예에 따르면, 필터 부분(52)은 여과된 블로바이 가스들이 출구 덕트(520) 내로 유동하는 복수의 길이방향 슬롯들(521)을 포함한다. 바람직하게는, 길이방향 슬롯들(521)은 서로 각도가 등거리이다.

바람직한 실시예에 따르면, 샤프트(5)는 엔진 부분(51)과 필터 부분(52) 사이에서 축방향으로 위치결정된 맞닿음 링(abutment ring)(53)을 포함한다.

바람직하게는, 맞닿음 링(53)은 반경 방향으로 연장되고 필터 그룹(3)에 축방향 맞닿음 및 지지를 제공한다.

바람직한 실시예에 따르면, 필터 그룹(3)은 상기 맞닿음 링(53) 위에 축방향으로 삽입된다. 바람직하게는, 필터 그룹(3)은 맞닿음 링(53)에 맞물린다. 바람직하게는, 필터 그룹(3)은 맞닿음 링(53)과 밀봉식으로 맞물린다.

바람직한 실시예에 따르면, 블로바이 가스 여과 조립체(1)는 샤프트(5)를 본체(2) 및/또는 엔진 바디(40)에 지지하기 위해 샤프트(5)에 끼워맞춤되는 제1 지지 베어링(6)을 포함한다.

바람직하게는, 제1 베어링(6)은 엔진 부분(51)에 축방향으로 끼워맞춤된다.

바람직하게는, 제1 베어링(6)은 회전자(41)와 필터 부분(52) 사이의 축방향 포지션에서 샤프트(5)의 엔진 부분(51)에 축방향으로 끼워맞춤된다.

바람직하게는, 제1 베어링(6)은 회전자(41)와 맞닿음 링(53) 사이의 축방향 포지션에서 샤프트(5)의 엔진 부분(51)에 축방향으로 끼워맞춤된다.

바람직한 실시예에 따르면, 제1 베어링(6)은 회전자 챔버(420)를 여과 챔버(20)로부터 분리한다.

바람직한 실시예에 따르면, 제1 베어링(6)은 여과 챔버(20)를 단단히 폐쇄한다.

바람직하게는, 제1 베어링(6)은 엔진 바디(40)와 맞물리고 회전자 챔버(420)를 단단히 밀봉하여, 여과 챔버(20)로부터 이를 분할한다.

바람직하게는, 제1 베어링(6)은 본체(2)와 맞물리고 여과 챔버(20)를 밀봉하여, 회전자 챔버(420)로부터 이를 분할한다. 다시 말해서, 제1 베어링(6)은 엔진 바디(40)와 맞물려 회전자 챔버(420)를 밀봉하며, 그에 따라 회전자 챔버(420) 내부측에 공기만이 존재하도록 한다.

바람직한 실시예에 따르면, 블로바이 가스 여과 조립체(1)는 지지를 위한 제2 베어링(7)을 포함하며, 이는 샤프트(5)를 본체(2)에 지지하기 위해 샤프트(5)에 끼워맞춤될 수 있다.

바람직하게는, 제1 베어링(6) 및 제2 베어링(7)에 의해, 샤프트(5)가 X-X 축을 따라 위치결정된다. 바람직하게는, 제1 베어링(6) 및 제2 베어링(7)에 의해, 샤프트 축(5)이 X-X 축과 정렬된다.

본 발명은 제1 베어링 및 제2 베어링의 형상 또는 유형에 제한되지 않으며; 바람직하게는, 용어 "베어링"은 슬라이딩 베어링, 볼 베어링 또는 부싱을 의미한다.

바람직한 실시예에 따르면, 제2 베어링(7)은 엔진(4)으로부터 원위의 축방향 포지션에서 필터 부분(52) 상에 위치결정될 수 있다.

바람직한 실시예에 따르면, 제2 베어링(7)은 출구 마우스(22)에서 본체 상에 위치결정될 수 있다.

바람직한 조립 방법에 따르면, 제2 베어링(7)은 다른 구성요소들, 특히 필터 그룹(3) 및 엔진 그룹(4) 이전에 출구 마우스(22)에 설치된다.

바람직하게는, 제2 지지 베어링(7)은 여과 챔버(20)를 단단히 밀봉한다. 바람직한 실시예에 따르면, 제2 지지 베어링(7)은 출구 마우스(22)를 규정하는 출구 가장자리들(220)과 맞물린다.

바람직한 실시예에 따르면, 제2 베어링(7)은 출구 마우스 및 필터 부분(52)을 (바람직하게는 샤프트 단부에 근접한 부분에서) 규정하는 출구 가장자리들(220)과 맞물리는 여과 챔버를 밀봉한다.

바람직하게는, 제1 베어링(6) 및 제2 베어링(7)은 동일한 치수들을 갖는다(샤프트(5)의 외부 표면과 접촉하도록 설계된 내부 구멍 및 개개의 하우징 시트와 접촉하도록 설계된 외부 직경의 동일한 직경을 가짐).

바람직한 실시예에 따르면, 샤프트(5)의 엔진 부분(51)은 또한 중공이다.

바람직한 실시예에 따르면, 샤프트(5)는 단일 성형 작업에 의해 얻어지는 열가소성 재료로 제조된다.

바람직하게는, 샤프트(5)는 폴리페닐렌 설파이드(PPS)로 제조된다.

바람직하게는, 샤프트(5)는 폴리페닐렌 설파이드(PPS)계 재료로 제조된다.

바람직하게는, 샤프트(5)는 유리섬유로 강화된 폴리페닐렌 설파이드(PPS)계 재료(PPS + GF15, PPS + GF30, PPS + GF40)로 제조된다.

바람직하게는, 샤프트(5)는 나일론계 재료(PA, PA 6, PA 6.6 또는 이들의 혼합물)로 제조된다.

바람직하게는, 샤프트(5)는 유리 섬유로 강화된 나일론계 재료(PA + GF, PA 6.6 + GF35, PA 6 + PA 6.6 + GF 35)로 제조된다.

바람직하게는, 샤프트(5)는 폴리아미드계 화합물을 포함하는 재료(예를 들어, PPA)로 제조된다.

바람직한 실시예에 따르면, 샤프트(5)는 금속 재료로 제조된다. 바람직하게는, 샤프트(5)는 알루미늄 합금으로 제조된다.

바람직한 실시예에 따르면, 필터 플레이트들(31, 32)은 제1 환형 개스킷(315) 및 제2 환형 개스킷(325)에 의해 샤프트(5)와 밀봉식으로 맞물린다.

바람직하게는, 상기 제1 환형 개스킷(315)은 반경 방향 개스킷이다. 바람직하게는, 상기 제2 환형 개스킷(325)은 반경 방향 개스킷이다. 바람직하게는, 상기 제1 환형 개스킷(315)은 맞닿음 링(53)과 맞물린다. 바람직하게는, 상기 제2 환형 개스킷(325)은 길이방향 개구들(521)과 덕트 출구 개구(522) 사이의 영역에서 샤프트(5)의 필터 부분(52)과 맞물린다.

도 5a 내지 도 5f에 도시된 바와 같이, 예로서 제공되는 조립 작동들은 샤프트 상에 다양한 구성요소들의 축방향 삽입을 제공한 다음, 본체에 그렇게 조립된 구성요소들의 그룹의 축방향 삽입을 제공하여 극도로 단순화된다.

혁신적으로, 본 발명의 블로바이 가스 여과 조립체는 그 자체를 단순한 형태로 제공되고 무엇보다도 간단한 조립 및 분해 작동들을 필요로 함으로써 본 발명의 목적을 광범위하게 달성한다.

유리하게는, 샤프트는 필터 그룹을 지지하고 회전시키는 데 적합하다. 유리하게는, 샤프트는 또한 여과된 블로바이 가스들의 유출을 출구 마우스쪽으로 향하게 하고 용이하게 하기에 적합하다.

유리하게는, 특정 필터 그룹 지지 부분 및 특정 회전자 지지 부분을 포함하는 샤프트의 사용은, 엔진 그룹과 필터 그룹 사이에 제공된 임의의 정렬 및/또는 보상 요소들을 제거함으로써 여과 조립체의 생산과 관련된 비용을 감소시킨다.

유리하게는, 회전자 및 필터 그룹을 지지하는 부분들을 포함하는 샤프트는, 동일한 치수들로 필터 그룹의 여과 표면을 증가시키는데 사용될 수있는 공간들을 제공하고 조립체의 여과 성능을 개선하여 보다 컴팩트한 여과 조립체가 구축될 수 있게 한다. 유리하게는, 특히, 블로바이 가스 여과 조립체는 축방향 (길이 방향) 치수 및 무엇보다도 반경 방향 치수 둘 모두에서 극도로 컴팩트하다.

유리하게는, 외부측에서 내부측을 향해 반경 방향으로 작동하는 필터 그룹을 갖는 구성에서, 여과 챔버 내부측의 임의의 가스 재순환이 최소화되고 엔진 크랭크케이스로부터 여과 챔버 자체까지 여과될 가스들의 출구 마우스 및 흡입구를 향한 여과된 가스들의 순환이 유리하다.

유리하게는, 샤프트는 다기능 구성요소이다. 유리하게는, 여과된 블로바이 가스들의 출구 덕트, 필터 그룹을 지지하기 위한 부분 및 출구 덕트에 대한 상기 그룹의 유체 커플링을 지지하기 위한 부분, 회전자를 지지하기 위한 부분 및 엔진 바디 및/또는 본체에 샤프트를 지지하기 위한 제1 베어링을 지지하기 위한 부분이 샤프트에 각각 제공된다. 유리하게는, 샤프트는 중공체이며, 즉 적어도 부분적으로 중공 형상으로 만들어지며, 여과 조립체의 중량, 여과 조립체의 작동과 관련된 소비 및 필터 그룹을 회전 상태로 유지하는 역할을 하는 부품들(엔진, 베어링들)에 대한 기계적 응력들을 감소시킨다.

유리하게는, 샤프트는 더 엄격한 치수 및 기하학적 허용 오차들에 대한 순응성을 보장할 수 있는 더 큰 구조적 강도와 함께 간단한 해법을 제공하는 부품들 사이의 임의의 조인트들 또는 상호연결부들을 제거하는 단일체로 제조될 수 있다.

유리하게는, 샤프트(및 이에 따른 필터 그룹)는 축방향으로 정렬된 포지션, 특히 회전자의 회전축과 함께 특히 전기 모터와 정렬된 포지션에 쉽게 위치결정될 수 있다.

유리하게는, 샤프트는 회전자의 회전 축과 필터 그룹의 회전 축 사이의 정렬을 보장하여, 원치 않는 전력 소비를 줄이고 여과 조립체의 작동을 위해 차량에 필요한 전기 소비를 최소화한다.

유리하게는, 개개의 구성요소들, 즉 회전자 및 필터 그룹은 샤프트의 개개의 부분들에 간단하게 끼워맞춤될 수 있다.

유리하게는, 샤프트는 베어링에 의해 출구 마우스에 결합되어, 샤프트 및 샤프트에 설치된 구성요소들의 회전에 의해 생성되는 마찰을 감소시켜 입수가능한 전기의 더 나은 사용을 제공하거나 심지어 전기 모터에 필요한 전기의 감소를 제공한다.

유리하게는, 샤프트는 필터 그룹의 대향 단부들에 장착된 개개의 베어링에 의해 한쪽이 전기 모터에 연결되고 다른 쪽이 본체에 결합되어, 슬라이딩 개스킷들의 채택과 관련하여 로터의 회전축과 출구 마우스 사이의 최적의 정렬을 보장함과 동시에 회전으로 인한 마찰을 줄인다.

유리하게는, 베어링들의 사용은 마모 및 노화 현상에 더 민감한 개스킷들의 채택 대신에 블로바이 가스들의 부정적인 영향들에 대해 더 큰 내화학성을 갖는 커플링 및 밀봉 시스템들이 사용되는 것을 보장한다.

유리하게는, 필터 그룹은 샤프트에 끼워맞춤/제거가 간단하여 여과 조립체의 조립 및 유지보수를 용이하게 한다.

유리하게는, 블로바이 가스 여과 조립체는 고체 입자들을 여과하고 무엇보다도 후속적으로 원심 회전 작동을 받게되는 부유 오일 입자들을 응집시키는 필터 그룹의 결합된 작용 덕분에 상기 블로바이 가스들에 대한 작용에 극도로 효과적이다.

유리하게는, 상기 샤프트를 통해 전기 엔진에 의해 회전되는 다공성 필터 매체를 갖는 필터 그룹의 사용은 훨씬 더 빠른 속도(10000rpm)에서 작동하는 디스크/원심분리기가 장착된 분리기들에 비해 더 낮은 회전 속도들(3000rpm)에서 블로바이 가스들의 효과적인 여과를 허용하며, 그에 따라 여과 장치에서 발생하는 전기 소비량과 또한 음향 방출을 감소시킨다.

유리하게는, 축 방향으로의 단일 작업으로 다양한 구성요소들이 본체에 삽입되고 블로바이 가스 여과 조립체가 신속하게 사용할 준비가 된다.

유리하게는, 최소한의 밀봉부들로, 블로바이 가스 누출의 잠재적인 문제가 해결된다.

유리하게는, 샤프트는 회전자 챔버에서 블로바이 가스들의 순환을 방지 및/또는 최소화하기 위해 여과 챔버로부터 회전자 챔버를 분리하는 베어링을 지지한다. 유리하게는, 이러한 방식으로 회전자 챔버 내부측의 오염 물질들의 축적이 최소화되어, 고정자와 회전자 사이의 최적의 자기장 전파 및 최저 수준의 마찰 및 소산으로 회전자의 자유로운 움직임을 보장하는 데 유용한 고정자와 회전자 사이의 갭의 유지를 보장한다.

유리하게는, 회전자는 회전자 챔버 내부측에 포함되어 있으며, 그에 따라 샤프트의 엔진 부분이 가스 순환에 의해 영향을 받지 않고, 블로바이 가이스들에 포함된 오염물질들의 축적으로 인한 마모 및 열화로부터 전기 모터의 구성요소들의 효과적인 보호를 보장한다. 유리하게는, 샤프트 및 회전자는 주기적인 유지보수/교체를 필요로 하지 않지만, 필터 그룹이 주기적인 교체를 필요로 하는 경우에도 여과 조립체에 대해 예상되는 전체 서비스 수명 동안 사용될 수 있다.

유리하게는, 필터 그룹은 최소 수의 밀봉 요소들을 필요로 하며, 예를 들어 단일 개스킷, 가능하게는 2개의 개스킷들이면 충분하다.

유리하게는, 전기 모터의 엔진 바디는 본체의 벽들에 고정되고 밀봉식으로 결합될 수 있다. 유리하게는, 전기 모터는 본체에 설치되기 전에 필터 그룹 후에 결합될 수 있는 독립형 모듈로 제조될 수 있다.

당업자가 블로바이 가스 여과 조립체를 수정하여 조건부 요구사항들을 충족할 수 있다는 것은 분명하며, 다음 청구 범위에 의해 규정된 보호 범위 내에 모두 포함된다.

1 : 블로바이 가스 여과 조립체
2 : 본체
20 : 여과 챔버
21 : 입구 마우스
22 : 출구 마우스
220 : 출구 가장자리
25 : 삽입 개구
250 : 삽입 가장자리
3 : 필터 그룹
30 : 필터 매체
31, 32 : 필터 플레이트
310, 320 : 관통 개구들
315 : 제1 개스킷
325 : 제2 개스킷
33 : 중앙 구조
308 : 제1 노치
309 : 보유 돌출 요소들
300 : 중앙 챔버
4 : 엔진 그룹
40 : 엔진 바디
41 : 회전자
418 : 제2 노치
42 : 고정자
420 : 회전자 챔버
5 : 샤프트
51 : 엔진 부분
518 : 제2 돌출부
52 : 필터 부분
520 : 출구 덕트
528 : 제1 돌출부
529 : 안전 하우징들
521 : 길이 방향 슬롯들
522 : 덕트 출구
525 : 내부 확산기
6 : 제1 베어링
7 : 제2 베어링
X-X : 회전축

Claims

블로바이 가스(blow-by gas) 여과 조립체(1)로서,
상기 블로바이 가스 여과 조립체는 블로바이 가스들을 수용하고 그 안에 포함된 부유 입자들로부터 블로바이 가스들을 여과하기 위해 내연 기관(internal combustion engine) 베이스의 환기 회로에 유체적으로 연결될 수 있으며,
상기 여과 조립체(1)는 축(X-X)을 가지며 그리고
상기 축(X-X)을 따라 연장되는 여과 챔버(20) 및 상기 축(X-X)에 형성된 출구 마우스(22)를 포함하는 본체(2);
중앙 챔버(300)를 포함하는 중공 원통형 형상을 갖는 축(X-X)을 따라 연장되는 필터 그룹(3) ― 상기 필터 조립체(3)는 상기 여과 챔버(20)에 수납되고 상기 블로바이 가스들에 의해, 바람직하게는 외부측에서 내부측으로 반경 방향으로 횡단될 수 있음 ―;
상기 축(X-X)을 중심으로 회전하도록 제어하기 위해 상기 필터 그룹(3)에 작동 가능하게 연결된 모터 그룹(4) ― 상기 모터 그룹(4)은 회전자(41) 및 고정자(42)를 포함함 ―;
상기 축(X-X)을 따라 연장되는 중공체 형태의 지지 및 제어 샤프트(5)를 포함하며, 상기 지지 및 제어 샤프트(5)는, 상기 회전자(41)가 수납되는 모터 부분(51)과 상기 필터 그룹(3)이 수납되는 필터 부분(52)을 포함하며, 상기 회전자(41) 및 상기 필터 그룹(3)은 상기 샤프트(5)의 회전 및 그에 따른 필터 그룹(3)의 회전이 상기 회전자(41)의 제어된 회전에 상응하는 방식으로 상기 모터 부분(51) 및 상기 필터 부분(52)에 각각 샤프트(5)와 일체로 장착되며;
상기 필터 부분(52)은 상기 출구 마우스(22)를 향한 상기 여과된 블로바이 가스들의 유출이 발생하는 여과된 블로바이 가스들의 출구 덕트(520)를 포함하는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제1 항에 있어서,
상기 샤프트(5)는 상기 샤프트(5)의 축방향 단부에 위치결정되는, 출구 마우스(22)와 출구 덕트(520)의 내부를 유체적으로 연결하는 덕트 출구(522)를 포함하고,
블로바이 가스 여과 조립체.
제2 항에 있어서,
상기 샤프트(5)는 상기 덕트 출구(522)로부터 축방향 원위 포지션에서 상기 출구 덕트(520)에 수납되며, 여과된 블로바이 가스들의 흐름을 상기 덕트 출구(522) 쪽으로 향하게 하는 내부 확산기(525)를 포함하고,
상기 내부 확산기(525)는 상기 덕트 출구(522) 방향으로 실질적으로 테이퍼진 형상을 가지며, 바람직하게는 실질적으로 원뿔 형상을 갖는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 부분(52)은 바람직하게는 서로 경사지게 등거리에 있는(reciprocally angularly equidistant) 복수의 길이방향 슬릿들(521)을 포함하며, 이를 통해 여과된 블로바이 가스들이 출구 덕트(520)로 유입되는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필터 그룹(3) 및 상기 필터 부분(52)은, 각각, 상기 축(X-X)을 따라 적어도 하나의 제1 노치(308) 및 상기 제1 노치(308)에 수납되는 제1 돌출부(528)를 포함하는 형상 결합부와 상호 맞물리는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전자(41) 및 상기 모터 부분(51)은, 각각, 상기 축(X-X)을 따라 적어도 하나의 제2 노치(418) 및 상기 제2 노치(418)에 수납되는 제2 돌출부(518)를 포함하는 형상 결합부와 상호 맞물리는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 샤프트(5)는 상기 모터 부분(51)과 상기 필터 부분(52) 사이에 축방향으로 위치결정된 맞닿음 링(53)을 포함하고,
상기 맞닿음 링(53)은 반경 방향으로 연장되고 상기 필터 그룹(3)을 위한 축방향 맞닿음 및 지지를 제공하는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모터 부분(51)의 샤프트(5)에 끼워맞춤된 제1 지지 베어링(6)을 포함하는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모터 그룹(4)으로부터 원위의 축방향 포지션에서 상기 필터 부분(52)에 상기 샤프트(5)와 맞물리는 제2 지지 베어링(7)을 포함하며,
상기 제2 지지 베어링(7)은 상기 여과 챔버(20)를 밀봉하는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모터 부분(51)은 또한 중공인,
블로바이 가스 여과 조립체.
제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 샤프트(5)는 단일 성형 작업에 의해 얻어지는 열가소성 재료로 제조되는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필터 그룹(3)은 여과 매체(30) 및 상기 여과 매체(30)의 단부들에 2개의 필터 플레이트들(31, 32)을 포함하고,
상기 필터 플레이트들(31, 32)은 제1 환형 개스킷(315) 및 제2 환형 개스킷(325)에 의해 상기 샤프트(5)와 밀봉식으로 맞물리는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모터 그룹(4)은 상기 회전자(41)가 수납되는 회전자 챔버(420)를 규정하는 상기 고정자(42)를 수납하는 모터 바디(40)를 포함하고,
상기 모터 본체(40)는 본체(2)에 밀봉식으로 장착될 수 있는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제8 항과 조합하여 제13 항에 있어서,
상기 제1 베어링(6)은 상기 모터 바디(40)에 수납되는,
블로바이 가스 여과 조립체.
제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 본체(2)는, 상기 여과 챔버(20)에 유체적으로 연결되고 여과될 블로바이 가스들을 수용하도록 상기 내연 기관의 베이스의 환기 회로에 유체적으로 연결될 수 있는 입구 마우스(21)를 포함하는,
블로바이 가스 여과 조립체.