KR920002061B1

KR920002061B1 - 액중 기포 제거 장치

Info

Publication number: KR920002061B1
Application number: KR1019890018970A
Authority: KR
Inventors: 히사시 야노; 쥰스께 야부모또
Original assignee: 미쯔비시 세끼유 가부시끼가이샤; 야마다 기꾸오
Priority date: 1989-10-06
Filing date: 1989-12-20
Publication date: 1992-03-10
Also published as: JPH03123605A; EP0423396A3; JPH0751204B2; KR910007567A; EP0423396A2; CA2006252A1

Abstract

내용 없음.

Description

액중 기포 제거 장치

제1도는 기포 제거 장치가 엔진에 적용된 상태에서의 오일 흐름 통로를 도시한 개략도.

제2도는 본 발명에 따른 기포 제거 장치의 일예를 도시하는 단면 개략도.

제3도는 본 발명에 따른 기포 제거 장치의 다른 예를 도시하는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 윤활유 3 : 기포 제거 장치

5 : 와류실 15 : 오일 유입 파이프

본 발명은 기포가 제거된 유체를 공급하는 장치, 특히 고효율로 유체로부터 기포를 연속적으로 제거하여 기포가 없는 액체층을 공급하는 소형 장치에 관한 것이다.

윤활유, 엔진오일, 유압유, 터빈유, 압축기 오일등의 액체는 보통 교반되면서 공급되는 일이 많으며, 에멀젼화하는 액체 및 코팅액 같은 계면 활성제 함유액은 보통 내부에 기포를 머금은 상태로 흐르게 된다.

액체가 고농도의 기포를 포함하면 그 성능이 저하되어 여러가지 문제를 야기한다. 예를들어 엔진윤활유의 경우에, 엔진 회전 속도가 올라가면 오일팬내의 오일에 함유된 기포의 수도 증가한다. 기포 함유 오일이 오일 펌프에 의해 공급되면 유압 장치는 불만족스럽게 작동하고 윤활 부분의 노이즈, 마모 및 끼임이 가속된다. 다른 경우에, 접착제 에멀젼 유체가 종이 제조시에 사용되는 바와 같이 다수의 기포를 포함하면 접착 효과가 떨어진다.

한편, 엔진 출력을 증가시키기 위해, 엔진 회전 속도를 증가시키도록 하는 것이 최근의 추세이다. 엔진 속도가 커지는데는 신속한 유압 응답과 엔진 오일의 충분한 윤활을 요한다. 그러나 엔진의 각종 부품에 의해 고속으로 요동되면 엔진 오일은 기포수가 늘어나서 오일의 상술한 유압 응압 혹은 윤활성이 저하된다. 이런 결점을 극복하려는 강한 요구가 대두되어 왔다.

기포 제거 장치는 미합중국 특허 제4,548,622호 및 제4,585,465호에 기술되어 있다. 이들 종래의 장치에서, 액체내의 기포는 원심력이 가해져서 수집되고 기포를 가진 액체는 탱크내로 공급되어 액체 상부로부터 기포가 제거된다. 즉, 이런 장치에서, 기포는 수집된 기포가 탱크내로 운반된 후에 제거된다. 이들 장치는 파이프 라인의 유로상에 엔진 윤활유로부터 기포를 제거하는데, 혹은 종이 접착제로부터 기포를 제거하는데 효과적이질 못하다. 이리하여, 공급 라인내의 액체로부터 기포를 제거하는 기술을 제공하는 강력한 요구가 있었다.

상술한 문제를 극복하기 위해, 본 발명에 따른 기포 제거 장치는 (가) 처리할 액체의 상류에서 하류까지 연속적으로 혹은 단계적으로 직경이 감소되며, 하나 또는 복수개의 액체 유입 파이프 혹은 액체 유입구가 접선방향으로 와류실 한단부 최외축 주변에 제공된 중앙축에 직각이 되는 단면이 원형인 폐쇄와류실과, (나) 중앙축을 따라 와류실 한단부를 관통하는 기포 제거 파이프와, (다) 와류실 벽에 제공된 하나 또는 복수개의 액체 유도관 또는 액체 유동 구멍을 포함한다.

본 발명의 기포 제거 장치에서, 와류실 직경은 처리할 유체의 상류에서 하류로 갈수록 점차 감소되어 기포는 고효율로 유체로부터 제거될 수 있다. 이를 이하에 보다 상세히 설명한다.

액체와 가스(질량이 각각 m₁,m₂인)의 약간의 혼합물은 반경 r에 배치되고 각 속도

로 회전한다고 가정한다. 이 경우에, m₁,m₂의 분리 능력은 원심력의 차이에 의해 표현된다. 즉

일반적으로, m₁＞mg이다. 따라서 등식(1)은 다음과 같이 표현할 수 있다.

등식(2)은 분리 능력 S가

에 비례한다는 것을 나타낸다. 상술한 바와 같이, 와류실은 하류로 갈수록 직경이 작아진다. 따라서 기포 함유 액체 블럭은 와류실로 내려감에 따라 반경 r이 작아지므로 그 각속도

는 증가한다. 분리 능력 S는

가 분리 능력 S를 제곱 정도로 크게 증가시키는 반면 r은 등식에 도시한 1배 정도로 증가시킨다.

이리하여, 본 발명에 따르면 기포와 액체는 거의 연속 모드로 순간적으로 서로 분리될 수 있다.

본 발명은 완전히 이해하는 것을 돕기위해 특정 실시예를 설명하기로 한다. 그러나 이는 본 발명이 그에 또는 그에 의해 제안되는 것이 아님은 거론하지 않는다.

[실시예 1]

본 발명에 따른 기포 제거 장치는 제1도 및 제2도에 도시한 구조로 되어 있다. 이 장치에는 엔진성능을 시험하도록 차량의 차량 엔진 윤활유 공급 펌프 P하류측에 장착되어 있다. 기포를 함유하는 엔진 윤활유(1)는 펌프 P에 의해 오일 스크린을 통해 흡입되고 그후 기포 제거 장치(3)로 펌핑된다. 기포 제거 장치에서, 오일은 오일 주입 파이프(4)를 통해 고속으로 접선 방향으로 와류실(5)내로 흐르게 되어 오일은 고농도 기포함유 제1오일층 B와 저농도 기포함유 제2오일층 C로 분리된다. 중앙축 주위의 제1오일층 B는 기포 제거구멍(6)과 기포 제거 파이프(7)를 통해 오일팬(8)으로 복귀되며 제2오일층 C는 오일유도 구멍(9)과 오일 출구 파이프(10)를 통해 윤활할 엔진 부품으로 공급된다.

실험을 통해, 체적비 8%(15℃온도, 1기압의 압력하에서)의 공기를 함유하는 엔진 윤활유는 본 발명의 기포 제거 장치를 사용하여 체적비 24%의 공기를 함유하는 제1오일층 B와 체적비 0.8%의 공기를 함유하는 제2오일층 C로 분리할 수 있었다. 엔진은 95%부하, 6000rpm의 속도에서 200시간 원활히 작동되었다.

[실시예 2]

제3도에서는 본 발명에 따라 구성된 기포 제거 장치의 다른 실시예가 도시되어 있다. 본 장치는 터빈의 성능을 검사하도록 터빈 윤활유 공급 펌프(P)의 하류에 설치되어 있다. 본 실시예에서, 와류실(11)의 벽은 타원체의 일부와 유사하게 만들어졌다. 기포 제거 장치에서, 오일 유입 구멍(12)을, 와류실(11)의 원통부안에 8개의 절개부를 형성하고 프레싱에 의해 절개부를 내측으로 밀어넣으므로써 형성되었다. 오일은 오일 유입 파이프(15)와 제1실(16) 그리고 오일 유입 구멍(12)을 통해 와류실(11)로 이에 접선 방향으로 유입되도록 하였다. 와류실의 중심 가까이에 수집된 기포는 기포 제거 파이프(17)안에 형성된 기포 제거 구멍(18)을 통해 기포 제거 파이프(17)안으로 이송되어 릴리프 밸브(19)를 통해 배출되는 반면에, 와류실(11)의 벽을 따라 위치한 기포를 함유하지 않은 터빈 오일은 윤활을 위하여 벽안에 형성된 다수의 오일 유도구멍(20, oil lead-out hole)과 제2실(21) 그리고 오일 배출 파이프(22)를 통해 터빈의 설정부분에 유입되도록 구성되었다.

실험을 통하여(대기압에서 약 15℃의 온도에서) 5체적%의 공기를 함유한 터빈 오일(14)은 23%의 공기를 함유한 터빈 오일층과 0.4%의 공기를 함유한 터빈 오일층으로 분리될 수 있음을 발견하였다.

상기 실시예 1 및 2로부터 알 수 있는 바와 같은 본 발명의 기포 제거 장치는 액체로부터 90%이상의 기포를 제거할 수 있다. 따라서, 본 발명 장치의 사용은 다음과 같은 효과 또는 장점을 갖는다.

내연기관 또는 외연기관의 경우에, 장착된 유압 장치는 안정적으로 작동하고 기관의 슬라이딩 요소는 충분히 윤활되어서 마모 및 끼임으로부터 보호되어 기관의 보수 수명을 연장시킨다.

또한, 유압 시스템을 작동 시스템과 제어 시스템이 기포가 제거된 오일을 사용할 수 있으므로 전체적으로 안정적으로 작동될 수 있다.

본 발명의 장치로써 터빈 오일 또는 압축기 오일을 처리함으로써 고속으로 슬라이딩하는 베어링을 충분히 윤활시켜서 기계 수명을 증가시킨다.

유압 오일 또는 터빈 오일이나 압축기 오일인 경우에, 기포 제거 파이프를 통과한 윤활 오일은 예를들어 진공 제거 또는 온-플레이트-플로우(on-plate-flow) 제거등의 제2처리 장치에 적용하여 오일안에 유입된 기포수를 최소화할 수 있다. 이러한 방법은 오일의 내산화성을 증가시키는데 효과적이다.

본 발명의 기포 제거 장치는 접착제(sizing agent) 및 피복제와 같은 계면 활성제를 함유한 액체에 사용할 수 있다. 이러한 경우에, 제조될 용지의 표면이 균일하게 마무리될 수 있으며, 여러가지 균일 필름을 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명을 사용함으로써 품질 제어에 따른 여러가지 어려움을 제거할 수 있다.

Claims

그 중심축에 직각으로의 단면적이 원형으로 그 직경이 이에 공급된 액체의 상류로부터 하류로 감소되는 동시에 이에 접선 방향으로 와류실의 한단부의 최외주변상에 적어도 하나의 액체 유입 통로를 마련한 밀폐된 와류실과, 그 중심축을 따라 와류실의 상기 단부를 관통하는 기포 제거 파이프와, 상기 와류실의 벽안에 마련된 적어도 하나의 액체 유도 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 액중 기포 제거 장치.
제1항에 있어서, 상기 액체 유입 통로가 상기 와류실의 원통부안에 형성된 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 액체 유도 통로가 0.5 내지 10㎜범위의 직경을 갖는 와류실의 벽안에 형성된 구멍들이며, 상기 액체 유도 구멍이 와류식 벽에 걸쳐 등간격으로 다수의 선으로 배열된 것을 특징으로 하는 장치.
제3항에 있어서, 상기 직경이 0.1 내지 5.0㎜인 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 와류실의 중심축을 따라 마련된 기포 제거 파이프가 와류실 안에 한 단부를 구비한 실린더 형태이며, 0.5 내지 5.0㎜직경의 다수의 기포 제거 구멍이 상기 기포 제거 파이프의 벽안에 등간격 및 다수의 선으로 형성된 것을 특징으로 하는 장치.
제5항에 있어서, 상기 기포 제거 구멍의 직경이 1.0 내지 3.0㎜의 범위인 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 벽들과 장치 사이의 내부 공간을 기포 함유 액체를 유입하기 위한 제1실과 기포 제거 액체를 수집하기 위한 제2실로 분리시키도록 구성된 케이싱 벽돌에 의해 감싸여진 것을 특징으로 하는 장치.
제7항에 있어서, 유입 파이프가 상기 제1실과 연통되도록 케이싱 벽상에 위치하고, 출구 파이프가 제2실과 연통되도록 케이싱 벽상에 위치한 것을 특징으로 하는 장치.