KR100978345B1 - Centrifugal filter with beveled nozzle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 경사 노즐 부착형 원심 필터에 관한 것으로, 특히 원심 필터의 로터 내부로 분사되는 유체가 충분히 분산되어진 채로 넓은 면적에 걸쳐 로터의 내벽면에 구비된 페이퍼에 도달할 수 있도록 불순 이물질의 중력, 원심력, 유체로 인한 부력, 유체 점성으로 인한 각 힘의 반력을 감안하여 스핀들튜브로부터 분사되는 유체의 임의의 분사각도를 경사 노즐을 이용해 변경하여 불순 이물질의 분리효율을 향상시킨 원심 필터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a centrifugal filter with an inclined nozzle. In particular, the gravity of impurity foreign matter can reach a paper provided on the inner wall surface of the rotor over a large area while the fluid injected into the rotor of the centrifugal filter is sufficiently dispersed. In consideration of the centrifugal force, buoyancy due to fluid, and reaction force of each force due to fluid viscosity, the present invention relates to a centrifugal filter that improves the separation efficiency of impurity foreign substances by changing an arbitrary injection angle of a fluid injected from a spindle tube using a gradient nozzle.
일반적으로 원심 필터(Centrifugal filter)라 함은 주관로를 흐르는 유체의 일부를 바이패스하여 여과시키는 방식이거나 성능 여하 및 운영 기술의 여하에 따라 직결되는 필터를 의미한다.In general, the centrifugal filter refers to a filter that bypasses a part of the fluid flowing through the main pipe or filters directly according to performance and operational technology.
한편 유체에서 발생되는 슬러지의 여과 능력은, 엔진 또는 유체 기계의 성능 및 기기의 수명을 결정하는데 중요한 요인으로 작용하게 되며, 특히 엔진이나 유체 기계의 경우 유체에 포함된 불순 이물질을 충분하게 여과시키지 못할 경우, 엔진이나 유체 기계의 손상을 초래하여 막대한 손해를 유발하게 된다.On the other hand, the filtration capacity of sludge generated in the fluid plays an important role in determining the performance of the engine or the fluid machine and the life of the device. In particular, the engine or the fluid machine may not sufficiently filter the impurities contained in the fluid. In this case, damage to the engine or the fluid machinery can be caused, resulting in enormous damage.
도 1은 종래 원심 필터의 단면도를 도시하고 있다.1 shows a cross-sectional view of a conventional centrifugal filter.
종래의 원심 필터는 유체의 유입이 이루어지는 유로가 내부에 형성된 축(10)과, 상기 축(10)을 중심으로 회전하여 원심력을 발생시키며 불순 이물질을 걸러내기 위한 페이퍼(21)를 내벽면에 구비하는 로터(20)와, 상기 로터(20)와 함께 축(10)을 중심으로 회전하며 축(10)을 통해 유입되는 유체를 공급받아 로터(20)의 내부로 분사하는 스핀들튜브(30)와, 상기 로터(20)의 내부 공간을 상하부 및 유동의 내외부로 분리하여 원심력에 의하여 유체로부터 분리된 불순 이물질을 상부공간(S1)에 쌓여지도록 하고, 정제된 유체는 하부공간(S2)으로 유동시켜 로터(20)의 하단부에 마련된 노즐(50)을 통해 배출되어지도록 하는 디스크(40)로 구성되어 있다.Conventional centrifugal filter has a shaft (10) formed inside the flow path through which the fluid flows, and a
상기와 같은 종래의 원심 필터는 축(10)을 통해 유입되는 유체가 스핀들튜브(30)에 형성된 임의의 각도를 가진 노즐공(31)들을 통하여 로터(20)의 내부로 분사되어지며, 로터의 회전으로 인해 발생되는 원심력에 의하여 유체 내의 불순 이물질이 로터의 벽면이나 디스크 상에 적재된 채로 분리되어 지며, 정제된 유체는 디스크(40)를 통하여 로터의 하부공간(S2)으로 유입되어 노즐(50)을 통해 분사되어진다.In the conventional centrifugal filter as described above, the fluid flowing through the
그러나 상기와 같은 종래의 원심 필터의 경우, 스핀들튜브에 형성된 노즐공들은 스핀들튜브의 원주상에 단순히 구멍을 천공한 것에 의해 형성되며, 이러한 노즐공들을 통해 분사되는 유체는 충분히 분산되지 못한 채 로터의 내벽면에 구비된 페이퍼에 도달하게 되므로, 페이퍼의 특정부분에 유체가 집중되어 페이퍼에 의한 불순 이물질의 분리효율이 떨어지며, 더욱이 페이퍼가 쉽게 손상되는 문제점을 가지고 있다.However, in the case of the conventional centrifugal filter as described above, the nozzle holes formed in the spindle tube are formed by simply drilling holes on the circumference of the spindle tube, and the fluid injected through these nozzle holes is not sufficiently dispersed in the rotor. Since it reaches the paper provided on the inner wall surface, the fluid is concentrated on a specific portion of the paper to reduce the separation efficiency of impurities foreign matter by the paper, and further has a problem that the paper is easily damaged.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 스핀들튜브를 통하여 로터의 내부로 분사되는 유체가 충분히 분산되어진 채로 넓은 면적에 걸쳐 페이퍼에 도달할 수 있도록 불순 이물질의 중력, 원심력, 유체로 인한 부력, 유체 점성으로 인한 각 힘의 반력을 감안하여 유체의 임의의 분사각도를 변경함으로써 불순 이물질의 분리효율을 향상시킨 원심 필터를 제공함에 있다.The present invention has been made in consideration of the above problems, and an object of the present invention is the gravity, centrifugal force of the impurities in order to reach the paper over a large area while the fluid injected into the rotor through the spindle tube is sufficiently dispersed The present invention provides a centrifugal filter that improves the separation efficiency of impurities by changing an arbitrary injection angle of the fluid in consideration of the buoyancy due to the fluid and the reaction force of each force due to the viscosity of the fluid.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 원심 필터는 유체의 유입이 이루어지는 유로가 내부에 형성된 축과, 상기 축을 중심으로 회전하여 원심력을 발생시키며 유체 내의 불순 이물질을 걸러내기 위한 페이퍼를 내벽면에 구비하는 로터와, 상기 로터와 함께 축을 중심으로 회전하며 축을 통해 유입되는 유체를 공급받아 로터의 내부로 분사하는 스핀들튜브와, 상기 로터의 내부 공간을 상하부 및 유동의 내외부로 분리하여 원심력에 의하여 유체로부터 분리된 불순 이물질을 상부공간에 쌓여지도록 하고, 정제된 유체는 하부공간으로 유동시켜 로터의 하단부에 마련된 노즐을 통해 배출되어지도록 하는 디스크를 구비하는 원심 필터에 있어서, 상기 스핀들튜브에 형성된 각각의 노즐공들과 연결되어 연속된 유로를 형성하되, 로터의 내부로 분사되는 유체가 분산되어진 채로 넓은 면적에 걸쳐 로터의 내벽면에 구비된 페이퍼에 도달할 수 있도록 상방향으로 경사지게 형성되어 유체의 임의의 분사각도를 변경하는 다수개의 유도분사공들을 갖는 경사 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The centrifugal filter of the present invention, which achieves the object as described above, and performs a problem for eliminating the drawbacks of the related art, has a shaft in which a flow path of fluid flows is formed therein, and a centrifugal force is generated by rotating about the shaft. A rotor having paper on the inner wall for filtering impurities, a spindle tube which rotates about the shaft together with the rotor, receives a fluid flowing through the shaft, and sprays the rotor into the rotor; And a disc separating the inside and the outside of the flow so that impurity foreign matter separated from the fluid by the centrifugal force is accumulated in the upper space, and the purified fluid flows into the lower space to be discharged through the nozzle provided at the lower end of the rotor. In the filter, it is connected to each nozzle hole formed in the spindle tube It forms a continuous flow path, and is formed to be inclined upwardly to reach the paper provided on the inner wall surface of the rotor over a large area while the fluid injected into the rotor is dispersed to change any injection angle of the fluid It characterized in that it further comprises an inclined nozzle having a plurality of guided injection holes.
한편, 상기 경사 노즐은 중앙부로 스핀들튜브가 삽입되어 스핀들튜브와 결합되어지도록 환형 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.On the other hand, the inclined nozzle is preferably made of an annular structure so that the spindle tube is inserted into the center portion is coupled to the spindle tube.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 로터의 내부로 분사되는 유체가 종래의 원심 필터에 비하여 보다 넓은 면적에 걸쳐 페이퍼에 도달하게 됨으로써, 불순 이물질의 분리효율을 향상시킬 수 있는 효과를 가지고 있다.According to the present invention having the above characteristics, the fluid injected into the rotor reaches the paper over a larger area than the conventional centrifugal filter, thereby improving the separation efficiency of impurities. .
더욱이 페이퍼의 특정부분에만 유체가 집중되는 것을 방지하고, 페이퍼의 보다 많은 부분을 불순 이물질의 여과에 활용할 수 있도록 함으로써, 불순 이물질의 분리효율은 높이면서도 페이퍼의 사용수명을 연장시킬 수 있는 효과를 가지고 있다.Furthermore, by preventing the fluid from concentrating on only a certain part of the paper, and by using more part of the paper for the filtration of impurities, the separation efficiency of impurities can be increased while extending the service life of the paper. have.
도 1 은 종래 원심 필터의 단면도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 경사 노즐 부착형 원심 필터의 단면도,
도 3 은 본 발명에 따른 경사 노즐과 스핀들튜브의 사시도,
도 4 는 본 발명에 따른 경사 노즐이 스핀들튜브에 설치된 상태를 나타낸 단면도,
도 5 는 본 발명에 따른 경사 노즐 부착형 원심 필터의 로터 내부로 분사되는 유체의 상태를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view of a conventional centrifugal filter,
2 is a cross-sectional view of the inclined nozzle-mounted centrifugal filter according to a preferred embodiment of the present invention;
3 is a perspective view of the inclined nozzle and the spindle tube according to the present invention;
4 is a cross-sectional view showing a state in which the inclined nozzle is installed in the spindle tube according to the present invention;
Figure 5 is a cross-sectional view showing a state of the fluid injected into the rotor of the inclined nozzle-mounted centrifugal filter according to the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 경사 노즐 부착형 원심 필터의 단면도를 도시하고 있다.2 shows a cross-sectional view of an inclined nozzle-mounted centrifugal filter in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
본 발명의 원심 필터는 로터(120)의 내부로 유입되어진 후 불순 이물질이 여과된 유체가 노즐(150)을 통해 배출되는 과정에서 발생되는 반력에 의하여 로터(120)가 회전하면서 유체 내의 불순 이물질을 분리시키는 공지의 원심 필터를 바탕으로 하며, 로터(120)의 내부로 유체가 분사되는 구조를 개선함으로써 불순 이물질의 분리효율을 향상시키도록 한 것이다.In the centrifugal filter of the present invention, the impurity foreign matter is introduced into the
한편 공지의 원심 필터는 유체의 유입이 이루어지는 유로가 내부에 형성된 축(110)과, 상기 축(110)을 중심으로 회전하여 원심력을 발생시키며 유체 내의 불순 이물질을 걸러내기 위한 페이퍼(121)를 내벽면에 구비하는 로터(120)와, 상기 로터(120)와 함께 축(110)을 중심으로 회전하며 축(110)을 통해 유입되는 유체를 공급받아 로터(120)의 내부로 분사하는 스핀들튜브(130)와, 상기 로터(120)의 내부 공간을 상하부 및 유동의 내외부로 분리하여 원심력에 의하여 유체로부터 분리된 불순 이물질을 상부공간(S1)에 쌓여지도록 하고, 정제된 유체는 내부의 하부공간(S2)으로 유동시켜 로터(120)의 하단부에 마련된 노즐(150)을 통해 배출되어지도록 하는 디스크(140)를 구비하는 것으로 구성되어 있다.Meanwhile, the known centrifugal filter has a
이에 반하여, 본 발명의 경사 노즐 부착형 원심 필터는 로터(120)의 내부로 분사되는 유체의 임의의 분사각도를 변경하기 위한 경사 노즐(160)을 더 구비하고 있으며, 이러한 경사 노즐(160)은 불순 이물질의 중력, 원심력, 유체로 인한 부력, 유체 점성으로 인한 각 힘의 반력을 감안하여 유체가 소정의 각도를 유지한 채 페이퍼(121)에 도달되어지게 함으로써 불순 이물질의 분리효율을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.On the contrary, the inclined nozzle attachment type centrifugal filter of the present invention further includes an
도 3은 본 발명에 따른 경사 노즐과 스핀들튜브의 사시도를, 도 4는 본 발명에 따른 경사 노즐이 스핀들튜브에 설치된 상태를 나타낸 단면도를 도시하고 있다.3 is a perspective view of the inclined nozzle and the spindle tube according to the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view showing a state in which the inclined nozzle according to the present invention is installed in the spindle tube.
상기 경사 노즐(160)은 스핀들튜브(130)에 형성된 각각의 노즐공(131)들과 연결되어 연속된 유로를 형성하되, 노즐공(131)들로부터 나오는 유체의 분사각도를 변경하기 위하여 상방향으로 경사지게 형성된 다수개의 유도 분사공(161)들을 구비하는 것으로 구성된다.The
한편, 상기 경사 노즐(160)은 스핀들튜브(130)와 일체형의 구조를 갖도록 구성될 수도 있으나, 이 경우 노즐공(131) 및 유도분사공(161)의 가공에 많은 어려움이 따르기 때문에 경사 노즐(160)과 스핀들튜브(130)를 따로 제작한 후 결합시키는 것이 바람직하다. 이를 위하여 상기 경사 노즐(160)은 중앙부로 스핀들튜브(130)가 억지끼움결합될 수 있도록 환형(環形) 구조로 이루어진다. 물론 스핀들튜브(130)의 회전시 경사 노즐(160)이 연동하여 회전할 수 있도록 경사 노즐(160)과 스핀들튜브(130)를 억지끼워맞춤으로 조립하거나, 필요하다면 용접에 의해 경사 노즐(160)과 스핀들튜브(130)를 결속시킬 수 있다.On the other hand, the
또한 경사 노즐(160)과 스핀들튜브(130)의 사이에는 오링(162)이 설치되어 경사 노즐(160)과 스핀들튜브(130)의 사이로 유체가 유출되는 것을 방지하게 된다.In addition, an O-
상기와 같은 경사 노즐(160)의 구조에 있어서, 유도분사공(161)의 크기나 경사각도는 로터(120)의 크기나 경사 노즐(160)의 설치위치 그리고 로터(120)의 하단부에 마련된 노즐(150)로부터 유체가 배출될 때 발생되는 회전력의 크기, 불순 이물질의 중력, 원심력, 유체로 인한 부력, 유체 점성으로 인한 각 힘의 반력 등의 주변조건을 고려하여 결정될 수 있다.In the structure of the
도 5는 본 발명에 따른 경사 노즐 부착형 원심 필터의 로터 내부로 분사되는 유체의 상태를 나타낸 단면도를 도시하고 있다.5 is a sectional view showing a state of the fluid injected into the rotor of the inclined nozzle-mounted centrifugal filter according to the present invention.
상기와 같이 구성된 경사 노즐(160)에 의하면, 스핀들튜브(130)로부터 나오는 유체가 유도분사공(161)을 거치는 과정에서 로터(120)의 상단부에 위치한 로터커버(122)를 향하여 분사되도록 임의의 분사각도가 변경되며, 이로 인해 유도분사공(161)을 통해 분사되는 유체는 최초 로터커버(122)를 향하여 상승하다가 중력에 의해 하강하는 포물선을 형성하면서 분산되어진 채로 로터(120)의 내벽면에 위치한 페이퍼(121)에 도달하게 되므로, 종래에 비해 페이퍼(121)의 보다 넓은 면적을 활용할 수 있게 되어 불순 이물질의 분리효율을 향상시킬 수 있는 것과 함께 페이퍼(121)의 사용수명을 연장시킬 수 있게 된다.
According to the
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(110) : 축 (120) : 로터
(121) : 페이퍼 (130) : 스핀들튜브
(131) : 노즐공 (140) : 디스크
(150) : 노즐 (160) : 경사 노즐
(161) : 유도분사공<Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
110: axis 120: rotor
(121): paper 130: spindle tube
(131): nozzle hole 140: disk
150: nozzle 160: inclined nozzle
(161): guided sprayer
Claims (2)
상기 스핀들튜브(130)에 형성된 각각의 노즐공(131)들과 연결되어 연속된 유로를 형성하되, 로터(120)의 내부로 분사되는 유체가 분산되어진 채로 넓은 면적에 걸쳐 로터(120)의 내벽면에 구비된 페이퍼(121)에 도달할 수 있도록 상방향으로 경사지게 형성되어 유체의 분사각도를 변경하는 다수개의 유도분사공(161)들을 갖는 경사 노즐(160)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 필터.A rotor having a shaft 110 formed therein and a flow path through which the fluid flows therein, and a paper 121 rotating on the shaft 110 to generate centrifugal force and filtering impurities in the fluid on an inner wall surface thereof. 120 and the spindle tube 130 which rotates about the shaft 110 together with the rotor 120 and receives the fluid flowing through the shaft 110 and injects the rotor 120 into the rotor 120. The inner space of the 120 is separated into the upper and lower parts and the inside and the outside of the flow so that the impurity foreign matter separated from the fluid by the centrifugal force is accumulated in the upper space S1, and the purified fluid flows into the lower space S2 inside the rotor. In the centrifugal filter having a disk 140 to be discharged through the nozzle 150 provided at the lower end of the 120,
It is connected to each nozzle hole 131 formed in the spindle tube 130 to form a continuous flow path, while the fluid injected into the rotor 120 is dispersed within the rotor 120 over a large area Centrifugal nozzles characterized in that it further comprises an inclined nozzle 160 having a plurality of injecting injection holes 161 are formed to be inclined upward to reach the paper 121 provided on the wall to change the injection angle of the fluid filter.
상기 경사 노즐(160)은 중앙부로 스핀들튜브(130)가 삽입되어 스핀들튜브(130)와 결합되어지도록 환형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 원심 필터.The method of claim 1,
The inclined nozzle 160 is a centrifugal filter, characterized in that it is made of an annular structure so that the spindle tube 130 is inserted into the center portion is coupled to the spindle tube (130).
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