KR101251498B1 - 사이클론 타입의 오일 세퍼레이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크기를 증대시키지 않고서도 오일 성분의 적출이 효율적으로 이루어질 수 있는 사이클론 타입의 오일 세퍼레이터를 제공함에 있다.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 하측에 블로바이 가스 유입구가 형성되고, 상기 블로바이 가스 유입구의 상측에 내압이 일정압 이상일 때 개방되는 압력 제어밸브를 보유하는 블로바이 가스 출구가 형성되는 상측부재와, 상측이 하측보다 넓은 개구 단면적을 갖는 원추형 튜브로서 하단부에 오일 출구가 형성되어 상기 상측부재의 하측에 결합되는 하측부재를 포함하여 이루어지되,

상기 상,하측 부재의 경계부 내측부에 내외측으로 나선형 안내유로를 갖는 인너 콘을 배치하여 이루어지는 사이클론 타입의 오일 세퍼레이터를 제공한다.

인너 콘, 나선형 유로, 나선형 부재

Description

사이클론 타입의 오일 세퍼레이터{Oil Separator Typed Cyclone}

본 발명은 사이클론 타입의 오일 세퍼레이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 크랭크 케이스에서 실린더 헤드 커버 측으로 상승되는 블로바이 가스를 원심 분리하여 가스는 흡기 매니폴드로 보내고, 엔젠 오일은 크랭크 케이스로 보낼 수 있도록 한 사이클론 타입의 오일 세퍼레이터에 관한 것이다.

일반적으로 디젤 엔진의 운전 중에는 폭발 행정시에 발생된 연소 가스 및 미연소가스가 피스톤과 실린더 라이너 사이의 틈을 통하여 크랭크 케이스내로 유입됨으로써, 블로바이 가스가 형성된다.

이와 같이 크랭크 케이스내에 생성되는 블로바이 가스는 실린더 헤드의 상측에 마련되는 실린더 헤드 커버로 유도되고, 상기 실린더 헤드 커버로 유도된 블로바이 가스는 다시 엔진의 흡기계로 유도되어 재연소되어진다.

그러나 상기와 같은 블로바이 가스에는 오일성분이 포함되어 있기 때문에 가스내의 오일 성분이 많을수록 엔진의 오일 소모량이 증대되고, 배출가스에 악영향을 주게 된다.

이에 따라 상기 블로바이 가스가 통과되는 유로상에는 블로바이 가스에 포함 되어 있는 오일 성분을 분리하기 위한 수단으로 오일 세퍼레이터가 배치된다.

상기 오일 세퍼레이터의 종래 예를 살펴보면 도 5에서와 같이, 상,하측 부재(100)(102)로 이루어진다.

상기에서 상측 부재(100)는 하측에 블로바이 가스의 유입구(104)가 형성되고, 그 상측으로는 블로바이 가스 출구(106)가 형성되며, 상기 블로바이 가스 출구(106)의 상류측에는 블로바이 가스가 일정압 이상일 때, 블로바이 가스 출구(106)를 개방하는 압력 밸브(108)가 형성된다.

그리고 상기 상측 부재(100)의 하측에 결합되는 하측 부재(102)는 원추형 원통 튜브(112)로서, 직경이 작은 하측부에는 오일 출구(110)가 형성되며, 상기 블로바이 가스 유입구(104)는 유입되는 블로바이 가스가 하측부재(102)의 내벽을 타고 흐를 수 있도록 편심되어 배치된다.

이에 따라 상기 블로바이 가스의 유입구(104)로 유입된 블로바이 가스는 상기 하측 부재(102)의 내부를 선회하면서 하강하게 되는데, 이때 입자가 큰 오일성분은 자중에 의해서 낙하되거나 하측부재(102)의 내벽으로 적출되어 상기 오일 출구(14)를 통해 크랭크 케이스로 배출되고, 오일 성분이 분리된 블로바이 가스는 일정압 이상이 되면 압력 밸브(108)가 열리면서 상기 블로바이 가스 출구(106)가 되는 바, 이의 블로바이 가스 출구(106)를 통해 엔진의 흡기계 측으로 유도되는 것이다.

그러나 상기와 같이 블로바이 가스에 포함된 오일성분을 분리하기 위한 세퍼레이터가 사이클론 타입으로 형성되었다고 하더라도 적출면적 및 블로바이 가스의 선회성이 작기 때문에 오일의 적출이 효율적이지 못하다는 문제점을 내포하고 있다.

또한, 원추형 튜브의 최외곽측에서만 오일이 적출되는 바, 내부 공간에서는 오일이 전혀 집진되지 않음으로써, 효율성이 떨어지며, 오일이 포함되어 있는 블로바이 가스가 흡기계로 공급되는 경우 터보 차져의 임펠러에 파울링을 일으킴은 물론 연소실에 디젤링 현상을 발생시킨다는 문제점을 내포하고 있다.

그리고 성능을 향상시키기 위해서는 크기를 크게 형성하여야 하지만 크기의 증대시에는 엔진 룸의 레이아웃상 불가능하다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 크기를 증대시키지 않고서도 오일 성분의 적출이 효율적으로 이루어질 수 있는 사이클론 타입의 오일 세퍼레이터를 제공함에 있다.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 하측에 블로바이 가스 유입구가 형성되고, 상기 블로바이 가스 유입구의 상측에 내압이 일정압 이상일 때 개방되는 압력 제어밸브를 보유하는 블로바이 가스 출구가 형성되는 상측부재와, 상측이 하측보다 넓은 개구 단면적을 갖는 원추형 튜브로서 하단부에 오일 출구가 형성되어 상기 상측부재의 하측에 결합되는 하측부재를 포함하여 이루어지되,

상기 상,하측 부재의 경계부 내측부에 내외측으로 나선형 안내유로를 갖는 인너 콘을 배치하여 이루어지는 사이클론 타입의 오일 세퍼레이터를 제공한다.

상기에서 인너 콘은 내,외측 튜브로 이루어지되, 하측이 개구되는 형태로서, 내측 튜브는 직립형으로 상,하측이 모두 개방되고, 외측 튜브는 원추형으로 이루어지며, 상기 외측 튜브의 내,외측면에는 상부 일측에 편심되게 형성되는 블로바이 가스 유입공으로 유입되는 블로바이 가스를 하측으로 유도할 수 있는 나선형 부재가 형성됨을 특징으로 한다.

그리고 상기에서 내측 튜브는 상측 부분이 일정 높이만큼 대직경부로 형성되고, 하단부가 외측 튜브의 내측에 위치함을 특징으로 한다.

또한, 상기 블로바이 가스 유입공은 내, 외측 튜브 사이의 공간부로 블로바이 가스가 유입될 수 있도록 형성함을 특징으로 한다.

상기 구성에 의하면 본 발명은, 블로바이 가스는 나선형 부재에 의하여 나선형으로 선회함과 동시에 내,외측 튜브 및 원추형 튜브와 강하게 접촉되면서 하강하게 되는 바, 오일 성분이 효율적으로 적출되는 것이다.

이에 따라 흡기계로 유입되는 블로바이 가스에는 오일 성분이 최소화됨으로서, 종래와 같은 터보 차져의 임펠러 파울링과 연소실의 디젤링 현상의 발생을 억제할 수 있게 되는 것이다.

또한, 인너 콘을 기존의 원추형 튜브내에 내장하는 형태로 형성하게 되는 바, 크기가 증대되지 않으므로써, 엔진 룸의 레이 아웃상 아무런 문제가 발생되지 않는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 오일 세퍼레이터의 단면도이고, 도 2는 본 발명에 적용되는 인너 콘을 사시도이다.

본 발명에 의한 오일 세퍼레이터는 크게 상측부재(2)와 하측부재(4), 그리고 상기 상,하측 부재(2)(4)의 중간부 내측에 배치되는 인너 콘(6)을 구비하여 이루어진다.

상기에서 상측부재(2)는 하측에 블로바이 가스 유입구(8)가 형성되고, 상기 블로바이 가스 유입구(8)의 상부 일측에는 내압이 일정압 이상일 때 개방되는 압력 제어밸브(10)를 보유하는 블로바이 가스 출구(12)가 형성된다.

그리고 상기 상측부재(2)의 하측에 결합되는 하측부재(4)는 상측이 하측보다 넓은 개구 단면적을 갖는 원추형 튜브(14)로 이루어지며, 하단부에는 집진된 오일이 미도시한 크랭크 케이스로 배출되는 오일 출구(16)가 형성된다.

상기 상,하측 부재(2)(4)의 중간부에 배치되는 인너 콘(6)은 도2 및 도 3에서와 같이, 상기 블로바이 가스 유입구(8)로부터 유입되는 블로바이 가스를 나선형 으로 선회시키면서 하강시킬 수 있도록 구성된다.

이를 위하여 상기 인너 콘(6)은 내, 외측 튜브(16)(18)가 일체로 형성되면서 하측이 개구되는 형태로서, 내측 튜브(16)는 직립형으로 상,하측이 모두 개방되고, 외측 튜브(18)는 원추형으로 이루어지며, 상기 외측 튜브(18)의 내, 외측면에는 상 부 일측에 편심되게 형성되는 블로바이 가스 유입공(20)으로 유입되는 블로바이 가스를 하측으로 유도할 수 있는 내, 외측 나선형 부재(22)(24)가 일체로 형성된다.

그리고 상기 내측 튜브(18)는 상측 부분이 일정 높이만큼 대직경부로 형성되어 이에 상측 부재(2)에서 하향 돌출되는 가스 통로 부분(26)이 결합되며, 하단부는 상기 외측 튜브(18)의 하단 보다는 짧게 형성된다.

상기와 같이 구성되는 사이클론 타입의 오일 세퍼레이터의 작동상태를 설명하면 같다.

먼저, 엔진이 시동된 후 크랭크 케이스의 내부에서 생성되는 블로바이 가스는 엔진에 마련된 블로바이 가스 라인을 통해 실린더 헤드 커버 측으로 유도되는데, 이 과정에서 블로바이 가스는 상기 블로바이 가스 라인의 도중에 마련된 오일 세퍼레이터를 거치게 된다.

즉, 상기 블로바이 가스 유입구(8)를 통해 유입되는 블로바이 가스는 도 4에서와 같이 상기 하측 부재(4)인 원추형 튜브(14)와 외측 튜브(18) 사이의 공간과, 상기 블로바이 가스 유입공(2)을 통해 내, 외측 튜브(16)(18) 사이의 공간부로 유입된다.

그리고 나선형 부재(22)(24)에 의하여 선회하면서 하강하게 되는데, 이때 블로바이 가스내에 포함되어 있는 오일 성분은 원투형 튜브(4)의 내면과, 외측 튜브(18)의 내,외면과 내측 튜브(16)의 외주면과 접촉되면서 적출된다.

상기와 같이 적출되는 오일 성분은 자중에 의하여 낙하 또는 중력에 의하여 아래로 흘러 오일 출구(16)를 통해 미도시한 크랭크 케이스로 배출되며, 나머지 가 스는 내측 튜브(16)를 통해 상승하여 블로바이 가스 출구(12)를 통해 흡기계로 유입되어 재연소되는 것이다.

상기와 같은 오일 성분 적출과정에서 블로바이 가스는 나선형 부재(22)(24)에 의하여 나선형으로 선회함과 동시에 내,외측 튜브(16) 및 원추형 튜브(14)와 접촉되면서 강하게 하강하게 되는 바, 오일 성분이 효율적으로 적출되는 것이다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 개시하고 있으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 발명하여 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

도 1은 본 발명에 의한 오일 세퍼레이터의 단면도.

도 2는 본 발명에 적용되는 인너 콘의 사시도.

도 3은 본 발명의 주요 부분에 대한 발췌 단면도.

도 4는 본 발명에 의하여 오일 성분이 적출되는 과정을 설명하기 위한 단면도.

도 5는 종래 오일 세퍼레이터의 단면도이다.

Claims (4)

1. 하측에 블로바이 가스 유입구가 형성되고, 상기 블로바이 가스 유입구의 상측에 내압이 일정압 이상일 때 개방되는 압력 제어밸브를 보유하는 블로바이 가스 출구가 형성되는 상측부재와, 상측이 하측보다 넓은 개구 단면적을 갖는 원추형 튜브로서 하단부에 오일 출구가 형성되어 상기 상측부재의 하측에 결합되는 하측부재를 포함하여 이루어지되,

   상기 상,하측 부재의 경계부 내측부에 내외측으로 나선형 안내유로를 갖는 인너 콘을 배치하여 이루어짐을 특징으로 하는 사이클론 타입의 오일 세퍼레이터.
2. 제1항에 있어서, 인너 콘은 내,외측 튜브로 이루어지되, 하측이 개구되는 형태로서, 내측 튜브는 직립형으로 상,하측이 모두 개방되고, 외측 튜브는 원추형으로 이루어지며, 상기 외측 튜브의 내,외측면에는 상부 일측에 편심되게 형성되는 블로바이 가스 유입공으로 유입되는 블로바이 가스를 하측으로 유도할 수 있는 나선형 부재가 형성됨을 특징으로 하는 사이클론 타입의 오일 세퍼레이터.
3. 제2항에 있어서, 내측 튜브는 상측 부분이 일정 높이만큼 대직경부로 형성되고, 하단부가 외측 튜브의 내측에 위치함을 특징으로 하는 사이클론 타입의 오일 세퍼레이터.
4. 제2항에 있어서, 블로바이 가스 유입공은 내, 외측 튜브 사이의 공간부로 블로바이 가스가 유입될 수 있도록 형성함을 특징으로 하는 사이클론 타입의 오일 세퍼레이터.

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