KR20030004029A - 오일 미스트 제거기 - Google Patents

Abstract

오일 미스트 제거기는 입구와 출구를 가진 케이싱 내에서 한 방향으로 그 축 주위를 회전하는 임펠러를 포함한다. 임펠러는 전방 디스크와 후방 디스크 사이에 유지된 복수의 원주 상에 위치된 날개를 포함한다. 전방 디스크는 오일 오염된 공기를 도입하기 위한 중심 개구를 갖는다. 각각의 날개는 반경 방향으로 연장되는 내부 핀과, 상기 내부 핀들 사이에서 진행하는 공기를 전방으로 편향시키기 위해서 내부 핀으로부터 굴곡된 외부 핀으로 구성되어, 상기 공기를 전방 개구로부터 축방향으로 도입하고, 상기 공기를 상기 디스크들 사이에서 반경 방향으로 안내하며, 상기 공기를 전방 흡입 후방 배출 방식으로 축방향으로 전방으로 배출시키기 위해 강제된 공기 흐름을 발생시킨다. 따라서, 후방 디스크에 바로 연하여 안내되는 공기의 부분조차도 실패하는 일 없이 외부 핀에 대하여 충돌하도록 성공적으로 편향될 수 있어서, 오일 분리 효율을 최대화한다.

Description

오일 미스트 제거기 {OIL MIST ELIMINATOR}

미국특허 제5,207,809호는 흐름 방향을 변경하면서 오일 오염된 공기로부터 오일 미스트를 분리하는 임펠러 또는 팬을 사용하는 오일 미스트 제거기를 개시한다. 오일 제거기는 입구와 출구를 가진 케이싱과, 케이싱 내에 수용되고 입구로부터 오염된 공기를 흡입하기 위해 임펠러의 회전축 주위를 회전하고 오일 미스트가제거된 깨끗한 공기를 출구를 통해서 배출하도록 구동되는 임펠러를 포함한다. 임펠러는 임펠러의 전방 개구로부터 공기를 흡입하고 깨끗한 공기를 회전축에 대해 후방으로 배출시키는 전방 흡입 후방 배출형(front-in and rear-out type)이다. 상세히 설명하면, 첨부된 도면의 도 7 및 도 8에 도시되었듯이, 임펠러는 중심 개구(42P)를 가진 전방 디스크(40P), 전방 디스크와 동축인 후방 디스크(50P)와, 전방 디스크와 후방 디스크 사이에서 원주 상에 위치되고 고정된 복수의 날개(60X)로 구성된다. 후방 디스크(50P)에는 임펠러를 한 방향으로 회전시키는 모터 출력 샤프트를 수용하는 허브(52P)가 제공된다. 각각의 날개(60P)는 전방 디스크와 후방 디스크 사이에서 방사상으로 연장된 내부 핀(68P)과 내부 핀(68P)으로부터 회전 방향을 향해서 굴곡된 외부 핀(61P)을 가진 대체로 L자형으로 형성되었다. 외부 핀(61P)은 디스크의 외부로 방사상으로 돌출하여 인접한 내부 핀(68P)들 사이에서 안내된 반경 방향 공기 흐름을 편향시켜서 편향된 방향으로 공기가 흐르게 하면서 오일이 함유된 공기를 외부 핀에 충돌시킴으로써 오일 미스트를 외부 핀(61P) 상에 퇴적시킨다. 외부 핀(61P)은 비틀려서 공기를 축방향으로 후방으로 편향시켜 공기를 출구를 통해서 외부로 배출한다. 그러나, 이러한 배치에서, 중심 개구를 통해서 흡입되고 후방 디스크(50P)에 인접하여 그에 연하여 방사형으로 외향으로 안내된 공기(도 8에서 화살표로 표시됨)는 외부 핀에 대해 충돌하지 않고 즉 공기로부터 오일 미스트를 분리하는 기회 없이 후방 디스크의 외주를 지나서 부분적으로 후방으로 탈출할 수 있다는 문제가 여전히 존재한다. 따라서, 오일 미스트는 출구를 통해서 배출되는 공기에 여전히 존재할 수 있어서, 분리 효율을 감소시킨다.

전술한 결함을 고려하여, 본 발명은 오일 미스트를 성공적으로 또한 효율적으로 분리할 수 있는 오일 미스트 제거기를 제공한다. 본 발명에 따른 오일 미스트 제거기는 입구 및 출구를 가진 케이싱과, 케이싱 내에 수용되고 오일 오염된 공기를 입구를 통해서 흡입하고 오일 미스트가 제거된 깨끗한 공기를 출구를 통해서 배출하기 위해 회전축 주위로 회전하도록 구동되는 임펠러를 포함한다. 임펠러는 회전 샤프트를 회전축과 일치되게 수용하기 위해 허브가 중심에 제공된 후방 디스크와, 후방 디스크와 동축 관계로 후방 디스크의 앞에 위치된 전방 디스크로 구성된다. 전방 디스크는 오염된 공기를 흡입하기 위해 입구와 일치하는 중심 전방 개구를 갖는다. 임펠러는 후방 디스크와 전방 디스크 사이에 고정된 복수의 원주 상에 위치된 날개를 포함한다. 각각의 날개는 대체로 임펠러의 반경 방향으로 연장되는 내부 핀과 내부 핀으로부터 임펠러의 회전 방향으로 굴곡된 외부 핀을 가진 대체로 L자형의 구성으로 되어 있다. 외부 핀은 후방 및 전방 디스크의 외부로 방사상으로 돌출하여 인접한 내부 핀들 사이에서 진행하는 반경 방향 공기 흐름을 편향시켜서 오일 미스트가 제거된 깨끗한 공기가 편향된 방향으로 흐르게 하면서 외부 핀에 대한 충돌에 의해 오일 미스트 또는 오일 입자를 외부 핀 상에 퇴적시킨다.

본 발명의 특징은 상기 외부 핀이 상기 임펠러의 원주 상에서 접선 방향에 대하여 상기 회전축을 따라 전방으로 비틀려 상기 외부 핀의 내면은 전방으로 향하여, 상기 깨끗한 공기를 축방향으로 전방으로 향하게 하여 상기 깨끗한 공기를 상기 출구를 통해서 배출하는 것에 있다.

따라서, 임펠러는 오염된 공기를 전방 개구로부터 흡입하고 깨끗한 공기를 축방향으로 전방으로 되돌려 편향시키는 전방 흡입 후방 배출형으로 구성된다. 이러한 구조에 의해서, 중심 개구를 통해서 축방향으로 진행하고 후방 디스크를 따라서 방사상으로 안내된 오염된 공기는 외부 핀으로 향해서 성공적으로 향하여지고 상기 임펠러로부터 배출되는 축방향으로 전방의 공기 흐름 내로 통합되어, 공기가 외부 핀에 충돌하지 않고 임펠러의 원주를 통해서 부분적으로 탈출하는 가능성을 최소화하고 따라서 오일 미스트가 외부 핀 상에 퇴적하는 분리 효율을 향상시킨다. 바람직하게, 외부 핀이 내부 핀으로부터 굴곡되는 굴곡 선은 회전축에 대해 경사져서 굴곡 선은 외부 핀의 후방 단부에서보다 전방 단부로 갈수록 더 큰 회전축으로부터의 반경 방향 거리를 갖는다. 이것은 외부 핀의 공기를 편향시키는 내부 표면이 후방 및 전방 디스크들 사이에서 제한된 축방향 크기 내에서 증가된 면적을 가질 수 있다는 점에서 이점을 갖는다. 이러한 관계에서, 외부 핀은 그 전방 단부가 전방 디스크의 평면을 지나서 전방으로 돌출하도록 형성될 수 있어서 공기 흐름을 전환시키는 임무를 가진 내부 표면에 증가된 표면적을 준다. 또한, 굴곡 선과 외부 핀의 외주 에지 사이에 형성된 외부 핀의 폭은 외부 핀의 후방 단부에서보다 전방 단부로 갈수록 더 크게 되도록 될 수 있어서, 공기 흐름을 축방향으로 전방으로 효율적으로 되돌려 발생시켜 오일 분리 효율을 증가시킨다.

또한, 전방 디스크의 외주는 후방으로 굴곡되어 전방 디스크에 대해 경사된 차폐기(baffler)를 외주에서 형성하여 전방 디스크를 따라서 방사형으로 진행하는 공기 흐름이 외부 핀에 충돌하지 않고 임펠러를 통해서 탈출하지 않도록 한다.

본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적들과 이로운 특징들은 첨부된 도면들과 관련된 바람직한 실시예의 다음의 설명으로부터 더욱 명백하게 될 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오일 미스트 제거기를 통합하는 오일 회수 시스템의 수직 단면도이다.

도 2는 도 1의 2-2 선을 따라 취한 수평 단면도이다.

도 3은 상기 제거기에 사용된 임펠러의 사시도이다.

도 4는 임펠러의 전면도이다.

도 5는 임펠러의 수직 단면도이다.

도 6은 수정된 임펠러의 수직 단면도이다.

도 7은 종래기술의 오일 미스트 제거기에 사용된 임펠러의 사시도이다.

도 8은 종래기술의 오일 미스트 제거기의 임펠러의 수직 단면도이다.

이제 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오일 미스트 제거기(10)를 통합하는 오일 회수 시스템이 도시되었다. 시스템은 선반 또는 유사한 절삭 공구가 오일 미스트 즉 대기 내에 분산된 작은 오일 입자를 발생시키면서 주행하는 기계 공장에서 청정한 실내 환경을 실현하기 위해서 대기로부터 오일 입자를 분리하고 그러하게 분리된 오일을 수집하기 위해 설치되기에 적합하다. 시스템은 흡입 포트(121)로부터 배기 포트(131)로의 공기 흐름을 발생시키는 오일 미스트 제거기(10)를 내부에 장착하기 위한 중심 챔버(110)를 가진 하우징(100)을 포함한다. 하우징(100)은 오일 오염된 공기를 수집하기 위해 제거기(10) 상류에 전처리 챔버(120)와, 제거기를 구동하는 음을 소음시키고 동시에 제거기로부터 오는 공기에 의해 운반되는 작은 오일 입자를 여과하여 제거하기 위해 제거기의 하류에 소음실(130)을 더 포함한다. 오일 팬(140)은 제거기와 챔버(120)에서 회수된 오일 입자를 수집하기 위해 하우징(100)의 바닥에 착탈 가능하게 장착된다.

전처리 챔버(120)에는 집진기(122)와 필터(124)가 제공된다. 집진기(122)는 비교적 큰 직경의 오일 입자를 수집하기 위해서 흡입 포트(121)로부터 제거기(10)로의 공기 흐름의 도중에 배치된 한 열의 L자형 배플(123)을 포함한다. 수집된 오일 입자는 배플로부터 떨어지고 드레인 포트(126)를 통해서 오일 팬(140) 내로 배수된다. 여기에서, 흡입 포트(121)는 챔버(120)의 상부 단부에 위치되어 흡입 공기흐름을 부분적으로는 도 1에서 화살표로 표시되었듯이 챔버의 바닥에 충돌한 후에 제거기로 향하게 하여 오일 입자를 챔버의 바닥에도 퇴적시킨다는 것을 유의하여야 한다. 따라서, 퇴적된 오일 입자는 드레인 포트(126)를 통해서도 오일 팬(140)으로 인도된다. 필터(124)는 집진기(122)에 인접하여 배치되어 공기가 제거기(10)로 들어가기 전에 공기로부터 먼지 또는 유사한 이물질을 여과한다. 소음실(130)에도 원통형 필터(132)가 제공되어 제거기에 의해 포획되지 않은 오일 입자를 여과하여 깨끗한 공기를 배기 포트(131)를 통해서 방출한다.

제거기(10)는 중시 챔버(110) 내에 장착되고 전처리 챔버(120)로부터의 공기를 제거기(10)의 입구(42)로 도입하기 위한 입구 덕트(21)가 제공된 케이싱(20)을 갖는다. 제거기(10)는 오염된 공기를 흡입하고 오일 미스트가 제거된 깨끗한 공기를 케이싱(20)의 상부 부분에 제공된 출구(22)를 통해서 공급하기 위해서 한 방향으로 회전하도록 모터에 의해 구동되는 임펠러(30)를 포함한다. 출구(22)는 소음실(130)과 연통하여 깨끗한 공기는 소음실(130)의 배기 포트(131)를 통해서 배기된다.

도 3 내지 도 5에 가장 잘 도시되듯이, 임펠러(30)는 임펠러의 입구(42)를 형성하는 중심 개구를 가진 전방 디스크(40), 모터(130)의 회전 샤프트(132)를 수용하는 허브(52)를 가진 후방 디스크(50)와, 디스크 주위에 원주 상에 위치된 복수의 대체로 L자형의 날개(60)를 포함한다. 날개(60)는 디스크들의 원주들 사이에 고정되어 단일 구조의 임펠러를 조립하는데, 단일 구조에서 전방 및 후방 디스크들은 평행하게 유지되고 회전 샤프트(132)의 축에 대응되는 회전축 주위에 동축적으로배치된다.

각각의 날개(60)는 굴곡 선(67)을 따라서 내부 핀(68)으로부터 굴곡된 외부 핀(61)으로 구성된다. 내부 핀(68)은 인접 내부 핀(68)들 사이에 반경 방향 흐름 경로를 주도록 다소 만곡된 방법으로 디스크들 사이에서 대체로 방사상으로 연장된다. 각각의 외부 핀(61)은 임펠러의 회전 방향(R)으로 굴곡 선(67)을 따라 굴곡되고 도 5에 가장 잘 도시되듯이 디스크로부터 외향으로 돌출한다. 또한, 외부 핀(61)은 임펠러의 원주 상에서 접선 방향에 대해 내부 핀(68)에 대해 비틀려서 외부 핀(61)의 내면(62)은 축방향에서 전방으로 향한다. 따라서, 외부 핀(61)은 임펠러가 회전할 때 반경 방향 흐름 경로를 통해서 진행하는 공기를 편향시킨다. 즉, 임펠러(30)는 공기가 전방 중심 개구(42)로부터 흡입되고, 다음에는 반경 방향 경로를 따라서 안내되며, 외부 핀(61)에 의해 편향되어 축방향으로 전방으로 복귀되어 출구(22)를 통해서 배출되어 배출되는 전방 흡입 후방 배출형이 되도록 구성된다. 임펠러(30) 내로 도입되는 공기에 의해 운반되는 오일 입자는 공기 흐름이 외부 핀에서 그 흐름 방향을 변경하도록 되기 때문에 외부 핀(61) 상에 많은 양이 퇴적된다. 핀 상에 그렇게 퇴적된 오일 입자는 입자 상에 작용하는 원심력에 의해 외향으로 뿌려지고, 케이싱(20)의 바닥에 축적되며, 케이싱(20)의 바닥으로부터 오일 입자들은 드레인 포트(26)를 통해서 오일 팬(140)으로 회수된다. 오일 입자가 제거된 깨끗한 공기는 출구(22)를 통해서 강제로 흘러나오게 된다.

외부 핀(61)은 도 5에 도시된 화살표로 표시되듯이 반경 방향 공기 흐름을 축방향으로 전방으로 편향시키고 따라서 축방향으로 전방으로 임펠러로부터 나오는강요된 공기 흐름을 발생시키는 임부를 갖기 때문에, 후방 디스크(50)에 바로 연하여 진행하는 반경 방향의 외향 공기 흐름도 축방향 전방으로 향한 강요된 공기 흐름 내에 성공적으로 통합되어, 외부 핀(61)에 충돌하지 않고 후방 디스크(50)의 축방향으로 후방으로 탈출하지 못 한다. 따라서, 후방 디스크(50)에 바로 연하여 진행하는 공기 흐름에 의해서 운반되는 오일 입자는 외부 핀에 충돌함으로써 성공적으로 분리될 수 있어서 향상된 오일 분리 효율을 준다.

도 5에 도시되었듯이, 굴곡 선(67)은 임펠러(30)의 회전축에 대해서 경사져서 굴곡 선은 회전축으로부터 후방 단부(64)에서보다 전방 단부(63)로 향해 더 큰 반경 방향 거리를 갖는다. 이러한 배열에 의해서, 상부 핀(61)에는 디스크(40, 50)들 사이의 제한된 축방향 간격 내에서 증가된 표면적의 내면이 주어져서, 공기 흐름 발생 능력과 오일 분리 효율을 향상시킨다. 동일한 목적을 위해서, 외부 핀(61)은 후방 단부(64)에서보다 전방 단부(63)로 향해서 더 큰 폭을 갖도록 형성된다. 폭은 굴곡 선(67)과 외부 핀(61)의 외주 에지 사이에서 형성된다. 이와 관련해서, 굴곡 선(67)은 핀(61)의 후방 단부(64)에서 후방 디스크(50)의 외부 에지와 일치되고, 후방 디스크(50)보다 큰 직경을 갖는 전방 디스크(40)의 외부 에지로부터 핀의 전방 단부(63)에서 반경 방향으로 외향으로 이격된다.

공기 흐름 발생 능력과 오일 분리 효율을 더욱 강화하기 위해서, 임펠러는 도 6에 도시되었듯이 외부 핀(61A)의 전방 단부(63A)를 내부 핀(68A)의 인접 부분과 함께 돌출시켜 외부 핀(61A)에 증가된 표면적을 주도록 수정될 수 있다. 또한, 전방 디스크의 외주는 그 외주에서 차폐 림(baffler rim)(66)을 형성하도록 후방으로 굴곡되는데, 차폐 림(66)은 전방 디스크(40A)에 대해 경사져서 특히 전방 디스크에 연하여 진행하는 공기 흐름이 외부 핀(61A)에 충돌하지 않고 임펠러를 통해서 나오지 못 하게 한다. 유사한 부품들에는 용이한 참조 목적을 위해서 "A"의 접미사 문자를 가진 유사한 도면 부호가 부여된다.

본 발명의 오일 미스트 제거기는 오일 오염된 공기를 전방 개구로부터 축방향으로 도입하고, 상기 공기를 상기 디스크들 사이에서 반경 방향으로 안내하며, 상기 공기를 전방 흡입 후방 배출 방식으로 축방향으로 전방으로 배출시키기 위해 강제된 공기 흐름을 발생시킨다. 따라서, 후방 디스크에 바로 연하여 안내되는 공기의 부분조차도 실패하는 일 없이 외부 핀에 대하여 충돌하도록 성공적으로 편향될 수 있어서, 오일 분리 효율을 최대화한다.

Claims (5)

1. 오염된 공기로부터 오일 미스트를 제거하고 깨끗한 공기를 배출하는 오일 미스트 제거기에 있어서,

   상기 오염된 공기를 흡입하는 입구와 상기 깨끗한 공기를 배출하는 출구를 가진 케이싱, 및

   상기 케이싱 내에 수용되고, 회전축을 가지며, 상기 입구로부터 오염된 공기를 흡입하고 상기 오일 미스트가 제거된 상기 깨끗한 공기를 상기 출구를 통해서 외부로 배출시키도록 상기 회전축 주위로 회전되도록 구동되는 임펠러

   를 포함하며,

   상기 임펠러는

   상기 회전축과 일치되게 회전 샤프트를 수용하는 허브가 중심에 제공되는 후방 디스크,

   상기 후방 디스크에 대하여 동축 관계로 상기 후방 디스크에서 전방으로 이격되고 상기 입구와 일치되는 중심 전방 개구를 가진 전방 디스크, 및

   상기 임펠러 주위에 원주 방향으로 이격되고 상기 후방 디스크와 상기 전방 디스크 사이에 고정되는 복수의 날개

   를 포함하고,

   상기 날개는 각각 대체로 상기 임펠러의 반경 방향으로 연장되는 내부 핀과 상기 내부 핀으로부터 상기 임펠러의 회전 방향으로 굴곡된 외부 핀을 가진 대체로L자형으로 구성되며,

   상기 외부 핀은 상기 후방 및 전방 디스크들로부터 외측으로 방사상으로 돌출하여 인접한 상기 내부 핀들 사이에서 진행하는 반경 방향 공기 흐름을 편향시켜 상기 오일 미스트가 제거된 상기 깨끗한 공기가 편향된 방향으로 흐르게 하면서 상기 오염된 공기에 의해 운반된 상기 오일 미스트를 상기 외부 핀과의 충돌에 의해 상기 외부 핀 상에 퇴적시키고,

   상기 외부 핀은 상기 임펠러의 원주 상에서 접선 방향에 대하여 상기 회전축의 전방으로 비틀려 상기 외부 핀의 내면은 상기 회전축의 전방으로 향하며, 그 때문에 상기 깨끗한 공기를 축방향으로 전방으로 향하게 하여 상기 깨끗한 공기를 상기 출구를 통해서 외부로 배출하는 오일 미스트 제거기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 외부 핀은 굴곡 선이 외부 핀의 후방 단부에서보다 전방 단부로 갈수록 상기 회전축으로부터 더 큰 반경 방향의 거리를 갖도록 상기 회전축에 대해 경사진 상기 굴곡 선을 따라 상기 내부 핀으로부터 굴곡된 오일 미스트 제거기.
3. 제2항에 있어서,

   상기 외부 핀은 상기 굴곡 선과 상기 외부 핀의 외주 에지 사이에 형성된 폭을 가지며, 상기 폭은 상기 외부 핀의 후방 단부에서보다 전방 단부로 갈수록 더 큰 오일 미스트 제거기.
4. 제2항에 있어서,

   상기 전방 디스크의 외주는 그 외주에서 차폐 림(baffler rim)을 형성하도록 후방으로 굴곡는데, 상기 차폐 림은 전방 디스크에 대해 경사져서 공기 흐름이 외부 핀에 충돌하지 않고 임펠러를 통해서 나오지 못 하게 하는 오일 미스트 제거기.
5. 제2항에 있어서,

   상기 외부 핀의 전방 단부는 상기 전방 디스크의 평면을 넘어 전방으로 돌출하는 오일 미스트 제거기.