KR100609282B1

KR100609282B1 - 열차 제동장치용 보조 밸브

Info

Publication number: KR100609282B1
Application number: KR1020050031218A
Authority: KR
Inventors: 오세중
Original assignee: 오세중
Priority date: 2005-04-15
Filing date: 2005-04-15
Publication date: 2006-08-03

Abstract

본 발명은 열차 제동장치용 보조 밸브에 관한 것으로, 차량의 연결 위치 및 중량, 설치된 제동장치의 종류 등의 차이로 인한 각 차량의 완해 와 제동 정도의 차이를 감소 내지는 해소시켜 열차 전체의 완해와 제동이 균일하고 신속하게 이루어질 수 있도록 하고, 불균일한 완해 및 제동으로 인한 각 차량의 구동계와 제동계의 손상을 방지할 수 있는 열차 제동장치용 보조 밸브를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 주공기저장탱크에 저장된 압축공기를 제동관을 통해 공급하여 제동통의 제동 및 완해를 제어하도록 된 열차 제동장치에 있어서, 상기 제동관으로 연결되는 제1연결공, 상기 제동통으로 연결되는 제2연결공, 상기 제1연결공과 제2연결공을 서로 연통시키는 관통공 및 이 관통공의 내면을 따라 소정 간격으로 형성되어 외부로 연통되는 복수의 토출공이 구비된 하우징과, 각 토출공들의 사이에 위치되도록 상기 하우징의 관통공 내면에 소정 간격으로 구비된 복수의 실링수단과, 상기 하우징의 관통공 내부에 삽입되어 왕복 이동 가능하게 설치되며 제2연결공 방향으로 이동될 시 그 이동 거리에 따라 각 실링수단에 순차적으로 밀착되는 복수의 개폐돌부가 형성된 밸브스템과, 상기 하우징의 제1연결공 측 내부에 왕복 이동 가능하게 설치되며 상기 밸브스템에 연결되어 그 양측의 기압 차에 의해 밸브스템을 왕복 이동시키는 이동수단과, 상기 밸브스템의 이동에 따라 상기 제2연결공과 관통공을 연통시키거나 차단하는 개폐수단과, 상 기 밸브스템을 제1연결공 측을 향해 탄성적으로 지지하는 탄성지지수단을 포함하여, 상기 제1연결공을 통해 공급되는 제동관의 완해압력이 작을수록 상기 제2연결공을 통해 유입된 제동통의 공기가 더 많은 개수의 토출공을 통해 배출되도록 된 열차 제동장치용 보조 밸브가 제공된다.

Description

열차 제동장치용 보조 밸브 {Assistant valve for brake of train}

도 1은 종래의 열차 제동 구조를 개략적으로 도시한 구성도

도 2는 본 발명에 따른 열차 제동장치용 보조 밸브의 일실시예를 도시한 단면도

도 3은 도 2에 도시된 본 발명 보조 밸브의 공기관로 연결 구조를 도시한 설치 상태도

도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 본 발명 보조 밸브의 완해 또는 상용제동 시의 작동 상태도

도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 본 발명 보조 밸브의 비상제동 시의 작동 상태도

도 6은 본 발명에 따른 열차 제동장치용 보조 밸브의 다른 실시예를 도시한 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

101 : 하우징 111 : 관통구

113, 114, 115 : 토출공 116 : 비상토출공

117 : 보조연결공 119 : 삽입홈

121 : 제1연결공 131 : 제2연결공

140 : 밸브스템 141, 142, 143 : 개폐돌부

144 : 걸림돌부 150 : 개폐블록

160 : 지지구 171, 172, 173 : 실링

181, 182 : 스프링 191 : 밸브디스크

192 : 막판 193 : 미세통공

201, 202, 203, 204 : 방향전환밸브

본 발명은 열차 제동장치용 보조 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 연결 위치 및 중량, 설치된 제동장치의 종류 등의 차이로 인한 각 차량의 완해 와 제동 정도의 차이를 감소 내지는 해소시켜 열차 전체의 완해와 제동이 균일하고 신속하게 이루어질 수 있도록 하고, 불균일한 완해 및 제동으로 인한 각 차량의 구동계와 제동계의 손상을 방지할 수 있는 열차 제동장치용 보조 밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 철도 차량의 제동장치는 제동관을 통해 공급되는 공기의 압력을 조절하여 각 차량의 제동을 제어하는 구조로 이루어진다. 도 1은 통상적으로 열차에 구비되는 제동장치의 구조를 개략적으로 도시한 것으로, 도시된 바와 같이, 종래의 열차 제동장치는 통상 기관차에 설치되는 공기압축기(30), 주공기저장탱크(20), 압력조절밸브(40) 및 제동밸브(50)와, 기관차에 연결된 각 차량에 설치되며 제동관(10)을 통해 상기 주공기저장탱크(20)와 연결되는 제어밸브(60), 제동통(70) 및 보조공기통(80) 등으로 구성된다.

이러한 열차 제동장치는 상기 제동밸브(50)를 조작하여 주공기저장탱크(20)로부터 제동관(10)을 통해 전달되는 공기압력을 조절함에 따라 각 제어밸브(60)가 제동통(70)과 보조공기통(80)에 대한 공기의 공급 방향을 제어하여 제동통(70)이 제동동작을 하거나 완해동작을 하게 된다. 즉, 상기 제동밸브(50)를 조작하여 제동관(10)을 통해 공급되는 공기의 압력을 제동압력(상용제동 시 통상 3.4㎏f/㎠ 내외)으로 낮추면, 상기 제어밸브(60)가 작동하여 보조공기통(80)과 제동통(70)을 연결시키게 되고, 이에 따라 보조공기통(80)의 공기가 제동통(70)으로 공급되어 제동이 이루어진다. 이 상태에서, 다시 제동밸브(50)를 조작하여 제동관(10)의 압력을 완해압력(통상 5 내지 5.2㎏f/㎠ 정도)으로 높이면 상기 제어밸브(60)가 작동하여 보조공기통(80)은 제동관(10)에 연결되고 제동통(70)은 대기 중으로 연결된다. 이에 따라 상기 보조공기통(80)에는 가압된 공기가 채워지는 충기가 이루어지고, 상기 제동통(70)에는 제동 압력이 해제되는 완해가 이루어진다.

이러한 열차 제동장치에서, 각 차량의 제동부로 연결되는 제동관(10)의 경로 길이는 차량의 연결 위치에 따라 다르게 되는데, 제동관(10)의 경로 길이가 길어질수록 전달되는 공기의 압력 손실과 압력전달에 소요되는 시간이 증가되므로, 연결 위치에 따라 각 차량으로 공급되는 제동관(10)의 제어 압력에 차이가 발생될 수밖에 없다. 이에 따라, 종래에는, 충기 및 완해 시, 즉 제동관(10)의 압력을 높이는 경우, 뒤쪽에 연결된 차량일수록 제동관(10)을 통해 전달되는 공기 압력이 낮은 동시에 압력 상승에 소요되는 시간도 길어지기 때문에, 제동통(70)의 완해 속도와 보조공기통(80)의 충기 속도가 모두 느려지게 된다. 따라서, 제동을 풀어 열차를 출발시키고자 할 때, 앞쪽의 차량은 완해가 완료되었음에도 뒤쪽의 차량이 완해가 덜 이루어져 열차 출발에 많은 시간이 지연되는 문제점이 있으며, 특히 이와 같이 일부 완해가 덜 이루어진 차량이 있는 상태에서도 열차의 출발이 가능하기 때문에, 이러한 경우 뒤쪽에 연결된 차량의 차륜 일측이 마모되어 차륜이 손상될 뿐 아니라, 편마모된 차륜이 회전함에 따른 충격에 의해 차축을 비롯한 구동부 전체가 손상 및 파손되는 심각한 문제를 유발할 수 있다.

또한, 열차의 제동 시, 즉 제동관(10)의 압력을 낮추는 경우에도 전술한 바와 동일한 이유로 각 차량 별로 제동 상태가 다르게 되기 때문에, 효과적인 제동이 이루어지지 못하고, 차량의 구동계 및 제동장치에 손상을 유발하는 문제점이 있었다.

그리고, 열차는 동일한 종류의 차량들 뿐 아니라 다른 종류의 차량들도 연결하여 편성되는데, 차량의 종류에 따라, 경우에 따라서는 동종의 차량들 간에도 설치된 제동 장치의 구조가 다르기 때문에, 차량 별로 완해에 소요되는 시간과 제동 상태가 다르게 된다. 특히, 근래에 사용되는 열차 제동장치의 경우, 차량의 중량에 따라 제동 및 완해 압력이 달라지도록 구성되어 있기 때문에, 차량의 중량에 따라서도 완해에 소요되는 시간과 제동 상태가 다르게 된다. 이와 같은 차량 별 제동장치의 종류 및 중량 차이로 인한 완해 속도의 차이 역시 전술한 차량의 연결 위치에 따른 완해 속도 차이와 동일한 문제를 유발하는 원인이 되고 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 제동관을 통해 공급되는 공기의 제어 압력 차이로 인한 각 차량 간의 완해 정도의 차이를 감소 내지는 해소시켜 전체 차량의 완해가 균일하고 신속하게 이루어 질 수 있게 하고, 완해가 불완전한 상태에서의 운행으로 인한 차량 구동계의 손상을 방지할 수 있는 열차 제동장치용 보조 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 제동관을 통해 전달되는 제어 압력의 차이로 인한 각 차량 간의 제동 상태의 차이를 감소 내지는 해소시켜 열차의 제동이 효율적으로 이루어질 수 있게 하고 열차의 구동계 및 제동계의 손상을 방지할 수 있는 열차 제동장치용 보조 밸브를 제공하는 것에 있다.

상기 본 발명의 열차 제동장치용 보조 밸브에서, 상기 개폐수단은 상기 밸브스템의 선단부 측에 형성된 개폐돌부와, 상기 밸브스템의 이동에 따라 상기 개폐돌부의 둘레에 밀착되거나 이격되는 실링을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 이동수단은 상기 밸브스템에 결합된 밸브디스크와, 상기 밸브디스크에 구비되어 밸브디스크 양측의 공간을 차페시키는 밀폐재와, 상기 하우징의 일측에 형성된 보조연결공과, 상기 보조연결공에 연결된 용적공기통과, 상기 제1연결공을 통해 공급된 공기의 일부가 용적공기통으로 공급될 수 있도록 밸브디스크에 형성된 미세통공을 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.

상기 본 발명의 열차 제동장치용 보조 밸브는, 상기 제1연결공을 상기 제동관 또는 상기 용적공기통으로 선택적으로 연결시키는 제1방향전환밸브와, 상기 제2연결공을 상기 제동통 또는 주공기저장탱크로 선택적으로 연결시키는 제2방향전환밸브와, 상기 토출공을 대기중 또는 제동통으로 선택적으로 연결시키는 제3방향전환밸브와, 상기 보조연결공을 상기 용적공기통 또는 제동관으로 선택적으로 연결시 키는 제4방향전환밸브를 더 포함하여 구성될 수 있다.

이러한 경우, 상기 개폐수단은 상기 하우징의 제2연결공 측 내부에 형성되며 제동통으로 연결되는 비상토출공이 형성된 삽입홈과, 상기 삽입홈의 내부에 왕복 가능하게 삽입되며 그 내부에 상기 제2연결공과 관통공을 연통시키는 소통공이 형성되고 이 소통공과 상기 비상토출공이 차단되도록 상기 탄성지지수단에 의해 삽입홈 내측면으로 밀착 지지되는 개폐블록과, 상기 밸브스템의 전진에 따라 상기 개폐블록을 제2연결공 측으로 밀어낼 수 있도록 밸브스템에 형성된 걸림돌부를 더 포함하여 구성될 수도 있다.

또한 본 발명에 따르면, 주공기저장탱크에 저장된 압축공기를 제동관을 통해 공급하여 제동통의 제동 및 완해를 제어하도록 된 열차 제동장치에 있어서, 상기 제동관으로 연결되는 보조연결공, 별도로 설치된 용적공기통에 연결되는 제1연결공, 상기 주공기저장탱크로 연결되는 제2연결공, 상기 제1연결공과 제2연결공을 서로 연통시키는 관통공 및 이 관통공의 내면을 따라 소정 간격으로 형성되어 제동통으로 연통되는 복수의 토출공이 구비된 하우징과, 각 토출공들의 사이에 위치되도록 상기 하우징의 관통공 내면에 소정 간격으로 구비된 복수의 실링수단과, 상기 하우징의 관통공 내부에 삽입되어 왕복 이동 가능하게 설치되며 제2연결공 방향으로 이동될 시 그 이동 거리에 따라 각 실링수단에 순차적으로 밀착되는 복수의 개폐돌부가 형성된 밸브스템과, 상기 하우징의 제1연결공 측 내부에 왕복 이동 가능 하게 설치되며 상기 밸브스템에 연결되어 그 양측의 기압 차에 의해 밸브스템을 왕복 이동시키는 이동수단과, 상기 밸브스템의 이동에 따라 상기 제2연결공과 관통공을 연통시키거나 차단하는 개폐수단과, 상기 밸브스템을 제1연결공 측을 향해 탄성적으로 지지하는 탄성지지수단을 포함하여, 상기 보조연결공을 통해 공급되는 제동관의 제동압력이 클수록 상기 제2연결공을 통해 유입된 주공기저장탱크의 공기가 더 많은 개수의 토출공을 통해 제동통으로 공급되도록 된 열차 제동장치용 보조 밸브가 제공된다.

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 열차 제동장치용 보조 밸브의 일실시예를 도시한 내부 구성도이고, 도 3은 도 2에 도시된 본 발명 보조 밸브의 관로 연결 상태를 도시한 것으로, 본 실시예에서는 완해와 더불어 상용제동 및 비상제동 기능도 가능하게 구성된 것을 예시하였다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 보조 밸브(100)는 본체(110) 및 이 본체(110)의 양측에 결합된 제1커버(120)와 제2커버(130)로 이루어진 하우징(101)과, 이 하우징(101)의 내부에 왕복 이동 가능하게 설치된 밸브스템(140)과, 이 밸브스템(140)과 결합된 상태로 하우징(101)의 본체(110)와 제1커버(120) 사이에 설치된 밸브스템 이동수단과, 상기 하우징(101)의 본체(110)와 제2커버(130) 사 이에 이동 가능하게 설치된 개폐블록(150) 및 지지구(160)를 포함하여 구성된다.

상기 하우징(101)의 제1커버(120)에는 제1연결공(121)이 형성되고, 상기 제2커버(130)에는 제2연결공(131)이 형성된다. 상기 본체(110)의 중심부에는 상기 밸브스템(140)이 삽입되는 관통공(111)이 형성되고, 상기 개폐블록(150)의 중심부에는 상기 지지구(160)가 삽입되는 소통공(151)이 형성되며, 상기 관통공(111)은 소통공(151)을 통해 제2연결공(131)으로 연통된다. 상기 본체(110)의 측벽부에는 소정 간격으로 복수의 토출공(113, 114, 115)이 형성되고, 상기 하우징(101)의 관통공(111) 내주면에는 각 토출공(113, 114, 115) 사이의 부분마다 적어도 하나씩 실링(172, 173)이 각각 설치된다. 상기 개폐블록(150)의 소통공(151) 내주면에도 다른 실링(171)이 설치되며, 설명의 편의를 위해 이하의 설명에서는 상기 토출공(113, 114, 115)들을 도 2 기준으로 우측으로부터 차례대로 제1토출공(113), 제2토출공(114), 제3토출공(115)으로 칭하고, 상기 소통공(151)에 설치된 실링(171)과 상기 관통공(111)에 설치된 두 개의 실링(172, 173)을 도 2 기준으로 우측으로부터 차례로 제1실링(171), 제2실링(172) 및 제3실링(173)으로 칭하기로 한다.

상기 개폐블록(150)이 삽입되는 하우징 본체(110)의 삽입홈(119) 내측면에는 외부로 연통되는 비상토출공(116) 및 상기 관통공(111)을 중심으로 하는 환형돌부(118)가 형성되고, 상기 개폐블록(150)에는 상기 환형돌부(118)에 대응되는 위치에 실링(152)이 구비되며, 상기 개폐블록(150)은 스프링(183)에 의해 상기 실링(152)이 환형돌부(118)에 밀착된 상태로 탄성 지지된다. 상기 지지구(160)는 스프링(181)에 의해 상기 밸브스템(140)의 단부에 접촉된 상태로 상기 개폐블록(150)을 탄성적으로 지지하도록 설치되고, 그 둘레부를 따라 소통홈(162)이 형성된 구조로 이루어진다.

상기 밸브스템(140)에는 소정 간격으로 각 실링(171, 172, 173)에 대응되는 개폐돌부(141, 142, 143)가 구비된다. 즉, 밸브스템(140)의 선단부에는 상기 제1실링(171)을 통해 개폐 기능을 하는 제1개폐돌부(141)가 형성되고, 이 제1개폐돌부(141)와 소정 간격 떨어진 위치에 상기 제2실링(172)을 통해 개폐기능을 하는 제2개폐돌부(142)가 형성되며, 이 제2개폐돌부(142)와 소정 간격 떨어진 위치에 상기 제3실링(173)을 통해 개폐기능을 하는 제3개폐돌부(143)가 형성된다. 또한, 제1개폐돌부(141)와 제2개폐돌부(142) 사이에 상기 개폐블록(150)을 밀어낼 수 있도록 걸림돌부(144)가 형성된다.

상기 밸브스템 이동수단은 하우징(101)의 본체(110)와 제1커버(120) 사이에 형성된 수용공간(103) 내에 왕복 가능하게 설치된 것으로, 상기 밸브스템(140)에 결합되며 스프링(182)에 의해 상기 제1연결공(121) 측을 향하도록 탄성 지지된 한 쌍의 밸브디스크(191)와, 중심부는 상기 밸브디스크(191)에 결합되고 그 둘레부는 하우징(101)의 본체(110)와 제1커버(120) 사이에 고정되어 수용공간(103)을 양측으로 분할시키는 막판(192)으로 이루어진다. 또한 상기 밸브디스크(191)에는 분할된 양측 수용공간(103)을 연통시키는 (대략 지름 0.1 내지 0.5mm 정도의) 미세한 통공(193)이 형성되고, 상기 제1커버(120)에는 분할된 수용공간(103)의 내측 부분을 외부로 연통시키는 보조연결공(117)이 형성된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1연결공(121)은 기존에 설치된 열차의 제 동관(10)으로, 상기 제2연결공(131)은 기존 설치된 제동통(70)으로, 상기 제1 내지 제3토출공(113, 114, 115)은 대기중으로, 상기 보조연결공(117)은 추가적으로 설치된 용적공기통(205)으로 각각 연결된다. 이에 더하여, 본 실시예에서는 완해 기능 뿐 아니라 제동 기능도 행할 수 있게 하기 위하여 상기 제1연결공(121)은 제1방향전환밸브(204)를 통해 상기 용적공기통(205)으로, 상기 제2연결공(131)은 제2방향전환밸브(201)를 통해 열차의 주공기저장탱크(20)로, 상기 제1 내지 제3토출공(113, 114, 115)은 제3방향전환밸브(202)를 통해 상기 제동통(70)으로, 상기 보조연결공(117)은 제4방향전환밸브(203)를 통해 상기 제동관(10)으로 선택적으로 연결될 수 있도록 구성된다. 각 방향전환밸브(201, 202, 203, 204) 별로 선택적으로 연결되는 양측 관로 중 도 3에서 실선으로 표시된 관로들이 완해 시 연결되는 관로들이고, 점선으로 표시된 관로들이 상용 제동 시 연결되는 관로들이다. 한편, 상기 비상토출공(116)은 제동통(70)으로 연결된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 보조 밸브의 작동을 설명하면 다음과 같다.

먼저 평상시의 완해 동작 과정을 설명한다. 열차의 완해 시에 상기 제1연결공(121)은 제동관(10)으로, 제2연결공(131)은 제동통(70)으로, 상기 제1 내지 제3토출공(113, 114, 115)은 대기중으로, 상기 보조연결공(117)은 용적공기통(205)으로 연결된 상태를 유지한다. 이 상태에서, 제동관(10)을 통해 완해 압력이 가해지면, 기존에 설치된 제어밸브(60)의 작동과 별도로 본 발명의 보조 밸브(100)가 작동하여 각 차량 별로 연결된 제동관(10)의 완해 압력의 크기에 따라 완해 속도를 조절하게 된다.

즉, 도 2에 도시된 것처럼 밸브스템(140)의 제1개폐돌부(141)에 의해 제동통(70)으로부터의 공기유입이 차단된 상태에서, 제1연결공(121)을 통해 완해 압력으로 가압된 공기가 유입되면, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 밸브디스크(191)가 밀려 밸브스템(140)이 우측으로 이동되고, 이에 따라 상기 제1개폐돌부(141)에 의한 차단이 해제되어 제동통(70)으로부터 하우징(101)의 관통공(111) 내부로 공기가 유입될 수 있게 된다. 이때, 제동관(10)으로부터 공급되는 공기의 압력이 상대적으로 작으면, 밸브스템(140)의 이동 거리도 짧게 되므로, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 제2 및 제3개폐돌부(142, 143)가 개방 위치에 있게 되어 제동통(70)으로부터 유입된 공기가 제1 내지 제3토출공(113, 114, 115) 모두를 통해 대기중으로 배출시키게 된다. 즉, 완해를 위한 제동통(70)의 배기가 상대적으로 급속하게 이루어진다. 또한, 제동관(10)을 통한 완해 압력이 좀 더 큰 경우에는 밸브스템(140)이 좀 더 전진하게 되므로, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 제3개폐돌부(143)에 의한 차단이 이루어져 제1 및 제2토출공(113, 114)을 통해서만 공기의 배출이 이루어지고, 제동관(10)의 압력이 이보다 더 큰 경우에는 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 제2개폐돌부(142)에 의한 차단도 이루어져 제1토출공(113)을 통해서만 공기가 배출될 수 있게 된다. 이에 따라, 열차의 각 차량 별로, 그 연결 위치에 따라, 또는 설치된 제동장치의 종류에 따라, 또는 중량에 따라 제동관(10)을 통해 가해지는 공기 압력이 작을수록 보다 많은 토출공(113, 114, 115)을 통해 배기함으로써, 각 차량의 완해에 소요되는 시간을 줄일 수 있을 뿐 아니라, 기존에 설치된 제어밸브(60)의 작동에 의한 차량 별 완해 속도 차이를 상쇄하여 각 차량의 완해 속도를 균일하 게 할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 완해가 이루어지는 동안 제동관(10)으로부터 공급된 공기 중의 일부가 상기 통공(193) 및 보조연결공(117)을 통해 용적공기통(205)으로 공급되어 충전되고, 용적공기통(205)의 압력이 제동관(10)의 완해압력과 비슷하게 상승되면 상기 스프링(182, 183)의 탄성력에 의해 밸브스템(140)이 도 2에 도시된 바와 같은 상태로 복귀된다. 따라서, 제동관(10)을 통한 완해 압력에 따라 완해 정도의 단계적 조절이 별도의 조작 없이도 가능하게 된다.

열차의 제동 시에는 상기 각 방향전환밸브(201, 202, 203, 204)의 작동에 의해 상기 제1연결공(121)은 용적공기통(205)으로, 상기 제2연결공(131)은 주공기저장탱크(20)로, 상기 제1 내지 제3토출공(113, 114, 115)은 제동통(70)으로, 상기 보조연결공(117)은 제동관(10)으로 연결된다. 이에 따라, 상기 제1연결공(121)을 통해서는 용적공기통(205)에 의한 양압이 작용되고 상기 제2연결공(131)을 통해서는 감압된 제동압력에 의한 음압이 가해지므로, 상기 밸브스템(140)이 이동하여 도 4에 도시된 바와 같이 주공기저장탱크(20)로부터 유입된 공기를 제동통(70)으로 공급할 수 있게 된다. 이때, 전술한 완해 작동 시와 유사하게, 제동관(10)의 제동압력이 클수록, 즉, 제동을 위한 제동관(10)의 압력 강하량이 작을수록 다수의 연결공(113, 114, 115)이 제동통(70)으로 연통되어 상대적으로 신속하게 공기를 공급하게 된다. 따라서, 제동 시에 제동관(10)을 통한 제동압력이 각 차량 별로 다르게 작용되어도 각 차량의 제동 상태를 균일하게 할 수 있다. 물론, 이러한 제동 시에도 전술한 완해 시와 유사하게 상기 용적공기통(205)의 압력이 상기 제동관(10)의 제동압력과 비슷하게 낮아지면 밸브스템(140)이 원위치로 복귀되므로, 제동압력에 따라 제동 정도의 단계적 조절도 자동으로 이루어진다.

또한, 열차의 비상제동 시에는 제동관(10)의 압력이 상용제동 시 보다 급격히 감압되므로, 상기 밸브스템(140)이 도 5에 도시된 바와 같이 더욱 긴 거리를 전진하게 되어 상기 걸림돌부(144)에 의해 개폐블록(150)이 밀려 제2연결공(131)과 비상토출공(116)이 연통된다. 이에 따라, 제2연결공(131)을 통해 유입된 주공기저장탱크(20)의 공기가 토출공(113, 114)들 뿐 아니라 비상토출공(116)을 통해서도 제동통(70)으로 공급될 수 있으므로, 열차의 비상제동이 보다 효과적으로 신속하게 이루어질 수 있게 된다.

한편, 전술한 실시예에서는 기압차에 따라 밸브스템(140)을 이동시키기 위한 수단으로서 한 쌍의 밸브디스크(191) 사이에 막판(192)이 개재된 것을 예시하였으나, 이러한 이동수단은 기압차에 의해 이동력을 가할 수 있는 다양한 통상의 수단, 예를 들어 피스톤, 밸브디스크, 다이아프램 등으로 이루어질 수 있는 것으로, 이 이동수단의 다른 실시예로서, 도 6에는 외주면에 밀폐재로서 전술한 막판(192) 대신 실링(196)이 구비된 밸브디스크(191)가 설치된 것을 예시하였다.

또한, 전술한 실시예에서는 밸브스템(140)의 각 개폐돌부(141, 142, 143)와 대응되는 실링수단으로서 별도의 실링(171, 172, 173)이 구비된 것을 예시하였으나, 본 발명에서 상기 실링수단은 각 개폐돌부(141, 142, 143)의 이동에 따라 개폐가 이루어질 수 있는 다양한 구조로 이루어질 수 있는 것으로, 예를 들면 하우징(101)의 관통공(111)과 소통공(151) 내주면의 해당 위치에 내향 돌출 형성된 밸브 시트 형태로 이루어질 수도 있다. 이 경우에는 밸브스템(140)의 각 개폐돌부(141, 142, 143)에 실링재가 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 전술한 실시예에서는 완해 기능과 제동 기능을 선택적으로 구현할 수 있도록 구성된 것을 예시하였으나, 완해 기능만을 하도록 구성할 경우 보다 간단한 구조로 이루어질 수 있다. 이러한 경우에는, 예를 들어 상기 개폐블록(150)이 하우징(101)과 일체로 형성될 수 있고, 상기 비상토출공(116), 보조연결공(117), 통공(193) 등은 생략될 수도 있다. 뿐만 아니라, 경우에 따라서는 제동 기능만을 하도록 구성될 수도 있다.

그리고, 완해 시와 제동 시의 선택적 기능을 행할 수 있도록 상기 제1 및 제2연결공(121, 131), 제1 내지 제3토출공(113, 114, 115), 보조연결공(117) 등을 통한 공기흐름 및 각각의 연결부를 조절하기 위한 수단으로서 도 3에 도시된 상기 방향전환밸브(201, 202, 203, 204) 및 그 관로 연결구조는 예시적인 것일 뿐이며, 당업자에게 이러한 선택적 연결구조는 용이하게 변경될 수 있다. 또한, 상기 방향전환밸브(201, 202, 203, 204)는 솔레노이드, 모터 등을 구동원으로 하는 다양한 방식의 것으로 이루어질 수 있으며, 그 구조에 따라 복수의 방향전환밸브(201, 202, 203, 204)가 하나의 밸브모듈로 구성될 수도 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 열차의 완해 시에 전달되는 제동관의 압력이 작을수록 제동통의 공기를 보다 빠르게 외부로 배출시킬 수 있도록 함으로써, 각 차량 별로 연결 위치, 차량 하중, 설치된 제동장치 종류에 따른 완해 정도의 차이를 감소 내지는 해소시켜 열차 전체에 걸쳐 신속하면서도 균일하게 이루어진다. 따라서, 열차의 완해에 소요되는 시간을 절감할 수 있고, 일부 차량의 완해 불량 상태에서의 주행으로 인한 구동계의 파손을 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 제동 시에 공기의 유출입 경로를 선택적으로 변환하여 공기를 제동통으로 공급하는 동시에 제동관의 감압량이 작을수록 보다 빠르게 공기 공급이 이루어지도록 함으로써, 각 차량 별로 다른 제동 정도의 차이를 감소 내지는 해소시켜 열차의 제동이 보다 신속하면서도 균일하게 이루어진다. 따라서, 열차의 제동이 효율적으로 이루어질 수 있고 각 차량의 구동계 및 제동장치의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 비상제동 시에는 비상토출공을 통해 제동통으로 공급되는 공기량을 증가시킬 수 있도록 함으로써, 열차의 비상제동이 보다 신속하고 효율적으로 이루어질 수 있게 하는 효과가 있다.

Claims

주공기저장탱크(20)에 저장된 압축공기를 제동관(10)을 통해 공급하여 제동통(70)의 제동 및 완해를 제어하도록 된 열차 제동장치에 있어서, 상기 제동관(10)으로 연결되는 제1연결공(121), 상기 제동통(70)으로 연결되는 제2연결공(131), 상기 제1연결공(121)과 제2연결공(131)을 서로 연통시키는 관통공(111) 및 이 관통공(111)의 내면을 따라 소정 간격으로 형성되어 외부로 연통되는 복수의 토출공(113, 114, 115)이 구비된 하우징(101)과, 각 토출공(113, 114, 115)들의 사이에 위치되도록 상기 하우징(101)의 관통공(111) 내면에 소정 간격으로 구비된 복수의 실링수단과, 상기 하우징(101)의 관통공(111) 내부에 삽입되어 왕복 이동 가능하게 설치되며 제2연결공(131) 방향으로 이동될 시 그 이동 거리에 따라 각 실링수단에 순차적으로 밀착되는 복수의 개폐돌부(142, 143)가 형성된 밸브스템(140)과, 상기 하우징(101)의 제1연결공(121) 측 내부에 왕복 이동 가능하게 설치되며 상기 밸브스템(140)에 연결되어 그 양측의 기압 차에 의해 밸브스템(140)을 왕복 이동시키는 이동수단과, 상기 밸브스템(140)의 이동에 따라 상기 제2연결공(131)과 관통공(111)을 연통시키거나 차단하는 개폐수단과, 상기 밸브스템(140)을 제1연결공(121) 측을 향해 탄성적으로 지지하는 탄성지지수단을 포함하여, 상기 제1연결공(121)을 통해 공급되는 제동관(10)의 완해압력이 작을수록 상기 제2연결공(131)을 통해 유입된 제동통(70)의 공기가 더 많은 개수의 토출공(113, 114, 115)을 통해 배출되도록 된 열차 제동장치용 보조 밸브.
제1항에 있어서,

상기 개폐수단은 상기 밸브스템(140)의 선단부 측에 형성된 개폐돌부(141)와, 상기 밸브스템(140)의 이동에 따라 상기 개폐돌부(141)의 둘레에 밀착되거나 이격되는 실링(171)을 포함하는 열차 제동장치용 보조 밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 이동수단은 상기 밸브스템(140)에 결합된 밸브디스크(191)와, 상기 밸브디스크(191)에 구비되어 밸브디스크(191) 양측의 공간을 차페시키는 밀폐재와, 상기 하우징(101)의 일측에 형성된 보조연결공(117)과, 상기 보조연결공(117)에 연결된 용적공기통(205)과, 상기 제1연결공(121)을 통해 공급된 공기의 일부가 용적공기통(205)으로 공급될 수 있도록 밸브디스크(191)에 형성된 미세통공(193)을 포함하는 열차 제동장치용 보조 밸브.
제3항에 있어서,

상기 제1연결공(121)을 상기 제동관(10) 또는 상기 용적공기통(205)으로 선택적으로 연결시키는 제1방향전환밸브(204)와, 상기 제2연결공(131)을 상기 제동통(70) 또는 주공기저장탱크(20)로 선택적으로 연결시키는 제2방향전환밸브(201)와, 상기 토출공(113, 114, 115)을 대기중 또는 제동통(70)으로 선택적으로 연결시키는 제3방향전환밸브(202)와, 상기 보조연결공(117)을 상기 용적공기통(205) 또는 제동관(10)으로 선택적으로 연결시키는 제4방향전환밸브(203)를 더 포함하는 열차 제동장치용 보조 밸브.
제4항에 있어서,

상기 개폐수단은 상기 하우징(101)의 제2연결공(131) 측 내부에 형성되며 제동통(70)으로 연결되는 비상토출공(116)이 형성된 삽입홈(119)과, 상기 삽입홈(119)의 내부에 왕복 가능하게 삽입되며 그 내부에 상기 제2연결공(131)과 관통공(111)을 연통시키는 소통공(151)이 형성되고 이 소통공(151)과 상기 비상토출공(116)이 차단되도록 상기 탄성지지수단에 의해 삽입홈(119) 내측면으로 밀착 지지되는 개폐블록(150)과, 상기 밸브스템(140)의 전진에 따라 상기 개폐블록(150)을 제2연결공(131) 측으로 밀어낼 수 있도록 밸브스템(140)에 형성된 걸림돌부(144)를 더 포함하는 열차 제동장치용 보조 밸브.
주공기저장탱크(20)에 저장된 압축공기를 제동관(10)을 통해 공급하여 제동통(70)의 제동 및 완해를 제어하도록 된 열차 제동장치에 있어서, 상기 제동관(10)으로 연결되는 보조연결공(117), 별도로 설치된 용적공기통(205)에 연결되는 제1연 결공(121), 상기 주공기저장탱크(20)로 연결되는 제2연결공(131), 상기 제1연결공(121)과 제2연결공(131)을 서로 연통시키는 관통공(111) 및 이 관통공(111)의 내면을 따라 소정 간격으로 형성되어 제동통(70)으로 연통되는 복수의 토출공(113, 114, 115)이 구비된 하우징(101)과, 각 토출공(113, 114, 115)들의 사이에 위치되도록 상기 하우징(101)의 관통공(111) 내면에 소정 간격으로 구비된 복수의 실링수단과, 상기 하우징(101)의 관통공(111) 내부에 삽입되어 왕복 이동 가능하게 설치되며 제2연결공(131) 방향으로 이동될 시 그 이동 거리에 따라 각 실링수단에 순차적으로 밀착되는 복수의 개폐돌부(142, 143)가 형성된 밸브스템(140)과, 상기 하우징(101)의 제1연결공(121) 측 내부에 왕복 이동 가능하게 설치되며 상기 밸브스템(140)에 연결되어 그 양측의 기압 차에 의해 밸브스템(140)을 왕복 이동시키는 이동수단과, 상기 밸브스템(140)의 이동에 따라 상기 제2연결공(131)과 관통공(111)을 연통시키거나 차단하는 개폐수단과, 상기 밸브스템(140)을 제1연결공(121) 측을 향해 탄성적으로 지지하는 탄성지지수단을 포함하여, 상기 보조연결공(117)을 통해 공급되는 제동관(10)의 제동압력이 클수록 상기 제2연결공(131)을 통해 유입된 주공기저장탱크(20)의 공기가 더 많은 개수의 토출공(113, 114, 115)을 통해 제동통(70)으로 공급되도록 된 열차 제동장치용 보조 밸브.