KR100747277B1 - 에어 냉각 커넥터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차에서 필요로 하는 에어압을 형성하는 장치에서 에어를 효과적인 냉각시키는 구조에 관한 것으로서,

압축에어를 통과시키는 통로를 구비한 커넥터바디와, 상기 통로의 내측으로 돌출되어 형성된 다수의 열집적판과, 상기 열집적판으로부터 전달된 열을 자연 대류 순환에 의해 열확산 및 열전달시키도록 하는 자연대류수단과, 상기 자연대류수단으로부터 전달된 열을 외부로 강제로 방출시키는 강제공냉수단으로 구성된 에어 냉각 커넥터를 제공하여,

컴프레셔로부터 나오는 고온 고압의 에어를 본 발명 에어 냉각 커넥터를 통과시킴에 의해 효과적으로 냉각시켜, 종래의 스틸튜브의 길이에만 의존하던 냉각성능을 충분히 대체하여 발휘하는 에어 냉각 커넥터를 채용함으로써, 필요로 하는 스틸튜브의 길이를 충분히 단축시켜 그 공간적인 제약과 작업의 불편함 등을 해소할 수 있도록 하며, 에어드라이어 등 관련부품의 고열로 인한 내구성 저하를 방지한다.

Description

에어 냉각 커넥터{AN AIR COOLING CONNECTOR}

도 1은 일반적인 자동차의 에어압 형성 시스템의 구성을 도시한 개념도,

도 2는 도 1과 같은 에어압 형성 시스템의 작동을 설명한 개념도,

도 3은 본 발명에 따른 에어 냉각 커넥터의 구조를 도시한 구조도,

도 4는 본 발명 에어 냉각 커넥터를 채용한 에어압 형성 시스템의 작동을 설명한 개념도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1; 커넥터 3; 통로

5; 커넥터바디 7; 열집적판

9; 구멍 11; 유동공간

13; 냉각수 15; 돌기부

17; 볼베어링부 19; 방열핀

21; 송풍팬

본 발명은 자동차에서 필요로 하는 에어압을 형성하는 장치에서 에어를 효과적인 냉각시키는 구조에 관한 것이다.

일반적으로 대형의 버스나 트럭 등은 에어 서스펜션 및 에어 브레이크시스템 등을 채용하고 있어서, 여기에 사용될 압축된 에어가 필요로 하므로 이를 자체적으로 생성하여 공급하는 에어압 형성 장치를 구비하고 있다.

이러한 에어압 형성 장치의 일반적인 구성은 도 1에 도시된 것처럼, 엔진으로부터의 회전력으로 회전되는 컴프레셔(100)와, 상기 컴프레셔(100)에서 발생된 고온 고압의 압축에어를 인출함과 아울러 컴프레셔의 진동을 절연하기 위한 에어호스(102) 및 상기 에어호스(102)에 길게 연장되어 에어의 냉각을 도모하는 스틸튜브(104)와, 상기 스틸튜브(104)에서 냉각된 에어를 공급받아 수분을 제거하는 에어드라이어(106)와, 상기 에어드라이어를 통과한 에어를 저장하였다가 필요한 사용처에 공급하는 에어탱크(108)로 구성되어 있다.

이들의 작동은 도 2에 그 개념이 간략히 설명되어 있는 바, 컴프레셔(100)에서 에어를 압축함에 의해 에어가 고온 고압의 압축에어로 되어 상기 에어호스(102)를 통해 인출되면 상기 스틸튜브(104)를 통과하면서 냉각되게 되는데, 이때 에어의 냉각은 상기 스틸튜브(104)를 충분히 길게 형성해서 열의 방출면적을 충분히 확보해야만 원하는 정도의 냉각효과를 얻을 수 있다.

즉, 상기 스틸튜브(104)를 통과하여 에어드라이어(106)에 에어가 공급될 때 에어드라이어(106)의 입구에서의 온도는 65℃ 이하로 되어야 기능을 상실하지 않고 원활히 작동되어 에어에 포함되어 있는 수분 및 이물질을 충분히 여과할 수 있으므 로, 상기 스틸튜브(104)의 길이를 충분히 확보하여 충분한 냉각효과를 확보해야하는 것이다.

그런데, 상기한 바와 같이 충분한 스틸튜브(104)의 길이는 현실적으로 최소한 4m 이상이 되어야하므로 차량에 이러한 스틸튜브(104)의 길이를 확보하면서 장착하도록 하는 데에는 그 작업성과 공간확보성 및 그 제작성에 있어서 많은 어려움이 따른다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 에어의 온도를 신속하고 효율적으로 낮출 수 있도록 하여 에어호스와 에어드라이어를 잇는 스틸튜브의 길이를 충분히 단축시킴에 의해 작업공수를 줄이고 공간확보의 문제를 해결하며 효과적인 에어의 냉각으로 에어드라이어 등 각 구성 부품들의 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 에어 냉각 커넥터를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 에어 냉각 커넥터는 압축에어를 통과시키는 통로를 구비한 커넥터바디와, 상기 통로의 내측으로 돌출되어 형성된 다수의 열집적판과, 상기 열집적판으로부터 전달된 열을 자연 대류 순환에 의해 열확산 및 열전달시키도록 하는 자연대류수단과, 상기 자연대류수단으로부터 전달된 열을 외부로 강제로 방출시키는 강제공냉수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음 과 같다. 아울러 종래기술의 설명에 사용된 부품과 동일한 부품의 명칭 및 부호는 동일한 것을 사용하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 의한 에어 냉각 커넥터를 도시한 것으로서, 본 에어 냉각 커넥터는 컴프레셔와 에어호스의 사이에 설치되도록 하여 충분히 냉각된 에어가 에어호스 및 스틸튜브를 통하여 에어드라이어로 공급될 수 있도록 한다.

상기 커넥터(1)는 컴프레셔로부터의 압축에어를 통과시키는 통로(3)를 구비한 커넥터바디(5)와, 상기 통로의 내측으로 돌출되어 형성된 다수의 열집적판(7)과, 상기 열집적판으로부터 전달된 열을 자연 대류 순환에 의해 열확산 및 열전달시키도록 하는 자연대류수단과, 상기 자연대류수단으로부터 전달된 열을 외부로 강제로 방출시키는 강제공냉수단으로 구성되어 있다.

상기 열집적판(7)은 다수의 구멍(9)을 구비하고 있으며, 그 일단은 상기 커넥터바디(5)에 고정되고 타단은 압축에어가 흐르는 통로에 자유로운 상태로 설치되며, 다수의 열집적판(7)이 서로 소정의 간격을 두고 교차하여 설치되어, 고온의 유체가 이동할 때 각종 열원이 가지고 있는 고유 열흐름 주파수(Natural Shedding Frequency)에 의한 공진원리에 의해 하나의 열집적판이 진동하면 이것이 다른 열집적판을 진동시켜서 통과하는 에어와의 원활한 열교환이 이루어질 수 있도록 하고 있다.

상기 자연대류수단은 상기 커넥터바디(5)에 형성된 유동공간(11)과, 상기 유동공간에 채워진 냉각수(13)로 구성하여 냉각수(13)가 전달받은 열로 인해 자연적으로 순환하면서 열을 확산시킴과 아울러 열을 외부로 용이하게 전달할 수 있도록 하고 있다.

상기 강제공냉수단은 커넥터바디(5)의 표면으로 돌출되는 돌기부(15)와 커넥터바디(5)와 볼베어링의 구조로 결합되는 볼베어링부(17)를 구비한 방열핀(19)과, 상기 방열핀(19)을 향해 외부의 공기를 송풍하도록 설치된 송풍팬(21)으로 구성하여, 상기 송풍팬(21)으로부터 제공되는 공기에 의해 상기 방열핀(19)이 요동할 수 있도록 하고 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

컴프레셔(100)로부터 방출되는 고온 고압의 에어는 상기 커넥터(1)의 통로(3)로 유입되는 바, 이 통로(3)를 통과하면서 상기 열집적판(7)으로 열을 전달하게 된다. 이때 상기 열집적판(7)은 고유 열흐름 주파수에 의한 공진에 의해 효과적으로 에어의 열을 흡수하여 커넥터바디(5)측으로 전달하게 되고, 상기와 같이 전달된 열은 상기 유동공간(11)의 냉각수(13)에 의해 효과적으로 열확산 및 열전달되어 커넥터바디(5)의 외측으로 이동되게 된다.

상기와 같이 커넥터바디(5)의 외측으로 유도된 열은 상기 송풍팬(21)과 방열핀(19)에 의해 강제로 냉각되는바, 상기 방열핀(19)은 커넥터바디(5)에 볼베어링 구조로 연결되어 있어서, 상기 송풍팬(21)으로부터 공급되는 공기에 의해 요동하면서 효과적으로 열을 방출하게 된다.

즉, 이는 종래의 고정된 형식의 방열핀의 경우에는 방열핀의 극히 인접한 부위에는 열 경계층이 형성되어, 이 열 경계층이 주위로의 열전달을 차단하는 효과를 내기 때문에 효과적인 냉각작용이 이루어지지 않았던 것을 개선한 것으로서, 상기한 바와 같이 방열핀(19)이 공급되는 공기에 의해 요동하면서 방열핀(19)의 주위에 고정적으로 형성되는 열 경계층을 계속적으로 파괴하도록 함으로써, 보다 효과적인 열전달로 뛰어난 냉각효과를 얻을 수 있도록 하는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 컴프레셔로부터 나오는 고온 고압의 에어를 본 발명 에어 냉각 커넥터를 통과시킴에 의해 효과적으로 냉각시키므로, 종래의 스틸튜브의 길이에만 의존하던 냉각성능을 충분히 대체하여 발휘하는 에어 냉각 커넥터를 채용함으로써, 필요로 하는 스틸튜브의 길이를 충분히 단축시켜 그 공간적인 제약과 작업의 불편함 등을 해소할 수 있도록 하며, 에어드라이어 등 관련부품의 고열로 인한 내구성 저하를 방지한다.

Claims (4)

1. 압축에어를 통과시키는 통로를 구비한 커넥터바디와;

   상기 통로의 내측으로 돌출되어 형성된 다수의 열집적판과;

   상기 열집적판으로부터 전달된 열을 자연 대류 순환에 의해 열확산 및 열전달시키도록 상기 커넥터바디에 형성된 유동공간과, 상기 유동공간에 채워진 냉각수로 이루어진 자연대류수단과;

   상기 자연대류수단으로부터 전달된 열을 외부로 강제로 방출시키도록 상기 커넥터바디의 표면으로 돌출되는 돌기부와 상기 커넥터바디와 볼베어링의 구조로 결합되는 볼베어링부를 구비한 방열핀과, 상기 방열핀을 향해 외부의 공기를 송풍하도록 설치된 송풍팬으로 이루어진 강제공냉수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 에어 냉각 커넥터.
2. 제1항에 있어서,

   상기 열집적판에는 다수의 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 에어 냉각 커넥터.
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