KR100967074B1 - 공기 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 2개 이상의 압축펌프에서 공급되는 공기를 하나의 에어 탱크에서 압축되어 배출되도록 하여 에어 탱크에 압축공기를 충진하는 시간을 줄이고, 에어 탱크의 용량을 증가시키지 않고 에어 탱크의 압축공기 토출압력을 증가시킬 수 있는 공기 압축기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 공기 압축기는 베이스 프레임와; 상기 베이스 프레임에 설치되며, 공기 유입구 및 압축공기 배출구가 각각 마련되는 에어 탱크; 및 외부의 공기가 유입되는 외부공기 유입구 및 내부로 유입된 공기가 배출되는 공기 배출구가 각각 마련되며, 상기 공기 배출구가 상기 에어 탱크의 공기 유입구에 병렬로 연결될 수 있도록 상기 베이스 프레임에 2개 이상 설치되는 압축펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
공기, 압축기, 밸브, 펌프

Description

공기 압축기{AIR COMPRESSOR}
본 발명은 공기 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2개 이상의 압축펌프에서 공급되는 공기가 하나의 에어 탱크에서 압축되어 배출되도록 하여 에어 탱크에 압축공기를 충진하는 시간을 줄이고, 에어 탱크의 용량을 증가시키지 않고 에어 탱크의 압축공기 토출압력을 증가시킬 수 있는 공기 압축기에 관한 것이다.
일반적으로, 공기 압축기(Air Compressor)는 공기 압축기는 전기모터나 터빈 등의 동력 발생장치로부터 동력을 전달 받아 공기나 냉매 또는 그 밖의 특수 가스에 압축 일을 가함으로써 작동가스를 압축시켜 압력을 높여주는 기계로써 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있습니다.
이러한 공기 압축기는 압축을 이루는 방식에 따라 용적형과 터보형으로 분류할 수 있으며, 용적형 압축기(Positive Displacement Compressor)는 체적의 감소를 통해 압력을 증가 시키는 압축방식을 이용하고, 터보형 압축기(Dynamic Compressor or Turbo Compressor)는 가스의 운동에너지를 압력에너지로 변환시켜 압축하는 방 식을 이용한다.
한편, 통상의 공기 압축기는 내부에 압축공기가 수용되는 에어 탱크와, 이 에어탱크의 내부로 공기를 주입하여 공기를 압축시키는 공기 압축펌프 및 공기 압축펌프를 작동시키기 위한 구동모터를 포함한다.
이와 같이 구성되는 공기 압축기는 구동모터가 작동되면 압축펌프에서 압축공기가 생성되어 에어 탱크가 충진되면 에어 탱크에 충진된 압축공기를 사용하게 되고, 압축공기의 사용을 통해 에어 탱크의 공기 압력이 낮아지게 되면 구동모터가 지속적으로 구동되면서 압축공기로 에어 탱크를 충진하게 된다.
상기와 같이 구성되는 종래의 공기 압축기는, 구동모터의 작동에 의해 에어 탱크를 충진하는데 시간이 오래 소요될 뿐만 아니라, 에어 탱크에서 배출되는 압축공기의 토출압력을 증가시키기 위해서는 에어 탱크의 용량을 증가시켜야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은, 2개 이상의 압축펌프에서 압축되는 압축공기가 하나의 인입구를 통해 하나의 에어 탱크로 공급되도록 하여 압축탱크를 압축시킴으로써, 에어 탱크에 압축공기를 충진하는 시간을 줄이고, 에어 탱크의 용량을 증가시키지 않고 에어 탱크의 압축공기 토출압력을 증가시킬 수 있는 공기 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 공기 압축기는, 베이스 프레임와; 상기 베이스 프레임에 설치되며, 공기 유입구 및 압축공기 배출구가 각각 마련되는 에어 탱크; 및 외부의 공기가 유입되는 외부공기 유입구 및 내부로 유입된 공기가 배출되는 공기 배출구가 각각 마련되며, 상기 공기 배출구가 상기 에어 탱크의 공기 유입구에 병렬로 연결될 수 있도록 상기 베이스 프레임에 2개 이상 설치되는 압축펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 공기 압축기는 상기 에어 탱크의 공기 유입구와 상기 압축펌프의 공기 배출구 사이에 마련되어 상기 압축펌프에서 상기 에어탱크로 공급되는 공기를 개폐시키는 개폐밸브; 및 상기 에어 탱크에 설치되어 상기 에어 탱크 내부의 공압이 일정압력 이하이면 상기 개폐밸브를 개방시키고, 상기 에어 탱크 내부의 공압이 일정압력 이상이면 상기 개폐밸브를 차단시키는 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 컨트롤러는 상기 개폐밸브가 개방되면 상기 압축펌프를 작동시키고, 상기 개폐밸브가 차단되면 상기 압축펌프의 작동을 정지시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 압축펌프는 내부에서 발생되는 열이 방열되도록 방열부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 압축펌프는 상기 공기 배출구를 통해 배출되는 공기가 상기 방열 부의 내부를 경유하여 배출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 에어 탱크 및 상기 압축펌프가 설치되도록 상기 베이스 프레임에 마련되어 상기 에어 탱크 및 상기 압축펌프에서 발생되는 진동을 흡수하는 완충부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 완충부재는, 상기 베이스 프레임에 결합되는 제1 고정부와; 상기 에어 탱크 및 상기 압축펌프에 각각 결합되는 제2 고정부; 및 일단부가 상기 제1 고정부에 결합되고 타단부가 상기 제2 고정부에 결합되는 완충부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 완충부는 상기 제1 고정부 및 제2 고정부에 결합되는 스프링과, 상기 스프링을 감싸도록 상기 제1 고정부 및 제2 고정부에 장착되는 완충고무를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 압축펌프의 외부공기 유입구에는 필터가 마련되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 공기 압축기에 의하면, 2개 이상의 압축펌프에서 공급되는 공기가 하나의 공기 유입구를 통해 동시에 에어 탱크로 공급되어 에어 탱크가 압축되므로, 에어 탱크에 압축공기가 충진하는 시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 에어 탱크의 용량을 증가시키지 않고 에어 탱크에서 배출되는 압축공기의 토출압력을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 공기 압축기를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 공기 압축기의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 공기 압축기의 구성을 나타낸 측면도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 압축펌프의 구성을 나타낸 측면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 공기 압축기(100)는 공기가 고압으로 압축된 후, 토출될 수 있도록 압축공기가 수용되는 에어 탱크(110)와, 이 에어 탱크(110)의 내부로 공기를 압축하기 위한 압축펌프(120)를 포함한다. 이때, 본 실시 예에 따른 공기 압축기(100)는 에어 탱크(110)의 내부에 압축공기가 보다 빠르게 충진될 수 있도록 2개 이상의 압축펌프(120)가 에어 탱크(110)에 병렬로 연결된다.
또한, 본 실시 예에 따른 공기 압축기(100)는 에어 탱크(110) 및 압축펌 프(120)가 설치되는 베이스 프레임(150)을 더 포함한다.
에어 탱크(110)는 완충부재(160)를 통해 베이스 프레임(150)에 고정되며, 압축펌프(120)로부터 압축공기가 유입되는 공기 유입구(111) 및 압축공기가 배출되는 압축공기 배출구(113)가 각각 마련된다.
에어 탱크(110)의 공기 유입구(111)에는 2개의 압축펌프(120)에서 배출되는 압축공기가 동시에 공급될 수 있도록 각각의 압축펌프(120)에 연결되는 공기 공급관(101)이 병렬로 연결된다. 즉, 공기 유입구(111)에는 어느 하나의 압축펌프(120)와 연결되는 공기 공급관(101)과 다른 하나의 압축펌프(120)와 연결되는 공기 공급관(101)이 병렬로 연결된다.
또한, 에어 탱크(110)의 압축공기 배출구(113)에는 에어 탱크(110)의 내부에서 압축된 압축공기를 필요에 따라 배출시킬 수 있도록 압축공기개폐밸브(115)가 장착되어 있으며, 압축공기개폐밸브(115)에 압축공기 배출라인(117)이 연결된다. 이에 따라 사용자는 압축공기 배출라인(117)을 통해 사용하고자 하는 공구나 장소로 압축공기를 간편하게 배출시킬 수 있다.
에어 탱크(110)에 병렬로 연결되는 압축펌프(120)는 제1 압축펌프(130)와 제2 압축펌프(140)를 포함하며, 제1 및 제2 압축펌프(130, 140)는 완충부재(160)를 통해 베이스 프레임(150)에 설치된다.
제1 및 제2 압축펌프(130, 140)는 외부의 공기가 유입되는 외부공기 유입구(133, 143)와 내부로 유입된 공기가 배출되는 공기 배출구(131, 141)가 각각 마련된다. 이때, 제1 및 제2 압축펌프(130, 140)는 공기 배출구(131, 141)에 공기 공 급관(101)이 연결되고, 이 공기 공급관(101)을 통해 공기 배출구(131, 141)가 에어 탱크(110)에 병렬로 연결된다.
제1 및 제2 압축펌프(130, 140)는 외부공기 유입구(133, 143)에 외부공기가 원활하게 유입될 수 있도록 공기 유입관(103)이 연결된다. 또한, 제1 및 제2 압축펌프(130, 140)는 공기 유입관(103)을 통해 공기 중의 이물질이 제1 및 제2 압축펌프(130, 140)의 내부로 유입되는 것이 방지될 수 있도록 외부공기 유입구(133, 143)에 필터(135, 145)가 마련된다.
또한, 제1 및 제2 압축펌프(130, 140)는 내부에서 작동되는 모터(도시생략)에 의해 발생되는 내부의 열이 용이하게 방열될 수 있도록 상부에 방열부(137, 147)가 마련된다. 더하여, 제1 및 제2 압축펌프(130, 140)는 방열부(137, 147)의 내부에 공간부(137a, 147a)가 형성되고, 외부공기 유입구(133, 143)를 통해 유입되는 공기가 방열부(137, 147)의 공간부(137a, 147a)를 경유하여 공기 배출구(131, 141)측으로 배출된다.
이로 인하여, 제1 및 제2 압축펌프(130, 140)의 내부에서 발생되는 열이 방열부(137, 147)와 공기에 의해 동시에 냉각되므로, 방열부(137, 147)의 냉각효율이 더욱 상승된다.
본 발명에 따른 공기 압축기(100)는 에어 탱크(110)의 공기압에 따라 압축펌프(120)의 작동이 제어될 수 있도록 개폐밸브(170) 및 컨트롤러(180)를 더 포함한다.
개폐밸브(170)는 제1 및 제2 압축펌프(130, 140)의 압축공기 배출구(113)에 연결된 공기 공급관(101)과 에어 탱크(110)의 공기 유입구(111) 사이에 마련되어 제1 및 제2 압축펌프(130, 140)에서 에어 탱크(110)로 공급되는 공기의 흐름을 차단 및 개방할 수 있도록 컨트롤러(180)에 의해 제어된다. 본 실시 예에 따른 개폐밸브(170)로는 솔레노이드 밸브를 사용하는 것이 바람직하다.
컨트롤러(180)는 에어 탱크(110)에 설치되어 에어 탱크(110) 내부의 공압이 일정압력 이하이면 개폐밸브(170)를 개방시킴과 동시에 제1 및 제2 압축펌프(130, 140)를 구동시키고, 에어 탱크(110) 내부의 공압이 일정압력 이상이면 개폐밸브(170)를 차단시킴과 동시에 제1 및 제2 압축펌프(130, 140)를 정지시킨다. 이때, 에어 탱크(110)에는 내부의 압력을 측정하여 표시하기 위한 압력게이지(119)가 더 마련된다.
즉, 컨트롤러(180)는 에어 탱크(110) 내부의 공기압에 따라 개폐밸브(170)의 개폐를 제어함과 동시에 제1 및 제2 압축펌프(130, 140)의 구동을 제어한다. 이와 같은 컨트롤러(180)의 제어에 따라 제1 및 제2 압축펌프(130, 140)는 개폐밸브(170)에 의해 공기 배출구(131, 141)가 차단되면 그 작동이 정지하게 된다.
따라서 본 발명에 따른 공기 압축기(100)는 컨트롤러(180)의 제어에 따라 개폐밸브(170)가 차단되면 제1 및 제2 압축펌프(130, 140)의 구동이 정지되고, 개폐밸브(170)가 개방되면 제1 및 제2 압축펌프(130, 140)가 구동되므로, 에어 탱크(110)의 공기압을 일정하게 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 전력의 사용이 감소된다.
본 발명의 실시 예에 따른 공기 압축기(100)는 에어 탱크(110) 및 압축펌 프(120)의 작동시 발생되는 진동과 충격이 보다 원활하게 흡수될 수 있도록 에어 탱크(110) 및 압축펌프(120)가 완충부재(160)를 통해 베이스 프레임(150)에 고정된다.
이와 같은 본 실시 예에 따른 공기 압축기(100)의 완충부재(160)를 도 4 및 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 완충부재의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 완충부재의 구성을 나타낸 결합단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시 예에 따른 완충부재(160)는 에어 탱크(110) 및 압축펌프(120)에서 발생되는 진동이 흡수될 수 있도록 에어 탱크(110)와 베이스 프레임(150) 사이, 압축펌프(120)와 베이스 프레임(150) 사이에 각각 마련된다.
구체적으로, 완충부재(160)는 베이스 프레임(150)에 고정되는 제1 고정부(161)와, 에어 탱크(110) 및 압축펌프(120)에 각각 고정되는 제2 고정부(163) 및 제1 고정부(161)와 제2 고정부(163) 사이에 마련되어 충격을 흡수하는 완충부(165)를 포함한다. 이때, 완충부(165)는 일단부가 제1 고정부(161)에 결합되고 타단부가 제2 고정부(163)에 결합된다.
완충부재(160)의 제1 고정부(161)는 베이스 프레임(150)에 형성된 결합구멍(151)에 너트(N)를 통해 고정되고, 제2 고정부(163)는 에어 탱크(110) 및 압축펌프(120)에 형성된 결합리브(105)에 너트(N)를 통해 고정된다.
제1 고정부(161)와 제2 고정부(163) 사이에 마련되어 충격 및 진동을 흡수하 는 완충부(165)는 제1 고정부(161) 및 제2 고정부(163) 사이에 마련되는 스프링(165a)과, 이 스프링(165a)을 감싸도록 제1 고정부(161) 및 제2 고정부(163)에 장착되는 완충고무(165b)를 포함한다.
스프링(165a)은 일단부가 제1 고정부(161)의 상단면에 접촉되고 타단부가 제2 고정부(163)의 하단면에 접촉되어 고정된다. 이때, 스프링(165a)이 제1 및 제2 고정부(161, 163)에 더욱 견고하게 결합될 수 있도록 용접을 통해 접합되는 것이 바람직하다.
본 실시 예에서는 스프링(165a)이 제1 고정부(161)의 상면 및 제2 고정부(163)의 하면에 접합되는 것을 예를 들어 설명하고 있지만, 제1 및 제2 고정부(161, 163)가 스프링(165a)에 삽입되어 결합될 수도 있다.
완충고무(165b)는 스프링(165a)을 감싸도록 제2 고정부(163)를 통해 삽입되어 제1 및 제2 고정부(163)에 고정되며, 하단이 베이스 프레임(150)에 접촉되고 상단이 에어 탱크(110) 및 압축펌프(120)의 결합리브(105)에 접촉된다.
이와 같이 구성되는 완충부재(160)는 에어 탱크(110) 및 압축펌프(120)에서 발생되는 충격 및 진동이 스프링(165a)과 완충고무(165b)에 의해 2중으로 흡수되므로, 베이스 프레임(150)으로 전달되는 충격 및 진동을 현전하게 완화시킬 수 있다.
다음으로, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 공기 압축기의 작용을 설명한다.
먼저, 에어 탱크(110)의 압축공기 배출라인(117)에 분사노즐이나 공구를 연 결한 후, 공기 압축기(100)를 작동시키면, 에어 탱크(110)의 내부가 압축되도록 제1 및 제2 압축펌프(130, 140)가 작동되면서 외부의 공기가 흡입되어 에어 탱크(110)로 공급된다.
이때, 제1 및 제2 압축펌프(130, 140)의 공기 배출구(131, 141)가 공기 공급관(101)을 통해 에어 탱크(110)의 공기 유입구(111)에 병렬로 연결되어 있어 에어 탱크(110)가 보다 빠르게 압축된다. 즉, 2개의 압축펌프(120)에 의해 에어 탱크(110)가 압축되므로, 에어 탱크(110)의 공기 압축시간을 현저하게 줄일 수 있다.
그리고 제1 및 제2 압축펌프(130, 140)에 의해 에어 탱크(110) 내부의 공기가 압축되어 일정압력 이상이 되면 컨트롤러(180)가 개폐밸브(170)를 차단시킴과 동시에 제1 및 제2 압축펌프(130, 140)의 구동을 정지시켜 에어 탱크(110)가 더 이상 압축되는 것을 방지하게 된다. 이로 인하여, 에어 탱크(110)가 파손되거나 제1 및 제2 압축펌프(130, 140)가 파손되는 것이 방지됨은 물론, 불필요한 전력의 사용을 방지하여 전력사용을 줄일 수 있다.
이후, 에어 탱크(110)의 압축공기를 사용하여 에어 탱크(110)의 내부 공기가 일정압력 이하가 되면 컨트롤러(180)가 개폐밸브(170)를 개방시킴과 동시에 제1 및 제2 압축펌프(130, 140)의 구동시켜 에어 탱크(110) 내부의 공기를 압축시킨다. 이로 인하여, 에어 탱크(110)의 내부 압력이 적정한 구간에 조절된다.
또한, 본 발명에 따른 공기 압축기(100)는 제1 및 제2 압축펌프(130, 140)에서 발생되는 열이 방열부(137, 147) 및 이 방열부(137, 147)의 공간부(137a, 147a)를 경유하여 에어 탱크(110)로 공급되는 공기에 의해 보다 빠르게 냉각된다. 즉, 방열부(137, 147)의 공간부(137a, 147a)를 경유하는 공기에 의해 제1 및 제2 압축펌프(130, 140)의 냉각효율이 더욱 증가된다.
또한, 공기 압축기(100)의 구동시 발생되는 충격 및 진동이 스프링(165a)과 완충고무(165b)에 의해 2중으로 흡수되므로, 그 진동을 현저하게 완화시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 공기 압축기의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 공기 압축기의 구성을 나타낸 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 압축펌프의 구성을 나타낸 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 완충부재의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 완충부재의 구성을 나타낸 결합단면도이다.
♠ 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ♠
100 : 공기 압축기 110 : 에어 탱크
120 : 압축펌프 130 : 제1 압축펌프
140 : 제2 압축펌프 150 : 베이스 프레임
160 : 완충부재 170 : 개폐밸브
180 : 컨트롤러

Claims (9)

  1. 베이스 프레임;
    상기 베이스 프레임에 설치되며, 공기 유입구 및 압축공기 배출구가 각각 마련되는 에어 탱크;
    외부의 공기가 유입되는 외부공기 유입구와, 내부로 유입된 공기가 배출되는 공기 배출구와, 내부에서 발생되는 열이 방열되도록 방열부가 마련되고, 상기 외부공기 유입구를 통해 유입되는 공기가 상기 방열부의 내부를 경유하여 상기 공기 배출구로 배출되며, 상기 공기 배출구가 상기 에어 탱크의 공기 유입구에 병렬로 연결될 수 있도록 상기 베이스 프레임에 2개 이상 설치되는 압축펌프; 및
    상기 에어 탱크 및 상기 압축펌프에서 발생되는 진동이 흡수될 수 있도록 상기 베이스 프레임에 결합되는 제1 고정부와, 상기 에어 탱크 및 상기 압축펌프에 각각 결합되는 제2 고정부와, 일단부가 상기 제1 고정부에 결합되고 타단부가 상기 제2 고정부에 결합되는 완충부로 구성되는 완충부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어 탱크의 공기 유입구와 상기 압축펌프의 공기 배출구 사이에 마련되어 상기 압축펌프에서 상기 에어탱크로 공급되는 공기를 개폐시키는 개폐밸브; 및
    상기 에어 탱크에 설치되어 상기 에어 탱크 내부의 공압이 일정압력 이하이면 상기 개폐밸브를 개방시키고, 상기 에어 탱크 내부의 공압이 일정압력 이상이면 상기 개폐밸브를 차단시키는 컨트롤러;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 압축기.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 완충부는 상기 제1 고정부 및 제2 고정부에 결합되는 스프링과, 상기 스프링을 감싸도록 상기 제1 고정부 및 제2 고정부에 장착되는 완충고무를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 압축기.
  9. 삭제
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