KR101171901B1 - 차량용 압축공기 재생형 에어 컴프레서 - Google Patents

차량용 압축공기 재생형 에어 컴프레서 Download PDF

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Abstract

차량용 압축공기 재생형 에어 컴프레서가 개시된다. 개시된 차량용 압축공기 재생형 에어 컴프레서는, 차량용 에어 컴프레서에 있어서, 상기 에어 컴프레서의 후단에 상기 차량 엔진의 크랭크샤프트를 연결 설치하고, 상기 크랭크샤프트의 일단의 단부축에 고온 및 고압의 에너지를 회전에너지로 변환하는 변환장치를 장착하여, 상기 에어 컴프레서에서 토출되는 압축공기를 이용하여 상기 변환장치를 구동시켜 상기 에어 컴프레서의 구동부하를 저감에 기여하도록 한 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 에어 컴프레서에서 토출되는 압축공기를 이용하여 터빈을 구동시켜 에어 컴프레서 구동부하 저감에 기여할 수 있고, 에어 컴프레서의 구동기어의 부하를 감소시켜 엔진의 성능향상에 기여할 수 있고, 압축공기의 재생냉각으로 에어 파이프의 열부하를 감소시켜 열해 가능성을 크게 감소시킬 수 있다.
에어 컴프레서, 크랭크샤프트, 터빈

Description

차량용 압축공기 재생형 에어 컴프레서{AIR COMPRESSOR FOR GENERATING COMPRESSED AIR FOR VEHICLE}
도 1은 일반적인 차량용 에어 컴프레서의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 압축공기 재생형 에어 컴프레서의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.
도 3은 도 2의 터빈을 나타내 보인 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
20. 에어 컴프레서
31. 크랭크샤프트
32. 단부축
40. 터빈
41. 블레이드
본 발명은 차량용 압축공기 재생형 에어 컴프레서에 관한 것으로서, 보다 상 세하게는 에어 컴프레서에서 토출되는 압축공기를 이용하여 터빈을 구동시켜 에어 컴프레서의 구동부하를 저감하기 위한 차량용 압축공기 재생형 에어 컴프레서에 관한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 에어 덕트(air duct)로부터 흡입된 공기를 기어(gear)(11)로 구동되는 차량용 에어 컴프레서(10)를 이용하여 압축한 뒤, 에어 파이프(12)를 통해 에어 탱크로 이송시켜 차량의 브레이크와 도어(door)의 개폐 등에 이용한다.
이때, 고온 및 고압(200℃ 이상, 10bar 이상)의 공기가 상기 에어 파이프(12)를 통하여 에어 탱크로 직접 전달된다.
그런데, 상기와 같은 종래의 에어 컴프레서(10)는, 상기 에어 파이프(12)에 열 및 압력 등의 큰 부하가 전달되어 에어 파이프(12)의 열해 가능성이 존재한다.
그리고 압축공기가 에어 탱크에 전달되는 동안 압축공기 내 열에너지가 에어 파이프(12)의 벽을 통하여 손실된다.
또한 열 손실에 기인한 온도 하강으로 인하여 에어 파이프(12)와 에어 탱크 내 수분응결 가능성이 상존하게 된다.
이는 현재 동절기 상용차의 가장 큰 품질문제 중 하나이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 에어 컴프레서에서 토출되는 압축공기를 이용하여 터빈을 구동시켜 에어 컴프레서의 구동부하를 저감시켜 동절기 상용차의 품질문제가 해결되도록 한 차량용 압축공기 재생 형 에어 컴프레서를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 압축공기 재생형 에어 컴프레서는, 차량용 에어 컴프레서에 있어서, 상기 에어 컴프레서의 후단에 상기 차량 엔진의 크랭크샤프트를 연결 설치하고, 상기 크랭크샤프트의 일단의 단부축에 고온 및 고압의 에너지를 회전에너지로 변환하는 변환장치를 장착하여, 상기 에어 컴프레서에서 토출되는 압축공기를 이용하여 상기 변환장치를 구동시켜 상기 에어 컴프레서의 구동부하를 저감에 기여하도록 한 것을 그 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2에는 본 발명에 따른 차량용 압축공기 재생형 에어 컴프레서의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 압축공기 재생형 에어 컴프레서는, 에어 컴프레서(20)의 후단에 차량 엔진의 크랭크샤프트(crankshaft)(31)를 연결 설치하고, 상기 크랭크샤프트(31)의 일단의 단부축(32)에 고온 및 고압의 에너지를 회전에너지로 변환하는 변환장치를 장착하여, 상기 에어 컴프레서(20)에서 토출되는 압축공기를 이용하여 변환장치를 구동시켜 에어 컴프레서(20)의 구동부하를 저감에 기여하도록 한 것이다.
이때, 상기 크랭크샤프트(31)와 단부축(32)은 크랭크샤프트(31)와 동일축으로 이루어진다.
그리고 상기 변환장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 블레이드(blade)(41)가 구비된 터빈(turbine)(40)을 포함하여 구성된다.
또한 상기 터빈(40)은 크랭크샤프트(31)와 동일 방향으로 회전되게 설치되고, 상기 에어 컴프레서(20)에서 분출되는 압축공기가 블레이드(41)로 유입되도록 상기 터빈(40)이 설치된다.
한편, 도 2에서 도면부호 'A' 및 'B'는 고온 및 고압의 공기 흐름을 나타내 보인 것이고, 21은 1차 에어 파이프를 나타내 보인 것이다.
특히, 상기 'A'의 공기는 에어 탱크로 향하는 2차 에어 파이프로 흐른다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 차량용 압축공기 재생형 에어 컴프레서의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도면을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 압축공기 재생형 에어 컴프레서는, 상기 에어 컴프레서(20)의 후단에 크랭크샤프트(31)를 연장하여 동일축에 고온 및 고압의 에너지를 회전에너지로 변환하는 변환장치, 예컨대 터빈(40)을 장착한 것이다.
이에 따라 상기 에어 컴프레서(20)에서 분출되는 압축공기를 터빈(40)의 블레이드(41)로 유입시키고, 이렇게 유입된 압축공기는 터빈(40)을 회전시킨다.
그리고 상기 크랭크샤프트(31)와 동일 방향으로 회전하여 에어 컴프레서(20)의 구동부하를 감소시키고, 터빈(40)을 구동시키는 동안 압축공기는 일(work)을 하게되어 열에너지를 소모한다.(공기의 재생냉각)
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 압축공기 재생형 에어 컴프레서는 다음과 같은 효과를 갖는다.
에어 컴프레서에서 토출되는 압축공기를 이용하여 터빈을 구동시켜 에어 컴프레서 구동부하 저감에 기여할 수 있고, 에어 컴프레서의 구동기어의 부하를 감소시켜 엔진의 성능향상에 기여할 수 있다.
그리고 고 열에너지의 압축공기가 터빈을 구동하여 열에너지를 소모하고, 압축공기의 재생냉각으로 에어 파이프의 열부하를 감소시켜 열해 가능성을 크게 감소시킬 수 있다.
터빈 후단에서 압축공기가 냉각하므로 잔류 수분의 응결 및 2차 에어 파이프 및 에어 탱크로 수분 전달이 안 된다.
따라서 동절기 에어 탱크의 수분 빙결 등 품질문제를 해결할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 차량용 에어 컴프레서에 있어서,
    상기 에어 컴프레서의 후단에 상기 차량 엔진의 크랭크샤프트를 연결 설치하고, 상기 크랭크샤프트의 일단의 단부축에 고온 및 고압의 에너지를 회전에너지로 변환하는 변환장치를 장착하여, 상기 에어 컴프레서에서 토출되는 압축공기를 이용하여 상기 변환장치를 구동시켜 상기 에어 컴프레서의 구동부하를 저감에 기여하도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 압축공기 재생형 에어 컴프레서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 크랭크샤프트와 상기 단부축은 상기 크랭크샤프트와 동일축으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 압축공기 재생형 에어 컴프레서.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 변환장치는 다수의 블레이드가 구비된 터빈을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 차량용 압축공기 재생형 에어 컴프레서.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 터빈은 상기 크랭크샤프트와 동일 방향으로 회전되게 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 압축공기 재생형 에어 컴프레서.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 에어 컴프레서에서 분출되는 압축공기가 상기 블레이드로 유입되도록 상기 터빈이 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 압축공기 재생형 에어 컴프레서.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005171957A (ja) 2003-12-15 2005-06-30 Hokuetsu Kogyo Co Ltd パッケージ型圧縮機
KR100568547B1 (ko) 2003-07-28 2006-04-07 현담산업 주식회사 개선된 형상의 임펠러를 구비하는 자동차용 터빈형전동기식연료펌프

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