KR101199985B1 - 구동풀리와 분리된 냉각팬을 갖는 고속운전이 가능한 공기압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기압축기의 고속운전을 가능하게 하고, 압축펌프의 구동 및 공랭을 위한 부품(구동풀리, 냉각팬)의 소형경량화 및 원가절감을 구현하면서도 오히려 공랭 기능은 강화하여 상기 압축펌프를 더욱 효율적으로 냉각하는 구동풀리와 분리된 냉각팬을 갖는 고속운전이 가능한 공기압축기에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 소형의 풀리는 압축펌프를 구동하는 역할만을 수행함과 동시에 상기 풀리의 전방에 설치된 전용 냉각팬은 압축펌프를 공랭하는 역할을 각각 구분하여 수행할 수 있도록 하고, 크랭크실의 반 부하 측은 밀폐된 상태로 상기 크랭크실과 일체화된 반 부하측 벽을 형성하여 상기 반 부하측 벽에 다기능 에어클리너를 안정적으로 고정 설치할 수 있도록 함을 발명의 특징으로 한다.

Description

구동풀리와 분리된 냉각팬을 갖는 고속운전이 가능한 공기압축기{Air compressor which is able to high speed driving}

본 발명은 공기압축기의 고속운전을 가능하게 하고, 압축펌프의 구동 및 공랭을 위한 부품(구동풀리, 냉각팬)의 소형경량화 및 원가절감을 구현하면서도 오히려 공랭 기능은 강화하여 상기 압축펌프를 더욱 효율적으로 냉각하는 기술에 관한 것이다.

일반적으로 압축공기를 생산하기 위한 공기압축기는 압축공기를 저장할 수 있는 리시버탱크가 구비되고, 상기 리시버탱크의 상단에 압축펌프가 설치되며, 상기 압축펌프의 모터축에 결합된 대형풀리는 모터와 벨트를 매개로 연결됨으로써 상기 모터의 선택적인 작동에 따라 압축펌프가 구동하는 방식으로 운용된다.

상기 압축펌프는 고속으로 운전할 때 연속으로 압축열이 발생되고 누적됨에 따라 이를 적극적으로 냉각하여야만 하는바 종래에는 도 8과 같이 상기 대형풀리(2)의 암을 냉각날개(cooling blade)로 형성함으로써 상기 대형풀리(2)는 압축펌프(1)를 구동함과 동시에 바람을 발생하면서 공랭하는 역할을 겸하는 것이었다.

그러나 상기 대형풀리(2)에 냉각날개를 동시에 구성함에는 구조적인 제약으로 인해 고성능을 갖는 냉각날개를 자유롭게 형성할 수 없어 원만한 기능을 추구할 수 없는 실정이다.

즉 상기 대형풀리(2)는 외경에 벨트홈(3)이 형성된 두껍고 넓은 림(rim)을 구비하여야만 함으로써 주조작업을 통해 대형풀리를 제작함에 있어 상기 림 부분은 두께가 얇은 냉각날개보다 상대적으로 늦게 냉각됨으로써 주조 후 주물소재가 냉각되는 과정에서 기공이 발생하는 일이 빈번하여 주조 후 벨트홈을 형성하기 위한 기계가공을 하였을 때 빈 구덩이와 같은 공동이 형성되는 불량품을 양산하게 되어 이를 관리하는데 주조 전 공정과 주조 이후 공정과 가공 이후 공정에서 많은 애로를 겪게 된다.

더욱이 상기 공동이 형성된 대형풀리를 그대로 사용할 경우 회전작동시 원심력이 작용하면서 운동밸런스가 무너지는 현상을 유발하여 공기압축기 전체를 진동시키는 불완전한 운전을 야기함에 따라 종래에는 이러한 점을 감안하여 공기압축기를 저속으로 운전함으로써 이를 감내할 수 있게 하거나 이미 가공된 팬 풀리는 밸런스가 이루어질 때까지 밸런싱 작업을 별도로 실시하여야 하는 것이었다.

한편, 상기 공기압축기의 구동시 외부공기가 다기능 흡입머플러의 내부를 경유하여 실린더 헤드로 흡입되도록 함으로써 소음을 획기적으로 줄여줌은 물론 공기에 함유된 먼지 및 불순물을 말끔하게 정화하기 위한 방안으로 본 발명의 출원인에 의해 선출원 된 「특허출원 제2009-105779호, 명칭/공기압축기용 다기능 흡입머플러」가 제안되고 있다.

상기한 선행기술은 모터축의 반 부하 측에만 다기능 흡입머플러의 설치가 가능함에 따라 크랭크실의 일측은 베어링 브라켓이 가급적 상기 크랭크실과 분리되지 않고 일체로 되어야만 상기 흡입머플러를 원활하게 부착함은 물론 이를 원만하게 건사할 수 있는 필요성이 대두된다.

또한, 통상의 모든 공기압축기는 도 8과 같은 압축펌프(1)를 조립할 때 크랭크축(4)의 부하 측에 베어링(5)을 삽입하고, 상기 부하 측 베어링(5)의 외측에 베어링 브라켓(6)을 삽입하며, 이렇게 조립된 크랭크축(4)을 크랭크실(7)의 내부로 밀어 넣으면서 차례로 상기 크랭크축(4)의 크랭크에 다수의 커넥팅로드(8)를 끼워 나간 다음 상기 부하 측 베어링 브라켓(6)을 크랭크실(7)의 일측에 부착한다.

그리고 상기 크랭크축(7)의 반 부하 측에 베어링(5)을 삽입하고 상기 반 부하 측 베어링(5)의 외측에 베어링 브라켓(6a)을 씌운 다음 상기 크랭크실(7)의 타측에 베어링 브라켓(6a)을 일체로 부착하는 복잡한 조립공정을 통해 압축펌프를 생산함으로써 많은 시간과 인력이 소요되어 생산성이 저하되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 종래의 공기압축기가 내포하고 있는 제반 문제점을 적극적으로 해소하기 위한 것으로, 소형의 풀리는 압축펌프를 구동하는 역할만을 수행함과 동시에 상기 풀리의 전방에 설치된 전용 냉각팬은 압축펌프를 공랭하는 역할을 각각 구분하여 수행할 수 있도록 함을 발명의 해결과제로 한다.

또한, 본 발명은 크랭크실의 반 부하 측은 밀폐된 상태로 상기 크랭크실과 일체화된 반 부하측 벽을 형성하여 상기 반 부하측 벽에 다기능 에어클리너를 안정적으로 고정 설치할 수 있도록 함을 발명의 해결과제로 한다.

본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위한 수단으로 압축펌프의 부하 측 모터축에 구동풀리를 끼움 설치하고, 상기 구동풀리의 전방에는 냉각팬을 모터축의 선단에 끼움 설치하는 기술을 강구한다.

또한, 본 발명은 상기 압축펌프의 크랭크실 반 부하 측은 밀폐된 상태의 반 부하측 벽으로 형성하고, 상기 반 부하측 벽에는 베어링 하우징을 형성하며, 상기 크랭크실의 부하 측은 개방부를 형성하되 상기 개방부를 베어링 브라켓으로 막음 설치하는 기술을 강구한다.

본 발명에 따르면, 구동풀리와 냉각팬이 분리 구성됨으로써 상기 구동풀리를 소형화하면서 공기압축기의 고속운전이 가능함에 따라 압축공기의 생산성을 높일 수 있고, 상기 냉각팬을 고성능의 냉각능력을 발휘하도록 자유롭게 구현할 수 있어 공랭기능을 더욱 강화할 수 있으며, 상기 구동풀리 및 냉각팬을 소형경량화하여 제조원가를 대폭 절감하는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 크랭크실의 반 부하 측이 밀폐된 상태로 상기 크랭크실과 일체화된 반 부하측 벽으로 구성됨으로써 상기 반 부하측 벽에 다기능 에어클리너를 더욱 안정적으로 고정설치할 수 있는 효과를 제공한다.

나아가 상기 크랭크실에 내장되는 다양한 부품들을 외부에서 조립 세트화한 상태에서 한꺼번에 크랭크실의 개방부를 통해 상기 크랭크실로 삽입한 후 베어링 브라켓을 조립하는 간단한 공정을 통해 압축펌프를 완성할 수 있어 작업시간과 인력을 대폭 감축하여 생산성의 향상을 제고한다.

도 1은 본 발명이 적용된 공기압축기의 정면도
도 2는 본 발명 압축펌프의 측면도
도 3은 본 발명의 모터축, 구동풀리 및 냉각팬의 분리상태 종단면도
도 4는 본 발명의 모터축, 구동풀리 및 냉각팬의 조립상태 종단면도
도 5는 본 발명 압축펌프의 내부구조를 나타낸 측단면도
도 6은 본 발명 크랭크실의 측단면도
도 7은 본 발명의 크랭크실에 조립 세트화된 내장부품들이 한꺼번에 삽입되는 상태의 측단면도
도 8은 종래 공기압축기용 압축펌프의 측단면도

본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결수단을 보다 구체적으로 구현하기 위한 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전체적인 기술구성을 첨부된 도면에 의거 개략적으로 살펴보면, 모터(9)에 의해 구동하는 압축펌프(1)가 생성한 압축공기를 리시버탱크(10)에 저장하는 공기압축기(A)에 있어서,

상기 압축펌프(1)의 부하 측 모터축(100)에 끼움 설치된 구동풀리(200)와; 상기 구동풀리(200)의 전방에 분리된 상태로 연속하여 상기 모터축(100)의 선단에 끼움 설치되는 냉각팬(300)의 유기적인 결합구성으로 이루어진다.

이하, 상기 개략적인 구성으로 이루어진 본 발명을 실시 용이하도록 좀더 상세하게 설명하기로 한다.

우선적으로 본 발명은 대형풀리가 구동 및 공랭의 기능을 겸하는 종래의 획일적인 공기압축기의 형태를 탈피하여 구동만을 전용으로 하면서도 고속운전이 가능한 소형의 구동풀리(200)와, 바람을 생성하면서 공랭기능을 수행하는 전용 냉각팬(300)이 각각 분리된 상태로 구성됨을 기술적인 특징으로 한다.

이를 위해 상기 압축펌프(1)의 부하 측 모터축(100)에는 도 2 내지 도 4와 같이 구동풀리(200)가 일체로 끼움 설치되고, 상기 구동풀리(200)의 전방에는 냉각팬(300)이 상기 구동풀리(200)와 분리된 상태로 연속하여 설치되는 것으로, 구체적으로는 상기 냉각팬(300)은 모터축(100)의 선단에 끼움 설치되어 일체화를 이룬다.

따라서, 상기 냉각팬(300)을 어떠한 제약 없이 자유롭게 고성능의 냉각능력을 발휘할 수 있도록 제작할 수 있으며, 상기 구동풀리(200)와 함께 고속운전이 가능함으로써 저속운전에 비해 훨씬 강한 냉각풍을 발생하여 공랭효과를 더욱 강화하는 효과를 제공한다.

여기에서 상기 모터축(100)과 냉각팬(300)의 조립구성은 도 3과 같이 상기 모터축(100)의 선단에 삽입 레듀셔(101)가 형성되고, 상기 삽입 레듀셔(101)는 냉각팬(300)의 보스부(301) 중앙에 형성된 결합 레듀셔홈(302)에 삽입된 상태에서 상기 보스부(301)를 관통한 체결구(303)가 상기 모터축(100)의 선단에 일체로 나사결합됨으로써 상호 견고하게 일체화된 조립상태를 유지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 압축펌프(1)는 크랭크실(400)의 반 부하 측이 개방되지 않고, 밀폐된 상태에서 상기 크랭크실(400)과 일체화된 반 부하측 벽(401)으로 형성되는 기술이 접목되고, 상기 반 부하측 벽(401)에는 모터축(100)을 지지하는 리어 베어링(503)을 수납하기 위한 베어링 하우징(402)이 형성되며, 상기 크랭크실(400)의 부하 측은 내부에 수납되는 각종 내장부품(500)들을 집어넣거나 꺼내기 위한 개방부(403)가 형성되고, 상기 개방부(403)에는 베어링 브라켓(405)이 막음 설치된다.

따라서, 상기 반 부하측 벽(401)은 별도의 조립작업을 요하지 않고, 근본적으로 상기 크랭크실(400)과 일체성을 유지함으로써 구조적 강도가 뛰어나 다기능 에어클리너(600)를 더욱 안정적으로 고정 설치할 수 있게 된다.

더욱이 상기 반 부하측 벽(401)의 외면에는 클리너 고정돌테(406)가 돌출 형성되고, 이 클리너 고정돌테(406)에 상기 다기능 에어클리너(600)를 전용으로 설치함으로써 더욱 안정화를 꾀할 수 있게 된다.

또한, 상기 베어링 하우징(402)은 모터축(100)에 미리 조립 세트화된 리어 베어링(503)을 도 7과 같이 삽입할 때 상기 리어 베어링(503)이 원활하게 안내 삽입될 수 있도록 상기 베어링 하우징(402)의 전방 선단에 연속하여 베어링 삽입안내부(407)가 추가로 형성되며, 상기 베어링 삽입안내부(407)는 베어링 하우징(402)의 직경보다 큰 직경을 갖도록 형성된다.

상기한 압축펌프(1)의 차별화된 구성은 다기능 에어클리너(600)의 안정적인 설치공간을 제공할 뿐만 아니라 상기 크랭크실(400)에 수납되는 각종 내장부품(500)들의 조립에 따른 공정과 시간을 대폭 절감할 수 있는 특별한 효과를 추가로 제공한다.

즉 상기 압축펌프(1)의 조립작업시, 작업자는 상기 크랭크실(400)에 수납되는 모든 내장부품(500)을 도 7과 같이 외부에서 미리 조립 세트화하여 이를 한꺼번에 크랭크실(400)의 개방부(403)를 통해 크랭크실(400)의 내부로 삽입한 후 상기 베어링 브라켓(405)을 크랭크실(400)에 일체로 부착하는 간단한 공정을 통해 압축펌프(1)를 양산할 수 있게 된다.

이때 상기 외부에서 조립되는 내장부품(500)은 상기 모터축(100)의 부하 측에 끼움 설치되는 프론트 베어링(501)과, 상기 모터축(100)의 반 부하 측에 상호 간격을 두고 끼움 설치되는 바로크랭크축(502) 및 리어 베어링(503)과, 상기 바로크랭크축(502)에 연결되는 다수의 커넥팅로드(504)와, 상기 프론트 베어링(501)을 수납상태로 지지하도록 프론트 베어링(501)의 외측에 끼워지는 베어링 브라켓(405)이 적용될 수 있다.

아울러 상기한 내장부품(500)들의 조립순서는 작업자의 선택이나 환경에 따라 순서를 달리할 수 있으며, 상기 바로크랭크축(502) 및 리어 베어링(503)을 모터축(100) 상에 스냅링 등을 이용하여 고정하는 주변기술은 이미 공지된 구성이므로 본 발명에서는 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

A: 공기압축기 1: 압축펌프
2: 대형풀리 3: 벨트홈
6, 6a, 405: 베어링 브라켓 7, 400: 크랭크실
8, 504: 커넥팅로드 9: 모터
10: 리시버탱크 100: 모터축
101: 삽입 레듀셔 200: 구동풀리
300: 냉각팬 302: 결합 레듀셔홈
303: 체결구 401: 반 부하측 벽
402: 베어링 하우징 403: 개방부
406: 클리너 고정돌테 407: 삽입안내부
500: 내장부품 501: 프론트 베어링
502: 바로크랭크축 503: 리어 베어링
600: 다기능 에어클리너

Claims (7)

1. 모터(9)에 의해 구동하는 압축펌프(1)가 생성한 압축공기를 리시버탱크(10)에 저장하는 공기압축기(A)에 있어서,
   상기 압축펌프(1)의 부하 측 모터축(100)에 끼움 설치된 구동풀리(200)와;
   상기 구동풀리(200)의 전방에 분리된 상태로 연속하여 상기 모터축(100)의 선단에 끼움 설치되는 냉각팬(300)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 구동풀리와 분리된 냉각팬을 갖는 고속운전이 가능한 공기압축기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   모터축(100)의 선단에는 삽입 레듀셔(101)가 형성되고, 상기 삽입 레듀셔(101)는 냉각팬(300)의 보스부(301) 중앙에 형성된 결합 레듀셔홈(302)에 삽입되며, 상기 보스부(301)를 관통하는 체결구(303)는 모터축(100)의 선단에 일체화 나사결합된 것을 특징으로 하는 구동풀리와 분리된 냉각팬을 갖는 고속운전이 가능한 공기압축기.
   
3. 제 1항에 있어서,
   압축펌프(1)는 크랭크실(400)의 반 부하 측이 밀폐된 상태로 상기 크랭크실(400)과 일체화된 반 부하측 벽(401)으로 형성되고, 상기 반 부하측 벽(401)에는 베어링 하우징(402)이 형성되며, 상기 크랭크실(400)의 부하 측은 부분적으로 개방된 개방부(403)가 형성되고, 상기 개방부(403)에 베어링 브라켓(405)이 막음 설치되는 것을 특징으로 하는 구동풀리와 분리된 냉각팬을 갖는 고속운전이 가능한 공기압축기.
   
4. 제 3항에 있어서,
   반 부하측 벽(401)의 외면에는 클리너 고정돌테(406)가 돌출 형성되고, 상기 클리너 고정돌테(406)에 다기능 에어클리너(600)가 전용으로 설치되는 것을 특징으로 하는 구동풀리와 분리된 냉각팬을 갖는 고속운전이 가능한 공기압축기.
   
5. 제 3항에 있어서,
   베어링 하우징(402)의 전방 선단에는 연속하여 상기 베어링 하우징(402)의 직경보다 큰 직경을 갖는 베어링 삽입안내부(407)가 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 구동풀리와 분리된 냉각팬을 갖는 고속운전이 가능한 공기압축기.
   
6. 제 3항에 있어서,
   압축펌프(1)의 조립작업시 상기 크랭크실(400)에 수납되는 모든 내장부품(500)은 외부에서 조립 세트화하여 한꺼번에 개방부(403)를 통해 크랭크실(400)의 내부로 삽입한 후 베어링 브라켓(405)을 상기 크랭크실(400)에 일체로 부착하는 것을 특징으로 하는 구동풀리와 분리된 냉각팬을 갖는 고속운전이 가능한 공기압축기.
   
7. 제 3항에 있어서,
   외부에서 조립되는 내장부품(500)은 모터축(100)의 부하 측에 끼움 설치되는 프론트 베어링(501)과, 반 부하 측에 간격을 두고 끼움 설치되는 바로크랭크축(502) 및 리어 베어링(503)과, 상기 바로크랭크축(502)에 연결되는 다수의 커넥팅로드(504)와, 상기 프론트 베어링(501)을 수납상태로 지지하는 베어링 브라켓(405)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 구동풀리와 분리된 냉각팬을 갖는 고속운전이 가능한 공기압축기.

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