KR101205401B1 - 배기관의 바로 연결이 가능한 공기압축기용 실린더헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 별도의 부품(90°니플 등)을 사용하지 않고서도 압축공기를 이동시키기 위한 배기관을 실린더헤드의 저면에 바로 연결하여 배관작업의 간소화를 구현하며, 리시버탱크 상에 안전밸브를 설치할 수 없는 조건 하에서도 상기 실린더헤드에 형성된 배기통로의 선단에 안전밸브를 간편하게 연결설치하여 공기압축기의 가동에 따른 안전성을 한층 제고하는 배기관의 바로 연결이 가능한 공기압축기용 실린더헤드에 관한 것이다.

Description

배기관의 바로 연결이 가능한 공기압축기용 실린더헤드{Cylinder head for air compressor with direct connection of a vent pipe}

본 발명은 별도의 부품(90°니플 등)을 사용하지 않고서도 압축공기를 이동시키기 위한 배기관을 실린더헤드의 저면에 바로 연결하여 배관작업의 간소화를 구현하며, 리시버탱크 상에 안전밸브를 설치할 수 없는 조건 하에서도 상기 실린더헤드에 형성된 배기통로의 선단에 안전밸브를 간편하게 연결설치하여 공기압축기의 가동에 따른 안전성을 한층 제고하는 기술에 관한 것이다.

압축공기를 생산하기 위한 일반적인 피스톤식 공기압축기는 수평으로 배치된 리시버탱크 상에 모터베이스 및 펌프베이스가 일체로 부착되고, 상기 각각의 베이스에는 압축펌프와 상기 압축펌프를 구동하기 위한 모터가 조립설치되거나, 또는 상기 압축펌프에 직결 설치된 모터를 단일 모터베이스에 조립설치된 어셈블리의 형태로 구성된다.

상기 압축펌프는 압축실린더의 상단에 흡, 배기홀이 마련된 밸브시트 및 실린더헤드가 조립설치되고, 상기 실린더헤드 및 밸브시트의 사이에는 흡, 배기밸브가 구비됨으로써 상기 실린더헤드를 통해 외부의 공기를 압축실린더 내로 흡입, 압축한 후 압축공기를 배기할 수 있게 된다.

따라서, 상기 모터를 운전하여 압축펌프를 구동함으로써 발생하는 압축공기는 도 8에 도시된 바와 같이 압축펌프(1)의 실린더헤드(2)와 리시버탱크(3) 상에 설치된 체크밸브(4)의 사이에 통기 가능하게 연결설치된 배기관(5)을 따라 원활하게 이동하면서 전량 리시버탱크(3)로 압축 저장된다.

그러나 종래의 실린더헤드는 알루미늄 소재를 사용하여 사출금형작업을 통해 대량으로 양산하는 과정에서 수평으로 진입하는 한 쌍의 코어에 의해 각각 흡기구 및 배기구가 수평 상으로 형성됨으로써 상기 배기구에 수직 상으로 배기관을 연결하기 위해서는 반드시 별도의 90°니플(6)을 사용하여야만 하므로 배관작업이 번거로움은 물론 추가비용이 많이 소요되는 것이었다

이와 같은 문제점을 일부나마 해소하기 위한 방안으로 상기 배기구에 배기관을 수평 상으로 연결한 후 하방으로 배기관을 절곡하는 방안이 있으나 이 경우 배기관의 절곡작업이 용이하지 못할 뿐만 아니라 압축공기의 원활한 흐름을 방해하며, 특히 수평상으로 연결된 부위에는 모터의 반 부하 측에 설치된 쿨링팬에서 발생하는 냉각풍이 제대로 접촉하지 않아 배기관의 냉각효과가 저하되는 폐단이 있다.

또한, 상기 리시버탱크의 설정 압력보다 높은 압력이 저장됨을 방지하도록 설정 압력보다 높은 압력을 자동으로 배출하는 안전밸브는 통상 리시버탱크 상에 설치하고 있는 실정이나, 상기 리시버탱크 상에 안전밸브를 설치할 수 없는 현장 조건하에서는 이를 설치하기 위한 방법에 많은 애로점이 있는바 장소에 구애받지 않고 상기 실린더헤드의 배기회로 상에 간편하게 안전밸브를 설치할 수 있는 기술방안이 절실하게 요구된다.

본 발명은 종래의 기술에 따른 공기압축기용 실린더헤드가 내포하고 있는 제반 문제점을 적극적으로 해소하기 위한 것으로, 실린더헤드의 저면 일측에 형성된 배기구에 별도의 부품을 사용하지 않고 배기관을 바로 연결할 수 있도록 하고, 상기 실린더헤드에 수평상으로 형성된 배기통로의 선단에는 평상시 렌치플러그를 막음 설치하여 압축공기가 하부의 배기구를 통해서만 배기가 이루어질 수 있도록 함을 발명의 해결과제로 한다.

또한, 본 발명은 상기 배기통로의 선단에 막음 설치된 렌치플러그를 제거한 후 선택적으로 안전밸브를 연결 설치하여 공기압축기의 가동에 따른 안전성을 제고할 수 있도록 함을 발명의 해결과제로 한다.

본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위한 수단으로 실린더헤드의 저면에 하부 개방된 흡기홀 및 배기홀을 각각 이격 설치하고, 상기 흡기홀 및 배기홀과 연통하는 흡기구 및 배기통로를 양측에 각각 수평으로 형성하되 상기 실린더헤드는 흡기홀 및 배기홀의 사이 중앙을 기점으로 흡기구의 단부에 도달하는 폭보다 배기통로의 단부에 도달하는 폭이 더 넓게 형성하여 밸브시트와의 조립시 밸브시트의 외측으로 노출된 확장돌부를 마련하며, 상기 확장돌부의 저면에는 배기통로와 연통하는 배기구를 형성하는 기술을 강구한다.

또한, 본 발명은 상기 배기통로의 선단에 압축공기가 외부로 누기됨을 방지하는 렌치플러그를 막음 설치하는 기술을 강구한다.

또한, 본 발명은 상기 배기통로의 선단에 렌치플러그를 대체하여 설정압력 이상의 압축공기를 외부로 자동배출하는 안전밸브를 조립 설치하는 기술을 강구한다.

본 발명에 따르면, 실린더헤드의 저면 일측에 형성된 배기구에 별도의 부품(90°니플 등)을 사용하지 않고 배기관을 수직 상으로 바로 연결함으로써 배관작업의 간소화를 이룩함은 물론 코스트를 절감하는 효과를 제공한다.

또한, 상기 실린더헤드의 배기통로 선단에는 렌치플러그를 막음 설치하여 평상시 압축공기의 외부 누기를 방지함으로써 하부의 배기구를 통해서만 압축공기의 배기가 이루어지면서 리시버탱크에 원활한 압축저장이 가능해지는 효과를 제공한다.

아울러 상기 렌치플러그를 선택적으로 제거한 후 별도의 안전밸브를 대체하여 조립 설치함으로써 리시버탱크 상에 안전밸브를 설치할 수 없는 조건 하에서도 안전밸브를 장소에 구애받지 않고 간편하게 설치하여 공기압축기의 가동에 따른 안전사고를 미연에 방지하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명이 적용된 공기압축기의 정면도
도 2는 본 발명의 실린더헤드가 압축실린더 및 밸브시트의 상부에 조립 설치된 상태의 종단면도
도 3은 본 발명 실린더헤드의 내부구조를 나타낸 종단면도
도 4는 본 발명 실린더헤드의 저면도
도 5는 본 발명 실린더헤드의 측면도
도 6은 본 발명의 배기통로 선단에 렌치플러그가 설치된 상태의 확대단면도
도 7은 본 발명의 배기통로 선단에 안전밸브가 설치된 상태의 확대단면도
도 8은 종래의 실린더헤드가 적용된 압축펌프 및 공기압축기의 일 예시도

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

우선적으로 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전체적인 기술구성을 첨부된 도면에 의거 개략적으로 살펴보면, 실린더헤드(H)의 저면에 각각 이격된 상태로 하부 개방되게 형성된 흡기홀(10) 및 배기홀(20)과; 상기 실린더헤드(H)의 양측에 각각 수평상으로 개방 형성되고, 흡기홀(10) 및 배기홀(20)과 각각 연통하는 흡기구(30) 및 배기통로(40)와; 상기 흡기홀(10) 및 배기홀(20)의 사이 중앙을 기점으로 흡기구(30)의 단부에 도달하는 폭(W1)보다 배기통로(40)의 단부에 도달하는 폭(W2)이 더 넓도록 실린더헤드(H)를 구성하여 밸브시트(1b)와의 조립시 상기 밸브시트(1b)의 외측으로 국부적으로 노출되는 면적을 갖는 확장돌부(50)와; 상기 확장돌부(50)의 저면에 배기통로(40)와 연통하게 형성되는 배기구(60)의 유기적인 결합구성으로 이루어짐을 알 수 있다.

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

본 발명의 실린더헤드(H)는 저면에 돌출형성된 밸브시트면(11)의 중앙에 각각 하부가 개방된 한 쌍의 흡기홀(10) 및 배기홀(20)이 이격된 상태로 형성된다.

그리고 상기 실린더헤드(H)의 양측에는 각각 수평상으로 한 쌍의 흡기구(30) 및 배기통로(40)가 수평상으로 개방 형성되되, 상기 흡기구(30) 및 배기통로(40)는 내측 선단부가 흡기홀(10) 및 배기홀(20)의 상부와 각각 일체로 연통하는 상태를 유지함으로 상호 ㄱ형의 흡기회로 및 배기회로를 구성한다.

여기에서 본 발명은 상기 실린더헤드(H)를 알루미늄 소재를 사용하여 사출금형작업을 통해 대량으로 양산하는 과정에서 수평으로 진입하는 한 쌍의 코어를 이용하여 상기 흡기구(30) 및 배기통로(40)를 자동으로 형성함으로써 상기 배기통로(40)에 별도의 부품을 사용하여 배기관(5)을 수직 상으로 연결할 수 있으나, 이에 따른 문제점을 적극 해소하기 위한 목적인바 상기 배기통로(40)와 연통하는 별도의 배기구(60)가 추가로 구비된다.

이를 위해 본 발명은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 흡기홀(10) 및 배기홀(20)의 사이 중앙을 기점으로 흡기구(30)의 단부에 도달하는 폭(W1)보다 배기통로(40)의 단부에 도달하는 폭(W2)이 더 넓도록 실린더헤드(H)를 구성한다.

따라서, 상기 실린더헤드(H)를 도 2와 같이 압축실린더(1a)의 상단에 안착되는 밸브시트(1b)에 조립할 때 상기 밸브시트(1b)의 외측으로 국부적으로 노출되는 면적을 갖는 확장돌부(50)를 확보할 수 있게 된다.

즉 상기 실린더헤드(H)는 흡기홀(10) 및 배기홀(20)의 중앙을 기점으로 배기통로(40)의 방향으로 더욱 돌출 연장됨으로써 직사각의 형태를 유지하며, 이 연장된 부위는 확장돌부(50)를 형성하게 된다.

그리고 상기 확장돌부(50)의 저면에는 배기통로(40)와 연통하는 배기구(60)가 형성됨으로써 90°니플 등과 같은 별도의 부품을 사용하거나 배기관(5)의 절곡작업을 시행하지 않고 간편하게 상기 배기관(5)을 수직 상으로 연결할 수 있으며, 이에 따라 코스트를 절감함은 물론 모터(7)의 반 부하 측에 설치된 쿨링팬의 작동에 의해 생성되는 냉각풍이 상기 배기관(5)에 골고루 접촉하면서 냉각효율을 향상할 수 있게 된다.

이때 상기 배기구(60)는 확장돌부(50)의 저면에 직접 돌출 형성되어도 무방하나 이 경우 배기관(5)이 연결되는 연결부위의 면적이 협소하여 연결부위가 취약함을 적극 감안하여 상기 확장돌부(50)의 저면에 배기관 연결부(61)가 추가로 돌출 형성되고, 이 배기관 연결부(61)의 중앙에 비로소 배기통로(40)와 연통하는 배기구(60)가 형성됨이 더욱 바람직하다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 상기 배기구(60)에 배기관(5)을 전용으로 연결시킨 상태에서 압축실린더(1a)에서 생성된 압축공기를 리시버탱크(3)로 공급하는 과정에서 외부로 누기됨을 방지하도록 개방된 배기통로(40)의 선단에는 별도의 렌치플러그(70)가 나사결합으로 막음 설치됨으로써 원활한 배기회로를 구성할 수 있게 된다.

또한, 통상의 경우 상기 리시버탱크(3) 상에 도 1과 같이 안전밸브(80)를 설치하고 있으나, 이를 상기 리시버탱크(3) 상에 설치할 수 없는 조건 하에서도 본 발명은 상기 렌치플러그(70)를 제거한 후 이를 대체하여 안전밸브(80)를 전용으로 조립 설치하는 간단한 방법으로 과도한 압력을 외부로 자동 배출함으로써 공기압축기의 가동에 따른 안전성을 제고할 수 있게 된다.

아울러 본 발명은 상기 배기구(60)의 전후에 각각 쿨링기능(냉각핀)을 갖는 다수의 화상방지 안전펜스(90)가 추가적으로 확장돌부(50)의 저면에 이격된 상태로 일체화 돌출 형성된다.

따라서, 상기 배기구(60) 및 배기관(5)의 연결부위에서 발생하는 고열을 화상방지 안전펜스(90)가 커버링함으로써 작업자의 신체가 접촉함을 차단하여 작업도중 화상을 입게 됨을 사전에 방지할 수 있는 특별한 효과를 제공하다.

H, 2: 실린더헤드 1: 압축펌프
1b: 밸브시트 3: 리시버탱크
5: 배기관 10: 흡기홀
20: 배기홀 30: 흡기구
40: 배기통로 50: 확장돌부
60: 배기구 70: 렌치플러그
80: 안전밸브 90: 화상방지 안전펜스

Claims (5)

1. 실린더헤드(H)의 저면 중앙에 각각 이격된 상태로 하부 개방되게 형성된 흡기홀(10) 및 배기홀(20)과;
   상기 실린더헤드(H)의 양측에 각각 수평상으로 개방 형성되고, 흡기홀(10) 및 배기홀(20)과 각각 연통하는 흡기구(30) 및 배기통로(40)와;
   상기 흡기홀(10) 및 배기홀(20)의 사이 중앙을 기점으로 흡기구(30)의 단부에 도달하는 폭(W1)보다 배기통로(40)의 단부에 도달하는 폭(W2)이 더 넓도록 실린더헤드(H)를 구성하여 밸브시트(1b)와의 조립시 상기 밸브시트(1b)의 외측으로 국부적으로 노출되는 면적을 갖는 확장돌부(50)와;
   상기 확장돌부(50)의 저면에 배기통로(40)와 연통하게 형성되는 배기구(60)로 이루어지는 한편;
   상기 배기통로(40)의 선단에는 평상시 외부로 압축공기가 누기됨을 방지하는 렌치플러그(70)가 막음 설치된 것을 특징으로 하는 배기관의 바로 연결이 가능한 공기압축기용 실린더헤드.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   배기통로(40)의 선단에는 리시버탱크 상에 안전밸브(80)를 설치할 수 없는 조건하에서 상기 안전밸브(80)를 전용으로 조립 설치할 수 있는 것을 특징으로 하는 배기관의 바로 연결이 가능한 공기압축기용 실린더헤드.
   
4. 제 1항에 있어서,
   배기구(60)는 확장돌부(50)의 저면에 돌출 형성된 배기관 연결부(61)의 중앙에 배기통로(40)와 연통하게 형성되는 것을 특징으로 하는 배기관의 바로 연결이 가능한 공기압축기용 실린더헤드.
   
5. 제 1항에 있어서,
   배기구(60)의 전후에는 다수의 화상방지 안전펜스(90)가 확장돌부(50)의 저면에 이격된 상태로 일체화 돌출 형성되고, 상기 화상방지 안전펜스(90)는 배기구(60) 및 배기관(5)의 연결부위에 작업자의 신체가 접촉함을 차단하여 화상을 방지하는 것을 특징으로 하는 배기관의 바로 연결이 가능한 공기압축기용 실린더헤드.

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