KR101444960B1 - 소형 트럭용 산소발생장치 - Google Patents

소형 트럭용 산소발생장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소형 트럭용 산소발생장치에 관한 것이다.
본 발명은 트럭에 마련된 진공펌프(31)와 진공압이 형성되어 있는 진공탱크(33)를 갖는 진공펌핑부(30); 상기 진공펌핑부(30)와 배관 연결되어 내부에 생성되는 진공압에 의해 외부공기가 유입되도록 하며, 공기 중에 함유된 산소를 분리하는 산소분리모듈(120); 상기 산소분리모듈(120)과 배관 연결되어 산소를 차량실내로 공급하는 산소토출부(130); 및 상기 진공탱크(33)의 압력이 기준압력 이하일 경우 상기 진공펌핑부(30) 대신에 상기 산소분리모듈(120)에 진공압을 제공하는 보조 진공펌핑부(40)를 포함하는 소형 트럭용 산소발생장치를 제공한다.
본 발명의 소형 트럭용 산소발생장치에 의하면, 트럭에 이미 구비되어 있는 진공펌프와 별도로 진공을 제공할 수 있는 보조 진공펌핑부를 통해 진공을 이용하는 주변 장치에 영향을 주지 않으면서 진공압력이 기준 이하일 경우에도 산소를 공급할 수 있다.

Description

소형 트럭용 산소발생장치{Generating Apparatus of Oxygen for Truck}
본 발명은 소형 트럭용 산소발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 장거리 운행이 많은 트럭 운전자들의 졸음운전을 예방하기 위해 차실 내부로 산소가 공급되도록 한 소형 트럭용 산소발생장치에 관한 것이다.
일반적으로, 중대형 트럭용 운전자들은 장거리를 운행하는 경우가 빈번한 바, 반복되는 장거리 운행으로 인하여 피로가 누적되고 특히 야간의 장시간 운전으로 인한 수면 부족은 운전자들의 졸음운전을 유발하게 된다.
이때, 산소를 공급해 주면 육체적, 정신적 능력이 향상되며, 쾌적한 환경을 느낄 수 있다. 따라서, 차량의 실내 환경의 쾌적함과 안전한 운행을 위해서 차량의 실내공기를 환기시킬 필요가 있다.
통상, 장시간 주행하게 되면, 호흡시 발생하는 이산화탄소 및 외부 오염공기가 실내로 유입되어 차량 실내공기를 혼탁하게 만든다.
이와 같이 실내공기가 혼탁해지면 산소결핍으로 인해 운전자가 졸리게 되므 로 안전운전을 저해하게 되며, 이를 방지하고자 차량의 창문을 열어 실내 공기를 환기시키지만 먼지, 분진, 꽃가루 및 매연이 유입되어 크게 도움이 되지 못하고, 다른 한편으로 실내에 공기정화장치를 사용하는 방법도 제시된 바 있지만 졸음을 방지하는데 미비한 실정이다.
차량의 실내공기를 환기시킬 목적으로 대한민국 특허 공개공보 제 1998-62493호에 개시된 바와 같이 자동차의 실내산소농도를 감지하여 일정 농도 이하에서 자동차의 창문이 개방되어 외기가 실내로 순화되도록 하였다. 그런데, 이러한 방법은 냉방기나 히터의 작동시에 열손실이 발생할 수 있으며, 자동차 외부의 공기가 오염되었을 때, 그 오염물이 직접 실내로 유입되는 문제가 있다.
대한민국 실용신안 공개공보 제 1998-039143호에서는 차량에 산소통을 구비하여, 자동차 실내의 산소농도가 감소하면 그 산소통으로부터 산소가 공급되기 때문에, 일정시간이 경과한 후 산소통을 교체하여야 하는 번거로움이 있을 뿐만 아니라 자동차의 운행 중 산소통의 산소가 모두 소비된 경우 등의 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 자동차 내부에 전기 분해 장치를 구비하여 산소를 공급하는 방법이 대한민국 실용신안 공개공보 제 1999-012114호에 개시되어 있으나, 물의 전기분해시 발생하는 폭발성이 강한 수소의 처리에 있어 문제시되며, 고압의 전류를 필요로 하는 등의 문제가 있다.
본 출원인은 상술한 종래 기술들의 문제점을 해결하기 위해 특허 출원번호 제2008-80071호에 소형 트럭에 일반적으로 구비되어 있는 진공탱크와 외기를 이용하여 공기 중의 산소를 간편하게 분리한 후 그 산소를 차실 내부에 공급하는 소형 트럭용 산소발생장치의 기술을 제안한 바 있다.
도 1은 선행 출원기술의 소형 트럭용 산소발생장치의 구성도로서, 소형 트럭용 산소발생장치는 진공압을 형성하는 진공펌프(31)와, 상기 진공펌프(31)와 공압적으로 연결된 진공탱크(33)와, 진공탱크(33)와 연결되어 공기 중에 포함된 산소를 분리하는 산소분리모듈(120)과, 차량 내부로 산소를 토출하는 산소토출부(130)를 구비한다.
상기 산소분리모듈(120)에는 진공압에 의해 외부공기가 유입될 수 있는 외기유입관(140)이 형성되어 있으며, 산소분리모듈(120) 내부에는 진공탱크(33)의 진공압의 영향으로 외기유입관(140)을 통해 대기중의 공기가 빨려 들어온다.
이어서 상기 산소분류모듈(120)은 공기 중에 포함되어 있는 성분 중 산소만을 제외한 나머지를 흡착하고, 산소는 산소토출부(130)를 통해 차량실내로 공급된다.
그런데 상술한 선행기술은 소형 트럭에 기장착된 진공탱크(33)를 이용하여 진공을 공급하기 때문에 진공압을 이용하는 브레이크, 클러치 등의 성능에 영향을 미칠 수 있다.
때문에, 진공센서(미도시)를 이용하여 상기 진공탱크(33)의 진공압력이 기준 이하로 떨어지면 차단밸브(미도시)는 진공의 유입을 차단하게 되므로 산소발생장치는 일시적으로 동작을 멈추게 되는 문제가 있었다.
따라서 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 진공압을 이용하는 주변 장치에 영향을 주지 않으면서 진공압력이 기준 이하일 경우에도 산소를 공급할 수 있는 소형 트럭용 산소발생장치를 제공하는 데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명은, 트럭에 마련된 진공펌프(31)와 진공압이 형성되어 있는 진공탱크(33)를 갖는 진공펌핑부(30); 상기 진공펌핑부(30)와 배관 연결되어 내부에 생성되는 진공압에 의해 외부공기가 유입되도록 하며, 공기 중에 함유된 산소를 분리하는 산소분리모듈(120); 상기 산소분리모듈(120)과 배관 연결되어 산소를 차량실내로 공급하는 산소토출부(130); 및 상기 진공탱크(33)의 압력이 기준압력 이하일 경우 상기 진공펌핑부(30) 대신에 상 기 산소분리모듈(120)에 진공압을 제공하는 보조 진공펌핑부(40)를 포함하는 소형 트럭용 산소발생장치를 제공한다.
상기 소형 트럭용 산소발생장치는 상기 진공탱크(33)의 압력이 기준압력 이하인지 여부를 판단하는 압력 판단부(10)와, 상기 진공펌핑부(30)와 상기 보조 진공펌핑부(40)를 선택적으로 개방하는 진공 스위칭 밸브(20)를 더 포함할 수 있다.
상기 진공 스위칭 밸브(20)는 상기 압력이 기준압력보다 크면 상기 진공펌핑부(30)를 가동시키도록 개방되고, 상기 압력이 기준압력보다 작으면 상기 보조 진공펌핑부(40)를 가동시키도록 개방될 수 있다.
상기 보조 진공펌핑부(40)는 상기 진공 스위칭 밸브(20)에 연결되는 소형 진공펌프(41)와, 상기 소형 진공펌프(41)와 연결되며 상기 산소분리모듈(120)에 진공을 제공하는 소형 진공탱크(43)을 포함할 수 있다.
상기 산소분리모듈(120)에는 제올라이트가 내장되어 공기 중에 포함된 산소를 제외한 나머지 성분들을 흡착할 수 있다.
상기 산소분리모듈(120)에서 흡착된 성분들은 진공압에 의해 상기 진공탱크(33)를 거쳐 상기 진공펌프(31)에 형성된 배출관(102)을 통해 방출될 수 있다.
상기 진공펌프(31)의 배출관(102)은 차량의 오일팬(103)과 연결되어 상기 산소분리모듈(120)에서 흡착된 성분들이 상기 오일팬(103)으로 유입된 후 블로바이관(104)을 통해 엔진(105)으로 흡입될 수 있다.
상기 산소분리모듈(120)로 유입되는 공기통로의 선단에는 공기 중에 포함된 이물질을 여과하기 위한 에어필터(150)가 설치될 수 있다.
본 발명의 소형 트럭용 산소발생장치에 의하면, 트럭에 이미 구비되어 있는 진공펌프와 별도로 진공을 제공할 수 있는 보조 진공펌핑부를 통해 진공을 이용하는 주변 장치에 영향을 주지 않으면서 진공압력이 기준 이하일 경우에도 산소를 공급할 수 있다.
본 발명은 트럭에 마련된 진공펌프(31)와 진공압이 형성되어 있는 진공탱크(33)를 갖는 진공펌핑부(30); 상기 진공펌핑부(30)와 배관 연결되어 내부에 생성되는 진공압에 의해 외부공기가 유입되도록 하며, 공기 중에 함유된 산소를 분리하는 산소분리모듈(120); 상기 산소분리모듈(120)과 배관 연결되어 산소를 차량실내로 공급하는 산소토출부(130); 및 상기 진공탱크(33)의 압력이 기준압력 이하일 경우 상기 진공펌핑부(30) 대신에 상기 산소분리모듈(120)에 진공압을 제공하는 보조 진공펌핑부(40)를 포함하는 소형 트럭용 산소발생장치를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트럭용 산소발생장치의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 소형 트럭용 산소발생장치의 동작도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 트럭용 산소발생장치는 진공펌프(31)와 진공탱크(33)를 갖는 진공펌핑부(30)와, 진공압력의 크기를 판단하는 압력 판단부(10)와, 보조 진공펌핑부(40)와, 상기 진공펌핑부(30)와 보조 진공펌핑부(40)를 선택적으로 개폐하는 진공 스위칭 밸브(20)와, 상기 진공펌핑부(30)에 의해 진공압을 제공받으며 공기 중의 산소를 분리하는 산소분리모듈(120)과, 산소를 실내로 공급하는 산소토출부(130)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 진공펌핑부(30)는 소형 트럭에 기장착되어 있다. 상기 진공탱크(33)는 진공압이 형성되도록 진공 상태의 공기가 저장되는 용기로서, 약 2 ~ 3톤급의 소형트럭과 같은 상용차량은 가솔린차량에서의 스로틀밸브가 없기 때문에 브레이크장치의 진공배력을 위해 별도의 진공압을 생성하여 이용하여야 하는바, 상기 진공탱크(33)가 일반적으로 구비된다.
여기서, 상기 진공탱크(33)는 진공압의 생성을 위해 트럭에 마련된 진공펌프(31)와 공압적으로 연결되어 상기 진공펌프(31)에서 소정의 진공압(예를 들어 약 40 ~ 50 cmHg)으로 생성된 진공 상태의 공기를 제공받아 저장한다.
따라서, 상기 진공탱크(33)에는 항상 일정압력을 유지하는 진공상태의 공기가 저장되어 있고, 상기 진공탱크(33)의 진공압을 사용하게 되면 그 감소량만큼 상기 진공펌프(31)에서 진공압이 생성되어 상기 진공탱크(33)에 다시 채워지게 된다.
상기 보조 진공펌핑부(40)는 상기 진공펌핑부(30)의 진공압력이 기준압력 이 하일 경우 상기 진공펌핑부(30) 대신에 상기 산소분리모듈(120)에 진공압을 제공한다.
상기 보조 진공펌핑부(40)는 별도의 부품으로 차량의 적정한 위치에 마련되면서 상기 진공탱크(33)의 진공압력이 기준압력 이하일 경우에 본 발명의 산소발생장치에 진공압을 공급하는 역할을 한다.
상기 보조 진공펌핑부(40)는 상기 진공 스위칭 밸브(20)에 연결되는 소형 진공펌프(41)와, 상기 산소분리모듈(120)에 진공을 제공하는 소형 진공탱크(43)를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 진공 스위칭 밸브(20)는 상기 진공펌핑부(30)와 상기 보조 진공펌핑부(40)를 선택적으로 개방할 수 있도록 상기 진공펌핑부(30)와 상기 보조 진공펌핑부(40)의 사이에 배치된다.
그리고 상기 진공탱크(33)의 진공압력이 기준압력 이하인지 여부를 판단하기 위해 상기 진공탱크(33)와 상기 진공 스위칭 밸브(20)의 사이에는 압력 판단부(10)가 배치된다.
따라서, 상기 진공 스위칭 밸브(20)는 상기 압력 판단부(10)의 판단결과 상기 진공압력이 기준압력보다 크면 상기 진공펌핑부(30)를 계속 가동시키도록 개방되고, 상기 진공압력이 기준압력보다 작으면 상기 보조 진공펌핑부(40)를 가동시키도록 개방된다.
한편, 상기 산소분리모듈(120)은 상기 진공탱크(33)와 공압적으로 연결되어, 상기 산소분리모듈(120) 내부에 형성되는 진공압에 의해 외부공기가 유입되도록 하는데, 외부공기가 유입될 수 있도록 상기 산소분리모듈(120)에는 외기유입관(140)이 형성된다.
즉, 상기 산소분리모듈(120) 내부에는 상기 진공탱크(33)와의 연결에 의해 진공압이 형성되는바, 이 진공압의 영향으로 상기 외기유입관(140)을 통해 대기 중의 공기가 빨려 들어온다.
이때, 대기 중에 포함된 이물질이 여과되도록 상기 산소분리모듈(120)로 유입되는 공기통로의 선단, 즉 상기 외기유입관(140)에는 에어필터(150)가 설치되는 것이 바람직하다.
이와 같이 공기가 상기 산소분리모듈(120)로 유입되면 상기 산소분리모듈(120)은 공기 중에 함유된 산소를 분리하는데, 이를 위해 상기 산소분리모듈(120)에는 제올라이트가 내장된다.
상기 제올라이트는 공기 중에 포함되어 있는 성분 중 산소만을 제외한 나머지 성분들(이중에서 질소가 가장 많음)을 흡착하게 된다.
상기 제올라이트가 산소를 제외한 나머지 성분들을 흡착하게 되면 상기 진공탱크(33)의 진공압에 의하여 그 흡착된 성분들이 상기 진공탱크(33)로 유입된 후 대기중으로 방출될 수 있다.
또한, 상기 진공탱크(33)에 상기 진공펌프(31)가 연결된 경우에는 상기 산소 분리모듈(120)에서 제올라이트에 흡착된 성분들이 진공압에 의해 상기 진공탱크(33)를 거쳐 상기 진공펌프(31)로 들어간 후 상기 진공펌프(31)에 형성된 배출관(102)을 통해 대기 중으로 방출될 수도 있다.
이때, 상기 산소분리모듈(120)에서 제올라이트에 흡착된 성분들은 주성분이 질소여서 대기중으로 방출되어도 무방하지만, 엔진(105)으로 재흡입되도록 하는 것이 상용차량의 연소온도를 떨어뜨려 질소산화물을 저감시킬 수 있다.
참고로, 상용차량은 압축압력 및 폭발온도가 매우 높기 때문에 다량의 산소가 연소실로 유입될 경우 연소온도가 매우 높아져 질소산화물의 배출이 증가될 수 있는바, 엔진(105)으로 흡입되는 공기에 상기 제올라이트에 흡착된 성분들을 혼합시키면 상대적으로 산소의 양이 감소되어 연소온도를 낮출 수 있고 이에 따라 질소산화물이 저감될 수 있다.
뿐만 아니라, 차량의 오일팬(103)에는 블로바이가스가 포집되어 있는바, 상기 블로바이가스가 엔진(105)으로 재흡입되도록 하면 연비를 개선시킴과 동시에 블로바이가스에 의한 대기오염을 줄일 수 있다.
따라서, 상기 진공펌프(31)의 배출관(102)은 차량의 오일팬(103)과 연결되어 상기 산소분리모듈(120)에서 흡착된 성분들이 상기 오일팬(103)으로 유입된 후, 상기 오일팬(103)에 형성되어 있는 블로바이관(104)을 통해 엔진(105)으로 재흡입되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 산소토출부(130)는 상기 산소분리모듈(120)과 연결되어 상기 산 소분리모듈(120)에서 분리된 산소를 차량실내로 공급하게 된다.
여기서, 상기 산소토출부(130)는 차량에 일반적으로 마련되어 냉기나 온기가 토출되는 벤트부와 공용으로 사용될 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 트럭용 산소발생장치의 작동을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
차량 내부에 장착된 진공펌핑부(30)의 진공펌프(31)가 동작(S10)하면, 진공압이 진공탱크(33)에 공급되어 저장된다. 상기 진공탱크(33)에 저장된 진공압은 브레이크 등 장치가 사용됨에 따라 그 압력이 변화하게 되는 환경에 놓인다.
따라서, 상기 압력 판단부(10)는 상기 진공탱크(33)의 진공압력이 기준압력보다 작은 여부를 판단(S20)하게 된다. 상기 판단결과 진공압력이 기준압력보다 크게 되면 진공펌핑부(30)를 작동(S30)하여 산소분리모듈(120)과 산소토출부(130)를 이용하여 차량내부로 산소를 공급한다.
만약, 상기 판단결과 진공압력이 기준압력보다 작게 되면 보조 진공펌핑부(40)를 작동(S40)하여 산소분리모듈(120)과 산소토출부(130)를 이용하여 차량내부로 산소를 공급한다.
이와 같이 본 발명의 소형 트럭용 산소발생장치는 진공압을 이용하는 주변 장치에 영향을 주지 않으면서 진공압력이 기준 이하일 경우에도 차량내부로 산소를 공급할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명 의 범위는 설명된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 얼마든지 구성요소의 치환과 변형이 가능한바, 이 또한 본 발명의 권리에 속하게 된다.
도 1은 선행 출원기술의 소형 트럭용 산소발생장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트럭용 산소발생장치의 구성도.
도 3은 본 발명의 소형 트럭용 산소발생장치의 동작도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 압력 판단부 20 : 진공 스위칭 밸브
30 : 진공펌핑부 31 : 진공펌프
33 : 진공탱크 40 : 보조 진공펌핑부
41 : 소형 진공펌프 43 : 소형 진공탱크
102 : 배출관 103 : 오일팬
104 : 블로바이관 105 : 엔진
120 : 산소분리모듈 130 : 산소토출부
140 : 외기유입관 150 : 에어필터

Claims (8)

  1. 트럭에 마련된 진공펌프(31)와 진공압이 형성되어 있는 진공탱크(33)를 갖는 진공펌핑부(30);
    상기 진공펌핑부(30)와 배관 연결되어 내부에 생성되는 진공압에 의해 외부공기가 유입되도록 하며, 공기 중에 함유된 산소를 분리하는 산소분리모듈(120);
    상기 산소분리모듈(120)과 배관 연결되어 산소를 차량실내로 공급하는 산소토출부(130); 및
    상기 진공탱크(33)의 압력이 기준압력 이하일 경우 상기 진공펌핑부(30) 대신에 상기 산소분리모듈(120)에 진공압을 제공하는 보조 진공펌핑부(40)를 포함하는 소형 트럭용 산소발생장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소형 트럭용 산소발생장치는,
    상기 진공탱크(33)의 압력이 기준압력 이하인지 여부를 판단하는 압력 판단부(10)와, 상기 진공펌핑부(30)와 상기 보조 진공펌핑부(40)를 선택적으로 개방하는 진공 스위칭 밸브(20)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 트럭용 산소발생장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 진공 스위칭 밸브(20)는 상기 압력이 기준압력보다 크면 상기 진공펌핑부(30)를 가동시키도록 개방되고, 상기 압력이 기준압력보다 작으면 상기 보조 진공펌핑부(40)를 가동시키도록 개방되는 것을 특징으로 하는 소형 트럭용 산소발생장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 보조 진공펌핑부(40)는,
    상기 진공 스위칭 밸브(20)에 연결되는 소형 진공펌프(41)와,
    상기 소형 진공펌프(41)와 연결되며 상기 산소분리모듈(120)에 진공을 제공하는 소형 진공탱크(43)을 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 트럭용 산소발생장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산소분리모듈(120)에는 제올라이트가 내장되어 공기 중에 포함된 산소를 제외한 나머지 성분들을 흡착하는 것을 특징으로 하는 소형 트럭용 산소발생장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 산소분리모듈(120)에서 흡착된 성분들은 진공압에 의해 상기 진공탱크(33)를 거쳐 상기 진공펌프(31)에 형성된 배출관(102)을 통해 방출되는 것을 특 징으로 하는 소형 트럭용 산소발생장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 진공펌프(31)의 배출관(102)은 차량의 오일팬(103)과 연결되어 상기 산소분리모듈(120)에서 흡착된 성분들이 상기 오일팬(103)으로 유입된 후 블로바이관(104)을 통해 엔진(105)으로 흡입되는 것을 특징으로 하는 소형 트럭용 산소발생장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 산소분리모듈(120)로 유입되는 공기통로의 선단에는 공기 중에 포함된 이물질을 여과하기 위한 에어필터(150)가 설치된 것을 특징으로 하는 소형 트럭용 산소발생장치.
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