KR101491642B1 - 공기 건조기 카트리지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기 건조기 카트리지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 내부 컨테이너 내측에 외주면을 따라 하나 이상의 홈부 및 돌출부가 형성되고 그 내측에는 일정한 형태의 복수의 관통홀이 형성되는 원통형의 플레이트를 제공함으로써 유체의 흐름성을 향상시킬 수 있는 공기 건조기 카트리지에 관한 것이다.

Description

공기 건조기 카트리지{AIR DRYER CARTRIDGE}
본 발명은 공기 건조기 카트리지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 내부 컨테이너 내측에 외주면을 따라 하나 이상의 홈부 및 돌출부가 형성되고 그 내측에는 일정한 형태의 복수의 관통홀이 형성되는 원통형의 플레이트를 제공함으로써 유체의 흐름성을 향상시킬 수 있는 공기 건조기 카트리지에 관한 것이다.
일반적으로, 상용차에서는 브레이크 배력 장치에서 생성된 배력만으로는 차량의 제동이 충분하지 않기 때문에, 압축된 공기를 제동력으로 이용하는 에어 오버 하이드로릭 브레이크 시스템(Air Over Hydraulic Brake System)이 사용된다.
이러한 시스템에는 엔진에 의해 구동되어 공기를 압축하는 압축기와 이를 일시적으로 저장하는 저장탱크가 제공된다. 그리고 압축기와 저장탱크 사이에는 압축공기 중에 포함된 습도를 제거하며, 오일 및 이물질을 분리하는 공기 건조기가 설치된다.
도 1은 종래의 에어 드라이어의 전체적인 구조를 보인 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 공기 건조기는 유입 유로(11)와 배출 유로(12,13)가 형성된 하우징(10) 및 하우징(10)의 상부에 붙이고 떼기가 가능하게 설치되어 이물질을 여과하는 공기 건조기 카트리지(20)로 구성된다.
하우징(10)의 유입 유로(11)를 통해 압축기(50)로부터 압축된 공기가 유입되며, 카트리지(20)를 지나 습도가 제거되고 오일 및 이물질이 분리된 압축 공기의 일부가 밸브(14)를 개방하고 제1 배출 유로(12)를 통해 메인 저장 탱크(30)로 안내되고, 나머지 일부는 제2 배출 유로(13)를 통해 퍼지탱크(40)에 저장된다.
그리고 하우징(10)의 상부에 설치된 공기 건조기 카트지리(20)는 이중관 형식으로 마련되는데, 외관을 이루는 외통(21)과 이의 내부에 일정간격 이격 되게 설치된 내부 용기(22)로 구성된다. 이때, 외통(21)과 내부 용기(22) 사이에는 환상 필터(24)가 제공되고 내부 용기(22)에는 건습제(23)가 제공된다. 외통(21)의 하부에는 중심부에 하우징(10)과 결합되는 결합공(25a)이 형성된 고정플레이트(25)가 결합되게 된다. 또한 고정플레이트(25)에는 전면에 걸쳐서 공기가 유입되는 다수의 통공(25b)이 형성된다.
이와 같이 구성된 공기 건조기는 압축기(50)에서 공급되는 압축 공기가 유입유로(11)를 통해 하우징(10) 내부로 유입되며, 이러한 압축공기는 통공(25b)을 통해 환상필터(24)가 마련된 카트리지(20)의 외통(21)과 내부 용기(22) 사이를 지나면서 오일이나 이물질이 분리된다. 그리고 건습제(23)를 지나면서 수분이 제거된 압축 공기의 일부는 밸브(14)를 개방하면서 제1 배출 유로(12)를 통해 메인 저장탱크(30)로 공급되고, 나머지 일부는 제2 배출 유로(13)를 통해 퍼지 탱크(40)로 공급 저장된다.
한편 상술된 시스템의 효율 및 성능을 향상시키기 위해서는, 정해진 시간에 보다 많은 흐름의 압축 공기를 받아들이고 배출할 수 있는 유체의 흐름성 및 이러한 압축 공기에 포함된 수분을 보다 효과적으로 제거할 수 있는 제습 성능의 향상이 더욱 중요해지는 실정이다. 또한, 압축 공기에 포함된 오일 및 이물질의 분리 효율을 향상시키는 것 역시 보다 중요해지는 실정이다.
따라서, 본 발명자는 상술된 문제점을 해결하기 위해 지속적으로 연구 및 개발을 수행하던 중, 공기 건조기 카트리지에 사용되는 내부 컨테이너의 구조적 특징을 개선함으로써 (즉, 내부 컨테이너 내측에 외주면을 따라 하나 이상의 홈부 및 돌출부가 형성되고 그 내측에는 일정한 형태의 복수의 관통홀이 형성되는 원통형의 플레이트를 제공함으로써) 압축 공기의 흐름이 보다 향상되고 제습 성능이 개선될 수 있는 공기 건조기 카트리지를 발명하기에 이르렀다.
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 내부 컨테이너 상측부에 외주면을 따라 하나 이상의 홈부 및 돌출부가 형성되고 그 내측에는 일정한 형태의 복수의 관통홀이 형성되는 플레이트를 제공함으로써 유체의 흐름성 및 제습 성능을 향상시킬 수 있는 공기 건조기 카트리지를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은, 압축 공기에 포함된 오일 및 이물질의 분리 효율을 향상시키기 위하여 2중 필터 구조를 채용한 공기 건조기 카트리지를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은, 공기 건조기 카트리지에 사용되는 건습제로서 나트륨 알루미늄 실리케이트를 사용함으로써 유입된 압축 공기로부터의 수분을 보다 효과적으로 흡착할 수 있는 공기 건조기 카트리지를 제공하는 것이다.
본 발명은 공기 건조기 카트리지에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 건조기 카트리지는, 고정플레이트 및 커버를 포함하는 케이싱; 상기 케이싱 내부에 일정 간격 이격되어 설치되며 그 내부에 건습제를 구비하는 내부 컨테이너; 및 상기 내부 컨테이너의 내측에 제공되며, 외주면을 따라 하나 이상의 홈부 및 돌출부가 형성되고 그 내측에는 일정한 형태의 복수의 관통홀이 형성되는 원통형의 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 플레이트의 복수의 관통홀은 삼각형, 사각형 및 다각형 중 어느 하나 이상의 형태를 포함하며, 그리고 상기 복수의 관통홀은 반복적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 복수의 관통홀 사이의 분할벽의 두께는 하측 방향으로 갈수록 두꺼워지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 원통형의 플레이트에는 외주면을 따라 일정한 간격으로 6개의 홈 및 돌출부가 형성됨으로써 상기 원통형의 플레이트를 통과하는 유체의 흐름을 향상시키는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 내부 컨테이너는 상기 케이싱과 약 2 mm 내지 약 2.5mm 정도 이격되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 내부 컨테이너의 하측부는 내경이 단계적으로 작아지는 제1 및 제2 단차부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 내부 컨테이너의 상기 제1 단차부의 외주면을 따라 흡습 기능을 가지는 여과지가 제공되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 내부 컨테이너의 상기 제2 단차부의 외주면을 따라 오일 흡착 기능을 가지는 부직포가 제공되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 내부 컨테이너 상측부에 외주면을 따라 하나 이상의 홈부 및 돌출부가 형성되고 그 내측에는 일정한 형태의 복수의 관통홀이 형성되는 플레이트를 제공함으로써 유체의 흐름성 및 제습 성능을 향상시킬 수 있다는 효과가 발생한다.
또한 본 발명에 따르면, 1차 메쉬 필터 및 부직포와 같은 2차 필터의 2중 필터 구조를 채용함으로써 압축 공기에 포함된 오일 및 이물질의 분리 효율을 보다 향상시킬 수 있게 된다.
또한 본 발명에 따르면, 공기 건조기 카트리지에 사용되는 겁습제로서 나트륨 알루미늄 실리케이트를 사용함으로써 유입된 압축 공기로부터의 수분을 보다 효과적으로 흡착할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 에어 드라이어의 전체적인 구조를 보인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 건조기 카트리지(100)의 단면도를 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 건조기 카트리지(100)의 분해 사시도를 도시한 도면이며,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 건조기 카트리지(100)에 사용되는 플레이트(131)의 사시도를 도시한 도면이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 건조기 카트리지(100)에 사용되는 플레이트(131)의 상측면도를 도시한 도면이며,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 건조기 카트리지(100)에 사용되는 플레이트(131)의 단면도를 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 공기 건조기 카트리지의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 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 기술되어야 할 것이다.
< 실시예 >
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 건조기 카트리지(100)의 단면도를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 건조기 카트리지(100)의 분해 사시도를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 건조기 카트리지(100)를 구체적으로 설명하기로 한다. 한편 아래에서는 본 발명을 적절하게 이해하는데 도움이 되는 구성 요소들에 대해서는 구체적으로 설명하며 그 외의 공지된 구성 요소에 대해서는 기능 및 작동 원리가 당업자에게 자명하기 때문에 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기 건조기 카트리지(100)는 베이스 부재(110), 베이스 부재(110)에 부착/고정되는 케이싱(120) 및 케이싱(120)에 탈착 가능하게 그 내부에 배치되는 내부 컨테이너(130)를 포함한다.
베이스 부재(110)는 공기 압축기(도시 안됨)로부터 유입되어 건조 및 클리닝될 압축 공기를 카트리지로 공급하는 수단과 이로부터 건조 및 클리닝된 공기를 외부의 저장탱크 등에 전달(carry away)하는 수단을 포함한다. 이를 위해 베이스 부재(110)는, 공지된 바와 같이, 공기 건조기의 기능을 관리하기 위한 밸브 수단, 유입 유로 및 토출 유로 등을 포함한다.
이러한 베이스 부재(110)에서의 통상의 압축 공기의 이동 방향은 도 2에 화살표로 지시되어 있으며, 베이스 부재(110)는 상술된 역할을 수행하는 다양한 형태 및 구성이 될 수 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
케이싱(120)은 일반적으로 원통형의 압력 용기이고 베이스 부재(110)에 종래 방식으로 해제 가능하게 부착된다. 이러한 케이싱(120)은 하측에 위치하는 고정플레이트(121) 및 커버(122)를 포함한다.
고정플레이트(121)는 실질적으로 베이스 부재(110)와 결합하는 역할을 수행한다. 또한 공기 압축기(도시 안됨)로부터의 압축 공기가 상기 커버(122) 내로 유입되도록 복수의 통공(124)이 형성되고 그리고 수분이 제거되고 오일 및 이물질이 분리된 압축 공기가 다시 저장 탱크(도시 안됨)로 유출될 수 있도록 그 중심부에는 유출공(123)이 형성된다.
이러한 유출공(123)은 고정플레이트(121)의 중심부에 위치하며, 복수의 통공(124)은 유출공(123)의 외측부에 방사상의 형태로 일정 간격 이격되어 다수가 형성되게 된다.
커버(122)는 일명 카트리지의 외통 또는 카트리지의 하우징으로서, 후술되는 내부 컨테이너(130)를 그 내부에 수용하는 역할을 수행하며, 외부의 충격이나 이물질로부터 내부 컨테이너(130)를 보호하는 역할을 수행한다.
한편, 이러한 커버는 스틸 재질로 이루어지는 것이 바람직하나, 그 재질을 특별히 제한되지 않음을 유의한다.
내부 컨테이너(130)는 내부 컨테이너(130)의 상부 내측에 제공되는 플레이트(131) 및 원통형의 몸체부(132)로 구성될 수 있다.
이러한 내부 컨테이너(130)는 케이싱(120) 내부에 일정 간격 이격되어 설치되는데, 내부 컨테이너(130)는 케이싱(120)과 약 2 mm 내지 약 2.5mm 정도 이격되도록 설치되는 것이 바람직하다.
이러한 이유는 복수의 통공(124)을 통하여 유입된 압축 공기가 내부 컨테이너(130)와 케이싱(120) 사이의 공간을 통하여 상측 방향으로 상승하고 내부 컨테이너(130)로 유입되기 위함이다.
또한 내부 컨테이너(130)는 상술된 바와 같이, 그 내부에 건습제(133)를 수용하는 역할을 수행한다. 이때, 건습제로서 나트륨 알루미늄 실리케이트를 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 이유는 나트륨 알루미늄 실리케이트는 유입된 압축 공기로부터의 수분을 보다 효과적으로 흡착할 수 있는 재료이기 때문이다. 또한 내부 컨테이너(130) 하측에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 건습제(133)가 외부로 배출되는 것을 방지하고 압축 공기만을 외부로 배출하기 위한 막(143)이 제공될 수 있다.
한편 플레이트(131)는 상기 내부 컨테이너의 상부 내측에 제공되며, 외주면을 따라 하나 이상의 홈부(134) 및 돌출부(135)가 형성되고 그 내측에는 일정한 형태의 복수의 관통홀(136)이 형성되는데, 이에 대해서는 도 4 내지 도 6을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 플레이트(131)에는 외주면을 따라 하나 이상의 홈부(134) 및 돌출부(135)가 형성된다. 도면을 참조하면, 원통형의 플레이트(131)의 외주면을 따라 일정한 간격으로 6개의 홈부(134) 및 돌출부(135)가 형성됨을 알 수 있다.
예를 들어, 플레이트(131)의 반지름이 A인 경우에는 플레이트(131)의 외주면 상에 돌출부(135)가 형성된 것으로 보이며, 또한 플레이트(131)의 반지름이 B인 경우에는 플레이트(131)의 외주면 상에 내측 방향으로 홈부(134)가 형성된 것으로 보일 수 있는 구성을 가짐을 유의한다.
또한 플레이트(131)에는 일정한 형태의 복수의 관통홀(136)이 반복적으로 형성되도록 구성되는데, 이러한 복수의 관통홀(136)은 삼각형, 사각형 및 다각형 중 어느 하나 이상의 형태를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 복수의 관통홀(136)은 삼각형의 형태인 것이 바람직하다.
이때, 복수의 관통홀(136) 사이의 분할벽(137)의 두께는 압축 공기의 흐름을 양호하게 하기 위해 가능한 얇은 것이 바람직함을 유의한다.
더욱이, 복수의 관통홀(136) 사이의 분할벽(137)의 두께는 하측 방향으로 갈수록 두꺼워지도록 형성되는 것이 바람직함을 유의한다. 이러한 이유는 베르누이의 정리에 따라 좁은 통로를 통과하는 유체의 속도가 빨리지는 원리를 이용함으로써 압축 공기가 보다 빠르게 내부 컨테이너(130)로 유입되도록 하기 위함이다.
한편, 이러한 플레이트(131)는 내부 컨테이너(130)와 일체형으로 구성될 수 도 있으며, 또한 별개의 구성 요소로 존재하여 내부 컨테이너(130)의 상측에 결합될 수도 있음을 유의한다.
이러한 구성으로 인하여, 공기 압축기(도시 안됨)로부터의 압축 공기가 베이스 부재(110) 및 복수의 통공(124)을 통하여 케이싱(120) 내측으로 유입되고, 유입된 압축 공기는 내부 컨테이너(130)와 케이싱(120) 사이를 통하여 상측 방향으로 상승하고, 플레이트(131)의 복수의 관통홀(136)을 통하여 종래의 에어 드라이어와는 달리 보다 효과적으로 내부 컨테이너(130)의 내측으로 유입(즉 압력 저하, 유체의 흐름성 개선 및 내압성 강화) 되게 되고, 그로 인해 건습제(133)로부터 압축 공기의 수분이 보다 효과적으로 제거될 수 있게 된다.
또한 내부 컨테이너(130)의 하측부는 내경이 단계적으로 작아지는 제1 단차부(130a) 및 제2 단차부(130b)로 구성된다.
이때, 내부 컨테이너(130)의 제1 단차부(130a)의 외주면을 따라 흡습 기능을 가지는 여과지 또는 메쉬 필터(141)가 제공되어, 1차적으로 압축 공기로부터의 오일과 수분을 분리하는 역할을 수행한다.
또한, 내부 컨테이너(130)의 제2 단차부(130b)의 외주면을 따라 오일 흡착 기능을 가지는 필터 부재 또는 부직포(142)가 제공되어, 보다 향상된 분리 효율을 나타낼 수 있도록 기능한다.
이러한 구성으로 인하여, 본 발명에 따르면 2중 필터 구조를 채용함으로써 압축 공기에 포함된 오일 및 이물질의 분리 효율을 보다 향상시킬 수 있게 된다.
이상과 같이, 본 발명에 따르면 압축 공기의 흐름이 보다 향상되고 제습 성능이 개선될 수 있는 공기 건조기 카트리지를 제공할 수 있게 되어, 에어 오버 하이드로릭 브레이크 시스템 등의 차량의 성능을 보다 향상시킬 수 있게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 공기 건조기 카트리지
110 : 베이스 부재
120 : 케이싱
121 : 고정플레이트
122 : 커버
123 : 유출공
124 : 복수의 통공
130 : 내부 컨테이너
130a : 제1 단차부
130b : 제2 단차부
131 : 플레이트
132 : 원통형의 몸체부
133 : 건습제
134 : 홈부
135 : 돌출부
135 : 복수의 관통홀
137 : 분할벽
141 : 메쉬 필터
142 : 부직포

Claims (8)

  1. 공기 건조기 카트리지에 있어서,
    상기 카트리지는,
    고정플레이트 및 커버를 포함하는 케이싱;
    상기 케이싱 내부에 일정 간격 이격되어 설치되며 그 내부에 건습제를 구비하는 내부 컨테이너; 및
    상기 내부 컨테이너의 내측에 제공되며, 외주면을 따라 하나 이상의 홈부 및 돌출부가 형성되고 그 내측에는 일정한 형태의 복수의 관통홀이 형성되는 원통형의 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    공기 건조기 카트리지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트의 복수의 관통홀은 삼각형, 사각형 및 다각형 중 어느 하나 이상의 형태를 포함하며, 그리고 상기 복수의 관통홀은 반복적으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    공기 건조기 카트리지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수의 관통홀 사이의 분할벽의 두께는 하측 방향으로 갈수록 두꺼워지도록 형성되는 것을 특징으로 하는,
    공기 건조기 카트리지. .
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 원통형의 플레이트에는 외주면을 따라 일정한 간격으로 6개의 홈 및 돌출부가 형성됨으로써 상기 원통형의 플레이트를 통과하는 유체의 흐름을 향상시키는 것을 특징으로 하는,
    공기 건조기 카트리지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 내부 컨테이너는 상기 케이싱과 2 mm 내지 2.5mm 범위 내에서 이격되도록 설치되는 것을 특징으로 하는,
    공기 건조기 카트리지.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 내부 컨테이너의 하측부는 내경이 단계적으로 작아지는 제1 및 제2 단차부로 구성되는 것을 특징으로 하는,
    공기 건조기 카트리지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 내부 컨테이너의 상기 제1 단차부의 외주면을 따라 흡습 기능을 가지는 여과지가 제공되는 것을 특징으로 하는,
    공기 건조기 카트리지.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 내부 컨테이너의 상기 제2 단차부의 외주면을 따라 오일 흡착 기능을 가지는 부직포가 제공되는 것을 특징으로 하는,
    공기 건조기 카트리지.
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