KR102017587B1 - 난방 기능을 제공하는 유압 시스템 및 그를 포함하는 카고 크레인 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 유압 시스템은,
오일 탱크로부터 오일을 흡입하여 유압을 발생시키는 오일 펌프; 상기 오일 펌프로부터 오일을 공급받아 작업 장치로 분배하는 메인 콘트롤 밸브; 상기 작업 장치를 순환한 오일을 상기 오일 탱크로 회수하는 제1 경로; 상기 제1 경로에 배치되어 상기 제1 경로를 통해 회수되는 오일의 양 또는 오일의 진행 속도를 조절하는 유량 조절 밸브 또는 라인 체크; 상기 작업 장치를 순환한 오일을 상기 오일 탱크로 회수하는 경로로서 부분적으로 상기 제1 경로와는 다른 제2 경로; 및 상기 제2 경로의 적어도 일부(이하, '난방 코어')의 주위로 공기를 순환시키는 제1 블로어 팬(blower fan)을 포함할 수 있으며,
카고 크레인에 탑재되어 상기 난방 코어의 주위를 순환한 공기를 이용하여 카고 크레인의 조종석에 난방을 공급할 수 있다.

Description

난방 기능을 제공하는 유압 시스템 및 그를 포함하는 카고 크레인{HYDRAULIC SYSTEM PROVIDING HEATING FUNCTION AND CARGO CRANE WITH THE SAME}
본 발명의 다양한 실시예는 중장비의 난방 장치에 관한 것으로서, 예를 들면, 난방 기능을 제공하는 카고 크레인 용 유압 시스템에 관한 것이다.
굴삭기, 로우더, 도저, 카고 크레인 등와 같은 중장비는 엔진의 동력으로 유압 모터를 구동함으로써, 엔진 동력을 작업 장치 구동을 위한 동력으로 변환할 수 있다. 크레인은 윈치, 와이어, 활차, 지주, 횡목 등으로 구성되어, 높은 구조물 위로 강철 들보과 같이 무거운 물건들을 들어올려 설치하는 기계로서, 기중기라고도 불리고 있다. 이러한 크레인은 일반적인 중장비와 달리 카고트럭의 구조를 변경하여 제작된 카고 크레인을 포함할 수 있다.
카고 크레인을 제작함에 있어서는, 크레인의 무게를 트럭 허용 범위에 맞춰야 하므로 꼭 필요한 구조로만 제작된다. 360도 무한회전 하는 크레인의 특성 상 상, 하부연결은 유압의 경우 로터리 조인트라는 부품으로 하부에서 상부로 다시 상부에서 하부로 오일을 순환킬 수 있으며, 슬립링을 통해 소량의 전기공급만 가능하다.
이러한 중장비는 조종석 공기 조화(예: 냉방 또는 난방)을 위한 압축기 등을 포함할 수 있으며, 유압 모터에 의해 생성된 동력의 일부가 조종석 공기 조화 장치 구동을 위한 동력으로 활용될 수 있다. 하지만 이는 작업 장치로 공급될 동력의 일부를 이용하는 것으로서, 작업 효율(예: 동력 효율)을 저하시킬 수 있다. 조종석의 공기 조화를 위해 전력을 활용할 수도 있지만, 앞서 언급한 바와 같이, 조종석으로의 전기공급은 소량만 가능하기 때문에 만족할 수 있는 난방 성능을 확보하는데 한계가 있을 수 있다. 난방을 위한 충분한 전력이 공급된다 하더라도 감전의 위험 등이 있어 전기를 이용한 난방이 제한될 수 있다. 운용자에 따라서는 별도의 화석 연료를 이용한 난방 장치를 사용하기도 하지만 이는 화상, 화재, 연소 가스로 인한 중독의 위험에 노출될 수 있다.
유압 또는 전기를 이용하여 공기 조화 장치 등의 동력을 제공하는 구성에 관해서는 대한민국 공개실용 96-20904호(1996. 7. 18.), 대한민국 등록실용 20-0254516호(2001. 11. 24.) 등을 통해 개시되어 있다.
본 발명의 다양한 실시예는, 카고 크레인 등의 중장비에서 안전하면서도 양호한 난방 기능을 제공할 수 있는 유압 시스템 및 그를 포함하는 카고 크레인을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 유압 시스템은,
오일 탱크로부터 오일을 흡입하여 유압을 발생시키는 오일 펌프;
상기 오일 펌프로부터 오일을 공급받아 작업 장치로 분배하는 메인 콘트롤 밸브;
상기 작업 장치를 순환한 오일을 상기 오일 탱크로 회수하는 제1 경로;
상기 제1 경로에 배치되어 상기 제1 경로를 통해 회수되는 오일의 양 또는 오일의 진행 속도를 조절하는 유량 조절 밸브 또는 라인 체크;
상기 작업 장치를 순환한 오일을 상기 오일 탱크로 회수하는 경로로서 부분적으로 상기 제1 경로와는 다른 제2 경로; 및
상기 제2 경로의 적어도 일부(이하, '난방 코어')의 주위로 공기를 순환시키는 제1 블로어 팬(blower fan)을 포함할 수 있다.
한 실시예에서, 상기와 같은 유압 시스템은 카고 크레인에 탑재될 수 있으며, 상기 난방 코어의 주위를 순환한 공기를 이용하여 카고 크레인의 조종석에 난방을 공급할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 유압 시스템은, 상기 제1 블로어 팬에 의해 상기 난방 코어의 주위로 순환한 공기의 온도를 검출하는 센서를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 유압 시스템에서, 상기 난방 코어는 서로에 대하여 병렬로 연결된 복수의 튜브로 이루어질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 유압 시스템은, 상기 오일 펌프 또는 상기 오일 탱크에 설치된 온도 센서를 더 포함하고, 상기 온도 센서를 통해 적어도 상기 오일 펌프를 통과하는 오일의 온도를 검출할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 카고 크레인은,
상기와 같은 유압 시스템; 및
상기 제1 블로어 팬에 의해 상기 난방 코어의 주위를 순환한 공기에 의해 난방을 공급받는 조종석을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 카고 크레인은,
열 교환기;
상기 오일 탱크에 연결되어 오일 순환 경로를 제공하며, 상기 열 교환기를 경유하게 배치된 제3 경로; 및
엔진의 주위로 냉각수를 순환시키는 제4 경로를 더 포함하고,
상기 제4 경로의 일부가 상기 열 교환기를 경유하게 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 카고 크레인은, 상기 제4 경로의 다른 일부의 주위로 공기를 순환시키는 제2 블로어 팬을 더 포함하고,
상기 제2 블로어 팬에 의해 상기 제4 경로의 다른 일부의 주위를 순환한 공기를 이용하여 상기 조종석에 난방을 공급할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 카고 크레인은, 상기한 작업 장치를 포함할 수 있으며, 상기 작업 장치는 윈치, 데릭 실린더, 텔레스코프 실린더, 회전 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 유압 시스템 및 그를 포함하는 카고 크레인은 작업 장치를 순환한 오일의 잔열(remaining heat)을 이용하여 공기를 가열하고, 가열된 공기를 이용하여 조종석의 난방을 제공할 수 있다. 예컨대, 감전, 화상, 화재의 위험을 해소하면서 중장비의 조종석에 안정된 난방을 공급할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 오일 탱크로의 회수 경로에서 잔열을 이용해 공기를 가열함에 있어, 회수 경로는 복수의 튜브를 병렬로 연결한 난방 코어를 통해 공기의 가열을 촉진할 수 있다. 다른 실시예에서, 난방 코어에서 오일이 통과하는 직경이 작을 경우, 작업 장치에서의 오일 배출이 원활하지 않을 수 있으므로, 난방 코어를 우회하는 다른 회수 경로를 제공함으로써, 작업 장치에서의 오일 배출을 원활하게 하면서 조종석 등으로의 난방을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유압 시스템 및 그를 포함하는 카고 크레인을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 유압 시스템의 구동을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 일부 실시 예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나" 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. '제1', '제2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. '및/또는' 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
또한, '전면', '후면', '상면', '하면' 등과 같은 도면에 보이는 것을 기준으로 기술된 상대적인 용어들은 '제1', '제2' 등과 같은 서수들로 대체될 수 있다. '제1', '제2' 등의 서수들에 있어서 그 순서는 언급된 순서나 임의로 정해진 것으로서, 필요에 따라 임의로 변경될 수 있다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유압 시스템(201) 및 그를 포함하는 카고 크레인(100)을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 유압 시스템(201)은 상기 카고 크레인(100)에 탑재될 수 있으며, 상기 카고 크레인(100)의 엔진(102)으로부터 동력을 제공받아 오일 펌프(212)를 가동하여 오일의 압력을 증가시킬 수 있으며, 증가된 오일의 압력은 각종 작업 장치(215)를 구동하는 동력으로 활용될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 작업 장치(215)는, 윈치(들), 데릭 실린더(들), 텔레스코프 실린더(들), 회전 장치(들)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 유압 시스템(201)은, 오일 펌프(212), 메인 콘트롤 밸브(214), 오일의 순환 또는 회수를 위한 제1, 제2 경로(P1, P2) 및 제1 블로어 팬(blower fan)(221)을 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 제1 블로어 팬(221)은 상기 제2 경로(P2)의 적어도 일부, 예를 들면, 난방 코어(217)의 주위로 공기를 순환시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 블로어 팬(221)에 의해 상기 난방 코어(217)의 주위를 순환하는 공기는 상기 작업 장치(215)에서 배출된 오일의 잔열(remaining heat)에 의해 가열될 수 있으며, 가열된 공기가 조종석(106)으로 공급되어 난방을 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 오일 펌프(212)는 상기 엔진(102)에 의해 작동하며 오일 탱크(211)로부터 오일을 흡입하여 유압을 발생시킬 수 있다. 예컨대, 상기 오일 펌프(212)로 흡입된 오일은 압력이 증가된 상태로 상기 작업 장치(215)에 공급될 수 있다. 한 실시예에서, 상기 오일 펌프(212)에 의해 압력이 증가된 오일(이하, '작동 오일')은 로터리 조인트(213) 등을 경유하여 상기 메인 콘트롤 밸브(214)로 공급될 수 있다. 상기 메인 콘트롤 밸브(214)는 실질적으로 운용자에 의해 조작될 수 있으며, 운용자의 조작에 따라 작동 오일을 상기 작업 장치(215)로 분배할 수 있다. 상기 작업 장치(215)는 작동 오일의 압력을 동력원으로 활용하여 각각의 기능을 수행한 후 압력이 낮아진 오일을 배출하게 되며, 상기 작업 장치(215)에서 배출된 오일은 상기 제1 경로(P1) 또는 상기 제2 경로(P2)를 통해 상기 오일 탱크(211)로 회수될 수 있다. 예컨대, 상기 작업 장치(215)에서 배출된 오일은 복수의 경로(예: 상기 제1 경로(P1) 또는 상기 제2 경로(P2))를 통해 상기 오일 탱크(211)로 회수될 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시예를 설명함에 있어, 오일 회수 경로에서 상기 제1 경로(P1)와 상기 제2 경로(P2)를 구분하여 설명하고 있으며, 이는 회수 경로 중 일부 구간이 분기 구조(branched structure) 또는 바이패스 구조(bypass structure)로 이루어진 것을 의미할 수 있다. 예컨대, 오일의 회수 경로에서, 상기 작업 장치(215)에 직접 연결된 일부 구간(예: 오일 배출 구간), 상기 오일 탱크(211)에 직접 연결된 일부 구간(예: 오일 회수 구간)은 공통의 경로를 가질 수 있으며, 오일 배출 구간과 오일 회수 구간 사이에서 서로에 대하여 분기된 또는 바이패스 구조를 형성하는 구간(예: 상기 제1 경로(P1)와 상기 제2 경로(P2))이 제공될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 경로(P2)의 일부, 예를 들어, 상기 난방 코어(217)는 서로에 대하여 병렬로 연결된 복수의 튜브로 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 난방 코어(217)는 상기 제2 경로(P2) 내에서 또 다른 분기 구조를 가진 다수의 튜브로 이루어질 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 난방 코어(217)를 이루는 복수의 튜브는 상기 제2 경로(P2)의 다른 부분보다 작은 단면적을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 난방 코어(217)의 외부 표면적은 상기 제2 경로(P2)의 다른 부분보다 더 클 수 있다. 상기와 같은 난방 코어(217)의 구조나 형상은 상기 제2 경로(P2)의 다른 부분과 비교할 때 외부 환경(예: 상기 제1 블로어 팬(221)에 의해 순환하는 공기)과의 열 교환을 촉진시킬 수 있다. 예컨대, 상기 난방 코어(217)의 주위를 순환하는 공기는 상기 난방 코어(217)를 지나는 오일에 의해 가열될 수 있으며, 상기 카고 크레인(100)은 가열된 공기를 이용하여 조종석(106)으로 난방을 공급할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 유압 시스템(201)은 상기 난방 코어(217)의 주위를 순환하면서 가열된 공기의 온도를 검출하는 센서(S6)를 더 포함할 수 있다. 상기 센서(S6)는 상기 난방 코어(217)에 인접하게 배치되거나, 난방이 공급되는 공간, 예를 들어, 상기 조종석(106)의 내부에 설치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 유압 시스템(201) 또는 상기 카고 크레인(100)은 도시되지 않은 컨트롤러를 포함할 수 있으며, 운용자의 조작에 따른 온도 설정과 상기 센서(S6)를 통해 검출된 온도에 기반하여 상기 제1 블로어 팬(221)의 작동을 조절할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 난방 코어(217)를 이루는 튜브들의 단면적(예: 오일이 통과하는 단면적)이 좁을수록 상기 작업 장치(215)와 상기 난방 코어(217) 사이의 오일 회수 경로에서 오일이 원활하게 흐르지 못할 수 있다. 예컨대, 상기 작업 장치(215)와 상기 난방 코어(217) 사이의 오일 회수 경로에서 오일 압력이 높아질 수 있으며, 이는 상기 작업 장치(215)에서의 오일 배출이 원활하지 못할 수 있다. "상기 작업 장치(215)에서의 오일 배출이 원활하지 못하다"함은, 상기 작업 장치(215)에서 배출되는 오일의 압력 또는 상기 작업 장치(215)에서 오일을 배출시키기 위해 필요한 동력이 높아질 수 있음을 의미할 수 있다. 다시 말해서, 상기 작업 장치(215)에 공급된 오일의 압력과 배출되는 오일의 압력차가 클수록 상기 작업 장치(215)의 동력 효율이 높아지지만, 상기 난방 코어(217)는 상기 작업 장치(@15)에서 배출되는 오일의 압력을 높일 수 있으며, 이는 상기 작업 장치(215), 나아가서는 상기 카고 크레인(100)의 동력 효율을 저하시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 경로(P1)는 유량 조절 밸브 또는 라인 체크(216)를 포함할 수 있으며, 이를 이용하여, 상기 작업 장치(215)와 상기 난방 코어(217) 사이의 오일 회수 경로에서 오일 압력이 높아지는 것을 방지할 수 있다. 예컨대, 상기 작업 장치(215)와 상기 난방 코어(217) 사이의 오일 회수 경로에서 오일 압력이 설정된 값보다 높아지면 상기 유량 조절 밸브 또는 라인 체크는 상기 제1 경로(P1)를 통해 오일의 순환, 회수를 허용하거나 상기 제1 경로(P1)를 통해 순환 또는 회수되는 오일의 용량을 증가시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 작업 장치(215)와 상기 난방 코어(217) 사이의 오일 회수 경로에서의 최대 허용 압력(예: 상기 작업 장치(215)에서 원활하게 오일이 배출될 수 있는 허용 압력)이 5MPa이라면, 상기 작업 장치(215)와 상기 난방 코어(217) 사이의 오일 회수 경로에서 오일 압력이 5MPa에 이르거나 그를 초과할 때, 상기 유량 조절 밸브 또는 라인 체크(216)가 상기 제1 경로(P1)로의 오일 흐름을 허용하거나 오일의 흐름 용량을 증가시킬 수 있다. 이와 같이, 상기 작업 장치(215)에서 배출된 오일은 상기 제2 경로(P2)를 통해 상기 오일 탱크(211)로 회수되면서 조종석(106) 등의 난방을 위한 열원(heat source)로서 활용될 수 있다. 한 실시예에서, 상기 작업 장치(215)와 상기 난방 코어(217) 사이의 오일 회수 경로에서 오일의 압력이 기 설정된 압력에 다다를 경우, 상기 유량 조절 밸브 또는 라인 체크(216)는 상기 제1 경로(P1)를 통해 오일이 흐를 수 있도록 허용하거나 용량을 증가시킬 수 있다. 예컨대, 상기 유량 조절 밸브 또는 라인 체크(216)는 상기 작업 장치(215)와 상기 난방 코어(217) 사이의 오일 회수 경로에서 오일의 압력을 일정 수준 이내로 유지하여 상기 작업 장치(215)로부터 오일을 원활하게 배출할 수 있는 환경을 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 유압 시스템(201)은 상기 오일 펌프(212) 또는 상기 오일 탱크(211)에 설치된 온도 센서(S4)를 더 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 온도 센서(S4)는 상기 로터리 조인트(213)와 상기 오일 탱크(211) 사이에서 오일의 흐름 경로 상에 배치될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 작동 오일의 온도가 섭씨 60도 이상일 때 오일의 점도가 낮아져 작업 장치(215)의 각종 부품을 손상시킬 수 있으며, 섭씨 40 내지 50도 온도를 유지할 때 상기 작업 장치(215) 등의 원활한 작동을 보장할 수 있다. 상기 유압 시스템(210)은 상기 오일 탱크(211), 상기 오일 펌프(212) 또는 상기 작업 장치(215)로 오일이 공급되는 경로 상에 배치된 온도 센서(S4)를 이용하여 상기 작업 장치(215)로 공급되는 오일의 온도를 검출함으로써, 필요에 따라 상기 오일 탱크(211) 등에 보관된 오일을 가열할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 상기 유압 시스템(201) 또는 상기 카고 크레인(100)은 상기 오일 탱크(211)에 연결된 경로로서, 오일 순환 모터(218)가 제공된 제3 경로(P3)를 더 포함할 수 있다. 상기 제3 경로(P3)는 부분적으로 상기 카고 크레인(100)의 냉각 시스템(101)과 상기 유압 시스템(201) 사이에 제공되는 열 교환기(105)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 경로(P3)는 상기 열 교환기(105)를 경유하여 상기 오일 탱크(211) 내부의 오일을 순환시킬 수 있다. 상기 제3 경로(P3)를 통해 순환하는 오일은 상기 열 교환기(105)에서 가열될 수 있다.
상기 오일 탱크(211) 등에 보관된 오일 또는 상기 제3 경로(P3)를 통해 순환하는 오일 등의 가열에 관해서 좀더 상세하게 살펴기로 한다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 카고 크레인(100)은 상기 엔진(102)의 과열을 방지하기 위한 냉각 시스템(101)을 포함할 수 있으며, 상기 냉각 시스템(101)은 상기 엔진(102)의 주위를 경유하여 냉각수를 순환시키는 복수의 경로를 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 복수의 경로는 방열기(heat radiator)(111)를 순환하는 경로, 상기 열 교환기(105)를 경유하는 경로(예: 제4 경로(P4))를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 상기와 같은 냉각수 순환 경로에는 냉각수용 보조 탱크(103)가 제공되어 냉각수 순환 경로 내에서 냉각수의 양을 일정 수준으로 유지할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 상기 방열기(heat radiator)(111)를 순환하는 경로와 상기 열 교환기(105)를 경유하는 상기 제4 경로(P4) 사이에는 써모스탯(thermostat)(104)이 배치되어 냉각수가 순환하는 경로를 제어할 수 있다.
한 실시예에서, 상기 제4 경로(P4)의 일부는 상기 열 교환기(105)에 배치될 수 있으며, 상기 열 교환기(105)에 배치된 부분은 서로에 대하여 병렬로 연결된 복수의 튜브로 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 제4 경로(P4)의 일부는 상기 난방 코어(217)와 유사한 형태를 가질 수 있으며, 상기 열 교환기(105) 내에서 더 많은 열을 방출할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 엔진(102)의 주위로 순환하여 상기 엔진(102)을 냉각시킨 냉각수는, 상기 엔진(102)의 열에 의해 가열된 상태에며, 상기 제4 경로(P4)를 순환하면서 또는 상기 방열기(105)를 순환하면서 냉각될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 열 교환기(105) 내부에서 상기 제4 경로(P4)의 일부에서는 가열된 냉각수의 열을 방출할 수 있으며, 상기 열 교환기(105)는 방출된 열을 이용하여 상기 제3 경로(P3)를 순환하는 오일을 가열할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 상기 유압 시스템(201) 내에서 순환하는 오일의 온도는 섭씨 40 내지 50도 온도로 유지함이 바람직할 수 있으며, 상온 상태의 오일 또는 상기 카고 크레인(100)이 가동 중인 동안 오일의 온도를 섭씨 40 내지 50도로 유지하기 위해, 상기 카고 크레인(100) 또는 상기 유압 시스템(201)은 상기 열 교환기(105)를 통해 오일을 가열할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 카고 크레인(100)은 냉각수 조절, 오일 온도나 수분 함유량 조절 등을 위한 다수의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 카고 크레인(100) 또는 상기 냉각 시스템(101)은 냉각수용 보조 탱크(103)에 제공된 수위 센서(S1)를 포함할 수 있으며, 이를 이용하여 상기 냉각 시스템(101) 내의 냉각수 양을 검출할 수 있으며, 냉각수 양이 설정된 양보다 적어지면 시각적 알람 정보 또는 청각적인 알람 정보를 이용하여 운용자에게 알릴 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 카고 크레인(100) 또는 상기 냉각 시스템(101)은 상기 제4 경로(P4)에 배치되어 상기 열 교환기(105)로 공급되는 냉각수의 온도를 검출하는 수온 센서(S2)를 포함할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 오일의 온도가 섭씨 60도 이상일 경우, 오일 점도가 낮아질 수 있다. 상기 수온 센서(S2)는 상기 열 교환기(105)로 공급되는 냉각수의 온도를 검출하며, 냉각수의 온도가 오일을 가열하기에는 너무 높은 온도, 예컨대 설정된 온도(예: 섭씨 90도)를 초과하는 경우에는, 상기 카고 크레인(100) 또는 상기 냉각 시스템(101)은 시각적 알람 정보 또는 청각적인 알람 정보를 운용자에게 제공하면서 상기 오일 순환 모터(218)의 작동을 중단시킬 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 카고 크레인(100) 또는 상기 유압 시스템(201)은 상기 제3 경로(P3)에 배치된 수분 센서(S3) 또는 점도 센서(S5)를 포함할 수 있다. 상기 열 교환기(105) 내에서 오일 또는 냉각수 순환 경로(예: 상기 제3 경로(P3) 또는 상기 제4 경로(P4))가 손상된 경우 상기 제3 경로(P3)를 순환하는 오일에 과도한 수분이 포함될 수 있으며, 상기 수분 센서(S3)는 상기 제3 경로(P3) 내에서 오일의 수분 함량을 검출하고 필요에 따라 적절한 알람 정보를 운용자에게 제공할 수 있다. 오일의 수분 함량이 설정된 함량에 이를 경우, 상기 카고 크레인(100) 또는 상기 유압 시스템(201)은 상기 오일 순환 펌프(218)의 작동을 중단할 수 있다. 상기 점도 센서(S5)는 상기 오일 순환 펌프(218)에 의해 순환하는 오일, 예컨대, 상기 제3 경로(P3) 내 오일의 점도를 검출하는 센서로서, 오일의 상태 정보(예: 점도)를 검출할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 점도 센서(S5)는 상기 오일 탱크(211) 등에 설치된 온도 센서(S4)와 함께 오일의 상태에 관한 정보를 검출함으로써, 상기 카고 크레인(100)의 작동 상태, 오일의 노후화 등을 판단하기 위한 기초 정보를 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 냉각수가 순환하는 경로, 예를 들어, 상기 제4 경로(P4)의 다른 일부에는 추가의 난방 코어가 구성될 수 있으며, 제2의 블로어 팬(223)이 상기 추가의 난방 코어 주위로 공기를 순환시킬 수 있으며, 상기 추가의 난방 코어 주위를 순환하면서 가열된 공기가 상기 조종석(106)으로 공급될 수 있다. 예컨대, 상기 추가의 난방 코어 주위를 순환하는 공기는 상기 냉각 시스템(101)의 냉각수 온도를 낮추면서 상기 조종석(106)으로 난방을 제공할 수 있다.
도 2는 도 1의 유압 시스템의 구동을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 상기 유압 시스템(101)의 구동 초기의 동작을 나타내는 흐름도로서, 중장비, 예를 들어, 도 1의 카고 크레인(100)이 시동되면, 상기 유압 시스템(101)으로 전원이 인가되면서 상기 유압 시스템(101)을 구동하기 위한 프로그램의 부팅이 완료될 수 있다. 부팅이 완료되면, 상기 유압 시스템(101) 또는 상기 유압 시스템(101)을 구동하기 위한 프로그램은 상기 유압 시스템(101)의 작동 상태 또는 상기 유압 시스템(101) 내 작동 매체(예: 오일)의 상태를 체크할 수 있다. 예를 들어, 부팅이 완료되면, 상기 유압 시스템(101) 또는 상기 유압 시스템(101)을 구동하기 위한 프로그램은 각종 장치(예: 도 1의 유압 모터나 윈치 등의 작업 장치)나 센서 등으로 전원이 원활하게 공급되는지 여부, 오일 내 수분의 존재 여부, 오일의 점도나 온도, 냉각수 온도 등을 체크할 수 있다. 도 2에서는 전원, 수분, 오일 점도, 오일 온도, 냉각수 온도 등을 순차적으로 체크하는 구성이 예시되었지만, 본 발명이 이에 한정되지는 않음에 유의한다. 예를 들어, 이러한 체크 동작은 임의의 순서로 또는 동시에 이루어질 수 있다.
한 실시예에서, 이러한 체크 동작을 완료하여 모든 센서값이 설정된 값인 것으로 판단되면 상기 유압 시스템(101)은 오일 펌프를 작동시킬 수 있다. 다른 실시예에서, 모든 센서값이 설정된 값이 아닌 것으로 판단되면 전원 공급이나 수분, 오일 점도 및 온도, 냉각수 온도 등을 다시 체크할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 모든 센서값이 설정된 값이 아닌 것으로 판단되면 상기 유압 시스템(101) 또는 상기 카고 크레인(100)은 경고등 또는 경고음 등을 출력하여 운용자에게 부적절한 센서값이 발생되었음을 인지, 즉 모든 센서값이 설정된 값을 벗어났음을 인지시킬 수 있다. 경고등이나 경고음을 통해 부적절한 센서값이 검출됨을 인지한다면, 운용자는 해당 부분에 대한 점검 또는 재부팅 등의 조치를 하거나 상기 유압 시스템(101) 또는 상기 카고 크레인(100)의 작동 상태를 재확인할 수 있다.
이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
100: 카고 크레인 101: 냉각 시스템
105: 열 교환기 106: 조종석
201: 유압 시스템 211: 오일 탱크
212: 오일 펌프 215: 작업 장치
217: 난방 코어 221: 제1 블로어 팬
P1: 제1 경로 P2: 제2 경로

Claims (8)

  1. 카고 크레인용 유압 시스템에 있어서,
    오일 탱크로부터 오일을 흡입하여 유압을 발생시키는 오일 펌프;
    상기 오일 펌프로부터 흡입되어 압력이 증가된 상태의 오일을 공급받아 작업 장치로 분배하는 메인 콘트롤 밸브;
    상기 작업 장치를 순환한 후 압력이 낮아진 오일을 상기 오일 탱크로 회수하는 제1 경로;
    상기 제1 경로에 배치되어 상기 제1 경로를 통해 회수되는 오일의 양 또는 오일의 진행 속도를 조절하는 유량 조절 밸브 또는 라인 체크;
    상기 작업 장치를 순환한 오일을 상기 오일 탱크로 회수하는 경로로서 부분적으로 상기 제1 경로와는 다른 제2 경로; 및
    상기 제2 경로의 적어도 일부(이하, '난방 코어')의 주위로 공기를 순환시키는 제1 블로어 팬(blower fan);
    을 포함하고,
    상기 오일 탱크로 오일을 회수하는 경로인, 상기 제1 경로 및 제2 경로는 일부 구간이 분기 구조 또는 바이패스 구조로 이루어지되, 상기 작업 장치에 직접 연결된 오일 배출 구간 및 오일 탱크에 직접 연결된 오일 회수 구간은 공통의 경로를 갖되, 오일 배출 구간과 오일 회수 구간 사이에 서로에 대하여 분기된 또는 바이패스 구조로 형성되는 구간을 더 포함하며,
    상기 작업 장치에서 배출되는 오일은 제2 경로를 통하여 오일 탱크로 회수되되, 상기 작업 장치와 난방 코어 사이의 오일 회수 경로에서 오일 압력이 설정된 값에 이르거나, 설정된 값보다 높아질 경우, 상기 유량 조절 밸브 또는 라인 체크가 상기 제1 경로를 통해 오일의 순환 및 회수를 허용하거나, 상기 제1 경로를 통해 순환 또는 회수되는 오일의 용량을 증가시키며,
    상기 난방 코어는 서로에 대하여 병렬로 연결된 복수의 튜브로 이루어지되, 상기 복수의 튜브는 상기 제2 경로 보다 작은 단면적을 가지도록 이루어고,
    상기 오일 펌프 또는 상기 오일 탱크에 설치된 온도 센서를 더 포함하고,
    상기 온도 센서를 통해 적어도 상기 오일 펌프를 통과하는 오일의 온도를 검출하는 유압 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 블로어 팬에 의해 상기 난방 코어의 주위로 순환한 공기의 온도를 검출하는 센서를 더 포함하되, 상기 센서를 통하여 검출된 온도에 기반하여 제1 블로어 팬의 작동을 조절하는 유압 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 카고 크레인에 있어서,
    제1 항 또는 제2 항에 따른 유압 시스템; 및
    상기 제1 블로어 팬에 의해 상기 난방 코어의 주위를 순환한 공기는 상기 작업 장치에서 배출된 오일의 잔열에 의해 가열되고, 가열된 공기에 의해 난방을 공급받는 조종석을 포함하되,
    상기 카고 크레인은 냉각수의 양을 검출하되, 냉각수의 양이 설정된 양보다 적어지면 시각적 알람 정보 또는 청각적인 알람 정보를 이용하여 운용자에게 알리는 냉각수용 보조 탱크에 제공되는 수위 센서와, 열 교환기로 공급되는 냉각수의 온도를 검출하되, 냉각수의 온도가 오일을 가열하기 위해 설정된 온도를 초과하는 경우, 시각적 알람 정보 또는 청각적인 알람 정보를 운용자에게 제공하고, 오일 순환 모터의 작동을 중단하도록 하는 수온 센서와, 상기 열 교환기 내에서 오일 또는 냉각수 순환 경로인 제3 또는 제4 경로의 손상 시 제3 경로 또는 제4 경로로 순환하는 오일의 수분 함량을 검출하고, 이를 통한 알람 정보를 운영자에게 제공하고, 오일의 수분 함량이 설정된 함량에 이를 경우, 오일 순환 펌프의 작동을 중단하도록 하는 수분 센서, 및 오일의 상태 정보를 검출하여 카고 크레인의 작동 상태 및 오일의 노후화를 판단하도록 하는 점도 센서를 더 포함하고,
    각 센서를 통하여 체크된 센서값이 설정된 값이면 오일 펌프를 작동시키고, 각 센서를 통하여 체크된 센서값이 설정된 값이 아니면 각 센서를 통하여 다시 한번 센서값을 체크하되, 각 센서를 통하여 체크된 센서값이 설정된 값이 아니면 상기 유압 시스템 또는 카고 크레인은 경고등 또는 경고음을 출력하여 각 센서를 통하여 체크된 센서값이 설정된 값을 벗어났음을 인지시키고,
    윈치, 데릭 실린더, 텔레스코프 실린더, 회전 장치 중 적어도 하나를 포함하는 작업 장치를 포함하는 카고 크레인.
  6. 제5 항에 있어서,
    열 교환기;
    상기 오일 탱크에 연결되어 오일 탱크 내부의 오일을 순환시키기 위한 오일 순환 경로를 제공하며, 상기 열 교환기를 통하여 가열되도록 열 교환기를 경유하게 배치된 제3 경로; 및
    엔진의 주위로 냉각수를 순환시키는 제4 경로를 더 포함하고,
    상기 제4 경로의 일부가 상기 열 교환기를 경유하게 배치된 카고 크레인.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제4 경로의 다른 일부의 주위로 공기를 순환시켜 냉각수의 온도를 낮추는 제2 블로어 팬을 더 포함하고,
    상기 제2 블로어 팬에 의해 상기 제4 경로의 다른 일부의 주위를 순환한 공기를 이용하여 상기 조종석에 난방을 공급하는 카고 크레인.
  8. 삭제
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