KR102229795B1

KR102229795B1 - 철도 차량용 자동 제동완해 시스템

Info

Publication number: KR102229795B1
Application number: KR1020200129165A
Authority: KR
Inventors: 이재영; 이동균; 최호식; 박상우; 신동길
Original assignee: 유진기공산업주식회사
Priority date: 2020-10-07
Filing date: 2020-10-07
Publication date: 2021-03-19

Abstract

본 발명은 상용제동 또는 비상제동 상태에서 공기공급관의 배기 시에 제동공기관에 잔류하는 제동 압력이 압력차에 의해 자동으로 신속하게 배기되어 잔류하는 제동 압력에 의한 제동 압력 완해 불능이 미연에 방지되도록 하는 철도 차량용 자동 제동완해 시스템에 관한 것으로, 본 제동완해 시스템은 공급공기통(1)과, 상기 공급공기통(1)에 연결되고 관로에 배기장치(2a)가 설치되는 공기공급관(2)과, 상기 공기공급관(2)에 연결되는 작동공기관(3)과, 상기 공기공급관(2)에 연결되고 단부에 제동실린더(4a)가 연결되는 제동공기관(4)과, 상기 공기공급관(2)에 연결되는 비상제동작동관(5)과, 상기 작동공기관(3)의 단부에 연결되는 중계밸브(6)와, 상기 작동공기관(3)의 관로에 설치되는 공급밸브(7)와, 상기 작동공기관(3)의 관로에 연결되는 비상작동관(8)과, 상기 비상작동관(8)과 비상제동작동관(5)에 연결되는 비상제동밸브(9)와, 상기 중계밸브(6)를 사이에 두고 상기 제동공기관(4)의 양단 사이에 연결되는 자동제동완해관(10)과, 상기 자동제동완해관(10)의 관로에 설치되는 역지밸브(11)를 포함한다.

Description

철도 차량용 자동 제동완해 시스템{AUTOMATIC BRAKE RELEASE SYSTEM FOR RAILWAY VEHICLES}

본 발명은 철도 차량용 제동 완해 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상용제동 또는 비상제동 상태에서 공기공급관의 배기 시에 제동공기관에 잔류하는 제동 압력이 압력차에 의해 자동으로 신속하게 배기되어 잔류하는 제동 압력에 의한 제동 압력 완해 불능이 미연에 방지되도록 하는 철도 차량용 자동 제동완해 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 철도 차량에는 열차의 안전을 확보하기 위한 기본적인 장비로서 제동장치가 구비되어 있다. 이러한 제동장치는 제동의 체결 및 완해가 신속하고 확실해야 한다는 요구조건을 만족시켜야 한다.

통상 철도 차량이 정위치에 정차하고 있을 때 공기제동력은 여러 장치들을 거쳐 정차에 필요한 제동압력을 출력하게 되지만, 부속 장치들 간 밀접하게 상호 작용하는 제동시스템 중 어느 특정 부분에 장애가 발생하면 미리 생성된 제동력이 완해되지 않는 제동불완해 현상이 발생하게 된다.

통상적으로 열차가 추진 또는 타행 위치에 있고 정차제동이 작용하지 않고 있을 때(제동이 아닌 상태, 제동완해 상태와 동등함) 제동작용 압력이 설정범위 이상으로 5초 이상 지속되면 제동불완해로 판단한다. 이와 같은 제동불완해 현상이 발생할 경우 차륜 찰상 방지 및 본선 구간 차량 운행의 안전을 확보하기 위해 제동력을 강제로 해소해야 한다.

그런데, 상기와 같은 기술에는 다음과 같은 문제점이 있었다.

철도 차량의 상용제동 상태 또는 비상제동 상태 등을 포함하는 모든 제동 상태에서 배기장치(SR 차단장치로 불리기도 함)를 조작하여 공급공기관(SR관이라 불리기도 함)에 있는 제동 압력을 모두 외부로 배기하게 되는데, 이때 제동밸브의 작동에 따른 제동 상태에서 제동실린더와 연결되는 제동공기관(BC관이라 불리기도 함)에 제동 압력이 잔류하여 제동 압력 완해 불능 상태를 유발하는 문제점이 있었다.

등록특허 제1452990호 "철도차량용 브레이크 강제완해장치"(2014.10.14.)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,

본 발명의 목적은, 상용제동 또는 비상제동 상태에서 공기공급관의 배기 시에 제동공기관에 잔류하는 제동 압력이 압력차에 의해 자동으로 신속하게 배기되어 잔류하는 제동 압력에 의한 제동 압력 완해 불능이 미연에 방지되도록 하는 철도 차량용 자동 제동완해 시스템을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 "철도 차량용 자동 제동완해 시스템"은, 제동용 공기가 저장되는 공급공기통과; 상기 공급공기통에 연결되어 공기가 공급되고, 관로상에 압력의 해제를 위해 배기장치가 설치되는 공기공급관과; 상기 공기공급관의 관로에 연결되어 제어용 공기가 공급되는 작동공기관과; 상기 공기공급관의 관로에 연결되고, 단부에 설치된 제동실린더에 제동 압력을 공급하는 제동공기관과; 상기 공기공급관의 관로에 연결되어 비상 제동 제어용 공기가 공급되는 비상제동작동관과; 상기 작동공기관과 비상제동작동관의 단부에 설치되어 공급되는 작동압력으로 제어되고, 상기 제동공기관의 관로에 설치되어 작동압력에 비례되는 크기로 상기 제동공기관을 통해 제동 압력을 공급하는 중계밸브와; 상기 작동공기관의 관로에 설치되어 공기의 공급을 단속하면서 상기 중계밸브를 제어하는 공급밸브와; 상기 공급밸브로 연결되는 상기 작동공기관의 관로에 연결되는 비상작동관과; 상기 비상작동관의 단부에 설치되어 공기의 공급으로 작동이 제어되고, 상기 비상제동작동관의 관로에 설치되어 비상 제동 시에 상기 비상제동작동관을 통해 상기 중계밸브를 제어하는 비상제동밸브와; 상기 중계밸브를 지나서 상기 제동실린더측으로 제동 압력이 공급되는 상기 제동공기관에 일단이 연결되고 타단이 상기 중계밸브를 지나기 전의 상기 제동공기관에 연결되어 상기 제동실린더측으로 상기 제동공기관에 남아 있는 제동 압력을 상기 공기공급관측으로 배출하여 자동 제동완해시키는 자동제동완해관과; 상기 자동제동완해관의 관로에 설치되어, 상기 공기공급관측의 제동공기관의 압력이 상기 제동실린더측의 제동공기관의 압력보다 높거나 같을 때는 상기 자동제동완해관을 차단하고 상기 배기장치의 작동으로 상기 공기공급관측의 제동공기관의 압력이 상기 제동실린더측의 제동공기관의 압력보다 낮을 때는 상기 자동제동완해관을 개방하는 역지밸브를; 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "철도 차량용 자동 제동완해 시스템"은, 상기 비상제동밸브에 연결되는 상기 비상제동작동관의 관로에 설치되고, 비상 제동 시에 제동전자제어유닛의 고장이 감지되면 상기 비상제동작동관을 통해 미리 설정된 작동압력을 상기 중계밸브에 공급하여 긴급 제동을 하는 긴급제동밸브를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "철도 차량용 자동 제동완해 시스템"은, 상기 공급밸브와 중계밸브의 사이로 상기 작동공기관에 연결되는 배기관과; 상기 배기관의 단부에 설치되어 배기를 단속하는 배기밸브를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "철도 차량용 자동 제동완해 시스템"은, 상기 제동실린더측의 상기 제동공기관의 관로에 설치되고, 상기 공기공급관에 연결되어 작동되면서 상기 제동공기관의 내부의 제동 압력을 외부로 배출시킬 수 있는 강제제동완해밸브를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 상용제동 또는 비상제동 상태에서 공기공급관의 배기 시에 제동공기관에 잔류하는 제동 압력이 압력차에 의해 자동으로 신속하게 배기되어 잔류하는 제동 압력에 의한 제동 압력 완해 불능이 미연에 방지되고, 그에 따라 제동불완해에 따른 제반 문제점이 적절히 해소되는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 제동완해 시스템의 개략적인 회로 구성도,
도 2는 도 1의 요부 확대도,
도 3은 본 발명에 따른 자동 제동완해 시스템의 작동 상태를 보인 개략적인 회로 구성도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 자동 제동완해 시스템의 개략적인 도면들이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 철도 차량용 자동 제동완해 시스템은 공급공기통(1)과, 상기 공급공기통(1)에 연결되고 관로에 배기장치(2a)가 설치되는 공기공급관(2)과, 상기 공기공급관(2)에 연결되는 작동공기관(3)과, 상기 공기공급관(2)에 연결되고 단부에 제동실린더(4a)가 연결되는 제동공기관(4)과, 상기 공기공급관(2)에 연결되는 비상제동작동관(5)과, 상기 작동공기관(3)의 단부에 연결되는 중계밸브(6)와, 상기 작동공기관(3)의 관로에 설치되는 공급밸브(7)와, 상기 작동공기관(3)의 관로에 연결되는 비상작동관(8)과, 상기 비상작동관(8)과 비상제동작동관(5)에 연결되는 비상제동밸브(9)와, 상기 중계밸브(6)를 사이에 두고 상기 제동공기관(4)의 양단 사이에 연결되는 자동제동완해관(10)과, 상기 자동제동완해관(10)의 관로에 설치되는 역지밸브(11)를 포함한다.

상기 공급공기통(1)은 외부 관로로부터 공기가 공급되는 것으로, SR공기통이라 불리고 MR관으로부터 압축 공기가 공급되어 제동용 압축 공기가 저장되는 장소를 제공하는 역할을 한다.

상기 공기공급관(2)은 상기 공급공기통(1)에 연결되고 관로상에 배기장치(2a)가 설치되는 것으로, 제동 및 제동을 위한 작동에 사용되는 압축된 공기가 공급되는 통로를 제공하는 역할을 한다. 상기 배기장치(2a)는 작업자가 작동콕을 조작하여 상기 공기공급관(2)을 외부와 개방시켜 상기 공기공급관(2)에 있는 제동 압력이 배기되면서 제거되어 압력이 해제되도록 하는 것이다.

상기 작동공기관(3)은 상기 공기공급관(2)의 관로에 연결되는 것으로, 상기 공기공급관(2)에서 공급된 제동 제어용 압축 공기가 상기 중계밸브(6)를 포함하는 제반 부품에 공급되는 통로를 제공하는 역할을 한다.

상기 제동공기관(4)은 상기 공기공급관(2)의 관로에 연결되고 단부에 제동실린더(4a)가 설치되는 것으로, 상기 공기공급관(2)에서 공급된 제동용 압축 공기가 차륜에 설치된 상기 제동실린더(4a)로 공급되는 통로를 제공하는 역할을 한다, 즉, 상기 제동공기관(4)을 통해 배출되는 공기는 차륜의 제동 압력으로 사용된다.

상기 비상제동작동관(5)은 상기 공기공급관(2)의 관로에 연결되는 것으로, 상기 공기공급관(2)에서 공급된 비상 제동 제어용 압축 공기가 상기 비상제동밸브(9)를 거쳐 상기 중계밸브(6)에 공급되는 통로를 제공하는 역할을 한다.

상기 중계밸브(6)는 상기 작동공기관(3)과 비상제동작동관(5)의 단부에 설치되고 상기 제동공기관(4)의 관로에 설치되는 것으로, 상기 작동공기관(3)과 비상제동작동관(5)을 통해 공급되는 작동압력으로 그 작동이 제어되면서 작동압력에 비례되는 크기로 상기 제동공기관(4)을 통해 제동 압력을 공급하는 역할을 한다.

상기 공급밸브(7)는 상기 작동공기관(3)의 관로에 설치되고 상기 작동공기관(3)을 개폐시키는 전자밸브로써, 상기 작동공기관(3)을 통한 압축 공기의 공급을 단속하면서 상기 중계밸브(6)의 작동을 압축 공기로 제어하는 역할을 한다.

상기 비상작동관(8)은 상기 공급밸브(7)로 연결되는 상기 작동공기관(3)의 관로에 연결되는 것으로, 상기 작동공기관(3)을 통해 상기 비상제동밸브(9)로 작동 압력을 공급하는 통로를 제공하는 역할을 한다.

상기 비상제동밸브(9)는 상기 비상작동관(8)의 단부에 설치되고 상기 비상제동작동관(5)의 관로에 설치되는 것으로, 상기 비상작동관(8)을 통한 압축 공기의 공급으로 작동이 제어되면서 비상 제동 시에 상기 비상제동작동관(5)을 통해 상기 중계밸브(6)에 압축 공기를 공급하여 상기 중계밸브(6)를 제어하는 역할을 한다.

즉, 상기 비상제동밸브(9)는 상기 공급밸브(7)를 통한 상기 중계밸브(6)의 작동 제어가 어렵거나 중지된 비상 시에 상기 비상제동작동관(5)을 통해 상기 중계밸브(6)를 제어하여 상기 제동공기관(4)을 통해 제동 압력이 공급되면서 비상 제동이 이루어지도록 하는 것이다.

상기 자동제동완해관(10)은 상기 중계밸브(6)를 지나서 상기 제동실린더(4a)측으로 제동 압력이 공급되는 상기 제동공기관(4)에 일단이 연결되고 타단이 상기 중계밸브(6)를 지나기 전의 상기 제동공기관(4)에 연결되는 것으로, 상기 제동실린더(4a)측으로 상기 제동공기관(4)에 남아 있는 제동 압력을 상기 공기공급관(2)측으로 배출하여 자동 제동완해시키는 역할을 한다.

상기 역지밸브(11)는 상기 자동제동완해관(10)의 관로에 설치되는 것으로, 상기 공기공급관(2)측의 제동공기관(4)의 압력이 상기 제동실린더(4a)측의 제동공기관(4)의 압력보다 높거나 같을 때는 상기 자동제동완해관(10)을 차단하고 상기 배기장치(2a)의 작동으로 상기 공기공급관(2)이 배기되면서 상기 공기공급관(2)측의 제동공기관(4)의 압력이 상기 제동실린더(4a)측의 제동공기관(4)의 압력보다 낮을 때는 상기 자동제동완해관(10)을 개방하여 잔류하는 제동 압력을 제거할 수 있도록 하는 것이다.

즉, 상기 역지밸브(11)는 상기 배기장치(2a)가 작동되지 않는 정상 제동 시에는 상기 공기공급관(2)측의 제동공기관(4)에서 상기 자동제동완해관(10)을 통해 상기 제동실린더(4a)측의 제동공기관(4)으로 제동 압력이 역류되는 것을 방지하고 상기 배기장치(2a)가 작동되어 상기 공기공급관(2)의 배기 시에는 상기 제동실린더(4a)측의 제동공기관(4)에서 상기 자동제동완해관(10)을 통해 상기 공기공급관(2)측의 제동공기관(4)으로 잔류하는 제동 압력이 배출되도록 하는 것이다.

본 시스템은 상기 비상제동밸브(9)에 연결되는 상기 비상제동작동관(5)의 관로에 설치되는 긴급제동밸브(12)를 더 포함한다. 상기 긴급제동밸브(12)는 비상 제동 시에 제동전자제어유닛의 고장이 감지되면 상기 비상제동작동관(5)을 통해 미리 설정된 작동압력을 상기 중계밸브(6)에 공급하여 긴급 제동을 하는 것이다. 여기서, 상기 제동전자제어유닛(ECU)은 각종 제동용 전자기기에 신호를 주어 철도 차량의 제동을 제어하는 공지의 전자 제어 장비이다.

즉, 상기 긴급제동밸브(12)는 비상 제동이 인가된 후에 상기 제동전자제어유닛의 고장으로 상기 비상제동밸브(9)를 통한 비상 제동이 실행되지 않는 경우에 상기 비상제동작동관(5)을 통해 상기 중계밸브(6)를 제어하여 상기 제동공기관(4)을 통해 제동 압력이 공급되면서 긴급 제동이 이루어지도록 하는 것이다.

또한, 본 시스템은 상기 공급밸브(7)와 중계밸브(6)의 사이로 상기 작동공기관(3)에 연결되는 배기관(13)과, 상기 배기관(13)의 단부에 설치되어 배기를 단속하는 배기밸브(14)를 더 포함한다.

상기 배기관(13)은 상기 작동공기관(3)으로 유입되는 압축 공기를 외부로 배기하는 통로를 제공하는 역할을 하고, 상기 배기밸브(14)는 상기 배기관(13)의 단부에 설치되는 전자밸브로써, 상기 배기관(13)을 개폐하여 배기를 단속하는 역할을 한다.

이와 같은 상기 배기밸브(14)는 압축 공기를 배기하여 압력을 낮추고 상기 공급밸브(7)는 압축 공기의 공급을 단속하여 압력을 높일 수 있으므로, 제동전자제어유닛에 의한 상기 공급밸브(7)와 배기밸브(14)의 여자(on)/소자(off) 조정을 통해 상기 중계밸브(6)에 공급되는 작동 압력이 정밀하게 조정된다.

또한, 본 시스템은 상기 제동실린더(4a)측의 상기 제동공기관(4)의 관로에 설치되고 상기 공기공급관(2)에 연결되어 작동되는 강제제동완해밸브(15)를 더 포함한다. 상기 강제제동완해밸브(15)는 상기 제동전자제어유닛에 의해 제어되면서 필요에 따라 상기 제동공기관(4)의 내부의 제동 압력을 외부로 배출시켜 강제로 제동 완해를 시키는 역할을 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다할 것이다.

1 : 공급공기통
2 : 공기공급관
2a : 배기장치
3 : 작동공기관
4 : 제동공기관
4a : 제동실린더
5 : 비상제동작동관
6 : 중계밸브
7 : 공급밸브
8 : 비상작동관
9 : 비상제동밸브
10 : 자동제동완해관
11 : 역지밸브
12 : 긴급제동밸브
13 : 배기관
14 : 배기밸브
15 : 강제제동완해밸브

Claims

제동용 공기가 저장되는 공급공기통(1)과;
상기 공급공기통(1)에 연결되어 공기가 공급되고, 관로상에 압력의 해제를 위해 배기장치(2a)가 설치되는 공기공급관(2)과;
상기 공기공급관(2)의 관로에 연결되어 제어용 공기가 공급되는 작동공기관(3)과;
상기 공기공급관(2)의 관로에 연결되고, 단부에 설치된 제동실린더(4a)에 제동 압력을 공급하는 제동공기관(4)과;
상기 공기공급관(2)의 관로에 연결되어 비상 제동 제어용 공기가 공급되는 비상제동작동관(5)과;
상기 작동공기관(3)과 비상제동작동관(5)의 단부에 설치되어 공급되는 작동압력으로 제어되고, 상기 제동공기관(4)의 관로에 설치되어 작동압력에 비례되는 크기로 상기 제동공기관(4)을 통해 제동 압력을 공급하는 중계밸브(6)와;
상기 작동공기관(3)의 관로에 설치되어 공기의 공급을 단속하면서 상기 중계밸브(6)를 제어하는 공급밸브(7)와;
상기 공급밸브(7)로 연결되는 상기 작동공기관(3)의 관로에 연결되는 비상작동관(8)과;
상기 비상작동관(8)의 단부에 설치되어 공기의 공급으로 작동이 제어되고, 상기 비상제동작동관(5)의 관로에 설치되어 비상 제동 시에 상기 비상제동작동관(5)을 통해 상기 중계밸브(6)를 제어하는 비상제동밸브(9)와;
상기 중계밸브(6)를 지나서 상기 제동실린더(4a)측으로 제동 압력이 공급되는 상기 제동공기관(4)에 일단이 연결되고 타단이 상기 중계밸브(6)를 지나기 전의 상기 제동공기관(4)에 연결되어 상기 제동실린더(4a)측으로 상기 제동공기관(4)에 남아 있는 제동 압력을 상기 공기공급관(2)측으로 배출하여 자동 제동완해시키는 자동제동완해관(10)과;
상기 자동제동완해관(10)의 관로에 설치되어, 상기 공기공급관(2)측의 제동공기관(4)의 압력이 상기 제동실린더(4a)측의 제동공기관(4)의 압력보다 높거나 같을 때는 상기 자동제동완해관(10)을 차단하고 상기 배기장치(2a)의 작동으로 상기 공기공급관(2)측의 제동공기관(4)의 압력이 상기 제동실린더(4a)측의 제동공기관(4)의 압력보다 낮을 때는 상기 자동제동완해관(10)을 개방하는 역지밸브(11)를;
포함하는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 자동 제동완해 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제동완해 시스템은,
상기 비상제동밸브(9)에 연결되는 상기 비상제동작동관(5)의 관로에 설치되고, 비상 제동 시에 제동전자제어유닛의 고장이 감지되면 상기 비상제동작동관(5)을 통해 미리 설정된 작동압력을 상기 중계밸브(6)에 공급하여 긴급 제동을 하는 긴급제동밸브(12)를;
더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 자동 제동완해 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제동완해 시스템은,
상기 공급밸브(7)와 중계밸브(6)의 사이로 상기 작동공기관(3)에 연결되는 배기관(13)과;
상기 배기관(13)의 단부에 설치되어 배기를 단속하는 배기밸브(14)를;
더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 자동 제동완해 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제동완해 시스템은,
상기 제동실린더(4a)측의 상기 제동공기관(4)의 관로에 설치되고, 상기 공기공급관(2)에 연결되어 작동되면서 상기 제동공기관(4)의 내부의 제동 압력을 외부로 배출시킬 수 있는 강제제동완해밸브(15)를;
더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 자동 제동완해 시스템.