KR102321964B1

KR102321964B1 - 에어컴프레셔

Info

Publication number: KR102321964B1
Application number: KR1020200048179A
Authority: KR
Inventors: 강대식
Original assignee: 유성기업 주식회사
Priority date: 2020-04-21
Filing date: 2020-04-21
Publication date: 2021-11-04
Also published as: KR20210129980A

Abstract

본 발명은 에어컴프레셔에 관한 것으로, 내부에 오일을 수용하되, 펌프실 및 배출홀을 형성한 크랭크하우징을 구비하고, 이 크랭크하우징 내에 구동축을 설치하며, 구동축 외면에 펌프실을 따라 승강되는 펌프피스톤을 설치하고, 배출홀에 가스에 포함된 오일을 포집하는 오일포집부를 설치함으로써, 내부하우징 내로 공급되는 가스에 포함된 오일이 내부하우징 측방으로 토출되면서 내부하우징 내에 포집되고, 이때, 오일이 분리된 가스가 외부하우징에 의해 상방으로 안내되도록 유도하여, 오일포집부 상방으로 가스를 바이패스 시킨다.
본 발명에 따르면, 오일포집부의 내부하우징으로 공급된 가스가 필터를 통해 내부하우징 측방으로 토출되면서, 필터에 가스에 포함된 오일을 포집하여 오일 포집 성능이 향상되고, 이 오일 포집 성능 향상으로 외부하우징 내부 공간으로 순수 가스가 토출되어 오일 손실을 방지할 수 있으며, 또한, 오일이 포함된 가스가 오일포집부 상방으로 바이패스되는 것이 방지됨과 동시에 필터에 포집된 오일이 크랭크하우징 내로 낙하되도록 안내하여, 크랭크하우징 내의 오일량이 감소되는 것이 방지되고, 이에따라, 크랭크실 내로 오일을 충전하는 유지보수 비용 절감과 동시에 제품의 신뢰성이 향상된다.

Description

에어컴프레셔{Air compressor}

본 발명은 에어 컴프레셔에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배출홀을 통해 배출되는 공기중에 포함된 오일이 오일포집부의 내부하우징에 포집되도록 하되, 이 오일이 분리된 공기가 외부하우징을 통해 상방으로 이동하도록 하여, 오일이 분리된 공기를 외부로 바이패스 시키는 에어컴프레셔에 관한 것이다.

일반적으로, 에어컴프레셔는 각종 공압기기에 제공되는 압축공기가 저장되는 공기탱크내의 압력이 항상 설정된 압력을 유지하도록 압축공기를 공급하는 장치이다.

이때, 이러한 에어컴프레셔는 공기탱크내의 압력이 설정치를 넘으면 작동이 정지되고 압력이 설정치 이하로 되면 작동되도록 하여, 공기탱크내에 정해진 량의 공기가 충전된 상태를 유지하도록 한다.

특히, 버스나 트럭 또는 트레일러와 같은 대형 차량에는 압축공기의 압력을 이용하여 제동을 하는 에어브레이크나 도어를 자동으로 여닫아주는 에어개폐기등과 같은 각종 공압기기가 탑재되어 있으며, 이러한 공압기기에 제공되는 압축공기는 엔진의 동력으로 작동되는 에어콤프레서에 의해 공기탱크로 공급 저장되어 있다가 제공되는 것이다.

특허문헌 1은 종래의 크랭크실 환기 가스의 오일 제거용 장치를 나타낸 것으로서, 이를 참조하면, 중공형상으로 상부에 배출구를 형성하고, 하부 일측에 크랭크실과 연통된 바이패스 채널을 형성하며, 이 바이패스 채널과 이웃하게 구획되어 그 외면이 크랭크실과 연통된 원심분리기를 형성한다.

여기서, 바이패스 채널은 그 저면에 관통형성되어 크랭크실 내의 가스가 유입되도록 허용하는 가스입구를 형성하고, 이 가스입구와 반대되는 상면에 오일제거장치 내부공간으로 가스를 이동시키는 가스출구를 형성한다.

그리고, 원심분리기는 상광하협 구조로 돌출 형성되어 그 외면에 가스입구를 형성하고, 상면에 가스출구를 형성하며, 이 가스출구와 반대되는 저면에 오일출구를 형성한다.

먼저, 크랭크실 내의 압력이 정해진 압력 이상으로 상승되면, 크랭크실과 연통된 가스입구 방향으로 크랭크실 내의 압력에 비례하는 압입력이 발생되고, 이때, 이 압입력이 압력스프링의 탄성력에 비해 상대적으로 높게 형성되는 시점에서, 밸브본체가 상방으로 가압되면서 압력스프링이 압축되고, 이에따라, 가스입구가 개방된다.

그러면, 가스입구를 통해 상방으로 이동되는 가스에 포함된 오일은 밸브본체 저면에 포집되되, 오일이 제거된 가스가 가스출구를 통해 오일제거장치로 공급됨으로써, 오일제거장치를 통해 상방으로 토출된다.

또한, 원심분리기의 가스입구로 유입되는 가스는 원심분리기의 내벽면을 따라 사이클론 방식으로 순환되면서, 이 가스에 포함된 오일이 원심분리기 내벽면에 포집되고, 이후, 오일이 제거된 가스가 상기와 같이 가스출구를 통해 오일제거장치 상방으로 토출된다.

이후, 밸브본체에 포집된 오일은 가스입구를 통해 하방으로 낙하되어 크랭크실 내로 공급되고, 또한, 원심분리기 내벽면을 따라 하방으로 흐르는 오일은 오일출구를 통해 크랭크실 내로 공급된다.

하지만, 상기와 같은 특허문헌 1은 바이패스채널의 가스입구로 유입되는 가스중 일부가 밸브본체에 접촉되지 못한 상태로 가스입구와 밸브본체 사이의 틈새를 통해 바이패스 채널로 그대로 유입되고, 또한, 원심분리기의 가스입구로 유입된 가스 중 일부가 가스출구 방향을 향해 상방으로 그대로 배출되어, 오일이 포함된 가스가 오일제거장치 상방으로 배출되며, 이 오일이 포함된 가스가 연속적으로 배출되어, 크랭크실 내의 오일량 저하 주기를 지속적으로 확인해야 하는 불편함이 있고, 특히, 크랭크실 내의 오일량 감소로 인해 크랭크실의 기능저하와 동시에 기능 상실이 발생될 우려가 있으며, 이에따라, 크랭크실 내에서 저하된 오일량에 비례하는 오일을 주기적으로 공급해야 하는 어려움이 있으며, 손실된 오일량에 비례하는 오일을 정기적으로 공급하여 유지보수 비용이 증가와 동시에 제품의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.

KR

10-0531697

B1

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 내부에 오일을 수용하되, 펌프실 및 배출홀을 형성한 크랭크하우징을 구비하고, 이 크랭크하우징 내에 구동축을 설치하며, 구동축 외면에 펌프실을 따라 승강되는 펌프피스톤을 설치하고, 배출홀에 가스에 포함된 오일을 포집하는 오일포집부를 설치함으로써, 내부하우징 내로 공급되는 가스에 포함된 오일이 내부하우징 측방으로 토출되면서 내부하우징 내에 포집되고, 이때, 오일이 분리된 가스가 외부하우징에 의해 상방으로 안내되도록 유도하여, 오일포집부 상방으로 가스를 바이패스 시키는 에어컴프레셔를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 에어컴프레셔는, 중공형상으로 그 내부에 오일을 수용하고, 내측 상부에 펌프실을 형성하며, 펌프실과 반대되는 일측 상면에 내부공간에서 팽창되는 가스를 외부로 배출하는 배출홀을 형성한 크랭크하우징과; 상기 크랭크하우징 내에 회전가능하게 설치되어 제자리 회전구동되는 구동축; 상기 구동축 외면에 설치되고, 회전작동되는 상기 구동축에 의해 상기 펌프실을 따라 승강 작동되면서 상기 크랭크하우징 상부로 공기를 밀어내는 펌프피스톤;으로 구성된 에어컴프레셔에 있어서, 상기 크랭크하우징 내의 가스를 공급받고, 가스 중에 포함된 오일을 포집하여 측방으로 배출하는 내부하우징과, 이 내부하우징 외면을 감싸도록 형성되어, 내부하우징 측방으로 토출되는 가스가 상방으로 이동하도록 안내하는 외부하우징을 구비하여, 외부로 가스를 바이패스 시키는 오일포집부를 더 형성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 에어컴프레셔에 있어서, 상기 오일포집부는, 중공형 관체 형상으로, 저면에 상기 배출홀에 끼움 고정되는 제1유입구를 형성하고, 상기 제1유입구와 반대되는 상면에 제1토출구를 형성한 외부하우징과; 상기 외부하우징 내측에 설치되고, 저면에 상기 제1유입구와 연통되는 제2유입구를 형성하며, 외면에 상기 외부하우징의 내부공간으로 가스를 토출하는 제2토출구를 형성한 내부하우징; 상기 제2토출구를 커버하도록 상기 내부하우징 내벽면에 고정 설치되어, 상기 외부하우징의 내부공간으로 토출되는 가스 중에 포함된 오일을 걸러내는 필터; 상기 외부하우징의 제1토출구와 연통되도록 설치되고, 상기 외부하우징 내부 공간의 가스 압력에 의해 개폐작동되어 상기 외부하우징 내부공간의 가스를 외부로 방출하는 바이패스부;를 더 형성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 에어컴프레셔에 있어서, 상기 바이패스부는, 중공형상으로, 하부에 상기 외부하우징의 제1토출구와 연통되도록 결합되는 소직경 유입홀을 형성하고, 상부 양측에 상기 소직경 유입홀과 연통되도록 형성되어, 상기 소직경 유입홀을 통해 유입되는 가스가 외부로 배출되도록 안내하는 소직경 토출홀을 형성한 바이패스하우징과; 상기 바이패스하우징 내에 구비되고, 상기 소직경 유입홀로 유입되는 가스압력에 의해 승강작동되어 상기 소직경 유입홀을 개폐하는 볼;로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 에어컴프레셔에 있어서, 상기 바이패스부는, 상기 바이패스하우징 내측 상면에 하방으로 돌출 형성되어, 상기 볼이 정해진 높이 이상 상승되어 상기 소직경 토출홀을 폐쇄하는 것을 방지하는 제한돌부를 더 형성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 에어컴프레셔는, 중공형상으로 그 내부에 오일을 수용하고, 내측 상부에 펌프실을 형성하며, 펌프실과 반대되는 일측 상면에 내부공간에서 팽창되는 압력 가스를 외부로 배출하는 배출홀을 형성한 크랭크하우징과; 상기 크랭크하우징 내에 회전가능하게 설치되어 제자리 회전구동되는 구동축; 상기 구동축 외면에 설치되고, 회전작동되는 상기 구동축에 의해 상기 펌프실을 따라 승강 작동되면서 상기 크랭크하우징 상부로 공기를 밀어내는 펌프피스톤; 상기 크랭크하우징(100) 상부를 커버하도록 설치되고, 외부공기 또는 상기 펌프피스톤에 의해 상기 크랭크하우징 내부공간에서 팽창되어 상기 배출홀을 통해 배출되는 압력가스를 공급받아 외부로 토출하는 실린더헤드; 로 구성된 에어컴프레셔에 있어서, 상기 크랭크하우징 내의 가스를 공급받고, 가스에 포함된 오일을 포집하여 측방으로 배출하는 내부하우징과, 이 내부하우징 외면을 감싸도록 형성되어, 내부하우징 측방으로 토출되는 가스가 상방으로 이동하도록 안내하는 외부하우징을 구비하여, 가스를 실린더헤드로 바이패스 시키는 오일포집부를 더 형성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 에어컴프레셔에 있어서, 상기 오일포집부는, 중공형 관체 형상으로, 저면에 상기 배출홀에 끼움 고정되는 제1유입구를 형성하고, 상기 제1유입구와 반대되는 상면에 제1토출구를 형성한 외부하우징과; 상기 외부하우징 내측에 설치되고, 저면에 상기 제1유입구와 연통되는 제2유입구를 형성하며, 외면에 상기 외부하우징의 내부공간으로 가스를 토출하는 제2토출구를 형성한 내부하우징; 상기 제2토출구를 커버하도록 상기 내부하우징 내벽면에 고정 설치되어, 상기 외부하우징의 내부공간으로 토출되는 가스에 포함된 오일을 걸러내는 필터; 일단이 상기 외부하우징의 제1토출구에 연결 설치되고, 타단이 상기 실린더헤드에 연결 설치되어, 상기 외부하우징 내부공간에 수용된 가스가 상기 실린더헤드로 공급되도록 안내하는 안내배관;으로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 에어컴프레셔에 있어서, 상기 안내배관은, 일단 외면에 상기 외부하우징의 제1토출구 상단에 걸림되어 상기 안내배관이 상기 제1토출구로 정해진 깊이 이상 진입되는 것을 차단하는 차단턱부를 더 형성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 에어컴프레셔에 있어서, 상기 오일포집부는, 상기 외부하우징의 제1유입구 직경이 상기 내부하우징의 제2유입구 직경보다 상대적으로 작게 형성되어, 상기 내부하우징의 내부공간으로 오일이 포함된 가스를 공급하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 에어컴프레셔에 있어서, 상기 외부하우징은, 내측 상면의 상기 제1토출구 테두리에 환형으로 돌출 형성된 걸림턱부를 형성하고, 이 걸림턱부 내주면에 상기 내부하우징을 상기 외부하우징의 바닥면으로 누름 가압하는 탄성스프링을 형성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 오일포집부의 내부하우징으로 공급된 가스가 필터를 통해 내부하우징 측방으로 토출되면서, 필터에 가스에 포함된 오일을 포집하여 오일 포집 성능이 향상되고, 이 오일 포집 성능 향상으로 외부하우징 내부 공간으로 순수 가스가 토출되어 오일 손실을 방지할 수 있으며, 또한, 오일이 포함된 가스가 오일포집부 상방으로 바이패스되는 것이 방지됨과 동시에 필터에 포집된 오일이 크랭크하우징 내로 낙하되도록 안내하여, 크랭크하우징 내의 오일량이 감소되는 것이 방지되고, 이에따라, 크랭크실 내로 오일을 충전하는 유지보수 비용 절감과 동시에 제품의 신뢰성이 향상된다.

또한, 오일포집부를 실린더헤드에 연결하여, 실린더헤드로 가스를 공급하는 경우, 오일이 분리된 순수가스가 실린더헤드로 공급되면서, 실린더헤드로 공급되는 외기의 흡입압력을 상승시켜, 실린더헤드로 유입되는 외부공기량이 증가되고, 특히, 기계부품으로 공급되는 공기에 오일이 포함될 우려가 없어, 기계부품 손상이 방지되는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 에어컴프레셔를 나타낸 측 단면도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 에어컴프레셔의 오일포집부를 나타낸 측 단면도.
도 3은 도 2의 바이패스부에 형성된 볼이 개방된 상태를 나타낸 측 단면도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 에어컴프레셔를 나타낸 측 단면도.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 에어컴프레셔의 오일포집부를 나타낸 측단면도.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

[제1 실시예]

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 에어컴프레셔는 크랭크하우징(100), 구동축(200), 펌프피스톤(300) 및 오일포집부(500)로 구성된다.

상기 크랭크하우징(100)은 중공형상으로 그 내부에 오일을 수용하고, 내측 상부에 펌프실(101)을 형성하며, 펌프실(101)과 반대되는 일측 상면에 내부공간에서 팽창되는 가스를 외부로 배출하는 배출홀(102)을 형성한다.

상기 크랭크하우징(100)은 상기 펌프실(101) 내에서 승강작동되는 상기 펌프피스톤(300)과 펌프실(101) 내벽면 사이의 틈새로 누출되는 가스(예컨대, 블로우바이가스)를 수용한다.

상기 크랭크하우징(100)은 내부 공간에서 팽창되는 가스를 상기 배출홀(102)을 통해 상기 오일포집부(500)로 배출한다.

상기 크랭크하우징(100)은 상기 배출홀(102)을 통해 상기 오일포집부(500)에서 낙하되는 오일을 회수한다.

상기 크랭크하우징(100)의 일 측면에는 상기 구동축(200)을 회전구동시키는 모터(M)가 설치된다.

상기 크랭크하우징(100)은 그 상부에 실린더헤드(400)를 설치하고, 이 실린더헤드(400)의 에어토출구(400b)를 통해 에어가 상기 에어탱크(T)로 공급되도록 한다.

상기 구동축(200)은 상기 크랭크하우징(100) 내에 회전가능하게 설치되어 제자리 회전구동된다.

상기 구동축(200)은 제자리 회전되면서 상기 펌프피스톤(300)을 승강 작동시킨다.

상기 구동축(200)은 상기 크랭크하우징(100)에 설치된 모터(M)에 의해 정해진 방향으로 회전구동된다.

상기 구동축(200)은 상기 크랭크하우징(100)의 중앙부에 수평방향으로 설치되는 것이 바람직하다.

상기 펌프피스톤(300)은 상기 구동축(200) 외면에 설치되고, 회전작동되는 상기 구동축(200)에 의해 상기 펌프실(101)을 따라 승강 작동되면서 상기 크랭크하우징(100) 상부에 설치된 실린더헤드(400)의 에어토출구(400b)로 공기를 밀어낸다.

상기 펌프피스톤(300)은 일단이 상기 구동축(200) 외면에 결합되고, 타단이 상기 펌프실(101) 내로 슬라이딩 결합된다.

상기 펌프피스톤(300)은 상기 펌프실(101) 내에서 하방으로 이동하면서 상기 크랭크하우징(100) 상부에 설치된 실린더헤드(400)의 에어흡입구(400a)를 통해 외부공기가 흡입되도록 하되, 상방으로 이동하면서 상기 크랭크하우스(100) 상부의 공기를 상방으로 밀어내어, 상기 크랭크하우징(100)에 설치된 상기 실린더헤드(400)의 에어토출구(400b)와 연결된 상기 에어탱크(T)로 에어를 공급한다.

상기 펌프피스톤(300)은 적어도 1개 이상으로 형성되고, 상하 반복하여 작동되면서 상기 실린더헤드(400)의 에어토출구(400b)로 공기를 밀어낸다.

상기 오일포집부(500)는 상기 크랭크하우징(100) 내의 가스를 공급받고, 가스 중에 포함된 오일을 포집하여 측방으로 배출하는 내부하우징(501)과, 이 내부하우징(501) 외면을 감싸도록 형성되어, 내부하우징(501) 측방으로 토출되는 가스가 상방으로 이동하도록 안내하는 외부하우징(502)을 구비하여, 외부로 가스를 바이패스 시킨다.

상기 오일포집부(500)는 상기 내부하우징(501)과 상기 외부하우징(502) 사이에 상기 외부하우징(502) 내부 공간으로 토출된 가스가 상기 외부하우징(502) 상방으로 이동하도록 안내하는 가스통로(500a)를 형성한다.

상기 오일포집부(500)의 내, 외부하우징(501, 502)은 원통 형상으로 형성되어 가스에 포함된 오일을 포집하는 것이 바람직하다.

상기 오일포집부(500)는 중공형 관체 형상으로, 저면에 상기 배출홀(102)에 끼움 고정되는 제1유입구(502a)를 형성하고, 상기 제1유입구(502a)와 반대되는 상면에 제1토출구(502b)를 형성한 외부하우징(502)과, 상기 외부하우징(502) 내측에 설치되고, 저면에 상기 제1유입구(502a)와 연통되는 제2유입구(501a)를 형성하며, 외면에 상기 외부하우징(502)의 내부공간으로 가스를 토출하는 제2토출구(501b)를 형성한 내부하우징(501), 상기 제2토출구(501b)를 커버하도록 상기 내부하우징(501) 내벽면에 고정 설치되어, 상기 외부하우징(502)의 내부공간으로 토출되는 가스 중에 포함된 오일을 걸러내는 필터(503) 및 상기 외부하우징(502)의 제1토출구(502b)와 연통되도록 설치되고, 상기 외부하우징(502) 내부 공간의 가스 압력에 의해 개폐작동되어 상기 외부하우징(502) 내부공간의 가스를 외부로 방출하는 바이패스부(504)를 더 형성한다.

상기 외부하우징(502)은 상기 제1유입구(502a)를 통해 상기 크랭크하우징(100) 내의 가스가 상기 내부하우징(501)의 제2유입구(501a)로 공급되도록 안내한다.

상기 외부하우징(502)은 상기 가스통로(500a)내의 오일이 분리된 가스를 상기 제1토출구(502b)를 통해 상기 바이패스부(504)로 토출한다.

상기 외부하우징(502)은 내측 바닥면 양측에 상기 내부하우징(501) 외면이 밀착되도록 하는 단턱부(502e)를 더 형성한다.

상기 단턱부(502e)는 상기 외부하우징(502) 바닥면에 밀착된 상기 내부하우징(501)이 일 방향으로 틀어지는 것을 차단한다.

상기 오일포집부(500)는 상기 외부하우징(502)의 제1유입구(502a) 직경(L2)이 상기 내부하우징(501)의 제2유입구(501a) 직경(L1)보다 상대적으로 작게 형성되어, 상기 내부하우징(501)의 내부공간으로 오일이 포함된 가스를 공급한다.

상기 외부하우징(502)은 내측 상면의 상기 제1토출구(502b) 테두리에 환형으로 돌출 형성된 걸림턱부(502c)를 형성하고, 이 걸림턱부(502c) 내주면에 상기 내부하우징(501)을 상기 외부하우징(502)의 바닥면으로 누름 가압하는 탄성스프링(502d)을 형성한다.

상기 탄성스프링(502d)은 상기 내부하우징(501)의 저면이 상기 외부하우징(502) 바닥면에 견고하게 밀착되도록 누름 가압한다.

상기 내부하우징(501)은 상기 제2토출구(501b)를 통해 상기 외부하우징(502)의 내벽면 방향으로 가스를 토출한다.

상기 내부하우징(501)은 상기 외부하우징(502)의 내벽면에서 정해진 거리 이격되도록 형성되어, 그 사이에 형성된 가스통로(500a)로 가스를 토출한다.

상기 필터(503)는 오일을 포집하되, 가스를 그대로 통과시킨다.

상기 필터(503)는 상기 내부하우징(501)의 내벽면을 따라 환형으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 바이패스부(504)는 상기 내, 외부하우징(501, 502) 사이의 가스통로(500a) 상에 수용된 가스 압력이 정해진 압력 이상 상승되면, 개방되어 가스를 외부로 방출하고, 정해진 압력 이하로 저하되면, 폐쇄되어 가스가 상기 가스통로(500a) 상에 머무르도록 한다.

상기 바이패스부(504)는 중공형상으로, 하부에 상기 외부하우징(502)의 제1토출구(502b)와 연통되도록 결합되는 소직경 유입홀(504a-1)을 형성하고, 상부 양측에 상기 소직경 유입홀(504a-1)과 연통되도록 형성되어, 상기 소직경 유입홀(504a-1)을 통해 유입되는 가스가 외부로 배출되도록 안내하는 소직경 토출홀(504a-2)을 형성한 바이패스하우징(504a)과, 상기 바이패스하우징(504a) 내에 구비되고, 상기 소직경 유입홀(504a-1)로 유입되는 가스압력에 의해 승강작동되어 상기 소직경 유입홀(504a-1)을 개폐하는 볼(504b)로 구성된다.

상기 바이패스하우징(504a)은 상기 소직경 유입홀(504a-1)을 통해 상기 가스통로(500a) 상에 잔류된 가스를 공급받아, 상기 소직경 토출홀(504a-2)을 통해 외부로 방출한다.

상기 소직경 토출홀(504a-2)은 상기 소직경 유입홀(504a-1)과 직교되는 방향으로 형성되어, 상기 소직경 토출홀(504a-2)을 통해 빗물 또는 이물질이 침투되는 것이 방지된다.

상기 볼(504b)은 하방으로 이동되어 상기 소직경 유입홀(504a-1)을 차단하고, 상기 소직경 유입홀(504a-1)을 통해 유입되는 가스의 압력에 의해 상방으로 승강이동되어, 상기 소직경 유입홀(504a-1)을 개방한다.

상기 바이패스부(504)는 상기 바이패스하우징(504a) 내측 상면에 하방으로 돌출 형성되어, 상기 볼(504b)이 정해진 높이 이상 상승되어 상기 소직경 토출홀(504a-2)을 차단하는 것을 방지하는 제한돌부(504a-3)를 더 형성한다.

상기 제한돌부(504a-3)는 상기 소직경 토출홀(504a-2)의 수평선(HL)을 초과하는 높이로 돌출 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 제1실시예에 따른 에어컴프레셔는 다음과 같이 사용된다.

먼저, 외부하우징(502)을 구비하고, 이 외부하우징(502) 내측 바닥면에 내부하우징(501)을 밀착하여, 외부하우징(502)의 제1유입구(502a)와 내부하우징(501)의 제2유입구(501a)가 연통되도록 한다.

이때, 내부하우징(501)의 하단부 외주면은 외부하우징(502)의 단턱부(502e)에 밀착되어, 상기 외부하우징(502) 바닥면 중앙부에 고정된다.

그리고, 상기 외부하우징(502)의 걸림턱부(502c)에 걸림 고정된 상기 탄성스프링(502d)으로 상기 내부하우징(501) 상면을 하방으로 누름 가압함으로써, 상기 내부하우징(501)이 상기 외부하우징(502) 내측 바닥면에 견고하게 밀착되고, 이에따라, 상기 내, 외부하우징(501, 502) 사이에 가스통로(500a)가 형성된다.

여기서, 상기 내부하우징(501)은 그 내주면을 따라 필터(503)를 형성하여, 이 필터(503)에 의해 상기 제2토출구(501b)가 마감되는 것이다.

이어서, 상기 바이패스부(504)를 상기 외부하우징(502)의 제1토출구(502b) 상부에 결합 고정하여, 상기 제1토출구(502b)를 밀폐한다.

이때, 상기 바이패스부(504)의 바이패스하우징(504a)을 상기 제1토출구(502b)에 끼움 고정하여, 상기 제1토출구(502b)와 상기 소직경 유입홀(504a-1)이 연통되고, 특히, 그 내부에 수용된 볼(504b)이 자체하중에 의해 하방으로 이동되어 상기 소직경 유입홀(504a-1)을 차단한 상태를 유지한다.

이후, 상기와 같이 구성된 오일포집부(500)를 구비하되, 이 오일포집부(500)의 외부하우징(502)에 형성된 제1유입구(502a)를 크랭크하우징(100)의 배출홀(102)에 끼움 고정하여, 상기 제1유입구(502a)가 상기 배출홀(102)과 연통되도록 한다.

그리고, 상기 크랭크하우징(100)에 설치된 모터(M)를 구동하여, 상기 구동축(200)을 회전시키게 되면, 상기 구동축(200)이 회전되면서 상기 펌프피스톤(300)을 승강 작동시킨다.

이때, 상기 펌프실(101)을 따라 승강 이동되는 상기 펌프피스톤(300)은 하방으로 이동하면서 상기 크랭크하우징(100) 상부에 설치된 상기 실린더헤드(400)의 에어흡입구(400a)를 통해 외부공기가 흡입되도록 하고, 이어서, 상방으로 이동하면서 상기 크랭크하우징(100) 상부로 흡입된 공기를 밀어내어, 상기 실린더헤드(400)의 에어토출구(400b)와 연결된 에어탱크(T)로 공기를 공급한다.

이어서, 상기와 같이 연속적으로 상기 크랭크하우징(100) 상부에 설치된 상기 실린더헤드(400)의 에어흡입구(400a)로 외부공기를 흡입하되, 이 흡입된 공기를 상기 실린더헤드(400)의 에어토출구(400b)로 밀어내면서 에어탱크(T)로 공기를 공급하는 것이다.

이때, 상기 펌프실(101) 내에서 상기 펌프피스톤(300)을 승강이동 시키는 과정에서, 상기 펌프실(101) 내벽면과 상기 펌프피스톤(300) 사이의 틈새를 통해 상기 크랭크하우스(100) 내부 공간으로 가스가 누출되고, 이 가스는 상기 크랭크하우징(100)의 내부공간에 잔류되어 상기 크랭크하우징(100) 내의 가스압력이 상승된다.

여기서, 상기 펌프실(101) 내벽면과 상기 펌프피스톤(300) 사이에서 누출되는 가스는 블로우 바이 가스(Blow by gas)이다.

그리고, 상기 크랭크하우징(100) 내의 가스가 팽창되면서 가스의 압력이 상승되고, 이에따라, 상기 배출홀(102)을 통해 상기 오일포집부(500)로 가스가 공급된다.

특히, 상기 크랭크하우징(100) 내의 가스는 상기 크랭크하우징(100) 내부공간에서 비산되는 오일을 포함하고, 이 오일이 포함된 가스가 상기 배출홀(102)을 통해 상기 오일포집부(500)로 공급된다.

이후, 상기 오일포집부(500)의 외부하우징(502)에 형성된 제1유입구(502a)를 통해 오일이 포함되 가스가 이동된 후, 상기 제2유입구(501a)를 통해 상기 내부하우징(501) 내부공간으로 진입된다.

그리고, 상기 내부하우징(501) 내부공간으로 공급된 가스는 상기 필터(503)를 통해 상기 제2토출구(501b)로 토출되고, 이에따라, 상기 제2토출구(501b)에서 토출되는 가스가 상기 외부하우징(502) 내벽면 방향으로 토출되어, 상기 내, 외부하우징(501, 502) 사이의 가스통로(500a)로 이동된다.

이때, 상기 상기 내부하우징(501) 내벽면에 설치된 필터(503)는 상기 제2토출구(501b)를 통해 토출되는 가스에 포함된 오일을 포집하여, 오일이 분리된 가스를 상기 가스통로(500a)로 토출하는 것이다.

특히, 상기 필터(503)에 포집된 오일은 상기 필터(503)를 타고 하방으로 낙하되고, 이후, 상기 제2유입구(501a) 및 제1유입구(502a)를 통해 상기 크랭크하우징(100) 내로 공급되어, 상기 크랭크하우징(100) 내로 오일이 회수된다.

이어서, 상기 가스통로(500a)의 가스는 상기 외부하우징(502)에 안내되어 상기 제2토출구(501b)를 통해 상기 바이패스부(504)에 도달하게 된다.

여기서, 상기 바이패스하우징(504a)의 소직경 유입홀(504a-1)로 가스가 공급되고, 이때, 상기 소직경 유입홀(504a-1)로 유입되는 가스의 압력이 상기 볼(504b)의 하중에 비해 상대적으로 높게 형성되는 경우, 상기 볼(504b)을 상기 바이패스 하우징(504a) 내에서 상방으로 밀어내어 상기 소직경 유입홀(504a-1)이 상기 소직경 토출홀(504a-2)과 연통된다.

그러면, 상기 소직경유입홀(504a-1)을 통해 유입되는 가스는 상기 소직경 토출홀(504a-2)을 통해 외부로 토출되어, 상기 크랭크하우징(100) 내의 가스 압력이 저하된다.

이때, 상기 소직경유입홀(504a-1)로 유입되는 가스 압력에 의해 승강 이동되는 상기 볼(504b)은 상기 제한돌부(504a-3)에 걸림되고, 이에따라, 상기 볼(504b)이 상기 소직경 토출홀(504a-2)에 도달하는 것이 차단되어, 상기 소직경 토출홀(504a-2)과 상기 소직경 유입홀(504a-1)이 연통된 상태를 유지한다.

한편, 상기 소직경 토출홀(504a-2)을 통해 연속하여 가스가 토출되면서, 상기 크랭크하우징(100) 내의 가스 압력이 저하되고, 이에따라, 상기 가스통로(500a) 상에 잔류된 가스의 압력이 저하되면, 상기 볼(504b)이 자중에 의해 하방으로 이동되어 상기 소직경 유입홀(504a-1)을 차단함으로써, 상기 바이패스부(500)가 폐쇄된다.

여기서, 상기 소직경 토출홀(504a-2)은 상기 소직경유입홀(504a-1)과 직교되는 방향으로 설치됨으로써, 빗물 또는 이물질이 상기 바이패스하우징(504a) 내로 유입되는 것이 차단된다.

[실시예 2]

도 4 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 에어컴프레셔는 크랭크하우징(100), 구동축(200), 펌프피스톤(300), 실린더헤드 및 오일포집부(500)로 구성된다.

실린더헤드(400)는 상기 크랭크하우징(100) 상부를 커버하도록 설치되고, 외부공기 또는 상기 펌프피스톤(300)에 의해 상기 크랭크하우징 내부공간에서 팽창되어 상기 배출홀(102)을 통해 배출되는 압력가스를 공급받아 외부로 토출한다.

상기 실린더헤드(400)는 상기 오일포집부(500)의 안내배관(505)과 연결되어 상기 오일포집부(500)를 통해 바이패스되는 가스를 공급받는 에어흡입구(400a)를 형성한다.

상기 에어흡입구(400a)는 바이패스되는 가스를 공급받으면서 흡입압이 상승되어, 외부공기를 흡입하는 공기 흡입압력이 동시에 상승된다.

상기 실린더헤드(400)는 상기 에어흡입구(400a) 일측에 에어탱크(T)와 연결되어, 상기 실린더헤드(400) 내로 유입된 외부공기를 상기 에어탱크(T)로 공급하는 에어토출구(400b)를 형성한다.

상기 실린더헤드(400)는 상기 펌프실(101) 내에 구비된 상기 펌프피스톤(300)의 하강 이동에 의해 상기 에어흡입구(400a)를 통해 외부공기를 강제 흡입하되, 상기 펌프피스톤(300)의 상승 이동에 의해 상기 에어토출구(400b)를 통해 공기를 상기 에어탱크(T)로 밀어낸다.

상기 오일포집부(500)는 상기 크랭크하우징(100) 내의 가스를 공급받고, 가스에 포함된 오일을 포집하여 측방으로 배출하는 내부하우징(501)과, 이 내부하우징(501) 외면을 감싸도록 형성되어, 내부하우징(501) 측방으로 토출되는 가스가 상방으로 이동하도록 안내하는 외부하우징(502)을 구비하여, 가스를 실린더헤드로(400) 바이패스 시킨다.

상기 오일포집부(500)는 중공형 관체 형상으로, 저면에 상기 배출홀(102)에 끼움 고정되는 제1유입구(502a)를 형성하고, 상기 제1유입구(502a)와 반대되는 상면에 제1토출구(502b)를 형성한 외부하우징(502)과, 상기 외부하우징(502) 내측에 설치되고, 저면에 상기 제1유입구(502a)와 연통되는 제2유입구(501a)를 형성하며, 외면에 상기 외부하우징(502)의 내부공간으로 가스를 토출하는 제2토출구(501b)를 형성한 내부하우징(501), 상기 제2토출구(501b)를 커버하도록 상기 내부하우징(501) 내벽면에 고정 설치되어, 상기 외부하우징(502)의 내부공간으로 토출되는 가스 중에 포함된 오일을 걸러내는 필터(503) 및 일단이 상기 외부하우징(502)의 제1토출구(502b)에 연결 설치되고, 타단이 상기 실린더헤드(400)에 연결 설치되어, 상기 외부하우징(502) 내부공간에 수용된 가스가 상기 실린더헤드(400)로 공급되도록 안내하는 안내배관(505)으로 구성된다.

상기 외부하우징(502)은 상기 가스통로(500a)내의 오일이 분리된 가스를 상기 제1토출구(502b)를 통해 상기 안내배관(505)으로 공급한다.

상기 단턱부(502e)는 상기 외부하우징(502) 바닥면에 밀착된 상기 내부하우징(501)이 일방향으로 틀어지는 것을 차단한다.

상기 안내배관(505)은 상기 제1토출구(502b)로 토출되는 가스를 상시 배출하면서 상기 실린더헤드(400)의 에어흡입구(400a)로 강제 공급하여, 상기 실린더헤드(400)의 에어흡입구(400a) 흡입압이 상승되면서 상기 에어흡입구(400a)로 흡입되는 공기의 흡입량이 상승된다.

상기 안내배관(505)은 일단 외면에 상기 외부하우징(502)의 제1토출구(502b) 상단에 걸림되어 상기 안내배관(505)이 상기 제1토출구(502b)로 정해진 깊이 이상 진입되는 것을 차단하는 차단턱부(505a)를 더 형성한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 제2실시예에 따른 에어컴프레셔는 다음과 같이 사용된다.

여기서, 상기 내부하우징(501)은 그 내주면을 따라 필터(503)를 형성하여, 이 필터(503)에 의해 상기 제2토출구(501b)가 마감된다.

이어서, 안내배관(505)의 일단을 상기 제1토출구(502b)에 연결하고, 타단을 상기 실린더헤드(400)의 에어흡입구(400a)에 연결하여, 상기 오일포집부(500)와 상기 실린더헤드(400) 사이를 연결한다.

이때, 상기 펌프실(101)을 따라 승강 이동되는 상기 펌프피스톤(300)은 하방으로 이동하면서 상기 크랭크하우징(100) 상부에 설치된 실린더헤드(400)의 에어흡입구(400a)를 통해 외부공기를 강제 흡입하고, 이어서, 상방으로 이동하면서 상기 실린더헤드(400)의 에어토출구(400b) 방향으로 공기를 밀어내어, 상기 에어토출구(400b)와 연결된 에어탱크(T)로 공기를 공급한다.

이어서, 상기와 같이 연속적으로 상기 실린더헤드(400)의 에어흡입구(400a)로 외부공기를 흡입하되, 이 흡입된 공기를 상기 실린더헤드(400)의 에어토출구(400b)로 밀어내면서 에어탱크(T)로 공기를 공급하는 것이다.

이때, 상기 펌프실(101) 내에서 상기 펌프피스톤(300)을 승강이동 시키는 과정에서, 상기 펌프실(101) 내벽면과 상기 펌프피스톤(300) 사이의 틈새를 통해 상기 크랭크하우징(100) 내부 공간으로 가스가 누출되고, 이 가스는 상기 크랭크하우징(100)의 내부공간에 잔류되어 상기 크랭크하우징(100) 내의 가스압력이 상승된다.

이때, 상기 내부하우징(501) 내벽면에 설치된 상기 필터(503)는 상기 제2토출구(501b)를 통해 토출되는 가스에 포함된 오일을 포집하여, 오일이 분리된 가스를 상기 가스통로(500a)로 토출한다.

이어서, 상기 가스통로(500a)의 가스는 상기 외부하우징(502)에 안내되어 상기 안내배관(505)으로 유입된 후, 상기 안내배관(505)에 안내되어 상기 실린더헤드(400)의 에어흡입구(400a)로 강제 흡입된다.

이때, 상기 실린더헤드(400)의 에어흡입구(400a)로 강제 흡입되는 가스의 흡입압력에 의해 상기 에어흡입구(400a) 주변에 흡입압력이 상승되고, 이에따라, 상기 에어흡입구(400a)로 흡입되는 외부공기의 흡입압력이 상승되어, 상기 실린더헤드(400)의 에어흡입구(400a)로 흡입되는 외부공기량이 상승된다.

그리고, 연속하여 상기 에어흡입구(400a)로 오일이 분리된 가스를 공급함으로써, 상기 크랭크하우징(100) 내의 가스 압력이 저하된다.

상기와 같이 내부하우징(501) 내로 공급된 가스를 외부하우징(502) 내벽면 방향으로 토출하면서, 오일을 포집하여 가스에서 오일을 분리하고, 이 오일이 분리된 가스를 오일포집부(500) 상부로 바이패스 시켜, 크랭크하우징(100) 내의 오일이 손실되는 것을 방지하는 구조는, 오일포집부(500)의 내부하우징(501)으로 공급된 가스가 필터(503)를 통해 내부하우징(501) 측방으로 토출되면서, 필터(503)에 가스에 포함된 오일을 포집하여 오일 포집 성능이 향상되고, 이 오일 포집 성능 향상으로 외부하우징(502) 내부 공간으로 순수 가스가 토출되어 오일 손실을 방지할 수 있으며, 또한, 오일이 포함된 가스가 오일포집부(500) 상방으로 바이패스되는 것이 방지됨과 동시에 필터(503)에 포집된 오일이 크랭크하우징(100) 내로 낙하되도록 안내하여, 크랭크하우징(100) 내의 오일량이 감소되는 것이 방지된다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 에어컴프레셔는 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 그 기술적 정신이 있다.

100 : 크랭크하우징 101 : 펌프실
102 : 배출홀 200 : 구동축
300 : 펌프피스톤 400 : 실린더헤드
400a : 에어흡입구 400b : 에어토출구
500 : 오일포집부 500a : 가스통로
501 : 내부하우징 501a : 제2유입구
501b : 제2토출구 502 : 외부하우징
502a : 제1유입구 502b : 제1토출구
502c : 걸림턱부 502d : 탄성스프링
502e : 단턱부 503 : 필터
504 : 바이패스부 504a : 바이패스하우징
504a-1 : 소직경 유입홀 504a-2 : 소직경 토출홀
504a-3 : 제한돌부 504b : 볼
505 : 안내배관 505a : 차단턱부
HL : 수평선 L1, L2 : 직경
M : 모터 T : 에어탱크

Claims

중공형상으로 그 내부에 오일을 수용하고, 내측 상부에 펌프실(101)을 형성하며, 펌프실(101)과 반대되는 일측 상면에 내부공간에서 팽창되는 가스를 외부로 배출하는 배출홀(102)을 형성한 크랭크하우징(100)과;
상기 크랭크하우징(100) 내에 회전가능하게 설치되어 제자리 회전구동되는 구동축(200);
상기 구동축(200) 외면에 설치되고, 회전작동되는 상기 구동축(200)에 의해 상기 펌프실(101)을 따라 승강 작동되면서 상기 크랭크하우징(100) 상부로 공기를 밀어내는 펌프피스톤(300);
으로 구성된 에어컴프레셔에 있어서,
상기 크랭크하우징(100) 내의 가스를 공급받고, 가스 중에 포함된 오일을 포집하여 측방으로 배출하는 내부하우징(501)과, 이 내부하우징(501) 외면을 감싸도록 형성되어, 내부하우징(501) 측방으로 토출되는 가스가 상방으로 이동하도록 안내하는 외부하우징(502)을 구비하여, 외부로 가스를 바이패스 시키는 오일포집부(500)를 더 형성하고,
상기 오일포집부(500)는,
중공형 관체 형상으로, 저면에 상기 배출홀(102)에 끼움 고정되는 제1유입구(502a)를 형성하고, 상기 제1유입구(502a)와 반대되는 상면에 제1토출구(502b)를 형성한 외부하우징(502)과, 상기 외부하우징(502) 내측에 설치되고, 저면에 상기 제1유입구(502a)와 연통되는 제2유입구(501a)를 형성하며, 외면에 상기 외부하우징(502)의 내부공간으로 가스를 토출하는 제2토출구(501b)를 형성한 내부하우징(501), 상기 제2토출구(501b)를 커버하도록 상기 내부하우징(501) 내벽면에 고정 설치되어, 상기 외부하우징(502)의 내부공간으로 토출되는 가스 중에 포함된 오일을 걸러내는 필터(503) 및 상기 외부하우징(502)의 제1토출구(502b)와 연통되도록 설치되고, 상기 외부하우징(502) 내부 공간의 가스 압력에 의해 개폐작동되어 상기 외부하우징(502) 내부공간의 가스를 외부로 방출하는 바이패스부(504)로 구성되며,
상기 바이패스부(504)는,
중공형상으로, 하부에 상기 외부하우징(502)의 제1토출구(502b)와 연통되도록 결합되는 소직경 유입홀(504a-1)을 형성하고, 상부 양측에 상기 소직경 유입홀(504a-1)과 연통되도록 형성되어, 상기 소직경 유입홀(504a-1)을 통해 유입되는 가스가 외부로 배출되도록 안내하는 소직경 토출홀(504a-2)을 형성한 바이패스하우징(504a)과;
상기 바이패스하우징(504a) 내에 구비되고, 상기 소직경 유입홀(504a-1)로 유입되는 가스압력에 의해 승강작동되어 상기 소직경 유입홀(504a-1)을 개폐하는 볼(504b)을 구성하여,
상기 바이패스하우징(504a) 내측 상면에서 하방을 향해 상기 소직경 토출홀(504a-2)의 수평선(HL)을 초과하는 높이로 돌출 형성되어, 상기 볼(504b)이 정해진 높이 이상 상승되어 상기 소직경 토출홀(504a-2)을 폐쇄하는 것을 방지하는 제한돌부(504a-3)를 더 형성한 것을 특징으로 하는 에어컴프레셔.
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제 1항에 있어서,
상기 오일포집부(500)는,
상기 외부하우징(502)의 제1유입구(502a) 직경(L2)이 상기 내부하우징(501)의 제2유입구(501a) 직경(L1)보다 상대적으로 작게 형성되어, 상기 내부하우징(501)의 내부공간으로 오일이 포함된 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 에어컴프레셔.
제 1항에 있어서,
상기 외부하우징(502)은,
내측 상면의 상기 제1토출구(502b) 테두리에 환형으로 돌출 형성된 걸림턱부(502c)를 형성하고, 이 걸림턱부(502c) 내주면에 상기 내부하우징(501)을 상기 외부하우징(502)의 바닥면으로 누름 가압하는 탄성스프링(502d)을 형성한 것을 특징으로 하는 에어컴프레셔.