KR102550767B1

KR102550767B1 - 조립성이 개선된 상용차의 압축 공기 처리 장치용 언로딩 밸브 장치

Info

Publication number: KR102550767B1
Application number: KR1020220110839A
Authority: KR
Inventors: 문성원; 박상선; 양원영; 박성용
Original assignee: 주식회사 세명테크
Priority date: 2022-09-01
Filing date: 2022-09-01
Publication date: 2023-07-04

Abstract

본 발명에서는 전자 제어 장치에 의해 압축 공기 공급 및 재생 동작을 효율적으로 제어할 수 있는 압축 공기 처리 장치를 제공한다. 특히, 본 발명에서는 유분-물의 에멀젼을 효과적으로 배출할 수 있으면서도 조립성과 작동성이 개선된 언로딩 밸브 장치를 제공한다.

Description

조립성이 개선된 상용차의 압축 공기 처리 장치용 언로딩 밸브 장치 {UNLOADING VALVE ASSEMBLY FOR COMPRESSED AIR PROCESSING SYSTEM IN COMMERCIAL VEHICLE}

본 발명은 상용차의 압축 공기 처리 장치용 언로딩 밸브 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상용차의 브레이킹 시스템, 서스펜션 시스템 등에 사용되는 압축 공기의 처리하여 공급하고, 압축 공기를 다시 역류시켜 건조기를 재생시키는 압축 공기 처리 장치에 설치되는 언로딩 밸브 장치에 관한 것이다.

상용 차량에서는 크고 무거운 상용차량의 작동 제어를 위해 공압을 이용한 여러 작동 시스템들이 구비된다. 이러한 공압 시스템들의 예로, 서비스 브레이크 시스템, 공압 서스펜션 시스템, 주차 브레이크 시스템 등이 있다. 이러한 공압 시스템들을 구동하기 위해서는 고압의 압축 공기가 필요하며, 이러한 압축 공기는 엔진 또는 구동 모터에 의해 구동되는 압축기를 통해 생성된 다음 각각의 압축 공기를 소비하는 시스템의 리저버들로 전달된다.

한편, 압축기를 통해 공급되는 압축공기에는 유분과 수분을 포함하는 이물질이 포함되어 있는데, 이러한 압축 공기 내 유분, 수분 등의 이물질은 공압 시스템의 고장을 일으키거나 내구성을 저하시키는 등 시스템에 악영향을 끼치게 된다.

압축 공기 내에 포함된 유분과 수분 등을 제거하기 위해, 압축 공기 처리 장치 내에는 건조제가 수납된 필터 카트리지를 포함한 건조기 유닛이 포함된다. 이러한 건조기 유닛은 압축 공기의 공급 라인 상에 설치되어 압축기로부터 유입되는 압축 공기 내에 포함된 유분을 필터링함은 물론, 수분을 제거하여 건조하고 깨끗한 공기를 각 시스템 측으로 배출하도록 구성된다.

한편, 필터 카트리지 내부의 압축 공기 처리 효율은 시간이 갈수록 떨어지게 되며, 필터 카트리지의 효율 특히 건조제의 수분 제거 효율을 개선하기 위해 이미 처리된 압축 공기를 역류시키는 재생 과정이 필요하다. 이러한 재생 과정을 통해 이미 처리된 압축 공기가 필터 카트리지 측으로 역류하게 되고, 필터 카트리지 내부에 존재하는 수분 및 오염물질들을 외부로 배출하게 된다.

압축 공기 공급 및 재생 과정을 수행함에 있어서, 각 유로 상에 설치된 다수의 밸브들을 제어함으로써, 압축 공기 공급 또는 재생 과정이 선택적으로 수행된다.

자동차 산업의 최근 트렌드는 경량화 및 최적 제어 등을 통해 연비를 향상시키는 것에 포커스가 맞추어져 있으며, 특히 상용차의 경우 물류 수송의 가격 경쟁력을 위해 점진적으로 대형화되는 추세에 있기 때문에 에너지 효율을 향상시키기 위한 기술이 필수적으로 요구되고 있다. 그 일환으로, 차량 통신을 통해 ECU에서 수신한 차량 정보를 바탕으로 ECU가 전자적으로 에어 공급을 위한 최적의 조건으로 시스템을 제어하는 기술들이 적용되고 있다.

이러한 전자 제어 방식의 압축 공기 처리 장치에 있어서, 최적의 재생 동작을 구현함으로써 압축기의 구동 효율 및 불필요한 압축 공기의 소모를 방지하는 기술이 요구된다.

특히, 압축 공기 처리 장치의 언로딩 밸브를 통해 이물질을 포함하는 공기가 배출됨에 있어서, 배출구 측에서 응축수가 응결되거나, 유분과의 혼합물에 의한 에멀전이 축적되어 압축 공기 처리 장치의 고장이 발생하는 문제가 주기적으로 발생하는 바, 배출 성능을 개선한 언로딩 밸브 장치가 요구된다.

또한, 고장 발생을 대비할 수 있도록 언로딩 밸브 장치의 유지 보수가 필요하므로, 조립성에 대한 개선이 필요하다.

한국등록특허 제10-2248426호 (2021.04.29) 한국등록특허 제10-2248427호 (2021.04.29)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서는 전자 제어 장치에 의해 압축 공기 처리 장치의 압축 공기 공급 및 재생 동작을 효율적으로 제어할 수 있는 압축 공기 처리 장치를 구성함에 있어서, 이러한 솔레노이드 밸브의 개폐 제어에 효과적으로 동작할 수 있는 언로딩 밸브를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

특히, 본 발명에서는 언로딩 밸브의 하류 측에 축적되는 유분-물의 에멀젼 생성을 최소화시키는 한편, 재생 시 마다 축적된 유분-물의 에멀젼이 효과적으로 배출될 수 있도록 구성된 언로딩 밸브를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명에서는 언로딩 밸브에 연결된 배출구 측으로 압축 공기가 배출되는 량을 최소화함으로써 시스템의 재생 효율을 극대화시키는 것에 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명에서는 재생 라인을 통해 압축 공기가 필터 카트리지 측으로 유입되기 전, 언로딩 밸브가 미리 개방되도록 구성함으로써, 재생 효율을 개선하고 언로딩 밸브의 내구성을 개선하는 것에 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명에 따른 언로딩 밸브 장치는 밸브 바디로부터 내부 구성품의 분해 및 조립이 용이하므로, 언로딩 밸브 장치의 유지 보수가 용이한 장점이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 제1 제어 밸브의 동작에 따라 밸브 개방을 위한 압축 공기의 제1 제어 입력을 제공하는 제1 제어 입력부와; 제2 제어 밸브의 동작에 따라 밸브 개방을 위한 압축 공기의 제2 제어 입력을 제공하는 제2 제어 입력부와; 상기 제1 제어 입력부와 상기 제2 제어 입력부를 통해 제공된 제어 입력에 대응하게 바이어스된 스프링 부재와; 내부의 압축 공기를 외부로 배출할 수 있도록 서로 연결되는 입구포트; 및 출구포트;가 형성된 언로딩 밸브 장치에 있어서,

상기 언로딩 밸브 장치는, 상부 밸브 바디; 상기 상부 밸브 바디와 일체로 조립되어 내부 공간을 형성하는 하부 밸브 바디; 상기 상부 밸브 바디와 상기 하부 밸브 바디 사이의 내부 공간을 통과하도록 삽입되며, 반경 방향으로 연장 형성된 시트부를 포함하는 중공형 밸브 샤프트; 상기 상부 밸브 바디에 고정 장착되고, 상기 중공형 밸브 샤프트를 가이드하기 위한 홀이 형성된 어댑터; 및 상기 중공형 밸브 샤프트의 외주면에 고정 장착되며, 상기 중공형 밸브 샤프트의 상하 이동에 따라 상기 입구포트와 상기 출구포트 간의 연결을 단속할 수 있는 스토퍼;를 포함하고, 상기 스프링 부재는 상기 하부 밸브 바디와 상기 중공형 밸브 샤프트의 상기 시트부 사이에 설치되고, 상기 언로딩 밸브 장치의 개방 시, 상기 밸브 샤프트가 하강하면서 상기 밸브 샤프트 내부의 압축 공기가 상기 입구포트와 상기 출구포트를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 상용차의 압축 공기 처리 장치용 언로딩 밸브 장치를 제공한다.

상기 중공형 밸브 샤프트의 하단부는 폐쇄되고, 상기 중공형 밸브 샤프트의 상단부는 상기 제1 제어 밸브를 통해 유입되는 압축공기가 유입되도록 개방되며, 상기 중공형 밸브 샤프트의 폐쇄된 하단부에는 상기 밸브 샤프트 내부의 압축공기를 외부로 배출하기 위한 개구부가 상기 중공형 밸브 샤프트 외주면에 형성될 수 있다.

상기 개구부는 상기 중공형 밸브 샤프트 외주면의 둘레를 따라 일정한 간격을 두고 형성되는 2 이상의 개구들로 이루어질 수 있다.

상기 스토퍼는 상기 중공형 밸브 샤프트의 폐쇄된 하단부의 외주면에 삽입 고정되는 중공 원통형 스토퍼이고, 상기 스토퍼에는 상기 하부 밸브 바디와 접촉할 수 있는 실링 부재가 장착되며, 상기 실링 부재가 상기 하부 밸브 바디에 접촉함에 따라 상기 입구포트와 상기 출구포트 간의 연결을 차단하도록 구성될 수 있다.

상기 시트부는 상기 상부 밸브 바디의 내주면에 기밀을 유지하면서 상하 이동 가능하도록 상기 상부 밸브 바디의 내경에 대응하는 외경을 갖도록 형성되고, 상기 하부 밸브 바디는 상기 상부 밸브 바디의 내주면에 장착 고정되어, 상기 시트부가 상기 하부 밸브 바디의 상부면 이하로 하강하는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.

상기 하부 밸브 바디는, 상기 스프링 부재가 수납되어 안착되는 스프링 지지부; 상기 중공형 밸브 샤프트의 이동을 가이드할 수 있도록 중공형 밸브 샤프트의 외경에 맞추어 형성되는 샤프트 가이드부; 및 상기 중공형 밸브 샤프트 하단의 상기 개구부에 연결되며, 상기 스토퍼에 의해 단속 가능한 압축 공기 유로를 형성하기 위한 배출단부를 포함하는 다단 구조로 이루어질 수 있다.

상기 제1 제어 입력부를 통한 제1 제어 입력은 상기 상부 밸브 바디의 상부로부터 중공형 밸브 샤프트의 중공 구조를 통해 유입되는 압축 공기의 압력에 의해 상기 중공형 밸브 샤프트를 하강시키기 위한 제어 입력일 수 있다.

상기 제2 제어 입력부를 통한 제2 제어 입력은 상기 상부 밸브 바디의 측면으로 유입되는 압축 공기의 압력에 의해 상기 시트부 상면을 가압하여 상기 중공형 밸브 샤프트를 하강시키기 위한 제어 입력일 수 있다.

상기 제1 제어 밸브와 상기 제2 제어 밸브가 모두 개방됨에 따라, 상기 제1 제어 입력부에 의한 제1 제어 입력과 상기 제2 제어 입력부에 의한 제2 제어 입력이 모두 인가되는 경우, 상기 중공형 샤프트가 하강하면서 상기 언로딩 밸브 장치가 완전 개방될 수 있다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 두 개의 제어 밸브에 연동되는 제어 입력부에 의해 동작하는 언로딩 밸브를 구성함에 있어서, 내부의 중공형 밸브 샤프트를 통과하는 압축공기가 밸브 하단에서 밸브 샤프트 외주면을 향해 분사되어 배출될 수 있으므로, 언로딩 밸브 내부에 유분-물의 에멀젼이 축적되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 언로딩 밸브 내부의 입구포트와 출구포트 간의 연결을 형성함에 있어서, 밸브 샤프트 개구를 통과한 압축공기가 밸브 바디의 원통형 홈의 상부면을 따라 수평 방향으로 이동한 후, 중공 원통형 출구포트를 통해 수직 방향으로 배출되는 새로운 방식의 압축공기 배출 유동을 제공할 수 있다.

이를 통해, 수평 방향으로 배출되는 압축 공기에 의해 언로딩 밸브 내부에 잔류하는 유분-물의 에멀젼을 효과적으로 배출할 수 있을 뿐만 아니라, 수직 방향으로 배출되는 압축 공기에 의해 언로딩 밸브 하류에 부착되는 소음기 내부에 잔류하는 에멀젼 또한 효과적으로 제거할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 언로딩 밸브 장치가 적용된 압축 공기 처리 장치에서는, 전자적으로 제어되는 밸브의 스위칭 제어를 통해 재생 라인 상에 설치된 재생 시퀀스 밸브로의 압력을 스위칭 압력 이상으로 상승시키는 한편, 이 과정에서 언로딩 밸브를 제어 입력에 의해 빠르게 개방시킴으로써, 압축기의 언로딩에 비해 재생 라인 개방 시기를 지연시켜 재생 효율을 개선하는 효과가 있다.

특히, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 재생 라인의 개방 전, 언로딩 밸브 개방이 이루어질 수 있는 언로딩 밸브 장치를 포함한 압축 공기 처리 시스템을 구현함으로써, 압축 공기 공급 라인에서 과압이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 재생 시 압축 공기 공급 라인 상에 잔존하는 고압의 압축 공기로 인해 초기 재생 효율이 떨어지는 문제를 개선할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 재생이 완전히 개시되기 전, 언로딩 밸브가 미리 개방되기 때문에, 재생 초기에 언로딩 밸브 측에 가해지는 충격을 저감시킬 수 있어 언로딩 밸브의 내구성을 개선할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 상용차의 압축 공기 처리 장치용 언로딩 밸브 장치의 경우, 조립성이 향상되고 유지 보수가 간편해질 뿐만 아니라, 압축 공기에 의해 작동성이 개선되어 언로딩 밸브 장치의 효율이 개선되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 언로딩 밸브 장치가 적용된 압축 공기 처리 장치의 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 언로딩 밸브 장치를 구성하는 주요 구성들 중 상부 밸브 바디를 제외한 주요 구성들에 대한 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 언로딩 밸브 장치의 일예를 도시한 것으로, 도 3은 언로딩 밸브 장치의 폐쇄 상태를 도시한 것이고, 도 4는 언로딩 밸브 장치의 개방 상태를 도시한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 압축 공기 처리 장치를 설명한다.

이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다. 따라서, 본 발명의 필수적인 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 일부 구성요소들에 대한 치환이나 변경이 이루어질 수 있다.

이하 설명에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자나 장치를 사이에 두고 연결되어 있는 경우를 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 명세서에서 설명하고 있는 압축 공기 처리 장치는 종래 시스템과 마찬가지로, 압축기로부터 공급되는 압축 공기에 포함된 유분과 수분 등을 제거하기 위한 필터 카트리지를 포함한다. 명세서에서 압축 공기가 '처리'된다고 함은, 압축 공기가 필터 카트리지를 통과하면서 압축 공기 내 유분과 수분 및 이물질들이 필터링되는 것을 의미한다.

또한, 본 명세서에서 설명하고 있는 압축 공기 처리 장치는 필터를 통해 처리된 압축 공기가 일방향으로 공급될 수 있으며, 또한 일정한 조건에 따라 이미 처리된 압축 공기를 역류시켜 재생이 이루어지도록 구성된다.

본 명세서에서 공급 단계라 하면, 압축기에 의해 압축된 공기를 필터 카트리지를 통해 처리한 다음 압축 공기 소비 시스템 측으로 공급하는 과정을 의미하고, 재생 단계는 이미 처리된 압축 공기를 필터 카트리지 측으로 되돌려 필터 카트리지 내부를 재생하는 과정을 의미한다.

도 1은 본 발명에 따른 언로딩 밸브 장치가 적용된 압축 공기 처리 장치의 예를 도시한 것이다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따른 언로딩 밸브 장치가 설치된 압축 공기 처리 장치(1)는 건조기 유닛(10)과 밸브 어셈블리(70)를 포함하며, 도 1에서 좌측에 파선으로 표시된 부분은 압축기로부터 압축 공기를 공급받아 필터 카트리지(14)를 통해 건조시킨 다음 이를 밸브 어셈블리(70) 측으로 공급하기 위한 건조기 유닛(10)을 표시하고 있다. 또한, 압축 공기 처리 장치(1)는 도 1의 나머지 부분, 즉 일점쇄선으로 표시된 부분으로, 분기점(57)에서 제1 공급 라인(43) 하류에서 각각의 압축공기 소비시스템으로 공급하는 밸브들을 포함하는 밸브 어셈블리(70)를 포함하도록 구성될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 압축 공기 처리 장치는 압축기(미도시)에 연결된 압축공기 유입구를 통해 유입되는 압축공기를 필터 카트리지(14)를 통해 처리한 다음, 각각의 압축공기 소비 시스템에 연결된 밸브 어셈블리(70) 측으로 압축 공기를 공급할 수 있도록 구성된다.

미도시된 압축기는 주변의 공기를 흡입하여 압축한 다음 토출하는 장치이며, 압축 공기 유입구(11)는 압축기로부터 토출되는 압축 공기를 본 발명에 따른 압축 공기 처리 장치로 전달하기 위한 유입 포트이다. 또한, 도 1에서와 같이, 상기 압축 공기 유입구(11) 이외에 또 다른 압축 공기 보조 유입구(12)를 포함할 수 있으며, 압축공기 보조 유입구(12)는 차량 정비 등의 목적으로 외부에 다른 압축공기 유입원으로부터 생성된 압축공기를 시스템 내로 공급하기 위한 용도로 사용될 수 있다.

압축 공기 유입구(11)를 통해 공급된 압축 공기는 압축 공기 공급 라인(41)을 통해 필터 카트리지(14)로 공급될 수 있다. 이러한 필터 카트리지(14)는 건조제가 포함된 필터 구조체로, 제습 성능 확보를 위한 건조제가 카트리지 내부에 수납되고, 압축공기 입구 측에 유흡착 필터가 설치되어 유분을 제거할 수 있도록 구성될 수 있다.

따라서, 압축 공기 유입구(11)를 통해 공급된 압축 공기는 상기 필터 카트리지(14)를 통과하면서 처리된다. 처리된 압축 공기는 메인 체크 밸브(15)를 통해 중앙의 메인 공급 라인(42)으로 공급될 수 있다. 메인 체크 밸브(15)는 중앙의 메인 공급 라인(42)에 존재하는 처리된 압축 공기들이 필터 카트리지(14) 측으로 역류하는 것을 방지하기 위해 제공된다.

중앙의 메인 공급 유로는 분기점(57)을 포함하고, 이 분기점(57)에는 각 소비 시스템 측에 접속된 밸브 어셈블리(70) 측으로 압축 공기를 공급하기 위한 제1 공급 라인(43)과 재생 제어를 위한 전자 제어 밸브 측으로 연결된 제2 공급 라인(44)이 접속된다.

제1 공급 라인(43)에는 다수의 소비 시스템이 연결되는데, 예를 들어, 도 1에서와 같이, 이러한 소비 시스템은 제1 및 제2 서비스 브레이크 시스템(81, 82), 주차 브레이크 시스템(84), 에어 서스펜션 시스템(83), 트레일러 공급 시스템(85) 및 보조 공급 시스템(86)일 수 있다. 각 시스템으로의 유로 상에는 회로를 보호하기 위한 오버플로우 밸브들(71, 72, 73, 74, 75)이 설치될 수 있다. 상기 오버 플로우 밸브들(71, 72, 73, 74, 75)은 유로를 개방하기 위한 개방 압력이 설정되고, 미리 설정된 개방 압력을 초과하는 경우에만 각 시스템 측으로 압력을 인가할 수 있다.

각 회로 측으로 연결된 오버플로우 밸브들(71, 72, 73, 74, 75)의 개방 압력은 각 소비회로의 우선 순위에 따라 설정되며, 바람직하게는 서비스 브레이크 시스템 측 오버플로우 밸브들(71, 72)의 개방 압력을 가장 낮게 설정함으로써 서비스 브레이크 측으로 압축공기가 우선 공급될 수 있도록 한다. 따라서, 서비스 브레이크 측으로 압축 공기가 충분히 공급되어 라인 내부 압력이 상승하게 되면, 각 오버플로우 밸브의 개방 압력에 따라 순차적으로 밸브들이 개방되면서 각각의 소비회로로 압축공기가 공급될 수 있다. 또한, 밸브 어셈블리(70) 내에는 역류를 방지하기 위한 체크 밸브들이 설치될 수 있다.

한편, 제2 공급 라인(44)은 재생 과정을 위한 압축 공기의 공급 라인에 해당되는데, 제2 공급 라인(44)을 통과하는 압축 공기는 재생 제어를 위한 제어 입력으로 사용될 수 있으며, 재생 라인(45) 측을 통과하여 필터 카트리지(14)로 공급되는 재생용 압축 공기로도 사용된다.

한편, 제2 공급 라인(44)은 재생 과정을 위한 압축 공기의 공급 라인에 해당되는데, 제2 공급 라인(44)을 통과하는 압축 공기는 재생 제어를 위한 제어 입력으로 사용될 수 있으며, 재생 라인(45) 측을 통과하여 필터 카트리지(14)로 공급되는 재생용 압축 공기로도 사용된다. 재생 라인(45)는 분기점(55)로부터 필터 카트리지(14) 사이의 라인을 의미한다.

이를 위해, 본 발명에 따른 압축 공기 처리 장치는 두 개의 전자 제어 밸브를 포함하며, 이 전자 제어 밸브를 전자적으로 제어하기 위한 전자 제어 장치(21)가 구비된다. 상기 전자 제어 장치(21)는 차량 내 다른 제어기 또는 센서류 등과 전기적으로 연결이 가능하고, 바람직하게는 이들 제어기 또는 센서류 등으로부터 차량의 각종 상태 정보를 실시간으로 입력받을 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 도 1에서와 같이, 상기 전자 제어 장치(21)는 압축 공기 처리 장치 내 특정 위치에서의 압력을 측정하기 위한 압력 센서(22, 23, 24)에 연결될 수 있다. 또한, 상기 전자 제어 장치(21)는 다른 제어기 또는 압력 센서와 같은 센서류 등으로 입력 받은 차량 상태 정보에 따라 상기 전자 제어 밸브를 스위칭 제어 가능하도록 구성된다.

이들 전자 제어 밸브는 공급 모드와 재생 모드를 선택적으로 제어할 수 있기 때문에, 본 발명에서는, 상기 전자 제어 장치(21)에 의해, 차량의 현재 상태에 연동하여 공급 단계 또는 재생 단계를 선택적으로 실시하는 것이 가능하다.

두 개의 전자 제어 밸브는 전기적으로 동작하는 솔레노이드 밸브일 수 있으며, 본 명세서에서는 제1 전자 제어 밸브(31)와 제2 전자 제어 밸브(35)로 칭한다. 두 개의 전자 제어 밸브들은 공통적으로 재생 단계를 실시함에 있어서 사용될 수 있으며, 바람직하게는 두 개의 밸브를 동시에 또는 순차적으로 스위칭 제어함으로써 재생 단계가 완료되도록 구성할 수 있다.

특히, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 제1 전자 제어 밸브(31) 및 상기 제2 전자 제어 밸브(35)는 도 1에서와 같이 3포트 2포지션 밸브로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 전자 제어 밸브(31)는 압축기 제어 출구(51) 측으로 연결되는 제1포트(32), 제2 공급 라인(44) 측으로 연결되는 제2포트(33) 및 벤트(53) 측으로 연결되는 제3포트(34)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 전자 제어 밸브(31)는 제1포트(32)와 제3포트(34)가 연결되는 제1위치, 그리고 제1포트(32)와 제2포트(33)가 연결되는 제2위치를 가질 수 있다. 전원이 공급되지 않는 상태, 즉 제1 전자 제어 밸브(31)의 오프 상태에서는, 도 1에서와 같이 제1 전자 제어 밸브(31)가 제1위치에 놓여있게 되며, 따라서 제2 공급 라인(44) 측은 닫혀 있게 되고, 압축기 제어 출구(51)는 벤트(53) 측으로 연결된다. 반면, 전원이 공급되는 상태, 즉 제1 전자 제어 밸브(31)의 온 상태에서는 제1 전자 제어 밸브(31)는 제2위치로 스위칭되어 위치하게 되며, 따라서 제2 공급 라인(44)이 제1 전자 제어 밸브(31)를 통해 압축기 제어 출구(51) 측에 연결된다. 따라서, 제1 전자 제어 밸브(31)의 제2위치에서는 압축 공기가 압축기 제어 출구(51) 측으로 전달되고, 이에 따라 압축기를 구동 상태로 전환할 수 있게 된다. 즉, 상기 압축기 제어 출구(51)를 통해 압축기로 제어 입력이 공급되면 압축기가 구동 상태로 전환되고, 시스템 내부 특히 재생 시퀀스 밸브가 개방되는 것을 보조할 수 있다.

아울러, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 제1 전자 제어 밸브(31)의 제1포트(32)는 압축기 제어 출구(51)로 연결되는 라인의 분기점(56)에서 분기되어 재생 라인(45)의 재생 시퀀스 밸브(16) 측으로 압축 공기가 공급될 수 있도록 구성된다. 따라서, 제1 전자 제어 밸브(31)가 제2위치로 스위칭 제어됨에 따라 압축기 제어 출구(51) 측으로 제어 입력이 인가됨과 동시에 재생 시퀀스 밸브(16)의 제3 제어 입력 라인(26)으로 메인 공급 라인의 압축 공기가 공급될 수 있다. 또한 상기 재생 시퀀스 밸브(16)는 제2 전자 제어 밸브(35)와 연결된 제4 제어 입력 라인(27)에 접속하며, 두 개의 제어 입력 라인(26, 27)을 통해 인가되는 압축 공기의 압력이 소정의 설정 압력에 도달하는 경우, 재생 시퀀스 밸브의 내부 유로가 개방되도록 구성된다. 이와 관련, 상기 제2 전자 제어 밸브(35) 또한 제1 전자 제어 밸브(31)와 마찬가지로, 3포트 2포지션 밸브로 구성될 수 있다.

앞서 제1 전자 제어 밸브(31)와 마찬가지로, 제2포트(37)는 제2 공급 라인(44) 측으로 연결될 수 있고, 제3포트(38)는 벤트(53)로 연결될 수 있다. 한편, 상기 제2 전자 제어 밸브(35)의 제1포트(36)는 언로딩 밸브(13)의 개폐를 제어하기 위한 제어 입력으로 전달된다. 따라서, 도 1에서와 같이, 상기 제1포트(36)는 언로딩 밸브(13)의 제어 입구 측으로 연결된다.

이와 관련, 본 발명에서의 언로딩 밸브(13)는 배기 라인(47) 상에 설치되는 것으로, 배기구(52)를 통해 압축 공기를 대기로 배출하기 위한 것일 수 있다.

예를 들어, 언로딩 밸브(13)는 제2 전자 제어 밸브(35)를 통한 제어 입력(제2 제어 입력부(13b)를 통한 제어 입력)을 받아 공압 구동하도록 구성될 수 있다. 따라서, 상기 언로딩 밸브(13)의 제어 입구 측에 제2 전자 제어 밸브(35)를 통과한 압축공기가 인가됨에 따라 언로딩 밸브(13)의 스프링력을 이겨내고 언로딩 밸브(13)가 제1위치에서 제2위치로 이동하게 된다. 여기서 제1위치는 도 1에서와 같이 압축기와 필터 카트리지(14) 사이의 압축 공기 공급 라인(41)에서 분기되는 입구포트(13d)와 배기구(52) 측에 연결되는 출구포트(13e)가 단절된 상태를 의미하고, 제2위치는 두 개의 포트가 서로 연결되어 압축 공기 공급 라인(41) 측 공기가 배기구(52)로 배출될 수 있는 개방된 밸브 위치를 의미한다. 또한, 제1 전자 제어 밸브(31)를 통해 입력되는 제어 입력과 제2 전자 제어 밸브(35)를 통해 입력되는 제어 입력에 의해 공압 구동하도록 구성될 수 있다.

바람직하게는, 언로딩 밸브(13)의 제1 제어 입력부(13a)로는 제1 전자 제어 밸브를 통과한 압축공기가 인가될 수 있으며, 제2 제어 입력부(13b) 측으로는 제2 전자 제어 밸브(35)를 통과한 압축공기가 인가될 수 있다. 도 1에서와 같 제1 제어 입력부(13b)는 압축 공기 공급 라인(41)과 함께 압축 공기 유입구(11)에도 연결되어 있으며, 따라서 압축 공기 유입구를 통해 입력되는 압축 공기(압축기로부터 토출되는 압축 공기)가 입력되도록 구성될 수 있다.

따라서, 압축 공기 공급 과정에서 상기 압축 공기 공급 라인(41)의 압력이 미리 설정된 압력을 초과하는 경우 상기 압축 공기 공급 라인(41)의 공기를 외부로 배출할 수 있도록 구성된다. 이를 통해, 언로딩 밸브(13)는 허용되지 않는 압력 상승이 발생하더라도 자동으로 개방될 수 있으며, 이를 통해 압축 공기 공급 라인(41) 상에 과압이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 이와 관련, 상기 언로딩 밸브(13)는 압축 공기 공급 라인(41)의 최대 공급 압력에 따라 개방되도록 구성될 수 있다.

이와 관련, 언로딩 밸브(13)는 스프링에 의해 제공되는 스프링 바이어스(13c)를 포함하고, 상기 제1 및/또는 제2 전자 제어 밸브를 통해 입력되는 제어 입력에 연동하여 초기 스프링력을 설정할 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 언로딩 밸브(13)은 제2 제어 입력부(13b)를 통해 입력되는 제어 입력만으로 스프링 바이어스를 극복하여 밸브 샤프트가 1차로 하강하는 부분 개방이 이루어지도록 구성하고, 이와 함께 제1 제어 입력부(13a)를 통해 입력되는 제어 입력과의 합력이 제어 입력으로 인가되는 경우, 언로딩 밸브의 밸브 샤프트가 2차로 하강하면서 언로딩 밸브의 완전 개방이 이루어지는 구조를 형성할 수 있다.

스프링에 의해 바이어스된 초기 위치에서 언로딩 밸브는 폐쇄된 상태를 유지하며, 제1 제어 입력부(13a) 및/또는 제2 제어 입력부(13b)를 통해 미리 설정된 압력 이상의 압력이 인가되는 경우에만 개방되도록 구성될 수 있다. 도 1을 참조하면, 제1 제어 입력부(13a) 또는 제2 제어 입력부(13b)를 통해 인가되는 스프링 바이어스(13c)의 스프링력을 이겨내는 경우, 언로딩 밸브(13)가 개방(제1위치에서 제2위치로 이동)된다. 여기서 제1위치는 도 1에서와 같이 압축기와 필터 카트리지(14) 사이의 압축 공기 공급 라인(41)에서 분기되는 입구포트(13d)와 배기구(52) 측에 연결되는 출구포트(13e)가 단절된 상태를 의미하고, 제2위치는 두 개의 포트(13d, 13e)가 서로 연결되어 압축 공기 공급 라인(41) 측 공기가 배기구(52)로 배출될 수 있는 밸브 위치를 의미한다. 언로딩 밸브(13)에 대한 상세한 설명 및 그 구체적인 실시예에 대해서는 후술한다.

한편, 상기 제2 전자 제어 밸브의 제1포트(36)를 통해 유입되는 압축 공기는 분기점(58)에서 분기되어 제4 제어 입력 라인(27)으로 공급될 수 있다. 이러한 제4 제어 입력 라인(27)은 재생 시퀀스 밸브에 접속하는 또 다른 제어 입력이며, 따라서 제2 전자 제어 밸브가 제2위치로 스위칭 제어됨에 따라 재생 공급 라인의 압축 공기가 상기 제2 전자 제어 밸브를 통해 제4 제어 입력 라인으로 공급된다. 그러므로, 본 발명의 바람직한 구현예에서는 재생 시퀀스 밸브에 접속된 두 개의 제어 입력 라인, 즉 제3 제어 입력 라인(26)과 제4 제어 입력 라인(27)을 통해 압축 공기가 공급될 수 있다.

이와 관련 재생 시퀀스 밸브(16)의 구체적인 구조를 살피면, 본 발명에서의 재생 시퀀스 밸브(16)는 정상 상태에서는 내부 유로를 폐쇄하는 스프링을 포함하며, 입력 측으로부터 유입된 공기 압력에 의해 상기 스프링을 가압함으로써 밸브가 개방되도록 구성될 수 있다. 앞서의 제3 제어 입력 라인(26)과 제4 제어 입력 라인(27)을 통해 재생 시퀀스 밸브(16) 측으로 공급되는 공기는 상기 스프링을 가압하도록 구성되며, 상기 스프링의 스프링력을 극복하는 경우, 스프링을 밀어 밸브 내부 유로를 개방하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 재생 시퀀스 밸브는 재생 시의 제3 제어 입력 라인(26)을 통한 압력 조건과 제4 제어 입력 라인(27)의 조건을 고려하여, 두 입력 라인 중 어느 하나로부터만 압력이 인가되는 경우에는 개방되지 않고, 두 입력 라인 모두의 압력이 인가되는 경우에만 개방될 수 있도록 설정됨이 바람직하다. 이 때, 두 개의 전자 제어 밸브가 동시에 개방될 수도 있으며, 보다 바람직하게는 제3 제어 입력 라인(26)을 통해 압력이 인가되어 밸브에 1차로 압력이 유입(즉, 제1 전자 제어 밸브(31) 우선 개방)된 다음, 제4 제어 입력 라인(27)을 통해 압력이 유입(즉, 제2 전자 제어 밸브(31) 후순위 개방)되는 2단 제어 방식으로 제어될 수 있다. 이 경우, 재생 시퀀스 밸브의 압력 상승이 단계적으로 이루어지기 때문에, 밸브 내구를 개선할 수 있는 효과가 있다.

따라서, 재생 시퀀스 밸브의 설정 압력에 도달하여 밸브 내부 유로가 개방되면, 제1 전자 제어 밸브(31) 및 제2 전자 제어 밸브(35)를 각각 통과한 압축 공기는 제3 및 제4 제어 입력 라인(26, 27)을 통해 재생 시퀀스 밸브 내부 유로로 유입되고, 재생 라인(45)으로 공급될 수 있다.

재생 시퀀스 밸브의 개방 조건에 대해 살펴보면 아래와 같다. 먼저, 전자 제어 장치(21)가 상기 제1 전자 제어 밸브(31)를 스위칭 제어하여, 메인 공급 라인(42)의 압축 공기가 제어 라인(48)으로 유입되면, 제어 라인(48)로 유입된 압축 공기의 일부는 제3 제어 입력 라인(26)을 통해 상기 재생 시퀀스 밸브(16) 측으로 공급된다. 한편, 상기 재생 시퀀스 밸브(16)의 설정 압력은 제어 라인(48)을 통해 유입되는 공기의 압력 보다 높게 설정되어 있으며, 따라서 재생 시퀀스 밸브로 인가되는 압력이 점진적으로 증가하여 설정 압력을 초과하여야만 스프링을 가압하여 밸브 내부 유로를 개방할 수 있게 된다. 예를 들어, 상기 재생 시퀀스 밸브(16)의 제어 입력 측으로 압축 공기가 유입되게 되면, 다른 제어가 이루어지지 않는 한 재생 시퀀스 밸브(16)는 개방되지 않는다.

이 때, 상기 제2 전자 제어 밸브(35)를 스위칭 제어하여, 제4 제어 입력 라인(27)을 개방하면, 상기 재생 시퀀스 밸브(16)의 설정 압력을 초과하여 압력이 형성되므로, 재생 시퀀스 밸브(16)가 개방된다.

이와 관련, 상기 재생 시퀀스 밸브는 압축 공기의 초기 압력 수준에 따라 일정한 압력을 유지한 다음, 밸브의 설정 압력까지 밸브 내 압력을 점진적으로 상승시킴으로써 밸브 내 유로가 개방될 수 있는 구조를 가질 수 있다. 이를 위해, 상기 재생 시퀀스 밸브(16)는 메인 공급 유로 내 압축 공기의 압력 보다 높은 설정 압력으로 세팅되며, 바람직하게는 제1 전자 제어 밸브(31)의 개방 이후 소정의 시간 지연 후에 재생 시퀀스 밸브(16)가 개방되도록 설정될 수 있다.

따라서, 재생 시퀀스 밸브(16)는 전자 제어 밸브의 제어 입력에 의해 재생 라인(45)을 개방할 수 있도록 구성되며, 바람직하게는 재생 라인(45)의 상류 측에 설치되는 노멀리 클로즈드 밸브일 수 있다.

또한, 상기 재생 시퀀스 밸브(16)는 재생 체크 밸브(17)가 설치된 재생 라인(45)으로 연결되며, 재생 라인(45)을 통해 필터 카트리지(14)를 역류하게 된다. 상기 재생 체크 밸브(17)는 재생 라인(45)의 공기가 역류하는 것을 방지하기 위한 구성으로, 공급 단계에서 필터 카트리지(14)를 통과한 압축 공기가 재생 라인(45)을 통해 역류하지 않고 메인 체크 밸브(15) 측으로만 공급되도록 기능한다. 재생 과정에서 필터 카트리지(14)를 역류한 공기는 압축 공기 공급 라인(41) 측으로 흐르며, 언로딩 밸브(13)를 통과하여 배기구(52)를 통해 대기로 배출된다. 또한, 상기 재생 라인(45)에는 스로틀(18)이 배치될 수 있으며, 이러한 스로틀(18)은 재생 라인(45)의 일부 관경을 좁아지게 하는 도관으로 구성된다. 상기 스로틀(18)을 통과함에 따라 필터 카트리지(14)로 유입되는 압축 공기의 압력은 저감된다.

또한, 상기 재생 라인(45)은 분기점(55)을 선택적으로 포함할 수 있으며, 이 분기점(55)에 접속된 셉 쿨러 배기 라인(46) 및 셉 쿨러 입구 포트(54)를 통해 셉 쿨러와 연결될 수도 있다. 상기 셉 쿨러는 압축기로 유입되는 공기에 포함된 오일 등 이물질을 걸러내기 위한 것으로, 시스템 구성에 따라 선택적으로 적용 가능하다.

도 1에서 셉 쿨러가 설치된 예에 따르면, 재생 체크 밸브(17)와 재생 시퀀스 밸브(16) 사이에서 분기되는 셉 쿨러 배기 라인(46)을 통해 압축 공기가 공급된 후, 셉 쿨러의 내부를 거쳐 셉 쿨러의 배기 포트를 통해 배출되도록 구성될 수 있다. 따라서, 재생 단계에서 필터 카트리지(14)를 재생시키면서, 셉 쿨러 내부에 잔존하는 이물질을 동시에 배출할 수 있다.

또한, 상기 제2 전자 제어 밸브(35)는 상기 재생 시퀀스 밸브(16)가 상기 재생 라인(45)을 개방하기 전 상기 언로딩 밸브(13)를 미리 개방하도록 상기 전자 제어 장치(21)에 의해 제어되는 것이 바람직하다. 이를 통해 압축 공기 공급 라인(41) 상의 압축 공기를 충분히 배기시킨 상태에서, 재생이 이루어지게 되므로 재생 효율이 개선될 수 있다.

예를 들어, 상기 전자 제어 장치(21)는 상기 제1 전자 제어 밸브(31)와 상기 제2 전자 제어 밸브(35)를 동시에 스위칭 제어할 수 있으며, 이를 통해 재생 시퀀스 밸브(16)의 개방 전, 언로딩 밸브(13)의 개방 및 압축기의 언로딩 상태로의 전환이 완료될 수 있다.

이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 도 1을 참고하여, 본 발명에 따른 압축 공기 처리 장치의 동작을 설명한다.

먼저, 도 1에서는 제1 전자 제어 밸브(31)과 제2 전자 제어 밸브(35)가 각각 제1위치에 위치한 상태로, 압축 공기가 공급되는 상황을 나타내고 있다.

도 1에서는 두 개의 전자 제어 밸브들(31, 35)가 모두 동작하기 전이므로, 재생 라인은 비활성화된 상태로 존재한다. 구체적으로, 제1 전자 제어 밸브(31)에 전원이 인가되지 않는 상태에서는 제1 전자 제어 밸브(31)의 제1포트(32)는 제3포트(34)를 통해 벤트(53)와 연결되며, 제1포트(32)와 재생 시퀀스 밸브(16) 사이의 압력이 재생 시퀀스 밸브(16)의 설정 압력에 도달하지 못하기 때문에 재생 시퀀스 밸브(16)는 닫혀진 상태, 즉 재생 라인(45)이 재생 시퀀스 밸브(16)에 의해 폐쇄된 상태로 유지된다.

한편, 카트리지 재생이 필요한 경우, 제1 및 제2 전자 제어 밸브들(31, 25)을 동시에 또는 순차적으로 개방함으로써, 재생 시퀀스 밸브(16)을 개방하여 재생 라인을 통해 필터 카트리지 측으로 메인 유로 측의 압축 공기를 공급함으로써 재생을 실시한다.

본 구현예에서의 재생 시퀀스 밸브(16)는 제1 전자 제어 밸브(31)를 통과한 공기가 재생 시퀀스 밸브(16)의 제3 제어 입력 라인(26) 측으로 유입되면, 유입된 공기가 재생 시퀀스 밸브(16) 내부 스프링(25)을 압축하는 방향으로 압력을 전달하도록 구성된다. 또한, 상기 제2 전자 제어 밸브(35)가 제2위치로 스위칭 제어됨에 따라 재생 시퀀스 밸브(16)의 제4 제어 입력 라인(27)을 통해 공기가 유입되고, 마찬가지로 재생 시퀀스 밸브(16)의 내부 스프링을 압축하는 방향으로 압력을 전달하게 된다. 만일, 재생 시퀀스 밸브(16)의 미리 설정된 동작 압력, 즉 설정 압력에 도달하게 되면, 스프링의 복원력을 이겨내면서 재생 라인(45)으로 연결된 밸브 내 유로를 형성하게 된다. 따라서, 이러한 재생 시퀀스 밸브(16)를 통해, 설정 압력에 도달하기 위한 소요 시간 만큼의 시간 지연이 발생하게 되므로, 제2 전자 제어 밸브(35)에 의해 언로딩 밸브(13)가 먼저 개방된 상태에서 재생이 이루어지게 된다.

두 개의 전자 제어 밸브둘(31, 35)가 순차적으로 제어되는 경우를 예시하면, 먼저 제1 전자 제어 밸브(31)가 제2위치로 스위칭 제어되면, 압축기 제어 출구(51) 측으로 제어 입력이 전달됨과 동시에 재생 시퀀스 밸브(16)의 제3 제어 입력 라인(26) 측으로도 압축 공기가 공급된다. 다만, 이 때에도 재생 시퀀스 밸브(16)의 압력이 설정 압력에 도달하지는 못하기 때문에 재생 라인(45)은 개방되지 않는다.

이후, 제2 전자 제어 밸브(35)가 개방됨에 따라 제4 제어 입력 라인(27)을 통해 추가 압력이 공급되면, 재생 시퀀스 밸브(16)의 제어 입력 라인(26)으로의 압력이 높아짐에 따라 설정 압력에 도달하게 된다. 따라서, 재생 시퀀스 밸브(16)는 개방되며 압축 공기가 필터 카트리지(14) 측으로 공급되면서 재생 단계가 실시된다. 이 때, 제2 전자 제어 밸브가 제2위치로 스위칭됨에 따라 언로딩 밸브(13)는 이미 개방된 상태이다.

따라서, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 제2 전자 제어 밸브(35)는 상기 전자 제어 장치(21)에 의해 스위칭 제어됨에 따라 상기 언로딩 밸브(13)를 우선 개방시킨 다음, 상기 재생 시퀀스 밸브(16)의 시간 지연에 따라 상기 재생 라인(45)을 개방하도록 동작하게 된다.

한편, 재생이 종료되면, 상기 전자 제어 장치(21)는 시스템 내부 압력을 유지하기 위한 복귀 제어를 실시하도록 구성될 수 있다. 이러한 복귀 제어는 제1 전자 제어 밸브가 제1위치로 되돌아가는 시점을 지연시키는 방식으로 실행될 수 있다. 바람직하게는 재생 종료 시, 상기 제2 전자 제어 밸브(35)를 오프시켜 제2 전자 제어 밸브를 제1위치로 원복시키는 반면, 제1 전자 제어 밸브(31)은 온 상태, 즉 제2위치를 유지하는 제어를 실시함으로써 달성된다. 이 경우, 언로딩 밸브(13)은 제2 전자 제어 밸브(35)의 폐쇄에 따라 다시 폐쇄되므로, 압축 공기 공급 라인(41)을 통한 압축 공기 배출을 억제하므로, 빠르게 시스템 내부 압력을 상승시킬 수 있다.

도 2 내지 도 4에서는 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 언로딩 밸브 장치의 구체적인 예를 도시하고 있다. 특히, 도 2는 본 발명에 따른 언로딩 밸브 장치를 구성하는 주요 구성들 중 밸브 바디를 제외한 주요 구성들에 대한 분해 사시도이다. 도 3와 도 4는 모두 동일한 구성을 갖는 언로딩 밸브 장치의 예에 관한 것으로, 도 3은 언로딩 밸브 장치가 폐쇄된 상태를 나타내는 것이고, 도 4는 언로딩 밸브 장치가 개방된 상태를 도시한 것이다.

기본적인 언로딩 밸브 장치의 구조의 경우, 앞서 도 1에 대한 설명에서와 같이, 제1 전자 제어 밸브(31)를 통해 입력되는 제1 제어 입력과 제2 전자 제어 밸브(35)를 통해 입력되는 제2 제어 입력에 의해 공압 구동하도록 구성될 수 있으며, 일 예에서는 스프링 바이어스(13c)를 제2 제어 입력부(13b)에 의한 제어 입력만에 의해 개방 가능하도록 설정하고, 제1 제어 입력부(13a)와 제2 제어 입력부(13b)에 의한 제어 입력이 모두 인가되는 상황에서는 완전 개방(fully opened) 위치로 밸브 샤프트(120)가 하강하도록 구성될 수 있다. 또한, 다른 예에서는 제1 제어 입력부(13a)와 제2 제어 입력부(13b)에 의한 제어 입력이 모두 인가되는 상황에서만 스프링 바이어스(13c)를 극복하면서 밸브가 개방되도록 설정될 수 있다.

이와 관련, 언로딩 밸브(13)의 제1 제어 입력부(13a)로는 제1 전자 제어 밸브를 통과한 압축 공기가 인가될 수 있으며, 제2 제어 입력부(13b) 측으로는 제2 전자 제어 밸브(35)를 통과한 압축 공기가 인가될 수 있다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 언로딩 밸브 장치의 구동 제어에 있어서 활용되는 제1 전자 제어 밸브와 제2 전자 제어 밸브는 모두 전자적으로 제어되는 밸브일 수 있으며, 이와는 달리 이들 제어 밸브들은 한계 압력에 연동되어 기계적으로 제어되는 밸브일 수도 있다. 이하, 제1 전자 제어 밸브(31)과 제2 전자 제어 밸브(35)는 각각 제1 제어 밸브와 제2 제어 밸브로 호칭한다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따른 언로딩 밸브 장치는 제1 제어 밸브의 동작에 따라 밸브 개방을 위한 압축 공기의 제1 제어 입력을 입력받는 제1 제어 입력부(13a)와, 제2 제어 밸브의 동작에 따라 밸브 개방을 위한 압축 공기의 제2 제어 입력을 입력받는 제2 제어 입력부(13b)를 포함할 수 있으며, 이는 후술할 중공형 샤프트 내부로 유입되는 압축 공기에 의한 제1 가압 영역과 후술할 시트부(121)와 어댑터에 의해 상부 밸브 바디(111)에 의해 구획되는 제2 가압 영역으로 구분될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 언로딩 밸브 장치는 제1 제어 입력부(13a)와 제2 제어 입력부(13b)에 의한 제어 입력에 대응하게 바이어스된 스프링 부재(150)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 바이어스되었다는 것은 스프링 부재(150)가 미리 설정된 수준의 스프링 복원력을 제공하도록 압축된 초기 위치를 갖도록 설정된 것을 의미한다.

앞서 설명한 바와 같이, 스프링 바이어스(13c)는 제2 제어 입력부(13b)를 통한 제2 제어 입력만이 인가되는 상황에서도 언로딩 밸브 장치의 출구포트(13e)를 부분적으로 먼저 개방할 수 있도록 구성될 수 있으며, 또한 제1 제어 입력부(13a)에 의한 제1 제어 입력과 제2 제어 입력부(13b)에 의한 제2 제어 입력의 합이 스프링 부재(150)의 바이어스된 스프링력을 초과할 때에만 언로딩 밸브 장치가 개방되도록 구성할 수도 있다.

스프링에 의해 바이어스된 초기 위치에서 언로딩 밸브는 폐쇄된 상태를 유지하며, 바람직하게는 미리 설정된 시스템 내부 압력값에 연동하여 개방되는 제1 제어 밸브와 제2 제어 밸브를 통해 각각 제공되는 제어 입력의 압력 수준에 맞추어 스프링 바이어스량이 세팅될 수 있다. 또한, 스프링 바이어스(13c)의 세팅값은 압축 공기 처리 장치에서 언로딩 밸브를 개방하기 위한 동작에 맞추어 설정될 수 있으며, 이 경우 압축기로부터 공급되는 압축공기에 의한 제어입력 또한 고려될 수 있다.

또한, 언로딩 밸브 장치 내부에는, 내부의 압축 공기를 외부로 배출할 수 있도록 서로 연결되는 입구포트(13d)와 출구포트(13e)가 형성된다.

본 발명에 따른 언로딩 밸브 장치를 구성하는 각각의 구성을 도 2 내지 도 4를 기준으로 설명한다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따른 언로딩 밸브 장치는 시스템의 압력 제어 조건에 따라 밸브 개폐가 가능하도록 구성되고, 이를 위해 밸브의 하우징에 해당되는 밸브 바디와 밸브 바디 내부에 설치되는 중공형 밸브 샤프트 등의 부속품으로 구성될 수 있다.

특히, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 언로딩 밸브 장치에서는 밸브 바디를 2개로 분할된 상부 밸브 바디(111)와 하부 밸브 바디(112)로 분할 구성하고, 분할된 상부 밸브 바디(111)와 하부 밸브 바디(112) 사이의 내부 공간에 중공형 밸브 샤프트 및 스프링 등의 부속품이 수납되어 설치되도록 구성할 수 있다.

이와 관련, 도 2에서는 본 발명에 따른 언로딩 밸브 장치를 구성하는 주요 구성들 중 상부 밸브 바디를 제외한 주요 구성들에 대한 분해 사시도를 도시하고 있다.

상부 밸브 바디(111)와 하부 밸브 바디(112)는 나사 결합 등에 의해 일체로 조립 고정될 수 있는 것으로, 상부 밸브 바디(111)와 하부 밸브 바디(112) 사이에 도 2에서와 같은 부품을 삽입한 상태로 상부 밸브 바디(111)와 하부 밸브 바디(112)를 체결하여 언로딩 밸브 장치의 조립을 완료할 수 있다. 또한, 하부 밸브 바디(112)와 상부 밸브 바디(111) 사이에는 기밀을 유지하기 위해 오-링과 같은 실링 부재가 적용될 수 있다.

상부 밸브 바디(111)에는 제1 및 제2 제어 밸브를 통과한 압축 공기가 유입될 수 있는 입구가 각각 형성될 수 있으며, 이 때 유입되는 압축공기는 언로딩 밸브 장치를 개방하기 위한 제어 입력으로 활용될 수 있다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 밸브 바디의 내부 공간에는 중공형 밸브 샤프트(120) 및 어댑터(130)와 스프링 부재 등이 삽입되어 장착된다.

상부 밸브 바디(111) 및 하부 밸브 바디(112)는 언로딩 밸브 장치의 케이스로 기능하며, 특히 상부 밸브 바디(111)에는 제1 제어 밸브와 제2 제어 밸브를 통해 입력되는 압축공기가 유입될 수 있도록 각각의 유입구들이 형성될 수 있다. 또한, 상부 밸브 바디(111)와 하부 밸브 바디(112)는 언로딩 밸브 장치의 내부 구성들을 수납할 수 있는 내부 공간을 형성하며, 이 내부 공간 내에 밸브 샤프트(120), 어댑터(130), 스프링 부재(150) 등이 설치될 수 있다.

어댑터(130)는 상부 밸브 바디(111)에 고정 장착되는 것으로, 상부 밸브 바디(111) 측으로 유입된 압축 공기가 중공형 밸브 샤프트를 하강시키기 위한 제어 입력으로 동작하기 위한 기준면을 제공한다.

또한, 어댑터(130)의 중앙에는 중공형 밸브 샤프트를 가이드하기 위한 홀이 형성되어, 중공형 샤프트의 하강 시 이를 가이드할 수 있도록 구성될 수 있다.

중공형 밸브 샤프트(120)는 상부 및 하부 밸브 바디(112)의 내부 공간을 통과하도록 삽입되어 상하로 이동 가능한 것으로, 축방향으로 연장되는 샤프트 홈(122)을 갖는 중공 구조로 이루어질 수 있다. 내부에는 압축공기가 유입된 후 배출될 수 있도록 중공형 구조를 갖도록 구성될 수 있다.

이러한 샤프트 홈(122)을 포함하는 밸브 샤프트의 구조와 관련, 밸브 샤프트(120)의 중공형 구조의 하단부는 폐쇄되고, 밸브 샤프트(120)의 중공형 구조의 상단부는 제1 제어 밸브를 통해 유입되는 압축공기가 유입되도록 개방될 수 있다. 또한, 밸브 샤프트(120)의 중공형 구조의 폐쇄된 하단부에는 밸브 샤프트(120) 내부의 압축공기를 외부로 배출하기 위한 개구부가 밸브 샤프트(120) 외주면에 형성될 수 있다.

특히, 중공형 밸브 샤프트(120)의 중간 부분에는 반경 방향으로 시트부(121)가 연장 형성되며, 이러한 시트부(121)는 중공형 샤프트의 반경 방향 외경 보다는 더 긴 외경을 갖는 것으로, 중공형 샤프트와 상부 밸브 바디(111) 내부 공간에서 압축 공기에 의해 가압되면서 중공형 밸브 샤프트(120)를 하강시킬 수 있는 구조를 가질 수 있다. 바람직하게는, 시트부(121)는 상부 밸브 바디(111)의 내주면 사이에서 왕복가능한 고리형 구조일 수 있다. 또한, 시트부(121)의 외주면에는 홈이 형성되고, 이 홈에는 오-링과 같은 실링부재가 설치되어 상부 밸브 바디(111)의 내주면과 중공형 밸브 샤프트(120)의 시트부(121) 간의 기밀을 형성할 수 있도록 구성될 수 있다. 다만, 이러한 시트부(121)의 형상은 하나의 예시이며, 상부 밸브 바디(111)의 내주면에서 기밀을 형성하며 상하로 동작할 수 있는 형상이라면 제한 없이 적용될 수 있다.

중공형 밸브 샤프트(120)의 시트부(121) 아래에는 스프링 부재(150)가 장착될 수 있으며, 스프링 부재는 밸브가 닫힘 상태를 유지하여 중공형 밸브 샤프트를 통해 압축 공기가 배출되지 않도록 하기 위한 초기 스프링 힘을 제공할 수 있다. 이러한 스프링 부재(150)는 하부 밸브 바디(112)와 중공형 밸브 샤프트(120)의 시트부(121) 사이에 설치되며, 시트부(121)가 하부 밸브 바디(112) 측으로 스프링 부재(150)를 가압 가능하도록 구성될 수 있다.

따라서 스프링 부재(150)는 중공형 밸브 샤프트(120)가 하부 밸브 바디(112) 측으로 하강하지 않도록 지지하는 힘을 제공할 수 있다.

또한, 중공형 밸브 샤프트(120)의 하부에는 밸브 배출 유로를 단속하기 위해 기밀 유지가 가능한 스토퍼(140)가 설치될 수 있으며, 이 스토퍼(140)를 고정하기 위한 탄성 클립(160)이 밸브 샤프트(120) 상에 장착될 수 있다.

또한, 일부 설명되지 않은 각 구성들의 조립 상태에서 각각의 구성 요소들 간의 기밀을 형성하기 위한 실링 부재들이 구성 요소들 사이에 삽입될 수 있다.

도 1에서와 같이, 언로딩 밸브 장치로는 두 개의 제어 밸브, 즉 제1 제어 밸브와 제2 제어 밸브를 통과한 압축 공기가 유입될 수 있도록 구성되며, 두 개의 밸브를 통과하여 유입된 압축 공기에 위해 밸브 개폐가 제어될 수 있도록 구성될 수 있다. 즉, 도 1에서는 압축 공기의 닫힘 상태를 도시하고 있는 것으로, 2개의 제어 밸브가 모두 동작하지 않는 상태에서 언로딩 밸브를 통한 공기 배출이 이루어지지 않는 상태를 나타내고 있다. 이러한 도 1의 밸브 닫힘 상태는 도 3의 예에 해당된다. 한편, 제1 제어 밸브와 제2 제어 밸브를 통과한 압축 공기가 언로딩 밸브 장치 측으로 유입되면 제1 제어 입력부(13a) 및 제2 제어 입력부(13b)를 통해 전달되는 압축 공기의 힘이 스프링 부재(150)의 스프링 힘을 극복하게 됨에 따라 밸브가 개방되도록 구성할 수 있다.

특히, 제1 전자 제어 밸브를 통과한 압축 공기, 즉 재생에 활용된 압축 공기는 상부 밸브 바디(111)의 상측에서 중공형 밸브 샤프트(120)의 내부 중공 구조를 통해 샤프트 내로 유입될 수 있다.

앞서 도 1에 도시된 바와 같이, 언로딩 밸브 장치의 입구포트(13d)는 출구포트(13e)와 서로 연통되고, 언로딩 밸브(13)의 하부 스토퍼(140)에 의해 상호 간 연결이 차단될 수 있다. 즉, 도 3의 밸브 폐쇄 상태에서는 하부 스토퍼(140)에 의해 입구포트(13d)와 출구포트(13e)가 서로 차단되는 반면, 언로딩 밸브(13)의 밸브 개방 조건 하에서는, 도 4에서와 같이, 스토퍼(140)가 하방으로 이동하면서 입구포트(13d)와 출구포트(13e)가 서로 연통되면서 재생용 압축 공기(재생에 활용된 습한 압축 공기)가 출구포트(13e)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 도 3 및 도 4의 예에서, 입구포트(13d)는 개구(123)에 연결된 스토퍼(140) 측과 하부 밸브 바디(112) 간의 압축 공기 유로의 입구 측을 의미하는 것일 수 있으며, 출구포트(13e)는 스토퍼(140)와 하부 밸브 바디(112) 사이에 형성된 압축 공기 유로의 배출구 측을 의미하는 것일 수 있다.

따라서, 도 3에서와 같은 언로딩 밸브의 닫힘 상태에서는 중공형 샤프트의 하부는 스토퍼에 의해 기밀이 유지되고 있으며, 따라서 제1 제어 입력부(13a)를 통해 중공형 밸브 샤프트(120) 내부로 유입된 압축 공기는 중공형 밸브 샤프트(120)를 하강시키기 위한 힘을 제공할 수 있다.

또한, 상부 밸브 바디(111)의 측면, 즉 제2 제어 입력부(13b)를 통해 전달되는 압축 공기는 중공형 밸브 샤프트(120)의 시트부(121)를 가압하게 되고, 중공형 밸브 샤프트(120)를 하강시키기 위한 또 다른 힘을 제공할 수 있다.

따라서, 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 언로딩 밸브 장치에 포함되는 중공형 밸브 샤프트(120)는, 제1 제어 입력부(13a)와 제2 제어 입력부(13b)에 의해 인가되는 제어 입력을 받아 밸브 샤프트(120)를 하강시킬 수 있도록 구성된다.

각각의 구성을 보다 구체적으로 살피면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상부 밸브 바디(111)에는 제1 전자 제어 밸브와 제2 전자 제어 밸브를 통과한 압축 공기가 서로 다른 경로로 유입되도록 구성될 수 있다. 특히, 상부 밸브 바디(111)의 상부에서는 제1 전자 제어 밸브를 통과 후 필터 재생에 활용된 압축 공기가 유입될 수 있으며, 상부 밸브 바디(111)의 측면에서는 제2 전자 제어 밸브를 통과한 압축 공기가 유입될 수 있다.

어댑터(130)는 상부 밸브 바디(111)에 일체로 장착되는 것으로, 중앙에 홀이 형성된 고리형 구조를 가질 수 있다. 이러한 어댑터(130)는 도 3에서와 같이 상부 밸브 바디(111)의 내측면에 나사 결합 등의 방식으로 체결될 수 있으며, 중앙에 형성된 홀을 통해 중공형 밸브 샤프트(120)를 상하로 가이드할 수 있도록 구성된다. 또한, 어댑터(130)와 상부 밸브 바디(111) 사이, 그리고 어댑터(130)와 중공형 밸브 샤프트(120) 사이에는 기밀을 유지하기 위한 제1 실링 부재(171) 및 제2 실링 부재(172)가 설치될 수 있다.

도 3에서와 같이 어댑터(130)의 하부면은 중공형 밸브 샤프트(120)의 시트부(121)의 상부면 사이에서 상부 밸브 바디(111) 내부의 환형 공간을 형성하게 되고, 이 공간은 제3 실링 부재(173)에 의해 기밀이 유지됨에 따라 스프링 압축용 가압 챔버로 기능하는 제2 가압 영역이 될 수 있다. 따라서 스프링 압축용 가압 챔버 내로 압축 공기가 유입되고, 이 유입된 압축 공기가 시트부(121) 상면을 가압함에 따라 중공형 밸브 샤프트(120)를 하강시키기 위한 힘을 제공할 수 있다.

중공형 밸브 샤프트(120)는 상부 밸브 바디(111)와 하부 밸브 바디(112) 내부 공간에 설치되며, 상부 밸브 바디(111)와 하부 밸브 바디(112) 사이 내부 공간에 수납된 상태에서, 그 외주면을 통해 어댑터(130)와 밸브 바디들에 의해 가이드되면서 상하로 이동 가능하게 구성된다. 중공형 밸브 샤프트(120)는 중앙에 압축 공기가 이동 가능한 유로가 형성된 구조로, 중공형 밸브 샤프트(120)는 그 축방향으로 연장되는 중공부를 포함하는 중공 구조로 이루어진다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 중공형 밸브 샤프트(120)는 도 3에서와 같이 길이 방향으로 연장되는 중공형 샤프트로 축방향 상측으로 개방된 일단부와 하측으로는 폐쇄된 타단부를 포함하는 중공 구조이며, 폐쇄된 타단부 부근으로는 공기 배출이 가능한 개구부가 형성된 구조를 가질 수 있다.

이러한 밸브 샤프트 내부의 중공 구조는 샤프트 상부 개방단의 입구를 통해 유입된 압축 공기가 중공부를 거쳐 중공부 하부에 형성된 개구부를 통해 배출되는 구조를 가질 수 있다. 본 발명의 일구현예에 따르면, 중공형 밸브 샤프트(120)의 개구부는 샤프트의 반경 방향을 따라 방사상으로 형성된 복수 개의 개구일 수 있다.

바람직하게는, 밸브 샤프트(120)의 개구부는 밸브 샤프트(120) 외주면의 둘레를 따라 일정한 간격을 두고 형성되는 2 이상의 개구(123)들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 개구부는 2 내지 4개의 개구(123)들로 구성될 수 있으며, 이들 개구(123)들은 일정한 간격을 두고 배치될 수 있다. 다른 예에서는 상기 개구(123)들은 6개 또는 8개로 배치될 수 있으며, 이들 개구(123)들 또한 일정한 간격을 두고 밸브 샤프트(120)의 외주면의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 예를 들어, 개구들의 개수를 늘리고, 개구들의 직경을 줄임에 따라 중공형 샤프트의 개구들은 압축 공기를 입구포트(13d) 측으로 분사하는 분사 노즐로 기능하도록 구성할 수 있다.

따라서, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 중공형 밸브 샤프트(120)의 중공부 저면은 막혀 있고, 중공부 저면에 인접하여 방사상으로 형성된 개구들을 통해 압축 공기가 배출될 수 있으며, 중공부 저면 및 개구를 통과하여 스토퍼 측의 제1 가압 영역으로 유입된 압축 공기는 통해 밸브를 하강시키는 또 다른 제어 입력으로 기능할 수 있다.

중공형 밸브 샤프트(120)를 설명함에 있어서, 구조 및 기능적으로 복수의 구역들로 구분하여 설명할 수 있다.

구체적으로, 중공형 밸브 샤프트(120)는 어댑터(130)에 대응되게 위치하며, 어댑터(130)에 의해 가이드되는 제1 슬라이딩 구역와, 하부 밸브 바디(112)의 내주면에 인접하여 하부 밸브 바디(112)의 내주면에 의해 가이드되는 제2 슬라이딩 구역을 포함한다. 이러한 제2 슬라이딩 구역의 샤프트 상에는 기밀을 유지하기 위한 제4 실링 부재(174)가 설치될 수 있다.

또한, 중공형 밸브 샤프트(120)는 제1 슬라이딩 구역과 제2 슬라이딩 구역 사이, 즉, 샤프트의 중간 부분에서 그 반경 방향으로 연장 형성된 시트부(121)가 형성될 수 있으며, 시트부(121) 저면과 제2 슬라이딩부 사이에는 스프링 부재를 고정하여 이탈을 방지 하기 위한 스프링 장착 구역을 포함할 수 있다.

또한, 제2 슬라이딩 구역 아래 샤프트 하단 부분에는 스토퍼 장착 구역이 형성될 수 있으며, 스토퍼 장착 구역에는 제5 실링 부재(175)가 설치되어 스토퍼와 중공형 밸브 샤프트(120) 간의 기밀을 제공할 수 있다. 위와 같이 구분된 각 영역은 언로딩 밸브의 동작 상태에 따라 구역의 범위가 가변될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 하부 밸브 바디(112)와 중공형 밸브 샤프트(120)의 시트부(121) 사이에는 노멀리 클로즈드 상태를 유지하기 위한 스프링 힘을 제공하는 스프링 부재(150)가 설치될 수 있으며, 중공형 밸브 샤프트(120)의 하부에는 밸브 닫힘 상태를 형성하기 위한 스토퍼가 설치될 수 있다.

스프링 부재(150)는 시트부(121) 저면과 하부 밸브 바디(112) 사이에 압축 가능하게 설치될 수 있으며, 바람직하게는 스토퍼가 충분히 하부 밸브 바디(112) 측에 밀착될 수 있도록 압축된 상태로 설치될 수 있다.

이러한 시트부(121)가 형성된 중공형 구조의 밸브 샤프트(120)는 시스템 내의 압축공기에 의해 전달되는 제어 입력에 의해 상하로 이동하면서 하부 밸브 바디(112)로부터 스토퍼, 특히 스토퍼에 설치된 제6 실링 부재(176)가 이격됨에 따라 언로딩 밸브 장치의 개폐 동작을 제어할 수 있으며, 또한 내부 중공 구조를 통해 재생에 활용된 압축 공기를 언로딩 밸브 장치의 외부로 배출할 수 있다.

하부 밸브 바디(112)는 상부 밸브 바디(111)에 일체로 조립될 수 있도록 구성되며, 바람직하게는 제7 실링 부재(177)가 삽입된 상태로 상부 밸브 바디(111) 상에 나사 결합과 같은 방식으로 고정 설치될 수 있다. 특히 중공형 밸브 샤프트(120)의 시트부(121)는 상부 밸브 바디(111)의 내주면에 기밀을 유지하면서 상하 이동 가능하도록 상부 밸브 바디(111)의 내경에 대응하는 외경을 갖도록 형성되는 바, 상부 밸브 바디(111) 내주면에 장착 고정되는 하부 밸브 바디(112)는 시트부(121)가 하부 밸브 바디(112)의 상부면 이하로 하강하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 하부 밸브 바디(112)의 내부 공간은 도 3에서와 같이 다단 구조로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 스프링 부재가 수납되는 공간 및 스프링 부재의 안착면을 제공하는 스프링 지지부와 중공형 밸브 샤프트(120)의 이동을 가이드할 수 있도록 중공형 밸브 샤프트(120)의 외경에 맞추어 형성되는 샤프트 가이드부 및 중공형 밸브 샤프트(120) 하단의 개구들과 연결되며, 스토퍼에 의해 단속 가능한 압축 공기 유로를 형성하기 위한 배출단부를 포함하는 다단 구조로 형성될 수 있다.

이 때, 하부 밸브 바디(112)의 스프링 지지부와 배출단부는 중공형 샤프트를 가이드하기 위한 샤프트 가이드부 보다 더 큰 내경을 갖도록 형성될 수 있다.

또한, 스토퍼(140)는 중공형 밸브 샤프트(120)에 일체로 장착되며, 밸브 샤프트(120)의 상하 움직임에 연동되어 언로딩 밸브를 개방 또는 폐쇄시킬 수 있도록 기능한다. 또한 스토퍼와 밸브 샤프트 사이에는 탄성 클립(160)이 추가될 수 있다. 이와 관련, 스토퍼와 밸브 샤프트는 억지끼움으로 고정될 수 있으며, 일정한 변형량으로 수직 방향 변형이 가능한 탄성 클립(160)을 적용할 경우, 실링 부재(133)의 마모 시 마모로 인한 스토퍼의 초기 위치를 다소간 보상할 수 있다.

특히, 도 3에서와 같이, 스토퍼(140)는 밸브 샤프트(120)가 상측으로 더 이상 이동하지 못하도록 구속하도록 기능하는 한편, 밸브 샤프트(120)의 하강에 따라 밸브 바디로부터 이격되면서 입구포트(13d)와 출구포트(13e)를 연결시키면서 압축공기를 외부로 배출할 수 있도록 기능한다.

일례로, 상기 스토퍼(140)는 밸브 샤프트(120)의 폐쇄된 하단부의 외주면에 삽입 고정되는 중공 원통형 스토퍼(140)이고, 스토퍼(140)와 밸브 샤프트(120) 사이에는 제5 실링 부재(175)가 설치될 수 있다.

스토퍼(140)에 설치되는 제5 실링 부재(175)는 하부 밸브 바디(112)와 접촉하여 기밀을 형성할 수 있는 것으로, 제5 실링 부재(175)가 하부 밸브 바디(112)에 접촉함에 따라 입구포트(13d)와 출구포트(13e) 간의 연결을 차단하도록 구성될 수 있다.

반면, 중공형 밸브 샤프트(120)의 하강에 따라 스토퍼(140)가 하강하면서 언로딩 밸브 장치가 개방되는 경우 압축공기는 입구포트(13d)를 거쳐 출구포트(13e)를 통해 배출될 수 있다. 이 때, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 도 4에서와 같이 개구(123)를 통과한 압축공기가 하부 밸브 바디(112)의 2단 구조의 배출단부를 통과하면서 배출단부의 소경부 상부면을 따라 실질적으로 수평 방향의 유동(f₁)을 형성하면서 이동한 후, 소경부의 원통형 수직면을 따라 실질적으로 수직 방향의 유동(f₂)을 형성할 수 있다. 이후, 하부 밸브 바디(112)와 스토퍼 사이의 출구포트(13e)를 통해 배출단부의 대경부의 상부면을 따라 다시 수평 방향의 유동을 형성하면서 이동한 후, 대경부의 원통형 수직면을 따라 다시 수직 방향의 유동을 형성하면서 배출될 수 있다.

이와 같이 구성하는 경우, 수평 방향으로 배출되는 압축 공기에 의해 하부 밸브 바디(112) 측과 스토퍼(140) 상에 잔류하는 유분-물의 에멀젼을 효과적으로 배출할 수 있을 뿐만 아니라, 스토퍼(140) 하류에 소음기를 부착하는 경우에, 수직 방향으로 배출되는 압축 공기에 의해 소음기 내부에 잔류하는 에멀젼 또한 효과적으로 제거할 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 밸브 샤프트(120)의 하강 시, 밸브 샤프트가 회전하면서 하강할 수 있도록 밸브 샤프트(120)의 외주면에 나선형 가이드 핀(미도시)이 형성되고, 이 나선형 가이드 핀이 어댑터와 하부 밸브 바디 상에 형성된 나선형 홈에 계합되도록 구성될 수 있다. 이러한 나선형 가이드 핀은 도면 상에 도시되지는 않았으나, 일반적으로 승하강 하는 샤프트가 회전하면서 승하강되도록 구성하기 위해 적용되는 가이드 핀 구조가 채용될 수 있다. 또한, 이러한 나선형 가이드 핀에 대응되는 홈이 하부 밸브 바디 내측에 형성되어야 함은 물론이다.

이러한 예에서는 밸브 샤프트(120)가 하강하면서, 나선형 가이드 핀에 의해, 하부 밸브 바디에 대해 회전하게 되고, 밸브 샤프트(120)의 회전에 따라 개구(123)의 위치 또한 회전하게 된다. 따라서, 개구(123)들을 통해 배출되는 압축공기의 분사 위치를 밸브 샤프트(120)의 높이에 따라 가변적으로 적용할 수 있으며, 이러한 동작을 통해 배출되는 압축 공기의 내부 클리닝 기능을 더욱 개선할 수 있다.

이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

1: 압축 공기 처리 장치 10: 건조기 유닛
11: 압축 공기 유입구 12: 압축 공기 추가 유입구
13: 언로딩 밸브 13a: 제1 제어 입력부
13b: 제2 제어 입력부 13c: 스프링 바이어스
13d: 입구포트 13e: 출구포트
14: 필터 카트리지
15: 메인 체크 밸브 16: 재생 시퀀스 밸브
17: 재생 체크 밸브 18: 스로틀
21: 전자 제어 장치 22, 23, 24: 압력 센서
31: 제1 전자 제어 밸브 35: 제2 전자 제어 밸브
41: 압축 공기 공급 라인 42: 메인 공급 라인
43: 제1 공급 라인 44: 제2 공급 라인
45: 재생 라인 46: 셉 쿨러 배기 라인
47: 배기 라인 51: 압축기 제어 출구
52: 배기구 53: 벤트
54: 셉 쿨러 입구 포트 70: 밸브 어셈블리
71, 72, 73, 74, 75: 오버플로우 밸브
111: 상부 밸브 바디 112: 하부 밸브 바디
120: 밸브 샤프트 121: 시트부
130: 어댑터 140: 스토퍼
150: 스프링 부재 160: 탄성 클립

Claims

제1 제어 밸브의 동작에 따라 밸브 개방을 위한 압축 공기의 제1 제어 입력을 제공하는 제1 제어 입력부와;
제2 제어 밸브의 동작에 따라 밸브 개방을 위한 압축 공기의 제2 제어 입력을 제공하는 제2 제어 입력부와;
상기 제1 제어 입력부와 상기 제2 제어 입력부를 통해 제공된 제어 입력에 대응하게 바이어스된 스프링 부재와;
내부의 압축 공기를 외부로 배출할 수 있도록 서로 연결되는 입구포트; 및 출구포트;가 형성된 언로딩 밸브 장치에 있어서,
상기 언로딩 밸브 장치는,
상부 밸브 바디;
상기 상부 밸브 바디와 일체로 조립되어 내부 공간을 형성하는 하부 밸브 바디;
상기 상부 밸브 바디와 상기 하부 밸브 바디 사이의 내부 공간을 통과하도록 삽입되며, 반경 방향으로 연장 형성된 시트부를 포함하는 중공형 밸브 샤프트;
상기 상부 밸브 바디에 고정 장착되고, 상기 중공형 밸브 샤프트를 가이드하기 위한 홀이 형성된 어댑터; 및
상기 중공형 밸브 샤프트의 외주면에 고정 장착되며, 상기 중공형 밸브 샤프트의 상하 이동에 따라 상기 입구포트와 상기 출구포트 간의 연결을 단속할 수 있는 스토퍼;를 포함하고,
상기 스프링 부재는 상기 하부 밸브 바디와 상기 중공형 밸브 샤프트의 상기 시트부 사이에 설치되고,
상기 언로딩 밸브 장치의 개방 시, 상기 중공형 밸브 샤프트가 하강하면서 상기 중공형 밸브 샤프트 내부의 압축 공기가 상기 입구포트와 상기 출구포트를 통해 외부로 배출되고,
상기 중공형 밸브 샤프트의 하단부는 폐쇄되고, 상기 중공형 밸브 샤프트의 상단부는 상기 제1 제어 밸브를 통해 유입되는 압축 공기가 유입되도록 개방되며, 상기 중공형 밸브 샤프트의 폐쇄된 하단부 측에는 상기 중공형 밸브 샤프트 내부의 압축 공기를 외부로 배출하기 위한 개구부가 상기 중공형 밸브 샤프트 외주면에 형성되며,
상기 하부 밸브 바디는,
상기 스프링 부재가 수납되어 안착되는 스프링 지지부;
상기 중공형 밸브 샤프트의 이동을 가이드할 수 있도록 중공형 밸브 샤프트의 외경에 맞추어 형성되는 샤프트 가이드부; 및 상기 중공형 밸브 샤프트 하단의 상기 개구부에 연결되며, 상기 스토퍼에 의해 단속 가능한 압축 공기 유로를 형성하기 위한 배출단부를 포함하는 다단 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상용차의 압축 공기 처리 장치용 언로딩 밸브 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 개구부는 상기 중공형 밸브 샤프트 외주면의 둘레를 따라 일정한 간격을 두고 형성되는 2 이상의 개구들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상용차의 압축 공기 처리 장치용 언로딩 밸브 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 스토퍼는 상기 중공형 밸브 샤프트의 폐쇄된 하단부의 외주면에 삽입 고정되는 중공 원통형 스토퍼이고, 상기 스토퍼에는 상기 하부 밸브 바디와 접촉할 수 있는 실링 부재가 장착되며,
상기 실링 부재가 상기 하부 밸브 바디에 접촉함에 따라 상기 입구포트와 상기 출구포트 간의 연결을 차단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 상용차의 압축 공기 처리 장치용 언로딩 밸브 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 시트부는 상기 상부 밸브 바디의 내주면에 대해 기밀을 유지하면서 상하 이동 가능하도록 상기 상부 밸브 바디의 내경에 대응하는 외경을 갖도록 형성되고,
상기 하부 밸브 바디는 상기 상부 밸브 바디의 내주면에 장착 고정되어, 상기 시트부가 상기 하부 밸브 바디의 상부면 아래로 하강하는 것을 방지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 상용차의 압축 공기 처리 장치용 언로딩 밸브 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 제어 입력부를 통한 제1 제어 입력은 상기 상부 밸브 바디의 상부로부터 상기 중공형 밸브 샤프트의 중공 구조를 통해 유입되는 압축 공기의 압력에 의해 상기 중공형 밸브 샤프트를 하강시키기 위한 제어 입력인 것을 특징으로 하는 상용차의 압축 공기 처리 장치용 언로딩 밸브 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 제어 입력부를 통한 제2 제어 입력은 상기 상부 밸브 바디의 측면으로 유입되는 압축 공기의 압력에 의해 상기 시트부 상면을 가압하여 상기 중공형 밸브 샤프트를 하강시키기 위한 제어 입력인 것을 특징으로 하는 상용차의 압축 공기 처리 장치용 언로딩 밸브 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 제어 밸브와 상기 제2 제어 밸브가 모두 개방됨에 따라, 상기 제1 제어 입력부에 의한 제1 제어 입력과 상기 제2 제어 입력부에 의한 제2 제어 입력이 모두 인가되는 경우, 상기 중공형 밸브 샤프트가 하강하면서 상기 언로딩 밸브 장치가 완전 개방되는 것을 특징으로 하는 상용차의 압축 공기 처리 장치용 언로딩 밸브 장치.
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