KR19990086819A - 브레이크 에어드라이어용 냉각기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브레이크 에어드라이용 냉각기에 관한 것으로, 그 목적은 압축기와 에어드라이어의 사이에 공기냉각용 냉각기를 마련하여 에어드라이어의 성능을 향상시키고, 내부부품의 열변형을 저하시켜 내구성이 향상되는 브레이크 에어드라이어용 냉각기를 제공하는 것이다.

본 발명은, 압축기와 에어탱크의 사이에 마련되는 냉각기로서, 이 냉각기는 압축기와 연통되는 유입구와 에어드라이어의 유입유로와 연통되는 토출구가 형성되며 외부에는 다수개의 방열판이 적층되는 외부케이스, 외부케이스의 내부에 소정간격 이격되도록 설치되어 외측은 유입구와 연통되고 내측은 토출구와 연통되는 냉각방을 형성하는 내부케이스, 내부케이스의 외측에 설치되어 외부케이스와의 사이를 다단으로 분리시키는 분리막, 분리막에 다수개 마련되어 유입구를 통해 유입된 공기가 이동되는 유동공, 유동공을 통과한 공기가 냉각방으로 유입될 수 있도록 내부케이스에 마련되는 연통공으로 구비되는 구성으로서, 에어드라이어로 공급되는 공기의 온도를 저하시켜 제습성능을 향상시키고, 에어드라이어의 내부부품의 열변형을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Description

브레이크 에어드라이어용 냉각기

본 발명은 브레이크 에어드라이어용 냉각기에 관한 것으로, 더 상세하게는 압축기와 에어드라이어의 사이에 공기를 냉각시키는 냉각기를 마련한 브레이크 에어드라이어용 냉각기에 관한 것이다.

일반적으로 상용차에서는 고압의 압축공기를 제동력으로 이용하는 에어 오버 하이드로릭 브레이크 시스템(Air over hydraulic brake system)을 사용하는데 이를 간단히 설명하면 다음과 같다.

운전석에 마련된 브레이크페달을 밟으면 브레이크밸브가 개방되어 에어탱크내의 고압공기가 브레이크밸브를 통하여 에어마스터실린더로 유입된다. 이때 에어마스터실린더는 유입된 공기의 압력에 의하여 에어탱크측과 연통되고, 이로 인해 에어탱크내의 고압공기가 에어마스터실린더로 직접 유입되어 에어마스터실린더에 유입되어 있는 오일탱크내의 오일을 차륜측으로 전달하게된다. 이로써 오일을 전달받은 브레이크는 차륜을 제동하는 것이다.

한편, 에어마스터실린더와 브레이크밸브로 공기를 공급하는 에어탱크는 압축기와 연통되어있고, 압축기와 에어탱크의 사이에는 에어드라이어(Air dryer)가 설치된다. 이 에어드라이어는 압축기에서 토출되는 고온, 고압의 공기를 정화시키기 위해 마련된다. 즉, 압축기에는 원활한 작동을 위하여 오일이 공급되어 있는데, 이 오일은 압축된 공기를 외부로 토출할 때 공기에 함유되어 에어탱크측으로 토출된다. 또, 압축기에서 고온으로 압축되는 공기는 외기와의 차이로 인해 수분이 발생된다. 이때 에어드라이어는 오일과 수분 및 기타 이물질을 걸러내는 기능을 하는 것이다.

도 1은 종래의 에어드라이어를 보인 단면도이다. 이를 참조하여 종래의 에어드라이어를 설명하면 다음과 같다. 이에 도시한 바와 같이, 압축기(10)에서 압축된 공기가 하우징(20)으로 유입되면, 이 공기는 스퀘어시일(21)(Square seal)을 통하여 원통체의 제1필터(30)와 건조제(31), 그리고 제2필터(32)를 통하여 먼저 퍼지탱크(Purge tank,40)가 충진하기 시작한다. 퍼지탱크(40)에 공기가 완전히 충진되면, 공기의 압력에 의하여 체크밸브(22)가 개방되어 에어탱크(50)에도 공기가 충진되기 시작한다. 에어탱크(50)에 공기가 완전히 충진되면 공기의 압력에 의하여 가버너피스톤(23)이 우측으로 이동되고, 이로 인해 하우징(20)과 가버너피스톤(23)의 틈새로 공기가 유입된다. 이 공기는 퍼지피스톤(24)이 설치된 방과 연결된 연통유로(25)를 통해 이동하여 퍼지피스톤(24)을 하강시키게 된다. 이로써 압축기(10)에서 유입되는 공기가 하우징(20)과 퍼지피스톤(24)의 틈새로 유출됨과 동시에, 퍼지탱크(40)에 충진된 공기도 제2필터(32)와 건조제(31), 그리고 제1필터(30)와 스퀘어시일(21)을 통하여 유출된다. 이와 동시에 제2필터(32)와 건조제(31) 및 제1필터(30)에 묻어있던 이물질도 하우징(20)과 퍼지피스톤(24)의 틈새를 통하여 댐퍼(26)에 형성된 배출공(27)으로 배출되는 것이다.

그러나 이와 같이 구성되는 에어드라이어는 압축기에서 전달되는 공기가 고온이므로 수분의 발생을 증가시켜 에어드라이어의 습기제거기능의 저하와 에어드라이어 내부부품의 열변형을 유발하게 되었다. 이에 압축기에서 공급되는 공기의 온도를 내리기 위하여 압축기와 에어드라이어를 연결하는 파이프를 길게 늘이거나 꼬아서 마련하였지만, 설치공간의 확보가 어려웠으며 냉각효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 압축기와 에어드라이어의 사이에 공기냉각용 냉각기를 마련하여 에어드라이어의 성능을 향상시키고, 내부부품의 열변형을 저하시켜 내구성이 향상되는 브레이크 에어드라이어용 냉각기를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 브레이크 에어드라이어를 보인 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 냉각기가 설치된 브레이크 시스템의 계통도이다.

도 3은 본 발명에 따른 냉각기가 설치된 에어드라이어를 보인 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 냉각기를 보인 사시도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

120:압축기 130:에어탱크 200:에어드라이어

300:냉각기 310:외부케이스 311:유입구

312:토출구 314:설치공 320:내부케이스

321:냉각방 322:토출공 323:분리막

324:유동공 325:연통공

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압축기의 공기가 유입되도록 마련되는 유입유로와 에어탱크와 연통된 토출유로가 형성된 하우징, 상기 유입유로와 상기 토출유로의 사이에 마련되어 공기에 포함된 이물질을 걸러주는 필터부가 마련된 브레이크 에어드라이어에 있어서, 상기 압축기와 연통되는 유입구와 상기 유입유로와 연통되는 토출구가 형성되며 외부에는 다수개의 방열판이 적층되는 외부케이스, 상기 외부케이스의 내부에 소정간격 이격되도록 설치되어 외측은 상기 유입구와 연통되고 내측은 상기 토출구와 연통되는 냉각방을 형성하는 내부케이스, 상기 내부케이스의 외측에 설치되어 상기 외부케이스와의 사이를 다단으로 분리시키는 분리막, 상기 분리막에 다수개 마련되어 상기 유입구를 통해 유입된 공기가 이동되는 유동공, 상기 유동공을 통과한 공기가 상기 냉각방으로 유입될 수 있도록 상기 내부케이스에 마련되는 연통공으로 이루어진 냉각기가 마련된 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면에 의하여 본 발명에 따른 브레이크 에어드라이어용 냉각기의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.도 2는 본 발명에 따른 냉각기가 설치된 브레이크 시스템의 계통도이고, 도 3은 본 발명에 따른 냉각기가 설치된 에어드라이어를 보인 단면도이다. 그리고 도 4는 본 발명에 따른 냉각기를 보인 사시도면이다.

먼저 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 냉각기가 설치된 브레이크 시스템을 설명하면 다음과 같다. 이에 도시한 바와 같이, 운전석에는 브레이크밸브(110)와 연결된 브레이크페달(111)이 마련되어있다. 이 브레이크밸브(110)의 일측은 압축기(120)와 연결되어 압축공기를 저장하는 에어탱크(130)와 연결되어있으며 타측은 에어마스터실린더(114)와 연결된다. 이 에어마스터실린더(114)는 오일이 저장된 오일탱크와 연결되어 있으며 다른 한측에는 에어탱크(130)와 직접 연결된다. 그리고 에어마스터실린더(114)는 각각의 차륜(112)에 설치된 브레이크(113)와 연결되어 오일을 공급함으로써 브레이크(113)의 제동력을 발생시키는 것이다.

이와 같이 구성된 브레이크장치의 동작을 간단히 설명한다. 브레이크페달(111)을 밟으면 브레이크밸브(110)가 개방되어 에어탱크(130)내의 고압공기가 브레이크밸브(110)를 통하여 에어마스터실린더(114)로 유입된다. 이때 에어마스터실린더(114)는 유입된 공기의 압력에 의하여 에어탱크(130)측과 연통되고, 이로 인해 에어탱크(130)내의 고압공기가 에어마스터실린더(114)로 직접 유입되어 에어마스터실린더(114)에 유입되어 있는 오일탱크내의 오일을 차륜(112)측으로 전달하게된다. 이로써 오일을 전달받은 브레이크(113)는 차륜(112)을 제동하는 것이다.

한편, 에어마스터실린더(114)와 브레이크밸브(110)로 공기를 공급하는 에어탱크(130)는 압축기(120)와 연통되어있고, 압축기(120)와 에어탱크(130)의 사이에는 에어드라이어(Air dryer,200)가 설치된다. 이 에어드라이어(200)는 압축기(120)에서 토출되는 고온, 고압의 공기를 정화시키기 위해 마련된다. 즉, 압축기(120)에는 원활한 작동을 위하여 오일이 공급되어 있는데, 이 오일은 압축된 공기를 외부로 토출할 때 공기에 함유되어 에어탱크(130)측으로 토출된다. 또 압축기(120)에서 고온으로 압축되는 공기는 외기와의 차이로 인해 수분이 발생된다. 이때 에어드라이어(200)는 오일과 수분 및 기타 이물질을 걸러내는 기능을 하는 것이다.

본 발명의 에어드라이어용 냉각기는 압축기에서 에어드라이어로 압축공기를 공급하는 에어드라이어의 유입유로측에 마련되는 것으로서 이를 도 3과 도 4를 참조하여 설명하겠다. 이에 도시한 바와 같이, 일측에는 후설할 냉각기(300)가 개재되어 압축기(120)와 연통되는 유입유로(211)가 마련되고, 타측에는 에어탱크(130) 및 퍼지탱크(Purge tank,250)와 연통되는 토출유로(212)와 퍼지탱크유로(213)가 형성된 하우징(210)이 마련된다.

하우징(210)의 상측에는 그 몸체에 통기공(230)이 형성된 스퀘어시일(Square seal,231) 결합되고, 이 스퀘어시일(231)의 상측에는 필터부(220)가 마련된다. 필터부(220)는 스퀘어시일(231)의 상측에 순차적으로 결합된 원통형상의 제1필터(221)와 제1필터(221)의 내부에 마련되는 건조제(222) 및 제2필터(223)로 마련된다.

하우징(210)의 내부에는 퍼지탱크(250)와 에어탱크(130)와 연통된 유로를 개폐시키는 체크밸브(214)가 마련된다. 그리고 체크밸브(214)를 중심으로 일측에는 퍼지피스톤(216)이 내장되는 배출방(215)이 마련되고 타측에는 가버너피스톤(218)이 내장되는 유입방(217)이 마련된다. 배출방(215)과 유입방(217)은 연통유로(219)에 의하여 연통된다. 그리고 하우징(210)의 하측에는 배출공(241)이 형성된 댐퍼(240)가 마련된다.

한편, 하우징(210)의 유입유로(211)에는 냉각기(300)가 마련된다. 이 냉각기(300)는 압축기(120)에서 공급되는 공기의 온도를 저하시켜 수분의 발생을 저하시키고, 에어드라이어(200)의 내부부품의 열변형을 방지하는 것으로 외부케이스(310)와 내부케이스(320), 그리고 외부케이스(310)의 하측면을 개폐하는 커버케이스(315)로 구비된다.

외부케이스(310)는 측면 상측에 압축기(120)와 연통되는 유입구(311)가 형성되어있고, 상측면 중앙에는 에어드라이어(200)의 유입유로(211)와 연통되는 토출구(312)가 형성된다. 그리고 외측에는 원판상으로 마련되는 다수개의 방열판(313)이 적층되어 외부공기와의 접촉면적을 확대하게된다. 그리고 외부케이스(310)의 하측면은 후설할 내부케이스(320)가 삽입될 수 있도록 개구된 설치공(314)이 마련되어있으며, 이 설치공(314)에는 이를 개폐하도록 커버케이스(315)가 마련된다. 커버케이스(315)와 이에 대응되는 외부케이스(310)에는 결합공(316a,316b)이 마련되어있고 이 결합공(316a,316b)에는 볼트(317)와 너트(318)가 체결되어 외부케이스(310)를 밀폐하게 된다.

내부케이스(320)는 외부케이스(310)의 내부에 소정간격 이격되도록 설치되는 원관으로서 그 내부는 외부케이스(310)의 토출구(312)와 연통되는 냉각방(321)이 형성되고, 냉각방(321)의 상측에는 개구된 토출공(322)이 마련된다.

그리고 외측에는 외부케이스(310)의 내부면과 밀착되어 외부케이스(310)와 내부케이스(320)의 사이를 다단으로 분리시키는 분리막(323)이 설치된다. 이 분리막(323)은 외부케이스(310)의 유입구(311)와 연통되어있는 공간에 원판상으로 마련되는 것으로 상하측으로 관통되는 다수개의 유동공(324)이 마련되어있다. 그리고 내부케이스(320)의 하측외부에는 유입구(311)를 통해 유입되어 분리막(323)의 유동공(324)을 통과한 공기가 냉각방(321)으로 유입될 수 있도록 다수개의 연통공(325)이 마련된다.

이와 같이 구성되는 에어드라이어(200)와 냉각기(300)의 동작을 설명하면 다음과 같다. 압축기(120)로부터 고온, 고압의 공기가 외부케이스(310)의 유입구(311)를 통해 유입되고, 유입된 공기는 내부케이스(320)의 분리막(323)의 유동공(324)을 통과하여 하측으로 이동되면서 자체의 열을 외부로 전달하게 된다. 즉, 외부케이스(310)와 내부케이스(320)의 사이를 지나가는 공기는 내부케이스(320)의 분리막(323)과 외부케이스(310)의 내부벽면에 접촉되면서 열을 전도하게 되고, 이 열은 외부케이스(310)에 전달되어 외기와 열교환하게 되는 것이다. 특히 외부케이스(310)에 마련된 방열판(313)으로 인해 외부케이스(310)는 외기와 접하는 면이 증가되기 때문에 열교환이 더욱 빨리 이루어지게 된다.

유동공(324)을 통과한 공기는 하측으로 이동되어 내부케이스(320)의 하부외측에 설치된 연통공(325)을 통해 냉각방(321)으로 유입되게 된다. 이때 냉각방(321)의 내부벽면과 접촉되면서 내부케이스(320)를 통한 외부케이스(310)로의 열전달이 이루어진다.

냉각방(321)의 공기는 상측에 마련되는 토출공(322)과 외부케이스(310)의 토출구(312)를 거쳐 에어드라이어(200)의 유입유로(211)로 공급되는 것이다.

냉각기(300)로 인해 온도가 저하된 공기는 에어드라이어(200)의 유입유로(211)를 통해 스퀘어시일(231)과 제1필터(221) 그리고 건조제(222)와 제2필터(223)를 통하여 퍼지탱크(250)로 유입된다. 이 필터(221,223) 및 건조제(222)는 압축기(120)에서 토출되는 공기에 함유된 오일과 수분 그리고 이물질을 걸러서 정화 시키는 기능을 하는 것이다. 압축기(120)에서 토출된 공기가 제1필터(221)를 통과하는 동안 공기에 함유된 오일과 수분은 제1필터(221)에서 걸러지게 된다. 그리고 건조제(222)를 통과하면서 건조되고 제2필터(223)를 통과하면서 또 다시 정화된다.

정화된 공기가 퍼지탱크(250)에 완전히 충진되면, 공기의 압력차에 의하여 체크밸브(214)가 하측으로 이동되므로 에어탱크(130)에도 공기가 충진되기 시작한다. 에어탱크(130)에 공기가 완전히 충진되면 압력차에 의하여 가버너피스톤(218)이 우측으로 이동된다. 그러면 공기가 유입방(217)으로 유입되어 연통유로(219)를 통하여 배출방(215)으로 유입된다. 배출방(215)으로 공기가 유입되면 압력차에 의하여 퍼지피스톤(216)이 하측으로 이동하게 되고, 에어탱크(130)에서 하우징(210)으로 유입되는 공기는 하우징(210)과 퍼지피스톤(216)의 틈새를 통하여 댐퍼(240)의 배출공(241)으로 배출되는 것이다. 이때, 퍼지탱크(250)에 충진된 공기도 제2필터(223), 건조제(222) 그리고 제1필터(221)를 통하여 하우징(210)과 퍼지피스톤(216)의 틈새로 배출되며 퍼지탱크(250)내의 공기가 필터 및 건조제(222)를 통하여 하우징(210) 외부로 배출될 때에는 필터에 묻어있는 이물질도 공기와 함께 배출된다.

이상에서 상세히 설명한바와 같이, 본 발명에 따른 브레이크 에어드라이어용 냉각기는, 다수개의 방열판으로 인해 외부로의 열발산이 효과적으로 이루어짐으로써 에어드라이어로 공급되는 공기의 온도 저하가 용이하다. 이로써 에어드라이어의 제습성능을 향상시킬 수 있고 에어드라이어의 내부부품의 열변형을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 압축기의 공기가 유입되도록 마련되는 유입유로와 에어탱크와 연통된 토출유로가 형성된 하우징, 상기 유입유로와 상기 토출유로의 사이에 마련되어 공기에 포함된 이물질을 걸러주는 필터부가 마련된 브레이크 에어드라이어에 있어서,

   상기 압축기와 연통되는 유입구와 상기 유입유로와 연통되는 토출구가 형성되며 외부에는 다수개의 방열판이 적층되는 외부케이스, 상기 외부케이스의 내부에 소정간격 이격되도록 설치되어 외측은 상기 유입구와 연통되고 내측은 상기 토출구와 연통되는 냉각방을 형성하는 내부케이스, 상기 내부케이스의 외측에 설치되어 상기 외부케이스와의 사이를 다단으로 분리시키는 분리막, 상기 분리막에 다수개 마련되어 상기 유입구를 통해 유입된 공기가 이동되는 유동공, 상기 유동공을 통과한 공기가 상기 냉각방으로 유입될 수 있도록 상기 내부케이스에 마련되는 연통공으로 이루어진 냉각기가 마련된 것을 특징으로 하는 브레이크 에어드라이어용 냉각기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 외부케이스의 일측은 내부케이스가 삽입될 수 있도록 개구된 설치공이 마련되어있으며 상기 설치공에는 이를 개폐하도록 커버케이스가 마련된 것을 특징으로 하는 브레이크 에어드라이어용 냉각기.