KR20010114235A - 단일 챔버 공기 건조기에 있어서의 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
차량상의 압축된 공기 시스템에서의 단일 챔버 공기 건조기(SD)에 대해 공기 건조기에서의 건조제를 재생하기 위해 요구된 건조 재생 공기의 량은 결정되어져야 한다. 이는 데이터 관련 시스템 압력(p), 옥외 온도(T) 및 공급된 공기 량이 이 파라미터들에 관하여 공기 건조기에 재생 공기를 공급하는 것을 제어하는, 컴퓨터(ECU)에 연속적으로 제공된다는 점에서 달성될 수 있다.
Description
차량, 일반적으로 트럭 또는 버스의 압축된 공기 시스템은, 습기가 브레이크들, 공기 서스펜션들(air suspensions), 및 도어 오프너들(door openers)과 같은, 차량의 공기 컨슈머들(air consumers)에 대해 해로울 수 있으므로, 보통은 공기로부터 습기를 제거하기 위한 공기 건조기를 포함한다.
압축된 공기 시스템내에 공급된 공기 량은 운전 상태들과 차량 타입에 따라 변한다.
기후 조건들도 이와 같이 공기 건조기에 직접적으로 영향을 주는 공기의 습기 함유량을 상당히 변화시킨다.
또한, 압축된 공기는 그 윤활유(lubricant)에 의해 컴프레서에서 종종 오염되는데, 상기 윤활유는 압축된 공기 시스템에 흐르는 공기를 부분적으로 합치고 공기 건조기내의 건조제(desiccant)를 서서히 저하시킨다.
단일 챔버 공기 건조기의 건조제를 재생시키기 위한 통상적인 방법은 고정된 시간 주기 동안 특별한 재생 탱크를 통해 또는 재생 밸브 개구를 통해, 시스템으로부터 일정한 량의 건조된 공기를 공급받는 것이다.
이 방법은, 공기 재생 량이 공기의 습기 함유량 및 공기 량 처리량에 관하여 건조제 상의 소수의 최악의 부하들을 관리하기 위해 치수가 커져야(over-dimensioned)만 한다는 것을 내포하고 있다.
건조제의 오염은 서서히 용량(capacity)을 감소시켜서, 건조 효과는 충분한 재생 량에도 불구하고 차차 나타나지 않는다.
본 발명은 압축된 공기 시스템내의 단일 챔버 공기 건조기에 있어서 상기 공기 건조기의 건조제(desiccant)를 재생하는데 필요한 건조 재생 공기의 량을 결정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 개략도.
본 발명에 따른 방법에서 요구된 건조 재생 공기의 량을 결정하는 것은, 시스템 압력, 옥외 온도 및 공급된 공기 량에 관한 데이터가 컴퓨터에 연속적으로 제공되며 그 컴퓨터는 이 파라미터들에 관하여 공기 건조기에 재생 공기를 공급하는 것을 제어한다는 점에서 달성된다.
이 방법을 실행하기 위한 장치는 공기 건조기에서 2개의 솔레노이드들을 제어하기 위한 컴퓨터를 가지며, 제 1 솔레노이드는 파일럿 신호를 공기 건조기의 언로더(unloader) 밸브에 제공하고, 제 2 솔레노이드-제 1 솔레노이드 밸브에 종속됨-는 공기 건조기에 공급된 재생 공기의 량을 제어하며, 상기 컴퓨터는 시스템 압력, 옥외 온도 및 공급된 공기 량에 관한 데이터를 연속적으로 수신하기 위해 배치된다.
공기 건조기내의 통상적인 기계/기체(pneumatical) 밸브들 및 때때로 재생태크를 내장 컴퓨터를 통해 제어된 2개의 솔레노이드 밸브들과 대체함으로써, 재생 공기의 가변 량이 생성될 수 있고, 시스템 압력, 온도 및 오염들의 건조 기능에 영향을 미치는 것이 재생 공기를 보다 효율적으로 사용하려는 목적으로 고려될 수 있으며, 이는 건조 기능을 향상시키고, 에너지를 절약하며, 유지보수비를 낮추고, 및 설치비용을 줄일 수 있다.
공기 건조기가 큰 용량을 가지면, 새로운 제어는 차량의 사용을 최적화하기 위한 조건들을 결정할 수 있다. 이는 공기를 재생시키는데 필요한 계산이 메모리에 저장될 수 있다는 것을 의미하며, 그래서 공기 건조기내의 균형이 적정한 시간에 회복될 수 있다. 정규 압력 스팬은 배수(drainage) 및 재생수를 변경시키기 위해 변경될 수 있으며 오염으로 인한 마손(wear)이 고려될 수 있다.
진단 시스템(diagnosis system)이 또한 제공될 수 있으며, 이는 심각한 시스템 고장이 발생할 때 또는 압축된 정보 소모량이 건조 공기가 보장될 수 있는 외부측 한계에 다다를 때 정보를 제공한다.
예를 들어 도로 차량, 주로 트럭 또는 버스에서 공기 브레이크 시스템에 사용되어질 압축된 공기는 사용하기 전에 건조되어야 한다는 것이 기술상 충분히 공지되어 있다. 이는 건조된 공기용의 공기 컴프레서와 공기 컨슈머 또는 탱크 사이의 시스템내에 설치된 공기 건조기에 의해 달성될 수 있다.
건조되어질 공기는 공기 건조기내의 건조제(가능한 한 하나 또는 그 이상의 필터들)를 통해 컴프레서로 이동된다. 어느 정도의 서비스 시간 후에 건조제는 축축해지게 되고 그 건조 기능을 계속할 수 있게 하기 위해 재생되거나 또는 건조되어야 한다. 이 재생은 시스템으로부터 건조된 공기에 의해 수행된다. 본 발명은 이 재생을 제어하는 것에 관한 것이다.
도면에서 단일 챔버 공기 건조기(SD)가 개략적으로 도시된다. 이 공기 건조기가 포함되어 있는 압축된 공기 시스템은 통상적인 것이며 더 이상 기술되지 않을 것이다. 공기 건조기(SD)에서의 재생은 2개의 솔레노이드들(S1 및 S2)을 통해 내장 컴퓨터(ECU)에 의해 제어된다. 제 1 솔레노이드(S1)는 파일럿 신호를 컴프레서 또는 그 클러치에 압축된 공기 신호의 제어를 위해 공기 건조기(SD)의 통상적인 언로더 밸브(unloader valve)에 제공한다. 제 2 솔레노이드(S2)는 공기 건조기에 공급된 재생 공기 량을 제어하며 제 1 솔레노이드(S1)에 따른게 된다.
옥외 온도(T(℃)), 시스템 압력(p(bar)), 시간(t(s)) 및 엔진 또는 얼마간의 컴프레서 회전수에 관한 연속적인 정보는 컴퓨터(ECU)에 공급된다.
컴프레서에서의 공기 흡입구(air intake)가 공기와 함께 엔진을 공급하는, 터보 차저(turbo charger) 뒤에 놓이면, 공기 흐름이 엔진의 공기 소비량에 따르기 때문에, 터보 압력에 관한 정보는 컴퓨터 ECU에 공급될 수 있다.
차량에 대한 데이터 명세는 또한 컴퓨터 ECU에 공급된다. 이러한 데이터는 어느 정도의 압력 레벨들, 컴프레서 데이터 및 컴프레서 회전수들에 대한 한계를 포함한다. 이 데이터는 바람직하게도 단지 한번 공급된다.
차량의 존속 기간(lifetime)동안 또한 보충 데이터는 예를 들어 차량을 서비스할 때 컴퓨터 ECU에 공급될 수 있으며, 예를 들어 차량이 사전에 예상된 방식으로 동작하지 않는 경우, 컴퓨터에서 조절 팩터의 변화를 끌어낼 수 있다.
따라서, 속도, 연료 공급 등에 대한 컴퓨터 ECU 정보가 제공되어질 수 있으며, 그래서 차량의 이용이 최적으로 된다.
컴퓨터 ECU로부터 차량내의 다른 수단에 대한 진단 신호(diagnosis signal)는 예를 들어 시스템 고장, 누설 등에 관해 제공될 수 있다. 임의의 경우에서 진단 신호는 차량의 운전자에게 눈에 보이고 알아들을 수 있는 신호를 보낼 수 있다.
재생을 강행하기 위한 기능 및 불완전한 재생들을 누산하기 위한 기능은 바람직하게도 만족스러운 기능에 대한 보장을 제공한다. 재생 시간을 최대로 누산하기 위한 전제 조건이 결정되었다.
다음의 약자가 사용된다:
- p= 연속적으로 측정된 가변 시스템 압력 (bar)
- p1= 최대 작업 압력(working pressure) (bar)
- p2 = 가변 컷 인(cut-in) 압력 (bar)
- p3 = 명목상의 컷 인 압력 (bar)
- a0 = 대기 압력 (일반적으로 1 atm)
- at = 터보 압력 (atm)
- t1 = S2에 대한 시간 (s)
- tpott = 누산된, 쓰여지지 않은, 이력 재생 시간 (s)
- N1 = 재생이 강행되기 전의 컴프레서 회전수
- N2 = 덮인 컴프레서의 회전수
- N3 = 덮인 컴프레서의 누산된 회전수
- Nnom = 건조제 교환 전에 컴프레서의 미리 결정된 회전수
- U = 컴프레서 량에 대한 상수 (1/rev)
- T = 옥외 온도 (℃)
- W = 조절율, 일반적으로=1
S2를 활성화하기 위한 시간이 다음의 방법으로 결정된다.
t1=f(p, N2, U, T, W)+tpott
가변 컷인 압력이 다음의 방법으로 결정된다.
p2=f(p3, T, N3, Nnom)
재생이 강행되는 회전수가 다음의 방법으로 결정된다.
N1=f(p1, T, U)
N3=Nnom일 때 경고 신호가 발행된다.
현재, 다음의 실제 관계가 사용될 수 있다.
t1=Vreg/Qreg×C×W+tpott
여기서 Vreg는 건조된 압축된 공기의 량에 관한 재생 공기의 이론적 필요성을 나타낸다.
Vreg = at/a0×N2×U/(p+1);
Qreg = 8.5×p/60;
C = 1+0.02T;
W = 1(일반적으로);
p2 = p3+p4+p5
p4 = 0.025T(온도 보상)
p5 = 0.1×N3/Nnom (노화율(ageing factor))
p1-2.5<p2<p1-0.8 (한계)
N1 = 1/U×Qreg×(p+1)×20×C
Qreg×(p+1)×20 = 컴프레서로부터 건조되지 않은 공기의 최대 노말 로드 사이클 20s동안 최대 량
Claims (7)
- 압축된 공기 시스템내의 단일 챔버 공기 건조기(SD)에서 공기 건조기의 건조제를 재생시키는데 요구되는 건조 재생 공기의 량을 결정하기 위한 방법에 있어서,시스템 압력(p), 옥외 온도(T) 및 공급된 공기 량에 관한 데이터가 컴퓨터(ECU)에 연속적으로 제공되며, 상기 컴퓨터는 이들 파라미터들에 관하여 공기 건조기(SD)에 재생 공기를 공급하는 것을 제어하는 것을 특징으로 하는, 방법.
- 제 1 항에 있어서, 재생 시간은 시스템 압력(p), 옥외 온도(T), 컴프레서에 의해 공급된 공기의 량 및 일정한 조절율에 더하여 누산 이력 재생 시간의 함수로서 결정되는 것을 특징으로 하는, 방법.
- 제 2 항에 있어서, 컴프레서에 의해 공급된 공기의 량은 컴프레서의 회전수와 체적/회전으로 표시된 컴프레서 용량을 곱하는 것을 특징으로 하는, 방법.
- 제 1 항에 있어서, 가변 컷인(cut-in) 압력은 공기 건조기의 건조제의 에이징(ageing), 정규 컷인 압력, 옥외 온도의 함수로서 결정되는 것을 특징으로 하는, 방법.
- 제 4 항에 있어서, 건조제의 에이징은 건조제를 교환하기 전에 소정의 컴프레서 회전수에 관하여 컴프레서의 누산된 회전수에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는, 방법.
- 제 1 항에 있어서, 재생이 강행되기 전의 컴프레서의 회전수가 최대 작업 압력, 옥외 온도, 및 회전당 체적에서 컴프레서 용량(capacity)의 함수로 결정되는 것을 특징으로 하는, 방법.
- 청구항 제 1 항의 방법을 실행하기 위한 장치에 있어서, 공기 건조기(SD)에서 2개의 솔레노이드들(S1, S2)을 제어하기 위한 컴퓨터(ECU)를 포함하며, 제 1 솔레노이드(S1)는 파일럿 신호를 공기 건조기의 언로더 밸브에 제공하며, 제 2 솔레노이드(S2)-제 1 솔레노이드 밸브에 종속됨-는 공기 건조기에 공급된 재생 공기의 량을 제어하고, 컴퓨터는 시스템 압력(p), 옥외 온도(T) 및 공급된 공기 량에 관한 데이터를 연속적으로 수신하기 위해 배치되는 것을 특징으로 하는, 장치.
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