KR200387397Y1 - 차량의 에어공급시스템 동결방지장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량의 에어공급시스템 동결방지장치에 관한 것으로, 본 고안의 목적은 압축공기가 흐르는 배관상에 동결방지장치를 장착시켜 동절기에 발생할 수 있는 배관의 동결로 인한 사고를 미연에 예방할 수 있는 차량의 에어공급시스템 동결방지장치를 제공하는데 있다.

이를 위한 본 고안에 따른 차량의 에어공급시스템 동결방지장치에 의하면, 압축공기를 발생시키는 공기압축기와, 발생된 압축공기를 저장하는 에어탱크와, 저장된 압축공기가 배관을 타고 공급되어 이를 이용하는 차량의 에어공급시스템에 있어서, 상기 공기압축기와 에어탱크에 연결된 배관 라인으로는 압축된 공기가 인입된 후 인출되는 하우징이 장착되어 있고, 상기 하우징과 배관 내부의 압축공기가 일정한 온도 이하로 하강하는 것을 감지하고, 압축공기가 일정한 온도 이하로 하강되었을 경우 압축공기를 예열시켜 배관의 동결을 방지하는 동결방지수단이 내설되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 에어공급시스템 동결방지장치{Air supply system for freezing prevention of vehicle}

본 고안은 자동차의 보조동력장치로서 사용하는 에어공급시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동절기에 발생하는 차량의 에어공급시스템 동결방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량 특히, 버스, 트럭 등의 대형차량과 특장차에 적용되는 에어브레이크, 냉동기용 압축기 등은 공기압축기로부터 압축공기를 공급받아 보조동력원으로 사용한다.

이러한 보조동력원으로 사용되는 일예로서, 버스, 트럭 또는 특장차에 장착되어 압축공기를 보조동력원으로 사용하는 에어브레이크의 개략적인 구성이 도 1에 도시되어 있다.

보조동력원인 압축공기를 발생하기 위한 공기압축기(1)는 미도시된 차량동력장치(PTO)로부터 동력을 인출받아 작동하여 압축공기를 발생시킨다.

발생된 압축공기는 배관(2)을 따라 이동하여 에어탱크(3)에 모이게되고, 차량의 내부에 장착된 브레이크페달(4)을 밟으면 릴레이밸브(5)가 작동되어 압축공기 공급포트가 열려 에어탱크(3)로부터 가해지는 압축공기를 브레이크(6)로 공급하여 이를 작동시켜 제동을 수행한다.

한편, 브레이크페달(4)에서 발을 떼면 릴레이밸브(5)를 폐쇄되고, 공급된 압축공기는 소멸되어 브레이크(6)는 제동력을 상실하게된다.

또한, 도시하지는 않았으나 특장차에 장착되는 냉동기용 압축기 역시 위와 같은 기본적인 작동을 수행하여 압축공기를 공급하여 소정의 작업을 수행함이 일반적이다.

그러나, 위와 같은 장치들은 차량의 내부에 장착될 수도 있으나 통상 차량의 외부에 장착됨이 일반적이고, 이로 인해 동절기에는 배관(2)에 남아있는 압축공기가 결빙되는 문제점이 발생되었다.

따라서, 운전자는 결빙된 압축공기를 해빙시키기 위하여 차량을 상당한 시간동안 공회전시켜야 하고, 이로 인한 주변의 소음 또는 매연으로 인한 공해를 유발하는 문제점이 지적되었다.

또한, 현실적으로 배관이 동결된 상태에서 운전하거나 운전중 배관의 동결은 차량의 제동상태에 치명적인 문제점을 발생시켰고, 이로 인한 사고는 사회적 물의를 일으키는 원인이 되었다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 압축공기가 흐르는 배관상에 동결방지장치를 장착시켜 동절기에 발생할 수 있는 배관의 동결로 인한 사고를 미연에 예방할 수 있는 차량의 에어공급시스템 동결방지장치를 제공하는데 있다.

하나의 바람직한 실시 양태에 있어서 본 고안에 따른 차량의 에어공급시스템 동결방지장치는, 전술한 문제를 모두 해소하고 차량의 예열시 이와 연동되도록 하나 이상의 글로우플러그와 온도감지센서를 장착시켜 배관의 동결을 방지한다.

본 고안의 글로우플러그에 있어서는 시동시 기동 전동기와 연동되는 릴레이와 연결되어 있고, 릴레이는 축전지에 양극으로 연결되어 있으며, 배관은 마이너스 접지되어 있다.

본 고안의 온도감지센서는 배관의 내부의 온도를 측정한 후 센서릴레이를 작동시키는 역할을 수행하고, 이는 중앙제어장치(ECU)에 연결되어 있다.

본 고안의 다른 목적은 이들 글로우플러그와 온도감지센서가 장착되고, 배관과 연결되며, 압축공기가 흐르는 하우징을 제공하여 센싱 또는 예열 품질의 한계를 극복할 수 있다.

본 고안의 또 다른 목적 및 효과는 이하의 상세한 설명으로부터 명확하게 되고, 본 고안의 바람직한 실시예를 나타내는 상세한 설명 및 실시예는 본 고안의 범주를 제한하는 것이 아니다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 압축공기를 발생시키는 공기압축기와, 발생된 압축공기를 저장하는 에어탱크와, 저장된 압축공기가 배관을 타고 공급되어 이를 이용하는 차량의 에어공급시스템에 있어서, 상기 공기압축기와 에어탱크에 연결된 배관 라인으로는 압축된 공기가 인입된 후 인출되는 하우징이 장착되어 있고, 상기 하우징과 배관 내부의 압축공기가 일정한 온도 이하로 하강하는 것을 감지하고, 압축공기가 일정한 온도 이하로 하강되었을 경우 압축공기를 예열시켜 배관의 동결을 방지하는 동결방지수단이 내설되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 동결방지수단은 하우징의 내부에 잔류하고 있는 압축공기의 온도를 감지하여 4℃ 이하로 하강할 때 이를 전기적인 신호로 변환하는 온도감지센서와, 상기 감지된 온도감지센서의 전기적인 신호에 의해 일정한 시간동안 적열된 후 상기 하우징 내부의 압축공기를 상승시키는 글로우플러그를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 동결방지수단은 상기 온도감지센서의 전기적인 신호를 인가 받은 후 작동신호로 변환하는 중앙제어장치와 상기 중앙제어장치의 작동신호를 인가받아 상기 글로우플러그에 적열신호를 보내는 릴레이를 더 포함한다.

또한, 상기 온도감지센서는 바이메탈이 적용된 센서인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 온도감지센서는 4℃ 이상을 감지하는 경우 전기적인 신호를 차단하여 상기 글로우플러그의 적열을 차단하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징의 인출구로는 압축공기의 역류를 방지하는 체크밸브가 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 먼저, 도면에 걸쳐 기능적으로 동일하거나, 유사한 부분에는 동일한 부호를 부여한다.

도 2는 본 고안에 따른 차량의 에어공급시스템 동결방지장치가 차량의 에어공급시스템상에 연결된 것을 보인 도면이고, 도 3은 본 고안에 따른 차량의 에어공급시스템 동결방지장치를 분해하여 보인 분해사시도이다.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 고안의 일실시예에 따른 차량의 에어공급시스템 동결방지장치는 압축공기를 발생시키는 공기압축기(10)와, 발생된 압축공기를 저장하는 에어탱크(20)와, 저장된 압축공기가 배관(30)을 타고 공급되어 이를 이용하는 차량의 에어공급시스템에 있어서, 상기 공기압축기(10)와 에어탱크(20)에 연결된 배관(30) 라인으로는 압축된 공기가 인입된 후 인출되는 하우징(42)이 장착되어 있고, 상기 하우징(42)과, 배관(30) 내부의 압축공기가 일정한 온도 이하로 하강하는 것을 감지하고, 압축공기가 일정한 온도 이하로 하강되었을 경우 압축공기를 예열시켜 배관(30)의 동결을 방지하는 동결방지수단(40)이 내설되어 있다.

공기압축기(10)는 내부에 피스톤이 왕복운동하여 압축공기를 생성하는 것을 특징으로 하고, 일정한 압력 이상으로 상승할 때에는 이를 배출하는 공지의 안전밸브를 포함하고 있다.

이러한 공기압축기(10)는 차량의 동력인출장치(PTO)와 연결되어 있고, 이를 통해 구동되어 압축공기를 발생시킨다.

공기압축기(10)에 의해서 발생된 압축공기는 배관(30)을 따라 흐르고, 일정한 체적을 가지고 있는 에어탱크(20)로 인입된다.

인입된 후 배출명령에 따라 배출된 압축공기는 다시 배관(30)을 따라 흐르고, 배출명령을 내리는 브레이크페달(50)을 통과한 후 배관(30)에 연속되어 연결된 브레이크(60)에 공급된다.

이러한 작용을 수행하는 에어탱크(20)는 차량의 배기량에 비례하는 체적을 가지고 있어야 하며, 압축공기를 견딜 수 있도록 설계되어야 한다.

배관(30)은 전술한 공기압축기(10), 에어탱크(20), 브레이크페달(50), 브레이크(60)에 연결되어 있고, 이것 역시 압축공기가 흐르므로 내압에 견딜 수 있도록 설계되어야 한다.

역시 본 고안의 일실시예에 의한 장착위치로서 공기압축기(10)와 에어탱크(20)에 연결된 배관(30) 라인으로는 압축된 공기가 인입된 후 인출되는 하우징(42)이 장착되어 있다.

하우징(42)에는 공기압축기(10)로부터 공급된 압축공기기 입입되는 인입구(42a)가 일측에 형성되어 있으며, 압축공기가 배출되는 인출구(42b)가 주위의 다른면 중 어느 하나에 형성되어 있다.

하우징(42)은 일실시예 불과하지만 육면체로 형성되어 있고, 전술한 인입구(42a)에는 배관(30)과 연결되는 니플(43)이 체결되어 있고, 인출구(42b)에는 체크밸브(44)가 체결되어 있으며, 내부는 서로 관통되어 있다.

체크밸브(44)는 다시 배관(30)으로 연결되어 압축공기를 에어탱크(20)로 공급하며, 일단 공급된 압축공기의 역류를 방지한다.

다시 하우징(42)에는 내부를 흐르는 압축공기가 일정한 온도 이하로 하강하는 것을 감지하고, 압축공기가 일정한 온도 이하로 하강되었을 경우 압축공기를 예열시켜 하우징(42)과 배관(30)의 동결을 방지하는 동결방지수단(40)이 내설되어 있다.

동결방지수단(40)은 전술한 바와 같이 동절기에 발생할 수 있는 압축공기의 동결을 방지하여 원활한 압축공기를 공급시키기 위한 장치로서, 일정한 온도 바람직하게는 4℃ 이하의 범위에서 작동하여 적열을 수행하도록 한다.

이를 위한 동결방지수단(40)은 하우징(42) 또는 배관(30)의 내부에 잔류하고 있는 압축공기의 온도를 감지하여 4℃ 이하로 하강할 때, 이를 전기적인 신호로 변환하는 온도감지센서(45)가 하우징(42)의 일측에 체결되어 있다.

온도감지센서(45)는 차량에서 공급하는 전압과 동일한 12V, 버스나 대형트럭의 경우 24V의 전압으로 작동하고, 측정하는 온도범위는 4℃ 이하가 바람직하다.

특히 본 고안에 따른 온도감지센서(45)는 판스프링에 바이메탈을 붙여 사용하는 바이메탈 타입이 적용되며, 이러한 바이메탈의 변형을 이용하여 접점의 단락으로 인한 전기적인 신호를 보낸다.

전기적인 신호는 차량에 통상적으로 장착되어 있는 중앙제어장치(ECU)로 보내지고, 중앙제어장치는 이를 미도시된 축전기와 연결된 릴레이(46)로 보내며, 릴레이(46)는 글로우플러그(47)를 예열시킨다.

글로우플러그(47)는 하우징(42)의 일측에 체결되어 있으며, 온도감지센서(45)의 전기적인 신호에 의해 일정한 시간동안 적열된 후 하우징(42)과 배관(30) 내부의 압축공기 온도를 상승시키는 역할을 수행한다.

글로우플러그(47)는 미도시된 축전기와 플러스극으로 연결되어 순간적으로 적열되며, 이는 하우징(42)과 배관(30)에 전열시킨다.

릴레이(46)는 전술한 온도감지센서(45)의 전기적인 신호를 받은 중앙제어장치(ECU)의 제어명령을 수신한다. 수신된 제어명령은 글로우플러그(47)에 양호한 적열상태를 유지하도록 여기에 연결된 다른 장치, 예를 들면 기동 전동기 등으로 공급되는 전압 손실을 방지하여 글로우플러그(47)가 양호한 적열상태를 유지하도록 회로를 절환시키는 역할을 수행한다.

따라서, 배관(30)과 하우징(42) 내에 충진되어 있는 압축공기를 수시로 감지하여 일정한 온도 이하로 하강하는 경우 압축공기를 상승시켜 동절기 압축공기의 동결로 인한 차량 에어공급시스템의 오작동을 예방한다.

다음에는 이러한 차량의 에어공급시스템 동결방지장치의 작동과정 및 이에 따른 효과를 상세히 설명한다.

일실시예에 불과하지만 동절기에 시동을 거는 상태를 가정한다. 동절기에는 에어공급시스템에 잔류하고 있는 압축공기가 배관(30)의 내부에서 동결된 상태로 시동전까지 존재하고 있음이 일반적이다.

특히 에어공급시스템은 전술한 바와 같이 에어브레이크를 작동시키는 중요한 장치이고, 에어브레이크를 작동시키는 요소인 압축공기가 동결되어 있다는 것은 순간적인 제동력을 발휘할 수 없다는 것을 의미한다.

따라서, 이는 대형사고와 직결됨은 두말할 필요도 없다. 이를 방지하기 위한 본 고안에 따른 차량의 에어공급시스템 동결방지장치는 먼저, 미도시된 차량의 시동키를 온(ON)시킨다.

온된 시동키는 먼저 엔진의 미도시된 예열플러그를 가열하여 차량의 시동성을 원활히 수행하도록 한다.

이때, 시동키는 중앙제어장치(ECU)를 통해 하우징(42)에 체결되어 있는 온도감지센서(45)로부터 현재 배관(30) 내부의 온도정보를 인식하게 된다.

인식된 온도정보가 4℃ 이하로 감지되었을 경우 중앙제어장치(ECU)는 글로우플러그(47)를 적열시키기 위하여 릴레이(46)로 신호를 보내게 된다.

여기에서 릴레이(46)는 예열릴레이이다. 글로우플러그(47)를 적열시키기라는 명령을 수신한 릴레이(46)는 글로우플러그(47)로 전류를 흐르게 하여 내부에 설치된 히트코일(미도시)를 적열시킨다.

적열된 글로우플러그(47)는 순간적으로 온도가 상승하여 하우징(42)과 배관(30)으로 전열된 후 하우징(42)과 배관(30) 내부의 온도를 상승시킨다.

이때, 하우징(42)과 배관(30)에 충진되어 있는 압축공기는 4℃ 이상으로 상승되면 릴레이(46)는 단락되어 글로우플러그(47)로 흐르는 전류를 차단하여 상승된 온도상태를 유지하도록 한다.

그리고 이러한 온도감지센서(45), 릴레이(46)와 글로우플러그(47) 때문에, 동결된 압축공기는 시동키는 온시킴과 동시에 해동된다.

즉, 전기 설명으로부터 명확해지듯이, 이 고안은 동절기에 발생되는 차량 에어공급시스템의 동결을 방지하여 동절기 차량을 세워둔 후 재시동시 일반적으로 수행하는 엔진의 공회전을 방지할 수 있다.

본 고안은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하는 일없이, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에, 전술한 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며, 한정적으로 해석해서는 안된다. 본 고안의 범위는 실용신안등록청구의 범위에 의해서 나타내는 것으로써, 명세서 본문에 의해서는 아무런 구속도 되지 않는다. 다시, 실용신안등록청구범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은, 모두 본 고안의 범위 내의 것이다.

본 고안에 있어서, 그 밖에 여러 가지 변형예가 가능한 것은 말할 것도 없다. 예를 들면, 필요에 따라서 온도감지센서(45)의 감지온도를 영하의 기준으로 설정할 수도 있고, 바이메탈 타입이 아닌 저항식, 정자강식 등의 공지의 온도감지센서류를 적용할 수도 있다. 또한 대형차량인 경우 글로우플러그(47)를 하나 이상으로 적용하는 것도, 본 고안으로부터 일탈하는 것은 아니다. 따라서, 본 고안의 참정신 및 범위내에 존재하는 변형예는, 모두 실용신안등록청구의 범위에 포함되는 것이다.

이 명세서에서 말하는 차량의 에어공급시스템은, 가장 넓은 의미로 사용되고 있고, 즉 넓게 에어브레이크 장치 내지 냉동차의 압축기 등에 적용될 수 있는 모든 에어공급장치를 지칭하는 것으로써, 단지 전술한 에어브레이크에만 한정하는 것은 아니다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 차량의 에어공급시스템 동결방지장치에 의하면, 압축공기가 흐르는 배관상에 동결방지장치를 장착시켜 동절기에 발생할 수 있는 배관의 동결로 인한 사고를 미연에 예방할 수 있는 효과가 발생하여 차량에 장착되는 에어공급시스템의 신뢰성이 월등하게 향상되는 작용효과가 있다.

도 1은 일실시예에 의한 통상의 차량 에어공급시스템의 개략적인 구성도.

도 2는 본 고안에 따른 차량의 에어공급시스템 동결방지장치가 차량의 에어공급시스템상에 연결된 것을 보인 도면.

도 3은 본 고안에 따른 차량의 에어공급시스템 동결방지장치를 분해하여 보인 분해사시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10: 공기압축기 20: 에어탱크

30: 배관 40: 동결방지수단

42: 하우징 42a: 인입구

42b: 인출구 43: 니플

44: 체크밸브 45: 온도감지센서

46: 릴레이 47: 글로우플러그

50: 브레이크페달 60: 브레이크

Claims (6)

1. 압축공기를 발생시키는 공기압축기와, 발생된 압축공기를 저장하는 에어탱크와, 저장된 압축공기가 배관을 타고 공급되어 이를 이용하는 차량의 에어공급시스템에 있어서, 상기 공기압축기와 에어탱크에 연결된 배관 라인으로는 압축된 공기가 인입된 후 인출되는 하우징이 장착되어 있고, 상기 하우징과 배관 내부의 압축공기가 일정한 온도 이하로 하강하는 것을 감지하고, 압축공기가 일정한 온도 이하로 하강되었을 경우 압축공기를 예열시켜 배관의 동결을 방지하는 동결방지수단이 내설되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 에어공급시스템 동결방지장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 동결방지수단은 하우징의 내부에 잔류하고 있는 압축공기의 온도를 감지하여 4℃ 이하로 하강할 때 이를 전기적인 신호로 변환하는 온도감지센서와, 상기 감지된 온도감지센서의 전기적인 신호에 의해 일정한 시간동안 적열된 후 상기 하우징 내부의 압축공기를 상승시키는 글로우플러그를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 에어공급시스템 동결방지장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 동결방지수단은 상기 온도감지센서의 전기적인 신호를 인가 받은 후 작동신호로 변환하는 중앙제어장치와 상기 중앙제어장치의 작동신호를 인가받아 상기 글로우플러그에 적열신호를 보내는 릴레이를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 에어공급시스템 동결방지장치.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 온도감지센서는 바이메탈이 적용된 센서인 것을 특징으로 하는 차량의 에어공급시스템 동결방지장치.
5. 제 2항에 있어서.

   상기 온도감지센서는 4℃ 이상을 감지하는 경우 전기적인 신호를 차단하여 상기 글로우플러그의 적열을 차단하는 것을 특징으로 하는 차량의 에어공급시스템 동결방지장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 하우징의 인출구로는 압축공기의 역류를 방지하는 체크밸브가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 에어공급시스템 동결방지장치.