KR20070002264A

KR20070002264A - 자동차용 에어라인의 구조 및 빙결방지밸브

Info

Publication number: KR20070002264A
Application number: KR1020050057695A
Authority: KR
Inventors: 진성국
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2007-01-05

Abstract

본 발명은 자동차용 에어라인의 구조 및 빙결방지밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압축공기를 이용한 차량에서 에어라인에 포함된 수분이 응축되어 빙결되는 것을 방지하기 위해 빙결방지밸브를 추가 구성하되, 동절기에만 에어라인에 에탄올을 투입하여 응축수의 어는점을 내려가게 하여 빙결을 방지함으로써, 차량 정비회수의 감소로 비용원가를 절감할 수 있도록 한 자동차용 에어라인의 구조 및 빙결방지밸브에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 상기 에어드라이어와 제1 및 제2에어탱크를 연결하는 파이프라인에 빙결방지밸브를 설치하고, 제1에어탱크의 압력이 소정치에 도달하면 상기 빙결방지밸브의 내부에 저장된 에탄올이 에어드라이어와 제1에어탱크를 연결하는 파이프라인에 투입되도록 하는 자동차용 에어라인의 구조 및 빙결방지밸브를 제공한다.

에어콤프레셔, 에어드라이어, 에어탱크, 빙결방지밸브, 파이프라인

Description

자동차용 에어라인의 구조 및 빙결방지밸브{Air line's structure and anti-icer valve}

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 에어라인의 구조를 나타내는 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 빙결방지밸브를 나타내는 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 빙결방지밸브의 작동상태도.

도 3a는 전환밸브에 의해 도 3의 빙결방지밸브의 기능이 차단된 상태를 나타타내는 작동상태도.

도 4는 종래의 자동차용 에어라인의 구조를 나타내는 개략도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 에어콤프레셔 12 : 에어드라이어

14 : 제1에어탱크 16 : 제2에어탱크

18 : 파이프라인 20 : 빙결방지밸브

22 : 저장탱크 22a : 에탄올 주입구

22b : 에탄올 24 : 배관연결부

24a : 피스톤 통로 24b : 에탄올 주입통로

26 : 제1연결포트 28 : 피스톤

28a : 단턱 28b : 에어삽입홈

30 : 제1리턴스프링 32 : 전환밸브

34 : 제2연결포트 36 : 분사밸브

38 : 제2리턴스프링

일반적으로, 압축 공기를 이용한 차량에서 도 4에 도시한 바와 같이 에어콤프레셔에서 생성된 압축공기가 에어드라이어를 거쳐 제1 및 제2에어탱크(14,16)로 동시에 전달된다.

상기 제1에어탱크(14)의 압력이 소정치에 도달하게 되면 더 이상 압력이 전달되지 않고, 이때 제2에어탱크(16)에 있는 공기가 에어드라이어(12)로 역류하여, 이 에어드라이어(12)에 쌓인 수분을 대기로 방출한다. 이때, 상기 수분은 에어드라 이어(12)의 하단에 형성된 배기포트를 통해 배출된다.

그러나, 상기 에어콤프레셔에서 생성된 압축공기를 사용함에 따라 에어드라이어가 성능을 발휘하지 못할 경우, 수분이 제1탱크로 동시에 전달되며, 특히 동절기에 수분이 결빙되어 제동 성능을 발휘하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 에어드라이어와 제1 및 제2에어탱크를 연결하는 파이프 라인에 빙결방지밸브를 추가하여 구성하되, 제2에어탱크의 압력이 소정치 이상일 경우 빙결방지밸브에 의해 제1에어탱크와 에어드라이어를 연결하는 파이프라인으로 에탄올을 투입함으로써, 응축수의 어는점을 내려가게 하여 동절기에 제1탱크의 수분이 빙결되는 것을 방지할 수 있도록 한 자동차용 에어라인의 구조 및 빙결방지밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 에어콤프레셔에서 압축된 공기가 에어드라이어를 거쳐 제1 및 제2에어탱크로 동시에 전달되는 차량용 에어라인의 구조에 있어서,

상기 에어드라이어와 제1 및 제2에어탱크를 연결하는 파이프라인에 빙결방지밸브를 설치하고, 제2에어탱크의 압력이 소정치에 도달하면 상기 빙결방지밸브의 내부에 저장된 에탄올이 에어드라이어와 제1에어탱크를 연결하는 파이프라인에 투 입되도록 하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 구현예로서, 상기 빙결방지밸브는 :

상부에 주입구가 형성되며 소정량의 에탄올을 저장하는 저장탱크와; 상기 에어드라이어와 제1 및 제2에어탱크에 연결되도록 상기 저장탱크의 하부에 결합된 배관연결부; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 배관연결부의 내부에는 피스톤이 상하운동가능하게 형성된 피스톤 통로와; 상기 제2에어탱크와 연결되도록 상기 피스톤 통로와 연통되는 제1연결포트와; 상기 저장탱크에서 에탄올이 피스톤 하부로 유입되도록 상기 피스톤 통로와 연통되게 형성된 에탄올 주입통로와; 상기 피스톤에 의해 관통되도록 상기 피스톤 통로에 내장된 제1리턴스프링과; 상기 피스톤 통로와 연통되고, 상기 에어드라이어와 제1에어탱크을 연결하도록 상기 배관연결부의 하단부에 형성된 제2연결포트와; 상기 피스톤 통로의 출구를 개폐하도록 상기 연결포트의 내부에 설치된 분사밸브와; 상기 분사밸브의 하단에 부착된 제2리턴스프링; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배관연결부의 내부에는 전환밸브가 상기 피스톤을 하강이동시켜 피스톤 통로의 출구를 차단하도록 상기 피스톤의 상단부에 회전가능하게 축설된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 피스톤의 내부에 공기가 삽입될 수 있도록 축방향으로 형성된 에어삽입홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 자동차용 에어라인의 구조를 나타내는 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 빙결방지밸브를 나타내는 단면도이다.

본 발명은 자동차용 에어라인의 구조에서 에어드라이어(12)와 제1 및 제2에어탱크(14,16)를 연결하는 파이프라인(18)에 빙결방지밸브(20)를 설치하고, 이 빙결방지밸브(20)에 의해 에어라인에 에탄올(22b)을 투입함으로써, 공기중에 포함된 수분이 응축되어 빙결되는 것을 방지할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 압축공기를 이용한 차량에서 에어라인은 엔진 흡기부와 연결된 에어콤프레셔(10)와, 이 에어콤프레셔(10)에서 압축된 공기를 건조하는 에어드라이어(12)와, 이 에어드라이어(12)와 연결되어 압축공기를 저장하는 제1 및 제2에어탱크(14,16)와, 이 장치들을 각각 연결하는 파이프라인(18)으로 구성되어 있다.

여기서, 본 발명에 따른 빙결방지밸브(20)는 에탄올(22b)을 저장 및 보충하는 저장탱크(22)와, 에어드라이어(12)와 제1 및 제2에어탱크(14,16)를 연결하는 배관연결부(24)로 구성되어 있다.

상기 저장탱크(22)는 1.2 리터의 에탄올(22b)을 수용할 수 있고, 약 3일 내지 15일 사용할 수 있는 용량으로서 2000회 분사가능하다. 이때, 이 저장탱크(22)의 상부에는 에탄올 주입구(22a)가 형성되어 이 주입구를 통해 보충할 수 있다.

상기 배관연결부(24)는 저장탱크(22)의 하부에 결합되고, 외부에는 제1 및 제2에어탱크(14,16)와 에어드라이어(12)를 연결하는 제1 및 제2연결포트(26,34)가 각각 형성되어 있다.

또한, 상기 배관연결부(24)의 내부에는 피스톤 통로(24a)가 형성되어, 일측으로는 제2에어탱크(16)를 연결하는 제1연결포트(26)와 연통되고, 하부로는 피스톤(28)이 상하운동가능하다.

상기 피스톤(28)은 원통형상으로 피스톤 통로(24a)에 수직방향으로 장착되고, 이 피스톤(28)의 중심부에는 압축공기를 수용할 수 있는 에어삽입홈(28b)이 축방향으로 오목하게 형성된다.

이때, 이 피스톤(28)의 상단에서 아래로 일정거리에 위치한 피스톤(28)의 외표면에는 원주방향으로 단턱(28a)이 돌출형성되며, 이 단턱(28a)의 하단부에서 피스톤(28)의 상단부보다 상대적으로 작은 직경으로 연장형성된다.

따라서, 상기 단턱(28a)이 피스톤 통로(24a)를 따라 상하 슬라이드 되면서 상하공간을 구분하도록 밀폐하게 되고, 이 단턱(28a)의 하부로 제1리턴스프링(30)이 피스톤(28)에 삽입되어 그 하단부가 피스톤 통로(24a)에 안착되게 된다.

상기 피스톤(28)의 상부에는 반원형의 전환밸브(32)가 외부에서 수동조작가능하도록 회전가능하게 축설되어, 이 전환밸브(32)를 대략 90°회전시키면 피스톤(28)의 상단면을 가압하게 되어 피스톤(28)의 하단부가 피스톤 통로(24a)의 출구에 밀착되게 된다.

또한, 상기 배관연결부(24)의 내부에는 에탄올(22b) 주입통로(24b)가 피스톤 통로(24a)와 별도로 형성되어, 이 에탄올(22b) 주입통로(24b)의 상단부는 상기 저장탱크(22)와 연통되고, 그 하단부는 피스톤 통로(24a)의 하단부와 연통되어 있다.

또한, 상기 배관연결부(24)의 하단부에는 상기 피스톤 통로(24a)의 하단부와 연통되도록 제2연결포트(34)가 일체로 형성되어, 상기 에어드라이어(12)와 제1에어탱크(14)를 연결하게 된다.

이 제2연결포트(34)의 일단부는 에어드라이어(12)와 연결하는 파이프라인(18)과 연결되고, 제2연결포트(34)의 타단부는 제1에어탱크(14)와 연결하는 파이프라인(18)과 연결되어 있다.

또한, 이 제2연결포트(34)의 내부에는 "T"형 분사밸브(36)가 설치되고, 이 분사밸브(36)의 하부에는 제2리턴스프링(38)이 부착되어, 분사밸브(36)가 피스톤 통로(24a)의 출구의 하부에서 상하운동하도록 되어 있다.

이와 같은 구성에 의한 본 발명에 따른 빙결방지밸브의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 동절기에 압축공기 중에 포함된 수분이 응축되어 빙결되는 것을 방지하기 위해 빙결방지밸브(20)를 사용하고, 이 빙결방지밸브(20)의 작동사이클은 다음과 같다.

① 대기상태 : 에어콤프레셔(10)에서 압축된 공기가 에어드라이어(12) 및 빙결방지밸브(20)를 거쳐 제1 및 제2에어탱크(14,16)로 동시에 전달된다.(도 3 (a) 참조)

이때, 제2에어탱크(16)의 압력은 0bar ∼ 6bar이고, 피스톤(28)은 초기위치즉 피스톤의 상단면이 전환밸브(32)의 직경면과 밀착된 상태이고, 분사밸브(36)는 닫힌상태이고, 에탄올(22b)은 대기상태이다.

② 에탄올(22b) 분사 : 제2에어탱크(16)의 압력이 소정치에 도달하게 되면 더 이상 압력이 전달되지 않고, 제2에어탱크(16)에 있는 공기가 에어드라이어(12)로 역류하게 된다.(도 3 (b) 참조)

이때, 상기 제2에어탱크(16)의 압력이 6bar 이상 도달하면 제1연결포트(26)를 통해 유입된 압축공기가 피스톤 통로(24a)로 유입되어 전환밸브(32)의 하단면과 피스톤(28)의 상단면 사이의 틈새를 통과하게 된다.

이와 동시에, 상기 압축공기가 피스톤(28)의 에어삽입홈(28b)에 삽입되어 피스톤(28)이 하강하게 되고, 에탄올(22b) 주입통로(24b)를 통해 피스톤 통로(24a)로 유입된 에탄올(22b)은 피스톤(28)에 의해 피스톤 통로(24a)의 하단부에 형성된 출구로 밀려서 상기 분사밸브(36)의 상단면을 가압하게 된다.

상기 에탄올(22b)의 가압력에 의해 분사밸브(36)는 하강이동되어 제2연결포트(34) 내부로 분사되게 된다. 이때, 제2연결포트(34)의 내부에는 에어콤프레셔(10)에서 압축된 공기가 에어드라이어(12)에서 제1에어탱크(14)로 흐르고 있어 상기 에탄올(22b)은 상기 압축공기와 혼합된다.

③ 피스톤 복귀 : 상기 제2에어탱크(16)에 저장된 공기가 역류하여 에어드라이어(12)에 축적된 수분을 에어드라이어(12)의 하단부에 형성된 배기포트를 통해 대기로 배출된다.(도 3 (c) 참조)

이때, 제2에어탱크(16)의 압력은 0bar로 떨어지고, 피스톤(28)은 제1리턴스프링(30)에 의해 초기위치로 복귀하고, 분사밸브(36)는 제2리턴스프링(38)에 의해 닫히게 되고, 에탄올(22b)은 다시 피스톤 통로(24a)에 충진되게 된다.

따라서, 공기중에 포함된 수분과 에탄올(22b)이 혼합되어 응축수의 어는점을 내려가게 함으로써 동절기에도 수분이 빙결되는 것을 방지할 수 있다.

도 3a는 전환밸브에 의해 도 3의 빙결방지밸브의 기능이 차단된 상태를 나타타내는 작동상태도이다.

도 3a에 도시한 바와 같이, 동절기가 아닌 평상시에는 상기 전환밸브(32)를 외부에서 조작하여 상기 빙결방지밸브(20)의 작동을 차단할 수 있다.

즉, 상기 전환밸브(32)를 대략 90°회전시키게 되면, 이 전환밸브(32)가 피스톤(28)의 상단면을 가압하게 되고, 이 가압력에 의해 피스톤(28)의 하단부는 피스톤 통로(24a)의 출구를 막음과 동시에 고정되게 된다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 에어라인의 구조 및 빙결방지밸브에 의하면, 빙결방지밸브에 의해 에어라인에 에탄올을 투입하여 압축공기 중에 포함된 수분의 어는점을 내려가게 함으로써, 동절기에 수분이 빙결되는 것을 방지할 수 있고, 동절기가 아닌 평상시에 전환밸브로 피스톤을 고정시켜 빙결방지밸브의 기능을 차단함으로써, 자동차의 정비회수를 감소시키고 원가를 절감할 수 있다.

Claims

에어콤프레셔에서 압축된 공기가 에어드라이어를 거쳐 제1 및 제2에어탱크로 동시에 전달되는 차량용 에어라인의 구조에 있어서,

상기 에어드라이어와 제1 및 제2에어탱크를 연결하는 파이프라인에 빙결방지밸브를 설치하고, 제2에어탱크의 압력이 소정치에 도달하면 상기 빙결방지밸브의 내부에 저장된 에탄올이 에어드라이어와 제1에어탱크를 연결하는 파이프라인에 투입되도록 하는 것을 특징으로 하는 자동차용 에어라인의 구조 및 빙결방지밸브.
청구항 1 에 있어서, 상기 빙결방지밸브는 :

상부에 주입구가 형성되며 소정량의 에탄올을 저장하는 저장탱크와;

상기 에어드라이어와 제1 및 제2에어탱크에 연결되도록 상기 저장탱크의 하부에 결합된 배관연결부;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 에어라인의 구조 및 빙결방지밸브.
청구항 2에 있어서, 상기 배관연결부의 내부에는 피스톤이 상하운동가능하게 형성된 피스톤 통로와;

상기 제2에어탱크와 연결되도록 상기 피스톤 통로와 연통되는 제1연결포트와;

상기 저장탱크에서 에탄올이 피스톤 하부로 유입되도록 상기 피스톤 통로와 연통되게 형성된 에탄올 주입통로와;

상기 피스톤에 의해 관통되도록 상기 피스톤 통로에 내장된 제1리턴스프링과;

상기 피스톤 통로와 연통되고, 상기 에어드라이어와 제1에어탱크을 연결하도록 상기 배관연결부의 하단부에 형성된 연결포트와;

상기 피스톤 통로의 출구를 개폐하도록 상기 연결포트의 내부에 설치된 분사밸브와;

상기 분사밸브의 하단에 부착된 제2리턴스프링;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 에어라인의 구조 및 빙결방지밸브.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 배관연결부의 내부에는 전환밸브가 상기 피스톤을 하강이동시켜 피스톤 통로의 출구를 차단하도록 상기 피스톤의 상단부에 회전가능하게 축설된 것을 특징으로 하는 자동차용 에어라인의 구조 및 빙결방지밸브.
청구항 4에 있어서, 상기 피스톤의 내부에 공기가 삽입될 수 있도록 축방향으로 형성된 에어삽입홈이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 에어라인의 구조 및 빙결방지밸브.