KR20140146108A - 압축 공기 처리 장치 및 압축 공기 처리 장치의 작동 방법 - Google Patents

압축 공기 처리 장치 및 압축 공기 처리 장치의 작동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 압축 공기 처리 장치(10)에 관한 것으로서, 이 압축 공기 처리 장치는 압축기 제어 출구(34)에 결합되어 있는 솔레노이드 밸브 출구 연결부(16)를 가지는 솔레노이드 밸브(12), 솔레노이드 밸브 출구 연결부(16)에 결합된 재생 솔레노이드 밸브(14) 및 배출 밸브(28)를 포함한다. 본 발명에 따르면 상기 솔레노이드 밸브 출구 연결부(16)가 상기 배출 밸브(28)의 압력 제어 입구(78)에 결합되어 있다. 또, 본 발명은 압축 공기 처리 장치의 작동 방법에 관한 것이다.

Description

압축 공기 처리 장치 및 압축 공기 처리 장치의 작동 방법{COMPRESSED-AIR PROCESSING DEVICE FOR A VEHICLE AND METHOD FOR OPERATING A COMPRESSED-AIR PROCESSING DEVICE}
본 발명은 차량용 압축 공기 처리 장치에 관한 것으로서, 이 압축 공기 처리 장치는 압축기 제어 출구에 결합되어 있는 솔레노이드 밸브 출구 연결부를 가지는 솔레노이드 밸브, 솔레노이드 밸브 출구 연결부에 결합된 재생 솔레노이드 밸브 및 배출 밸브를 포함한다.
또한, 본 발명은 차량용 압축 공기 처리 장치의 작동 방법에 관한 것으로서, 이 압축 공기 처리 장치는 압축기 제어 출구를 제어하는 솔레노이드 밸브, 솔레노이드 밸브에 의해 압축 공기를 보충받는 재생 솔레노이드 밸브 및 배출 밸브를 포함한다.
압축 공기 처리 장치는 압축기에 의해 이송된 압축 공기를 처리하는, 즉 예를 들면 먼지 입자, 오일 입자 및/또는 습기를 제거하는 차량의 한 장치이다. 처리된 압축 공기의 품질을 충분하게 보장하기 위해, 공기 필터 카트리지 안에서 이루어지는 상기 압축 공기 처리는 주기적으로 재생 단계를 거쳐야 한다. 공기 필터 카트리지 안에서 분리된 먼지 입자, 오일 입자 및/또는 습기를 흡수하고 배출 밸브 개방에 의해 이를 상기 시스템으로부터 제거하기 위해, 이러한 재생 단계 동안, 이미 처리된 압축 공기는 이송 단계의 주된 흐름 방향과 반대로 공기 필터 카트리지를 통해 역류할 수 있다. 상기 재생 단계 동안 상기 압축 공기 처리 장치에 결합된 압축기가 에너지 절약 작동 방식으로 전환될 수 있으므로, 압축기의 출력 소비가 제한될 수 있다.
대응 압축 공기 처리 장치들을 도 1 및 도 2와 관련하여 설명한다. 도 1과 관련해 설명된 압축 공기 처리 장치는 특히 낮은 외부 온도에서 동결에 대해 강인하지만, 도 2와 관련해 설명되는 압축 공기 처리 장치는 특히 에너지 효율적으로 작동될 수 있다.
이런 점에서 출발하는 본 발명의 과제는 도 2에 공지된 압축 공기 처리 장치에서 낮은 외부 온도에서 동결로부터 보호성을 높이는 데 있다.
상기 과제는 독립항들의 특징들을 통해 해결된다.
본 발명의 유리한 실시예들 및 개선점들은 종속항들에 도출된다.
본 발명을 통해 상기 압축 공기 처리 장치를 더 개발하기 위해, 솔레노이드 밸브 출구 연결부가 배출 밸브의 압력 제어 입구에 결합되어 있다. 상기 배출 밸브의 압력 제어 입구와 상기 솔레노이드 밸브의 솔레노이드 밸브 출구 연결부를 결합하면, 압축기 제어 출구의 압력 공급 시 상기 배출 밸브 역시 압력 기반 스위칭 신호를 받는다. 그러므로 상기 압축기 제어 출구에 결합된 압축기를 에너지 절약 작동 방식으로 전환하는 것은 동시에 상기 배출 밸브의 개방을 야기한다. 배출 밸브의 개방의 결과, 압축 공기 처리 장치로부터 습기의 배출이 가능해지므로, 낮은 온도에서 습기가 붙잡혀 동결되는 것이 억제된다.
유리하게는 상기 배출 밸브가 이송 라인에서 압축 공기 입구와 공기 필터 카트리지 사이에 배치될 수 있다. 특히 이송 라인에서 압축 공기 처리 장치의 이송 단계 동안 습기가 축적될 수 있고, 이때 습기는 압축 공기 처리 장치에 결합된 압축기가 에너지 절약 작동 방식으로 넘어가고 동시에 재생 단계가 도입되지 않으면 예를 들어 이송 라인에서 응축될 수 있다. 그러므로 상기 이송 라인에서 압축 공기 입구와 공기 필터 카트리지 사이에 배출 밸브를 배치하는 것은 압축 공기 처리 장치에서 응축된 습기의 축적을 억제할 수 있다.
상기 배출 밸브는 제어 라인을 통해 이송 라인으로부터 압축 공기를 공급받을 수 있다. 이와 같은 방식으로 상기 배출 밸브는 허용되지 않은 압력 상승 발생 시에 이송 라인에서 자동으로 개방될 수 있으며 안전 밸브의 기능을 실행할 수 있으며, 이때 안전 밸브는 예를 들어 상기 이송 라인의 최대 이송 압력을 정하고 있다.
또한, 상기 압축 공기 처리 장치는 전자 제어 장치를 포함할 수 있다. 상기 전자 제어 장치는 특히 압축 공기 처리 장치의 상기 솔레노이드 밸브와 재생 솔레노이드 밸브의 제어를 내부에서 구현할 수 있다.
유용하게는 상기 솔레노이드 밸브의 솔레노이드 밸브 입구 연결부는 압축 공기 리저브에 결합되어 있다. 제1의 솔레노이드 밸브 입구 연결부와 압축 공기 리저브를 결합하면 간단하게 공압식 제어 신호들의 발생에 필요한 압축 공기 체적이 제공될 수 있다. 또한, 이와 같은 방식으로 재생 공기 체적은 솔레노이드 밸브에 의해 보충받는 재생 솔레노이드 밸브로 안내될 수 있다. 상기 압축 공기 리저브는 예를 들어 중앙 공급 라인에 의해 제1의 솔레노이드 밸브 입구 연결부에 결합될 수 있다. 상기 압축 공기 리저브는 예를 들어 상기 압축 공기 처리 장치에 결합된 부하 회로의 압축 공기 용기 또는 압축 공기 처리 장치에 통합된 압축 공기 용기일 수 있다.
문제의 방법을 본 발명에 따라 더 개발하기 위해, 상기 솔레노이드 밸브는 배출 밸브를 제어한다. 이와 같은 방식으로 본 발명에 따른 압축 공기 처리 장치의 장점들 및 특수성들을 방법과 관련해서도 얻을 수 있다.
이제, 첨부 도면들을 참고하여 바람직한 실시예들을 이용해 본 발명을 설명한다.
도 1은 압축 공기 처리 장치의 제1의 실시예에 관한 도면이다.
도 2는 압축 공기 처리 장치의 제2의 실시예에 관한 도면이다.
도 3은 압축 공기 처리 장치의 제3의 실시예에 관한 도면이다.
도 4는 압축 공기 처리 장치의 하우징의 한 단면도이다.
도 5는 압축 공기 처리 장치의 하우징의 또 다른 단면도이다.
도 6은 압축 공기 처리 장치의 하우징의 상세도이다.
하기의 도면들에서 동일한 도면 부호들은 동일하거나 동종인 부품을 칭한다.
도 1에는 압축 공기 처리 장치(10)의 제1의 실시예가 도시되어 있다. 이 압축 공기 처리 장치(10)는 솔레노이드 밸브(12), 재생 솔레노이드 밸브(14) 및 배출 밸브(28)를 포함할 수 있다. 상기 솔레노이드 밸브(12) 및 재생 솔레노이드 밸브(14)는 예컨대 전자 제어 장치(40)에 의해 전기적으로 제어될 수 있다. 상기 제어 장치(40)는 예컨대 버스(bus connection)(42)에 의해 차량, 특히 유틸리티 차량의 또 다른 소자들에 연결될 수 있다. 이런 또 다른 소자들에는 예컨대 센서들 및/또는 차량 제어 컴퓨터가 포함될 수 있다. 상기 배출 밸브(28)는 예컨대 공압 방식으로 제어될 수 있다. 또한, 상기 압축 공기 처리 장치(10)는 공기 필터 카트리지(44) 및/또는 제1의 체크 밸브(64) 및/또는 스로틀(66) 및/또는 제2의 체크 밸브(68)를 포함할 수 있다. 상기 압축 공기 처리 장치(10)는 압축기 제어 출구(34) 및/또는 압축기 연결부(36) 및/또는 외부 충전 연결부(38)를 포함할 수 있다. 상기 압축기 연결부(36)는 도 1에 도시되어 있지 않은 압축기와 결합될 수 있으므로, 이 압축기는 상기 압축 공기 처리 장치(10)의 이송 단계 동안 압축된 압축 공기를 공급한다. 이런 이송 단계 동안 압축 공기는 압축기 연결부(36)에서 시작하여 이송 라인(46)을 통해 공기 필터 카트리지(44)로 흘러가며, 이 공기 필터 카트리지 안에서 압축 공기가 처리될 수 있다. 이와 같은 처리 동안, 제공받은 압축 공기에서 오염 입자 및/또는 오일 입자 및/또는 습기가 제거될 수 있다. 제1의 라인 포인트(line point)(48)는 이송 라인(46)에서 압축기 연결부(36)와 공기 필터 카트리지(44) 사이에 제공될 수 있다. 예를 들면 상기 외부 충전 연결부(38)는 제1의 라인 포인트(48)에서 상기 이송 라인(46)에 통할 수 있다. 상기 제1의 라인 포인트(48)에서 시작하는 상기 이송 라인(46)은 벤팅 라인(88)에 의해 벤트(76)에 연결될 수 있다. 도 1에 도시된 모든 벤트들은 도면 부호 76으로 표시되어 있으며 분리된 벤트들/벤팅 개구들 및/또는 하나의 공동의 벤트/벤팅 개구를 나타낼 수 있다. 벤팅 라인(88)에 배출 밸브(28)가 배치될 수 있다. 배출 밸브(28)는 예를 들면 공압 방식으로 제어될 수 있는 2/2방 밸브로서 실시될 수 있다. 상기 배출 밸브(28)는 제1의 배출 밸브 연결부(30) 및 제2의 배출 밸브 연결부(32)를 포함할 수 있으며, 제1의 배출 밸브 연결부(30)는 예를 들면 상기 벤팅 라인(88)의, 제1의 라인 포인트(48)를 대향하는 쪽에 배치될 수 있지만, 제2의 배출 밸브 연결부(32)는 상기 벤팅 라인(88)의, 벤트(76)를 대향하는 쪽에 배치될 수 있다. 도 1에 표시된 것처럼, 상기 배출 밸브(28)는 탄성 요소, 예를 들면 스프링을 포함할 수 있으므로, 제어 압력이 배출 밸브(28)에 인가되지 않으면, 도 1에 도시된 스위칭 위치에 상기 배출 밸브(28)가 상기 스프링을 통해 고정된다. 제2의 라인 포인트(52)에서 시작하는 제어 라인(50)은 벤팅 라인(88)에서 분기될 수 있다. 상기 배출 밸브(28)의 공압식 제어를 가능하도록 하기 위해, 상기 제어 라인(50)은 배출 밸브(28)와 결합될 수 있다. 이와 같은 방식으로 상기 이송 라인(46)에 있는 이송 압력이 제한될 수 있는 데, 그 이유는 허용 최대 압력을 초과하면 상기 배출 밸브(28)가 공압식 제어를 토대로 제어 라인(50)에 의해 도 1에 도시되어 있지 않은 스위칭 상태로 넘어갈 수 있으므로, 이송 라인(46)에 있는 압력 수준이 벤트(76)에 의해 감소될 수 있기 때문이다. 외부 충전 연결부(38)는 압축기 입구(36)처럼 압축 공기를 압축 공기 처리 장치(10)에 공급하는 데 이용될 수 있다. 외부 충전 연결부(38)는 예를 들어 정비소에서 서비스받을 때 이용될 수 있다.
공기 필터 카트리지(44) 안에서 처리되는 압축 공기는 예를 들면 제2의 체크 밸브(68)를 지나 중앙 공급 라인(70) 안으로 유입될 수 있다. 중앙 공급 라인(70)은 예를 들면 도 1에 도시되지 않았지만 처리된 압축 공기의 저장 및/또는 추가 이송을 담당할 수 있는, 압축 공기 처리 장치(10)의 또 다른 부품들에 연결될 수 있다. 이는 기호 "S"를 사용하여 도시된 중앙 공급 라인(70)의 우측 가장자리에 표시되어 있다. 도시되어 있지 않은 부품들은 예를 들어 다회로 보호 밸브 및/또는 압축 공기 리저브 및/또는 부하 회로 연결부 및/또는 부하 회로를 포함할 수 있다.
상기 솔레노이드 밸브(12)는 예를 들어 솔레노이드 밸브 출구 연결부(16), 제1의 솔레노이드 밸브 입구 연결부(18) 및 제2의 솔레노이드 밸브 입구 연결부(20)를 포함하는 3/2방 밸브일 수 있다. 제1의 솔레노이드 밸브 입구 연결부(18)는 예를 들어 공급 라인(74)에 의해 제5의 라인 포인트(72)에서 중앙 공급 라인(70)에 연결될 수 있다. 제2의 솔레노이드 밸브 입구 연결부(20)는 예를 들어 벤트(76)에 결합될 수 있다. 상기 솔레노이드 밸브 출구 연결부(16)는 예를 들어 압축기 제어 라인(58)에 의해 압축기 제어 출구(34)에 연결될 수 있으며, 배출 밸브(28)의 압력 제어 입구(78)는 압축기 제어 라인(58)에서 제3의 라인 포인트(54)에서 마찬가지로 솔레노이드 밸브 출구 연결부(16)에 결합될 수 있다. 상기 솔레노이드 밸브(12)는 탄성 요소, 예컨대 스프링을 포함할 수 있으며, 이 요소는 통전되지 않은 상태에서 상기 솔레노이드 밸브(12)의 정지 위치를 규정할 수 있다. 상기 솔레노이드 밸브(12)의 정지 위치는 도 1에 도시된 스위칭 위치에 상응할 수 있다. 재생 솔레노이드 밸브(14)는 재생 솔레노이드 밸브 출구 연결부(22), 제1의 재생 솔레노이드 입구 연결부(24) 및 제2의 재생 솔레노이드 밸브 입구 연결부(26)를 포함하는 단순한 3/2방 밸브로서 실시될 수 있다. 제1의 재생 솔레노이드 밸브 입구 연결부(24)는 예를 들어 또 다른 공급 라인(84)에 의해 제7의 라인 포인트(82)에서 공급 라인(74)에 결합될 수 있으므로, 제1의 재생 솔레노이드 밸브 입구 연결부(24)가 결국 예를 들면 중앙 공급 라인(70)에 연결될 수 있다. 제2의 재생 솔레노이드 밸브 입구 연결부(26)는 예를 들어 벤트(76)에 연결될 수 있다. 상기 재생 솔레노이드 밸브 출구 연결부(22)는 재생 라인(62)에 연결될 수 있고, 이 재생 라인은 공기 필터 카트리지(44)와 제2의 체크 밸브(68) 사이 제6의 라인 포인트(80)로 통할 수 있다. 이 재생 라인(62)에 제1의 체크 밸브(64)와 스로틀(66)이 배치될 수 있다. 제8의 라인 포인트(86)에서 시작하는 압축 공기는 재생 라인(62)으로부터 또 다른 제어 라인(90)을 통해 압축 공기 제어 입구(92)로 흘러갈 수 있다. 상기 압축 공기 제어 입구(92)에 제공된 압축 공기는 예를 들어 배출 밸브(28)의 탄성 요소에 의해 제공된 예비 하중을 강화할 수 있다. 상기 재생 솔레노이드 밸브(14)는 탄성 요소를 포함할 수 있으며, 이 요소는 예를 들어 스프링으로서 형성될 수 있다. 상기 재생 솔레노이드 밸브(14)의 탄성 요소는 정지 위치를 규정할 수 있으며, 이 정지 위치는 예를 들어 재생 솔레노이드 밸브(14)의 도 1에 도시된 스위칭 위치에 상응할 수 있다. 하기에서 도 1에 도시된 압축 공기 처리 장치의 기능을 짧게 설명한다.
압축 공기 이송 단계 동안 압축 공기는 압축기 연결부(36)에서 시작하여 이송 라인(46) 및 공기 필터 카트리지(44)를 통해 중앙 공급 라인(70)에 이송되어 거기서부터 하류에 배치된 부품들에 분배될 수 있다. 압축 공기가 충분하게 있으면, 솔레노이드 밸브(12)가 도면에 도시되어 있지 않은 스위칭 위치로 넘어감으로써 예를 들어 전자 제어 장치(40)가 압축 공기의 이송을 중단할 수 있다. 도면에 도시되어 있지 않은 스위칭 위치로 솔레노이드 밸브(12)가 넘어가면, 압축 공기는 중앙의 공급 라인(70)으로부터 공급 라인(74)과 압축기 제어 라인(58)을 통해 동시에 압축기 제어 출구(34)와 압력 제어 입구(78)에 안내될 수 있다. 압축 공기를 압력 제어 입구(78)에 공급하면, 상기 배출 밸브(28)는 도시되어 있지 않은 스위칭 밸브로 넘어갈 수 있으므로, 이송 라인(46)은 벤트(76)에 연결되어 있다. 상기 이송 라인(46)에 있는 압축 공기는 장애 없이 벤트(76)를 통해 압축 공기 처리 장치(10)로부터 빠져나갈 수 있다. 압축 공기를 압축기 제어 출구(36)에 공급하는 것이 압축 공기 처리 장치(10)에 결합된 압축기를 에너지 절약 작동 방식으로 넘어갈 수 있게 하므로, 압축기 연결부(36)에 공급되는 압축 공기량/체적은 상당히 감소된다. 에너지 절약적 작동 방식에서, 예컨대 공급되는 압축 공기량 및/또는 공급되는 압축 공기 체적을 결정할 수 있는, 압축기에 의해 공급된 체적 흐름은 예를 들면 최대 공급 체적 흐름의 약 20%로 감소될 수 있다. 상기 압축기 연결부(36)에서 압축 공기 처리 장치(10) 안으로 흘러들어 가는 압축 공기는 직접 벤팅 라인(88)과 벤트(76)를 통해 다시 압축 공기 처리 장치(10)로부터 빠져나갈 수 있으므로, 이송 라인(46)에서 응축된 물로 인한 압축 공기 처리 장치(10)의 동결이 분명 억제될 수 있다. 마찬가지로 이미 분리된 물, 예를 들어 이송 라인 안에서 분리된 물은 체적 흐름 감소를 통해 압축 공기 처리 장치(10)로부터 밖으로 배출될 수 있다.
만약 재생 솔레노이드 밸브(14)가 전자 제어 장치(40)에 의해 도 1에 도시되어 있지 않은 스위칭 위치로 넘어가면, 재생 라인(62)은 또 다른 공급 라인(84) 및 공급 라인(74)에 의해 중앙 공급 라인(70)에 연결될 수 있다. 이와 같은 방식으로, 압축 공기 제어 입구(92)는 상기 배출 밸브(28)의 탄성 요소에서 예비 하중을 증대시킬 수 있으므로, 예를 들어 이송 라인(46)에서 이송 압력이 증대될 수 있다. 그러나 상기 배출 밸브(28)는 상기 솔레노이드 밸브(12)가 도 1에 도시되어 있지 않은 스위칭 위치로 동시에 넘어가지 않는 한 폐쇄되어 있다. 만약 재생 솔레노이드 밸브(14) 외에도 상기 솔레노이드 밸브(12) 역시 도 1에 도시되어 있지 않은 스위칭 위치로 넘어가면, 배출 밸브(28)는 이송 라인(46)과 벤트(76) 사이 연결을 개방하고, 압축 공기 처리 장치(10)에 연결된 압축기를 에너지 절약 작동 방식으로 전환하고 공기 필터 카트리지(44)의 재생 단계를 도입한다. 상기 공기 필터 카트리지(44)의 재생 단계 동안, 이미 처리된 압축 공기가 중앙 공급 라인(70)으로부터 공급 라인(74), 또 다른 공급 라인(84) 및 재생 라인(62)을 통해 제2의 체크 밸브(68)를 우회하여 공기 필터 카트리지(44)로 역류될 수 있다. 상기 재생 라인(62)은 제2의 체크 밸브(68)와 공기 필터 카트리지(44) 사이 제6의 라인 포인트(80)로 통할 수 있다. 상기 재생 라인(62)에 배치된 스로틀(66)은 공기 필터 카트리지(44)를 손상으로부터 보호하기 위해 재생 공기의 역류 속도를 제한할 수 있다. 상기 재생 단계 동안, 압축 공기는 역류 시 먼지 입자 및/또는 오일 입자 및/또는 습기를 흡수할 수 있으며, 이들은 선행 이송 단계 동안 공기 필터 카트리지(44) 안에 침전되어 있었다. 공기 필터 카트리지(44)로부터 먼지 입자 및/또는 오일 입자 및/또는 습기를 흡수하는 재생 공기는 압축 공기 처리 장치(10)로부터 이송 라인(46)과 벤팅 라인(88)을 통해 벤트(76)에서 빠져나갈 수 있다.
도 2에는 압축 공기 처리 장치의 제2의 실시예가 도시되어 있다. 도 1에 공지된 제1의 실시예와 반대로 상기 재생 솔레노이드 밸브(14)는 솔레노이드 밸브(12)에 의해 보충될 수 있다. 이런 목적을 위해 제1의 재생 솔레노이드 밸브 입구 연결부(24)는 제4의 라인 포인트(56)에서 압축기 제어 라인(58)으로 통할 수 있는 재생 공급 라인(60)에 의해 솔레노이드 밸브(12)의 솔레노이드 밸브 출구 연결부(16)와 결합될 수 있다. 또한, 배출 밸브(28)의 압력 제어 입구(78)는 제8의 라인 포인트(86)에서 재생 라인(62)에 결합될 수 있다. 제2의 실시예의 기능을 하기에서 예를 들어 설명한다.
압축 공기 이송 단계 동안 상기 솔레노이드 밸브(12), 재생 솔레노이드 밸브(14) 및 배출 밸브(28)가 도 1에 도시된 스위칭 위치에 위치할 수 있다. 만약 압축 공기가 압축 공기 처리 장치(10) 또는 그 하류에 있는 부품들에 충분히 있으면, 압축 공기 처리 장치(10)는 압축 공기의 이송을 중단할 수 있다. 이런 목적을 위해 예를 들어 전자 제어 장치(40)가 상기 솔레노이드 밸브(12)를 도 2에 도시된 스위칭 위치로 넘어가게 할 수 있으므로, 압축기 제어 라인(58)은 공급 라인(74)을 통해 예를 들어 중앙 공급 라인(70)에 결합되어 있다. 이런 연결 때문에 압축기 제어 출구(34)에 예를 들어 공압식 제어 신호가 현재 압력의 형태로 출력될 수 있으며, 이때 이 압력을 통해 상기 압축 공기 처리 장치에 결합된 압축기가 에너지 절약 작동 방식으로 넘어갈 수 있다. 또한, 제4의 라인 포인트(56)에서 압축기 제어 라인(58)으로부터 분기되고 제1의 재생 솔레노이드 밸브 입구 연결부(24)로 통하는 재생 공급 라인(60)이 압력을 공급받을 수 있다. 상기 재생 솔레노이드 밸브(14)가 도 2에 도시된 스위칭 위치에 머물러 있는 한, 배출 밸브(28) 역시 도 2에 도시된 스위칭 위치에 머무를 수 있는 데, 그 이유는 상기 압력 제어 입구(78)가 스위칭 압력을 공급받지 않기 때문이다. 압축 공기 이송이 중단되면, 이송 라인(46)은 도 2에 도시된 실시예에서 자동으로 압력 경감될 수 있다. 이와 같은 방식으로 이송 및 처리가 압축 공기에 의해 특히 효율적으로 이루어질 수 있다. 그러나 만약 이송 라인(46)에서 가압되는 처리되지 않은 압축 공기가 냉각되면, 이 공기 속에 있는 습기가 응축될 수 있으며, 이런 습기는 저온에서 이송 라인(46)의 동결을 야기할 수 있다.
만약 상기 솔레노이드 밸브(12)에 추가하여 재생 솔레노이드 밸브(14) 역시 도면에 도시되어 있지 않은 스위칭 위치로 넘어가면, 재생 단계가 도입될 수 있으며, 이때 압축 공기는 재생 라인(62)에 의해 제2의 체크 밸브(68)의 우회 하에 공기 필터 카트리지(44)를 통해 역류하며 상기 이송 라인(46), 이제 개방되어 있는 배출 밸브(28) 및 벤팅 라인(88)을 통해 벤트(76)에서 압축 공기 처리 장치(10)로부터 빠져나갈 수 있다.
도 3에는 압축 공기 처리 장치의 제3의 실시예가 도시되어 있다. 이 압축 공기 처리 장치(10)는 솔레노이드 밸브(12), 재생 솔레노이드 밸브(14) 및 배출 밸브(28)를 포함할 수 있다. 상기 솔레노이드 밸브(12) 및 재생 솔레노이드 밸브(14)는 예를 들면 전자 제어 장치(40)에 의해 전기적으로 제어될 수 있다. 상기 제어 장치(40)는 예를 들어 버스(42)에 의해 차량, 특히 유틸리티 차량의 또 다른 부품들에 결합될 수 있다. 이런 또 다른 부품들은 예를 들어 센서들, 특히 온도 센서 및 압력 센서들 및/또는 차량 제어 컴퓨터를 포함할 수 있다. 상기 배출 밸브(28)는 예를 들어 공압식으로 제어될 수 있다. 또한, 상기 압축 공기 처리 장치(10)는 공기 필터 카트리지(44) 및/또는 제1의 체크 밸브(64) 및/또는 스로틀(66) 및/또는 제2의 체크 밸브(68)를 포함할 수 있다. 예를 들어 압력 무인가 상태에서 일정한 위치를 강제하고 및/또는 최소의 개방압을 설정하기 위해, 상기 제1의 체크 밸브(64) 및/또는 제2의 체크 밸브(68)는 탄성 요소, 예를 들면 스프링을 포함할 수 있다. 상기 압축 공기 처리 장치(10)는 압축기 제어 출구(34) 및/또는 압축기 연결부(36) 및/또는 외부 충전 연결부(38)를 포함할 수 있다. 상기 압축기 연결부(36)는 도 3에 도시되어 있지 않은 압축기에 결합될 수 있으며, 이 압축기는 압축 공기 처리 장치(10)의 이송 단계 동안 압축된 압축 공기를 공급한다. 이런 이송 단계 동안 압축기 연결부(36)에서 시작하는 상기 압축 공기는 이송 라인(46)을 통해 공기 필터 카트리지(44)로 흘러가고, 압축 공기는 공기 필터 카트리지 안에서 처리될 수 있다. 이와 같은 처리 동안 공급된 압축 공기에서 먼지 입자 및/또는 오일 입자 및/또는 습기가 제거될 수 있다. 제1의 라인 포인트(48)는 이송 라인(46)에서 압축기 연결부(36)와 공기 필터 카트리지(44) 사이에 제공될 수 있다. 예를 들어 외부 충전 연결부(38)는 제1의 라인 포인트(48)에서 이송 라인(46)으로 통할 수 있다. 제1의 라인 포인트(48)에서 시작하는 이송 라인(46)은 벤팅 라인(88)을 통해 벤트(76)에 결합될 수 있다. 이와 다른 결합이 벤팅 라인(88)과 이송 라인(46) 사이에서 가능하다. 도 3에 도시된 전체 벤트들은 도면 부호 76으로 표시되어 있으며 분리된 벤트들/벤팅 개구들 및/또는 하나의 공동의 벤트/벤팅 개구를 나타낼 수 있다. 이 벤팅 라인(88)에 배출 밸브(28)가 배치될 수 있다. 상기 배출 밸브(28)는 예컨대 공압식으로 제어가능한 2/2방 밸브로서 실시될 수 있다. 상기 배출 밸브(28)는 제1의 배출 밸브 연결부(30)와 제2의 배출 밸브 연결부(32)를 포함할 수 있으며, 제1의 배출 밸브 연결부(30)는 예를 들어 벤팅 라인(88)의, 제1의 라인 포인트(48)를 대향하는 쪽에 배치될 수 있는 반면, 제2의 배출 밸브 연결부(32)는 벤팅 라인(88)의, 상기 벤트(76)를 대향하는 쪽에 배치될 수 있다. 도 3에 표시된 것처럼, 상기 배출 밸브(28)는 탄성 요소, 예를 들어 스프링을 포함할 수 있으며, 상기 배출 밸브(28)에 제어 압력이 인가되지 않으면, 상기 스프링을 통해 배출 밸브(28)는 도 3에 도시된 스위칭 위치에 고정된다. 이러한 정지 위치에서 상기 배출 밸브(28)는 차단 위치를 취할 수 있다. 도시되어 있지 않은 스위칭 위치에서 상기 배출 밸브(28)가 개방될 수 있다. 제2의 라인 포인트(52)에서 시작하는 제어 라인(50)은 벤팅 라인(88)으로부터 분기될 수 있다. 상기 제어 라인(50)은 배출 밸브(28)의 공압식 제어를 가능하도록 하기 위해 배출 밸브(28)에 결합될 수 있다. 이와 같은 방식으로, 상기 이송 라인(46)에 있는 이송 압력이 제한받을 수 있는 데, 그 이유는 허용 최대 압력을 초과하면 상기 배출 밸브(28)가 제어 라인(50)을 통한 공압식 제어 때문에 도 3에 도시되어 있지 않은 개방된 스위칭 상태로 넘어가므로 이송 라인(46) 안에 있는 압력 수준이 벤트(76)를 통해 감소될 수 있기 때문이다. 제어 라인(50)은, 상기 배출 밸브(28) 내 가동 요소들, 예를 들면 스위칭 피스톤이 제1의 배출 밸브 연결부(30)에 있는 압력을 통해 직접 이동될 수 있는 경우, 상징적으로 이해될 수 있다. 상기 외부 충전 연결부(38)는 압축기 입구(36)처럼 압축 공기 처리 장치(10)에 압축 공기를 공급하는 데 이용될 수 있다. 외부 충전 연결부(38)는 예를 들어 정비소에서 서비스받을 때 이용될 수 있다.
상기 공기 필터 카트리지(44)에서 처리되는 압축 공기는 예를 들어 제2의 체크 밸브(68)에 의해 중앙 공급 라인(70) 안으로 흘러들어 갈 수 있다. 중앙 공급 라인(70)은 예를 들어 압축 공기 처리 장치(10)의, 도 3에 도시되어 있지 않은 또 다른 부품들로 이어질 수 있으며, 이들은 처리된 압축 공기의 저장 및/또는 추가 이송을 담당할 수 있다. 사용된 기호 "S"는 압축 공기 처리 장치(10)의 계속을 개략적으로 표시한다. 도면에 도시되어 있지 않은 부품들은 예를 들어 다회로 보호 밸브 및/또는 압축 공기 리저버 및/또는 부하 회로 연결부 및/또는 부하 회로를 포함할 수 있다. 이 부하 회로들은 특히 서비스 브레이크 회로(service brake circuit) 및/또는 파킹 브레이크 회로(parking brake circuit)가 될 수 있다.
상기 솔레노이드 밸브(12)는 예를 들어 솔레노이드 밸브 출구 연결부(16), 제1의 솔레노이드 밸브 입구 연결부(18) 및 제2의 솔레노이드 밸브 입구 연결부(20)를 포함하는 3/2방 밸브가 될 수 있다. 제1의 솔레노이드 밸브 입구 연결부(18)는 예를 들어 공급 라인(74)을 통해 제5의 라인 포인트(72)에서 중앙 공급 라인(70)에 결합될 수 있다. 제2의 솔레노이드 밸브 입구 연결부(20)는 예를 들어 벤트(76)에 결합될 수 있다. 상기 솔레노이드 밸브 출구 연결부(16)는 예를 들어 압축기 제어 라인(58)에 의해 압축기 제어 출구(34)에 결합될 수 있으며, 상기 배출 밸브(28)의 압력 제어 입구(78)는 압축기 제어 라인(58)에서 제3의 라인 포인트(54)에서 마찬가지로 솔레노이드 밸브 출구 연결부(16)에 결합될 수 있다. 상기 솔레노이드 밸브(12)는 탄성 요소, 예를 들어 스프링을 포함할 수 있으며, 이 탄성 요소는 전기가 흐르지 않은 상태에서 솔레노이드 밸브(12)의 정지 위치를 규정할 수 있다. 상기 솔레노이드 밸브(12)의 정지 위치는 도 3에 도시된 스위칭 위치에 상응할 수 있다. 정지 위치에서 상기 솔레노이드 밸브(12)는 예를 들어 제2의 솔레노이드 밸브 입구 연결부(20)와 솔레노이드 밸브 출구 연결부(16)를 연결할 수 있고 제1의 솔레노이드 밸브 입구 연결부(18)를 차단할 수 있다. 도시되어 있지 않은, 여기된, 즉 전원 공급된 스위칭 위치에서 상기 솔레노이드 밸브(12)는 제1의 솔레노이드 밸브 입구 연결부(18)와 솔레노이드 밸브 출구 연결부(16)를 연결할 수 있으며 제2의 솔레노이드 밸브 입구 연결부(20)를 차단할 수 있다. 상기 재생 솔레노이드 밸브(14)는 재생 솔레노이드 밸브 출구 연결부(22), 제1의 재생 솔레노이드 입구 연결부(24)와 제2의 재생 솔레노이드 밸브 입구 연결부(26)를 포함하는 단순한 3/2방 밸브로서 실시될 수 있다. 상기 재생 솔레노이드 밸브(14)는 탄성 요소, 예를 들어 스프링을 포함할 수 있으며, 재생 솔레노이드 밸브(14)의, 도 3에 도시된 스위칭 위치가 정지 위치로서 규정될 수 있다. 이 정지 위치에서 상기 재생 솔레노이드 밸브(14)는 예를 들어 제2의 재생 솔레노이드 밸브 입구 연결부(26)와 상기 재생 솔레노이드 밸브 출구 연결부(22)를 연결하고 제1의 재생 솔레노이드 밸브 입구 연결부(24)를 차단할 수 있다. 여기된, 즉 통전된 스위칭 위치에서 상기 재생 솔레노이드 밸브(14)는 예를 들어 제1의 재생 솔레노이드 밸브 입구 연결부(24)와 재생 솔레노이드 밸브 출구 연결부(22)를 연결하고 제2의 재생 솔레노이드 밸브 입구 연결부(24)를 차단할 수 있다.
제1의 재생 솔레노이드 밸브 입구 연결부(24)는 예를 들어 압축기 제어 라인(58)에서 제4의 라인 포인트(56)에 이어진 재생 공급 라인(60)에 의해 솔레노이드 밸브(12)에 의해 보충될 수 있다. 상기 솔레노이드 밸브(12)의 제2의 솔레노이드 밸브 제어 입구(20)는 다시 공급 라인(74)에 결합될 수 있으므로, 제1의 재생 솔레노이드 입구 연결부(24)는 결국 솔레노이드 밸브(12)에 의해 중앙 공급 라인(70)에 결합될 수 있다. 제2의 재생 솔레노이드 밸브 입구 연결부(26)는 예를 들어 벤트(76)에 결합될 수 있다. 재생 솔레노이드 밸브 출구 연결부(22)는 재생 라인(62)으로 이어질 수 있고, 이 재생 라인은 공기 필터 카트리지(44)와 제2의 체크 밸브(68) 사이에서 제6의 라인 포인트(80)로 통할 수 있다. 상기 재생 라인(62)에 제1의 체크 밸브(64)와 스로틀(66)이 배치될 수 있다. 도 3에 도시된 실시예에서 압력 제어 라인이 재생 라인(62)으로부터 분기될 수는 없다. 도 3에 도시된 압축 공기 처리 장치의 기능을 하기에서 예를 들어 설명한다.
압축 공기 이송 단계 동안 상기 솔레노이드 밸브(12), 재생 솔레노이드 밸브(14) 및 배출 밸브(28)가 도 3에 도시된 각 스위칭 위치를 취할 수 있다. 이 압축 공기는 압축기 연결부(36)로부터 이송 라인(46), 공기 필터 카트리지(44) 및 제2의 체크 밸브(68)를 통해 중앙 공급 라인(70)에 이송될 수 있으므로, 거기로부터 도 3에 도시되지 않은, 하류에 배치된 또 다른 부품들로 이송될 수 있다. 충전이 증가하면서 압력이 압축 공기 처리 장치(10)에서, 특히 이송 라인(46)에서 상승할 수 있고, 허용 최대 압력을 초과하면 배출 밸브(28)는 벤팅 라인(88)에서 분기된 제어 라인(50)에 의해 압력을 제한하기 위해 이송 라인(46)과 벤트(76) 사이 연결을 해제할 수 있다.
압축 공기가 충분히 있으면, 예를 들어 전자 제어 장치(40)는 솔레노이드 밸브(12)를 도 1에 도시되어 있지 않은 스위칭 위치로 넘어갈 수 있게 하므로, 압축기 제어 라인(58)에 의해 압축기 제어 출구(34)에 제어 압력이 공급될 수 있고, 상기 압축 공기 처리 장치에 결합된 압축기가 에너지 절약 작동 방식으로 넘어가게 될 수 있다. 에너지 절약적 작동 방식에서, 연결된 압축기에 의해 제공되는 체적 흐름 또는 공급되는 압축 공기 체적이 예컨대 이송 단계 동안 정상적인 체적 흐름 (또는 압축 공기 체적)의 20%로 감소될 수 있다. 동시에 상기 제1의 재생 솔레노이드 밸브 입구 연결부(24)는 제4의 라인 포인트(56)에서 압축기 제어 라인(58)으로 통하는 재생 공급 라인(60)에 의해 압력을 공급받을 수 있다. 또한, 제3의 라인 포인트(54)에서 압축기 제어 라인(58)에 결합된 배출 밸브(28)의 압력 제어 입구(78) 역시 제어 압력을 공급받을 수 있으므로, 공압식 제어 신호가 압축기 제어 출구(34)에 제공되면, 상기 배출 밸브(28) 역시 도 3에 도시되지 않은 스위칭 위치로 넘어간다. 그러므로 에너지 절약적 작동 방식으로 상기 압축기의 넘어감은 도 3에 도시된 실시예의 경우에 언제나 동시에 이송 라인(46)의 압력 경감과 함께 이루어질 수 있으며, 이것은 상기 배출 밸브(28)의 개방을 통해 벤팅 라인(88)에 의해 벤트(76)에 결합될 수 있다. 이 이송 라인(46)에 있지만 아직 처리되지 않은 압축 공기는, 압축 공기 이송이 에너지 절약을 위해 중단되면, 도 3에 도시된 실시예에서 벤트(76)에 의해 압축 공기 처리 장치(10)로부터 빠져나갈 수 있다. 아직 처리되지 않은 냉각 압축 공기에서 결과한, 압축 공기 처리 장치(10), 특히 이송 라인(46)에서 습기의 응축은 도 3에 도시된 실시예에서는 도 1에 공지된 실시예와 유사하게 억제될 수 있다.
만약 상기 솔레노이드 밸브(12)에 추가로 상기 재생 솔레노이드 밸브(14) 역시 도 3에 도시되지 않은 스위칭 위치로 넘어가면, 재생 단계가 실시된다. 재생 단계 동안 압축 공기는 재생 라인(62)을 통해 제2의 체크 밸브(68)를 우회하여 공기 필터 카트리지(44), 이송 라인(46) 및 벤팅 라인(88)을 통해 역류하므로, 벤트(76)에서 빠져나갈 수 있으며 이때 상기 공기 필터 카트리지(44) 안에 침전된 먼지 입자 및/또는 오일 입자 및/또는 습기가 상기 압축 공기 처리 장치(10)로부터 배출될 수 있다.
압축 공기 처리 장치(10)의 도 2와 도 3에 도시된 실시예들은 특히 용이하게 상호 간에 넘어갈 수 있다. 이런 목적을 위해 배출 밸브(28)의 상기 압력 제어 입구(78)는 재생 라인(62)에 배치된 제8의 라인 포인트(86) 대신에 압축기 제어 라인(58)에 배치된 제3의 라인 포인트(54)에 결합될 수 있다. 상기 솔레노이드 밸브(12), 재생 솔레노이드 밸브(14) 및 배출 밸브(28)를 수납하는 하우징의 구조적 설계에 따라서, 예를 들어 하우징 안에 단일의 보어를 배치하는 것으로 충분할 수 있으므로, 상기 압축 공기 처리 장치(10)가 특히 동결에 대해 저항성 있게 또는 특히 에너지 효율적으로 설계되어야 하는지 여부가 압축 공기 처리 장치(10)의 제조 동안 매우 늦게 결정될 수 있다. 이는 도 4 내지 도 6과 관련하여 예를 들어 설명된다.
도 4에는 압축 공기 처리 장치의 하우징(94)의 단면도가 도시되어 있다. 도 2 및 도 3에서 알 수 있는 배출 밸브(28)는 조립 후 수납 개구(96) 안에 배치될 수 있다. 상기 수납 개구(96)가 도 2와 도 3에서 알 수 있는 재생 라인(62)과 연결되도록, 제1의 보어(98)가 배치될 수 있다. 제1의 보어(98)와 재생 라인(62) 사이 교차점이 제8의 라인 포인트(86)에 상응할 수 있다. 상기 교차점과 수납 개구(96) 사이 제1의 보어(98)의 보어 채널의 일부가 압력 제어 입구(78)의 압력 공급을 위한 제어 라인에 상응할 수 있다. 제1의 보어(98)가 만들어진 후, 제1의 보어(98)의, 하우징 표면에 남아 있는 원하지 않은 보어 채널 개구가 예를 들어 금속구의 삽입을 통해 기밀하게 폐쇄될 수 있다. 제1의 보어(96)는 상기 하우징(94)의 하우징 표면에서 제1의 돌출부(104)에서 시작할 수 있다. 제1의 돌출부(104)는 예를 들어 도 5에서 알 수 있다. 도 4에 도시된 하우징(94)은 예를 들어 도 2에 따른 압축 공기 처리 장치(10)를 위해 사용될 수 있다.
도 5에는 압축 공기 처리 장치의 하우징의 또 다른 단면도가 도시되어 있다. 도 4와 유사하게, 도 2와 도 3에 공지된 배출 밸브(28)는 압축 공기 처리 장치의 조립 후 수납 개구(96) 안에 배치될 수 있다. 제2의 보어(102)는 상기 수납 개구(96)가 도 2와 도 3에 공지된 압축기 제어 라인(58)에 연결되도록 배치될 수 있다. 제2의 보어(102)와 압축기 제어 라인(58) 사이 교차점은 제3의 라인 포인트(54)에 상응할 수 있다. 상기 교차점과 수납 개구(96) 사이의 제2의 보어(102)의 보어 채널의 일부는 상기 압력 제어 입구(78)의 압력 공급을 위한 제어 라인에 상응할 수 있다. 제2의 보어(102)가 제조된 후, 제2의 보어(102)의 보어 채널의, 하우징 표면에 남아 있는 원하지 않는 개구가 예를 들어 금속구를 힘으로 넣어 기밀하게 폐쇄되어 있다. 상기 제2의 보어(102)는 제2의 돌출부(100)에서 상기 하우징(94)의 하우징 표면에서 시작할 수 있다. 제2의 돌출부(100)는 예를 들어 도 4에서 알 수 있다. 도 5에 도시된 하우징(94)은 예를 들어 도 3에 따른 압축 공기 처리 장치(10)에 사용될 수 있다.
도 6에는 압축 공기 처리 장치의 하우징의 상세도가 도시되어 있다. 일반적으로 양 보어 중 하나만이 실시됨에도 불구하고, 도 6에는 제2의 보어(102)와 함께 제1의 보어(98)가 도시되어 있다. 특히 도 6에서 하우징(94) 내에서 양 교차점을 볼 수 있다.
도 2에 따른 압축 공기 처리 장치(10) 및 도 3에 따른 압축 공기 처리 장치(10)의 제조는 가공되지 않은 동일한 밸브 하우징들로 이루어질 수 있다. 처음에 동일한 밸브 하우징의 가공만이 다른 제조 단계를 포함한다. 도 2에 따른 압축 공기 처리 장치(10)가 제조되어야 하는 경우, 제1의 보어(98)가 만들어지고 제2의 보어(102)가 제거될 수 있다. 만약 도 3에 따른 압축 공기 처리 장치(10)가 제조되어야 하면, 제1의 보어(98)가 제거될 수 있으며 그 대신에 제2의 보어(102)가 만들어질 수 있다.
상기 상세한 설명에, 도면들에 및 청구항들에 개시된 본 발명의 특징들은 개별적으로도 어떤 조합으로도 본 발명을 구현하는 데 중요하다.
10 : 압축 공기 처리 장치 12 : 솔레노이드 밸브
14 : 재생 솔레노이드 밸브 16 : 솔레노이드 밸브 출구 연결부
18 : 제1의 솔레노이드 밸브 입구 연결부
20 : 제2의 솔레노이드 밸브 입구 연결부
22 : 재생 솔레노이드 밸브 출구 연결부
24 : 제1의 재생 솔레노이드 밸브 입구 연결부
26 : 제2의 재생 솔레노이드 밸브 입구 연결부
28 : 배출 밸브 30 : 제1의 배출 밸브 연결부
32 : 제2의 배출 밸브 연결부 34 : 압축기 제어 출구
36 : 압축기 연결부 38 : 외부 충전 연결부
40 : 제어 장치 42 : 버스
44 : 공기 필터 카트리지 46 : 이송 라인
48 : 제1의 라인 포인트 50 : 제어 라인
52 : 제2의 제어 포인트 54 : 제3의 제어 포인트
56 : 제4의 제어 포인트 58 : 압축기 제어 라인
60 : 재생 공급 라인 62 : 재생 라인
64 : 제1의 체크 밸브 66 : 스로틀
68 : 제2의 체크 밸브 70 : 중앙 공급 라인
72 : 제5의 라인 포인트 74 : 공급 라인
76 : 벤트 78 : 압력 제어 입구
80 : 제6의 라인 포인트 82 : 제7의 라인 포인트
84 : 또 다른 공급 라인 86 : 제8의 라인 포인트
88 : 벤팅 라인 90 : 또 다른 제어 라인
92 : 압축 공기 제어 입구 94 : 하우징
96 : 수납 개구 98 : 제1의 보어
100 : 제2의 돌출부 102 : 제2의 보어
104 : 제1의 돌출부

Claims (7)

  1. - 압축기 제어 출구(34)에 결합되어 있는 솔레노이드 밸브 출구 연결부(16)를 가지는 솔레노이드 밸브(12),
    - 솔레노이드 밸브 출구 연결부(16)에 결합된 재생 솔레노이드 밸브(14) 및
    - 배출 밸브(28)를 포함하는 차량용 압축 공기 처리 장치(10)로서,
    상기 솔레노이드 출구 연결부(16)는 상기 배출 밸브(28)의 압력 제어 입구(78)에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 압축 공기 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 배출 밸브(28)는 이송 라인(46)에서 압축 공기 입구(36)와 공기 필터 카트리지(44) 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 압축 공기 처리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배출 밸브(28)는 제어 라인(50)에 의해 이송 라인(46)으로부터 압축 공기를 공급받을 수 있는 것을 특징으로 하는 차량용 압축 공기 처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축 공기 처리 장치(10)는 전자 제어 장치(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 압축 공기 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 솔레노이드 밸브(12)의 제1의 솔레노이드 밸브 입구 연결부(18)는 압축 공기 리저브에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 압축 공기 처리 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 압축 공기 처리 장치를 구비한 차량.
  7. 압축기 제어 출구(34)를 제어하는 솔레노이드 밸브(12), 솔레노이드 밸브(12)에 의해 압축 공기를 보충받는 재생 솔레노이드 밸브(14) 및 배출 밸브(28)를 포함하는 차량용 압축 공기 처리 장치(10)의 작동 방법으로서,
    상기 솔레노이드 밸브(12)가 배출 밸브(28)를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 압축 공기 처리 장치의 작동 방법.
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