KR20170083913A - 세퍼레이터 쿨러용 이물질 배출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세퍼레이터 쿨러용 이물질 배출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이물질 수용부와, 상기 수용부에 연결되는 유입부와, 이물질 배출부를 갖고, 상기 수용부와 배출부를 연결하는 배출유로를 구비한 밸브바디; 상기 밸브바디의 배출유로에 내장되어 상기 유입부를 개폐하는 피스톤; 상기 피스톤을 지지하고, 상기 밸브바디의 배출유로에 배치되는 탄성부재; 및 상기 밸브바디에 장착되어 상기 피스톤을 작동시키는 동작부;를 포함하여 구성된다.
따라서 본 발명은 고온의 압축공기에 포함되어 있는 이물질을 배출시키되, 이물질 배출회로 내에 피스톤을 지지하는 탄성부재가 내장되도록 함으로써 교축구간을 증대시키고, 이물질의 배출 시, 탄성부재에 의한 회오리 효과로 소음을 감소시키며, 에어 누기 문제를 개선하고, 장치의 중량 및 원가를 절감할 수 있는 세퍼레이터 쿨러용 이물질 배출장치를 제안하고자 한다.

Description

세퍼레이터 쿨러용 이물질 배출장치{Foreign material discharge apparatus for separator cooler}

본 발명은 고온의 압축공기에 포함되어 있는 이물질을 배출시키되, 이물질 배출회로 내에 피스톤을 지지하는 탄성부재가 내장되도록 함으로써 교축구간을 증대시키고, 이물질의 배출 시, 탄성부재에 의한 회오리 효과로 소음을 감소시키며, 에어 누기 문제를 개선하고, 장치의 중량 및 원가를 절감할 수 있는 세퍼레이터 쿨러용 이물질 배출장치에 관한 것이다.

일반적으로, 상용차등과 같은 대형 차량에는, 에어 컴프레서로부터 발생된 고압의 압축공기를 에어탱크에 저장하여 두고, 차량의 제동시 에어 탱크내의 압축공기를 에어브레이크장치에 공급하여 제동력으로 사용하고 있다.

에어 컴프레서에서 발생된 고압의 압축공기는 압축 공기 처리 장치인 세퍼레이터 쿨러유닛, 에어드라이어를 경유하여 냉각 및 정화된 후, 분기밸브를 통해 복수개의 에어탱크로 공급된다.

통상적으로 에어 컴프레서에서 발생된 고압의 압축공기는 고온이므로 외부와의 온도 차이에 의해 수분이 발생하고, 에어 컴프레서에는 원활한 작동을 위하여 오일이 공급되는 것이므로, 이 오일이 토출되는 압축공기에 함유된다.

따라서 에어 컴프레서와 에어탱크 사이에 구비된 압축공기 처리 장치의 에어 드라이어가 압축공기에 포함된 이물질, 수분, 유분 등을 제거하여 정화된 압축공기를 에어탱크로 공급될 수 있도록 한다.

그러나 에어드라이어만으로는 압축공기에 포함된 이물질, 수분 및 유분을 충분히 제거하기 어렵다.

이를 해결하고자 에어 컴프레서와 에어 드라이어 사이에 세퍼레이터 쿨러유닛을 더욱 포함하는 압축공기 처리장치를 구성하고, 이러한 세퍼레이터 쿨러유닛은 에어 컴프레서로부터 공급된 고온의 압축공기를 1차적으로 냉각시킨다.

또한 압축공기에 포함된 이물질, 수분 및 유분을 제거하여 압축공기의 정화효율을 더욱 높일 수 있게 한다.

세퍼레이터 쿨러유닛은 압축 공기를 냉각하는 과정에서 압축 공기에서 분리된 수분 및 유분을 포함하는 이물질이 드레인밸브에 의해서 자동적으로 배출되는 구조를 가지고 있다.

그러나 드레인밸브가 안정적으로 열리지 못하거나 드레인밸브가 열림 지속시간이 짧아져서 이물질이 제대로 배출되지 못할 수 있기 때문에 이러한 문제를 해결하고자 도 1의 종래의 세퍼레이터 쿨러가 제안된바 있다.

종래의 세퍼레이터 쿨러는 드레인밸브의 피스톤헤드 전면에 헤드실링부재가 부착되어 이물질배출통로가 폐쇄되는 경우 통로 벽면과 맞닿아 기밀을 유지하도록 구성되는데, 이 경우 탄성부재의 가압력이 클수록 기밀유지에 유리하기 때문에 탄성부재인 스프링이 헤드실링부재에 고하중을 인가하도록 큰 장력의 스프링을 사용하는 것이 바람직하다.

그러나 헤드실링부재로 통상적으로 고무재질이 사용되는데, 헤드실링부재가 장시간 고장력의 스프링에 의하여 큰 압력을 받게 되는 경우 조기에 고무가 손상되어 기밀이 유지되지 않고 누기되는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1461897(2014.11.08.)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

고온의 압축공기에 포함되어 있는 이물질을 배출시키되, 이물질 배출회로 내에 피스톤을 지지하는 탄성부재가 내장되도록 함으로써 교축구간을 증대시키고, 이물질의 배출 시, 탄성부재에 의한 회오리 효과로 소음을 감소시키고자 하는 것을 하나의 목적으로 한다.

또한 본 발명은 피스톤의 복수 개의 기밀부재를 도입하고, 이 기밀부재는 밸브바디의 유입부 전방 및 후방에 배치되어 기밀유지효과를 보다 향상시키고자 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.

본 발명에 따른 세퍼레이터 쿨러용 이물질 배출장치는 이물질 수용부와, 상기 수용부에 연결되는 유입부와, 이물질 배출부를 갖고, 상기 수용부와 배출부를 연결하는 배출유로를 구비한 밸브바디; 상기 밸브바디의 배출유로에 내장되어 상기 유입부를 개폐하는 피스톤; 상기 피스톤을 지지하고, 상기 밸브바디의 배출유로에 배치되는 탄성부재; 및 상기 밸브바디에 장착되어 상기 피스톤을 작동시키는 동작부;를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 상기 배출유로의 내주면과 상기 피스톤의 외주면 사이에 구비되고, 상기 유입부의 전방 또는 후방, 또는 이들 모두에 배치되는 기밀부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 기밀부재는 상기 밸브바디의 유입부 전후방에 모두 배치되고, 상기 밸브바디의 배출유로에 고정 장착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 피스톤은 상기 탄성부재를 수용하고, 상기 밸브바디의 배출유로와 연통되는 이음로와, 상기 유입부와 상기 이음로를 연통시키는 연통홀을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 배출부는 상기 밸브바디의 배출유로 일측에 치우쳐 배치되어 상기 배출유로를 연장하는 특징으로 한다.

본 발명에 따른 세퍼레이터 쿨러용 이물질 배출장치는 고온의 압축공기에 포함되어 있는 이물질을 배출시키되, 이물질 배출회로 내에 피스톤을 지지하는 탄성부재가 내장되도록 함으로써 교축구간을 증대시키고, 이물질의 배출 시, 탄성부재에 의한 회오리 효과로 소음을 감소시킬 수 있게 된다.

또한 본 발명은 피스톤의 복수 개의 기밀부재를 도입하고, 이 기밀부재는 밸브바디의 유입부 전방 및 후방에 배치되어 기밀유지효과를 보다 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명은 밸브바디의 형상을 보다 컴팩트하게 구현함으로써 밸브바디의 가공 공수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 부품수의 점감을 통하여 중량 감소 및 원가를 절감할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 세퍼레이터 쿨러용 이물질 배출장치를 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 이물질 배출장치가 구비된 세퍼레이터 쿨러를 나타내는 부분절개 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 이물질 배출장치를 나타내는 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 이물질 배출장치의 작동상태를 나타내는 단면도.

이하에서는 본 발명에 따른 세퍼레이터 쿨러용 이물질 배출장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

먼저 도 2에 도시된 바와 같이 이물질 배출장치(EP)가 적용되는 세퍼레이터 쿨러(SC)는 에어흡입부(3)와 에어토출부(4)를 갖는 쿨러바디(1)와, 이 쿨러바디(1)에 내장되는 콘덴서(2)를 포함하여 이루어진다.

이 경우 쿨러바디(1)에 외부에는 냉각핀이 다수 형성되어 있고, 쿨러바디(1)의 내벽면과 콘덴서(2) 사이에는 유입된 압축공기를 위한 유로가 형성된다.

또한 콘덴서(2)에는 중공형태로 이루어지고, 외면에 하향으로 경사진 형태의 나선부가 형성되어 유입된 압축공기 하류될 수 있도록 구성된다.

이 경우 에어흡입부(3)는 쿨러바디(1)의 상부 측면에 배치되어 컴프레서로부터 유입되는 고온의 압축공기는 콘덴서(2)의 나선부에 의하여 유로 하부로 이동하면서 쿨러바디(1)의 냉각핀에 의하여 1차적으로 냉각이 이루어진다.

이렇게 냉각된 압축공기는 콘덴서(2)의 중공을 통하여 상부로 이동하여 쿨러바디(1)의 상면에 배치된 에어토출부(4)를 통하여 에어 드라이어로 이송된다.

이 경우 압축공기에 포함된 이물질, 수분 및 유분을 제거하는 경우 압축공기의 정화효율을 더욱 높일 수 있기 때문에 압축공기의 냉각하는 과정에서 분리된 수분 및 유분을 포함하는 이물질을 배출하기 위한 드레인밸브, 즉 본 발명에 따른 이물질 배출장치(EP)가 도입된다.

이하에서 본 발명에 따른 이물질 배출장치(EP)를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 세퍼레이터 쿨러용 이물질 배출장치(EP)는 밸브바디(10)와, 밸브바디(10)에 내장되는 피스톤(20)과, 피스톤(20)을 지지하는 탄성부재(30) 및 피스톤(20)을 작동시키기 위한 동작부(40)를 포함하여 구성된다.

먼저 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 밸브바디(10)는 상부에 컴프레서로부터 분리된 이물질 축적되는 수용부(11)와, 수용부(11)와 연결되는 유입부(13)가 구비된다.

아울러 밸브바디(10)는 유입부(13)와 연통되는 배출유로(17)가 형성되는데, 이 배출유로(17)에는 후술할 피스톤(20)과 탄성부재(30)가 내장되고, 후단에는 동작부(40)가 장착된다.

또한 밸브바디(10)의 하부에는 배출유로(17)와 연결되어 이물질을 외부로 방출하기 위한 배출부(15)가 구비되고, 이 배출부(15)에는 마개(60)가 구비되어 이물질 배출 시, 배출부(15)를 개방하게 된다.

아울러 밸브바디(10)의 상부에는 플랜지(19)가 구비되어 세퍼레이터 쿨러(SC) 하단에 구비된 플랜지에 볼트로 체결 고정된다.

다음으로 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 피스톤(20)은 밸브바디(10)의 배출유로(17)에 내장되고, 일측이 개방되어 탄성부재(30)가 삽입되는 이음로(21)가 형성된다.

즉 본 발명에 따른 피스톤(20)은 일측은 개방되고, 타측으로 폐쇄된 형태로 구성된 원통형 형상으로 구성된다.

아울러 피스톤(20)에는 동일 원주면상에 형성되고, 유입부(13)와 연통되는 연통홀(23)이 형성되어 이물질의 배출을 위해 피스톤(20)이 일측으로 이동하게 되면 피스톤(20)이 유입부(13)를 개방함과 동시에, 수용부(11)에 축적된 이물질이 유입부(13)를 통하여 연통홀(23)에 유입된다.

이렇게 연통홀(23)을 통하여 유입된 이물질은 이음로(21), 배출유로(17) 및 배출부(15)를 통하여 외부로 배출되고, 이물질 모두 배출되면 피스톤(20)은 타방으로 이동하여 유입부(13)를 폐쇄하게 된다.

이 경우 기밀유지를 위해 배출유로(17)의 내주면과 피스톤(20)의 외주면 사이에 기밀부재(50)가 구비되는데, 이 기밀부재(50)는 밸브바디(10)의 유입부(13)의 전방 또는 후방, 또는 이들 모두에 장착되고, 기밀성을 높이기 위해 밸브바디(10)의 유입부(13)에 전후방에 배치되는 것이 바람직하다.

아울러 기밀부재(50)는 피스톤(20)에 장착되어 피스톤(20)과 함께 거동되도록 구성되는 것이 가능하나, 피스톤(20)의 스토로크 거리에 따라 기밀부재(50)가 밸브바디(10)의 유입부(13)를 벗어나는 경우 기밀에 문제가 발생되므로 기밀부재(50)는 배출유로(17)의 내주면에 장착될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 탄성부재(30)는 일단부가 배출유로(17)의 일측 내벽면에 의하여 지지되어 피스톤(20)의 이음로(21)에 수용된다.

즉 본 발명에 따른 탄성부재(30)는 이음로(21)와 배출유로(17) 상에 배치되어 교축구간을 증대시킴으로써 이물질의 배출효과를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 이물질의 배출 시, 탄성부재(30)에 의한 회오리 효과에 의하여 소음을 저감시키는 효과를 얻을 수 있다.

또한 본 발명에 따른 밸브바디(10)의 배출부(15)는 상기한 바와 같은 배출유로(17)를 연장하기 위해 배출유로(17)의 일단으로 치우쳐 형성되어 배출유로(17)를 증대시키고, 이를 통하여 교축구간을 보다 증대시킬 수 있게 된다.

나아가 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 동작부(40)는 배출유로(17)의 타단에 삽입되는 커넥터(41)와, 이 커넥터(41)에 형성된 에어공급홀(43)을 포함하여 구성되어 피스톤(20)의 타측에 배치된다.

이 경우 커넥터(41)에는 에어를 공급하기 위한 공압장치(미도시)가 연결되어 에어공급홀(43)로 가압공기를 공급하여 피스톤(20)을 작동시키고, 탄성부재(30)에 의하여 피스톤(20)이 원상 복귀되는 경우 공급된 에어는 에어공급홀(43)을 통하여 배출된다.

이하에서는 상기한 바와 같이 구성된 이물질 배출장치(EP)의 작동상태를 도 4을 참조하여 보다 자세하게 설명하기로 한다.

도 4의 (a) 도시는 피스톤(20)에 의하여 밸브바디(10)의 유입부(13)가 폐쇄된 상태로 밸브바디(10) 상부에 배치되는 수용부(11)에 이물질이 축적되어 있다.

이렇게 축적된 이물질이 일정 한도에 이르게 되면 공압장치로부터 에어가 공급되어 에어공급홀(43)을 통하여 피스톤(20)의 후단부를 가압하게 된다.

에어압이 증가하면서 도 4의 (b) 도시와 같이 피스톤(20)은 전방으로 이동을 하게 되어 밸브바디(10)의 유입부(13)가 개방되고, 동시에 피스톤(20)의 연통홀(23)과 밸브바디(10)의 유입부(13)가 연통되면서 수용부(11)에 축적된 이물질이 연통홀(23)을 통하여 피스톤(20)의 이음로(21)로 유입된다.

이음로(21)로 유입된 이물질은 이음로(21)와 밸브바디(10)의 배출유로(17)에 배치되는 탄성부재(30)인 스프링에 의하여 회오리 효과를 얻을 수 있고, 이에 의하여 소음을 저감시킬 수 있다.

또한 밸브바디(10)의 배출유로(17)와 이음로(21)를 통하여 형성된 유로는 교축구간을 증대시킬 뿐만 아니라, 밸브바디(10)의 유입부(13)가 배출유로(17)의 전단에 치우쳐 형성되어 배출유로(17)를 보다 연장시키는 효과가 있다.

이렇게 이물질이 모두 배출되면 탄성부재(30)에 의하여 피스톤(20)을 후방으로 이동하여 도 4의 (a) 도시와 같이 원상복귀 되고, 이때 에어는 에어공급홀(43)을 통하여 배출된다.

나아가 본 발명에 따른 밸브바디(10)의 배출유로(17)의 내경은 전장을 통하여 균일하게 형성되어 있고, 또한 피스톤(20)도 일정한 직경을 갖도록 구성되어 있기 때문에 탄성부재(30)와 피스톤(20), 커넥터(41) 등을 조립하는 작업이 쉽고 용이하여 조립성을 향상시킬 수 있다.

이는 도 1의 도시와 같이 종래의 쿨러는 밸브바디의 내경이 일정하지 않아 가공이 쉽지 않고, 피스톤로드와 피스톤헤드 역시 서로 다른 직경을 갖도록 구성되어 있어 조립이 쉽지 않을 뿐만 아니라, 피스톤을 조립을 위해 별도의 구성을 추가하여야 하므로 비용이 많이 소요되고, 제작이 쉽지 않은 문제들을 일거에 해결할 수 있게 된다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 세퍼레이터 쿨러용 이물질 배출장치를 설명함에 있어 특정 형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

SC : 세퍼레이터 쿨러
EP : 이물질 배출장치
1 : 쿨러바디 2 : 콘덴서
3 : 에어흡입부 4 : 에어토출부
10 : 밸브바디
11 : 수용부 13 : 유입부
15 : 배출부 17 : 배출유로
19 : 플랜지
20 : 피스톤
21 : 이음로 23 : 연통홀
30 : 탄성부재
40 : 동작부
41 : 커넥터 43 : 에어공급홀
50 : 기밀부재
60 : 마개

Claims (5)

1. 이물질 수용부(11)와, 상기 수용부(11)에 연결되는 유입부(13)와, 이물질 배출부(15)를 갖고, 상기 수용부(11)와 배출부(15)를 연결하는 배출유로(17)를 구비한 밸브바디(10);
   상기 밸브바디(10)의 배출유로(17)에 내장되어 상기 유입부(13)를 개폐하는 피스톤(20);
   상기 피스톤(20)을 지지하고, 상기 밸브바디(10)의 배출유로(17)에 배치되는 탄성부재(30); 및
   상기 밸브바디(10)에 장착되어 상기 피스톤(20)을 작동시키는 동작부(40);
   를 포함하여 이루어진 세퍼레이터 쿨러용 이물질 배출장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 배출유로(17)의 내주면과 상기 피스톤(20)의 외주면 사이에 구비되고, 상기 유입부(13)의 전방 또는 후방, 또는 이들 모두에 배치되는 기밀부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세퍼레이터 쿨러용 이물질 배출장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 기밀부재는 상기 밸브바디(10)의 유입부(13) 전후방에 모두 배치되고, 상기 밸브바디(10)의 배출유로(17)에 고정 장착되는 것을 특징으로 하는 세퍼레이터 쿨러용 이물질 배출장치.
   
4. 제 1 항에 있어서, 상기 피스톤(20)은
   상기 탄성부재(30)를 수용하고, 상기 밸브바디(10)의 배출유로(17)와 연통되는 이음로(21)와,
   상기 유입부(13)와 상기 이음로(21)를 연통시키는 연통홀(23)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 세퍼레이터 쿨러용 이물질 배출장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 배출부(15)는 상기 밸브바디(10)의 배출유로(17) 일측에 치우쳐 배치되어 상기 배출유로(17)를 연장하는 특징으로 하는 세퍼레이터 쿨러용 이물질 배출장치.

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