KR20180018397A - 자동 드레인 배출 장치 - Google Patents

Abstract

케이스(24)의 바닥에서 내측 직경은 상측 위치로부터 하측 위치로 점진적으로 감소된다. 케이스(24)의 개구(28)에 제공되는 드레인 하우징(30)의 연통 홀(84)의 바닥 표면(86)은 드레인 배출 홀(66)을 향해서 경사지는 경사진 표면을 갖는다. 상기 연통 홀(84)의 상기 바닥 표면(86)에서 최상측 위치에 위치되는 외측 가장자리 부분(88)은 상기 케이스(24)의 내측 원주방향 표면에서 최하측에 그리고 상기 개구(28)에 인접하게 위치되는 가장자리 부분(90)보다 더 낮거나 또는 이와 동일한 평면에 있다.

Description

자동 드레인 배출 장치{AUTOMATIC DRAIN DISCHARGE APPARATUS}

본 발명은 자동 드레인 배출 장치에 관한 것이다.

종래에 알려진 자동 드레인 배출 장치에 있어서, 유체 압력 회로에 있는 다양한 유체 압력 장치, 예를 들어 압축기, 애프터 쿨러 등으로부터 배출되는 드레인은 일시적으로 저장된다. 어떤 양의 드레인이 저장될 때마다, 드레인은 자동적으로 외부에 배출된다.

예를 들어, 일본 특허공개공보 2007-016877은 도 6에 도시되는 자동 드레인 배출 장치(1)를 개시한다.

자동 드레인 배출 장치(1)는 일시적으로 드레인(11)을 저장하기 위한 케이스(2), 케이스(2)의 바닥의 개구(3)에 제공되는 하우징(4), 하우징(4)에 제공되는 드레인 배출 홀(5)을 열거나 닫기위한 스풀 타입 드레인 밸브 플러그(6), 드레인 밸브 플러그(6)에 부착된 피스톤(7), 피스톤(7)을 수용하는 실린더(8), 실린더 (8)의 외부에 제공되는 부유체(9), 및 피스톤(7)에 파일럿 압력을 가함으로써 드레인 밸브 플러그(6)를 구동하기 위한 파일럿 밸브 메커니즘(10)을 포함한다.

케이스(2)의 상측 위치에 형성되는 개구로부터 방울방울 떨어지는 드레인 액적은 케이스(20)의 바닥에 수용된다. 부유체(9)가 누적된 드레인(11)의 액체 레벨의 증가에 의해 위로 이동될 때, 부유체(9)에 결합된 레버(12)는 회동식으로 이동된다. 레버(12)의 회동식 움직임에 의해서, 파일럿 밸브(13)가 상측으로 이동된다. 결과적으로, 파일럿 밸브(13)는 파일럿 밸브 시트(14)로부터 멀어지도록 이동되고, 그리고 가압된 유체는 파일럿 챔버(15) 안으로 유동된다. 가압된 유체의 작동 하에서, 피스톤(7) 및 피스톤(7)에 부착된 드레인 밸브 플러그(6)는 아래로 가압된다. 따라서, 드레인 밸브 플러그(6)는 드레인 밸브 시트(16)로부터 멀어지도록 이동된다. 결과적으로, 케이스(2) 내의 드레인(11)은 드레인 배출 홀(5)로부터 배출된다.

압축기와 같은 유체 압력 장치로부터 배출되는 드레인은 유체뿐만 아니라, 진흙 형태로 또는 고체 상태의 이물질을 함유한다. 예를 들어, 이물질은 가압된 유체 내에 포함된 먼지, 유체 압력 장치에 사용되는 튜브의 녹 등을 포함한다.

이와 관련하여, 일본 특허공개공보 2007-016877에 설명된 자동 드레인 배출 장치(1)에 있어서, 드레인(11)은 드레인 밸브 플러그(6)를 향해서 실린더(8)의 하측 위치에 제공되는 개구(17) 안으로 이동된다. 그러나, 하우징(4)의 상측 단부가 케이스(2)의 바닥 위에 위치되기 때문에, 드레인(11) 내에 수용된 이물질이 바람직하지 못하게 케이스(2)의 바닥(액체 리저버 부분)에 유지(정체)된다.

이러한 이물질은 드레인(11)의 배출 동작에서 문제를 유발할 수도 있다. 따라서, 바람직하게는, 이물질은 드레인(11)과 함께 신속하게 케이스(2)의 외부로 배출되어야 한다.

본 발명은 위 문제를 고려하여 만들어졌고, 그리고 본 발명의 목적은 정체된 이물질에 의해서 유발되는 문제를 방지하도록 드레인에 함유된 이물질을 신뢰성있고 신속하게 배출할 수 있고, 그리고 장기간 동안 안정적으로 동작하는 자동 드레인 배출 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 자동 드레인 배출 장치는 바닥에 개구를 포함하는 케이스, 상기 개구에 제공되고 그리고 드레인 배출 홀을 포함하는 제1 하우징, 상기 드레인 배출 홀에 제공되는 드레인 밸브 시트, 상기 드레인 밸브 시트를 개방하거나 폐쇄하도록 구성되는 드레인 밸브 플러그, 상기 케이스 내 드레인의 액체 레벨에 따라 수직방향으로 이동가능한 부유체, 및 상기 드레인 밸브 플러그를 구동하기 위해서 상기 부유체의 수직 운동에 의해서 압력 수용 요소에 파일럿 압력을 가하도록 구성된 파일럿 밸브 메커니즘을 포함한다. 상기 케이스의 바닥에서 내측 직경은 상측 위치로부터 하측 위치로 점진적으로 감소된다. 제1 하우징은, 케이스의 내부가 드레인 배출 홀과 연통되는 것을 허여하도록 구성된 연통 홀을 포함한다. 연통 홀의 바닥 표면은 드레인 배출 홀을 향해서 경사지는 경사진 표면을 포함한다. 연통홀의 바닥 표면에서 최상측 위치에 위치되는 외측 가장자리 부분은 케이스의 내측 원주방향 표면에서 최하측 위치에 위치되고 상기 개구에 인접하는 가장자리 부분과 동일한 평면에 또는 이 보다 더 낮은 평면에 있다.

이 구조에서, 드레인 배출 홀을 향해서 계속적으로 연장되는 곡면 또는 경사진 표면은 케이스의 바닥에서 형성된다. 따라서, 이물질을 신뢰가능하고 신속하게 배출하는 것이 가능하고, 그리고 이물질의 정체로부터 기인되는 문제를 방지하는 것이 가능하다.

또한, 바람직하게는, 드레인 밸브 플러그가 아래로부터 드레인 밸브 시트를 개방하거나 폐쇄하도록 구성되는 포핏(poppet) 타입의 밸브 플러그일 수도 있고, 그리고 압력 수용 요소는 다이어프램일 수도 있다.

이 구조에서, 파일럿 압력에 의한 드레인 밸브 플러그의 구동 및 드레인 밸브 시트의 개방 또는 폐쇄와 관련하여, 포핏 타입 드레인 밸브 플러그는 다른 부재 상에서 슬라이딩하는 어떠한 부분도 포함하지 않는다. 따라서, 슬라이딩 부분에서 이물질의 물림(biting)이 발생하지 않고, 그리고 이물질로부터 기인하는 문제를 미리 제거하는 것이 가능하다.

또한, 바람직하게는, 제2 하우징은 제1 하우징 위에 제공될 수도 있고, 제1 하우징은 드레인 밸브 플러그, 드레인 밸브 시트, 및 압력 수용 요소를 수용하도록 구성될 수도 있고, 그리고 제2 하우징은 제1 하우징의 상측 부분에 장착된 베이스, 및 부유체 안으로 삽입되는 방식으로 베이스의 상측 표면의 중심에 제공되는 원통형 가이드를 포함할 수도 있고, 그리고 부유체는 제2 하우징의 베이스 위에 위치될 수도 있다.

이 구조에서, 드레인의 액체 레벨이 제2 하우징의 베이스의 위치를 넘으면, 부유체가 상측으로 변위되기 시작한다. 따라서, 케이스 내부에 저장될 수 있는 드레인의 양을 증가시키는 것이 가능하다. 따라서, 드레인 배출 동작 매 1회당 드레인 배출의 양을 증가시키는 것이 가능하다. 더 큰 양의 드레인을 사용하여 이물질을 치우는 것이 가능하기 때문에, 이물질을 신뢰성 있게 배출하는 것이 또한 가능해 진다.

또한, 바람직하게는, 파일럿 밸브 메커니즘은 원통형 가이드의 상측 단에 제공되는 시트, 시트를 개방하거나 폐쇄하도록 구성되는 파일럿 밸브 플러그, 및 파일럿 밸브 플러그에 연결되는 레버를 포함하고, 부유체는 부유체의 가장자리 부분의 상측 단부에 플랜지 부분을 포함하며, 플랜지 부분은 반경방향으로 팽창된 직경을 갖고, 그리고 부유체가 드레인의 증가된 액체 레벨에 따라서 상측으로 변위될 때, 플랜지 부분은 레버를 위로 가압하여 시트를 개방할 수도 있다.

이 구조에서, 플랜지 부분을 갖지 않는 종래의 부유체와 비교하면, 레버의 회동 지점(받침점)으로부터 부유체의 부력의 작용 지점까지의 거리를 증가시키는 것이 가능하다. 따라서, 전체적으로 부유체의 작은 외측 사이즈를 유지하면서, 레버의 회동 운동을 위해서 필요한 레버 힘을 얻는 것이 가능하다. 또한, 부유체의 외측 원주방향 표면과 케이스의 내측 원주방향 표면 사이의 갭에 저장된 드레인의 양을 증가시키는 것이 가능해 진다.

본 발명에서, 곡면 및 경사진 표면은 케이스의 바닥에 형성되고, 그리고 곡면 및 경사진 표면은 드레인 배출 홀을 향해서 연속적으로 연장된다. 이 구조에서, 드레인에 함유된 이물질을 신뢰가능하게 그리고 신속하게 외부에 배출하여 정체된 이물질에 의해서 유발되는 문제를 방지하는 것이 가능하다. 결과적으로, 자동 드레인 방출 장치는 긴 시간동안 안정적 동작될 수 있다.

본 발명의 위의 목적, 다른 목적, 특징 및 장점은 본 발명의 바람직한 실시형태가 예시적인 실시예의 방식으로 도시되는 첨부된 도면과 함께 다음의 상세한 설명이 고려될 때, 이로부터 더욱 분명해 질 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동 드레인 배출 장치의 구조를 개략적으로 도시하는 사시도이고;
도 2는 도 1에 도시되는 자동 드레인 배출 장치의 수직 단면도이고;
도 3은 도 1에 도시되는 자동 드레인 배출 장치의 드레인 하우징의 단면도이고;
도 4는 도 1에 도시되는 자동 드레인 배출 장치의 주요 구성요소를 도시하는 부분 분해 사시도이고;
도 5는 드레인 밸브 시트의 밸브 개방 상태를 도시하는, 도 1에 도시되는 자동 드레인 배출 장치의 수직 단면도이고; 그리고
도 6은 종래 기술에 따른 자동 드레인 배출 장치의 구조를 도시하는, 부분 생략을 갖는 수직 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 자동 드레인 배출 장치(20)의 바람직한 실시형태가 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명될 것이다.

도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 자동 드레인 배출 장치(20)는 뚜껑 부재(22), 액밀 방식으로 뚜껑 부재(22)의 하측 위치에 부착되는 바닥을 갖는 원통형 케이스(24), 및 케이스(24)의 보호를 위해서 케이스(24) 둘레에 제공되는 케이스 가이드(26)를 포함한다. 개구(28)는 케이스(24)의 바닥에 정의되고, 드레인 하우징(제1 하우징)(30)은 개구(28)에 제공된다. 자동 배출 기능과 관련된 부재(후술됨)는 드레인 하우징(30)을 형성하도록 서로 조립된다.

뚜껑 부재(22)는 하측에서 개방되고, 그리고 암 나사 부분(32)이 뚜껑 부재(22)의 상측 부분의 중앙에 제공된다. 암 나사 부분(32)은 도면에서 상측으로 돌출된다. 암 나사 부분(32)의 중앙부를 통해서 연장되는 개구는 드레인 유입 홀(34)로서 사용된다. 작은 직경을 갖는 블리드(bleed) 밸브 부착 홀(36)이 암 나사 부분(32)에 인접하게 제공된다.

외부로 케이스(24) 내의 가압된 유체를 배출하기 위한 블리드 밸브(미도시)는 블리드 밸브 부착 홀(36)을 사용하여 리드 부재(22)에 부착된다. 케이스(24) 내의 가압된 유체가 블리드 밸브로부터 외부로 방출될 때, 케이스(24) 내의 내측 압력이 감소하여 차압(differential pressure)을 생성하고, 그리고 가압된 유체에 유동을 발생시킨다. 드레인이 케이스(24) 안으로 용이하게 유동하지 않는 경우에도, 예를 들어 드레인 튜브가 좁고 길고 그리고/또는 드레인 유입 홀(34)이 작은 경우에도, 블리드 밸브에 의해서 발생되는 가압된 유체의 유동에 의해서 드레인이 케이스(24) 안으로 부드럽게 유동된다. 또한, 드레인 유입 홀(34) 둘레에 대칭적으로 위치된 작은 홀들은, 자동 드레인 배출 장치(20)를 벽 표면(미도시) 등에 부착하기 위한 브라켓 부착 홀이다.

도 2에 도시되는 바와 같이, 케이스(24)는 뚜껑 부재(22)의 하측 부분에 장착된다. 구성요소(필터 요소)(38)는 케이스(24)의 상측 단부에 있는 개구에 부착된다. 이 구성요소(38)는 지지 프레임(44) 및 지지 프레임(44)의 하측 부분과 일체적으로 형성되는 실질적으로 원뿔형상의 바닥 플레이트(46)로 구성된다. 지지 프레임(44)은 환상 베어링(40), 및 베어링(40)으로부터 하측으로 연장되는 환상 벽(42)을 포함한다. 환상 메시 필터 바디(48)는 지지 프레임(44) 내부에 제공된다. 바닥 플레이트(46)의 중앙의 실질적으로 원통형인 중공 돌출부(50)는, 예를 들어 세정을 위해 구성요소를 분해하도록 케이스(24)로부터 구성요소(38)를 제거할 때 구성요소(38)를 잡아당기기 위해서 사용자에 의해서 잡히는 손가락 파지부이다.

지지 프레임(44)의 환상 벽(42)의 상측 단부는 반경 방향으로 외측으로 단계적으로 접혀지고, 그리고 환상 벽(42)의 플랜지 부분은 케이스(24)에 의해서 유지된다. 환상 벽(42)의 하측 단부는 상측으로 접혀지고, 환상 벽(42)의 외측 표면은 케이스(24)의 내측 표면과 접촉된다. 이 방식으로, 구성요소(38)는 케이스(24)에 고정된다.

상술된 바와 같이, 케이스(24)는 상측에서 개방된 실질적으로 원통 형상을 갖는다. 케이스(24)는 합성 수지와 같은 투명한 재료로 만들어진다. 케이스(24)의 바닥에서 내측 직경은 상측 위치로부터 하측 위치로 갈수록 점진적으로 감소된다. 실질적으로 8각형 개구(28)는 케이스(24)의 두꺼운 부분을 사용하여 케이스(24)의 바닥의 중앙에 정의된다. 단차부(52)가 개구(28)의 내측 가장자리 부분에서 케이스(24)의 내측 원주방향 표면보다 약각 더 낮은 위치에서 제공된다. 후술되는 드레인 하우징(30)의 플랜지 부분(54)은 단차부(52) 상에 안착된다.

복수의 결합 돌출부(56) 및 원주방향 그루브(58)는 케이스(24)의 원주방향 측 표면 상에, 상측에 형성되는 개구의 단부에 인접하게 제공된다. 결합 돌출부(56)는 반경 방향으로 외측으로 돌출되고, 그리고 원주방향 그루브(58)는 케이스(24)의 외측 원주방향 표면 둘레에 형성된다. 결합 돌출부(56) 각각은 뚜껑 부재(22)의 내측 벽에 형성되는 결합 리세스(60)와 인게이지된다. 이 구조에서, 케이스(24)는 뚜껑 부재(22)에 탈착가능하게 부착된다. O-링(62)은 원주방향 그루브(58)에 제공되어 케이스(24)와 뚜껑 부재(22) 사이의 기밀 또는 액밀을 유지한다.

케이스 가드(26)는 케이스(24)를 둘러싸고, 그리고 케이스(24)를 보호한다. 케이스 가드(26)는 케이스(24)와 같이 실질적으로 원통형 형상을 갖고, 그리고 합성 수지와 같은 투명한 재료로 만들어진다. 케이스 가드(26)는 도 1에 도시되는 잠금 버튼(64)을 통해서 뚜껑 부재(22)에 탈착가능하게 고정된다.

도 3 및 도 4에 도시되는 바와 같이, 드레인 하우징(30)은 전체로서 실질적으로 원통형 형상을 갖고, 그리고 드레인 하우징(30)은 상측 단부와 하측 단부에서 개방된다. 드레인 하우징(30)은 드레인 배출 부분(68), 플랜지 부분(54), 및 압력 수용 부분(72)을 포함한다. 드레인 배출 홀(66)이 드레인 배출 부분(68) 내부에 형성된다. 플랜지 부분(54)은 드레인 배출 부분(68) 위에 제공되고, 그리고 반경 방향으로 드레인 하우징(30)의 원주방향 측 표면으로부터 외측으로 돌출된다. 압력 수용 부분(72)은 플랜지 부분(54) 위에 제공되고, 그리고 후술되는 다이어프램(압력 수용 구성요소; 70)은 압력 수용 부분(72) 내에 놓인다.

드레인 배출 홀(66)은 드레인 배출을 위한 통로로서 드레인 배출 부분(68) 내부에 형성된다. 결합 홀(74)은 드레인 배출 부분(68)의 원주방향 벽에 형성된다. 결합 홀(74)은 경사지고, 그리고 원주방향으로 개방된다. 원주방향 그루브(76) 및 원주방향 그루브(78)는 결합 홀(74) 위에 드레인 배출 부분(68)의 원주방향 표면 상에 동축적으로 형성된다. 원주방향 그루브(76) 및 원주방향 그루브(78)는 미리결정된 거리만큼 서로로부터 이격된다. O-링(80)이 원주방향 그루브(76)에 제공되고, 그리고 스토퍼 링(82)이 원주방향 그루브(78)에 제공되어(도 2 참조) 드레인 하우징(30)과 케이스(24) 사이에 액밀을 유지한다.

플랜지 부분(54)은 드레인 배출 부분(68) 위에 제공된다. 플랜지 부분(54)의 외측 형상은 실질적으로 팔각형 형상이고, 케이스(24)의 바닥에 있는 개구(28)에 제공되는 단차부(52)의 형상에 대응한다. 플랜지 부분(54)은 케이스(24)에 드레인 하우징(30)을 제공하도록 단차부(52) 상에 안착된다.

4개의 연통 홀(84)은 플랜지 부분(54) 위에 플랜지 부분(54)과 압력 수용 부분(72) 사이에 원주방향으로 제공된다. 케이스(24)의 내부 및 드레인 배출 홀(66)은 연통 홀(84)을 통해서 연통된다.

도 2에 도시되는 바와 같이, 연통 홀(84)의 바닥 표면(86)(플랜지 부분(54)의 상측 표면)은 드레인 배출 홀(66)을 향해서 경사지는 경사진 표면의 형태이다. 연통홀(84)의 바닥 표면(86)에서 최상측 위치에 위치되는 외측 가장자리 부분(88)(플랜지 부분(54)의 최상측 위치에 위치되는 외측 가장자리 부분(88))은 케이스(24)의 내측 원주방향 표면에서 최하측 위치에 위치되고 개구(28)에 인접하는 가장자리 부분(90)과 동일한 평면에 있다. 즉, 케이스(24)의 바닥의 내측 원주방향 표면(곡면)과 드레인 하우징(30)의 연통 홀(84)의 바닥 표면(86)(경사진 표면)은 더욱 부드럽게 연결된 표면을 형성한다.

4개의 연통 홀(84) 사이의 4개의 벽(92)은 연통 홀(84) 사이의 구획부로서 기능하고, 그리고 플랜지 부분(54)과 압력 수용 부분(72)을 일체적으로 연결하기 위한 연결 부분으로서 기능한다.

작은 직경을 갖는 작은 원통형 부분(94)은 4개의 연통 홀(84)의 내부로부터 돌출된다. 작은 원통형 부분(94)은 압력 수용 부분(72)의 아래의 위치로부터 드레인 배출 홀(66)을 향해서 배향된다. 후술되는 다이어프램 홀더(96) 및 다이어프램 홀더(96)에 연결되는 스템(98)은 축선 방향으로 작은 원통형 부분(94) 안으로 삽입된다. 복수의 작은 연통 홀(100)은 작은 원통형 부분(94)의 원주방향 벽에서 개방된다. 드레인 배출 홀(66)로 배향되는 복수의 돌출부(102)는 작은 원통형 부분(94) 아래에 형성된다. 돌출부(102)는 환상 패턴으로 미리결정된 간격으로 서로 이격된다.

압력 수용 부분(72)은 상측에서 개방된 실질적으로 원통형 형상을 갖는다. 복수의 측방향으로 직사각형 결합 홀(104)은 압력 수용 부분(72)의 원주방향 측 표면에 형성된다. 후술되는 부유체 홀더 부재(106)(제2 하우징)의 결합 돌출부(108)는 결합 홀(104)과 인게이지된다.

단차부(110)는 압력 수용 부분(72)의 내측 원주방향 표면에, 미리결정된 거리만큼 개방 단부로부터 축선방향으로 하측으로 이동된 위치에서 제공된다. 다이어프램(70)은 단차부(100) 상에 놓인다. 다이어프램(70)의 외측 가장자리 부분은 단차부(110)와 후술되는 부유체 홀더 부재(106)의 하측 단부 사이에 고정적으로 유지된다. 이때, 다이어프램 챔버(112)는 다이어프램(70)의 하측에 형성되고 그리고 파일럿 챔버(114)는 다이어프램(70)의 상측에 형성된다. 드레인 또는 가압된 유체는 작은 연통 홀(100)을 통해서 다이어프램 챔버(112) 안으로 유동되고, 그리고 가압된 유체는 파일럿 챔버(114) 안으로 유동된다.

실질적으로 원통형인 드레인 가이드(116)는 O-링(117)을 사용하여 액밀 방식으로 드레인 하우징(30)의 드레인 배출 부분(68)의 하측 부분에 조립된다. 드레인 가이드(116)는 편평한 핸들 부분(118) 및 핸들 부분(118)로부터 상측으로 돌출되는 원통형 부분(120)을 포함한다. 드레인 채널(122)은 드레인을 가이드하기 위한 원통형 부분(120) 내부에 형성된다. 드레인 채널의 내측 직경은 상측의 개구의 단부에 인접한 원통형 부분(120)의 내측 원주방향 측에서 감소된다. 작은 직경을 갖는 부분은 드레인 밸브 시트(124)로서 기능한다. 후술되는 드레인 밸브 플러그(126)는 아래로부터 드레인 밸브 시트(124) 상에 안착될 수 있다.

도 4에 도시되는 바와 같이, 실질적으로 직사각형 소형 돌출부(128)는 드레인 가이드(116)의 원통형 부분(120)의 외측 원주방향 표면으로부터 돌출된다. 핸들 부분(118)을 회전시켜 원통형 부분(120)을 드레인 배출 부분(68) 안에 삽입함으로써, 드레인 가이드(116)의 작은 돌출부(128)는 드레인 배출 부분(68)의 결합 홀(74)과 결합된다. 또한, 스페이서 링(130)을 리테이너로서 원통형 부분(120)의 근부에 장착함으로써, 드레인 가이드(116)는 드레인 하우징(30)에 고정된다.

부유체 홀더 부재(106)는 드레인 하우징(30)의 상측 부분에 장착된다. 후술되는 부유체(132)는 부유체 홀더 부재(106)에 헐겁게 장착되고, 그리고 이에 의해서 유지된다. 부유체(132)는 수직방향으로 변위가능하다. 부유체 홀더 부재(106)는 짧은 원통형 부분(베이스)(134), 실질적으로 팔각형의 편평한 플레이트 부분(136), 및 원통형 가이드(138)를 포함한다. 짧은 원통형 부분(134)은 실질적으로 드레인 하우징(30)과 동일한 직경을 갖고, 그리고 하측에서 개구를 갖는다. 편평한 플레이트 부분(136)은 짧은 원통형 부분(134)의 상측 표면 상에 제공된다. 원통형 가이드(138)는 편평한 플레이트 부분(136)의 중심에 제공되는 작은 직경을 갖는 돌출부의 형태이다.

복수의 결합 돌출부(108)는 짧은 원통형 부분(134)의 원주방향 측 표면 상에 원주방향으로 배열된다. 짧은 원통형 부분(134)은 드레인 하우징(30)의 압력 수용 부분(72) 안으로 삽입된다. 짧은 원통형 부분(134)의 결합 돌기(108)는 압력 수용 부분(72)의 결합 홀(104)과 인게이지되어 드레인 하우징(30)과 부유체 홀더 부재(106)를 서로 결합한다.

블록(140)은 편평한 플레이트 부분(136)의 상측 표면 상에서 십자형 패턴으로 연장되고, 그리고 부유체(132)의 하측 단부 표면은 블록(140)과 접촉된다. 중공 파일럿 챔버(114)는 짧은 원통형 부분(134)과 원통형 가이드(138) 내부에서 축선 방향으로 형성된다. 다이어프램(70)은 파일럿 챔버(114)의 하측 단부에 제공된다. 원통형 가이드(138)의 상측 단부에서, 파일럿 밸브 메커니즘(142)의 시트(144), 시트(144)의 오리피스(145)를 개방하거나 폐쇄하기 위한 파일럿 밸브 플러그(146), 시트(144)와 파일럿 밸브 플러그(146)를 덮는 캡(148), 및 파일럿 밸브 플러그(146)에 결합된 레버(150)가 제공된다.

부유체(132)는, 예를 들어 드레인 하우징(30)과 실질적으로 동일한 직경을 갖는 실질적으로 원통형 형상으로 발포성 합성 수지를 변형함으로써 형성되는, 물과 같은 액체보다 더 낮은 비중의 재료로 만들어진다. 축선 방향으로 연장되는 관통 홀(152)은 부유체(132)의 중앙에서 형성된다. 플랜지 부분(154)은 부유체(132)의 가장자리 부분의 상측 단부에 제공된다. 플랜지 부분(154)의 직경은 원주방향으로 증가하여 테이퍼진 형상을 갖는다. 플랜지 부분(154)을 사용하여, 역으로 원뿔형인 리세스(156)가 제공된다.

부유체 홀더 부재(106)의 원통형 가이드(138)는 부유체(132)의 관통 홀(152) 안으로 삽입된다. 부유체(132)는 드레인의 액체 레벨에 따라서 수직방향으로 변위가능한 방식으로 케이스(24) 내부에 유지된다. 부유체(132)가 최하측 위치에 있을 때, 부유체(132)는 짧은 원통형 부분(134)의 상측 표면 상에 제공되는 블록(140)과 접촉된다. 즉, 케이스(24) 내에서, 부유체(132)가 항상 부유체 홀더 부재(106)의 짧은 원통형 부분(134) 위에 제공된다.

다이어프램(70)의 외측 가장자리 부분은 드레인 하우징(30)의 단차부(110)와 부유체 홀더 부재(106)의 하측 단부 사이에 유지된다. 따라서, 다이어프램(70)은 드레인 하우징(30)의 압력 수용 부분(72) 내에서 고정된다.

작은 홀(158)은 다이어프램(70)의 중앙 부분에 제공된다. 다이어프램 홀더(96)는 상측 표면 상에 환상 돌출부를 갖는다. 환상 돌출부는 아래로부터 다이어프램(70)의 작은 홀(158) 안으롯 삽입되고, 그리고 다이어프램(70) 위로 돌출된다. 환상 쉘(160)은 환상 돌출부 둘레에 장착되고, 그리고 다이어프램(70)은 상측의 쉘(160)과 하측의 다이어프램 홀더(96) 사이에 유지된다.

스프링(162)은 다이어프램 홀더(96)의 하측 부분 둘레에 감겨 다이어프램(70)을 상측으로 바이어스한다. 관통 홀(164)은 다이어프램 홀더(96)를 통해서 환상 돌출부가 제공되는 상측 단부까지 축선 방향으로 위로 연장된다. 내측 직경이 감소되는 오리피스(166)는 관통 홀(164)의 중간 위치에 제공된다.

실질적으로 원통형인 스템(98)은 다이어프램 홀더(96)의 관통 홀(164) 안에서 오리피스(166) 아래 부분 안으로 나사조임된다. 스템(98)은 축선 방향으로 연장되는 관통 홀(168)을 갖는다. 이 관통 홀(168)의 상측 단부는 다이어프램 홀더(96)의 관통 홀(164)과 연통되고, 그리고 이의 하측 단부는 드레인 가이드(116)의 드레인 채널(122)과 연통된다.

팽창된 직경 부분 (170)은 스템(98)의 하측 단부에 제공된다. 환상 드레인 밸브 플러그(126)는 팽창된 직경 부분(170) 위의 부분에 장착된다. 드레인 밸브 플러그(126)는 아래로부터 드레인 밸브 시트(124) 상에 안착되는 포핏(poppet) 타입 밸브 플러그로서 기능한다.

다이어프램 챔버(112)는 다이어프램 홀더(96)의 관통 홀(164), 오리피스(166), 스템(98)의 관통 홀(168), 및 드레인 채널(122)을 통해서 외부와 연통된다.

본 발명에 따른 자동 드레인 배출 장치(20)는 기본적으로 상술된 바와 같은 구조를 갖는다. 다음으로, 자동 드레인 배출 장치(20)의 동작 및 장점이 설명될 것이다.

도 2는 일정한 레벨의 가압된 유체가 드레인 유입 홀(34)로부터 공급되고, 케이스(24) 내에 드레인이 없고, 부유체(132)가 최하측 말단 위치에 있는 상태를 도시한다. 이 상태는 초기 상태로 일컬어 질 것이다.

도 2의 상태에서, 부유체(132)는 최하측 말단 위치에 있고, 그리고 레버(150)는 수평으로 유지된다. 파일럿 밸브 플러그(146)는 시트(144) 상에 안착되어 오리피스(145)를 폐쇄한다. 한편, 케이스(24)의 내부와 같은 압력의 가압된 유체가 작은 연통 홀(100)을 통해서 드레인 하우징(30)의 다이어프램 챔버(112)에 공급된다. 다이어프램(70)은 가압된 유체와 스프링(162) 모두로부터 상향의 힘을 받는다. 따라서, 드레인 밸브 플러그(126)는 드레인 밸브 시트(124) 상에 안착된다.

이 상태에서, 드레인이 드레인 유입 홀(34)를 통해서 케이스 안으로 유동될 때, 드레인은 케이스(24)의 바닥에서 최하측 단부 위치로부터 누적되다. 드레인 액체 레벨은 점진적으로 증가된다. 이 때, 드레인은 작은 연통 홀(100)을 통해서 다이어프램 챔버(112) 안으로 점진적으로 공급되고, 그리고 결과적으로, 다이어프램 챔버(112)가 드레인으로 채워진다. 이때, 가압된 유체의 압력이 드레인의 액체 표면 상에 가해지고, 가압된 유체의 상향 힘이 드레인을 통해서 다이어프램(70)에 가해지고, 그리고 스프링(162)에 의한 상향 힘이 다이어프램(70)에 가해진다.

다음으로, 드레인의 액체 표면이 부유체 홀더 부재(106)의 짧은 원통형 부분(134)의 위치를 넘고, 그리고 부유체(132)에 도달되면, 부유체(132)는 부양력을 받고, 그리고 상측으로 변위되기 시작한다. 수직 방향으로 부유체(132)의 변위에 의해서, 부유체(132)의 플랜지 부분(154)은 또한 상측으로 변위되고, 그리고 플랜지 부분(154)은 레버(150)의 전방 단부와 접촉된다. 부유체(132)의 상방향 변위가 계속될 때, 부유체(132)는 레버(150)의 전방 단부를 가압한다. 결과적으로, 레버(150)는 근위 말단 위치 둘레로 도 2에서 시계방향으로 회동식으로 이동된다.

레버(150)의 회동식 운동에 의해서, 파일럿 밸브 플러그(146)가 시트(144)로부터 이격되다. 결과적으로, 케이스(24) 내의 가압된 유체는 시트(144)의 오리피스(145)를 통해서 파일럿 챔버(114) 안으로 유동되고, 그리고 하향 파일럿 압력은 다이어프램(70)에 가해진다. 다이어프램(70)을 아래로 누르도록 가해지는 파일럿 압력의 하향 힘이 다이어프램(70)을 위로 가압하도록 가해지는 스프링(162) 및 케이스(24) 내 가압 유체의 상향 힘을 초과할 때, 다이어프램(70)이 아래로 가압되고 그리고 낮추어 진다. 다이어프램(70)에 결합되는 스템(98)이 하측으로 변위되고, 그리고 드레인 밸브 플러그(126)가 드레인 밸브 시트(124)로부터 이격된다. 결과적으로, 케이스(24) 내부의 드레인은 연통 홀(84) 및 드레인 하우징(30)의 드레인 배출 홀(66)을 통해서 유동되고, 그리고 다음으로, 드레인은 드레인 채널(122)로부터 케이스(24)의 외부로 배출된다(도 5 참조).

케이스(24) 내 드레인의 액체 레벨이 드레인을 배출함으로써 낮아질 때, 부유체(132)의 부력이 점진적으로 상실되고, 그리고 부유체(132)가 하측으로 변위된다. 부유체(132)의 하향 변위의 결과로서, 플랜지 부분(154)과 접촉되었던 레버(150)가 도면에서 반시계방향으로 회동식으로 이동된다. 또한, 부유체(132)의 하측 표면이 부유체 홀더 부재(106)의 짧은 원통형 부분(134)의 상측 표면 상의 블록(140)과 접촉될 때, 부유체(132)의 하향 변위가 종료된다. 이때, 레버(150)는 초기 상태로 수평 위치로 복귀되고, 그리고 파일럿 밸브 플러그(146)는 시트(144)의 오리피스(145)를 폐쇄한다.

이 상태에서, 비록 파일럿 챔버(114)로의 가압된 유체의 공급이 종료되나, 가압된 유체가 여전히 파일럿 챔버(114) 내에 존재한다. 파일럿 챔버(114) 내 가압된 유체는 다이어프램 홀더(96)의 관통 홀(164) 내에 형성된 오리피스(166)를 통해서 스로틀(throttle)되고, 그리고 스템(98)의 관통 홀(168) 및 드레인 채널(122)을 통해서 상당한 시간에 걸쳐서 유동된다. 다음으로, 가압된 유체는 케이스(24)의 외부로 배출된다. 따라서, 다이어프램(70)은 아래로 가압되고, 그리고 드레인 밸브 플러그(126)가 드레인 밸브 시트(124)로부터 이격되는 상태, 즉 드레인이 배출되는 상태가 미리결정된 시간 동안 계속된다.

다음으로, 파일럿 챔버(114) 내의 가압된 유체 모두가 케이스(24) 외부로 배출될 때, 다이어프램(70)을 아래로 가압하는 하향 힘이 상실되고, 그리고 다이어프램(70)이 케이스(24) 내 가압된 유체 및 스프링(162)에 의해서 위로 가압된다. 결과적으로, 드레인 밸브 플러그(126)는 드레인 밸브 시트(124)를 폐쇄하도록 상측으로 변위되고, 그리고 자동 드레인 배출 장치(20)는 초기 위치로 복귀된다(도 2 참조).

상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 드레인 배출 장치(20)는 케이스(24)의 바닥에서 개구(28)를 갖는 케이스(24), 드레인 배출 홀(66)을 갖고 개구(28)에 제공되는 드레인 하우징(30), 드레인 배출 홀(66)에 제공되는 드레인 밸브 시트(124), 드레인 밸브 시트(124)를 개방하거나 폐쇄하도록 구성되는 드레인 밸브 플러그(126), 케이스(24) 내 드레인의 액체 레벨에 따라 수직방향으로 이동가능한 부유체(132), 및 드레인 밸브 플러그(126)를 구동시키기 위해 부유체(132)의 수직 운동에 의해서 압력 수용 요소(70)에 대해 파일럿 압력을 가하도록 구성되는 파일럿 밸브 메커니즘(42)을 포함한다. 케이스(24)의 바닥에서 내측 직경은 상측 위치로부터 하측 위치로 갈수록 점진적으로 감소된다. 드레인 하우징(30)은, 케이스(24)의 내부가 드레인 배출 홀(66)과 연통되는 것을 허여하도록 구성된 연통 홀(84)을 갖는다. 연통 홀(84)의 바닥 표면(86)은 드레인 배출 홀(66)을 향해서 경사지는 경사진 표면을 갖는다. 연통홀(84)의 바닥 표면(86)에서 최상측 위치에 위치되는 외측 가장자리 부분(88)은 케이스(24)의 내측 원주방향 표면에서 최하측 위치에 위치되고 개구(28)에 인접하는 가장자리 부분(90)과 동일한 평면에 또는 보다 더 낮은 평면에 있다.

이 구조에서, 드레인 배출 홀(66)을 향해서 계속적으로 연장되는 곡면 또는 경사진 표면이 케이스(24)의 바닥에서 형성된다. 결과적으로, 드레인이 이물질을 함유하고 있다고 하더라도, 이물질이 아래로 부드럽게 이동되기 때문에, 이물질의 정체가 발생하지 않는다. 따라서, 이물질을 신뢰가능하고 신속하게 제거하는 배출하는 것이 가능하고, 그리고 이물질의 정체로부터 기인되는 문제를 방지하는 것이 가능하다.

또한, 바람직하게는, 드레인 밸브 플러그(126)가 아래로부터 드레인 밸브 시트(124)를 개방하거나 또는 폐쇄하도록 구성되는 포핏 타입의 밸브 플러그이고, 그리고 압력 수용 요소(70)는 다이어프램(70)이다.

이 구조에서, 파일럿 압력에 의해서 드레인 밸브 플러그(126)를 구동하고 드레인 밸브 시트(24)를 개/폐하는 것에 대해서, 드레인 밸브 플러그(126) 및 다이어프램(70) 모두는 다른 부재 상에서 슬라이딩되는 어떤 부분도 포함하지 않는다. 따라서, 스풀 타입 드레인 밸브 플러그(6) 및/또는 피스톤(7)과 같은 슬라이딩 부분을 갖는 종래의 자동 드레인 배출 장치(1)와 달리, 슬라이딩 부분에 이물질이 물리(biting)는 것과 같은 문제가 발생하지 않고, 그리고 이물질로부터 기인하는 문제를 미리 제거하는 것이 가능하다.

또한, 스풀 타입 드레인 밸브 바디를 사용하는 경우와 비교하여, 포핏 타입 드레인 밸브 플러그(126)를 사용함으로써, 드레인 채널(122)의 개방 직경을 증가시키는 것이 가능하다. 배출 동작 매 1회 마다 드레인을 배출하는 양은 증가되고, 그리고 드레인의 배출 동작의 횟수가 감소될 수 있기 때문에, 자동 드레인 배출 장치(20)의 제품 수명을 증가시키는 것이 가능하다.

또한, 바람직하게는, 부유체 홀더 부재(제2 하우징)(106)는 드레인 하우징(제1 하우징)(30) 위에 제공되고, 드레인 하우징(30)이 드레인 밸브 플러그(126), 드레인 밸브 시트(124) 및 다이어프램(70)을 수용하도록 구성되고, 그리고 부유체 홀더 부재(106)는 드레인 하우징(30)의 상측 부분에 장착되는 짧은 원통형 부분(베이스)(134)을 포함하고, 그리고 원통형 가이드(138)는, 원통형 가이드(138)가 부유체(132) 안으로 삽입되는 방식으로 짧은 원통형 부분(134)의 상측 표면의 중앙에 제공되고, 그리고 부유체(132)가 부유체 홀더 부재(106)의 짧은 원통형 부분(134) 위에 위치된다.

이 구조에서, 드레인 액체 레벨이 부유체 홀더 부재(106)의 짧은 원통형 부분(134)의 위치를 넘어간 후 부유체(132)는 상측으로 변위되기 시작한다. 따라서, 케이스(24) 내부에 저장될 수 있는 드레인의 양을 증가시키는 것이 가능하다. 따라서, 드레인 배출 동작 매 1회당 드레인 배출의 양을 증가시키는 것이 가능하다. 더 큰 양의 드레인을 사용하여 이물질을 치우는 것이 가능하기 때문에, 이물질을 신뢰성있게 배출하는 것이 또한 가능해진다.

또한, 바람직하게는, 파일럿 밸브 메커니즘(142)은 원통형 가이드(138)의 상측 단부에 제공되는 시트(144), 시트(144)를 개/폐하도록 구성된 파일럿 밸브 플러그(146), 및 파일럿 밸브 플러그(146)에 결합된 레버(150)를 포함할 수도 있고, 부유체(132)는 부유체(132)의 가장자리 부분의 상측 단부에서, 반경 방향으로 팽창되는 직경을 갖는 플랜지 부분(154)을 포함하고, 그리고 부유체(132)가 드레인의 증가된 액체 레벨에 따라 상측으로 변위될 때, 플랜지 부분(154)이 시트(144)를 개방하도록 레버(150)를 위로 가압한다.

이 구조에서, 플랜지 부분을 갖지 않는 종래의 부유체와 비교하면, 레버(150)의 회동 지점(받침점)으로부터 부유체(132)의 부력의 작용 지점까지의 거리를 증가시키는 것이 가능하다. 이 구조에서, 전체적으로 부유체(132)의 작은 외측 사이즈를 유지하면서, 레버(150)의 회동 운동을 위해서 필요한 레버 힘을 얻는 것이 가능하다. 또한, 부유체(132)의 외측 원주방향 표면과 케이스(24)의 내측 원주방향 표면 사이의 갭에 저장된 드레인의 양을 증가시키는 것이 가능해 진다.

또한, 원주방향으로 경사를 갖는 개방된 결합 홀(74)이 드레인 하우징(30)의 드레인 배출 부분(68)의 원주방향 벽에 형성된다.

따라서, 드레인 가이드(116)의 핸들 부분(118)이 회전될 때, 드레인 가이드(116)의 작은 돌출부(128)가 결합 홀(74)의 경사에 의해서 안내된다. 드레인 가이드(116)는 드레인 배출 홀(66)의 축선 방향으로 전후 이동되고, 그리고 드레인 밸브 플러그(126)로부터 멀어지도록 드레인 밸브 시트(124)를 이동시키는 것이 가능하다. 즉, 핸들 부분(118)을 회전시킴으로써 케이스(24) 내의 드레인을 수동으로 배출하는 것이 가능하다.

상기 발명을 실시하기 위한 실시형태는, 연통 홀(84)의 바닥 표면(86)의 최상측 위치에 위치되는 외측 가장자리 부분(88)이, 개구(28)에 인접하고 그리고 케이스(24)의 내측 원주방향 표면에서 최하측 위치에 위치되는 가장자리 부분(90)과 동일한 평면에 있는 경우와 관련하여 설명되었다. 그러나, 본 발명은 이에 관해서 한정되지 않는다. 예를 들어, 바닥 표면(86)에서 최상측 위치에 위치되는 외측 가장자리 부분(88)은 개구(28)에 인접하고 케이스(24)의 내측 원주방향 표면에서 최하측 위치에 위치되고 있는 가장자리 부분(90)보다 더 낮을 수도 있다.

또한, 위 발명을 실시하기 위한 실시형태가 소위 상시 폐쇄 타입 자동 드레인 배출 장치(20)가 채택되는 경우와 관련하여 설명되었으나, 본 발명은 상시 개방 타입 자동 배출 장치에 대해서 적용가능할 수도 있다.

또한, 위 발명을 실시하기 위한 실시형태가 하나의 드레인 유입 홀(34)이 뚜껑 부재(22)의 상측 표면 상에 형성되는 경우와 관련하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 대해서 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명은 유체 압력 장치에서 다른 품질 조절 장치(예를 들어, 소위 FRL 유닛 등의 필터)에 적용될 수도 있다.

본 발명은 상술된 실시형태에 한정되지 않는다. 다양한 변형이 본 발명의 요지로부터 벗어나지 않으면서 만들어질 수도 있다는 점은 당연하다.

Claims (5)

1. 자동 드레인(drain) 배출 장치(20)에 있어서,
   바닥에 개구(28)를 포함하는 케이스(24);
   상기 개구(28)에 제공되고, 그리고 드레인 배출 홀(66)을 포함하는 제1 하우징(30);
   상기 드레인 배출 홀(66)에 제공되는 드레인 밸브 시트(124);
   상기 드레인 밸브 시트(124)를 열거나 폐쇄하도록 구성되는 드레인 밸브 플러그(126);
   상기 케이스(24) 내에서 드레인의 액체 레벨에 따라 수직방향으로 이동가능한 부유체(132); 및
   상기 드레인 밸브 플러그(126)를 구동하기 위해서 상기 부유체(132)의 수직 이동에 의해서 압력 수용 요소(70)에 파일럿 압력을 가하도록 구성되는 파일럿 밸브 메커니즘(142)를 포함하며,
   상기 케이스(24)의 바닥에서 내측 직경은 상측 위치로부터 하측 위치로 점진적으로 감소되고;
   상기 제1 하우징(30)은 상기 케이스(24)의 내부가 상기 드레인 배출 홀(66)과 연통되는 것을 허여하도록 구성되는 연통 홀(84)을 포함하고;
   상기 연통 홀(84)의 바닥 표면(86)은 상기 드레인 배출 홀(66)을 향해서 경사지는 경사진 표면을 포함하고; 그리고
   상기 연통 홀(84)의 상기 바닥 표면(86)에서 최상측 위치에 위치되는 외측 가장자리 부분(88)은 상기 케이스(24)의 내측 원주방향 표면에서 최하측에 그리고 상기 개구(28)에 인접하게 위치되는 가장자리 부분(90)보다 더 낮거나 또는 상기 가장자리 부분과 동일한 평면에 있는, 자동 드레인 배출 장치(20).
2. 청구항 1에 있어서, 상기 드레인 밸브 플러그(126)는 아래로부터 상기 드레인 밸브 시트(124)를 열거나 닫도록 구성되는 포핏 타입 밸브 플러그이고; 그리고
   상기 압력 수용 요소(70)는 다이프램(70)인, 자동 드레인 배출 장치(20).
3. 청구항 1에 있어서, 제2 하우징(106)은 상기 제1 하우징(30) 위에 제공되고;
   상기 제1 하우징(30)은 상기 드레인 밸브 플러그(126), 상기 드레인 밸브 시트(124), 및 상기 압력 수용 요소(70)를 수용하도록 구성되고; 그리고
   상기 제2 하우징(106)은 상기 제1 하우징(30)의 상측 부분에 장착되는 베이스(134), 및 상기 베이스(134)의 상측 표면의 중심에 제공되고 상기 부유체(132) 안으로 삽입되는 원통형 가이드(138)를 포함하고; 그리고
   상기 부유체(132)는 상기 제2 하우징(106)의 상기 베이스(134) 위에 위치되는, 자동 드레인 방출 장치(20).
4. 청구항 3에 있어서, 상기 파일럿 밸브 메커니즘(142)은 상기 원통형 가이드(138)의 상측 단부에 제공되는 시트(144), 상기 시트(144)를 개방하거나 폐쇄하도록 구성되는 파일럿 밸브 플러그(146), 및 상기 파일럿 밸브 플러그(146)에 연결되는 레버(150)를 포함하고; 그리고
   상기 부유체(132)는 상기 부유체(132)의 가장자리 부분의 상측 단부에 플랜지 부분(154)을 포함하며, 상기 플랜지 부분(154)은 반경 방향으로 팽창된 직경을 갖고; 그리고
   상기 부유체(132)가 상기 드레인의 증가된 액체 레벨에 따라서 상측으로 변위될 때, 상기 플랜지 부분(154)은 상기 레버(150)를 위로 가압하여 상기 시트(144)를 개방하는, 자동 드레인 배출 장치(20).
5. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 하우징(30)은 원주방향으로 경사를 갖는 개방된 결합 홀(74); 및
   상기 결합 홀(74)의 상기 경사에 의해서 안내되어 상기 드레인 배출 홀(66)의 축선 방향으로 전후 이동되는 드레인 가이드(116)를 포함하는, 자동 드레인 배출 장치(20).
   

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