KR20230128263A - 포집기 트레이를 구비하는 여과 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마찰 제동 시스템(10)으로부터 제동 입자를 포집하기 위한 포획 시스템(1)으로, 상기 마찰 제동 시스템(10)을 대기와 연결하는 공압 회로(30), 상기 공압 회로(30) 상에 위치하는 진공 소스(20), 및 공압 회로(30) 상에 위치하고, 지지체(41)와 상기 지지체(41) 상에 장착된 필터(42)를 포함하며, 작동 중에 우선적으로 표면이 상기 입자로 막히는 여과 시스템(40)을 포함하는 포획 시스템에 관한 것이다. 이 포획 시스템(1)은 상기 필터(42)에서 떨어지는 상기 입자를 수용할 수 있는 저장 용기(50)를 추가로 포함한다.

Description

포집기 트레이를 구비하는 여과 시스템

본 발명은 마찰 제동 시스템으로부터 제동 입자를 포집하기 위한 시스템에 관한 것으로서, 상기 시스템은 상기 마찰 제동 시스템을 대기와 연결하는 공압 회로, 상기 공압 회로 상에 위치하는 진공 소스, 및 공압 회로에 위치하고 작동 중에 우선적으로 표면이 입자로 막히는 필터를 포함한다.

이러한 마찰 제동 시스템은 도로주행 차량이나 철도 차량에 장착될 수 있다. 이러한 마찰 제동 시스템은 풍력 터빈이나 산업 기계와 같은 고정식 로터 기계에도 장착될 수 있다.

이러한 시스템에서는 공압 회로에 의해 마찰 제동 시스템에 연결되는 진공 소스(예: 모터로 구동되는 흡입 터빈)와 제동 시스템에 의해 방출되는 입자를 수집하기 위한 필터가 제공된다. 공압 회로는 진공 소스로부터 하류로 계속 이어져 대기로 연결된다. 필터는 진공 소스의 상류에 배치되어 입자가 진공 소스를 통과하여 대기로 방출되는 것을 방지한다. 이 필터는 또한 진공 소스의 하류에 배치될 수 있으며, 이 경우 입자가 대기로 방출되는 것도 방지한다. 이러한 필터는 전체 부피(즉, 전체 두께)를 통해 입자를 수집한다. 그러나 입자와 먼지가 필터 내부와 표면에 쌓임에 따라, 이러한 필터의 압력 강하가 증가한다. 궁극적으로 필터 전체의 압력 강하가 너무 커져서 공기가 통과하지 못하게 된다. 이것을 필터 막힘(filter clogging)이라고 한다. 그러면, 필터를 교체해야 한다. 필터 교체에는 유지 보수 작업과 추가 비용이 필요하다. 이러한 필터가 특허문헌 US 2002/112458호에 설명되어 있다.

이 문제를 해결하기 위한 한 가지 해결책은 필터 수명을 연장하기 위해 필터가 막히기 전에 정기적으로 필터에서 먼지를 제거하는 것이다. 이를 고려하면, 표면 필터, 즉 최외층(공기 흐름의 방향에 대해 상류에 있는 최외층)에서 우선적으로 또는 심지어 단독으로 막히는 필터를 사용하는 것이 유리하다. 이들은 예를 들어 표면에 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 또는 셀룰로오스 나노섬유 층을 포함하는 필터이다. 실제로 필터 표면의 먼지는 필터 내부에 있는 먼지보다 더 쉽게 떨어진다. 필터에서 먼지를 제거하는 작업(언클로깅(unclogging)이라고 함)이 용이해진다.

그러나 동일한 기간의 시스템 작동 기간 동안, 이러한 필터에 의해 유지될 수 있는 입자의 양은 필터 전체 부피에 걸쳐 입자를 수집하는 필터의 저장 용량보다 적다. 따라서 이러한 입자를 제거하여 필터가 최적의 상태로 계속 작동하고 수명이 더 길어지는 문제가 발생한다.

본 발명은 이러한 단점을 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 마찰 제동 시스템으로부터 제동 입자를 포집하기 위한 시스템으로, 필터의 효율과 사용 수명이 최적화 된 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 목적은 포획 시스템이 필터로부터 분리되는 입자를 수용할 수 있는 저장 용기를 추가로 포함한다는 사실로 인해 달성된다.

이러한 구조에 의해, 필터에 의해 걸러진 입자들은 필터의 별도 영역에 정기적으로 저장된다. 따라서 필터가 정기적으로 언클로깅 되고 여과 용량을 유지하게 된다. 저장 용기를 정기적으로 비워주어 먼지가 제거되기 때문에 필터의 유지관리도 용이해진다.

유리하게는, 포획 시스템은 입자를 저장 용기로 떨어뜨릴 수 있는 필터용 언클로깅 장치를 추가로 포함한다.

이에 따라 입자들이 필터에서 정기적으로 분리되어, 필터 및 이에 따른 포획 시스템의 수명이 연장된다.

예를 들어, 이 언클로깅 장치는 필터를 진동시킬 수 있는 진동기이다.

예를 들어, 이 언클로깅 장치는 필터를 통과하는 기류의 발생기를 포함한다.

예를 들어, 이 발생기는 진공 소스이다.

유리하게는, 저장 용기와 지지체가 폐쇄된 공간을 형성한다.

따라서 필터에 쌓인 입자와 저장 용기에 담긴 입자는 대기 중으로 빠져나가지 못한다.

유리하게는, 저장 용기가 지지체로부터 분리될 수 있다.

따라서 저장 용기 안에 축적된 입자를 비운 다음, 저장 용기를 지지체와 함께 재조립할 수 있다.

예를 들어, 필터는 수평 방향인 평면 P 내에서 주로 연장된다.

예를 들어, 필터는 수평면 H와 함께 90°이하의 각도로 0이 아닌 각도 β를 형성하는 평면 P 내에서 주로 연장된다.

유리하게는, 저장 용기는 입자가 외부 작업자와 접촉하는 것을 방지할 수 있게 하는 폐쇄 기구를 포함한다.

따라서 작업자가 저장 용기를 취급하는 동안 (독성이 있는) 입자와 접촉하지 않게 된다.

예를 들어, 진공 소스는 제동 시스템을 여과 시스템에 연결하는 파이프 부분에 위치한다.

비제한적 예시로 제시된 일부 실시형태들의 상세한 설명을 읽음으로써, 본 발명이 적절하게 이해될 것이며 그 장점이 더욱 명백해질 것이다. 설명은 다음과 같은 첨부 도면을 참조한다.
도 1은 본 발명에 따른 포획 시스템의 개략도이다.
도 2는 여과 시스템과 저장 시스템이 조립된 상태를 보여주는 포획 시스템의 사시도이다.
도 3은 분해된 상태의 여과 시스템과 저장 시스템을 보여주는 포획 시스템의 사시도이다.
도 4는 다른 실시형태에 따른 포획 시스템의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 포획 시스템의 다른 실시형태의 개략도이다.
도 6은 본 발명에 따른 포획 시스템의 또 다른 실시형태의 개략도이다.

도 1은 마찰 제동 시스템(10)에 의해 방출되는 입자들을 포집하는, 본 발명에 따른 입자 포획 시스템(1)을 개략적으로 나타낸다.

이러한 마찰 제동 시스템(10)은 차량의 제동을 위한 브레이크 패드(11)를 포함한다. 이 패드(11)는 백킹 플레이트(12) 및 백킹 플레이트(12)에 고정된 마찰재로 이루어진 라이닝(13)을 포함한다. 도 1에서, 패드(10)는 아래에서 보여지며, 백킹 플레이트(1)는 전경에 있다.

패드(11)(제1 패드)는 차량이나 기계의 휠에 의해 구동되는 디스크(9)와 마주보고 있다. 동일한 제2 패드(보이지 않음)는 디스크(9)의 다른 면에 위치하고, 제1 패드(11)를 향하여 이 두 개의 패드가 디스크(9)를 샌드위치 하게 된다. 디스크(9)의 제동은 2개의 패드가 디스크(9)에 접근할 때 디스크(9)에 대한 두 개의 라이닝(13)의 마찰에 의해 달성된다.

포획 시스템(1)은 공압 회로(30) 및 진공 소스(20)을 포함한다. 패드(11) 및 제2 패드는 공압 회로(30)를 통해 진공 소스(20)에 연결된다. 예를 들어, 진공 소스(20)은 전기 모터(21) 및 전기 모터(21)에 의해 구동되는 흡입 터빈(22)을 포함하며, 따라서 공압 회로(30)는 마찰 제동 시스템(10)에서 진공 소스(20)까지 연장되고, 그런 다음 진공 소스(20)의 하류로 계속되어 대기(외부)로 이어진다.

작동 중에, 진공 소스(20)는 입자가 라이닝(13)에 의해 방출될 때 공압 회로(30)를 통해 입자를 흡입할 수 있다. 도 1에서 정상 작동하는 중에 공기와 입자의 순환 방향이 화살표 F로 지시되어 있다. 따라서 화살표 F는 상류에서 하류로의 흐름을 나타낸다. 포획 시스템은 지지체(41) 및 필터(42)를 포함하는 여과 시스템(40)을 추가로 포함한다. 여과 시스템(40)은 회로(30) 상에 위치하며, 이는 필터(42)가 회로(30)에서 순환하는 공기에 의해 교차됨을 의미한다. 지지체(41)가 회로(30) 및 후술하는 저장 용기(50)의 상류 및 하류에만 개방 공간을 형성하도록, 필터(42)가 밀봉 방식으로 고정된 지지체(41) 상에 장착된다. 따라서 입자는 이 공간 내에 남아 있는 경향이 있다. 여과 시스템(40)은 가능한 한 많은 입자가 진공 소스(20)를 통과하는 것을 방지하기 위해 진공 소스(20)의 상류에 위치하는 것이 유리하다. 대안적으로, 여과 시스템(40)은 파이프(30) 상에서 진공 소스(20)의 하류에 위치하는데, 이는 진공 소스(20)가 제동 시스템(10)을 여과 시스템(40)에 연결하는 파이프(30)의 부분 상에 위치한다는 것을 의미한다. 이 변형 예가 도 6에 도시되어 있다.

도 2 및 도 3은 여과 시스템(40) 및 저장 시스템(50)을 도시하는 포획 시스템의 사시도이다. 도 2에서, 여과 시스템(40) 및 저장 시스템(50)은 함께 조립된 것으로 도시되어 있다. 도 3에서, 여과 시스템(40) 및 저장 시스템(50)은 분해된 상태로 도시되어 있다. 예를 들어, 지지체(41)는 안에 필터(42)가 수용되는 하우징이다. 따라서, 필터(42)는 하우징(41)을 상류 부분과 하류 부분으로 분리한다. 회로(30)의 상류 부분으로부터 오는 공기는 하우징(41)의 상류 부분에 있는 입구 포트(411)를 통해 하우징(41)으로 들어간다. 공기는 필터(42)를 통과하고, 출구 포트(412)를 통해 하우징(41)의 하류 부분에서 하우징(41)을 빠져나가 회로(30)의 하류 부분으로 들어간다. 두 포트(411, 412)는 하우징(41)의 동일한 면에 위치한다. 대안적으로, 두 포트(411, 412)는 각각 하우징(41)의 반대 면에 위치한다.

포획 시스템(1)은 저장 용기(50)를 추가로 포함한다. 저장 용기(50)는 지지체(41)와 통합되고, 필터(42)로부터 분리되는 입자를 수용하고 저장하도록 의도된다. 도 2에서, 지지체(41)는 하우징이며, 하우징(41)과 저장 용기(50)는 밀폐된 공간을 이룬다(입구 포트 및 출구 포트(411, 412)는 제외). 하우징(41)(또는 보다 일반적으로 지지체(41))와 저장 용기(50) 사이의 연결부는 입자가 빠져나가는 것을 방지하기 위해 (예를 들어 개스킷을 사용하여) 밀봉된다.

저장 용기(50)는 하우징(41)으로부터 분리될 수 있다. 따라서 용기(50)는 쉽게 비워진 다음 하우징(41)에 재부착될 수 있다. 비우기 위해 저장 용기(50)에는 뚜껑이 제공되는 것이 유리하다(아래 참조). 도 3에서, 용기(50)는 하우징(41)으로부터 분리된 것으로 도시되어 있다. 도 2에서, 용기(50)는 하우징(41)에 고정된 것으로 도시되어 있다. 저장 용기(50)는 대안적으로 하우징(41)과 단일 조립체를 형성할 수 있다. 두 경우 모두, 저장 용기(50)는 배출 포트(55)(도 2 및 3에서 점선으로 볼 수 있음)를 가질 수 있다. 배출 포트는 작동 중에 닫혀 있고, 용기(50)에서 입자를 비우기 위해 열 수 있다. 배출 포트(55)는 예를 들어 하우징(50)의 내부 면(수직축 A를 따라)에 있다. 따라서 분리 가능한 용기의 경우, 용기(50)는 하우징(41)으로부터 분리되지 않은 상태에서 비워질 수 있다. 용기(50)의 이러한 비움은 이 배출 포트(55)에 연결된 입자 흡입 장치에 의해 보조될 수 있다.

필터(42)는 하부면(426), 상부면(427) 및 이들 두 면을 연결하는 측면 에지를 갖는다. "하부" 및 "상부"라는 용어는 작동 중 수직방향(수직축 A)에 대해 정의된다. 수평면 H는 이 수직축 A에 수직인 것으로 정의된다. 이 두 면은 평행하고 평면 P에 평행하게 연장된다. 이 두 면은 필터(42)의 두께만큼 떨어져 있다. 두 면은 평면 P에서 두께보다 더 큰(또는 훨씬 더 큰, 즉 적어도 5배 더 큰) 폭 및 길이(또는 치수)를 갖는다. 따라서, 필터(42)는 주로 평면 P에서 연장된다고 말할 수 있다.

작동 중에 공기는 필터(42)의 하부면(426)에서 상부면(427)으로 통과하여 입자가 하부면(426)에 축적된다. 이에 따라 입자들은 하부면(426) 측에서 하우징(41)에 고정되어 있는 저장 용기(50) 내로 중력에 의해 낙하될 수 있다. 따라서 저장 용기(50)는 하부면(426)을 향하고 있다.

도 2 및 도 3의 실시형태에서, 필터(42)는 필터(42)가 연장되는 평면(P)이 수평이 되도록 하우징(41)(또는 더 일반적으로 지지체(41) 상에)에 위치된다.

작동 중에 저장 용기(50)는 항상 필터(42) 아래에 위치한다. 따라서 단순히 중력에 의해 입자들이 규칙적으로 필터(42)의 하부면(426)에서 분리되어 용기(50)로 떨어진다. 중력의 작용은 차량 또는 기계의 진동에 의해 조장된다. 따라서 작동 중에 필터(42)의 언클로깅이 자연스럽게 이루어진다.

유리하게는, 포획 시스템(1)은 또한 입자를 필터(42)로부터 저장 용기(50)로 떨어뜨릴 수 있는, 필터(42)를 언클로깅 하기 위한 장치(60)를 포함한다. 이 언클로깅 장치(60)(도 1에 개략적으로 도시되어 있음)는 지지체(41)에 연결(또는 필터(42)에 직접)되어 있으며, 이에 따라 그 작용은 중력의 작용을 보완한다. 예를 들어, 언클로깅 장치(60)는 기류 발생기를 포함한다. 이 발생기는 예를 들어 입자를 분리하기 위해 하부면(426) 방향으로 공기를 송풍하는 팬이다. 이 경우 언클로깅 장치(60)는 파이프와 이 파이프의 끝에 있는 노즐(도시되지 않음)을 포함하며, 이 노즐은 발생기로부터 필터(42) 쪽으로 공기 흐름을 유도할 수 있게 한다. 이 발생기는 예를 들어 진공 추출기이다. 이는 하부면(426)으로부터 입자를 흡인하기 위해 하부면(426)으로부터 멀어지는 공기 흐름을 생성한다. 대안적으로, 이 발생기는 입자를 떨어뜨리기 위해 상부면(427) 방향(유동에 대해)으로 공기를 불어내는 팬이다.

이 발생기는 예를 들어 진공 소스(20)이고, 이는 별도의 공기 소스를 사용하는 것을 피하기 위해, 파이프에 의해 필터(42)에 연결된다. 이 실시형태의 일 예가 도 5에 도시되어 있다. 이 경우, 발생기는 이미 여과 시스템(40)(상류)과 진공 소스(20)(하류)를 연결하고 진공 소스의 하류측 파이프(30)에 장착된 파이프(30)에 장착된 솔레노이드 밸브(65)와 연결된다. 예를 들어, 솔레노이드 밸브(65)는 또한 공기 흐름의 힘을 조절할 수 있게 한다. 정상 작동 동안(도 5에 나타냄), 공기는 여과 시스템(40)의 회로(30)에서 진공 소스(20)를 향해 순환한 다음 외부로 나간다(공기의 순환 방향은 솔레노이드 밸브(65)에서 화살표로 표시됨). 언클로깅 작동 동안, 공기는 솔레노이드 밸브(65)를 통해 반대 방향으로 순환한다(솔레노이드 밸브(65)의 화살표 방향은 도 5에 대해 역전됨). 따라서 진공 소스(20)는 입자를 분리하기 위해 외부로부터 공기를 끌어당겨 필터(42)를 향하게 한다.

추가적으로 또는 대안적으로, 언클로깅 장치(60)는 입자를 분리하는 방식으로 필터(42)를 진동시킬 수 있는 진동기이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시형태를 도시한다. 필터(42)는 주로 수평면(H)과 함께 90°이하이거나 엄격하게는 90°보다 작은 0이 아닌 각도(β)를 형성하는 평면(P)에서 연장된다. 따라서 필터(42)는 수평에 대해 기울어져 있다. 이 경우에, 필터(42)는 입자가 저장 용기(50)로 떨어지는 것을 용이하게 하기 위해 필터(42)의 접힘부(428)가 수직면으로 연장되도록 배향되는 것이 유리하다. 도 2 및 3의 실시형태에서, 필터(42)는 수평 위치에 있다. 이는 각도 β가 0인 경우(즉, 0°와 같음)에 해당한다.

유리하게는, 하우징(41)(또는 보다 일반적으로 지지체(41))에는 작업자와 입자의 접촉을 완전히 방지하기 위해 하우징(41)을 폐쇄 상태로 밀봉하는 폐쇄 메커니즘이 제공된다. 따라서 하우징(41)의 외부에 있는 다양한 개구부는 밀봉 폐쇄될 수 있다. 특히, 입구 포트(411) 및 출구 포트(412)는 플러그에 의해 폐쇄될 수 있고, 저장 용기(50)를 향한 하우징(41)의 개구는 클로저(예를 들어 주변 개스킷이 제공된 커버)에 의해 폐쇄될 수 있다.

또한 저장 용기(50)에는 입자가 작업자와 접촉하는 것을 방지하기 위해 폐쇄된 저장 용기(50)를 밀봉하는 밀봉 기구가 장착되는 것이 유리하다. 특히, 배출 포트(55)는 플러그에 의해 밀봉 폐쇄될 수 있다. 또한, 저장 용기(50)가 하우징(41)으로부터 분리될 때 외부로 개방되는 저장 용기의 면(예를 들어 상부면)은 커버(57)에 의해 폐쇄될 수 있다. 예를 들어, 커버(57)는 저장 용기(50)의 측벽에 힌지 연결되고, 도 3에 도시된 바와 같이 용기(50)의 전체 상부면을 덮는 단일 스윙 플랩(닫힌 위치의 뚜껑)을 포함한다. 대안적으로, 커버(57)는 용기(50)를 닫기 위해 용기(50)의 상부면 위로 스윙하는 2개의 플랩을 포함한다. 폐쇄 기구에 의한 저장 용기(50)의 폐쇄는 이러한 폐쇄에 부가하거나 이러한 폐쇄 대신에 다른 폐쇄 기구에 의해 수행될 수 있다.

저장 용기(50)는 필터(42)의 사용 수명 동안, 작동 중 또는 유지 보수 중에, 여러 번 지지체(41)에서 분해되고, 비워지며 조립된다. 일부 경우에서, 필터(42)의 전체 사용 수명 동안 저장 용기(50)를 비울 필요가 없는 크기일 수 있다. 이 경우, 저장 용기(50)가 교환되고, 이와 동시에 필터(42)가 비워지거나 교체된다. 그러면 저장 용기(50)가 지지체(41)에 고정되고 제거 불가능하며, 이 지지체가 하우징(41)인 것이 유리하다. 이에 따라 포획 시스템(1)의 제작이 단순화된다.

Claims (11)

1. 마찰 제동 시스템(10)으로부터 제동 입자를 포집하기 위한 포획 시스템(1)으로, 상기 마찰 제동 시스템(10)을 대기와 연결하는 공압 회로(30), 상기 공압 회로(30) 상에 위치하는 진공 소스(20), 및 공압 회로(30) 상에 위치하고, 지지체(41)와 상기 지지체(41) 상에 장착된 필터(42)를 포함하며, 작동 중에 우선적으로 표면이 상기 입자로 막히는 여과 시스템(40)을 포함하는 포획 시스템에 있어서, 상기 필터(42)에서 떨어지는 상기 입자를 수용할 수 있는 저장 용기(50)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 포획 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 입자를 상기 저장 용기(50) 내로 낙하시키도록 하는 상기 필터용 언클로깅 장치(60)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 포획 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 언클로깅 장치(60)는 상기 필터(42)를 진동시킬 수 있는 진동기인 것을 특징으로 하는 포획 시스템.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 언클로깅 장치(60)는 상기 필터(42)를 통과하는 기류를 발생시키는 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 포획 시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 발생기는 진공 소스(20)인 것을 특징으로 하는 포획 시스템.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저장 용기(50)와 상기 지지체(41)가 폐쇄된 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 포획 시스템.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저장 용기(50)가 상기 지지체(41)로부터 분리될 수 있는 것을 특징으로 하는 포획 시스템.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터(42)가 수평인 평면 P 내에서 주로 연장하는 것을 특징으로 하는 포획 시스템.
9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터(42)가 수평면 H와 90° 이하인 0이 아닌 각도 β를 형성하는 평면 P 내에서 주로 연장하는 것을 특징으로 하는 포획 시스템.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저장 용기(50)는 입자가 외부 작업자와 접촉하지 않게 할 수 있는 폐쇄 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 포획 시스템.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진공 소스(20)는 상기 제동 시스템(10)을 상기 여과 시스템(40)에 연결하는 상기 파이프(30) 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 포획 시스템.