KR20230172522A - 기차용 입상 물질 토출 장치 - Google Patents

Abstract

기차에 설치되어 기차의 바퀴와 레일 궤도의 레일 사이에 입상 물질을 토출하는 장치(1)에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 상기 장치는, 본 토출 장치(1)가 설치될 기차에 의해 제공되는 공기 유입구(2)의 특징과 관계없이, 상기 토출 장치(1)에 유입되는 공기의 주어진 작동 압력을 얻기 위해, 상기 공기 유입구(2)와 작은 단면을 갖는 오리피스(7)의 사이에 배치되는 압력 조절기(12)를 포함한다.

Description

기차용 입상 물질 토출 장치

본 발명은 기차용 입상 물질 토출 장치에 관한 것이다.

입상 물질 토출 장치는 기본적으로 금속 레일에 금속 바퀴가 있는 철도 차량에 사용된다. 이러한 철도 차량은 예를 들어 기차, 트램, 지하철 등으로 대표될 수 있다. 설명의 환기를 위해, "기차"라는 용어는 금속 레일 상에서 주행하는 금속 바퀴가 있는 모든 철도 차량을 나타내는 데 사용된다.

금속 바퀴가 달린 이 철도 차량은 기차 질량하에서 바퀴와 레일의 탄성 변형으로 인한 구름 저항 계수(rolling resistance coefficients)를 줄이는 방식으로 설계된다. 실제로, 이 철도 차량의 질량은 트랙에서의 바퀴의 구름 저항 계수를 줄이는 데 상당한 이점이 있도록 되어있다. 현재 적용되고 있는 강철/강철(휠/레일) 솔루션은 0.2% 정도의 구름 저항 계수를 얻을 수 있도록 한다. 따라서 기차를 움직이는 데 필요한 힘은 이제 질량의 0.2%에 불과하다. 예를 들어, 무게가 약 500톤에 달하는 기차를 움직이기 위해서는 1톤의 힘이 필요하다. 따라서 에너지 소비가 감소된다.

그러나 강철/강철 접촉에 대한 절충안은 미끄럼 마찰 계수를 낮게하는 것이다. 마찰 계수를 낮게 함으로써, 기차의 바퀴가 미끄럼 한계에 접근하기가 더욱 용이하다. 이는 마찰 계수에 의해 정의된 미끄럼 원뿔로부터의 이탈에 해당한다. 그러나 서비스 중에, 이 미끄럼 마찰 원뿔 (sliding cone)은 교차(cross)된다. 실제로 기차의 출발과 제동에 각각 해당하는 상당한 가속이나 감속 중에 미끄러짐 현상이 관찰된다. 이러한 현상은 코너 바깥쪽에 있는 바퀴가 코너 안쪽에 있는 바퀴보다 이동 거리가 더 긴 코너에서도 관찰될 수 있다:

θ_ (Bend angle).[ Radius]_ Outside > θ _(Bend angle).[ Radius]_Inside

이러한 미끄러짐 현상은 또한 예를 들어 가을의 경우와 같이 젖어 있고/있거나 나뭇잎으로 덮인 레일에서 더 자주 발생한다.

이들 모든 경우에서, 특히 기차가 제동해야 할 때 바퀴가 레일에서 미끄러지는 것은 허용되지 않는다. 이 경우, 제동거리가 불확실해 사고로 이어질 수 있다. 레일에서 바퀴가 미끄러지는 이러한 현상을 방지하기 위해, 특히 효과적인 제동을 보장하기 위해 레일에서 바퀴의 접지력(grip)을 높일 필요가 있다.

이러한 접지력을 높이기 위해 제안된 하나의 해결책은 기차의 중요한 주행 단계 동안 상기 바퀴와 레일 사이에 입상 물질을 분산시키는 것을 포함한다. 실제로, 휠과 레일 사이에 일시적으로 입상 물질을 추가하면 마찰계수가 증가되어 레일에서 휠의 미끄러짐을 제거될 수 있게 된다.

이 입상 물질은 기차에 실린 토출 장치에 의해 분산된다. 따라서 바퀴가 레일에서 미끄러질 가능성이 있는 기차의 각각의 중요한 주행 단계 동안 토출 장치는 이러한 미끄러짐을 방지하기 위해 주어진 시간 동안 활성화된다. 이 토출 장치는 필요할 때마다 활성화된다. 또한 활성화되지 않은 경우에도 레일상에서 바퀴의 구름 저항이 낮게 유지되도록 한다.

이러한 기능으로 인해 입상 물질 토출 장치는 기차 제동에 중요한 역할을 하며 결과적으로 효과적이고 안전하며 신뢰할 수 있어야 하는 안전 요소를 구성한다.

신뢰할 수 있는 토출 장치를 제공하는 데 따른 문제는 예를 들어 공기일 수 있는 기체와 예를 들어 모래일 수 있는 고체 입상 입자로 구성된 비균질한 유체의 운송에 있다. 실제로 이러한 결과적인 유체는 기체도 액체도 아니며, 그 혼합 조성물이 토출 장치에 의해 얻어진다. 이러한 비균질한 조성물은 입자의 크기, 공기의 압력 및 유량 뿐만아니라 커버되는 경로에 따라, 특히 기차에 실리는 입상 입자를 담는 탱크 위치에 따라 달라지기 때문에 운반하기가 훨씬 더 어렵다. 실제로, 이 탱크를 오른쪽이나 왼쪽에 배치하면 유체 경로 등이 달라진다.

입상 물질들의 선택은 더욱 복잡하다. 이는 입상 물질들이 소모적이고, 대량으로 사용되기 때문에 기본적으로 비용에 따라 달라진다. 이러한 이유로 이러한 입상들은 종종 모래알로 구성된다. 이러한 모래알의 공급원이 해안에 가까울 경우 압연할 수 있고, 압연된 입상들을 공급하는 것이 과도하게 높은 비용을 수반할 때 분쇄할 수 있다. 그러나 이 후자의 방식은 가장자리가 상당히 마모된 입자를 정의하여 다양한 정도의 마찰을 생성한다. 압연된 입상들은 회전 타원체 형상으로 인해 마찰이 더 낮다. 또한, 입상들의 크기와 매우 불균일한 분산은 공급에 따라 달라진다. 또한, 모래의 수분 함량은 토출 장치에서 모래 토출에 영향을 미치는 중요한 인자이다.

마지막으로, 토출되는 모래의 양이 조절되어야 한다. 너무 적은 양을 쌓는 것은 레일의 바퀴 접지력을 크게 높이는 데 효과적이지 않기 때문입니다. 모래를 너무 많이 쌓으면 기차가 들어올려져 바퀴가 더 이상 레일과 접촉하지 않게 된다. 기차는 기차 존재 감지 회로로부터 격리되고 운전자의 제어판에서 사라지게 된다. 이런 현상을 '유령 기차'라 한다. 따라서 기차 사용자는 기차의 가시성을 유지하면서 접지력을 높이기 위해 모래 흐름량을 정의한다.

이들 모든 파라미터는 특정 기차와 주어진 입상 재료에 맞게 조정된 토출 장치들의 특정 정의로 이어진다. 이러한 조정은 일반적으로 성능에 따라 토출 장치를 선택하여 이루어진다. 알려져 있고 효과적인 것으로 간주되는 장치들은 벤츄리 효과를 이용하여 입상들을 빨아들이는 장치들이다.

벤추리 효과를 이용한 입상 물질 토출 장치의 원리는 다음과 같다.

- 공기 흐름을 줄인다. 이어서

- 공기 흐름을 증가시킨다.

공기 흐름에서의 이러한 변화는 음압(negative pressure)을 생성하며, 이는 벤투리 효과라고 불리는 베르누이의 정리를 사용하여 증명될 수 있다.

이 음압은 모래를 빨아들이는 데 사용된다. 이를 위해, 상당히 균일한 채널이 이 음압 구역으로부터 입상 탱크에 대한 접근을 제공한다. 음압으로 인해 공기가 채널 밖으로 빨려 나가고 모래 알도 함께 운반된다.

음압 채널은 중력이나 기차의 진동으로 인한 모래 손실을 방지하기 위해 입상 탱크에 가깝게 공기를 가압시키는 "만곡(bend)" 형상 또는 U자 형태의 커브 형상(chicane)으로 되어있다.

모래의 경로, 압력, 공기 흐름 속도 및 모래의 품질에 따라, 현재 사용 가능한 솔루션들이 특별히 창안되었다. 다시 말하면, 토출 장치의 일부는 항상 이 토출 장치가 기능을 하도록 하고 원하는 모래 유속에 반응하도록 조정되어야 함을 필요로 한다.

이와 관련하여:

- 조정 수단은 예를 들어 음압 구역의 상류에 배열된 노즐들/노즐 홀더들의 직경을 변경하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 노즐들은 종종 기차로부터의 공기 공급에 음압으로서 역할을 한다. 직경을 변경하면 음압 현상을 조정할 수 있다.

- 이들 노즐은 수렴하고 발산하는 단면을 갖는 통로와 관련되어 있기 때문에, 조정 수단은 음압 현상에 영향을 미칠 수 있고 그리고/또는 공기를 가속할 수 있는 이러한 통로 단면의 변화와 관련될 수 있다.

- 음압 채널은 입상 물질에 대한 적어도 하나의 개구를 갖기 때문에, 조정 수단은 공기 속도를 정의할 이러한 개구 또는 이들 개구들의 통로 단면과 관련될 수 있다. 따라서 이 단면의 변화는 흡입되는 모래의 양에 영향을 미친다.

- 음압 채널은 상승 후 하강하는 "유체"에 대해 비균질한 경로를 부과하기 때문에, 조정 수단은 압력 강하의 변화에 영향을 미칠 수 있는 덕트의 설계와 관련될 수 있다. 따라서 채널은 토출 장치의 기능을 보조한다.

이러한 장치들이 직면하는 어려움은 다음과 같다:

- 음압 채널 개구가 막힌다. 실제로, 탱크 내의 입상을 제거하기 어렵게 만드는 식으로 배열될 수 있다. 이 문제는 모래 탱크의 수분 함량으로 인해 악화될 수 있다.

- 노즐 막힘 현상이 빈번하다. 이는 입상들이 노즐의 오리피스보다 작을 수 있기 때문이다. 공기 이동(난기류, 압력 서지 등) 또는 설치/취급 도중 토출 장치 조작의 결과로서 입상이 이 오리피스를 향할 수 있다. 그러면 입상이 노즐에 끼일 위험이 있다. 노즐 오리피스에서의 모래알은 공기 압력과 유량을 변화시킨다. 원하는 벤추리 효과가 더 이상 달성되지 않아 레일로 토출되는 입상의 흐름이 변형된다. 토출 장치가 더 이상 작동하지 않을 수도 있는데, 이는 기차 제동을 위한 안전 요소에 위험한 상황이 된다.

- 모래의 연마성으로 인해 모래가 통과하는 덕트가 마모되면 상당한 유지 관리가 필요할 뿐만 아니라 불균일한 유체의 유속에서의 변화를 야기할 수 있다.

본 발명에 따른 토출 장치는, 벤츄리 효과를 이용하여, 구조, 기하학적 구조 및/또는 치수를 수정할 필요 없이, 직면하게 되는 다수의 구성들에 바로 적용할 수 있기 때문에 매우 효과적이고 보편적이다.

본 발명의 목적은 기차에 설치되어 기차의 바퀴와 레일 궤도의 레일 사이에 입상 물질을 토출하는 장치에 관한 것으로, 이는:

- 공기 유입구;

- 오리피스가 동일한 축을 따라 정렬되면서 확장된 채널로 이어지며, 벤추리 효과를 통해 음압을 생성하도록 형성되는, 작은 단면을 갖는 오리피스와 확장된 채널;

- 입상 입자들의 탱크를 가진 인터페이스;

- 상기 탱크로부터 입상 입자들을 확장된 채널로 운반하기 위한 운반 수단으로서, 상기 운반 수단은 상기 탱크 내로 이어지는 적어도 하나의 개구가 제공된 원통형 외부 튜브, 및 상기 외부 튜브의 내부에 위치하고 상기 확장된 채널 내에 수직으로 이어지는 내부 채널을 갖는 내부 원추형 부분을 포함하고, 상기 원추형 부분은 상기 외부 튜브와 공간을 형성하여 벤추리 효과로 인해 입상 입자들이 먼저 상기 적어도 하나의 개구를 통과한 다음 상기 공간을 통해 상승한 후 상기 원추형 부분의 내부 채널을 통과하면서 상기 확장된 채널을 향해 하강하게 되는, 상기 운반 수단;

- 상기 기차의 바퀴와 레일 사이의 확장된 채널에서 나오는 입상 입자들을 분배하기 위해 파이프가 고정될 적어도 하나의 연결 튜브;를 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 토출 장치는, 토출 장치가 설치될 기차에 의해 제공되는 공기 유입구의 특징과 관계없이, 상기 토출 장치에 유입되는 공기에 대해 주어진 작동 압력을 얻기 위해 상기 공기 유입구와 작은 단면을 갖는 오리피스의 사이에 배치되는 압력 조절기를 포함한다. 이들 두 개체는 비례하기 때문에, 그러한 압력 조절기는 유량 제한기와 동등하다. 이러한 방식으로, 압력 조절기를 조정하는 것은 장치의 유량을 조정하는 것과 동등하다. 토출 장치 내에 압력 조절기를 포함하면, 이 토출 장치가 모든 유형의 기차 및 모든 유형의 입상 입자에 적응할 수 있게 되므로 이 토출 장치가 보편적인 특성을 갖게 된다. 실제로, 직면하게 되는 구성에 따라, 토출 장치에서 순환하는 공기의 흐름이 정확한 유속을 갖게 하여 입상 물질을 기차 바퀴에 효과적으로 분사할 수 있도록 압력 조절기를 원하는 압력을 전달하도록 미리 조정하면 된다. 이 압력 조절기는 크기가 작아 토출 장치의 부피를 크게 늘리지 않는다. 즉, 토출 장치의 부피를 10% 이상 증가시키지 않는다. 이 압력 조절기는 공기 유입구의 바로 하류와 오리피스의 상류에 배치되어, 이 오리피스로 들어가는 공기 흐름을 조절하고 확장된 채널로 통과하여 벤추리 효과를 생성하도록 되어있다. 운반 수단은 입상 입자가 탱크로부터 꺼내져 상승 후 하강을 통해 확장된 채널로 보내지게 할 수 있으며, 여기서 오리피스와 확장된 채널의 존재로 인해 발생하는 벤투리 효과로 인해 음압이 지배적이다. 의심의 여지를 없애기 위해 오리피스의 단면은 확장된 채널의 단면보다 작다. 바람직하게는, 토출 장치에는 토출 장치가 설치될 기차의 공기 공급 네트워크로부터 공기가 공급된다.

본 발명의 하나의 가능한 특징에 따르면, 압력 조절기는 압력 조절기가 기계적으로 조정될 수 있도록 하고 원하는 작동 압력이 상기 토출 장치에서 획득될 수 있도록 하기 위해 상기 토출 장치로부터 돌출된 제어 컴포넌트를 갖는다. 이러한 구성에 의해, 압력 조절기에 직접 개입하여 토출 장치 내에서 원하는 공기압을 조절할 수 있게 된다. 제어 컴포넌트는 예를 들어 노브로 형성될 수 있다.

본 발명의 하나의 가능한 특징에 따르면, 작은 단면을 갖는 오리피스와 확장된 채널은 원통형이고 이들의 회전축이 일치하도록 차례로 정렬된다. 이러한 식으로, 각각 원통형 기하 구조를 갖는 이들 두 요소의 이러한 배열은 벤추리 효과가 발생되게 하여 확장된 채널에 음압을 생성시킴으로써 입상 입자들이 탱크로부터 배출되도록 한다.

본 발명의 하나의 가능한 특징에 따르면, 원통형 오리피스의 직경은 2mm 내지 3.5mm 범위이다. 기차에서 일반적으로 사용되는 입상 입자들의 경우, 2mm보다 작은 오리피스는 특정 입자들을 막아서 이 오리피스에 끼이게 할 가능성이 높다. 10bar의 공기 흐름으로도 이 입자들을 배출시키기에 충분하지 않을 수 있다. 그러나 3.5mm보다 큰 오리피스는 벤투리 현상을 감소시키거나 입상 입자들의 흐름이 지나치게 높아지게 할 수 있다.

본 발명의 하나의 가능한 특징에 따르면, 토출 장치는 확장된 채널로부터 발생하는 입상 입자가 잠재적으로 압력 조절기를 향해 상승하는 것을 방지하기 위해 압력 조절기와 오리피스 사이에 배치되는 필터를 포함한다. 이 필터는 압력 조절기의 작동을 방해하거나 손상시키는 것을 방지하기 위해 압력 조절기로 다시 흘러가는 경향이 있는 일부 입자를 가둔다.

본 발명의 하나의 가능한 특징에 따르면, 입상 입자의 탱크는 상기 토출 장치에 고정되며 탱크의 입상 입자가 안착되도록 의도된 플랜지를 포함하며, 상기 외부 튜브의 상기 적어도 하나의 개구가 상기 플랜지에 접한다. 따라서, 개구는 확장된 채널에서 생성된 벤투리 효과로 인해 플랜지 바로 위에서 탱크 하부로부터 입상입자를 흡입할 수 있게한다. 장점적으로, 개구는 원형이다.

본 발명의 한 가지 가능한 특징에 따르면, 외부 튜브는 정반대 방향의 2개의 개구를 갖는다. 이러한 식으로, 입상 입자가 상기 개구 중 하나를 막히게 하거나 적어도 부분적으로 막히게 하면, 다른 입상 입자가 통과할 수 있도록 다른 개구가 계속해서 정상적으로 기능할 수 있다.

본 발명의 한 가지 가능한 특징에 따르면, 토출 장치는 알루미늄으로 만들어진다. 이 재료는 본 발명에 따른 토출 장치에 완벽하게 적합하지만, 결코 이에만 제한되는 것은 아니다. 실제로, 사용되는 재료는 기차의 무게를 낮추지 않도록 가벼우면서도 양호한 기계적 강도를 지녀야 한다. 플라스틱 재료도 적합할 수 있다.

본 발명의 한 가지 가능한 특징에 따르면, 입상 입자는 모래알이다. 실제로, 이러한 유형의 토출 장치에는 모래알이 가장 흔히 사용된다.

이러한 모래알은 모서리가 있거나 둥글 수 있다. 모래알은 특히 레일에서 기차바퀴의 접지력을 높이는 데 적합하며 자연적으로 풍부하므로 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 한 가지 가능한 특징에 따르면, 토출 장치는 토출 장치의 낮은 영역에 배치되는 공압 인터페이스를 포함하여, 상기 토출 장치가 설치될 기차의 구성에 관계없이 가압된 공기의 저장부가 쉽게 연결될 수 있도록 한다. 이러한 식으로, 기차의 구성에 관계없이 기차 공기 공급 회로를 이 토출 장치에 연결하는 것이 또한 용이하다.

본 발명에 따른 토출 장치는 다음과 같은 여러 장점을 갖는다:

- 차단 및 막힘의 위험을 감소시킨다.

- 기차, 레일 궤도, 모래, 공기 공급기의 압력 및 방향에 관계없이 장치들의 상호 교환성을 제공한다.

- 기차, 레일 궤도, 공기 공급기의 압력 및 방향에 관계없이 입상 재료들의 상호 교환성을 제공한다.

- 운영자의 유지보수 작업을 줄여준다.

- 토출 장치에서 바로 조정할 수 있는 모래 유속의 기계적 조정을 제공한다.

- 기차 운전자와 제조업체의 조정 메커니즘에 대한 용이한 접근을 제공한다.

- 알루미늄 버전의 약 1kg의 낮은 질량과 작은 설치 공간을 갖는 토출 장치를 갖는다.

- NF EN 45545 화재/연기 표준을 준수하기 위해 가연성 물질의 질량을 최대 100g으로 제한한다.

이하에서는 본 발명에 따른 토출 장치의 바람직한 실시예를 다음의 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다:
도 1은 본 발명에 따른 토출 장치의 단면도이다.

도 1은 기차에 설치된 본 발명에 따른 입상 입자 토출 장치(1)를 도시한다. 이러한 식으로, 예를 들어 "상부", "하부", "수평" 또는 "수직"과 같은 개념이 도 1을 참조하여 직접적으로 고려된다.

본 발명에 따른 입상 입자 토출 장치(1)는 기차의 바퀴와 이 기차가 주행하는 선로의 레일과의 사이에 이들 입자를 분사하여 바퀴가 레일에서 미끄러지는 것을 방지하기 위해 기차에 설치되도록 되어 있다. 실제로, 이들 입자는 기차의 바퀴와 기차가 주행하는 레일과의 사이에 도입되어 이들 바퀴와 레일 사이의 접촉 조건을 증가시켜 바퀴가 레일 상에서 미끄러지는 것을 방지하도록 되어있다.

다음의 상세한 설명 전반에 걸쳐, 본 발명에 따른 토출 장치(1)에 의해 바퀴에 분사될 입상 입자들은 모서리지거나 둥근 천연 모래알이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 모래알이 토출 장치는 개략적으로 공기 유입구(2), 하부 섹션(3), 상기 하부 섹션(3) 위에 위치하여 이와 접촉하는 상부 섹션(4), 및 공기/모래알이 혼합물 출구(5)를 포함한다.

하부 섹션(3)은 상기 긴 부분의 길이방향 및 수평축을 따라 연장되는 내부 채널을 갖는 긴 부분이다. 이 내부 채널은 제1 세그먼트(6), 오리피스(7) 및 제2 세그먼트(8)를 포함한다. 제1 세그먼트(6), 오리피스(7) 및 제2 세그먼트(8)는 원통형으로서 이들의 회전축들이 일치하도록 차례로 정렬되며, 오리피스(7)가 제1 세그먼트(6)와 제2 세그먼트(8) 사이에 삽입된다. 내부 채널의 이들 3개의 요소(6, 7, 8)는 수평으로 연장된다. 제1 세그먼트(6)와 제2 세그먼트(8)는 실질적으로 동일한 직경을 가지며, 오리피스(7)는 상기 2개의 세그먼트(6, 8)의 직경에 비해 상당히 작은 직경을 갖는다.

공기 유입구(2)는 수평 덕트(10) 및 수직 덕트(11)를 갖는 엘보우 커넥터(9)에 의해 형성되며, 상기 수직 덕트(11)는 상기 수평 덕트(10)를 연장한다. 수직 덕트(11)는 상기 제1 세그먼트(6)의 회전 축에 수직으로 아래로부터 하부 섹션(3)의 제1 세그먼트(6)내로 나온다. 기차의 공기 순환 네트워크로부터 발생하는 공기는 처음에 제1 수평 덕트(10)를 통과한 후 제1 세그먼트(6)에 도달하기 전에 제2 수직 덕트(11)를 통과한다. 본 발명의 다른 대안적인 실시예에 따르면, 엘보우 커넥터(9)는 수평으로 연장되는 직선형 커넥터로 대체될 수 있다.

제1 세그먼트(6)는 기차 시스템에서의 공기 흐름의 특징에 관계없이 주어진 작동 압력을 얻고 그리고 주어진 유량을 절대적으로 얻기 위해 압력 조절기(12)를 포함한다. 공기는 공기 유입구(2)의 수직 덕트(11)로부터 이 조절기(12)로 유입되고, 그 후 압력과 그에 따른 유량이 상기 압력 조절기(12)에 의해 조절된 후 작은 직경의 오리피스(7)를 통과한다. 하부 섹션(3)에서의 이 압력 조절기(12)의 위치는 토출 장치(1) 외부로부터 이의 기계적 조정이 가능하도록 설정된다. 실제로, 이 압력 조절기(12)는 조절 부품(13)를 가지며, 이 조절 부품은 토출 장치(1)로부터 돌출되어 상기 토출 장치(1)에서 원하는 압력을 얻기 위해 상기 압력 조절기(12)가 바로 조절될 수 있게 한다. 이 조절 부품(13)은 예를 들어 노브(knob)에 의해 형성될 수 있다. 압력 조절기를 사용하여 토출 장치(1) 밖으로 분사될 입상 물질의 유량을 조정할 수 있는 가능성은 사용자에게 입상 물질, 공기 압력과 유량 및 상류 공기 회로에 관계없이 원하는 대로 토출 장치(1)를 적용할 수 있는 선택의 자유를 제공한다.

오리피스(7)의 직경은 2mm에서 3.5mm 사이이다. 기차들에서 흔히 사용되는 모래의 경우 직경이 2mm 미만인 오리피스는 모래알들이 내부를 막히게 할 가능성이 높다. 10bar의 공기 흐름으로도 모래알들을 추출하기에 충분하지 않을 수 있다. 3.5mm보다 큰 오리피스는 벤추리 현상을 감소시키거나 모래 유속이 지나치게 높아지게 할 수 있다.

제2 확장 직경 세그먼트(8)와 관련된 작은 직경 오리피스(7)의 존재는 벤추리 효과에 의해 상기 제2 세그먼트(8)에 음압이 생성될 수 있게 한다. 이러한 구성은 이러한 유형의 공기 토출 장치에 일반적으로 사용되는 노즐이 생략될 수 있게 하며, 따라서 주어진 유형의 기차 및 주어진 입상 물질에 특별히 적응된 토출 장치를 정의할 필요성을 피하게 한다. 결과적으로, 기차 운전자는 입상 재료를 쉽게 변경할 수 있으며 압력 조절기(12) 또는 공기 유량 제한기의 조정을 사용하여 원하는 모래 유량을 정의할 수 있다.

압력 조절기(12)를 일체화하면 토출 장치(1)의 신뢰성을 높이면서 유지 관리를 줄일 수 있다.

바람직하게는, 모래알이 상기 조절기(12) 쪽으로 올라와 작동을 방해하거나 손상시키는 것을 방지하도록 오리피스(7)와 압력 조절기(12) 사이에 필터를 삽입된다.

상부 섹션(4)은 수평 평면으로 연장되고 원형 중앙 개구가 제공되는 플랜지(14), 외부 튜브(15) 및 상기 외부 튜브(15)에 수용된 내부 부분(16)을 포함한다. 외부 튜브(15)는 원통형이고 제1 폐쇄 단부(17) 및 제2 개방 단부를 가지며, 상기 두 단부(17)는 상기 외부 튜브(15)의 회전 축을 따르도록 고려된다. 외부 튜브(15)는 플랜지(14)의 중앙 개구에 삽입되어 제2 개방 단부가 상기 플랜지(14)에 위치하게 되고, 제1 폐쇄 단부(17)가 이 플랜지(14)로부터 멀리 위치하게 된다. 즉, 상기 외부 튜브(15)는 상기 플랜지(14)로부터 돌출하여, 제1 폐쇄 단부(17)가 그로부터 드러나게 한다. 외부 튜브(15)의 외경은 플랜지(14)의 중앙 개구의 직경보다 작으므로, 상기 튜브(15)가 상기 개구를 정의하는 플랜지(14)의 벽과 접촉을 유지하면서 상기 개구에 삽입될 수 있다.

내부 부분(16)은 원추형 몸체(19)에 의해 연장된 확장된 원통형 베이스(18)를 포함하며, 그 단면은 상기 베이스(18)로부터 멀어질수록 점진적으로 감소한다. 내부 부분(16)은 일정한 직경을 가지며, 상기 베이스(18) 및 원추형 몸체(19)를 통과하는 중앙 원통형 내부 채널(20)을 포함한다. 보다 구체적으로, 이 중앙 내부 채널(20)의 회전 축은 베이스(18)의 회전 축에 대응하는 제1 세그먼트와 원추형 몸체(19)의 회전 축에 대응하는 제2 세그먼트를 포함한다. 이 내부 부분(16)은, 원통형 베이스(18)가 플랜지(14)의 중앙 개구에 배치된 상기 튜브(15)의 부분에 삽입되고 원추형 몸체(19)가 상기 튜브의 제1 폐쇄 단부(17)를 향해 연장되도록 튜브(15)에 배치된다. 베이스(18)는 튜브(15)와 접촉을 유지하면서 튜브(15)에 삽입되어 밀봉 연결을 제공한다. 내부 부분(16)의 원추형 몸체(19)는 가변적인 외경을 갖고, 베이스(18)로부터 튜브(15)의 폐쇄 단부(17) 부근에 위치한 작은 직경을 갖는 단부까지 점진적으로 감소한다. 원추형 몸체(19)는 상기 튜브(15)와 제1 환형 자유 공간(21)을 형성한다. 마찬가지로, 작은 직경을 가지며 베이스(18)와 접촉하는 반대쪽인 상기 몸체(19)의 자유 단부는 튜브(15)의 제1 폐쇄 단부(17)로부터 멀찌기 위치하여 상기 제1 단부(17)와 함께 제2 자유 공간(22)을 형성한다.

튜브(15)는 내부 부분(16)의 베이스(18) 바로 위에서 상기 베이스(18)에 접하게 위치하는 정반대의 2개의 개구(23, 24)를 갖는다. 이들 2개의 개구(23, 24)는 튜브(15) 주위에 위치한 외부 공간(25)과 원추형 몸체(19)와 상기 튜브(15)와의 벽 사이에 위치한 제1 환형 자유 공간(21)을 연결한다. 이 외부 공간(25)은 나사(27)에 의해 하부 섹션(3)에 고정된 플랜지(14)에 배치된 모래 탱크에 의해 점유되며, 이 모래 탱크(25) 또한, 도면에는 도시되지 않았지만 나사에 의해 플랜지(14)에 고정되며, 씰(26)이 플랜지(14)와 모래 탱크(25) 사이에 삽입되어 이들 두 요소들 간에 양호한 씰을 제공한다.

장치(1)의 출구(5)는 하부 섹션(3)의 내부 채널의 제2 세그먼트(8)와 유체 연통하는 적어도 하나의 강성 엔드 피스 (rigid end piece)(28)에 의해 형성된다. 파이프가 입상을 운반하기 위해 강성 단부 피스(28) 주위에 끼워진다. 기차의 바퀴와 기차가 주행하는 철로의 레일 사이에 위치한 기차의 특정 구역에 모래알을 뿌리도록 파이프가 강성 단부 피스(28) 주위에 끼워진다.

본 발명에 따른 토출 장치(1)의 작동 원리는 모래알을 배출하기 위한 원하는 공기 압력 및 유속을 설정하기 위해 압력 조절기(12)를 미리 조정하는 단계를 포함한다. 이 제1 단계에 후속하여, 토출 장치(1)에 대한 공기 공급 장치를 개방하여 공기가 먼저 엘보 커넥터(9)의 수평 세그먼트(10)를 통과하게 한 다음 압력 조절기(12)를 통과하기 전에 엘보 커넥터(9)의 수직 세그먼트(11)를 통과하도록 하는 단계가 진행된다. 그 다음, 압력 조절기(12)에 의해 압력이 변경된 공기가 벤추리 효과에 의해 음압이 생성되는 제2 세그먼트(8)로 들어가기 전에 작은 직경의 원통형 오리피스(7)를 향해 전달된다. 이러한 음압 효과로 인해, 탱크에 존재하는 모래알은 상부 섹션(4)의 외부 튜브(16)의 2개의 개구(23, 24)를 통과하고, 제 1 환형 자유 공간(21)으로 상승한 다음 제2 환형 자유 공간(21)으로 이동한다. 내부 부분(16)의 내부 채널(20)을 통해 재하강하기 전에 제2 환형 자유 공간(22)으로 이동한다. 그 다음, 모래 입상은 음압이 흐르는 제2 세그먼트(8)에 도달하고, 강성 출구 엔드피스(28)을 향해 진행된 후 상기 단단한 출구 엔드피스(28)주위에 끼워진 파이프에 의해 배출된다.

Claims (10)

1. 기차에 설치되어 기차의 바퀴와 레일 궤도의 레일 사이에 입상 물질을 토출하는 장치(1)로서,
   - 공기 유입구(2);
   - 오리피스(7)가 동일한 축을 따라 정렬되면서 확장된 채널(8)로 이어지며, 벤추리 효과를 통해 음압을 생성하도록 형성되는, 작은 단면을 갖는 오리피스(7)와 확장된 채널(8);
   - 입상 입자들의 탱크(25)를 가진 인터페이스;
   - 상기 탱크(25)로부터 입상 입자들을 확장된 채널(8)로 운반하기 위한 운반 수단으로서, 상기 운반 수단은 상기 탱크(25) 내로 이어지는 적어도 하나의 개구(23, 24)가 제공된 원통형 외부 튜브(15), 및 상기 외부 튜브(15)의 내부에 위치하고 상기 확장된 채널(8) 내에 수직으로 이어지는 내부 채널(20)을 갖는 내부 원추형 부분(16)을 포함하고, 상기 원추형 부분(16)은 상기 외부 튜브(15)와 공간(21, 22)을 형성하여 벤추리 효과로 인해 입상 입자들이 먼저 상기 적어도 하나의 개구(23, 24)를 통과한 다음 상기 공간(21, 22)을 통해 상승한 후 상기 원추형 부분(16)의 내부 채널(20)을 통과하면서 상기 확장된 채널(8)을 향해 하강하게 되는, 상기 운반 수단;
   - 상기 기차의 바퀴와 레일 사이의 확장된 채널(8)에서 나오는 입상 입자들을 분배하기 위해 파이프가 고정될 적어도 하나의 연결 튜브(28);를 포함하는 토출장치에 있어서,
   상기 토출 장치(1)가 설치될 기차에 의해 제공되는 공기 유입구(2)의 특징과 관계없이, 상기 토출 장치(1)에 유입되는 공기에 대해 주어진 작동 압력을 얻기 위해 상기 공기 유입구(2)와 작은 단면을 갖는 오리피스(7)의 사이에 배치되는 압력 조절기(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 토출 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 압력 조절기(12)가 기계적으로 조정될 수 있고 상기 토출 장치(1)에서 원하는 작동 압력이 획득될 수 있도록, 상기 압력 조절기(12)는 상기 토출 장치(1)로부터 돌출된 제어 컴포넌트(13)를 구비하는, 토출 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   작은 단면을 갖는 오리피스(7)와 확장된 채널(8)은 원통형이고 이들의 회전축이 일치하도록 차례로 정렬되는, 토출 장치.
4. 제3항에 있어서,
   원통형의 상기 오리피스(7)의 직경은 2mm 내지 3.5mm 범위인, 토출 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   확장된 채널(8)로부터 나오는 입상 입자가 잠재적으로 상기 압력 조절기(12)를 향해 상승하는 것을 방지하기 위해, 상기 압력 조절기(12)와 오리피스(7) 사이에 배치되는 필터를 포함하는, 토출 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   입상 입자의 탱크(25)는, 상기 토출 장치(1)에 고정되고 탱크(25)의 입상 입자가 안착되는 플랜지(26)를 포함하며, 상기 외부 튜브(15)의 적어도 하나의 개구(23, 24)가 상기 플랜지(26) 위에 접하도록 배치되는, 토출 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 외부 튜브(15)는 지름상 서로 반대편에 위치하는 2개의 개구(23, 24)를 갖는, 토출 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 토출 장치는 알루미늄으로 만들어지는, 토출 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   입상 입자는 모래알인, 토출 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토출 장치(1)가 설치될 기차의 구조에 관계없이, 압축된 공기의 저장부가 용이하게 연결될 수 있도록, 상기 토출 장치(1)의 낮은 영역에 배치되는 공압 인터페이스를 포함하는, 토출 장치.