WO2018164333A1 - 천공기 세척장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 천공기 세척장치는 천공기의 엔진 구동에 의해 동작하는 콤프레셔를 통해 에어가 압축되는 탱크와, 천공기의 시동 오프시 탱크 내에 압축되어 남아 있는 잔량의 공기의 압력을 체크하는 센서와, 상기 에어탱크와 연결되어 천공기의 세척 대상 각 부위에 관로를 통해 연결되어 잔량의 공기를 배출하는 노즐과, 상기 센서를 통해 에어탱크의 검출된 잔량의 공기 압력에 맞추어 세척 대상 각 부위 중 우선 세척 대상 순서에 맞추어 해당 노즐에 공기를 공급하는 제어부로 구성한다.

Description

천공기 세척장치

본 발명은 천공기의 세척장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 천공기의 시동 오프 후 저장된 잔량의 압축 공기를 이용하여 쿨러, 피드 및 붐을 세척할 수 있도록 하는 천공기의 세척장치에 관한 것이다.

대부분의 건설장비와 마찬가지로 건설중장비(Wheel Loader)는 주요 기기의 냉각 성능을 만족하기 위하여 라디에이터(Radiator)를 구비하고 있다.

상기 라디에이터는 엔진 냉각수 쿨러, 엔진 과급기 쿨러, 트랜스미션 오일 쿨러, 작동유 오일 쿨러 등에 작용한다.

도 1에는 종래의 건설 중장비의 라디에이터 냉각장치의 사시도가 도시되어 있다.

도 1과 같이 일반적으로 건설 중장비의 라디에이터 20'를 냉각하기 위하여 라디에이터 20'의 전방에 별도의 유압 구동식 쿨링 팬 30'이 장착된다.

상기 유압 구동식 쿨링 팬 30'은 외부 공기를 흡입하여 라디에이터 20' 쪽으로 불어넣는 역할을 한다.

도 2에는 동 종래의 건설 중장비의 라디에이터 냉각장치의 요부 사시도가 도시되어 있다.

한편, 라디에이터의 냉각 방식은 유압 구동식 쿨링 팬의 형태에 따라 다르지만 도 2와 같이 유압 구동식 쿨링 팬 30'이 작동될 때에 외부 공기가 사이드 커버의 도어로 유입되어 라디에이터 20'를 지나 전면 그릴 50' 방향으로 빠져나가는 방식의 것 등이 사용되고 있다.

즉, 라디에이터는 냉각수가 순환하는 파이프의 외주면에 무수히 많은 방열핀으로 되는 방열부를 돌출 고정하여 대기중의 공기와 접촉되는 면을 크게 하여 그 내측으로 유동되는 유체(냉각수)로부터 전도되는 열이 방열부를 통해 쉽게 방출 냉각시키도록 되어 있다.

따라서 라디에이터 200에는 장비 사용중에 발생하는 먼지나 흙과 같은 이물질이 흡착되는 일이 없어야하고, 라디에이터 200의 외주면에 이물질이 흡착되게 되는 경우 방열부의 공기 유동을 어렵게 하여 라디에이터의 냉각성능을 저하시키므로 이물질을 제거하는 것이 바람직하다.

하지만 종래에는 라디에이터에 흡착된 이물질을 제거하는 별도의 제거장치가 마련되지 않아 장비관리자의 세심한 관심이 요구되었으나, 이에 대한 관리소홀로 인해 라디에이터에 이상 징후를 발견한 후에야 비로소 이물질을 제거하게 되므로써 심한 경우 장비운용에 차질을 빗게되는 등의 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 라디에이터 파이프의 방열핀과 방열핀 사이에 흡착되게 되는 이물질 제거를 위한 적당한 장치나 도구 등이 마련되지 않아 이물질 제거에 어려움이 있고, 수작업을 통해 장비관리자가 이물질을 하나하나 제거하게 됨으로써 방열핀을 손상시키는 등의 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 천공기의 쿨러 세척장치는 천공기의 시동 오프 후 저장된 잔량의 압축 공기를 이용하여 쿨러, 피드 및 붐을 세척할 수 있도록 하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 잔량의 압축 공기를 분할하여 천공기를 이루는 세부적 장비 중 쿨러, 피드 및 붐을 순차적으로 분할하여 세척할 수 있도록 하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 압축 공기를 분사 압력과 반작용으로 노즐이 회전되면서 공기를 분사하여 세척 범위를 확장시키도록 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 천공기 세척장치는 천공기의 엔진 구동에 의해 동작하는 콤프레셔를 통해 에어가 압축되는 탱크와, 천공기의 시동 오프시 탱크 내에 압축되어 남아 있는 잔량의 공기의 압력을 체크하는 센서와, 상기 탱크와 관로로 연결되어 천공기의 세척 대상 각 부위에 잔량의 공기를 배출하는 노즐과, 상기 센서를 통해 탱크의 검출된 잔량의 공기 압력에 맞추어 세척 대상 각 부위 중 우선 세척 대상 순서에 맞추어 해당 노즐에 공기를 공급하는 제어부로 구성한다.

본 발명에 따르면, 상기 노즐은 공기 분사 압력에 의해 관로에서 회전이 가능하도록 구성하되, 상기 노즐은 상기 관로에 등간격으로 복수개 설치되는 연결노즐과, 상기 연결노즐에 볼조인트로 연결되어 공기 분사압력에 의해 반작용으로 회전하면서 공기를 분사하는 분사노즐로 구성한다.

본 발명에 따르면, 상기 우선 세척 대상 순서는 쿨러, 피드 및 붐 순서로 세척된다.

본 발명에 따르면, 상기 노즐은 상기 관로 및 연결노즐와 연결되어 공기를 외부로 분사시키는 배출공을 형성하되, 상기 분사노즐 중앙에서 측면 외주연 방향으로 경사지게 배출공을 형성시키도록 구성한다

본 발명에 따르면, 상기 볼조인트는 상기 연결노즐과 일측이 연결되고 타측은 구면 형상의 결합공을 갖는 제1개스킷과, 상기 결합공에 회전 가능하도록 외주연이 구면으로 형성하고 분사노즐과 연결되는 제2개스킷으로 구성한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 천공기 세척장치는 천공기의 엔진 구동에 의해 동작하는 콤프레셔를 통해 에어가 압축되는 탱크와, 천공기의 시동 오프시 탱크 내에 압축되어 남아 있는 잔량의 공기의 압력을 체크하는 센서와, 상기 탱크와 관로로 연결되어 천공기의 세척 대상 각 부위에 잔량의 공기를 배출하는 노즐과, 상기 센서를 통해 탱크의 검출된 잔량의 공기 압력에 맞추어 세척 대상 각 부위 중 우선 세척 대상 순서에 맞추어 해당 노즐에 공기를 공급하는 제어부로 구성한다.

이를 통해, 천공기의 시동 오프 후 저장된 잔량의 압축 공기를 이용하여 쿨러, 피드 및 붐을 세척할 수 있도록 한다.

특히, 잔량의 압축 공기를 분할하여 천공기를 이루는 세부적 장비 중 쿨러, 피드 및 붐을 순차적으로 분할하여 세척할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 천공기 세척장치는 상기 노즐은 공기 분사 압력에 의해 관로에서 자유 회전이 가능하도록 결합하되, 상기 노즐은 배출공이 측면의 외주연 방향으로 형성되어 압축 공기 분사 방향의 반작용으로 노즐이 회전하면서 압축 공기를 분사시켜 세척 범위를 확장시켜 세척 효율을 향상시키도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 건설 중장비의 라디에이터 냉각장치의 사시도.

도 2는 동 종래의 건설 중장비의 라디에이터 냉각장치의 요부 사시도.

도 3은 본 발명의 천공기 세척장치를 장착한 천공기를 나타낸 구성도.

도 4는 본 발명의 천공기 세척장치를 나타낸 블럭도.

도 5는 본 발명의 천공기 세척장치를 장착한 쿨러를 나타낸 사시도.

도 6은 도 4는 본 발명의 천공기 세척장치의 노즐을 나타낸 단면도.

이하, 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 3은 본 발명의 천공기 세척장치를 장착한 천공기를 나타낸 구성도이고, 도 4는 본 발명의 천공기 세척장치를 나타낸 블럭도이며, 도 5는 본 발명의 천공기 세척장치를 장착한 쿨러를 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 4는 본 발명의 천공기 세척장치의 노즐을 나타낸 단면도이다.

먼저, 도 3 내지 도 6에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 천공기 세척장치 100를 건설 중장비 중 지반에 구멍을 천공하는 천공기 10에 적용한 사례를 대표로 설명하기로 한다.

먼저, 천공기 10는 엔진 14부의 동력을 통해 모터와 컴프레셔를 구동시켜 각 구동 장치로 모터의 회전력과 컴프레셔의 유체 압력을 전달하여 천공기 10의 동작 기능을 수행하게 된다.

여기서, 천공기 10는 장비 특성상 작업환경이 열악한 장소에서 주로 작업하게 되므로, 장비의 라디에이터 등의 쿨링모듈 코어에 토사 등으로 인한 먼지, 낙엽 등의 이물질이 쌓이게 된다. 즉 이물질로 인한 코어부에 막힘(clogging)이 발생될 경우, 장비 냉각성능이 저하되므로 쿨링모듈의 청결이 유지될 수 있도록 주기적으로 이들을 청소하여야 한다.

기존의 경우 운전자들의 교육 및 매뉴얼(manual) 배포 등의 방법을 통해 장비를 주기적으로 정비하도록 유도하고 있으나, 작업현장에서는 운전자 부주의로 인해 정비 주기를 놓치거나, 장비 관리를 소흘하게 대하는 경우가 흔하게 발생된다. 이는 장비 정비를 위해 장비 외부에서 고압의 공기압을 토출시킬 수 있는 별도의 설비(일 예로서 compressor)등이 필요한데, 실제 작업현장에서는 이들 설비 배치가 이뤄지지않아 쿨링모듈의 과열(overheating), 경고(warning) 등의 냉각 문제가 발생되고 있는 실정이다.

본 발명은 천공기 10의 라디에이터의 쿨링 모듈의 코어 장비와 드릴링 머신이 장착 및 이동시키는 붐 13과 피드 12에 묻어 있는 이물질을 자동으로 세척하기 위한 것이다.

특히, 본 발명은 천공기 10의 시동 오프(off) 이후 에어탱크 110에 충진되고 남은 잔량의 압축 공기를 이용하는 것이 특징이다.

이를 가능하도록 하는 본 발명의 천공기 10 세척장치 100는 탱크 110, 센서 120, 노즐 130, 제어부 140로 구성한다.

상기 탱크 110는 천공기 10의 엔진 14 구동에 의해 동작하는 콤프레셔를 통해 에어가 압축 충진된다.

압축된 공기는 천공기 10의 드릴장치에 공급되어 지반에서 구멍 천공을 수행토록 하거나, 플럭킹 기능을 수행하여 구멍 천공시 발생하는 파쇄 미립자를 외부로 추출한다.

이때, 콤프레셔는 엔진 14의 구동력을 통해 탱크 110 내부에 공기압이 적정 압력으로 유지되도록 한다.

그리고, 천공기 10의 시동을 오프하게 되면, 잔량의 압축공기는 탱크 110 내부에 잔존된다.

본 발명에서는 탱크 110 내부에 잔존한 압축 공기를 사용하여 천공기 10의 각 장치를 세척하는 것이 특징이다.

상기 센서 120는 천공기 10의 시동 오프시 탱크 110 내에 압축되어 남아 있는 잔량의 공기의 압력을 체크한다.

상기 센서 120는 탱크 110 내부에 잔존되어 있는 공기의 압력을 체크하여 천공기 10 시동 오프 후 잔존 압축량 만큼 사용량을 결정한다.

즉, 천공기 10는 20톤급 이상의 장비로서, 통상 탱크 110의 압력은 10.5bar를 갖는다.

상기 노즐 130은 상기 에어탱크 110와 연결되어 천공기 10의 세척 대상 각 부위에 관로 138를 통해 연결되어 잔량의 공기를 배출한다.

이때, 상기 제어부 140는 상기 센서 120를 통해 에어탱크 110의 검출된 잔량의 공기 압력에 맞추어 세척 대상 각 부위 중 우선 세척 대상 순서에 맞추어 해당 노즐 130에 공기를 공급한다.

상기 우선 세척대상 순서는 라디에이터의 쿨러 11, 피드 12, 붐 13 순서로 진행된다.

즉, 천공기 10의 시동이 오프되면 잔량의 압축공기를 이용하여 쿨러 11를 세척하고 이후 남은 잔량의 압축공기는 피드 12와 붐 13 순서로 세척 작업이 진행된다.

여기서, 상기 탱크 110 내부의 잔량의 압축공기는 쿨러 11, 피드 12, 붐 13을 세척할 정도의 압축 공기 량을 분할한다.

통상적으로 천공기 10 시동 오프 후 탱크 110에 남는 잔량의 총 압축공기 압력 10bar 중 3bar 압력씩 분할하여 쿨러 11, 피드 12, 붐 13을 세척할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 쿨러 11, 피드 12 및 붐 13에는 각각 탱크 110와 연결된 관로 138가 설치되며, 상기 관로 138에는 복수의 노즐 130이 각각 설치된다.

상기 노즐 130은 공기 분사 압력에 의해 관로 138에서 회전되면서 압축공기를 분사한다.

이를 가능하도록 상기 노즐 130은 관로 138와 볼조인트 134를 통해 연결된다.

즉, 볼조인트 134는 상기 관로 138에 등간격으로 복수개 설치되는 연결노즐 132과, 상기 연결노즐 132에 볼조인트 134로 연결되어 공기 분사압력에 의해 반작용으로 회전하면서 공기를 분사하는 분사노즐 133로 구성한다.

다시 말해, 상기 노즐 130 내부에는 배출공 137이 형성되어 관로 138와 볼조인트 134의 내부 구멍과 연통된다.

상기 볼조인트 134는 상기 제1개스킷 135과 제2개시킷으로 구성된다.

상기 제1개스킷 135은 상기 연결노즐 132과 일측이 연결되고 타측은 구면 136a 형상의 결합공 135a을 갖는다.

상기 제2개스킷 136은 상기 결합공 135a에 회전 가능하도록 외주연이 구면 136a으로 형성하고 분사노즐 133과 연결된다.

이는, 제1개스킷 135의 결합공 135a에 제2개스킷 136의 구면 136a이 결합된다.

상기 결합공 135a과 구면 136a은 상호 구 형상을 갖아 제1개스킷 135에서 제2개스킷 136의 자유 회전 가능하게 결합된다.

상기 분사노즐 133은 상기 관로 138 및 연결노즐 132과 연결되어 공기를 외부로 분사시키는 배출공 137을 형성한다.

상기 분사노즐 133 중앙에서 측면 외주연 방향으로 경사지게 배출공 137을 형성시킨다.

결국, 상기 배출공 137은 내부에서 노즐 130의 측면 외주연측으로 경사지게 형성되어 압축 공기가 분사되는 방향의 반대 방향으로 반작용이 발생하면서 노즐 130이 회전하면서 압축 공기를 분사한다.

이를 통해, 노즐 130에서 분사되는 압축공기는 보다 넓은 확장성을 갖게 되어 넓은 범위를 세척할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이다.

Claims (5)

1. 천공기의 엔진 구동에 의해 동작하는 콤프레셔를 통해 에어가 압축되는 탱크와,

   천공기의 시동 오프시 탱크 내에 압축되어 남아 있는 잔량의 공기의 압력을 체크하는 센서와,

   상기 탱크와 관로로 연결되어 천공기의 세척 대상 각 부위에 잔량의 공기를 배출하는 노즐과,

   상기 센서를 통해 탱크의 검출된 잔량의 공기 압력에 맞추어 세척 대상 각 부위 중 우선 세척 대상 순서에 맞추어 해당 노즐에 공기를 공급하는 제어부로 구성한 것을 특징으로 하는 천공기 세척장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 노즐은 공기 분사 압력에 의해 관로에서 회전이 가능하도록 구성하되,

   상기 노즐은,

   상기 관로에 등간격으로 복수개 설치되는 연결노즐과,

   상기 연결노즐에 볼조인트로 연결되어 공기 분사압력에 의해 반작용으로 회전하면서 공기를 분사하는 분사노즐로 구성한 것을 특징으로 하는 천공기 세척장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 우선 세척 대상 순서는 쿨러, 피드 및 붐 순서로 세척되는 것을 특징으로 하는 천공기 세척장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 노즐은,

   상기 관로 및 연결노즐와 연결되어 공기를 외부로 분사시키는 배출공을 형성하되,

   상기 분사노즐 중앙에서 측면 외주연 방향으로 경사지게 배출공을 형성시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 천공기 세척장치.
5. 제2항에 있어서,

   상기 볼조인트는,

   상기 연결노즐과 일측이 연결되고 타측은 구면 형상의 결합공을 갖는 제1개스킷과,

   상기 결합공에 회전 가능하도록 외주연이 구면으로 형성하고 분사노즐과 연결되는 제2개스킷으로 구성한 것을 특징으로 하는 천공기 세척장치.

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