KR100257403B1 - 전기 자동차 - Google Patents

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Abstract

전기자동차에 관해 개시된다. 개시된 전기자동차는 압축기로 공기를 압축하고 압축된 공기에 연료를 주입/연소시켜서 고온된 연소가스를 터빈에 보내어 터빈의 회전과 더불어 출력을 얻는 가스터빈엔진과, 상기 터빈과 연결되며 터빈의 회전에 의해 같이 회전되어 전기를 발생시키는 발전기와, 상기 발전기와 연결되며 발전기에서 출력된 전기에너지에 의해 구동되는 모타와, 상기 모타와 발전기에 연결되며 부족한 전기에너지를 모타에 보충해주고 남는 전기에너지를 저장시키는 배터리를 구비하며, 상기 압축기와 연결되어 압축기로부터 유입된 고압의 기체를 냉각시키는 열교환기와, 상기 열교환기와 연결되며 열교환기로부터 유입된 저온고압의 기체를 적정 온도로 팽창시켜 실내로 유입시키는 냉방 터빈을 더 포함하여 된 것을 특징으로 한다. 이로써, 냉매를 사용하지 않고도 자동차의 실내에 냉방을 할 수 있는 이점이 있다.

Description

전기자동차
본 발명은 전기자동차에 관한 것으로, 더 상세하게는 냉매가 필요없는 공기조화장치가 채용된 전기자동차에 관한 것이다.
전기자동차는 전동기를 원동기로 사용하는 전동차 및, 전동차에 연결되는 제어차 및 부수차를 말하며, 직류에 의한 직류 전차와, 교류에 의한 교류 전차, 그리고, 그 양쪽으로 전환해서 사용할 수 있는 것을 교직류 전차라고 한다.
도 1에 상기 전기자동차들의 공통된 구조를 개략적으로 나타내었다.
도면에서 실선으로 표시된 부분은 기계적인 결합상태를 나타내고, 점선으로 표시된 부분은 전기적인 결합상태를 나타내며, 실선의 화살표로 표시된 부분은 기체의 유동경로를 나타낸다.
도면을 참조하면, 전기자동차의 전후 이동을 담당하는 바퀴(14)는 기어박스(13)에 의해 모타(12)와 연결되어 모타(12)의 구동과 더불어 움직이게 된다. 상기 모타(12)는 발전기(15)에 의해 발전되는 전기에너지가 사용되어 작동되거나, 배터리(11)에 저장된 전기에너지가 사용되어 작동된다. 이때, 상기 발전기(15)는 가스터빈 엔진에 의해 작동된다. 가스터빈 엔진은 외부로부터 유입된 공기를 압축하는 압축기(16)와, 상기 압축기(16)로부터 유입된 고압의 공기를 연료와 혼합시켜 연소시키는 연소기(18)와, 상기 연소기(18)로부터 유입된 고온고압의 공기를 팽창시킴으로써 동력을 출력하여 발전기(15)를 구동시키는 터빈(17)으로 이루어진다. 미설명된 레큐퍼레이터(19)는 일종의 재생기로서, 터빈(17)으로부터 유출된 고온의 가스와 압축기(16)로부터 나온 저온 고압의 기체간의 열팽창을 이루게 하여 고온고압의 기체를 연소기로 보내고 저온 가스를 외부로 방출함으로써 엔진의 열효율을 상승시키는 역할을 한다.
한편, 상기한 구조의 전기자동차는 공기조화장치가 구비되지 않아 냉방이 이루어지지 않는 문제점이 있다. 또한, 설령 기존의 공기조화장치를 사용하더라도 냉매를 사용해야 하기 때문에 그로 인해 환경 오염을 야기시키는 문제점이 발생하게 된다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 냉매를 사용하지 않더라도 냉방작용이 가능한 공기조화장치를 구비한 전기자동차를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 전기자동차를 도시한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 전기자동차를 도시한 개략적인 도면이다 .
〈 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 〉
11, 21...배터리 12, 22...모터
13, 23...기어박스 14, 24...바퀴
15, 25...발전기 16, 26...압축기
17, 27...터빈 18, 28...연소기
19, 29...리큐퍼레이터 31...열교환기
32...냉방터빈 33...냉방압축기
34...외부공기탱크 35...자동차 실내
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 압축기로 공기를 압축하고 압축된 공기에 연료를 주입/연소시켜서 고온된 연소가스를 터빈에 보내어 터빈의 회전과 더불어 출력을 얻는 가스터빈엔진과, 상기 터빈과 연결되며 터빈의 회전에 의해 같이 회전되어 전기를 발생시키는 발전기와, 상기 발전기와 연결되며 발전기에서 출력된 전기에너지에 의해 구동되는 모타와, 상기 모타와 발전기에 연결되며 부족한 전기에너지를 모타에 보충해주고 남는 전기에너지를 저장시키는 배터리를 구비한 전기자동차에 있어서, 상기 압축기와 연결되어 압축기로부터 유입된 고압의 기체를 냉각시키는 열교환기와, 상기 열교환기와 연결되며 열교환기로부터 유입된 저온고압의 기체를 적정 온도로 팽창시켜 실내로 유입시키는 냉방 터빈을 더 포함하여 된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기자동차의 일 실시예를 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 전기자동차의 일 실시예를 도시한 개략적인 도면이다.
점선으로 표시된 부분은 전기적인 연결관계를 나타내며, 실선으로 표시된 부분은 기계적인 연결관계를 나타내고, 실선의 화살표로 표시된 부분은 기체의 진행경로를 나타낸다.
본 발명에 따른 전기자동차는 압축기(26)로 공기를 압축하고 압축된 공기와 연료를 연소기(28)에 주입하여 연소시켜서 고온으로 변환된 연소가스를 터빈(27)에 보내어 터빈(27)의 회전과 더불어 출력을 얻는 가스터빈엔진을 구비한다. 상기 터빈(27)에 발전기(25)가 연결되며 터빈(27)의 회전에 의해 발전기(25)내의 회전자가 같이 회전되어 발전기(25)내 고정자와의 상호작용으로 전기를 발생시키게 된다. 또한, 상기 발전기(25)에 모타(22)가 연결되는데, 상기 모타(22)는 발전기(25)에서 출력된 전기에너지에 의해 구동된다. 상기 모타(22)에는 기어박스(23)가 연결되며 상기 기억박스(23)는 자동차 바퀴(24)와 연결된다. 그리고, 상기 모타(22)와 발전기(25)에 배터리(21)가 연결되며 상기 배터리(21)는 부족한 전기에너지를 모타(22)에 보충해주고 남는 전기에너지를 저장시키게 된다. 상기 압축기(26)에는 열교환기(31)가 연결되며, 이 열교환기(31)는 압축기(26)로부터 유입된 고압의 기체를 외부공기에 의해 냉각시키게 된다. 상기 열교환기(31)에는 냉방터빈(32)이 연결되며 이 냉방터빈(32)은 열교환기(32)로부터 유입된 저온고압의 기체를 외부공기탱크(34)로부터 유입되는 공기와 혼합한 후에 팽창시켜 적정온도로 변환하여 실내(35)로 유입시키게 된다. 이때, 효율을 높이기 위해 냉방터빈(32)에 압축기(33)가 연결되어 사용된다. 미설명된 레큐퍼레이터(29)는 일종의 재생기로서, 상기 터빈(27)과 압축기(26)에 연결되며 터빈(27)과 압축기(26)로부터 사용하고 남은 기체를 일부 유입하여 연소기(28)로 보내게 된다.
상기한 구조를 가지는 전기자동차에 의하면, 가스터빈엔진의 압축기(26)에 유입된 외부공기는 압축기(26)내에서 고압의 기체로 압축된 후, 레큐레이터(29)를 거쳐 연소기(28)내로 유입되어 공급된 연료와 혼합되어 연소된다. 이 혼합기체는 고온고압의 상태로 터빈(27)내로 유입되며 저압의 상태로 팽창되면서 그 압력차만큼의 일을 하게 된다. 상기 터빈(27)에 의해 만들어진 일은 상기 발전기(25)를 구동하게 되고 구동된 발전기(25)는 전기를 만들어내게 된다. 상기 발전기(25)에 의해 만들어진 전기에너지의 일부는 모타(22)를 구동하게 되고 나머지 전기에너지는 배터리(21)내에 저장된다. 상기한 과정에서 상기 압축기(26)로부터 일부를 유용하여 열교환기(31)로 보내게 되며, 열교환기로 유입된 고온고압의 기체는 외부공기에 의해 냉각된다. 열교환기(31)내에서 저온고압의 상태로 변환된 기체는 냉방터빈(32)으로 유입된다. 냉방터빈(32)으로 유입된 저온고압의 기체는 팽창되면서 더욱 더 낮은 저온의 기체로 변환되어 자동차 실내로 유입된다. 이때, 외부공기탱크(34)내의 외부공기량을 적당히 혼합시켜 적정온도를 유지하거나, 냉방터빈(32)의 팽창율을 조절하여 적정온도를 유지하는 것이 바람직하다.
상기한 전기자동차는 다음과 같은 효과가 수반된다.
첫째, 냉매가 필요없다.
본 발명에 따른 전기자동차의 공기조화장치에 사용되는 냉방장치는 압축된 기체를 외부와 열교환 시키는 열교환기와, 열교환된 저온고압의 기체를 더욱 압축시키는 압축기와 저온 고압의 기체를 팽창시킴으로써 온도를 더욱 하강시키는 터빈으로 이루어지므로 냉매가 필요없게 되는 이점이 있다.
둘째, 공해방지에 효과적이다.
상기한 이유로 냉매가 필요없게 되기 때문에 오존층 파괴의 주원인이 되는 냉매가 사용되지 않으므로 공해방지에 효과적이다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위에 한해서 정해져야 할 것이다.

Claims (1)

  1. 압축기로 공기를 압축하고 압축된 공기에 연료를 주입/연소시켜서 고온된 연소가스를 터빈에 보내어 터빈의 회전과 더불어 출력을 얻는 가스터빈엔진과, 상기 터빈과 연결되며 터빈의 회전에 의해 같이 회전되어 전기를 발생시키는 발전기와, 상기 발전기와 연결되며 발전기에서 출력된 전기에너지에 의해 구동되는 모타와, 상기 모타와 발전기에 연결되며 부족한 전기에너지를 모타에 보충해주고 남는 전기에너지를 저장시키는 배터리를 구비하여 된 전기자동차에 있어서,
    상기 압축기와 연결되어 압축기로부터 유입된 고압의 기체를 냉각시키는 열교환기와,
    상기 열교환기와 연결되며 열교환기로부터 유입된 저온고압의 기체를 적정 온도로 팽창시켜 실내로 유입시키는 냉방 터빈을 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 전기자동차.
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