KR100265682B1 - 에어컨의 냉매의 흐름 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 에어컨에 관한 것으로서, 컴프레셔가 정역회전을 하므로써 공급튜브를 통하여 증발기, 압축기 및 콘덴서를 따라 순환되는 냉매의 흐름방향을 변환시켜 증발기가 에어컨 및 히터의 기능을 동시에 수행할 수 있도록 하는 에어컨의 냉매의 흐름 조절장치를 제공하는데 본 발명의 주된 목적이 있다.

본 발명은 일 측면은 닫히고, 다른 측면은 오픈되며, 엔진에 벨트에 의해 접속되어 엔진의 동작시 회전운동을 하는 풀리(10); 상기 풀리의 오픈된 측면에 중심축에 의해 체결되는 컴프레셔(20); 상기 컴프레셔(20)의 중심축에 체결되는 마그네틱판(30); 상기 컴프레셔(20)의 중심축의 마그네틱판에 접촉되도록 체결되는 내측기어(28); 상기 컴프레셔(20)의 외측면에 형성되는 컴프레셔 케이스의 일측면에 착설되어 풀리의 내측면에 형성된 나사산을 따라 공회전을 하는 다수개의 외측기어(26); 상기 풀리(10)의 내측의 닫힌면에 착설되는 제1 전자석(12); 상기 컴프레셔 케이스의 일측면에 마그네틱판에 근접하도록 착설되는 제2 전자석(14); 상기 제1 전자석(12)에 접속되는 제1 릴레이(34); 상기 제2 전자석(14)에 접속되는 제2 릴레이(36); 그리고, 상기 제1 릴레이(34)와 제2 릴레이(36)에 접속되어 제1 릴레이(34)와 제2 릴레이(36)의 동작을 제어하는 마이컴(40);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

에어컨의 냉매의 흐름 조절장치

본 발명은 차량의 에어컨에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 에어컨의 공급튜브를 통하여 증발기, 압축기 및 콘덴서를 따라 순환되는 냉매의 흐름방향을 변환시켜 증발기가 에어컨 및 히터의 기능을 동시에 수행할 수 있도록 하는 에어컨의 냉매의 흐름 조절장치( Device for controlling fluid of a air conditioner)에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 냉난방장치(HVAC)인 공조시스템이 장착되어 있어서, 운전자의 조작에 의하여 자동차 내부의 환기나 냉,난방 등 각종 공기조화기능을 수행하여 자동차의 운전자나 탑승자에게 쾌적한 환경을 조성하고 있다.

도 1은 일반적인 공조시스템을 개략적으로 나타낸 블록도로서, 자동차의 공조시스템은 자동차의 소정위치에 장착되어 유입되는 외부공기의 온도를 감지하는 외기온도감지수단(1); 자동차의 내부에 장착되어 자동차의 실내온도를 감지하는 실내온도감지수단(2); 운전자나 탑승자의 조작에 의하여 자동차의 공조시스템에서 토출되는 공조공기의 온도를 설정하는 온도설정수단(3); 자동차 공조시스템에서 난방동작 수행시에 냉각수의 온도를 감지하는 수온감지수단(4); 상기 외기온도감지수단(1), 실내온도감지수단(2), 온도설정수단(3) 및 수온감지수단(4)의 출력단에 접속되어 자동차의 공조시스템을 제어하는 마이컴(5); 상기 마이컴(5)의 제어신호를 받아 외부공기를 유입받아 설정된 공조를 수행하여 자동차의 내부로 순환시키는 HVAC (6)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 일반적인 자동차의 공조시스템에서 난방동작 수행시에는 운전자가 혹한기에 자동차의 시동스위치를 온시키고 난방모드를 선텍하고 온도설정수단(3)을 조작하여 난방시 설정온도를 입력하면 마이컴(5)은 HVAC (6)에 제어신호를 출력하여 자동차의 내부로 토출되는 공조공기의 풍량을 저속으로 제어하며, 이때의 공조공기의 토출방향은 자동차의 전면 유리방향인 디프로스트(도시 안됨)로 토출되도록 제어한다. 즉, 혹한기에 자동차의 시동초기에는 자동차의 난방동작을 수행하는 냉각수의 온도가 낮아 자동차 내부의 탑승자에게 공조공기를 직접 토출시킬 경우에 오히려 불쾌감을 초래할 수도 있어서, 공조공기를 자동차의 디프로스트로 토출하여 자동차의 전면 유리에 부착되어 있는 성애 등을 제거하고, 토출되는 공조공기의 풍량 역시 저속으로 토출시키게 된다. 이후에 자동차의 시동이 온된 상태에서 시간이 경과되어 마이컴(5)은 수온감지수단(4)에 의하여 자동차의 냉각수 온도가 일정온도 이상인지를 감지하여 HVAC (6)에 제어신호를 출력하여 자동차의 내부로 토출되는 공조공기의 풍량을 중속으로 제어하며, 공조공기의 토출방향은 자동차의 탑승자 전면으로 토출되도록 제어한다. 즉, 자동차의 시동이 온된 상태에서 시간이 경과되면 자동차의 냉각수온도는 상승하며, 자동차의 HVAC (6)는 외부공기를 유입받아 온도가 상승된 냉각수를 통과하면서 온도가 상승되도록 공조되어 자동차 내부의 탑승자에게 토출된다.

이후에 자동차의 시동이 온된 상태에서 시간이 더욱 경과되어 수온감지수단(4)에 의하여 자동차의 냉각수 온도가 설정온도에 도달하였다면 마이컴(5)은 HVAC (6)에 제어신호를 출력하여 자동차의 내부로 토출되는 공조공기의 풍량을 고속으로 제어하며, 공조공기의 토출방향은 자동차의 탑승자의 하단으로 토출되도록 제어한다. 즉, 자동차의 시동이 온된 상태에서 시간이 경과되면 자동차의 냉각수온도가 설정온도 이상이라면, 유입된 외부공기가 냉각수를 통과하면서 온도가 너무 상승될 수도 있으므로, 오히려 자동차의 탑승자에게 불쾌감을 초래하지 않도록 마이컴(5)은 HVAC (6)에 제어신호를 출력하여 자동차의 내부로 토출되는 공조공기의 풍량을 고속으로 제어하며, 공조공기의 토출방향은 자동차의 탑승자 하단으로 토출되도록 제어한다.

상기와 같은 기능을 하는 냉난방장치는 엔진의 근접부에 설치된다. 즉, 냉매를 순환시키는 압축기는 엔진에 풀리 및 벨트에 의해 접속되어 작동되므로 엔진의 근접부에 압축기가 설치되고, 상기 압축기에 의해 순환되는 냉매는 콘덴서, 및 팽창밸브를 거쳐 증발기에 인가되므로서 냉매가 증발기에서 열을 흡수하므로 에어컨이 작동을 하게 된다. 상기 증발기를 통과한 냉매는 다시 압축기에 의해 콘덴서측으로 공급되어 넹매는 순환동작을 계속하게 된다. 그런데 상기 콘덴서, 팽창밸브, 증발기 및 압축기는 엔진의 근접부에 설치되므로 콘덴서, 팽창밸브, 증발기 및 압축기를 서로 접속시키는 흡입튜브 및 배출튜브가 많은 공간을 차지하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 에어컨의 냉매를 순환시키는 컴프레셔가 정역회전을 하므로써 공급튜브를 통하여 증발기, 압축기 및 콘덴서를 따라 순환되는 냉매의 흐름방향을 변환시켜 증발기가 에어컨 및 히터의 기능을 동시에 수행할 수 있도록 하는 에어컨의 냉매의 흐름 조절장치를 제공하는데 본 발명의 주된 목적이 있다.

도 1은 일반적인 공조시스템을 개략적으로 나타낸 블록도,

도 2의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉매가 정방향으로 흐르도록 하는 컴프레셔를 나타낸 도면이고, (b)는 (a)에 따라 냉매의 흐름방향을 개략적으로 나타낸 도면,

도 3의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉매가 역방향으로 흐르도록 하는 컴프레셔를 나타낸 도면이고, (b)는 (a)에 따라 냉매의 흐름방향을 개략적으로 나타낸 도면,

＜ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

10:풀리, 12:제1 전자석, 14:제2 전자석, 16:나사산, 20:컴프레셔, 22:컴프레셔 케이스, 24:중심축, 26:외측기어, 28:내측기어, 30:마그네틱판, 32:요철부, 34:제1 릴레이, 36:제2 릴레이, 40:마이컴, 42:히터스위치, 44:에어컨스위치, 50:증발기, 60:콘덴서, 70:팽창밸브

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 냉매가 팽창밸브, 증발기 및 콘덴서를 통해 원활하게 순환되도록 하는 컴프레셔에 있어서, 일 측면은 닫히고, 다른 측면은 오픈되며, 엔진에 벨트에 의해 접속되어 엔진의 동작시 회전운동을 하는 풀리; 상기 풀리의 오픈된 측면에 중심축에 의해 체결되는 컴프레셔; 상기 컴프레셔의 중심축에 체결되는 마그네틱판; 상기 컴프레셔의 중심축의 마그네틱판에 접촉되도록 체결되는 내측기어; 상기 풀리의 오픈된 측면에 근접하도록 풀리의 내측 원주면을 따라 형성되는 나사산; 상기 컴프레셔의 외측면에 형성되는 컴프레셔 케이스의 일측면에 착설되어 풀리의 내측면에 형성된 나사산을 따라 공회전을 하는 다수개의 외측기어; 상기 풀리의 내측의 닫힌면에 착설되는 제1 전자석; 상기 컴프레셔 케이스의 일측면에 마그네틱판에 근접하도록 착설되는 제2 전자석; 상기 제1 전자석에 접속되는 제1 릴레이; 상기 제2 전자석에 접속되는 제2 릴레이; 상기 제1 릴레이와 제2 릴레이에 접속되는 배터리; 그리고, 상기 제1 릴레이와 제2 릴레이에 접속되어 제1 릴레이와 제2 릴레이의 동작을 제어하는 마이컴; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 에어컨의 냉매의 흐름 조절장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상술한다.

도 2의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉매가 정방향으로 흐르도록 하는 컴프레셔를 나타낸 도면이고, (b)는 2(a)에 따라 냉매의 흐름방향을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉매가 역방향으로 흐르도록 하는 컴프레셔를 나타낸 도면이고, (b)는 (a)에 따라 냉매의 흐름방향을 개략적으로 나타낸 도면으로서, 도시된 바와 같이, 본 발명은 에어컨시스템을 구성하는 컴프레셔(20)는 엔진(도시 안됨)과 벨트(도시 안됨)에 의해 접속된 풀리(10) 및 풀리(10)의 내부에 장착된 내측기어(28)와 외측기어(26)의 기능에 의해 정역회전을 함으로써 냉매의 흐름방향을 변환시킬 수 있다.

엔진에 벨트에 의해 접속되어 엔진의 동작시 회전운동을 하는 풀리(10)는 일 측면은 닫히고, 다른 측면은 오픈되어 있으며, 오픈된 측면의 내면에는 원주면을 따라 나사산(16)이 형성되어 있으며, 닫힌 측면의 중심에는 작은 홈이 형성되어 있어 컴프레셔(20)의 중심축(24)이 삽입된다. 상기 풀리(10)의 오픈된 측면에는 중심축에 의해 컴프레셔(20)가 체결되고, 상기 컴프레셔(20)의 중심축에는 마그네틱판(30)이 체결되며, 상기 컴프레셔(20)의 중심축의 마그네틱판(30)에는 내측기어(28)가 접촉되어 체결된다.

상기 내측기어(28)와 마그네틱판(30)은 일체가 되도록 상호 밀착된다. 상기 컴프레셔(20)의 외측면에 형성되는 컴프레셔 케이스(22)의 일측면에는 다수개의 외측기어(26)가 착설되어 풀리(10)의 내측면에 형성된 나사산에 결합되어 나사산을 따라 공회전을 한다. 상기 외측기어(26)는 풀리(10)의 외주면을 따라 다수개가 체결되며, 내측기어(28)는 이동을 하여 다수개의 외측기어(26)의 중심부에 위치하여 외측기어(26)의 회전방향과 반대방향으로 회전을 한다. 상기 풀리(10)의 내측의 닫힌면에는 제1 전자석(12)이 착설되고, 상기 컴프레셔 케이스(22)의 일측면에는 제2 전자석(14)이 마그네틱판(30)에 근접하도록 착설된다. 상기 제1 전자석(12)에는 제1 릴레이(34)가 접속되고, 상기 제2 전자석(14)는 제2 릴레이(36)가 접속되며, 상기 제1 릴레이(34)와 제2 릴레이(36)에는 배터리(38)가 접속된다. 상기 제1 릴레이(34)와 제2 릴레이(36)에는 마이컴(40)이 접속되며, 상기 마이컴(40)은 에어컨스위치(44)와 히터스위치(42)로부터 인가되는 신호에 따라 제1 릴레이(34) 또는 제2 릴레이(36)를 동작시키게 된다.

도 2의 (b) 및 도 3의 (b)에서 미설명부호 70은 팽창밸브이다.

상기와 같은 구성에 의하여, 먼저, 컴프레셔(20)를 정회전시킬 경우에는 에어컨스위치(44)를 온절환시킨다. 상기 에어컨스위치(44)를 온절환시키면 마이컴(40)이 이를 감지하여 제1 릴레이(34)를 온절환시킨다. 상기 제1 릴레이(34)가 온절환되면 배터리(38)로부터 제1 전자석(12)에 전원이 인가되어 전자장을 발생하게 되므로 마그네틱판(30)은 제1 전자석(12)에 밀착된다. 상기 제1 전자석(12)에 밀착되는 마그네틱판(30)의 일측면에는 요철부(32)가 형성되어 있어 마그네틱판(30)은 풀리(10)의 회전방향과 일체로 회전을 하게 된다.

따라서 컴프레셔(20)는 풀리(10)의 제1 전자석(12)에 마그네틱판(30)이 밀착되어 일체로 회전을 하므로 풀리(10)의 방향과 동일한 방향으로 회전을 하므로 정회전을 하게 된다. 상기 컴프레셔(20)가 정회전을 하므로 냉매는 증발기(50)측으로 공급되어 증발기(50)는 주위의 공기로부터 열을 흡수함으로써 에어컨의 기능을 수행하게 된다. 상기 풀리(10)의 내측에 형성된 나사산(16)에 체결된 외측기어(26)는 풀리(10)와 같은 방향으로 공회전을 하도록 컴프레셔 케이스(22)는 고정되어 있다.

반대로, 컴프레셔(20)를 역회전시킬 경우에는 히터스위치(42)를 온절환시킨다. 상기 히터스위치(42)를 온절환시키면 마이컴(40)이 이를 감지하여 제2 릴레이(36)를 온절환시킨다. 상기 제2 릴레이(36)가 온절환되면 배터리(38)로부터 제2 전자석(14)에 전원이 인가되어 전자장을 발생하게 되므로 마그네틱판(30)은 제2 전자석(14)의 측으로 이동을 한다. 상기 제2 전자석(14)에 의해 마그네틱판(30)이 제2 전자석(14)의 방향으로 이동을 하게 되면 자동으로 내측기어(28)는 외측기어(26)에 결합된다. 상기 내측기어(28)가 외측기어(26)에 결합되면 내측기어(28)는 외측기어(26)의 회전방향과 반대의 방향으로 회전을 하게 되므로 컴프레셔(20)는 풀리(10)의 회전방향과 반대의 방향인 역회전을 하게 된다. 상기 컴프레셔(20)가 역회전을 하므로 냉매는 콘덴서(60)측으로 공급되어 콘덴서(60)는 주위의 공기로부터 열을 흡수하게 되고, 증발기(50)는 외부로 열을 발생하게 되므로 증발기(50)는 히터의 기능을 수행하게 된다.

상기 일 실시예에 의하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명을 따른 엔진에 벨트에 의해 연결되는 풀리에 컴프레셔를 체결시키고, 상기 풀리의 내면에는 내측기어와 공회전을 하는 외측기어를 장착하여 외측기어와 내측기어가 분리된 상태에서는 정회전을 하도록하여 증발기가 에어컨의 기능을 수행하도록 한다. 반대로 내측기어와 외측기어가 일체로 결합되면 증발기가 열을 발생하여 히터의 기능을 수행하게 되므로 컴프레셔의 회전방향에 따라 증발기가 에어컨 또는 히터의 기능을 모드 수행할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨의 냉매의 흐름 조절장치에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 아니하며, 당업자라면 여러 가지로 그 변형과 응용이 가능할 것이다.

Claims (3)

1. 냉매가 팽창밸브, 증발기 및 콘덴서를 통해 원활하게 순환되도록 하는 컴프레셔에 있어서,

   일 측면은 닫히고, 다른 측면은 오픈되며, 엔진에 벨트에 의해 접속되어 엔진의 동작시 회전운동을 하는 풀리; 상기 풀리의 오픈된 측면에 중심축에 의해 체결되는 컴프레셔; 상기 컴프레셔의 중심축에 체결되는 마그네틱판; 상기 컴프레셔의 중심축의 마그네틱판에 접촉되도록 체결되는 내측기어; 상기 풀리의 오픈된 측면에 근접하도록 풀리의 내측 원주면을 따라 형성되는 나사산; 상기 컴프레셔의 외측면에 형성되는 컴프레셔 케이스의 일측면에 착설되어 풀리의 내측면에 형성된 나사산을 따라 공회전을 하는 다수개의 외측기어; 상기 풀리의 내측의 닫힌면에 착설되는 제1 전자석; 상기 컴프레셔 케이스의 일측면에 마그네틱판에 근접하도록 착설되는 제2 전자석; 상기 제1 전자석에 접속되는 제1 릴레이; 상기 제2 전자석에 접속되는 제2 릴레이; 상기 제1 릴레이와 제2 릴레이에 접속되는 배터리; 그리고, 상기 제1 릴레이와 제2 릴레이에 접속되어 제1 릴레이와 제2 릴레이의 동작을 제어하는 마이컴;을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어컨의 냉매의 흐름 조절장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 외측기어는 풀리의 나사산을 따라 풀리의 회전방향으로 공회전을 하는 것을 특징으로 에어컨의 냉매의 흐름 조절장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 내측기어가 외측기어에 결합되면 내측기어는 외측기어의 반대방향으로 회전을하므로써 컴프레셔는 풀리의 회전방향과 반대방향으로 회전을 하는 것을 특징으로 에어컨의 냉매의 흐름 조절장치.

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