KR100369129B1

KR100369129B1 - 자동차 에어콘의 냉매 보충 장치

Info

Publication number: KR100369129B1
Application number: KR10-1999-0052074A
Authority: KR
Inventors: 김형수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 1999-11-23
Filing date: 1999-11-23
Publication date: 2003-01-24
Also published as: KR20010047722A

Abstract

본 발명은 에어콘 장치 내를 순환하는 냉매를 수시로 공급될 수 있도록 함으로써, 자동차 에어콘의 냉각성능이 항상 일정한 수준을 유지하도록 하여 자동차를 항상 쾌적하게 유지하고 냉매의 낭비요인을 제거하기 위하여,

자동차의 에어콘 장치에 있어서, 일정량의 냉매가 저장되는 냉매탱크와; 전원 공급시 에어콘의 냉매라인상에 설치된 냉매 주입 포트를 개폐할 수 있도록 상기 냉매탱크의 하단부에 형성되는 개폐수단과; 팽창밸브내의 다이어프램의 작동에 의하여 통전되어 상기 개폐수단에 전류를 공급하는 다이어프램 스위치부;를 포함하여 이루어지는 자동차 에어콘의 냉매 보충 장치를 제공한다.

Description

자동차 에어콘의 냉매 보충 장치{A REFRIGERANT SUPPLYING APPARATUS OF CAR AIR CONDITIONER}

본 발명은 자동차 에어콘의 냉매 보충 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에어콘 장치 내를 순환하는 냉매를 외부로부터 수시로 공급할 수 있도록 함으로써, 냉매의 부족으로 인한 냉각성능의 저하 및 운전자의 냉매보충의 불편함을 감소시킬 수 있는 자동차 에어콘의 냉매 보충 장치에 관한 것이다.

예컨대, 자동차에는 차실내의 공기 상태를 사람에게 쾌적한 상태로 유지시켜 주기 위한 에어콘이 옵션장비로서 장착되고 있으며, 이러한 에어콘을 이루는 구성 및 냉매의 순환을 통한 에어콘의 작동을 도 4에 도시된 바를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저 에어콘의 구성을 보면 증발기(102), 압축기(104), 응축기(106), 건조기(108), 팽창밸브(110) 등으로 이루어지며, 냉매 가스의 순환은 상기 증발기(102)에서 압축기(104)로 흡입된 후 압축되어 고온 고압의 가스 상태로 응축기(106)에 보내지고, 응축기(106)로 보내진 냉매는 팬등에 의하여 액화되어지며, 이 액화 냉매는 건조기(108)로 들어가 수분과 먼지가 제거된 다음 팽창밸브(110)로 들어가며, 이 팽창 밸브(110)에서 액화 냉매는 급격히 팽창하면서 저온 저압의 안개상태로 되어 증발기(102)로 다시 들어가게 되고 이 증발기(102)에서 저온 저압의 냉매가 차실내의 열을 빼앗음으로서 차실내의 온도가 낮아지게 되는 것이다.

상기에서 에어콘 장치내를 순환하는 냉매량의 조절은 상기 팽창밸브(110)내의 다이어프램(112)에 의하는 데, 만약 순환 냉매의 양이 부족하여 차실내의 온도가 적정온도 이상인 경우에는 증발기에 가해지는 열부하가 커지게 되므로 증발기(102)출구에 설치된 감온통(114)의 내부압력도 증가하게 되고, 이에 따라 이와 연결된 다이어프램(112)이 최대로 하강함에 따라 작동봉이 냉매유로를 최대한으로 개방하게 되면서 이를 통과하는 냉매량이 증가하여 차실내의 온도가 하강되게 된다.

상기와 같이 구성되어 작동되는 자동차의 에어콘 장치에 있어서, 자동차를 장기간 사용하게 되면 에어콘 내의 냉매가 조금씩 빠져나가거나 소진되게 되고, 이에 따라 에어콘 장치의 냉각성능이 점차적으로 저하되어 간다.

이에 따라 운전자는 냉매라인상에 냉매를 다시 보충시켜 주어야 했는데, 이러한 냉매의 보충 작업은 에어콘 냉매 라인상의 냉매 주입 포트를 개방한 뒤에 내부에 들어있는 잔류냉매를 모두 빼내고 냉매 라인 내부를 진공 펌프로 진공으로 만든 다음, 냉매 주입장치를 냉매 주입 포트에 연결한 후 진공압에 의하여 냉매를 주입시키는 과정으로 이루어지고 있었다.

상기와 같이 에어콘 장치 내에 냉매를 보충하는 경우, 냉매 라인 상에 남아있는 환경유해성의 잔류냉매를 모두 대기로 방출시키게 되므로 환경을 오염시키게 되며, 고가의 냉매가 낭비되는 불합리한 요소가 발생하였고, 냉매의 전량을 다시 충진하여야 하므로 충전시간이 많이 소요되었다.

또한, 운전자가 수시로 냉매의 잔존량을 확인하여 이를 보충시켜 주어야 하는 번거로움이 있었으며 수거된 냉매의 재사용 또한 매우 어려워 전량 폐기되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 에어콘 장치 내를 순환하는 냉매를 수시로 공급될 수 있도록 함으로써 자동차 에어콘의 냉각성능이 항상 일정한 수준을 유지하도록 하여 자동차를 항상 쾌적하게 유지하고 냉매의 낭비요인을 제거하기 위한 자동차 에어콘의 냉매 보충 장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 의한 냉매 보충 장치의 구성도,

도 2는 도 1의 A부의 상세도,

도 3은 본 발명에 의한 냉매 보충 장치의 다이어프램 스위치부의 작동도,

도 4는 종래기술에 의한 자동차 에어콘의 계통도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

12 : 냉매탱크 13 : 냉매라인 14 : 냉매 주입 포트

16 : 개폐수단 18 : 다이어프램 스위치부 20 : 증발기

22 : 압축기 24 : 2단 디스크 26 : 유도격판

28 : 개폐밸브 30 : 스프링 32 : 소경판

34 : 대경판 36 : 유도코일 38 : 팽창밸브

40 : 다이어프램 42 : 캡 44 : 고정 접점판

46 : 이동 접점판 48 : 에어콘 스위치 50 : 로드

52 : 타이머 54 : 감시창 55,56 : 감온통

58 : 시동스위치 60 : 전원 공급장치

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

여기서 상기 개폐수단은 상기 냉매탱크의 하단부에 고정 설치되고, 상기 다이어프램 스위치부에 연결되어 전류의 공급시 자장을 형성하는 전자석으로 이루어진 유도격판과; 상기 유도격판을 관통하여 배치되고, 그 양단부는 상기 유도격판에 스프링으로 지지되는 전도성의 소경판과, 냉매탱크의 출구를 밀폐함과 함께 냉매 주입 포트를 개방시키는 대경판으로 이루어지는 개폐밸브;로 이루어지고,

상기 다이어프램 스위치부는 다이어프램의 상부에 배치되는 캡의 내부에 고정 장착되고 외부의 전원장치와 연결되는 고정 접점편과; 상기 고정 접점편의 상측에 배치되고, 그 하부는 상기 다이어프램에 로드로 연결되어 다이어프램의 작동에 연동하여 상기 고정 접점편에 접속함으로서 상기 개폐수단으로 전류를 공급하는 이동 접점편으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 냉매 보충 장치의 구성을 나타내는 도면으로서 냉매가 저장되는 냉매탱크(12)와, 이 냉매탱크(12)내의 냉매의 기밀을 유지함과 동시에 냉매라인(13)상의 냉매 주입 포트(14)를 수시로 개폐하여 냉매를 공급하는 개폐수단(16)과; 이 개폐수단에 팽창밸브 내의 다이어프램의 운동에 따라 전류를 공급 또는 차단하는 다이어프램 스위치부(18)로 구성된다.

상기에서 냉매탱크(12)는 일정량의 냉매를 저장할 수 있도록 용기형태로 형성되며, 그 하부로 증발기(20)와 압축기(22)의 사이의 냉매라인상에 배치되는 냉매 주입 포트(14)에 장착되어 냉매를 냉매라인상으로 충진시킨다.

여기서 상기 냉매 주입 포트 부근의 구성을 보다 상세히 살피기 위하여 이를 도시한 도 2를 참조하면, 상기 냉매 주입 포트(14)에는 2단 디스크(24)가 설치되어 냉매라인의 기밀을 유지하게 되는데, 이 2단 디스크(24)의 상단은 스프링(30)으로 탄지되고, 그 하단은 냉매 주입 포트(14)를 밀폐시키게 된다.

이러한 냉매 주입 포트에 있어서 포트개방은 상기 냉매탱크(12)의 하부에 설치되는 개폐수단(16)에 의하여 이루어지게 된다.

상기 개폐수단(16)은 상기 냉매탱크(12)의 하부에 고정 설치되어 전류의 인가시 자기장을 형성하는 전자석으로 이루어진 유도격판(26)과, 이 유도격판을 관통하여 배치되는 개폐밸브(28)로 이루어진다.

여기서 상기 개폐밸브(28)의 양단부는 상기 유도격판(26)에 스프링(30)으로 탄지되는 전도성을 지닌 소경판(32)과 상기 냉매탱크의 출구를 밀폐하는 대경판(34)으로 이루어진다.

상기에서 개폐수단(16)의 작동은 유도격판(26)에 다이어프램 스위치부로부터 전류가 인가되면 그 둘레로 형성되는 유도코일(36)을 따라 전류가 흐름에 따라 유도격판(26)은 자성을 띄게 되고, 이 자성은 상기 개폐밸브의 소경판(32)을 끌어당김에 따라 개폐밸브(28) 전체가 하강하게 되고 대경판(34)이 상기 냉매 주입 포트상의 2단 디스크(24)를 밀어내게 됨에 따라 포트가 개방되어 냉매가 냉매탱크(12)로부터 냉매라인(13)내로 유입되게 되는 것이다.

한편, 다시 도 1을 참조하면, 상기 다이어프램 스위치부(18)는 팽창밸브(38)내의 다이어프램(40)의 상부 캡(42)의 내부에 고정 장착되는 고정 접점편(44)과, 이 고정 접점편의 상측에 배치되어 상기 다이어프램(40)에 연동하여 고정 접점편(44)에 접촉하거나 분리되는 이동 접점편(46)으로 이루어져서, 이 고정 접점편(44)과 이동 접점편(46)의 단속에 의하여 전류를 상기 유도격판에 연결하거나 차단하게 된다.

상기에서 고정 접점편(44)은 에어콘 스위치(48)에 연결되며, 상기 이동 접점편(46)은 상기 다이어프램(40)에 로드(50)로 연결되고 전기적으로는 상기 유도격판의 유도코일(36)과 연결되어 있다.

여기서 상기 고정 접점편(44)과 이동 접점편(46)간의 접속은 종래기술에서 설명한 바와 같이 차실내의 온도 상승시 팽창밸브내의 다이어프램이 최대로 하강하는 원리를 이용한다.

즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 에어콘 냉매라인상에 냉매가 부족할 경우 증발기(20) 출구에 설치되는 제1감온통(55)과 증발기(20) 입구의 제2감온통(56)의 온도차에 의한 압력으로 팽창밸브(38)내의 다이어프램(40)이 최대한으로 하강함에 따라 상기 이동 접점편(46)도 하강하여 고정 접점편(44)편에 접속하게 된다.

이를 위하여 상기 이동 접점편(44)과 고정 접점편(46)사이의 간격은 다이어프램이 최대로 하강했을 때 상기 이동 접점편(44)과 고정 접점편(46)이 접속될 수 있도록 형성해야 한다.

상기와 같이 구성되는 냉매 보충 장치에 있어서, 시동의 초기에는 일시적으로 냉매량을 증가시키기 위하여 상기 다이어프램이 최대한으로 하강하는 경우가 있다.

상기의 경우에는 에어콘 장치내에 냉매가 부족한 경우는 아니므로 상기 다이어프램 스위치부(18)가 온(ON)되더라도 이 상태가 일정시간동안 지속되었을 경우에만 상기 개폐수단(16)에 의한 냉매 주입 포트의 개방이 이루어지는 것이 바람직하므로, 상기 다이어프램 스위치부의 이동 접점편(46)과 개폐수단의 유도코일(36)사이에는 타이머(52)를 개재시켜서 개폐밸브(28)의 작동을 소정시간만큼 지연시키는 것이 바람직하다.

상기 타이머(52)의 작동시간은 5분 정도로 설정하여 두도록 한다.

그리고 상기 냉매탱크에는 운전자에게 남아 있는 냉매량을 가시적으로 전달해주는 감시창(54)을 마련해 두어 냉매의 소진여부를 확인할 수 있도록 함이 바람직하다.

도면중 미설명 부호 58은 자동차의 시동스위치를 말하며, 60은 전원 공급장치를 말한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 냉매 보충 장치의 작동과정을 도 4를 참고로 하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 자동차의 시동스위치가 온(ON)되고 에어콘 스위치(48)가 온(ON)되면 에어콘 장치가 가동하면서 팽창밸브(38)는 에어콘 장치내를 순환하는 냉매의 양을 조정하기 위하여 다이어프램(40)이 하강하게 되고, 이 때 다이어프램(40)이 최대로 하강시 고정 접점편(44)과 이동 접점편(46)이 접속하게 되고 이 상태가 5분 이상 지속되면 타이머(52)의 접점이 온(ON)되어 자동차의 전원은 개폐수단(16)으로 공급되며, 개폐수단내 개폐밸브(28)가 2단 디스크(24)를 밀어냄에 따라 냉매 주입 포트(14)가 개방되어 냉매는 고압인 냉매탱크(12)에서 저압인 냉매라인(13)으로 충진되게 된다.

상기와 같은 작동에 따라 냉매가 공급되어 에어콘 장치내를 순환하는 냉매량이 적정한 수준이 되면 다이어프램(40)의 상승에 따라 고정 접점편(44)과 이동 접점편(46)이 분리되어 개폐수단(16)에 의한 냉매 주입 포트(14)의 개방은 종료된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 냉매 보충 장치에 의하면, 냉매의 부족을 자동으로 감지하여 냉매의 부족량을 수시로 보충할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 의한 냉매 보충 장치에 의하면, 에어콘 장치내를 순환하는 냉매의 부족시 이를 자동으로 감지하여 냉매가 수시로 공급되게 되므로 자동차 에어콘의 냉각성능이 항상 일정한 수준을 유지되고 차실내가 항상 쾌적해질 수 있으며, 냉매를 전량 보충하는 데 따른 환경오염 및 원가 낭비요소를 제거할 수 있다.

Claims

삭제
일정량의 냉매가 저장되는 냉매탱크,

전원 공급시 에어콘의 냉매라인상에 설치된 냉매 주입 포트를 개폐할 수 있도록 상기 냉매탱크의 하단부에 형성되는 개폐수단, 그리고

팽창밸브내의 다이어프램의 작동에 의하여 통전되어 상기 개폐수단에 전류를 공급하는 다이어프램 스위치부

를 포함하고,

상기 개폐수단은

상기 냉매탱크의 하단부에 고정 설치되고, 상기 다이어프램 스위치부에 연결되어 전류의 공급시 자장을 형성하는 전자석으로 이루어진 유도격판 및

상기 유도격판을 관통하여 배치되고, 양단부가 상기 유도격판에 스프링으로 지지되는 전도성의 소경판과, 냉매탱크의 출구를 밀폐함과 함께 냉매 주입 포트를 개방시키는 대경판을 포함하는 개폐밸브

를 포함하는 자동차 에어콘의 냉매 보충 장치.
제2항에서,

다이어프램 스위치부는

다이어프램의 상부에 배치되는 캡의 내부에 고정 장착되고 외부의 전원장치와 연결되는 고정 접점편 및

상기 고정 접점편의 상측에 배치되고, 그 하부는 상기 다이어프램에 연결되어 다이어프램의 작동에 연동하여 상기 고정 접점편에 접속함으로서 상기 개폐수단으로 전류를 공급하는 이동 접점편

을 포함하는 자동차 에어콘의 냉매 보충 장치.
제2항 또는 제3항에서,

상기 개폐수단과 상기 다이어프램 스위치부의 사이에는 상기 다이어프램 스위치부가 온(ON)되고 난 뒤 일정시간이 경과한 후에 내장접점이 온(ON)됨으로써, 상기 다이어프램 스위치부가 일정시간 작동한 후에 상기 개폐수단이 작동하도록 하는 타이머가 설치되어 있는 자동차 에어콘의 냉매 보충 장치.
제2항에서,

상기 냉매탱크에는 사용자에게 남은 냉매량을 가시적으로 전달해주는 감시창이 설치되어 있는 자동차 에어콘의 냉매 보충 장치.