KR100408779B1 - 분리형 경전철의 냉방장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수송인원이 대략 40-80명 정도의 능력을 갖는 경량전철(경전철)에 냉방장치를 구비함에 있어서, 상기 냉방장치의 압축기 유니트를 차량의 하부에 설치하고, 차량의 상부에는 응축기와 증발기를 일체형으로 구비하여 설치하며, 상기 응축기와 증발기용 블로어를 소형으로 구비하면서 여러 개 설치하여 상기 경전철의 크기에 맞추어 상기 냉방장치를 설치할 수 있도록 하고, 상기 냉방장치의 효율을 증대시키면서 냉방장치 전체의 부피를 크게 줄일 수 있도록 한 분리형 경전철의 냉방장치에 관한 것이다.

본 발명은 한쌍의 압축기(3)(4)를 차량(1)의 하부에 방진수단(2)이 개재되는 상태로 설치하고, 차량의 지붕(1)에는 상호 대향되는 응축기 유닛(5)(6)과 증발기 유닛(7)(8)이 일체화되는 상태로 설치되며, 상기 응축기 유닛(5)(6)들의 사이에는 방열을 위한 송풍기(9)를 설치하고, 상기 증발기 유닛(7)(8)의 외측에는 각각의 소형 용량의 블로어(10)(11)를 여러 개 설치하는 2사이클 방식의 냉방장치를 구비하여 이를 상기 경전철의 차량 본체 하부와 지붕을 통하여 분리되는 상태로 장착하도록 구성한 것이다.

Description

분리형 경전철의 냉방장치 {COOLING SYSTEM OF SEPARAING RAILROAD}

본 발명은 수송인원이 대략 40-80명 정도의 능력을 갖는 경량전철(경전철)에 냉방장치를 구비함에 있어서, 상기 냉방장치의 압축기 유니트를 차량의 하부에 설치하고, 차량의 상부에는 응축기와 증발기를 일체형으로 구비하여 설치하며, 상기 응축기와 증발기용 블로어를 소형으로 구비하면서 여러 개 설치하여 상기 경전철의 크기에 맞추어 상기 냉방장치를 설치할 수 있도록 하고, 상기 냉방장치의 효율을 증대시키면서 냉방장치 전체의 부피를 크게 줄일 수 있도록 한 분리형 경전철의 냉방장치에 관한 것이다.

일반적으로 철도차량 등에 설치되는 열교환기는 도 1에서와 같이 압축기(101), 응축기(102), 건조기(103),모세관(104), 증발기(105)로 구성되어 있고, 또 액체분리기(106), 고,저압 스위치(107), 응축기 모터(108), 블로어(109), 드레인팬으로 구성되어 있었다.

또, 상기 에어컨은 증발기 출구의 저온,저압의 기체냉매가 압축기를 거치면서 고온,고압의 기체냉매로 상태변화를 하고, 이 냉매는 압축기 출구와 응축기 입구를 연결하는 냉매관을 따라 응축기로 이송, 통과하면서 고온,고압의 액체냉매로 응축되며, 상기 응축된 냉매는 응축기 및 응축기 모터에 설치된 송풍팬에 의하여 강제적으로 상기 응축기의 응축잠열을 외부로 배출시키게 된다.

상기 응축기에서 응축된 냉매는 건조기를 거쳐 모세관으로 이송되고 이 모세관에서 증발이 가능한 상태의 저온,저압 냉매로 변환시키며 이를 증발기로 보내고 이 증발기에서는 상기 냉매를 저온,저압의 기체냉매로 증발시키면서 공기와 열을 흡수하게 되며 이 증발작용으로 냉기를 생성시켜 이를 열차의 실내로 공급하게 된다.

상기와 같이 작동되는 종래의 열교환기는 압축기 유닛과 응축기 및 증발기 유닛을 차량의 지붕에 모두 설치하도록 되어 있었으며, 상기 유닛들이 차량의 지붕 일방에 정렬된 상태로 설치되어 작동되도록 구성되어 있었다.

그러나, 상기와 같은 냉방장치는 그 부피가 매우 크게 되어 있었기 때문에 상기 철도차량 보다 차폭과 길이가 짧은 경전철에는 그대로 적용할 수 없었으며, 상기 기존의 냉방장치를 그대로 축소할 경우에는 실질적으로 냉방장치의 용량이 급격히 낮아지기 때문에 냉방효율이 크게 저하되는 폐단이 있었고, 상기 압축기의 부피를줄이게 될 경우에는 압축기의 압축 용량이 줄어들면서 냉매의 압축과 순환을 효과적으로 할 수 없어 상기 경전철에 이용할 수 없게 되는 폐단이 있었다.

또, 상기 압축기 유닛을 차량의 지붕에 설치하기 때문에 상기 압축기 유닛의 작동시 그 진동이 차량의 지붕을 통하여 그대로 전달되기 때문에 상기 진동에 따른 소음이 심하게 되는 폐단이 있었고, 상기 냉방장치가 모두 지붕에 설치되어 있기 때문에 냉매의 보충작업 등이 매우 번거롭게 되는 점등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 안출한 것으로 본 발명은 경전철에 냉방장치를 구비함에 있어서, 상기 냉방장치의 압축기 유니트를 차량의 하부에 설치하고, 차량의 상부에는 응축기와 증발기를 일체형으로 구비하여 설치하며, 상기 응축기와 증발기용 블로어를 소형으로 구비하면서 여러 개 설치하여 상기 경전철의 크기에 맞추어 상기 냉방장치를 설치할 수 있도록 하고, 상기 냉방장치의 효율을 증대시키면서 냉방장치 전체의 부피를 크게 줄일 수 있도록 한 분리형 경전철의 냉방장치를 제공하려는 것인바, 이를 이하에서 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 철도차량용 열교환기의 구성도

도 2는 본 발명의 열교환기 시스템을 설치한 상태를 나타내는 구성도

도 3은 본 발명의 열교환기 유닛의 구성을 나타내는 평면도

도 4는 본 발명의 열교환기 유닛의 내부 구조를 나타내는 구성도

도 5는 본 발명의 설치상태를 나타내는 종단면도

도 6은 본 발명의 냉방사이클을 나타내는 구성도

<도면의주요부분에대한부호의설명>

1 : 차량

2 : 방진수단

3,4 : 압축기

5,6 : 응축기 유닛

7,8 : 증발기 유닛

9 : 송풍기

10,11 : 블로어

12 : 호스

13 : 수액기

14 : 냉매건조기

15 : 솔레노이드 밸브

16 : 사이트 글라스

17 : 팽창밸브

18 : 가역볼밸브

19 : 순환공기 덕트

20 : 프론트 커버

21 : 유입구

22 : 응축기 팬그릴

23 : 커버

본 발명은 한쌍의 압축기(3)(4)를 차량(1)의 하부에 방진수단(2)이 개재되는 상태로 설치하고, 차량(1)의 지붕에는 상호 대향되는 응축기 유닛(5)(6)과 증발기 유닛(7)(8)이 일체화되는 상태로 설치되며, 상기 응축기 유닛(5)(6)들의 사이에는 방열을 위한 송풍기(9)를 설치하고, 상기 증발기 유닛(7)(8)의 외측에는 각각의 소형 용량의 블로어(10)(11)를 여러 개 설치하는 2사이클 방식의 냉방장치를 구비하여 이를 상기 경전철의 차량 본체 하부와 지붕을 통하여 장착하도록 구성한 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 차량(1)의 지붕 골조에 서로 섞이지 않고 낮고 긴 응축기 유닛(5)(6)과, 서로 섞이지 않고 낮고 긴 증발기 유닛(7)(8)을 일체형으로 각각 설치하며, 상기 응축기 유닛(5)(6)들은 상기 압축기(3)(4)과 각각 호스(12)로 연결되도록 하고 상기 응축기 유닛(5)(6)과 증발기 유닛(7)(8)들의 사이에는 응축된 고온고압의 냉매를 보관하는 수액기(13)와 냉매건조기(14)를 연결시키며, 상기 호스(12)에는 압축기의 정지시 냉매시스템을 제어하는 솔레노이드 밸브(15)와 냉매의 상태를 점검하기 위한 사이트 글라스(16) 및 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(17)를 연결설치하고, 상기 호스(12)에는 압축기의 정지시 냉매가 압축기로 역유입되는 것을 방지할 수 있도록 하는 가역볼밸브(18)를 설치하여 구성한다.

또, 상기 응축기 유닛(5)(6)들의 사이에는 순환공기 덕트(19)를 구비하여 방열작용을 하도록 하고, 상기 응축기와 증발기 유닛들의 외측에는 외부공기를 유입하는 유입구(21)가 형성된 FRP소재의 프론트 커버(20)를 설치하고 상기 송풍기(9)에는 응축공기를 배출하면서 역류하지 않도록 하는 응축기 팬그릴(22)을 설치하며 상기 각 유닛의 외측에는 경량재질의 커버(23)를 설치하도록 구성한 것이다.

이상과 같이 구성된 본 발명은 상기 냉방장치에 전원을 인가하고 작동시키게 되면, 한쌍의 압축기(3)(4)를 차량(1)의 하부에 방진수단(2)이 개재되는 상태로 설치된 상기 한쌍의 압축기(3)(4)가 냉매를 압축하게 되고, 이 압축된 냉매는 호스(12)를 통하여 응축기 유닛(5)(6)으로 보내지며 상기 압축된 냉매가 공급된 응축기 유닛(5)(6)에서는 상기 냉매를 응축하여 냉매를 고온고압으로 만들게 되고 상기 응축된 고온고압의 냉매는 수액기(13)와 냉매건조기(14), 팽창밸브(17)를 거치면서 상기 증발기 유닛(7)(8)으로 보내게 되며, 상기 증발기 유닛(7)(8)에서는 공급된 냉매의 열과 대기의 열을 이용하여 열교환작용을 하면서 저온화된 공기를 생성시키게 되고 이 저온화된 공기는 블로어(10)(11)를 통하여 차량의 실내로 공급되는 것으로 상기 냉방장치가 정지될 경우에는 솔레노이드 밸브(15)와 가역볼밸브(18)에 의하여 차량의 상부에 위치한 응축기 유닛에 잔존하는 냉매가 차량의 하부에 설치된 압축기로 역유입되는 것을 방지하게 된다.

또, 상기 사이트 글라스(16)를 통하여 냉매의 흐름이나 압축된 상태를 점검할 수 있게 되고, 상기 점검에 따른 대책을 수립할 수 있게 되며, 상기 응축기 유닛(5)(6)들의 사이에 설치된 송풍기(9)가 상기 응축열을 방열시키게 되고, 상기 응축기 유닛(5)(6)들의 사이에 형성한 순환공기 덕트(19)에 의하여 차량의 실내 더운공기를 방출할 수 있게 되며, 상기 차량의 상부에 설치된 FRP소재의 프론트 커버(20)의 유입구(21)를 통하여 외부공기를 유입하면서 차량의 실내로 신선한 공기를 공급할 수 있게 되고, 상기 응축기 유닛의 방열을 위하여 설치되는 송풍기(9)에 응축기 팬그릴(22)을 설치하므로써 상기 응축기에서 발생되어 방출되는 더운공기가 역류하지 않도록 하여 방열효율을 향상시키게 되며, 상기 차량의 상부에 설치된 응축기 유닛과 증발기 유닛을 경량재질의 커버(23)로써 보호하게 되는 것으로 상기 냉방사이클이 2중으로 구성되어 있기 때문에 어느 한쪽의 사이클이 정지되거나 이상이 발생될 경우에도 차량의 냉방을 도모할 수 있게 되는 것이다.

이상과 같은 본 발명은 상기와 같이 경전철 차량의 본체 상하에 압축기 유닛과 응축기 및 증발기 유닛을 분리설치하도록 하므로써 상기 냉방장치의 용량을 증대시키면서 부피를 크게 줄일 수 있게 되고, 상기 소용량의 블로어를 여러 개 설치하므로써 증발기에서의 증발효율을 향상시키게 되며, 블로어에서의 진동과 소음을 억제시킬 수 있게 되고, 상기 냉방장치를 2중의 냉방사이클로 구성하게 되므로써 필요에 따라 차량의 실내 냉방온도를 조절할 수 있게 되며, 어느 한쪽의 사이클에 이상이 발생될 경우에도 상기 냉방장치를 구동시켜 실내 냉방을 도모할 수 있게 되고, 상기 냉방장치를 슬림형으로 소형화시킬 수 있는 점등의 특징을 지닌 것이다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 한쌍의 압축기가 차량의 하부에 설치되고, 차량의 지붕에는 상호 대향되는 응축기 유닛과 증발기 유닛이 일체화되는 상태로 설치되며, 상기 응축기 유닛들의 사이에는 방열을 위한 송풍기가 설치되고, 상기 증발기 유닛의 외측에는 각각의 소형 용량의 블로어가 여러 개 설치되는 2사이클 방식의 냉방장치를 구비하여 이를 경전철의 차량 본체 하부와 지붕을 통하여 압축기와 열교환기부가 상호 분리되는 상태로 장착하도록 구성한 분리형 경전철의 냉방장치에 있어서,

   상기 한쌍의 압축기는 방진수단이 개재되는 상태로 설치되고, 상기 응축기 유닛들은 상기 압축기와 각각 호스로 연결되며, 상기 응축기 유닛과 증발기 유닛들의 사이에는 응축된 고온고압의 냉매를 보관하는 수액기와 냉매건조기가 연결되고, 상기 호스에는 압축기의 정지시 냉매시스템을 제어하는 솔레노이드 밸브와 냉매의 상태를 점검하기 위한 사이트 글라스 및 냉매를 팽창시키는 팽창밸브가 연결설치되며, 상기 호스에는 압축기의 정지시 냉매가 압축기로 역유입되는 것을 방지할 수 있도록 하는 가역볼밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 분리형 경전철의 냉방장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 응축기 유닛들의 사이에는 방열작용을 위한 순환공기 덕트가 구비되고, 상기 응축기와 증발기 유닛들의 외측에는 외부공기를 유입하는 유입구가 형성된 FRP소재의 프론트 커버가 설치되며, 상기 송풍기에는 응축공기를 배출하면서 역류하지 않도록 하는 응축기 팬그릴이 설치되고, 상기 각 유닛의 외측에는 경량재질의 커버가 설치된 것을 특징으로 하는 분리형 경전철의 냉방장치.