KR100841257B1 - 냉동탑차용 에어컨 겸용 냉동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 냉동탑차용 에어컨 겸용 냉동장치는 자동차용 엔진 및 상기 엔진에 의해 구동되는 발전기; 상기 발전기에 의해 생산된 전력을 저장하는 냉동기배터리; 상기 냉동기배터리의 전력을 이용하여 구동되는 DC모터; 상기 DC모터를 통해 구동되는 압축기를 포함하는 냉동사이클;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

냉동탑차, 냉동장치

Description

냉동탑차용 에어컨 겸용 냉동장치{Refrigerating and Air-conditioning Device for Refrigerator Vehicle}

본 발명은 저온 보관식품을 운반하기 위한 냉동탑차의 냉동장치에 관한 것으로, 특히 냉동장치의 압축기를 DC모터를 사용하여 구동하도록 한 에어컨 겸용 냉동장치에 관한 것이다.

냉동탑차는 각종 냉동 식품이나 저온 식품 등 상온에서 보관하거나 운반할 수 없는 저온 식, 물품을 운반하기 위한 것으로서, 통상의 차량 적재부에 함체상의 운반고를 형성하고 그 차량의 헤드측 또는 운반고의 상부 일측에 냉각장치를 부설하여 상기 냉각장치의 증발기를 통해 그 운반고의 내부 온도가 저온상태가 되도록 하는 것이다.

냉각장치의 냉각사이클은 압축기, 응축기, 증발기의 순서로 순환관을 따라 냉매가 순환되는데, 종래의 기술에 의한 냉각장치는 한국공개특허 제2005-0087005호에 개시된 바와 같이 이러한 압축기를 엔진에 직결시켜 엔진의 동력을 이용하여 구동하도록 하였다. 이러한 종래기술은 도 3에 도시하였다.

압축기가 구동됨에 따라 고온저압상태의 냉매는 응축기에 이르러 중온고압상 태가 되는 것이며, 응축기로부터 제공되는 냉매는 팽창밸브를 통과하며 증발기로 유입되어, 액체상태의 냉매가 순간적으로 기화되면서 주변열을 흡수하므로 증발기의 주변에는 차가운 공기가 형성되므로 별도의 배기팬에 의해 차가운 공기를 운반고의 내부로 토출하는 것이며, 상기와 같은 냉각사이클을 지속적으로 순환반복하므로 그 운반고의 내부에는 설정된 저온상태를 유지하게 되는 것으로서, 냉동 및 냉장을 요하는 모든 식음료 및 저온 보관 물품 등을 최적의 온도로 안전하게 운반할 수 있는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같은 냉각사이클을 이용할 경우, 엔진과 압축기가 직결되므로 운전자가 냉동탑차를 주차시키고 잠시 자리를 비울 경우라도 엔진의 시동을 계속해서 켜놓아야 하므로 에너지가 낭비되고, 엔진에 무리가 가게 되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 대한민국 특허출원 제2007-69267호를 출원한 바 있다. 본 출원은 상기 특허출원을 개선한 것으로 DC모터와 압축기의 구동을 클러치 대신 감속기를 사용함으로써 냉동효율을 증대시키고자 한 것이다. 아울러, 본 출원은 차량의 실내 에어컨으로도 구동할 수 있게 설계하는 등의 개선점을 가지고 있다.

본 발명은 엔진과 압축기를 직결시키지 않고 엔진의 동력에 의해 발전하는 발전기를 이용하여 배터리를 충전하고 이 배터리에 충전된 에너지를 이용하여 압축기를 구동하도록 한 냉동탑차용 냉동장치를 제공한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 냉동탑차용 냉동장치는 자동차용 엔진 및 엔진에 의해 구동되는 발전기, 발전기에 의해 생산된 전력을 저장하는 냉동기배터리, 냉동기배터리의 전력을 이용하여 구동되는 DC모터, DC모터를 통해 구동되는 압축기를 포함하는 냉동사이클을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 냉동기배터리에 외부전원을 공급하기 위한 충전기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 냉동기배터리, 릴레이, DC모터, 감속기, 압축기는 냉동유닛으로서 냉동탑차에 착탈가능하게 설치될 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 냉동탑차용 냉동장치에 의하면 운전자가 냉동탑차를 주차시키고 잠시 자리를 비울 경우라도 엔진의 시동을 끌 수 있으며, 엔진 뿐만 아니라 외부 전원에 의해서도 압축기를 구동할 수 있어, 에너지가 낭비를 방지할 수 있고, 엔진에 무리가 가지 않도록 하는 것이 가능하다.

또한, 냉동장치를 유닛화하여 구성함으로써 운반, 정비 등에 편리하고 냉동 기능이 필요하지 않은 경우에는 일정 기간 동안 냉동장치를 분리하고 냉동탑차를 운행할 수도 있다.

또한, 엔진뿐만 아니라 외부전원으로부터도 전력을 공급받을 수 있어, 차량을 장시간 주차하는 경우에도 엔진 대신 외부전원을 공급받아 냉장을 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 냉동장치의 냉동유닛(40) 및 이와 접속한 구성요소들을 보인 블럭도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 냉동탑차의 엔진실(10)에는 엔진(11), 발전기(13) 및 주배터리(15)가 장착된다. 엔진(11)과 발전기(13)는 연결되어, 엔진(11)이 돌면 발전기(13)에 의해 전기가 생산된다. 생산된 전기는 엔진실(10)의 주배터리(15)로 공급되어 냉동탑차에 설치되는 여러 전기설비들에 사용된다.

또한, 냉동탑차의 냉동유닛(40)에는 냉동기배터리(41)가 설치된다. 발전기(13)에서 생상된 전기는 상기한 바와 같이 냉동기배터리(41)로 공급되어 냉동기배터리를 먼저 충전시킨 다음, 충전이 완료되면 주배터리(15)로 공급된다. 주배터리(15)와 냉동기배터리(41)는 발전된 전력을 저장하고 있다가 이와 연결된 전기설비에서 전력이 필요할 경우 공급하게 된다.

냉동기배터리(41)는 발전기(13)뿐만 아니라 외부전원으로부터 전력을 공급받을 수 있도록 충전기(47)가 연결된다. 따라서, 냉동기배터리(41)는 발전기(13) 및 외부전원으로부터 이중으로 전력을 공급받을 수 있다.

냉동기배터리(41)의 전력은 두가지 경로로 나뉘어져 전기설비에 공급되는데, 먼저 도 1의 냉동기배터리(41)를 기준으로 상측으로 뻗어나가는 노선과 우측으로 뻗어나가는 노선이 있다.

상측노선은 대략 10A 정도의 비교적 적은 전력으로 공급되고, 우측노선은 대략 20A 정도의 비교적 큰 전력으로 공급된다.

상측노선은 운전실(20)로 연결된다. 운전실(20)에는 전원스위치(21)와 온도조절스위치(23)가 설치된다. 전원스위치(21) 및 온도조절스위치(23)는 운전실(20)에서 운전하는 운전자가 조작할 수 있도록 노출되는 것이다. 전원스위치(21)는 운전자의 조작에 따라 전체 냉동시스템을 켜고 끌 수 있도록 한다. 그리고 온도조절스위치(23)는 운전자가 냉동실(30)의 온도조절을 할 수 있도록 냉동실(30)의 센서(36)와 연결되어 냉동실(30)의 온도를 일정 온도로 유지시키는 역할을 한다. 예를 들어 냉동실(30)의 온도가 설정온도 이상이라는 온도 신호가 센서(36)로부터 올 경우 냉동사이클을 구동시키고, 설정온도 이하의 신호가 센서(36)로부터 올 경우 냉동사이클을 정지시키는 것이다.

냉동실(30)에는 상기한 바와 같이 센서(36)가 설치되는데, 이는 냉동실(30)의 증발기(35)와 인접하게 설치되어 그 증발기(35) 주변의 온도를 감지한다. 또한, 증발기(35)에서 발생하는 한기를 냉동실(30)로 불어넣어 줄 수 있도록 팬모터(37)가 설치되는데 이는 운전실(20)의 전원스위치(21)와 직접 연결된다.

센서(36)는 또한 드라이어스위치(42)와 연결된다. 드라이어스위치(42)와 드 라이어(33)는 냉동유닛(40)에 설치된다. 드라이어스위치(42)는 드라이어(33)에 냉매가 있는지를 감지하여 있는 경우 단락시켜주고, 냉매가 없는 경우 차단시킨다. 이는 냉매가 없는 경우 냉동사이클이 구동되면 압축기(31)에 무리가 가게 되는 것을 방지하기 위한 것이다.

드라이어스위치(42)는 또한 응축기(32)에 설치된 팬모터(44)와 전기적으로 연결되며, 팬모터(44)는 응축기(32)의 응축열을 분산시켜주는 역할을 한다.

또한, 팬모터(44)를 통과한 노선은 감속기(46)로 연결된다. 감속기(46)는 소정의 기어의 조립체로서 압축기(31)와 DC모터(45)를 기계적으로 연결하고 있으며 동시에 회전 비율을 조절하여 주는 역할을 한다. 즉, DC모터(45)와 압축기(31)가 감속기를 통해 연결된 상태에서 DC모터가 작동하면, 일정 비율 예를 들어 10:5와 같은 회전 비율로 DC모터와 압축기가 함께 회전한다.

상기한 사항을 정리하면, 전원스위치(21)가 켜지고 센서(36)에서 감지한 온도가 온도조절스위치(23)가 설정한 온도 밖에 있어 냉동사이클 구동의 필요성이 있고, 또한 드라이어스위치(42)가 단락된 경우, 회로가 연결되어 냉동기배터리(41)로부터 팬모터(44) 및 감속기(46)에 전기가 공급된다. 따라서 팬모터(44)가 회전하고 감속기(46)가 압축기(31) 및 DC모터(45)를 기계적으로 연결한 상태에서 냉동사이클을 구동하기 위한 준비단계로 설정되는 것이다.

감속기(46)는 또한 릴레이(43)와 전기적으로 연결되어 감속기(46)가 기계적으로 압축기(31)와 DC모터(45)를 연결한 상태에서 릴레이(43)에 전기를 공급하게 된다.

릴레이(43)에 전기가 공급되면 냉동기배터리(41)의 우측노선으로부터 비교적 높은 전력이 릴레이(43)를 통해 DC모터(45)로 공급된다. 이로 인해 DC모터(45)가 돌게되는데, 상기한 바와 같이 이 때 감속기(46)를 통해 DC모터(45)와 압축기(31)가 연결된 상태이므로 DC모터(45)에 의해 압축기(31)가 회전하게 된다.

한편, 냉동기배터리, 증발기, 응축기에는 전류의 역류 방지를 위한 다이오드를 설치하여도 좋다. 장치가 작동하다 전원이 멈추는 경우 역류 전류가 발생하여 장치의 오동작을 유발시킬 수 있기 때문이다.

전원스위치에는 직류 전류를 일정한 수위로 유지시키기 위해 배터리 볼트미터를 설치해도 좋다. 예를 들어 전원이 12 볼트를 유지해야 하는데 만일 11 볼트 아래로 떨어지는 경우, 배터리의 방전을 막기 위해 전원을 아예 차단하도록 한다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉동탑차용 에어컨 겸용 냉동장치를 나타낸 블록도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 증발기로 연결되는 부분, 즉 일 실시예에서 밸브(49)가 연결되는 부분에 각각 커플링(50)을 대체하고, 커플링에는 가스 공급부(51)를 연결하여, 냉매를 직접 압축기(31)로 공급할 수 있다. 이렇게 함으로써, 차량 탑승부의 에어컨으로도 동시에 가동할 수 있는 것이다.

이상에서는 주로 전기회로 및 기계적인 구성에 대하여 검토하였고 이하에서는 냉동사이클을 검토한다.

냉동유닛(40)에는 압축기(31), 응축기(32), 드라이어(33), 어큐뮬레이터(34)가 설치되고, 냉동실(30)에는 증발기(35)가 설치된다. 냉매는 압축기(31), 응축기(32), 드라이어(33), 어큐뮬레이터(34), 증발기(35) 순으로 순환한다. 이러한 냉동사이클의 원리 및 작용은 당업자에게 자명한 사항이므로 설명은 생략한다.

이러한 냉동유닛(40)은 냉동탑차에 착탈가능하게 설치된다. 이 경우 착탈을 위해서는 냉동실(30), 운전실(20), 엔진실(10) 등과 전기적으로 연결된 부분과 냉매순환관이 연결된 부분을 연결 또는 연결 해제해줄 필요가 있는데, 전기적인 부분에 대하여는 예를 들어 플러그와 잭 등과 같이, 널리 공지된 전기접속 및 해제 방법을 사용할 수 있을 것이다.

또한, 냉매사이클을 연결 및 해제하기 위해서는 냉동유닛(40)의 냉매관로에 밸브(49)를 설치한다. 밸브(49)는 어큐뮬레이터(34)에서 증발기(35)측으로 연결되는 부분과 증발기(35)에서 압축기(31)로 연결되는 부분에 두개를 설치한다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 밸브(49) 대신에 커플링(50)을 연결하여 냉매 공급을 위한 가스 공급부(51)와 연결하도록 한다.

냉동유닛(40)이 설치된 상태에서는 양 밸브(49)를 열어 냉매가 순환할 수 있도록 하고, 냉동유닛(40)을 해체하고자 하는 경우에는 어큐뮬레이터(34)와 증발기(35) 사이의 밸브(49)를 닫고 나머지 밸브(49)를 열은 상태에서 압축기(31)를 구동하여 어큐뮬레이터(34)에 냉매를 모두 저장하고 저장이 완료되면 나머지 밸브(49)를 닫아 냉매저장작업을 완료한다.

이렇게 냉매저장작업이 완료되고 냉동실(30)과 냉동유닛(40)간의 냉매의 연결이 해제되면 냉동유닛(40)을 냉동탑차로부터 해체하여 운반하거나 정비하거나 할 수 있게 되는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉동탑차용 냉동장치를 보인 블록도이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉동탑차용 에어컨 겸용 냉동장치를 나타낸 블록도이다.

도 3은 종래의 기술에 따른 냉동탑차용 냉동장치를 보인 블록도이다.

Claims (6)

1. 자동차용 엔진 및 상기 엔진에 의해 구동되는 발전기;

   상기 발전기에 의해 생산된 전력을 저장하는 냉동기배터리;

   상기 냉동기배터리의 전력을 이용하여 구동되는 DC모터; 및

   상기 DC모터를 통해 구동되는 압축기를 포함하는 냉동사이클;

   을 포함하고,

   운전실에는 운전자가 조작할 수 있도록 전원스위치가 설치되고,

   전기 입력값에 따라 상기 DC모터와 상기 압축기를 기계적으로 연결하고 있는 감속기를 포함하며,

   상기 냉동기배터리에서는 상기 전원스위치를 통해 상기 감속기에 상기 전기 입력을 가하는 노선과, 릴레이를 통해 상기 DC모터를 구동시키는 노선을 통하여 전력이 공급되며,

   상기 감속기와 상기 릴레이는 전기적으로 연결되어, 상기 감속기에 전기 입력이 가해지면 상기 DC모터와 상기 압축기가 기계적으로 연결되는 동시에, 상기 릴레이가 상기 냉동기배터리와 상기 DC모터를 전기적으로 연결시켜 상기 DC모터에 의해 상기 압축기가 구동되도록 하는 것을 특징으로 하는 냉동탑차용 냉동장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 냉동기배터리에 외부전원을 공급하기 위한 충전기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동탑차용 냉동장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 증발기, 응축기 및 냉동기배터리에는 전류의 역류방지를 위한 다이오드가 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 냉동탑차용 냉동장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 냉동기배터리, 상기 릴레이, 상기 DC모터, 상기 감속기, 상기 압축기는 냉동유닛으로서 냉동탑차에 착탈가능하게 설치될 수 있도록 한 것을 특징으로 한 냉동탑차용 냉동장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 전원스위치에는 배터리의 전압을 추출하고 일정 전압을 유지하기 위한 배터리볼트미터가 설치되는 것을 특징으로 하는 냉동탑차용 냉동장치.
6. 자동차용 엔진 및 상기 엔진에 의해 구동되는 발전기;

   상기 발전기에 의해 생산된 전력을 저장하는 냉동기배터리;

   상기 냉동기배터리의 전력을 이용하여 구동되는 DC모터; 및

   상기 DC모터를 통해 구동되는 압축기를 포함하는 냉동사이클;

   을 포함하고,

   운전실에는 운전자가 조작할 수 있도록 전원스위치가 설치되고, 전기 입력값 에 따라 상기 DC모터와 상기 압축기를 기계적으로 연결하고 있는 감속기를 포함하며,

   상기 냉동기배터리에서는 상기 전원스위치를 통해 상기 감속기에 상기 전기 입력을 가하는 노선과, 릴레이를 통해 상기 DC모터를 구동시키는 노선을 통하여 전력이 공급되며,

   상기 감속기와 상기 릴레이는 전기적으로 연결되어, 상기 감속기에 전기 입력이 가해지면 상기 DC모터와 상기 압축기가 기계적으로 연결되는 동시에, 상기 릴레이가 상기 냉동기배터리와 상기 DC모터를 전기적으로 연결시켜 상기 DC모터에 의해 상기 압축기가 구동되도록 하고,

   상기 압축기로 냉매가 공급되도록 하는 가스 공급부(51)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동탑차용 에어컨 겸용 냉동장치.

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