KR100996810B1 - 아이들 오프 에어컨 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아이들 오프 에어컨 시스템에 관한 것으로, 응축기 및 증발기 측으로 각각 공기를 송풍하는 응축기팬 및 증발기팬이 동일한 하나의 구동모터에 의해 동시에 구동되도록 구성함으로써, 구성부품의 수량 및 차지하는 공간이 감소하여 소형화가 가능하며, 응축기 및 증발기 측으로 실내 공기 및 실외 공기가 동시에 흡입 송풍될 수 있도록 차량의 실내 공간과 연통된 덕트를 형성하고 유량조절도어를 설치하여 실내 공기 및 실외 공기의 흡입량을 조절하도록 구성함으로써, 응축기 및 증발기의 상태에 따라 공기의 흡입량이 조절 가능하여 응축효율 및 냉방효율이 향상되는 아이들 오프 에어컨 시스템에 관한 것이다.
아이들 오프, 공회전, 덕트, 응축기팬, 증발기팬

Description

아이들 오프 에어컨 시스템{Idle-off Air-Conditioning System}
본 발명은 아이들 오프 에어컨 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 응축기 및 증발기 측으로 각각 공기를 송풍하는 응축기팬 및 증발기팬이 동일한 하나의 구동모터에 의해 동시에 구동되도록 구성함으로써, 구성부품의 수량 및 차지하는 공간이 감소하여 소형화가 가능하며, 응축기 및 증발기 측으로 실내 공기 및 실외 공기가 동시에 흡입 송풍될 수 있도록 차량의 실내 공간과 연통된 덕트를 형성하고 유량조절도어를 설치하여 실내 공기 및 실외 공기의 흡입량을 조절하도록 구성함으로써, 응축기 및 증발기의 상태에 따라 공기의 흡입량이 조절 가능하여 응축효율 및 냉방효율이 향상되는 아이들 오프 에어컨 시스템에 관한 것이다.
차량의 공회전(idling, 무부하회전)은 엔진을 가동시켜 부하가 없는 상태에서 저속으로 회전시키는 것으로 불필요하게 배기가스를 배출시켜 대기오염을 가중시키며 연료소비를 초래한다. 차량을 1시간 공회전시킬 경우 약 1~1.5리터의 연료가 소비되며 약 500g~1kg의 이산화탄소가 대기 중에 배출되는 것으로 알려져 있다.
따라서, 최근에는 환경에 대한 중요성이 부각되어 이와 같은 차량의 공회전 을 최소화할 수 있도록 하는 각종 규제들이 세계적으로 다양하게 생겨나고 있는 추세이다.
그러나 현재 차량에 설치되어 있는 각종 주변 시스템들은 차량의 시동이 켜져 있는 상태에서 엔진 동력에 의해 동작되는 시스템들이 주를 이루고 있으며, 특히 전원 공급용 배터리의 용량 또한 각종 주변 시스템의 동작을 유지하기에는 매우 부족하여 필연적으로 공회전 상태를 유지해야 하는 경우가 발생하고 있다.
특히, 차량 실내의 에어컨 시스템은 일반적으로 엔진 동력에 의해 동작되므로, 여름철에 차량이 정지한 상태에서 차량 실내를 냉방하기 위해서는 반드시 차량 시동을 켜고 엔진을 공회전해야하는 문제가 있는데, 특히 트럭과 같은 경우에는 장거리 운전 중에 잠시 휴식을 취하는 동안 차량 실내를 냉방하기 위해 에어컨을 동작하며 차량 엔진을 공회전해야하는 문제가 있었다.
이러한 문제점들을 해결하기 위해 최근에는 차량에 별도의 전원공급장치가 구비되고 있는 추세이며, 이러한 전원공급장치로서 별도의 고성능 전지 또는 주차장 등에 설치된 외부 전원장치 등이 개발되고 있으며, 이러한 전원공급장치를 통해 동작될 수 있는 에어컨 시스템 등이 개발되고 있다.
이와 같이 공회전 방지를 목적으로 개발된 시스템을 아이들 오프 시스템(Idle-off System)이라 하고, 차량용 에어컨 시스템에 대한 아이들 오프 에어컨 시스템 또한 개발되고 있는 추세이다. 이러한 아이들 오프 에어컨 시스템은 차량에 일반적으로 설치된 에어컨 시스템과는 별도로 설치되며, 별도의 냉동 사이클을 이루도록 별도의 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기가 구비된다. 이때, 압축기는 차량 엔진에 의해 구동되는 방식이 아니라 전원 장치에 의한 전력 공급을 통해 구동되는 방식의 압축기가 사용되고, 이를 통해 압축된 냉매가 별도의 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 통해 순환하는 방식으로 구성된다.
따라서, 아이들 오프 에어컨 시스템에도 응축기와 증발기에는 각각 응축기팬과 증발기팬이 별도의 구동모터에 의해 구동되도록 장착되며, 증발기에서 열교환된 공기가 증발기팬을 통해 차량 실내공간으로 송풍됨으로써 실내공간이 냉방되도록 구성된다.
이러한 구조에 따라 아이들 오프 에어컨 시스템은 시스템이 차지하는 공간이 커서 차량에 설치하기에 용이하지 못하다는 문제가 있으며, 현재까지 이러한 아이들 오프 에어컨 시스템에 대한 기술이 매우 초보적이어서 더욱 효과적인 아이들 오프 에어컨 시스템의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 응축기 및 증발기 측으로 각각 공기를 송풍하는 응축기팬 및 증발기팬이 동일한 하나의 구동모터에 의해 동시에 구동되도록 구성함으로써, 구성부품의 수량 및 차지하는 공간이 감소하여 소형화가 가능하며, 응축기 및 증발기 측으로 실내 공기 및 실외 공기가 동시에 흡입 송풍될 수 있도록 차량의 실내 공간과 연통된 덕트를 형성하고 유량조절도어를 설치하여 실내 공기 및 실외 공기의 흡입량을 조절하도록 구성함으로써, 응축기 및 증발기의 상태에 따라 공기의 흡입량이 조절 가능하여 응축효율 및 냉방효율이 향상되는 아이들 오프 에어컨 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 전력 공급을 통해 구동되는 압축기(10)와, 상기 압축기(10)와 함께 냉동사이클을 이루도록 응축기(20), 팽창밸브 및 증발기(30)가 구비되어 차량의 시동 오프 상태에서 차량 실내공간(C)을 냉방할 수 있는 아이들 오프 에어컨 시스템에 있어서, 상기 응축기(20) 및 증발기(30) 측으로 각각 공기를 송풍하도록 구비된 응축기팬(21) 및 증발기팬(31); 및 상기 응축기팬(21) 및 증발기팬(31)을 동시에 회전 구동시키는 하나의 구동모터(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 아이들 오프 에어컨 시스템을 제공한다.
본 발명에 의하면, 응축기 및 증발기 측으로 각각 공기를 송풍하는 응축기팬 및 증발기팬이 동일한 하나의 구동모터에 의해 동시에 구동되도록 구성함으로써, 구성부품의 수량 및 차지하는 공간이 감소하여 소형화가 가능하며, 응축기 및 증발기 측으로 실내 공기 및 실외 공기가 동시에 흡입 송풍될 수 있도록 차량의 실내 공간과 연통된 덕트를 형성하고 유량조절도어를 설치하여 실내 공기 및 실외 공기의 흡입량을 조절하도록 구성함으로써, 응축기 및 증발기의 상태에 따라 공기의 흡입량이 조절 가능하여 응축효율 및 냉방효율이 향상되는 효과가 있다.
본 발명은, 전력 공급을 통해 구동되는 압축기(10)와, 상기 압축기(10)와 함께 냉동사이클을 이루도록 응축기(20), 팽창밸브 및 증발기(30)가 구비되어 차량의 시동 오프 상태에서 차량 실내공간(C)을 냉방할 수 있는 아이들 오프 에어컨 시스템에 있어서, 상기 응축기(20) 및 증발기(30) 측으로 각각 공기를 송풍하도록 구비된 응축기팬(21) 및 증발기팬(31); 및 상기 응축기팬(21) 및 증발기팬(31)을 동시에 회전 구동시키는 하나의 구동모터(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 아이들 오프 에어컨 시스템을 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도 록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 아이들 오프 에어컨 시스템에 대한 구조를 간략하게 개념적으로 나타내기 위한 개념도이고, 도 2는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 아이들 오프 에어컨 시스템에 대한 구조를 간략하게 개념적으로 나타내기 위한 개념도이고, 도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 아이들 오프 에어컨 시스템에 대한 구조를 간략하게 개념적으로 나타내기 위한 개념도이고, 도 4는 도 3의 응축기팬 및 증발기팬의 형상을 간략하게 도시한 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 아이들 오프 에어컨 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 엔진 동력에 의해 동작되는 메인 압축기와, 상기 메인 압축기와 함께 메인 냉동사이클을 이루도록 메인 응축기, 메인 팽창밸브 및 메인 증발기가 구비되어 엔진이 작동되는 상태에서 차량 실내공간(C)을 냉방하도록 차량 실내에 일반적으로 설치되는 공조장치(A)와는 별도의 냉동 사이클을 이루며 실내공간(C)을 냉방하도록 구성된다. 따라서, 별도의 압축기(10), 응축기(20), 팽창밸브(미도시) 및 증발기(30)가 구비되어 냉매가 통과하도록 각각 배관을 통해 연결되는데, 이때 압축기(10)는 아이들 오프 시스템의 특성에 적합하게 엔진 동력에 의해 구동되는 방식이 아니라 전력 공급을 통해 구동되는 방식이 사용됨으로써, 차량의 시동 오프(off) 상태에서도 전원을 통해 압축기(10)에 전력이 공급되어 차량의 실내공간(C)을 냉방할 수 있도록 구성된다.
이때, 도 1에 도시된 바와 같이 응축기(20) 측에는 열교환을 통해 냉매가 응축되도록 공기를 송풍하는 응축기팬(21)이 구비되고, 증발기(30) 측에는 열교환을 통해 냉매가 증발되도록 공기를 송풍하는 증발기팬(31)이 구비된다. 이러한 응축기 팬(21) 및 증발기팬(31)은 본 발명의 일 실시예에 따라 하나의 구동모터(40)에 의해 동시에 회전 구동되도록 구성된다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이 구동모터(40)의 양측에 응축기팬(21)과 증발기팬(31)이 각각 장착되고, 응축기팬(21)과 증발기팬(31)은 하나의 구동모터(40)에 의한 동일한 회전축(41)에 연결되어 동일한 각속도로 회전하도록 구성될 수 있다. 이때, 응축기(20)와 증발기(30)의 열교환에 필요한 공기의 송풍량은 그 특성에 따라 서로 상이하게 형성될 수 있기 때문에, 응축기팬(21)과 증발기팬(31)은 각각의 송풍량에 따라 형상 또는 크기 등이 서로 다르게 형성될 수 있을 것이다.
한편, 이와 달리 구동모터(40)의 회전축(41)에 별도의 변속수단을 장착하여 응축기팬(21)과 증발기팬(31)의 회전 속도가 서로 상이하게 형성되도록 구성될 수도 있으며, 이러한 경우에는 응축기팬(21)과 증발기팬(31)의 크기 및 형상이 동일하게 형성될 수도 있을 것이다.
이와 같은 응축기팬(21) 및 증발기팬(31)은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 양자 모두 시로코팬(sirocco fan)의 형태로 적용될 수도 있으며, 이와 달리 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 응축기팬(21)은 축류팬의 형태로 적용되고 증발기팬(31)은 시로코팬의 형태로 적용될 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 구동모터(40)에 연결되는 응축기팬(21)의 회전축(41)에는 유체클러치(50)가 장착될 수 있으며, 이러한 유체클러치(50)의 동작을 제어하는 별도의 제어수단(60)이 구비될 수 있을 것이다. 즉, 제어수단(60)은 응축기(20)의 열교환 상태에 따라 응축기팬(21) 의 속도가 조절될 수 있도록 유체클러치(50)를 제어하는데, 이때 응축기(20)의 열교환 상태는 냉매의 상태를 측정하는 별도의 센서(미도시)를 통해 응축기(20)의 냉매가 과냉 상태인지 여부를 측정하는 방식으로 구성될 수 있다. 따라서, 응축기(20)의 냉매가 과냉 상태이면 유체클러치(50)가 제어수단(60)에 의해 조절되어 회전축(41)에 전달되는 구동모터(40)의 회전력이 감소되고 이에 따라 응축기팬(21)의 회전 속도가 감소되어 열교환을 위한 송풍량이 감소되며, 반면 응축기(20)의 냉매에 대한 응축 효과가 작은 경우에는 반대 과정을 통해 응축기팬(21)의 회전 속도가 증가되어 송풍량이 증가될 것이다. 이때, 유체클러치(50)의 상세한 구성 및 동작 원리에 대해서는 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 아이들 오프 에어컨 시스템은 응축기팬(21)과 증발기팬(31)이 동일한 하나의 구동모터(40)에 의해 동시에 구동되는 방식으로 구성되기 때문에, 전체적인 시스템의 구성부품 및 차지하는 공간이 감소되어 차량에 설치하는데 더욱 효율적인 구조이다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 아이들 오프 에어컨 시스템은 응축기팬(21)의 구동에 의해 차량의 실내 공기가 흡입되어 응축기(20) 측으로 송풍될 수 있도록 차량 실내공간(C)으로부터 응축기팬(21) 측으로 연장되는 응축기덕트(70)가 형성될 수 있다. 이에 따라 상대적으로 온도가 낮은 실내 공기가 응축기(20) 측으로 송풍될 수 있으므로, 상대적으로 온도가 높은 실외 공기만 송풍되는 경우보다 더욱 응축효율이 향상되고, 이러한 응축 효율의 향상에 따라 상대적으로 응축기(20) 및 응축기팬(21)의 크기를 소형화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 응축기덕트(70)에 차량의 실외 공기가 흡입될 수 있도록 별도의 외기구(90)가 형성되는 것이 바람직하며, 이를 통해 응축기(20) 측으로 실내 공기 및 실외 공기가 함께 송풍될 수 있을 것이다. 이때, 응축기덕트(70)에는 차량의 실내 공기 및 실외 공기의 흡입량을 조절할 수 있도록 응축기덕트(70)의 내부 유로 및 외기구(90)를 개폐할 수 있는 유량조절도어(91)가 장착되는 것이 바람직하다. 즉, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 응축기덕트(70) 내에 장착된 유량조절도어(91)가 외기구(90)를 폐쇄하도록 회전되면 응축기팬(21)을 통해 실내 공기만 흡입되어 응축효율이 증가하고, 응축기덕트(70) 내부 유로를 폐쇄하는 방향으로 회전하면 응축기팬(21)을 통해 실외 공기만 흡입되어 응축효율이 감소되며, 응축기덕트(70) 내부 유로 및 외기구(90) 모두 개방되도록 회전되면 실내 공기 및 실외 공기가 모두 흡입되는 방식으로 동작된다. 따라서, 이러한 구조를 통해 응축기의 상태에 따라 응축 효율이 조절될 수 있을 것이다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 아이들 오프 에어컨 시스템은 증발기팬(31)의 구동에 의해 차량의 실내 공기가 흡입되어 증발기(30) 측으로 송풍될 수 있도록 차량 실내공간(C)으로부터 증발기팬(31) 측으로 연장되는 증발기덕트(80)가 형성될 수 있다. 이에 따라 상대적으로 온도가 낮은 실내 공기가 증발기(30) 측으로 재순환되는 방식으로 구성되어 증발기(30)의 냉방 효율이 향상된다.
또한, 이러한 증발기덕트(80)에는 응축기덕트(70)에 형성된 것과 마찬가지로 차량의 실외 공기가 흡입될 수 있도록 외기구(90)가 형성되는 것이 바람직하며, 또 한, 전술한 유량조절도어(91) 역시 증발기덕트(80)에 장착되어 증발기덕트(80)의 내부 유로 및 외기구(90)를 개폐할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 이에 따라 증발기(30)의 증발 용량 및 실내공간(C)의 냉방 상태 등에 따라 유량조절도어(91)를 조절하여 차량의 실내 공기 및 실외 공기의 흡입량이 조절되도록 구성될 수 있을 것이다. 이때 유량조절도어(91)의 동작 방식은 전술한 응축기덕트(70)에서의 방식과 동일하게 적용될 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 아이들 오프 에어컨 시스템에 대한 구조를 간략하게 개념적으로 나타내기 위한 개념도,
도 2는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 아이들 오프 에어컨 시스템에 대한 구조를 간략하게 개념적으로 나타내기 위한 개념도,
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 아이들 오프 에어컨 시스템에 대한 구조를 간략하게 개념적으로 나타내기 위한 개념도,
도 4는 도 3의 응축기팬 및 증발기팬의 형상을 간략하게 도시한 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 압축기 20: 응축기
30: 증발기 40: 구동모터
50: 유체클러치 60: 제어수단
70: 응축기덕트 80: 증발기덕트
90: 외기구 91: 유량조절도어

Claims (10)

  1. 엔진 동력에 의해 동작되는 메인 압축기와, 상기 메인 압축기와 함께 메인 냉동사이클을 이루도록 메인 응축기, 메인 팽창밸브 및 메인 증발기가 구비되어 엔진이 작동되는 상태에서 차량 실내공간(C)을 냉방하는 공조장치(A);
    별도의 전력 공급을 통해 구동되는 압축기(10);
    차량의 시동 오프 상태에서도 차량 실내 공간(C)을 냉방할 수 있도록 상기 압축기(10)와 함께 상기 메인 냉동사이클과는 별도의 냉동사이클을 이루는 응축기(20)와, 팽창밸브와, 증발기(30);
    상기 응축기(20) 및 증발기(30) 측으로 각각 공기를 송풍하도록 구비된 응축기팬(21) 및 증발기팬(31);
    상기 응축기팬(21) 및 증발기팬(31)을 동시에 회전 구동시키는 하나의 구동모터(40); 및
    상기 증발기팬(31)의 구동에 의해 차량 실내공간(C)의 공기가 흡입되어 상기 증발기(30) 측으로 송풍될 수 있도록 차량 실내공간(C)으로부터 상기 증발기팬(31) 측으로 연장되는 증발기덕트(80); 를 포함하고,
    상기 증발기덕트(80)에는 차량의 실외 공기가 흡입될 수 있도록 외기구(90)가 형성되고, 상기 증발기덕트(80)에는 차량의 실내 공기 및 실외 공기의 흡입량을 조절할 수 있도록 상기 증발기덕트(80)의 내부 유로 및 외기구(90)를 개폐할 수 있는 유량조절도어(91)가 장착되는 것을 특징으로 하는 아이들 오프 에어컨 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 응축기팬(21)의 구동에 의해 차량의 실내 공기가 흡입되어 상기 응축기(20) 측으로 송풍될 수 있도록 차량 실내공간(C)으로부터 상기 응축기팬(21) 측으로 연장되는 응축기덕트(70)가 형성되는 것을 특징으로 하는 아이들 오프 에어컨 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 응축기덕트(70)에는 차량의 실외 공기가 흡입될 수 있도록 외기구(90)가 형성되는 것을 특징으로 하는 아이들 오프 에어컨 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 응축기덕트(70)에는 차량의 실내 공기 및 실외 공기의 흡입량을 조절할 수 있도록 상기 응축기덕트(70)의 내부 유로 및 외기구(90)를 개폐할 수 있는 유량조절도어(91)가 장착되는 것을 특징으로 하는 아이들 오프 에어컨 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 응축기팬(21)과 증발기팬(31)은 각각의 송풍량에 따라 각각 형상 또는 크기가 다르게 형성되어 동일한 회전축(41)을 통해 동일한 각속도로 회전하는 것을 특징으로 하는 아이들 오프 에어컨 시스템.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 응축기팬(21)과 증발기팬(31)의 회전 속도가 서로 다르게 형성되도록 상기 구동모터(40)의 회전축(41)에 변속수단이 장착되는 것을 특징으로 하는 아이들 오프 에어컨 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 구동모터(40)에 연결되는 상기 응축기팬(21)의 회전축(41)에는 유체클러치(50)가 장착되고, 상기 응축기(20)의 열교환 상태에 따라 상기 응축기팬(21)의 회전 속도를 조절할 수 있도록 상기 유체클러치(50)의 동작을 제어하는 제어수단(60)이 구비되는 것을 특징으로 하는 아이들 오프 에어컨 시스템.
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