KR102067674B1 - 차량용 루프형 공조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 버스와 같은 상용 차량의 지붕에 설치되는 차량용 루프형 공조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 팬 슈라우드를 통해 공조장치 상측으로 배출되는 냉각풍과 차량 주행으로 인한 주행풍의 마찰로 인해 냉각풍의 송풍 성능이 떨어지는 것을 방지한 차량용 루프형 공조장치에 관한 것이다.

Description

차량용 루프형 공조장치{Roof type Air Conditioning Apparatus for Motor Vehicle}
본 발명은 버스와 같은 상용 차량의 지붕에 설치되는 차량용 루프형 공조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 팬 슈라우드를 통해 공조장치 상측으로 배출되는 냉각풍과 차량 주행으로 인한 주행풍의 마찰로 인해 냉각풍의 송풍 성능이 떨어지는 것을 방지한 차량용 루프형 공조장치에 관한 것이다.
차량의 엔진룸 내부에는 열에너지를 재사용하거나 용도에 맞게 온도를 낮추거나 높여 사용할 목적 등으로 각종 열교환기가 장착 적용되고 있다. 대표적인 예로 쿨링모듈(Cooling Module)은 외부의 공기와 열교환하여 자동차의 구성요소를 냉각 시키거나 실내로 차가운 공기가 공급되도록 하는 열교환 장치이다.
통상적으로 쿨링모듈은 공랭식 라디에이터와 공랭식 콘덴서 및 상기 라디에이터와 콘덴서를 공기와 열교환시켜 냉각시키기 위한 팬 슈라우드를 포함하는 공랭식 열교환 시스템을 모듈화하여 구성되는데, 버스와 같은 상용차의 경우 차량 실내 냉방을 위한 에어컨 컨덴서와 냉각팬 및 에어컨 배관이 장착되는 루프 탑 케이스를 포함하는 루프형 공조장치가 차량의 지붕 위에 구비된다.
도 1에는 통상의 루프형 공조장치(10)의 사시도가 도시되어 있으며, 도 2에는 통상의 루프형 공조장치(10)의 단면도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 루프형 공조장치(10)는 차량 전방으로 유입되는 냉각풍이 차량 상방으로 배출되도록 냉각풍 유로가 형성된 루프 탑 케이스(11)와, 루프 탑 케이스(11)에 내설되며, 차량 전방으로 갈수록 상방으로 기울어지게 배치된 컨덴서(13)와, 컨덴서(13)의 상측에 배치되어 냉각풍을 강제 송풍 시키는 팬 슈라우드(14)와, 냉각풍 배출구(12)에 구비된 그릴(15)을 포함하여 구성된다.
상기와 같은 구성의 루프형 공조장치(10)는 차량 전방에서 유입된 냉각풍이 컨덴서(13)를 경유하도록 하여 컨덴서(13)를 냉각시킨 후 루프 탑 케이스(11)의 상측에 개방 형성된 냉각풍 배출구(12)를 통해 공조장치(10)의 상방으로 열교환 된 냉각풍(A1)이 배출되도록 구성된다. 또한 차량 정차 시에나 차량이 저속으로 운행하여 냉각풍 유입이 미미할 경우 냉각풍을 강제 송풍시키기 위한 팬 슈라우드(14)가 구비된다.
그러나 종래의 루프형 공조장치(10)는 열교환 된 냉각풍(A1) 배출 시 차량 주행 시 발생하는 주행풍(D1)과의 마찰로 인해 냉각풍(A1)이 원활하게 배출되지 못하게 되고, 컨덴서(13)의 열교환 효율이 떨어짐에 따라 차량 실내 냉방성능이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 주행풍이 공조장치 상측으로 배출되는 냉각풍과 마찰되지 않도록 주행풍을 안내하는 가이드부를 구비하여 냉각풍과 주행풍의 마찰을 최소화한 차량용 루프형 공조장치를 제공함에 있다.
본 발명의 루프형 공조장치는, 차량 지붕에 설치되며, 차량 전방 측에 형성된 냉각풍 유입구로 유입된 냉각풍이 상측에 형성된 냉각풍 배출구로 배출되도록 냉각풍 유로가 형성된 루프 탑 케이스(110)와, 상기 루프 탑 케이스(110)의 상기 냉각풍 유로 상에 내설되는 컨덴서(130)와, 상기 냉각풍 유로 상의 상기 컨덴서(130)의 상측에 구비되어 냉각풍을 강제 송풍시키는 팬 슈라우드(140)를 포함하는 차량용 루프형 공조장치(100)에 있어서, 상기 공조장치(100)는, 상기 루프 탑 케이스(110)의 상측으로 유동하는 주행풍을 상방으로 안내하도록 상기 루프 탑 케이스(110) 상면의 냉각풍 배출구(120)의 차량 전측에 구비되는 가이드부(200, 300); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 가이드부(200)는, 상기 냉각풍 배출구(120)의 차량 전측에서 차량 후방으로 갈수록 상방으로 기울어지게 형성되는 제1 가이드(220); 를 포함하며, 상기 제1 가이드(220)는, 냉각풍 배출구(120)에서 배출되는 냉각풍을 차량 후방으로 안내하도록, 차량 후방 측 단부가 상기 냉각풍 배출구(120) 상의 차량 전측 일부를 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
다른 실시 예로, 상기 가이드부(300)는, 상기 냉각풍 배출구(120)의 차량 전측에서 차량 후방으로 갈수록 상방으로 기울어지게 형성되는 제2 가이드(320); 를 포함하며, 상기 가이드부(300)의 차량 후방 측 단부는, 상기 냉각풍 배출구(120) 상의 차량 전방 측 둘레를 따라 형성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 가이드부(300)의 차량 전방 측 단부는, 중앙에서 차량 폭 방향 양측 단부로 갈수록 차량 후방으로 기울어지게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 차량용 루프형 공조장치는, 냉각풍과 주행풍의 마찰을 최소화하여 공조장치의 냉각풍이 원활하게 송풍되기 때문에 공조장치의 열교환 효율이 높아지고, 나아가 루프형 공조장치를 구비한 차량의 실내 냉방 성능이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 루프형 공조장치 사시도
도 2는 종래의 루프형 공조장치 단면도
도 3은 본 발명의 제1 실시 예의 루프형 공조장치 사시도
도 4는 본 발명의 제1 실시 예의 루프형 공조장치 분해사시도
도 5는 본 발명의 제1 실시 예의 루프형 공조장치 평면도
도 6은 본 발명의 제1 실시 예의 루프형 공조장치 단면도
도 7은 본 발명의 제2 실시 예의 루프형 공조장치 사시도
도 8은 본 발명의 제2 실시 예의 루프형 공조장치 평면도
도 9는 본 발명의 제2 실시 예의 루프형 공조장치 단면도
내연기관은 공급되는 연료를 압축하여 고온 · 고압의 상태에서 점화 · 연소시킨다. 이에 따라 내연기관은 항상 많은 열이 발생되는데 이를 방치하면 피스톤 또는 실린더 등 엔진을 구성하는 부재들이 과열되어 그 기능을 수행할 수 없게 된다. 따라서 일반적으로 자동차의 엔진룸에는 엔진과 이 엔진을 냉각시키기 위한 냉각 장치와, 차량 실내의 온도를 적절하게 유지시키는 공기 조화 장치 등이 설치되어 있다. 상기 냉각 장치는 자동차의 엔진을 냉각시키기 위한 것으로 엔진의 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터와 라디에이터로의 공기 흐름을 유발시켜 라디에이터 표면의 방열효율을 높이고 결과적으로 냉각수의 냉각 효율을 더욱 촉진시키기 위한 팬 슈라우드 유닛을 포함한다. 이러한 팬 슈라우드 유닛은 라디에이터 및 응축기의 공기유동 상류 또는 하류에 위치하여 공기를 강제적으로 통과시킴으로써 방열 성능을 향상시키는 역할을 하며 팬과 이를 구동하는 모터 및 상기 모터를 고정시키고 팬을 보호하는 슈라우드 등으로 구성되어 일반적으로 자동차 엔진 룸 내의 라디에이터 후면에 설치된다.
따라서 차량의 엔진룸 전방에는 차량 내부를 냉각시키는 과정에서 발생된 고온의 냉매를 냉각시키는 콘덴서와 상기 콘덴서의 후방에 위치하여 엔진을 냉각시키는 과정에서 발생된 고온의 냉각수를 냉각시키는 라디에이터, 상기 라디에이터의 후방에 위치하여 공기를 강제 송풍시켜 상기 콘덴서와 라디에이터의 냉각효율을 향상시키도록 팬 슈라우드가 설치되어 쿨링모듈을 구성한다.
다만, 버스나 대형 트럭과 같은 상용차의 경우 차량 앞부분에 여유 공간이 승용 차량에 비해 좁기 때문에 차량 실내의 온도를 적절하게 유지시키는 공조장치를 차량 지붕에 설치하게 되며 이러한 타입을 루프형 공조장치라 한다.
루프형 공조장치는, 차량 주행 시 차량 지붕으로 유동하는 주행풍을 유입시켜 컨덴서를 냉각시키게 되며, 차량이 정차 중이거나, 저속 주행 시에는 팬 슈라우드를 통해 냉각풍을 강제 송풍 시켜 컨덴서를 냉각시킨다.
이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 루프형 공조장치의 다양한 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
실시 예 1 (냉각풍 가이드 형)
도 3에는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 루프형 공조장치(100)의 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 루프형 공조장치(100)의 분해사시도가 도시되어 있다. 또한, 도 5에는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 루프형 공조장치(100)의 평면도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 본 발명의 제1 실시 예에 따른 루프형 공조장치(100)는 그릴(150)을 통해 송풍되는 냉각풍과 차량 전방에서 후방으로 유동하는 주행풍의 마찰을 최소화하기 위해 가이드부(200)를 구비한다. 가이드부(200)는 냉각풍 배출구의 일부를 감싸도록 냉각풍 배출구 상의 차량 전방 측에 구비될 수 있다. 따라서 가이드부(200)는 차량 전방에서 유입되는 주행풍을 차량의 상측으로 안내함과 동시에 공조장치(100) 내부에서 배출되는 냉각풍을 차량의 후방 측으로 안내하여 냉각풍과 주행풍의 마찰을 최소화함에 그 구성상의 특징이 있다. 이하 상기와 같은 구성의 가이드부(200)에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 6에는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 공조장치(100)의 단면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 본 발명의 제1 실시 예에 따른 루프형 공조장치(100)는 차량 전방으로 유입되는 냉각풍이 차량 상방에 형성된 냉각풍 배출구(120)로 배출되도록 냉각풍 유로가 형성된 루프 탑 케이스(110)와, 루프 탑 케이스(110)에 내설되며, 차량 전방으로 갈수록 상방으로 기울어지게 배치된 컨덴서(130)와, 컨덴서(130)의 상측에 배치되어 냉각풍을 강제 송풍 시키는 팬 슈라우드(140)와, 냉각풍 배출구(120)에 구비된 그릴(150)을 포함하여 구성된다.
컨덴서(130)와 팬 슈라우드(140)는 차량 실내를 냉방시키기 위해 구비되는 통상의 열교환기의 구성이 적용될 수 있는 바 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이때 본 발명은 냉각풍 배출구(120)에서 배출되는 냉각풍(A2)과, 차량 주행 시 차량 전방에서 후방으로 유동하는 주행풍(D2)의 간섭에 따른 냉각풍(A2)의 송풍성능 저하를 방지하기 위해 가이드부(200)가 구비될 수 있다.
가이드부(200)는 냉각풍 배출구(120)의 차량 전방 측 둘레를 따라 상방으로 연장 형성되는 전방가이드(210)와, 전방가이드(210)의 상단에서 차량 후방으로 연장 형성되며, 차량 후방으로 갈수록 상방으로 기울어지게 형성되는 제1 가이드(220)를 포함하여 구성된다. 따라서 가이드부(200)와 냉각풍 배출구(120) 사이에는 냉각풍 안내공간(250)이 형성된다. 이때 가이드부(200)의 제1 가이드(220)는 냉각풍 배출구(120)의 송풍 단면적의 1/3 이하를 감싸도록 구성될 수 있다. 이는 상기 송풍 단면적의 1/3을 초과하여 감쌀 경우 송풍 성능이 가이드부(200)를 구비하지 않는 공조장치의 냉각풍 송풍 성능보다 떨어지기 때문이다.
상기와 같은 구성의 가이드부(200)는 제1 가이드(220)의 외측면을 통해 주행풍(D2)이 차량의 상방으로 유도되도록 하며, 냉각풍 안내공간(250)과 제1 가이드(220)의 내측면을 통해 냉각풍 배출구(120)를 통해 배출되는 냉각풍(A2)이 차량 후방 측으로 유도되도록 하여 주행풍(D2)과 냉각풍(A2)의 마찰을 최소화한다.
실시 예 2 (송풍면적 확장형)
도 7에는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 루프형 공조장치(100)의 사시도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 본 발명의 제1 실시 예에 따른 루프형 공조장치(100)는 그릴(150)을 통해 송풍되는 냉각풍과 차량 전방에서 후방으로 유동하는 주행풍의 마찰을 최소화하기 위해 가이드부(300)를 구비한다. 가이드부(300)는 냉각풍 배출구에 방해가 되지 않도록 냉각풍 배출구의 차량 전방 측에 구비될 수 있다. 따라서 냉각풍 배출 면적은 그대로 유지한 상태에서 차량 전방에서 유입되는 주행풍을 차량의 상측으로 안내하도록 하여 냉각풍의 송풍 성능을 유지함과 동시에 냉각풍과 주행풍의 마찰을 최소화함에 그 구성상의 특징이 있다. 이하 상기와 같은 구성의 가이드부(300)에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 8에는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 공조장치(100)의 평면도가 도시되어 있고, 도 9에는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 공조장치(100)의 단면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 본 발명의 제2 실시 예에 따른 루프형 공조장치(100)는 차량 전방으로 유입되는 냉각풍이 차량 상방에 형성된 냉각풍 배출구(120)로 배출되도록 냉각풍 유로가 형성된 루프 탑 케이스(110)와, 루프 탑 케이스(110)에 내설되며, 차량 전방으로 갈수록 상방으로 기울어지게 배치된 컨덴서(130)와, 컨덴서(130)의 상측에 배치되어 냉각풍을 강제 송풍 시키는 팬 슈라우드(140)와, 냉각풍 배출구(120)에 구비된 그릴(150)을 포함하여 구성된다.
컨덴서(130)와 팬 슈라우드(140)는 차량 실내를 냉방시키기 위해 구비되는 통상의 열교환기의 구성이 적용될 수 있는 바 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이때 본 발명은 냉각풍 배출구(120)에서 배출되는 냉각풍(A2)과, 차량 주행 시 차량 전방에서 후방으로 유동하는 주행풍(D3)의 간섭에 따른 냉각풍(A2)의 송풍성능 저하를 방지하기 위해 가이드부(300)가 구비될 수 있다.
가이드부(300)는 냉각풍 배출구(120)의 차량 전방에 이격 형성되며, 상방으로 갈수록 차량 후방으로 기울어지게 연장 형성되는 제2 가이드(310)와, 제2 가이드(310)의 상단에서 차량 후방으로 연장 형성되는 측면가이드(330)와, 측면가이드(330)의 차량 후방 측 단부에서 하방을 연장 형성되며, 냉각풍 배출구(120)의 차량 전방 측 둘레를 따라 형성되는 후방가이드(320)를 포함하여 구성된다. 따라서 가이드부(300)는 냉각풍 배출구(120)에 영향을 주지 않는 범위에 한하여 형성될 수 있다.
상기와 같은 구성의 가이드부(300)는 냉각풍 배출구(120)의 배출 면적을 감소시키기 않기 때문에 냉각풍의 송풍 성능이 유지되며, 제2 가이드(310)의 외측면을 통해 주행풍(D3)이 차량의 상방으로 유도되도록 하여 주행풍(D3)과 냉각풍(A2)의 마찰을 최소화한다.
또한, 제2 가이드(310)는 중앙에서 차량 폭 방향 양단부로 갈수록 차량 후방 측으로 기울어지게 형성되어, 주행풍과의 마찰을 최소화한 장점이 있다.
도면에는 도시되지 않았지만, 측면가이드(330)도 차량 후방 측으로 갈수록 상방으로 기울어지게 형성되어 주행풍(D3)을 상방으로 안내하도록 구성될 수 있으며, 후방가이드(320)는 하방으로 갈수록 차량 후방 측으로 기울어지게 형성되도록 하여 주행풍이 측면가이드(330)에서 차량 후방 측으로 이탈 시 와류를 최소화하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
100 : 루프형 공조장치
110 : 루프 탑 케이스 120 : 냉각풍 배출구
130 : 컨덴서 140 : 팬 슈라우드
150 : 그릴
200, 300 : 가이드부 210 : 전방가이드
220 : 제1 가이드 250 : 냉각풍 안내공간
310 : 제2 가이드 320 : 후방가이드
330 : 측면가이드
A2 : 냉각풍 D2, D3 : 주행풍

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 차량 지붕에 설치되며, 차량 전방 측에 형성된 냉각풍 유입구로 유입된 냉각풍이 상측에 형성된 냉각풍 배출구(120)로 배출되도록 냉각풍 유로가 형성된 루프 탑 케이스(110)와, 상기 루프 탑 케이스(110)의 상기 냉각풍 유로 상에 내설되는 컨덴서(130)와, 상기 냉각풍 유로 상의 상기 컨덴서(130)의 상측에 구비되어 냉각풍을 강제 송풍시키는 팬 슈라우드(140)를 포함하는 차량용 루프형 공조장치(100)에 있어서,
    상기 공조장치(100)는,
    상기 루프 탑 케이스(110)의 상측으로 유동하는 주행풍을 상방으로 안내하도록 상기 루프 탑 케이스(110) 상면의 냉각풍 배출구(120)의 차량 전측에 구비되는 가이드부(200, 300); 를 포함하고,
    상기 가이드부(200)는,
    상기 냉각풍 배출구(120)의 차량 전측에서 차량 후방으로 갈수록 상방으로 기울어지게 형성되는 제1 가이드(220); 를 포함하며,
    상기 제1 가이드(220)는, 냉각풍 배출구(120)에서 배출되는 냉각풍을 차량 후방으로 안내하도록, 차량 후방 측 단부가 상기 냉각풍 배출구(120) 상의 차량 전측 일부를 감싸도록 형성되고,
    상기 가이드부(200)와 상기 냉각풍 배출구(120) 사이에는 냉각풍 안내공간(250)이 형성되며, 상기 냉각풍 안내공간(250)과 제1 가이드(220)의 내측면을 통해 상기 냉각풍 배출구(120)에서 배출되는 냉각풍이 차량 후방 측으로 유도되는 것을 특징으로 하는, 차량용 루프형 공조장치.
  3. 차량 지붕에 설치되며, 차량 전방 측에 형성된 냉각풍 유입구로 유입된 냉각풍이 상측에 형성된 냉각풍 배출구(120)로 배출되도록 냉각풍 유로가 형성된 루프 탑 케이스(110)와, 상기 루프 탑 케이스(110)의 상기 냉각풍 유로 상에 내설되는 컨덴서(130)와, 상기 냉각풍 유로 상의 상기 컨덴서(130)의 상측에 구비되어 냉각풍을 강제 송풍시키는 팬 슈라우드(140)를 포함하는 차량용 루프형 공조장치(100)에 있어서,
    상기 공조장치(100)는,
    상기 루프 탑 케이스(110)의 상측으로 유동하는 주행풍을 상방으로 안내하도록 상기 루프 탑 케이스(110) 상면의 냉각풍 배출구(120)의 차량 전측에 구비되는 가이드부(200, 300); 를 포함하고,
    상기 가이드부(300)는,
    상기 냉각풍 배출구(120)의 차량 전측에서 차량 후방으로 갈수록 상방으로 기울어지게 형성되는 제2 가이드(310);
    상기 제2 가이드(310)의 상단에서 차량 후방으로 연장 형성되는 측면가이드(330); 및
    상기 측면가이드(330)의 차량 후방 측 단부에서 하방으로 연장 형성되며, 상기 냉각풍 배출구(120)의 차량 전방 측 둘레를 따라 형성되는 후방가이드(320); 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량용 루프형 공조장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 가이드부(300)의 차량 전방 측 단부는,
    중앙에서 차량 폭 방향 양측 단부로 갈수록 차량 후방으로 기울어지게 형성되는 것을 특징으로 하는, 차량용 루프형 공조장치.
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