KR102074742B1 - 차량용 공조장치 및 이의 설치 방법 - Google Patents

차량용 공조장치 및 이의 설치 방법 Download PDF

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Abstract

고무 재질의 호스 및 그로멧을 사용하지 않아 구조가 단순해지고 조립이 매우 용이하며 수밀성이 향상될 뿐 아니라 무게 및 제조 단가를 낮출 수 있도록 개선된 배관 연결 구조를 갖는 차량용 공조장치 및 이의 설치 방법이 개시된다. 차량용 공조장치는 차량의 지붕에 설치되는 응축기와, 차량 실내 측에 설치되어 통과되는 공기와 열교환 함으로써 차량의 실내를 냉방하는 증발기와, 상기 응축기와 증발기를 연결하여 냉매를 순환시키는 것으로 차량의 실내와 실외를 관통하여 구비되는 배관을 포함하며, 상기 배관에 체결되고 차량의 천장 홀을 덮는 커버 본체와, 상기 차량에 체결되는 체결부로 구성된 방수용 커버를 구비한다. 따라서, 응축기, 증발기 및 배관의 연결과 관련된 일련의 조립이 단순해지고, 실내의 물 유입을 효과적으로 방지하며, 제조단가와 부품수 및 무게를 줄일 수 있다.

Description

차량용 공조장치 및 이의 설치 방법{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE AND METHOD FOR INSTALLING THE SAME}
본 발명은 차량용 공조장치 및 이의 설치 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 버스와 같은 대형 차량에 있어서 지붕에 설치된 응축기와 차량 실내에 설치된 공조케이스를 배관으로 연결한 구조의 차량용 공조장치 및 이의 설치 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 공조 장치는 하절기나 동절기에 차량 실내를 냉, 난방하거나 우천시 및 동절기에 윈드 실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자의 전후방 시야를 확보하기 위해 차량에 설치되는 것으로, 외부의 공기를 실내로 도입하거나 실내의 공기를 순환시켜 가열 또는 냉각시킴으로써 실내를 난방 또는 냉방하는 장치이다.
선 출원된 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0028740호(2010.03.15)에는 대형 버스의 에어컨 장치가 개시된바 있다. 도 1은 종래의 버스의 외관을 도시한 사시도이고, 도 2는 종래의 버스에 설치된 에어컨 시스템의 내부 구성을 상부에서 바라본 평면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 버스의 에어컨 장치(1)는 천정형으로 버스의 지붕에 설치된다. 저압배관(12)을 통해 압축기(10)로 공급되는 저온/저압의 기체 상태의 냉매가 압축기(10)를 거쳐 고온/고압의 기체 상태로 되고, 고압배관(14)을 통해 응축기(20)로 공급되며, 응축기(20)로 공급된 냉매는 응축기 팬(22)에 의해 외부 공기와 열교환되어 고온/고압의 액체 상태로 변환된다.
응축기(20)를 거쳐 액체 상태가 된 냉매는 리저버 탱크(30)에 일시 저장된 후 드라이어(40)를 경유하여 수분이 제거된 후, 팽창밸브(50)에 의해 저온/저압의 액체 상태로 변환된다. 이렇게 변환된 저온/저압의 액체 상태의 냉매는 증발기(60)로 공급되고, 증발기(60) 측에 구비된 송풍기(62)를 통해 버스의 실내 공기와 열교환이 이루어진다. 열교환이 이루어진 저온의 실내 공기는 덕트를 통해 버스의 실내로 공급된다.
상기 증발기(60)를 통해 버스의 실내 공기와 열교환 이루어진 냉매는 저온/저압의 기체 상태가 되며, 저압배관(12)을 통해 압축기(10)로 공급되어 재순환하게 된다. 이 경우, 도면 부호 70은 응축기(20)를 내장 설치하는 응축기용 공조케이스이고, 80은 증발기(60)를 내장 설치하는 증발기용 공조케이스이다.
한편, 도 3은 종래의 버스의 에어컨 장치 중 응축기와 증발기를 연결하는 냉매 배관의 연결 구조를 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 종래의 버스의 에어컨 장치는 엔진룸 측에 압축기(10)가 구비되고, 차량 실내 측에 증발기(60)가 구비된다. 아울러, 차량 지붕 측에 응축기(20)가 모듈화되어 설치된다. 따라서, 차량 지붕에 설치된 응축기(20)로부터 차량 실내에 설치된 증발기(60)로 냉매를 이송하기 위해, 배관(21)을 실내에서 지붕으로 관통시켜야 한다.
이와 같이, 차량의 실내와 실외를 연결하는 배관(21)의 통과 부위에 천장 홀이 형성되고, 상기 천장 홀을 통해 빗물 등이 투입되지 않도록 수밀 성능이 필수적으로 요구된다. 종래에는, 배관(21)을 차량 실내와 실외를 관통하도록 연결하기 위해, 배관(21)에 고무 재질의 긴 호스를 구성하고, 호스와 천장 홀은 별도의 그로멧(22)을 통해 기밀을 수행하고 있다.
하지만, 종래의 차량 실내와 실외 간의 배관 연결 구조는 몇 가지 문제점이 있었다. 첫째, 배관을 구성하는 호스의 탄성에 따라 설계한 목표 레이아웃을 만족하지 못한다. 둘째, 호스의 추가에 따라 제조단가 및 부품 수가 증가하고 제작공정이 복잡해진다. 셋째, 호스 및 호스 체결부를 추가함에 따라 호스의 굽힘 반경이 비교적 커져 급격히 꺽이는 구조가 불가하며 공간이 협소할 경우 호스 추가가 어렵다. 넷째, 조립 시 길이가 긴 호스를 천장 홀로 통과시켜야 하므로 작업이 어렵고 불편하다. 다섯째, 호스 유동이나, 그로멧의 수밀이 불완전할 경우 천장 홀을 통해 실내로 물이 유입되는 문제가 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2010-0028740호(2010.03.15)
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 고무 재질의 호스 및 그로멧을 사용하지 않아 구조가 단순해지고 조립이 매우 용이하며 수밀성이 향상될 뿐 아니라 무게 및 제조 단가를 낮출 수 있도록 개선된 배관 연결 구조를 갖는 차량용 공조장치 및 이의 설치 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치는 차량의 지붕에 설치되는 응축기와, 차량 실내 측에 설치되어 통과되는 공기와 열교환 함으로써 차량의 실내를 냉방하는 증발기와, 상기 응축기와 증발기를 연결하여 냉매를 순환시키는 것으로 차량의 실내와 실외를 관통하여 구비되는 배관을 포함하며, 상기 배관에 체결되고 차량의 천장 홀을 덮는 커버 본체와, 상기 차량에 체결되는 체결부로 구성된 방수용 커버를 구비한다.
상기에서, 커버 본체에 조인트 플랜지가 체결되고, 상기 조인트 플랜지에 배관이 결합된다.
상기에서, 배관은 차량의 실외 측에 배치되어 조인트 플랜지의 일 측에 연결되는 실외용 배관과, 차량의 실내 측에 배치되어 조인트 플랜지의 타 측에 연결되는 실내용 배관으로 구성된다.
상기에서, 커버 본체는 하면에 조인트 플랜지 및 체결부가 구비되어 수평으로 연장된 수평 부재와, 상기 수평 부재의 둘레를 따라 하부를 향해 일체로 연장되어 측 방향으로 조인트 플랜지 및 체결부를 덮는 수직 부재로 구성된다.
상기에서, 차량에는 천장 홀로부터 내측을 향해 브라켓이 연장 구비되고, 상기 체결부는 상기 브라켓에 삽입되어 커버 본체를 차량에 체결시키는 스터드 볼트로 구성된다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치의 설치 방법은 차량의 지붕에 설치되는 응축기와, 차량 실내 측에 설치되어 통과되는 공기와 열교환 함으로써 차량의 실내를 냉방하는 증발기와, 상기 응축기와 증발기를 연결하여 냉매를 순환시키는 것으로 차량의 실내와 실외를 관통하여 구비되는 배관을 포함하는 차량용 공조장치의 설치 방법으로서, 상기 응축기를 차량의 지붕에 결합하는 단계와, 실외용 배관에 연결되는 조인트 플랜지와 체결된 방수용 커버를 차량의 천장 홀에 끼우는 단계와, 실내에서 상기 방수용 커버와 차량을 서로 체결하는 단계와, 실내에서 실내용 배관을 조인트 플랜지에 연결하는 단계를 구비한다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치 및 이의 설치 방법은 응축기, 증발기 및 배관의 연결과 관련된 일련의 조립이 단순해지고, 실내의 물 유입을 효과적으로 방지하며, 제조단가와 부품수 및 무게를 줄일 수 있다.
도 1은 종래의 버스의 외관을 도시한 사시도이고,
도 2는 종래의 버스에 설치된 에어컨 시스템의 내부 구성을 상부에서 바라본 평면도이며,
도 3은 종래의 버스의 에어컨 장치 중 응축기와 증발기를 연결하는 냉매 배관의 연결 구조를 도시한 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 응축기와 증발기를 연결하는 배관 구조를 도시한 사시도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 방수용 커버를 도시한 사시도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 방수용 커버를 도시한 저면 사시도이며,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 방수용 커버를 도시한 측단면도이고,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 방수용 커버가 차량에 조립된 상태를 도시한 저면 사시도이며,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 방수용 커버 차량에 조립된 상태를 도시한 사시도이고,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 설치 방법을 도시한 흐름도이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 차량용 공조장치 및 이의 설치 방법의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 응축기와 증발기를 연결하는 배관 구조를 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 방수용 커버를 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 방수용 커버를 도시한 저면 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 방수용 커버를 도시한 측단면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 방수용 커버가 차량에 조립된 상태를 도시한 저면 사시도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 방수용 커버 차량에 조립된 상태를 도시한 사시도이다.
도 4 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 응축기(120)와, 증발기와, 배관(121)과, 방수용 커버(100)를 포함하여 이루어진다.
저압배관을 통해 압축기(미도시)로 공급되는 저온/저압의 기체 상태의 냉매는 압축기를 거쳐 고온/고압의 기체 상태로 되고, 고압배관을 통해 응축기(120)로 공급되며, 응축기(120)로 공급된 냉매는 응축기 팬에 의해 외부 공기와 열교환되어 고온/고압의 액체 상태로 변환된다. 응축기(120)를 거쳐 액체 상태가 된 냉매는 배관(121)을 통해 수액기(125)를 지나 팽창밸브에 의해 저온/저압의 액체 상태로 변환된다.
이렇게 변환된 저온/저압의 액체 상태의 냉매는 증발기(미도시)로 공급되고, 증발기 측에 구비된 송풍기를 통해 버스의 실내 공기와 열교환이 이루어진다. 열교환이 이루어진 저온의 실내 공기는 덕트를 통해 버스의 실내로 공급된다. 상기 증발기를 통해 버스의 실내 공기와 열교환 이루어진 냉매는 저온/저압의 기체 상태가 되며, 저압배관을 통해 압축기로 공급되어 재순환하게 된다.
응축기(120)는 팬을 갖는 몸체와 모듈화된 어셈블리로 구성되어 차량(200)의 지붕에 설치된다. 이하의 설명에서 응축기 어셈블리를 응축기(120)로 명칭하기로 한다. 응축기(120)는 이는 통과하는 공기와 내부를 흐르는 냉매를 열교환시켜 고온/고압의 기체를 고온/고압의 액체 상태로 변환시킨다.
증발기는 공조케이스(미도시)에 구비되는 것으로서, 차량(200)의 실내 측에 설치된다. 증발기는 이를 통과하는 공기와 열교환 함으로써, 차량(200)의 실내를 냉방하는 기능을 한다. 공조케이스의 내부에는 증발기뿐 아니라 히터코어와, 온도조절도어 및 모드도어 등이 부가될 수 있다. 공조 유닛의 세부 구성은 주지 기술이므로 상세한 설명을 생략한다.
배관(121)은 응축기(120)와 증발기를 연결하여 냉매를 순환시키는 것으로, 차량(200)의 실내와 실외를 관통하여 구비된다. 배관(121)은 차량(200)의 지붕 측, 즉 실외 측에 구비된 응축기(120)와 차량(200)의 실내 측에 구비된 증발기를 연결하기 위해 반드시 차량(200)의 천장 측에 실내와 실외를 관통하게 형성된 천장 홀(202)을 통과하게 된다.
방수용 커버(100)는 합성수지 또는 금속 등의 강질의 소재로 이루어지며, 커버 본체(101)(102)와, 체결부(110)로 구성된다. 커버 본체(101)(102)는 방수용 커버(100)의 몸체를 이루는 것으로서, 상기 배관(121)에 체결된다. 상기 커버 본체(101)(102)는 차량(200)의 천장 홀(202)을 덮는다. 체결부(110)는 차량(200)에 체결된다.
이와 같이, 배관(121)과 체결된 방수용 커버(100)를 차량(200)에 체결하는 작업을 통해, 배관(121)이 차량(200)에 자동으로 고정됨에 따라 배관의 설치 작업이 간단해지고 용이해진다. 아울러, 배관을 고무 소재의 호스로 구성하지 않아도 되기 때문에 제조단가 및 부품수를 줄일 수 있고 관을 천장 홀(202)에 삽입하는 작업이 불필요하므로 작업성이 개선된다.
상기 커버 본체(101)(102)에 조인트 플랜지(105)가 체결된다. 조인트 플랜지(105)에는 배관(121)이 결합된다. 방수용 커버(100)에 조인트 플랜지(105)가 결합됨에 따라, 방수용 커버(100)를 차량(200)에 체결하면 조인트 플랜지(105)가 차량(200)에 대해 고정되어 위치가 변하지 않으므로 차량 실내 측에서 배관의 연결 작업을 용이하게 수행할 수 있다. 아울러, 조인트 플랜지(105)의 구성을 통해, 배관 연결 부위에서의 수밀성이 향상된다.
상기 배관(121)은 차량(200)의 실외 측에 배치되어 조인트 플랜지(105)의 일 측에 연결되는 실외용 배관과, 차량(200)의 실내 측에 배치되어 조인트 플랜지(105)의 타 측에 연결되는 실내용 배관으로 구성된다. 이 경우, 방수용 커버(100)는 실외용 배관과 체결되어 있으며, 방수용 커버(100)를 차량(200)의 천장 홀(202)에 고정한 상태에서 차량 실내 측에서 실내용 배관을 조인트 플랜지(105)에 연결한다.
이와 같이, 천장 홀(202)을 기준으로 실외 측에 실외용 배관과 실내 측에 실내용 배관을 별도로 구성함으로써, 구조가 간단해지고 배관을 천장 홀에 삽입하는 과정이 불필요해진다.
상기 커버 본체(101)(102)는 수평 부재(101)와, 수직 부재(102)로 구성된다. 수평 부재(101)는 하면에 조인트 플랜지(105) 및 체결부(110)가 구비되며, 수평 방향으로 연장된다. 본 실시 예에서 수평 부재(101)는 사각 판 형상으로 이루어지나, 원형이나 그 밖의 다양한 형상을 취할 수 있다. 수직 부재(102)는 수평 부재(101)의 둘레를 따라 하부를 향해 일체로 연장된다. 수직 부재(102)는 수평 부재(101)에 대해 수직 방향으로 연장되어 측 방향으로 조인트 플랜지(105) 및 체결부(110)를 덮는다.
따라서, 방수용 커버(100)를 차량(200)의 천장 홀(202)에 체결하면, 수평 부재(101) 및 수직 부재(102)가 천장 홀(202)을 완전히 밀폐하는 덮개 역할을 수행하여 물의 실내 유입을 방지하게 된다. 결국, 방수용 커버(100)는 배관의 연결 기능을 수행할 뿐 아니라 천장 홀의 커버 기능을 동시에 수행하게 된다.
상기 차량(200)에는 천장 홀(202)로부터 내측을 향해 브라켓(201)이 연장 구비된다. 브라켓(201)에는 홀이 상하 방향으로 관통 형성된다. 체결부(110)는 브라켓(201)에 삽입되어 커버 본체(101)(102)를 차량(200)에 체결시키는 스터드 볼트로 구성된다. 스터드 볼트는 방수용 커버(100)에서 하부 방향으로 연장 형성되어 차량(200)에 형성된 브라켓(201)의 홀에 삽입된 후 체결된다. 상기 스터드 볼트는 방수용 커버(100)에 일체로 구비된다.
이와 같이, 방수용 커버(100)에 스터드 볼트를 구비함으로써, 스터드 볼트를 차량(200)의 브라켓(201)에 삽입하면 방수용 커버(100)가 측 방향으로 구속되어 가결합되고, 스터드 볼트에 너트를 체결하면 방수용 커버(100)가 상하 방향으로 구속되어 차량(200)에 완전히 체결된다. 따라서, 너트의 조임 작업을 차량의 실내에서 수행할 수 있으므로, 작업이 편리하고 방수용 커버(100)를 가결합한 상태에서 본 조립을 수행할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 설치 방법을 도시한 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 설치 방법은 응축기(120)를 차량(200)의 지붕에 결합하는 단계(S10)와, 실외용 배관에 연결되는 조인트 플랜지(105)와 체결된 방수용 커버(100)를 차량(200)의 천장 홀(202)에 끼우는 단계(S20)와, 실내에서 상기 방수용 커버(100)와 차량(200)을 서로 체결하는 단계(S30)와, 실내에서 실내용 배관을 조인트 플랜지(105)에 연결하는 단계(S40)를 구비한다.
즉, (S10)단계에서, 응축기(120) 어셈블리를 차량의 지붕에 조립하면, 응축기(120)에 연결된 실외용 배관 및 상기 실외용 배관에 결합된 방수용 커버(100)는 천장 홀(202)을 덮으며 스터드 볼트가 브라켓(201)에 삽입되어 끼워진다(S20). 이 경우, 실외용 배관은 조인트 플랜지(105)의 일 측에 연결되어 있으며, 조인트 플랜지(105)는 방수용 커버(100)에 체결되어 있다. (S30)단계에서, 실내 측에서 스터드 볼트에 너트를 체결함으로써, 차량(200)에 방수용 커버(100)를 체결한다. (S40)단계에서, 실내 측에서 실내용 배관을 조인트 플랜지(105)의 타 측에 연결한다.
이러한 구성을 통해, 응축기, 증발기 및 배관의 연결과 관련된 일련의 조립이 단순해지고, 실내의 물 유입을 효과적으로 방지하며, 제조단가와 부품수 및 무게를 줄일 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 차량용 공조장치 및 이의 설치 방법은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100 : 방수용 커버 101,102 : 커버 본체
110 : 체결부 105 : 조인트 플랜지
120 : 응축기 121 : 배관
200 : 차량 201 : 브라켓
202 : 천장 홀

Claims (6)

  1. 차량(200)의 지붕에 설치되는 응축기(120)와, 차량(200) 실내 측에 설치되어 통과되는 공기와 열교환 함으로써 차량(200)의 실내를 냉방하는 증발기와, 상기 응축기(120)와 증발기를 연결하여 냉매를 순환시키는 것으로 차량(200)의 실내와 실외를 관통하여 구비되는 배관(121)을 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
    상기 배관(121)에 체결되고 차량(200)의 천장 홀(202)을 덮는 커버 본체(101)(102)와, 상기 차량(200)에 체결되는 체결부(110)로 구성된 방수용 커버(100)를 구비하며,
    상기 커버 본체(101)(102)에 조인트 플랜지(105)가 체결되고, 상기 조인트 플랜지(105)에 배관(121)이 결합되며,
    상기 커버 본체(101)(102)는 하면에 조인트 플랜지(105) 및 체결부(110)가 구비되어 수평으로 연장된 수평 부재(101)와, 상기 수평 부재(101)의 둘레를 따라 하부를 향해 일체로 연장되어 측 방향으로 조인트 플랜지(105) 및 체결부(110)를 덮는 수직 부재(102)로 구성되되,
    상기 방수용 커버(100)에 조인트 플랜지(105)가 결합됨에 따라, 방수용 커버(100)를 차량(200)에 체결하면 조인트 플랜지(105)가 차량(200)에 대해 고정되며,
    수직 부재(102)의 하단이 차량(200)의 천장 외측에 밀착 지지되어, 커버 본체(101)(102)가 차량(200) 실외에 위치한 상태로 조인트 플랜지(105)는 천장 홀(202)을 통해 차량(200) 실내로 돌출되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 배관(121)은 차량(200)의 실외 측에 배치되어 조인트 플랜지(105)의 일 측에 연결되는 실외용 배관과, 차량(200)의 실내 측에 배치되어 조인트 플랜지(105)의 타 측에 연결되는 실내용 배관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 차량(200)에는 천장 홀(202)로부터 내측을 향해 브라켓(201)이 연장 구비되고, 상기 체결부(110)는 상기 브라켓(201)에 삽입되어 커버 본체(101)(102)를 차량(200)에 체결시키는 스터드 볼트로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  6. 삭제
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