KR19980052938U - Air conditioner power unit using exhaust gas heat - Google Patents
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Abstract
본 고안은 배기가스 열을 이용한 에어콘 동력장치에 관한 것으로, 특히 머플러를 통하여 배출되는 배기가스의 폐열을 이용하여 자동유체가 터빈을 회전시켜 에어콘 컴프레셔를 작동시킴으로써 에어콘 작동시 엔진에 발생되는 전하부(Full Load)및 부분부하(Part Load)를 방지하여 엔진의 성능을 향상시킬 수 있는 배기가스 열을 이용한 에어콘 동력장치에 관한 것이다.The present invention relates to an air conditioner power unit using exhaust gas heat, and in particular, by using the waste heat of the exhaust gas discharged through the muffler, an electric fluid rotates the turbine to operate the air conditioner by operating the air conditioner compressor ( The present invention relates to an air conditioner power unit using exhaust heat that can improve engine performance by preventing full load and part load.
상기 에어콘 동력장치는 엔진의 구동에 따라 배기가스를 배출하는 머플러의 외측에 낮은 온도에서 기화할 수 있는 작동유체가 순환하여 열 교환이 되도록 형성한 열 교환기와, 상기 열 교환기에서 기화된 작동유체가 배출되면서 동력을 전달하여 컴프레셔의 동력에 편입시키는 터빈과, 상기 터빈에서 배출되는 작동유체를 액화하는 응축기와, 상기 응축기에서 액화된 작동유체를 강제 순환시켜 열 교환기로 부내는 작동펌프로 구성된 것을 특징으로 한다.The air conditioner power unit is a heat exchanger formed to circulate heat exchange by the working fluid which can be vaporized at a low temperature outside the muffler that discharges the exhaust gas according to the driving of the engine, and the working fluid vaporized in the heat exchanger It is characterized by consisting of a turbine that transfers power while being discharged and incorporated in the power of the compressor, a condenser for liquefying the working fluid discharged from the turbine, and an operating pump forcibly circulating the working fluid liquefied in the condenser to the heat exchanger It is done.
따라서 상기한 바와 같은 본 고안은 배기가스 폐열을 이용하여 낮은 온도에서 기화할 수 있는 작동유체가 회전시키는 터빈의 회전을 에어 컴프레셔를 작동시키는 동력에 편입시킴으로써 차량의 수명을 연장시키며 가속시 차량의 충분한 파워를 주게할 수 있어 제품의 신뢰감을 높일 수 있다.Therefore, the present invention, as described above, extends the life of the vehicle by incorporating the rotation of the turbine, which is operated by the working fluid which can be vaporized at low temperature using exhaust gas waste heat, into the power for operating the air compressor. Power can be added to increase the reliability of the product.
Description
본 고안은 배기가스 열을 이용한 에어콘 동력장치에 관한 것으로, 특히 머플러를 통하여 배출되는 배기가스의 폐열을 이용하여 자동유체가 터빈을 회전시켜 에어콘 컴프레셔를 작동시킴으로써 에어콘 작동시 엔진에 발생되는 전부하(Full Load)및 부분부하(Part Load)를 방지하여 엔진의 성능을 향상시킬 수 있는 배기가스 열을 이용한 에어콘 동력장치에 관한 것이다.The present invention relates to an air conditioner power unit using exhaust gas heat, and in particular, by using the waste heat of the exhaust gas discharged through the muffler, the automatic fluid rotates the turbine to operate the air conditioner by operating the air conditioner full load ( The present invention relates to an air conditioner power unit using exhaust heat that can improve engine performance by preventing full load and part load.
일반적으로 차량의 공기 조화 시스템은 모든 기후와 주행조건, 특히 동계/하계에 차량 내부의 환경, 특히 실온을 적정 온도로 유지할 수 있게 해주며 유리창이 흐리거나 서리가 낀 것을 제거하여 운전자의 시계를 확보할 수 있게 해준다.In general, the vehicle's air conditioning system keeps the environment inside the vehicle, especially room temperature, at all temperatures and driving conditions, especially winter / summer, and keeps the driver's watch free by eliminating cloudy or frosted windows. It allows you to.
이러한 공기 조화 시스템, 즉 에어콘은 메뉴얼 타입과 오토 타입으로 나뉘어지는데 예를 들어 메뉴얼 타입 에어콘은 인스트루먼트 패널의 중앙에 설치된 컨트롤 스위치에 의해 작동이 수동으로 이루어지는 공기 시스템으로서, 난방을 위한 히터와 냉방을 위한 에어콘 및 바람을 불어 주는 블러워로 구성되어 있다.The air conditioning system, that is, the air conditioner, is divided into a manual type and an auto type. For example, a manual type air conditioner is an air system in which the operation is manually performed by a control switch installed at the center of the instrument panel. Consists of air conditioner and blower.
상기한 메뉴얼 타입 에어콘은 인스트루먼트 패널의 안쪽에는 히터가 장착되어 있으며, 증발기와 블로워가 일체형으로 히터가 연결되어 조립되며 엔진품에는 에어콘을 구성하는 컴프레셔, 냉매운반 호스 및 파이프와 리시버 탱크가 장착되어 있다.The manual air conditioner is equipped with a heater inside the instrument panel, the heater is connected to the evaporator and the blower integrally assembled, and the engine is equipped with a compressor, a refrigerant carrying hose, a pipe, and a receiver tank constituting the air conditioner. .
시스템 구동시에는 컨트롤에 위치한 4단 조절 블로워 스위치를 작동시켜 송풍을 시작한 후 모드 노브를 이동시켜 바람의 방향을 선택하고 내/외기를 선택스위치로 선택한다. 또한 온도 노브를 이동시켜 온도를 설정하면 이에 따라 에어 믹스도어가 작동되어 더운 바람과 찬바람을 선택할 수 있고, 에어콘 스위치를 누르면 에어콘이 작동 개신된다.When the system is running, operate the four-stage control blower switch located in the control to start the ventilation, move the mode knob to select the direction of the wind, and select the internal / external air with the selector switch. In addition, by moving the temperature knob to set the temperature, the air mix door is activated accordingly to select hot wind and cold wind, and the air conditioner is activated by pressing the air conditioner switch.
한편 오토 타입 에어콘은 예를 들어 상기한 메뉴얼 에어콘에 실/내외 환경조건 검출센서를 사용하여 외기온도, 히터코어 수온 및 차량의 실내온도를 정확히 감지하여 그 정보를 마이크로 컴퓨터에 입력하여 취출온도, 취출풍량, 컴프레셔 온/오프 등을 자동으로 제어한다.On the other hand, the auto-type air conditioner accurately detects the outside temperature, the heater core water temperature, and the indoor temperature of the vehicle by using the indoor / outdoor environmental condition detection sensor in the manual air conditioner, and inputs the information into the microcomputer to extract the ejection temperature and the ejection temperature. Automatically control the air volume and compressor on / off.
이러한 에어콘의 작동은 엔진의 출력에 의해 구동되는 크랭크 풀리와 타이밍 벨트로 연결되는 컴프레셔를 구동하여 에어콘의 냉매를 순환시키기 위한 흡입/압축을 함으로써 냉방을 한다.The operation of the air conditioner is cooled by driving a crank pulley driven by the output of the engine and a compressor connected to the timing belt to perform suction / compression to circulate the refrigerant of the air conditioner.
그러나 에어콘을 작동하는 중에 차량을 가속하면 엔진의 구동에 의해서 구동되는 컴프레셔에 의해 엔진의 부하가 30% 정도 상승되어 차량의 수명이 저하됨은 물론 가속지연의 야기하여 차량의 성능을 저하시키는 문제점이 있었다.However, when the vehicle is accelerated while operating the air conditioner, the load of the engine is increased by about 30% by the compressor driven by the engine, thereby degrading the life of the vehicle and causing the acceleration delay, thereby degrading the performance of the vehicle.
이에 본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 안출한 것으로 배기가스 폐열의 열 교환기에 의해 작동유체가 터빈을 회전시켜 에어 컴프레셔를 작동시키는 동력에 편입시켜 엔진에 무리한 힘이 전달되지 않도록 하므로써 엔진의 성능으로 향상시킬 수 있는 배기가스 열을 이용한 에어콘 동력장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised in view of the above-mentioned conventional problems, and the working fluid rotates the turbine by the heat exchanger of the waste gas waste heat so as to be incorporated into the power for operating the air compressor so that the force is not transmitted to the engine. It is therefore an object of the present invention to provide an air conditioner power unit using exhaust heat that can be improved by the performance of the engine.
도 1은 본 고안에 따른 배기가스 열을 이용한 에어콘 동력장치의 열교환 장치를 나타낸 단면도,1 is a cross-sectional view showing a heat exchanger of the air conditioner power unit using the exhaust gas heat according to the present invention,
도 2는 본 고안에 따른 배기가스 열을 이용한 에어콘 동력장치의 구성도이다.2 is a block diagram of an air conditioner power unit using exhaust gas heat according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10: 머플러20: 열 교환기10: muffler 20: heat exchanger
30: 터빈40: 응축기30 turbine 40 condenser
50: 자동펌프60: 엔진50: automatic pump 60: engine
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 엔진의 구동에 따라 배기가스를 배출하는 머플러의 외측에 낮은 온도에서 기화할 수 있는 작동유체가 순환하여 열 교환이 되도록 형성한 열 교환기와, 상기 열 교환기에서 기화한 작동유체가 배출되면서 동력을 전달하여 컴프레셔의 동력에 편입시키는 터빈과, 상기 터빈에서 배출되는 작동유체를 액화하는 응축기와, 상기 응축기에서 액화된 작동유체를 강제 순환시켜 열 교환기로 부내는 작동펌프로 구성된 것을 특징으로 하는 배기가스 열을 이용한 에어콘 동력장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a heat exchanger and the heat exchanger formed to circulate the heat exchange the working fluid which can be evaporated at a low temperature outside the muffler for exhausting the exhaust gas in accordance with the driving of the engine, A turbine that transfers power and incorporates the power of the compressor while the working fluid vaporized from the heat exchanger is discharged, a condenser for liquefying the working fluid discharged from the turbine, and forcedly circulates the working fluid liquefied in the condenser to a heat exchanger. The unit provides an air conditioner power unit using the exhaust gas heat, characterized in that configured as an operating pump.
따라서 상기한 바와 같은 본 고안은 배기가스 폐열을 이용하여 낮은 온도에서 기화할 수 있는 작동유체가 회전시키는 터빈의 회전을 에어 컴프레셔를 작동시키는 동력에 편입시킴으로써 차량의 수명을 연장시키며 가속시 차량의 충분한 파워를 주게할 수 있어 제품의 신뢰감을 높일 수 있다.Therefore, the present invention, as described above, extends the life of the vehicle by incorporating the rotation of the turbine, which is operated by the working fluid which can be vaporized at low temperature using exhaust gas waste heat, into the power for operating the air compressor. Power can be added to increase the reliability of the product.
[실 시 예][Example]
이하 상기와 같은 본 고안에 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention as described above will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
첨부된 도 1은 본 고안에 따른 배기가스 열을 이용한 에어콘 동력장치의 열 교환장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 고안에 따른 배기가스 열을 이용한 에어콘 동력장치의 구성도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a heat exchange device of an air conditioner power unit using exhaust gas heat according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of an air conditioner power unit using exhaust gas heat according to the present invention.
이에 도시된 바와 같이 본 고안의 배기가스 열을 이용한 에어콘 동력장치는 엔진(60)의 구동에 따라 고온(600∼800℃)의 배기가스를 배출하는 머플러(10)의 외측에 낮은 온도에서 기화할 수 있는 작동유체가 순환하여 열 교환이 되도록 열 교환기(20)를 형성하고 상기 열 교환기(20)에서 열 교환이 이루어져 기화한 작동유체가 배출되면서 터빈(30)을 회전시켜 발생되는 동력을 에어콘 컴프레셔의 동력에 편입시키도록 형성한다.As shown therein, the air conditioner using the exhaust gas heat of the present invention is vaporized at a low temperature outside the muffler 10 that discharges the exhaust gas of a high temperature (600 ~ 800 ℃) in accordance with the driving of the engine 60. The heat exchanger 20 is formed so that the working fluid can be circulated and exchanged by heat, and the heat exchanger 20 forms a heat exchanger to discharge the working fluid that is vaporized, thereby rotating the turbine 30 to generate power. It is formed to incorporate power of the.
상기와 같이 터빈(30)을 작동시키는 작동유체는 응축기(40)를 거치면서 방열되어 다시 액화되며 액화된 작동유체는 작동펌프(50)를 통해 강제 순화되어 열 교환기(20)로 유입되어 순환되도록 형성한다.As described above, the working fluid for operating the turbine 30 is liquefied again by being dissipated while passing through the condenser 40, and the liquefied working fluid is forced to be purified through the working pump 50 and introduced into the heat exchanger 20 to circulate. Form.
상기와 같이 구성된 본 고안의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effects of the present invention configured as described above are as follows.
엔진에서 발생되는 배기가스를 배기다기관에서 모아서 머플러를 통해 배출된다.Exhaust gas from the engine is collected in the exhaust manifold and discharged through the muffler.
이와 같이 엔진에서 배기다기관을 통해 모아지는 배기가스는 고온(600∼800℃)이므로 머풀러(10)의 외측에 형성된 열 교환기(20)에서 작동유체가 열 교환을 이루면서 기화한다.Thus, since the exhaust gas collected through the exhaust manifold in the engine is a high temperature (600 ~ 800 ℃), in the heat exchanger 20 formed on the outside of the muffler 10, the working fluid is evaporated while performing heat exchange.
이와 같이 기화하는 작동유체는 체적이 증가하면서 터빈(30)을 회전시키게 되며 터빈(30)의 회전력을 에어콘 컴프레셔를 작동시키는 동력에 편입시키게 되어 엔진을 부하를 방지할 수 있다.The working fluid vaporized as described above rotates the turbine 30 as the volume increases and incorporates the rotational force of the turbine 30 into the power for operating the air conditioner compressor to prevent the engine from being loaded.
이와 같이 터빈(30)을 회전시킨 작동유체는 응축기(40)를 통해 다시 액화되며 액화된 작동유체는 작동펌프(50)에 의해 다시 열 교환기(20)로 강제 이동되어 순환이 이루어진다.In this way, the working fluid rotated turbine 30 is liquefied again through the condenser 40 and the liquefied working fluid is forcibly moved to the heat exchanger 20 by the working pump 50 to circulate.
상기한 바와 같은 본 고안은 배기가스 폐열을 이용하여 낮은 온도에서 기화할 수 있는 작동유체가 회전시키는 터빈의 회전을 에어 컴프레셔를 작동시키는 동력에 편입시킴으로써 차량의 수명을 연장시키며 가속시 차량의 충분한 파워를 주게할 수 있어 제품의 신뢰감을 높일 수 있다.As described above, the present invention extends the life of the vehicle by incorporating the rotation of the turbine, which is operated by the working fluid, which can be vaporized at low temperature using exhaust gas waste heat, into the power for operating the air compressor, and sufficient power of the vehicle during acceleration. Can increase the reliability of the product.
이상에서는 본 고안을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 고안의 정신을 벗어나지 않은 범위내에서 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.In the above, the present invention has been illustrated and described by way of specific preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and the general knowledge in the art to which the present invention belongs without departing from the spirit of the present invention. Various changes and modifications can be made by those who have
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