KR19990022865U - 자동차용에어콘 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차용 에어콘에 관한 것으로, 특히 압축기 없이 배기구로 배출되는 연기의 폐열을 이용하는 자동차용 에어콘에 관한 것이다.

이를 위해 본 고안은 자동차의 배기관(100)의 내측에 설치되며, 양단부에 제1 및 제2 밸브(171, 172)가 설치되고 내부에 냉매가 충전되어 배기관(100)을 통해 배출되는 공기의 열에 의해 내부 압력이 커지는 팽창 코일관(110)과; 상기 팽창 코일관(110)에 연결되어 상기 제1 밸브(171)를 통해 배출되는 냉매를 급속 냉각하여 액화시키는 급냉각관(120)과; 상기 급냉각관(120)에 연결되어 내부의 압력을 낮추어 급냉각관(120)으로 부터 배출되는 액화 냉매를 기화시킨후 상기 제2 밸브(172)를 통해 팽창 코일관(110)으로 출력하는 증발관(140)과; 상기 증발관(140)에 설치되어 상기 액화 냉매의 기화에 의해 냉각된 공기를 외부로 배출하는 송풍팬(141)과; 상기 팽창 코일관(110) 내부의 압력의 크기에 따라 상기 제1 및 제2 밸브(171, 172)의 개방 및 폐쇄를 제어하는 제어기(160)을 포함하여 구성된다.

따라서 본 고안은 압축기 대신에 배기관으로 배출되는 배기 가스의 폐열을 이용하여 자동차의 내부를 냉각시키므로 압축기가 불필요하여 설치비 및 부피가 줄어들고 엔진의 과부하를 막고 연료의 손실을 줄일 수 있다.

Description

자동차용 에어콘{airconditioner for car}

본 고안은 자동차용 에어콘에 관한 것으로, 특히 압축기 없이 배기구로 배출되는 연기의 폐열을 이용하는 자동차용 에어콘에 관한 것이다.

도 1 은 일반적인 에어콘의 냉매 순환 과정을 나타낸 모식도로서, 냉매관(11) 속에 냉매가 충전되어 압축기(10)에 고압 액화 상태로 압축된 냉매는 모세관(12)과 증발기(13)를 통과하면서 순간적으로 기화되게 된다. 이때 증발기(13) 주변의 열을 빼앗아 가게 되어 증발기(13)의 주변의 공기가 냉각되게 된다.

증발기(13) 주변의 공기가 냉각되면 송풍팬(14)이 냉각된 주변 공기를 원하는 방향으로 분사시켜 실내의 온도를 낮춰주게 된다.

이러한 에어콘은 용량과 형태가 자동차에 알맞게 조절되어 차량용 에어콘으로 자동차에 적용된다.

그런데 자동차에 설치된 에어콘은 엔진이 그 동력원이 되게 되므로 에어콘을 작동시키는 경우 엔진의 출력이 압축기로 전달되게 된다. 따라서 에어콘 가동용 연료가 추가로 소비될 뿐만 아니라 엔진에 많은 부하가 걸려 출력이 저하되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 개선하기 위해 본 고안은 별도의 압축기를 사용하지 않고 자동차의 배기구를 통해 배출되는 연기의 폐열을 이용하여 냉매를 팽창시켜 엔진의 부하와 연료의 소비를 줄이기 위한 자동차용 에어콘을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1 은 일반적인 에어콘의 모식도

도 2 는 본 고안에 의한 자동차용 에어콘의 구조도

도 3 은 도 2 의 제습기의 구조도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 배기관 101 : 코일 설치 부분

102 : 코일 미설치 부분 103, 152 : 차단막

110 : 팽창 코일관 120 : 급냉각관

121, 141 : 송풍팬 122 : 방열판

130 : 모세관 140 : 증발관

150 : 제습기 151 : 드라이 아이스

153 : 냉매 유입부 154 : 냄애 유출부

160 : 제어기 171, 172 : 밸브

상기 목적을 달성하기 위해 본 고안은 자동차의 배기관의 내측에 설치되며, 양단부에 제1 및 제2 밸브가 설치되고 내부에 냉매가 충전되어 배기관을 통해 배출되는 공기의 열에 의해 내부 압력이 커지는 팽창 코일관과; 상기 팽창 코일관에 연결되어 상기 제1 밸브를 통해 배출되는 냉매를 급속 냉각하여 액화시키는 급냉각관과; 상기 급냉각관에 연결되어 내부의 압력을 낮추어 급냉각관으로 부터 배출되는 액화 냉매를 기화시킨후 상기 제2 밸브를 통해 팽창 코일관으로 출력하는 증발관과; 상기 증발관에 설치되어 상기 액화 냉매의 기화에 의해 냉각된 공기를 외부로 배출하는 송풍팬과; 상기 팽창 코일관 내부의 압력의 크기에 따라 상기 제1 및 제2 밸브의 개방 및 폐쇄를 제어하는 제어기을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자동차용 에어콘을 제공한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2 는 본 고안에 의한 자동차용 에어콘의 구조도이고, 도 3 은 도 2 의 제습기의 구조도이다.

본 고안에 의한 자동차용 에어콘은 도 2 에 도시한 바와 같이 자동차의 배기관(100)의 내측에 설치되며, 양단부에 제1 및 제2 밸브(171, 172)가 설치되고 내부에 냉매가 충전되어 배기관(100)을 통해 배출되는 공기의 열에 의해 내부 압력이 커지는 팽창 코일관(110)과, 상기 팽창 코일관(110)에 연결되어 상기 제1 밸브(171)를 통해 배출되는 냉매를 급속 냉각하여 액화시키는 급냉각관(120)과, 상기 급냉각관(120)에 연결되어 내부의 압력을 낮추어 급냉각관(120)으로 부터 배출되는 액화 냉매를 기화시킨후 상기 제2 밸브(172)를 통해 팽창 코일관(110)으로 출력하는 증발관(140)과, 상기 증발관(140)에 설치되어 상기 액화 냉매의 기화에 의해 냉각된 공기를 외부로 배출하는 송풍팬(141)과, 상기 팽창 코일관(110) 내부의 압력의 크기에 따라 상기 제1 및 제2 밸브(171, 172)의 개방 및 폐쇄를 제어하는 제어기(160)와, 상기 팽창 코일관(110) 내부의 압력의 크기를 알 수 있도록 상기 팽창 코일관(110)의 온도를 감지하여 상기 제어기(160)로 출력하는 온도 감지기(180)와, 상기 급냉각관(120)과 증발관(140)의 사이에 연결되어 냉매의 원활한 기화가 이루어질 수 있도록 내부의 압력을 높여 상기 증발관(140)으로 배출하는 모세관(130), 상기 증발관(140)에 연결되어 냉매에 포함된 습기를 제거한후 상기 팽창 코일관(110)으로 출력하는 제습기(150)로 구성된다.

여기서, 상기 자동차의 배기관(100)은 상기 팽창 코일관(110)이 설치되는 코일 설치 부분(101)과 상기 팽창 코일관(110)이 설치되지 않는 코일 미설치 부분(102)으로 나누어지며 배출되는 공기가 선택적으로 코일 설치 부분(101) 또는 코일 미설치 부분(102) 중 하나를 통과하도록 공기 유입구에 차단막(103)을 설치하여 이루어진다.

즉, 상기 자동차의 배기관(110)은 에어콘을 사용하는 경우와 사용하지 않는 경우에 따라 차단막(103)의 위치가 변경되어 배기 가스가 코일 설치 부분(101) 또는 코일 미설치 부분(102)을 통과하도록 한다. 예를 들어 여름에는 차단막(103)이 코일 미설치 부분(102)을 막도록 하여 배출되는 배기 가스가 코일 설치 부분(101)을 통과하면서 공기의 폐열이 팽창 코일관(110) 내부의 냉매로 흡수되도록 하고, 겨울에는 차단막(103)이 코일 설치 부분(101)을 막도록 하여 배출되는 배기 가스가 코일 미설치 부분(102)을 통과하여 배출되도록 한다.

또한, 상기 급냉각관(120) 내부의 냉매를 급속 냉각시키기 위해 상기 급냉각관(120)의 외부에 송풍팬(121)을 설치하고 상기 급냉각관(120)의 외부에 방열판(122)을 설치한다.

또한, 상기 제습기(150)는 도 3 에 도시한 바와 같이 상기 증발관(140)의 단부에 연결되고 내부에 드라이 아이스(151)를 두어 상기 냉매가 상기 드라이 아이스를 통과하면서 제습된후 상기 팽창 코일관(110)으로 출력되도록 구성된다.

즉, 상기 제습기(150)는 도 3 에 도시한 바와 같이 증발관(140)의 단부에 설치되는데 내부에 드라이 아이스(151)가 가득 채워지고 중앙부에 냉매 유입부(153)과 냉매 유출부(154)를 나누기 위한 차단막(152)이 설치되는 통으로 이루어져, 증발관(140)으로 부터 유출된 냉매가 냉매 유입부(153)와 냉매 유출부(154)를 통과하면서 내부의 드라이 아이스(151)에 의해 습기가 제거된후 제2 밸브(172)를 통해 팽창 코일관(110)으로 유출된다.

이와 같이 구성되는 본 고안에 의한 자동차용 에어콘의 작용을 세부적으로 설명한다.

먼저, 에어콘을 사용하기 위해 자동차의 배기관(100)의 차단막(103)을 제어하여 차단막(103)이 코일 미설치 부분(102)을 막아 엔진으로 부터 배출되는 공기, 즉 배기 가스가 코일 설치 부분(101)만으로 유입되어 통과하도록 한다.

한편, 제어기(160)에서는 제2 밸브(172)를 열어 냉매 가스가 배기관(100)의 코일 설치 부분(101)에 설치된 팽창 코일관(110)에 유입되도록 한다. 이때 온도 감지기(180)에서는 팽창 코일관(110)의 온도를 감지하게 되는데 온도가 낮으면 내부의 냉매에 충분한 열이 전달되지 않아 팽창되지 않은 상태이므로 제1 밸브(171)를 닫고, 팽창 코일관(110)의 내부에 냉매가 충전되면 상기 제2 밸브(172)를 닫는다.

이때 상기 제2 밸브(172)를 역지변으로 구성하여 제2 밸브(172)를 통해 냉매가 유입되기만 하고 역방향으로 유출되지는 못하도록 한다.

팽창 코일관(110)의 내부에 냉매가스가 충전되고 엔진으로 부터 배기관(100)의 코일 설치 부분(101)으로 배기 가스가 유출되면 가스에 포함된 열이 팽창 코일관(110) 내부의 냉매를 가열하게 된다.

이와 같이 팽창 코일관(110) 내부의 냉매가 가열되면 제1 및 제2밸브(171, 172)가 닫혀진 상태이므로 부피가 커져 압력이 커지게 된다. 팽창 코일관(110) 내부의 압력이 일정한 압력이 되면 상기 제어기(160)에서 이를 감지하여 제1 밸브(171)를 열게 된다.

즉, 상기 온도 감지기(180)에서 감지한 팽창 코일관(110)의 온도가 특정한 온도가 되면 팽창 코일관(110) 내부의 냉매의 온도가 특정한 온도가 된 것으로 팽창 코일관(110)의 압력은 이에 상당하는 크기로 증가하게 된다.

이와 같이 온도 감지기(180)의 감지 온도에 따라 상기 제어기(160)에서 팽창 코일관(110) 내부의 압력을 판단하여 상기 제1 밸브(171)를 열게 된다.

제1 밸브(171)가 열리면 가열된 냉매 가스가 제1 밸브(171)를 통해 급냉각관(120)으로 유입된다. 이때 송풍팬(121)과 방열판(122)의 작용에 의해 급냉각관(120) 내부의 가열된 냉매 가스가 급냉하게 되면서 액화되게 된다.

액화된 냉매는 다시 모세관(130)으로 유입되어 통과하면서 내부 압력이 더욱 높아지게 되고 압력이 높아진 액체 냉매는 증발관(140)으로 유입되면서 내부 압력이 낮아져서 기화가 이루어지게 된다.

액체 냉매가 증발관(140)을 통과하면서 기화되어 주변 공기의 열을 흡수하게 되어 주변 공기의 온도가 낮아져 차거워지게 되고 이때 송풍팬(141)이 작동하여 원하는 곳으로 차가운 공기를 배출하므로써 자동차 실내의 온도를 낮추게 된다.

한편, 증발관(140)을 통과하여 기화된 냉매는 증발관(140)의 마지막 단부를 통과하면서 온도가 상승하여 일부분이 액화되고 이에 따라 냉매에 약간의 수분이 포함되게 된다.

이때 수분이 포함된 냉매는 제습기(150)를 통과하면서 드라이 아이스에 의해 수분이 제거되게 되는데 이를 도 3 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

즉, 증발관(140)으로 부터 배출된 냉매는 제습기(150)의 냉매 유입부(153)과 냉매 유출부(154)를 통과하면서 내부에 있는 드라이 아이스(151)에 의해 습기가 제거되게 된다.

습기가 제거된 냉매는 제2 밸브(172)를 통해 팽창 코일관(110)으로 유입되어 다시 상술한 과정을 반복하게 된다.

또한, 팽창 코일관(110)의 가열에 의해 내부의 냉매가 가열되어 제어기(160)에 의해 제1 밸브(171)가 열리고 제1 밸브(171)를 통해 가열된 냉매가 배출된후에는 내부의 압력이 낮아져 제어기(160)의 제어에 의해 제2 밸브(172)가 열리고 순환되어 돌아오는 냉각된 냉매 가스가 제2 밸브(172)를 통해 유입되어 상술한 과정을 반복하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의한 자동차용 에어콘은 압축기 대신에 배기관으로 배출되는 배기 가스의 폐열을 이용하여 자동차의 내부를 냉각시키므로 압축기가 불필요하여 설치비 및 부피가 줄어들고 엔진의 과부하를 막고 연료의 손실을 줄일 수 있다.

Claims (7)

1. 자동차의 배기관(100)의 내측에 설치되며, 양단부에 제1 및 제2 밸브(171, 172)가 설치되고 내부에 냉매가 충전되어 배기관(100)을 통해 배출되는 공기의 열에 의해 내부 압력이 커지는 팽창 코일관(110)과;

   상기 팽창 코일관(110)에 연결되어 상기 제1 밸브(171)를 통해 배출되는 냉매를 급속 냉각하여 액화시키는 급냉각관(120)과;

   상기 급냉각관(120)에 연결되어 내부의 압력을 낮추어 급냉각관(120)으로 부터 배출되는 액화 냉매를 기화시킨후 상기 제2 밸브(172)를 통해 팽창 코일관(110)으로 출력하는 증발관(140)과;

   상기 증발관(140)에 설치되어 상기 액화 냉매의 기화에 의해 냉각된 공기를 외부로 배출하는 송풍팬(141)과;

   상기 팽창 코일관(110) 내부의 압력의 크기에 따라 상기 제1 및 제2 밸브(171, 172)의 개방 및 폐쇄를 제어하는 제어기(160)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자동차용 에어콘.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 팽창 코일관(110) 내부의 압력의 크기를 알 수 있도록 상기 팽창 코일관(110)의 온도를 감지하여 상기 제어기(160)로 출력하는 온도 감지기(180)를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자동차용 에어콘.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 급냉각관(120)과 증발관(140)의 사이에 연결되어 냉매의 원활한 기화가 이루어질 수 있도록 내부의 압력을 높여 상기 증발관(140)으로 배출하는 모세관(130)을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자동차용 에어콘.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 자동차의 배기관(100)은

   상기 팽창 코일관(110)이 설치되는 코일 설치 부분(101)과 상기 팽창 코일관(110)이 설치되지 않는 코일 미설치 부분(102)으로 나누어지며 배출되는 공기가 선택적으로 코일 설치 부분(101) 또는 코일 미설치 부분(102) 중 하나를 통과하도록 공기 유입구에 차단막(103)을 설치함을 특징으로 하는 자동차용 에어콘.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 급냉각관(120) 내부의 냉매를 급속 냉각시키기 위해 상기 급냉각관(120)의 외부에 송풍팬(121)을 설치함을 특징으로 하는 자동차용 에어콘.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 증발관(140)에 연결되어 냉매에 포함된 습기를 제거한후 상기 팽창 코일관(110)으로 출력하는 제습기(150)를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자동차용 에어콘.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 제습기(150)는

   상기 증발관(140)의 단부에 연결되고 내부에 드라이 아이스(151)를 두어 상기 냉매가 상기 드라이 아이스를 통과하면서 제습된후 상기 팽창 코일관(110)으로 출력되도록 구성됨을 특징으로 하는 자동차용 에어콘.