KR20020096707A - 압축기의 부하를 저감할 수 있는 자동차용 냉방 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 실내를 쾌적한 온도로 유지하기 위한 냉방 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 압축기와, 응축기와, 팽창밸브와, 증발기를 순환하는 냉매의 열교환 작용으로 자동차 실내의 열을 자동차의 실외로 배출한다. 팽창 밸브의 개도는 증발기의 출구측에 설치되고 모세관을 통해 팽창밸브와 연결된 감온통의 압력 변화에 의해 조절된다. 그리고, 보조 모세관을 통해 모세관의 중간 일측과 소통되는 보조 감온통이 증발기의 입구측에 설치되며, 자동차의 등판 및 고속 주행시 개방되는 체크 밸브가 보조 모세관의 일측에 설치된다.

Description

압축기의 부하를 저감할 수 있는 자동차용 냉방 시스템{Automotive air conditioner capable of reducing load of a compressor}

본 발명은 자동차의 실내를 쾌적한 온도로 유지하기 위한 냉방 시스템에 관한 것이다.

실내를 냉방하기 위한 냉방 방식에는 증기 압축식, 흡수식, 전자 냉동식, 증기 분사식, 볼텍스 튜브식 등이 있다. 그러나, 자동차용으로는 프레온을 냉매로 이용하는 증기 압축식이 주로 사용되고 있다.

도 1은 자동차용으로 사용되는 증기 압축식 냉방 시스템의 일 예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 자동차용 냉방 시스템은 압축기(12), 응축기(14), 수액기(16), 팽창 밸브(20), 증발기(18)를 포함하고 있으며, 이 부품들로 이루어진 폐회로를 순환하는 냉매의 열교환 작용에 의해 저열원(자동차의 실내 공기)으로부터 고열원(외기)로 열을 이동시키는 것에 의해 냉방을 행한다.

보다 구체적으로 살펴보면, 액화 냉매는 팽창 밸브(20)를 통해 단열 팽창되어 압력과 온도가 내려가 안개와 같은 무상으로 증발기(18)로 유입된다. 증발기(18)에서 냉매는 외부로부터 열을 흡수하여 기화(증발)되고, 거의 등온 팽창을 하여 과열 증기가 된다. 이 과열 증기는 압축기(12)에서 고온고압으로 단열 압축된다. 압축된 냉매는 응축기(14)에서 외기와 열교환되어 액화된 다음 다시 팽창 밸브(20)를 통과하여 증발기(18)로 유입된다. 이러한 사이클을 순환하는 냉매의 온도와 압력 변화가 도 2에 도시되어 있다.

이러한 자동차용 냉방 시스템에 있어서, 팽창 밸브(20)는 모세관(22)을 통해 증발기(18)의 출구측에 설치된 감온통(24)과 연결되어 있다. 감온통(24)에서 감지된 증발 냉매의 온도 변화는 모세관(22)을 통해 팽창 밸브(20)의 다이어프램(25)에 압력 변화를 야기하고, 압력 변화에 의해 다이어프램(25)은 상하로 이동된다. 다이어프램(25)의 상하이동에 의해 다이어프램(25)과 연결된 니들 밸브(26)가 이동하여 증발기(18)로 유입되는 냉매량을 제어한다.

또한, 압축기(12)는 벨트 풀리를 통해 자동차용 엔진의 크랭크축과 연결되어 있어 엔진으로부터 구동력을 얻는다. 한편, 수액기(16)는 응축기에서 액화된 냉매로부터 기포와 수분을 분리한다. 참조 부호 15와 19는 각각 응축기와 증발기의 열교환을 촉진하기 위한 팬이다.

상기와 같은 자동차용 냉방 시스템에 있어서, 냉방 시스템의 소요 동력 중 대부분은 압축기에서 소요되며 압축기의 소요 동력은 그 종류에 따라 다르지만 대략 3~5Ps로서 꽤 큰 편에 속한다. 따라서, 여름철과 같이 무더운 상태에서 자동차가 등판로를 주행하거나 고속도로를 고속으로 주행하는 등 엔진의 동력이 최대로 소요될 때 냉방 시스템이 작동 중이면 압축기에 필요한 동력만큼 자동차의 주행에 필요한 엔진의 동력이 부족해지는 경우가 발생된다. 이 경우 대부분의 운전자들은 냉방 시스템의 작동을 중지시키거나 엔진을 저단으로 변속한다. 냉방 시스템의 작동이 중지되면 실내가 더워져 탑승객들이 불편하고, 엔진의 저단으로 변속하게 되면 그만큼 자동차의 주행 성능이 떨어진다.

본 발명은, 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 엔진 출력이 최대로 요구될 때 압축기의 부하를 줄이는 것에 의해 엔진의 출력 부족을 방지할 수 있는자동차용 냉방 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 자동차용 냉방 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 도 1에 도시된 자동차용 냉방 시스템의 사이클 내에서의 냉매의 온도 및 압력 변화를 도시한 그래프.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 냉방 시스템의 주요 부분을 상세하게 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 냉방 시스템의 사이클 내에서의 냉매의 온도 및 압력 변화를 도시한 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

118 : 증발기120 : 팽창 밸브

122 : 모세관124 : 감온통

132 : 보조 감온통134 : 보조 모세관

136 : 체크 밸브138 : 릴레이

140 : 전자제어유닛

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압축기와, 응축기와, 팽창밸브와, 증발기를 순환하는 냉매의 열교환 작용으로 자동차 실내의 열을 자동차의 실외로 배출하며, 증발기의 출구측에 설치되고 모세관을 통해 팽창밸브와 연결된 감온통의 압력 변화에 의해 팽창밸브의 개도가 조절되는 자동차용 냉방 시스템이며, 보조 모세관을 통해 모세관의 중간 일측과 소통되는 보조 감온통이 증발기의 입구측에 설치되며, 자동차의 등판 및 고속 주행시 개방되는 체크 밸브가 보조 모세관의 일측에 설치된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 체크 밸브는 전자제어유닛에 의해 제어되는 릴레이에 의해 개폐된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 냉방 시스템은 압축기, 응축기, 팽창 밸브, 증발기, 수액기, 감온통, 및 보조 감온통을 포함하고 있다.

냉매는 압축기와 응축기, 팽창 밸브 및 증발기를 순환하면서 열교환되는 것에 의해 실내 공기의 열을 흡수하여 실외로 배출한다. 이러한 냉매 사이클에 관해서는 종래 기술의 설명에서 이미 설명하였으므로 다시 설명하지는 않는다.

다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 냉방 시스템은, 도 3에 도시된바와 같이, 증발기(118)의 입구측에 보조 감온통(132)이 설치되어 있는 것이 특징이다.

이 보조 감온통(132)은 보조 모세관(134)을 통해 감온통(124)과 팽창 밸브(120)를 연결하는 모세관(122)의 중간 일측과 소통하고 있다. 그리고, 보조 모세관(134)을 개폐하기 위한 체크 밸브(136)가 보조 모세관(134)의 일측에 설치되어 있다. 이 체크 밸브(136)는 자동차의 주행을 전자적으로 제어하는 전자제어유닛(140)으로부터 인가되는 신호에 의해 작동되는 릴레이(138)에 의해 개폐된다.

전자제어유닛(140)은 각종 센서나 장치로부터 입력되는 엔진 회전수, 차속, 드로틀 밸브의 개도 등과 같은 각종 입력 데이터들로부터 자동차의 주행 상태를 판단하며, 만약 입력 데이터들로부터, 예를 들어 등판 주행 또는 고속도로에서의 고속 주행 상태와 같이, 자동차가 엔진의 최대 출력을 요구하는 상태인 것으로 판단되고, 동시에 냉방 시스템이 작동 중이면, 릴레이(138)에 작동 신호를 인가한다. 릴레이(138)의 작동에 의해 체크 밸브(136)가 개방되며, 보조 감온통(132)의 압력은 모세관(122)을 통해 팽창 밸브로 전달된다.

보조 감온통(132)이 증발기(118)의 입구측에 설치되어 있기 때문에, 보조 감온통(132)에서 감지되는 온도는 매우 낮다. 따라서, 보조 감온통(132)에 의해 모세관(122)으로부터 팽창 밸브(120)의 다이어프램에 작용되는 압력은 크게 낮아지고, 팽창 밸브(120)의 개도는 매우 좁아져 팽창 밸브(120)를 통해 증발기로 유입되는 냉매의 유량도 크게 줄어든다.

결과적으로, 증발기(118)를 통과하는 냉매의 압력과 온도는, 도 4에 도시된 바와 같이, 증발기(118)의 출구측에서 상당히 높아진다. 이에 따라, 상당히 높은 온도와 압력을 가진 냉매가 압축기로 유입되므로 압축기의 부하가 크게 낮아지고, 그에 해당하는 엔진의 동력이 자동차의 주행에 사용될 수 있다.

상기된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 냉방 시스템은 엔진의 최대 출력이 필요할 때 압축기의 부하를 줄이는 것에 의해 엔진 동력이 부족해지는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다.

Claims (2)

1. 압축기와, 응축기와, 팽창밸브와, 증발기를 순환하는 냉매의 열교환 작용으로 자동차 실내의 열을 자동차의 실외로 배출하며, 증발기의 출구측에 설치되고 모세관을 통해 팽창밸브와 연결된 감온통의 압력 변화에 의해 팽창밸브의 개도가 조절되는 자동차용 냉방 시스템에 있어서,

   보조 모세관을 통해 모세관의 중간 일측과 소통되는 보조 감온통이 증발기의 입구측에 설치되며, 자동차의 등판 및 고속 주행시 개방되는 체크 밸브가 보조 모세관의 일측에 설치된 것을 특징으로 하는 자동차용 냉방 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 체크 밸브는 전자제어유닛에 의해 제어되는 릴레이에 의해 개폐되는 것을 특징으로 하는 자동차용 냉방 시스템.