KR20040058912A - 차량용 제습기 및, 그것을 구비한 공기 조화 장치 - Google Patents

차량용 제습기 및, 그것을 구비한 공기 조화 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 차량용 공기 조화 케이스의 일측에 상기 케이스의 내부와 격리되어 형성된 제습 통로와; 상기 제습 통로의 입구를 개폐하는 제습 도어와; 상기 제습 통로내에 설치된 히터와; 상기 케이스의 내측 및, 상기 제습 통로에 설치된 풀리에 의해 상기 케이스의 내측 및, 상기 제습 통로 사이를 주행될 수 있게 설치된 제습 벨트;를 구비하는 차량용 제습기 및, 그것을 구비한 공기 조화 장치가 제공된다.

Description

차량용 제습기 및, 그것을 구비한 공기 조화 장치{Desiccant device for vehicle and air conditioner therewith}
본 발명은 차량용 제습기 및, 그것을 구비한 공기 조화 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제습용 벨트로 습기를 흡수함과 동시에 상기 제습용 벨트에 흡수된 습기를 히터로 증발시킴으로써 차량의 실내 습도를 쾌적하게 유지할 수 있는 차량용 제습기 및, 그것을 구비한 공기 조화 장치에 관한 것이다.
통상적인 차량용 공기 조화 장치는 차량의 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 장치로서, 에어를 공급하기 위한 송풍기 유니트(blower unit)와, 냉매를 이용하여 냉기를 발생시키는 냉방기와, 자동차 엔진의 냉각수를 이용하여 열기를 발생시키는 난방기와, 자동차 실내의 각각의 부위로 에어를 분배하기 위하여 설치된 공기 통로 및, 상기 공기 통로를 통해서 선택적으로 냉기 또는 열기를 분배하기 위한 도어를 구비한 공기 조화 케이스를 포함한다. 공기 조화 케이스의 내부에는 냉방기 및, 난방기의 열교환기에 각각 해당하는 증발기 및 히터 코어가 각각 소정 부위에 설치된다.
공기 조화 장치에서 냉방을 하기 위해 냉방기를 가동시키게 되면 차량 내부 또는 외부의 고온 다습한 공기가 공기 조화 케이스내로 유입되어 증발기를 통해 냉각되는 수가 있다. 즉, 고온 다습한 공기에서 습기를 제거할 수 있는 수단이 강구되어 있지 아니하므로 공기는 습도를 그대로 유지한채로 증발기를 통과하게 되는 것이다. 습도가 높은 공기를 냉각시키는 것은 건조한 공기를 냉각시키는 것에 비해서 효율의 손실이 증가된다는 단점이 있다. 따라서 증발기의 방열 성능과 냉방 효과가 저하되며, 반대로 냉방기를 가동시키는데 소요되는 동력은 증가하게 된다. 특히 여름철과 같은 고온 다습한 날씨에서 냉방을 개시하려고 할 때에 고온 다습한 공기가 차량의 실내에 종재하면 자동차의 냉방 성능에 직접적으로 영향을 미치게 된다.
위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 차량의 공기 조화 장치에 제습기가 제공된다. 제습기는 공기중의 습기를 흡수할 수 있는 물질을 공기 조화 장치의 케이스내에 배치함으로써 유입되는 공기의 습도를 가능한한 낮추는 방식으로 기능한다.
도 1 에 도시된 것은 종래 기술에 따른 제습기를 구비한 공기 조화 장치의 개략적인 구성도로서, 한국 공개 특허 97-34707 호에 개시된 것이다.
도면을 참조하면, 공기 조화 케이스(12)의 일측에는 송풍기(1)가 설치되어 있으며, 송풍기(1)로부터 유입된 공기는 증발기(2)와 제습기 로터(13)를 통과하게 된다. 공기 혼합 댐퍼(3)는 히터 코어(4)에 대한 공기의 유입을 차단할 수 있도록 회전하거나, 또는 그 반대로 회전함으로써 공기의 유입이 히터 코어(4)를 향해 유도될 수 있도록 한다. 케이스(12)내의 공기는 도어(5,6,7,8,9)의 회전 여부에 따라서 디프로스트 통로, 벤트 통로 및, 바이패스 통로등으로 선택적으로 공급될 수 있다.
상기 제습기 로터(13)는 원안에 확대되어 도시된 바와 같이 구동 모터(18)에 의해 회전하는 원통체에 히터(17)와 실리카젤 부재(19)를 설치한 것이다. 따라서 제습기 로터(13)가 구동 모터(18)의 동력에 의해 회전할때 실리카젤 부재(19)에서는 습기의 흡수가 발생하고, 히터(17)의 가열에 의해서 습기가 증발할 수 있다.
도 1 에 도시된 바와 같은 공기 조화 장치에서는 유입되는 공기가 제습기 로터(13)에 의해서 일정 부분 흡수될 수 있을지라도, 흡수된 습기를 외부로 배출할 수 없다는 문제점이 있다. 즉, 제습기 로터(13)는 전적으로 공기 조화 케이스(12)의 내부에 설치되어 있으므로, 제습기 로터(13)의 흡수 작용이 발생하는 동안에 히터(17)를 가동하게 되면 습기가 다시 공기 조화 케이스(12)를 통하여 차량의 실내로 유출될 가능성이 있는 것이다. 따라서 증발기(2)의 가동시에 실리카젤 부재(19)에 의한 흡수 작용과 히터(17)에 의한 습기 배출 작용이 동시에 이루어지는 것이 불가능하며, 습기 배출 작용이 이루어지기 위해서는 증발기(2)가 작동하지 않는 시간에 별도의 작용을 필요로 한다는 문제점이 있다. 더욱이 원통형의 실리카젤 부재(19)를 증발기의 후방에 위치하여 회전하게 할 경우에, 실리카젤 부재(19)를 바이패스하는 공기가 많아서 케이스에 유입된 공기 전부를 제습하는 것이 용이하지 않다. 또한 케이스 내부의 열교환기 및, 도어가 위치할 공간에 제습 장치가 장착된다면, 공조 케이스 전체가 대형화되는 문제점이 있다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 개선된 차량용 제습기 및, 그것을 구비한 공기 조화 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 제습 기능과 습기 배출 기능이 동시에 수행될 수 있는 차량용 제습기 및, 그것을 구비한 공기 조화 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 제습 장치를 구비한 차량용 공기 조화 장치에 대한 개략적인 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 제습 장치를 구비한 차량용 공기 조화 장치에 대한 개략적인 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 제습 장치의 작동 원리를 나타내는 블록도.
도 4 는 본 발명에 따른 제습 장치의 다른 작동 원리를 나타내는 블록도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명 >
1. 송풍팬 2. 증발기
3. 공기 혼합 도어 4. 히터 코어
17. 히팅 코일 18. 구동 모터
19. 실리카겔 부재 21. 케이스
22. 제습 도어 23. 히터
24. 제습 통로 25. 송풍팬
26. 풀리 27. 제습 벨트
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 차량용 공기 조화 케이스의 일측에 상기 케이스의 내부와 격리되어 형성된 제습 통로와; 상기 제습 통로의 입구를 개폐하는 제습 도어와; 상기 제습 통로내에 설치된 히터와; 상기 케이스의 내측 및, 상기 제습 통로에 설치된 풀리에 의해 상기 케이스의 내측 및, 상기 제습 통로 사이를 주행될 수 있게 설치된 제습 벨트;를 구비하는 차량용 제습기가 제공된다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 제습 벨트는 통기성과 수분 흡수성이 있는 섬유로 제작된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 제습 벨트는 섬유 사이에 실리카젤을 배치하여 제작된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 제습 벨트는 상기 케이스의 내부에서 공기중에 포함된 수분을 흡수하고, 상기 제습 통로에서는 상기 히터에 의해 건조되며, 증발된 수분은 외부로 배출된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 제습 도어, 상기 히터 및, 상기 제습 벨트는 습도 센서에서 검지되는 공기의 습도 데이타에 따라서 가동 여부가 결정된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 제습 도어, 상기 히터 및, 상기 제습 벨트는 타이머에 설정된 시간에 따라서 가동된다.
또한 본 발명에 따르면, 케이스와; 상기 케이스의 내부 일측에 설치되어 유입 공기를 강제하는 송풍팬과; 상기 송풍팬의 전방에 배치된 증발기와; 상기 증발기를 통과한 공기를 유도하기 위한 공기 혼합용 댐퍼와; 상기 공기 혼합용 댐퍼에 의해 유도된 공기가 선택적으로 통과되는 히터 코어와; 차량의 각 부위에 공기를 공급하도록 형성된 공기 통로들 및, 상기 통로들을 개폐하기 위한 도어들과; 상기 케이스의 일측에 케이스의 내부와 격리되어 형성된 제습 통로와; 차량용 공기 조화 케이스의 일측에 상기 케이스의 내부와 격리되어 형성된 제습 통로와; 상기 제습 통로의 입구를 개폐하는 제습 도어와; 상기 제습 통로내에 설치된 히터와; 상기 케이스의 내측 및, 상기 제습 통로에 설치된 풀리에 의해 상기 케이스의 내측 및, 상기 제습 통로 사이를 주행될 수 있게 설치된 제습 벨트;를 구비하는공기 조화 장치가 제공된다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2 에는 본 발명에 따른 차량용 제습기가 구비된 공기 조화 장치의 개략적인 구성도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 차량 공기 조화 장치는 케이스(21)의 내부 일측에 설치되어 유입 공기를 강제하는 송풍팬(25)과, 상기 송풍팬(25)의 전방에 배치된 증발기(28)와, 상기 증발기(28)를 통과한 공기를 유도하기 위한 공기 혼합용 댐퍼(29)와, 상기 공기 혼합용 댐퍼(29)에 의해 유도된 공기가 선택적으로 통과되는 히터 코어(30)와, 차량의 각 부위에 공기를 공급하도록 형성된 공기 통로(31,32,33,34,35,37)와, 상기 공기 통로들을 선택적으로 개폐하기 위한 도어(36,38,39,40,41)들을 구비한다.
송풍팬(25)에 의해서 강제되어 차량 내부로 유입되는 공기는 증발기(28)를 통과하게 되며, 다음에 공기 혼합 댐퍼(29)의 위치에 따라서 히터 코어(30)를 향해 유동하거나 또는 그러지 아니할 수 있다. 즉, 공기 혼합 댐퍼(29)가 히터 코어(30)의 전면을 폐쇄하는 위치를 향해 시계 반대 방향으로 회전하게 되면 유입된 공기는 히터 코어(30)를 통하지 않고 각 공기 통로(31,32,33,34,35,37)를 통해 공급된다. 이와는 반대로, 공기 혼합 댐퍼(29)가 히터 코어(30)의 전면을 개방하는 위치를 향해 시계 방향으로 회전하게 되면 유입된 공기는 히터 코어(30)를 통해 각 공기 통로(31,32,33,34,35,37)를 통해 공급될 수 있는 것이다.
본 발명의 특징에 따르면, 상기 송풍팬(25)과 증발기(28)의 사이에 제습기가 구비된다. 제습기는 상기 케이스(21)의 일측에 상기 케이스(21)의 내부와 격리 가능하게 설치된 제습 통로(24)와, 상기 제습 통로(24)의 입구를 개폐하는 제습 도어(22)와, 상기 제습 통로(24)내에 설치된 히터(23)와, 상기 케이스(21)의 내측 및, 상기 제습 통로(24)에 설치된 풀리(26,26')에 의해 주행할 수 있는 제습 벨트(27)를 구비한다. 도면에 도시되지 않았으나, 상기 제습 도어(22)를 작동시키는 액튜에이터와, 상기 제습 벨트(27)를 주행시키도록 상기 풀리(26)를 회전 구동하는 모터가 더 구비된다.
공기 조화 케이스(21)의 내측에서 상기 증발기(28)를 향해 유동하는 공기는 제습 벨트(27)의 작용에 의해서 흡수된다. 제습 벨트(27)는 도면에 도시된 바와 같이 케이스(21)의 내측에 설치된 풀리(26)와 제습 통로(24)의 내측에 설치된 풀리(26')에 의해 주행 가능하게 설치된다. 따라서 제습 벨트(27)는 케이스(21)의내부와 제습 통로(24)의 내부를 통하여 연속적으로 주행할 수 있다. 제습 벨트(27)는 공기를 통과시킴과 동시에 습기를 흡수시키는 기능을 가진다. 즉, 케이스(21)의 내부를 주행하는 동안에는 유입 공기에 포함된 습기를 흡수하며, 제습 통로(24)를 통과하는 동안에는 히터(23)에 의해서 가열된 공기에 의해서 건조된다.
제습 벨트(24)는 공기를 통과시킴과 동시에 공기에 포함된 습기를 흡수할 수 있는 것으로서 다양한 형태로 만들어질 수 있다. 예를 들면 통기성이 좋은 섬유 재료를 사용할 수 있으며, 통기성이 좋은 섬유 재료를 이중의 겹으로 하여 그 사이에 실리카겔과 같은 흡습 재료를 배치할 수도 있을 것이다.
제습 도어(22)는 제습 통로(24)에 대한 공기의 유입을 선택적으로 개폐하는 기능을 가진다. 제습 도어(22)가 개방되고 있는 동안에는 송풍팬(25)에 의해 강제되는 유입 공기가 제습 통로(24)로도 유입될 수 있으며, 따라서 히터(23)에 의해 고온의 공기를 발생시켜서 제습 벨트(27)를 건조시킬 수 있다. 제습 도어(22)가 폐쇄된 상태에서는 단지 히터(23)의 발열에 의해서 제습 벨트(27)를 건조시킬 수 있을지라도 그러한 건조 작용은 미미하다. 제습 통로(24)내에서 제거된 습기는 외부로 배출된다. 히터(23)는 예를 들면 PTC 소자로 제작된 것일 수 있다.
제습이 이루어진 공기는 각 도어(36,38,39,40,41)들의 개폐 여부에 따라서 차량 실내의 각 부위에 공급될 수 있다. 즉, 차량의 플로어, 디프로스트 또는 벤트를 통해 공급될 수 있다.
도 2 에 도시된 바와 같은 제습기를 구비한 공기 조화 장치의 작용을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
제습기의 작용은 증발기(28)가 작동될때 함께 수행되며, 따라서 운전자가 냉방기를 가동하게 되면 증발기(28)에 냉매가 순환됨과 동시에 제습기가 작동될 수 있다. 또한 차량 내부 또는 공기 조화 케이스의 공기 유동 통로에 설치된 습도 센서에 의해서 측정된 습도에 따라서 제습기의 가동 여부가 결정될 수 있다.
송풍팬(25)이 강제로 압송시킨 공기는 증발기(28)의 가동 초기에 대부분이 증발기(28)를 향해 유동하게 되며, 그 일부는 개방된 제습 도어(22)를 통해서 제습 통로(24)로 유입된다. 증발기(28)를 향하는 공기는 제습 벨트(27)를 통과하게 되는데, 고온 다습한 유입 공기로부터 습기가 제습 벨트(27)에 의해 제거된다. 제습 벨트(27)는 구동 모터(미도시)에 의해서 회전하는 풀리(26 또는 26')에 의해서 케이스(21)의 내측과 제습 통로(24) 사이를 주행할 수 있다. 따라서 케이스(21)의 내측에서 제습 벨트(27)의 일부분에 흡수된 습기는 제습 통로(24)에서 가열되어 강제되는 고온의 공기에 의해서 증발될 수 있으며 따라서 건조 작용이 이루어진다. 건조된 제습 벨트(27)의 일부분은 다시 케이스(21)의 내측에 배치됨으로써 위에 설명된 바와 같은 제습 작용이 이루어질 수 있다. 즉, 제습 작용과 건조 작용이 반복하여 연속적으로 이루어질 수 있는 것이다.
도 3 및, 도 4 에 도시된 것은 제습기의 구동을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3 을 참조하면, 습도 센서(51)에 의해서 측정된 습도는 제어부(52)에 데이타로서 입력된다. 위에 설명된 바와 같이 습도 센서(51)는 차량의 실내 또는 공기 조화 장치의 공기 유동 통로에 설치되어 공기의 습도를 검지하게 된다. 제어부(52)는 입력된 습도 데이타에 따라서 제습 도어 액튜에이터(53), 히터전원(54) 및, 제습 벨트 모터(55)를 각각 구동할 수 있다. 습도 센서(51)에서 검출된 공기의 습도가 높아서 제습을 필요로 한다면 제습 도어 액튜에이터(53)를 작동시켜서 도 2 에 도시된 제습 도어(22)를 개방하고, 동시에 히터 전원(54)을 가동시켜서 히터를 작동시킨다. 또한 제습 벨트 모터(55)를 가동시켜서 제습 벨트(27)가 주행될 수 있게 한다.
도 4 를 참조하면, 도 3 에 도시된 제어부(52) 대신에 타이머(62)가 구비된 것이 도시되어 있다. 타이머(62)는 제습기가 가동되고 난 후에 설정된 시간이 지나면 자동적으로 제습기의 작동을 중시시키도록 구성될 수 있다. 또 다른 예에서는 타이머가 제습기의 작동을 간헐적으로 반복시키도록 구성될 수 있다.
운전자가 냉방 스위치(61)를 온(on) 시키면 타이머(62)에서 설정된 시간 동안 제습 도어 액튜에이터(63)를 개방 상태로 유지하고, 히터 전원(64)이 히터(23)에 전기를 공급함으로써 열이 발생되도록 하며, 제습 벨트 모터(65)가 회전하여 제습 작용 및, 건조 작용이 이루어지도록 한다. 설정된 시간이 지나게 되면 타이머(62)에 의해서 냉방 스위치(61)가 자동적으로 오프(off) 되며, 그에 따라서 제습기의 작동은 중단된다.
위의 도 2 내지 도 4 에를 통해 설명된 장치에서는 본 발명에 따른 제습 장치가 송풍팬과 증발기 사이에 설치되는 것으로 설명되었으나, 다른 예에서는 송풍팬 상류측의 공기 유입구에도 제습 장치가 설치될 수 있다는 점이 이해되어야 할 것이다.
본 발명에 따른 차량용 제습기 및, 그것을 구비한 공기 조화 장치는 증발기의 작동시에 유입되는 고온 다습한 공기로부터 습기를 효과적으로 흡수할 수 있을뿐만 아니라 흡수된 습기를 외부로 배출하는 건조 작용이 동시에 수행될 수 있으므로 효과적인 제습 작용이 가능하다. 따라서 차량의 냉방 효율이 향상되며, 냉방기를 가동시키기 위한 에너지도 절감될 수 있다. 또한 케이스의 내측으로 유입되는 공기를 제습 벨트를 거쳐 통과시킴으로써 바이패스되어 제습되지 않은 공기량을 줄여 냉방 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예만을 가지고 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 차량용 공기 조화 케이스의 일측에 상기 케이스의 내부와 격리되어 형성된 제습 통로와;
    상기 제습 통로의 입구를 개폐하는 제습 도어와;
    상기 제습 통로내에 설치된 히터와;
    상기 케이스의 내측 및, 상기 제습 통로에 설치된 풀리에 의해 상기 케이스의 내측 및, 상기 제습 통로 사이를 주행될 수 있게 설치된 제습 벨트;를 구비하는 차량용 제습기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제습 벨트는 통기성과 수분 흡수성이 있는 섬유로 제작된 것을 특징으로 하는 차량용 제습기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제습 벨트는 섬유 사이에 실리카젤을 배치하여 제작된 것을 특징으로 하는 차량용 제습기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제습 벨트는 상기 케이스의 내부에서 공기중에 포함된 수분을 흡수하고, 상기 제습 통로에서는 상기 히터에 의해 건조되며, 증발된 수분은 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 차량용 제습기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제습 도어, 상기 히터 및, 상기 제습 벨트는 습도 센서에서 검지되는 공기의 습도 데이타에 따라서 가동 여부가 결정되는 것을 특징으로 하는 차량용 제습기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제습 도어, 상기 히터 및, 상기 제습 벨트는 타이머에 설정된 시간에 따라서 가동되는 것을 특징으로 하는 차량용 제습기.
  7. 케이스와;
    상기 케이스의 내부 일측에 설치되어 유입 공기를 강제하는 송풍팬과;
    상기 송풍팬의 전방에 배치된 증발기와;
    상기 증발기를 통과한 공기를 유도하기 위한 공기 혼합용 댐퍼와;
    상기 공기 혼합용 댐퍼에 의해 유도된 공기가 선택적으로 통과되는 히터 코어와;
    차량의 각 부위에 공기를 공급하도록 형성된 공기 통로들 및, 상기 통로들을 개폐하기 위한 도어들과;
    상기 케이스의 일측에 케이스의 내부와 격리되어 형성된 제습 통로와;
    차량용 공기 조화 케이스의 일측에 상기 케이스의 내부와 격리되어 형성된 제습 통로와;
    상기 제습 통로의 입구를 개폐하는 제습 도어와;
    상기 제습 통로내에 설치된 히터와;
    상기 케이스의 내측 및, 상기 제습 통로에 설치된 풀리에 의해 상기 케이스의 내측 및, 상기 제습 통로 사이를 주행될 수 있게 설치된 제습 벨트;를 구비하는공기 조화 장치.
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