KR200440910Y1 - 차량의 교류전원 겸용 냉방시스템 - Google Patents

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Abstract

차량의 운행시에는 통상의 방식인 엔진으로부터 인가되는 동력을 이용하여 냉방시스템을 가동시키고 차량의 장시간 정차시에는 차량의 시동을 끈 엔진정지상태에서 차량 외부로부터 공급되는 교류전원(AC전원)을 이용하여 냉방시스템을 가동할 수 있도록 한 차량의 교류전원 겸용 냉방시스템을 제공한다. 본 고안은, 차량의 일측에 설치되어 압축기와 제2타임벨트를 통해 연결되고, 외부로부터 교류전원공급단자를 통해 인가되는 교류전원에 의해 구동되어 압축기를 구동시키는 교류전동모터; 제1타임벨트를 통해 서브엔진과 교류전동모터에 동시에 연결되고, 교류전동모터 또는 서브엔진 중의 어느 하나로부터 인가되는 구동력에 의해 동작하는 압축기; 압축기를 교류전동모터를 통해 동작시킬 경우 AC단자가 온절환되고, 압축기를 서브엔진을 통해 동작시킬 경우에는 DC단자를 온절환시키는 AC/DC 선택스위치부; 그리고 압축기를 교류전동모터를 통해 동작시킬 경우 교류전원공급단자를 외부전원에 연결시킨 상태에서 AC단자를 온절환시킨 후 시동단자를 선택한 후 놓음으로써 교류전동모터를 통해 압축기를 동작시키는 운전모드로 절환시키는 키이스위치부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Figure R2020070015068
압축기, AC/DC선택스위치부, 모드선택스위치부

Description

차량의 교류전원 겸용 냉방시스템{ VEHICLE COOLING SYSTEM FOR OPERATING WITH ALTERNATIVE POWER SOURCE}
본 고안은 차량의 교류전원 겸용 냉방시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 운행시에는 통상의 방식인 엔진으로부터 인가되는 동력을 이용하여 냉방시스템을 가동시키고 차량의 장시간 정차시에는 차량의 시동을 끈 엔진정지상태에서 차량 외부로부터 공급되는 교류전원(AC전원)을 이용하여 냉방시스템을 가동할 수 있도록 한 차량의 교류전원 겸용 냉방시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 냉각 사이클(Cooling cycle)을 이용하는 냉방시스템은 압축기에서 고온, 고압으로 압축된 냉매를 응축기(Condenser)에서 주변 공기와 열교환하여 액화시키고, 이 액상 냉매를 팽창밸브에 의해 저온으로 변화시킨 후 증발기에서 내기와의 열교환을 통해 기화시킴으로써 공기를 냉각하게 된다. 이러한 에어컨은 건물, 차량 등의 실내를 냉방하기 위해 사용되는데, 버스의 경우 냉각할 공간이 상당히 크기 때문에 승용차들과는 달리 대형의 냉방시스템이 채용되고, 그 구동도 전용의 서브엔진을 설치하여 구동시키고 있다.
이러한 차량의 냉방시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 냉매가스를 고압으로 압축시키는 압축기(1), 고압의 냉매가스를 저압의 액체상태로 응축시키는 응축기(2), 저압의 액체상태로 응축된 냉매를 팽창시켜 냉매를 기화시킴과 동시에 냉매의 온도를 급격히 낮추는 팽창밸브(3), 저온의 가스냉매를 열교환시켜 주변의 공기를 낮추는 증발기(4)를 배관(5)으로 연결하여 구성되고, 냉매는 상기 압축기(1), 응축기(2), 팽창밸브(3) 및 증발기(4)를 순차적으로 반복하여 순환하면서 증발기(4)의 주변에 찬 공기를 지속적으로 발생하게 되며, 이와 같이 발생한 찬 공기를 차량의 내부로 공급함으로써 차내의 냉방이 이루어지도록 되어 있다.
이때, 압축기(1)의 구동원은 차량의 엔진 동력을 이용하고 있으며, 증발기(4)의 수는 차량의 종류에 따라 다르게 구비되는 것으로, 예를 들면 소형차량인 경우에는 통상 1개가 구비되어 있고, 대형버스인 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이 1개 이상의 증발기(4)를 병렬로 구비하여 사용하고 있다.
그러나, 이러한 차량의 냉방시스템은 압축기(1)를 엔진 동력으로 구동시키도록 된 것이므로, 차량의 시동을 걸어 메인엔진과 서브엔진이 구동되어야만 가동시킬 수 있다. 따라서 전경버스 또는 헌혈버스 등의 차량을 장시간 정차시키는 경우, 시동을 끄게 되면 냉방시스템이 가동되지 않아 차내의 냉방이 이루어지지 않게 되므로, 엔진을 작동시킨 상태에서 장시간 정차하였던 것으로, 이로 인해 연료낭비는 물론, 엔진구동으로 인해 주변에 소음을 유발하고, 배기가스에 의해 대기를 오염시키는 문제가 있다.
본 고안은, 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 차량의 운행시에는 통상의 방식으로 엔진으로부터 인가되는 동력을 이용하여 압축기를 구동시켜 냉방시스템을 가동하고, 차량의 장시간 정차시에는 차량의 시동을 끈 상태에서 차량 외부로부터 공급되는 교류전원(AC전원)으로 압축기를 구동시켜 냉방시스템을 가동시킬 수 있게 함으로써 차량의 장시간 정차시 엔진을 공회전시키지 않음으로써 연료의 소비를 방지할 수 있고, 엔진소음 및 배기가스에 의한 대기오염의 발생을 방지할 수 있는 차량의 교류전원 겸용 냉방시스템을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 차량의 서브엔진으로부터 인가되는 동력에 의해 동작하는 압축기와 차량의 교류발전기(Alternator)로부터 인가되는 교류전원에 의해 구동되는 증발기, 팽창밸브 및 응축기로 이루어지는 차량의 냉방시스템에 있어서, 차량의 압축기에 근접한 위치에 설치되어 압축기와 타임벨트를 통해 연결되고, 교류전원공급단자를 통해 외부로부터 교류전원이 인가되면 구동되어 압축기를 구동시키는 교류전동모터; AC단자와 DC단자로 이루어지고, 교류전동모터를 이용하여 냉방시스템을 구동시킬 경우에는 AC단자를 온절환시키고, 차량의 메인엔진에 의한 서브엔진을 이용하여 냉방시스템을 구동시킬 경우에는 DC단자를 온절환시키는 AC/DC선택스위치부; 그리고 제1타임벨트를 통해 서브엔진과 연결되고 제2타임벨트를 통해 교류전동모터에 연결되며, 교류전동모터 또는 서브엔진 중의 어느 하나로부터 인가되는 구동력에 의해 동작을 하는 압축기로 이루어지며, 키이스위치부는 AC/DC선택스위치부의 AC단자를 통해 교류전동모터를 구동시키는 모터구동부에 연결되고, DC단자를 통해 메인엔진을 구동시키는 엔진구동부에 연결되므로 AC단자가 온절환된 상태에서 키이스위치부가 시동조작을 하여도 엔진구동부는 동작을 하지 않고, DC단자가 온절환된 상태에서 키이스위치부가 시동조작을 하면 엔진구동부가 동작을 하는 것을 특징으로 하는 차량의 교류전원 겸용 냉방시스템을 제공한다.
또한 본 고안은 키이스위치부가 차량의 일측에 설치되는 콘트롤판넬에 구비되고, 콘트롤판넬에는 키이스위치부와 함께 냉방시스템의 동작모드를 선택하는 모드선택스위치부와 온도를 선택하는 온도조절단자가 구비되며, 키이스위치부, 모드선택스위치부 및 온도조절단자를 통해 선택된 냉방시스템의 동작모드를 운전자가 실시간으로 확인할 수 있도록 경보표시부, AC/DC선택표시부, 모드선택표시부 등이 구비되는 것을 특징으로 하는 차량의 교류전원 겸용 냉방시스템을 제공한다.
또한, 본 고안은 압축기에 서브엔진과 교류전동모터를 연결시키는 제1타임벨트와 제2타임벨트는 원심클러치방식을 채택하여 상호 연결시킴으로써 제1타임벨트와 함께 서브엔진이 고속회전하게 되면 교류전동모터를 압축기에 연결시키는 제2타임벨트가 원심클러치의 원리에 의해 압축기와 분리됨으로써 교류전동모터는 서브엔진이 구동시 교류전동모터는 압축기로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 차량의 교류전원 겸용 냉방시스템을 제공한다.
또한 본 고안은 압축기를 교류전동모터를 통해 동작시킬 경우 교류전원공급단자로부터 외부로부터 인가되는 교류전원은 차량배터리에 교류전원이 인가되어 충전되므로 차량배터리로부터 인가되는 전원에 의해 팽창밸브, 증발기 및 응축기가 원활하게 구동하게 되는 것을 특징으로 하는 차량의 교류전원 겸용 냉방시스템을 제공한다.
본 고안에 따른 차량의 교류전원 겸용 냉방시스템에 의하면, 운전자가 차량을 장시간 주차하면서 냉방시스템을 구동시킬 경우에 교류전원공급단자를 외부전원공급부에 접속시키고, 차량의 콘트롤판넬에 있는 AC/DC선택스위치부는 AC단자를 온절환시킨다. 상기 AC단자가 온절환된 상태에서 키이스위치부를 시동단자에 위치시킨 후 놓게 되면 운전단자가 선택되면서 압축기를 교류전동모터를 통해 동작시키는 운전모드가 되어 교류전동모터가 동작을 하게 된다. 상기 교류전동모터가 동작을 하게 되면 교류전동모터에 제2타임벨트를 통해 연결된 압축기가 동작하면서 냉방시스템이 구동을 하게 된다. 이때, 냉방시스템을 구성하는 팽창밸브, 응축기 및 증발기 등은 키이스위치부가 운전단자에 위치하게 되면서 교류전원공급단자를 통해 인가되는 교류전원이 인가되어 구동을 하게 되므로 차량의 냉방시스템은 엔진의 구동없이 원활하게 구동을 하게 된다.
이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 고안에 따른 차량의 교류전원 겸용 냉방시스템을 구동시키는 회로도이고, 도 3은 본 고안에 따른 차량의 운전석 전방에 설치되는 콘트롤판넬을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3을 통해 설명하면, 차량의 냉방시스템(500)은 차량의 서브엔진(도시 안됨)으로부터 인가되는 동력에 의해 동작하는 압축기와 차량의 교류발전기(Alternator)(도시 안됨)로부터 인가되는 교류전원에 의해 구동되는 증발기, 팽창밸브 및 응축기로 이루어진다.
차량에 구비된 서브엔진의 동력으로 구동하여 냉매가스를 고압으로 압축시키는 압축기에는 제1타임벨트(도시 안됨)를 통해 서브엔진이 연결되고, 제2타임벨트(도시 안됨)를 통해 교류전동모터(400)가 서브엔진과 함께 연결된다.
상기 압축기는 각각의 제1타임벨트와 제2타임벨트를 통해 서브엔진과 교류전동모터(400)에 연결되고, 상기 압축기측에 연결되는 제1타임벨트와 제2타임벨트는 각각 원심클러치방식이 적용되어 장착된다. 상기 서브엔진 또는 교류전동모터(400)를 압축기에 연결시키는 제1타임벨트의 연결부위가 고속으로 회전하게 되면 원심클러치방식에 의해 제2타임벨트의 연결부위가 압축기(510)로부터 분리되어 압축기로부터 교류전동모터(400)가 분리된다. 상기 압축기가 제2타임벨트에 결합되어 교류전동모터(400)에 의해 압축기가 회전동작을 하게 되면 제1타임벨트는 압축기로부터 분리되어 서브모터와 압축기는 분리된 상태를 유지하게 된다.
상기 교류전동모터(400)는 차량의 일측에 설치되어 압축기와 제2타임벨트를 통해 연결되고, 상기 교류전동모터(400)는 외부로부터 교류전원공급단자(300)를 통 해 인가되는 교류전원에 의해 구동되어 압축기를 동작시키게 된다. 상기 교류전원공급단자(300)는 외부전원공급부(도시 안됨)에 콘센트결합됨으로써 차량의 교류전동모터(400)에 교류전원을 공급하게 된다.
상기 제1타임벨트 및 제2타임벨트를 통해 서브엔진과 교류전동모터(400)에 동시에 연결되는 압축기는 교류전동모터(400) 또는 서브엔진 중의 어느 하나로부터 인가되는 구동력에 의해 동작하게 되어 냉방시스템(500)을 구동하게 된다.
상기 교류전동모터(400)는 모터구동부(410)를 통해 AC/DC선택스위치부(100)의 AC단자(120)에 연결되고, 서브엔진을 구동시키는 메인엔진(도시 안됨)은 엔진구동부(600)를 통해 AC/DC선택스위치부(100)의 DC단자(110)에 연결된다.
상기냉방시스템(500)을 구성하는 증발기, 팽창밸브 및 응축기 등은 차량배터리(610) 및 모터구동부(410)에 연결되어 차량배터리(610) 및 모터구동부(410)로부터 인가되는 교류전원에 의해 동작을 하게 된다.
차량의 일측, 즉, 운전자가 조작하기 쉬운 위치에는 콘트롤판넬(800)이 설치된다. 상기 콘트롤판넬(800)에는 교류전원을 이용하여 차량의 냉방시스템(500)을 구동시킬 경우에 사용하는 키이스위치부(200)가 구비된다. 상기 키이스위치부(200)는 키이가 삽입되는 키이홀(도시 안됨)이 구비되고, 상기 키이홀의 주변에는 정지단자(210), 운전단자(220), 시동단자(230) 및 예열단자(240)가 구비된다.
또한, 상기 콘트롤판넬(800)에는 냉방시스템(500)의 동작모드를 선택하는 모드선택스위치부(700)와 온도를 선택하는 온도조절단자(750)가 구비되며, 상기 키이스위치부(200), 모드선택스위치부(700) 및 온도조절단자(750)를 통해 선택된 냉방 시스템의 동작모드를 운전자에게 알리는 경보표시부(760), AC/DC선택표시부(130), 모드선택표시부(770) 등이 구비된다.
상기 콘트롤판넬(800)에 구비되는 모드선택스위치부(700)는 사용자에 의한 회전동작을 통해 선택되는 환기모드단자(710), 약냉모드단자(720), 강냉모드단자(730) 및 자동모드단자(740)로 이루어지고, 온도를 선택하는 온도조절단자(750)는 회전동작을 통해 원하는 온도를 선택하게 되며, 고저압, 수온, 유압 등의 경보를 운전자에게 알리는 경보음발생부(780)가 콘트롤판넬(800)의 일측에 구비된다.
상기 콘트롤판넬(800)의 일측에는 AC/DC선택스위치부(100)가 구비되고, 상기 AC/DC선택스위치부(100)는 AC단자(120)와 DC단자(110)로 이루어 진다. 상기 냉방시스템을 외부로부터 인가되는 교류전원을 이용하여 동작시킬 경우에는 AC/DC선택스위치부(100)를 구성하는 AC단자(120)를 온절환시키게 되고, 차량의 서브엔진(600)을 이용하여 냉방시스템(500)을 구동시킬 경우에는 AC/DC선택스위치부(100)의 DC단자(110)를 온절환시키게 된다.
사용자는 교류전동모터(400)를 통해 냉방시스템(500)을 구동시킬 경우에는 우선적으로 교류전원공급단자(300)을 교류전원을 공급하는 외부전원공급부에 콘센트결합시킨다. 상기 교류전원공급단자(300)가 외부전원공급부에 결합된 후 AC/DC선택스위치부(100)를 구성하는 AC단자(120)를 온절환시킨다. 상기 AC단자(120)가 온절환된 상태에서 키이스위치부(200)를 이루는 키이홀에 키이를 삽입한 후 키이홀의 주변에 구비된 시동단자(230)를 선택하게 된다. 상기 키이를 회전시켜 시동단자(230)를 선택한 후 놓으면 운전단자(220)로 키이가 위치되면서 교류전동모 터(400)를 통해 압축기(510)를 구동시키는 운전모드로 절환된다.
상기 키이스위치부(200)가 운전모드가 되면 모터구동부(410)가 동작을 하여 교류전원공급단자(300)를 통해 외부로부터 인가되는 교류전원이 교류전동모터(400)에 인가되므로 교류전동모터(400)가 회전동작을 하게 된다. 상기 교류전동모터(400)가 회전동작을 하게 되면 제2타임벨트를 통해 연결된 압축기가 동작을 하여 냉방시스템(500)이 구동을 하게 된다.
이때 키이가 시동단자(230)에 위치되어도 DC단자(110)가 오프상태이므로 엔진구동부(600)는 동작을 하지 않게 된다.
상기 키이스위치부(200)가 운전모드로 절환되면 교류전원공급단자(300)를 통해 외부로부터 인가되는 교류전원이 차량배터리(610)를 충진시키면서 팽창밸브(540), 응축기(530) 및 증발기(520)에 교류전원이 인가되어 냉방시스템(500)이 교류전원에 의해 원활하게 구동하게 된다.
상기 냉방시스템이 외부로부터 인가되는 교류전원에 의해 압축기 및 증발기 등이 동작을 하게 되므로 차량으로부터 소음이 발생하지 않고 연료가 소비되지 않게 되어 대기 오염을 방지하면서 연료비용을 감소시킬 수 있게 된다.
차량의 냉방시스템을 외부로부터 인가되는 교류전원을 이용하지 않고 차량의 서브엔진을 이용하여 구동시킬 경우에는 키이스위치부(200)의 키이를 회전시켜 정지단자(210)를 선택함으로써 모터구동부(410)가 오프상태로 절환되어 교류전원이 교류전동모터(400) 및 냉방시스템(500)의 응축기 등에 인가되지 않게 된다.
상기 키이스위치부(200)를 정지단자(210)에 위치시켜 모터구동부(410)를 오 프상태로 절환시킨 후 AC/DC선택스위치부(100)를 이루는 AC단자(120)를 오프시키면서 DC단자(110)를 온절환시키게 된다. 상기 AC/DC선택스위치부(100)의 DC단자(110)를 온절환시킨 상태에서 키이스위치부(200)를 시동단자(230)를 온절환시키면 DC단자(110)를 통해 엔진구동부(600)가 온절환되어 메인엔진이구동을 한다. 상기 메인엔진이 구동되면서 서브엔진이 구동되므로 서브엔진에 제1타임벨트를 통해 연결된 압축기가 구동을 하여 냉방스시템(500)이 엔진에 의해 구동을 하게 된다.
본 고안은 지금까지 설명된 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 본 고안의 기술적 사상과 실용신안등록청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경 및 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시 예들은 본 고안의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 일반적인 차량의 냉방시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 고안에 따른 차량의 교류전원 겸용 냉방시스템을 구동시키는 회로도이다.
도 3은 본 고안에 따른 차량의 교류전원 겸용 냉방시스템을 구동시키는 블록도이다.
도 4는 본 고안에 따른 차량의 운전석 전방에 설치되는 콘트롤판넬을 개략적으로 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : AC/DC선택스위치부 200 : 키이스위치부
300 : 교류전원공급단자 400 : 교류전동모터
500 : 냉방시스템 600 : 엔진구동부
700 : 모드선택스위치부 800 : 콘트롤판넬

Claims (4)

  1. 차량의 서브엔진으로부터 인가되는 동력에 의해 동작하는 압축기와 차량의 교류발전기(Alternator)로부터 인가되는 교류전원에 의해 구동되는 증발기, 팽창밸브 및 응축기로 이루어지는 차량의 냉방시스템에 있어서, 차량의 압축기에 근접한 위치에 설치되어 압축기와 타임벨트를 통해 연결되고, 교류전원공급단자를 통해 외부로부터 교류전원이 인가되면 구동되어 압축기를 구동시키는 교류전동모터; AC단자와 DC단자로 이루어지고, 교류전동모터를 이용하여 냉방시스템을 구동시킬 경우에는 AC단자를 온절환시키고, 차량의 메인엔진에 의한 서브엔진을 이용하여 냉방시스템을 구동시킬 경우에는 DC단자를 온절환시키는 AC/DC선택스위치부; 그리고 제1타임벨트를 통해 서브엔진과 연결되고 제2타임벨트를 통해 교류전동모터에 연결되며, 교류전동모터 또는 서브엔진 중의 어느 하나로부터 인가되는 구동력에 의해 동작을 하는 압축기로 이루어지며, 키이스위치부는 AC/DC선택스위치부의 AC단자를 통해 교류전동모터를 구동시키는 모터구동부에 연결되고, DC단자를 통해 메인엔진을 구동시키는 엔진구동부에 연결되므로 AC단자가 온절환된 상태에서 키이스위치부가 시동조작을 하여도 엔진구동부는 동작을 하지 않고, DC단자가 온절환된 상태에서 키이스위치부가 시동조작을 하면 엔진구동부가 동작을 하는 것을 특징으로 하는 차량의 교류전원 겸용 냉방시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 키이스위치부가 차량의 일측에 설치되는 콘트롤판넬에 구 비되고, 콘트롤판넬에는 키이스위치부와 함께 냉방시스템의 동작모드를 선택하는 모드선택스위치부와 온도를 선택하는 온도조절단자가 구비되며, 키이스위치부, 모드선택스위치부 및 온도조절단자를 통해 선택된 냉방시스템의 동작모드를 운전자가 실시간으로 확인할 수 있도록 경보표시부, AC/DC선택표시부, 모드선택표시부 등이 구비되는 것을 특징으로 하는 차량의 교류전원 겸용 냉방시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 압축기에 서브엔진과 교류전동모터를 연결시키는 제1타임벨트와 제2타임벨트는 원심클러치방식을 채택하여 상호 연결시킴으로써 제1타임벨트와 함께 서브엔진이 고속회전하게 되면 교류전동모터를 압축기에 연결시키는 제2타임벨트가 원심클러치의 원리에 의해 압축기와 분리됨으로써 교류전동모터는 서브엔진이 구동시 교류전동모터는 압축기로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 차량의 교류전원 겸용 냉방시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 압축기를 교류전동모터를 통해 동작시킬 경우 교류전원공급단자로부터 외부로부터 인가되는 교류전원은 차량배터리에 교류전원이 인가되어 충전되므로 차량배터리로부터 인가되는 전원에 의해 팽창밸브, 증발기 및 응축기가 원활하게 구동하게 되는 것을 특징으로 하는 차량의 교류전원 겸용 냉방시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101695475B1 (ko) * 2016-11-21 2017-01-26 하이코주식회사 차량용 전원 공급 장치

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