KR20120075676A

KR20120075676A - 유압구동식 냉방장치

Info

Publication number: KR20120075676A
Application number: KR1020100137433A
Authority: KR
Inventors: 이상석
Original assignee: 갑을오토텍(주)
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2010-12-29
Publication date: 2012-07-09
Also published as: KR101302836B1

Abstract

본 발명은 작동유의 압력손실을 저감시킨 유압구동식 냉방장치를 개시한다.
본 발명은 유압라인을 통해 공급되는 작동유에 의해 회전력을 발생시키는 냉방기 구동모터와 상기 냉방기 구동모터에서 동력을 전달받아 작동되는 압축기로 이루어진 유압구동식 냉방장치에 있어서, 상기 유압라인에는 유체의 흐름을 제어하는 솔레노이드밸브가 장착되고, 상기 솔레노이드밸브에서 분기되는 제1분기라인에 유량제어밸브가 장착되고, 상기 솔레노이드밸브에서 분기되는 제2분기라인에 오리피스가 장착되어, 상기 냉방기 구동모터에 공급되는 작동유가 상기 유량제어밸브와 상기 오리피스 중 어느 하나를 선택적으로 통과하는 구조로 구성됨으로써, 작동유의 압력손실이 저감될 수 있도록 한 것이다.

Description

유압구동식 냉방장치{THE HYDRAULIC DRIVEN AIR-CONDITIONER}

본 발명은 유압구동식 냉방장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유압손실을 저감하여 냉방효율이 향상될 수 있도록 하는 유압구동식 냉방장치에 관한 것이다.

일반적으로 전차와 같은 군용장비의 냉방 구동방식은 엔진구동 공기팽창식 냉방장치, 전기모타구동 증기압축식 냉방장치, 엔진축구동 증기압축식 냉방장치 등으로 각국의 전차 용도에 맞게 사용하고 있다.

이러한 냉방 구동방식 중에서 엔진구동형 공기팽창식 냉방장치는 미국 M1A1의 전차에 사용되는 것으로, 압축기가 내장된 가스터빈 엔진이나, 디젤엔진 배기라인의 터보차져로부터 발생된 고온 고압의추출 공기는 공기를 냉매로 하는 환경제어장치로 이송되어 5~48℃의 온도범위내에서 승무원에 의해 선택된 온도범위로 승무원실에 공급되어 냉방을 하는 것이다.

그리고 전기모터 구동형 증기압축식 냉방장치는, 프랑스의 레크레르크(LECLERC) 전차에 사용되는 것으로 차량 발전기로부터 발생되는 전력을 이용한 전기모터구동력으로 압축기를 작동하여 냉방기를 가동하도록 되어 있으며, 엔진축구동형 증기압축식 냉방장치는, 영국의 챌린저 전차에 사용되는 것으로 냉방기 구동용으로 별도의 소형엔진을 장착하여 엔진축 구동력으로 압축기를 작동하여 냉방기를 가동하도록 구성되어 있다.

상기와 같은 냉방장치는 압축기를 구동하기 위하여 별도의 구동 동력원이 필요로 하나 유압구동식 냉방장치는 주유압펌프를 동력원으로 사용하므로 별도의 구동 동력원을 필요로 하지 않는 특징을 갖는다.

이러한 종래구조의 유압구동식 냉방장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 전차의 포나 포탑을 구동할 수 있도록 주유압펌프(2)로부터 공급되는 주압력은, 냉방장치를 구동시키기 위하여 스위치를 온시키게되면, 동시에 솔레노이드밸브(4)가 작동되어 공급되는 유압은 관로를 따라 공급되어 냉방기 구동모터(12)를 구동시킨다. 구동모터(12)는 유압모터로 이루어진다.

상기 냉방기 구동모터(12)는 벨트나 체인 등에 의해 압축기(20)와 연결되어 구동력을 전달하는 구조로 이루어져, 냉방기 구동모터(12)에 의해 냉방장치의 압축기(20)를 구동시키게 되므로 냉방기 구동모터(12)에 의해 압축기(20), 응축기(22), 증발기(24) 및 팽창밸브(26)로 이루어진 냉방장치를 작동시키므로 전차 내부의 냉방이 실시된다.

냉방장치가 가동되는 도중에 포나 포탑이 구동되어지면, 주유압펌프(2)에서 공급되는 작동유는 포나 포탑 관로(16) 측으로 공급됨과 동시에, 포나 포탑 구동 선행제어밸브(6)에 의해 감지된 압력이 설정한 압력값에 도달하게 되면 주유압펌프(2)에서 냉방기 구동모터(12)로 공급되는 유압유를 차단시킨다.

그러므로 포나 포탑 구동에 소요되는 압력에 따라 작동되는 포나 포탑 구동 선행제어밸브(6)에 의해 냉방장치가 서서히 작동되거나 일시 정지되어 포나 포탑의 운전시 구동 성능을 저하시키는 요소를 배제시킬 수 있다. 또한 포나 포탑 쪽으로 유압공급이 서서히 감소하면 냉동장치는 자동적으로 서서히 작동되고 냉방장치측의 공급 압력이 포나 포탑측 선행제어밸브(6)에 설정된 압력에 도달하면 냉방장치는 완전하게 재가동된다.

냉방장치가 가동 중에는 외기의 환경 조건에 따라 냉방 부하 변동이 크게 발생되는데, 냉방장치의 압축기(20)와 팬(7)의 구동에 소요되는 주유압펌프(2)의 일정 유량은 유량제어밸브(8)를 통해 조절된다.

또한 유량제어밸브(8)에 의한 압력강하 등에 의해 온도가 상승되는 작동유의 열을 발산할 수 있도록 주유압펌프(2)와 냉방기 구동모터(12) 사이에는 오일쿨러(10)가 설치된다. 오일쿨러(10)와 응축기(22)가 설치된 사이에는, 냉방기 구동모터(12)의 팬(7)을 설치하므로, 팬(7)의 회전에 의해 냉방기 구동모터(12)에 사용되는 작동유 및 냉방장치에서 상승되는 냉매온도를 동시에 낮출 수 있다.

그러나, 이러한 종래 구조의 유압구동식 냉방장치는 유량제어밸브(8)를 작동유가 통과하면서 발생되는 저항에 의해 압력강하가 발생되고, 그에 따른 압력손실이 발생되는 문제점이 있다.

상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 유압구동식 냉방장치의 유량제어밸브에서 발생되는 압력손실이 줄여 효율이 향상된 유압구동식 냉방장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 외부 온도조건에 따라 유량제어밸브를 통과하지 않고 오리피스를 통과하도록 함으로써 효율이 향상된 유압구동식 냉방장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 유압구동식 냉방장치는 유압라인을 통해 공급되는 작동유에 의해 회전력을 발생시키는 냉방기 구동모터와 상기 냉방기 구동모터에서 동력을 전달받아 작동되는 압축기로 이루어진 유압구동식 냉방장치에 있어서, 상기 유압라인에는 유체의 흐름을 제어하는 솔레노이드밸브가 장착되고, 상기 솔레노이드밸브에서 분기되는 제1분기라인에 유량제어밸브가 장착되고, 상기 솔레노이드밸브에서 분기되는 제2분기라인에 오리피스가 장착되어, 상기 냉방기 구동모터에 공급되는 작동유가 상기 유량제어밸브와 상기 오리피스 중 어느 하나를 선택적으로 통과한다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 오리피스를 지난 상기 제2분기라인은 상기 유량제어밸브를 지난 상기 제1분기라인과 연결되어 상기 냉방기 구동모터에 연결된다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 솔레노이드밸브에는 외부 온도가 설정온도 이상인 경우에는 상기 제2분기라인으로 작동유가 공급되도록 하고, 외부 온도가 설정온도 이하인 경우에는 상기 제1분기라인으로 작동유가 공급되도록 상기 솔레노이드밸브의 작동신호를 발생시키는 제어부가 연결된다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 제어부에는 외부온도를 감지하여 상기 제어부에 전송하는 외부 온도센서가 연결된다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 설정온도는 30~35℃ 이다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 유압라인에는 상기 솔레노이드밸브, 상기 유량제어밸브 및 상기 오리피스가 장착되고, 상기 솔레노이드밸브, 상기 유량제어밸브 및 상기 오리피스에 작동유가 공급될 수 있도록 상기 유압라인, 상기 제1분기라인 및 상기 제2분기라인이 형성된 매니폴드가 구비된다.

이와 같이 본 발명에 의한 유압구동식 냉방장치는 외부조건에 따라 작동유가 유량제어밸브를 통과하거나 오리피스를 선택적으로 통과할 수 있도록 하여 작동유 흐름에 대한 저항을 감소시켜 동력손실을 저감하는 효과가 있다.

또한 본 발명은 외기온도가 설정온도 이상인 경우에는 작동유가 유량제어밸브를 흐르지 않고, 간단한 구조로 이루어진 오리피스를 통과하도록 하여 압력손실을 저감하는 효과가 있다.

도 1은 종래 구조의 유압구동식 냉방장치의 동력 공급 및 제어 구성도,
도 2는 종래 구조의 유압구동식 냉방장치를 도시한 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예인 유압구동식 냉방장치의 동력 공급 및 제어 구성도,
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예인 유압구동식 냉방장치의 매니폴드를 도시한 평면도.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예인 유압구동식 냉방장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같고, 종래 구조와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 도 1 및 도 2를 인용한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예인 유압구동식 냉방장치의 동력 공급 및 제어 구성도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예인 유압구동식 냉방장치의 매니폴드를 도시한 평면도로서, 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 일 실시예인 유압구동식 냉방장치는 유압라인을 통해 공급되는 작동유에 의해 회전력을 발생시키는 냉방기 구동모터(12)와, 냉방기 구동모터(12)와 벨트 나 체인 등으로 연결되어 회전력을 전달받아 작동되며 냉매를 압축하는 압축기(20)로 이루어진다. 또한 냉방기 구동모터(12)에 연결되기 전의 유압라인(101)에는 매니폴드(110)가 장착된다.

상기 매니폴드(110)에는 솔레노이드밸브(111), 유량제어밸브(8) 및 오리피스(114)가 장착된다. 오리피스(114)는 별도의 부품으로 장착되는 구조로 구성될 수도 있으나, 매니폴드(110) 내부에 가공된 구조로 이루어질 수도 있다. 또한 매니폴드(110)의 내부에는 유압라인(101)과 연결되는 유압라인이 구비된다.

매니폴드(110)의 일측에 연결된 유압라인(101)은 솔레노이드밸브(111)에 연결되고, 솔레노이드밸브(111)에는 제1분기라인(112)과 제2분기라인(113)이 분기된다. 제1분기라인(112)에는 유량제어밸브(8)가 연결되고, 제2분기라인(113)에는 오리피스(114)가 연결된다. 유량제어밸브(8)를 지난 제1분기라인(112)은 오리피스(114)를 지난 제2분기라인(113)과 연통되고, 제1분기라인(112)과 제2분기라인(113)이 연통된 유압라인은 냉방기 구동모터(12)에 연결된다.

전차의 외부에는 외부온도를 감지하는 온도센서(121)가 장착되고, 온도센서(121)에서 감지된 온도정보는 제어부(120)에 전송된다. 제어부(120)는 전송된 온도가 설정온도 이상인지 이하인지에 따라 솔레노이드밸브(111)를 작동시켜 유압라인(101)에서 유입된 작동유를 제1분기라인(112)나 제2분기라인(113) 중 어느 하나로 선택적으로 안내한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 일 실시예인 유압구동식 냉방장치가 작동되는 과정을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

전차의 외부에 설치된 온도센서(121)에서 감지된 외부온도가 설정온도 이상인 경우, 이때 설정온도는 30~35℃ 범위는 갖는 수치로서, 바람직하게는 32℃로 이루어지지만, 주변 환경(습도, 기압)에 따라서 사용자가 설정온도를 조정할 수 있다. 온도센서(121)에서 감지된 설정온도 이상의 온도를 전달받은 제어부(120)는 솔레노이드밸브(111)를 작동시켜 유압라인(101)을 통해 유입된 작동유가 제2분기라인(113)으로 안내되도록 한다. 제2분기라인(113)에 안내된 작동유는 오리피스(114)를 거친 후 냉방기 구동모터(12)로 공급된다. 냉방기 구동모터(12)는 유입된 작동유에 의해 회전력을 발생시킨다.

온도센서(121)에서 감지된 외부온도가 설정온도 이하인 경우에는, 온도센서(121)에서 설정온도 이하의 온도를 전달받은 제어부(120)는 솔레노이드밸브(111)를 작동시켜 유압라인(101)을 통해 유입된 작동유가 제1분기라인(112)으로 안내되도록 한다. 제1분기라인(112)에 안내된 작동유는 유량제어밸브(8)를 거친 후 냉방기 구동모터(12)로 공급된다. 냉방기 구동모터(12)는 공급된 작동유에 의해 회전력을 발생시킨다.

이와 같이 본 발명에 의한 유압구동식 냉방장치는 외부온도가 설정온도 이하인 경우에는 솔레노이드밸브(111)를 작동시켜 작동유가 제1분기라인(112)을 통해 유량제어밸브(8)를 거친 후, 냉방기 구동모터(12)로 공급되지만, 외부온도가 설정온도 이상인 경우에는 솔레노이드밸브(111)를 작동시켜 작동유가 제2분기라인(113)을 통해 유량제어밸브(8)보다 작동유 흐름에 대한 저항값이 적은 오리피스(114)를 거친 후, 냉방기 구동모터(12)로 공급되도록 함으로써, 압력손실이 저하되는 것이다. 즉, 작동유가 통과하면서 유량제어밸브(8) 보다 압력손실이 적은 기구적 특징을 갖는 오리피스(114)가 사용되므로 작동유의 흐름을 방해하는 저항이 감소되어 압력손실이 저감되고, 그에 따라 유압장치에 있어 효율이 증가되는 것이다. 유압장치의 효율이 증가되면, 냉방기 구동모터(12)로부터 회전력을 전달받아 회전하는 압축기(20)로 작동되는 냉방장치의 효율도 증가되는 것이다.

외부 온도가 설정온도 보다 높은 경우 작동유가 유량제어밸브(8)보다 압력손실이 적은 오리피스를 통과하도록 함으로써, 유체의 흐름을 방해하는 저항값이 감소된 만큼 유압장치의 효율이 증가되는 것이다.

또한, 솔레노이드밸브(111), 유량제어밸브(8) 및 오리피스(114)가 매니폴드(110)에 설치되고, 각각의 기기에 작동유가 공급될 수 있도록 연결되는 유압라인(101), 제1분기라인(112) 및 제2분기라인(113)이 매니폴드(110)에 일체로 형성된 구조로 이루어져 유압손실이 저감되고, 소형화도 가능하다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

8 : 유량제어밸브 12 : 냉방기 구동모터
101 : 유압라인 110 : 매니폴드
111 : 솔레노이드밸브 112 : 제1분기라인
113 : 제2분기라인 114 : 오리피스
120 : 제어부 121 : 온도센서

Claims

유압라인을 통해 공급되는 작동유에 의해 회전력을 발생시키는 냉방기 구동모터와 상기 냉방기 구동모터에서 동력을 전달받아 작동되는 압축기로 이루어진 유압구동식 냉방장치에 있어서,
상기 유압라인에는 유체의 흐름을 제어하는 솔레노이드밸브가 장착되고,
상기 솔레노이드밸브에서 분기되는 제1분기라인에는 유량제어밸브가 장착되고,
상기 솔레노이드밸브에서 분기되는 제2분기라인에는 오리피스가 장착되어,
상기 냉방기 구동모터에 공급되는 작동유가 상기 유량제어밸브와 상기 오리피스 중 어느 하나를 선택적으로 통과하는 것을 특징으로 하는 유압구동식 냉방장치.
제 1항에 있어서,
상기 오리피스를 지난 상기 제2분기라인은 상기 유량제어밸브를 지난 상기 제1분기라인과 연결되어 상기 냉방기 구동모터에 연결되는 것을 특징으로 하는 유압구동식 냉방장치.
제 1항에 있어서, 상기 솔레노이드밸브에는
외부 온도가 설정온도 이상인 경우에는 상기 제2분기라인으로 작동유가 공급되도록 하고, 외부 온도가 설정온도 이하인 경우에는 상기 제1분기라인으로 작동유가 공급되도록 상기 솔레노이드밸브의 작동신호를 발생시키는 제어부가 연결되는 것을 특징으로 하는 유압구동식 냉방장치.
제 3항에 있어서, 상기 제어부에는
외부온도를 감지하여 상기 제어부에 전송하는 외부 온도센서가 연결되는 것을 특징으로 하는 유압구동식 냉방장치.
제 3항에 있어서, 상기 설정온도는 30~35℃ 인 것을 특징으로 하는 유압구동식 냉방장치.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유압라인에는
상기 솔레노이드밸브, 상기 유량제어밸브 및 상기 오리피스가 장착되고, 상기 솔레노이드밸브, 상기 유량제어밸브 및 상기 오리피스에 작동유가 공급될 수 있도록 상기 유압라인, 상기 제1분기라인 및 상기 제2분기라인이 형성된 매니폴드가 구비되는 것을 특징으로 하는 유압구동식 냉방장치.