KR20130116333A - 자동차 - Google Patents

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KR20130116333A
KR20130116333A KR1020137021545A KR20137021545A KR20130116333A KR 20130116333 A KR20130116333 A KR 20130116333A KR 1020137021545 A KR1020137021545 A KR 1020137021545A KR 20137021545 A KR20137021545 A KR 20137021545A KR 20130116333 A KR20130116333 A KR 20130116333A
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heat transfer
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transfer unit
medium
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Inventor
토마스 핼퀴비스트
졸탄 카르도스
Original Assignee
스카니아 씨브이 악티에볼라그
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Abstract

자동차는 차량 프레임(2)에 대해 하강 상태와 상승 상태로 기울어질 수 있는 캡 유닛(3)과, 제1 매체의 순환을 위해 차량 프레임 상에 배치된 제1 회로(10)와, 제2 매체의 순환을 위해 캡 유닛(3) 내에 배치된 제2 회로(20)와, 상기 매체들 사이의 열전달을 위한 열전달 장치(4)를 포함한다. 상기 열전달 장치는, 상기 차량 프레임 상에 설치되며 상기 제1 매체가 관류하도록 하기 위해 상기 제1 회로에 합체된 제1 열전달 유닛(11)과, 상기 캡 유닛 상에 설치되며 상기 제2 매체가 관류하도록 하기 위해 상기 제2 회로에 합체된 제2 열전달 유닛(21)을 포함한다. 이 열전달 유닛(11, 21)들은 캡 유닛이 하강 상태에 있을 경우 서로 열전달 접촉하고 캡 유닛이 상승 상태에 있을 경우 서로 분리된다.

Description

자동차{MOTOR VEHICLE}
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 자동차에 관한 것이다.
자동차에는, 예컨대, 수계 냉각 매체에 의해 일반적으로 냉각되는 연소 엔진 또는 냉각 매체로서 오일에 의해 일반적으로 냉각되는 기어박스와 같이, 냉각이 필요한 복수의 열발생 요소들이 흔히 존재한다. 냉각 매체에 의해 흡수된 열은, 냉각 매체를 냉각시키기 위한 하나 이상의 라디에이터 요소를 포함하며 차량의 전방에 배치된 라디에이터 장치를 통해 주변으로 발산될 수 있다. 각 라디에이터 요소는 냉각 플랜지가 연결된 세장형 파이프라인을 구비하며, 냉각될 냉각 매체는 이 파이프라인으로 유도되어 파이프라인의 벽체와 냉각 플랜지를 통해 파이프라인들 사이의 공기 통로를 통과하는 주변 공기로 열을 발산하게 된다. 공기 통로를 통한 주변 공기의 냉각 흐름은 차량의 전진 운동에 의해, 그리고/또는 팬에 의해 발생된다. 냉각 매체에 의해 흡수된 열은, 냉각 매체가 열교환기를 통과하도록 유도되어 열교환기를 통과하는 공기에 열을 발산함으로써, 차량의 운전실 및/또는 탑승객실을 난방하기 위해 사용될 수도 있다. 그리고, 따뜻해진 공기는 운전실 및/또는 탑승객실로 유도된다.
또한, 현대의 자동차들은 흔히 운전실 및/또는 탑승객실을 냉방하기 위해 공조 시스템을 구비한다. 이러한 공조 시스템은 특히 증발기를 포함하며, 상기 증발기에서는 시스템의 작동 매체가 증발됨으로써 주변 공기로부터 열을 흡수한다. 그리고, 이와 같이 냉각된 공기는 운전실 및/또는 탑승객실로 유도된다. 공조 시스템은 차량의 전방에 배치될 수 있는 응축기를 더 포함하며, 상기 응축기에서는 작동 매체가 응축됨으로써 주변 공기로 열을 발산한다.
특정 대형 자동차에서, 예컨대, 특정 유형의 트랙터 유닛 및 트럭에서, 차량 프레임에 힌지식으로 연결되어 차량 프레임에 대해 하강 상태와 상승 상태로 기울어질 수 있는 캡 유닛(cab unit)에 운전실이 배치된다. 정상적인 상황은 캡 유닛이 하강 상태에 있으면서, 캡 유닛 하부에 배치된 엔진의 유지 보수 또는 수리를 위해 접근할 수 있도록 상승 상태로 전방으로 기울어질 수 있는 것이다. 기울어질 수 있는 캡 유닛을 구비한 자동차에서, 캡 공기를 가온 또는 냉각하기 위해 캡 유닛 내에 배치된 열교환기가, 차량 프레임과 캡 유닛 사이로 연장하는 가요성 호스를 통해, 공조 시스템 또는 냉각 회로의 일부를 형성하는 차량 프레임 상에 배치된 파이프에 연결되는 것은 일반적인 일이다. 이 호스들은 캡 유닛이 하강 상태에서 상승 상태로 전방으로 기울어졌을 때 캡 유닛과 차량 프레임 사이에서 연결된 상태로 유지될 수 있도록 비교적 길어야 하며, 이는 호스들이 비교적 큰 공간을 차지한다는 것을 의미한다. 또한, 이 호스들은 차량 운행중의 마모 및 파열로 인해, 그리고, 차량 프레임에 대해 캡 유닛이 기울어지는 도중에 마모 및 파열 및 좌굴에 의해, 손상될 위험이 있다.
본 발명의 목적은 기울어질 수 있는 캡과 이 캡이 설치된 자동차의 프레임 사이로 연장하는 호스가 손상되기 쉬운 전술한 바와 같은 문제점에 대한 해결책을 제안하는 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 목적은 청구항 제1항에 정의된 특징을 가진 자동차에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 자동차는,
- 제1 매체의 순환을 위해 차량 프레임 상에 배치된 제1 회로와,
- 제2 매체의 순환을 위해 차량의 기울어질 수 있는 캡 유닛 내에 배치된 제2 회로와,
- 상기 매체들 사이의 열전달을 위한 열전달 장치를 포함한다.
상기 열전달 장치는, 상기 캡 유닛을 향하도록 하여 상기 차량 프레임 상에 설치되며 상기 제1 매체가 관류하도록 하기 위해 상기 제1 회로에 합체된 제1 열전달 유닛과, 상기 차량 프레임을 향하도록 하여 상기 캡 유닛 상에 설치되며 상기 제2 매체가 관류하도록 하기 위해 상기 제2 회로에 합체된 제2 열전달 유닛을 포함한다. 이 열전달 유닛들은 캡 유닛이 하강 상태에 있을 경우 서로 열전달 접촉하고 캡 유닛이 상승 상태에 있을 경우 서로 분리되도록 배열된다.
이에 따라, 캡 유닛은, 당해 캡 유닛이 하강 상태에 있을 경우 차량 프레임 상에 설치된 순환 회로와 오직 열전달 접촉하는 독립적인 순환 회로를 구비하게 된다. 캡 유닛이 하강 상태에 있을 경우, 열전달 유닛들은 서로 열전달 접촉함으로써 열교환기를 함께 구성하게 되며, 상기 열교환기는 열교환기의 1차 회로의 역할을 하는 하나의 열전달 유닛과 열교환기의 2차 회로의 역할을 하는 다른 열전달 유닛을 구비한다. 캡 유닛이 상승 상태로 전방으로 기울어지면, 캡 유닛 상에 설치된 열전달 유닛이 캡 유닛과 함께 차량 프레임으로부터 선회함으로써 차량 프레임 상에 설치된 열전달 유닛으로부터 분리되며, 이에 따라 캡 유닛의 순환 회로와 차량 프레임 상에 배치된 순환 회로 간의 열전달 접촉을 단절하게 된다. 본 발명에 따른 해결책은 캡 유닛과 차량 프레임 사이로 연장하는 전술한 호스를 생략할 수 있도록 함으로써, 공간을 차지하고 손상되기 쉬운 캡 유닛과 차량 프레임 사이의 가요성 호스의 전술한 문제점을 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 열전달 유닛은 차량 프레임 내에 스프링 방식으로 현수되고, 그리고/또는 제2 열전달 유닛은 캡 유닛 내에 스프링 방식으로 현수된다. 이는 열전달 유닛들 사이에 만족스러운 지지력(abutment force)을 유지함과 동시에, 차량이 이동중일 때 열전달 유닛들이 차량 프레임에 대한 캡 유닛의 운동을 흡수할 수 있도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 열전달 유닛은 제2 열전달 유닛의 대응하여 프로파일링된 접촉면과 열전달 결합하도록 프로파일링된, 예컨대, 파형화된 접촉면을 갖는다. 열전달 유닛들의 공통되는 접촉면들의 프로파일링은 열전달 유닛들 사이에 비교적 큰 열전달면이 존재할 수 있도록 함과 동시에, 프로파일링은 캡 유닛이 하강 상태에 있을 때 접촉면들을 수평 방향에서 서로에 대해 제 위치에 유지하는 것을 돕는다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제2 회로에는 제2 열전달 유닛과 직렬로 캡 공기를 가온 또는 냉각하기 위한 열교환기가 합체된다. 이는 캡 유닛 내에 배치된 제2 회로 내의 매체가 열교환 장치를 통해 차량 프레임 상에 배치된 제2 회로 내의 매체로부터 열을 흡수하여 캡 공기를 가온하기 위해 상기 열교환기를 통해 이 열을 발산하거나, 열전달 장치를 통해 제1 회로 내의 매체에 의해 냉각되어 상기 열교환기를 통해 캡 공기를 냉각할 수 있도록 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제2 회로에는 제2 열전달 유닛과 직렬로, 예컨대, 캡 유닛의 지붕에 설치된 라디에이터 장치가 합체되며, 이 라디에이터 장치를 통과하는 주변 공기에 의해 제2 매체가 냉각된다. 캡 유닛 내에 배치된 제2 회로 내의 매체를 냉각함으로써, 이 라디에이터 장치는 차량 프레임 상에 배치된 제1 회로 내의 매체를 냉각하는 데 간접적으로 기여할 수 있다.
본 발명에 따른 자동차의 다른 유리한 특징들이 독립청구항들과 하기된 상세한 설명에 의해 명시되어 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 실시예에 입각하여 본 발명을 구체적으로 설명한다.
도 1은 기울어질 수 있는 캡 유닛이 하강 상태에 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 개략 측면도이다.
도 2는 캡 유닛이 상승 상태에 있는 도 1에 따른 자동차를 도시한 도면이다.
도 3a는 캡 유닛이 하강 상태에 있는 도 1 및 도 2에 따른 자동차의 일부분의 개략도이다.
도 3b는 차량의 캡 유닛이 상승 상태에 있는 도 3a와 동일한 부분들을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 대안적 실시예에 따른 자동차의 일부분의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 다른 대안적 실시예에 따른 자동차의 일부분의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 대안적 실시예에 따른 자동차의 일부분의 개략도이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차(1)를 도시하고 있다. 이 경우에서, 자동차는 트랙터 유닛이다. 자동차는 차량 프레임(2)과 운전실을 구비한 캡 유닛(3)을 포함한다. 캡 유닛(3)은 차량 프레임(2)에 힌지식으로 연결되어 있으며, 하강 상태(도 1 참조)와 상승 상태(도 2 참조)로 차량 프레임에 대해 기울어질 수 있다. 정상적인 상황에서는, 특히 차량이 운행중일 때, 캡 유닛(3)이 하강 상태에 있으면서, 캡 유닛 하부에 배치된 엔진의 유지 보수 또는 수리를 위해 접근할 수 있도록 상승 상태로 전방으로 기울어질 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 차량(1)의 일부분을 개략적으로 도시하고 있다. 도 3a 및 도 3b에서는, 도 4 내지 도 6에서와 마찬가지로, 차량 프레임(2)과 캡 유닛(3)이 점선으로 획정된 개별 박스로 각각 도시되어 있다. 제1 매체의 순환을 위한 제1 회로(10)가 차량 프레임(2) 상에 제공되고, 제2 매체의 순환을 위한 제2 회로(20)가 캡 유닛(3) 내에 제공된다. 차량(1)은 상기 매체들 사이의 열전달을 위한 열전달 장치(4)를 더 포함한다. 상기 열전달 장치는, 상기 캡 유닛(3)을 향하도록 하여 상기 차량 프레임(2) 상에 설치된 제1 열전달 유닛(11)과, 상기 차량 프레임(2)을 향하도록 하여 상기 캡 유닛(3) 상에 설치된 제2 열전달 유닛(21)을 포함한다. 제1 열전달 유닛(11)은 상기 제1 회로 내의 매체가 관류하도록 하기 위해 상기 제1 회로(10)에 합체되고, 제2 열전달 유닛(21)은 상기 제2 회로 내의 매체가 관류하도록 하기 위해 상기 제2 회로(20)에 합체된다. 이 열전달 유닛(11, 21)들은 도 3a에 도시된 바와 같이 캡 유닛(3)이 하강 상태에 있을 경우 서로 열전달 접촉하고 도 3b에 도시된 바와 같이 캡 유닛(3)이 상승 상태에 있을 경우 서로 분리되도록 배열된다. 캡 유닛이 기울어질 때, 제2 열전달 유닛(21)은 캡 유닛(3)과 함께 차량 프레임(2)으로부터 선회함으로써 제1 열전달 유닛(11)으로부터 분리되며, 이에 따라 이 열전달 유닛(11, 21)들 간의 기계적 및 열적 접촉을 단절하게 된다. 따라서, 캡 유닛(3)이 하강 상태에 있을 때에는, 열전달 장치(4)를 통해 제1 회로(10) 내의 매체와 제2 회로(20) 내의 매체 간에 열이 전달될 수 있으나, 캡 유닛(3)이 상승 상태에 있을 경우에는 이러한 열전달이 가능하지 않다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 실시예에서, 제1 열전달 유닛(11)은 캡 유닛(3)이 하강 상태에 있을 때 제2 열전달 유닛(21)에 대해 제1 열전달 유닛(11)을 스프링 방식으로 가압하도록 구성된 하나 이상의 스프링 수단을 포함하는 적당한 스프링 장치(5)를 통해 차량 프레임(2) 내에 스프링 방식으로 현수되며, 이에 따라, 차량(1) 운행중 캡 유닛(3)과 차량 프레임(2) 간에 상호 움직임이 있을 때, 열 전달 유닛(11, 21)들은 서로 접촉된 상태를 유지하게 된다. 대안적으로, 제2 열전달 유닛(21)이 캡 유닛(3)이 하강 상태에 있을 때 제1 열전달 유닛(11)에 대해 제2 열전달 유닛(21)을 탄성적으로 가압하도록 구성된 하나 이상의 스프링 수단을 포함하는 스프링 장치를 통해 캡 유닛(3) 내에 스프링 방식으로 현수될 수도 있다. 마찬가지로, 후술하는 제3 열전달 장치(31, 31')가 차량 프레임(2) 내에 스프링 방식으로 현수될 수 있으며, 후술하는 제4 열전달 장치(41')가 캡 유닛(3) 내에 스프링 방식으로 현수될 수 있다.
유리하기로는, 제1 열전달 유닛(11)은 캡 유닛(3)이 하강 상태에 있을 때 제2 열전달 유닛(21)의 대응하여 프로파일링된 접촉면(21a)과 열전달 결합하도록 프로파일링된, 예컨대, 파형화된 접촉면(11a)을 갖는다. 유리하게, 후술하는 제3 및 제4 열전달 장치(31, 31', 41')도 마찬가지로 프로파일링된 접촉면을 구비한다.
유리하기로는, 캡 유닛(3)이 하강 상태에 있을 때, 열 전달 유닛(11, 21)들을 수평 방향에서 서로에 대해 제 위치에 유지하기 위해 열 전달 유닛(11, 21)들과 가깝게 하나 이상의 가이드 수단(6)이 제공된다. 유리하게, 이 가이드 수단(6)은 각 열 전달 유닛(11, 21)들 내에 일체화된다. 마찬가지로, 유리하게, 후술하는 제3 및 제4 열전달 장치(31, 31', 41')들과 가깝게 하나 이상의 가이드 수단이 제공된다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 실시예에서, 제1 회로(10)는 차량의 연소 엔진(7)을 냉각시키기 위해 상기 연소 엔진에 연결된다. 제1 회로(10) 내의 매체는 이 경우에서 라디에이터 액체의 형태를 취하고, 통상의 구조의 라디에이터 액체 쿨러(12)가 이 라디에이터 액체를 냉각시키기 위해 제1 회로(10)에 합체되어 있다. 도시된 예에서는, 제1 열전달 유닛(11)이 라디에이터 액체 쿨러(12)와 엔진(7) 사이에 직렬로 배열되어 있다. 이러한 상황에서, 라디에이터 액체는 엔진(7)을 관류함으로써 엔진으로부터 열을 흡수한 다음, 제1 열전달 유닛(11)을 관류함으로써 제2 회로(20) 내의 매체에 열을 발산한 후, 라디에이터 액체 쿨러(12)를 관류함으로써 라디에이터 액체 쿨러(12)를 통과하는 주변 공기에 열을 발산하고, 그 후, 라디에이터 액체는 엔진(7)으로 되돌아간다. 제1 회로(10)에는 이 회로 내에서 매체를 순환시키기 위해 순환 펌프(13)가 제공된다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 실시예에서, 제2 회로(20)에는 제2 열전달 유닛(21)과 직렬로 라디에이터 장치(22)가 합체되며, 이 라디에이터 장치를 통과하는 주변 공기에 의해 제2 매체가 냉각된다. 유리하게, 라디에이터 장치(22)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 캡 유닛의 지붕(8)에 설치된다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 실시예에서, 제2 회로(20)에는 제2 열전달 유닛(21) 및 라디에이터 장치(22)와 직렬로 캡 공기를 가온하기 위한 열교환기(24)가 또한 합체된다. 유리하게, 이 열교환기(24)는 제2 열전달 유닛(21)의 하류이면서 라디에이터 장치(22)의 상류에 배치된다. 이러한 상황에서, 제2 회로(20) 내의 매체는 제2 열전달 유닛(21)을 관류함으로써 제1 회로(10) 내의 매체로부터 열을 흡수한 다음, 열교환기(24)를 관류함으로써 이 열교환기를 통과하여 캡 유닛의 운전실로 도입되는 공기에 열을 발산한다. 그리고, 제2 회로(20) 내의 매체는 라디에이터 장치(22)를 관류함으로써 이 라디에이터 장치를 통과하는 주변 공기에 열을 반산하고, 그 후, 상기 매체는 제2 열전달 유닛(21)으로 되돌아간다. 제2 회로(20)에는 이 회로 내에서 매체를 순환시키기 위해 순환 펌프(23)가 제공된다.
도 4에 도시된 실시예에서, 제1 회로(10)와 제2 회로(20)는 차량(1)의 공조 시스템을 함께 형성한다. 이 경우, 제1 열전달 유닛(11)은 제1 회로(10) 내의 매체를 증발시킴으로써, 제2 열전달 유닛(21)을 통해 제2 회로(20) 내의 매체로부터 열을 흡수하기 위한 증발기의 형태를 취한다. 이 경우에서 제2 회로(20) 내의 매체를 냉각시키기 위한 냉각 회로의 역할을 하는 제1 회로(10)는 제1 열전달 유닛(11)과 직렬로 그리고 서로에 대해 직렬로 합체된 압축기(14), 응축기(15) 및 팽창 밸브(16)를 더 포함한다. 이 경우에서 제1 회로(10) 내의 매체는 적당한 유형의 냉매이다. 냉매는 증발기, 즉, 제1 열전달 유닛(11)으로 액체 형태로 도입되어, 제2 회로(20) 내의 매체로부터의 열에 의해 증기로 변환된다. 이 증기는 압축기(14)에 의해 고압으로 압축된 다음, 응축기(15)로 유도되어 액체로 응축됨으로써 응축기를 통과하는 주변 공기에 열을 발산한다. 냉매는 고압의 액체 형태로 응축기(15)를 떠나서, 팽창 밸브(16)를 통해 증발기(11)로 되돌아간다. 냉매가 팽창 밸브(16)를 통과할 때, 냉매의 압력과 온도가 강하하게 되며, 고압의 액체 형태로 증발기(11)에 유입된다.
도 4에 도시된 실시예에서, 제2 회로(20)에는 제2 열전달 유닛(21)과 직렬로 캡 공기를 냉각시키기 위한 열교환기(24)가 합체된다. 이 경우에서, 제2 회로(20) 내의 매체는 제2 열전달 유닛(21)을 관류함으로써 제1 회로(10) 내의 냉매에 열을 발산한 다음, 열교환기(24)를 관류함으로써 이 열교환기를 통과하여 캡 유닛의 운전실로 도입되는 공기로부터 열을 흡수하며, 그 후, 제2 회로(20) 내의 매체는 제2 열전달 유닛(21)으로 되돌아간다.
도 5에 도시된 실시예에서, 차량(1)은 제1 매체를 순환시키기 위해 차량 프레임(2) 상에 배치된 제1 회로(10), 제2 매체를 순환시키기 위해 캡 유닛(3) 내에 배치된 제2 회로(20), 및 제3 매체를 순환시키기 위해 차량 프레임(2) 상에 배치된 제3 회로(30)를 포함한다. 이 경우에서, 열전달 장치(4)는 제1 회로(10)에 합체된 제1 열전달 유닛(11), 제2 회로(20)에 합체된 제2 열전달 유닛(21), 및 제3 회로(30)에 합체된 제3 열전달 유닛(31)을 포함한다. 제1 및 제3 열전달 유닛(11, 31)은 캡 유닛(3)을 향하도록 하여 차량 프레임(2) 상에 설치되며, 제2 열전달 유닛(21)은 차량 프레임(2)을 향하도록 하여 캡 유닛(3) 상에 설치된다. 이 경우에서, 제1 및 제3 열전달 유닛(11, 31)들은 캡 유닛(3)이 하강 상태에 있을 경우 제2 열전달 유닛(21)과 열전달 접촉하고 캡 유닛이 상승 상태에 있을 경우 제2 열전달 유닛(21)으로부터 분리되도록 배열된다. 캡 유닛(3)이 하강 상태에 있을 때, 열전달 장치(4)를 통해 상기 제1 및 제2 회로(10, 20) 내의 매체들 간에 그리고 상기 제2 및 제3 회로(20, 30) 내의 매체들 간에 열이 전달될 수 있다.
도 6에 도시된 실시예에서, 차량(1)은 제1 매체를 순환시키기 위해 차량 프레임(2) 상에 배치된 제1 회로(10), 제2 매체를 순환시키기 위해 캡 유닛(3) 내에 배치된 제2 회로(20), 제3 매체를 순환시키기 위해 차량 프레임(2) 상에 배치된 제3 회로(30), 및 제4 매체를 순환시키기 위해 캡 유닛(3) 내에 배치된 제4 회로(40)를 포함한다. 이 경우에서, 차량(1)은 제1 및 제2 회로(10, 20) 내의 매체들 간의 열전달을 위한 제1 열전달 장치(4)와, 제3 및 제4 회로(30, 40) 내의 매체들 간의 열전달을 위한 제2 열전달 장치(4')를 포함한다. 제1 열전달 장치(4)는 제1 회로(10)에 합체된 제1 열전달 유닛(11)과 제2 회로(20)에 합체된 제2 열전달 유닛(21)을 포함하는 반면, 제2 열전달 장치(4')는 제3 회로(10)에 합체된, 여기서는 제3 열전달 유닛이라 하는, 열전달 유닛(31')과, 제4 회로(40)에 합체된, 여기서는 제4 열전달 유닛이라 하는, 열전달 유닛(41')을 포함한다. 제1 및 제3 열전달 유닛(11, 31')은 캡 유닛(3)을 향하도록 하여 차량 프레임(2) 상에 설치되며, 제2 및 제4 열전달 유닛(21, 41')은 차량 프레임(2)을 향하도록 하여 캡 유닛(3) 상에 설치된다. 이 경우에서, 캡 유닛(3)이 하강 상태에 있을 경우 제1 열전달 유닛(11)은 제2 열전달 유닛(21)과 열전달 접촉하고 제3 열전달 유닛(31')은 제4 열전달 유닛(41')과 열전달 접촉하고, 캡 유닛이 상승 상태에 있을 경우, 서로 분리되도록 배열된다. 캡 유닛(3)이 하강 상태에 있을 때, 제1 열전달 장치(4)를 통해 상기 제1 및 제2 회로(10, 20) 내의 매체들 간에 그리고 제2 열전달 장치(4')를 통해 상기 제3 및 제4 회로(30, 40) 내의 매체들 간에 열이 전달될 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 실시예들에서, 제1 회로(10)는 차량의 연소 엔진(7)을 냉각시키기 위해 상기 연소 엔진에 연결된다. 제1 회로 내의 매체는 이 경우에서 라디에이터 액체의 형태를 취하고, 통상의 구조의 라디에이터 액체 쿨러(12)가 이 라디에이터 액체를 냉각시키기 위해 제1 회로(10)에 합체되어 있다. 도시된 예들에서는, 제1 열전달 유닛(11)이 라디에이터 액체 쿨러(12)와 병렬로 배열되어 있다. 이러한 경우, 라디에이터 액체는 엔진(7)을 관류함으로써 엔진으로부터 열을 흡수한 다음, 제1 열전달 유닛(11)을 관류함으로써 제2 회로(20) 내의 매체에 열을 발산하거나, 라디에이터 액체 쿨러(12)를 관류함으로써 라디에이터 액체 쿨러(12)를 통과하는 주변 공기에 열을 발산한다. 제1 회로(10)에는 이 회로 내에서 매체를 순환시키기 위해 순환 펌프(13)가 제공된다. 제1 회로(10)에는 제1 열전달 유닛(11)과 직렬로 조절 밸브(17)가 합체된다. 이 조절 밸브(17)는 제1 열전달 유닛(11)을 통한 라디에이터 유체의 흐름을 조절하고, 필요한 경우, 차단하기 위해 사용될 수 있다. 제1 회로(10)에는 엔진(7)과 라디에이터 액체 쿨러(12) 사이에 통상의 방식으로 서모스탯(18)이 또한 합체된다. 이 서모스탯(18)을 통해 엔진(7)으로부터 라디에이터 액체 쿨러(12)로 라디에이터 액체가 도입된다. 엔진(7) 시동 후 초기 단계에서, 엔진이 아직 실제로 가온되지 않았을 때, 엔진이 원하는 작동 온도로 급속하게 가온될 수 있도록 하기 위해, 서모스탯(18)은 라디에이터 액체가 라디에이터 액체 쿨러(12)를 통과하지 않고 엔진(7)으로 되돌아가게 안내하도록 배열된다.
도 5에 도시된 실시예에서, 제3 열전달 유닛(31)은 제3 회로(30) 내의 매체를 증발시킴으로써, 제2 열전달 유닛(21)을 통해 제2 회로(20) 내의 매체로부터 열을 흡수하기 위한 증발기의 형태를 취한다. 도 6에 도시된 실시예에서, 마찬가지로, 제3 열전달 유닛(31')은 제3 회로(30) 내의 매체를 증발시킴으로써, 제4 열전달 유닛(41')을 통해 제4 회로(40) 내의 매체로부터 열을 흡수하기 위한 증발기의 형태를 취한다. 이 경우에서 제2 회로(20) 및 제4 회로(40) 내의 매체들을 냉각시키기 위한 냉각 회로의 역할을 하는 제3 회로(30)는 제3 열전달 유닛(31, 31')과 직렬로 그리고 서로에 대해 직렬로 합체된 압축기(34), 응축기(35) 및 팽창 밸브(36)를 더 포함한다. 이 경우에서 제3 회로(30) 내의 매체는 적당한 유형의 냉매이다. 냉매는 증발기, 즉, 제3 열전달 유닛(31, 31')으로 액체 형태로 도입되어, 각각 제2 회로(20) 및 제4 회로(40) 내의 매체로부터의 열에 의해 증기로 변환된다. 이 증기는 압축기(34)에 의해 고압으로 압축된 다음, 응축기(35)로 유도되어 액체로 응축됨으로써 응축기(35)를 통과하는 주변 공기에 열을 발산한다. 냉매는 고압의 액체 형태로 응축기(35)를 떠나서, 팽창 밸브(36)를 통해 증발기(31, 31')로 되돌아간다. 냉매가 팽창 밸브(36)를 통과할 때, 냉매의 압력과 온도가 강하하게 되며, 저압의 액체 형태로 증발기(31, 31')에 유입된다.
도 5에 도시된 실시예에서, 제2 회로(20)에는 제2 열전달 유닛(21)과 직렬로 캡 공기를 가온 또는 냉각시키기 위한 열교환기(24)가 합체된다. 엔진(7)이 구동중일 때, 조절 밸브(17)가 개방되고 압축기(34)가 스위치 오프되면, 라디에이터 액체는 제1 열전달 유닛(11)을 관류하지만, 냉매는 제3 열전달 유닛(31)을 관류하지 않는다. 이 경우에서, 제2 회로(20) 내의 매체는 제2 열전달 유닛(21)을 관류함으로써 제1 회로(10) 내의 라디에이터 액체로부터 열을 흡수한 다음, 열교환기(24)를 관류함으로써 이 열교환기를 통과하여 캡 유닛의 운전실로 도입되는 공기에 열을 발산한다. 이에 따라, 캡 공기의 가온이 이루어진다. 조절 밸브(17)가 폐쇄되고 압축기(34)가 작동하면, 냉매는 제3 열전달 유닛(31)을 관류하지만, 라디에이터 액체는 제1 열전달 유닛(11)을 관류하지 않는다. 이 경우에서, 제2 회로(20) 내의 매체는 제2 열전달 유닛(21)을 관류함으로써 제3 회로(30) 내의 냉매에 열을 발산한 다음, 열교환기(24)를 관류함으로써 이 열교환기를 통과하여 캡 유닛의 운전실로 도입되는 공기로부터 열을 흡수한다. 이에 따라, 캡 공기의 냉각이 이루어진다.
도 6에 도시된 실시예에서, 제2 회로(20)에는 제2 열전달 유닛(21)와 직렬로 캡 공기를 가온하기 위한 열교환기(24)가 합체되며, 제4 회로(40)에는 제4 열전달 유닛(41')과 직렬로 캡 공기를 냉각시키기 위한 열교환기(44)가 합체된다. 또한, 제2 회로(20)에는 제2 열전달 유닛(21)과 직렬로 라디에이터 장치(22)가 합체되며, 이 라디에이터 장치를 통과하는 주변 공기에 의해 제2 매체가 냉각된다. 제2 회로(20)에는 이 회로 내에서 매체를 순환시키기 위해 순환 펌프(23)가 제공되며, 제4 회로(40)에는 이 회로 내에서 매체를 순환시키기 위해 순환 펌프(43)가 제공된다.
엔진(7)이 구동중일 때, 조절 밸브(17)가 개방되면, 라디에이터 액체는 제1 열전달 유닛(11)을 관류하고, 제2 회로(20) 내의 매체는 제2 열전달 유닛(21)을 관류함으로써, 제1 회로(10) 내의 라디에이터 액체로부터 열을 흡수한 다음, 열교환기(24)를 관류함으로써 이 열교환기를 통과하여 캡 유닛의 운전실로 도입되는 공기에 열을 발산한다. 이에 따라, 캡 공기의 가온이 이루어진다.
압축기(34)가 작동하면, 냉매는 제3 열전달 유닛(31')을 관류하고, 제4 회로(40) 내의 매체는 제4 열전달 유닛(41')을 관류함으로써 제3 회로(30) 내의 냉매에 열을 발산한 다음, 열교환기(44)를 관류함으로써 이 열교환기를 통과하여 캡 유닛의 운전실로 도입되는 공기로부터 열을 흡수한다. 이에 따라, 캡 공기의 냉각이 이루어진다.
도 6에 따른 실시예는 제3 및 제4 회로(30, 40)를 이용하여 제4 회로의 열교환기(44)를 통해 캡 공기를 건조한 다음, 제2 회로 내의 열교환기(24)를 통해 이 건조된 캡 공기를 가온할 수 있도록 한다. 대안적으로, 제2 회로(20) 내의 열교환기(24)와 제4 회로(40) 내의 열교환기(44)는 캡 공기를 가온하고 캡 공기를 냉각/건조하기 위해 개별적으로 하나씩 사용될 수 있다.
캡 유닛(3) 내의 전술한 열교환기(24, 44)들에 가깝게 이 열교환기 각각을 통해 공기를 송풍하기 위해 조절가능한 팬(9)이 제공된다. 각각의 열교환기(24, 44)들을 통해 송풍되는 공기는 차량 주변으로부터 흡기구를 통해 또는 운전실로부터 흡기구를 통해 들어온다.
유리하기로는, 전술한 라디에이터 액체 쿨러(12)는 차량의 전방에 배치되며, 라디에이터 액체를 냉각하기 위한 하나 이상의 라디에이터 요소를 포함한다. 각 라디에이터 요소는 냉각 플랜지가 연결된 세장형 파이프라인을 구비하며, 라디에이터 액체는 이 파이프라인으로 유도되어 파이프라인의 벽체와 냉각 플랜지를 통해 파이프라인들 사이의 공기 통로를 통과하는 주변 공기로 열을 발산하게 된다. 따라서, 라디에이터 액체는 파이프라인들 사이를 통과하는 주변 공기에 의해 냉각된다. 공기 통로를 통한 주변 공기의 냉각 흐름은 차량의 전진 운동에 의해, 그리고/또는 팬에 의해 발생된다.
유리하기로는, 전술한 응축기(15, 35)는 차량의 전방에 배치되며, 이들을 통한 주변 공기의 냉각 흐름은 차량의 전진 운동에 의해, 그리고/또는 팬에 의해 발생된다.
도 3a, 도 3b, 도 5 및 도 6에 따른 실시예들에서, 제1 회로(10)는 차량의 엔진에 연결되는 대신, 차량의 기어박스를 냉각시키기 위해 기어박스에 대안적으로 연결될 수도 있으며, 그러한 경우, 유리하게, 제1 회로 내의 매체는 오일 형태의 냉각 매체의 형태를 취할 것이다.
각 열전달 유닛(11, 21, 31, 31', 41')은 열전도성이 우수한 소재로 제조된 하나 이상의 파이프라인 또는 도관과, 상기 파이프라인/도관에 가깝게 배치되어 상호작용하는 열전달 유닛에 열전달을 실시하고 상기 파이프라인/덕트를 관류하는 매체에 대해 우수한 효율로 열을 발산/흡수할 수 있도록 하는 접촉면을 구비한다.
본 발명에 따른 자동차는 바람직하게 대형 차량, 예컨대, 트랙터 유닛 또는 트럭이다.
첨부된 특허청구범위에 정의된 바와 같은 발명의 기본 개념으로부터 일탈하지 않고 많은 변형들이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백하므로, 본 발명이 전술한 실시예들로 결코 한정되지 않음은 당연하다.

Claims (14)

  1. - 차량 프레임(2)과,
    - 운전실을 포함하며, 차량 프레임(2)에 힌지식으로 연결되어 차량 프레임에 대해 하강 상태와 상승 상태로 기울어질 수 있는 캡 유닛(3)과,
    - 제1 매체의 순환을 위해 차량 프레임(2) 상에 배치된 제1 회로(10)를 포함하는 자동차에 있어서,
    - 당해 자동차(1)가, 제2 매체의 순환을 위해 캡 유닛(3) 내에 배치된 제2 회로(20)와, 상기 매체들 사이의 열전달을 위한 열전달 장치(4)를 포함하고,
    - 상기 열전달 장치(4)는, 상기 캡 유닛(3)을 향하도록 하여 상기 차량 프레임(2) 상에 설치되며 상기 제1 매체가 관류하도록 하기 위해 상기 제1 회로(10)에 합체된 제1 열전달 유닛(11)과, 상기 차량 프레임(2)을 향하도록 하여 상기 캡 유닛(3) 상에 설치되며 상기 제2 매체가 관류하도록 하기 위해 상기 제2 회로(20)에 합체된 제2 열전달 유닛(21)을 포함하며, 상기 열전달 유닛(11, 21)들은 캡 유닛(3)이 하강 상태에 있을 경우 서로 열전달 접촉하고 캡 유닛이 상승 상태에 있을 경우 서로 분리되도록 배열된 것을 특징으로 하는 자동차.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 열전달 유닛(11)은 차량 프레임(2) 내에 스프링 방식으로 현수되고, 그리고/또는 제2 열전달 유닛(21)은 캡 유닛(3) 내에 스프링 방식으로 현수된 것을 특징으로 하는 자동차.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제1 열전달 유닛(11)은 제2 열전달 유닛(21)의 대응하여 프로파일링된 접촉면(21a)과 열전달 결합하도록 프로파일링된, 예컨대, 파형화된 접촉면(11a)을 갖는 것을 특징으로 하는 자동차.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    캡 유닛(3)이 하강 상태에 있을 때, 열 전달 유닛(11, 21)들을 수평 방향에서 서로에 대해 제 위치에 유지하기 위해 열 전달 유닛(11, 21)들과 가깝게 하나 이상의 가이드 수단(6)이 제공된 것을 특징으로 하는 자동차.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 회로(20)에는 제2 열전달 유닛(21)과 직렬로 캡 공기를 가온 또는 냉각시키기 위한 열교환기(24)가 합체된 것을 특징으로 하는 자동차.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 회로(20)에는 제2 열전달 유닛(21)과 직렬로, 예컨대, 캡 유닛의 지붕(8)에 설치된 라디에이터 장치(22)가 합체되며, 이 라디에이터 장치(22)를 통과하는 주변 공기에 의해 제2 매체가 냉각되는 것을 특징으로 하는 자동차.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 회로(10)는 차량의 연소 엔진(7)을 냉각시키기 위해 상기 연소 엔진에 연결되는 반면, 제1 열전달 유닛(11)은 제2 열전달 유닛(21)에 열을 발산하기 위한 유닛인 것을 특징으로 하는 자동차.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 열전달 유닛(11)은 제1 매체를 증발시킴으로써 제2 열전달 유닛(21)으로부터 열을 흡수하기 위한 증발기의 형태를 취하는 반면, 제2 회로(20)에는 제2 열전달 유닛(21)과 직렬로 캡 공기를 냉각시키기 위한 열교환기(24)가 합체된 것을 특징으로 하는 자동차.
  9. 제8항에 있어서,
    제1 회로(10)는, 제1 열전달 유닛(11)과 직렬로 그리고 서로에 대해 직렬로 합체된, 압축기(14)와 응축기(15)와 팽창 밸브(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
  10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 당해 자동차(1)가, 제3 매체를 순환시키기 위해 차량 프레임(2) 상에 배치된 제3 회로(30)를 포함하고,
    - 열전달 장치(4)는, 상기 캡 유닛(3)을 향하도록 하여 상기 차량 프레임(2) 상에 설치되며 상기 제3 매체가 관류하도록 하기 위해 상기 제3 회로(30)에 합체된 제3 열전달 유닛(31)을 포함하고, 상기 제3 열전달 유닛(31)은 캡 유닛(3)이 하강 상태에 있을 경우 제2 열전달 유닛(21)과 열전달 접촉하고 캡 유닛이 상승 상태에 있을 경우 제2 열전달 유닛(21)으로부터 분리되도록 배열된 것을 특징으로 하는 자동차.
  11. 제10항에 있어서,
    - 제1 회로(10)는 차량의 연소 엔진(7)을 냉각시키기 위해 상기 연소 엔진에 연결되고, 제1 열전달 유닛(11)은 제2 열전달 유닛(21)에 열을 발산하기 위한 유닛이며,
    - 제3 열전달 유닛(31)은 제3 매체를 증발시킴으로써 제2 열전달 유닛(21)으로부터 열을 흡수하기 위한 증발기의 형태를 취하고,
    - 제2 회로(20)에는 제2 열전달 유닛(21)과 직렬로 캡 공기를 가온 또는 냉각시키기 위한 열교환기(24)가 합체된 것을 특징으로 하는 자동차.
  12. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 당해 자동차(1)가, 제3 매체를 순환시키기 위해 차량 프레임(2) 상에 배치된 제3 회로(30)와, 제4 매체를 순환시키기 위해 캡 유닛(3) 내에 배치된 제4 회로(40)를 포함하고,
    - 또한 당해 자동차(1)가, 제3 매체와 제4 매체 간의 열전달을 위한 추가의 열전달 장치(4')를 포함하며,
    - 상기 추가의 열전달 장치(4')는, 상기 캡 유닛(3)을 향하도록 하여 상기 차량 프레임(2) 상에 설치되며 상기 제3 매체가 관류하도록 하기 위해 상기 제3 회로(30)에 합체된, 제3 열전달 유닛이라 하는 열전달 유닛(31')과, 상기 차량 프레임(2)을 향하도록 하여 상기 캡 유닛(3) 상에 설치되며 상기 제4 매체가 관류하도록 하기 위해 상기 제4 회로(40)에 합체된, 제4 열전달 유닛이라 하는 열전달 유닛(41')을 포함하고, 상기 제3 열전달 유닛(31')은, 상기 캡 유닛(3)이 하강 상태에 있을 경우, 제4 열전달 유닛(41')과 열전달 접촉하고, 상기 캡 유닛이 상승 상태에 있을 경우, 제4 열전달 유닛(41')으로부터 분리되도록 배열된 것을 특징으로 하는 자동차.
  13. 제12항에 있어서,
    - 제1 회로(10)는 차량의 연소 엔진(7)을 냉각시키기 위해 상기 연소 엔진에 연결되고, 제1 열전달 유닛(11)은 제2 열전달 유닛(21)에 열을 발산하기 위한 유닛이며,
    - 제2 회로(20)에는 제2 열전달 유닛(21)과 직렬로 캡 공기를 가온 또는 냉각시키기 위한 열교환기(24)가 합체되고,
    - 제3 열전달 유닛(31')은 제3 매체를 증발시킴으로써 제4 열전달 유닛(41')으로부터 열을 흡수하기 위한 증발기의 형태를 취하고,
    - 제4 회로(40)에는 제4 열전달 유닛(41')과 직렬로 캡 공기를 냉각시키기 위한 열교환기(44)가 합체된 것을 특징으로 하는 자동차.
  14. 제11항 또는 제13항에 있어서,
    제3 회로(30)는, 제3 열전달 유닛(31; 31')과 직렬로 그리고 서로에 대해 직렬로 합체된, 압축기(34)와 응축기(35)와 팽창 밸브(36)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
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