KR20140072736A - 공조 시스템 - Google Patents

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KR20140072736A
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김용철
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 공조 시스템은 차량의 내부와 연결되어 공기를 공급하거나 배출하는 유로가 형성된 케이싱, 상기 케이싱의 일측에 장착되어 정방향 회전력 및 역방향 회전력을 발생시키는 모터, 상기 모터의 출력축인 샤프트에 연결되어 회전하도록 상기 유로의 일측에 배치되는 제1팬, 상기 샤프트에 고정되어 장착되어 회전하도록 상기 제1팬의 일측에 배치되는 제2팬, 및 상기 모터가 정방향으로 회전하는 경우에, 상기 제1팬이 상기 모터의 샤프트에 연결되어 회전하도록 하고, 상기 모터가 역방향으로 회전하는 경우에 상기 모터의 샤프트의 회전력을 상기 제1팬으로 전달되지 않도록 하는 가변 연결부를 포함하고, 상기 모터의 샤프트가 정방향으로 회전하는 경우, 상기 제1팬과 상기 제2팬을 통해서 정방향으로 흐르도록 하고, 상기 모터의 샤프트가 역방향으로 회전하는 경우 상기 제2팬이 내부공기를 외부로 배출한다.
따라서, 차량 실내로 외부공기를 유입시키거나, 실내공기를 외부로 배출하여 차량의 실내의 냄새나 오염공기를 외부로 신속하게 배출할 수 있다. 아울러, 외부공기를 유입시키는 기능과 실내공기를 배출하는 기능을 공조기의 팬이 수행하도록 할 수 있다.

Description

공조 시스템{AIR CONDITIONING SYSTEM}
본 발명은 차량과 같은 내부 공기를 히터를 이용하여 히팅하거나 냉매를 이용하여 냉각하거나 또는 제습하여 쾌적한 실내조건을 유지하도록 하는 공조 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 차량 실내의 공기조화 시스템이 설치되어, 겨울철에는 히터를 구동하도록 하여 온풍을 송풍하고, 여름철에는 에어컨 시스템이 작동하여 냉풍을 송풍하도록 하고 있다.
근래에는 외부의 유해한 공기가 차량 내부로 유입되는 것을 자동으로 차단하고, 내부에서 발생한 유해 공기를 제거함으로써, 차량용 공기조화를 언제나 쾌적한 상태로 유지시켜 주도록 하고 있다.
한편, 내부에 오염 또는 냄새가 존재하는 경우 이를 신속하게 외부로 배출시키는 방법 또는 구조에 대해서 연구가 지속되고 있다.
따라서, 본 발명은 차량 실내의 공기를 외부로 신속하게 배출시킴으로써 내부 오염공기나 냄새를 제거하여 쾌적한 실내환경을 구현하는 공조 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 공조 시스템은 차량의 내부와 연결되어 공기를 공급하거나 배출하는 유로가 형성된 케이싱, 상기 케이싱의 일측에 장착되어 정방향 회전력 및 역방향 회전력을 발생시키는 모터, 상기 모터의 출력축인 샤프트에 연결되어 회전하도록 상기 유로의 일측에 배치되는 제1팬, 상기 샤프트에 고정되어 장착되어 회전하도록 상기 제1팬의 일측에 배치되는 제2팬, 및 상기 모터가 정방향으로 회전하는 경우에, 상기 제1팬이 상기 모터의 샤프트에 연결되어 회전하도록 하고, 상기 모터가 역방향으로 회전하는 경우에 상기 모터의 샤프트의 회전력을 상기 제1팬으로 전달되지 않도록 하는 가변 연결부를 포함하고, 상기 모터의 샤프트가 정방향으로 회전하는 경우, 상기 제1팬과 상기 제2팬을 통해서 정방향으로 흐르도록 하고, 상기 모터의 샤프트가 역방향으로 회전하는 경우 상기 제2팬이 내부공기를 외부로 배출한다.
상기 가변연결부는, 상기 제1팬과 함께 회전하도록 상기 제1팬의 회전중심부에 고정되어 장착되고, 상기 모터의 샤프트가 그 중심부를 관통해서 배치되는 중심하우징, 상기 중심하우징의 내주면에 돌출되어 형성되는 하우징돌기, 상기 하우징징돌기와 대응하여 상기 모터의 샤프트에서 돌출되어 형성되는 샤프트돌기, 및 상기 중심하우징을 상기 샤프트의 축방향으로 밀거나 당기는 무빙부를 포함한다.
상기 샤프트에는 상기 하우징돌기의 이동을 저지하는 돌기스토퍼가 돌출되어 형성된다.
상기 무빙부는, 일측에 형성되는 영구자석, 및 상기 영구자석과 마주하여 공급되는 전기에 따라서, N극과 S극으로 변환되어 상기 영구자석을 밀거나 당기는 전자석을 포함한다.
상기 영구자석은 상기 중심하우징의 하단부에 형성되고, 상기 전자석은 상기 영구자석과 마주하여 고정부에 장착된다.
상기 고정부에는 상기 영구자석의 이동을 저지하는 자석스토퍼가 형성된다.
상기 모터의 샤프트의 선단부에 상기 제2팬이 배치되고, 상기 제2팬의 뒤쪽으로 상기 제1팬이 배치되고, 상기 제1팬의 뒤쪽으로 상기 영구자석이 배치되고, 상기 영구자석의 뒤쪽으로 상기 전자석이 배치되며, 상기 전자석의 뒤쪽으로 상기 모터가 배치된다.
상기 제2팬이 상부에 배치되고, 그 하부에 상기 제1팬이 배치되고, 상기 제1팬의 하부에 상기 영구자석이 배치되며, 상기 영구자석의 하부에 상기 전자석이 배치되고, 상기 전자석의 하부에 상기 모터가 배치된다.
상기 모터가 작동하는 동안에는 상기 영구자석과 상기 전자석은 설정된 갭을 두고 서로 상대적으로 회전한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 공조 시스템은, 차량 실내로 외부공기를 유입시키거나, 실내공기를 외부로 배출하여 차량의 실내의 냄새나 오염공기를 외부로 신속하게 배출할 수 있다.
아울러, 외부공기를 유입시키는 기능과 실내공기를 배출하는 기능을 공조기의 팬이 수행하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공조 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공조 시스템에서 제1팬과 제2팬의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공조 시스템에서 제1팬과 제2팬에 의해서 외부공기가 내부로 흡입되는 상태를 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공조 시스템에서 제2팬에 의해서 내부공기가 외부로 배출되는 상태를 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공조 시스템을 제어하기 위한 회로의 개략적인 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공조 시스템을 제어하기 위한 방법을 보여주는 플로우차트이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공조 시스템의 개략적인 구성도이다. 도면에 구성된 내용은 본 발명의 이해를 위해서 기재된 실시예에 불과하며, 이에 한정되지 않고 다양하게 공지기술을 참조하여 변형되어 실시될 수 있다.
도 1을 참조하면, 공조시스템은 케이싱(152), 제2팬(140), 제1팬(120), 모터(130), 히터(100), 증발기(110), 및 인테이크도어(150)를 포함한다.
상기 모터(130)에 의해서 상기 제1팬(120) 또는 상기 제2팬(140)가 정방향으로 회전하게 되면, 차량외부공기 또는 차량내부공기를 흡입하고, 이 공기가 상기 히터(100) 또는 상기 증발기(110)를 지나서 차량의 실내로 공급된다.
아울러, 상기 모터(130)에 의해서 상기 제2팬(140)가 역방향을 회전하게 되면, 차량내부공기가 외부로 배출되어 내부의 오염공기 또는 냄새를 제거한다. 여기서, 상기 인테이크도어(150)는 차량실내가 차량외부와 연결되도록 설정된다.
본 발명의 실시예에서 상기 모터(130)가 역방향으로 회전하게 되면 상기 제1팬(120)은 회전하지 않고, 상기 제2팬(140)만 역방향으로 회전하여 실내공기를 외부로 신속하게 배출한다.
도 2 및 도 3을 참조하여 제1팬(120)과 제2팬(140)의 구조에 대해서 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공조 시스템에서 제1팬과 제2팬의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공조 시스템에서 제1팬과 제2팬에 의해서 외부공기가 내부로 흡입되는 상태를 보여주는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 공조시스템은 상부커버(200), 제2팬(140), 제1팬(120), 모터(130), 및 하부커버(210)를 포함한다. 상기 모터(130) 위에 상기 제1팬(120)이 배치되고, 상기 제1팬(120) 바로 위에 상기 제2팬(140)가 배치된다.
상기 제2팬(140), 상기 제1팬(120), 및 상기 모터(130)가 상기 하부커버(210)와 상기 상부커버(200) 사이에 배치되는 구조를 갖는다. 상기 하부커버(210)와 상기 상부커버(200)가 상기 케이싱(152)의 일부를 구성하고, 이에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 3을 참조하면, 상기 모터(130)는 샤프트(300)로 회전력을 전달하고, 상기 샤프트(300)는 수직한 상태로 회전한다.
상기 샤프트(300)의 선단부에는 상기 제2팬(140)가 고정되어, 상기 샤프트(300)와 함께 정회전 또는 역회전하는 구조를 갖는다. 상기 샤프트(300)에서 상기 제2팬(140)와 상기 모터(130) 사이에 상기 제1팬(120)이 배치된다.
상기 샤프트(300)의 외측둘레를 감싸는 중심하우징(330)이 배치된다. 상기 중심하우징(330)은 파이프 구조로 그 중심부를 상기 샤프트(300)가 관통하는 구조를 갖는다.
상기 중심하우징(330)의 내주면과 상기 샤프트(300)의 외주면 사이에는 갭이 형성된다. 아울러, 상기 중심하우징(330)의 내주면 일측에는 하우징돌기(340)가 돌출되어 형성되고, 상기 하우징돌기(340)와 대응하여 상기 샤프트(300)의 외주면에는 샤프트돌기(350)가 돌출되어 형성된다.
상기 하우징돌기(340)와 상기 샤프트돌기(350)가 서로 이탈되는 것을 방지하기 위해서 상기 샤프트돌기(350)의 하부에는 돌기스토퍼(370)가 상기 샤프트(300)에 형성된다. 본 발명의 실시예에서, 상기 샤프트돌기(350), 상기 하우징돌기(340), 및 상기 돌기스토퍼(370)는 모두 해당부품에 일체로 형성되거나 부착되어 고정될 수 있다.
상기 제1팬(120)은 상기 샤프트(300)에 가변적으로 연결되는 구조를 가지며, 상기 제1팬(120)을 상기 샤프트(300)에 가변적으로 연결하는 가변연결부는, 상기 중심하우징(330), 상기 하우징돌기(340), 상기 샤프트돌기(350), 및 무빙부를 포함한다.
상기 무빙부는 상기 중심하우징(330)의 하단부에 형성되는 영구자석(310), 및 상기 영구자석(310)과 마주하여 하부에 고정되는 전자석(320)을 포함한다.
상기 전자석(320)은 공급되는 전기를 이용하여 자기화되어 상기 영구자석(310)과 함께 상기 중심하우징(330)을 상부로 밀어낸다.
상기 중심하우징(330)이 상부로 밀려나면, 상기 샤프트돌기(350)와 상기 하우징돌기(340)가 서로 분리되고, 상기 샤프트(300)의 회전력은 상기 중심하우징(330) 및 상기 제1팬(120)으로 전달되지 않는다.
본 발명의 실시예에서, 상기 전자석(320)은 상기 모터(130)에 고정되는 고정부(380) 위에 고정되고, 상기 고정부(380)의 상부에는 상기 영구자석(310)이 움직이는 거리를 제한하는 자석스토퍼(360)가 일체로 형성된다.
도시한 바와 같이, 상기 제1팬(120)과 상기 중심하우징(330)이 상승하기 위해서 상기 제1팬(120)과 상기 제2팬(140) 사이에 일정한 공간이 필요하고, 상기 영구자석(310)과 상기 전자석(320)이 서로 상대적으로 회전하도록 상기 영구자석(310)과 상기 전자석(320) 사이에는 일정한 갭이 필요하다.
도 3의 상태에서 상기 모터(130)에 의해서 상기 샤프트(300)가 정방향으로 회전하게 되면, 상기 전자석(320)은 자기화되지 않고, 상기 샤프트돌기(350)와 상기 하우징돌기(340)가 체결되어 상기 샤프트(300)의 회전력을 상기 제1팬(120)과 상기 제2팬(140)로 전달된다.
따라서, 상기 제1팬(120)과 상기 제2팬(140)는 외부공기 또는 실내공기를 차량 실내로 유입시키거나 순환시킨다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공조 시스템에서 제2팬에 의해서 내부공기가 외부로 배출되는 상태를 보여주는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 전자석(320)이 자기화되고, 상기 전자석(320)은 상기 영구자석(310)과 함께 상기 중심하우징(330)을 상부로 밀어올린다. 여기서, 상기 영구자석(310)과 상기 중심하우징(330)의 움직임은 상기 자석스토퍼(360)에 의해서 멈춘다.
그래서, 상기 샤프트돌기(350)와 상기 하우징돌기(340)가 서로 분리된다. 이때, 상기 제2팬(140)와 상기 제1팬(120)은 서로 분리된 상태를 유지한다.
그리고, 상기 모터(130)가 상기 샤프트(300)를 역방향으로 회전시키면, 상기 제2팬(140)가 역회전하여 실내공기를 외부로 신속하게 배출한다. 여기서, 상기 인테이크도어(150)는 차량실내를 외부와 연결하도록 설정된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공조 시스템을 제어하기 위한 회로의 개략적인 구성도이다.
도 5를 참조하면, B+는 배터리전압을 의미하고, IG2는 시동키의 위치신호를 의미한다.
상기 마이컴(510)(제어부)는 배터리전압과 시동키의 위치신호를 이용하여 스위치(500), 모터(130), 및 전자석(320)을 제어한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공조 시스템을 제어하기 위한 방법을 보여주는 플로우차트이다.
S600에서 제어가 시작되고, S610에서 배터리전원이 충분한지 판단된다. 그리고, S620에서 시동신호가 발생되는지 판단된다. 즉, 엔진이 가동되고 있는 것을 판단한다. 여기서, 시동신호가 발생되면(엔진이 가동되는 상태) S969가 수행되어 상기 모터(130)는 정회전으로 회전하도록 설정되고, 상기 인테이크도어(150)도 이전모드를 유지한다.
S620에서 시동신호가 감지되지 않으면(엔진이 가동되지 않은 상태), S640에서 작동시간이 설정된다. 상기 작동시간은 상기 제2팬(140)를 이용하여 실내공기를 외부로 배출시키는 시간을 의미한다.
S650에서 상기 스위치(500)가 작동되어 상기 모터(130)를 역방향으로 회전하도록 설정한다. S660에서 상기 전자석(320)으로 전기가 공급되어 상기 제1팬(120)이 상기 샤프트(300)에 의해서 회전하지 못하도록 한다.
S670에서 상기 인테이크도어(150)의 위치가 설정된다. 여기서, 실내공기를 외부로 배출할 수 있도록, 상기 인테이크도어(150)는 차량실내를 외부와 연결시킨다.
S680에서 상기 모터(130)의 회전력이 설정되어 설정된 전압/전류가 상기 모터(130)로 인가되어 신속하게 실내오염공기 또는 냄새를 외부로 배출한다.
S690에서 상기 모터(130)의 작동시간이 경과되었는지 판단하고 상기 모터(130)의 작동을 멈추며, S692에서 상기 스위치(500)가 작동되어 상기 모터(130)가 정방향으로 회전하도록 설정한다.
S694에서 상기 전자석(320)으로 공급되는 전원을 중단하고, S696에서 상기 모터(130)의 회전력과 상기 인테이크도어(150)를 이전모드 상태로 복귀시킨다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 히터 110: 증발기
120: 제1팬 130: 모터
140: 제2팬 150: 인테이크도어
152: 케이싱 200: 상부커버
210: 하부커버 300: 샤프트
310: 영구자석 320: 전자석
330: 중심하우징 340: 하우징돌기
350: 샤프트돌기 360: 자석스토퍼
370: 돌기스토퍼 380: 고정부
500: 스위치 510: 제어부

Claims (9)

  1. 차량의 내부와 연결되어 공기를 공급하거나 배출하는 유로가 형성된 케이싱;
    상기 케이싱의 일측에 장착되어 정방향 회전력 및 역방향 회전력을 발생시키는 모터;
    상기 모터의 출력축인 샤프트에 연결되어 회전하도록 상기 유로의 일측에 배치되는 제1팬;
    상기 샤프트에 고정되어 장착되어 회전하도록 상기 제1팬의 일측에 배치되는 제2팬; 및
    상기 모터가 정방향으로 회전하는 경우에, 상기 제1팬이 상기 모터의 샤프트에 연결되어 회전하도록 하고, 상기 모터가 역방향으로 회전하는 경우에 상기 모터의 샤프트의 회전력을 상기 제1팬으로 전달되지 않도록 하는 가변 연결부; 를 포함하고,
    상기 모터의 샤프트가 정방향으로 회전하는 경우, 상기 제1팬과 상기 제2팬을 통해서 정방향으로 흐르도록 하고, 상기 모터의 샤프트가 역방향으로 회전하는 경우 상기 제2팬이 내부공기를 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 가변연결부는,
    상기 제1팬과 함께 회전하도록 상기 제1팬의 회전중심부에 고정되어 장착되고, 상기 모터의 샤프트가 그 중심부를 관통해서 배치되는 중심하우징;
    상기 중심하우징의 내주면에 돌출되어 형성되는 하우징돌기;
    상기 하우징징돌기와 대응하여 상기 모터의 샤프트에서 돌출되어 형성되는 샤프트돌기; 및
    상기 중심하우징을 상기 샤프트의 축방향으로 밀거나 당기는 무빙부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  3. 제2항에서,
    상기 샤프트에는 상기 하우징돌기의 이동을 저지하는 돌기스토퍼가 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  4. 제2항에서,
    상기 무빙부는,
    일측에 형성되는 영구자석; 및
    상기 영구자석과 마주하여 공급되는 전기에 따라서, N극과 S극으로 변환되어 상기 영구자석을 밀거나 당기는 전자석; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  5. 제4항에서,
    상기 영구자석은 상기 중심하우징의 하단부에 형성되고,
    상기 전자석은 상기 영구자석과 마주하여 고정부에 장착되는 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  6. 제5항에서,
    상기 고정부에는 상기 영구자석의 이동을 저지하는 자석스토퍼가 형성되는 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  7. 제5항에서,
    상기 모터의 샤프트의 선단부에 상기 제2팬이 배치되고, 상기 제2팬의 뒤쪽으로 상기 제1팬이 배치되고,
    상기 제1팬의 뒤쪽으로 상기 영구자석이 배치되고, 상기 영구자석의 뒤쪽으로 상기 전자석이 배치되며, 상기 전자석의 뒤쪽으로 상기 모터가 배치되는 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  8. 제5항에서,
    상기 제2팬이 상부에 배치되고, 그 하부에 상기 제1팬이 배치되고, 상기 제1팬의 하부에 상기 영구자석이 배치되며, 상기 영구자석의 하부에 상기 전자석이 배치되고, 상기 전자석의 하부에 상기 모터가 배치되는 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  9. 제4항에서,
    상기 모터가 작동하는 동안에는 상기 영구자석과 상기 전자석은 설정된 갭을 두고 서로 상대적으로 회전하는 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
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