KR20140114592A - 차량용 공조장치 - Google Patents

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KR20140114592A
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Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 엔진에서 배출되는 배기가스를 볼텍스튜브를 통해 고온가스와 저온가스로 분리한 후, 이들 중 선택된 하나의 가스를 공조케이스의 내측에 구비된 제2열교환수단으로 공급하여 상기 공조케이스에 구비된 송풍기를 통해 진입되는 공기와 열교환시켜, 온기 또는 냉기로 차량 실내를 냉, 난방하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해 본 발명은, 차량의 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 차량용 공조장치에 있어서, 엔진의 배기가스를 배기부로 이송하기 위해 연결되는 배기파이프(8)와; 상기 배기파이프(8)와 연결되어 배기가스가 진입되고, 이를 고온가스와 저온가스로 각각 분리하는 볼텍스튜브(10); 공조케이스(6)의 내측에 구비되고, 상기 볼텍스튜브(10)를 통해 분리된 고온가스와 저온가스 중 선택된 어느 하나의 가스가 진입되어 상기 공조케이스(6)를 통과하는 공기와 열교환됨에 따라 온기 또는 냉기가 차량실내로 진입되도록 하는 제2열교환수단(30)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONING SYSTEM FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}
본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 엔진에서 배출되는 배기가스를 볼텍스튜브를 통해 고온가스와 저온가스로 분리한 후, 이들 중 선택된 하나의 가스를 공조케이스의 내측에 구비된 제2열교환수단으로 공급하여 상기 공조케이스에 구비된 송풍기를 통해 진입되는 공기와 열교환시켜, 온기 또는 냉기로 차량 실내를 냉, 난방하도록 하는 새로운 구성의 차량용 공조장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 공조장치는 실내의 공기온도를 적절히 조절하기 위하여 냉방시스템과 난방시스템을 구비하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 냉방시스템은, 기화된 냉매를 고온, 고압의 가스로 압축하는 압축기(1)와, 고온, 고압의 냉매를 액화시키는 응축기(2)와, 교축작용에 의해 저온, 저압의 습포화 증기로 변화시키는 팽창밸브(3)와, 저온, 저압의 냉매가 주변의 공기로부터 증발에 필요한 증발잠열을 흡수하도록 증발기(4) 및 이들 각각의 장치를 연결하는 냉매파이프(5)들을 포함한다. 또한, 상기 증발기(4)는 공조케이스(6)의 내측에 구비된다.
이에 따라, 상기 냉방시스템에서는 압축기(1)에서 고온, 고압으로 압축된 냉매가 응축기(2)를 통과하면서 주변의 공기와 열교환됨에 따라 액화되고, 이렇게 액화된 냉매는 팽창밸브(3)를 통과하면서 저온의 기체로 변한다. 또한 기화된 저온의 냉매는 증발기(4)를 통과하면서 주변의 공기와 열교환으로 냉각되고, 이렇게 냉각된 공기는 상기 공조케이스(6)의 일측에 구비된 송풍기에 의해 차량 실내로 토출됨에 따라 차량 실내를 냉방시킨다.
한편, 난방시스템은, 공조케이스(6)의 일측에 구비되어 엔진을 냉각시킨 고온의 냉각수가 순환되는 히터코어(Heater core, 7)를 포함한다.
상기 난방시스템에서는 고온의 냉각수가 히터코어(7)에 의해 주변의 공기와 열교환되고, 이를 통해 냉각된 냉각수는 엔진으로 공급되며, 주변의 가열된 공기는 송풍기에 의해 차량 실내로 토출됨에 따라 차량 실내를 난방시킨다.
그런데, 종래의 차량용 공조장치는, 냉방을 위해 압축기(1)와, 응축기(2), 팽창밸브(3) 및 증발기(4)로 구성된 냉방시스템과, 난방을 위해 히터코어(7)가 구비된 난방시스템을 각각 구비해야 하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 차량용 공조장치는, 냉매를 고온, 고압으로 압축하기 위해서 압축기(1)를 구동시키기 위한 별도의 동력이 필요하다는 문제점이 있다.
또한, 종래의 차량용 공조장치는 냉방시스템의 냉방효율을 향상시키기 위해 사용하는 냉매가 환경을 오염시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안하는 것으로서, 엔진에서 배출되는 배기가스를 볼텍스튜브를 통해 고온가스와 저온가스로 분리한 후, 이들 중 선택된 하나의 가스를 공조케이스의 내측에 구비된 제2열교환수단으로 공급하여 상기 공조케이스에 구비된 송풍기를 통해 진입되는 공기와 열교환시켜, 온기 또는 냉기로 차량 실내를 냉, 난방하도록 하는 새로운 구성의 차량용 공조장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 볼텍스튜브에 의해 분리된 고온가스와 저온가스에 의해 차량 실내를 냉,난방할 수 있어, 종래의 압축기와 같이 고출력의 동력을 사용하지않고서도 냉방성능 및 차량의 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 엔진에서 배출되는 배기가스를 이용함으로써, 종래의 냉방시스템에 사용되던 환경유해물질을 사용하지 않는 친환경적인 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량의 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 차량용 공조장치에 있어서, 엔진의 배기가스를 배기부로 이송하기 위해 연결되는 배기파이프와; 상기 배기파이프와 연결되어 배기가스가 진입되고, 이를 고온가스와 저온가스로 각각 분리하는 볼텍스튜브; 공조케이스의 내측에 구비되고, 상기 볼텍스튜브를 통해 분리된 고온가스와 저온가스 중 선택된 어느 하나의 가스가 진입되어 상기 공조케이스를 통과하는 공기와 열교환됨에 따라 온기 또는 냉기가 차량실내로 진입되도록 하는 제2열교환수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 볼텍스튜브와 제2열교환수단 사이에는, 상기 볼텍스튜브에서 제공되는 고온가스와 저온가스 각각에 의해 열교환되어 난방유체와 냉방유체를 형성하는 제1열교환수단; 및 상기 제1열교환수단에서 형성된 난방유체 또는 냉방유체 중 선택된 어느 하나의 유체를 상기 제2열교환수단에 순환되도록 하는 순환부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 제1열교환수단은, 상기 볼텍스튜브의 고온가스에 의해 난방유체를 형성하는 난방부와, 저온가스에 의해 냉방유체를 형성하는 냉방부를 포함하고; 상기 난방부는, 내측에 유체가 일정량 저장된 난방탱크와, 상기 난방탱크의 유체에 침수되고 고온가스와 열교환됨에 따라 유체를 고온의 난방유체가 되도록 하는 난방열교환기로 구비되고; 상기 냉방부는, 내측에 유체가 일정량 저장된 냉방탱크와, 상기 냉방탱크의 유체에 침수되고 저온가스와 열교환됨에 따라 유체를 저온의 냉방유체가 되도록 하는 냉방열교환기로 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 난방부의 난방탱크와 냉방부의 냉방탱크에 저장된 유체는 차량용 냉각수인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 순환부는, 제1열교환수단에서 제2열교환수단으로 유체를 진입시키도록 연결된 진입라인과; 상기 제2열교환수단에서 열교환된 유체를 상기 제1열교환수단으로 재진입되도록 연결된 배출라인; 및 상기 진입라인 또는 배출라인 중 어느 하나에 구비되어 유체가 순환되도록 펌핑력을 제공하는 펌프를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 진입라인은, 상기 제1열교환수단의 난방탱크 일측에 구비되는 난방진입관과, 상기 제1열교환수단의 냉방탱크의 일측에 구비되는 냉방진입관과, 상기 난방진입관 및 냉방진입관 중 어느 하나의 관을 개방시켜 제2열교환수단으로 진입되도록 제어하는 진입선별밸브, 및 상기 진입선별밸브와 제2열교환수단 사이를 연결하는 진입관으로 구비되고; 상기 배출라인은, 상기 난방탱크 일측에 구비되는 난방배출관과, 상기 냉방탱크의 일측에 구비되는 냉방배출관과, 상기 진입선별밸브와 연계 동작되어 제2열교환수단을 통해 열교환된 유체가 난방부 또는 냉방부로 재진입되도록 제어하는 배출선별밸브, 및 상기 배출선별밸브와 제2열교환수단 사이를 연결하는 배출관을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 엔진에서 배출되는 배기가스를 볼텍스튜브를 통해 고온가스와 저온가스로 분리한 후, 이들 중 선택된 하나의 가스를 공조케이스의 내측에 구비된 제2열교환수단으로 공급하여 상기 공조케이스에 구비된 송풍기를 통해 진입되는 공기와 열교환시켜, 온기 또는 냉기로 차량 실내를 냉, 난방함으로써 공조장치의 구성이 간단해지는 효과가 있다.
또한, 볼텍스튜브에 의해 분리된 고온가스와 저온가스에 의해 차량 실내를 냉,난방할 수 있어 고출력의 동력이 필요하지 않음으로써, 냉방성능 및 차량의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 엔진에서 배출되는 배기가스를 이용함으로써, 종래의 냉방시스템에 사용되던 환경유해물질을 사용하지 않아도 되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치를 도시한 개략적인 도면.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 도시한 개략적인 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 차량용 공조장치는, 차량의 배기가스를 고온 및 저온가스로 분리시키는 볼텍스튜브(Vortex Tube, 10)와, 상기 볼텍스튜브(10)에 의해 분리된 고온가스 및 저온가스와 열교환시켜 난방유체 및 냉방유체를 형성하는 제1열교환수단(20)과, 상기 제1열교환수단(20)을 통해 얻어진 난방유체 및 냉방유체 중 어느 하나를 제공받아 열교환을 통해 차량 실내를 난방 또는 냉방되도록 하는 제2열교환수단(30), 및 상기 제1열교환수단(20)에서 제2열교환수단(30)으로 난방유체 또는 냉방유체 중 어느 하나가 선택적으로 순환되도록 하는 순환부(40)를 포함한다.
또한 엔진에서 발생된 배기가스를 배기부로 이송시키기 위한 배기파이프(8)를 포함한다.
상기 볼텍스튜브(10)는, 상기 배기파이프(8)의 일측과 연결되어 배기가스의 일부가 진입되도록 하는 입구(12)와, 상기 입구(12)를 통해 진입된 배기가스가 고속의 소용돌기에 의해 형성된 고온가스가 배출되는 고온출구(14), 및 상기 고온출구(14) 측에서 회송되는 저온가스가 배출되는 저온출구(16)를 포함한다.
상기 볼텍스튜브(10)는, 도입된 압축공기를 볼텍스 회전실에서 초고속으로 회전시켜 와류를 형성한 다음 조절밸브에 의해 냉기와 온기로 분리하는 장치이다.
상기 볼텍스튜브(10)는, 고온출구(14)에 설치되는 조절밸브를 갖추고 있으며, 이 조절밸브는, 입구(12)로부터 이송되는 와류공기 중, 압력이 낮은 중앙부의 공기를 저온출구(16)로 회송시키고, 압력이 높은 둘레부의 공기는 고온출구(14)로 배출시킨다. 따라서 중앙부의 공기와 둘레부의 공기 사이에 상호 열교환이 이루어질 수 있게 하며, 이에 따라 둘레부의 공기가 고온을 유지하면서 고온출구(14)로 배출될 수 있게 하고, 중앙부의 공기가 저온을 유지하면서 저온출구(16)로 배출될 수 있게 한다.
상기 볼텍스튜브(10)는, 전기의 공급이 필요없고 구조가 간단하다.
상기 볼텍스튜브(10)는, 예컨대, 약 26℃의 압축공기를 약 -40℃의 냉각공기와 약 120℃의 고온공기로 분리해낼 수 있다.
즉, 압축공기가 입구(12)를 통해 볼텍스튜브(10)로 공급되면, 볼텍스 회전실(통상 '볼텍스 제너레이터'라 한다)에서는 1분에 약 1,000,000RPM의 초고속 회전에 의해 와류, 즉 회오리바람을 만들어 낸다.
상기한 초고속의 회오리바람(이를 '1차 볼텍스'라 한다)이 긴 튜브를 통과하게 되면, 볼텍스튜브(10) 내의 중앙부 공기는 그 압력이 낮아지게 된다. 이때 볼텍스튜브(10) 내에 구비된 조절밸브를 사용하여 공기의 흐름 및 온도를 제어하면, 우측을 향하던 회전공기의 중앙부는 조절밸브에 의해 유동 방향이 전환되어 좌측으로 유동하면서(이를 '2차 볼텍스'라 한다) 조절밸브의 둘레부를 통과하여 우측을 향하는 공기와의 사이에 열전달이 이루어진다.
이에 따라 볼텍스튜브(10)의 둘레부의 공기는 가열되어 1차 볼텍스를 형성하면서 우측의 고온출구(14)로 토출되고(우측 화살표방향), 중앙부의 공기는 냉각되어 2차 볼텍스를 형성하면서 좌측의 저온출구(16)로 토출된다(좌측 화살표방향).
상기 제1열교환수단(20)은, 상기 볼텍스튜브(10)에서 고온가스를 제공받아 열교환을 통해 난방유체를 형성하는 난방부(210)와, 저온가스를 제공받아 열교환을 통해 냉방유체를 형성하는 냉방부(220)로 구비된다.
상기 난방부(210)는, 내측에 일정량의 유체가 저장된 난방탱크(212), 및 상기 난방탱크(212)의 내측에 구비되고 상기 볼텍스튜브(10)의 고온출구(14)를 통해 토출되는 고온가스와 열교환되어 난방유체를 형성하는 난방열교환기(214)를 포함한다.
또한, 상기 난방열교환기(214)는 상기 난방탱크(212)에 저장된 유체에 침수된 상태로 구비됨이 바람직하다.
즉, 볼텍스튜브(10)의 고온출구(14)에서 토출되는 고온가스가 난방열교환기(214)로 진입되어 순환하면서, 상기 난방열교환기(214)를 침수시킨 유체와 열교환이 이루어져 고온의 난방유체를 형성한다.
또한, 상기 난방열교환기(214)를 통해 열교환이 이루어진 고온가스는 배기부를 통해 외부로 배기된다.
상기 냉방부(220)는, 내측에 일정량의 유체가 저장된 냉방탱크(222), 및 상기 냉방탱크(222)의 내측에 구비되고 상기 볼텍스튜브(10)의 저온출구(16)를 통해 토출되는 저온가스와 열교환되어 냉방유체를 형성하는 냉방열교환기(224)를 포함한다.
또한, 상기 냉방열교환기(224)는 상기 냉방탱크(222)에 저장된 유체에 침수된 상태로 구비됨이 바람직하다.
즉, 볼텍스튜브(10)의 저온출구(16)에서 토출되는 저온가스가 냉방열교환기(224)로 진입되어 순환하면서, 상기 냉방열교환기(224)를 침수시킨 유체와 열교환이 이루어져 저온의 냉방유체를 형성한다.
또한, 상기 냉방열교환기(224)를 통해 열교환이 이루어진 저온가스는 배기부를 통해 외부로 배기된다.
한편, 상기 난방탱크(212) 또는 냉방탱크(222)에 저장되는 유체는 차량에 사용되는 차량용 냉각수임이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니며, 고온 또는 저온에서 안정적인 상태를 유지하면서 열교환효율이 우수한 액체 또는 기체이면 어느 것이든 사용 가능하다.
상기 제2열교환수단(30)은, 공조케이스(6)의 내측에 구비된다. 상기 제2열교환수단(30)은 상기 제1열교환수단(20)으로부터 난방유체 또는 냉방유체를 제공받고, 상기 공조케이스(6)에 구비된 송풍기를 통해 진입되는 공기와 열교환됨에 따라 형성된 온기 또는 냉기를 차량 실내로 토출시켜 냉난방을 한다.
또한, 상기 제2열교환수단(30)은 증발기(4) 또는 히터코어(5) 중 어느 하나를 사용함이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니며, 송풍기를 통해 진입되는 공기와의 열교환이 원활하게 이루어지도록 하는 열교환기이면 어느 것이든 사용 가능하다.
상기 순환부(40)는, 제1열교환수단(20)과 제2열교환수단(30) 사이를 연결하여, 상기 제1열교환수단(20)의 난방유체 또는 냉방유체 중 어느 하나를 상기 제2열교환수단(30)으로 공급시켜 열교환이 이루어지도록 하고, 열교환된 유체를 상기 제1열교환수단(20)으로 재진입시킨다.
상기 순환부(40)는, 제1열교환수단(20)의 유체를 제2열교환수단(30)에 진입시키는 진입라인(42)과, 상기 제2열교환수단(30)에서 열교환된 유체를 제1열교환수단(20)으로 재진입시키는 배출라인(44), 및 상기 진입라인(42) 또는 배출라인(44)의 어느 일측에 구비되고 유체가 제1열교환수단(20)에서 제2열교환수단(30) 사이를 강제 순환하도록 압력을 제공하는 펌프(46)를 포함한다.
상기 진입라인(42)은, 난방탱크(212)의 일측에 구비된 난방진입관(422)과, 냉방탱크(222)의 일측에 구비된 냉방진입관(424)과, 상기 난방진입관(422) 및 냉방진입관(424) 중 어느 하나의 관을 개방시켜 제2열교환수단(30)으로 공급되도록 제어하는 진입선별밸브(426), 및 상기 진입선별밸브(426)에서 선택된 유체가 제2열교환수단(30)으로 공급되도록 연결하는 진입관(428)으로 구비된다.
또한, 상기 진입선별밸브(426)는, 차량에 구비된 공조장치의 제어부의 제어신호에 따라 난방유체 또는 냉방유체 중 어느 하나가 진입되도록 한다.
즉, 제어부의 제어 신호에 따라 상기 진입선별밸브(426)의 개방된 난방진입관(422) 또는 냉방진입관(424) 중 어느 하나가 진입관(428)을 통해 제2열교환수단(30)으로 진입된다.
상기 배출라인(44)은, 난방탱크(212)의 일측에 구비된 난방배출관(442)과, 냉방탱크(222)의 일측에 구비된 냉방배출관(444)과, 상기 난방배출관(442) 및 냉방배출관(444) 중 어느 하나의 관을 개방시켜 제2열교환수단(30)에서 배출되는 유체가 재진입되도록 제어하는 배출선별밸브(446), 및 상기 배출선별밸브(446)와 제2열교환수단(30)을 연결하는 배출관(448)으로 구비된다.
또한, 상기 배출선별밸브(446)는, 상기 진입선별밸브(426)와 연계 동작되어, 상기 진입선별밸브(426)의 개방으로 난방부(210)의 난방유체 또는 냉방부(220)의 냉방유체 중 어느 하나가 제2열교환수단(30)으로 진입된 후, 난방부(210) 또는 냉방부(220)로 재진입되도록 하여, 유체의 손실 없이 순환과정이 이루어지도록 한다.
즉, 상기 제2열교환수단(30)을 통해 열교환된 유체가 상기 진입선별밸브(426)와 연계되어 개방된 배출선별밸브(446)의 개방된 난방배출관(442) 또는 냉방배출관(444)으로 배출되어, 난방탱크(212) 또는 냉방탱크(222)로 재진입되는 순환과정을 이룬다.
상기와 같이 구성된 차량용 공조장치의 작용상태를 살펴보면 다음과 같다.
먼저 난방의 경우에는, 엔진에서 배출되는 배기가스가 배기파이프(8)를 따라 배기부로 이송된다.
상기 배기파이프(8)는 볼텍스튜브(10)의 입구(12)와 연결되어 있으므로, 상기 배기파이프(8)로 이송되는 배기가스의 일부가 상기 입구(12)로 진입된다. 입구(12)로 진입된 배기가스는 고속의 소용돌이에 의해 고온가스와 저온가스로 분리되고, 고온가스는 고온출구(14)로 토출되고, 저온가스는 저온출구(16)로 토출된다.
또한, 고온가스는 제1열교환수단(20)의 난방부(210)에 구비된 난방열교환기(214)로 진입되어 난방탱크(212)에 저장된 유체와 열교환됨으로써, 난방유체를 형성한다. 상기 난방열교환기(214)로 진입된 고온가스는 열교환 후 배기부를 통해 외부로 배출된다.
저온가스는 제1열교환수단(20)의 냉방부(220)에 구비된 냉방열교환기(224)로 진입되어 냉방탱크(222)에 저장된 유체와의 열교환으로 냉방유체를 형성하고, 상기 냉방열교환기(224)로 진입된 저온가스는 열교환 후 배기부를 통해 외부로 배출된다.
이어서, 순환부(40)의 진입선별밸브(426)와 배출선별밸브(446)는 난방부(210)와 제2열교환수단(30)에 난방유체가 순환되도록 개방된다.
즉, 펌프(46)의 작동으로, 상기 난방부(210)의 난방유체는, 난방진입관(422)과 진입선별밸브(426)를 거쳐 진입관(428)을 통해 제2열교환수단(30)으로 진입되어 열교환이 이루어지고, 상기 제2열교환수단(30)과 연결된 배출관(448)과 배출선별밸브(446)를 거쳐 난방배출관(442)을 통해 난방탱크(212)로 재진입된다.
상기 제2열교환수단(30)은, 고온의 난방유체가 순환하고 있으므로, 공조케이스(6)의 일측에 구비된 송풍기를 통해 진입된 공기와의 열교환에 의해 고온의 온기를 형성하고, 이렇게 형성된 온기가 차량 실내로 토출됨에 따라 실내를 난방하게 된다.
다음으로 냉방의 경우에는, 순환부(40)의 진입선별밸브(426)와 배출선별밸브(446)가 냉방부(220)와 제2열교환수단(30)이 연통되도록 개방되어, 펌프(46)의 펌핑력으로 냉방부(220)의 냉방유체가 상기 제2열교환수단(30)을 순환하게 된다.
또한, 상기 제2열교환수단(30)은 송풍기를 통해 진입되는 공기와의 열교환에 의해 냉기를 형성함으로써, 차량 실내를 냉방하게 된다.
한편, 엔진의 배기가스와 볼텍스튜브를 이용하여 차량 실내를 냉, 난방하는 본 발명의 차량용 공조장치는, 종래의 차량용 공조장치의 냉, 난방시스템과 혼용하여 사용할 수도 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 차량용 공조장치의 공조케이스(6)에 증발기(4)와 히터코어(7) 및 본 발명의 제2열교환수단(30)을 구비하여 사용할 수도 있다.
이상에서 설명한 것은 차량용 공조장치를 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니한다. 본 발명에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변경실시가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
6: 공조케이스 8: 배기파이프
10: 볼텍스튜브(Vortex Tube) 12: 입구
14: 고온출구 16: 저온출구
20: 제1열교환수단 210: 난방부
212: 난방탱크 214: 난방열교환기
220: 냉방부 222: 냉방탱크
224: 냉방열교환기 30: 제2열교환수단
40: 순환부 42: 진입라인
422: 난방진입관 424: 냉방진입관
426: 진입선별밸브 428: 진입관
44: 배출라인 442: 난방배출관
444: 냉방배출관 446: 배출선별밸브
448: 배출관 46: 펌프

Claims (6)

  1. 차량의 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 차량용 공조장치에 있어서,
    엔진의 배기가스를 배기부로 이송하기 위해 연결되는 배기파이프(8)와;
    상기 배기파이프(8)와 연결되어 배기가스가 진입되고, 이를 고온가스와 저온가스로 각각 분리하는 볼텍스튜브(Vortex Tube, 10);
    공조케이스(6)의 내측에 구비되고, 상기 볼텍스튜브(10)를 통해 분리된 고온가스와 저온가스 중 선택된 어느 하나의 가스가 진입되어 상기 공조케이스(6)를 통과하는 공기와 열교환됨에 따라, 온기 또는 냉기가 차량실내로 진입되도록 하는 제2열교환수단(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 볼텍스튜브(10)와 제2열교환수단(30) 사이에는,
    상기 볼텍스튜브(10)에서 제공되는 고온가스와 저온가스 각각에 의해 열교환되어 난방유체와 냉방유체를 형성하는 제1열교환수단(20); 및
    상기 제1열교환수단(20)에서 형성된 난방유체 또는 냉방유체 중 선택된 어느 하나의 유체를 상기 제2열교환수단(30)에 순환되도록 하는 순환부(40)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1열교환수단(20)은,
    상기 볼텍스튜브(10)의 고온가스에 의해 난방유체를 형성하는 난방부(210)와, 저온가스에 의해 냉방유체를 형성하는 냉방부(220)를 포함하고;
    상기 난방부(210)는, 내측에 유체가 일정량 저장된 난방탱크(212)와, 상기 난방탱크(212)의 유체에 침수되고 고온가스와 열교환됨에 따라 유체를 고온의 난방유체가 되도록 하는 난방열교환기(214)를 포함하고;
    상기 냉방부(220)는, 내측에 유체가 일정량 저장된 냉방탱크(222)와, 상기 냉방탱크(222)의 유체에 침수되고 저온가스와 열교환됨에 따라 유체를 저온의 냉방유체가 되도록 하는 냉방열교환기(224)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 난방부(210)의 난방탱크(212)와 냉방부(220)의 냉방탱크(222)에 저장된 유체는 차량용 냉각수인 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 순환부(40)는,
    제1열교환수단(20)에서 제2열교환수단(30)으로 유체를 진입시키도록 연결된 진입라인(42)과;
    상기 제2열교환수단(30)에서 열교환된 유체를 상기 제1열교환수단(20)으로 재진입되도록 연결된 배출라인(44); 및
    상기 진입라인(42) 또는 배출라인(44) 중 어느 하나에 구비되어 유체가 순환되도록 펌핑력을 제공하는 펌프(46)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 진입라인(42)은, 상기 제1열교환수단(20)의 난방탱크(212) 일측에 구비되는 난방진입관(422)과, 상기 제1열교환수단(20)의 냉방탱크(222)의 일측에 구비되는 냉방진입관(424)과, 상기 난방진입관(422) 및 냉방진입관(424) 중 어느 하나의 관을 개방시켜 제2열교환수단(30)으로 진입되도록 제어하는 진입선별밸브(426), 및 상기 진입선별밸브(426)와 제2열교환수단(30) 사이를 연결하는 진입관(428)을 포함하고;
    상기 배출라인(44)은, 상기 난방탱크(212) 일측에 구비되는 난방배출관(442)과, 상기 냉방탱크(222)의 일측에 구비되는 냉방배출관(444)과, 상기 진입선별밸브(426)와 연계 동작되어 제2열교환수단(30)을 통해 열교환된 유체가 난방부(210) 또는 냉방부(220)로 재진입되도록 제어하는 배출선별밸브(446), 및 상기 배출선별밸브(446)와 제2열교환수단(30) 사이를 연결하는 배출관(448)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
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