KR20170002002U

KR20170002002U - 수소 자동차의 실내 가습장치

Info

Publication number: KR20170002002U
Application number: KR2020150007813U
Authority: KR
Inventors: 조현권
Original assignee: 주식회사 서연이화
Priority date: 2015-11-30
Filing date: 2015-11-30
Publication date: 2017-06-08

Abstract

본 고안은 수소 자동차의 실내 가습장치에 관한 것으로, 수소 자동차의 배기관(63)으로 배출되는 물을 물탱크(70)에 모았다가 필요 시 패키지트레이에 설치된 가습기(90)로 공급하여 실내를 가습할 수 있다. 따라서 실내 건조를 예방하여 항상 쾌적한 실내 조건을 유지할 수 있다.

Description

수소 자동차의 실내 가습장치{Apparatus for humidifying room of hydrogen fueled car}

본 고안은 수소 자동차의 실내 가습장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수소 자동차의 부산물인 물을 이용하여 실내를 가습할 수 있도록 된 수소 자동차의 실내 가습장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 공조 시스템은 실내 공간의 냉방과 난방에 한정되어 있다. 즉, 엔진에서 발생하는 열을 가진 냉각수와 공기를 열교환하여 가열된 공기를 실내로 공급하거나, 증발하는 냉매와 공기를 열교환하여 냉각된 공기를 실내로 공급하여 냉방 또는 난방을 실시하고 있다.

그러나 차량 실내의 공기 분위기에 의한 사용자 감성(쾌적함) 만족은 온도에만 의존하는 것이 아니라 습도에도 많은 영향을 받게 된다.

특히 여름철 에어컨 사용(냉방)이나 겨울철 난방시 밀폐된 좁은 실내 공간의 습도가 급격히 감소하여 승객의 눈과 피부를 건조하게 하여 불쾌감과 피로감을 증대시키는 문제점이 있었다.

그러나, 기존의 차량에는 실내 가습을 위한 장치는 구비되어 있지 않으며 다만 실내의 먼지, 세균, 냄새 제거를 위하여 은 이온을 발생시키는 공기정화장치가 리어시트 후방의 패키지트레이에 설치된 경우는 있다.

한편, 수소 자동차의 경우에는 에너지 발생의 부산물로서 물이 발생하게 되는데, 본 고안은 이를 이용하여 차량 실내의 가습을 실시하고자 하는 것이다.

본 고안은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 차량 운행 중 발생하는 물을 이용하여 차량의 실내 공간의 가습을 실시할 수 있게 됨으로써 실내 건조를 막아 승객 편의 증가를 도모할 수 있도록 된 수소 자동차의 실내 가습장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 수소를 엔진에서 연소시켜 엔진에 연결된 구동계를 구동함으로써 차량을 주행시키는 수소 자동차의 상기 엔진에 연결된 배기관으로서 엔진에서 발생한 물이 배출되는 배기관과, 상기 배기관에 연결되어 물을 공급받는 물탱크와, 상기 물탱크로부터 물을 공급받아 물입자를 생성하여 차량 실내 공간으로 발산하는 가습기를 포함할 수 있다.

또한 본 고안은, 수소를 연료전지에서 산소와 반응시켜 전기를 생산하고, 그 전기로 모터를 작동시켜 모터에 연결된 구동계를 구동함으로써 차량을 주행시키는 수소 자동차의 상기 연료전지에 연결된 배기관으로서 연료전지에서 발생한 물이 배출되는 배기관과, 상기 배기관에 연결되어 물을 공급받는 물탱크와, 상기 물탱크로부터 물을 공급받아 물입자를 생성하여 차량 실내 공간으로 발산하는 가습기를 포함할 수 있다.

상기 물탱크는 배기관보다 낮은 위치에 설치되고, 배기관의 저면과 물탱크의 상단부가 물유입관으로 연결된다.

상기 물탱크의 상부 일측면에는 물배출관이 연결된다.

상기 물탱크에 펌프가 설치되고, 펌프는 물공급관을 매개로 가습기와 연결된다.

상기 가습기는 리어시트와 리어윈도우글래스를 연결하는 패키지트레이에 설치된다.

상기 가습기는 초음파진동자를 구비한 초음파 타입의 가습기인 것이 바람직하다.

상기 펌프와 가습기의 작동을 제어하는 전자제어유니트가 더 구비된다.

본 고안은 차량의 실내 공간의 습도를 측정하는 습도센서를 더 포함하고, 상기 제어유니트는 측정된 실내 습도가 설정값 이하이면 펌프와 가습기를 작동시켜 실내를 가습하고 설정값을 초과하면 펌프와 가습기의 작동을 정지시킨다.

본 고안은 운전자가 조작할 수 있는 가습기 온/오프스위치를 더 포함하고, 상기 제어유니트는 가습기 온/오프스위치에서 온신호가 발생하면 펌프와 가습기를 작동시켜 실내를 가습하고 오프신호가 발생하면 펌프와 가습기의 작동을 정지시킨다.

이상 설명한 바와 같은 본 고안에 따르면, 수소 자동차의 엔진 또는 연료전지에서 발생하여 배기관으로 배출되는 물을 보관하였다가 실내가 건조해지면 가습할 수 있도록 된 가습장치가 제공된다.

상기 가습장치의 가습기는 차량 후방의 패키지트레이에 설치되므로 차량의 실내 공간을 불필요하게 점유하지 않는다.

상기 가습기는 실내 습도에 따라 자동으로 작동되거나 또는 운전자의 필요에 따라 온/오프할 수 있다.

실내 가습을 위한 물을 별도로 준비 및 보충할 필요가 없어서 사용이 편리하다.

여름철 냉방 및 겨울철 난방시에도 차량의 실내를 건조하지 않게 유지할 수 있으므로 승객의 감성 만족도가 한층 향상되는 효과가 있다.

특히 건조로 인한 운전자의 눈의 피로도를 저감시켜 안전 운전에도 도움이 된다.

도 1은 수소를 엔진 연료로 이용하는 수소 자동차의 개략 구성도.
도 2는 수소를 연료전지 연료로 이용하는 수소 자동차의 개략 구성도.
도 3은 본 고안에 따른 수소 자동차의 실내 가습장치의 구성도.
도 4는 배기관과 물탱크의 연결 상태도.

본 고안은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 고안을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 고안의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

이하, 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1과 도 2는 본 고안이 적용될 수 있는 수소 자동차의 서로 다른 예를 도시한 것이다.

도 1은 수소를 연소시켜 발생하는 에너지를 이용하여 구동하는 수소 자동차로서 수소를 보관하는 수소탱크(10)와, 차량의 구동계에 연결된 엔진(20)과, 상기 수소탱크(10)로부터 엔진(20)으로 수소를 공급하는 수소공급관(61)과, 엔진(20)으로 외기(산소)를 공급하는 공기공급관(62)과, 엔진(20)에서 발생한 배기가스가 배출되는 배기관(63)을 포함한다.

이와 같은 수소 자동차에서는 엔진(20)에서 수소를 연소(폭발)시켜 발생한 열에너지를 회전에너지로 전환하고, 회전에너지를 엔진(20)에 연결된 구동계에 전달하여 차량을 주행시킨다.

엔진(20)에서 발생한 배기가스는 대부분 수증기(미량의 질소산화물 포함)이며, 수증기는 배기관(63)을 따라 배출되면서 일부가 냉각되어 액체 상태의 물로 전환된다.

도 2는 수소를 연료전지에서 산소와 반응시켜 전기를 생산하고, 그 전기로 모터를 구동하여 차량을 주행시키는 수소 자동차로서 근래에 수소자동차라고 하면 대부분 이러한 수소 연료전지 자동차를 의미한다.

이 타입의 수소 자동차는 수소탱크(10)와 연료전지(40)와 모터(30) 및 배터리(50)를 구비하고, 수소탱크(10)로부터 연료전지(40)로 수소를 공급하는 수소공급관(61), 연료전지(40)로 공기(산소)를 공급하는 공기공급관(62), 연료전지(40)에서 발생한 수증기를 배출하는 배기관(63)을 포함하고, 연료전지(40)와 모터(30) 및 배터리(50)는 전선으로 연결되어 연료전지(40)에서 생산된 전기가 모터(30)와 배터리(50)로 공급되거나 배터리(50)에 저장된 전기가 모터(30)로 공급될 수 있도록 되어 있다.

따라서, 모터(30)가 작동하여 발생한 회전에너지를 차량의 구동계에 전달하여 차량이 주행하게 되며, 연료전지(40)에서 발생한 수증기는 배기관(63)을 따라 배출되면서 일부 냉각되어 액체 상태의 물이 된다.

이상과 같이 상기 두 타입의 수소 자동차에서는 모두 배기관(63)을 통해 액체 상태인 물이 배출된다.

이를 이용한 본 고안에 따른 수소 자동차의 실내 가습장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 물이 배출되는 배기관(63)과, 배기관(63)에 연결되어 물을 공급받는 물탱크(70)와, 차량의 실내에 설치되고 물탱크(70)로부터 물을 공급받아 물입자를 생성하여 발산하는 가습기(90)를 포함한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 물탱크(70)는 배기관(63)보다 낮은 위치에 설치되고, 배기관(63)의 바닥부와 물탱크(70)의 상단부가 물유입관(71)으로 연결되어 있다. 따라서 배기관(63)의 바닥을 따라 흐르는 물이 중력에 의해 자연적으로 물유입관(71)을 통해 물탱크(70)로 유입되어 보관된다.(도 3에는 물탱크(70)가 배기관(63)보다 위쪽에 위치한 것으로 도시되어 있으나 이는 차량의 측면도내에 가습장치의 구성을 개략적으로 표시한 것이고 실제로는 도 4와 같이 배기관(63)보다 아래쪽에 설치된다.)

또한 상기 물탱크(70)의 상부 측면에는 물배출관(72)이 연결된다. 따라서 차량이 주행할 때마다 발생하여 물탱크(70)로 물이 유입되어도 상기 물배출관(72)이 연결된 높이 이상으로 물이 차게 되면 물배출관(72)을 통해 물이 배출되므로 물탱크(70)의 수위는 항상 일정하게 유지될 수 있다.

상기 가습기(90)는 패키지트레이의 상부에 설치된다. 패키지트레이는 리어패키지트레이라고도 부르며 리어시트의 후방과 리어윈도우글래스 사이를 수평으로 연결하는 판상의 부분이다. 패키지트레이에는 주로 스피커와 보조브레이크램프가 설치되는데, 여분의 공간이 충분하므로 가습기(90)가 설치될 수 있다.

상기 가습기(90)는 초음파진동자(91)를 내장한 초음파 타입 가습기이다. 초음파진동자(91)를 이용하는 가습기(90)는 전원 공급과 함께 즉시 물입자를 생성 발산할 수 있으므로 신속한 가습이 가능하고, 발산되는 물입자가 열을 포함하고 있지 않으므로 실내 온도를 증가시키지 않는 장점이 있다.

상기 물탱크(70)와 가습기(90) 사이에는 물공급관(85)이 설치되고, 물탱크(70)로부터 가습기(90)로 물을 공급하기 위하여 물공급관(85)에는 펌프(80)가 설치된다.

상기 펌프(80)는 설치 공간의 여유를 고려하여 물탱크(70)의 상부에 설치된다. 펌프(80)의 물흡입관은 물탱크(70) 내부의 바닥면 근처까지 연장되어 있어 항상 물에 잠겨 있다.

한편, 상기 펌프(80)와 가습기(90)의 작동 제어를 위한 전자제어유니트(100)가 구비된다.

상기 전자제어유니트(100)는 운전자의 의지와 실내 습도 조건에 따라 상기 펌프(80)와 가습기(90)를 작동시켜 실내 가습을 실시한다. 이를 위해 차량의 실내 예를 들어 루프에는 습도센서(110)가 설치되고, 운전석 앞쪽의 센터페시아쪽 부분에는 가습기 온/오프스위치(120)가 설치되며, 이들 습도센서(110)와 가습기 온/오프스위치(120)는 제어유니트(100)에 연결되어 있다.

따라서 제어유니트(100)는 습도센서(110)에서 측정된 현재 실내 습도가 설정값 이하로 떨어지면 펌프(80)와 가습기(90)를 작동시켜 실내 가습을 실시하고, 실내 습도가 설정값을 초과하면 펌프(80)와 가습기(90)의 작동을 정지시킨다.

상기 설정값은 제어유니트(100)에 입력된 제어로직(프로그램)에 포함되는 펌프(80)와 가습기(90) 작동 여부 판단 기준으로서 일정값으로 정해진 것일 수도 있고, 운전자가 실내 온도 조절장치의 기준 온도값을 조절하는 것과 같이 필요에 따라 증감시킬 수도 있다. 이를 위해서 실내 온도 조절장치의 온도 조절 버튼을 상기 제어유니트(100)의 습도 조절 버튼으로 사용할 수 있다.

또한 제어유니트(100)는 습도센서(110)의 측정값과는 상관없이 가습기 온/오프스위치(120)의 조작신호에 따라 가습기 온(on)신호가 발생하면 펌프(80)와 가습기(90)를 작동시키고, 오프(off)신호가 발생하면 펌프(80)와 가습기(90)의 작동을 중지시킨다. 이러한 가습기 온/오프스위치(120) 조작신호는 상기 습도센서(110) 측정값에 의한 펌프(80)와 가습기(90) 제어로직보다 우선하여 반영된다.

상기와 같이 가습기 온/오프스위치(120)에서 온 신호가 발생하거나 습도센서(110)에서 측정된 실내 습도가 설정값 이하가 되면, 전자제어유니트(100)는 펌프(80)와 가습기(90)를 작동시킨다.

펌프(80)가 작동되면 물탱크(70)의 물이 가습기(90)로 공급되고, 가습기(90)에서는 초음파진동자(91)가 작동하여 물이 초음파진동자(91)에 의해 미립자화 되어 공간으로 발산됨으로써 차량 실내 공간의 가습이 이루어진다.

이후 운전자가 가습기 온/오프스위치(120)를 오프 상태로 조작하거나 실내 습도가 상승하여 설정값을 초과하면 전자제어유니트(100)에 의해 펌프(80)와 가습기(90)의 작동이 정지되므로 실내 가습이 중지된다.

상기와 같이 본 고안에 따르면, 수소 자동차에서 발생되는 물을 이용하여 실내 가습을 실시할 수 있게 된다.

따라서 여름철 냉방 및 겨울철 난방시에 실내가 건조해지는 것을 방지하여 항상 쾌적한 상태의 실내 습도를 유지할 수 있으므로 차량에 대한 승객의 감성 만족도가 향상되는 효과가 있다.

상술한 바와 같이 본 고안은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 고안의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 실용신안등록청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 수소탱크 20 : 엔진
30 : 모터 40 : 연료전지
50 : 배터리 61 : 수소공급관
62 : 공기공급관 63 : 배기관
70 : 물탱크 71 : 물유입관
72 : 물배출관 80 : 펌프
85 : 물공급관 90 : 가습기
91 : 초음파진동자 100 : 전자제어유니트
110 : 습도센서 120 : 가습기 온/오프스위치

Claims

수소를 엔진에서 연소시켜 엔진에 연결된 구동계를 구동함으로써 차량을 주행시키는 수소 자동차의 상기 엔진에 연결된 배기관으로서 엔진에서 발생한 물이 배출되는 배기관과,
상기 배기관에 연결되어 물을 공급받는 물탱크와,
상기 물탱크로부터 물을 공급받아 물입자를 생성하여 차량 실내 공간으로 발산하는 가습기
를 포함하는 수소 자동차의 실내 가습장치.
수소를 연료전지에서 산소와 반응시켜 전기를 생산하고, 그 전기로 모터를 작동시켜 모터에 연결된 구동계를 구동함으로써 차량을 주행시키는 수소 자동차의 상기 연료전지에 연결된 배기관으로서 연료전지에서 발생한 물이 배출되는 배기관과,
상기 배기관에 연결되어 물을 공급받는 물탱크와,
상기 물탱크로부터 물을 공급받아 물입자를 생성하여 차량 실내 공간으로 발산하는 가습기
를 포함하는 수소 자동차의 실내 가습장치.
청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
상기 물탱크는 배기관보다 낮은 위치에 설치되고, 배기관의 저면과 물탱크의 상단부가 물유입관으로 연결된 것을 특징으로 하는 수소 자동차의 실내 가습장치.
청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
상기 물탱크의 상부 일측면에는 물배출관이 연결된 것을 특징으로 하는 수소 자동차의 실내 가습장치.
청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
상기 물탱크에 펌프가 설치되고, 펌프는 물공급관을 매개로 가습기와 연결된 것을 특징으로 하는 수소 자동차의 실내 가습장치.
청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가습기는 리어시트와 리어윈도우글래스를 연결하는 패키지트레이에 설치된 것을 특징으로 하는 수소 자동차의 실내 가습장치.
청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가습기는 초음파진동자를 구비한 초음파 타입의 가습기인 것을 특징으로 하는 수소 자동차의 실내 가습장치.
청구항 3 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 펌프와 가습기의 작동을 제어하는 전자제어유니트가 더 구비된 것을 특징으로 하는 수소 자동차의 실내 가습장치.
청구항 8에 있어서,
차량의 실내 공간의 습도를 측정하는 습도센서를 더 포함하고, 상기 제어유니트는 측정된 실내 습도가 설정값 이하이면 펌프와 가습기를 작동시켜 실내를 가습하고 설정값을 초과하면 펌프와 가습기의 작동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 수소 자동차의 실내 가습장치.
청구항 8에 있어서,
운전자가 조작할 수 있는 가습기 온/오프스위치를 더 포함하고, 상기 제어유니트는 가습기 온/오프스위치에서 온신호가 발생하면 펌프와 가습기를 작동시켜 실내를 가습하고 오프신호가 발생하면 펌프와 가습기의 작동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 수소 자동차의 실내 가습장치.