KR20180023374A - Heat regenerator of vehicle and regenerating system with the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량용 축열기 및 이를 포함하는 축열 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게 엔진 및 배기가스의 열을 냉각수를 이용하여 저장하는 차량용 축열기 및 이를 포함하는 축열 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an accumulator for a vehicle and a heat accumulating system including the accumulator. More particularly, the present invention relates to a vehicle accumulator for storing heat of engine and exhaust gas using cooling water, and a heat accumulating system including the accumulator.
자동차의 엔진은 연료를 연소시켜 발생된 열에너지를 운동에너지로 변환하여 드라이브라인을 통해 휠에 전달함으로써 주행이 가능하도록 하는 자동차의 동력 발생 장치이다.An engine of an automobile is a power generating device of an automobile which converts heat energy generated by burning fuel into kinetic energy and transmits the kinetic energy to the wheel through a drive line.
그러나 차량 구동에 사용되는 에너지는 전체 발생 에너지 중 일부에 그치며 대부분의 에너지는 엔진 및 배기계의 표면과 배기가스 배출에 의해 열에너지의 형태로 대기 중으로 발산되어 소실된다.However, the energy used for driving the vehicle is limited to a part of the total generated energy, and most of the energy is dissipated to the atmosphere in the form of heat energy by the surface of the engine and the exhaust system and the exhaust gas.
그 중 고온의 배기가스 배출로 인한 에너지 손실이 특히 크므로 배기열 회수 시스템(EHRS : Exhaust Heat Recovery System)을 적용하여 배기열의 일부를 회수하여 실내 난방에 이용하고 있다.Among them, the energy loss due to the exhaust gas at high temperature is particularly large. Therefore, the exhaust heat recovery system (EHRS) is applied to recover part of the exhaust heat and use it for indoor heating.
종래의 배기열 회수장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 배기관(2)의 외주면을 둘러싸는 열교환기(3)를 설치하고, 엔진(1)과 열교환기(3) 및 실내 난방용 히터(4)를 순환하는 냉각수관(5)을 설치한 구조로 이루어진다.1, the conventional exhaust heat recovery apparatus is provided with a heat exchanger 3 surrounding the outer circumferential surface of the exhaust pipe 2, and an engine 1, a heat exchanger 3 and a
따라서 엔진(1)에서 배출된 냉각수가 배기관(2)에 설치된 열교환기(3)를 경유하면서 배기가스의 열을 흡수하여 가열되고, 이 후 히터(4)를 통과하면서 실내로 공급되는 공기를 데워 난방이 이루어지게 된다. 즉, 엔진(1)에서 배출된 후 배기관(2)을 통해 대기 중으로 그대로 배출되던 배기가스의 열을 회수하여 실내 난방에 이용함으로써 에너지 이용률을 향상시켰다.The cooling water discharged from the engine 1 is absorbed by the heat of the exhaust gas while passing through the heat exchanger 3 provided in the exhaust pipe 2 and then heated to pass through the
그런데, 엔진이 충분히 가열되기 전에는 냉각수의 온도가 낮아서 폐열의 활용도가 낮으므로, 축열기를 이용하여 엔진 및 배기가스의 열을 흡수하여 두었다가 냉간 시동 성능을 향상시키고 시동 초기의 즉시 난방이 가능하도록 하는 기술이 본 출원인의 선출원인 국내공개특허 제2014-091203호(공개일 2016.01.27, 명칭: 자동차의 배기열 축열장치)와 같이 개발된 바 있다.However, since the temperature of the cooling water is low before the engine is sufficiently heated, the utilization of the waste heat is low. Therefore, the heat of the engine and the exhaust gas is absorbed by the regenerator to improve the cold start performance, The technology has been developed in the same manner as that of the present applicant's domestic patent publication No. 2014-091203 (publication date 2016.01.27, name: exhaust heat storage device for automobile).
아울러, 이후에도 축열 성능 향상을 위한 축열기의 개발이 이루어졌으나, 축열기의 단열 성능 및 엔진 내 시스템 구성을 위한 기술 개발이 여전히 필요한 실정이다.In addition, there has been development of regenerator for improving the heat storage performance. However, it is still necessary to develop the technology for the heat insulation performance of the regenerator and the structure of the engine.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 축열 및 단열 성능이 보다 우수한 축열기와, 상기 축열기 내 진공 상태의 단열공간 형성을 위해 기존 차량 내 장착되는 진공펌프를 이용하여 높은 진공도를 유지할 수 있는 차량용 축열 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a vacuum heat exchanger for a vacuum heat exchanger, And to provide a vehicle heat storage system capable of maintaining a high degree of vacuum by using a pump.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 축열기는 냉각수가 유입 및 배출되는 열교환기(100); 상기 열교환기(100)가 수용되는 내측케이스(200); 상기 내측 케이스 내부에 충진되는 열저장물질(300); 및 상기 내측 케이스가 수용되되, 내측 케이스와의 사이에 진공 상태의 단열공간(500)을 포함하며, 차량 내 장착되는 진공수단(20)과 연결되는 흡입구(420)가 형성된 외측케이스(400); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The vehicle heat accumulator according to the embodiment of the present invention includes a
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 열저장물질(300)은 상변화물질일 수 있다.Also, the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 외측케이스(400)는 단열공간(500)에 진공단열재(Vacuum insulation panel, VIP)가 더 구비될 수 있다.In addition, the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 축열기(10)는 상기 내측케이스(200)의 외주면 또는 외측케이스(400)의 내주면에 리브(600)가 돌출 형성될 수 있다.The
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 열교환기(100)는 플레이트(110) 타입의 열교환기(100)일 수 있다.Also, the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 열교환기(100)는 상부 플레이트(111) 및 하부 플레이트(112)가 결합되어, 내부에 냉각수 유동 공간이 형성되며, 다수개 적층되는 플레이트(110); 상기 플레이트(110)의 외측으로 돌출되어 이웃한 플레이트(110)와 연결되어 연통된 제1연통부(121) 및 제2연통부(122); 및 다수개 적층된 상기 플레이트(110) 중 최상측 또는 최하측 플레이트(110)에서 상기 제1연통부(121)와 연통되어 냉각수가 유입되는 유입구(131) 및 제2연통부(122)와 연통되어 냉각수가 배출되는 배출구(132); 을 포함할 수 있다.Also, the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 열교환기(100)는 상기 제1연통부(121) 및 제2연통부(122)가 인접하여 배치되며, 그 사이에 상기 플레이트(110) 내측으로 돌출된 배플(141)을 포함할 수 있다.In the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 플레이트(110)는 내측으로 돌출된 원형비드(142)와, 상기 제1연통부(121)를 통해 유입된 냉매가 상기 제2연통부(122) 측으로 유동되는 방향을 따라 돌출된 곡선비드(143)를 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 플레이트(110)는 상기 상부 플레이트(111)의 가장자리 일정 영역에서 하측으로 돌출된 탭(151); 및 상기 탭(151)과 대응되는 위치의 상기 하부 플레이트(112) 가장자리에 함입 형성된 고정홈(152); 을 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 내측케이스(200)에는 열저장물질(300) 주입을 위한 주입구(220)가 관통 형성될 수 있다.In addition, an
또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 축열 시스템은 차량용 축열기(10); 및 상기 축열기의 흡입구(420)와 흡입관(30)을 통해 연결되며, 차량 내부에 장착된 진공수단(20); 을 포함하는 것을 특징으로 한다,Further, the vehicle heat storage system according to the embodiment of the present invention includes a
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 축열 시스템(1000)은 엔진을 경유한 냉각수가 상기 차량용 축열기(10)의 열교환기(100)를 통과할 수 있다.Also, in the vehicle
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 진공수단(20)은 엔진에 설치된 진공펌프(21) 또는 흡기다기관(22)일 수 있다.In addition, the vacuum means 20 according to the embodiment of the present invention may be a
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 축열 시스템(1000)은 전기차에 적용 시, 상기 진공수단(20)이 스티어링 휠용 진공펌프일 수 있다.Further, in the vehicle
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 축열 시스템(1000)은 상기 축열기의 흡입구(420)에 연결된 흡입관(30) 상에 체크밸브(40)가 설치될 수 있다.Also, in the vehicle
이에 따라, 본 발명에 따른 차량용 축열기는 축열 및 단열 성능이 보다 향상될 수 있다는 장점이 있으며, 이를 포함하는 차량용 축열 시스템은 축열기 내 진공 상태의 단열공간 형성을 위해 기존 차량 내 장착되는 진공펌프를 이용하여 높은 진공도를 유지할 수 있다는 장점이 있다.Accordingly, the vehicle heat storage system according to the present invention has an advantage that heat storage and heat insulation performance can be further improved. In order to form a heat-insulating space in an accumulator vacuum state, It is possible to maintain a high degree of vacuum.
또한, 본 발명의 축열기는 엔진 냉각수의 열량을 상변화물질을 통해 저장하며, 별도의 게터(getter)를 사용하지 않고, 진공 단열을 이용하여 고진공 단열용기와 유사한 단열성능을 가지도록 함으로써, 열저장 용량을 향상시키고, 에너지 저장효율이 장시간 일정하게 유지될 수 있다는 장점이 있다.In addition, the regenerator of the present invention stores heat of the engine cooling water through the phase change material and has a heat insulating performance similar to that of the high vacuum heat insulating container by using vacuum heat insulation without using a separate getter, The storage capacity is improved, and the energy storage efficiency can be maintained constant for a long time.
또, 본 발명의 차량용 축열 시스템은 축열기의 단열공간에서 공기를 흡입하는 흡입관 상에 체크밸브가 설치되어, 차량 주행 모드 변환 시에도 일정하게 진공상태가 유지될 수 있도록 한다.In addition, the vehicle heat storage system of the present invention is provided with a check valve on a suction pipe for sucking air in a heat insulating space in an accumulator, so that the vacuum state can be maintained even when the vehicle traveling mode is changed.
아울러, 본 발명은 내연기관을 갖는 차량뿐만 아니라, 전기차에도 적용이 가능하여 활용도가 높다는 장점이 있다.In addition, the present invention is applicable to an electric vehicle as well as a vehicle having an internal combustion engine, and has an advantage of high utilization.
또한, 본 발명은 냉간 시동 성능과 즉시 난방 성능이 보다 향상될 수 있다.Further, the present invention can further improve the cold starting performance and the instant heating performance.
도 1은 종래 기술에 따른 차량용 배기열 회수장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 축열 시스템을 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 축열기의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 축열기의 분해사시도.
도 5는 본 발명에 따른 차량용 축열기의 플레이트를 나타낸 사시도.
도 6은 상부 플레이트 및 하부 플레이트의 결합부 구조를 도시한 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 차량용 축열기의 내측 케이스를 뒤집어 도시한 사시도.1 is a configuration diagram of a vehicle exhaust heat recovery apparatus according to the prior art;
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle heat storage system.
FIG. 3 is a perspective view of a heat exchanger for a vehicle according to the present invention. FIG.
4 is an exploded perspective view of a heat exchanger for a vehicle according to the present invention.
5 is a perspective view showing a plate for an automobile heat-accumulating device according to the present invention.
6 is a perspective view showing a structure of a coupling part of the upper plate and the lower plate;
7 is a perspective view showing an inner case of an accumulator for a vehicle according to the present invention in an inverted state.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 축열기 및 이를 포함하는 축열 시스템을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, a vehicle heat accumulator and a heat storage system including the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 엔진 및 배기가스의 열을 냉각수를 이용하여 저장하는 차량용 축열기 및 이를 포함하는 축열 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle heat accumulator for storing heat of engine and exhaust gas using cooling water, and a heat storage system including the same.
다만, 본 발명의 적용분야는 엔진을 포함하는 차량으로만 국한되지 아니하며, 전기차, 하이브리드 차량에도 적용가능하며, 전기차의 경우에는 엔진의 열을 냉각하기 위한 냉각수가 아니라, 배터리팩 또는 모터 냉각용 냉각수의 열을 냉각하는 냉각수의 열을 저장하는 장치가 될 수 있을 것이다.However, the application field of the present invention is not limited to a vehicle including an engine and is applicable to an electric vehicle and a hybrid vehicle. In the case of an electric vehicle, the electric motor is not a cooling water for cooling the engine, Lt; RTI ID = 0.0 > cooling < / RTI >
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 축열 시스템(1000)은 크게, 차량용 축열기(10)와, 진공수단(20)을 포함한다.2, a vehicle
이때, 상기 차량용 축열 시스템(1000)은 엔진을 포함하는 차량에 적용되는 경우, 엔진을 경유한 냉각수가 상기 차량용 축열기(10)를 통과하면서 열이 저장된다.At this time, when the vehicle
상기 차량용 축열 시스템(1000)은 냉각수의 온도가 높은 경우, 축열기 측 라인을 개방하여 축열기에 열을 저장하고, 이후 엔진이 장시간 정지 후, 엔진이 다시 시동 될 때, 축열기 라인을 개방하여 축열기에 저장된 열을 히터 또는 엔진으로 보내 냉간 시동이나, 즉시 난방에 이용되도록 할 수 있다.When the temperature of the cooling water is high, the vehicle
먼저, 차량용 축열기(10)의 구성을 살펴보면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 차량용 축열기(10)는 냉각수가 경유하는 열교환기(100), 열교환기(100)가 수용되는 내측케이스(200), 열교환기(100)와 내측케이스(200) 사이에 충진되는 열저장물질(300), 내측케이스(200)를 수용하는 외측케이스(400)를 포함한다.3, the
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 열교환기(100)는 플레이트(110) 타입으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 열교환기(100)는 반드시 플레이트(110) 타입으로 한정되지 아니하며, 핀 튜브 타입, 이중관 타입 등 다양한 형태로 얼마든지 변경실시가 가능하다.As shown in FIGS. 4 and 5, the
플레이트(110) 타입으로 형성되는 실시예에 대해 설명하면, 상기 열교환기(100)는 플레이트(110), 제1연통부(121), 제2연통부(122), 유입구(131) 및 배출구(132)를 포함한다.The
상기 플레이트(110)는 상부 플레이트(111) 및 하부 플레이트(112)가 결합되어, 내부에 냉각수 유동 공간이 형성되는 것으로, 높이방향으로 다수개 적층된다.The
이때, 상기 상부 플레이트(111) 및 하부 플레이트(112)는 상호 접합되어 이루어지며, 가장자리 부분에서 서로 브레이징 결합된다.At this time, the
또한, 상기 플레이트(110)는 상기 상부 플레이트(111) 및 하부 플레이트(112)가 상호 접합 고정될 때, 서로 가고정 상태를 유지할 수 있도록, 상기 상부 플레이트(111)의 가장자리 일정 영역에서 하측으로 돌출된 탭(151)과, 상기 탭(151)과 대응되는 위치의 상기 하부 플레이트(112) 가장자리에 함입 형성된 고정홈(152)을 더 포함할 수 있다.When the
상기 탭(151)과 고정홈(152)은 상기 상부 플레이트(111) 및 하부 플레이트(112)의 가장자리 부분에 다수개 형성될 수 있으며, 상기 상부 플레이트(111) 및 하부 플레이트(112) 양측에 교번되어 형성될 수도 있다.A plurality of
이에 따라, 상기 플레이트(110)는 탭(151)이 고정홈(152)에 삽입되어 상부 플레이트(111) 및 하부 플레이트(112)가 가고정 상태를 유지하므로 브레이징 작업을 용이하게 실시할 수 있다.Accordingly, the
상기 제1연통부(121) 및 제2연통부(122)는 상기 플레이트(110)의 외측으로 돌출되어 이웃한 플레이트(110)와 연결되어 연통된다.The
상기 유입구(131)는 다수개 적층된 상기 플레이트(110) 중 최상측 또는 최하측 플레이트(110)에서 상기 제1연통부(121)와 연통되어 냉각수가 유입되도록 형성되며, 상기 배출구(132)는 제2연통부(122)와 연통되어 냉각수가 배출되도록 형성된다.The
이때, 상기 플레이트(110)는 상기 제1연통부(121) 및 제2연통부(122)가 인접하여 배치되며, 그 사이에 상기 플레이트(110) 내측으로 돌출된 배플(141)을 포함할 수 있다.The
상기 배플(141)은 냉각수 유입구(131)와 배출구(132)의 사이를 통해 플레이트(110)의 테두리 부분에서 내측으로 직선형으로 길게 형성된다. 즉, 배플(141)은 플레이트(110)의 내측 공간을 냉각수가 유입되는 부분과 냉각수가 배출되는 부분으로 구분하여 플레이트(110) 내측으로 유입된 냉각수가 유입구(131)로부터 배출구(132)로 바로 배출되는 것을 막고 배플(141)을 돌아 대략 U-FLOW 형태로 유동되어 배출구(132)로 배출되도록 한다.The
아울러, 상기 플레이트(110)는 상기 플레이트(110)의 내측으로 돌출된 원형비드(142)와, 상기 제1연통부(121)를 통해 유입된 냉매가 상기 제2연통부(122) 측으로 유동되는 방향을 따라 돌출된 곡선비드(143)를 더 포함할 수 있다.In addition, the
상기 원형비드(142)는 배플(141)의 양측 공간에 각각 다수개 형성된다. 원형비드(142)는 냉각수 흐름에 있어서 일정 간격으로 다수의 저항(충돌)체로서 작용하게 되는데, 난류 형태를 가지는 냉각수의 유동이 다수의 원형비드(142)에 반복적으로 충돌하면서 원형비드(142)의 후방에서 스트림라인을 형성하게 되어 전반적으로 안정적인 층류를 형성하게 된다. 흐름이 안정됨으로써 유입 냉각수가 판형 튜브 내부에서 전체적으로 고르게 흐를 수 있게 된다.A plurality of the
곡선비드(143)는 배플(141)에 의해 구분된 냉각수 유입 공간과 냉각수 배출 공간의 중간에 곡선 형태로 형성되어 냉각수의 흐름을 냉각수 유입 공간으로부터 배출 공간으로 부드럽게 연결해주는 역할을 한다.The
상기 열교환기(100)는 상기 배플(141), 원형비드(142), 곡선비드(143)에 의해 냉각수가 플레이트(110)의 내부에서 전체적으로 균일하게 흐를 수 있게 됨으로써 열교환 성능이 향상되고, 냉각수 유동에 의한 진동 및 소음이 저감되는 효과가 있다.In the
아울러, 상기 열교환기(100)는 상기 제1연통부(121) 및 제2연통부(122)의 돌출 높이로 인해, 적층된 이웃한 플레이트(110)와의 사이에 공간이 존재하게 되며, 이 공간에는 열교환 면적을 증가시키기 위해 냉각핀이 더 개재될 수 있다.In the
상기와 같이 이루어진 열교환기(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 내측케이스(200)에 수용된다.The
상기 내측케이스(200)는 원통형이며, 열교환기(100) 삽입할 수 있도록 상부가 개방되어 있고, 열교환기(100) 삽입 후 개구부를 덮어주는 내측케이스커버(210)를 구비한다. 내측케이스(200)와 내측케이스커버(210)는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다.The
상기 내측케이스커버(210)에는 열교환기(100)로 냉각수가 유입 및 배출될 수 있도록 입구관(231)과 출구관(232)이 구비된다.The
상기와 같이 내측케이스(200)와 내측케이스커버(210)의 조립이 끝나면, 내측케이스(200)의 내부로 열저장물질(300)을 주입한다. 이를 위해 내측케이스(200)의 저면에는 도 7과 같이, 주입구(220)가 관통 형성된다.When the
상기 주입구(220)를 통해 열저장물질(300)을 주입하여 내측케이스(200)의 내부 공간 즉, 열교환기(100)와 내측케이스(200) 사이의 공간에 열저장물질(300)을 충진한다. 열저장물질(300)은 상기 열교환기(100)의 플레이트(110) 사이사이 공간에 완전히 충진된다. 상기 주입구(220)는 열저장물질(300) 주입시 원활한 주입을 위한 공기빼기홀로도 이용된다. 열저장물질(300)의 주입을 완료한 후에는 주입구(220)에 스크류를 체결하여 주입구(220)를 봉쇄한다.The
상기 열저장물질(300)은 상변화물질이 사용될 수 있다.The
상변화물질(Phase change material, PCM)은 고상에서 액상, 기상으로 상이 변화하는 특성을 가진 모든 물질을 의미하는 것으로, 이 물질들은 각각 고유의 특성으로 상이 변화하는 동안 잠열을 활용하여 최대한 많은 열량을 저장하게 된다.Phase change material (PCM) refers to all materials whose properties vary from a solid phase to a liquid phase or a gas phase. Each of these materials has its own unique characteristics. .
또한, 상변화물질은 높은 물질 안정성을 가지며, 과열 시 물질의 특성이 쉽게 변화하지 않고, 주변의 금속 및 물질들을 부식시키지 않는 친환경적 물질이다.In addition, phase change materials are environmentally friendly materials that have high material stability, do not easily change the properties of the material during superheating, and do not corrode surrounding metals and materials.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 상변화물질이 갖는 높은 열저장 용량을 이용하여 차량의 폐열을 회수하는 축열장치를 개발하기 때문에, 상변화물질을 유효하게 사용할 수 있도록 단열성능이 매우 중요하다.As described above, in the present invention, since a heat storage device for recovering waste heat of a vehicle is developed using a high heat storage capacity of a phase change material, the heat insulation performance is very important for effectively using the phase change material.
따라서 상기 차량용 축열기(10)에서는 단열성능을 더욱 향상시키기 위해 상기 내측케이스(200) 및 외측케이스(400) 사이에 진공상태의 단열공간(500)이 형성되며, 외측케이스(400)에 형성된 흡입구(420)에 연결된 차량의 진공수단(20)을 통해 진공상태가 유지된다.A
상기 단열공간(500)에는 내측케이스(200) 외주면을 따라 진공단열재(Vacuum insulation panel, VIP)가 더 구비될 수도 있으며, 이때에도, 진공단열재와, 내측케이스(200) 및 외측케이스(400) 사이 공간이 진공상태로 유지되도록 한다.The
진공단열재(VIP; Vacuum insulation panel)는 기밀성이 유지되는 봉지재에 심재를 넣고 내부를 진공상태로 처리한 것으로 기존의 일반 단열재에 비해 매우 우수한 단열 효과를 갖는다.Vacuum insulation panel (VIP) is a sealing material which is sealed in an airtight sealing material and is treated in a vacuum state. It has a very good insulation effect compared to conventional insulation materials.
상기와 내측케이스(200)는 도 3과 같이 외측케이스(400)에 수용된다. 상기 외측케이스(400)에도 외측케이스커버(410)가 씌워지며, 외측케이스커버(410)에는 2개의 파이프 홀(421, 422)이 형성되어 내측케이스(200)의 입구관(231)과 출구관(232)이 상방으로 노출될 수 있도록 되어 있다.The
상기 외측케이스(400)는 상기 내측케이스(200)와 마찬가지로 원통형을 형성될 수 있으며, 내부 단열공간(500)에 외부에서 음압이 가해지도록 하기 위한 통로인 흡입구(420)가 형성된다.The
상기 외측케이스(400)는 축열의 최외측면을 이루는 부분으로서 내부의 단열공간(500)을 충격으로부터 보호하는 역할을 하며, 상기 외측케이스(400)와 외측케이스커버(410)는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다.The
이때, 상기 차량용 축열기(10)는 상기 내측케이스(200)의 외주면 또는 외측케이스(400)의 내주면에 리브(600)가 돌출 형성됨으로써, 상기 내측케이스(200)가 상기 외측케이스(400) 내부에서 어느 한 쪽으로 치우치지 않고, 일정한 크기의 단열공간(500)이 유지될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The
상기 리브(600)는 다수의 가로부재와 세로부재가 상호 직교하는 격자 형상을 이루도록 형성될 수 있는데, 이와 같은 리브(600)는 내측케이스(200)의 강도를 보강하는 역할을 한다.The
이에 따라, 상기 내측케이스(200)는 내부에 충진된 열저장물질(300)인 상변화물질이 상변화 하여 체적이 팽창함으로써 발생하는 내부 압력의 증가에도 충분히 견딜 수 있게 된다.Accordingly, the
한편, 상술한 바와 같은 차량용 축열기(10)를 포함하는 차량용 축열 시스템(1000)은 상기 단열공간(500)을 진공으로 만들어주기 위해 상기 축열기의 흡입구(420)와 흡입관(30)을 통해 연결되며, 차량 내부에 장착된 진공수단(20)을 더 포함한다.The
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 진공수단(20)은 엔진을 포함하는 차량인 경우, 엔진에 설치된 진공펌프(21) 또는 흡기다기관(22)일 수 있다.As shown in FIG. 2, the vacuum means 20 may be a
또 다른 실시예로, 상기 진공수단(20)은 전기차에 적용되는 경우, 스티어링 휠용 진공펌프가 활용될 수 있다.In another embodiment, when the vacuum means 20 is applied to an electric vehicle, a vacuum pump for a steering wheel may be utilized.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 축열 시스템(1000)은 상기 차량용 축열기(10)의 단열공간(500)에서 공기를 흡입하는 흡입관(30) 상에 체크밸브(40)가 설치되어, 차량 주행 모드 변환 시에도 일정하게 진공상태가 유지될 수 있도록 한다.In the vehicle
즉, 상기 흡입관(30) 상에 설치된 체크밸브(40)는 차량 주행 모드에 따라 외부 환경이 달라지더라도 진공상태의 상기 단열공간(500) 내로 공기가 주입되거나 압력이 가해지는 등의 변화가 최소화되도록 한다.That is, even if the external environment is changed according to the vehicle driving mode, the
이에 따라, 본 발명에 따른 차량용 축열기(10)는 축열 및 단열 성능이 보다 향상될 수 있다는 장점이 있으며, 이를 포함하는 차량용 축열 시스템(1000)은 축열기 내 진공 상태의 단열공간(500) 형성을 위해 기존 차량 내 장착되는 진공펌프(21)를 이용하여 높은 진공도를 유지할 수 있다는 장점이 있다.Accordingly, the heat accumulating and heat insulating performance of the
또한, 본 발명의 축열기는 엔진 냉각수의 열량을 상변화물질을 통해 저장하며, 별도의 게터(getter)를 사용하지 않고, 진공 단열을 이용하여 고진공 단열용기와 유사한 단열성능을 가지도록 함으로써, 열저장 용량을 향상시키고, 에너지 저장효율이 장시간 일정하게 유지될 수 있다는 장점이 있다.In addition, the regenerator of the present invention stores heat of the engine cooling water through the phase change material and has a heat insulating performance similar to that of the high vacuum heat insulating container by using vacuum heat insulation without using a separate getter, The storage capacity is improved, and the energy storage efficiency can be maintained constant for a long time.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It goes without saying that various modifications can be made.
1000: 차량용 축열 시스템
10: 차량용 축열기
20: 진공수단
21: 진공펌프
22: 흡기다기관
30: 흡입관
40: 체크밸브
100: 열교환기
110: 플레이트
111: 상부 플레이트
112: 하부 플레이트
121: 제1연통부
122: 제2연통부
131: 유입구
132: 배출구
141: 배플
142: 원형비드
143: 곡선비드
151: 탭
152: 고정홈
200: 내측케이스
210: 내측케이스커버
220: 주입구
231: 입구관
232: 출구관
300: 열저장물질
400: 외측케이스
410: 외측케이스커버
420: 흡입구
421, 422: 파이프 홀
500: 단열공간
600: 리브1000: Vehicle heat storage system
10: Vehicle shaft opening 20: Vacuum means
21: Vacuum pump 22: Intake manifold
30: Suction pipe 40: Check valve
100: heat exchanger
110: Plate
111: upper plate 112: lower plate
121: first communicating portion 122: second communicating portion
131: inlet 132: outlet
141: Baffle 142: Circular bead
143: Curved Bead
151: tab 152: fixing groove
200: inner case
210: inner case cover 220: inlet
231: inlet tube 232: outlet tube
300: Thermal storage material
400: outer case
410: outer case cover 420: inlet
421, 422: Pipe hole
500: Insulation space
600: rib
Claims (15)
상기 열교환기(100)가 수용되는 내측케이스(200);
상기 내측 케이스 내부에 충진되는 열저장물질(300); 및
상기 내측 케이스가 수용되되, 내측 케이스와의 사이에 진공 상태의 단열공간(500)을 포함하며, 차량 내 장착되는 진공수단(20)과 연결되는 흡입구(420)가 형성된 외측케이스(400); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 축열기.
A heat exchanger (100) through which cooling water flows in and out;
An inner case 200 in which the heat exchanger 100 is accommodated;
A heat storage material 300 filled in the inner case; And
An outer case 400 having a heat insulating space 500 in a vacuum state between the inner case and the inner case and having a suction port 420 connected to the vacuum means 20 mounted in the vehicle; And an oil passage for discharging oil from the oil passage.
상기 열저장물질(300)은
상변화물질인 것을 특징으로 하는 차량용 축열기.
The method according to claim 1,
The heat storage material (300)
Wherein the phase change material is a phase change material.
상기 외측케이스(400)는
단열공간(500)에 진공단열재(Vacuum insulation panel, VIP)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 축열기.
The method according to claim 1,
The outer case 400
Characterized in that a vacuum insulation panel (VIP) is further provided in the heat insulating space (500).
상기 차량용 축열기(10)는
상기 내측케이스(200)의 외주면 또는 외측케이스(400)의 내주면에 리브(600)가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 축열기.
The method according to claim 1,
The automotive heat accumulator (10)
And ribs (600) protrude from the outer circumferential surface of the inner case (200) or the inner circumferential surface of the outer case (400).
상기 열교환기(100)는
플레이트(110) 타입의 열교환기(100)인 것을 특징으로 하는 차량용 축열기.
The method according to claim 1,
The heat exchanger (100)
(110) type heat exchanger (100).
상기 열교환기(100)는
상부 플레이트(111) 및 하부 플레이트(112)가 결합되어, 내부에 냉각수 유동 공간이 형성되며, 다수개 적층되는 플레이트(110);
상기 플레이트(110)의 외측으로 돌출되어 이웃한 플레이트(110)와 연결되어 연통된 제1연통부(121) 및 제2연통부(122); 및
다수개 적층된 상기 플레이트(110) 중 최상측 또는 최하측 플레이트(110)에서 상기 제1연통부(121)와 연통되어 냉각수가 유입되는 유입구(131) 및 제2연통부(122)와 연통되어 냉각수가 배출되는 배출구(132); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 축열기.
6. The method of claim 5,
The heat exchanger (100)
An upper plate 111 and a lower plate 112 are coupled to form a cooling water flow space therein, and a plurality of plates 110 are stacked;
A first communicating part 121 and a second communicating part 122 protruding outside the plate 110 and communicating with the adjacent plate 110; And
And communicates with the inlet 131 and the second communication portion 122 through which the cooling water flows in the uppermost or lowermost plate 110 among the plurality of stacked plates 110 in communication with the first communication portion 121 An outlet 132 through which cooling water is discharged; And a plurality of heat accumulating portions (22).
상기 열교환기(100)는
상기 제1연통부(121) 및 제2연통부(122)가 인접하여 배치되며,
그 사이에 상기 플레이트(110) 내측으로 돌출된 배플(141)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 축열기.
The method according to claim 6,
The heat exchanger (100)
The first communicating part 121 and the second communicating part 122 are disposed adjacent to each other,
And a baffle (141) projecting inwardly of the plate (110) therebetween.
상기 플레이트(110)는
내측으로 돌출된 원형비드(142)와,
상기 제1연통부(121)를 통해 유입된 냉매가 상기 제2연통부(122) 측으로 유동되는 방향을 따라 돌출된 곡선비드(143)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 축열기.
8. The method of claim 7,
The plate (110)
A circular bead 142 protruding inward,
And a curved bead (143) protruded along a direction in which the refrigerant flowing through the first communication part (121) flows toward the second communication part (122).
상기 플레이트(110)는
상기 상부 플레이트(111)의 가장자리 일정 영역에서 하측으로 돌출된 탭(151); 및
상기 탭(151)과 대응되는 위치의 상기 하부 플레이트(112) 가장자리에 함입 형성된 고정홈(152); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 축열기.
The method according to claim 6,
The plate (110)
A tab 151 protruding downward in a predetermined region of the edge of the upper plate 111; And
A fixing groove 152 formed at an edge of the lower plate 112 at a position corresponding to the tab 151; And a plurality of heat accumulating portions (22).
상기 내측케이스(200)에는
열저장물질(300) 주입을 위한 주입구(220)가 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 축열기.
The method according to claim 1,
In the inner case 200,
And an injection port (220) for injecting the heat storage material (300) is formed through the through hole.
상기 축열기의 흡입구(420)와 흡입관(30)을 통해 연결되며, 차량 내부에 장착된 진공수단(20); 을 포함하는 차량용 축열 시스템.
An automotive heat accumulator (10) according to any one of claims 1 to 10; And
A vacuum means (20) connected to the heat exchanger inlet (420) through a suction pipe (30) and mounted inside the vehicle; And a heat storage system for a vehicle.
상기 차량용 축열 시스템(1000)은
엔진을 경유한 냉각수가 상기 차량용 축열기(10)의 열교환기(100)를 통과하는 것을 특징으로 하는 차량용 축열 시스템.
12. The method of claim 11,
The vehicle heat storage system 1000 includes:
And the cooling water passed through the engine passes through the heat exchanger (100) of the above-described accumulator (10) for a vehicle.
상기 진공수단(20)은
엔진에 설치된 진공펌프(21) 또는 흡기다기관(22)인 것을 특징으로 하는 차량용 축열 시스템.
13. The method of claim 12,
The vacuum means (20)
(21) or an intake manifold (22) installed in the engine.
상기 차량용 축열 시스템(1000)은
전기차에 적용 시, 상기 진공수단(20)이 스티어링 휠용 진공펌프인 것을 특징으로 하는 차량용 축열 시스템.
12. The method of claim 11,
The vehicle heat storage system 1000 includes:
Wherein the vacuum means (20) is a vacuum pump for a steering wheel when applied to an electric vehicle.
상기 차량용 축열 시스템(1000)은
상기 축열기의 흡입구(420)에 연결된 흡입관(30) 상에 체크밸브(40)가 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 축열 시스템.12. The method of claim 11,
The vehicle heat storage system 1000 includes:
And a check valve (40) is installed on a suction pipe (30) connected to the inlet port (420) of the regenerator.
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