KR20200000650U - 지게차 배터리를 동력원으로 하는 전동 지게차용 에어컨 - Google Patents

Abstract

본 고안은 에어컨에 관한 것으로, 보다 상세하게는 장축 실외기를 이용하여 실내기와 실외기가 일체로 구성되며, 사이즈가 컴팩트하고, 공기 정화 기능을 구비하는 중장비 캐빈용 일체형 에어컨에 관한 것이다. 본 고안에 따른 일체형 에어컨은 중장비 캐빈의 외부 일측에 수평 배치되는 본체케이싱과; 상기 본체케이싱의 내부 일측에 배치되는 실외기부와; 상기 본체케싱의 내부 타측에 상기 실외기부와 나란하게 수평 배치되는 실내기부와; 상기 본체케이싱의 내부에서 상기 실외기부와 실내기부를 상호 이격 분리하는 제1격벽 및 제2격벽을 포함한다.

Description

지게차 배터리를 동력원으로 하는 전동 지게차용 에어컨{AIR CONDITIONING SYSTEM FOR FOLKLIFT USING BATTERY OF THE ELECTRIC FOLKLIF}

본 고안은 에어컨에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전동 지게차의 본체 구동을 위한 배터리를 동력원으로 하여 압축기와 팬을 구동하여 작동되는 전동 지게차용 에어컨에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 작업장에는 화물을 들어올리고 내리거나 그 화물을 필요한 위치로 운반하는데 지게차가 사용되고 있다. 이러한 지게차는 동력원에 따라 엔진식 지게차와 배터리의 동력으로 구동되는 전동식 지게차로 구분된다. 한편, 이러한 지게차들의 운전석을 캐빈이라 하는데, 캐빈은 프레임 및 외장커버가 철판으로 구성되고, 전면 및 측면이 유리로 구성되어 여름철에는 캐빈 내부 온도가 급상승하기 때문에 냉방이 요구된다.

엔진식 지게차의 경우 압축기를 엔진과 밸트로 연결하여 엔진의 회전력을 압축기에 전달함으로써 구동시키고, 냉기 토출을 위한 팬은 별도의 배터리 전원을 이용하여 구동시키는 방식을 취하였다. 한편, 최근들어 배터리를 동력으로 하는 전동식 지게차가 증가하고 있는 추세인데, 이러한 전동식 지게차의 경우에는 압축기와 팬 구동을 위한 별도의 전원 장치가 추가되어야 하기 때문에 무게와 부피면에서 불리하고 제작 단가가 상승하는 문제점이 존재한다.

대한민국 등록특허 제10-1278962호 중장비용 에어컨 장치 대한민국 공개특허 제10-2011-0073644호 센서를 구비한 건설 중장비의 에어컨 시스템 대한민국 공개실용신안 실2000-0004926호 중장비용 공조기의 내외기 도입장치

본 고안은 상기한 바와 같은 종래 전동식 지게차용 에어컨의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 압축기와 팬의 구동을 위한 동력원으로 지게차 본체의 구동을 위해 내장된 배터리를 활용함으로써 별도의 전원 장치가 필요없게 되므로 무게, 부피 및 제조 단가를 감소시킬 수 있는 전동 지게차용 에어컨 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 고안은 전동 지게차의 캐빈 외부 일측에 배치되어 캐빈 내부로 냉풍을 토출하도록 구성된 전동 지게차용 에어컨으로서, 저온저압의 냉매가스를 압축하여 고온고압의 냉매가스를 형성하되, 전동 지게차를 구동하는 지게차 배터리를 전원으로 하여 구동되는 압축기와; 상기 압축기에서 고온고압으로 압축된 냉매가스를 외기와 열교환하여 고온고압의 액상으로 변환하는 응축기와; 상기 응축기로부터 공급되는 고온고압의 액상 냉매를 팽창시켜 저온저압의 액상 냉매로 변화시키는 팽창밸브와; 상기 팽창밸브로부터 공급되는 저온저압의 액상 냉매와 캐빈 실내의 내기를 열교환하여 냉기를 형성하는 증발기와; 상기 캐빈 실내의 내기를 흡입하여 상기 증발기로 송풍하되, 상기 지게차 배터리를 전원으로 하여 구동되는 팬을 포함한다.

여기서, 상기 증발기에서 형성된 냉기가 캐빈 내부로 토출되도록 캐빈 실내와 연통된 덕트를 더 포함한다.

그리고, 상기 압축기는 DC 압축기인 것이 바람직하다.

또한, 상기 지게차 배터리의 전압을 상기 팬의 구동 전압으로 변환하기 위한 DC-DC 컨버터를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 본 고안에 따르면, 압축기와 팬의 구동을 위한 동력원으로 지게차 본체의 구동을 위해 내장된 배터리를 활용함으로써 별도의 전원 장치가 필요 없게 되므로 무게, 부피 및 제조 단가를 감소시킬 수 있다는 장점을 갖는다.

도 1 은 본 고안에 따른 전동 자게차용 에어컨이 설치된 모습이 도시된 외부 사시도,
도 2 는 본 고안에 따른 전동 지게차용 에어컨과 캐빈의 분해도,
도 3 은 본 고안에 따른 전동 지게차용 에어컨을 후방측에서 바라본 외부 사시도,
도 4 는 본 고안에 따른 전동 지게차용 에어컨을 전방측에서 바라본 외부 사시도,
도 5 는 본 고안에 따른 전동 지게차용 에어컨을 후방측에서 바라본 실외기부의 내부 구성도,
도 6 은 본 고안에 따른 전동 지게차용 에어컨을 전방측에서 바라본 부분 분해도,
도 7 은 본 고안에 따른 전동 지게차용 에어컨을 전방측에서 바라본 실외기부 및 실내기부의 내부 부분 분해도,
도 8 은 본 고안에 따른 전동 지게차용 에어컨 시스템의 블록 구성도이다.

이하, 본 고안에 따른 지게차 배터리를 동력으로 하는 전동 지게차용 에어컨 시스템의 구성 및 작용을 첨부된 도면과 바람직한 실시예를 참조로 상세히 설명한다.

먼저, 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 전동 지게차용 에어컨(100)은 캐빈(10)의 외부 일측, 보다 구체적으로는 후방측 상부에 배치되며, 후술하는 실내기부(130)의 덕트(134) 부분이 캐빈(10)의 후방벽을 관통하여 실내와 연통됨에 따라 캐빈(10) 실내로 냉풍을 토출하도록 구성된다.

도 1 내지 도 7 에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 전동 지게차용 에어컨(100)은 실외기부(120)와 실내기부(130)를 포함한다. 실외기부(120)는 실외기케이싱(121) 내부에 압축기(122)와 응축기(123)를 포함하고, 실내기부(130)는 실외기부(120)의 전방 일측에 배치된 증발기(132)와 팬(136)을 포함한다.

상기 실외기케이싱(121)은 압축기(122)와 응축기(123)를 내부에 수용하는 함체로서, 캐빈(10)의 후방 상측에 수평 방향으로 길게 연장 형성되어 수직 방향으로의 점유 공간을 줄일 수 있도록 구성되는 것이 바람직하며, 캐빈(10)의 후방 상측에 별도의 브라켓 또는 체결구에 의해 고정 설치된다.

상기 실외기케이싱(121) 내부에는, 도 5 에 도시된 바와 같이, 압축기(122)와 응축기(123)가 수평 방향으로 나란히 배치된다.

상기 압축기(122)는 냉매가스를 고온고압으로 압축하는 것으로, 전술한 바와 같이 지게차 본체의 구동을 위한 배터리를 동력원으로 하여 구동된다. 통상 지게차 배터리(140)는 DC 80V 또는 48V용이 주를 이루며, 이에 따라, 상기 압축기(122)는 이와 상응하게 DC 80V 또는 48V용 DC 압축기가 사용된다.

상기 응축기(123)는 압축기(122)에서 고온고압으로 압축된 냉매가스를 전달받아 고온고압의 액상으로 변환한다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 상기 응축기(123)는 좌우 양측에 각각 헤더 역할을 하는 냉매파이프(123a,123b)가 구비되고, 상기 파이프 사이에 다수의 냉매관들이 연결되고 외측에는 방열판(미도시)들이 구비되어, 고온고압의 냉매가스가 통과할때 외부로 열을 배출시키게 함으로써 냉매를 가스 상태에서 액상으로 변화시킨다.

보다 구체적으로, 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 응축기(123)가 배치된 실외기부(120)의 실외기케이싱(121)에는 다수의 흡기그릴(121a)이 형성되어 외부 공기(이하, '외기')가 유입될 수 있도록 하고, 상기 응축기(123)의 전방측에는 도 7 에 도시된 바와 같이 방열팬(124)이 구비되고, 실외기부(120)의 실외기케이싱(121) 후면에는 배기그릴(121b)이 형성되어 응축기(123) 표면에서 방열되는 열을 외부로 배출할 수 있도록 구성된다. 이때, 응축기(123) 내부를 통과하는 냉매가스는 상대적으로 낮은 외기에 의해 열을 빼앗기게 되므로 응축되어 액상으로 변화된다.

응축기(123)에서 액상으로 변환된 고온고압의 액상 냉매는 배관을 통하여 실내기부(130)로 전달된다. 상기 실내기부(130)는 실외기부(120)의 일측 전방, 바람직하게는 상기 압축기(122)의 전방측에 배치된다. 그리고, 상기 실내기부(130)에는 팽창밸브(139)와 증발기(132) 및 팬(136)이 배치된다.

도 6 및 도 7 에 도시된 바와 같이, 상기 팽창밸브(139)는 일측이 냉매 배관에 의해 응축기(123)와 연결되어, 응축기(123)에서 형성된 고온고압의 액상 냉매를 공급방아 팽창시킴으로써 저온저압으로 변화시킨다. 팽창밸브(139)를 통과한 저온저압의 액상 냉매는 타측에 연결된 증발기(132)에서 저온저압의 가스 상태로 변화된다. 상기 증발기(132)는 비교적 온도가 높은 캐빈(10) 내부의 공기(이하, '내기')를 도입하여 냉매와 열교환시킴으로써 저온저압의 액상 냉매를 저온저압의 가스로 증발시킨다.

실내기부(130)로 유입된 내기는 증발기(132)와의 열교환에 의해 냉각되어 토출구(134)를 통하여 캐빈(10) 실내로 다시 토출된다. 도 6 및 도 7 에 도시된 바와 같이, 상기 실내기부(130)의 증발기(132)는 증발기케이싱(133) 내부에 내장되고, 상기 증발기케이싱(133)의 일측에는 팬(136)이 구비된다. 상기 팬(136)은 흡입구가 전방측에 구비되어 캐빈(10) 실내와 연통되도록 구성됨에 따라 내기를 흡입하여 증발기케이싱(133) 내부에 내장된 증발기(132)를 향해 송풍한다. 상기 증발기케이싱(133)의 타측에는 캐빈(10)의 내부와 연통되도록 구성된 덕트(134)가 연결된다. 이에 따라, 팬(136)에서 흡입된 내기는 증발기(132)에서 열교환에 의해 냉각된 후 덕트(134)를 통하여 캐빈(10) 내부로 토출됨에 따라 냉방이 수행된다.

여기서, 상기 팬(136)은 지게차 본체를 구동하기 위한 배터리로부터 전원을 공급받아 구동된다. 위에서 언급한 바와 같이, 통상의 전동 지게차용 배터리는 DC 80V 또는 48V용이고, 통상의 에어컨용 팬은 DC 12V용이다. 따라서, 지게차 배터리(140) 전압을 팬 구동 전압으로 변환시켜 주기 위한 DC-DC 컨버터(135)가 요구된다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 실내기부(130)의 측방에 DC-DC 컨버터(135)가 별도의 브라켓에 장착되고, 그 일측에는 릴레이(R)가 구비된다.

도 8 에는 이러한 본 고안에 따른 전동 지게차(200)용 에어컨(100)의 블록 구성도가 도시된다. 도시된 바와 같이, 지게차 배터리(140)는 압축기(122) 구동을 위한 에어컨(100)의 메인 전원을 공급하여 냉매의 순환 사이클이 수행된다. 그리고, 지게차 배터리(140) 전원은 DC-DC 컨버터(135)에서 팬 구동에 필요한 전압으로 변환된 후 릴레이(R)를 거쳐 팬(136)으로 공급된다. 팬(136)의 구동에 따라 캐빈(10)의 내기가 유입되어 증발기(132)로 송풍되고, 증발기(132)에서 열교환에 의해 냉각된 냉기가 다시 캐빈(10) 내부로 토출되어 냉방이 이루어진다.

한편, 상기 실내기부(130)에서 열교환에 의해 증발기케이싱(133) 내부에 발생된 응축수는 도 3 에 도시된 응축수배출관(137)을 통하여 응축수회수통으로 회수된다.

증발기(132)에서 내기와 열교환되어 저온저압의 가스로 변화된 냉매는 냉매가스회수관(미도시)을 통하여 다시 압축기(122)로 회수되어 1회 냉방 사이클이 종료되며 이러한 냉방 사이클의 반복에 의해 지속적인 냉방이 수행된다.

지금까지, 본 고안의 실시예를 기준으로 설명하였으나, 본 고안의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 고안의 실시예와 실질적으로 균등한 범위까지 포함된다 할 것이다.

10 : 캐빈 100 : 에어컨
120 : 실외기부 121 : 실외기케이싱
121a : 흡기그릴 121b : 배기그릴
122 : 압축기 123 : 응축기
123a,123b: 냉매파이프 124 : 방열팬
130 : 실내기부 132 : 증발기
133 : 증발기케이싱 134 : 덕트
135 : DC-DC 컨버터 R : 릴레이
136 : 팬 137 : 응축수배출관
139 : 팽창밸브 140 : 지게차 배터리
200 : 지게차

Claims (4)

1. 전동 지게차의 캐빈(10) 외부 일측에 배치되어 캐빈(10) 내부로 냉풍을 토출하도록 구성된 전동 지게차용 에어컨(100)으로서,
   저온저압의 냉매가스를 압축하여 고온고압의 냉매가스를 형성하되, 전동 지게차를 구동하는 지게차 배터리(140)를 전원으로 하여 구동되는 압축기(122)와;
   상기 압축기(122)에서 고온고압으로 압축된 냉매가스를 외기와 열교환하여 고온고압의 액상으로 변환하는 응축기(123)와;
   상기 응축기(123)로부터 공급되는 고온고압의 액상 냉매를 팽창시켜 저온저압의 액상 냉매로 변화시키는 팽창밸브(139)와;
   상기 팽창밸브(139)로부터 공급되는 저온저압의 액상 냉매와 캐빈(10) 실내의 내기를 열교환하여 냉기를 형성하는 증발기(132)와;
   상기 캐빈(10) 실내의 내기를 흡입하여 상기 증발기(132)로 송풍하되, 상기 지게차 배터리(140)를 전원으로 하여 구동되는 팬(136)을 포함하는 전동 지게차용 에어컨.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 증발기(132)에서 형성된 냉기가 캐빈(10) 내부로 토출되도록 캐빈(10) 실내와 연통된 덕트(134)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 지게차용 에어컨.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 압축기(122)는 DC 압축기인 것을 특징으로 하는 전동 지게차용 에어컨.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 지게차 배터리(140)의 전압을 상기 팬(136)의 구동 전압으로 변환하기 위한 DC-DC 컨버터(135)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 지게차용 에어컨.

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