KR20230083026A - 충격 흡수 장치 및 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동체의 화물창 내에서 별도의 추가 시스템 없이 충격으로부터 화물을 보호할 수 있는 충격 흡수 장치 및 제어 방법에 관한 것으로, 충격 흡수 장치는, 이동체 내에 배치된 적어도 하나의 팽창 가능 부재; 상기 이동체에 설치된 에어컨 모듈; 및 상기 에어컨 모듈과 상기 팽창 가능 부재 사이에 연결되어, 상기 에어컨 모듈의 냉매를 상기 팽창 가능 부재에 제공하는 공급관을 포함할 수 있다.

Description

충격 흡수 장치 및 제어 방법 {Apparatus for absorbing shock and control method thereof}
본 발명은 예컨대 이동체의 화물창 내에서 별도의 추가 시스템 없이 충격으로부터 화물을 보호할 수 있는 충격 흡수 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.
도심 항공 모빌리티(UAM, Urban Air Mobility)는 지상과 항공을 연결하는 3차원의 도심 항공 교통 체계로서, 도심 상공에서 사람이나 화물을 빠른 시간 내에 운송할 수 있을 것으로 기대된다.
이러한 모빌리티는 그 특성상 하늘을 날기 때문에 화물창 내부의 화물이 이동하게 되면, 화물의 손상은 물론 위급한 상황시 모빌리티의 구조물에 손상을 발생시킬 수 있으며, 심지어 함께 탑승한 사람(조종사 또는 승객)에게 부상을 입힐 우려가 크다.
이를 해소하기 위해 화물창 내부에 고정기구를 설치하여 물리적으로 화물을 고정하는 방안이 제안되고 있지만, 위급 상황과 같은 물리적 충격이 발생할 때 화물을 보호할 수 없고 여전히 탑승공간 내부의 사람에게 충격을 가할 수 있는 한계가 있다.
또한, 별도의 충격 흡수 장치를 설치할 수 있으나, 이를 위해 부수적인 부품의 개발 및 시스템의 추가가 필요하고, 이는 모빌리티의 중량을 증가시켜 모빌리티의 항속 거리를 제한하는 문제가 있다.
(특허문헌 1) JP 2009-520621 A
본 발명은 예컨대 이동체의 화물창 내에서 별도의 추가 시스템 없이 충격으로부터 화물을 보호할 수 있는 충격 흡수 장치 및 제어 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 충격 흡수 장치는, 이동체 내에 배치된 적어도 하나의 팽창 가능 부재; 상기 이동체에 설치된 에어컨 모듈; 및 상기 에어컨 모듈과 상기 팽창 가능 부재 사이에 연결되어, 상기 에어컨 모듈의 냉매를 상기 팽창 가능 부재에 제공하는 공급관을 포함할 수 있다.
상기 팽창 가능 부재는, 상기 이동체 내 화물창에 설치되고, 상기 화물창의 벽부와 화물 사이, 상기 화물창의 천장과 화물 사이, 화물과 화물 사이 중 적어도 어느 한 곳에 개재되도록 배치될 수 있다.
상기 충격 흡수 장치는, 상기 이동체 내에 설치되어 온도를 감지하는 온도센서를 더 포함할 수 있다.
상기 에어컨 모듈은, 상기 이동체에 고정되고 공기 유로가 형성된 케이스, 상기 케이스 내 공기 유로 상에 설치되고 내부를 흐르는 냉매와 통과하는 공기를 열교환시키는 증발기, 상기 증발기에서 열교환한 후 유입된 냉매에 압력을 가하는 압축기, 상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 응축시키는 응축기, 상기 응축기를 통과한 냉매를 감압 및 팽창시키는 팽창 밸브, 및 냉매를 순환시키는 냉매 라인을 포함하고, 상기 공급관은 상기 냉매 라인에 제1 밸브 부재를 매개로 하여 연결될 수 있다.
상기 에어컨 모듈은, 상기 응축기를 통과한 액체 상태의 냉매를 저장하는 냉매 탱크를 포함할 수 있다.
상기 제1 밸브 부재는 삼방밸브이고, 상기 제1 밸브 부재는 상기 냉매 라인 중 상기 팽창 밸브와 상기 증발기 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1 밸브 부재는 삼방밸브이고, 상기 제1 밸브 부재는 상기 냉매 라인 중 상기 압축기와 상기 응축기 사이에 배치될 수 있다.
상기 충격 흡수 장치는, 상기 에어컨 모듈과 상기 팽창 가능 부재 사이에 연결되어, 상기 팽창 가능 부재의 냉매를 상기 에어컨 모듈로 회수하는 회수관을 더 포함할 수 있다.
상기 회수관의 일측 단부는 상기 팽창 가능 부재의 유출구에 연결되고, 상기 회수관의 타측 단부는 상기 냉매 라인 중 상기 증발기와 상기 압축기 사이에 연결될 수 있다.
상기 회수관에는 제2 밸브 부재가 장착되고, 상기 제2 밸브 부재의 작동과 상기 압축기의 작동을 통해 상기 팽창 가능 부재로부터 냉매를 회수할 수 있다.
상기 충격 흡수 장치는, 상기 이동체에 설치되어, 상기 팽창 밸브의 작동과 함께 상기 제1 밸브 부재의 작동을 선택적으로 제어하는 제어부를 더 포함하는 충격 흡수 장치.
상기 제어부는, 상기 팽창 가능 부재의 압력센서에 전기적으로 연결되고, 상기 압력센서에 의해 감지된 상기 팽창 가능 부재 내 냉매의 압력이 목표 압력에 도달할 때까지 상기 제1 밸브 부재의 작동을 제어하여 상기 제1 밸브 부재의 공급관 쪽 포트의 개도량을 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 충격 흡수 장치의 제어 방법은, 이동체의 예정된 상황의 발생 여부를 확인하는 단계; 및 상기 예정된 상황에 해당하면, 에어컨 모듈의 냉매 라인에 있는 냉매 중 적어도 일부를 상기 이동체 내에 설치된 팽창 가능 부재에 공급하여 상기 팽창 가능 부재를 팽창시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 충격 흡수 장치의 제어 방법은, 상기 에어컨 모듈의 냉매 탱크에 소정의 압력으로 액체 상태의 냉매가 저장되는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 예정된 상황의 발생 여부를 확인하는 단계는, 상기 이동체에 설치된 제어부가 고장 신호, 추락 신호, 입력부로부터의 수신 신호 중 적어도 하나를 근거로 하여 판단할 수 있다.
상기 충격 흡수 장치의 제어 방법은, 상기 예정된 상황이 아니면, 상기 냉매 라인에 연결된 공급관 쪽 유로를 차단하는 단계, 및 상기 에어컨 모듈의 냉각 사이클이 작동되는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 충격 흡수 장치의 제어 방법은, 상기 예정된 상황에 해당하면, 상기 이동체 내부의 온도 조절의 필요 여부를 확인하는 단계; 온도 조절이 필요 없으면, 상기 냉매 라인 중 일부를 차단하고 상기 냉매 라인에 연결된 공급관 쪽 유로를 개방하는 단계; 및 온도 조절이 필요하면, 상기 냉매 라인과 상기 공급관 쪽 유로를 서로 연통시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 충격 흡수 장치의 제어 방법은, 이동체 내 에어컨 모듈의 냉각 사이클을 작동시키는 단계; 및 상기 에어컨 모듈의 냉매 라인에 있는 냉매 중 적어도 일부를 상기 이동체 내에 설치된 팽창 가능 부재에 공급하여 상기 팽창 가능 부재를 팽창시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 팽창 가능 부재를 팽창시키는 단계는, 상기 냉매 라인과 상기 냉매 라인에 연결된 상기 공급관 쪽 유로를 서로 연통시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 충격 흡수 장치의 제어 방법은, 상기 팽창 가능 부재 내 냉매의 압력이 목표 압력 이상인지를 판단하는 단계; 상기 팽창 가능 부재 내 냉매의 압력이 목표 압력 미만이면, 상기 팽창 가능 부재 내 냉매의 압력이 목표 압력에 도달할 때까지 상기 공급관 쪽 냉매의 유량을 증가시키는 단계; 및 상기 팽창 가능 부재 내 냉매의 압력이 목표 압력 이상이면, 상기 공급관 쪽 유로를 차단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 이동체의 열관리 시스템 중 하나인 에어컨 모듈의 냉매를 이용하기 때문에, 충격 흡수 장치를 위한 별도의 부품을 개발하거나 시스템을 구축할 필요 없이 이동체 내부의 화물 또는 사람을 충격으로부터 안전하게 보호할 수 있는 효과를 얻게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 충격 흡수 장치를 위한 별도의 시스템을 구축하기 위해 부품들이 추가되지 않아도 되므로, 원가 절감과 함께, 이동체의 중량 증가에 따른 제한을 해결할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수 장치가 적용된 이동체를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수 장치의 작동 상태도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수 장치가 냉각모드일 때를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수 장치가 완충모드일 때를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수 장치가 냉각 및 완충모드일 때를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 충격 흡수 장치의 제어 방법 중 제1 실시예를 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 충격 흡수 장치의 제어 방법 중 제2 실시예를 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명이 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명된다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
본 명세서에서, 이동체는 사람 또는 동물, 화물 등과 같은 피운송체를 출발지에서 목적지로 이동시키는 다양한 운송수단을 의미한다. 이러한 이동체는 도로 또는 선로를 주행하는 차량에만 국한되지 않으며, 무인 드론, 항공 모빌리티, 수상 또는 수중 모빌리티, 이동형 로봇 등을 포함할 수 있다.
다만, 본 명세서에서는 설명의 편의상 이동체가 화물창을 가진 유인 비행체인 경우를 예로 들어 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데에 사용될 수 있지만, 이들 구성요소는 제1 및 제2 등의 용어에 의해 순서나 크기, 위치, 중요도가 한정되는 것은 아니며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 명명된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수 장치가 적용된 이동체를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수 장치의 작동 상태도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수 장치는, 예를 들어 수직 이착륙이 가능한 UAM과 같은 이동체(1)에 적용될 수 있다. 이러한 UAM은 개인 또는 복수의 탑승자가 도심에서 또는 도심과 도심 사이로 이동하는 데에 활용 가능하다. 이동체의 예는 UAM에만 한정되지 않으며, 다양한 유인 또는 무인 이동체 등에 적용될 수 있다.
UAM과 같은 이동체는 도심에서 승하차 및 화물의 적재가 빠르고 편리해야 하며, 탑승자에게는 편안한 승차감을 제공함과 더불어 안전을 보장하는 한편, 화물에는 운송 중의 손상을 방지하도록 충격으로부터 보호하는 기능이 제공되어야 한다.
이를 위해, 이동체(1)는, 탑승공간(3)과 탑승구가 마련된 동체(2); 및 동체에 마련된 복수의 로터(4)를 포함할 수 있다. 동체의 탑승공간에는 적어도 1명의 사람이 탑승할 수 있다. 복수의 로터는 동체의 수직 이착륙과 수평 비행을 위해 마련될 수 있다.
각 로터(4)는 모터(미도시)로 구동될 수 있으며, 모터에 전기 에너지를 공급하기 위해 동체(2)에 배터리(미도시)가 장착될 수 있다.
또한, 탑승장에서 동체(2)를 지지하거나 지상에서의 이동을 위해 동체의 하부에는 독립적으로 구동이 가능한 복수의 휠(5)이 구비될 수 있다.
예를 들어, 이동체(1)가 자율 주행 차량 등과 같은 육상 모빌리티인 경우에는, 복수의 로터가 생략되고 동체(2)에 복수의 휠(5)이 장착될 수 있으며, 각 휠은 독립적인 모터(미도시)를 구비하여 지상에서 동체를 이동시킬 수 있다.
이동체(1)의 동체(2)는 화물(C)의 적하(積荷)를 위한 화물창(6)을 구비할 수 있다. 또한, 화물에 의한 충격으로부터 탑승공간(또는 조종석)을 보호하기 위해 탑승공간(3)과 화물창(6) 사이에 또는 화물창의 특정 위치에 보호벽(7)이 설치될 수 있다.
이동체(1)로 화물(C)을 운송할 때, 화물창(6) 내부에 고정기구를 설치하여 물리적으로 화물을 고정할 수 있다. 이러한 고정기구는 이동체의 모든 동작, 예를 들면 수평 이동, 이착륙, 선회, 호버링(hovering) 중에 일어날 수 있는 이동체의 롤링, 피칭, 요잉과 같은 회전운동에서 화물의 자세 및 위치를 유지할 수 있어야 한다.
하지만, 전술한 바와 같이, 위급 상황과 같은 물리적 충격이 발생할 때 고정기구만으로 화물(C)을 보호할 수 없고, 심한 경우에는 화물이 화물창(6) 내 본래의 자세 및 위치를 벗어나 화물창 내에서 이동하여 탑승공간(3) 내부의 사람에게 충격을 가하게 된다.
이 때문에, 이동체(1)의 화물창(6) 내에서 외부 충격으로부터 화물(C)을 보호함과 더불어, 화물에 의한 충격에서 이동체의 구조물 또는 사람을 보호하는 적절한 수단이 요구된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수 장치는, 적어도 하나의 팽창 가능 부재(10), 에어컨 모듈(20) 및 공급관(30)을 포함할 수 있다.
팽창 가능 부재(10)는 수용된 화물(C)의 파손을 방지하기 위해 화물창(6) 내에서 적어도 보호벽(7)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 화물창의 4방(전후좌우)에 있는 벽부 및 천장에 팽창 가능 부재가 설치되어, 화물을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 또한, 팽창 가능 부재는 화물과 화물 사이에 끼워질 수 있도록 화물창의 천장에 매달려 설치될 수 있다.
이로써, 화물창(6)의 벽부와 화물(C) 사이, 화물창의 천장과 화물 사이 또는 화물과 화물 사이에 팽창 가능 부재(10)가 개재되어, 화물과 화물창 간 또는 화물과 화물 간 직접적인 접촉이 방지되고, 이에 따라 충격 에너지를 흡수하여 외부 충격으로부터 화물을 보호할 수 있게 되는 것이다.
팽창 가능 부재(10)는, 예를 들면 폴리에틸렌, 나일론 등과 같은 플라스틱이나 고무 재질로 만들어지는 밀봉된 내측 주머니를 포함할 수 있다, 또한, 부풀어져 팽창 가능한 내측 주머니를 보호하도록 작용하는 외측 포대를 더 포함할 수 있다. 이러한 외측 포대는 종이나 직물, 플라스틱 등과 같은 재질로 만들어질 수 있다.
내측 주머니의 일측에는 기체 상태인 냉매의 유입을 위한 유입구(11; 도 3 내지 도 5 참조)가 형성될 수 있다. 외측 포대가 있는 경우에는 유입구가 외측 포대의 밖으로 돌출되도록 내측 주머니에 결합될 수 있다.
선택적으로, 팽창 가능 부재(10)는 팽창 가능 부재의 내부로 유입된 냉매의 압력을 감지하기 위한 압력센서(12; 도 3 내지 도 5 참조)를 포함할 수 있다.
압력센서(12)는 팽창 가능 부재(10)에 설치되어 팽창 가능 부재 내 냉매의 압력을 감지하고, 그 감지신호를 후술하는 제어부(50; 도 3 내지 도 5 참조)로 출력할 수 있다. 예를 들면, 압력센서는 팽창 가능 부재(10)의 유입구(11)에 설치될 수 있으나, 그 위치는 반드시 이에 한정되지 않으며, 감지신호를 송출할 수 있다면 팽창 가능 부재 안에 설치되어도 된다.
팽창 가능 부재(10)는 초기에 수축된 상태로 화물창(6)의 벽부와 화물(C) 사이, 화물창의 천장과 화물 사이, 또는 화물과 화물 사이에 놓이며, 그러고 나서 소정의 압력으로 에어컨 모듈(20)의 냉매가 내부에 유입되어 부풀어지면서 팽창할 수 있게 된다.
또한, 전개되고 팽창된 팽창 가능 부재(10)로부터 냉매를 빼내어 초기 상태로 수축시킬 필요가 있다. 이를 위해 선택적으로 내측 주머니의 타측에 냉매의 유출을 위한 유출구(13; 도 5 참조)가 형성될 수 있다. 외측 포대가 있는 경우에는 유출구가 외측 포대의 밖으로 돌출되도록 내측 주머니에 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수 장치는, 이동체(1) 내에 설치되어 온도를 감지하는 온도센서(18)를 더 포함할 수 있다.
온도센서(18)는 이동체(1) 내에 설치되어 이동체 내부의 온도를 감지할 수 있다. 예를 들어, 온도센서는 탑승공간(3)과 화물창(6) 중 적어도 하나의 온도를 측정할 수 있다. 온도센서의 감지신호는 후술하는 제어부(50)로 전달될 수 있다. 예를 들면, 온도센서는 이동체 내 천장 또는 천장에 인접한 벽부에 설치될 수 있으나, 그 위치는 반드시 이에 한정되지 않는다.
온도센서(18)에 의해 감지된 이동체(1) 내부의 온도에 따라 제어부(50)가 에어컨 모듈(20)의 작동을 제어함으로써, 이동체 내부의 온도가 조절 가능하게 된다.
에어컨 모듈(20)은 이동체(1)에 설치되어 내부 공기(내기)를 순환시키거나 외부 공기(외기)를 이동체의 내부로 도입하여 냉각시킴으로써 이동체의 내부, 즉 탑승공간(3)과 화물창(6)을 냉방할 수 있다.
예를 들어 에어컨 모듈(20)은 이동체(1)의 천장 또는 지붕에 설치되고, 탑승공간(3)과 화물창(6)에 걸쳐 배치될 수 있다. 하지만, 반드시 이에 한정되지 않으며, 이동체에서 에어컨 모듈의 설치위치와 배치관계 등은 조건에 따라 적절히 변경될 수 있다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 에어컨 모듈(20)은 케이스(21), 증발기(evaporator; 22), 블로워(23), 압축기(compressor; 24), 응축기(condenser; 25), 팽창 밸브(31)를 포함할 수 있다.
케이스(21)는 이동체(1)의 천장 또는 지붕에 고정되게 설치되며, 흡기구와 배기구를 포함한 공기 유로가 케이스에 형성될 수 있다. 예를 들어, 케이스 내 공기 유로 상에 증발기(22)가 설치될 수 있다. 공기 유로는 케이스의 배기구를 거쳐, 이동체의 내부에 마련되는 덕트(19)에 연결될 수 있다.
증발기(22)는 케이스(21) 내에 형성된 공기 유로 상에 설치되고, 냉매 라인(29)이 연결된다. 증발기의 내부를 흐르는 냉매와 증발기를 통과하는 공기가 서로 열교환하여, 증발기는 공기, 즉 내기 또는 외기를 냉각시킬 수 있다.
증발기(22)의 냉매는 압축기(24)에 의해 응축기(25)로 보내어지고 다시 증발기로 순환될 수 있다. 이러한 냉매의 순환은 냉매 라인(29)을 따라 이루어질 수 있다.
블로워(23)는, 증발기(22)를 통과하면서 증발기에 의해 냉각된 공기를 덕트(19)로 송풍하는 송풍수단이다. 블로워는, 예컨대 모터(미도시)에 의해 구동되는 축류팬으로 구성될 수 있다.
압축기(24)는, 증발기(22)에서 열교환한 후 유입된 냉매에 강한 압력을 가해 고온 고압의 기체 상태의 냉매를 만들 수 있다. 압축기는 별도의 모터(미도시)에 의해 구동될 수 있으며, 압축기의 작동에 의해 냉매가 순환할 수 있다.
선택적으로, 에어컨 모듈(20)은 증발기(22)와 압축기(24) 사이에, 증발기를 통과한 액체와 기체가 혼합된 냉매 중 기체 상태의 냉매만 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(accumulator; 27)를 포함할 수 있다.
이러한 어큐뮬레이터(27)는 압축기(24)에 기체 상태의 냉매만 공급하기 위해, 내부에 기체와 액체가 혼합된 냉매 중 액체 상태의 냉매는 저장한 후, 저장된 액체 상태의 냉매를 기화시켜 다시 압축기로 기체 상태의 냉매를 공급할 수 있다. 이로써, 어큐뮬레이터는 압축기의 효율 및 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.
응축기(25)는 압축기(24)에 의해 압축된 냉매를 응축시킬 수 있다. 응축기를 외기에 의해 냉각하기 위한 냉각용 송풍기(26)가 응축기에 통합될 수 있다. 냉각용 송풍기는, 예컨대 모터(미도시)에 의해 구동되는 프로펠러형 팬으로 구성될 수 있다.
압축기(24)로부터 응축기(25)로 전달된 냉매는 응축기에서 공기에 의해 강제 냉각되면서 상변화가 일어나 저온 고압의 액체 상태의 냉매로 변환될 수 있다.
선택적으로, 에어컨 모듈(20)은, 응축기(25)를 통과한 액체 상태의 냉매를 저장하는 냉매 탱크(28)를 포함할 수 있다.
이 경우에, 응축기(25)에서 응축되어 상변환된 고압의 액체 상태의 냉매는 냉매 탱크(28)로 이송되어 저장될 수 있다. 냉매 탱크는, 냉매가 순환되지 못하더라도 팽창 가능 부재(10)로 공급할 수 있는 충분한 양의 냉매를 저장할 수 있도록 형성된다.
팽창 밸브(31)는 응축기(26) 또는 응축기와 냉매 탱크(28)를 통과한 냉매를 감압 및 팽창시킬 수 있다.
냉매 라인(29) 또는 냉매 탱크(28)에 있는 고압의 액체 상태의 냉매는 팽창 밸브(31)를 거쳐 증발기(22)로 공급된다. 이때, 팽창 밸브는 고압의 냉매를 교축시키면서 압력을 강하시켜, 냉매를 증발하기 쉬운 저온 저압의 분무 상태로 만들 수 있다.
이렇게 팽창 밸브(31)에서 냉매가 분무 상태로 다시 증발기(22)에 공급되고, 증발기는 냉매를 기체 상태로 기화시킨다. 기화시 냉매가 증발기 주변의 열을 빼앗게 됨으로써 공기를 냉각시키는 것이다.
열을 빼앗겨 냉각된 공기는 덕트(19)를 통해 이동체(1)의 탑승공간(3)과 화물창(6)에 제공되어 이동체 내부의 온도를 낮추게 된다. 증발기(22)를 거쳐 팽창된 냉매는 압축기(24)로 다시 전달되어 재순환할 수 있다.
공급관(30)은 에어컨 모듈(20)과 팽창 가능 부재(10) 사이에 연결될 수 있다. 구체적으로, 공급관은 팽창 가능 부재에 에어컨 모듈의 냉매 라인(29)을 연결하여, 팽창 가능 부재에 기체 상태의 냉매를 공급할 수 있다. 공급관은 변형이 쉬운 플렉시블한 재질로 만들어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 금속 또는 플라스틱 재질의 파이프가 채택되어도 된다.
공급관(30)의 일측 단부는 팽창 가능 부재(10)의 유입구(11)에 밀봉되게 연결될 수 있다. 복수의 팽창 가능 부재가 사용된 경우에, 공급관의 일측 단부는 복수의 분기관으로 나누어지고, 각 분기관이 해당 팽창 가능 부재의 유입구에 연결될 수 있다.
공급관(30)의 타측 단부는 제1 밸브 부재(32)를 매개로 하여 에어컨 모듈(20)의 냉매 라인(29)에 연결될 수 있다. 이 경우에 제1 밸브 부재로는 삼방(3-way)밸브가 채용될 수 있다.
이러한 삼방밸브는 후술하는 제어부(50)의 제어하에서 별도의 전원에 연결된 모터(미도시)로 구동되는 전기식 삼방밸브로 될 수 있다. 모터의 구동에 따른 내부의 밸브체가 예컨대 영점을 기준으로 소정의 각도로 회전하면서 개폐 또는 개도가 제어되어, 냉매의 흐름방향 및 유로를 결정함과 더불어, 냉매 라인(29) 또는 공급관(30)으로 흐르는 냉매의 유량을 조절할 수 있다.
예를 들어, 제1 밸브 부재(32)는 냉매 라인(29) 중 팽창 밸브(31)와 증발기(22) 사이에 배치될 수 있다. 이 경우에, 제1 밸브 부재의 제1 포트(33)는 팽창 밸브(31) 측에 연결되고, 제2 포트(34)는 증발기(22) 측에 연결되며, 제3 포트(35)는 공급관(30)에 연결될 수 있다.
하지만, 냉매 라인(29)에서 제1 밸브 부재(32)의 배치는 전술된 예에 반드시 한정되지 않는다. 예를 들면, 제1 밸브 부재는 냉매 라인 중 압축기(24)와 응축기(25) 사이에 배치될 수 있다. 이 경우에, 제1 밸브 부재의 제1 포트(33)는 압축기(24) 측에 연결되고, 제2 포트(34)는 응축기(25) 측에 연결되며, 제3 포트(35)는 공급관(30)에 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수 장치는, 선택적으로 에어컨 모듈(20)과 팽창 가능 부재(10) 사이에 연결되어, 팽창 가능 부재의 냉매를 에어컨 모듈로 회수하는 회수관(40; 도 5 참조)을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 회수관(40)은 팽창 가능 부재(10)에 에어컨 모듈(20)의 냉매 라인(29)을 연결하여, 팽창 가능 부재로부터 에어컨 모듈로 기체 상태의 냉매를 회수할 수 있다. 회수관은 변형이 쉬운 플렉시블한 재질로 만들어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 금속 또는 플라스틱 재질의 파이프가 채택되어도 된다.
회수관(40)의 일측 단부는 팽창 가능 부재(10)의 유출구(13)에 밀봉되게 연결될 수 있다. 복수의 팽창 가능 부재(10)가 사용된 경우에, 회수관의 일측 단부는 복수의 분기관으로 나누어지고, 각 분기관이 해당 팽창 가능 부재의 유출구에 연결될 수 있다.
회수관(40)의 타측 단부는 에어컨 모듈(20)의 냉매 라인(29)에 직접 연결될 수 있다. 예를 들어, 회수관은 냉매 라인 중 증발기(22)와 압축기(24) 사이에, 혹은 어큐뮬레이터(27)가 있으면 어큐뮬레이터와 압축기 사이에 연결될 수 있다.
회수관(40)에는 제2 밸브 부재(42; 도 5 참조)가 장착될 수 있으며, 이 경우에 제2 밸브 부재로는 체크밸브가 채용될 수 있다.
이러한 제2 밸브 부재(42)는 후술하는 제어부(50)의 제어하에서 별도의 전원에 연결된 모터(미도시)로 구동되는 전기식 체크밸브로 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수 장치는, 이동체(1)에 설치되어, 에어컨 모듈(20)의 작동과 함께 제1 밸브 부재(32)의 작동을 선택적으로 제어하는 제어부(50)를 더 포함할 수 있다.
제어부(50)는 각종 연산이나 명령이 수행 가능한 반도체 칩 등이 내장된 마이크로프로세서(microprocessor)와 같은 다양한 처리장치로 구현될 수 있으며, 에어컨 모듈(20)의 전반적인 동작을 제어하여 이동체(1) 내부의 온도를 조절할 수 있다.
예를 들면, 제어부(50)는, 이동체(1)의 상위 제어 시스템에 병합되거나 겸용으로 사용될 수 있다.
구체적으로, 제어부(50)는 자체적으로 이동체(1)의 고장 또는 추락을 판단하거나, 상위 제어 시스템으로부터 입력된 판단 결과에 따라, 팽창 가능 부재(10)의 팽창을 위해 팽창 밸브(31)와 제1 밸브 부재(32)의 작동을 명령할 수 있다.
예를 들어, 이동체(1)의 로터(4)용 모터 또는 브레이크로부터 입력되는 작동 불능의 고장 신호, 또는 무게에 따른 낙하 속도를 감안하여 고도계(미도시)로부터 입력되는 추락 신호 등을 근거로 하여, 제어부(50)는 이동체(1)가 예컨대 위급 상황 등과 같은 예정된 상황임을 판단할 수 있다.
제어부(50)의 제어하에 팽창 가능 부재(10)가 팽창되도록 에어컨 모듈(20)의 팽창 밸브(31)와 제1 밸브 부재(32)가 작동되고, 공급관(30)을 통해 에어컨 모듈의 냉매 라인(29) 또는 냉매 탱크(28)에 있는 냉매 중 적어도 일부를 팽창 가능 부재로 공급하여 팽창 가능 부재를 급속히 팽창시킬 수 있다.
예정된 상황, 특히 위급한 상황시 팽창 가능 부재(10)의 팽창은, 에어컨 모듈(20)의 작동 여부와는 관계없이, 냉매 탱크(28)에 저장된 저온 고압의 액체 상태인 냉매를 팽창시키고 팽창 가능 부재 쪽으로 유도함으로써 실행될 수 있다. 이때, 냉매는, 적어도 상온이어서 상대적으로 온도가 높은 공급관(30)을 통과하여 기체 상태로 기화되고, 이에 따라 팽창 가능 부재에는 기체 상태의 냉매가 공급될 수 있다.
한편으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수 장치는, 이동체(1) 내 사람(조종사나 운전자)에 의한 수동 제어에 의해 팽창 가능 부재(10)의 팽창이 실행될 수 있다.
예를 들어, 사람에 의한 명령이 입력되는 입력부(52)가 제어부(50)에 전기적으로 연결될 수 있다. 입력부는 사람의 조작, 동작 또는 음성에 따라 그에 상응하는 신호를 출력할 수 있으며, 제어부는 입력부로부터 수신된 신호에 상응하게 팽창 가능 부재(10)의 팽창을 위한 제1 밸브 부재(32)의 작동을 제어할 수 있다.
입력부(52)는 사람이 조작할 수 있는 예컨대 스크롤 휠, 버튼, 노브, 터치 스크린, 터치 패드, 레버, 트랙 볼 등으로 구현되거나, 사람의 동작 또는 음성을 감지하는 동작 인식센서나 음성 인식센서 중 적어도 하나 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다.
따라서, 사람이 입력부(52)를 통해 팽창 가능 부재(10)의 팽창을 선택함으로써, 예를 들어 제어부(50)는 팽창 밸브(31)와 함께 제1 밸브 부재(32)를 작동시켜, 공급관(30)을 통해 에어컨 모듈(20)의 냉매를 팽창 가능 부재로 공급하고 팽창 가능 부재를 팽창시킬 수 있다.
또한, 제어부(50)는 이동체(1) 내 온도센서(18)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 온도센서에 의해 감지된 이동체 내부의 온도가 목표 온도 범위를 벗어나면, 제어부는 이동체 내부의 온도 조절을 위해 목표 온도 범위에 도달할 때까지 에어컨 모듈(20) 중 적어도 압축기(24)의 작동을 제어할 수 있다.
더구나, 제어부(50)는, 제1 밸브 부재(32)의 작동을 통한 팽창 가능 부재(10)의 팽창과 더불어, 에어컨 모듈(20)을 작동시킴으로써, 보다 구체적으로 압축기(24)와 블로워(23), 송풍기(26) 등을 작동시킴으로써, 이동체(1) 내 탑승공간(3)과 화물창(6)의 냉방을 유지할 수도 있다.
또한, 선택적으로, 제어부(50)는 팽창 가능 부재(10)의 압력센서(12)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 압력센서에 의해 감지된 팽창 가능 부재 내 냉매의 압력이 목표 압력에 도달할 때까지 제1 밸브 부재(32)의 작동을 제어하여, 공급관(30)에 연결된 제3 포트(35)의 개도량을 조절할 수 있다.
이와 같이 에어컨 모듈(20)의 냉매 라인(29)에 제1 밸브 부재(32) 및 공급관(30)을 통해 팽창 가능 부재(10)를 연결함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수 장치는, 냉매 라인(29) 또는 냉매 탱크(28)에 있는 냉매 중 적어도 일부를 기체 상태로 하여 팽창 가능 부재로 공급할 수 있게 되어 팽창 가능 부재를 급속히 팽창시킬 수 있고, 이에 따라 예정된 상황시 화물창(6) 내의 화물(C)을 보호할 뿐만 아니라, 화물에 의한 충격으로부터 이동체(1)의 구조물 또는 사람을 보호할 수 있게 되는 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수 장치는, 제1 밸브 부재(32)에 의해, 팽창 가능 부재(10)를 팽창시키도록 공급관(30)을 통해 공급되는 냉매의 유량을 조절할 수 있으며, 선택적으로 이동체(1) 내부의 냉방과 병행하여 화물창(6) 내의 화물(C)을 보호하도록 팽창 가능 부재를 팽창시켜 활용할 수 있는 장점도 있다.
또, 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수 장치는, 이미 이동체(1)에 적용되어 있는 에어컨 모듈(20)의 냉매를 이용할 수 있어, 별도의 시스템을 구축하기 위한 부품들이 추가되지 않아도 되므로, 원가 절감과 함께, 이동체의 중량 증가에 따른 제한을 염려하지 않아도 되는 장점이 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수 장치가 냉각모드일 때를 도시한 도면이다.
이동체(1)가 정상 상태일 때 제어부(50)는 충격 흡수 장치의 냉각모드를 실행할 수 있다. 이러한 냉각모드는 실질적으로 에어컨 모듈(20)의 냉각 사이클과 동일하다.
이동체(1)의 외부로부터 유입된 외기 또는 이동체 내의 내기는, 에어컨 모듈(20)을 구성하는 케이스(21)의 공기 유로를 거쳐 덕트(19)로 유동할 수 있다.
공기는 케이스(21) 내에 설치된 블로워(23)에 의해 유동하며, 증발기(22)를 통과하면서 열교환하여 저온 상태로 되고, 덕트(19)로 송풍되어 덕트로부터 이동체의 내부, 즉 탑승공간(3) 또는 화물창(6)으로 토출될 수 있다.
증발기(22)를 통과한 냉매는 압축기(24)의 작동에 의해 냉매 라인(29)을 매개로 하여, 에어컨 모듈(20) 내에 위치한 응축기(25)를 통과한 다음에, 냉매 탱크(28) 및 팽창 밸브(31)를 거쳐 다시 증발기(22)로 순환할 수 있다.
압축기(24)에서는 냉매가 압축되며, 응축기(25)는 압축기에 의해 압축된 냉매로부터 열을 방출시켜 냉매를 응축시킬 수 있다.
냉매 탱크(28)는 응축된 냉매를 저장하고, 팽창 밸브(31)는 고압의 냉매를 교축시키면서 감압 및 팽창시켜, 증발하기 쉬운 분무 상태의 냉매로 만들 수 있다.
증발기(22)에서 냉매는 기화하면서 증발기 주변의 공기로부터 열을 빼앗아 공기를 냉각시키는 것이다.
이러한 냉각모드일 때, 제1 밸브 부재(32)의 제3 포트(35)는 폐쇄되고, 제1 포트(33)와 제2 포트(34)가 연통될 수 있다.
이로써, 에어컨 모듈(20)의 냉각 사이클이 이루어지고, 이에 따라 이동체(1)의 탑승공간(3) 또는 화물창(6)에 냉방용 공기를 공급하고 그 온도를 적절히 조절할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수 장치가 완충모드일 때를 도시한 도면이다.
만일 제어부(50)에 이동체(1)의 고장 신호나 추락 신호 등이 입력되면, 혹은 사람에 의해 입력부(42)로부터 신호가 입력되면, 제어부는 이동체가 위급 상황 등과 같은 예정된 상황임을 판단하고, 완충모드를 실행할 수 있다.
제어부(50)는, 팽창 가능 부재(10)가 팽창되도록 팽창 밸브(31)와 제1 밸브 부재(32)의 작동을 제어할 수 있다. 제어부(60)의 제어하에 팽창 밸브(31)가 개방된 상태에서, 제1 밸브 부재(32)의 제2 포트(34)는 폐쇄되고, 제1 포트(33)와 제3 포트(35)가 연통될 수 있다.
이로써, 냉매 탱크(28)에 저장된 대략 18 내지 20 bar 정도인 고압의 액체 상태의 냉매는 팽창 밸브(31)에서 감압 및 팽창되며 제1 밸브 부재(32)의 작동에 의해 공급관(30)으로 공급될 수 있다. 저압으로 팽창된 냉매는 공급관을 통과하면서 기체 상태로 기화되어 팽창 가능 부재(10)에 공급됨에 따라, 팽창 가능 부재를 급속히 팽창시킬 수 있다.
팽창된 팽창 가능 부재(10)는 물리적 충격이 발생할 때 이동체(1)의 화물창(6) 내부의 화물(C)을 충격으로부터 안전하게 보호할 수 있게 된다. 더욱이, 팽창된 팽창 가능 부재는, 화물이 이동체의 구조물을 손상되게 하거나 함께 탑승한 사람에게 충격을 가하는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수 장치가 냉각 및 완충모드일 때를 도시한 도면이다.
충격 흡수 장치의 에어컨 모듈(20)과 팽창 가능 부재(10)가 동시에 작동할 필요가 있는 경우에, 제어부(50)는 선택적으로 냉각 및 완충모드를 실행할 수 있다.
혹은, 상시적으로 충격 흡수 장치의 에어컨 모듈(20)과 팽창 가능 부재(10)를 동시에 작동시키고자 하는 경우에, 제어부(50)는 냉각 및 완충모드를 실행할 수 있다.
냉각모드와 마찬가지로, 증발기(22)를 통과한 냉매는 압축기(24)의 작동에 의해 냉매 라인(29)을 매개로 하여, 에어컨 모듈(20) 내에 위치한 응축기(25)를 통과한 다음에, 냉매 탱크(28) 및 팽창 밸브(31)를 거쳐 다시 증발기(22)로 순환할 수 있다.
압축기(24)에서는 냉매가 압축되며, 응축기(25)는 압축기에 의해 압축된 냉매로부터 열을 방출시켜 냉매를 응축시킬 수 있다. 응축된 냉매는 냉매 탱크(28)에 저장된다.
제어부(50)는, 팽창 가능 부재(10)가 팽창되도록 팽창 밸브(31)와 제1 밸브 부재(32)의 작동을 제어할 수 있다. 제어부의 제어하에 팽창 밸브가 개방된 상태에서, 제1 밸브 부재의 모든 포트는 개방되고, 제1 포트(33)와 제2 포트(34) 및 제3 포트(35)가 서로 연통될 수 있다.
이에 따라, 일부 냉매는 증발기(22)로 공급되어 증발기에서 기화하고 증발기 주변의 공기로부터 열을 빼앗아 공기를 냉각시킬 수 있다. 동시에 나머지 냉매는 공급관(30)으로 공급되어 공급관을 통과하면서 기화되고 팽창 가능 부재(10)에 공급됨으로써, 팽창 가능 부재를 팽창시킬 수 있다.
이로써, 에어컨 모듈(20)의 냉각 사이클이 이루어져 이동체(1) 내부의 온도를 적절히 조절할 수 있게 됨과 더불어, 팽창 가능 부재(10)의 전개 및 팽창을 통해 화물창(6) 내부의 화물(C)을 안전하게 보호하고 화물의 이동을 방지할 수 있게 되는 것이다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수 장치는 냉각 기능과 완충 기능을 동시에 구현할 수 있는 장점이 있다.
한편, 도 5에는 팽창 가능 부재(10)의 냉매를 에어컨 모듈(20)로 회수하는 회수관(40)을 구비한 예가 도시되어 있다.
제어부(50)는 제2 밸브 부재(32)의 작동과 에어컨 모듈(20)의 압축기(24)의 작동을 제어하여 에어컨 모듈의 냉매 라인(29)과 회수관(40) 쪽 유로가 서로 연통되게 할 수 있다.
이때, 제어부(50)는 제1 밸브 부재(32)의 작동을 제어하여 에어컨 모듈(20)의 냉매 라인(29)에 연결된 공급관(30) 쪽 유로를 차단할 수 있다. 제어부의 제어하에 제1 밸브 부재의 제3 포트(35)는 폐쇄되고, 제1 포트(33)와 제2 포트(34)가 연통될 수 있다.
이와 같이, 팽창 가능 부재(10)로부터 에어컨 모듈(20)의 냉매 라인(29)으로 냉매를 회수하게 됨으로써, 팽창된 팽창 가능 부재(10)를 초기 상태로 수축시킬 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 충격 흡수 장치의 제어 방법 중 제1 실시예를 나타낸 흐름도이다.
제1 실시예의 제어 방법은, 이동체(1)의 예정된 상황의 발생 여부를 확인하는 단계; 및 상기 예정된 상황에 해당하면 에어컨 모듈(20)의 냉매 라인(29)에 있는 냉매 중 적어도 일부를 이동체 내에 설치된 팽창 가능 부재(10)에 공급하여 팽창 가능 부재를 팽창시키는 단계를 포함할 수 있다.
우선, 이동체(1)가 작동 중일 때, 에어컨 모듈(20)의 냉매 탱크(28)에는 소정의 압력으로 액체 상태의 냉매가 저장될 수 있다(S10). 예를 들어, 냉매는 약 18 내지 20 bar 정도의 압력으로 저장될 수 있다.
제어부(50)는 이동체(1)의 예정된 상황의 발생 여부를 확인할 수 있다(S20). 예를 들어, 제어부는, 이동체의 로터(4)용 모터 또는 브레이크로부터 입력되는 작동 불능의 고장 신호, 또는 무게에 따른 낙하 속도를 감안하여 고도계로부터 입력되는 추락 신호 등을 근거로 하여, 이동체가 위급 상황 등과 같은 예정된 상황임을 판단할 수 있다.
선택적으로, 제어부(50)는 이동체(1) 내 사람(조종사나 운전자)에 의해 입력부(52)로부터 팽창 가능 부재(10)의 팽창이 요구되는 상황과 관련된 신호를 입력받을 수도 있다.
예정된 상황이 아니면, 제어부(50)는 제1 밸브 부재(32)의 작동을 제어하여 에어컨 모듈(20)의 냉매 라인(29)에 연결된 공급관 쪽 유로를 차단할 수 있다(S30). 제어부의 제어하에 제1 밸브 부재의 제3 포트(35)는 폐쇄되고, 제1 포트(33)와 제2 포트(34)가 연통될 수 있다.
이어서 제어부(50)는 에어컨 모듈(20)의 압축기(24)를 작동시키고, 냉매는 압축기의 작동에 의해 냉매 라인(29)을 매개로 하여 응축기(25)를 통과한 다음에, 냉매 탱크(28) 및 팽창 밸브(31)를 거쳐 증발기(22)로 순환할 수 있다.
증발기(22)에서 냉매는 기화하면서 증발기 주변의 공기로부터 열을 빼앗아 공기를 냉각시킬 수 있다.
이로써, 에어컨 모듈(20)의 냉각 사이클이 작동되어(S40), 이동체(1)의 탑승공간(3) 또는 화물창(6)에 냉방용 공기를 공급하고 적절히 온도를 조절할 수 있다.
만일 이동체(1)의 상황 또는 사람의 요구가 상기 예정된 상황에 해당하는 것으로 확인되면, 이동체 내부의 온도 조절의 필요 여부를 확인할 수 있다(S50). 온도 조절의 필요 여부는 온도센서(18)에 의해 감지된 이동체 내부의 온도에 따라 결정될 수 있다.
온도센서(18)에 의해 감지된 이동체(1) 내부의 온도가 목표 온도 범위 내에 있어 온도 조절이 필요 없으면, 제어부(50)는 제1 밸브 부재(32)의 작동을 제어하여 에어컨 모듈(20)의 냉매 라인(29) 중 일부를 차단하고 공급관(30) 쪽 유로를 개방할 수 있다(S60). 제어부의 제어하에 제1 밸브 부재의 제2 포트(34)는 폐쇄되고, 제1 포트(33)와 제3 포트(35)가 연통될 수 있다.
예를 들어, 냉매 탱크(28)에 저장된 고압의 액체 상태의 냉매는 팽창 밸브(31)에서 감압 및 팽창되며 제1 밸브 부재(32)의 작동에 의해 공급관(30)으로 공급될 수 있다.
이로써, 냉매는 공급관(30)을 통과하면서 기체 상태로 팽창 가능 부재(10)에 공급되고, 이에 따라 팽창 가능 부재가 급속히 팽창될 수 있다(S80).
이와 같이 팽창된 팽창 가능 부재(10)는 물리적 충격이 발생할 때 이동체(1)의 화물창(6) 내부의 화물(C)을 충격으로부터 안전하게 보호할 수 있게 된다. 더욱이, 팽창된 팽창 가능 부재는, 화물이 이동체의 구조물을 손상되게 하거나 함께 탑승한 사람에게 충격을 가하는 것을 방지할 수 있다.
만일 온도센서(18)에 의해 감지된 이동체(1) 내부의 온도가 목표 온도 범위를 벗어나 온도 조절이 필요하면, 제어부(50)는 제1 밸브 부재(32)의 작동을 제어하여 에어컨 모듈(20)의 냉매 라인(29)과 공급관(30) 쪽 유로가 서로 연통되게 할 수 있다(S70). 제어부의 제어하에 제1 밸브 부재의 모든 포트는 개방되고, 제1 포트(33)와 제2 포트(34) 및 제3 포트(35)가 서로 연통될 수 있다.
이에 따라, 일부 냉매는 증발기(22)로 공급되어 증발기에서 기화하고 증발기 주변의 공기로부터 열을 빼앗아 공기를 냉각시킬 수 있다. 즉, 에어컨 모듈(20)의 냉각 사이클이 작동되어(S40) 냉각 기능이 유지될 수 있다.
동시에, 나머지 냉매는 공급관(30)으로 공급되어 기체 상태로 팽창 가능 부재(10)에 공급되고, 이에 따라 팽창 가능 부재가 급속히 팽창될 수 있다(S80). 이러한 팽창 가능 부재의 전개 및 팽창을 통해 화물창(6) 내부의 화물(C)을 안전하게 보호하고 화물의 이동을 방지할 수 있는 완충 기능을 구현할 수 있게 되는 것이다.
하지만, 예를 들어 추락 신호가 입력될 때와 같이 매우 위급한 상황에서 제어부(50)는 온도 조절이 필요 없는 것으로 판단할 수 있다. 이에 따라, 제어부는 바로 제1 밸브 부재(32)의 작동을 제어하여 에어컨 모듈(20)의 냉매 라인(29) 중 일부를 차단하고 공급관(30) 쪽 유로를 개방함으로써(S60), 냉매에 의해 팽창 가능 부재(10)가 급속히 팽창될 수 있게 한다(S80).
다시 말해, 심각하게 위급한 상황에서는 온도 조절의 기능이 중지되고, 팽창 가능 부재(10)를 급속히 팽창시키기 위한 단계들이 디폴트로 설정될 수도 있다.
도 7은 본 발명에 따른 충격 흡수 장치의 제어 방법 중 제2 실시예를 나타낸 흐름도이다.
제2 실시예의 제어 방법은, 이동체(1) 내부의 냉각 사이클을 작동시키는 단계; 및 에어컨 모듈(20)의 냉매 라인(29)에 있는 냉매 중 적어도 일부를 이동체 내에 설치된 팽창 가능 부재(10)에 공급하여 팽창 가능 부재를 팽창시키는 단계를 포함할 수 있다.
우선, 이동체(1)가 작동 중일 때, 제어부(50)의 제어하에 에어컨 모듈(20)의 냉각 사이클이 작동될 수 있다(T10).
이어서 제어부(50)는 제1 밸브 부재(32)의 작동을 제어하여 에어컨 모듈(20)의 냉매 라인(29)과 공급관(30) 쪽 유로가 서로 연통되게 할 수 있다(T20). 제어부의 제어하에 제1 밸브 부재의 모든 포트는 개방되고, 제1 포트(33)와 제2 포트(34) 및 제3 포트(35)가 서로 연통될 수 있다.
이에 따라, 일부 냉매는 증발기(22)로 공급되어 증발기에서 기화하고 증발기 주변의 공기로부터 열을 빼앗아 공기를 냉각시킬 수 있다. 즉, 에어컨 모듈(20)의 냉각 사이클이 작동되어(T10) 냉각 기능이 유지될 수 있다.
동시에, 나머지 냉매는 공급관(30)으로 공급되어 기체 상태로 팽창 가능 부재(10)에 공급되고, 이에 따라 팽창 가능 부재가 팽창될 수 있다(T30). 이러한 팽창 가능 부재의 전개 및 팽창을 통해 화물창(6) 내부의 화물(C)을 안전하게 보호하고 화물의 이동을 방지할 수 있는 완충 기능을 구현할 수 있게 되는 것이다.
이러한 제2 실시예의 제어 방법은 본 발명에 따른 충격 흡수 장치의 냉각 및 완충모드에 적용될 수 있다. 예를 들면, 상시적으로 충격 흡수 장치의 에어컨 모듈(20)과 팽창 가능 부재(10)를 동시에 작동시키는 냉각 및 완충모드가 실행될 수 있다.
선택적으로, 팽창 가능 부재(10) 내 냉매의 압력이 목표 압력 이상인지를 판단할 수 있다(T40). 팽창 가능 부재 내 냉매의 압력은 압력센서(12)에 의해 감지될 수 있다.
만일 압력센서(18)에 의해 감지된 팽창 가능 부재(10) 내 냉매의 압력이 소정의 목표 압력 미만이면, 팽창 가능 부재 내 냉매의 압력이 목표 압력에 도달할 때까지 제어부(50)는 제1 밸브 부재(32)의 작동을 제어하여, 공급관(30)에 연결된 제3 포트(35)의 개도량을 증대시켜 공급관 쪽 냉매의 유량이 증가되게 할 수 있다(T50).
압력센서(18)에 의해 감지된 팽창 가능 부재(10) 내 냉매의 압력이 소정의 목표 압력 이상이면, 제어부(50)는 제1 밸브 부재(32)의 작동을 제어하여 에어컨 모듈(20)의 냉매 라인(29)에 연결된 공급관(30) 쪽 유로를 차단할 수 있다(T60). 제어부의 제어하에 제1 밸브 부재의 제3 포트(35)는 폐쇄되고, 제1 포트(33)와 제2 포트(34)가 연통될 수 있다.
이로써, 냉매는 공급관(30)에 더이상 공급되지 못하고, 팽창 가능 부재(10)는 전개되고 팽창된 상태로 유지될 수 있다. 이와 같이 팽창된 팽창 가능 부재(10)는 지속적으로 이동체(1)의 화물창(6) 내부의 화물(C)을 안전하게 보호할 수 있게 된다.
이후에도 압력센서(12)에 의해 팽창 가능 부재(10) 내 냉매의 압력을 감지하고 목표 압력 이상인지를 판단하여(T30), 팽창 가능 부재(10) 내 냉매의 압력을 계속 모니터링할 수 있다. 압력이 떨어지면 제어부(50)는 제1 밸브 부재(32)의 작동을 제어하여 에어컨 모듈(20)의 냉매 라인(29)으로부터 냉매를 보충할 수 있다.
한편, 제2 실시예의 제어 방법은, 팽창 가능 부재(10)의 냉매를 에어컨 모듈(20)로 회수하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제어부(50)는 제2 밸브 부재(32)의 작동과 에어컨 모듈(20)의 압축기(24)의 작동을 제어하여 에어컨 모듈의 냉매 라인(29)과 회수관(40) 쪽 유로가 서로 연통되게 할 수 있다.
이때, 제어부(50)는 제1 밸브 부재(32)의 작동을 제어하여 에어컨 모듈(20)의 냉매 라인(29)에 연결된 공급관(30) 쪽 유로를 차단할 수 있다. 제어부의 제어하에 제1 밸브 부재의 제3 포트(35)는 폐쇄되고, 제1 포트(33)와 제2 포트(34)가 연통될 수 있다.
이와 같이, 팽창 가능 부재(10)로부터 에어컨 모듈(20)의 냉매 라인(29)으로 냉매를 회수하게 됨으로써, 팽창된 팽창 가능 부재(10)를 초기 상태로 수축시킬 수 있게 되며, 이에 따라 이동체(1)의 화물창(6)에 화물(C)을 싣거나 화물창에서 화물을 내릴 때 팽창 가능 부재의 간섭이 없어 편의성이 향상될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
본 명세서에서는 이동체의 화물창 내에 있는 화물을 대상으로 하는 충격 흡수 장치를 예로 들어 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 반드시 이에 한정되지 않으며, 예를 들면 이동체 내에 있는 사람을 대상으로 하는 충격 흡수 장치에 적용될 수도 있다.
따라서, 본 명세서 및 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 이동체 2: 동체
3: 탑승공간 4: 로터
5: 휠 6: 화물창
7: 보호벽 10: 팽창 가능 부재
11: 유입구 12: 압력센서
13: 유출구 18: 온도센서
19: 덕트 20: 에어컨 모듈
21: 케이스 22: 증발기
23: 블로워 24: 압축기
25: 응축기 26: 송풍기
27: 어큐뮬레이터 28: 냉매 탱크
29: 냉매 라인 30: 공급관
31: 팽창 밸브 32: 제1 밸브 부재
33: 제1 포트 34: 제2 포트
35: 제3 포트 40: 회수관
42: 제2 밸브 부재 50: 제어부
52: 입력부

Claims (20)

  1. 이동체 내에 배치된 적어도 하나의 팽창 가능 부재;
    상기 이동체에 설치된 에어컨 모듈; 및
    상기 에어컨 모듈과 상기 팽창 가능 부재 사이에 연결되어, 상기 에어컨 모듈의 냉매를 상기 팽창 가능 부재에 제공하는 공급관
    을 포함하는 충격 흡수 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 팽창 가능 부재는, 상기 이동체 내 화물창에 설치되고, 상기 화물창의 벽부와 화물 사이, 상기 화물창의 천장과 화물 사이, 화물과 화물 사이 중 적어도 어느 한 곳에 개재되도록 배치된 충격 흡수 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이동체 내에 설치되어 온도를 감지하는 온도센서를 더 포함하는 충격 흡수 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 에어컨 모듈은,
    상기 이동체에 고정되고 공기 유로가 형성된 케이스,
    상기 케이스 내 공기 유로 상에 설치되고 내부를 흐르는 냉매와 통과하는 공기를 열교환시키는 증발기,
    상기 증발기에서 열교환한 후 유입된 냉매에 압력을 가하는 압축기,
    상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 응축시키는 응축기,
    상기 응축기를 통과한 냉매를 감압 및 팽창시키는 팽창 밸브, 및
    냉매를 순환시키는 냉매 라인
    을 포함하고,
    상기 공급관은 상기 냉매 라인에 제1 밸브 부재를 매개로 하여 연결된 충격 흡수 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 에어컨 모듈은, 상기 응축기를 통과한 액체 상태의 냉매를 저장하는 냉매 탱크를 포함하는 충격 흡수 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 밸브 부재는 삼방밸브이고,
    상기 제1 밸브 부재는 상기 냉매 라인 중 상기 팽창 밸브와 상기 증발기 사이에 배치된 충격 흡수 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제1 밸브 부재는 삼방밸브이고,
    상기 제1 밸브 부재는 상기 냉매 라인 중 상기 압축기와 상기 응축기 사이에 배치된 충격 흡수 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 에어컨 모듈과 상기 팽창 가능 부재 사이에 연결되어, 상기 팽창 가능 부재의 냉매를 상기 에어컨 모듈로 회수하는 회수관을 더 포함하는 충격 흡수 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 회수관의 일측 단부는 상기 팽창 가능 부재의 유출구에 연결되고, 상기 회수관의 타측 단부는 상기 냉매 라인 중 상기 증발기와 상기 압축기 사이에 연결된 충격 흡수 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 회수관에는 제2 밸브 부재가 장착되고, 상기 제2 밸브 부재의 작동과 상기 압축기의 작동을 통해 상기 팽창 가능 부재로부터 냉매를 회수하는 충격 흡수 장치.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 이동체에 설치되어, 상기 팽창 밸브의 작동과 함께 상기 제1 밸브 부재의 작동을 선택적으로 제어하는 제어부를 더 포함하는 충격 흡수 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 팽창 가능 부재의 압력센서에 전기적으로 연결되고,
    상기 압력센서에 의해 감지된 상기 팽창 가능 부재 내 냉매의 압력이 목표 압력에 도달할 때까지 상기 제1 밸브 부재의 작동을 제어하여 상기 제1 밸브 부재의 공급관 쪽 포트의 개도량을 조절하는 충격 흡수 장치.
  13. 제1항에 따른 충격 흡수 장치의 제어 방법으로서,
    이동체의 예정된 상황의 발생 여부를 확인하는 단계; 및
    상기 예정된 상황에 해당하면, 에어컨 모듈의 냉매 라인에 있는 냉매 중 적어도 일부를 상기 이동체 내에 설치된 팽창 가능 부재에 공급하여 상기 팽창 가능 부재를 팽창시키는 단계
    를 포함하는 충격 흡수 장치의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 에어컨 모듈의 냉매 탱크에 소정의 압력으로 액체 상태의 냉매가 저장되는 단계를 더 포함하는 충격 흡수 장치의 제어 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 예정된 상황의 발생 여부를 확인하는 단계는, 상기 이동체에 설치된 제어부가 고장 신호, 추락 신호, 입력부로부터의 수신 신호 중 적어도 하나를 근거로 하여 판단하는 충격 흡수 장치의 제어 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 예정된 상황이 아니면, 상기 냉매 라인에 연결된 공급관 쪽 유로를 차단하는 단계, 및
    상기 에어컨 모듈의 냉각 사이클이 작동되는 단계
    를 더 포함하는 충격 흡수 장치의 제어 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 예정된 상황에 해당하면, 상기 이동체 내부의 온도 조절의 필요 여부를 확인하는 단계;
    온도 조절이 필요 없으면, 상기 냉매 라인 중 일부를 차단하고 상기 냉매 라인에 연결된 공급관 쪽 유로를 개방하는 단계; 및
    온도 조절이 필요하면, 상기 냉매 라인과 상기 공급관 쪽 유로를 서로 연통시키는 단계
    를 더 포함하는 충격 흡수 장치의 제어 방법.
  18. 제1항에 따른 충격 흡수 장치의 제어 방법으로서,
    이동체 내 에어컨 모듈의 냉각 사이클을 작동시키는 단계; 및
    상기 에어컨 모듈의 냉매 라인에 있는 냉매 중 적어도 일부를 상기 이동체 내에 설치된 팽창 가능 부재에 공급하여 상기 팽창 가능 부재를 팽창시키는 단계
    를 포함하는 충격 흡수 장치의 제어 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 팽창 가능 부재를 팽창시키는 단계는, 상기 냉매 라인과 상기 냉매 라인에 연결된 상기 공급관 쪽 유로를 서로 연통시키는 단계를 포함하는 충격 흡수 장치의 제어 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 팽창 가능 부재 내 냉매의 압력이 목표 압력 이상인지를 판단하는 단계;
    상기 팽창 가능 부재 내 냉매의 압력이 목표 압력 미만이면, 상기 팽창 가능 부재 내 냉매의 압력이 목표 압력에 도달할 때까지 상기 공급관 쪽 냉매의 유량을 증가시키는 단계; 및
    상기 팽창 가능 부재 내 냉매의 압력이 목표 압력 이상이면, 상기 공급관 쪽 유로를 차단하는 단계
    를 더 포함하는 충격 흡수 장치의 제어 방법.
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