KR920009123B1 - Arrangement of cooling device for passenger of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 본 발명의 엔진과 냉방장치에 대한 냉방시 냉각수 순환 계통도.1 is a cooling water circulation system for cooling the engine and the cooling device of the present invention.
제2도는 본 발명의 냉방 장치의 작동시 및 비작동시의 비교도로서,2 is a comparison between the operation and non-operation of the cooling device of the present invention,
a도는 작동시의 순환 계통도이며,a is a circulatory system diagram in operation,
b도는 비작동시의 순환 계통도.b is a circulatory system diagram during non-operation.
제3도는 본 발명의 일실시예의 냉방 장치와 구성되는 흡수식 냉동기의 싸이클 흐름도.3 is a cycle flowchart of an absorption chiller constituted by a cooling device according to an embodiment of the present invention.
제4도 : 본 발명 일실시예의 전기 계통 회로도.4 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention.
제5도 : 본 발명 다른 실시예의 전기 계통 회로도.5 is an electrical system circuit diagram according to another embodiment of the present invention.
제6도 : 엔진 냉각용 공기 흡입 용량 조절 장치.6: air intake capacity adjusting device for engine cooling.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1 : 방열기 2 : 냉각기1: radiator 2: cooler
3 : 엔진 4 : 4방향 밸브(4 way valve),3: engine 4: 4 way valve,
5 : 댐퍼 콘트롤 모터 6 : 댐퍼5
7 : 온도 조절기 8 : 헨모터7: temperature controller 8: Hen motor
9 : 솔레노이드 11 : 흡수기9: solenoid 11: absorber
12 : 재생기 13 : 액증기 분리기12: regenerator 13: vapor separator
14 : 증류기 15 : 콘덴서 레스트렉터(COndenser restrictor)14 Distiller 15 Condenser Restrictor
16 : 증발기 레스트렉터(Evaporator Restrictor)16: Evaporator Restrictor
17 : 흡수기 배관 18 : 증발기17 absorber
19 : 용액펌프19: solution pump
20 : 용액 레스트렉터(Solution Restrictor)20: Solution Restrictor
21 : 냉각 순환 펌프 22 : 제너레이터21: cooling circulation pump 22: generator
본 발명은 자동차의 엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉방 장치에 관한 것이며, 주행 상태에서 엔진의 냉각을 위한 냉각 장치로, 엔진과 연결되어 있는 방열기에 순환수를 보내 냉각시키기 이전의 과열된 순환수를 이용, 흡수식 냉동기로 유입 냉방을 행하도록 한 흡수식 냉방 장치에 관한 것으로 특히, 증발기 중의 냉매와 흡수제가 역류하는 것을 방지할 수 있으므로서 적정 온도를 유지 엔진이 최대한의 양호한 상태로 운전되도록 구성한 것을 특징으로 한다. 자동차는 속도가 빨라질수록 엔진은 더 과열되어 온도가 상승되어지며, 또 한 종래의 냉방 장치에 부착된 냉동용 압축기는 부하가 걸리게 되어 엔진 과열을 초래할 위험을 동반할 수도 있었다. 또한 종래의 냉방 장치는 속도가 빨라질수록 외부 대기중의 열이 자동차 실내로의 전열량 증가로 인해 냉방 장치의 용량이 부족되기 쉽다. 그리고 종래의 자동차의 냉동용 압축기는 자동차 엔진에 의하여 동작되므로 엔진의 힘이 분할되어 주행하는 자동차의 힘이 약화되는 단점이 있다.The present invention relates to an absorption type cooling device using engine waste heat of an automobile, and is a cooling device for cooling an engine in a running state, using superheated circulating water before sending it to a radiator connected to the engine and cooling it, The present invention relates to an absorption type cooling device configured to perform inflow cooling with an absorption type refrigerator, and in particular, to prevent the refrigerant and the absorbent in the evaporator from flowing back. The higher the speed of the vehicle, the higher the engine temperature and the higher the temperature. Also, the refrigeration compressor attached to the conventional air conditioner may be under load and carry the risk of overheating the engine. In addition, in the conventional cooling device, as the speed increases, the capacity of the cooling device tends to be insufficient due to an increase in the amount of heat transferred to the interior of the vehicle. In addition, since the conventional compressor for a refrigeration of the vehicle is operated by the automobile engine, there is a disadvantage in that the force of the driving vehicle is weakened by dividing the engine power.
이와 같이 종래의 냉동용 압축기를 사용하는 자동차 냉방 장치의 결점을 보완하기 위한 본 발명은 자동차의 엔진 폐열을 이용한 흡수식 냉방, 장치를 창안하였다. 이와 같이 자동차의 폐열이 이용한 흡수식 냉방 장치는 엔진이 과열될수록 자동차 엔진의 효율이 감소될 수 있으나, 자동차 엔진의 폐열이 흡수식 냉동기에 공급될 때는 엔진 냉각을 효율적으로 행할 수 있으며 또한 냉방 용량이 증가하게 된다. 또한 이와 같은 본 발명의 냉방 장치는 자동차의 폐열을 이용하므로 엔진에는 아무런 부하를 주지 않음은 물론이다.As described above, the present invention to compensate for the shortcomings of the conventional vehicle cooling apparatus using a refrigeration compressor has been devised an absorption type cooling apparatus using the engine waste heat of the automobile. As such, the absorption cooling device using the waste heat of the automobile may decrease the efficiency of the automobile engine as the engine is overheated. do. In addition, since the cooling device of the present invention uses waste heat of the vehicle, it does not put any load on the engine.
본 출원인은 자동차의 폐열을 이용한 흡수식 냉방 장치에 관한 고안을 완성하여 이미 실용신안등록출원 제 89-10139호(자동차의 엔진 폐열을 이용한 냉방 장치)로 출원을 완료하였다. 그러나, 선출원고안은 자동차의 운행시 경사가 심한 곳을 오르거나 내려갈 때, 또한 심한 진동이 있을 경우에 증발기 중의 냉매와 흡수제가 역류하여 냉동 효과가 저하도록 문제점이 있다. 본 출원인은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 연구를 계속하여 온 결과 본 발명을 완성하게 되었다. 따라서, 본 발명의 목적은 자동차가 경사진 곳을 오르거나 내려올 대 또는 진동이 심하거나 급정거시에도 냉동 효과에 아무런 문제가 없는 자동차 엔진 폐열을 이용한 냉방 장치를 제공하는 것이다.The present applicant has completed the design of the absorption type cooling device using the waste heat of the automobile and has already completed the application with Utility Model Registration Application No. 89-10139 (the cooling apparatus using the waste heat of the engine of the automobile). However, the elected draft has a problem that the refrigerant and the absorbent in the evaporator flows backward when the vehicle is driven up or down the slope of the vehicle, and when there is a severe vibration, thereby reducing the freezing effect. The present applicant has completed the present invention as a result of continuing research to solve this problem. Accordingly, an object of the present invention is to provide a cooling device using the waste heat of the automobile engine that has no problem in the refrigeration effect even when the vehicle is going up or down the slope, or the vibration is severe or sudden stop.
본 발명에서는 상기 목적을 달성하기 수단으로써 냉매로 암모니아, 흡수제로는 물을 사용하고, 이를 냉매 및 흡수제와 화학 반응을 일으키지 않은 함침제를 사용하게 된다. 본 발명에서는 냉매와 흡수제인 암모니아 및 물(암모니아수)을 잘 흡수하며, 이를 냉매와 흡수제와는 화학 반응을 일으키지 않는 함침제D를 제1도 및 제3도에 도시된 재생기(12), 증발기(18) 및 액증기 분리기(13)에 충진하게 되는 바, 함침제는 냉매와 흡수제를 흡수시킨 상태에서 흐르지 않고 냉매 및 흡수제의 증발에는 아무런 영향을 주지 않는 재질의 스폰지 상의 물질을 사용함이 바람직하다. 이러한 함침제D로는 탈지면, 탈지셀루로즈, 펄프, 스폰지 형상으로 발포시킨 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴수지, 아세테이트수지, 어택틱폴리프로필렌수지, ABS수지, AS수지, EVA수지, 염소화폴리에테르수지, 불소수지, 비닐렌수지, PVC수지, 염소화폴리에틸렌수지, 키실렌수지, 실리콘수지, 쿠마론인렌수지, 후란수지, 폴리아마이드수지, 폴리우레탄수지, 비닐론수지, 멜라닌수지등의 합성수지류 및 천연 및 합성고무류의 스폰지류등을 사용할 수 있다.In the present invention, as a means to achieve the above object, ammonia is used as the refrigerant and water is used as the absorbent, and an impregnant which does not cause a chemical reaction with the refrigerant and the absorbent is used. In the present invention, ammonia and water (ammonia water), which are refrigerants and absorbents, are absorbed well, and impregnant D, which does not cause chemical reaction between refrigerants and absorbents, includes
이와 같은 스폰지류등의 함침제D를 재생기(12), 증발기(18) 및 액증기 분리기(13)등에 충진하고 여기에 암모니아로 포화시킨 물을 함침시킨다. 이렇게 함침하면 흐르지 않게 되기 때문에 자동차는 경사진 곳을 주행할시, 진동시 및 급정거시에 액이 역류할 우려가 전혀 없게 된다.An impregnating agent D such as sponges is filled in the
본 발명에서는 장치 전체를 동이나 동이 함유된 합금을 사용하면 안된다. 이 경우에는 동이 암모니아성 형태로 화학 반응을 일으키며, 또한 함침제로 셀루로오즈를 용해시켜 함침제의 기능을 할 수 없게 된다. 장치나 배관 및 밸브는 철재, 스테인레스스틸제 또는 코팅된 동제를 사용함이 바람직하다.In the present invention, the entire apparatus must not use copper or an alloy containing copper. In this case, copper causes a chemical reaction in the form of ammonia, and also dissolves cellulose into the impregnant, so that the impregnant cannot function. The apparatus, piping and valves are preferably made of steel, stainless steel or coated copper.
다음에 첨부된 도면에 나타나는 실시예에 의거 설명하기로 한다.Next will be described based on the embodiment shown in the accompanying drawings.
단, 본 발명의 실시예에 구성되는 구성부품의 치수, 수량, 재질 및 상대 배치등은 특정적인 기재가 없는 한 이를 한정하는 취지는 아니며 단순한 설명예에 지나지 않는다. 제1도 본 발명의 냉방 장치의 가동시의 상태를 토시한 것으로 엔진(3)에서 열을 가지고 나온 순환수가 4방향 밸브(4)에 의하여 유로가 변환되어 흡수식 냉동기에 재생기(12)로 유입되어 흡수식 냉동기가 냉동을 행할 수 있도록 열원을 공급하여 주고 1차로 냉각되고 나온 순환수가 다시 엔진 냉각 방열기(1)로 유입, 2차로 냉각되고 다시 엔진이 워터 자켓으로 유입되는 냉각수 순환계통을 형성하게 되어 있어 엔진(3)의 냉각 효율을 향상할 수 있게 된다.However, dimensions, quantities, materials, relative arrangements, etc. of the components included in the embodiments of the present invention are not intended to be limiting unless otherwise specified, and are merely illustrative examples. 1 is a view showing the state at the time of the operation of the cooling device of the present invention, the circulating water taken out of the
그 구체적인 순환계통로를 제3도 의거 설명하기로 한다.The specific circulation system will be described according to FIG.
흡수기(11)에서 계속적인 흡수 작용으로 인하여 수용액(물+암모니아)은 강용액으로 변하고 이용액은 용액 펌프에 의해 재생기로 압송된다.Due to the continuous absorption in the absorber 11, the aqueous solution (water + ammonia) turns into a strong solution and the used solution is pumped to the regenerator by the solution pump.
이 강용액은 재생기(12)로 공급되는 엔진(3)열원으로 냉매가 증발됨으로써 약용액으로 변하며, 또한 이 때 재생기(12) 내부에 발생된 압력은 냉매를 액-증기 분리기-정류기-응축기-증발기로 압송시켜 시스템을 형성하여 약용액은 저압측인 흡수기(11)로 들어간다. 냉매와 함께 물을 분리 낙하시킨 액증기 분리기(13)로부터 유입된 수분을 함유한 증기 냉매는 정류기(14)를 이용 수분과 분리된다. 배관내에는 강용액이 흐르고 배관 외부에는 증기 냉매가 흐름으로써 배관 내부의 강용액은 온도가 상승하는 반면 상대적으로 증기 냉매의 온도는 저하된다. 이에 따라 증기 냉매내에 포함된 수분은 배관 외부 표면에 응축되고 낙하되어 순수한 증기 냉매만 응축기로 이동된다. 또한 이 때 함께 수반되는 증기 냉매의 냉각은 증기 냉매 액체를 가속시킴으로써 효율이 상승된다.The steel solution is converted into a chemical solution by evaporation of the refrigerant into the heat source of the
여기서 낙하된 응축수는 재차 재생기(12)에 들어가 간접 가열되어 사이폰 작용으로 액냉매 분리기(13)로 회수된다. 증류기를 떠난 고온 고압의 증기 냉매는 응축기 외부 상단에 위치한 응축기로 들어가 응축기 냉각 휀의 작동으로 외기에 의해서 온도강하가 이루어져 액체 상태의 냉매로 변하며, 이 액냉매는 응축기 레스트렉터(15)를 통과하면서 압력이 강화되면, 속도로 저하된다.Here, the condensed water dropped into the
응축기 레스트렉터(15)를 통과한 저속한 액냉매는 열교환관의 외부 관속을 흐르며, 이 때 내부 관속을 흐르는 저온이 증기 냉매 사이에 상호 열교환이 이루어져 액냉매는 과냉되고 증기 냉매는 증발기 렉스트렉터(16)를 통과하면서 재차 압력 강화가 이루어지고 냉수 분사관에서 분무되는 냉방 환수로부터 열을 흡수하여 증발 냉매를 5-7C까지 냉각시킨다. 증발된 증기 냉매는 열교환관의 내부 관속으로 들어가 외부 관속에 흐르는 액냉매를 관냉시킨 후 흡수기(11)로 진입된다. 증발기(18)에서 생성된 증기 냉매는 약용액이 들어있는 흡수기(11)내로 들어가 약용액이 흡수 액화되어 냉매가 저압으로 형성된다. 재생기에서 들어오는 고온의 약용액는 분사판에 유입된 후 저온의 강용액이 흐르는 열교환 배관의 표면에 분산 낙하하면서 냉각되어 증기냉매의 흡수를 가속시킴과 동시에 흡수율을 높여 효율을 증대시킨다. 바닥에 고인 냉매와 불완전 수용액은 여러개의 공급관을 통하여 흡수기 배관(17)로 들어간다.The low-temperature liquid refrigerant passing through the condenser restorer (15) flows through the outer tube of the heat exchanger tube. At this time, the low temperature flowing through the inner tube is mutually exchanged between the steam refrigerants. ), The pressure is reinforced and the heat is absorbed from the cooling return sprayed from the cold water spray tube to cool the evaporative refrigerant to 5-7C. The vaporized vapor refrigerant enters the inner tube of the heat exchanger tube to cool the liquid refrigerant flowing through the outer tube, and then enters the absorber 11. The vapor refrigerant generated in the
불완전 수용액은 응축기 상부에 정착된 응축기 냉각 휀의 작동으로 외기게 의해 냉각되어 수용액의 흡수율을 높여 냉매를 100% 흡수한 강용액으로 만든다. 흡수기 배관(17)에서 생성된 강요액은 용액펌프의 탱크로 들어와 펌프에 의해 정류기(14)와 흡수기(11)내의 열교환 관을 통과하여 고압측인 재생기로 압송된다.The incomplete aqueous solution is cooled by outside air by the operation of the condenser cooling fan set on the condenser to increase the absorption rate of the aqueous solution to make the steel solution absorbing the refrigerant 100%. The forced liquid generated in the
용액 펌프(19)에서 토출되는 강용액은 비교적 저온으로 정류기(14)내의 열교환 관을 통과하면서 고온의 증기 냉매와 1차 열교환이 이루어져 온도가 상승한 후 또 다시 흡수기(11)내의 열교환을 통과하면서 고온의 약용액과 2차 열교환이 이루어져 온도가 상승되어 재생기(12) 상부로 공급된다. 이와 같은 강용액의 온도 상승은 예열 효과로 인하여 기기의 효율을 증대시키는 역할을 하게 되며, 재생기(12)로 유입한 강용액은 전술한 작동들을 순차적으로 반복하므로써 냉방 작용하게 된다.The steel solution discharged from the solution pump 19 passes through the heat exchanger tube in the rectifier 14 at a relatively low temperature and undergoes a first heat exchange with the high temperature steam refrigerant to increase the temperature, and then passes the heat exchanger in the absorber 11 again. The secondary heat exchange with the medicinal solution of the temperature rises and is supplied to the top of the
제2도는 냉방 장치의 비가동시의 상태를 도시한 것으로 엔진(3)으로부터 열을 가지고 나온 순환수가 4방향 밸브(4)에 의하여 방열기(1)로 유입되도록 냉각수의 유로가 형성되어 냉각이 된 후 다시 엔진(3)의 워터자켓으로 순환을 반복하면서 엔진이 냉각된다.2 is a diagram illustrating a state in which the cooling device is inactive, and a cooling water flow path is formed so that the circulating water that has taken heat from the
상기 실시예에서 재생기(12), 증발기(18) 및 액증기 분리기(13)에 함침제D가 충진됨은 물론이다. 또한 본 발명에 의한 다른 실시예의 구성됨으로써 흡수식 냉방 장치를 가도하기 위한 보조열원으로써 배기열을 사용할 수도 있다.Of course, the impregnant D is filled in the
제4도 및 제5도는 냉방시 자동차 실내 온도의 적정유지를 자동차 실내에 부착된 온도 조절기(7)에 의하여 차내 온도가 상승되면 온도 조절기(7)가 온(ON) 되어 4방향 밸브(4)가 냉강 순환계통의 유로를 제2도가와 같이 변환하여 냉방을 향하고 차내 온도가 적정 온도로 하강되면 온도 조절기(7)에 의하여 4방향 밸브(4)가 제2b도와 같이 변환되면서 평상시의 엔진 냉각계통을 이루어지게 되는 변환을 반복하면서 차내 온도를 일정하게 되도록 유지하는 방법이다.4 and 5 show that the
제6도는 외부 온도가 일정치 않을 시 흡수식 냉동기의 냉방 효율과 엔진 효율의 바란스를 유지하기 위하여 외부로부터 엔진 냉각계통의 순환수를 냉각시키기 위한 냉각계통의 순환수를 냉각시키기 위한 냉각 공기의 유량을 조절하기 위하여 흡입 공기 용량 조절 댐퍼(16)를 엔진(3) 온도에 의해 감지 작용되는 댐퍼 콘트를 모터(5)를 부착하여 최대한의 효과가 유지되도록 설치하여 준다.6 is a flow rate of cooling air for cooling the circulation water of the cooling system for cooling the circulation water of the engine cooling system from the outside in order to maintain the cooling efficiency of the absorption chiller and the engine efficiency when the external temperature is not constant. In order to adjust the intake air capacity control damper 16 is installed so that the maximum effect is maintained by attaching a
이상에서와 같이 본 발명은 본 발명이 목적하는 바인 자동차가 경사진 곳을 주행할 때, 심한 진동시 및 급정거시에 액이 역류할 우려를 방지할 수 있으므로 효과적인 냉방을 행할 수 있음을 물론, 흡수식 냉동기와 엔진의 적정 온도를 자동으로 선택 조절할 수 있어 운전하기가 매우 편리하고 용이하며 경제적인 운전을 가능케하여 특히 초보 운전자들에게 조작미숙에 의한 무리한 엔진의 과부하, 엔진의 과열로 부품의 수명 단축 요인등을 경제적으로 해소할 수 있으며, 효율적인 운행으로 연료적감과 신체적인 피로를 방지하며 운전자가 편리하고 쾌적한 주행을 행할 수 있도록 해 주는 유용한 것이다.As described above, the present invention can prevent the risk of backflow of the liquid when driving the inclined place, which is the object of the present invention, during severe vibration and sudden stop, so that effective cooling can be performed, of course, absorption type It is very convenient, easy to operate, and economical operation is possible because it can automatically select and adjust the proper temperature of the refrigerator and engine. It can be economically solved, and it is useful to prevent the feeling of fuel and physical fatigue by efficient driving, and to allow the driver to perform a convenient and comfortable driving.
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