KR101965654B1

KR101965654B1 - 자동차

Info

Publication number: KR101965654B1
Application number: KR1020130033228A
Authority: KR
Inventors: 원승식; 최준영
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2019-04-03
Anticipated expiration: 2033-03-28
Also published as: KR20140118041A

Abstract

본 발명은 랭킨 사이클식 발전장치를 갖는 자동차에 관한 것으로서, 필요에 따라 공조장치의 응축기를 발전장치용 응축기로 활용할 수 있거나 또는 발전장치의 응축기를 공조장치용 응축기로 활용할 수 있도록 구성함으로써 발전장치와 공조장치의 냉매 응축효율을 높여, 발전장치의 발전성능과 공조장치의 냉방성능을 개선시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 발전장치와 공조장치를 구비하며, 발전장치는, 냉매를 순환시키는 유체펌프와, 유체펌프의 냉매와 고온의 엔진냉각수를 열교환시켜 냉매를 증발시키는 증발기와, 증발기에서 증발된 냉매로 발전기를 구동시키는 팽창기를 포함하고, 공조장치는, 압축기와 응축기와 팽창밸브 및 증발기를 포함하는 자동차에 있어서, 필요에 따라, 공조장치의 응축기로 순환되는 공조장치의 냉매는 제한하고, 발전장치의 응축기에서 배출되는 발전장치의 냉매를 공조장치의 응축기로 순환시켜, 공조장치의 응축기가 발전장치의 냉매를 냉각할 수 있게 제어하거나, 또는, 발전장치의 응축기로 순환되는 발전장치의 냉매는 제한하고, 공조장치의 응축기에서 배출되는 공조장치의 냉매를 발전장치의 응축기로 순환시켜, 발전장치의 응축기가 발전장치의 냉매를 냉각할 수 있게 제어하는 냉매흐름 제어수단을 구비한다.

Description

자동차{AUTOMOTIVE VEHICLES}

본 발명은 랭킨 사이클식 발전장치를 갖는 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 필요에 따라 공조장치의 응축기를 발전장치용 응축기로 활용할 수 있거나 또는 발전장치의 응축기를 공조장치용 응축기로 활용할 수 있도록 구성함으로써, 발전장치와 공조장치의 냉매 응축효율을 높여, 발전장치의 발전성능과 공조장치의 냉방성능을 개선시킬 수 있는 자동차에 관한 것이다.

자동차는, 각종 전기장치에 전기를 공급하기 위한 발전장치를 갖추고 있다. 이러한 발전장치는, 최근 들어 차량의 연비를 개선시킬 수 있는 기술로 점차 개발되고 있다. 그 일례로서, 엔진의 폐열을 이용한 발전장치가 있다.

엔진의 폐열을 이용한 발전장치(이하, "발전장치"라 약칭함)는, 랭킨 사이클(Rankine Cycle)을 이용하는 보조 발전장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 유체펌프(1)와 증발기(3)와 팽창기(5)와 응축기(7)를 포함한다.

유체펌프(1)는, 냉매를 펌핑하여 순환시킨다.

증발기(3)는, 엔진(9)의 냉각수가 통과할 수 있는 제 1유로(3a)와, 유체펌프(1)의 냉매가 통과할 수 있는 제 2유로(3b)를 구비하는 것으로, 제 1유로(3a)를 따라 흐르는 고온의 엔진냉각수와, 제 2유로(3b)를 따라 흐르는 냉매를 상호 열교환시킨다. 따라서, 제 2유로(3b)의 냉매가 가열되면서 증발될 수 있게 한다.

팽창기(5)는, 일종의 증기터빈으로서, 증발기(3)에서 증발된 기상 상태의 냉매를 도입하여 내부의 터빈을 회전시킨 다음, 회전하는 터빈으로 발전기(5a)를 구동시킨다. 따라서, 발전기(5a)가 발전작용할 수 있게 한다.

응축기(7)는, 팽창기(5)의 냉매를 도입한 후, 주변의 공기와 열교환시켜 냉각시킨다. 따라서, 내부를 통과한 냉매가 액상의 상태로 응축되면서 배출되게 하고, 배출된 액상의 냉매가 유체펌프(1)로 순환될 수 있게 한다.

이러한 발전장치에 의하면, 엔진(9)의 폐열을 이용하는 구조이므로, 별도의 에너지를 소비하지 않는다. 따라서, 차량의 연비 개선에 매우 유리하다.

그런데, 이러한 종래의 발전장치는, 유효한 발전량을 얻기위해서는 응축기(7)의 냉매 응축효율을 높여야 하는데, 냉매의 응축효율을 높이기 위해서는 응축기(7)의 방열면적을 크게해야 하고, 응축기(7)의 방열면적을 크게하기 위해서는 응축기(7)의 사이즈를 크게 설계하는 수 밖에 없다는 단점이 있다.

그리고 이러한 단점 때문에 응축기(7)가 설치되는 차량의 엔진룸도 크게 설계할 수 밖에 없다는 문제점이 있으며, 그 결과, 응축기(7)의 설치에 많은 제약이 따른다는 결점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 필요에 따라 공조장치의 응축기를 발전장치용 응축기로 활용할 수 있도록 구성함으로써, 발전장치용 응축기의 사이즈를 크게하지 않고서도 냉매의 응축효율을 높일 수 있는 자동차를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 발전장치용 응축기의 사이즈를 크게하지 않고서도 냉매의 응축효율을 높일 수 있도록 구성함으로써, 응축기의 사이즈를 크게하지 않고서도 유효한 발전량을 얻을 수 있는 자동차를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 응축기의 사이즈를 크게하지 않고서도 유효한 발전량을 얻을 수 있도록 구성함으로써, 응축기를 엔진룸에 설치할 시에 별도의 제약없이 간편하게 설치할 수 있는 자동차를 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 자동차는, 랭킨 사이클식 발전장치와 공조장치를 구비하며, 상기 발전장치는, 냉매를 순환시키는 유체펌프와, 상기 유체펌프의 냉매와 고온의 엔진냉각수를 열교환시켜 상기 냉매를 증발시키는 증발기와, 상기 증발기에서 증발된 냉매로 발전기를 구동시키는 팽창기를 포함하고, 상기 공조장치는, 압축기와 응축기와 팽창밸브 및 증발기를 포함하는 자동차에 있어서, 필요에 따라, 상기 공조장치의 응축기로 순환되는 공조장치의 냉매는 제한하고, 상기 발전장치의 응축기에서 배출되는 발전장치의 냉매를 상기 공조장치의 응축기로 순환시켜, 상기 공조장치의 응축기가 상기 발전장치의 냉매를 냉각할 수 있게 제어하거나, 또는, 상기 발전장치의 응축기로 순환되는 발전장치의 냉매는 제한하고, 상기 공조장치의 응축기에서 배출되는 공조장치의 냉매를 상기 발전장치의 응축기로 순환시켜, 상기 발전장치의 응축기가 상기 발전장치의 냉매를 냉각할 수 있게 제어하는 냉매흐름 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 냉매흐름 제어수단은, 상기 발전장치의 응축기에서 배출되는 냉매의 흐름을 제어할 수 있는 제 1방향제어밸브와; 상기 공조장치의 응축기로 도입되는 냉매 흐름을 제어할 수 있는 제 2방향제어밸브와; 상기 공조장치의 응축기에서 배출되는 냉매의 흐름을 제어할 수 있는 제 3방향제어밸브와; 상기 발전장치의 응축기로 도입되는 냉매의 흐름을 제어할 수 있는 제 4방향제어밸브 및; 상기 제 1 내지 제 4방향제어밸브들을 제 1 내지 제 3모드 중 어느 하나의 모드로 제어하는 제어부를 포함하며; 상기 제 1 내지 제 4방향제어밸브들은, 제 1모드에서, 상기 팽창기에서 상기 응축기를 거쳐 상기 유체펌프로 도입되는 상기 발전장치의 정상적인 냉매 흐름을 허용하고, 상기 압축기에서 상기 응축기를 거쳐 상기 팽창밸브로 도입되는 상기 공조장치의 정상적인 냉매 흐름을 허용하며, 제 2모드에서, 상기 공조장치의 응축기로 순환되는 상기 압축기측 냉매는 제한하고, 상기 발전장치의 응축기에서 배출되는 냉매를 상기 공조장치의 응축기로 도입시키며, 상기 공조장치의 응축기를 순환한 상기 발전장치의 냉매를 상기 발전장치의 유체펌프 입구측으로 리턴시키고, 제 3모드에서, 상기 발전장치의 응축기로 순환되는 상기 팽창기측 냉매는 제한하고, 상기 공조장치의 응축기에서 배출되는 냉매를 상기 발전장치의 응축기로 도입시키며, 상기 발전장치의 응축기를 순환한 상기 공조장치의 냉매를 상기 공조장치의 팽창밸브 입구측으로 리턴시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자동차에 의하면, 공조장치가 오프될 시에, 사용치 않는 공조장치의 응축기를 발전장치용 응축기로 활용하는 구조이므로, 발전장치의 응축기 사이즈를 크게하지 않고서도 냉매의 응축효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 발전장치의 응축기 사이즈를 크게하지 않고서도 냉매의 응축효율을 높일 수 있는 구조이므로, 응축기의 사이즈를 크게하지 않고서도 유효한 발전량을 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 발전장치의 응축기 사이즈를 크게하지 않고서도 유효한 발전량을 얻을 수 있는 구조이므로, 발전장치의 응축기를 엔진룸에 설치할 시에 별도의 제약없이 간편하게 설치할 수 있는 효과가 있다.

또한, 공조장치의 냉방부하가 클 시에, 발전장치의 응축기를 공조장치용 응축기로 활용하는 구조이므로, 공조장치의 냉매 응축효율을 현저하게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 공조장치의 냉매 응축효율을 현저하게 향상시킬 수 있으므로, 냉방부하가 커짐에도 불구하고 공조장치의 냉방성능을 향상시킬 수 있고, 그 결과 차실내의 냉방효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 자동차용 발전장치를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 자동차의 구성을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 작동예를 나타내는 작동도로서, 공조장치가 온(ON)된 상태에서 공조장치의 냉방부하가 기준부하 이하일 시에, 발전장치와 공조장치가 각자 독립적으로 작동되는 모습을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 작동예를 나타내는 작동도로서, 공조장치가 오프(OFF)될 시에는, 공조장치의 응축기가 발전장치용 응축기로 활용되는 모습을 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 작동예를 나타내는 작동도로서, 공조장치가 온(ON)된 상태에서 공조장치의 냉방부하가 기준부하를 초과할 시에, 발전장치의 응축기가 공조장치용 응축기로 활용되는 모습을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 자동차의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 자동차의 특징부를 살펴보기에 앞서, 도 2를 참조하여 자동차의 발전장치(10)와 공조장치(20)에 대해 간략하게 살펴본다.

발전장치(10)는, 유체펌프(12)와 증발기(14)와 팽창기(16)와 응축기(18)를 구비한다. 유체펌프(12)는, 냉매를 펌핑하여 순환시킨다.

증발기(14)는, 엔진(19)의 냉각수가 통과할 수 있는 제 1유로(14a)와, 유체펌프(12)의 냉매가 통과할 수 있는 제 2유로(14b)를 구비한다.

이러한 증발기(14)는, 제 1유로(14a)를 따라 흐르는 고온의 엔진냉각수와, 제 2유로(14b)를 따라 흐르는 냉매를 상호 열교환시킨다. 따라서, 제 2유로(14b)의 냉매가 가열되면서 증발될 수 있게 한다.

팽창기(16)는, 증발기(14)에서 증발된 기상 상태의 냉매를 도입하여 내부의 터빈을 회전시킨 다음, 회전하는 터빈으로 발전기(16a)를 구동시킨다. 따라서, 발전기(16a)가 발전작용할 수 있게 한다.

응축기(18)는, 팽창기(16)의 냉매를 도입한 후, 주변의 공기와 열교환시켜 냉각시킨다. 따라서, 내부를 통과한 냉매가 액상의 상태로 응축되면서 유체펌프(12)로 순환될 수 있게 한다.

공조장치(20)는, 압축기(22)와 응축기(24)와 팽창밸브(26)와 증발기(28)를 구비한다.

압축기(22)는 기화된 냉매를 고온·고압의 가스로 압축하고, 응축기(24)는 고온·고압의 냉매를 액화시킨다.

팽창밸브(26)는, 액화된 냉매를 도입한 후, 저온·저압의 냉매로 감압 팽창시키고, 증발기(28)는, 감압 팽창된 저온·저압의 냉매를 유입한 후, 주변의 공기와 열교환시켜 냉기를 발생시킨다.

다음으로, 본 발명에 따른 자동차의 특징부를 도 2 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 자동차는, 발전장치(10)와 공조장치(20)의 냉매 흐름방향을 제어하는 냉매흐름 제어수단을 구비한다.

냉매흐름 제어수단은, 발전장치(10)의 응축기(18) 출구측에 설치되는 제 1방향제어밸브(30)와, 공조장치(20)의 응축기(24) 입구측에 설치되는 제 2방향제어밸브(32)와, 공조장치(20)의 응축기(24) 출구측에 설치되는 제 3방향제어밸브(34)와, 발전장치(10)의 응축기(18) 입구측에 설치되는 제 4방향제어밸브(36)를 구비한다.

제 1방향제어밸브(30)는, 솔레노이드식 사방밸브로서, "제 1모드"와 "제 2모드"와 "제 3모드"로 제어된다. 이때, "제 1모드"에서는, 응축기(18)에서 배출되는 냉매를 유체펌프(12)로 도입시키고, "제 2모드"에서는 응축기(18)에서 배출되는 냉매를 바이패스하며, "제 3모드"에서는 응축기(18)에서 배출되는 냉매를 공조장치(20)의 팽창밸브(26) 입구측으로 도입시킨다.

제 2방향제어밸브(32)는, 솔레노이드식 삼방밸브로서, "제 1모드"와 "제 2모드"와 "제 3모드"로 제어된다. 이때, "제 1모드"와 "제 3모드"에서는, 압축기(22)에서 배출되는 냉매를 응축기(24)로 도입시키고, "제 2모드"에서는 압축기(22)에서 응축기(24)로 도입되는 냉매의 흐름은 차단하고, 제 1방향제어밸브(30)에서 바이패스된 발전장치(10)의 응축기(18) 출구측 냉매를 공조장치(20)의 응축기(24) 입구측으로 도입시킨다.

제 3방향제어밸브(34)는, 솔레노이드식 사방밸브로서, "제 1모드"와 "제 2모드"와 "제 3모드"로 제어된다. 이때, "제 1모드"에서는, 응축기(24)에서 배출되는 냉매를 팽창밸브(26)로 도입시키고, "제 2모드"에서는 응축기(24)에서 배출되는 냉매를 발전장치(10)의 유체펌프(12) 입구측으로 도입시키며, "제 3모드"에서는 응축기(24)에서 배출되는 냉매를 바이패스한다.

제 4방향제어밸브(36)는, 솔레노이드식 삼방밸브로서, "제 1모드"와 "제 2모드"와 "제 3모드"로 제어된다. 이때, "제 1모드"와 "제 2모드"에서는, 팽창기(16)에서 배출되는 냉매를 응축기(18)로 도입시키고, "제 3모드"에서는 팽창기(16)에서 응축기(18)로 도입되는 냉매의 흐름은 차단하고, 제 3방향제어밸브(34)에서 바이패스된 공조장치(20)의 응축기(24) 출구측 냉매를 발전장치(10)의 응축기(18) 입구측으로 도입시킨다.

그리고 냉매흐름 제어수단은, 제 1 내지 제 4방향제어밸브(30, 32, 34, 36)를 제어하는 제어부(40)를 구비한다.

제어부(40)는, 마이크로 프로세서를 갖추고 있는 것으로, 에어컨 온오프 감지수단(42)과 냉방부하 감지수단(44)으로부터 입력된 신호에 따라 "독립구동모드"와 "발전전용모드"와 "에어컨전용모드"로 각각 전환된다. 그리고 이렇게 전환되는 제어부(40)는 모드 상태에 따라 제 1 내지 제 4방향제어밸브(30, 32, 34, 36)들을 제어한다.

즉, 예를 들면, 제어부(40)는, 에어컨 온오프 감지수단(42)에서 "에어컨 온(ON) 신호"가 입력되고, 냉방부하 감지수단(44)에서 입력된 냉방부하가 미리 설정된 "기준부하" 이하일 경우에는, 현재 에어컨이 작동되지만, 냉방부하가 작은 것으로 판단하고 "독립구동모드"로 전환된다.

그리고 "독립구동모드"로 전환된 제어부(40)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 4방향제어밸브(30, 32, 34, 36)들을 모두 "제 1모드"로 제어한다.

그러면, 제 4방향제어밸브(36)는, 팽창기(16)에서 배출된 냉매를 응축기(18)로 도입시키고, 제 1방향제어밸브(30)는 응축기(18)에서 배출된 냉매를 유체펌프(12)로 도입시킨다.

그리고, 제 2방향제어밸브(32)는, 압축기(22)에서 배출된 냉매를 응축기(24)로 도입시키고, 제 3방향제어밸브(34)는, 응축기(24)에서 배출된 냉매를 팽창밸브(26)로 도입시킨다.

따라서, 발전장치(10)와 공조장치(20)가 각각 독립적으로 구동될 수 있게 제어하고, 이로써, 발전장치(10)의 발전작용과 공조장치(20)의 냉방작용이 독립적으로 제어될 수 있게 한다.

결국, 제어부(40)는, 에어컨이 작동되고, 그 냉방부하가 작을 경우에는, 제 1 내지 제 4방향제어밸브(30, 32, 34, 36)들을 "제 1모드"로 제어함으로써, 발전장치(10)와 공조장치(20)를 각자 독립적으로 구동시킨다.

그리고, 제어부(40)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 에어컨 온오프 감지수단(42)에서 "에어컨 오프(OFF) 신호"가 입력될 시에는, 현재 에어컨이 꺼진 것으로 판단하여 "발전전용모드"로 전환된다.

그리고 "발전전용모드"로 전환된 제어부(40)는, 제 1 내지 제 4방향제어밸브(30, 32, 34, 36)들은, 모두 "제 2모드"로 제어한다.

그러면, 제 1방향제어밸브(30)는 발전장치(10)의 응축기(18)를 통과한 냉매를 바이패스하고, 제 2방향제어밸브(32)는 제 1방향제어밸브(30)에 의해 바이패스된 냉매를 공조장치(20)의 응축기(24)로 도입시키며, 제 3방향제어밸브(34)는 응축기(24)를 통과한 발전장치(10)의 냉매를 발전장치(10)의 유체펌프(12) 입구측으로 다시 리턴시킨다.

따라서, 발전장치(10)의 응축기(18)를 통과한 냉매가, 공조장치(20)의 응축기(24)로 도입될 수 있게 한다. 이로써, 발전장치(10)의 응축기(18)에서 1차적으로 응축된 냉매가, 공조장치(20)의 응축기(24)로 도입되면서 추가적으로 더 응축되게 한다. 그 결과, 냉매의 응축효율이 높이고, 이에 따라, 발전장치(10)의 유효 발전량을 상승시킨다.

결국, 제어부(40)는, 에어컨이 오프될 경우, 제 1 내지 제 4방향제어밸브(30, 32, 34, 36)들을 "제 2모드"로 제어함으로써, 사용치 않는 공조장치(20)의 응축기(24)를 발전장치(10)용 응축기로 활용하고, 그 결과, 발전장치(10)의 냉매 응축효율을 높여 발전장치(10)의 유효 발전량을 현저하게 개선시킨다.

그리고 제어부(40)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 에어컨 온오프 감지수단(42)에서 "에어컨 온(ON) 신호"가 입력되고, 냉방부하 감지수단(44)에서 입력된 냉방부하가 미리 설정된 "기준부하"를 초과할 경우에는, 현재 에어컨이 작동되고, 냉방부하가 큰 것으로 판단하여 "에어컨전용모드"로 전환된다.

그리고 "에어컨전용모드"로 전환된 제어부(40)는, 제 1 내지 제 4방향제어밸브(30, 32, 34, 36)들은, 모두 "제 3모드"로 제어한다.

그러면, 제 3방향제어밸브(34)는 공조장치(20)의 응축기(24)를 통과한 냉매를 바이패스하고, 제 4방향제어밸브(36)는 제 3방향제어밸브(34)에 의해 바이패스된 냉매를 발전장치(10)의 응축기(18)로 도입시키며, 제 1방향제어밸브(30)는 응축기(18)를 통과한 공조장치(20)의 냉매를 공조장치(20)의 팽창밸브(26) 입구측으로 다시 리턴시킨다.

따라서, 공조장치(20)의 응축기(24)를 통과한 냉매가, 발전장치(10)의 응축기(18)로 도입될 수 있게 한다. 이로써, 공조장치(20)의 응축기(24)에서 1차적으로 응축된 냉매가, 발전장치(10)의 응축기(18)로 도입되면서 추가적으로 더 응축되게 한다. 그 결과, 냉매의 응축효율이 높이고, 이에 따라, 공조장치(20)의 냉방효율을 상승시킨다.

결국, 제어부(40)는, 에어컨이 작동되고, 그 냉방부하가 클 경우에는, 제 1 내지 제 4방향제어밸브(30, 32, 34, 36)들을 "제 3모드"로 제어함으로써, 사용치 않는 발전장치(10)의 응축기(18)를 공조장치(20)용 응축기로 활용하고, 그 결과, 공조장치(20)의 냉매 응축효율을 높여 공조장치(20)의 냉방성능을 현저하게 개선시킨다.

한편, 제어부(40)에 에어컨의 온,오프 여부를 제공하는 에어컨 온오프 감지수단(42)은, 에어컨 온,오프 스위치(도시하지 않음)로 구성되는 것이 바람직하다.

에어컨 온,오프 스위치는, 사용자가 이를 이용하여 에어컨을 켜거나 끄면, "에어컨 온(ON)신호" 또는 "에어컨 오프(OFF)신호"를 출력하여 에어컨의 온,오프를 감지한다.

자동제어방식의 공조장치의 경우, 에어컨 온오프 감지수단(42)이, 자동제어유닛(도시하지 않음)으로 구성되기도 한다.

자동제어유닛은, 차실내,외의 온도에 따라 흡착식 에어컨을 온,오프시키는 것으로, "에어컨 온신호" 또는 "에어컨 오프신호"를 출력하여 에어컨의 온,오프를 감지할 수 있게 한다.

그리고 제어부(40)에 에어컨의 냉방부하 데이터를 제공하는 냉방부하 감지수단(44)은, 차속감지장치(도시하지 않음)로 구성되는 것이 바람직하다.

차속감지장치는, 차속센서를 포함하는 것으로, 차속을 감지함으로써 공조장치의 냉방부하를 간접적으로 감지하는 역할을 한다.

즉, 공조장치의 냉방부하는, 차속이 빨라서 엔진의 회전수(RPM)가 점차 증가하면, 이에 반비례하여 점차 작아진다. 반대로, 차속이 느려서 엔진의 회전수가 점차 감소되면, 이에 반비례하여 점차 커지게 된다. 따라서, 차속을 감지하면, 공조장치의 냉방부하를 간접적으로 감지할 수 있게 된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 자동차에 의하면, 공조장치(20)가 오프될 시에, 사용치 않는 공조장치(20)의 응축기(24)를 발전장치(10)용 응축기로 활용하는 구조이므로, 발전장치(10)의 응축기(18) 사이즈를 크게하지 않고서도 냉매의 응축효율을 높일 수 있다.

또한, 발전장치(10)의 응축기(18) 사이즈를 크게하지 않고서도 냉매의 응축효율을 높일 수 있는 구조이므로, 응축기(18)의 사이즈를 크게하지 않고서도 유효한 발전량을 얻을 수 있다.

또한, 발전장치(10)의 응축기(18) 사이즈를 크게하지 않고서도 유효한 발전량을 얻을 수 있는 구조이므로, 발전장치(10)의 응축기(18)를 엔진룸에 설치할 시에 별도의 제약없이 간편하게 설치할 수 있다.

또한, 공조장치(20)의 냉방부하가 클 시에, 발전장치(10)의 응축기(18)를 공조장치(20)용 응축기로 활용하는 구조이므로, 공조장치(20)의 냉매 응축효율을 현저하게 향상시킬 수 있다.

또한, 공조장치(20)의 냉매 응축효율을 현저하게 향상시킬 수 있으므로, 냉방부하가 커짐에도 불구하고 공조장치(20)의 냉방성능을 향상시킬 수 있고, 그 결과 차실내의 냉방효율을 높일 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

10: 발전장치 12: 유체펌프(Pump)
14: 증발기 16: 팽창기
16a: 발전기 18: 응축기
20: 공조장치 22: 압축기
24: 응축기 26: 팽창밸브(Valve)
28: 증발기 30: 제 1방향제어밸브
32: 제 2방향제어밸브 34: 제 3방향제어밸브
36: 제 4방향제어밸브 40: 제어부
42: 에어컨 온오프 감지수단 44: 냉방부하 감지수단

Claims

랭킨 사이클식 발전장치(10) 및 공조장치(20)를 구비하며, 상기 발전장치(10)는, 냉매를 순환시키는 유체펌프(12)와, 상기 유체펌프(12)의 냉매와 고온의 엔진냉각수를 열교환시켜 상기 냉매를 증발시키는 증발기(14)와, 상기 증발기(14)에서 증발된 냉매로 발전기(16a)를 구동시키는 팽창기(16)를 포함하고, 상기 공조장치(20)는, 압축기(22)와 응축기(24)와 팽창밸브(26) 및 증발기(28)를 포함하는 자동차에 있어서,
필요에 따라, 상기 공조장치(20)의 응축기(24)로 순환되는 공조장치(20)의 냉매는 제한하고, 상기 발전장치(10)의 응축기(18)에서 배출되는 발전장치(10)의 냉매를 상기 공조장치(20)의 응축기(24)로 순환시켜, 상기 공조장치(20)의 응축기(24)가 상기 발전장치(10)의 냉매를 냉각할 수 있게 제어하거나, 또는,
상기 발전장치(10)의 응축기(18)로 순환되는 발전장치(10)의 냉매는 제한하고, 상기 공조장치(20)의 응축기(24)에서 배출되는 공조장치(20)의 냉매를 상기 발전장치(10)의 응축기(18)로 순환시켜, 상기 발전장치(10)의 응축기(18)가 상기 공조장치(20)의 냉매를 냉각할 수 있게 제어하는 냉매흐름 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
제 1항에 있어서,
상기 냉매흐름 제어수단은,
상기 발전장치(10)의 응축기(18)에서 배출되는 냉매의 흐름을 제어할 수 있는 제 1방향제어밸브(30)와;
상기 공조장치(20)의 응축기(24)로 도입되는 냉매 흐름을 제어할 수 있는 제 2방향제어밸브(32)와;
상기 공조장치(20)의 응축기(24)에서 배출되는 냉매의 흐름을 제어할 수 있는 제 3방향제어밸브(34)와;
상기 발전장치(10)의 응축기(18)로 도입되는 냉매의 흐름을 제어할 수 있는 제 4방향제어밸브(36) 및;
상기 제 1 내지 제 4방향제어밸브(30, 32, 34, 36)들을 제 1 내지 제 3모드 중 어느 하나의 모드로 제어하는 제어부(40)를 포함하며;
상기 제 1 내지 제 4방향제어밸브(30, 32, 34, 36)들은,
제 1모드에서, 상기 팽창기(16)에서 상기 응축기(18)를 거쳐 상기 유체펌프(12)로 도입되는 상기 발전장치(10)의 정상적인 냉매 흐름을 허용함과 아울러, 상기 압축기(22)에서 상기 응축기(24)를 거쳐 상기 팽창밸브(26)로 도입되는 상기 공조장치(20)의 정상적인 냉매 흐름을 허용하며,
제 2모드에서, 상기 공조장치(20)의 응축기(24)로 순환되는 상기 압축기(22)측 냉매는 제한하고, 상기 발전장치(10)의 응축기(18)에서 배출되는 냉매를 상기 공조장치(20)의 응축기(24)로 도입시키며, 상기 공조장치(20)의 응축기(24)를 통과한 상기 발전장치(10)의 냉매를 상기 발전장치(10)의 유체펌프(12) 입구측으로 리턴시키고,
제 3모드에서, 상기 발전장치(10)의 응축기(18)로 순환되는 상기 팽창기(16)측 냉매는 제한하고, 상기 공조장치(20)의 응축기(24)에서 배출되는 냉매를 상기 발전장치(10)의 응축기(18)로 도입시키며, 상기 발전장치(10)의 응축기(18)를 통과한 상기 공조장치(20)의 냉매를 상기 공조장치(20)의 팽창밸브(26) 입구측으로 리턴시키는 것을 특징으로 하는 자동차.
제 2항에 있어서,
상기 제어부(40)는,
상기 공조장치(20)가 온(ON)된 상태에서, 상기 공조장치(20)의 냉방부하가 미리 설정된 기준부하 이하일 시에는, 상기 제 1 내지 제 4방향제어밸브(30, 32, 34, 36)들을 제 1모드로 제어하고,
상기 공조장치(20)가 오프(OFF)될 시에는, 상기 제 1 내지 제 4방향제어밸브(30, 32, 34, 36)들을 제 2모드로 제어하며;
상기 공조장치(20)가 온(ON)된 상태에서, 상기 공조장치(20)의 냉방부하가 미리 설정된 기준부하를 초과할 시에는, 상기 제 1 내지 제 4방향제어밸브(30, 32, 34, 36)들을 제 3모드로 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차.