KR100503239B1 - Seat cooling of vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 종래의 차량의 냉각구조가 실내의 공기 온도를 낮출 수 있으나 차량의 시트의 온도가 빨리 낮아지도록 하지 못하는 문제점이 있기 때문에, The present invention has a problem that the conventional cooling structure of the vehicle can lower the air temperature in the room, but the temperature of the seat of the vehicle can not be lowered quickly,
엔진과 연결되어 작동되고 냉매를 고온 고압의 액체 상태로 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 나온 냉매와 외부 공기 사이의 열교환을 통해 저온 고압 상태가 되도록 하는 응축기와, 상기 응축기에서 나온 냉매를 팽창시켜 저온 저압의 액체 상태가 되도록 하는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브에서 나온 저온 저압의 냉매가 기화되어 기체 상태가 되도록 하는 증발기와, 상기 응축기에서의 열교환을 위해 외부 공기를 공급하는 송풍 팬과, 상기 증발기의 일측에 설치되어 증발기에서의 열교환을 통해 냉각된 공기를 차 실내측으로 송풍하는 블로워와, 차량의 시트 내부에서 수회 왕복되도록 설치되고 상기 팽창밸브에서 나온 냉매의 일부를 이용하여 시트를 냉각시키는 시트 배관부와, 상기 시트 배관부로 연결된 냉매 배관에 설치되어 냉매의 흐름을 허용 또는 차단하는 밸브와, 상기 밸브를 작동시키는 솔레노이드와, 상기 밸브를 차단상태로 복원하는 스프링을 포함하여 구성되는 유동제어부로 구성되고, 운전석에는 상기 솔레노이드를 작동시키는 스위치가 설치됨으로써, A compressor that is connected to the engine and compresses the refrigerant into a liquid at high temperature and high pressure, a condenser that is brought into a low temperature and high pressure state through heat exchange between the refrigerant from the compressor and external air, and expands the refrigerant from the condenser An expansion valve for low-liquid liquid state, an evaporator for evaporating low-temperature low-pressure refrigerant from the expansion valve to a gas state, a blower fan for supplying external air for heat exchange in the condenser, and A blower that is installed at one side and blows air cooled by heat exchange in an evaporator to the vehicle interior side, and is installed to reciprocate several times inside the seat of the vehicle, and a seat pipe portion for cooling the seat using a portion of the refrigerant from the expansion valve. And installed in the refrigerant pipe connected to the seat pipe part to allow the flow of the refrigerant. Or a flow control unit configured to include a valve to shut off, a solenoid for operating the valve, and a spring for restoring the valve to a shut-off state, and the driver's seat is provided with a switch for operating the solenoid,
기존의 차량 냉각구조를 이용하여 시트를 빠르게 냉각시킬 수 있으므로 큰 비용을 추가하지 않고도 여름철에 쾌적한 운전환경 하에서 운전을 할 수 있도록 하는 차량 시트의 냉각구조에 관한 것이다. Since the seat can be quickly cooled using an existing vehicle cooling structure, the present invention relates to a cooling structure of a vehicle seat that enables driving in a comfortable driving environment in summer without adding a large cost.
Description
본 발명은 차량의 시트를 냉각시키는 기술에 관한 것으로서, 특히 에어컨을 작동시키는 과정에서 냉매의 일부를 인출하여 차량 시트를 냉각시키도록 한 차량 시트의 냉각구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for cooling a seat of a vehicle, and more particularly, to a cooling structure of a vehicle seat, in which a part of a refrigerant is drawn out to cool a vehicle seat in a process of operating an air conditioner.
일반적으로 여름철에는 주차되어 있는 차량의 내부 공기가 데워져 실내 온도가 실외 온도에 비해 매우 높아지게 된다. 따라서, 주차되어 있던 차량에 탑승하는 경우 대부분 환기를 시킨 다음 일정 시간동안 에어컨을 작동시켜 실내 온도가 내려가도록 한 다음에 탑승하게 된다.In general, in the summer, the interior air of a parked vehicle is warmed, so that the indoor temperature becomes very high compared to the outdoor temperature. Therefore, in the case of boarding a vehicle that has been parked, most of the ventilation after the air conditioner for a certain time to let the room temperature is lowered and then boarding.
여기서, 차량의 냉각구조를 개략적으로 살펴보면 도 1에 도시된 바와 같은 냉매 시스템이 차량에 설치되어 실내를 냉방하고 있음을 알 수 있다. 즉, 차량의 냉각구조는 엔진과 연결되어 작동되고 냉매를 고온 고압의 액체 상태로 압축하는 압축기(11)와, 상기 압축기(11)에서 나온 냉매와 외부 공기 사이의 열교환을 통해 저온 고압 상태가 되도록 하는 응축기(14)와, 상기 응축기(14)에서 나온 냉매를 팽창시켜 저온 저압의 액체 상태가 되도록 하는 팽창밸브(13)와, 상기 팽창밸브(13)에서 나온 저온 저압의 냉매가 기화되어 기체 상태가 되도록 하는 증발기(12)와, 상기 응축기(14)에서의 열교환을 위해 외부 공기를 공급하는 송풍팬(16)과, 상기 증발기(12)의 일측에 설치되어 증발기(12)에서의 열교환을 통해 냉각된 공기를 차 실내측으로 송풍하는 블로워(15)로 구성되어 있다.Here, when the cooling structure of the vehicle is schematically described, it can be seen that the refrigerant system as shown in FIG. 1 is installed in the vehicle to cool the room. That is, the cooling structure of the vehicle is connected to the engine and is operated so as to be at a low temperature and high pressure state through a heat exchange between the compressor 11 and the outside air and the compressor 11 to compress the refrigerant into a liquid state of high temperature and high pressure. The condenser 14 to expand, the expansion valve 13 to expand the refrigerant from the condenser 14 to a low-temperature low-pressure liquid state, and the low-temperature low-pressure refrigerant from the expansion valve 13 is vaporized to the gas state An evaporator 12 to provide a cooling fan 16 for supplying external air for heat exchange in the condenser 14, and a heat exchanger installed at one side of the evaporator 12 through heat exchange in the evaporator 12. It is comprised by the blower 15 which blows cooled air to the vehicle interior side.
상기와 같이 구성된 차량의 냉각구조는 엔진이 작동될 때 에어컨 스위치를 넣게 되면 압축기가 작동되어 냉매를 순환시킴으로써 차 실내를 냉방하게 된다.In the cooling structure of the vehicle configured as described above, when the air conditioner switch is turned on when the engine is operated, the compressor is operated to circulate the refrigerant to cool the vehicle interior.
차량의 시동을 켠 후 에어컨 스위치를 온 시키게 되면, 압축기(11)가 엔진에 의하여 구동된다. 상기 압축기(11)가 작동됨에 따라 냉매는 유로를 따라 흐르게 되는데, 압축기(11)에서 압축된 냉매는 응축기(14)를 통과하면서 액화된다. 즉, 응축기(14)의 일측에 설치된 송풍팬(16)이 외부 공기를 응축기(14) 측으로 공급하여 고온 고압의 냉매와 공기 사이에 열교환이 이루어지도록 하게 되며, 이러한 열교환을 통해 고온 고압의 기체 냉매가 액화되어 저온 고압의 상태가 된다.When the air conditioner switch is turned on after turning on the vehicle, the compressor 11 is driven by the engine. As the compressor 11 is operated, the refrigerant flows along the flow path, and the refrigerant compressed by the compressor 11 is liquefied while passing through the condenser 14. That is, the blower fan 16 installed at one side of the condenser 14 supplies external air to the condenser 14 to allow heat exchange between the high temperature and high pressure refrigerant and the air, and through this heat exchange, the gas refrigerant at high temperature and high pressure. Is liquefied to obtain a state of low temperature and high pressure.
응축기(14)에서 나온 냉매는 냉매배관을 따라 흐르다 팽창밸브(13)로 유입되며, 팽창밸브(13)에서는 액체 상태의 냉매가 팽창되면서 저온 저압의 상태가 되며, 이 저온 저압 상태의 냉매가 증발기(12)에서 급격하게 팽창되면서 주위의 공기 온도를 떨어뜨리게 된다. 이때, 상기 증발기(12)의 일측에 설치된 블로워(15)가 냉각된 공기를 차 실내측으로 송풍하게 되고, 그에 따라 실내 측의 온도가 하강하게 된다.The refrigerant from the condenser 14 flows along the refrigerant pipe and enters the expansion valve 13. In the expansion valve 13, the refrigerant in the liquid state expands to a low temperature and low pressure, and the refrigerant in the low temperature and low pressure state evaporates. Rapid expansion at (12) causes the ambient air temperature to drop. At this time, the blower 15 installed on one side of the evaporator 12 blows the cooled air to the vehicle interior side, and thus the temperature of the interior side is lowered.
그런데, 상기와 같이 구성된 종래의 차량의 냉각구조는 실내의 공기 온도를 낮출 수 있으나 차량의 시트의 온도가 빨리 낮아지도록 하지 못하는 문제점이 있다.By the way, the conventional cooling structure of the vehicle configured as described above can lower the air temperature in the room, but there is a problem that the temperature of the seat of the vehicle is not lowered quickly.
즉, 차량의 시트는 복사열에 의해 1차적으로 데워지고 차량 내부의 온도가 올라감에 따라 점차 온도가 올라가게 되어 실내 온도보다 더 높은 온도가 된다. 그람에도 불구하고 차량의 시트를 직접적으로 냉각시킬 수 있는 수단은 아직 없다.That is, the seat of the vehicle is primarily warmed by the radiant heat and gradually increases in temperature as the temperature inside the vehicle increases, resulting in a temperature higher than the room temperature. Despite this, there is no means to directly cool the seat of the vehicle.
따라서, 에어컨을 작동시킬 때 실내 온도는 빠르게 낮출 수 있으나, 차량의 시트 온도는 상당 시간동안 높은 온도를 유지하게 된다. 이는 시트의 온도가 올라갈 때에는 복사와 대류 및 전도와 같은 모든 열전달 방법에 의해 시크가 뜨거워지게 되나, 시트의 온도가 내려가는 경우에는 차가워진 실내 공기에 의하여 시트의 온도가 내려가게 되며, 이 과정에서 시트의 냉각은 단순히 전도에 의한 열전달을 이용하게 되므로 그 온도 변화에 걸리는 시간이 길어질 수 밖에 없는 것이다. Therefore, while operating the air conditioner, the room temperature can be quickly lowered, but the seat temperature of the vehicle is maintained at a high temperature for a considerable time. This means that when the temperature of the sheet rises, the seek heats up by all heat transfer methods such as radiation, convection, and conduction, but when the temperature of the sheet decreases, the temperature of the sheet decreases due to cold indoor air. Cooling by simply using heat transfer by conduction, the time required for the temperature change will be long.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 차량의 에어컨을 작동시킬 때 냉매의 일부를 인출하여 시트를 냉각시키도록 함으로써 사용자의 선택에 따라 차량의 시트를 조기에 냉각시켜 여름철 운전시 쾌적한 운전환경이 되도록 하는 차량 시트의 냉각구조를 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, by drawing a portion of the refrigerant to cool the seat when operating the air conditioner of the vehicle to cool the seat of the vehicle early according to the user's choice to feel comfortable during summer driving It is an object of the present invention to provide a cooling structure of a vehicle seat to be a driving environment.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 엔진과 연결되어 작동되고 냉매를 고온 고압의 액체 상태로 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 나온 냉매와 외부 공기 사이의 열교환을 통해 저온 고압 상태가 되도록 하는 응축기와, 상기 응축기에서 나온 냉매를 팽창시켜 저온 저압의 액체 상태가 되도록 하는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브에서 나온 저온 저압의 냉매가 기화되어 기체 상태가 되도록 하는 증발기와, 상기 응축기에서의 열교환을 위해 외부 공기를 공급하는 송풍 팬과, 상기 증발기의 일측에 설치되어 증발기에서의 열교환을 통해 냉각된 공기를 차 실내측으로 송풍하는 블로워와, 차량의 시트 내부에서 수회 왕복되도록 설치되고 상기 팽창밸브에서 나온 냉매의 일부를 이용하여 시트를 냉각시키는 시트 배관부와, 상기 시트 배관부로 연결된 냉매 배관에 설치되어 냉매의 흐름을 허용 또는 차단하는 밸브와, 상기 밸브를 작동시키는 솔레노이드와, 상기 밸브를 차단상태로 복원하는 스프링을 포함하여 구성되는 유동제어부로 구성되고, 운전석에는 상기 솔레노이드를 작동시키는 스위치가 설치된 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a compressor that is connected to the engine is operated to compress the refrigerant into a liquid state of high temperature and high pressure, and a condenser to be brought to a low temperature and high pressure state through heat exchange between the refrigerant from the compressor and the outside air; An expansion valve for expanding the refrigerant from the condenser to form a liquid at low temperature and low pressure, an evaporator for vaporizing the low temperature low pressure refrigerant from the expansion valve to a gas state, and external air for heat exchange in the condenser A blower fan for supplying air, a blower installed at one side of the evaporator to blow air cooled through heat exchange in the evaporator to the inside of the car, and installed to reciprocate several times inside the seat of the vehicle and a part of the refrigerant from the expansion valve Sheet pipe portion for cooling the sheet by using, and connected to the sheet pipe portion It is provided with a valve installed in each pipe to allow or block the flow of the refrigerant, a solenoid for operating the valve, and a flow control unit including a spring for restoring the valve to the shut-off state, the operator seat operates the solenoid It characterized in that the switch is installed.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 의한 차량 시트의 냉각구조는 도 2에 도시된 바와 같이 엔진과 연결되어 작동되고 냉매를 고온 고압의 액체 상태로 압축하는 압축기(51)와, 상기 압축기(51)에서 나온 냉매와 외부 공기 사이의 열교환을 통해 저온 고압 상태가 되도록 하는 응축기(54)와, 상기 응축기(54)에서 나온 냉매를 팽창시켜 저온 저압의 액체 상태가 되도록 하는 팽창밸브(53)와, 상기 팽창밸브(53)에서 나온 저온 저압의 냉매가 기화되어 기체 상태가 되도록 하는 증발기(52)와, 상기 응축기(54)에서의 열교환을 위해 외부 공기를 공급하는 송풍팬(56)과, 상기 증발기(52)의 일측에 설치되어 증발기(52)에서의 열교환을 통해 냉각된 공기를 차 실내측으로 송풍하는 블로워(55)와, 차량의 시트(60) 내부에서 수회 왕복되도록 설치되고 상기 팽창밸브에서 나온 냉매의 일부를 이용하여 시트(60)를 냉각시키는 시트 배관부(57)와, 상기 시트 배관부(57)로 공급되는 냉매의 흐름을 단속하는 유동제어부(61)로 구성된다.The cooling structure of the vehicle seat according to the present invention is connected to the engine as shown in Figure 2, the compressor 51 for compressing the refrigerant into a liquid state of high temperature and high pressure, the refrigerant from the compressor 51 and the outside air The condenser 54 to be in a low temperature and high pressure state through heat exchange between the expansion valve 53 to expand the refrigerant from the condenser 54 to a low-temperature low-pressure liquid state, and in the expansion valve 53 Installed on one side of the evaporator 52 and a blower fan 56 for supplying outside air for heat exchange in the condenser 54, and the evaporator 52 to vaporize the low temperature low pressure refrigerant. Blower 55 for blowing air cooled through heat exchange in the evaporator 52 toward the vehicle interior, and installed to reciprocate several times in the seat 60 of the vehicle and using a part of the refrigerant from the expansion valve. And seat pipe portion 57 to cool the bit (60), it consists of a flow control unit 61 to regulate the flow of refrigerant supplied to the seat pipe portion 57.
상기 유동제어부(61)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 시트 배관부(57)로 연결된 냉매 배관에 설치되어 냉매의 흐름을 허용 또는 차단하는 밸브(61a)와, 상기 밸브(61a)를 작동시키는 솔레노이드(61b)와, 상기 밸브(61a)를 차단상태로 복원하는 스프링(61c)으로 구성된다. 여기서, 상기 밸브(61a)는 냉매의 공급유로 및 귀환유로가 개방된 제1위치와 공급유로 및 귀환유로가 차단된 제2위치가 상기 솔레노이드(61b) 및 스프링(61c)에 의해 결정되는 온오프 방식의 4포트 2위치 밸브가 사용된다. 물론, 상기 솔레노이드(61b)는 운전석 부근에 설치된 스위치에 의하여 작동된다.The flow control unit 61 is installed in the refrigerant pipe connected to the seat pipe 57 as shown in FIG. 3 to allow or block the flow of the refrigerant (61a) and to operate the valve 61a The solenoid 61b and the spring 61c which restores the said valve 61a to the shut-off state are comprised. Here, the valve (61a) is on and off is determined by the solenoid (61b) and the spring (61c) the first position where the supply and return flow path of the refrigerant is opened and the second position where the supply flow path and the return flow path are blocked. 4-port 2-position valves are used. Of course, the solenoid 61b is operated by a switch installed near the driver's seat.
상기와 같이 구성된 본 발명의 차량 시트의 냉각구조는 에어컨을 작동시켜 실내를 냉방함과 동시에 시트도 냉각시킬 수 있다.The cooling structure of the vehicle seat of the present invention configured as described above can cool the room while cooling the room by operating an air conditioner.
주차중이던 차량에 승차하기 위하여 1차적인 환기를 한 다음 에어컨을 작동시키고 운전석의 일측에 설치된 스위치를 온 시키게 되면 솔레노이드(61b)가 작동되어 밸브(61a)를 이동시키게 된다. 따라서, 팽창밸브(53)와 증발기(52) 사이의 냉매배관과 시트(60) 내부에 설치된 시트 배관부(57)가 연통된다.After the primary ventilation to ride on the vehicle was parked, the air conditioner is operated and the switch installed on one side of the driver's seat turns on the solenoid 61b to move the valve 61a. Therefore, the refrigerant pipe between the expansion valve 53 and the evaporator 52 and the seat pipe portion 57 provided inside the seat 60 communicate with each other.
팽창밸브(53)에서 나와 시트 배관부(57)로 흐르는 냉매는 시트 배관부(57)를 흐르면서 주위와의 열교환을 통해 시트(60)를 냉각시키게 된다. 따라서, 탑승자가 탑승하기 이전에 시트(61)의 온도를 빠르게 냉각시킬 수 있게 되며, 시트(60)의 온도가 적정 수준까지 내려간 경우에는 스위치를 오프시켜 상기 솔레노이드(61b)로 공급되는 전원을 차단하게 된다. 상기 솔레노이드(61b)에 공급되는 전원이 차단되면 상기 밸브(61a)는 스프링(61c)에 의하여 초기 위치로 복귀하게 되고, 팽창밸브(53)와 증발기(52) 사이의 배관과 시트 배관부(57)의 연결이 차단된다.The refrigerant flowing out of the expansion valve 53 and flowing into the seat pipe part 57 cools the seat 60 through heat exchange with the surroundings while flowing through the seat pipe part 57. Therefore, it is possible to quickly cool the temperature of the seat 61 before the occupant rides, and when the temperature of the seat 60 is lowered to an appropriate level, the switch is turned off to cut off the power supplied to the solenoid 61b. Done. When the power supplied to the solenoid 61b is cut off, the valve 61a is returned to the initial position by the spring 61c, and the pipe and the seat pipe portion 57 between the expansion valve 53 and the evaporator 52 are removed. ) Is disconnected.
따라서, 냉매는 압축기(51)와 응축기(54) 및 팽창밸브(53)와 증발기(52)를 순환하는 일반적인 에어컨에서의 냉매 흐름을 보이게 되며, 블로워(56)가 증발기에서 냉각된 공기를 차 실내 측으로 송풍하여 차량의 내부를 냉방하게 된다. 물론, 이와 같은 실내 냉방 기능은 상기한 시트(60)의 냉각과정에서도 동시에 수행되며, 시트(60)를 냉각시키는데 필요한 냉매의 양은 그리 많지 않아도 되기 때문에 시트(60)의 냉각에 따른 냉방 능력의 저하는 그리 크게 나타나지 않는다.Therefore, the refrigerant shows a flow of refrigerant in a general air conditioner circulating the compressor 51, the condenser 54, the expansion valve 53, and the evaporator 52, and the blower 56 cools the air cooled in the evaporator. It blows to the side to cool the inside of the vehicle. Of course, such an indoor cooling function is simultaneously performed in the cooling process of the seat 60, and the amount of the refrigerant required to cool the seat 60 does not have to be much, so that the cooling capacity decreases due to the cooling of the seat 60. Does not appear very large.
이와 같이, 본 발명의 차량 시트의 냉각구조는 기존의 차량 냉각구조를 이용하여 시트를 빠르게 냉각시킬 수 있으므로 큰 비용을 추가하지 않고도 여름철에 쾌적한 운전환경 하에서 운전을 할 수 있도록 하는 이점이 있다.As such, the cooling structure of the vehicle seat of the present invention has an advantage of allowing the seat to be quickly cooled by using the existing vehicle cooling structure, so that it can be operated under a comfortable driving environment in summer without adding a large cost.
도 1은 종래의 차량의 냉각구조가 개략적으로 도시된 냉매 흐름도,1 is a refrigerant flow diagram schematically showing a cooling structure of a conventional vehicle;
도 2는 본 발명의 본 발명에 의한 차량 시트의 냉각구조에서의 냉매 흐름이 도시된 구성도,2 is a block diagram showing a refrigerant flow in the cooling structure of the vehicle seat according to the present invention;
도 3은 본 발명의 요부 구성인 유동제어부가 도시된 도면이다.3 is a view illustrating a flow control unit that is a main configuration of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
51 : 압축기 52 : 증발기51: compressor 52: evaporator
53 : 팽창밸브 54 :응축기53 expansion valve 54 condenser
55 : 블로워 57 : 시트배관부55: blower 57: sheet piping
60 : 시트 61 : 유동제어부60: sheet 61: flow control unit
61a : 밸브 61b : 솔레노이드61a: valve 61b: solenoid
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