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KR100744853B1 - 진동 방지를 위한 철도차량 냉난방장치 및 이에 마련되는전기히터 - Google Patents

진동 방지를 위한 철도차량 냉난방장치 및 이에 마련되는전기히터 Download PDF

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KR100744853B1
KR100744853B1 KR1020060023852A KR20060023852A KR100744853B1 KR 100744853 B1 KR100744853 B1 KR 100744853B1 KR 1020060023852 A KR1020060023852 A KR 1020060023852A KR 20060023852 A KR20060023852 A KR 20060023852A KR 100744853 B1 KR100744853 B1 KR 100744853B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electric heater
frame
air conditioner
fixed
heater
Prior art date
Application number
KR1020060023852A
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English (en)
Inventor
한상우
Original Assignee
모딘코리아 유한회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

본 발명은 진동 방지를 위한 철도차량 냉난방장치 및 이에 마련되는 전기히터에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 냉방기 골조와, 상기 냉방기 골조의 일측에 마련되는 증발기팬과, 상기 냉방기 골조의 타측에 설치되는 증발기코일과, 상기 증발기코일의 대향 위치에 분리 배치되고 해당 가장자리에 형성된 복수개의 체결구가 고정수단을 통해 냉방기 골조에 고정되는 전기히터를 포함하고, 상기 전기히터는 발열체의 외주면에 형성된 열핀을 고정하는 히터지지찬넬이 방진체결수단을 통해 전기히터 골조에 고정되는 구성으로, 철도차량의 진동이 전기히터에 전달시 공진되는 것을 방지하고, 전기히터의 용량 증가에 따른 진동 발생을 최소화함으로써 제품의 내구성을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.
철도차량, 증발기팬, 증발기코일, 전기히터, 방열핀

Description

진동 방지를 위한 철도차량 냉난방장치 및 이에 마련되는 전기히터{TRANIN HEATING/COOLING SYSTEM AND ELECTRIC HEATER FOR PREVENTING VIBRATION}
도 1은 종래기술에 따른 철도차량 냉난방장치를 도시한 구성도.
도 2a는 종래기술에 따른 철도차량 냉난방장치에 마련되는 전기히터를 도시한 정면도.
도 2b는 도 2a의 "A-A" 부분을 절개하여 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 철도차량 냉난방장치를 도시한 구성도.
도 4는 도 3의 "B-B" 부분을 절개하여 도시한 단면도.
도 5a는 본 발명에 따른 철도차량 전기히터를 도시한 측면도.
도 5b는 본 발명에 따른 철도차량 전기히터를 도시한 정면도.
도 6a는 도 5a의 "C" 부분을 확대하여 도시한 확대 구성도.
도 6b는 도 5b의 "D" 부분을 확대하여 도시한 확대 구성도.
도 7은 도 6b에 나타난 방진체결수단에 대한 변형예를 도시한 확대 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>
100 : 냉방기 골조 110 : 다단 절곡부
200 : 증발기팬 300 : 증발기코일
400 : 전기히터 410 : 전기히터 골조
420 : 발열체 430 : 방열핀
440 : 방진체결수단 450 : 히터지지찬넬
460 : 안내구
본 발명은 철도차량 냉난방장치 및 이에 마련되는 전기히터에 관한 것으로서, 냉방기 골조에 전기히터의 상,하부가 고정되고, 전기히터의 발열체가 방진체결수단을 통해 전열히터 골조에 고정되어 철도차량의 진동에 따른 전기히터의 공진을 최소화하는 철도차량 냉난방장치 및 이에 마련되는 전기히터에 관한 것이다.
일반적으로 철도차량에는 객실 내의 냉방과 난방을 위한 냉방기와 히터가 설치된다. 상기 냉방기는 주로 객실의 상부면에 형성된 외부공기 유동로상에 설치되어 객실을 냉방시키고, 상기 히터는 따뜻한 공기가 객실내로 유동되도록 한다. 이러한 냉방기와 히터는 철도차량의 외부공기가 유입되는 유동로상에 일체로 설치되기도 하는 바, 첨부된 도면을 참조하여 냉방기와 히터가 일체로 설치되는 종래 철도차량 냉난방장치에 관하여 설명하기로 한다.
도 1은 종래 철도차량 냉난방장치의 구성을 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 철도차량 냉난방장치에는 냉방기 골조(10)와, 상기 냉방기 골조(10)의 양측부에 상호 대향되도록 이격 설치되는 증발기코일(20)과, 상기 증발기코일(20)의 상부에 일체로 고정되는 전기히터(30)와, 상기 냉방기 골조(10) 내측에 마련된 구동모터(40)에 의해 구동연결되는 증발기팬(50)이 설치된다.
그러나 이러한 철도차량 냉난방장치는 증발기코일(20)에 전기히터(30)의 상부만이 다수개의 볼트와 너트 결합에 의해 고정되는바, 철도차량이 이동하게 되면 상부만이 고정된 전기히터(30)는 하부에 심한 떨림이 발생되고, 이러한 진동은 전기히터(30)의 손상을 초래하여 제품의 내구성을 저하시키는 문제가 있었다.
이하, 도면을 참조하여 종래 철도차량 냉난방장치에 마련되는 전기히터에 관하여 설명하기로 한다.
도 2a는 종래기술에 따른 철도차량 냉난방장치에 마련되는 전기히터를 나타낸 도면이고, 도 2b는 도 2a의 "A-A" 부분을 절개한 도면이다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 종래 철도차량에 설치되는 전기히터(30)는 열을 발산하는 발열체(32)가 전기히터 골조(31)에 의해 고정되는 구성으로 전원 인가시 발열체(32)로부터 열이 발열되도록 구성된다. 즉, 상기 전기히터 골조(31)에는 '⊂' 형태의 발열체(32)가 일정 높이차를 두고 복수개 배치되고, 각각의 발열체(32)는 지지후크(33)에 의해 전기히터 골조(31)에 고정된다. 이때, 상기 지지후크(33)는 발열체(32)를 사이에 두고 전기히터 골조(31)에 볼트, 너트로 결합되고, 상기 발열체(32)와 전기히터 골조(31) 사이에는 절연을 위한 절연체(34)가 마 련된다.
그러나 이와 같은 구성의 종래의 철도차량 전기히터는 용량이 증가됨에 따라 발열체의 길이도 함께 연장되는 바, 철도차량에서 진동이 발생시 상기 장축의 발열체(32)의 중심부에는 떨림이 발생되는 문제가 있었다. 또한, 상기 발열체(32)는 전기히터 골조에 볼트를 조여 고정되는데, 이 과정에서 발열체(32)를 고정시키는 지지후크(33)가 파손될 수 있고, 절연체(34) 또한 손상될 수 있어 누전의 위험성이 증대되는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 전술된 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 철도차량에서 발생된 진동으로부터 전기히터를 보호하기 위한 철도차량 냉난방장치 및 이에 마련되는 전기히터를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 전기히터의 용량 및 사이즈 증대에 따라 함께 증가하는 진동을 감소시키기 위한 철도차량 냉난방장치 및 이에 마련되는 전기히터를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 철도차량 냉난방장치는, 냉방기 골조와, 상기 냉방기 골조의 일측에 마련되는 증발기팬과, 상기 냉방기 골조의 타측에 설치되는 증발기코일과, 상기 증발기코일의 대향 위치에 분리 배치되고, 해당 가장자리에 형성된 복수개의 체결구가 고정수단을 통해 상기 냉방기 골조에 고정되는 전기히터를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 냉방기 골조는 하측으로 상기 전기히터가 밀착 고정되도록 상기 전기히터의 하부와 대응되는 형상의 다단 절곡부가 형성되는 것이 바람직하다.
또한 상기 전기히터는 전기히터 골조와, 수평방향으로 연장형성되는 양단부가 전기히터 골조의 일측부과 타측부에 각각 고정되는 발열체와, 상기 발열체의 외주면에 형성되는 복수개의 방열핀과, 양단부가 방진체결수단 통해 전기히터 골조의 상,하부에 각각 고정되고, 상기 방열핀을 접촉하며 고정하도록 상기 방열핀을 사이에 두어 대향 배치되는 한 쌍의 히터지지찬넬을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 방진체결수단은 인접한 두 부재를 상호 체결하기 위한 체결볼트 및 너트와, 상기 체결볼트와 너트 사이에 설치되는 방진고무와, 상기 체결볼트와 너트 사이에 설치되어 체결되는 두 부재 간의 압축을 제한하는 슬리브를 포함하고, 복수개의 와셔가 상기 체결볼트와 너트 사이에 개재되어 체결되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 철도차량 전기히터는, 전기히터 골조와, 수평방향으로 연장형성되는 양단부가 전기히터 골조의 일측부과 타측부에 각각 고정되는 발열체와, 상기 발열체의 외주면에 형성되는 복수개의 방열핀과, 양단부가 방진체결수단 통해 전기히터 골조의 상,하부에 각각 고정되고, 상기 방열핀을 접촉하며 고정하도록 상기 방열핀을 사이에 두어 대향 배치되는 한 쌍의 히터지지찬넬을 포함한다.
첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3는 본 발명에 따른 철도차량 냉난방장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 4은 도 3의 "B-B" 부분을 절개한 단면을 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 철도차량 냉난방장치는 냉방기 골조(100) 일측에 증발기코일(300)이 마련되고, 상기 증발기코일(300)에 대향되는 위치에는 전기히터(400)의 가장자리가 냉방기 골조(100)에 고정되며, 상기 냉방기 골조(100) 타측에는 상기 증발기코일(300) 또는 전기히터(400)로부터 냉각 및 가열된 공기를 철도차량의 객실내로 유입시키기 위한 증발기팬(200)이 설치된다.
구체적으로 상기 냉방기 골조(100)는 증발기코일(300), 증발기팬(200), 증발기 모터 등의 부품을 지지하기 위한 것으로, 상기 냉방기 골조(100)의 일측과 타측에는 증발기코일(300)와 증발기팬(200)이 각각 설치되고, 상기 증발기코일(300)의 인접 위치에는 전기히터(400)가 증발기코일(300)에 대향되도록 분리 설치된다.
또한, 상기 전기히터(400)가 결합되는 냉방기 골조(100)에는 계단 형태로 절곡 형성되는 다단 절곡부(110)가 형성될 수 있다. 상기 냉방기 골조(100)에 전기히터(400)가 결합시 상기 다단 절곡부(110)는 이들 결합부위가 면접촉이 되도록 하여 상호 긴밀한 밀착이 이루어지도록 한다.
이때, 상기 전기히터(400)는 해당 상,하부가 고정수단을 통해 냉방기 골조(100)에 고정되는 바, 상기 고정수단은 전기히터(400)의 상,하부 가장자리에 형성된 복수개의 체결구를 통해 전기히터(400)가 냉방기 골조(100)에 긴밀하게 고정되도록 한다. 본 실시예에서는 전기히터(400)의 체결구를 구속하는 볼트가 와셔를 개 재하여 냉방기 골조(100)에 삽입되고, 삽입된 볼트의 단부를 너트가 고정시켜 이들을 견고하게 체결하는 고정수단이 사용되고 있지만, 상기 전기히터(400)의 상,하부를 냉방기 골조(100)에 고정하는 고정수단은 이에 한정되지 아니하고 다양한 방법 및 구조로 변경되어 적용될 수 있다.
종래 철도차량 냉난방장치의 경우 복수개의 볼트와 너트를 통해 전기히터가 증발기코일의 상부에만 일체로 고정되는데, 이 상태에서 철도차량이 이동하게 되면 상기 전기히터의 하부에 진동이 발생되어 결국 증발기코일과 전기히터 간의 결합구조가 손상되는 문제가 있었다. 이에 반해, 본 발명에 의한 철도차량 냉난방장치의 경우 전기히터(400)는 증발기코일(300)로부터 분리되어 대향 배치된 상태로 냉방기 골조(100)에 견고하게 고정된다. 즉, 상기 전기히터(400)는 해당 가장자리에 형성된 체결구를 통해 냉방기 골조(100)에 볼트, 너트에 의해 결합됨으로써 철도차량의 이동으로 인한 진동을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
이하, 상기 냉방기 골조에 상부와 하부가 밀착 고정되어 철도차량의 이동시 발생되는 진동을 감소시키기 위한 철도차량 전기히터에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 5a는 철도차량 전기히터의 측면을 나타낸 도면이고, 도 5b는 철도차량 전기히터의 정면을 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 철도차량의 전기히터(400)는 발열체(420)와, 상기 발열체(420)의 외주면에 형성되는 복수개의 방열핀(430)과, 이들을 지지하기 위한 전기히터 골조(410)와, 양단부가 방진체결수단 (440)을 통해 전기히터 골조(410)에 고정되며 방열핀(430)을 구속하는 히터지지찬넬(450)을 포함한다.
상기 전기히터 골조(410)는 발열체(420)와 히터지지찬넬(450)과 같은 부품을 지지하기 위한 것으로, 상,하부 가장자리로 복수개의 체결구가 형성되고, 냉방기 골조(100)에 상기 체결구를 통한 체결볼트(441) 및 너트(442) 결합이 이루어진다. 이때, 상기 냉방기 골조(100)에 전기히터 골조(410)가 용이하게 장착되도록 상기 전기히터 골조(410)에는 체결구에 대향되는 위치에 안내구(460)가 형성될 수 있다.
상기 전기히터 골조(410)에 지지되는 발열체(420)는 전원 인가시 열이 발산되도록 내부에 니크롬선이 마련되는 관 형상으로, 수평방향으로 연장형성되어 양단부가 상기 전기히터 골조(410)의 일측부과 타측부에 각각 고정되고, 해당 외주면에는 방열을 위한 복수개의 방열핀(430)이 설치된다.
상기 방열핀(430)은 발열체(420)로부터 발생되는 열을 외부에 효과적으로 전달하기 위한 것으로, 상기 발열체(420)의 길이방향으로 소정 간격 이격되어 고정 배치되고, 해당 위치에서 상기 발열체(420)의 외주연을 중심으로 방사상으로 확장 형성된다. 본 실시예에서는 상기 발열체(420)를 중심으로 해당 단면이 원형인 방열핀(430)이 발열체(420)의 길이방향으로 복수개 배치되는 구성이지만, 상기 방열핀(430)의 형상은 이에 한정되지 않고 다양하게 변경 가능하다.
이러한 방열핀(430)이 형성된 발열체(420)는 전기히터 골조(410)의 열방향으로 복수개 배열되는 바, 상기 발열체(420)의 단부는 체결볼트(441) 및 너트(442) 결합에 의해 상기 전기히터 골조(410)의 양측부에 고정됨과 아울러 절연을 위한 지 지부싱(470)에 의해 지지된다. 이때, 상기 발열체(420)의 중심부에는 양단부가 전기히터 골조(410)의 상,하부에 고정되는 히터지지찬넬(450)이 설치된다.
도 6a는 도 5a의 "C" 부분을 확대한 구성을 나타낸 도면이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 히터지지찬넬(450)은 열방향으로 배열되는 복수개의 발열체(420)를 행방향으로 고정하기 위한 것으로, 상기 발열체(420)의 외주면에 형성된 방열핀(430)을 양측부에서 압착 고정한다. 이를 위해 상기 방열핀(430)의 양측부에는 한 쌍의 히터지지찬넬(450)이 대향되도록 위치되고, 이들 히터지지찬넬(450)은 상기 방열핀(430)을 사이에 두고 체결볼트(441) 및 너트(442) 결합에 의해 상호 압착 고정된다.
도 6b는 도 5b의 "D" 부분을 확대한 구성을 나타낸 도면이고, 도 7은 도 6b에 나타난 방진체결수단의 변형예를 확대한 도면이다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 히터지지찬넬(450)의 양단부는 상기 전기히터 골조(410)의 상,하부에 방진체결수단(440)을 통해 각각 고정된다. 이때, 상기 방진체결수단(440)은 상기 전기히터 골조(410)와 히터지지찬넬(450)의 양단부에 방진고무(443)를 마련하여 철도차량의 이동시 발생되는 진동이 전기히터(400)에 전달되는 것을 방지한다. 예컨대, 본 실시예에 따른 방진체결수단(440)은 인접한 두 부재 즉 상기 전기히터 골조(410)의 상,하부와 히터지지찬넬(450)의 양단부를 상호 체결하기 위한 체결볼트(441) 및 너트(442)와, 상기 체결볼트(441)와 너트(442) 사이로 설치되는 방진고무(443)와, 상기 체결볼트(441)와 너트(442) 사이에 설치되어 두 부재 간의 압축을 제한하는 슬리브(444)로 구성된다. 상기 체결볼트(441)와 너 트(442) 사이에는 복수개의 와셔(445)가 개재될 수 있으며, 상기 와셔(445)로는 평와셔(445), 스프링와셔(445) 등이 사용 가능하다. 상술한 방진체결수단(440)은 상기 전기히터 골조(410)와 히터지지찬넬(450) 간의 진동을 감소시키는 위해 다양한 구성으로 변형될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 방진체결수단(440)은 체결볼트(441) 및 너트(442)에 의해 상기 전기히터 골조(410)의 상,하부와 히터지지찬넬(450)의 양단부가 체결되고, 상기 체결볼트(441)와 너트(442) 사이에 개재되는 방진고무(443)가 전기히터 골조(410)에 끼워 고정되도록 구성될 수도 있다.
이를 통해, 장축의 상기 발열체(420)의 경우 해당 중심부에서 발생되는 처짐을 방지하고, 특히, 철도차량의 운행시 발생되는 진동에 의해 장축의 발열체(420)가 진동되는 것을 차단할 수 있다. 즉, 철도차량으로부터 진동이 발생되는 경우 해당 진동은 상기 발열체(420)의 중심부를 구속하는 히터지지찬넬(450)에 의해 1차 차단되고, 상기 히터지지찬넬(450)을 고정하는 방진체결수단(440)의 방진고무(443)에 의해 2차 차단된다. 이로서 상기 전기히터(400)의 발열체(420)가 철도차량과 더불어 진동되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 철도차량 전기히터(400)는 상기 발열체(420)의 중심부를 지지하는 히터지지찬넬(450)이 발열체(420)의 진동을 방지함으로써, 전기히터(400)의 내구성을 향상시키고, 난방기의 용량 증가에 따른 열효율 증대효과도 기대할 수 있다.
더불어, 본 발명에 의한 철도차량 냉난방장치는 상기 증발기코일(300)과 분 리된 상태로 전기히터(400)가 냉방기 골조(100)의 상,하부에 고정됨으로써 철도차량의 이동시 발생되는 진동의 영향으로부터 보호받을 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 자명할 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 전기히터와 증발기코일이 분리된 상태에서 냉방기 골조의 상,하부에 고정됨으로써 철도차량의 이동시 발생되는 진동으로부터 전기히터를 보호할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 전기히터의 용량 증가에 따라 발열체 길이가 연장되는 경우 방열핀이 형성된 발열체의 중심부를 히터지지찬넬이 구속함으로써 전기히터에 전해지는 진동을 최소화시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (5)

  1. 냉방기 골조와,
    상기 냉방기 골조의 일측에 마련되는 증발기팬과,
    상기 냉방기 골조의 타측에 설치되는 증발기코일과,
    상기 증발기코일의 대향 위치에 분리 배치되어, 고정수단을 통해 상기 냉방기 골조에 고정되는 전기히터를 포함하고,
    상기 전기히터는
    전기히터 골조와,
    수평방향으로 연장형성되는 양단부가 전기히터 골조의 일측부과 타측부에 각각 고정되는 발열체와,
    상기 발열체의 외주면에 형성되는 복수개의 방열핀과,
    양단부가 방진체결수단 통해 전기히터 골조의 상,하부에 각각 고정되고, 상기 방열핀을 접촉하며 고정하도록 상기 방열핀을 사이에 두어 대향 배치되는 한 쌍의 히터지지찬넬을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 방지를 위한 철도차량 냉난방장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉방기 골조는
    하측으로 상기 전기히터가 밀착 고정되도록 상기 전기히터의 하부와 대응되는 형상의 다단 절곡부가 형성되는 것을 특징으로 하는 진동 방지를 위한 철도차량 냉난방장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 방진체결수단은
    인접한 두 부재를 상호 체결하기 위한 체결볼트 및 너트와,
    상기 체결볼트와 너트 사이에 설치되어 방진고무와,
    상기 체결볼트와 너트 사이에 설치되어 체결되는 두 부재 간의 압축을 제한하는 슬리브를 포함하고,
    복수개의 와셔가 상기 체결볼트와 너트 사이에 개재되어 체결되는 것을 특징으로 하는 진동 방지를 위한 철도차량 냉난방장치.
  5. 전기히터 골조와,
    수평방향으로 연장형성되는 양단부가 전기히터 골조의 일측부과 타측부에 각각 고정되는 발열체와,
    상기 발열체의 외주면에 형성되는 복수개의 방열핀과,
    양단부가 방진체결수단 통해 전기히터 골조의 상,하부에 각각 고정되고, 상 기 방열핀을 접촉하며 고정하도록 상기 방열핀을 사이에 두어 대향 배치되는 한 쌍의 히터지지찬넬을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 방지를 위한 철도차량 전기히터.
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