KR100665050B1 - 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트 - Google Patents

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Abstract

개시된 본 발명에 따른 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트는, 공조 케이스의 내부에 내외기유입구측에서부터 내측으로 순차적으로 증발기와 히터 코어가 각각 장착되며, 증발기와 히터 코어의 사이에는 상하 분리벽이 형성되고, 이 분리벽의 상하부에는 증발기와 히터 코어 사이의 상하출구와 히터 코어 전방부를 선택적으로 개폐하는 부채꼴형상의 제 1 및 제 2 온도조절도어가 그 증발기측 단부를 중심으로 회전 가능하게 설치된다. 제 1 및 제 2 온도조절도어는 개별 작동되도록 제어되어 냉난방 믹스 모드가 선택되면, 예컨대 냉기는 디프로스트벤트를 통해 토출되고, 온기는 플로어벤트를 통해 토출된다. 이에 의하면, 믹스 모드시 하부 유로를 따라 흐르는 습한 내기가 외기층인 상부 유로로 누출되지 않으므로 순수 외기만으로 성에를 제거하여 성에 제거 성능을 높일 수 있다. 또한, 냉기와 온기가 분리되어 플로어벤트와 디프로스트벤트에 공급되므로 차내 탑승자는 차내에 공급되는 공기의 온도로 인한 불쾌감을 해소할 수 있다.
2층공기유동, 내/외기분리모드, 믹스모드, 냉/온기, 분리벽

Description

2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트{AIRCONDITIONING UNIT HAVING TWO-LAYER AIR-FLOW SYSTEM}
도 1은 종래 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트의 구조 및 작용을 설명하기 위한 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트의 구조 및 작용을 설명하기 위한 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 공조 유니트에 적용된 온도조절도어를 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트의 냉방 벤트 모드시의 공기 흐름을 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트의 내기 냉방 1/2 바이레벨 모드시의 공기 흐름을 나타낸 단면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예예 따른 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트의 외기 난방 플로어 모드시의 공기 흐름을 나타낸 단면도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트의 외기 난방 디스로스트 모드시의 공기 흐름을 나타낸 단면도, 그리고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트 의 냉/온기 믹스 모드시의 공기 흐름을 나타낸 단면도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 공조 유니트, 200 : 공조 케이스
210,211,212,213 : 유로, 220 : 분리벽
221 : 수직부, 222 : 볼록부
230 : 격벽, 240 : 외기유입구
250 : 내기유입구, 260 : 디프로스트벤트
270 : 페이스벤트, 280 : 플로어벤트
300 : 블로어 팬, 400,500,600,700 : 온도조절도어
본 발명은 자동차용 공조 유니트에 관한 것이며, 보다 상세하게는 내,외기를 분리 흡입할 수 있는 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트에 관한 것이다.
2층 공기유동시스템을 갖는 자동차용 공조 유니트는, 난방시 디포깅(Defogging) 성능을 확보하면서 높은 난방 성능을 유지할 수 있도록 하기 위하여 개발되었다. 즉, 겨울철 난방 주행시 창문에 서리는 성에를 제거할 때 저습한 차가운 외기가 효과적이므로, 일반적인 자동차용 공조유니트는 저습한 차거운 외기를 도입하여 성에를 제거하도록 구성되어 있으며, 이 때문에, 실내온도가 낮아지는 결과가 초래된다. 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트는 상기와 같은 경우에, 차량 상부에는 외기를 공급하고, 하부에는 내기를 순환시키는 내,외기 2층 공기 유동을 실현함으로써, 상부로 공급되는 신선하고 저습한 외기를 이용하여 성에를 효과적으로 제거하는 한편 탑승자에게 신선한 외부 공기를 제공하고, 따뜻한 내기를 하부로 공급하여 높은 난방 성능을 유지하도록 한다.
이러한 2층 공기유동시스템을 갖는 자동차용 공조 유니트의 전형적인 한 예가 도 1에 도시되어 있는 바, 이를 간단히 살펴보면 다음과 같다.
도시된 바와 같이, 종래의 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트(10)는, 격벽(21)에 의해 분리된 공조 케이스(20)의 외기유입구(22) 및 내기유입구(23)에 제 1 및 제 2 블로어팬(30)(31)이 설치된다. 공조 케이스(20)의 내부에는 내외기유입구(23)(22)측에서부터 내측으로 일정 간격을 두고 증발기(E)와 히터 코어(H)가 각각 설치된다. 히터 코어(H)의 전방에는 이 히터 코어(H)의 전방 및 상측의 출구(24)를 택일하여 개폐하는 제 1 및 제 2 온도조절도어(40)(41)가 설치되며, 히터 코어(H)의 후방 일측에는 대략 공조 케이스(20)의 단면형상으로 이루어져 히터 코어(H)의 후방을 전후의 제 1 및 제 2 유로(P1)(P2)로 구획하는 배플(50)이 설치된다. 배플(50)의 상단 내측에는 히터 코어(H)와 배플(50) 사이의 제 1 유로(P1)를 개폐하는 제 3 온도조절도어(42)가 설치되고, 배플(50)의 상단부와 대응되는 공조 케이스(20)의 내벽면에는 제 2 유로(P2)의 상단 입출구를 개폐하는 제 1 플로어도어(43)가 설치되며, 배플(50)의 하단부에는 그 자유단부가 히터 코어(H)의 중앙부 또는 배플(44a)에 접하여 제 1 유로(P1)와 플로어벤트(25) 중 하나를 택일하여 개폐하는 제 2 플로어도어(44)가 설치된다.
제 2 온도조절도어(41)는 후단부가 히터 코어(H)의 대략 중앙 높이에 회동 가능하게 설치되어 히터 코어(H)의 중앙에서부터 하부를 개폐하게 되며, 이 때, 그 자유단부가 격벽(21)과 대응되는 증발기(E)의 대략 중앙부에 배치되어 내외기를 분리하게 된다. 제 1 온도조절도어(40)는 그 후단부가 히터 코어(H)의 상단부에 회동 가능하게 설치되면서 자유단부가 상측 출구(24)의 배플(24a) 또는 제 2 온도조절도어(41)에 포개져 히터 코어(H)의 중앙에서부터 상부와 상측 출구(24)를 택일하여 개폐하게 된다. 여기서, 상기 제 1 및 제 2 온도조절도어(40)(41)는 하나의 액추에이터에 의해 연동하여 회전 작동된다.
도면중 미설명 부호 26과 27은 디프로스트벤트와 페이스벤트이며, 26a와 27a는 디프로스트벤트와 페이스벤트를 각각 개폐하는 디프로스트벤트 도어와 페이스벤트 도어이다.
이와 같이 구성된 종래 기술에 따른 2층 공기유동시스템을 갖는 공조유니트의 작용은 다음과 같다.
난방 믹스 모드가 선택되면, 제 1 및 제 2 온도조절도어(40)(41)가 실선과 같이 위치되면서 제 1 온도조절도어(40)에 의해 히터 코어(H) 상측의 출구(24)가 폐쇄되면서 히터 코어(H)의 중앙에서부터 상부가 개방되며, 제 2 온도조절도어(41)에 의해 히터 코어(H)의 중앙에서부터 하부가 개방된다. 제 3 온도조절도어(42)는 히터 코어(H) 후방의 제 1 유로(P1)를 개방하게 되며, 제 1 플로어벤트 도어(43)는 제 2 유로(P2)를 폐쇄하는 동시에, 제 2 플로어벤트 도어(44)는 그 자유단부가 히터 코어(H)의 중앙부와 대응되어 제 1 유로(P1)의 하측이 폐쇄되면서 플로어벤트(25)가 개방된다. 여기서, 제 2 온도조절도어(41)와 제 2 플로어벤트 도어(44)는 공조 케이스(20)의 내부를 상측의 외기층, 하측의 내기층으로 구획하는 분리벽의 기능을 수행한다.
이와 같이 각 도어들의 동작에 의해 공조 케이스(20)의 내부에는 상하 2층 공기유로가 형성되며, 블로어팬(30)(31)의 강제 송풍력에 의해 외기는 증발기(E)의 상측을 통과한 후 제 2 온도조절도어(41)의 상부를 따라 흐르다가 히터 코어(H)를 통과한 후 디프로스터벤트(26)로 토출되고, 내기는 증발기(E)의 하측을 통과한 후 제 2 온도조절도어(41)의 하부를 따라 흐르다가 제 2 플로어벤트 도어(44)의 안내를 받아 플로어벤트(25)로 토출된다.
그러나, 이와 같은 종래의 2층기류 공급을 위한 공조 유니트에 따르면 다음과 같은 문제점이 있다.
히터 코어(H)의 전방을 개폐하면서 내외기의 분리를 안내하는 제 2 온도조절도어(41)가 그 후단부를 중심으로 하여 회동되면서 개폐작동하기 때문에, 제 2 온도조절도어(41)의 회전시 간섭이 발생되지 않도록 증발기(E)가 제 2 온도조절도어(41)의 회전궤적을 벗어난 위치에 설치되어야 하는 바, 증발기(E)와 제 2 온도조절도어(41)의 자유단부 사이에는 반드시 틈(G)이 형성된다. 따라서, 믹스모드시 격벽(21)의 하측을 통과한 습한 내기가 틈(G)을 통하여 외기가 흐르는 상층으로 누출되어 외기에 혼합됨으로써 외기의 습도가 높아져 성에 제거 성능이 떨어지며, 또한, 내기가 누출되어 난방효과가 떨어진다.
그리고, 종래의 2층 공기 유동은 공조기 케이스(20)의 내부에 내기와 외기가 유입되어 내,외기가 선택된 벤트를 통하여 공급되도록 한 것일 뿐, 증발기(E)와 히터 코어(H)를 각각 통과한 냉기와 온기를 동시에 공급할 수 없기 때문에, 차내 쾌적성이 떨어지는 문제점도 있다.
또한, 일반적인 공기제어 모드는 5모드, 즉 벤트(vent), 바이-레벨(bi-level), 플로어(floor), 믹스(mix), 디프로스트(def)로 이루어지는데, 난방모드시 플로어벤트 도어(44)를 개방하여야 하고, 냉방모드시에는 히터 코어(H)와 열교환되지 않도록 플로어 도어(44)를 닫아야 하므로 5모드 중 플로어 도어(44)가 개방되는 플로어 모드와 믹스 모드에서 냉방일 때 플로어벤트 도어(44)가 닫히고 난방일 때 플로어벤트 도어(44)가 개방되는 두 개의 모드로 분할되어 총 7모드로 이루어지므로 전체적인 모드 제어 구조가 복잡한 문제점도 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 내기가 외기층으로 누출되지 않도록 하여 성에 제거 성능을 향상시킬 수 있는 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트를 제공하려는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 냉기와 온기를 동시에 송풍할 수 있는 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트는, 일측의 입구단에는 상부 외기유입구 및 하부 내기유입구가 구비되며, 출구단에는 디프로스트벤트, 페이스벤트 그리고 플로어벤트가 형성된 공조 케이스; 공조 케이스의 내부에 내외기유입구측에서부터 순차적으로 일정간격을 두고 장착되는 증발기 및 히터 코어; 공조 케이스의 내외기유입구측에 설치되어 내외기를 강제로 증발기 및 히터 코어로 송풍하는 블로어팬; 공조 케이스의 내부에 증발기 후방에서부터 히터 코어 후방까지 연장되어 공조 케이스 내부를 상하 유로로 구획하는 분리벽; 분리벽의 상하부에 개별 작동되도록 설치되어 히터 코어의 전방부를 개폐하는 제 1 및 제 2 온도조절도어; 그리고, 히터 코어 후방의 분리벽 상하부에 개별 작동되도록 설치되어 히터 코어의 후방부를 개폐하는 제 3 및 제 4 온도조절도어;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트는, 냉온기 믹스모드시 상기 제 1 및 제 3 온도조절도어가 히터 코어의 분리벽 상측을 개방 또는 폐쇄하며, 상기 제 2 및 제 4 온도조절도어가 분리벽 하측의 히터 코어를 상기 제 1 및 제 3 온도조절도어와 반대로 폐쇄 또는 개방하여 증발기를 통과한 냉기와 히터 코어를 통과한 온기가 독립된 유로를 통하여 서로 다른 벤트로 토출된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트의 구조 및 작용을 설명하기 위한 단면도, 도 3은 본 발명에 따른 공조 유니트에 적용된 온도조절도어를 나타낸 사시도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트의 냉방 벤트 모드시의 공기 흐름을 나타낸 단면도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트의 내기 냉방 1/2 바이레벨 모드시의 공기 흐름을 나타낸 단면도, 도 6은 본 발명의 일 실시예예 따른 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트의 외기 난방 플로어 모드시의 공기 흐름을 나타낸 단면도, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트의 외기 난방 디스로스트 모드시의 공기 흐름을 나타낸 단면도, 그리고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트의 냉/온기 믹스 모드시의 공기 흐름을 나타낸 단면도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트(100)는, 공조 케이스(200)의 입구측에 공기를 차실내로 강제로 송풍하는 블로어팬(300)이 설치되며, 이 블로어팬(300)의 후방에 증발기(E) 및 히터코어(H)가 일정 간격을 두고 각각 설치된다. 공조 케이스(200)의 내부에는 그 내부를 외기층인 상부의 제 1 유로(210)와 내기층인 하부의 제 2 유로(211)로 구획하는 분리벽(220)이 설치되며, 분리벽(220)의 상하부에는 개별 동작되어 히터 코어(H)의 전방을 개폐하는 제 1 및 제 2 온도조절도어(400)(500)가 각각 설치되고, 히터 코어(H) 후방에는 히터 코어(H)의 후방을 개폐하는 제 3 및 제 4 온도조절도어(600)(700)가 각각 설치된다.
또한, 공조 케이스(200)의 전방에는 분리벽(220)과 대략 동일한 높이의 격벽(230)에 의해 상하로 외기유입구(240)와 내기유입구(250)가 구획 형성된다. 이 공조 케이스(200)의 상부에는 디프로스트벤트(260)와 페이스벤트(270)가 각각 형성되고, 후방 하단부에는 공조 케이스(200)의 후방 벽체와 이 후방 벽체에서 내측으로 이격되는 배플(281)에 의해 저부를 향해 개구되는 플로어벤트(280)가 구비된다.
블로어팬(300)은 제 1 및 제 2 팬(310)(320)으로 양분된다. 제 1 팬(310)은 격벽(230) 상부의 외기유입구(240)측에 설치되어 공기를 상부의 제 1 유로(210)로 송풍하고, 제 2 팬(320)은 격벽(230) 하부의 내기유입구(250)측에 설치되어 공기를 하부의 제 2 유로(211)로 송풍한다. 상기 제 1 및 제 2 팬(310)(320)은 독립된 두 개의 팬으로 구성될 수 있으며, 또한, 상하로 양분된 하나의 팬으로 이루어질 수 있다.
분리벽(220)은 증발기(E)의 후방 대략 중앙에서부터 히터 코어(H) 중앙을 경유하여 히터 코어(H)의 후방까지 이어지며, 그 후단부에 페이스벤트(270)측으로 수직 연장되는 수직부(221)가 형성된다. 이 분리벽(220)의 수직부(221)에 의해 히터 코어(H)의 후방은 제 3 및 제 4 유로(212)(213)로 구획된다. 분리벽(220)의 히터 코어(H) 직후방에는 제 4 온도조절도어(700)의 자유단부가 접하는 하향 볼록부(222)가 구비된다.
제 1 및 제 2 온도조절도어(400)(500)는 증발기(E)와 히터 코어(H) 사이의 분리벽(220) 상하부에 그 선단부가 회동 가능하게 결합되어 히터 코어(H)의 전방부, 상하부, 그리고, 제 1 및 제 2 유로(210)(211)의 입구(210a)(211a)를 선택적으로 개폐한다. 증발기(E)의 후방 상하단부와 히터 코어(H)의 전방 상하단부에는 제 1 및 제 2 온도조절도어(400)(500)가 개폐 동작될 때 그 자유단부가 접하는 배플(216)(216a)(217)(217a)이 각각 형성된다.
제 1 온도조절도어(400)는, 도 3에서 보이는 바와 같이, 호형상의 막음판(410) 및 이 막음판(410)의 전면에 일정 간격을 두고 수직으로 연장 형성되 며 단부에 회전축(420)이 결합되는 부채꼴 형상의 측판(430)으로 이루어져 증발기(E)와 히터 코어(H) 사이의 분리벽(220) 상부에 회전축(420)을 매개로 하여 회동 가능하게 설치된다. 막음판(410)과 배플(216)(216a) 사이를 통하여 공기가 누설되지 않도록 막음판(410)의 상하단부에는 그 길이방향을 따라 공기누출차단부(411)(412)가 각각 형성된다[제 2 온도조절도어(500)는 제 1 온도조절도어(400)와 동일한 구조로 이루어지므로 구체적인 설명 및 도면은 생략한다].
제 1 및 제 2 온도조절도어(400)(500)는 독립된 액추에이터에 의해 개별적으로 동작되도록 제어된다.
제 3 온도조절도어(600)는 분리벽(220)의 수직부(221) 상단에 회동 가능하게 설치되며 자유단부가 히터 코어(H)의 배면 상단부에 접하여 히터 코어(H) 후방과 분리벽(220) 상측의 제 3 유로(212)를 개폐한다.
제 4 온도조절도어(700)는 히터 코어(H)의 배면 하단부에 회동 가능하게 결합되며 자유단부가 히터 코어(H) 직후방의 볼록부(222) 또는 플로어벤트측 배플(281)에 접하여 히터 코어(H)의 후방의 분리벽(220) 아래쪽 부분 또는 히터 코어(H) 하측의 제 2 유로(211)를 택일하여 개방한다.
제 3 및 제 4 온도조절도어(600)(700)는 판상으로 이루어지는 것이 바람직하다.
플로어벤트(280)를 개폐하는 플로어벤트 도어(282)는 일단부가 공조 케이스(200)의 내면에 회동 가능하게 결합되며 자유단부가 플로어벤트측 배플(281)에 접하거나 분리벽(220)의 수직부 하단부(223)에 접하여 플로어벤트(280)와 제 4 유로(213)를 선택적으로 개폐한다.
도면중 미설명부호 261은 디프로스터벤트 도어이며, 271은 페이스벤트 도어이다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트의 작용을 모드별로 구분하여 설명한다.
a. 믹스 모드(MIX MODE)
도 2는 난방 믹스 모드시 공기의 흐름을 보이기 위한 공조 유니트의 개략도이다.
믹스 모드에서 외기는 디프로스트벤트(260)를 통해 토출되고, 내기는 플로어 벤트(280)를 통하여 토출된다.
난방 믹스 모드가 선택되면 제 1 및 제 2 온도조절도어(400)(500)의 자유단부가 히터 코어(H) 상하단부의 배플(216)(216a)(217)(217a)에 접하여 제 1 및 제 2 유로(210)(211)의 입구(210a)(211a)는 폐쇄되며, 자연적으로 히터 코어(H)의 전방부는 개방된다. 동시에, 제 3 온도조절도어(600)의 자유단부가 히터 코어(H)의 상단부에서 떨어져 히터 코어(H) 후방의 제 3 유로(212)가 개방되고, 제 4 온도조절도어(700)의 자유단부가 히터 코어(H) 후방의 플로어벤트측 배플(281)에 접하여 히터 코어(H)의 분리벽(220) 하측 후방이 개방되는 한편, 히터 코어(H) 하부의 제 2 유로(211)가 폐쇄된다. 제 1 및 제 2 블로어(310)(320)에 의해 송풍되는 외기 및 내기는 히터 코어(H)를 통과하면서 온도가 상승하며, 외기는 디프로스트벤트(260)를 통하여 토출되는 한편, 내기는 플로어벤트(280)를 통하여 토출된다.
냉방 믹스 모드는 제 1 및 제 2 온도조절도어(400)(500)가 히터 코어(H) 전방부를 막고, 제 3 및 제 4 온도조절도어(600)(700)가 히터 코어(H) 후방부를 막는다. 따라서, 증발기(E)를 통과한 공기는 히터 코어(H)를 거치지 않고 제 1 및 제 2 유로(210)(211)를 통과한 후 디프로스트벤트(260)와 플로어벤트(280)를 통하여 토출된다.
b. 냉방 벤트 모드(RECIRCLE-COOL-VENT MODE)
도 4는 내기 냉방 벤트모드에 따른 공기의 흐름을 보인 것으로, 냉방 벤트 모드가 선택되면 페이스벤트(270)만 개방되고 나머지 벤트(260)(280)들은 닫히게 된다. 동시에, 제 1 및 제 2 온도조절도어(400)(500)에 의해 히터 코어(H)의 전방부가 막히고 제 1 및 제 2 유로(210)(211)의 입구(210a)(211a)는 개방된다. 또한, 히터 코어(H) 후방의 제 3 온도조절도어(600)의 자유단부가 히터 코어(H) 배면 상단에 접하는 한편, 제 4 온도조절도어(700)의 자유단부가 히터 코어(H) 직후방의 분리벽(220)의 볼록부(222)에 접하여 히터 코어(H)의 후방 역시 막히게 된다. 이렇게 되면, 증발기(E)를 통과한 공기중 분리벽(220) 상측의 공기는 제 1 유로(210)의 입구(210a)를 통하여 제 1 유로(210)를 통과한 후 상부의 페이스벤트(270)로 토출되고, 분리벽(220) 하측의 공기는 히터 코어(H)의 하측의 제 2 유로(211), 제 4 유로(213)를 통과하여 제 1 유로(210)에서 분리벽(220) 상측의 공기와 함께 페이스벤트(270)로 토출된다.
난방 벤트 모드는 제 1 및 제 2 온도조절도어(400)(500)가 제 1 및 제 2 유로(210)(211)의 입구(210a)(211a)를 막으면서 히터 코어(H)의 전방을 개방하고, 제 3 및 제 4 온도조절도어(600)(700)가 히터 코어(H)의 후방을 개방하여 상하부 공기는 히터 코어(H)를 각각 통과한 후, 페이스벤트(270)를 통해 토출된다.
c. 내기 1/2 냉방 바이레벨 모드(RECIRCLE-1/2COOL-BI-LEVEL MODE)
바이레벨 모드가 선택되면, 도 5에서 보는 바와 같이, 제 1 및 제 2 온도조절도어(400)(500)에 의해 제 1 및 제 2 유로(210)(211)의 입구(210a)(211a) 및 히터 코어(H) 전방이 대략 절반 정도씩 개방되고, 제 3 온도조절도어(600)에 의해 분리벽(220) 상측의 히터 코어(H) 후방이 개방되며, 제 4 온도조절도어(700)는 그 자유단부가 분리벽(220)의 볼록부(222)와 플로어벤트측 배플(281) 사이의 대략 중간부에 배치된다. 증발기(E)를 통과하여 온도가 낮아진 공기와 히터 코어(H)를 통과하여 온도가 올라간 공기는 각각 제 1 유로(210) 및 제 2 유로(211)에서 혼합되어 온도가 증발기(E)를 통과한 순간보다는 높지만 히터 코어(H)를 통과한 온기보다는 낮은 상태로 각각 페이스벤트(270)와 플로어벤트(280)로 토출된다.
d. 외기 난방 플로어 모드(FRESH-WARM-FLOOR MODE)
도 6은 난방 플로어 모드시 공기의 흐름을 보인 것으로, 플로어 모드는 유입된 공기중 대략 70% ~ 80%는 플로어벤트(280)로, 그리고, 20% ~ 30%는 디프로스트벤트(260)로 토출되는 것이다.
난방 플로어 모드가 선택되면 제 1 및 제 2 온도조절도어(400)(500)에 의해 제 1 및 제2 유로(210)(211)의 입구(210a)(211a)가 폐쇄되면서 히터 코어(H) 전방이 완전 개방되고, 제 3 및 제 4 온도조절도어(600)(700)에 의해 히터 코어(H) 후방이 개방되며, 플로어벤트 도어(282)의 자유단부가 제 4 유로(213)중에 위치되어 제 4 유로(213)의 대략 30% 정도만 개방되고, 디프로스트벤트(260)는 대략 절반정도 개방된다.
히터 코어(H)의 하측을 통과한 공기는 플로어벤트(280)를 통하여 토출되고, 상측 공기의 일부는 디프로스트벤트(260)를 통하여 토출되는 한편, 나머지 공기는 디프로스트벤트(260)의 개도가 작기 때문에 분리벽(220) 상측의 정압이 하측의 정압보다 높아 상하측의 정압차에 의하여 제 4 유로(213)를 통하여 플로어벤트(280)로 토출된다.
냉방 플로어모드가 선택되면 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 온도조절도어(400)(500)(600)(700)에 의해 히터 코어(H)의 전후방 모두가 폐쇄되어 증발기(E)를 통과하면서 냉각된 공기가 각 벤트(260)(280)로 토출된다.
e. 외기 난방 디프로스트 모드(FRESH-WARM-DEFROST MODE)
도 7은 난방 디프로스트 모드시 공기 흐름을 보인 것으로, 난방 디프로스트 모드가 선택되면, 제 1 및 제 2 온도조절도어(400)(500)에 의해 히터 코어(H)의 전방이 개방되면서 제 1 및 제 2 유로(210)(211)의 입구(210a)(211a)가 폐쇄되고, 제 3 및 제 4 온도조절도어(600)(700)에 의해 히터 코어(H)의 후방이 개방된다. 히터 코어(H)를 통과하면서 온도가 상승한 고온의 공기는 제 3 및 제 4 유로(212)(213)를 따라 흐르다가 제 1 유로(210)에서 모아져 디프로스트벤트(260)로 토출된다.
한편, 본 발명에 따른 공조유니트는 2층 공기유동시스템을 실현함과 아울러, 냉기와 온기가 동시에 송풍될 수 있도록 하여 플로어벤트를 통해 온기가 토출되고 디프로스트벤트를 통하여 냉기가 토출되거나 반대로, 플로어벤트를 통해서 냉기가 토출됨과 아울러, 디프로스트벤트를 통해 온기가 토출되도록 할 수 있는 것을 특징으로 한다.
도 8은 냉온기 믹스모드를 도시한 것으로, 이에 도시된 바와 같이, 냉온기 믹스모드가 선택되면, 증발기(E)와 히터 코어(H) 모두 작동되고 디프로스트벤트(260)와 플로어벤트(280)가 완전 개방된다. 동시에, 제 1 온도조절도어(400)에 의해 히터 코어(H)의 전방이 폐쇄되면서 제 1 유로(210)의 입구(210a)가 개방되고, 제 3 온도조절도어(600)에 의해 히터 코어(H)의 후방이 폐쇄되며, 제 2 온도조절도어(500)에 의해 제 2 유로(211)의 입구(211a)가 폐쇄되면서 히터 코어(H)이 전방이 개방되고, 제 4 온도조절도어(700)에 의해 제 2 유로(211)의 출구(211b)가 폐쇄되면서 히터 코어(H) 후방이 개방한다. 이에 의하여, 격벽(230)의 상측으로 유입된 공기는 증발기(E)를 통과하면서 제습된 후, 제 1 온도조절도어(400)에 의해 히터 코어(H)를 통과하지 못하고 제 1 유로(210)를 통하여 디프로스트벤트(260)로 토출된다. 한편, 격벽(230)의 하측으로 유입된 공기는 증발기(E)를 통과하면서 제습된 후, 계속해서 히터 코어(H)를 통과하여 온도가 상승되어 플로어벤트(280)를 통해 토출된다.
다시 설명하면, 늦가을 비가 올 때 운전자는 차량의 실내 온도를 따뜻하게 유지하면서 전면 유리를 빠른 시간에 제상하기를 원하게 되며, 이 때, 앞서 설명한 바와 같이, 제 1 및 제 2 온도조절도어(400)(500)가 개별 작동되어 증발기(E)를 통과하여 제습된 공기는 디프로스트벤트(260)로 토출되어 성에를 빠른 시간에 제거할 수 있으며, 아울러, 증발기(E)를 통과하여 제습된 하측 공기는 히터 코어(H)를 통 과하면서 온도가 상승된 후 플로어벤트(280)를 통하여 차량 실내에 토출되어 차량 실내 온도를 상승시키게 된다. 즉, 디프로스트벤트(260)를 통해서는 제습된 공기가 공급되어 제상이 빠른 시간에 이루어지고, 플로어벤트(280)를 통해서는 실내 공기보다 온도가 높은 온기가 공급되어 실내 온도가 높아짐으로써 차내 탑승자는 따뜻한 기운을 느낄 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트는, 증발기(E)와 히터 코어(H)의 사이에 상하로 구획하는 수평 분리벽(220)이 형성되어 상부층의 공기와 하부층의 공기가 다른 유로층으로 누출되지 않는다.
그리고, 성질이 다른 공기 즉, 냉기, 온기가 독립된 유로를 통하여 순환되어 차량 실내에 온기가 공급되면서 성에 제거를 위해 글라스에는 냉기가 공급되거나 반대로, 실내에 냉기가 공급되면서 글라스에 온기가 공급될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트에 의하면, 믹스 모드시 하부 유로를 따라 흐르는 습한 내기가 외기층인 상부 유로로 누출되지 않으므로 순수 외기만으로 성에를 제거하여 성에제거성능을 높일 수 있다.
그리고, 냉기와 온기가 분리되어 플로어벤트와 디프로스트벤트에 공급되므로 차내 탑승자는 차내에 공급되는 공기의 온도로 인한 불쾌감을 해소할 수 있으며, 글라스에 발생된 성에를 효과적으로 제거할 수 있는 등의 효과가 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (2)

  1. 입구는 외기유입구와 내기유입구로 구획되며, 출구에는 디프로스트벤트, 페이스벤트 및 플로어벤트가 형성된 공조 케이스;
    상기 공조 케이스의 내부에 내외기유입구측에서부터 순차적으로 일정간격을 두고 장착되는 증발기 및 히터 코어;
    상기 공조 케이스의 내부에 상기 증발기의 후방에서부터 상기 히터 코어를 경유하여 히터 코어의 후방까지 연장되어 상기 공조 케이스 내부를 상하로 구획하는 분리벽; 그리고,
    상기 공조 케이스의 내외기유입구측에 설치되어 내외기를 강제로 상기 증발기 및 히터 코어로 송풍하는 블로어팬을 포함하여 이루어진 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트에 있어서,
    상기 분리벽의 상하부에 개별 작동되도록 설치되어 상기 히터 코어의 전방부를 각각 개폐하는 제 1 및 제 2 온도조절도어;
    상기 히터 코어 후방의 분리벽 상하부에 개별 작동되도록 설치되어 상기 히터 코어의 후방부를 각각 개폐하는 제 3 및 제 4 온도조절도어;를 포함하여 이루어지며,
    이에 의해 냉온기 믹스모드시 상기 제 1 및 제 3 온도조절도어가 히터 코어의 분리벽 상측을 개방 또는 폐쇄하며, 상기 제 2 및 제 4 온도조절도어가 분리벽 하측의 히터 코어를 상기 제 1 및 제 3 온도조절도어와 반대로 폐쇄 또는 개방하여 상기 증발기를 통과한 냉기 및 히터 코어를 통과한 온기가 플로어벤트와 디프로스트벤트 중 서로 다른 벤트로 각각 토출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 온도조절도어는,
    호형상으로 이루어지며 상기 히터 코어의 전면부를 막는 막음부와, 상기 막음부의 일면에 일정 간격을 두고 수직으로 연장 형성되며 상기 증발기측을 향하는 단부가 회전축을 매개로 하여 회전 가능하게 결합되는 부채꼴 형상의 측판부로 이루어진 것을 특징으로 하는 2층 공기유동시스템을 갖는 공조 유니트.
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