KR100788401B1 - 자동차용 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 공기조화기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉,난방 시 공기가 해당 열교환기로 바로 진행될 수 있도록 하여 그 성능을 높일 수 있으며, 증발기와 히터코어 사이에 벽을 배제하고 이 공간에 온도조절밸브를 설치함으로써 부피를 줄일 수 있으며, 설치되는 밸브의 개수를 최소화하여 부품수량과 조립공수를 감소시킬 수 있는 자동차용 공기조화기에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 공기를 유입하기 위한 공기유입구와 유입된 공기를 배출시키는 토출구가 각각 형성된 케이스와 상기 공기유입구로 부터의 공기를 가열하도록 상기 케이스의 내측에 마련되는 히터코어와 상기 공기유입구로 부터의 공기를 냉각시키도록 상기 케이스의 내측에 마련되며, 상기 히터코어와는 일정간격을 유지하는 증발기와 상기 케이스 내부의 상기 히터코어와 증발기 사이에 형성되는 챔버와 상기 공기유입구로 부터 유입된 공기의 진행방향을 상기 히터코어측 또는 증발기측으로 가변시킬 수 있도록 상기 챔버에 설치되는 온도조절밸브를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

자동차, 공기조화기, 증발기, 히터코어, 냉방, 난방

Description

자동차용 공기조화기{Air Conditioner for Automobile}

도 1은 종래의 자동차용 공기조화기를 나타낸 단면도,

도 2와 도 3은 본 발명에 따른 자동차용 공기조화기를 나타낸 단면도,

도 4는 도 3의 냉방모드시의 작동상태를 나타낸 단면도,

도 5는 도 3의 난방모드시의 작동상태를 나타낸 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 자동차용 공기조화기에서 온도조절밸브의 작동상태를 나타낸 예시도.

<도면 주요부분에 대한 부호의 설명>

1,50 : 케이스 1a : 유입구

2 : 토출구 2a : 밸브

3 : 칸막이 5,65 : 온도조절밸브

7,80: 증발기 9,70 : 히터코어

10,100 : 공기조화기 51 : 제 1토출구

51a : 플레이트밸브 52 : 제 2토출구

52a : 로터리밸브 55 : 공기유입구

60 : 챔버 C : 챔버의 횡단면 중심선

본 발명은 냉,난방 시 공기가 해당 열교환기로 바로 진행될 수 있도록 하여 그 성능을 높일 수 있으며, 증발기와 히터코어 사이에 벽을 배제하고 이 공간에 온도조절밸브를 설치함으로써 부피를 줄일 수 있으며, 설치되는 밸브의 개수를 최소화하여 부품수량과 조립공수를 감소시킬 수 있는 자동차용 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 실내온도를 적정온도로 유지하기 위해 공기조화장치를 구비한다.

상기 공기조화장치는 공기를 유입시키기 위한 유입구와 유입된 공기를 가열 또는 냉각시키기 위한 열교환기와 열교환된 공기를 토출시키기 위한 토출구를 구비한다.

또한, 이러한 공조장치에는 열교환되는 공기의 풍량과 풍향을 선택적으로 제어하기 위해 다수개의 밸브가 내설된다.

이하에서는 종래의 자동차용 공조장치에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 설명하기로 한다.

도 1은 종래의 자동차용 공기조화기를 나타낸 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 공기조화기(10)는 크게 케이스(1), 증발기(7), 히터코어(9)로 구성된다.

상기 케이스(1)는 내부부품을 수용하고 케이싱하기 위해 마련되며, 도면부호 1a의 유입구(1a)는 상기 케이스(1) 내부로 공기를 유입시키도록 상기 케이스(1)의 일부가 개방되어 형성된다.

그리고, 상기 케이스(1)의 내측에는 유입된 공기를 가열 또는 냉각시키기 위해 증발기(7)와 히터코어(9)가 각각 설치된다.

이때, 상기 증발기(7)와 히터코어(9)는 공기조화기(10) 전체의 부피를 줄일 수 있도록 상호 평행되게 설치된다.

또한, 상기 증발기(7)와 히터코어(9) 사이에는 칸막이(3) 또는 격벽이 구비되며, 상기 칸막이(3)를 중심으로 증발기(7) 측은 유입구(1a)와 연통된다.

한편, 상기 공기조화기(10)의 내부에는 상기 히터코어(9) 측으로의 공기유량을 제어하기 위해 온도조절밸브(5)가 설치된다.

아울러, 상기 케이스(1)에는 내부에서 상기 증발기(7) 또는 히터코어(9)를 통해 열교환된 공기가 외부로 토출될 수 있도록 다수개의 토출구(2)가 형성된다.

이때, 상기 토출구(2)들에는 각각 밸브(2a)가 설치된다.

상기와 같은 구성을 갖는 종래의 자동차용 공기조화기(10)의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 유입구(1a)를 통해 외부의 공기가 유입되면, 유입된 공기는 증발기(7)와 히터코어(9) 사이의 칸막이(3)에 의해 히터코어(9) 측으로 이동되지 않고 증발기(7)를 거쳐 온도조절밸브(5)에 이르게 된다.

그리고, 상기 온도조절밸브(5)는 공기를 상기 히터코어(9) 측으로 유도하거나 상기 토출구(2)를 통해 바로 토출시킨다.

즉, 상기 온도조절밸브(5)는 공기의 상기 히터코어(9) 측으로의 이동을 단속하거나 그 양을 가변시킴으로써, 공기의 온도를 조절하는 것이다.

상기와 같은 종래 자동차용 공기조화기(10)의 냉,난방시 공기의 이동경로를 살펴보면,

먼저, 냉방시에는 유입구(1a) → 증발기(7) → 온도조절밸브(5) → 토출구(2)의 경로를 갖으며, 난방시에는 유입구(1a) → 증발기(7) → 온도조절밸브(5) → 히터코어(9) → 토출구(2)의 경로를 갖게 된다.

상기한 바에 의해 알 수 있듯, 종래의 자동차용 공기조화기(10)에서는 냉,난방에 관계없이 상기 공기조화기(10) 내부의 공기가 모두 증발기(7)를 거치게 된다.

이와 같은 구조는 난방시 이동되는 공기의 손실을 야기하여 난방능력의 저하를 초래하였다.

또한, 종래 자동차용 공기조화기(10)에서는 증발기(7)와 히터코어(9) 사이가 칸막이(3) 등으로 구획되어 있어야만 했고 상기 히터코어(9) 측으로의 공기를 단속,제어 하는 온도조절밸브(5)도 공기조화기(10) 내부 공기 이동로 상의 공간에 설치되었다.

따라서, 전반적으로 상기 공기조화기(10)의 부피가 커지는 문제점이 있었으며, 상기 증발기(7)와 히터코어(9)의 설치시 상기 증발기(7)와 히터코어(9) 사이를 구획하는 부재(예를 들어 칸막이)가 장애가 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로써 본 발명 의 목적은 냉,난방 시 공기가 해당 열교환기로 바로 진행될 수 있도록 하여 그 성능을 높일 수 있는 자동차용 공기조화기를 제공하는데 있다.

아울러, 본 발명의 또 다른 목적은 증발기와 히터코어 사이에 벽을 배제하고, 설치되는 밸브의 개수를 최소화하여 그 부피와 부품수량 및 조립공수를 감소시킬 수 있는 자동차용 공기조화기를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 공기를 유입하기 위한 공기유입구와 유입된 공기를 배출시키는 토출구가 각각 형성된 케이스와 상기 공기유입구로 부터의 공기를 가열하도록 상기 케이스의 내측에 마련되는 히터코어와 상기 공기유입구로 부터의 공기를 냉각시키도록 상기 케이스의 내측에 마련되며, 상기 히터코어와는 일정간격을 유지하는 증발기와 상기 케이스 내부의 상기 히터코어와 증발기 사이에 형성되는 챔버와 상기 공기유입구로 부터 유입된 공기의 진행방향을 상기 히터코어측 또는 증발기측으로 가변시킬 수 있도록 상기 챔버에 설치되는 온도조절밸브를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 보다 명확히 설명될 수 있을 것이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 더불어 상세히 설명한다.

도 2와 도 3은 본 발명에 따른 자동차용 공기조화기를 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 2의 냉방모드시의 작동상태를 나타낸 단면도이고, 도 5는 도 2의 난방모드시의 작동상태를 나타낸 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 자동차용 공기조화기에서 온도조절밸브의 작동상태를 나타낸 예시도 이다.

도 2 와 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 공기조화기(100)는 크게 케이스(50), 히터코어(70), 증발기(80), 챔버(60)로 구성된다.

상기 케이스(50)는 내부부품을 케이싱하며, 도면상 대략 중심에는 공기를 유입하기 위한 공기유입구(55)가 형성되고, 상측에는 유입된 공기를 배출시키는 다수개의 토출구(51,52)가 각각 형성된다.

그리고, 상기 케이스(50)의 내부에는 유입된 공기를 열교환시키도록 히터코어(70)와 증발기(80)가 각각 설치된다.

이때, 상기 히터코어(70)와 증발기(80)는 상기 챔버(60)를 사이에 두고 상호 일정간격을 유지한다.

보다 상세히 설명하면, 상기 히터코어(70)와 증발기(80)는 상기 챔버(60)를 중심으로 상호 대향되는데, 바람직하게는 상기 히터코어(70)는 상기 챔버(60)의 상측에, 상기 증발기(80)는 상기 챔버(60)의 하측에 각각 위치하도록 설치되는 것이 좋다.

아울러, 상기 히터코어(70)와 증발기(80)는 상기 챔버(60)의 횡방향 중심선(C)과 수평을 이루도록 설치가 가능하며, 상기 히터코어(70)와 증발기(80)의 열교환율을 고려하면, 상기 히터코어(70)와 증발기(80)는 상기 챔버(60)의 횡방향 중심선(C)과 일정각도를 이루며 경사지게 설치되는 것이 바람직하다.

더욱, 바람직하게는 상기 히터코어(70)와 증발기(80)는 상기 챔버(60)의 횡방향 중심선(C)에서 45° 범위내의 경사각을 이루도록 설치되는 것이 좋다.

한편, 상기 챔버(60)는 전술한 바와 같이, 상기 케이스(50) 내부의 상기 히터코어(70)와 증발기(80) 사이에 형성되는데, 이때, 상기 챔버(60)는 외부의 공기가 바로 유입될 수 있도록 그 일측면이 상기 케이스(50)의 공기유입구(55)가 형성된 면과 일치한다. 그리고 상기 공기유입구(55)로 부터 유입된 공기가 상기 히터코어(70)와 증발기(80)를 거쳐 진행될 수 있도록 상측 과 하측이 각각 개방된다. 또한, 상기 챔버(60)에서 상기 공기유입구(55)가 형성된 측과 상측, 하측을 제외한 나머지 측은 모두 밀폐된다.

이는 공기유입구(55)로 부터 공기를 받아들이고, 이 공기를 히터코어(70)와 증발기(80)가 위치하는 상측과 하측으로만 이동시키기 위함이다.

그리고, 상기 챔버(60)의 내측에는 온도조절밸브(65)가 설치되는데, 상기 온도조절밸브(65)는 상기 챔버(60)의 상,하측을 개방 또는 폐쇄시켜 상기 공기유입구(55)로 부터 유입된 공기의 진행방향을 상기 히터코어(70)측(상측) 또는 증발기(80)측(하측)으로 가변시킨다.

상기 온도조절밸브(65)는 상기 챔버(60)의 내벽에 판 등의 부재가 힌지 결합되어 구성될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 온도조절밸브(65)는 상,하 방향으로 구동되어 상기 챔버(60)의 상,하측을 선택적으로 개방 또는 폐쇄시킨다.

한편, 상기 토출구(51,52)는 상기 케이스(50)의 외주면에 형성되는 것인데, 본 실시예에서는 상기 케이스(50)에 제 1토출구(51), 그리고 상기 제 1토출구(51)와 인접하여 상기 케이스(50)의 외주면에 형성되는 제 2토출구(52)로, 복수개의 토출구(51,52)가 구성된다.

이때, 상기 제 1 및 제 2토출구(51,52)에는 각각 밸브(51a,52a)가 설치되는데, 여기서, 상기 제 1토출구(51)에는 플레이트밸브(51a)가 형성되어도 무방하나, 상기 제 2토출구(52)에는 로터리밸브(52a)가 형성되는 것이 바람직하다.

이하에서는 상기와 같은 구성과 구조를 갖는 본 발명에 따른 자동차용 공기조화기의 작용 및 원리에 관해 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 난방시에는 먼저 공기유입구(55)를 통해 공기가 챔버(60) 내로 유입된다. 이때, 상기 챔버(60) 내의 온도조절밸브(65)는 상기 챔버(60)의 히터코어(70)가 위치한 상측은 개방하고, 증발기(80)가 위치한 하측은 폐쇄하여 유입된 공기는 상기 히터코어(70)측(상측)으로만 이동된다.

상기 히터코어(70) 측으로 이동된 공기는 상기 히터코어(70)에서의 열교환작용으로 가열된 뒤 제 1 및 제 2토출구(51,52)의 입구에 이르고, 상기 각 토출구(51,52)에 설치된 밸브(51a,52a)의 개폐 여부에 따라 해당 토출구(51,52)로 토출된다.

한편, 냉방시에는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 챔버(60) 내의 온도조절밸 브(65)가 상기 챔버(60)의 증발기(80)가 위치한 측은 개방하고, 히터코어(70)가 위치한 측은 폐쇄하여 공기유입구(55)를 통해 유입된 공기는 상기 증발기(80) 측으로만 이동된다.

상기 증발기(80) 측으로 이동된 공기는 상기 증발기(80)에서의 열교환작용으로 냉각된 뒤 제 1 및 제 2토출구(51,52)의 입구에 이르고, 상기 각 토출구(51,52)에 설치된 밸브(51a,52a)의 개폐 여부에 따라 해당 토출구(51,52)로 토출된다.

상술한 구조에 의하면, 냉,난방시 공기가 다른 열교환기를 거치지 않고 해당 열교환기로 바로 이동되는 것이 가능하다.

아울러, 본 발명에 따른 자동차용 공기조화기(100)에서는 상기 제 2토출구(52)에 로터리밸브(52a)를 설치하여 상기 제 2토출구(52)의 닫힘시 내부 공기가 상기 로터리밸브(52a)의 벽면을 따라 안내되어 이동될 수 있게 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 공기조화기는 냉,난방 시 공기가 해당 열교환기로 바로 진행될 수 있도록 하여 그 성능을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 증발기와 히터코어 사이에 벽을 배제하고 이 공간에 온도조절밸브를 설치함으로써 부피를 줄일 수 있으며, 설치되는 밸브의 개수를 최소화하여 부품수량과 조립공수를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 공기를 유입하기 위한 공기유입구(55)와 유입된 공기를 배출시키는 토출구(51,52)가 각각 형성된 케이스(50);

   상기 공기유입구(55)로 부터의 공기를 가열하도록 상기 케이스(50)의 내측에 마련되는 히터코어(70);

   상기 공기유입구(55)로 부터의 공기를 냉각시키도록 상기 케이스(50)의 내측에 마련되며, 상기 히터코어(70)와는 일정간격을 유지하는 증발기(80);

   상기 케이스(50) 내부의 상기 히터코어(70)와 증발기(80) 사이에 형성되는 챔버(60);

   상기 공기유입구(55)로 부터 유입된 공기의 진행방향을 상기 히터코어(70)측 또는 증발기(80)측으로 가변시킬 수 있도록 상기 챔버(60)에 설치되는 온도조절밸브(65);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 공기조화기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 챔버(60)는 그 일측면이 상기 케이스(50)의 공기유입구(55)가 형성된 면과 일치하고, 상기 공기유입구(55)로 부터 유입된 공기가 상기 히터코어(70)와 증발기(80)를 거쳐 진행될 수 있도록 상측 과 하측이 각각 개방되며, 상기 공기유입구(55)가 형성된 측과 상측, 하측을 제외한 나머지 측은 모두 밀폐되는 것을 특징으로 하는 자동차용 공기조화기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 히터코어(70)와 증발기(80)는 상기 챔버(60)를 중심으로 상호 대향되는 것을 특징으로 하는 자동차용 공기조화기.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 히터코어(70)는 상기 챔버(60)의 상측에, 상기 증발기(80)는 상기 챔버(60)의 하측에 각각 위치하는 것을 특징으로 하는 자동차용 공기조화기.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 히터코어(70)와 증발기(80)는 상기 챔버(60)의 횡방향 중심선(C)과 수평을 이루는 것을 특징으로 하는 자동차용 공기조화기.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 히터코어(70) 및 증발기(80)는 상기 챔버(60)의 횡방향 중심선(C)에서 45°범위내의 경사각을 이루는 것을 특징으로 하는 자동차용 공기조화기.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 토출구(51,52)는 상기 케이스(50)의 상측 외주면에 형성된 제 1토출구(51)와;

   상기 제 1토출구(51)와 인접하여 상기 케이스(50)의 상측 외주면에 형성된 제 2토출구(52);로 구성되며, 상기 제 1 및 제 2토출구(51,52)에는 각각 밸브(51a,52a)가 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 공기조화기.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 제 2토출구(52)에 설치되는 밸브는 로터리밸브(52a) 인 것을 특징으로 하는 자동차용 공기조화기.

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