KR101062649B1 - 차량용 공조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 히터코어 상측의 유로를 가로방향으로 분할하도록 배플을 형성하여 바람이 한쪽으로 쏠리지 않도록 분산시킴으로서 소음을 방지한 차량용 공조장치에 관한 것이다.

이에 본발명은 입구측에 공기유입구(112)가 형성되고 출구측에는 디프로스트벤트(113), 페이스벤트(114), 플로어벤트(115)가 형성되며 상기 공기유입구(112)와 각 벤트(113)(114)(115)들을 연통시키도록 내부에 유로(111)를 갖는 공조케이스(110)와, 상기 공조케이스(110)의 유로(111)상에 순차적으로 설치되는 증발기(102) 및 히터코어(103)와, 상기 각각의 벤트(113)(114)(115)를 향하는 유로(111)를 선택적으로 개폐하는 다수의 모드도어(117)를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 플로어벤트(115)를 향하는 유로(111b)와 격벽(118)으로 구분되는 상기 히터코어(103) 상측의 유로(111a)에 이 유로(111a)를 분할하는 배플(120)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

공조장치, 공조케이스, 배플, 열교환기, 소음, 유로

Description

차량용 공조장치{Air conditioning device for Vehicles}

도 1은 종래의 공조장치를 나타내는 단면도,

도 2는 종래의 공조장치에서 공조케이스 내부의 공기유동 상태를 분석한 그림,

도 3은 종래의 공조장치에서 히터코어 상측 유로에 대해 공조케이스 측면에서 모달시험을 한 결과를 나타내는 그래프,

도 4는 본 발명에 따른 공조장치를 나타내는 단면도 및 부분확대도,

도 5는 본 발명에 따른 공조장치와 종래 공조장치의 소음을 비교한 그래프이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

100: 공조장치 101: 열교환기 유닛

102: 증발기 103: 히터코어

110: 공조케이스 111: 유로

111a: 히터코어 상측 유로 111b: 플로어벤트 유로

112: 공기유입구 113: 디프로스트벤트

113a: 디프로스트 도어 114: 페이스벤트

114a: 페이스 도어 115: 플로어벤트

115a: 플로어 도어 116: 템프도어

117: 모드도어 118,118a: 격벽

120: 배플 130: 전방가상선

131: 후방가상선

ℓ: 배플의 길이

L: 전방가상선과 후방가상선을 연결하는 직선 최대길이

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 히터코어 상측의 유로를 가로방향으로 분할하도록 배플을 형성하여 바람이 한쪽으로 쏠리지 않도록 분산시킴으로서 소음을 방지한 차량용 공조장치에 관한 것이다.

일반적인 차량의 공조장치는 차량 외부의 공기를 차량 실내로 도입하거나, 차량 실내의 공기를 순환시키는 과정에서 가열 또는 냉각시킴으로써 차량 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 것으로, 냉각작용을 위한 증발기와, 가열작용을 위한 히터코어가 구비된 열교환기 유닛과, 상기 열교환기 유닛으로 공기를 강제송풍하는 송풍기유닛을 포함하여 이루어져 있다.

도 1 은 이러한 공조장치 중에서 세미-센터 타입(Semi-center type) 공조장치(1)의 열교환기 유닛 내부구조를 일예로 나타내는 단면도로서, 도시된 바와 같이, 입구측에 공기유입구(12)가 형성되고 출구측에는 디프로스트벤트(13), 페이스 벤트(14), 플로어벤트(15)가 형성되며 상기 공기유입구(12)와 각 벤트(13)(14)(15)들을 연통시키도록 내부에 유로(11)를 갖는 공조케이스(10)와, 상기 공조케이스(10)의 유로(11)상에 순차적으로 설치되는 증발기(2) 및 히터코어(3)와, 상기 증발기(2)를 통과하여 송풍되는 공기를 히터코어(3)에 선택적으로 유도하는 템프도어(16) 및 상기 히터코어(3)를 선택적으로 거친 공기를 차실내의 특정위치와 연통하는 각 덕트(미도시)로 선택적으로 배분하도록 유도하는 디프로스트(13a), 페이스(14a), 플로어 도어(15a)로 이루어진 다수의 모드도어(17)를 포함하여 구성되어 있다.

그리고, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 공기유입구(12)와 연결되어 상기 공조케이스(10) 내부로 공기를 강제송풍하는 송풍기 유닛이 설치된다.

이와 같은 공조장치(1)에 의하면 상기 송풍기 유닛으로 부터 공조케이스(10) 내로 유입된 공기가 상기 증발기(2)를 통과하게 되고 이 공기는 템프도어(16)에 의해 히터코어(3)를 선택적으로 거치는 과정에서 냉각 또는 가열되며, 이와 같이 냉각 또는 가열된 공기는 상기 모드도어(17)에 의해 유도되어 상기 디프로스트(13), 페이스(14), 플로어벤트(15)와 연결된 각 덕트를 통해 차량 실내로 공급됨으로써 냉방 또는 난방작용이 이루어지는 것이다.

여기서, 상기 플로어도어(15a)는 저풍량시 상,하 온도차가 발생할 수 있도록 회전축을 중심으로 양측에 플레이트가 각각 형성된 센터 피봇도어로 구성되는데, 즉, 상기 플로어도어(15a)는 저풍량시 상기 증발기(2)를 통과한 냉기는 디프로스트벤트(13) 또는 페이스벤트(14)측으로 향하고 히터코어(3)를 통과한 온기는 상기 플 로어도어(15a)를 따라 플로어벤트(15)측으로 유동하도록 하여 냉기와 온기를 분리하는 역할을 한다.

그러나, 도 2 에 도시된 바와 같이, 난방모드시 상기 증발기(2)를 거쳐 상기 히터코어(3)를 통과한 공기가 거의 180° 꺽여서 상기 각 벤트(13)(14)(15)를 향해 유동하게 되는데, 이처럼 상기 히터코어(3)를 통과한 공기가 180°에 가깝게 회전을 하기 때문에 상기 히터코어(3) 상측의 유로(11)에서는 공기가 한쪽으로 쏠리는 현상이 발생하여 이 부분에서 가장 강한 유속이 나타나게 되는데, 이때 도 3 에서와 같이 상기 히터코어(3) 상측 유로(11)의 공조케이스(10) 측면에 진동센서를 설치하여 측정한 결과 50, 120, 160Hz 부근의 특정 주파수에서 고유진동수를 가지며 공진음이 발생하였고, 특히 160Hz대의 공진음 발생시 그 진동이 공조케이스(10) 전체로 퍼지면서 소음이 가장 크게 증가하는 문제가 있었다.

상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 상기 히터코어 상측의 유로를 가로방향으로 분할하도록 배플을 형성하여 바람이 한쪽으로 쏠리지 않도록 분산시킴으로서 특정 주파수대에서 발생하는 진동 및 소음을 방지한 차량용 공조장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 입구측에 공기유입구가 형성되고 출구측에는 디프로스트벤트, 페이스벤트, 플로어벤트가 형성되며 상기 공기유입구와 각 벤트들을 연통시키도록 내부에 유로를 갖는 공조케이스와, 상기 공조케이스의 유로상에 순차적으로 설치되는 증발기 및 히터코어와, 상기 각각의 벤트를 향하는 유로를 선택적으로 개폐하는 다수의 모드도어를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 히터코어 상측에, 상기 플로어벤트를 향하는 유로와 격벽으로 구분되어 상기 히터코어를 통과한 온풍 공기가 유동하는 유로가 형성되고, 상기 유로의 내부에는 온풍 공기를 편중되지 않게 분산 유동시키도록 상기 유로 내부를 분할하는 배플이 형성되고, 상기 배플은, 상기 히터코어 상측의 유로를 형성하는 상,하 격벽의 전방측 평행 끝지점을 각각 연결하는 전방가상선과 후방측 평행 끝지점을 각각 연결하는 후방가상선 사이에 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

종래에 있어서와 동일한 부분에 대한 반복되는 설명은 생략한다.

도 4는 본 발명에 따른 공조장치를 나타내는 단면도 및 부분확대도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공조장치(100)는, 공조케이스(110)내에 증발기(102) 및 히터코어(103)가 설치되는 열교환기 유닛(101)과, 상기 공조케이스(110)에 연결 설치되어 공조케이스(110) 내부로 공기를 강제송풍하도록 내부에 블로어(미도시)가 설치된 송풍기 유닛(미도시)으로 구성된다.

상기 열교환기 유닛(101)은 입구측에 공기유입구(112)가 형성되고 출구측에는 디프로스트벤트(113), 페이스벤트(114), 플로어벤트(115)가 형성되며 상기 공기유입구(112)와 각 벤트(113)(114)(115)들을 연통시키도록 내부에 유로(111)를 갖는 공조케이스(110)와, 상기 공조케이스(110)의 유로(111)상에 순차적으로 설치되는 증발기(102) 및 히터코어(103)와, 상기 증발기(102)를 통해 송풍되는 공기를 히터코어(103)에 선택적으로 유도하는 템프도어(116) 및 상기 히터코어(103)를 선택적으로 거친 공기를 차실내의 특정위치와 연통하는 각 덕트(미도시)로 선택적으로 배분하여 유도하는 디프로스트(113a), 페이스(114a), 플로어 도어(115a)로 이루어진 다수의 모드도어(117)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 공기유입구(112)측에는 상기 송풍기 유닛이 설치되어 내,외기를 선택적으로 도입한 후 상기 공조케이스(110) 내부로 강제송풍하게 된다.

또한, 공조케이스(110) 내부에 형성되는 격벽(118)에 의해 디프로스트벤트(113) 및 페이스벤트(114)를 향하는 유로와 플로어벤트(115)를 향하는 유로(111b)가 구획된다.

이러한 공조장치에 있어서, 상기 히터코어(103) 상측에는, 상기 플로어벤트(115)를 향하는 유로(111b)와 격벽(118)으로 구분되어 상기 히터코어(103)를 통과한 온풍 공기가 유동하는 유로(111a)가 형성되고, 상기 유로(111a)의 내부에는 온풍 공기를 편중되지 않게 분산 유동시키도록 상기 유로(111a) 내부를 분할하는 일정한 길이(ℓ)의 배플(120)이 형성된다.

여기서, 상기 배플(120)은 상기 히터코어(103) 상측의 유로(111a)를 가로방향으로 이등분하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 배플(120)은 상기 히터코어(103) 상측의 유로(111a)를 형성하기 위한 상,하 격벽(118)(118a)의 전방측 평행 끝지점을 각각 연결하는 전방가상선(130)과 상기 상,하 격벽(118)(118a)의 후방측 평행 끝지점을 각각 연결하는 후방가상선(131) 사이에 형성된다.

아울러, 상기 배플(120)은 상기 후방가상선(131)을 시작점으로 하여 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 배플(120)이 상기 후방가상선(131)을 시작점으로 하여 형성됨으로서 상기 히터코어(103)를 통과한 바람이 상기 히터코어(103) 상측의 유로(111a)를 통과 할 때, 상기 배플(120)의 상,하측으로 균일하게 분산되어 유동하게 된다.

만일 상기 배플(120)의 시작점이 상기 후방가상선(131)에서 벗어나게 되면 바람이 상기 배플(120)의 상,하측으로 균일하게 분산되지 않게 된다. 이렇게 바람이 상기 배플(120)의 상,하측으로 균일하게 분사되지 않게 되면 종래와 같이 바람이 한쪽으로 쏠리게 되어 소음이 증가될 우려가 있다.

또한, 상기 배플(120)의 길이(ℓ)는 상기 전방가상선(130)과 후방가상선(131)을 연결하는 직선의 최대길이를 L 이라 할 때, 적어도 L/3 이상으로 형성하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 직선은 상기 히터코어(103) 상측의 유로(111a)를 형성하는 상,하 격벽(118)(118a)과 평행한 선이다.

즉, 상기 배플(120)의 길이(ℓ)가 너무 짧게 되면 상기 히터코어(103) 상측의 유로(111a)를 통과하는 바람이 효과적으로 분산되지 않으며, 반대로 상기 배플(120)이 상기 후방가상선(131)으로부터 시작하여 상기 전방가상선(130)을 넘어갈 정도로 길이(ℓ)가 길게 되면 상기 전방가상선(130)을 넘어가는 부분부터 상기 배플(120)의 상,하측 유로 단면적이 급격하게 달라지기 때문에 유로 단면적이 감소한 부분에서는 유속이 증가하여 이부분에서 소음이 증가할 우려가 있다.

따라서, 상기 배플(120)은 상기 전방가상선(130)과 후방가상선(130) 사이에서 형성되도록 하되 길이(ℓ)는 적어도 L/3 이상으로 형성하는 것이 바람직하다.

도 5 는 난방모드시 상기 배플이 형성된 본 발명과 배플이 형성되지 않은 종래 공조장치의 소음을 비교한 그래프로서, 상기 히터코어(103) 상측 유로(111a)의 공조케이스(110) 측면에 진동센서를 설치하고, 상기 히터코어(103) 후방측의 공조 케이스(110) 외측면으로부터 300mm 이격된 지점에 마이크를 설치하여 소음을 측정하였다.

도시된 바와 같이, 배플(120)이 형성되지 않은 종래 공조장치(1:종래)는 바람이 히터코어(3:종래) 상측의 유로(11:종래)를 통과시 유속의 집중으로 발생하는 특정 주파수에서 공진음을 발생시키고 이때의 진동이 공조케이스(10:종래) 전체에 퍼지면서 소음이 발생되는 것을 볼 수 있다.

반면, 본 발명은 상기 배플(120)에 의해 바람이 상기 히터코어(103) 상측 유로(111a)를 통과하면서 한쪽으로 집중되지 않도록 분산시킴으로서 유속이 증가하지 않고 분산되어 종래처럼 소음을 발생시킬 정도의 공진음 및 진동을 얻지 못하여 소음이 사라지거나 만족할 수준으로 감소 되었음을 볼 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 공조장치(100)는 송풍기 유닛으로 부터 내,외기를 선택적으로 도입하여 상기 공조케이스(110)의 공기유입구(112)측으로 강제송풍하게 되면, 이 공기가 상기 증발기(102)를 통과한 후 히터코어(103)를 선택적으로 통과하는 과정에서 냉기 또는 온기로 열교환되고 이렇게 열교환된 공기는 다양한 공조모드에 따라 상기 다수의 모드도어(117)에 의해 유도/배분되어 상기 각 벤트(113)(114)(115)들과 연결된 덕트를 통해 차실내로 배출된다.

한편, 난방모드시에는 상기 증발기(102)를 통과한 바람이 상기 히터코어(103)를 통과하게 되며, 히터코어(103)를 통과한 바람은 거의 180°에 가깝게 꺽여서 상기 히터코어(103) 상측 유로(111a)로 유동하게 되는데, 이때 상기 유로(111a)를 이등분한 배플(120)에 의해 바람이 상기 배플(120)의 상,하측으로 균 일하게 분산되어 유동하게 된다.

아울러, 상기 배플(120)이 상기 히터코어(103) 상측의 유로(111a)를 통과하는 바람을 이등분하여 주기 때문에 바람이 상기 유로(111a)의 한쪽으로 쏠리는 현상을 방지함과 아울러 유속도 균일하게 분산되어 종래처럼 유속이 집중되지 않는다.

상기한 본 발명에 따르면, 상기 히터코어 상측의 유로를 분할하도록 배플을 형성하여 바람이 한쪽으로 쏠리지 않도록 분산시킴으로서 유속이 균일하게 분산되어 진동 및 소음이 감소된다.

또한, 진동 및 소음이 감소됨에 따라 차실내의 쾌적성이 향상된다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 입구측에 공기유입구(112)가 형성되고 출구측에는 디프로스트벤트(113), 페이스벤트(114), 플로어벤트(115)가 형성되며 상기 공기유입구(112)와 각 벤트(113)(114)(115)들을 연통시키도록 내부에 유로(111)를 갖는 공조케이스(110)와, 상기 공조케이스(110)의 유로(111)상에 순차적으로 설치되는 증발기(102) 및 히터코어(103)와, 상기 각각의 벤트(113)(114)(115)를 향하는 유로(111)를 선택적으로 개폐하는 다수의 모드도어(117)를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,

   상기 히터코어(103) 상측에, 상기 플로어벤트(115)를 향하는 유로(111b)와 격벽(118)으로 구분되어 상기 히터코어(103)를 통과한 온풍 공기가 유동하는 유로(111a)가 형성되고, 상기 유로(111a)의 내부에는 온풍 공기를 편중되지 않게 분산 유동시키도록 상기 유로(111a) 내부를 분할하는 배플(120)이 형성되고,

   상기 배플(120)은, 상기 히터코어(103) 상측의 유로(111a)를 형성하는 상,하 격벽(118)(118a)의 전방측 평행 끝지점을 각각 연결하는 전방가상선(130)과 후방측 평행 끝지점을 각각 연결하는 후방가상선(131) 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 배플(120)은 상기 후방가상선(131)을 시작점으로 하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 배플(120)의 길이(ℓ)는 상기 전방가상선(130)과 후방가상선(131)을 연결하는 직선의 최대길이를 L 이라 할 때, L/3 이상인 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.

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