KR101146430B1 - 차량용 후석 공조장치 - Google Patents

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박민우
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Abstract

본 발명은 차량용 후석 공조장치에 관한 것으로서, 풍량의 감소를 방지하고 냉기 및 온기의 공기혼합성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 차량용 후석 공조장치는, 페이스 벤트(Face Vent, 142) 및 플로어 벤트(Floor Vent, 144)의 개도를 조절하는 벤트 도어(Vent Door, 146)의 자유단의 선회궤적과 대응하는 공조케이스(140)의 양쪽 내벽면에, 공조케이스의 냉기통로(P1) 및/또는 온기통로(P2)를 거쳐 유동하는 공기의 일부를 개방된 벤트쪽으로 바이패스시키는 바이패스 통로(160)가 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 한다. 상기 바이패스 통로(160)를 형성하는 덕트의 입구(162)는 냉기통로(P1)와 가까운 쪽에 형성되고, 상기 바이패스 통로(160)를 형성하는 덕트의 출구(164)는 플로어 벤트(144)와 가까운 쪽에 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 벤트 도어(146)의 자유단 양쪽에는, 상기 바이패스 통로(160)를 형성하는 덕트의 외면을 따라 벤트 도어(146)가 슬라이딩할 수 있도록, 상기 바이패스 통로(160)를 형성하는 덕트가 삽입되는 노치부(Notch, 149)가 각각 형성된다.
차량, 자동차, 공조, 공기조화, 후석, 바이패스, 에어, 믹싱

Description

차량용 후석 공조장치 {REAR AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}
도 1은, 종래 차량용 후석 공조장치의 예를 나타내는 단면도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 차량용 후석 공조장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 차량용 후석 공조장치의 주요부를 나타내는 일부 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 송풍기, 120 : 증발기,
130 : 히터코어(Heater Core), 140 : 공조케이스,
142 : 페이스 벤트(Face Vent), 144 : 플로어 벤트(Floor Vent),
146 : 벤트 도어(Vent Door), 149 : 노치부(Notch),
150 : 온도조절도어, 160 : 바이패스 통로(Bypass Duct),
162 : 바이패스 통로를 형성하는 덕트의 입구,
164 : 바이패스 통로를 형성하는 덕트의 출구,
P1 : 냉기통로, P2 : 온기통로.
본 발명은 차량용 후석 공조장치에 관한 것으로서, 특히 풍량의 감소를 방지하고 냉기 및 온기의 공기혼합성을 향상시킬 수 있는 차량용 후석 공조장치에 관한 것이다.
차량용 후석 공조장치는, 전석 공조장치 만으로는 차량 실내를 쾌적하게 냉/난방할 수 없을 정도로 차량의 실내용적이 큰 승합차나 RV(Recreational Vehicle) 또는 SUV(Sports Utility Vehicle) 등의 차량에 적용되는 것이 일반적이며, 전석 공조장치와 연계하여 주로 차체 뒤쪽의 밀폐된 공간에 설치되어 듀얼 공조장치(Dual Air Conditioner)를 구성하게 된다.
이러한 차량용 후석 공조장치에는 크게 2가지의 형태가 있는데, 증발기만을 내장하여 냉방용으로만 사용하도록 이루어진 것과, 증발기 및 히터코어(Heater Core)를 내장하여 냉/난방용으로 사용하도록 이루어진 것으로 구분할 수 있다. 또한, 후자의 경우, 논 에어 믹싱 타입(Non Air Mixing Type)과, 에어 믹싱 타입(Air Mixing Type)으로 구분할 수 있다.
상기 논 에어 믹싱 타입의 차량용 후석 공조장치에 있어서의 공기토출모드를 살펴보면, 냉방모드 가동시 냉기가 페이스 벤트(Face Vent)를 통해서만 토출되고, 난방모드 가동시 온기가 플로어 벤트(Floor Vent)를 통해서만 토출된다. 즉, 냉기 및 온기가 혼합된 상태로 토출되지 않는다.
또한, 에어 믹싱 타입의 차량용 후석 공조장치에 있어서의 공기토출모드를 살펴보면, 증발기와 히터코어 사이의 위치에 냉기통로 및 온기통로의 개도를 조절하는 온도조절도어가 구비되고, 이 온도조절도어의 개도 조절에 따라, 냉기통로 및 온기통로의 후방에서 냉기 및 온기가 혼합된 다음, 개방된 벤트를 통해 차량 실내로 토출될 수 있고, 냉기통로 및 온기통로의 개폐에 따라 냉기 또는 온기만 개방된 벤트를 통해 토출될 수 있다. 즉, 바이 레벨 모드(Bi-Level Mode)의 구동이 가능하다.
상기한 에어 믹싱 타입의 차량용 후석 공조장치의 예가 도 1에 도시되어 있는데, 상기 차량용 후석 공조장치는, 스크롤 케이스(Scroll Case, 12)에 원심팬(14)이 회전가능하게 내장되는 송풍기(10)와; 상기 송풍기(10)와 연결되고, 출구에 벤트 도어(Vent Door, 46)에 의해 개도가 조절되는 페이스 벤트(42) 및 플로어 벤트(44)가 형성된 공조케이스(40)와; 상기 공조케이스(40)에 내장되는 증발기(20) 및 히터코어(30)와; 그리고, 상기 공조케이스(40)의 냉기통로(P1) 및 온기통로(P2)의 개도를 조절하는 온도조절도어(50);를 포함하여 이루어진다.
따라서, 미도시된 송풍기 모터에 의해 원심팬(14)이 회전하면, 송풍기(10)의 미도시된 공기흡입구를 통하여 원심팬(14)의 축방향으로 공기가 흡입되고, 이 흡입된 공기는 원심팬(14)의 반경방향으로 토출되어 공조케이스(40)로 유입된다. 상기 공조케이스(40)로 유입된 공기는 증발기(20)를 거친후, 온도조절도어(50)의 개도조절에 따라 개방된 냉기통로(P1) 또는 온기통로(P2)를 거쳐 공조케이스(40)의 출구측 믹싱 챔버(MC)쪽으로 유동한다. 공기가 상기 온기통로(P2)를 거치게 될 경우, 히터코어(30)에 의하여 가열되어 온기로 바뀌게 된다.
따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉기통로(P1) 및 온기통로(P2)를 모두 개방하도록 온도조절도어(50)가 중립위치로 선회한 경우, 냉기통로(P1)를 통해 냉기 가 믹싱 챔버(MC)로 유동하고, 온기통로(P2)를 통해 온기가 믹싱 챔버(MC)로 유동하게 되므로, 믹싱 챔버(MC)에서 냉기 및 온기가 서로 혼합된 다음, 개방된 벤트를 통해 차량 실내로 토출된다.
그런데, 종래 에어 믹싱 타입의 차량용 후석 공조장치에 있어서는, 믹싱 챔버(MC)의 공기 혼합을 위한 공간이 충분히 확보되어야 하는데, 차량측 공간 문제로 인하여 논 에어 믹싱 타입의 차량용 후석 공조장치 이상의 공간 확보가 어렵고 레이아웃(Layout)이 한정되어 있으므로, 믹싱 챔버(MC)의 공간을 충분히 확보하기가 어렵다. 특히, 플로어 벤트(44)의 경우 온기통로(P2)에 가깝게 위치하고 있기 때문에, 공기혼합성 문제가 발생하고, 이에 따라 플로어 벤트(44)로 토출되는 공기의 온도가 페이스 벤트(42)로 토출되는 공기의 온도보다 상대적으로 높아, 탑승객이 불쾌감을 느끼게 되는 문제점이 있다.
따라서, 냉기와 온기의 혼합이 잘 이루어질 수 있도록 믹싱 챔버(MC)의 공간을 충분히 확보하기 위한 하나의 수단으로 벤트 도어(46)의 크기를 줄이는 것을 고려할 수 있지만, 이 경우 당연히 벤트들(42, 44)의 통로 단면적도 줄어들게 되므로, 통기저항에 의하여 풍량 및 소음성능이 감소하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 문제점을 고려하여 이루어진 것으로서, 풍량의 감소를 방지하고 냉기 및 온기의 공기혼합성을 향상시킬 수 있는 차량용 후석 공조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 송풍기와 연결되고, 출구에 벤트 도어에 의해 개도가 조절되는 페이스 벤트 및 플로어 벤트가 형성된 공조케이스와; 상기 공조케이스에 내장되는 증발기 및 히터코어와; 그리고, 상기 공조케이스의 냉기통로 및 온기통로의 개도를 조절하는 온도조절도어;를 포함하여 이루어지는 차량용 후석 공조장치에 있어서: 상기 벤트 도어의 자유단의 선회궤적과 대응하는 공조케이스의 양쪽 내벽면에, 상기 냉기통로 또는 온기통로를 거쳐 유동하는 공기중 일부를 개방된 벤트쪽으로 바이패스시키는 바이패스 통로가 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 바이패스 통로를 형성하는 덕트의 입구는 냉기통로와 가까운 쪽에 형성되는 것이 바람직하고, 상기 바이패스 통로를 형성하는 덕트의 출구는 플로어 벤트와 가까운 쪽에 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 벤트 도어의 자유단 양쪽에는, 상기 바이패스 통로를 형성하는 덕트의 외면을 따라 벤트 도어가 슬라이딩할 수 있도록, 상기 바이패스 통로를 형성하는 덕트가 삽입되는 노치부가 각각 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미 와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 2에는 본 발명에 따른 차량용 후석 공조장치가 도시되어 있다. 본 발명에 따른 차량용 후석 공조장치는, 송풍기(100)와, 상기 송풍기(100)에 연결되는 공조케이스(140)와, 상기 공조케이스(140)에 내장되는 증발기(120) 및 히터코어(130)와, 그리고 상기 공조케이스(140)의 냉기통로(P1) 및 온기통로(P2)의 개도를 조절하는 온도조절도어(150)를 포함하여 이루어진다.
상기 송풍기(100)는, 스크롤 케이스(102)와, 상기 스크롤 케이스(102)에 회전가능하게 내장되는 원심팬(104)과, 그리고 상기 원심팬(104)을 회전시키는 모터(미도시)를 구비한다. 따라서, 상기 원심팬(104)의 회전에 의하여 공조케이스(140)로 공기가 송풍될 수 있다.
상기 공조케이스(140)의 출구에는 페이스 벤트(142) 및 플로어 벤트(144)가 차례로 형성되고, 이 벤트들(142, 144)의 개도는 벤트 도어(146)에 의하여 그 개도가 조절될 수 있다. 상기 벤트 도어(146)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 공조케이스(140)에 회전가능하게 지지되는 도어축(147)과, 상기 도어축(147)에 연결되는 도어 플레이트(148)를 구비하고, 상기 벤트들(142, 144) 사이의 위치에 설치됨으로써, 하나의 벤트 도어(146)에 의하여 페이스 벤트(142) 및 플로어 벤트(144)의 개도가 선택적으로 조절될 수 있는 것이다. 또한, 상기 벤트 도어(146)가 도 2에 도시된 바와 같이 중립위치로 선회한 경우, 페이스 벤트(142) 및 플로어 벤트(144)가 동시에 개방된다.
상기 증발기(120)는 공조케이스(140)의 입구측에 설치되어 있고, 히터코어 (130)는 온기통로(P2)에 설치되어 있다. 또한, 냉/온기통로(P1, P2)와, 벤트 도어(146)가 선회하는 영역 사이의 공간은 믹싱 챔버(MC)로 기능한다. 따라서, 상기 송풍기(100)에 의하여 송풍되는 공기는 증발기(120)를 거친 후, 온도조절도어(150)에 의하여 개방되는 냉기통로(P1) 및/또는 온기통로(P2)를 거쳐, 믹싱 챔버(MC)로 유동한 다음, 벤트들(142, 144)중 개방된 벤트를 통해 차량 실내로 토출된다.
본 발명에 따르면, 상기 벤트 도어(146)의 자유단, 즉 도어 플레이트(148)의 자유단의 선회궤적과 대응하는 공조케이스(140)의 양쪽 내벽면에 바이패스 통로(160)가 각각 설치된다. 즉, 상기 바이패스 통로(160)는 호형의 덕트에 의해 형성되는데, 상기 냉기통로(P1) 및/또는 온기통로(P2)를 거쳐 믹싱 챔버(MC)로 유동하는 공기의 일부를 벤트들(142, 144)중 개방된 벤트쪽으로 바이패스시키는 기능을 하게 된다.
상기 바이패스 통로(160)를 형성하는 덕트의 입구(162)는 냉기통로(P1)와 가까운 쪽에 형성되는 것이 바람직하고, 상기 바이패스 통로(160)를 형성하는 덕트의 출구(164)는 플로어 벤트(144)와 가까운 쪽에 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 바이패스 통로(160)를 형성하는 덕트의 입구(162)는 냉기통로(P1)와 가까운 쪽의 저면에 형성되고, 상기 바이패스 통로(160)를 형성하는 덕트의 출구(164)는 플로어 벤트(144)와 가까운 쪽의 상면에 형성된다.
또한, 상기 벤트 도어(146)의 자유단 양쪽, 즉, 도어 플레이트(148)의 자유단 양쪽에는, 상기 바이패스 통로(160)를 형성하는 덕트의 외면을 따라 벤트 도어(146)가 슬라이딩할 수 있도록, 상기 바이패스 통로(160)를 형성하는 덕트가 삽입되는 노치부(Notch, 149)가 각각 형성되는 것이 바람직하다. 상기 노치부(149)는 바이패스 통로(160)를 형성하는 덕트의 단면 형상과 대응하는 구조로 형성됨으로써, 바이패스 통로(160)를 형성하는 덕트의 외면을 따라 벤트 도어(146)가 슬라이딩할 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 바이패스 통로(160)를 형성하는 덕트가 사각형 단면구조로 형성될 경우, 상기 노치부(149)도 사각형으로 형성된다. 이 경우, 바이패스 통로(160)를 형성하는 덕트의 높이는 대략 20mm 내외로 하고, 폭방향은 대략 30mm 내외로 하는 것이 바람직하다.
다음에, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량용 후석 공조장치의 작용에 대하여 설명한다.
원심팬(104)이 회전하면 송풍기(100)의 미도시된 공기흡입구를 통하여 원심팬(104)의 축방향으로 공기가 흡입되고, 원심팬(104)의 반경방향으로 토출되어 공조케이스(140)로 유입된다.
예컨대, 바이 레벨 모드가 가동될 경우를 살펴보면, 온도조절도어(150)가 중립위치로 선회함으로써, 냉기통로(P1) 및 온기통로(P2)가 모두 개방되고, 벤트 도어(146)도 중립위치로 선회함으로써, 페이스 벤트(142) 및 플로어 벤트(144)가 모두 개방된다.
따라서, 공조케이스(140)로 유입된 공기는 증발기(120)를 거치면서 냉각되고, 그 중 일부는 냉기통로(P1)를 통해 믹싱 챔버(MC)로 유동하고, 나머지 냉기는 온기통로(P2)를 거치는 과정에서 히터코어(130)에 의하여 가열된 다음 믹싱 챔버(MC)로 유동한다. 이 두 종류의 공기는 믹싱 챔버(MC)에서 혼합된 다음, 페이스 벤트(142) 및 플로어 벤트(144)로 유동하게 되는데, 믹싱 챔버(MC)의 공기중 일부는 바이패스 통로(160)를 통해 우회하여 플로어 벤트(144)로 토출된다.
플로어 벤트(144)가 온기통로(P2)에 가깝게 위치하고 있기 때문에, 믹싱 챔버(MC)로부터 플로어 벤트(144)로 유동하는 공기의 온도가 상대적으로 더 높지만, 냉기통로(P1)에 가깝게 위치하고 있는 바이패스 통로(160)를 형성하는 덕트의 입구(162)를 통해 상대적으로 낮은 온도의 공기가 바이패스 통로(160)를 거쳐 플로어 벤트(144)로 유동하여, 플로어 벤트(144) 영역에서 상기 공기와 재차 혼합되므로, 공기혼합성이 향상될 수 있는 것이다. 즉, 믹싱 챔버(MC)의 크기를 더 크게 하지 않음과 아울러, 벤트 도어(146)의 크기를 줄이지 않고도, 플로어 벤트(144) 영역이 추가적인 공기혼합공간으로 기능을 하게 되는 것이다.
이러한 공기혼합작용은 페이스 벤트(142)만 개방되는 공기토출모드나, 플로어 벤트(144)만 개방되는 공기토출모드일 경우에도 마찬가지로 이루어지므로, 여기서 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량용 후석 공조장치에 의하면, 믹싱 챔버(MC)의 공기중 일부를 플로어 벤트(144)쪽으로 바이패스시키는 바이패스 통로(160)에 의하여, 플로어 벤트(144)쪽 영역이 추가적인 공기혼합공간으로 기능하므로, 냉기 및 온기의 공기혼합성을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 공조성능을 높일 수 있다.
또한, 믹싱 챔버(MC)의 크기를 더 크게 하지 않음과 아울러, 벤트 도어(146)의 크기를 줄이지 않고도, 공기혼합성을 향상시킬 수 있으므로, 공조케이스(140)의 크기를 확대할 필요가 없으며 벤트의 크기를 줄이지 아니할 수 있어 토출풍량이 감소하는 것을 방지할 수 있다.

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 송풍기(100)와 연결되고, 출구에 벤트 도어(Vent Door, 146)에 의해 개도가 조절되는 페이스 벤트(Face Vent, 142) 및 플로어 벤트(Floor Vent, 144)가 형성된 공조케이스(140)와; 상기 공조케이스에 내장되는 증발기(120) 및 히터코어(Heater Core, 130)와; 그리고, 상기 공조케이스의 냉기통로(P1) 및 온기통로(P2)의 개도를 조절하는 온도조절도어(150);를 포함하여 이루어지는 차량용 후석 공조장치에 있어서:
    상기 벤트 도어의 자유단의 선회궤적과 대응하는 공조케이스의 양쪽 내벽면에, 상기 냉기통로 또는 온기통로를 거쳐 유동하는 공기중 일부를 개방된 벤트쪽으로 바이패스시키는 바이패스 통로(160)가 각각 설치되어 있고,
    상기 바이패스 통로(160)를 형성하는 덕트의 입구(162)는 냉기통로(P1)와 가까운 쪽에 형성되고, 상기 바이패스 통로(160)를 형성하는 덕트의 출구(164)는 플로어 벤트(144)와 가까운 쪽에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 후석 공조장치.
  3. 송풍기(100)와 연결되고, 출구에 벤트 도어(Vent Door, 146)에 의해 개도가 조절되는 페이스 벤트(Face Vent, 142) 및 플로어 벤트(Floor Vent, 144)가 형성된 공조케이스(140)와; 상기 공조케이스에 내장되는 증발기(120) 및 히터코어(Heater Core, 130)와; 그리고, 상기 공조케이스의 냉기통로(P1) 및 온기통로(P2)의 개도를 조절하는 온도조절도어(150);를 포함하여 이루어지는 차량용 후석 공조장치에 있어서:
    상기 벤트 도어의 자유단의 선회궤적과 대응하는 공조케이스의 양쪽 내벽면에, 상기 냉기통로 또는 온기통로를 거쳐 유동하는 공기중 일부를 개방된 벤트쪽으로 바이패스시키는 바이패스 통로(160)가 각각 설치되어 있고,
    상기 벤트 도어(146)의 자유단 양쪽에는, 상기 바이패스 통로(160)를 형성하는 덕트의 외면을 따라 벤트 도어(146)가 슬라이딩할 수 있도록, 상기 바이패스 통로(160)를 형성하는 덕트가 삽입되는 노치부(Notch, 149)가 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 후석 공조장치.
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