KR101178734B1 - 자동차용 공기조화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2층 기류 분리벽 기능을 하는 별도의 도어부재를 추가로 구성하지 않으면서도 내외기를 2층 상태로 분리할 수 있도록 함과 아울러 내외기를 2층 기류 상태로 분리하는 2층류 모드시 차가운 외기의 일부를 내기가 통과하는 유로상으로 오버플로우시켜 내외기가 혼합되어 플로어벤트측으로 토출되게 함으로써, 히터코어(H)를 통과한 내기와 외기의 온도 차이가 과다하게 발생하는 것을 방지하여 탑승자에 쾌적한 공조 환경을 제공할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하며,

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차용 공기조화장치는, 외기유입구와 내기유입구로 구획되는 입구부와 디프로스트벤트, 페이스트벤트 및 플로어벤트가 형성된 출구부를 포함하는 공조케이스; 상기 공조케이스의 내부에 내외기유입부측으로부터 순차적으로 일정 간격을 두고 설치되는 증발기(E) 및 히터코어(H); 상기 증발기(E)와 히터코어(H) 사이에 설치되는 온도조절도어 및 2층류 분리도어; 상기 히터코어(H)의 후방에 설치되어 상기 출구부와 연통되게 전후의 제1, 제2 유로(P1)(P2)로 구획하는 격벽; 상기 제2 유로(P2)의 상측을 개폐함과 아울러 상기 플로어벤트로 공기를 유동시키는 제1 플로어도어; 히터코어(H)를 통과하는 내외기를 분리함과 동시에 외기를 상기 제1 유로(P1)의 상부측으로 유도하도록 상기 히터코어(H)의 후방에 상기 제1 유로(P1)내에서 상향으로 연장 형성되는 에어가이드; 상기 격벽상에 설치되어 상기 히터코어(H)를 통과한 공기의 일부를 상기 플로어벤트로 유동시키는 제2 플로어도어를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

공조케이스, 증발기, 히터코어, 에어가이드

Description

자동차용 공기조화장치{Air conditioning device for vehicles}

도 1은 종래 기술에 의한 자동차용 공기조화장치의 내부 구성을 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 자동차용 공기조화장치의 내부 구성을 나타낸 도면으로, 최대냉방모드 상태에서의 공기흐름을 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 자동차용 공기조화장치의 내부 구성을 나타낸 도면으로, 2층 기류로 분리된 상태에서 난방모드의 공기흐름을 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 자동차용 공기조화장치의 내부 구성을 나타낸 도면으로, 냉방모드 상태에서의 공기 흐름을 나타낸 도면.

도 5 및 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 의한 자동차용 공기조화장치의 내부 구성을 나타낸 도면으로, 2층 기류로 분리된 상태에서 난방모드의 공기 흐름을 나타낸 단면도로 제2 플로어도어의 위치에 따른 공기의 흐름을 나타낸 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

200 : 공조케이스

240 : 외기유입구

250 : 내기유입구

260 : 디프로스트벤트

270 : 페이스벤트

280 : 플로어벤트

400 : 온도조절도어

500 : 2층류 분리도어

300 : 격벽

700: 제1 플로어도어

900,900A : 제2 플로어도어

800 : 에어가이드

본 발명은 자동차용 공기조화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2층 기류 분리벽 기능을 하는 별도의 도어부재를 추가로 구성하지 않으면서도 내외기를 2층 상태로 분리할 수 있도록 함과 아울러 내외기를 2층 기류 상태로 분리하는 2층류 모드시 차가운 외기의 일부를 내기가 통과하는 유로상으로 오버플로우시켜 내외기가 혼합되어 플로어벤트측으로 토출되게 함으로써, 히터코어(H)를 통과한 내기와 외기의 온도 차이가 과다하게 발생하는 것을 방지하여 탑승자에 쾌적한 공조 환경을 제공할 수 있도록 한 자동차용 공기조화장치에 관한 것이다.

일반적으로 겨울철에 자동차 실내를 난방할 때는 창문에 발생된 성에 방지를 위해 저습한 차가운 외기를 도입하기 때문에 실내 공기 온도를 낮추는 결과를 초래하게 된다.

이러한 과제를 해결하기 위해 차량 상부에는 외기를 공급하고, 하부에는 내기를 순환시키는 내,외기 이층 유동을 실현하여, 상부로 공급된 신선하고 저습한 외기가 유리창에 끼는 성에를 줄임으로써 디포깅(Deforging) 성능을 확보하면서 탑승자에게 신선한 외부 공기를 제공하고, 따뜻한 내기를 하부로 공급하여 차실내 난방성능을 높일 수 있도록 하는 2층류 공급을 위한 공기조화장치가 개발되었다.

이와 같은 2층 기류 공급을 위한 공기조화장치의 종래 기술을 도 1에 도시하였다.

도시된 공기조화장치(10)는 격벽(21)에 의해 분리된 공조 케이스(20)의 외기유입구(22) 및 내기유입구(23)에 제1 및 제2 블로어팬(30)(31)이 설치된다.

공조 케이스(20)의 내부에는 내외기 유입구 (23)(22)측으로부터 내측으로 일정 간격을 두고 증발기(E)와 히터코어(H)가 각각 설치된다. 히터 코어(H)의 전방에는 이 히터코어(H)의 전방 및 상측의 출구(24)를 택일하여 개폐함과 아울러 서로 연동하여 작동되는 제1 온도조절도어(40)와 제1 2층류 분리도어(41)가 설치되며, 히터코어(H)의 후방 일측에는 대략 공조 케이스(20)의 단면형상으로 이루어져 히터코어(H)의 후방을 전후의 제1 및 제2 유로(P1)(P2)로 구획하는 격벽(50)이 설치된다.

상기 격벽(50)의 상단 내측에는 히터코어(H)와 격벽(50) 사이의 제 1 유로(P1)를 개폐하는 제2 온도조절도어(42)가 설치되고, 격벽(50)의 상단부와 대응되 는 공조 케이스(20)의 내벽면에는 제2 유로(P2)의 상단 입출구를 개폐하는 제1 플로어도어(43)가 설치된다.

상기 격벽(50)의 하단부에는 제2 2층류 분리도어(44)가 설치되어 히터코어(H)를 통과한 공기가 2층 상태로 되어 제1 유로(P1)으로 유동함과 아울러 플로어벤트(25)로 유동되거나 히터코어(H)를 통과한 공기중의 일부가 제1 유로(P1)으로 유동됨과 아울러 나머지 일부가 플로어벤트(25)로 유동된다.

여기서, 상기 제2 2층류 분리도어(44)에 의해 히터코어(H)를 통과한 공기가 2층 상태로 분기되어 제1 유로(P1)와 플로어벤트(25)로 유동할 수 있게 되는 것이다.

상기 플로어벤트(25)에는 제2 플로어도어(44a)가 설치되어 플로어벤트(25)로 유동되는 공기를 개폐하게 되는 것이다.

제1 2층류 분리도어(41)는 후단부가 히터코어(H)의 대략 중앙 높이에 회동 가능하게 설치되어 히터코어(H)의 중앙에서부터 하부를 개폐하게 되며, 이 때 그 자유단부가 격벽(21)과 대응되는 증발기(E)의 대략 중앙부에 배치되어 내외기를 분리하게 된다.

여기서, 상기 제1 2층류 분리도어(41) 및 제2 2층류 분리도어(44)는 하나의 액츄에이터에 의해 연동하여 회전 작동된다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 액츄에이터를 작동시키면 제1 2층류 분리도어(41)는 개방 위치(실선상태)가 됨과 아울러 제2 2층류 분리도어(44)가 폐쇄 위치(실선 상태)가 되어 내외기가 제1 2층류 분리도어(41)에 의해 2층류 상태로 분리되 어 유동될 수 있게 된다. 한편, 냉방시 상기 액츄에이터를 다시 작동시키면 제1 2층류 분리도어(41)는 폐쇄 위치(2점 쇄선 상태)가 됨과 아울러 제2 2층류 분리도어(44)는 개방 위치(2점 쇄선 상태)가 되는 것이다.

결국, 상기 액츄에이터에 의해 제1 2층류 분리도어(41)와 제2 2층류 분리도어(44)는 서로 연동 작동되어 유로를 개방하거나 폐쇄하게 되는 것이다.

제1 온도조절도어(40)는 그 후단부가 히터코어(H)의 상단부에 회동 가능하게 설치되면서 자유단부가 상측 출구(24)의 배플(24a) 또는 제1 2층류 분리도어(41)에 포개져 히터코어(H)의 중앙으로부터 상부와 상측 출구(24)를 택일하여 개폐하게 된다.

도면중 미설명 부호 26과 27은 디프로스트벤트와 페이스벤트이며, 26a와 27a는 디프로스트벤트와 페이스벤트를 각각 개폐하는 디프로스트벤트 도어와 페이스벤트 도어이다.

상기와 같은 종래기술에 따른 2층 공기유동시스템을 갖는 공기유니트의 작동을 살펴보면 다음과 같다.

난방 믹스 모드가 선택되면, 제1 온도조절도어(40)에 의해 히터코어(H) 상측의 출구(24)가 폐쇄되면서 히터 코어(H)의 중앙에서부터 상부가 개방되며, 제1 2층류 분리도어(41)에 의해 히터코어(H)의 중앙으로부터 하부가 개방된다.

제2 온도조절도어(42)는 히터코어(H) 후방의 제1 유로(P1)를 개방하게 되며, 제1 플로어도어(43)는 제2 유로(P2)를 폐쇄하는 동시에, 제2 2층류 분리도어(44)는 그 자유단부가 히터코어(H)의 중앙부와 대응되어 제1 유로(P1)의 하측이 폐쇄된다.

그리고, 제2 플로어도어(44a)에 의해 플로어벤트(25)가 개방된다.

여기서, 제1 2층류 분리도어(41)와 제2 2층류 분리도어(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 2층류 분리도어(41)의 상부를 따라 흐르다가 히터코어(H)를 통과한 후 디프로스트벤트(26)로 토출되고, 내기는 증발기(E)의 하측을 통과한 후 제1 2층류 분리도어(41)의 하부를 따라 흐르다가 제2 2층류 분리도어(44)의 안내를 받아 플로어벤트(25)로 토출된다.

하지만, 상기와 같은 종래의 2층류 공급을 위한 공기조화장치에 따르면 다음과 같은 문제점이 발생하게 된다.

상기와 같이 구성된 종래 기술은 첫째, 2층 기류 공급을 하기 위해서는 별도의 제2 이층류 분리도어(44)를 구비하여야 하는 등 별도의 구성 부품이 추가되어 생산비가 상승되는 문제점이 있었다.

둘째, 상기와 같은 종래 기술은 내외기를 분리하여 공급하는 2층 기류모드에서 블로어팬(30)(31)의 회전 속도가 증가될수록 히터코어(H)의 출구에서의 2층으로 분류된 내외기의 온도를 검출한 결과 외기의 온도는 61.9℃이고, 내기의 온도는 68.6℃로 온도차가 커짐과 아울러 이로 인해 탑승자에게 쾌적한 환경을 제공하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 2층 기류 분리벽 기능을 하는 별도의 도어부재를 추가로 구성하지 않으면서도 내외기를 2층 상태로 분리할 수 있도록 함과 아울러 내외기를 2층 기류 상태로 분리하는 2층류 모드시 차가운 외기의 일부를 내기가 통과하는 유로상으로 오버플로우시켜 내외기가 혼합되어 플로어벤트측으로 토출되게 함으로써, 히터코어(H)를 통과한 내기와 외기의 온도 차이가 과다하게 발생하는 것을 방지하여 탑승자에 쾌적한 공조 환경을 제공할 수 있도록 한 자동차용 공기조화장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차용 공기조화장치는, 외기유입구와 내기유입구로 구획되는 입구부와 디프로스트벤트, 페이스트벤트 및 플로어벤트가 형성된 출구부를 포함하는 공조케이스; 상기 공조케이스의 내부에 내외기유입부측으로부터 순차적으로 일정 간격을 두고 설치되는 증발기(E) 및 히터코어(H); 상기 증발기(E)와 히터코어(H) 사이에 설치되는 온도조절도어 및 2층류 분리도어; 상기 히터코어(H)의 후방에 설치되어 상기 출구부와 연통되게 전후의 제1, 제2 유로(P1)(P2)로 구획하는 격벽; 상기 제2 유로(P2)의 상측을 개폐함과 아울러 상기 플로어벤트로 공기를 유동시키는 제1 플로어도어; 히터코어(H)를 통과하는 내외기를 분리함과 동시에 외기를 상기 제1 유로(P1)의 상부측으로 유도하도록 상기 히터코어(H)의 후방에 상기 제1 유로(P1)내에서 상향으로 연장 형성되는 에어가이드; 상기 격벽상에 설치되어 상기 히터코어(H)를 통과한 공기의 일부를 상기 플 로어벤트로 유동시키는 제2 플로어도어를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 자동차용 공기조화장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 자동차용 공기조화장치의 내부 구성을 나타낸 도면으로, 최대냉방모드 상태에서의 공기흐름을 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 자동차용 공기조화장치의 내부 구성을 나타낸 도면으로, 2층 기류로 분리된 상태에서 난방모드의 공기흐름을 나타낸 단면도이며, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 자동차용 공기조화장치의 내부 구성을 나타낸 도면으로, 냉방모드 상태에서의 공기흐름을 나타낸 도면이며, 도 5 및 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 의한 자동차용 공기조화장치의 내부 구성을 나타낸 도면으로, 2층 기류로 분리된 상태에서 난방모드의 공기흐름을 나타낸 단면도로 제2 플로어도어의 위치에 따른 공기의 흐름을 나타낸 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 의한 자동차용 공기조화장치는, 크게 공조케이스(200)와, 증발기(E)와, 히터코어(H)와, 온도조절도어(400)와, 2층류 분리도어(500)와, 격벽(300)과, 제1ㆍ제2 플로어도어(700)(900)와, 에어가이드(800)를 포함하여 이루어진다.

상기 공조케이스(200)는 외기유입구(240)와 내기유입구(250)로 구획되는 입구부와 디프로스트벤트(260), 페이스트벤트(270) 및 플로어벤트(280)가 형성된 출구부를 포함하여 이루어진다.

상기 디프로스트벤트(260)와 페이스벤트(270)는 별도의 디프로스도어(261) 및 페이스도어(271)에 의해 개폐된다.

여기서, 상기 플로어벤트(280)는 차량의 프론트측으로 토출되는 프론트측 플로어벤트(281)와, 차량의 리어측으로 토출되는 리어측 플로어벤트(282)로 구성된다.

상기 증발기(E) 및 히터코어(H)는 상기 공조케이스(200)의 내부에 내외기유입부(250)(240)측으로부터 순차적으로 일정 간격을 두고 설치된다.

좀더 상세하게는 상기 증발기(E)는 수직으로 세워져 설치되고, 상기 히터코어(H)는 거의 수직에 가깝게 경사지게 세워져 설치된다.

상기 온도조절도어 및 2층류 분리도어(400)(500)는 상기 증발기(E)와 히터코어(H) 사이에 설치된다.

좀더 상세하게는, 상기 온도조절도어(400)는 히터코어(H)의 상측 출구(410)를 개폐함과 아울러 히터코어(H)의 전방 상측을 개폐하게 된다.

즉, 온도조절도어(400)는 상기 히터코어(H)의 상측 출구(410)와 전방 상측의 통로(420)를 선택적으로 개폐하도록 작동되는 것이다.

그리고, 상기 2층류 분리도어(500)는 히터코어(H) 전방의 대략 중앙에 설치되어 상기 온도조절도어(400)와의 관계에 의해 증발기(E)를 통과한 내외기를 이층기류로 분류되어 통로(510)를 통해 히터코어(H)를 통과하거나, 증발기(E)를 통과한 모든 공기가 상기 히터코어(H)의 상측 출구(410)를 통과하도록 하는 역할을 한다.

상기 격벽(300)은, 상기 히터코어(H)의 후방에 설치되어 상기 출구부와 연통되게 전후 방향으로 제1ㆍ 제2 유로(P1)(P2)를 구획 형성하게 된다.

상기 제1 플로어도어(700)는, 상기 제2 유로(P2)의 상측을 개폐함과 아울러 상기 플로어벤트(280)로 공기를 유동시키는 역할을 한다.

상기 제2 플로어도어(900)는, 상기 격벽(300)에 설치되어 상기 히터코어(H)를 통과한 공기의 일부를 상기 플로어벤트(280)로 유동시키는 역할을 하는 것으로, 상기 격벽(300)상의 하측에 형성된 단일 통로(301)를 개폐하며, 상기 단일 통로(301)의 개방시 상기 히터코어(H)를 통과한 공기중 내기를 상기 제2 유로(P2)를 경유하여 상기 플로어벤트(280)로 유동시키는 역할을 하며, 하나의 엑츄에이터에 의해 상기 2층류 분리도어(500)와 연동하여 회전 작동된다.

좀더 상세하게 설명하면, 냉방 모드시 액츄에이터를 작동시키면, 2층류 분리도어(500)와 제2 플로어도어(900)는 서로 연동하여 도 2에 도시한 바와 같이, 2층류 분리도어(500)는 통로(510)를 폐쇄(실선 상태)함과 아울러 제2 플로어도어(900)는 통로(301)를 폐쇄(2점 쇄선 상태)하게 된다.

여기서, 냉방 모드시, 온도조절도어(400)는 별도의 엑츄에이터로 작동되거나 2층류 분리도어(500)와 연동하여 히터코어(H)의 전방 상측의 통로(420)를 폐쇄(실선상태)한다.

그리고, 2층류 모드시 다시 액츄에이터를 작동시키면, 2층류 분리도어(500)와 제2 플로어도어(900)는 서로 연동하여 도 3에 도시된 바와 같이, 2층류 분리도어(500)는 통로(510)는 개방(실선 상태)함과 아울러 제2 플로어도어(900)는 통로(301)를 개방(실선 상태)하게 된다.

여기서, 2층류 모드시, 온도조절도어(400)는 별도의 엑츄에이터로 작동되거나 2층류 분리도어(500)와 연동하여 히터코어(H)의 전방 상측의 통로(420)를 개방(실선 상태)한다.

한편, 본 발명은 제1 유로(P1)의 상측에는 최대 냉방시, 리크된 공기가 히터코어(H)를 통과하여 제1 유로(P1)의 상측으로 유동되는 것을 방지하기 위해 상기 제1 유로(P1)를 차단하는 별도의 도어(600)가 더 구비되어 질 수 있다.

여기서, 공기가 리크되는 부분은 온도조절도어(400)가 히터코어(H)의 상측 전방 통로(420)를 막았을때, 도어(400)의 가장자리와 공조케이스의 내벽 사이에 있는 틈새이다.

따라서, 상기 도어(600)에 의해 제1 유로(P1)를 막게 되면, 리크된 공기가 히터코어(H)를 통과하면서 열교환되어 온기상태로 되며, 온기 상태의 리크된 공기는 도 2에 도시된 바와 같이, 증발기(E)를 통과한 냉기와 혼합되지 않아 최대 냉방 성능을 저하시키지 않게 되는 것이다.

여기서, 상기 도어(600)는, 상기 제1 유로(P1)내의 상측에 회동 가능 설치되어 상기 제1 유로(P1)의 상측을 개폐하게 되는 것으로, 하나의 엑츄에이터에 의해 온도조절도어(400)와 함께 연동하여 작동된다.

한편, 상기 에어가이드(800)는, 히터코어(H)를 통과하는 내외기를 분리함과 동시에 외기를 상기 제1 유로(P1)의 상부측으로 유도하도록 상기 히터코어(H)의 후방에 상기 제1 유로(P1)내에서 상향으로 연장 형성된다.

상기 에어가이드(800)는 상기 히터코어(H)의 후면 적정 위치에 설치되어 상기 제1 유로(P1)내에서 상기 히터코어(H) 후방에 형성되되, 상기 히터코어면에 수 직하게 일정 길이를 가지고, 상향으로 연장 형성된다.

좀더 상세하게 상기 에어가이드(800)는 상기 히터코어(H)의 후면에 설치되는 직선부(810)와, 상기 직선부(810)의 끝단에서 연결되어 상향으로 연장되는 연장부(820)로 이루어진다.

상기 에어가이드(800)의 연장부(820)는 상기 격벽(300)과 나란하게 형성된다.

그리고, 상기 에어가이드(800)의 시작단(S1)은, 상기 격벽(300)의 하단보다 하부에 위치하도록 상기 에어가이드(800)가 상기 히터코어(H)에 설치되는데, 이렇게 함으로써, 2층류 모드시 외기가 히터코어(H)를 통과한 후 저항을 보다 적게 받도록 할 수 있다.

보다 상세하게는 상기 통로(301)보다 아래에 해당되도록 상기 에어가이드(800)가 상기 히터코어(H)에 설치되어 있기 때문에 히터코어(H)를 통과한 외기가 통로(301)의 상측부에 해당되는 격벽(300)의 저항을 받지 않고 통로(301)를 통과한 후, 플로어벤트(280)로 유동된다.

반면에, 상기 통로(301)의 위에 에어가이드(800)가 히터코어(H)에 설치되어 있게 되면, 히터코어(H)를 통과한 외기가 통로(301)의 상부측에 해당되는 격벽(300)에 저항을 받아 플로어벤트(280)로 원활하게 유동되지 못하게 된다.

상기 에어가이드(800)는 상기 제1 유로(P1)의 내부를 따라 유선형으로 형성되도록 하고, 상기 에어가이드(800)를 상기 격벽(300)과 나란하게 위치되도록 함으로써 히터코어(H)의 출구를 통과한 외기가 제1 유로(P1)의 상측으로 유도되어 토출 된다.

본 발명은 상기 에어가이드(800)를 구비함으로써, 2층류 모드를 실현하기 위해 히터코어(H)의 출구측에 1개의 제2 플로어도어(900)만을 사용할 수 있게 된다.

여기서, 도 2 및 도 3에 도시된 각종 도어중에서 온도조절도어(400)와 2층류 분리도어(500)를 제외한 나머지 도어들은 이점쇄선으로 표시된 것은 폐쇄된 상태의 위치를 나타낸 것이고, 실선으로 표시된 것은 개방된 상태의 위치를 나타낸 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 자동차용 공기조화장치의 작용을 모드별로 구분하여 설명하기로 한다.

도 2는 냉방모드 상태를 나타낸 것으로, 2층 기류가 실현되지 않은 상태를 나타낸 것이다.

내,외기를 페이스벤트(270)와 플로어벤트(280)로 공급하여 차실내를 냉방시키는 모드로서, 온도조절도어(400)에 의해 히터코어(H)의 상측에 형성된 상측 출구(410)가 개방되도록 함과 아울러 상기 온도조절도어(400)와 연동하는 도어(600)를 닫아 제1 유로(P1)의 상측을 폐쇄하며, 상기 2층류 분리도어(500)를 닫아 증발기(E)와 히터코어(H) 사이의 통로(510)가 폐쇄되도록 함과 아울러 상기 2층류 분리도어(500)와 연동하는 제2 플로어도어(900)를 닫아 통로(301)를 폐쇄한다.

상기와 같이 하면, 외기유입구(240)와 내기유입구(250)를 통해 유입된 공기는 증발기(E)를 거치면서 열교환되어 그 온도가 떨어지게 된다.

이렇게 냉각된 공기는 히터코어(H)의 상측에 형성된 상측 출구(410)를 통해 디프로스도어(261) 및 페이스도어(271)에 의해 개방된 디프로스트벤트(260)와 페이스벤트(270)를 통해 토출되어 차실내를 냉방하게 된다.

여기서, 디프로스트벤트(260)와 페이스벤트(270)는 모두 개방되도록 할 수 있고, 둘중 어느 하나만 선택적으로 개방되도록 할 수 있다.

그리고, 도 2의 도면상에는 도시하지는 않았지만, 상기 제1 플로어도어(700)를 작동시켜 제2 유로(P2)가 개방되도록 하여 이 플로어벤트(280)를 구성하는 프론트측 플로어벤트(281)과 리어측 플로어벤트(282)측으로 냉기가 토출되도록 할 수 도 있다.

이때, 페이스벤트(270)로만 공기를 공급하고자 할때에는 제1 플로어도어(700)를 차단하게 되면, 페이스벤트(270)로만 배출된다.

한편, 도면상에는 도시하지는 않았지만, 상기 온도조절도어(400)는 탑승자의 조작에 의해 그 개도 정도를 조절되는데, 히터코어(H)의 상측 출구(410)를 완전히 개방/폐쇄하는 상태를 제외한 대략 절반 정도가 되게 상기 출구(410)를 개방하는 상태로 조절하게 되면 상기 도어(600)는 온도조절도어(400)와 연동하여 제1 유로(P1)의 상측을 절반 정도가 되게 개방하게 된다.

따라서, 냉방 모드시 증발기(E)를 통과한 냉기중의 일부는 상기 출구(410)를 경유하고, 나머지는 히터코어(H)의 상측 영역을 통과하여 에어가이드(800)의 안내를 받아 제1 유로(P1)를 따라 유동하게 된다.

결국, 상기 출구(410)를 경유한 냉기와, 히터코어(H)를 통과하여 에어가이드(800)의 안내를 받아 제1 유로(P1)를 따라 유동하는 온기는 서로 혼합되어 온도조 절이 가능한 쿨믹스 모드를 실현할 수 있다.

즉, 상기 도어(600)는 전술한 바와 같이 최대 냉방시 리크된 공기의 유동을 차단하는 기능 이외에 온도조절 기능도 수행한다.

여기서, 상기 제2 플로어도어(900)는 2층기류 분리도어(500)와 연동하여 작동되는 관계로, 2층기류 분리도어(500)가 증발기(E)와 히터코어(H) 사이의 통로(510)를 폐쇄하고 있기 때문에 상기 통로(301)를 폐쇄시키는 상태로 되어 있다.

따라서, 상기 쿨믹스 모드시 상기 출구(410)를 경유한 냉기와, 히터코어(H)를 통과하여 에어가이드(800)의 안내를 받아 제1 유로(P1)를 따라 유동하는 온기는 서로 혼합되어 상기 통로(301)로는 유동되지 않게 된다.

이제까지는 본 발명의 냉방모드에 대하여 설명하였다.

한편, 본 발명은 난방모드를 실현할 수 있는데, 이를 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

내,외기를 디프로스트벤트(260)와 페이스벤트(270) 및 플로어벤트(280)로 공급하여 차실내를 난방시키는 모드로서, 온도조절도어(400)에 의해 히터코어(H)의 상측 출구(410)가 폐쇄되도록 함과 아울러 상기 온도조절도어(400)에 의해 연동되는 도어(600)에 의해 제1 유로(P1)의 상측은 개방 상태가 된다.

상기 2층류 분리도어(500)를 작동시켜 증발기(E)와 히터코어(H) 사이의 통로(510)가 개방되도록 함과 아울러 상기 2층류 분리도어(500)와 연동하는 제2 플로어도어(900)에 의해 통로(301)가 개방되도록 한다.

그리고, 상기 디프로스트도어(261)에 의해 디프로스트벤트(260)는 개방되어 있는 상태이고, 도어(600)에 의해 제1 유로(P1)는 개방되어 있는 상태이며, 제1 플로어도어(700)에 의해 제2 유로(P2)는 개방되어 있는 상태이다.

그리고, 페이스도어(271)에 의해 페이스벤트(270)는 개방되어 있는 상태이다.

상기와 같이 하면, 외기유입구(240)와 내기유입구(250)를 통해 유입된 공기는 히터코어(H)를 통과하면서 열교환되어 온기 상태로 변화된 후, 2층류 분리도어(500)에 의해 2층류 상태로 분리된 다음, 에어가이드(800)를 기준으로 히터코어(H)의 상하측 영역을 각각 통과하면서 열교환되어 다시 온도가 상승되어 온기 상태로 된다.

상기 히터코어(H)의 하측 영역을 통과한 온기 상태의 내기는 제2 플로어도어(900)에 의해 개방된 통로(301)를 지나 플로어벤트(280)를 구성하는 프론트측 플로어벤트(281)와 리어측 플로어벤트(282)로 토출된다.

한편, 히터코어(H)의 상측 영역을 통과한 외기는 제1 유로(P1)를 지나 디프로스트벤트(260)와 페이스벤트(270)중의 어느 하나로 토출된다.

여기서, 상기와 같은 상태에서 상기 제1 유로(P1)를 따라 유동되는 차가운 외기중의 일부는 에어가이드(800)의 끝단부(S2)에서 격벽(300)과 에어가이드(800) 사이의 공간으로 오버플로우된 후, 히터코어(H)를 통과하는 내기와 함께 혼합된 후에 플로어벤트(280)측으로 토출된다.

여기서, 상기 디프로스트도어(261)와 페이스도어(271) 및 제1 플로어도어(700)의 개폐 상태에 따라 2층류 웜-플로어모드, 2층류 웜-믹스모드등의 공조모드 를 실현할 수 있다.

상기와 같은 난방믹스모드에 따르면, 종래와 같이 별도의 도어부재(44)를 구비하지 않고 간단하게 에어가이드(800)를 형성하고, 차가운 외기의 일부를 플로어벤트측으로 오버플로우시켜 히터코어를 통과하는 내기와 혼합되도록 하여 토출되게 함으로써, 히터코어(H)의 출구를 통과한 내기와 외기의 온도 차이가 과다하게 발생하는 것을 방지하여 탑승자에 쾌적한 공조 환경을 제공할 수 있게 된다.

이제까지는 본 발명의 제1 실시예의 구성 및 작용에 대하여 설명하였다.

이하부터는 본 발명의 제2 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 의한 자동차용 공기조화장치는, 크게 공조케이스(200)와, 증발기(E)와, 히터코어(H)와, 온도조절도어(400)와, 2층류 분리도어(500)와, 격벽(300)과, 제1ㆍ제2 플로어도어(700)(900)와, 에어가이드(800)를 포함하여 이루어진다.

상기 공조케이스(200)는 외기유입구(240)와 내기유입구(250)로 구획되는 입구부와 디프로스트벤트(260), 페이스트벤트(270) 및 플로어벤트(280)가 형성된 출구부를 포함하여 이루어진다.

상기 디프로스트벤트(260)와 페이스벤트(270)는 별도의 디프로스도어(261) 및 페이스도어(271)에 의해 개폐된다.

여기서, 상기 플로어벤트(280)는 차량의 프론트측으로 토출되는 프론트측 플로어벤트(281)와, 차량의 리어측으로 토출되는 리어측 플로어벤트(282)로 구성된다.

상기 증발기(E) 및 히터코어(H)는 상기 공조케이스(200)의 내부에 내외기유입부(250)(240)측으로부터 순차적으로 일정 간격을 두고 설치된다.

좀더 상세하게는 상기 증발기(E)는 수직으로 세워져 설치되고, 상기 히터코어(H)는 거의 수직에 가깝게 경사지게 세워져 설치된다.

상기 온도조절도어 및 2층류 분리도어(400)(500)는 상기 증발기(E)와 히터코어(H) 사이에 설치된다.

좀더 상세하게는, 상기 온도조절도어(400)는 히터코어(H)의 상측 출구(410)를 개폐하게 된다.

좀더 상세하게는, 상기 온도조절도어(400)는 히터코어(H)의 상측 출구(410)를 개폐함과 아울러 히터코어(H)의 전방 상측을 개폐하게 된다.

즉, 온도조절도어(400)는, 상기 히터코어(H)의 상측 출구(410)와 전방 상측의 통로(420)를 선택적으로 개폐하도록 작동되는 것이다.

그리고, 상기 2층류 분리도어(500)는 히터코어(H) 전방의 대략 중앙에 설치되어 상기 온도조절도어(400)와의 관계에 의해 증발기(E)를 통과한 내외기를 이층기류로 분류되어 통로(510)를 통해 히터코어(H)를 통과하거나, 증발기(E)를 통과한 모든 공기가 상기 히터코어(H)의 상측 출구(410)를 통과하도록 하는 역할을 한다.

상기 격벽(300)은, 상기 히터코어(H)의 후방에 설치되어 상기 출구부와 연통되게 전후 방향으로 제1ㆍ제2 유로(P1)(P2)를 구획 형성하게 된다.

상기 제1 플로어 도어(700)는, 상기 제2 유로(P2)의 상측을 개폐함과 아울러 상기 플로어벤트(280)로 공기를 유동시키는 역할을 한다.

상기 제2 플로어 도어(900A)는 상기 격벽(300)상에 설치되어 상기 히터코어(H)를 통과한 공기의 일부를 상기 플로어벤트(280)로 유동시키는 역할을 하는 것으로, 상기 제2 플로어도어(900A)는, 상기 에어가이드(800)의 끝단(E1)과 상기 격벽(300) 사이의 제1 유로(P1)에 인접하는 격벽(300)상에 형성된 단일 통로(302)를 개폐하도록 회동 가능하게 설치되며, 엑츄에이터에 의해 상기 2층류 분리도어(500)와 연동하어 회전 작동된다.

한편, 본 발명은 제1 유로(P1)의 상측에는 최대 냉방시, 리크된 공기가 히터코어(H)를 통과하여 제1 유로(P1)의 상측으로 유동되는 것을 방지하기 위해 상기 제1 유로(P1)를 차단하는 별도의 도어(600)가 더 구비된다.

여기서, 공기가 리크되는 부분은 온도조절도어(400)가 히터코어(H)의 상측 전방 통로(420)를 막았을때, 도어(400)의 가장자리와 공조케이스의 내벽 사이에 있는 틈새이다.

따라서, 상기 도어(600)에 의해 제1 유로(P1)를 막게 되면, 리크된 공기가 히터코어(H)를 통과하면서 열교환되어 온기상태로 되며, 온기 상태의 리크된 공기는 도 2에 도시된 바와 같이, 증발기(E)를 통과한 냉기와 혼합되지 않아 최대 냉방 성능을 저하시키지 않게 되는 것이다.

여기서, 상기 도어(600)는, 상기 제1 유로(P1)내의 상측에 회동 가능 설치되어 상기 제1 유로(P1)의 상측을 개폐하게 되는 것으로, 하나의 엑츄에이터에 의해 온도조절도어(400)와 함께 연동하여 작동된다.

한편, 상기 에어가이드(800)는, 히터코어(H)를 통과하는 내외기를 분리함과 동시에 외기를 상기 제1 유로(P1)의 상부측으로 유도하도록 상기 히터코어(H)의 후방에 상기 제1 유로(P1)내에서 상향으로 연장 형성된다.

상기 에어가이드(800)는 상기 히터코어(H)의 후면 적정 위치에 설치되어 상기 제1 유로(P1)내에서 상기 히터코어(H) 후방에 형성되되, 상기 히터코어면에 수직하게 일정 길이를 가지고, 상향으로 연장 형성된다.

좀더 상세하게 상기 에어가이드(800)는 상기 히터코어(H)의 후면에 설치되는 직선부(810)와, 상기 직선부(810)의 끝단에서 연결되어 상향으로 연장되는 연장부(820)로 이루어진다.

상기 에어가이드(800)의 연장부(820)는 상기 격벽(300)과 나란하게 형성된다.

상기 에어가이드(800)는 상기 제1 유로(P1)의 내부를 따라 유선형으로 형성되도록 하고, 상기 에어가이드(800)는 상기 격벽(300)과 나란하게 위치되도록 함으로써 히터코어(H)의 출구를 통과한 외기가 제1 유로(P1)의 상측으로 유도되어 토출된다.

본 발명은 상기 에어가이드(800)를 구비함으로써, 2층류 모드를 실현하기 위해 히터코어(H)의 출구측에 1개의 플로어도어(900A)만을 사용할 수 있게 된다.

여기서, 도 4,5,6에 도시된 각종 도어중에서 온도조절도어(400)와 2층류 분리도어(500)를 제외한 나머지 도어들에서 이점쇄선으로 표시된 것은 폐쇄된 상태의 위치를 나타낸 것이고, 실선으로 표시된 것은 개방된 상태의 위치를 나타낸 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 자동차용 공기조화장치의 작용을 모드별로 구분하여 설명하기로 한다.

도 4는 냉방모드 상태를 나타낸 것으로, 2층 기류가 실현되지 않은 상태를 나타낸 것이다.

내,외기를 페이스벤트(270)와 플로어벤트(280)로 공급하여 차실내를 냉방시키는 모드로서, 온도조절도어(400)에 의해 히터코어(H)의 상측에 형성된 상측 출구(410)가 개방되도록 함과 아울러 상기 온도조절도어(400)와 연동하는 도어(600)를 개방시키며, 상기 2층류 분리도어(500)를 닫아 증발기(E)와 히터코어(H) 사이의 통로(510)가 폐쇄되도록 함과 아울러 상기 2층류 분리도어(500)와 연동하는 제2 플로어도어(900A)를 닫아 통로(302)를 폐쇄한다.

상기와 같이 하면, 외기유입구(240)와 내기유입구(250)를 통해 유입된 공기는 증발기(E)를 거치면서 열교환되어 그 온도가 떨어지게 된다.

이렇게 냉각된 공기는 히터코어(H)의 상측에 형성된 상측 출구(410)를 통해 디프로스도어(261) 및 페이스도어(271)에 의해 개방된 디프로스트벤트(260)와 페이스벤트(270)를 통해 토출되어 차실내를 냉방하게 된다.

여기서, 디프로스트벤트(260)와 페이스벤트(270)는 모두 개방되도록 할 수 있고, 둘중 어느 하나만 선택적으로 개방되도록 할 수 있다.

그리고, 도 4의 도면상에는 도시하지는 않았지만, 상기 제1 플로어도어(700)를 작동시켜 플로어벤트(280)가 개방되도록 하여 이 플로어벤트(280)를 구성하는 프론트측 플로어벤트(281)과 리어측 플로어벤트(282)측으로 냉기가 토출되도록 할 수 도 있다.

이때, 페이스벤트(270)로만 공기를 공급하고자 할때에는 제1 플로어도어(700)를 차단하게 되면, 페이스벤트(270)로만 배출된다.

한편, 도면상에는 도시하지는 않았지만, 상기 온도조절도어(400)는 탑승자의 조작에 의해 그 개도 정도를 조절되는데, 히터코어(H)의 상측 출구(410)를 완전히 개방/폐쇄하는 상태를 제외한 대략 절반 정도가 되게 상기 출구(410)를 개방하는 상태로 조절하게 되면 상기 도어(600)는 온도조절도어(400)와 연동하여 에어가이드(800)의 끝단(E1)과 격벽(300) 사이의 제1 유로(P1)를 절반도 정도가 되게 개방하게 된다.

따라서, 냉방 모드시 증발기(E)를 통과한 냉기중의 일부는 상기 출구(410)를 경유하고, 나머지는 히터코어(H)의 상측 영역을 통과하여 에어가이드(800)의 안내를 받아 제1 유로(P1)를 따라 유동하게 된다.

결국, 상기 출구(410)를 경유한 냉기와, 히터코어(H)를 통과하여 에어가이드(800)의 안내를 받아 제1 유로(P1)를 따라 유동하는 온기는 서로 혼합되어 온도조절이 가능한 쿨믹스 모드를 실현할 수 있다.

즉, 상기 도어(600)는 전술한 바와 같이 최대 냉방시 리크된 공기의 유동을 차단하는 기능 이외에 온도조절 기능도 수행한다.

이제까지는 본 발명의 냉방모드에 대하여 설명하였다.

한편, 본 발명은 난방모드를 실현할 수 있는데, 이를 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

내,외기를 디프로스트벤트(260)와 페이스벤트(270) 및 플로어벤트(280)로 공급하여 차실내를 난방시키는 모드로서, 온도조절도어(400)에 의해 히터코어(H)의 상측 출구(410)가 폐쇄되도록 함과 아울러 상기 온도조절도어(400)에 의해 연동되는 도어(600)에 의해 제1 유로(P1)의 상측을 개방한다.

그리고, 상기 2층류 분리도어(500)를 작동시켜 증발기(E)와 히터코어(H) 사이의 통로(510)가 개방되도록 함과 아울러 상기 2층류 분리도어(500)와 연동하는 제2 플로어도어(900A)에 의해 하부 통로(302)가 개방되도록 한다.

그리고, 상기 디프로스트도어(261)에 의해 디프로스트벤트(260)는 개방되어 있는 상태이고, 제2 플로어도어(900A)에 의해 에어가이드(800)의 끝단(E1)과 격벽(300) 사이의 제1 유로(P1)는 폐쇄 상태이며, 제1 플로어도어(700)에 의해 제2 유로(P2)는 개방되어 있는 상태이다.

그리고, 페이스도어(271)에 의해 페이스벤트(270)는 개방되어 있는 상태이다.

상기와 같이 하면, 외기유입구(240)와 내기유입구(250)를 통해 유입된 공기는 히터코어(H)를 통과하면서 열교환되어 온기 상태로 변화된 후, 2층류 분리도어(500)에 의해 2층류 상태로 분리된 다음, 에어가이드(800)를 기준으로 히터코어(H)의 상하측 영역을 각각 통과하면서 열교환되어 다시 온도가 상승되어 온기 상태로 된다.

상기 히터코어(H)의 하측 영역을 통과한 온기 상태의 내기는 제2 플로어도어(900A)에 의해 개방된 통로(302)를 통해 플로어벤트(280)를 구성하는 프론트측 플 로어벤트(281)와 리어측 플로어벤트(282)로 토출된다.

그리고, 히터코어(H)의 상측 영역을 통과한 외기는 제1 유로(P1)를 지나 디프로스트벤트(260)와 페이스벤트(270)중의 어느 하나로 토출된다.

한편, 히터코어(H)의 출구를 통과한 내기와 외기의 온도 차이가 큰 경우는, 상기와 같은 상태에서 도 6에 도시된 바와 같이, 2층류 분리도어(500)와 연동되는 제2 플로어 도어(900A)는 캠구조에 의해 도 5의 상태에서 소정 각도 더 회동되어 에어가이드(800)와 격벽(300) 사이의 대략 중간에 위치하게 되는데, 이로 인하여 히터코어(H)의 상측을 통과하는 차가운 외기중의 일부는 에어가이드(800)의 끝단부(S2)에서 에어가이드(800)와 제2 플로어 도어(900A) 사이의 공간으로 오버플로우된 후, 히터코어(H)를 통과하는 내기와 함께 혼합된 후에 통로(302)를 통해 플로어벤트(280)를 구성하는 프론트측 플로어벤트(281)과 리어측 플로어벤트(282)측으로 토출된다.

여기서, 상기 디프로스트도어(261)와 페이스도어(271) 및 제1 플로어도어(700)의 개폐 상태에 따라 2층류 웜-플로어모드, 2층류 웜-믹스모드등의 공조모드를 실현할 수 있다.

상기와 같은 난방믹스모드에 따르면, 종래와 같이 별도의 도어부재(44)를 구비하지 않고 간단하게 에어가이드(800)를 형성하고, 내기가 통과하는 유로상으로 오버플로우시켜 내외기가 혼합되어 플로어벤트측으로 토출되게 함으로써, 히터코어(H)의 출구를 통과한 내기와 외기의 온도 차이가 과다하게 발생하는 것을 방지하여 줄어들어 탑승자에 쾌적한 공조 환경을 제공할 수 있게 된다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 자동차용 공기조화장치에 따르면, 2층 기류 분리벽 기능을 하는 별도의 도어부재를 추가로 구성하지 않으면서도 내외기를 2층 상태로 분리할 수 있도록 함과 아울러 내외기를 2층 기류 상태로 분리하는 2층류 모드시 차가운 외기의 일부를 내기가 통과하는 유로상으로 오버플로우시켜 내외기가 혼합되어 플로어벤트측으로 토출되게 함으로써, 히터코어(H)를 통과한 내기와 외기의 온도 차이가 과다하게 발생하는 것을 방지하여 탑승자에 쾌적한 공조 환경을 제공할 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 외기유입구(240)와 내기유입구(250)로 구획되는 입구부와 디프로스트벤트(260), 페이스트벤트(270) 및 플로어벤트(280)가 형성된 출구부를 포함하는 공조케이스(200);

   상기 공조케이스의 내부에 내외기유입부(250)(240)측으로부터 순차적으로 일정 간격을 두고 설치되는 증발기(E) 및 히터코어(H);

   상기 증발기(E)와 히터코어(H) 사이에 설치되는 온도조절도어 및 2층류 분리도어(400)(500);

   상기 히터코어(H)의 후방에 설치되어 상기 출구부와 연통되게 전후의 제1, 제2 유로(P1)(P2)로 구획하는 격벽(300);

   상기 제2 유로(P2)의 상측을 개폐함과 아울러 상기 플로어벤트(280)로 공기를 유동시키는 제1 플로어도어(700);

   히터코어(H)를 통과하는 내외기를 분리함과 동시에 외기를 상기 제1 유로(P1)의 상부측으로 유도하도록 상기 히터코어(H)의 후방에 상기 제1 유로(P1)내에서 상향으로 연장 형성되는 에어가이드(800);

   상기 히터코어(H)의 하류 측에 설치되어 상기 히터코어(H)를 통과한 공기의 일부를 상기 플로어벤트(280)로 유동시키는 제2 플로어도어(900A)를 포함하며,

   상기 제2 플로어도어(900A)는, 상기 에어가이드(800)의 끝단(E1)과 상기 격벽(300) 사이의 제1 유로(P1)에 인접하는 격벽(300)상에 형성된 단일 통로(302)를 개폐하도록 회동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 공기조화장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 유로(P1)의 상측에는 최대 냉방시, 리크된 공기가 히터코어(H)를 통과하여 제1 유로(P1)의 상측으로 유동되는 방지하기 위해 상기 제1 유로(P1)를 차단하는 도어(600)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 자동차용 공기조화장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 플로어벤트(280)는 차량의 프론트측으로 토출되는 프론트측 플로어벤트(281)와, 차량의 리어측으로 토출되는 리어측 플로어벤트(282)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 공기조화장치.

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