KR101263692B1 - 차량용 공조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 전기 가열식 히터와 제어장치를 전원공급선을 통해 일체로 연결하되, 상기 제어장치를 증발기와 디프로스트 벤트 사이의 공조케이스 외측 데드존(Dead Zone) 공간에 설치하도록 함으로써, 상기 전기 가열식 히터와 제어장치가 일체형으로 구성됨에 따라 조립성 및 작업성이 유리함은 물론 A/S성도 향상되고, 아울러 상기 제어장치의 설치위치를 최적화함에 따라 상기 제어장치의 설치로 인해 공조장치의 전체 부피가 커지는 것을 방지할 수 있으며, 또한 상기 제어장치에 설치된 히트싱크를 공조케이스내의 공기를 통해 냉각하여 제어장치의 내구성을 향상할 수 있는 차량용 공조장치에 관한 것이다.

Description

차량용 공조장치{Air conditioner for vehicle}
본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 전기 가열식 히터와 제어장치를 전원공급선을 통해 일체로 연결하되, 상기 제어장치를 증발기와 디프로스트 벤트 사이의 공조케이스 외측 데드존(Dead Zone) 공간에 설치하도록 한 차량용 공조장치에 관한 것이다.
차량용 공조장치는 차량 외부의 공기를 차량 실내로 도입하거나, 차량 실내의 공기를 순환시키는 과정에서 가열 또는 냉각시킴으로써 차량 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 장치로써, 공조케이스의 내부에는 냉각작용을 위한 증발기와, 가열작용을 위한 히터 및 상기 증발기나 히터에 의해 냉각 또는 가열된 공기를 송풍모드 전환용 도어를 사용하여 차량 실내의 각 부분으로 선택적으로 송풍하도록 이루어져 있다.
이러한 공조장치는, 송풍기 유니트, 증발기 유니트 및 히터 유니트의 독립적인 구조에 따라, 상기 3개의 유니트들이 독립적으로 구비되는 쓰리 피스 타입과, 증발기 유니트 및 히터 유니트가 공조케이스에 내장되고 송풍기 유니트가 별도의 유니트로 구비되는 세미 센터 타입과, 그리고 상기 3개의 유니트가 모두 공조케이스에 내장되는 센터마운팅 타입으로 대별할 수 있다.
도 1 은 상기 공조장치(1)의 일예를 나타낸 사시도로써, 도시된 바와 같이, 입구측에 공기유입구(11)가 형성되고 출구측에는 복수개의 공기토출구인 디프로스트벤트(12), 페이스벤트(13), 플로어벤트(14)가 형성된 공조케이스(10)와, 상기 공조케이스(10)의 내부에 순차적으로 설치되는 증발기(2) 및 히터(3)와, 상기 복수개의 공기토출구측에 각각 설치되어 공조모드에 따라 공기토출구의 개도를 조절하는 모드도어(미도시)를 포함하여 이루어진다.
상기 히터(3)는 차량의 종류에 따라 냉각수 히터 또는 전기 가열식 히터가 사용되는데, 즉, 가솔린 엔진 또는 디젤 엔진을 사용하는 차량의 경우에는 엔진의 연소열에 의해 가열된 냉각수가 순환하도록 냉각수 히터가 설치되어 난방을 수행하게 되고, 전기자동차인 경우에는 엔진의 연소열을 이용하는 히터를 설치할 수 없기 때문에 배터리의 전기적 에너지를 이용하는 전기 가열식 히터(3)가 메인 히터로 설치되어 난방을 수행하게 된다.
도 1에 도시된 히터(3)는 전기 가열식 히터(3)를 나타낸 것이다.
한편, 가솔린 엔진 또는 디젤 엔진을 사용하는 차량의 경우, 시동 초기에 엔진 냉각수의 온도가 낮기 때문에 냉각수를 이용한 난방을 할 수 없으므로, 시동 초기의 난방을 위한 보조 난방장치로 상기 전기 가열식 히터가 사용되고 있다.
이하, 전기자동차와 같이 상기 전기 가열식 히터(3)가 메인 히터로 사용되는 공조장치(1)에 대해서만 설명하기로 한다.
전기자동차의 공조장치(1)에서는, 상기 공조케이스(10)의 내부에 증발기(2) 및 전기 가열식 히터(3)가 공기유동방향을 따라 순차적으로 설치된다.
상기와 같이 구성된 공조장치(1)에 의하면, 최대냉방모드가 가동될 경우, 상기 증발기(2)만 가동되고 상기 전기 가열식 히터(3)는 가동 정지된다. 이에 따라 미도시된 송풍장치에 의하여 송풍되는 공기는, 증발기(2)를 거치면서 증발기(2)의 내부를 유동하는 냉매와 열교환되어 냉풍으로 바뀌게 되고, 이후 소정의 공기토출모드(벤트 모드, 바이레벨 모드, 플로어 모드, 믹스 모드, 디프로스트 모드)에 따라 개방되는 공기토출구로 토출된 후 차량 실내의 각 부분으로 공급됨으로써, 차량 실내의 냉방이 수행된다.
또한, 최대난방모드가 가동될 경우, 상기 증발기(2)는 가동 정지되고 상기 전기 가열식 히터(3)만 가동된다. 이에 따라 미도시된 송풍장치에 의하여 송풍되는 공기는, 증발기(2)를 통과한 후 상기 전기 가열식 히터(3)를 거치면서 열교환되어 온풍으로 바뀌게 되고, 이후 소정의 공기토출모드에 따라 개방되는 공기토출구로 토출된 후 차량 실내의 각 부분으로 공급됨으로써 차량 실내의 난방이 수행된다.
그리고, 상기 전기 가열식 히터(3)로는, 난방성능을 위하여 고전압 PTC 히터가 사용되는데, 상기 고전압 PTC 히터는 +터미널, -터미널, PTC소자, 방열핀 등이 적층되어 구성되며, 상기 터미널에 외부전원이 공급되면 상기 PTC소자가 발열하게 되고, 이때 상기 PTC소자에서 발생하는 열이 상기 방열핀으로 전열되어, 상기 방열핀을 통과하는 공기를 가열하게 되는 것이다.
또한, 상기 전기 가열식 히터(3)로 공급되는 전압을 제어하기 위해 별도의 제어장치(20)가 설치된다.
여기서, 상기 제어장치(20)에는 상기 전기 가열식 히터(3)로 공급되는 전압을 제어하기 위해 다양한 부품들(전압공급소자, PCB기판 등)이 내장되어 있다.
아울러, 상기 전기 가열식 히터(3)와 제어장치(20)에는 각각 끝단부에 전기커넥터(5)(22)가 구비된 전원공급선(4)(21)이 연결된다. 따라서, 상기 전기 가열식 히터(3)의 전원공급선(4)과 상기 제어장치(20)의 전원공급선(21)을 각각의 전기커넥터(5)(22)를 통해 연결함으로써, 상기 전기 가열식 히터(3)와 제어장치(20)가 전기적으로 연결되게 된다.
이때, 상기 전기 가열식 히터(3)와 제어장치(20)의 각 전기커넥터(5)(22)는 서로 접속된 상태에서 상기 공조케이스(10)의 하부에 고정되게 설치된다.
한편, 상기 제어장치(20)는 상기 공조장치(1)의 주변에 고정되게 설치되어 외부전원(차량 배터리 등)과 연결된다.
그러나, 상기 전기 가열식 히터(3)와 제어장치(20)를 서로 분리된 상태에서 조립해야 하기 때문에 조립성 및 작업성이 좋지 않고 이로인해 A/S성도 불리한 문제가 있다.
또한, 상기 제어장치(20)를 공조장치(1)의 주변에 별도의 설치공간을 만들어서 장착해야 하므로 결국 공조장치(1)의 전체 부피가 커지는 문제도 있었다.
아울러, 상기 제어장치(20)에서 발생하는 열을 효율적으로 배출하지 못하여 제어장치(20)내 부품들의 내구성이 저하되는 문제가 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 전기 가열식 히터와 제어장치를 전원공급선을 통해 일체로 연결하되, 상기 제어장치를 증발기와 디프로스트 벤트 사이의 공조케이스 외측 데드존(Dead Zone) 공간에 설치하도록 함으로써, 상기 전기 가열식 히터와 제어장치가 일체형으로 구성됨에 따라 조립성 및 작업성이 유리함은 물론 A/S성도 향상되고, 아울러 상기 제어장치의 설치위치를 최적화함에 따라 상기 제어장치의 설치로 인해 공조장치의 전체 부피가 커지는 것을 방지할 수 있으며, 또한 상기 제어장치에 설치된 히트싱크를 공조케이스내의 공기를 통해 냉각하여 제어장치의 내구성을 향상할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 입구측에 공기유입구가 형성되고, 출구측에는 디프로스트 벤트를 포함하는 복수개의 공기토출구가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스내에 설치되는 증발기를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서, 상기 공조케이스의 내부에는 공조케이스내를 유동하는 공기를 가열하도록 전기 가열식 히터가 삽입 설치되고, 상기 공조케이스의 외측면에는 상기 전기 가열식 히터와 전원공급선을 통해 전기적으로 연결됨과 아울러 상기 전기 가열식 히터로 공급되는 전압을 제어하는 제어장치가 설치되되, 상기 제어장치는, 상기 증발기와 상기 디프로스트 벤트 사이의 공조케이스 외측 데드존(Dead Zone) 공간에 설치된 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 전기 가열식 히터와 제어장치를 전원공급선을 통해 일체로 연결하되, 상기 제어장치를 증발기와 디프로스트 벤트 사이의 공조케이스 외측 데드존(Dead Zone) 공간에 설치하도록 함으로써, 상기 전기 가열식 히터와 제어장치가 일체형으로 구성됨에 따라 조립성 및 작업성이 유리함은 물론 A/S성도 향상된다.
또한, 상기 공조케이스의 외측 데드존에 상기 제어장치를 설치하여 제어장치의 설치위치를 최적화 함으로써, 상기 제어장치의 설치로 인해 공조장치의 전체 부피가 커지는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 상기 전기 가열식 히터와 제어장치를 일체로 연결하는 상기 전원공급선의 전체 길이를, 상기 전기 가열식 히터와 상기 제어장치 사이의 최단거리와 상기 공조케이스내에 삽입되는 상기 전기 가열식 히터의 삽입깊이를 합한 값 보다 크게 형성함으로써, 상기 전기 가열식 히터와 제어장치가 전원공급선을 통해 일체형으로 구성된 상태에서도 상기 공조케이스에 조립작업을 원활하게 할 수 있다.
또한, 상기 제어장치에 설치된 히트싱크를 상기 공조케이스내에 삽입되게 설치함으로써, 상기 공조케이스내를 유동하는 공기에 의해 상기 히트싱크가 냉각되어 상기 제어장치에서 발생하는 열을 원활하게 방열할 수 있고 이로인해 제어장치의 내구성도 향상된다.
아울러, 상기 제어장치에 설치된 히트싱크를 상기 공조케이스내에 삽입되게 설치하되 상기 공조케이스내의 증발기 상류측에 위치하도록 설치함으로써, 상기 히트싱크에 의해 가열된 공기가 증발기에 의해 냉각되게 되므로 상기 히트싱크로 인해 공조케이스에서 토출되는 공기의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 공조장치를 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 나타내는 사시도,
도 3은 도 2에서 전기 가열식 히터가 설치된 방향에서 바라본 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 공조케이스로부터 전기 가열식 히터 및 제어장치가 분리된 상태를 나타내는 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 전기 가열식 히터 및 제어장치를 나타내는 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치(100)는 전기자동차에 설치되는 것이 바람직하지만, 전기자동차 외에도 연소식 엔진을 사용하는 일반 차량이나 하이브리드 차량에도 적용할 수 있다. 즉, 전기 가열식 히터(130)를 사용하는 모든 차량에 적용할 수 있는 것이다.
이하, 편의상 전기자동차에 설치되는 공조장치(100)를 일예로 하여 설명하기로 한다.
먼저, 전기자동차에서는, 난방은 전기 가열식 히터(130)를 활용하고, 냉방은 전동압축기(미도시)를 이용한 에어컨사이클(전동압축기-응축기-팽창밸브-증발기(101))을 활용하여 구성하게 되므로 전기적으로 제어가 이루어지게 된다.
상기 공조장치(100)는, 입구측에 공기유입구(111)가 형성되고 출구측에는 복수개의 공기토출구가 형성된 공조케이스(110)와, 상기 공조케이스(110)의 내부 공기통로상에 일정간격을 두고 순차적으로 설치되는 증발기(101) 및 전기 가열식 히터(130)와, 상기 복수개의 공기토출구에 설치되어 공기토출모드에 따라 공기토출구를 개폐하는 모드도어(115)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 증발기(101)는 공조케이스(110)의 공기유입구(111)측에 인접하여 설치되고, 상기 전기 가열식 히터(130)는 공조케이스(110)내의 공기유동방향으로 증발기(101) 하류측에 설치되어 공조케이스(110)내를 유동하는 공기를 가열하게 된다.
상기 공조케이스(110)의 공기토출구는, 차량의 앞유리쪽으로 공기를 토출시키기 위한 디프로스트 벤트(112)와, 탑승자의 얼굴쪽으로 공기를 토출시키기 위한 페이스 벤트(113)와, 탑승자의 발쪽으로 공기를 토출시키기 위한 플로어 벤트(114)로 구성되고, 상기 각 벤트는 모드도어(115)에 의해 개도가 조절된다.
상기 디프로스트 벤트(112) 및 페이스 벤트(113)는 상기 공조케이스(110)의 상단부에 위치하게 되고, 상기 플로어 벤트(114)는 상기 공조케이스(110)의 후방측(증발기 반대편)에 위치하게 된다. 이때, 상기 디프로스트 벤트(112)는 상기 증발기(101)의 상부측에 중첩되게 위치하게 된다.
한편, 상기 공조케이스(110)의 입구(111)측에는 내부에 송풍팬을 구비한 송풍장치(102)가 설치되어 공조케이스(110)의 공기유입구(111)측으로 내기 또는 외기를 송풍하게 된다.
그리고, 상기 전기 가열식 히터(130)는 난방성능을 위하여 고전압 PTC히터로 이루어진다.
상기 전기 가열식 히터(130)는, 외형을 형성하는 하우징(131)의 내측에 +터미널(미도시) 및 PTC소자(미도시)가 내장된 히팅튜브(132)와, -터미널(미도시) 및 PTC소자(미도시)가 내장된 히팅튜브(132)가 교대로 적층되고, 상기 각각의 히팅튜브(132) 사이에는 방열핀(133)이 개재되어 구성된다.
따라서, 후술하는 제어장치(140)를 통해 상기 각 히팅튜브(132)의 +터미널과 -터미널에 전압이 공급되면, PTC소자가 발열하면서 각 히팅튜브(132)가 뜨거워져 방열핀(133)에 전열되고, 이때 상기 각 방열핀(133)을 통과하는 공기가 가열되게 되는 것이다.
상기 제어장치(140)는, 상기 전기 가열식 히터(130)로 공급되는 전압을 가변 제어하여 전기 가열식 히터(130)의 발열량을 가변 제어하게 된다. 이때 상기 제어장치(140)는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 듀티를 제어하는 방식으로 전압을 가변 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어장치(140)는 상기 각 히팅튜브(132)의 +터미널 및 -터미널에 전압을 공급하기 위한 전압공급소자 뿐만 아니라 다양한 부품들이 내장되어 있다.
그리고, 상기 제어장치(140)는 상기 전기 가열식 히터(130)와 전원공급선(135)을 통해 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 제어장치(140)로부터 공급되는 전압이 전원공급선(135)을 통해 상기 전기 가열식 히터(130)의 각 히팅튜브(132)의 터미널로 공급되게 된다.
이때, 상기 전원공급선(135)은 단일의 전원공급선(135)으로 구성되어 상기 전기 가열식 히터(130)와 상기 제어장치(140)를 일체로 연결하게 된다.
따라서, 상기 전기 가열식 히터(130)와 상기 제어장치(140)가 단일의 전원공급선(135)을 통해 일체형으로 구성됨으로써, 상기 공조케이스(110)에 조립할 때 조립성 및 작업성이 유리함은 물론 A/S성도 향상되게 된다. 즉, 종래와 같이 전기 가열식 히터(3)와 제어장치(20) 각각의 전기커넥터(5)(22)를 상호 연결한 후, 상기 전기커넥터(5)(22)를 공조케이스(10)의 하부에 고정해야 하는 작업이 필요 없는 것이다.
그리고, 상기 제어장치(140)는, 상기 공조케이스(110)의 외측면에 설치되되, 상기 증발기(101)와 상기 디프로스트 벤트(112) 사이의 공조케이스(110) 외측 데드존(Dead Zone)(D) 공간에 설치된다.
즉, 상기 증발기(101)의 상부측 공조케이스(110)에는, 상기 증발기(101)의 상단부를 밀착지지함과 아울러 상기 제어장치(140)가 안착되는 평면 외벽부(116)와,, 상기 디프로스트 벤트(112)를 형성하기 위한 경사 외벽부(117)가 형성된다.
이때, 상기 디프로스트 벤트(112)가 공조케이스(110)의 전방측을 향해 소정각도 경사지게 형성됨에 따라 상기 경사 외벽부(117)도 디프로스트 벤트(112)를 따라 공조케이스(110)의 전방측을 향해 소정각도 경사지게 형성된다.
이로인해, 상기 증발기(101)와 상기 디프로스트 벤트(112)의 사이, 즉, 상기 증발기(101)의 상부측 공조케이스(110)의 평면 외벽부(116)와 경사 외벽부(117) 사이에는 데드존(D)이 필연적으로 형성되게 된다.
본 발명에서는, 상기와 같은 공조케이스(110)의 외측 데드존(D)에 상기 제어장치(140)를 설치함으로써, 상기 제어장치(140)의 설치위치를 최적화한 것이며, 따라서 상기 제어장치(140)의 설치로 인해 공조장치(100)의 전체 부피가 커지는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 상기 증발기(101) 상부의 공조케이스(110) 외측면인 상기 평면 외벽부(116)에는 상기 제어장치(140)를 고정하도록 고정리브(118)가 돌출 형성되고, 상기 고정리브(118)와 마주하는 상기 제어장치(140)의 외측면에는 상기 고정리브(118)와 볼트 결합되도록 볼트결합부(141)가 형성된다.
또한, 상기 전원공급선(135)의 전체 길이는, 상기 전기 가열식 히터(130)와 상기 제어장치(140) 사이의 최단거리와, 상기 공조케이스(110)내에 삽입되는 상기 전기 가열식 히터(130)의 삽입깊이(L)를 합한 값 보다 큰 것이 바람직하다.
여기서, 상기 최단거리는, 상기 공조케이스(110)에 전기 가열식 히터(130)와 제어장치(140)가 각각 결합된 상태에서 상기 공조케이스(110)의 외측면을 따라 상기 전기 가열식 히터(130)와 제어장치(140)를 상기 단일 전원공급선(135)으로 연결할 수 있는 최단거리를 말한다.
이처럼, 상기 전기 가열식 히터(130)와 제어장치(140)를 일체로 연결하는 상기 전원공급선(135)의 전체 길이를 상기와 같이 한정함으로써, 상기 전기 가열식 히터(130)와 제어장치(140)가 전원공급선(135)을 통해 일체형으로 구성된 상태에서도 상기 공조케이스(110)에 조립작업을 원활하게 할 수 있다.
그리고, 상기 제어장치(140)는 상기 전기 가열식 히터(130)로 공급되는 전압을 가변 제어하는 과정에서 내부 부품들에 열이 발생하게 되고, 이러한 열을 신속하게 배출하지 못하게 되면 부품들의 내구성이 저하됨은 물론 파손될 수도 있다.
따라서, 상기 제어장치(140)의 일측에는 제어장치(140)에서 발생하는 열을 방열하도록 히트싱크(150)가 설치된다.
상기 히트싱크(150)는 상기 제어장치(140)의 하측면에 설치되는데, 이때 상기 히트싱크(150)는 상기 제어장치(140)내에서 열이 많이 발생하는 부품(일예로 전압공급소자)과 접촉하도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 히트싱크(150)의 일단부는 상기 공조케이스(110)의 내부로 삽입되게 설치된다.
이때, 상기 히트싱크(150)는 상기 공조케이스(110)내의 공기유동방향으로 상기 증발기(101)의 상류측(증발기의 전방측)에 위치하도록 설치되는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 공조케이스(110)의 내부를 유동하는 공기가 상기 히트싱크(150)와 열교환하게 되므로 상기 제어장치(140)에서 발생하는 열이 상기 히트싱크(150)를 통해 원활하게 방열되게 되며, 이로인해 상기 제어장치(140)의 내구성을 향상하게 된다.
만일, 상기 히트싱크(150)를 상기 공조케이스(110)내의 증발기(101) 하류측에 설치하게 되면 상기 증발기(101)를 거치면서 냉각된 공기 중 일부가 상기 히트싱크(150)에 의해 가열되게 되어 온도가 상승하게 되는 문제가 발생하게 된다.
이처럼, 상기 히트싱크(150)를 상기 공조케이스(110)내의 증발기(101) 상류측에 설치하게 되면, 상기 히트싱크(150)에 의해 가열된 공기가 증발기(101)에 의해 냉각되게 되므로 상기 히트싱크(150)로 인해 공조케이스(110)에서 토출되는 공기의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 증발기(101)의 상부측 공조케이스(110)의 평면 외벽부(116)에는 상기 제어장치(140)에 설치된 히트싱크(150)가 상기 공조케이스(110)의 내부로 삽입되도록 삽입공(119)이 관통되게 형성된다.
그리고, 상기 증발기(101)와 전기 가열식 히터(130)의 사이에는 온도조절도어(120)를 선택적으로 설치할 수 있다.
즉, 상기 온도조절도어(120)가 설치된 경우에는 상기 증발기(101)를 통과하면서 냉각된 공기가 상기 온도조절도어(120)에 의해 상기 전기 가열식 히터(130)를 통과하는 양이 조절되어 상기 공조케이스(110)에서 토출되는 공기의 온도가 조절되게 되고,
상기 온도조절도어(120)가 미설치된 경우에는 상기 전기 가열식 히터(130)의 방열량을 조절하여 상기 증발기(101)를 통과하면서 냉각된 공기를 적절한 온도로 가열함으로서 상기 공조케이스(110)에서 토출되는 공기의 온도가 조절되게 된다.
한편, 상기 제어장치(140)는 외부전원 즉, 차량의 배터리(145)로부터 전원을 공급받는다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 공조장치(100)의 작용을 설명하기로 한다. 아울러, 상기 증발기(101)와 전기 가열식 히터(130)의 사이에 온도조절도어(120)가 설치된 경우에 대해서만 일예로 설명하기로 한다.
가. 난방모드,
난방모드시에는 상기 제어장치(140)가 상기 전기 가열식 히터(130)로 전압을 공급하게 되어 전기 가열식 히터(130)가 온(ON) 상태가 되고, 상기 증발기(101)는 오프(OFF) 된다. 즉, 상기 증발기(101)를 작동시키기 위한 전동압축기가 오프(OFF) 되어 에어컨사이클이 정지되는 것이다.
또한, 상기 온도조절도어(120)는 상기 전기 가열식 히터(130)를 바이패스하는 통로를 폐쇄하여 상기 증발기(101)를 통과한 공기가 모두 전기 가열식 히터(130)를 통과하도록 하게 된다.
따라서, 상기 송풍장치(105)의 가동으로 상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111)로 공급된 공기는 상기 증발기(101)를 통과한 후 상기 온도조절도어(120)에 의해 상기 전기 가열식 히터(130)를 모두 통과하게 되면서 가열되게 된다.
상기 전기 가열식 히터(130)를 통과하면서 가열된 공기는 공기토출모드(벤트 모드, 바이레벨 모드, 플로어 모드, 믹스 모드, 디프로스트 모드)에 따라 개방된 공기토출구로 토출되어 차량 실내의 각 부분으로 공급됨으로써, 차량 실내의 난방이 수행된다.
한편, 상기 송풍장치(105)를 통해 공조케이스(110)의 공기유입구(111)로 공급된 공기가 상기 증발기(101)를 통과하기 전에 상기 제어장치(140)의 히트싱크(150)와 열교환하게 되어 상기 제어장치(140)를 냉각시키게 된다.
나. 냉방모드
냉방모드시에는 상기 제어장치(140)가 상기 전기 가열식 히터(130)로 공급되는 전압을 차단하게 되어 상기 전기 가열식 히터(130)가 오프(OFF) 상태가 되고, 상기 증발기(101)는 온(ON) 된다. 즉, 상기 증발기(101)를 작동시키기 위한 전동압축기가 온(ON) 되어 에어컨사이클이 작동하게 되는 것이다.
또한, 상기 온도조절도어(120)는 상기 전기 가열식 히터(130)를 바이패스하는 통로를 개방하고 전기 가열식 히터(130)를 통과하는 통로는 폐쇄하여 상기 증발기(101)를 통과한 공기가 모두 전기 가열식 히터(130)를 바이패스하도록 하게 된다.
따라서, 상기 송풍장치(105)의 가동으로 상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111)로 공급된 공기는 상기 증발기(101)를 통과하면서 냉각된 후, 상기 온도조절도어(120)에 의해 상기 전기 가열식 히터(130)를 바이패스 하게 된다.
상기 전기 가열식 히터(130)를 바이패스한 냉각된 공기는 공기토출모드(벤트 모드, 바이레벨 모드, 플로어 모드, 믹스 모드, 디프로스트 모드)에 따라 개방된 공기토출구로 토출되어 차량 실내의 각 부분으로 공급됨으로써, 차량 실내의 냉방이 수행된다.
한편, 상기 송풍장치(105)를 통해 공조케이스(110)의 공기유입구(111)로 공급된 공기가 상기 증발기(101)를 통과하기 전에 상기 제어장치(140)의 히트싱크(150)와 열교환하게 되어 상기 제어장치(140)를 냉각시키게 된다.
다. 믹싱모드
믹싱모드시에는 상기 제어장치(140)가 상기 전기 가열식 히터(130)로 전압을 공급하게 되어 전기 가열식 히터(130)가 온(ON) 상태가 되고, 상기 증발기(101)도 온(ON) 상태가 된다. 즉, 전기 가열식 히터(130)가 온(ON) 됨과 동시에 상기 증발기(101)를 작동시키기 위한 전동압축기도 온(ON) 되어 에어컨사이클이 함께 작동하게 되는 것이다.
또한, 상기 온도조절도어(120)는 상기 전기 가열식 히터(130)를 통과하는 통로의 개도를 적절하게 조절하여 상기 증발기(101)를 통과한 후 상기 전기 가열식 히터(130)를 통과하는 공기량을 조절하게 된다.
따라서, 상기 송풍장치(105)의 가동으로 상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111)로 공급된 공기는 상기 증발기(101)를 통과하면서 냉각된 후, 상기 온도조절도어(120)에 의해 일부 공기는 상기 전기 가열식 히터(130)를 바이패스 하게 되고, 일부 공기는 상기 전기 가열식 히터(130)를 통과하면서 가열되게 된다.
상기 전기 가열식 히터(130)를 바이패스한 냉각된 공기와 상기 전기 가열식 히터(130)를 통과한 가열된 공기는 서로 혼합되면서 탑승자가 설정한 온도의 공기로 바뀌게 된다.
계속해서, 상기 탑승자가 설정한 온도로 바뀐 공기는 공기토출모드(벤트 모드, 바이레벨 모드, 플로어 모드, 믹스 모드, 디프로스트 모드)에 따라 개방된 공기토출구로 토출되어 차량 실내의 각 부분으로 공급됨으로써, 차량 실내를 탑승자가 설정한 온도로 조절하게 된다.
한편, 상기 송풍장치(105)를 통해 공조케이스(110)의 공기유입구(111)로 공급된 공기가 상기 증발기(101)를 통과하기 전에 상기 제어장치(140)의 히트싱크(150)와 열교환하게 되어 상기 제어장치(140)를 냉각시키게 된다.
100: 공조장치 101: 증발기
105: 송풍장치
110: 공조케이스 111: 공기유입구
112, 디프로스트벤트 113: 페이스벤트
114: 플로어벤트 115: 모드도어
116: 평면 외벽부 117: 경사 외벽부
118: 고정리브 119: 삽입공
120: 온도조절도어 130: 전기 가열식 히터
131: 하우징 132: 히팅튜브
133: 방열핀 135: 전원공급선
140: 제어장치 141: 볼트결합부
150: 히트싱크

Claims (7)

  1. 입구측에 공기유입구(111)가 형성되고, 출구측에는 디프로스트 벤트(112)를 포함하는 복수개의 공기토출구가 형성된 공조케이스(110)와, 상기 공조케이스(110)내에 설치되는 증발기(101)를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서,
    상기 공조케이스(110)의 내부에는 공조케이스(110)내를 유동하는 공기를 가열하도록 전기 가열식 히터(130)가 삽입 설치되고,
    상기 공조케이스(110)의 외측면에는 상기 전기 가열식 히터(130)와 전원공급선(135)을 통해 전기적으로 연결됨과 아울러 상기 전기 가열식 히터(130)로 공급되는 전압을 제어하는 제어장치(140)가 설치되되,
    상기 제어장치(140)는, 상기 증발기(101)와 상기 디프로스트 벤트(112) 사이의 공조케이스(110) 외측 데드존(Dead Zone)(D) 공간에 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어장치(140)의 일측에는 제어장치(140)에서 발생하는 열을 방열하도록 히트싱크(150)가 설치되되, 상기 히트싱크(150)의 일단부는 상기 공조케이스(110)의 내부로 삽입되게 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 히트싱크(150)는 상기 공조케이스(110)내의 공기유동방향으로 상기 증발기(101)의 상류측에 위치하도록 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원공급선(135)은 단일로 구성되어 상기 전기 가열식 히터(130)와 상기 제어장치(140)를 일체로 연결하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전원공급선(135)의 전체 길이는, 상기 전기 가열식 히터(130)와 상기 제어장치(140) 사이의 최단거리와, 상기 공조케이스(110)내에 삽입되는 상기 전기 가열식 히터(130)의 삽입깊이(L)를 합한 값 보다 큰 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어장치(140)는, 상기 전기 가열식 히터(130)로 공급되는 전압을 가변 제어하여 전기 가열식 히터(130)의 발열량을 가변 제어하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 증발기(101) 상부의 공조케이스(110) 외측면에는 상기 제어장치(140)를 고정하도록 고정리브(118)가 형성되고, 상기 고정리브(118)와 마주하는 상기 제어장치(140)의 외측면에는 상기 고정리브(118)와 볼트 결합되도록 볼트결합부(141)가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
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