KR101442595B1 - 차량용 공조장치 - Google Patents

Abstract

쿨링 홀을 통해 충분한 풍량을 확보함과 동시에 와류 발생을 최소화하도록 쿨링 홀의 배치를 최적화하고 공조케이스 내부의 공기 유로 구조를 개선한 차량용 공조장치가 개시된다. 차량용 공조장치는 입구측에 공기유입구가 형성되고 출구측에 공기토출구가 형성되며 내부에 공기 통로가 형성되어 공기 통로 상에 증발기 및 히터코어가 순차로 설치되는 공조케이스와, 증발기와 히터코어의 사이에 설치되어 히터코어를 바이패스하는 냉풍 통로와 히터코어를 통과하는 온풍 통로의 개도를 조절하는 템프 도어를 포함하는 것으로서, 공조케이스의 일 측면에 형성되어 쿨박스 측으로 공기를 토출하기 위한 것으로 증발기의 하류 측에서 증발기의 상하 길이 방향으로 상부 구역에 배치되는 쿨링 홀을 구비한다. 따라서, 쿨박스 측으로의 공기 토출 시 풍량 확보를 효과적으로 달성함과 아울러, 와류 발생 및 소음 문제를 동시에 해결하며 히터코어에 의한 온풍의 영향을 최소화할 수 있다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 쿨박스 측으로 공기를 토출하기 위한 쿨링 홀이 공조케이스의 일 측에 형성된 차량용 공조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 공조장치는 외부의 공기를 실내로 도입하거나 실내의 공기를 순환시켜 가열 또는 냉각시킴으로써 실내를 난방 또는 냉방 하는 장치로서, 공조케이스 내부에는 냉각작용을 위한 증발기와, 가열작용을 위한 히터코어 등이 구성되고, 증발기나 히터코어에 의해 냉각 또는 가열된 공기가 도어의 개폐에 의해 차량 실내의 각 부분으로 선택적으로 송풍된다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치의 개략적인 구성을 도시한 것이고, 도 2는 종래의 차량용 공조장치를 도시한 사시도이며, 도 3은 종래의 차량용 공조장치의 쿨링 홀이 형성된 공조케이스의 내부를 도시한 것이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 차량용 공조장치(1)는 블로어유닛(10) 및 공조케이스(40)로 구성된다.

블로어유닛(10)은 공조케이스(40)와 연통되게 연결됨과 아울러 상부측에 내,외기유입구(21)(22)가 형성된 블로어케이스(10a)와, 내,외기유입구(21)(22)를 선택적으로 개폐하도록 설치되는 내,외기전환도어(23)와, 내,외기유입구(21)(22)를 통해 유입된 내,외기를 공조케이스(40) 측으로 강제 송풍하기 위한 블로어(35)를 포함한다.

또한, 공조케이스(40)는 블로어유닛(10)으로부터 송풍되는 공기가 유입되도록 입구측에 공기유입구(43)가 형성되고, 출구측에는 모드도어(46)에 의해 개폐되는 다수의 공기토출구(44)가 형성되며, 공조케이스(40)의 내부에는 공기의 유동 경로를 따라 순차적으로 증발기(41) 및 히터코어(42)가 순차적으로 소정 간격을 두고 설치된다. 이 경우, 증발기(41)와 히터코어(42)의 사이에는 증발기(41)를 거친 냉풍과 히터코어(42)를 거친 온풍의 혼합되는 양을 조절하여 온도를 조절하는 템프도어(45)가 설치된다.

따라서, 블로어(35)의 작동시, 내,외기전환도어(23)에 의해 개방된 내기유입구(21) 또는 외기유입구(22)를 통해 내기 또는 외기가 선택적으로 도입되고, 도입된 공기는 공조케이스(40)의 내부 유로를 따라 증발기(41)를 통과한 후 템프도어(45)의 조작에 의해 히터코어(42)를 바이패스하거나 또는 히터코어(42)를 통과하면서 냉각 또는 가열된다. 이후에, 냉각 또는 가열된 공기는 다양한 공조 모드(벤트 모드, 바이레벨 모드, 플로어 모드, 믹스 모드, 디프로스트 모드)에 따라 다수의 모드도어들(46)이 선택적으로 개폐되어 차량 실내의 각 부분으로 토출됨으로써 차량 실내를 냉,난방 또는 환기하게 된다.

한편, 차량의 조수석 앞 그루브 박스(Golve Box: 미도시)내 일부 공간에 쿨박스(Cool Box: 미도시)가 설치됨으로써, 쿨박스의 내부에 보관되는 내용물을 냉장하여 차량 탑승시의 쾌적성을 향상시키고 있다. 이 경우, 쿨박스 측으로 냉풍을 공급하기 위해 별도의 공조시스템을 구축하면 비용이 상승하므로, 일반적으로는 증발기(41) 후방측의 공조케이스(40) 일 측면에 쿨링 홀(48)을 형성하고, 쿨링 홀(48)과 쿨박스는 별도의 플렉시블한 호스(61)를 통해 연결된다. 따라서, 공조케이스(40) 내의 냉풍이 쿨링 홀(48)을 통해 쿨박스 측으로 토출되어 냉장이 이루어진다.

이 경우, 쿨링 홀(48)의 형성 위치를 살펴보면, 도 3에 도시된 바와 같이, (A)영역에 쿨링 홀(48)이 형성되거나, (B)영역에 쿨링 홀(48)이 형성된다. 즉, 쿨링 홀(48)은 냉풍과 온풍이 믹싱되는 영역인 (A)영역에 형성되거나, 증발기(41)의 인접한 하류 영역인 (B)영역에 형성된다.

하지만, 쿨링 홀(48)이 냉풍과 온풍의 믹싱 영역(A)에 형성되는 토출 구조인 경우, 히터코어(42)를 통과하는 저항에 의해 풍량이 적어져 쿨링 홀(48)을 통해 원하는 토출 풍량을 얻을 수 없다는 문제점이 있었다. 또한, 쿨링 홀(48)이 증발기(41)의 인접한 하류 영역(B)에 형성되는 토출 구조인 경우, 증발기(41)를 통과한 공기가 쿨링 홀(48)을 통해 직접 토출되어 히터코어(42)의 통과에 따른 풍량 저하 문제는 해결되나 빠른 공기의 흐름으로 인해 와류가 발생되어 결국 토출 풍량 저하 및 소음 발생의 원인이 되는 문제점이 있었다.

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 쿨링 홀을 통해 충분한 풍량을 확보함과 동시에 와류 발생을 최소화하도록 쿨링 홀의 배치를 최적화하고 공조케이스 내부의 공기 유로 구조를 개선한 차량용 공조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 차량용 공조장치는 입구측에 공기유입구가 형성되고 출구측에 공기토출구가 형성되며 내부에 공기 통로가 형성되어 공기 통로 상에 증발기 및 히터코어가 순차로 설치되는 공조케이스와, 증발기와 히터코어의 사이에 설치되어 히터코어를 바이패스하는 냉풍 통로와 히터코어를 통과하는 온풍 통로의 개도를 조절하는 템프 도어를 포함하는 것으로서, 공조케이스의 일 측면에 형성되어 쿨박스 측으로 공기를 토출하기 위한 것으로 증발기의 하류 측에서 증발기의 상하 길이 방향으로 상부 구역에 배치되는 쿨링 홀을 구비한다.

본 발명에 따른 차량용 공조장치는 쿨링 홀의 배치를 최적화하고 스토퍼 격벽의 구조를 개선함에 따라, 쿨박스 측으로의 공기 토출 시 풍량 확보를 효과적으로 달성함과 아울러, 와류 발생 및 소음 문제를 동시에 해결하며 히터코어에 의한 온풍의 영향을 최소화할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치의 개략적인 구성을 도시한 것이고,
도 2는 종래의 차량용 공조장치를 도시한 사시도이며,
도 3은 종래의 차량용 공조장치의 쿨링 홀이 형성된 공조케이스의 내부를 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 것이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 쿨링 홀 및 스토퍼 격벽을 확대 도시한 것이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 작동 예를 도시한 것이다.

이하 첨부된 도면에 따라서 차량용 공조장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 것이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 쿨링 홀 및 스토퍼 격벽을 확대 도시한 것이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 작동 예를 도시한 것이다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치(300)는 공조케이스(110)와, 증발기(101) 및 히터코어(102)와, 템프 도어(115)를 포함한다.

공조케이스(110)의 입구측에는 공기유입구(111)가 형성되고, 출구측에는 다수의 공기토출구(112)가 형성된다. 이 경우, 공조케이스(110)의 일 측에는 블로어유닛이 공조케이스(110)의 내부와 연통되게 연결된다. 따라서, 공조케이스(110)의 공기유입구(111)를 통해 블로어유닛(미도시)으로부터 송풍되는 공기가 공조케이스(110)의 내부로 유입된다. 공조케이스(110)의 내부에는 공기유입구(111)로 유입된 공기가 유동되는 공기 통로가 형성된다.

증발기(101) 및 히터코어(102)는 공조케이스(110) 내부의 공기 통로상에 순차로 설치된다. 증발기(101)는 공조케이스(110)의 내부 공기와 열교환되어 공기를 냉각시키며, 히터코어(102)는 공조케이스(110)의 내부 공기와 열교환되어 공기를 가열시킨다. 아울러, 공조케이스(110)의 공기토출구(112)는 디프로스트 벤트(141), 페이스 벤트(142) 및 플로어 벤트(143)로 구성된다. 또한, 공조케이스(110) 내부에는 다수의 공기토출구(112)의 개도를 조절하는 다수의 모드 도어(146)들이 구비된다.

템프 도어(115)는 증발기(101)와 히터코어(102)의 사이에 설치되어 히터코어(102)를 바이패스하는 냉풍 통로와 히터코어(102)를 통과하는 온풍 통로의 개도를 조절한다.

이와 같이 구성되는 공조장치(300)는, 공기유입구(111)를 통해 유입된 공기가 공조케이스(110)의 내부를 따라 증발기(101)를 통과한 후 템프 도어(115)의 조작에 의해 히터코어(102)를 바이 패스하거나 히터코어(102)를 통과하면서 냉각 또는 가열된다. 이후에, 냉각 또는 가열된 공기는 벤트 모드, 바이레벨 모드, 플로어 모드, 믹스 모드, 디프로스트 모드와 같은 공조 모드에 따른 모드 도어(146)들의 개폐 선택에 따라 각 벤트로 분기되어 차량 실내의 각 부분으로 토출됨으로써 차량 실내를 냉, 난방 또는 환기하게 된다.

한편, 차량의 조수석 앞 그루브 박스(미도시)내 일부 공간에 쿨박스(미도시)가 설치됨으로써, 쿨박스의 내부에 보관되는 내용물을 냉장하여 차량 탑승시의 쾌적성을 향상시킨다. 이 경우, 공조케이스(110) 일 측면에 쿨링 홀(170)을 형성하고, 쿨링 홀(170)과 쿨박스는 별도의 플렉시블한 호스를 통해 연결된다. 결국, 공조케이스(110) 내의 냉풍이 쿨링 홀(170)을 통해 쿨박스 측으로 토출되어 냉장이 이루어진다.

특히, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치(300)에서는 쿨링 홀(170)이 증발기(101)의 하류 측에 배치됨과 아울러 증발기(101)의 상하 길이 방향으로 상부 구역에 배치된다. 즉, 쿨링 홀(170)은 증발기(101)의 후방에 인접한 곳 중에서 증발기(101)의 상하 방향으로 상부 측에 배치된다. 이 경우, 쿨링 홀(170)은 히터코어(102)보다는 상류 측에 배치되며, 히터코어(102)의 열은 쿨링 홀(170)을 통해 토출되는 공기에 영향을 미치지 않는 위치에 배치되어 있다.

참고로, 블로어유닛을 통해 공기유입구(111)로 유입되어 공조케이스(110)의 내부로 송풍되고 증발기(101)를 통과한 공기는 증발기(101)의 중앙부 측으로 갈수록 유속이 빨라지며 상하부 양측으로 갈수록 유속이 느려진다. 따라서, 증발기(101)의 상부 측에 배치된 쿨링 홀(170)을 통해 토출되는 공기는 증발기(101)의 중앙부 측에 배치된 구조에 비해 비교적 와류 현상을 저감시킬 수 있다.

또한, 공조케이스(110)의 내부에 스토퍼 격벽(150)이 구비된다. 스토퍼 격벽(150)은 템프 도어(115)의 회전각을 규제하는 것으로서, 공조케이스(110)와 일체로 형성될 수 있다. 아울러, 쿨링 홀(170)은 스토퍼 격벽(150)의 상부에 배치된다. 즉, 공기의 유동 경로 상에서 증발기(101), 쿨링 홀(170) 및 스토퍼 격벽(150)는 순차로 배치되어 있다.

이러한 구성을 통해, 스토퍼 격벽(150)이 증발기(101)를 통과하여 공기토출구(112) 측으로 유동되는 유로를 일부 구획하고 스토퍼 격벽(150)의 상부에 형성된 쿨링 홀(170)을 통해 충분한 풍량을 확보하기 유리하다. 이와 동시에, 스토퍼 격벽(150)이 히터코어(102)의 복사열에 의해 쿨링 홀(170)로 토출되는 공기에 영향을 주는 것을 최소화할 수 있다.

이 경우, 스토퍼 격벽(150)은 증발기(101)의 하류 상부 측 공간 일부를 커버함과 동시에 쿨링 홀(170)의 둘레를 감싸도록 형성된다. 이와 같은 구성을 통해, 쿨링 홀(170)의 둘레를 감싸고 있는 스토퍼 격벽(150)이 소정의 공간부를 형성하게 되고 이 공간부에 쿨링 홀(170)이 형성되어, 증발기(101)를 통과한 공기는 스토퍼 격벽(150)에 의해 쿨링 홀(170) 측으로 안내되어 직접 토출됨으로써 더욱 효율적으로 풍량을 확보할 수 있다.

또한, 스토퍼 격벽(150)은 쿨링 홀(170)과 마주하는 측의 면이 유선형으로 이루어진다. 이러한 유선형 격벽 구조로 인해, 빠른 공기가 스토퍼 격벽(150)이 형성하는 공간부를 통해 쿨링 홀(170)로 토출될 때 와류를 방지하고, 이로 인해 풍량 감소 및 소음 발생 문제를 동시에 해결할 수 있다.

또한, 스토퍼 격벽(150)은 제1 격벽(151) 및 제2 격벽(152)으로 구성되는 것이 바람직하다.

제1 격벽(151)은 쿨링 홀(170)과 마주하는 측에 형성되는 것으로, 쿨링 홀(170)과 마주하는 면이 유선형이 되도록 굴곡지게 형성된다. 제2 격벽(152)은 제1 격벽(151)에 대해 일부가 이격되는 것으로, 쿨링 홀(170)의 반대 측에 배치되어 공기토출구(112) 측으로 공기를 안내한다. 이 경우, 제2 격벽(152)도 공기의 원활한 토출을 윈해 유선형 구조로 이루어질 수 있다.

즉, 스토퍼 격벽(150)은 쿨링 홀(170)과 마주하는 면이 유선형으로 이루어져 전술한 바와 같이 쿨링 홀(170)을 통해 토출되는 빠른 공기에 의한 와류 현상을 방지한다. 아울러, 스토퍼 격벽(150)은 쿨링 홀(170)과 마주하는 반대 면은 공기가 스토퍼 격벽(150)을 타고 공기토출구(112) 측으로 원활히 배출될 수 있도록 유선형으로 이루어진다.

이 경우, 제1 격벽(151)은 제2 격벽(152)과 일부가 겹쳐지게 형성되며, 다른 일부는 이격되게 형성되어 있다. 제1 격벽(151)과 제2 격벽(152) 사이의 이격된 부위는 와류 발생 억제를 위한 제1 격벽(151)의 유선형 부위에 대응되는 것으로서, 쿨링 홀(170)가 마주하는 제1 격벽(151)의 일면이 유선형 구조를 가짐과 동시에 공기토출구(112) 측으로 공기를 안내하기 위한 제2 격벽(152)의 일면이 유선형 구조를 갖도록 마련되는 것이다.

이와 같이, 스토퍼 격벽(150)이 2중의 격벽 구조로 이루어짐에 따라, 스토퍼 격벽(150)을 공조케이스(110) 내에 일체로 성형할 때 금형 사출에 따른 살빼기 설계를 용이하게 하고 성형 시 격벽의 함몰 문제를 방지하여 구조상 유리하다. 아울러, 제1 격벽(151)과 제2 격벽(152) 사이의 이격된 부위만큼 원가를 절감할 수 있으며 무게 감소 효과를 얻을 수 있다.

지금까지 본 발명에 따른 차량용 공조장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

101 : 증발기 102 : 히터코어
110 : 공조케이스 111 : 공기유입구
112 : 공기토출구 115 : 템프 도어
150 : 스토퍼 격벽 151 : 제1 격벽
152 : 제2 격벽 170 : 쿨링 홀
300 : 차량용 공조장치

Claims (5)

1. 입구측에 공기유입구(111)가 형성되고 출구측에 공기토출구(112)가 형성되며 내부에 공기 통로가 형성되어 상기 공기 통로 상에 증발기(101) 및 히터코어(102)가 순차로 설치되는 공조케이스(110)와, 상기 증발기(101)와 히터코어(102)의 사이에 설치되어 상기 히터코어(102)를 바이패스하는 냉풍 통로와 상기 히터코어(102)를 통과하는 온풍 통로의 개도를 조절하는 템프 도어(115)를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
   상기 공조케이스(110)의 일 측면에 형성되어 쿨박스 측으로 공기를 토출하기 위한 것으로, 상기 증발기(101)의 하류 측에서 상기 증발기(101)의 상하 길이 방향으로 상부 구역에 배치되는 쿨링 홀(170)을 구비하고,
   상기 공조케이스(110)의 내부에 상기 템프 도어(115)의 회전각을 규제하는 스토퍼 격벽(150)이 구비되며, 상기 쿨링 홀(170)은 상기 스토퍼 격벽(150)의 상부에 배치되고,
   상기 스토퍼 격벽(150)은, 상기 증발기(101)를 통과한 공기가 상기 쿨링 홀(170) 측으로 안내되도록 상기 증발기(101)의 하류 상부 측 공간 일부를 커버함과 동시에 상기 쿨링 홀(170)의 둘레를 감싸도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 스토퍼 격벽(150)은,
   상기 쿨링 홀(170)과 마주하는 측의 면이 유선형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 스토퍼 격벽(150)은:
   상기 쿨링 홀(170)과 마주하는 측에 형성되는 것으로, 상기 쿨링 홀(170)과 마주하는 면이 유선형이 되도록 굴곡진 제1 격벽(151); 및
   상기 제1 격벽(151)에 대해 일부가 이격되는 것으로, 상기 쿨링 홀(170)의 반대 측에 배치되어 상기 공기토출구(112) 측으로 공기를 안내하는 제2 격벽(152)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.

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