KR101445658B1

KR101445658B1 - 차량용 공조 장치

Info

Publication number: KR101445658B1
Application number: KR1020137030865A
Authority: KR
Inventors: 마사유키 나카니시
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2011-05-17
Filing date: 2012-04-09
Publication date: 2014-09-29
Also published as: CN103534113B; BR112013028166A2; DE112012002115T5; JP2012240495A; KR20130140901A; JP5545267B2; WO2012157183A1; CN103534113A

Abstract

온풍 합류 통로(21)를 통과한 온풍이 합류 부분(18a)에서 냉풍 통로(16)를 흐른 냉풍과 합류한다. 또한, 온풍 터널 통로(23)를 통가한 온풍은 온풍 확산 통로(24)에 의하여 합류 부분(18a)의 온풍 합류 방향(Y)의 하류측에서 배치 방향(Z)으로 확산하여 에어믹스 챔버(18)에 유도된다. 온풍 확산 통로(24)와 합류 부분(18a)은 격벽(26)에 의하여 구획되어 있기 때문에 합류 부분(18a)에서 냉풍과 합류하지 않고 에어믹스 챔버(18)로 유도된다.

Description

차량용 공조 장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}

본 개시는 냉풍과 온풍을 혼합하는 에어믹스 방식의 차량용 공조 장치에 관한 것이다.

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 해당 개시 내용이 참조에 의하여 본 출원에 편입된 2011년 5월 17일에 출원된 일본 특허출원 제2011-110617호를 기초로 한다.

종래 기술의 차량용 공조 장치에 있어서, 냉풍과 온풍의 혼합성을 향상시키는 기술이 특허 문헌 1에 개시되어 있다. 특허 문헌 1에 기재된 기술에서는 히터 코어로부터 에어믹스 챔버에 이르는 온풍 통로와, 히터 코어로부터 에어믹스 챔버를 일단 우회하여 온풍 통로의 출구와는 냉각 통로를 끼워서 반대측에 위치하는 출구를 갖는 온풍 바이패스 통로를 설치하고 있다. 그리고 온풍 바이패스 통로를 흐르는 온풍을 U턴시켜서 냉풍 통로에 온풍을 불어내는 것으로 온풍 통로와 온풍 바이패스 통로의 사이에 냉풍 통로를 끼워 넣도록 하고 있다.

또한, 종래 기술의 차량용 공조 장치의 디프로스터 분출구에 있어서, 냉풍과 온풍의 혼합성을 향상시키는 기술이 특허 문헌 2에 개시되어 있다. 특허 문헌 2에 기재된 기술에서는 디프로스터 분출구에 폭방향으로 온풍을 분산시키는 안내 부재를 설치하고 있다.

상기의 특허 문헌 1에 기재된 기술에서는 온풍 바이패스 통로에 의하여 온풍을 U턴시키고 있기 때문에 통로 저항이 커진다. 상기의 특허 문헌 2에 기재된 기술에서는 디프로스터 분출구라는 특정한 분출구에 안내 부재를 설치하고 있기 때문에 다른 분출구에 대해서는 혼합성을 향상시킬 수 없다. 다른 분출구의 각각에 동일한 안내 부재를 설치하는 것도 생각되지만, 부품수가 많아지고, 공조 장치가 대형화될 수 있다.

특허 문헌 1: 일본국 특허 공개 제2010―155497호 특허 문헌 2: 미국 특허 제5109755호

본 개시는 상기의 점을 감안하여 이루어진 것으로, 간단한 구성으로 공조 케이스 내에서 냉풍과 온풍의 혼합성을 향상시킬 수 있는 차량용 공조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 차량용 공조 장치는, 내부에 공기 통로를 형성하는 공조 케이스와, 공조 케이스 내에 공기를 송풍하는 송풍기와, 공조 케이스 내에 설치되어, 송풍기에 의하여 송풍되는 공기를 냉각하는 냉각용 열교환기와, 공조 케이스 내에 설치되어, 냉각용 열교환기를 통과한 공기를 가열하는 가열용 열교환기와, 공조 케이스 내에 형성되어, 가열용 열교환기를 통과하지 않고 냉각용 열교환기를 통과한 냉풍이 흐르는 냉풍 통로부와, 공조 케이스 내에 형성되어, 가열용 열교환기를 통과한 후의 온풍이 흐르는 온풍 통로와, 공조 케이스 내에 설치되어, 가열용 열교환기를 통과하는 공기량과 냉풍 통로부를 흐르는 공기량을 조정하는 에어믹스부와, 공조 케이스 내에 설치되어, 온풍 통로로부터의 온풍과 냉풍 통로부로부터의 냉풍이 혼합되는 에어믹스 챔버와, 공조 케이스 내에 설치되어, 에어믹스 챔버에서 혼합된 공조풍을 차실내의 복수 부분을 향하여 불어내는 복수의 분출 개구부를 포함한다. 온풍과 냉풍은 에어믹스 챔버 내의 상류측에 위치하는 합류 부분에서 합류하도록 에어믹스 챔버가 구성되어 있다. 냉풍 통로부는 합류 부분에 있어서 냉풍을 온풍에 대하여 교차하도록 유도하고 있다. 온풍 통로는 합류 부분에 온풍을 유도하는 온풍 합류 통로와, 합류 부분을 횡단하도록 배치되어 온풍의 합류 방향으로 연장되는 통형상체의 내측에 형성되는 통로로서, 통형상체 내를 흐르는 온풍을 합류 부분에 대하여 온풍의 합류 방향 하류측으로 유도하는 온풍 터널 통로와, 에어믹스 챔버 및 온풍 터널 통로와 연통하는 통로로서, 온풍 터널 통로를 흘러온 온풍이 유입되고, 합류 부분과 통형상체가 배치되는 방향으로서, 냉풍의 흐름 방향으로 교차하는 배치 방향으로 연장되는 온풍 확산 통로를 갖는다. 온풍 확산 통로는 배치 방향 및 냉풍의 흐름 방향으로 연장되어, 합류 부분과 온풍 확산 통로를 구획하는 제 1 벽부와, 배치 방향 및 냉풍의 흐름 방향으로 연장되어, 제 1 벽부의 온풍의 합류 방향 하류측에 간격을 두고 위치하는 제 2 벽부와, 배치 방향 및 온풍의 합류 방향으로 연장되어, 제 1 벽부와 제 2 벽부의 냉풍의 흐름 방향 상류측에 위치하는 단부를 연결하는 저부로 둘러싸여 있다. 온풍 확산 통로는 온풍 터널 통로로부터 흘러온 온풍을 제 1 벽부 및 제 2 벽부를 따르는 방향으로 유도하여 에어믹스 챔버로 유도하도록 구성된다.

따라서, 온풍 합류 통로를 통과한 온풍이 합류 부분에서 냉풍 통로부를 흐른 냉풍과 합류한다. 또, 온풍 터널 통로를 통과한 온풍은 온풍 확산 통로에 의하여 합류 부분의 온풍의 합류 방향 하류측에서 배치 방향으로 확산하여 에어믹스 챔버로 유도된다. 온풍 확산 통로는 합류 부분과 제 1 벽부에 의하여 구획되어 있기 때문에 합류 부분에서 냉풍과 합류하지 않고 에어믹스 챔버로 유도된다. 따라서, 냉풍 통로부를 텅거ㅣ한 냉풍은 합류 부분에서 온풍의 온풍 합류 통로를 흐른 합류 방향의 상류측으로부터의 온풍과 합류하고, 또한, 혼합실에서 온풍 확산 통로를 흐른 온풍의 합류 방향 하류측으로부터의 온풍과 합류하게 된다. 또한, 온풍 합류 통로를 흐른 온풍과 냉풍의 합류 부분에서의 합류에 의해 합류 부분에서의 합류 방향 상류측의 온도는 합류하는 온풍에 의하여 높아지지만, 합류 부분에서의 합류 방향 타측의 냉풍과 온풍은 혼합되기 어렵다. 그래서 온풍 확산 통로를 통과한 온풍이 합류 부분의 합류 방향 하류측을 통과하여 에어믹스 챔버로 유도되기 때문에 온도가 낮은 냉풍과 에어믹스 챔버에서 혼합시킬 수 있다. 따라서, 합류 방향 및 배치 방향에 있어서 온도 분포를 균일하게 접근시킬 수 있다. 그리고 혼합한 공기를 공조풍으로 하여 분출 개구부로부터 차실내를 향하여 분출시킬 수 있다. 따라서, 분출 개구부의 위치 등에 관계없이, 혼합한 공조풍을 유동시킬 수 있다. 따라서, 본 개시의 차량용 공조 장치에서는 간단한 구성으로 공조 케이스 내에 있어서 냉풍과 온풍의 혼합성을 향상시킬 수 있다.

통형상체는 배치 방향으로 간격을 두고 복수로 설치될 수 있다. 이 경우, 배치 방향으로 분산하여 온풍을 온풍 터널 통로로부터 온풍 확산 통로로 보낼 수 있다. 합류 부분에 있어서, 온풍과 냉풍을 합류하는 부분을 인접하는 통형상체의 간격에 의하여 온풍 합류 통로로부터의 온풍을 배치 방향으로 분산시켜서 합류 부분에 유도할 수 있다. 이에 따라, 배치 방향에 있어서의 혼합성을 보다 향상시킬 수 있다.

상기 합류 부분에는 냉풍과 온풍을 에어믹스 챔버로 안내하는 복수의 안내판이 복수의 상기 통형상체의 사이에 설치될 수 있다.

도 1은 본 개시의 실시예의 차량용 공조 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 선Ⅱ-Ⅱ에 따른 단면도이다.
도 3은 온풍 그리드를 나타내는 사시도이다.
도 4는 바이레벨 모드(bi-level mode)의 상태에 있어서의 차량용 공조 장치의 단면도이다.
도 5는 풋 모드(foot mode)의 상태에 있어서의 차량용 공조 장치의 단면도이다.
도 6은 풋／디프로스터 모드(foot/defroster mode)의 상태에 있어서의 차량용 공조 장치의 단면도이다.
도 7은 디프로스터 모드(defroster mode)의 상태에 있어서의 차량용 공조 장치의 단면도이다.

도 1 내지 7을 참조하여, 본 개시의 실시예에 관하여 설명한다. 도 1은 본 개시의 실시예의 일례의 차량용 공조 장치(10)의 단면도를 나타낸다. 본 실시예의 차량용 공조 장치(10)의 전체 구성에 대하여 설명한다. 차량용 공조 장치(10)는 실내 공조 유닛(미도시)을 구비하고 있다. 실내 공조 유닛은 차실내 최전부의 차량 계기반(미도시)의 내측에 배치된다. 실내 공조 유닛은 송풍기 유닛(미도시)과 도 1에 나타내는 공조 본체 유닛(11)을 갖고 있다.

공조 본체 유닛(11)은 차량 좌우 방향의 대략 중앙에 배치된다. 송풍기 유닛은 차량의 좌우 방향에서 공조 본체 유닛(11)으로부터 조수석측으로 사전 결정된 치수만큼 이동하여 배치된다. 송풍기 유닛은 내기 및/또는 외기를 전환 도입하는 내/외기 전환 케이스와 송풍기를 갖고 있으며, 도입한 공기를 송풍기에 의하여 공조 본체 유닛(11)에 송풍하는 것이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 공조 본체 유닛(11)은 공조 케이스(12)의 내부에 증발기(13)와 히터 코어(14)를 수납하고 있다. 공조 케이스(12)는 공기 통로(15)를 내부에 형성하는 것이고, 수지 재료로 구성되어 있다. 공조 케이스(12)의 전방측(도 1의 좌측)에 송풍기 유닛이 설치되고, 송풍기 유닛으로부터 공조 케이스(12) 내에 공기가 송풍된다.

증발기(13)는 증발기(13)의 내부를 통과하는 냉매와 공조 케이스(12) 내를 흐르는 공기를 열교환시켜서 공기를 냉각하는 냉각용 열교환기이다. 증발기(13)는 공조 케이스(12)의 내부의 전방측에 배치되어 있으며, 송풍기 유닛으로부터 송풍된 공기를 냉각한다. 따라서, 증발기(13)를 통과한 공기는 냉풍으로 되어 흐른다.

히터 코어(14)는 내부를 통과하는 냉매, 예를 들면, 엔진 냉각수와 증발기(13)를 통과한 공기를 열교환시켜서 공기를 가열하는 가열용 열교환기이다. 따라서, 히터 코어(14)를 통과한 공기는 온풍으로 되어 흐른다. 히터 코어(14)는 차량의 전후방향에서 증발기(13)의 후방측(도 1의 우측)으로서, 공조 케이스(12) 내의 온풍 통로(21, 23, 24) 하측에 배치되어 있다. 공조 케이스(12) 내에서 히터 코어(14)의 후방측에는 히터 코어(14)로부터의 온풍이 흐르는 온풍 합류 통로(21)가 형성되어 있다.

공조 케이스(12) 내에서, 증발기(13)의 상측에는 히터 코어(14)를 우회(바이패스)하여 증발기(13)로부터의 냉풍이 흐르는 냉풍 통로(16)가 형성되어 있다. 냉풍 통로(16)는 증발기(13)로부터 위쪽을 향하여 연장되어 있다.

공조 케이스(12)의 내부에서 증발기(13)와 히터 코어(14)의 사이에는 히터 코어(14)를 흐르는 공기량과 냉풍 통로(16)를 흐르는 공기량의 비율을 조정하는 에어믹스 도어(17)가 배치되어 있다. 에어믹스 도어(17)는 예를 들면, 회전 도어로 구성되어 있다.

공조 케이스(12)의 내부에서, 증발기(13)와 히터 코어(14)의 공기 유동 방향 하류측에 냉풍 통로(16)로부터의 냉풍과 히터 코어(14)로부터의 온풍을 충돌시켜서 혼합하는 혼합실인 에어믹스 챔버(18)가 형성되어 있다.

공조 케이스(12) 내에는 에어믹스 챔버(18)에서 혼합된 공조풍을 차실내의 복수 부분을 향하여 분출하는 복수의 분출 개구부(31~33)가 설치된다. 따라서, 분출 개구부(31~33)는 에어믹스 챔버(18)의 공기 흐름 하류측에 설치된다. 본 실시예에서는 복수의 분출 개구부(31~33)로서, 디프로스터 개구부(31), 페이스 개구부(32) 및 풋 개구부(33)가 설치되어 있다. 디프로스터 개구부(31)는 앞측 창유리의 내표면에 공조풍을 분출하기 위한 것이다. 페이스 개구부(32)는 탑승자 상반신을 향하여 공조풍을 분출하기 위한 것이다. 풋 개구부(33)는 탑승자의 발가를 향하여 공조풍을 분출하기 위한 것이다.

공조 케이스(12)에는 복수의 분출 개구부(31~33)를 선택하여 개방 및/또는 폐쇄하는 분출 모드 도어가 설치되어 있다. 구체적으로는, 페이스 개구부(32)와 풋 개구부(33)를 개폐하는 페이스/풋 도어(34)와, 디프로스터 개구부(31)를 개폐하는 디프로스터 도어(35)가 설치되어 있다. 페이스/풋 도어(34) 및 디프로스터 도어(35)는 분출 개구부(31∼33)를 개폐하는 판상의 도어 본체부와 도어 본체부를 회전시키는 회전축을 갖는 판 도어에 의하여 구성되어 있다.

온풍 그리드(20)에 관하여 설명한다. 도 2는 도 1에서 선Ⅱ-Ⅱ에 따른 단면도이다. 도 3은 온풍 그리드(20)를 나타내는 사시도이다. 온풍 그리드(20)는 냉풍과 온풍을 혼합하기 위해 설치된다. 도 2에서는 이해를 용이하게 하기 위해 온풍의 흐름을 화살표로 나타내고, 냉풍의 흐름의 도시는 생략하고 있다. 도 3에서는 이해를 용이하게 하기 위해 온풍의 흐름을 실선의 화살표로 나타내고, 냉풍의 흐름을 파선의 화살표로 나타내고 있다. 이하, 냉풍의 온풍 그리드(20)에 있어서의 냉풍 흐름 방향(X)(도 1에서 상하 방향)에 대하여 교차, 구체적으로는 직교하는 방향으로서, 냉풍 통로(16)를 횡단하는 방향을 온풍 합류 방향(Y)(도 1에 있어서의 좌우 방향)이라 하고, 냉풍 흐름 방향(X) 및 온풍 합류 방향(Y)에 직교하는 방향을 배치 방향(Z)(도 1의 지면에 수직인 방향)이라 한다.

온풍 그리드(20)는 공조 케이스(12)의 내부에서 에어믹스 도어(17)와 에어믹스 챔버(18)의 사이에 설치된다. 온풍 그리드(20)는 예를 들면, 공조 케이스(12)와 동일한 수지 재료로 일체로 형성되거나, 공조 케이스(12)와 별개 체로 형성된 후 공조 케이스(12)에 고정된다.

온풍 그리드(20)는 히터 코어(14)로부터의 온풍이 흐르는 온풍 합류 통로(21)의 출구에 설치된다. 또한, 온풍 그리드(20)는 냉풍 통로(16)를 횡단하도록 설치된다. 바꾸어 말하면, 온풍 그리드(20)는 냉풍 통로(16)로부터의 냉풍의 흐름 방향(X)과 온풍 합류 통로(21)로부터의 온풍의 분출 방향이 교차하는 위치에 위치한다. 온풍 그리드(20)는 분출 모드 도어의 가동 범위보다 공기 흐름 상류측에 위치한다. 냉풍 흐름 방향(X)이 온풍의 분출 방향과 교차하는 부위는 에어믹스 챔버(18) 내의 상류측에 위치하는 합류 부분(18a)이고, 온풍과 냉풍이 합류 부분(18a)에서 합류한다. 냉풍 통로(16)로부터 온풍 그리드(20)로의 냉풍의 분출 방향은 도 1에 있어서의 위쪽이고, 온풍 합류 통로(21)로부터의 냉풍 통로(16)로의 온풍의 분출 방향은 도 1에 있어서의 왼쪽이다. 따라서, 냉풍 통로(16)로부터의 냉풍의 분출 방향과 온풍 합류 통로(21)로부터의 온풍의 분출 방향은 교차해 있다. 따라서, 냉풍 통로(16)는 합류 부분(18a)에서 냉풍을 온풍에 대하여 교차하도록 유도한다.

온풍 그리드(20)는 온풍 합류 통로(21)를 통과한 온풍의 일부가 통과하는 냉풍 통로(16)와는 독립된 통로로서, 온풍 터널 통로(23)와 온풍 확산 통로(24)를 갖는다. 온풍 터널 통로(23)는 합류 부분(18a)을 횡단하도록 배치된다. 온풍 터널 통로(23)는 온풍 합류 방향(Y)으로 연장되는 통형상체(23a)의 내측에 형성되는 통로이다. 온풍 터널 통로(23)는 통형상체(23a) 내를 흐르는 온풍을 합류 부분(18a)에 대하여 온풍 합류 방향(Y) 하류측으로 유도한다. 바꾸어 말하면, 온풍 터널 통로(23)는 합류 부분(18a)의 일부를 막도록 온풍 합류 방향(Y)으로 횡단하고, 냉풍 통로(16)의 온풍 합류 방향(Y)의 하류측에 위치하는 온풍 확산 통로(24)로 온풍을 유도한다. 통형상체(23a)는 온풍 합류 방향(Y)으로 연장되고, 배치 방향(Z)(도 2의 좌우 방향)으로 간격을 두고 복수로 설치된다. 예를 들어, 본 실시예에서는 3개의 통형상체(23a)가 설치된다. 3개의 온풍 터널 통로(23)는 온풍 그리드(20)의 배치 방향(Z) 중앙과 온풍 그리드(20)의 배치 방향(Z) 양단에 각각 설치된다. 통형상체(23a)의 외벽 중, 에어믹스 도어(17)와 마주하는 면부(도 3의 하측에 위치하는 면)는 예를 들면, 유선형으로 형성되고, 본 실시예에서는 각부가 둥근 모따기로 이루어진다. 이에 따라, 냉풍이 통형상체(23a) 사이에 형성된 공간(인접한 합류 부분(18a))으로 유입될 때 발생하는 공기 흐름의 저항을 유선형의 외벽에 의하여 저감할 수 있다.

따라서, 각 세 개의 통형상체(23a) 사이에 형성된 공간은 배치 방향(Z)으로 배치되고, 이 각각의 공간이 합류 부분(18a)을 형성한다. 합류 부분(18a)에는 냉풍과 온풍을 에어믹스 챔버(18)로 안내하는 복수의 안내판(25)을 구비한다. 본 실시예에서 합류 부분(18a)은 공간마다 2개의 안내판(25)이 설치된다. 안내판(25)은 온풍 합류 방향(Y) 및 흐름 방향(X)으로 연장된다. 이에 따라, 냉풍이 흐름 방향(X) 즉, 도 3의 위쪽으로 안내된다.

온풍 합류 통로(21)가 온풍을 유도하는 합류 부분(18a)은 온풍 합류 방향(Y)의 일측(도 2의 하측)으로부터 온풍 합류 방향(Y)의 타측(도 2의 상측)을 향하여 냉풍 통로(16)와 합류하는 부위이다. 구체적으로는, 온풍 합류 통로(21)는 배치 방향(Z)에서 통형상체(23a) 사이의 공간으로 온풍을 안내한다.

온풍 확산 통로(24)는 배치 방향(Z)으로 연장되는 통로이고, 온풍 터널 통로(23)의 하류측(온풍 합류 방향(Y)의 하류측)에 위치한다. 온풍 확산 통로(24)는 온풍 터널 통로(23) 및 에어믹스 챔버(18)와 연통한다. 따라서, 온풍 터널 통로(23)를 통과한 온풍은 온풍 확산 통로(24)에서 합류한다. 온풍 확산 통로(24)는 냉풍 흐름 방향(X)으로 개방되어 있다. 즉, 온풍 확산 통로(24)는 대략 U자 형상의 단면을 가진다. 온풍 터널 통로(23)로부터 온풍이 유입되는 부분은 개구되어 있다. 합류 부분(18a)에 인접하는 다른 부분에 대하여 냉풍 통로(16)와 온풍 확산 통로(24)를 구획하는 제 1 벽부인 격벽(26)이 설치된다. 또한, 온풍 확산 통로(24)는 온풍 터널 통로(23)로부터 온풍이 유입되는 부분(격벽(26))과는 반대측에 온풍 합류 방향(Y)으로 간격을 두고 배치 방향(Z) 및 냉풍의 흐름 방향(X)(도 2의 지면 두께 방향)으로 연장되는 제 2 벽부로서 벽부(27)를 갖는다. 벽부(27)는 본 실시예에서는 공조 케이스(12)의 내벽이다. 배치 방향(Z) 및 온풍의 합류 방향(Y)으로 연장되고, 격벽(26)의 단부와 벽부(27)의 단부를 연결하는 저부(28)를 구비한다. 격벽(26)의 단부와 벽부(27)의 단부는 격벽(26)과 벽부(27)의 흐름 방향(X) 상류측(도 1의 아래쪽)에 위치한다. 따라서, 온풍 확산 통로(24)는 격벽(26)과 벽부(27)와 저부(28)로 둘러싸여 있다. 따라서, 온풍 확산 통로(24)에 유입된 온풍은 격벽(26) 및 벽부(27)에 의하여 합류 부분(18a)에 유입되지 않고 흐름 방향(X)으로 안내된다. 온풍 확산 통로(24)는 온풍 터널 통로(23)로부터 흘러온 온풍을 격벽(26) 및 벽부(27)를 따르는 방향으로 유도하여 에어믹스 챔버(18)로 유입시킨다.

온풍과 냉풍의 흐름에 관하여 설명한다. 히터 코어(14)를 통과 직후의 온풍은 우선, 온풍 합류 통로(21)에 의하여 온풍 그리드(20)까지 안내된다. 온풍 합류 통로(21)의 출구로부터 일부의 온풍이 온풍 터널 통로(23)에 유입되고, 다른 온풍이 통형상체(23a) 사이에 형성된 공간(즉, 합류 부분(18a))에 유입된다. 합류 부분(18a)으로 유입된 온풍은 냉풍 통로(16)를 흐른 냉풍과 합류하고, 냉풍의 압력에 의하여 냉풍의 흐름 방향(X)으로 안내되어 에어믹스 챔버(18)에 유입된다.

온풍 터널 통로(23)를 통과한 온풍은 온풍 확산 통로(24)에서 합류하고, 벽부(27)에 의하여 흐름 방향(X)으로 유동하도록 안내된다. 흐름 방향(X)으로 안내된 온풍은 인접하는 합류 부분(18a)을 통과한 냉풍과 에어믹스 챔버(18)에서 혼합된다. 이에 따라, 온풍 그리드(20)를 통과한 냉풍과 온풍은 배치 방향(Z) 및 온풍 합류 방향(Y)으로 혼합되게 된다.

분출 모드에 관하여 이하 설명한다. 본 실시예의 차량용 공조 장치(10)에서는 분출 모드로서 예를 들면, 페이스 모드, 바이레벨(B／L) 모드, 풋 모트, 풋／디프로스터 모드 및 디프로스터 모드가 있다.

페이스 모드에 관하여 설명한다. 페이스 모드는 주로 탑승자 상반신을 향하여 공조풍을 분출하는 모드이다. 페이스 모드에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 페이스 개구부(32)가 열림 상태이고, 풋 개구부(33)가 닫힘 상태로 되는 위치에 페이스/풋 도어(34)를 배치하고 있다. 디프로스터 개구부(31)가 닫힘 상태로 되는 위치에 디프로스터 도어(35)를 배치하고 있다. 이에 따라, 온풍 그리드(20)에 의하여 혼합된 공기가 에어믹스 챔버(18)에 유입되고, 에어믹스 챔버(18)로부터 페이스 개구부(32)를 통하여 공조풍이 차실내로 송풍된다.

B/L 모드에 관하여 설명한다. B/L 모드는 탑승자 상반신 및 탑승자의 발가를 향하여 공조풍을 분출하는 모드이다. 도 4는 B/L 모드의 상태에서의 차량용 공조 장치(10)의 단면도이다. B/L 모드에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 페이스 개구부(32) 및 풋 개구부(33)가 열림 상태로 되는 위치에 페이스/풋 도어(34)를 배치하고 있다. 디프로스터 개구부(31)가 닫힘 상태로 되는 위치에 디프로스터 도어(35)를 배치하고 있다. 이에 따라, 온풍 그리드(20)에 의하여 혼합된 공기가 에어믹스 챔버(18)에 유입되고, 에어믹스 챔버(18)로부터 페이스 개구부(32) 및 풋 개구부(33)를 통하여 공조풍이 차실내로 송풍된다.

풋 모드에 관하여 설명한다. 풋 모드는 주로 탑승자의 발가를 향하여 공조풍을 분출하는 모드이다. 도 5는 풋 모드의 상태에서의 차량용 공조 장치(10)의 단면도이다. 풋 모드에서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 페이스 개구부(32)가 닫힘 상태이고, 풋 개구부(33)가 열림 상태로 되는 위치에 페이스/풋 도어(34)를 배치하고 있다. 또, 디프로스터 개구부(31)가 열림 상태로서, 디프로스터 개구부(31)에 약간 공기가 흐르는 위치에 디프로스터 도어(35)를 배치하고 있다. 이에 따라, 온풍 그리드(20)에 의하여 혼합된 공기가 에어믹스 챔버(18)에 유입되고, 에어믹스 챔버(18)로부터 디프로스터 개구부(31) 및 풋 개구부(33)를 통하여 공조풍이 차실내로 송풍된다. 디프로스터 개구부(31)는 온풍 확산 통로(24)에 대향하는 위치에 있다. 따라서, 디프로스터 도어(35)의 개도에 따라서는, 디프로스터 개구부(31)로는 주로 온풍 확산 통로(24)로부터의 공기가 유입된다. 이에 따라, 디프로스터 개구부(31)와 풋 개구부(33)에서 온도차를 만들 수 있다.

풋／디프로스터 모드에 관하여 설명한다. 풋／디프로스터 모드는 앞측 창유리 및 탑승자의 발가를 향하여 공조풍을 분출하는 모드이다. 도 6은 풋／디프로스터 모드의 상태에 있어서의 차량용 공조 장치(10)의 단면도이다. 풋／디프로스터 모드에서는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 페이스 개구부(32)가 닫힘 상태이고, 풋 개구부(33)가 열림 상태로 되는 위치에 페이스/풋 도어(34)를 배치하고 있다. 디프로스터 개구부(31)가 열림 상태로 되는 위치에 디프로스터 도어(35)를 배치하고 있다. 이에 따라, 온풍 그리드(20)에 의하여 혼합된 공기가 에어믹스 챔버(18)에 유입되고, 에어믹스 챔버(18)로부터 디프로스터 개구부(31) 및 풋 개구부(33)를 통하여 공조풍이 차실내로 송풍된다.

디프로스터 모드에 관하여 설명한다. 디프로스터 모드는 앞측 창유리를 향하여 공조풍을 분출하는 모드이다. 도 7은 디프로스터 모드의 상태에서의 차량용 공조 장치(10)의 단면도이다. 디프로스터 모드에서는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 페이스 개구부(32)가 닫힘 상태로 되는 위치에 페이스/풋 도어(34)를 배치하고 있다. 디프로스터 개구부(31)가 열림 상태이고, 풋 개구부(33)가 닫힘 상태로 되는 위치에 디프로스터 도어(35)를 배치하고 있다. 이에 따라, 온풍 그리드(20)에 의하여 혼합된 공기가 에어믹스 챔버(18)에 유입되고, 에어믹스 챔버(18)로부터 디프로스터 개구부(31)를 통하여 공조풍이 차실내로 송풍된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예의 차량용 공조 장치(10)에서는 온풍 합류 통로(21)를 통과한 온풍이 합류 부분(18a)에서 냉풍 통로(16)를 흐른 냉풍과 합류한다. 온풍 터널 통로(23)를 통과한 온풍은 온풍 확산 통로(24)에 의하여 합류 부분(18a)의 온풍 합류 방향(Y) 하류측에서 배치 방향(Z)으로 확산하여 에어믹스 챔버(18)에 유도된다. 온풍 확산 통로(24)는 합류 부분(18a)과 격벽(26)에 의하여 구획되어 있기 때문에 합류 부분(18a)에서 냉풍과 합류하지 않고 에어믹스 챔버(18)에 유도된다. 따라서, 냉풍 통로(16)를 통과한 냉풍은 합류 부분(18a)에서 온풍 합류 통로(21)를 흐른 온풍 합류 방향(Y)의 상류측으로부터 공급된 온풍과 합류하고, 에어믹스 챔버(18)에서 온풍 확산 통로(24)를 흐른 온풍의 합류 방향(Y) 하류측으로부터의 온풍과 합류하게 된다. 또, 온풍 합류 통로(21)를 흐른 온풍과 냉풍의 합류 부분(18a)에서의 합류에 의해 합류 부분(18a)에서의 합류 방향(Y) 상류측의 온도는 높아지지만, 합류 부분(18a)에서의 합류 방향(Y) 하류측의 냉풍과 온풍은 혼합되기 어렵다. 온풍 확산 통로(24)를 통과한 온풍이 합류 부분(18a)의 합류 방향(Y) 하류측을 통과하여 에어믹스 챔버(18)에 유도되기 때문에 온도가 낮은 냉풍과 에어믹스 챔버(18)에서 혼합시킬 수 있다. 따라서, 합류 방향(Y) 및 배치 방향(Z)의 모두에서, 온도 분포를 균일하게 접근시킬 수 있다. 혼합한 공기를 공조풍으로 하여 분출 개구부(31~33)로부터 차실내를 향하여 분출시킬 수 있다. 따라서, 분출 개구부(31~33)의 위치 등에 관계없이, 혼합한 공조풍을 독립적으로 유동시킬 수 있다. 이에 따라, 본 실시예의 차량용 공조 장치(10)에서는, 간단한 구성으로 공조 케이스(12) 내에서 냉풍과 온풍의 혼합성을 향상시킬 수 있다.

본 실시예에서는 통형상체(23a)는 배치 방향(Z)에 간격을 두고 복수 설치되고, 배치 방향(Z)으로 연장되는 온풍 확산 통로(24)와 연결한다. 따라서, 온풍을 보다 균일하게 분산시켜 합류 부분(18a)의 온풍 합류 방향(Y) 하류측에 위치하는 온풍 확산 통로(24)로 보낼 수 있다. 합류 부분(18a)은 온풍 합류 통로(21)가 온풍을 유도하는 부위에서 통형상체(23a) 사이의 공간으로서 배치 방향(Z)를 따라 배치되어 있다. 따라서, 온풍 합류 통로(21)가 냉풍 통로(16)와 연결되는 부분에서, 배치 방향(Z)에서 분산시킬 수 있다. 이에 따라, 배치 방향(Z)에 있어서의 혼합성을 보다 향상시킬 수 있다.

바꾸어 말하면, 본 실시예에서는 온풍 그리드(20)에서 온풍을, 합류 부분(18a)을 관통시켜서 향하는 측의 공조 케이스(12)의 내벽(벽부(27))까지 유도한다. 그리고 그 유도된 온풍을 케이스 폭방향인 배치 방향(Z)으로 분산시킨다. 그리고 배치 방향(Z)으로 분산된 온풍을 공조 케이스(12)의 내벽을 따라서 에어믹스 챔버(18)에 유도한다. 이 때, 케이스 벽면을 따라서 폭방향으로 분산된 온풍이 냉풍에 의하여 확산되지 않도록 온풍 확산 통로(24)에서는 온풍과 냉풍이 격벽(26)으로 구획되어 있다. 그리고 온풍 그리드(20)는 에어믹스 챔버(18)의 상류측에 위치하기 때문에 모든 분출 모드에 있어서, 온풍 확산 통로(24)에 유도된 온풍이 폭방향으로 분산되고, 그대로 케이스 벽면을 따라서 분출구에 유도된다.

이에 따라, 공조 케이스(12)의 전체 폭(배치 방향(Z)의 전역)으로부터 온풍이 얻어지기 때문에 배치 방향(Z)에 있어서의 온도 편차를 작게 할 수 있다. 또, 냉풍에 대해, 온풍 합류 방향(Y)의 전후에서 온풍에 의하여 둘러싸는 형태가 되어 혼합성이 향상되는 것과 함께, 전후의 온도 편차를 작게 할 수 있다.

또한, 온풍 확산 통로(24)를 구성하는 격벽(26)의 높이 등의 형상을 선택함으로써 온풍 확산 통로(24)로부터 디프로스터 개구부(31)에 유입되는 공기량을 조절할 수 있다. 이와 같이, 온풍 확산 통로(24)를 구성하는 벽부(27) 및 격벽(26)의 형상을 선택함으로써 디프로스터 개구부(31)와 다른 개구부의 온도차를 조정할 수 있다.

(그 밖의 실시예)

본 개시는 상기한 실시예에 전혀 제한되지 않고, 본 개시의 주요 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하다.

상기의 실시예에서는 분출 개구부(31∼33)로서, 앞좌석용 개구부로서의 디프로스터 개구부(31), 페이스 개구부(32) 및 풋 개구부(33)를 예로 하여 설명했지만, 뒷좌석용의 페이스 개구부, 풋 개구부를 구비하는 차량용 공조 장치(10)이어도 좋다. 예를 들면, 앞좌석용 개구부와 뒷좌석용 개구부의 모든 분출 개구부로부터 동시에 공조풍을 분출하는 경우에 있어서도, 본 개시를 적용하는 것으로 모든 분출 개구부에 있어서의 분출 공기 온도의 콘트롤 특성을 동일 정도로 접근시킬 수 있다.

상기의 실시예에서는 온풍 합류 통로(21)를 유하한 온풍이 온풍 터널 통로(23)에 유입되는 구성인데, 이와 같은 구성에 한정하는 것은 아니고, 온풍 합류 통로(21)와 온풍 터널 통로(23)를 병렬로 설치해도 좋다. 바꾸어 말하면, 히터 코어(14)를 통과한 온풍이 온풍 합류 통로(21)와 온풍 터널 통로(23)로 분기하도록 구성해도 좋다.

상기의 실시예에서는 1개의 에어믹스 챔버(18)와 1개의 에어믹스 도어(17)를 구비하고, 1개의 에어믹스 챔버(18)로부터 운전석측과 조수석측의 각 분출 개구부에 공조풍이 유도되는 구성이었지만, 운전석측용의 에어믹스 챔버 및 에어믹스 도어와, 조수석측용의 에어믹스 챔버 및 에어믹스 도어를 구비하는 구성에 있어서도 본 개시를 적용할 수 있다. 이 경우, 에어믹스 챔버마다 온풍 그리드(20)를 설치한다.

상기의 실시예에서는 에어믹스부로서 에어믹스 도어(17)가 이용되고 있는데, 에어믹스 도어(17)에 한정하는 것은 아니고, 유로를 변경하여 분배 비율을 변경하는 구성이어도 좋다. 또, 에어믹스 도어(17)로서 회전 도어를 채용하고 있었지만, 슬라이드 도어, 로터리 도어 및 필름 도어 등의 다른 종류의 도어를 채용해도 좋다.

상기의 실시예에서는, 히터 코어(14)는 엔진 냉각수를 열원으로 하는 구성인데, 이와 같은 구성에 한정하는 것은 아니고, 다른 열원으로서 예를 들면, PTC히터 등의 발열체를 이용해도 좋다.

Claims

내부에 공기 통로(15)를 형성하는 공조 케이스(12),
상기 공조 케이스(12) 내에 공기를 송풍하는 송풍기,
상기 공조 케이스(12) 내에 설치되어, 상기 송풍기에 의하여 송풍되는 공기를 냉각하는 냉각용 열교환기(13),
상기 공조 케이스(12) 내에 설치되어, 상기 냉각용 열교환기(13)를 통과한 공기를 가열하는 가열용 열교환기(14),
상기 공조 케이스(12) 내에 형성되어, 상기 가열용 열교환기(14)를 통과하지 않고 상기 냉각용 열교환기(13)를 통과한 냉풍이 흐르는 냉풍 통로(16),
상기 공조 케이스(12) 내에 형성되어. 상기 가열용 열교환기(14)를 통과한 후의 온풍이 흐르는 온풍 통로(21, 23, 24),
상기 공조 케이스(12) 내에 설치되어, 상기 가열용 열교환기(14)를 통과하는 공기량과 상기 냉풍 통로(13)를 흐르는 공기량을 조정하는 에어믹스부(17),
상기 공조 케이스(12) 내에 설치되어, 상기 온풍 통로(21, 23, 24)로부터의 온풍과 상기 냉풍 통로(16)로부터의 냉풍이 혼합되는 에어믹스 챔버(18) 및
상기 공조 케이스(12) 내에 설치되어, 상기 에어믹스 챔버(18)에서 혼합된 공조풍을 차실내의 복수 부분을 향하여 분출하는 복수의 분출 개구부(31~33)를 포함하고,
상기 에어믹스 챔버(18)는 상기 온풍과 상기 냉풍이 상기 에어믹스 챔버(18) 내의 공기 흐름 방향의 상류측에 위치하는 합류 부분(18a)에서 합류하도록 구성되고,
상기 냉풍 통로(16)는 상기 합류 부분(18a)에서 상기 냉풍을 상기 온풍에 대하여 교차하도록 유도하고,
상기 온풍 통로는,
상기 합류 부분(18a)에 상기 온풍을 유도하는 온풍 합류 통로(21),
상기 합류 부분(18a)을 횡단하도록 배치되어, 상기 온풍의 합류 방향(Y)으로 연장되는 통형상체(23a)의 내측에 형성되는 통로로서, 상기 통형상체(23a) 내를 흐르는 온풍을 상기 합류 부분(18a)의 상기 온풍의 합류 방향(Y) 하류측으로 유도하는 온풍 터널 통로(23) 및
상기 에어믹스 챔버(18) 및 상기 온풍 터널 통로(23)와 연통하는 통로로서, 상기 온풍 터널 통로(23)를 흘러온 온풍이 유입되고, 상기 합류 부분(18a)과 상기 통형상체(23a)가 배치되는 방향으로서 상기 냉풍의 흐름 방향(X)과 교차하는 배치 방향(Z)으로 연장되는 온풍 확산 통로(24)를 갖고,
상기 온풍 확산 통로(24)는,
상기 배치 방향(Z) 및 상기 냉풍의 흐름 방향(X)으로 연장되고, 상기 합류 부분(18a)과 상기 온풍 확산 통로(24)를 구획하는 제 1 벽부(26),
상기 배치 방향(Z) 및 상기 냉풍의 흐름 방향(Y)으로 연장되고, 상기 제 1 벽부(26)의 상기 온풍의 합류 방향(Y) 하류측에 상기 제 1 벽부와 간격을 두고 위치하는 제 2 벽부(27) 및
상기 배치 방향(Z) 및 상기 온풍의 합류 방향(Y)으로 연장되고, 상기 제 1 벽부(26)와 상기 제 2 벽부(27)의 상기 냉풍의 흐름 방향(X) 상류측에 위치하는 단부를 연결하는 저부(28)로 구성되며,
상기 온풍 확산 통로(24)는 상기 온풍 터널 통로(23)를 통과한 상기 온풍을 상기 제 1 벽부(26) 및 상기 제 2 벽부(27)를 따라 유도하여 상기 에어믹스 챔버(18)로 유도하는
차량용 공조 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 통형상체(23a)는 상기 배치 방향(Z)으로 간격을 두고 복수로 설치되는
차량용 공조 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 합류 부분(18a)에는 상기 냉풍과 상기 온풍을 상기 에어믹스 챔버(18)로 안내하기 위해 복수의 안내판(25)이 복수의 상기 통형상체(23a)의 사이에 설치되는
차량용 공조 장치.