KR101450631B1

KR101450631B1 - 차량용 공조장치

Info

Publication number: KR101450631B1
Application number: KR1020080015269A
Authority: KR
Inventors: 조중원
Original assignee: 한라비스테온공조 주식회사
Priority date: 2008-02-20
Filing date: 2008-02-20
Publication date: 2014-10-14
Also published as: KR20090090037A

Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 공조케이스의 격벽측에 바이패스 통로를 형성하고 온도조절도어에는 상기 바이패스 통로를 개폐하도록 개폐판을 형성하여 상기 온도조절도어가 최대 냉방모드 위치와 최대 난방모드 위치의 사이에 위치할 때 냉기통로의 냉기 일부를 온기통로측으로 바이패스 함으로써, 냉기와 온기의 섞임성이 향상되어 공조케이스에서 토출되는 공기의 상,하 온도차를 적절하게 줄임과 아울러 좌,우 온도편차도 줄이며, 이로인해 탑승자가 설정한 온도의 공기를 보다 정확하게 공급할 수 있는 차량용 공조장치에 관한 것이다.

이에 본 발명은 입구측에 공기유입구(111)가 형성되고 출구측에는 다수의 공기토출구가 형성됨과 아울러 내부에는 격벽(115)에 의해 냉기통로(P1)와 온기통로(P2)가 구분되어 형성된 공조케이스(110); 상기 냉기통로(P1)상에 설치되는 증발기(102) 및 상기 온기통로(P2)상에 설치되는 히터코어(103); 상기 격벽(115)의 상측으로 일정간격 이격되어 회전 가능하게 설치되는 회전축(121)과, 상기 회전축(121)에서 반경방향으로 일정간격 이격됨과 아울러 상기 회전축(121)을 중심으로 하여 원주방향으로 회전하면서 상기 냉,온기통로(P1)(P2)의 출구 개도를 조절하는 플레이트(122)로 구성된 온도조절도어(120)를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서, 상기 플레이트(122)의 회전 반경 보다 바깥방향 공조케이스(110)측에는 상기 냉기통로(P1)의 냉기 일부가 온기통로(P2)측으로 바이패스 할 수 있도록 바이 패스 통로(130a)(130b)(130c)가 형성되고, 상기 플레이트(122)의 회전방향 양측에는 상기 바이패스 통로(130a)(130b)(130c)를 개폐할 수 있도록 개폐판(124)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

공조장치, 공조케이스, 온도조절도어, 플레이트, 격벽, 바이패스 통로, 개폐판

Description

차량용 공조장치{Air conditioner for vehicles}

일반적으로 차량용 공조장치는 하절기나 동절기에 차량 실내를 냉,난방하거나 또는 우천시나 동절기에 윈드실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자의 전후방 시야가 확보될 수 있게 할 목적으로 설치되는 차량 내장품으로, 이러한 공조장치는 통상 난방장치와 냉방장치를 동시에 갖추고 있어서 외기나 내기를 선택적으로 도입한 후 이 공기를 가열 또는 냉각시켜 차량의 실내에 송풍함으로써 차량 실내를 냉,난방하거나 또는 환기하게 된다.

이러한 공조장치는, 송풍기 유니트, 증발기 유니트 및 히터코어 유니트의 독립적인 구조에 따라, 상기 3개의 유니트들이 독립적으로 구비되는 쓰리 피스 타입과, 증발기 유니트 및 히터코어 유니트가 공조케이스에 내장되고 송풍기 유니트가 별도의 유니트로 구비되는 세미 센터 타입과, 그리고 상기 3개의 유니트가 모두 공조케이스에 내장되는 센터마운팅 타입으로 대별할 수 있다.

이하, 센터 마운팅 타입의 공조장치를 일예로 간략히 설명하기로 한다.

상기 공조장치(1)는 도 1 에 도시된 바와 같이, 입구측에 공기유입구(11)가 형성되고 출구측에는 각각 모드도어(12a)(13a)(14a)에 의해 개도가 조절되는 다수의 공기토출구(12)(13)(14)가 형성되는 공조케이스(10)와; 상기 공조케이스(10) 내부의 공기통로상에 설치되는 증발기(2) 및 히터코어(3)와; 상기 공조케이스(10)내의 증발기(2)와 히터코어(3)의 사이에 설치됨과 아울러 상기 히터코어(3)를 바이패스하는 냉기통로(P1)와 상기 히터코어(3)를 통과하는 온기통로(P2)의 개도를 조절하는 온도조절도어(20)를 포함하여 이루어진다.

상기 공기유입구(11)측에는 송풍팬(31)을 갖는 송풍장치(30)가 설치된다.

또한, 상기 온도조절도어(20)는 돔형(Dome type)으로써, 상기 공조케이스(10)의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전축(21)과, 상기 회전축(21)과 반경방향으로 일정간격 이격되는 원호형 플레이트(22)와, 상기 회전축(21)과 플레이트(22)를 연결하는 측면판(23)으로 이루어진다.

여기서, 상기 온도조절도어(20)의 작동위치에 따라 냉방모드, 난방모드, 믹싱모드로 구분할 수 있는데,

먼저, 최대냉방모드가 가동될 경우, 상기 온도조절도어(20)는 냉기통로(P1)의 출구를 개방함과 아울러 온기통로(P2)의 출구를 폐쇄함으로써, 상기 송풍장치(30)에 의해 흡입되어 송풍되는 공기가 상기 공조케이스(10)의 내부를 유동하게 되고, 이때 상기 공기는 냉기통로(P1)에 있는 증발기(2)를 통과하면서 냉각된 후, 믹싱영역(MC)을 거쳐 상기 공기토출구(12)(13)(14)를 통해 차량실내로 토출됨으로써 실내를 냉방하게 된다.

또한, 최대난방모드가 가동될 경우, 상기 온도절도어(20)는 냉기통로(P1)의 출구를 폐쇄함과 아울러 온기통로(P2)의 출구를 개방함으로써, 상기 송풍장치(30)에 의해 흡입되어 송풍되는 공기가 상기 공조케이스(10)의 내부를 유동하게 되고, 이때 상기 공기는 가동 정지된 증발기(2)와 온기통로(P2)에 있는 히터코어(3)를 통과하면서 가열된 후, 믹싱영역(MC)을 거쳐 상기 공기토출구(12)(13)(14)를 통해 차량실내로 토출됨으로써 실내를 난방하게 된다.

아울러, 믹싱모드가 가동될 경우, 상기 온도절도어(20)는 상기 냉,온기통로의 사이에 위치하면서 냉기통로(P1)의 출구와 온기통로(P2)의 출구를 동시에 개방함으로써, 상기 송풍장치(30)에 의해 흡입되어 송풍되는 공기가 상기 공조케이스(10)의 내부를 유동하게 되고, 이때 상기 냉기통로(P1)에 있는 증발기(2)를 통과한 냉기 중 일부는 냉기 상태로 믹싱영역(MC)으로 이동하고, 일부는 온기통로(P2)에 있는 히터코어(3)를 거치면서 가열되어 온기 상태로 믹싱영역(MC)으로 이동하게 된다.

이후, 상기 냉기와 온기는 상기 믹싱영역(MC)에서 혼합되어 섞인후, 상기 공 기토출구(12)(13)(14)를 통해 차량실내로 토출됨으로써 차량 실내를 적절한 온도로 유지시키게 된다. 이때, 탑승자의 얼굴쪽으로는 비교적 차가운 바람이 공급되고 탑승자의 발쪽으로는 비교적 따뜻한 바람이 공급되게 되며, 탑승자의 얼굴쪽으로 공급되는 공기와 탑승자의 발쪽으로 공급되는 공기의 온도차는 적정범위내에서 최적화 하고 있다.

그러나, 도 1과 같이 상기 온도조절도어(20)가 믹싱모드 위치에 있을때, 즉, 상기 온도조절도어(20)가 최대 냉방모드 위치와 최대 난방모드 위치의 사이에 위치할 때, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 증발기(2)를 통과한 냉기와 히터코어(3)를 통과한 온기가 믹싱영역(MC)에서 섞인후 상기 공기토출구(12)(13)(14)를 통해 차량실내로 토출되어야 하는데, 이때, 상기 믹싱영역(MC)의 길이 및 공간이 협소하여 상기 냉기와 온기의 섞임성이 좋지 않고 미처 섞이지 못한채로 상기 공기토출구(12)(13)(14)로 토출되어 결국 상기 공조케이스(10)에서 토출되는 공기의 상,하 온도차가 크게 됨은 물론 좌,우 온도편차도 커지는 문제가 있다.

상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 공조케이스의 격벽측에 바이패스 통로를 형성하고 온도조절도어에는 상기 바이패스 통로를 개폐하도록 개폐판을 형성하여 상기 온도조절도어가 최대 냉방모드 위치와 최대 난방모드 위치의 사이에 위치할 때 냉기통로의 냉기 일부를 온기통로측으로 바이패스 함으로써, 냉기와 온기의 섞임성이 향상되어 공조케이스에서 토출되는 공기의 상,하 온도차를 적절하게 줄임과 아울러 좌,우 온도편차도 줄이며, 이로인해 탑승자가 설정한 온도의 공기를 보다 정확하게 공급할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 입구측에 공기유입구가 형성되고 출구측에는 다수의 공기토출구가 형성됨과 아울러 내부에는 격벽에 의해 냉기통로와 온기통로가 구분되어 형성된 공조케이스; 상기 냉기통로상에 설치되는 증발기 및 상기 온기통로상에 설치되는 히터코어; 상기 격벽의 상측으로 일정간격 이격되어 회전 가능하게 설치되는 회전축과, 상기 회전축과 반경방향으로 일정간격 이격됨과 아울러 상기 회전축을 중심으로 하여 원주방향으로 회전하면서 상기 냉,온기통로의 출구 개도를 조절하는 플레이트로 구성된 온도조절도어를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서, 상기 플레이트의 회전 반경 보다 바깥방향 공조케이스측에는 상기 냉기통로의 냉기 일부가 온기통로측으로 바이패스 할 수 있도록 바이패스 통로가 형성되고, 상기 플레이트의 회전방향 양측에는 상기 바이패스 통로를 개폐할 수 있도록 개폐판이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 공조케이스의 격벽측에 바이패스 통로를 형성하고 온도조절도어에는 상기 바이패스 통로를 개폐하도록 개폐판을 형성하여 상기 온도조절도어가 최대 냉방모드 위치와 최대 난방모드 위치의 사이에 위치할 때 냉기통로의 냉기 일부를 온기통로측으로 바이패스 함으로써, 냉기와 온기의 섞임성이 향상되어 공조케이스에서 토출되는 공기의 상,하 온도차를 적절하게 줄임과 아울러 좌,우 온도편차도 줄일 수 있다.

또한, 상기 온도조절도어의 플레이트의 반경 중심이 회전축과 편심되도록 설치함으로써, 상기 온도조절도어의 회전 위치에 따라 상기 바이패스 통로를 통과하는 냉기의 양이 증감되어 상기 온도조절도어의 위치에 따른 급격한 온도변화 없이 탑승자가 설정한 온도의 공기를 보다 정확하게 공급할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

종래와 동일한 부분에 대한 반복되는 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 차량용 공조장치를 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 차량용 공조장치에서 온도조절도어가 최대냉방모드, 최대난방모드, 믹싱모드의 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 차량용 공조장치에서 온도조절도어를 나타내는 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 차량용 공조장치를 나타내는 단면도이며, 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 차량용 공조장치에서 온도조절도어가 최대냉방모드, 최대난방모드, 믹싱모드의 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 차량용 공조장치를 나타내는 단면도이며, 도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 차량용 공조장치에서 온도조절도어가 최대냉방모드, 최대난방모드, 믹싱모드의 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 공조장치(100)는, 입구측에 공기유입구(111)가 형성되고 출구측에는 다수의 공기토출구가 형성됨과 아울러 내부의 공기통로상에 형성되는 격벽(115)에 의해 냉기통로(P1)와 온기통로(P2)가 구분되어 형성된 공조케이스(110)와, 상기 공조케이스(110) 내부의 냉기통로(P1)상에 설치되는 증발기(102) 및 상기 온기통로(P2)상에 설치되는 히터코어(103)와, 상기 격벽(115)의 상측으로 일정간격 이격되어 회전 가능하게 설치되는 회전축(121)과, 상 기 회전축(121)에서 반경방향으로 일정간격 이격됨과 아울러 상기 회전축(121)을 중심으로 하여 원주방향으로 회전하면서 상기 히터코어(103)를 바이패스하는 냉기통로(P1)의 출구와 상기 히터코어(103)를 통과하는 온기통로(P2)의 출구 개도를 조절하는 플레이트(122)로 구성된 온도조절도어(120)를 포함하여 구성된다.

상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111)측에는 송풍장치(101)가 설치되어, 내기 또는 외기를 공조케이스(110)의 내부로 송풍하게 된다. 상기 송풍장치(101)는 상기 공기유입구(111)의 상류측에 설치된 송풍팬(101a)의 작동시 미도시된 내,외기유입구를 통해 내,외기를 흡입하여 상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111)측으로 강제 송풍하게 된다.

또한, 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 구성되며, 상기 각 벤트들은 각각의 모드 도어(112a)(113a)(114a)에 의하여 그 개도가 조절된다.

한편, 상기 모드 도어(112a)(113a)(114a) 뿐만 아니라 상기 온도조절도어(120)는 상기 공조케이스(110)의 외측에 설치된 액츄에이터(미도시)에 의해 회전 작동하는 캠(미도시) 및 레버(미도시)에 의해 회전 작동하게 된다.

그리고, 상기 공조케이스(110)의 내부에 형성된 격벽(115)을 사이에 두고 상기 증발기(102)는 냉기통로(P1)상에 설치되고, 상기 히터코어(103)는 온기통로(P2)상에 설치된다.

여기서, 상기 격벽(115)은 상기 공조케이스(110)의 바닥으로부터 이격되게 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 온기통로(P2)의 입구가 히터코어(103)의 하부측에 형성되게 되며, 이로 인해 난방모드시 증발기(102)를 거친 공기가 히터코어(103)의 하부측으로 유입되어 히터코어(103)를 통과하게 된다.

그리고, 상기 온도조절도어(120)는 상기 공조케이스(110)의 공기 혼합공간인 믹싱영역(MC)에 대하여, 상기 냉기통로(P1) 및 온기통로(P2)의 출구측 개도를 조절함으로써 냉기와 온기의 혼합량을 조절하게 된다.

이러한 상기 온도조절도어(120)를 상세히 설명하면, 상기 온도조절도어(120)는 상기 격벽(115)의 상측으로 일정간격 이격되어 공조케이스(110)의 내벽면에 회전 가능하게 설치되는 회전축(121)과, 상기 회전축(121)에서 반경방향으로 일정간격 이격됨과 아울러 상기 회전축(121)을 중심으로 하여 원주방향으로 회전하면서 상기 냉,온기통로(P1)(P2)의 출구 개도를 조절하는 원호 형상의 플레이트(122)와, 상기 회전축(121)과 상기 플레이트(122)의 양단부를 연결하는 측면판(123)으로 이루어진다.

그리고, 상기 플레이트(122)의 회전 반경 보다 바깥방향 공조케이스(110)측에는 상기 냉기통로(P1)의 냉기 일부가 온기통로(P2)측으로 바이패스 할 수 있도록 바이패스 통로(130a)(130b)(130c)가 형성되고, 상기 플레이트(122)의 회전방향 양측에는 상기 바이패스 통로(130a)(130b)(130c)를 개폐할 수 있도록 개폐판(124)이 형성된다.

상기 바이패스 통로(130a)(130b)(130c)는 도 2 내지 도 8에 도시된 바와 같 이, 다양한 실시예로 형성될 수 있다.

먼저, 도 2 및 도 3에 도시된 제 1 실시예에 따른 바이패스 통로(130a)는, 상기 온도조절도어(120)의 플레이트(122)와 상기 격벽(115)의 상단 사이를 일정간격 이격시켜 그 사이에 형성된다.

이때, 상기 플레이트(122)는 상기 회전축(121)을 중심으로 하는 원호 형상으로 형성되며, 상기 플레이트(122)의 양측에 형성되는 개폐판(124)은 방사상으로 일정길이 연장되어 상기 바이패스 통로(130a)를 개폐할 수 있도록 되어 있다.

한편, 상기 플레이트(122)의 양측에 각각 형성된 개폐판(124)은, 상기 격벽(115)의 측면에 밀착될 때에는 상기 바이패스 통로(130a)를 폐쇄하는 역할을 하지만, 반대로 상기 공조케이스(110)의 내측벽면에 밀착될 때에는 실링역할을 하게 된다.

따라서, 도 3의 a 및 b와 같이, 상기 온도조절도어(120)가 최대 냉방모드 또는 최대 난방모드 위치에 있을 때에는 상기 개폐판(124)이 상기 플레이트(122)와 격벽(115)의 상단 사이에 형성된 바이패스 통로(130a)를 폐쇄하게 되므로 상기 바이패스 통로(130a)를 통해 냉기통로(P1)측의 냉기가 온기통로(P2)측으로 바이패스 하지 못하게 된다.

또한, 도 3의 c와 같이, 상기 온도조절도어(120)가 최대 냉방모드 위치와 최대 난방모드 위치의 사이에 위치할 때에는 상기 개폐판(124)이 상기 플레이트(122)와 격벽(115)의 상단 사이에 형성된 바이패스 통로(130a)를 개방하게 되므로 상기 바이패스 통로(130a)를 통해 냉기통로(P1)측의 일부 냉기가 온기통로(P2)측으로 바 이패스 하게 된다.

이와 같이, 상기 온기통로(P2)의 히터코어(103)를 통과하면서 가열된 공기가 상기 믹싱영역(MC)으로 이동하기 전에 상기 바이패스 통로(130a)를 통해 바이패스되는 일부 냉기와 먼저 1차로 섞인 상태에서 믹싱영역(MC)으로 이동한 후, 상기 냉기통로(P1)를 거친 냉기와 2차로 섞이게 됨으로써 냉기와 온기의 섞임성이 향상되게 되는 것이다.

이처럼, 냉기와 온기의 섞임성이 향상되면 상기 공조케이스(110)에서 토출되는 공기의 상,하 온도차를 적절하게 줄일 수 있고, 좌,우 온도편차도 줄일 수 있으며, 이로인해 탑승자가 설정한 온도의 공기를 보다 정확하게 공급할 수 있다.

다음으로, 도 5 및 도 6에 도시된 제 2 실시예에 따른 바이패스 통로(130b)는, 상기 격벽(115)상에 관통 형성된다.

이때, 상기 플레이트(122)는 상기 회전축(121)을 중심으로 하는 원호 형상으로 형성됨과 아울러 외측면이 상기 격벽(115)의 상단에 밀착되게 된다.

또한, 상기 플레이트(122)의 양측에 형성되는 개폐판(124)은 방사상으로 일정길이 연장되어 상기 격벽(115)상에 관통 형성된 바이패스 통로(130b)를 개폐할 수 있도록 되어 있다.

아울러, 상기 격벽(115)상에 관통 형성된 바이패스 통로(130b)는 상기 플레이트(122)의 길이방향을 따라 일정길이로 형성되는 것이 바람직하지만, 이 외에도 상기 바이패스 통로(130b)는 상기 격벽(115)상에 다양한 형태로 형성될 수도 있다.

따라서, 도 6 의 a 및 b와 같이, 상기 온도조절도어(120)가 최대 냉방모드 또는 최대 난방모드 위치에 있을 때에는 상기 개폐판(124)이 상기 격벽(115)상에 관통 형성된 바이패스 통로(130b)를 폐쇄하게 되므로 상기 바이패스 통로(130b)를 통해 냉기통로(P1)측의 냉기가 온기통로(P2)측으로 바이패스 하지 못하게 된다.

또한, 도 6의 c와 같이, 상기 온도조절도어(120)가 최대 냉방모드 위치와 최대 난방모드 위치의 사이에 위치할 때에는 상기 개폐판(124)이 상기 격벽(115)상에 관통형성된 바이패스 통로(130b)를 개방하게 되므로 상기 바이패스 통로(130b)를 통해 냉기통로(P1)측의 일부 냉기가 온기통로(P2)측으로 바이패스 하게 된다.

이와 같이, 상기 온기통로(P2)의 히터코어(103)를 통과하면서 가열된 공기가 상기 믹싱영역(MC)으로 이동하기 전에 상기 바이패스 통로(130b)를 통해 바이패스되는 일부 냉기와 먼저 1차로 섞인 상태에서 믹싱영역(MC)으로 이동한 후, 상기 냉기통로(P1)를 거친 냉기와 2차로 섞이게 됨으로써 냉기와 온기의 섞임성이 향상되게 되는 것이다.

계속해서, 도 7 및 도 8에 도시된 제 3 실시예에 따른 바이패스 통로(130c)는, 상기 온도조절도어(120)의 플레이트(122)와 상기 격벽(115)의 상단 사이에 형성되되, 상기 플레이트(122)와 상기 격벽(115)의 상단 사이의 간격은 상기 플레이트(122)의 회전위치에 따라 상이하도록 이루어진다.

즉, 상기 플레이트(122)는, 원호 형상으로 형성된 플레이트(122)의 반경 중심이 상기 회전축(121)과 편심되도록 설치되는 것이다.

따라서, 상기 플레이트(122)가 회전하게 되면, 상기 플레이트(122)의 회전 위치에 따라 상기 플레이트(122)와 상기 격벽(115)의 상단 사이의 간격이 변하게 되면서 상기 바이패스 통로(130c)의 단면적도 변하게 되고, 이로인해 상기 바이패스 통로(130c)를 통해 바이패스되는 냉기의 양이 증감되게 된다.

또한, 상기 플레이트(122)의 양측에 형성되는 개폐판(124)은 방사상으로 일정길이 연장되어 상기 바이패스 통로(130c)를 개폐할 수 있도록 되어 있다. 이때 상기 플레이트(122)의 반경 중심이 상기 회전축(121)과 편심되므로 인해 상기 플레이트(122)의 양측에 형성된 개폐판(124)의 길이도 서로 다르게 형성된다.

한편, 상기 온도조절도어(120)가 최대 냉방모드 위치에 있을 때에는 상기 플레이트(122)의 외측면이 상기 격벽(115)의 상단에 밀착되게 되고, 상기 온도조절도어(120)가 최대 난방모드 위치에 있을 때에는 상기 플레이트(122)와 상기 격벽(115)의 상단 사이의 간격이 최대가 된다.

따라서, 도 8의 a 및 b와 같이, 상기 온도조절도어(120)가 최대 냉방모드 또는 최대 난방모드 위치에 있을 때에는 상기 개폐판(124)이 상기 바이패스 통로(130c)를 폐쇄하게 되므로 상기 바이패스 통로(130c)를 통해 냉기통로(P1)측의 냉기가 온기통로(P2)측으로 바이패스 하지 못하게 된다.

또한, 도 8의 c와 같이, 상기 온도조절도어(120)가 최대 냉방모드 위치와 최대 난방모드 위치의 사이에 위치할 때에는 상기 개폐판(124)이 상기 바이패스 통로(130c)를 개방하게 되므로 상기 바이패스 통로(130c)를 통해 냉기통로(P1)측의 일부 냉기가 온기통로(P2)측으로 바이패스 하게 된다.

이와 같이, 상기 온기통로(P2)의 히터코어(103)를 통과하면서 가열된 공기가 상기 믹싱영역(MC)으로 이동하기 전에 상기 바이패스 통로(130c)를 통해 바이패스되는 일부 냉기와 먼저 1차로 섞인 상태에서 믹싱영역(MC)으로 이동한 후, 상기 냉기통로(P1)를 거친 냉기와 2차로 섞이게 됨으로써 냉기와 온기의 섞임성이 향상되게 되는 것이다.

아울러, 탑승자에 의한 온도조절시 상기 온도조절도어(120)가 회전하게 되는데, 이때 상기 플레이트(122)의 회전 위치에 따라 상기 바이패스 통로(130c)를 통해 바이패스되는 냉기의 양이 증감되기 때문에 상기 바이패스 통로(130c)를 통해 바이패스되어 상기 온기통로(P2)의 온기와 혼합되는 냉기의 양을 세밀하게 조절할 수 있게 되고, 따라서 탑승자가 온도를 설정할 때, 상기 온도조절도어(120)의 위치에 따른 급격한 온도변화 없이 탑승자가 설정한 온도의 공기를 보다 정확하게 공급할 수 있게 된다.

이하, 상기한 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 작용을 설명하기로 한다.

편의상 최대냉방모드와, 최대난방모드, 믹싱모드로 작동할 경우에만 설명한다.

먼저, 최대냉방모드시에는, 도 3의 a, 도 6의 a, 도 8의 a와 같이, 상기 온도조절도어(120)는 상기 냉기통로(P1)의 출구측을 개방하고 온기통로(P2)의 출구측은 폐쇄하도록 작동하게 된다. 이때, 상기 바이패스 통로(130a)(130b)(130c)는 상기 개폐판(124)에 의해 폐쇄된다.

따라서, 상기 송풍장치(101)에 의하여 상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111)측으로 송풍되는 공기는 증발기(102)를 거치면서 증발기(102)의 내부를 흐르는 냉매와 열교환되어 냉기로 바뀐다. 상기 냉기는 상기 냉기통로(P1)를 통해 믹싱영역(MC)으로 유동하여 공조모드에 따라 개방되는 공기토출구를 통해 차량 실내로 토출되어 차량 실내를 냉방시키게 된다.

다음으로, 최대난방모드시에는, 도 3의 b, 도 6의 b, 도 8의 b와 같이, 상기 온도조절도어(120)는 상기 온기통로(P2)의 출구측을 개방하고 냉기통로(P1)의 출구측은 폐쇄하도록 작동하게 된다. 또한 증발기(102)를 통한 냉방사이클의 가동은 중지된다. 이때, 상기 바이패스 통로(130a)(130b)(130c)는 상기 개폐판(124)에 의해 폐쇄된다.

따라서, 상기 송풍장치(101)에 의하여 상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111)측으로 송풍되는 공기는 증발기(102)를 통과하여 온기통로(P2)로 유입되고, 상기 온기통로(P2)로 유입된 공기는 히터코어(103)를 거치면서 히터코어(103)의 내부를 흐르는 냉각수와 열교환되어 온기로 바뀐뒤 믹싱영역(MC)으로 유동하여 공조모드에 따라 개방되는 공기토출구(112)(113)(114)를 통해 차량 실내로 토출되어 차량 실내를 난방시키게 된다.

한편, 믹싱모드시에는 도 3의 c, 도 6의 c, 도 8의 c와 같이, 상기 온도조절도어(120)는 상기 냉기통로(P1)의 출구 및 온기통로(P2)의 출구를 각각 일부 개방하도록 작동하게 된다. 이때, 상기 바이패스 통로(130a)(130b)(130c)는 상기 개폐판(124)에 의해 개방된 상태가 된다.

따라서, 상기 송풍장치(101)에 의하여 공조케이스(110)의 공기유입구(111)측으로 송풍되는 공기는 증발기(102)를 거치는 과정에서 냉기로 바뀐다.

이후 상기 냉기 중 일부는 냉기통로(P1)를 통해 믹싱영역(MC)으로 곧바로 유입되고,

일부는 상기 바이패스 통로(130a)(130b)(130c)를 통해 히터코어(103) 하류의 온기통로(P2)측으로 유입되며,

일부는 상기 온기통로(P2)상에 설치된 히터코어(103)의 하부(상류)측으로 유입되어 히터코어(103)를 통과하면서 온기로 바뀐 후, 온기통로(P2)의 출구측으로 유동하게 되고, 계속해서 온기통로(P2)의 출구측으로 유동한 온기는 상기 바이패스 통로(130a)(130b)(130c)를 통해 바이패스되는 냉기와 1차적으로 혼합된 상태로 믹싱영역(MC)으로 유동하게 되며,

상기 믹싱영역(MC)으로 유동한 일부 냉기가 혼합된 온기는, 상기 냉기통로(P1)를 통과한 냉기와 2차적으로 혼합된 후, 공조모드에 따라 개방되는 공기토출구를 통해 차량 실내로 토출되어 차량 실내를 적절한 온도로 유지시키게 된다. 이때, 탑승자의 얼굴쪽으로는 비교적 차가운 바람을 공급하고 탑승자의 발쪽으로는 비교적 따뜻한 바람을 공급할 수 있다.

이처럼 상기 믹싱모드시에는 상기 바이패스 통로(130a)(130b)(130c)를 통해 바이패스되는 냉기와 상기 온기통로(P2)로 유동하면서 히터코어(103)에 의해 열교환된 온기가 상기 온기통로(P2)의 출구측에서 1차적으로 혼합된 후 이 공기가 상기 믹싱영역(MC)에서 상기 냉기통로(P1)를 통과한 냉기와 2차적으로 혼합됨으로써, 냉 기와 온기의 섞임성이 향상되어 공조케이스(110)에서 토출되는 공기의 상,하 온도차를 적절하게 줄임과 아울러 좌,우 온도편차도 줄이게 되는 것이다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치를 나타내는 단면도,

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 차량용 공조장치를 나타내는 단면도,

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 차량용 공조장치에서 온도조절도어가 최대냉방모드, 최대난방모드, 믹싱모드의 위치에 있는 상태를 나타내는 도면,

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 차량용 공조장치에서 온도조절도어를 나타내는 사시도,

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 차량용 공조장치를 나타내는 단면도,

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 차량용 공조장치에서 온도조절도어가 최대냉방모드, 최대난방모드, 믹싱모드의 위치에 있는 상태를 나타내는 도면,

도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 차량용 공조장치를 나타내는 단면도,

도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 차량용 공조장치에서 온도조절도어가 최대냉방모드, 최대난방모드, 믹싱모드의 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

100: 공조장치 101: 송풍장치

101a: 송풍팬 102: 증발기

103: 히터코어 110: 공조케이스

111: 공기유입구 112: 디프로스트 벤트

112a,113a,114a: 모드도어

113: 페이스 벤트 114: 플로어 벤트

115: 격벽

120: 온도조절도어 121: 회전축

122: 플레이트 123: 측면판

124: 개폐판 130a,130b,130c: 바이패스 통로

Claims

입구측에 공기유입구(111)가 형성되고 출구측에는 다수의 공기토출구가 형성됨과 아울러 내부에는 격벽(115)에 의해 냉기통로(P1)와 온기통로(P2)가 구분되어 형성된 공조케이스(110);

상기 냉기통로(P1)상에 설치되는 증발기(102) 및 상기 온기통로(P2)상에 설치되는 히터코어(103);

상기 격벽(115)의 상측으로 일정간격 이격되어 회전 가능하게 설치되는 회전축(121)과, 상기 회전축(121)에서 반경방향으로 일정간격 이격됨과 아울러 상기 회전축(121)을 중심으로 하여 원주방향으로 회전하면서 상기 냉,온기통로(P1)(P2)의 출구 개도를 조절하는 플레이트(122)로 구성된 온도조절도어(120)를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서,

상기 플레이트(122)의 회전 반경 보다 바깥방향 공조케이스(110)측에는 상기 냉기통로(P1)의 냉기 일부가 온기통로(P2)측으로 바이패스 할 수 있도록 바이패스 통로(130b)가 형성되되, 상기 바이패스 통로(130b)는 상기 격벽(115)에 관통 형성되고,

상기 플레이트(122)의 회전방향 양측에는 상기 바이패스 통로(130b)를 개폐할 수 있도록 개폐판(124)이 형성되며,

상기 플레이트(122)는 상기 회전축(121)을 중심으로 하는 원호 형상으로 형성됨과 아울러 외측면이 상기 격벽(115)의 상단에 밀착되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
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