KR101511511B1 - 차량용 공조장치 - Google Patents

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Abstract

인테이크 덕트의 구조 및 증발기의 냉매 입,출구파이프의 배치를 개선하여 공기유입구로의 공기 저항을 최소화함과 동시에 입,출구파이프의 냉열을 활용하여 냉방 성능을 향상시킬 수 있는 차량용 공조장치가 개시된다. 차량용 공조장치는 입구 측에는 공기유입구가 형성되고 출구 측에는 공기토출구가 형성된 공조 케이스와, 공기유입구가 형성된 공조 케이스의 일 측에 설치되어 공기유입구로 공기를 유입시키는 인테이크 덕트와, 공조 케이스의 내부에 설치되는 증발기및 증발기로 냉매를 유입 및 배출하기 위한 것으로 공조 케이스의 일 측면으로 돌출되어 냉매파이프 측으로 연장되는 입,출구파이프를 포함하는 것으로서, 공조 케이스의 외측에 입,출구파이프를 커버하는 실 부재를 구비하고, 인테이크 덕트는 실 부재와 일체로 형성된다. 따라서, 공기유입구를 통한 공기 저항이 감소하여 풍량이 증대되고 소음이 줄어들고, 제조 원가를 절감하며 조립 공정수를 줄일 수 있다. 아울러, 입,출구파이프를 인테이크 덕트 내부에 배치하여 공기유입구로 유입되는 공기가 입,출구파이프의 냉매와 열교환됨에 따라 냉방 모드 시 냉방 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 송풍기 유닛, 증발기 유닛 및 히터코어 유닛이 모두 단일의 공조 케이스에 내장되는 센터 마운팅 타입의 차량용 공조장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 공조장치는 외부의 공기를 실내로 도입하거나 실내의 공기를 순환시켜 가열 또는 냉각시킴으로써 실내를 난방 또는 냉방하는 장치로서, 공조 케이스의 내부에는 냉각작용을 위한 증발기와, 가열작용을 위한 히터코어 등이 구성되고, 증발기나 히터코어에 의해 냉각 또는 가열된 공기를 차량 실내의 각 부분으로 선택적으로 송풍한다.
이러한 차량용 공조장치는, 송풍기 유닛, 증발기 유닛 및 히터코어 유닛의 독립적인 구조에 따라, 3개의 유닛들이 독립적으로 구성되는 쓰리 피스 타입(Three piece type)과, 증발기 유닛 및 히터코어 유닛이 공조 케이스에 내장되고 송풍기 유닛이 별도의 유닛으로 구성되는 세미 센터 타입(Semi center type) 및 3개의 유닛이 모두 단일의 공조 케이스에 내장되는 센터 마운팅 타입(Center mounting type)으로 구별된다.
최근에는, 차량의 소형화와 컴펙트한 설계의 요구에 따라 송풍기 유닛, 증발기 유닛 및 히터코어 유닛이 모두 단일의 공조 케이스에 내장되는 센터 마운팅 타입의 차량용 공조장치의 개발이 증가되고 있으며, 이러한 센터 마운팅 타입의 차량용 공조장치는 다른 타입의 공조장치에 비해 비교적 작은 패키지로 제조 가능하다는 장점을 갖는다.
도 1은 종래의 센터 마운팅 타입의 차량용 공조장치를 우측에서 도시한 사시도이고, 도 2는 종래의 센터 마운팅 타입의 차량용 공조장치에서 인테이크 덕트를 분리한 상태로 좌측에서 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 차량용 공조장치(100)는 차량의 대시패널의 후방에 설치되는 것으로서, 공조 케이스(110)와, 인테이크 덕트(130)와, 블로어(120)와, 증발기(101) 및 히터코어(102)를 포함한다.
공조 케이스(110)는 좌측케이스(110a)와 우측케이스(110b)가 서로 결합되어 이루어짐과 아울러, 입구 측에는 공기유입구(111)가 형성되고 출구 측에는 다수의 공기토출구가 형성된다. 이 경우, 공기토출구는 다수의 모드도어에 의해 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(113a), 페이스 벤트(113b) 및 플로어 벤트(미도시)로 구성된다. 아울러, 공조 케이스(110)의 저부에는 내부에서 생성된 응축수를 외부로 배출하기 위한 드레인부(117)가 구비된다.
인테이크 덕트(130)는 공조 케이스(110)의 공기유입구(111)측에 설치되어, 내,외기전환도어(135)의 구동에 의해 내,외기유입구(131)(132)를 통해 내,외기를 선택적으로 유입한다. 블로어(120)는 공조 케이스(110)의 내부에 인테이크 덕트(130) 하류 측에 설치되는 것으로서, 공조 케이스(110) 내부에 형성되는 스크롤부에 회전 가능하게 내장되어 공기를 흡입하는 송풍 휠(121)과, 송풍 휠(121)을 회전시키는 모터(123)를 지지하며 스크롤부의 일 측에 결합되는 모터하우징(122)으로 구성된다.
증발기(101) 및 히터코어(102)는 공조 케이스(110)의 내부 공기통로 상에 서로 일정간격 이격되어 순차적으로 설치되는 것으로서, 증발기(101)와 히터코어(102)의 사이에는 냉기통로와 온기통로의 개도를 조절하여 증발기(101)를 거친 냉기와 히터코어(102)를 거친 온기의 혼합되는 양을 조절하는 온도조절도어가 설치된다.
이 경우, 증발기(101)에는 냉매를 유입 및 배출하기 위한 입,출구파이프(101a)가 결합되며, 입,출구파이프(101a)는 증발기(101)의 일 측면에 돌출되게 형성됨과 동시에 대시패널이 설치된 전방측으로 절곡되게 형성된다. 또한, 입,출구파이프(101a)는 단부에 플랜지(101b)가 결합되어 대시패널을 관통하고 에어컨 시스템(미도시)의 냉매파이프(105)에 조립된다. 아울러, 입,출구파이프(101a)의 외측에는 입,출구파이프(101a)를 수용하여 실링 및 보호 기능을 수행하는 실부재(140)가 구비된다.
도 3은 종래의 센터 마운팅 타입의 차량용 공조장치의 증발기 파이프 부위를 확대 도시한 부분 단면도이다.
도 3을 참조하여 입,출구파이프(101a)의 설치 구조를 더욱 상세히 설명하면, 공조 케이스(110)의 외측에는 입,출구파이프(101a)를 커버하는 실부재(140)가 구비되고, 실부재(140)의 전방측 단부에는 브라켓(199)이 설치되어 입,출구파이프(101a)의 전방측 단부 부위를 커버하고 있다. 아울러, 실부재(140)의 후방측 단부에는 커버(198)가 구비되며, 커버(198)는 입,출구파이프(101a)의 후방측 단부 부위를 커버함과 동시에 공조 케이스(110) 내부에 설치된 증발기(101)를 공조 케이스(110)의 외측에서 커버하여 단열한다.
그런데, 센터 마운팅 타입의 차량용 공조장치(100)는 인테이크 덕트(130)가 조립되는 공기유입구(111)와 증발기(101)에 연결된 입,출구파이프(101a)가 공조 케이스(110)의 일 측면에 동일한 방향으로 배치되며 패키지의 축소를 위해 구성물들 간의 설치가 컴펙트한 구조를 가짐에 따라, 실부재(140), 브라켓(199) 및 커버(198)에 의해 보호되는 입,출구파이프(101a)의 경로에 의해 도 3에 도시된 것처럼 공기유입구(111)의 일부를 비원형으로 형성하는 등의 방식으로 공기 유로의 형상을 변경하였다.
이에 따라, 종래의 센터 마운팅 타입의 차량용 공조장치(100)는 입,출구파이프(101a)의 경로에 의해 불가피하게 공기유입구(111) 및 인테이크 덕트(130)의 형상을 변경함에 따라, 인테이크 덕트(130)를 통한 공기 유로가 침범되고 이로 인해 공기의 흐름에 저항이 생겨 풍량이 감소되고 소음이 커지는 등의 문제점이 발생하였다.
아울러, 증발기(101) 및 입,출구파이프(101a)를 커버하기 위해 실부재(140), 브라켓(199) 및 커버(198)를 공조 케이스(110)의 외측에 조립하여야 하므로, 제조 원가가 비싸지고 조립 공정수가 증가하는 문제점이 있었다.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 인테이크 덕트의 구조 및 증발기의 냉매 입,출구파이프의 배치를 개선하여 공기유입구로의 공기 저항을 최소화함과 동시에 입,출구파이프의 냉열을 활용하여 냉방 성능을 향상시킬 수 있는 차량용 공조장치를 제공한다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치는 입구 측에는 공기유입구가 형성되고 출구 측에는 공기토출구가 형성된 공조 케이스와, 공기유입구가 형성된 공조 케이스의 일 측에 설치되어 공기유입구로 공기를 유입시키는 인테이크 덕트와, 공조 케이스의 내부에 설치되는 증발기및 증발기로 냉매를 유입 및 배출하기 위한 것으로 공조 케이스의 일 측면으로 돌출되어 냉매파이프 측으로 연장되는 입,출구파이프를 포함하는 것으로서, 공조 케이스의 외측에 입,출구파이프를 커버하는 실 부재를 구비하고, 인테이크 덕트는 실 부재와 일체로 형성된다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치는 공기유입구를 통한 공기 저항이 감소하여 풍량이 증대되고 소음이 줄어들고, 제조 원가를 절감하며 조립 공정수를 줄일 수 있다. 아울러, 입,출구파이프를 인테이크 덕트 내부에 배치하여 공기유입구로 유입되는 공기가 입,출구파이프의 냉매와 열교환됨에 따라 냉방 모드 시 냉방 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 센터 마운팅 타입의 차량용 공조장치를 우측에서 도시한 사시도이고,
도 2는 종래의 센터 마운팅 타입의 차량용 공조장치에서 인테이크 덕트를 분리한 상태로 좌측에서 도시한 사시도이며,
도 3은 종래의 센터 마운팅 타입의 차량용 공조장치의 증발기 파이프 부위를 확대 도시한 부분 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 내부를 도시한 단면도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치에서 인테이크 덕트를 분리한 상태로 증발기 파이프 부위를 확대 도시한 측면도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치에의 증발기 파이프 부위를 확대 도시한 단면도이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 차량용 공조장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 내부를 도시한 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치에서 인테이크 덕트를 분리한 상태로 증발기 파이프 부위를 확대 도시한 측면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치에의 증발기 파이프 부위를 확대 도시한 단면도이다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 차량의 대시패널의 후방에 설치되어 냉방 또는 난방을 수행하는 것으로서, 공조 케이스(10)와, 인테이크 덕트(30)와, 블로어(20)와, 증발기(1) 및 히터코어(2)를 포함한다. 이 경우, 차량용 공조장치는 블로어(20), 증발기(1) 및 히터코어(2)가 단일의 공조 케이스(10)의 내부에 내장되는 센터 마운팅 타입으로 이루어진다.
공조 케이스(10)는 좌측케이스와 우측케이스가 서로 결합되어 이루어짐과 아울러, 입구 측에는 공기유입구(11)가 형성되고 출구 측에는 다수의 공기토출구가 형성된다. 이 경우, 공기토출구는 다수의 모드도어(15)에 의해 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(13a), 페이스 벤트(13b) 및 플로어 벤트(13c)로 구성된다. 아울러, 공조 케이스(10)의 저부에는 내부에서 생성된 응축수를 외부로 배출하기 위한 드레인부(17)가 형성된다.
인테이크 덕트(30)는 공조 케이스(10)의 공기유입구(11)측에 설치되어, 내,외기전환도어의 구동에 의해 내,외기유입구(미도시)(32)를 통해 내,외기를 선택적으로 유입한다. 블로어(20)는 공조 케이스(10)의 내부 중 인테이크 덕트(30) 하류 측에 설치되는 것으로서, 공조 케이스(10) 내부에 형성되는 스크롤부에 회전 가능하게 내장되어 공기를 흡입하는 송풍 휠(21)과, 송풍 휠(21)을 회전시키는 모터 및 스크롤부의 일 측에 결합되어 모터를 지지하는 모터하우징으로 구성된다.
아울러, 증발기(1) 및 히터코어(2)는 공조 케이스(10)의 내부 공기통로 상에 서로 일정간격 이격되어 순차적으로 설치되는 것으로서, 증발기(1)와 히터코어(2)의 사이에는 냉기통로(P1)와 온기통로(P2)의 개도를 조절하여 증발기(1)를 거친 냉기와 히터코어(2)를 거친 온기의 혼합되는 양을 조절하는 온도조절도어(14)가 설치된다.
이 경우, 증발기(1)에는 냉매를 유입 및 배출하기 위한 입,출구파이프(1a)가 결합되며, 입,출구파이프(1a)는 증발기(1)의 일 측면에서 공조 케이스(10)의 외측으로 돌출되게 형성됨과 동시에 대시패널이 설치된 전방 측으로 절곡되게 형성된다. 또한, 입,출구파이프(1a)는 단부에 플랜지(1b)가 결합되어 대시패널을 관통하고 에어컨 시스템(미도시)의 냉매파이프(미도시)에 조립된다. 아울러, 입,출구파이프(1a)의 외측에는 입,출구파이프(1a)를 수용하여 실링 및 보호 기능을 수행하는 실 부재가 구비된다.
이 경우, 인테이크 덕트(30)는 실 부재와 일체로 형성된다. 이러한 구성은 인테이트 덕트와 실 부재를 각각 별도로 형성하여 공조 케이스에 조립되는 구조와 비교하여, 공기유입구(11)의 형상을 변형시키지 않고 원형을 유지하게 하며, 이로 인해 입,출구파이프(1a)의 인출 경로가 인테이크 덕트(30)를 통한 공기 유로를 침범하지 않는다. 따라서, 공기유입구(11)를 통한 공기 저항이 감소하여 풍량이 증대되고 소음이 줄어드는 효과를 얻을 수 있다. 아울러, 실 부재를 별도로 제조하여 조립하지 않아도 되기 때문에, 실 부재의 삭제에 따른 원가를 절감하며 조립 공정수를 줄일 수 있다.
또한, 공조 케이스(10)의 외측에는 공조 케이스(10)의 외측에서 증발기(1)를 커버하여 단열하는 커버가 구비된다. 이 경우, 인테이크 덕트(30)는 커버와도 일체로 형성된다. 따라서, 단일의 인테이크 덕트(30)가 입,출구파이프(1a) 뿐만 아니라 증발기(1)를 모두 커버할 수 있으며, 커버를 별도로 제조하여 조립하지 않아도 되기 때문에 커버의 삭제에 따른 원가를 절감하며 조립 공정수를 줄일 수 있다.
아울러, 공조 케이스(10)의 외측에는 상기 입,출구파이프(1a)의 단부로부터 플랜지(1b)까지를 커버하는 브라켓이 더 구비된다. 이 경우, 인테이크 덕트(30)는 브라켓과 일체로 형성된다. 따라서, 따라서, 단일의 인테이크 덕트(30)가 입,출구파이프(1a)와 증발기(1) 뿐만 아니라 플랜지(1b)와의 연결부위까지 모두 커버할 수 있으며, 브라켓을 별도로 제조하여 조립하지 않아도 되기 때문에 브라켓의 삭제에 따른 원가를 절감하며 조립 공정수를 줄일 수 있다.
정리하면, 인테이크 덕트(30)는 공조 케이스(10)외 측면에서 공기유입구(11)를 커버하도록 설치됨과 아울러 공기유입구(11)의 하부에 배치되는 증발기(1), 입,출구파이프(1a) 및 플랜지(1b)와의 연결 부위인 입,출구파이프(1a)의 단부를 모두 커버하도록 하부로 연장된 형태를 갖는다. 따라서, 공기유입구(11)를 통한 공기의 유입 통로에 대한 저항을 최소화하여 소음을 줄이고 풍량을 개선할 수 있는 것이다.
또한, 입,출구파이프(1a)는 인테이크 덕트(30)의 내부에 배치됨과 아울러, 공기유입구(11)로 유입되는 공기가 입,출구파이프(1a)와 열교환 가능하게 단일 공간 안에 배치된다. 즉, 인테이크 덕트(30)가 형성하는 내부 공간은 서로 연결된 하나의 공간부를 형성하여, 공기유입구(11)의 인접하게 배치된 입,출구파이프(1a)는 복사에 의한 직접적인 열교환이 가능하다.
따라서, 에어컨 작동 시 입,출구파이프(1a)의 내부를 유동하는 차가운 냉매가 인테이크 덕트(30)를 통해 유입되는 내기 또는 외기를 냉각시켜, 공기유입구(11)로 송풍되는 공기는 일정량 온도가 내려간 상태에서 증발기(1)와 다시 열교환되므로 더욱 효율적인 냉방을 수행할 수 있다. 결국, 냉방 모드 시 냉방 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
이 경우, 입,출구파이프(1a)는 공기유입구(11)의 원주에서 측방으로 연장된 영역에 적어도 일부가 배치되도록 형성되는 것이 더욱 바람직하다. 즉, 입,출구파이프(1a)는 일부가 공기유입구(11)의 원호 내부에 위치하도록 형성됨으로써, 인테이크 덕트(30)를 통해 공기유입구(11)로 유입되는 공기가 직접적으로 입,출구파이프(1a)와 열교환되어 열교환 면적이 증대되며, 더욱 효율적으로 냉각이 이루어지므로 냉방 성능을 더욱 향상시킬 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.
1 : 증발기 1a : 입,출구파이프
1b: 플랜지 2 : 히터코어
10 : 공조 케이스 11 : 공기유입구
13a : 디프로스트 벤트 13b : 페이스 벤트
13c : 플로어 벤트 14 : 온도조절도어
15 : 모드도어 20 : 블로어
30 : 인테이크 덕트

Claims (5)

  1. 입구 측에는 공기유입구(11)가 형성되고 출구 측에는 공기토출구가 형성된 공조 케이스(10)와, 상기 공기유입구(11)가 형성된 공조 케이스(10)의 일 측에 설치되어 상기 공기유입구(11)로 공기를 유입시키는 인테이크 덕트(30)와, 상기 공조 케이스(10)의 내부에 설치되는 증발기(1) 및 상기 증발기(1)로 냉매를 유입 및 배출하기 위한 것으로 상기 공조 케이스(10)의 일 측면으로 돌출되어 냉매파이프 측으로 연장되는 입,출구파이프(1a)를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
    상기 공조 케이스(10) 내에는 인테이크 덕트(30)로 유입된 공기를 공조 케이스(10) 측으로 강제 송풍하는 블로어(20)가 증발기(1)와 함께 배치되는 센터마운팅 타입으로 구성되며, 상기 공기유입구(11)는 원형으로 이루어져 증발기(1)보다 상부에 배치되고,
    상기 공조 케이스(10)의 외측에 상기 입,출구파이프(1a)를 커버하는 실 부재를 구비하며, 상기 인테이크 덕트(30)는 상기 실 부재와 일체로 형성되고,
    상기 입,출구파이프(1a)는, 상기 인테이크 덕트(30)의 내부에 배치됨과 아울러, 상기 공기유입구(11)로 유입되는 공기가 상기 입,출구파이프(1a)와 열교환 가능하게 단일 공간안에 배치되며, 공기 유동 방향으로 공기유입구(11)의 하류 측 및 블로어(20)의 상류 측에 위치하여 공기유입구(11)와 일부 중첩되게 인테이크 덕트(30) 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 공조 케이스(10)의 외측에서 상기 증발기(1)를 커버하는 커버를 더 구비하고;
    상기 인테이크 덕트(30)는 상기 커버와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 입,출구파이프(1a)와 상기 냉매파이프의 연결 부위에 플랜지(1b)가 구비되고;
    상기 공조 케이스(10)의 외측에서 상기 입,출구파이프(1a)의 단부로부터 상기 플랜지(1b)까지를 커버하는 브라켓이 더 구비되며;
    상기 인테이크 덕트(30)는 상기 브라켓과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 입,출구파이프(1a)는 상기 공기유입구(11)의 원주에서 측방으로 연장된 영역에 적어도 일부가 배치되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
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