KR101578097B1 - 차량용 공조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로, 디프로스트벤트, 페이스벤트, 플로어벤트 및 이들 벤트를 개폐하는 디프로스트도어, 페이스도어, 플로어도어를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서; 상기 플로어도어는, 회전축과 상기 회전축을 중심으로 양측에 연결되는 판상의 제1,2플랩으로 이루어지고; 상기 제1플랩에는 다수의 바이패스홀이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 바이레벨모드시 벤트도어와 플로어도어를 서로 만나게 하되 플로어도어의 일부에 바이패스홀을 뚫어 핫 채널 효과를 얻음으로써 별도의 부품을 구비하지 않고도 믹싱존을 극대화하여 상하 온도차를 줄이고, 제조원가를 낮추며, 공조성능을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

플로어도어, 바이레벨모드, 페이스도어, 바이패스홀, 핫 채널

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 별도의 도어나 핫 채널을 구비하지 않고도 벤트도어와 플로어도어의 조합을 통해 핫 채널과 같은 효과를 달성하여 상하 온도차를 줄이고, 제조원가를 절감할 수 있도록 개선된 차량용 공조장치에 관한 것이다.

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 공 조케이스에 내장되는 센터마운팅 타입으로 대별할 수 있다.

예컨대, 도 1에 도시된 센터마운팅 타입의 공조기를 참고하면, 공조케이스(10)의 내부에는 공기토출구인 디프로스트벤트(12), 페이스벤트(13), 플로어벤트(14)가 형성되고, 상기 공조케이스(10) 내부의 공기유로상에는 증발기(2) 및 히터코어(3)가 설치되며, 냉풍과 온풍을 조절할 수 있도록 히터코어(3)와 증발기(2) 사이에는 탬프도어(18)가 설치된다.

그리하여, 송풍기(20)로부터 송풍된 공기가 디프로스트벤트(12)에 의해 차량의 앞유리 쪽으로 토출되거나 혹은 페이스벤트(13)에 의해 승차자의 얼굴 쪽으로 토출되거나 혹은 플로어벤트(14)에 의해 승차자의 발 쪽으로 토출되게 된다.

이때, 각 벤트에는 개도 조절을 위한 모드도어인 디프로스트도어(15), 페이스도어(16), 플로어도어(17)가 구비된다.

이와 같은 구조를 갖는 공조장치는, 상기 템프도어(17)의 개도에 따라 각 벤트(12,13,14)들을 통하여 냉/온기를 선택적으로 토출시키는 송풍모드(페이스모드, 디프로스트모드, 플로어모드, 바이레벨(Bi-Level)모드, 믹스(Mix)모드)를 행한다.

그런데, 바이레벨모드일 경우 도 1의 화살표로 나타낸 바와 같이, 뜨거운 바람이 찬바람에 맞아 위쪽까지 올라가지 못하고, 플로어벤트(14)로 유입되기 때문에 상하 온도차는 최대 25℃까지 차이가 나는 현상이 발생되고, 이로 인해 승차감의 불편을 초래하였다.

이러한 문제를 해결하기 위해 종래에는 핫 채널(Hot Channel)을 넣어 상하 온도차이를 줄이고 있으나, 별도의 핫 채널 삽입에 따른 원가상승을 초래하고, 제 조공수를 늘려 생산성을 저하시키는 문제가 파생되었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 바이레벨모드시 벤트도어와 플로어도어를 만나게 하여 온풍 유로를 확장함과 동시에 믹싱존을 극대화함으로써 차량 실내의 상반부와 하반부로 토출되는 공기의 온도차를 최소화하고, 제조원가를 줄이며, 공조성능을 극대화할 수 있도록 한 차량용 공조장치를 제공함에 그 주된 해결 과제가 있다.

본 발명은 상기한 해결 과제를 달성하기 위한 수단으로, 디프로스트벤트, 페이스벤트, 플로어벤트 및 이들 벤트를 개폐하는 디프로스트도어, 페이스도어, 플로어도어를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서; 상기 플로어도어는, 회전축과 상기 회전축을 중심으로 양측에 연결되는 판상의 제1,2플랩으로 이루어지고; 상기 제1플랩에는 다수의 바이패스홀이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치를 제공한다.

이때, 공조장치의 공조모드중 바이레벨모드시 상기 페이스도어의 일단과 상기 플로어도어의 제1플랩이 맞닿아 상기 바이패스홀을 통과한 공기가 페이스벤트와 플로어벤트로 유동하도록 한 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 제1플랩과 제2플랩은 상기 회전축을 중심으로 상기 제1플랩이 페이스도어의 하단과 접촉되는 방향의 반대방향으로 예각을 이루도록 절곡 형성된 것에도 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 제1플랩은 상기 플로어도어 개방시 히터코어와 플로어벤트 사이에 구비된 케이스벽면의 상단에서 온풍 유로를 향해 돌출되게 배치된 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 바이레벨모드시 벤트도어와 플로어도어를 서로 만나게 하되 플로어도어의 일부에 바이패스홀을 뚫어 핫 채널 효과를 얻음으로써 별도의 부품을 구비하지 않고도 믹싱존을 극대화하여 상하 온도차를 줄이고, 제조원가를 낮추며, 공조성능을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 예시적인 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 차량용 공조장치에 설치되는 플로어도어의 예시적인 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 벤트모드시 공기유동을 보인 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 바이레벨모드시 공기유동을 보인 단면도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 공조장치는 공조케이스(100)를 포함하며, 상기 공조케이스(100)의 내부에는 공기토출구인 디프로스트벤트(210), 페이스벤트(230), 플로어벤트(250)가 형성되고, 상기 공조케이스(100) 내부의 공기유로 상에는 증발기(110) 및 히터코어(120)가 설치되며, 냉풍 과 온풍을 조절할 수 있도록 히터코어(120)와 증발기(110) 사이에는 탬프도어(270)가 설치된다.

그리하여, 송풍기(130)로부터 송풍된 공기가 디프로스트벤트(210)에 의해 차량의 앞유리 쪽으로 토출되거나 혹은 페이스벤트(230)에 의해 승차자의 얼굴 쪽으로 토출되거나 혹은 플로어벤트(250)에 의해 승차자의 발 쪽으로 토출되게 된다.

이때, 각 벤트에는 개도 조절을 위한 모드도어인 디프로스트도어(220), 페이스도어(240), 플로어도어(260)가 구비된다.

이와 같은 구조를 갖는 공조장치는, 상기 템프도어(270)의 개도에 따라 각 벤트(210,230,250)들을 통하여 냉/온기를 선택적으로 토출시키는 송풍모드(페이스모드, 디프로스트모드. 플로어모드, 바이레벨(Bi-Level)모드, 믹스(Mix)모드)를 행하게 된다.

여기에서, 본 발명은 플로어도어(260)의 구조를 일종의 센터 피봇 형태의 도어로 개선하고, 이 플로어도어(260)의 개폐 상태에 따라 온풍 유로를 연장하거나 그렇지 않거나를 반복 수행하도록 하여 특히, 바이레벨모드 및 믹스모드시 상하 온도차를 줄이되, 벤트모드에서의 풍량은 줄지 않고 충분히 확보될 수 있도록 구성된다.

이를 위해, 본 발명에 따른 플로어도어(260)는 도 4에서와 같이, 센터 피봇 형태로 이루어지는데, 이를테면 회전축(262)을 중심으로 양측에 각각 판상의 제1플랩(264)과 제2플랩(266)이 일체로 연결 형성된 형태를 갖는다.

이때, 상기 제2플랩(266)은 플로어벤트(250)를 개폐하는 주된 도어 기능을 수행하며, 상기 제1플랩(264)은 온풍(Warm) 유로, 즉 히터코어(120)를 거쳐 유동되는 온기의 유로를 더 길게 안내하도록 하여 믹싱존(M)에서의 혼합효율을 더욱 높일 수 있도록 하는 기능을 수행하게 된다.

특히, 상기 제1플랩(264)은 상기 플로어도어(260) 개방시 벤트도어인 페이스도어(240)의 하단과 접촉되어 믹싱존(M)에서 혼합된 공기가 상기 플로어벤트(250) 쪽으로 과량 유동되지 않도록 차단하도록 충분히 연장 형성되어야 한다.

이 경우에도, 상기 플로어벤트(250)를 개폐하는 주된 도어 기능은 상기 제2플랩(266)에 의해 이루어져야 하므로 상기 제2플랩(266)은 상기 제1플랩(264) 보다 당연히 길게 형성되어야 한다.

아울러, 상기 제1플랩(264)에는 다수의 바이패스홀(H)이 형성되는데, 상기 바이패스홀(H)은 상기 제1플랩(264)과 페이스도어(24)가 서로 맞닿아 플로어벤트(250) 쪽을 밀폐하였을 때 믹싱된 공기의 일부가 바이패스되면서 온도 저하된 상태로 플로어벤트(250) 쪽으로 유동될 수 있도록 하기 위함이며, 이를 통해 상하 온도차를 10℃까지 줄일 수 있게 된다.

여기에서, 상기 바이패스홀(H)은 원형 또는 다각형상으로 다수 형성될 수 있고, 찬바람이 밀어내는 뜨거운 공기가 믹싱존(M)에서 충분히 믹싱된 다음 바이패스되게 되며, HVAC의 구조 및 풍량 스펙에 따라 도어의 열림량을 조절하거나 혹은 바이패스홀(H)의 개수를 조절할 수 있는데, 이를 통해 기존 핫 채널 효과를 얻을 수 있고, 그 효과를 더욱 극대화시킬 수 있게 된다.

그리고, 상기 제1플랩(264)과 제2플랩(266)은 상기 회전축(262)을 중심으로 상기 제1플랩(264)이 페이스도어(240)의 하단과 접촉되는 방향의 반대방향으로 예각을 이루도록 절곡된 형상을 유지하도록 하여 플로어도어(260)의 개방시 온풍 가이드(워엄 유로를 길게 하는 기능) 역할과 핫 채널로서의 역할을 보다 더 충실히 수행하도록 하고, 플로어도어(260) 폐쇄시 케이스벽면(102)에 최대한 밀착되게 하여 벤트유로를 충분히 확보할 수 있도록 함이 더욱 바람직하다.

이를 통해, 바이레벨모드시 제1플랩(264)의 단부가 페이스도어(240)의 단부와 접촉되어 플로어벤트(250)를 밀폐하고 페이스벤트(230) 쪽으로 우회시키는 덕트유로를 형성함으로써 별도의 핫 채널을 사용하지 않고도 동일한 효과를 낼 수 있으며, 바이패스홀(H)을 통해 믹싱존(M)에서 최대로 믹싱된 공기를 바이패스시키게 되어 상하 온도차를 최소화시킬 수 있게 된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 각 모드에 따라 다음과 같은 작동관계를 갖는다.

먼저, 도 5에서와 같은 벤트모드시에는 디프로스트도어(220)와 플로어도어(260)가 닫힌 상태를 유지하고, 페이스도어(240)만 개방된 상태이므로 냉기와 온기는 페이스벤트(230)를 통해 토출되게 된다.

이때, 플로어도어(260)의 제1플랩(264)은 케이스벽면(102)의 단부에 밀착된 상태에서 온풍 유로(W) 쪽으로 약간 돌출된 상태를 유지하므로 온풍 유로(W)를 연장시키는 기능을 수행하게 된다.

그리고, 도 6과 같은 바이레벨모드시에는, 디프로스트도어(220)는 밀폐되고, 페이스도어(240)와 플로어도어(260)가 개방된 상태이므로 공기는 개방된 페이스벤 트(230)와 플로어벤트(250)를 통하여 차실 내로 양분되는 상태로 토출된다.

이 경우, 플로어도어(260)의 제1플랩(264)은 페이스도어(240)의 하단과 맞닿아 유로를 차단하게 되고, 이에 따라 믹싱존(M)에서의 공기 유동, 즉 믹싱율은 최대에 이르게 되며, 이중 일부는 상기 제1플랩(264)에 형성된 바이패스홀(H)를 통해 바이패스하여 온도 저하된 상태로 플로어벤트(250) 및 페이스벤트(230) 쪽으로 토출되게 되는데, 이 상태는 이미 믹싱에 의해 상하 온도차가 급격히 줄어든 상태이다.

또한, 플로어모드시에는 디프로스트도어(220)와 페이스도어(240)가 닫혀 있고, 플로어도어(260)만 개방된 상태이므로 공기는 개방된 플로어벤트(250)를 통해 차실 내로 토출된다.

이때, 플로어도어(260)의 제1플랩(264)은 믹싱존(M) 쪽으로 최대한 돌출된 상태에 있기 때문에 온풍 유로(W)를 길게 유도하게 되며, 이를 통해 믹싱존(M)을 극대화시켜 믹싱효율이 향상되므로 토출되는 상하 온도차가 줄어들게 된다.

뿐만 아니라, 믹스모드에서는, 페이스도어(240)만 닫혀 있고, 디프로스트도어(220)는 반쯤 개방되며, 플로어도어(260)는 완전히 개방된 상태이므로 유입된 공기는 믹싱존(M)에서 혼합된 후, 디프로스트벤트(210)와 플로어벤트(250)를 통하여 차실 내로 일정한 온도로 공급된다.

이 경우에도, 플로어도어(260)가 개방된 상태이므로 제1플랩(264)에 의해 온풍 유로(W)를 연장시키는 효과가 있다.

마지막으로, 디프로스트모드인 경우에는, 페이스도어(240)만 닫혀 있고, 디 프로스트도어(220)와 플로어도어(260)는 완전히 개방된 상태이므로 유입된 공기는 믹싱존(M)에서 혼합된 후, 디프로스트벤트(210)와 플로어벤트(250)를 통하여 차실 내로 일정한 온도로 공급된다.

이 경우에도, 플로어도어(260)가 개방된 상태이므로 제1플랩(264)은 온풍 유로(W)를 연장시키는 기능을 수행하게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 플로어도어는 제1플랩이 모드에 따라 출몰되면서 온풍 유로 연장 기능과, 페이스도어와 접촉을 통한 핫 채널 기능을 함께 수행하게 되어 믹싱존을 극대화시킴으로써 벤트유로를 줄이지 않으면서 토출시 상하 온도차를 줄이는 효과를 얻을 수 있게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 차량용 공조장치를 나타내는 단면도,

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 예시적인 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 차량용 공조장치에 설치되는 플로어도어의 예시적인 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 벤트모드시 공기유동을 보인 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 바이레벨모드시 공기유동을 보인 단면도.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

100....공조케이스 102....케이스벽면

110....증발기 120....히터코어

210....디프로스트벤트 220....디프로스트도어

230....페이스벤트 240....페이스도어

250....플로어벤트 260....플로어도어

262....회전축 264....제1플랩

266....제2플랩 268....밀착부

Claims (4)

1. 디프로스트벤트(210), 페이스벤트(230), 플로어벤트(250) 및 이들 벤트를 개폐하는 디프로스트도어(220), 페이스도어(240), 플로어도어(260)를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서;

   상기 플로어도어(260)는, 회전축(262)과 상기 회전축(262)을 중심으로 양측에 연결되는 판상의 제1,2플랩(264,266)으로 이루어지고;

   상기 제1플랩(264)에는 다수의 바이패스홀(H)이 형성되며,

   공조장치의 공조모드중 바이레벨모드시 상기 페이스도어(240)의 일단과 상기 플로어도어(260)의 제1플랩(264)이 맞닿아 상기 바이패스홀(H)을 통과한 공기가 페이스벤트(230)와 플로어벤트(260)로 유동하도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서;

   상기 제1플랩(264)과 제2플랩(266)은 상기 회전축(262)을 중심으로 상기 제1플랩(264)이 페이스도어(240)의 하단과 접촉되는 방향의 반대방향으로 예각을 이루도록 절곡 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
4. 청구항 1에 있어서;

   상기 제1플랩(264)은 상기 플로어도어(260) 개방시 히터코어(120)와 플로어벤트(250) 사이에 구비된 케이스벽면(102)의 상단에서 온풍 유로(W)를 향해 돌출되게 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.

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