KR101619538B1 - 차량용 공조시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 공기가 유입되는 유입구와, 유입구를 통하여 유입된 공기가 배출되는 배출구가 형성되고, 하부에 드레인부가 구비된 케이싱몸체, 케이싱몸체와 결합하고, 공기를 유입구를 통하여 케이싱몸체 내부로 유입되게 하는 블로워유닛, 케이싱몸체 내에 구비되고, 유입구로부터 유입된 공기를 냉각하는 증발기 및 증발기와 연결되어, 증발기로 냉매를 공급 및 배출하는 복수 개의 냉매파이프들을 포함하며, 냉매파이프들은, 냉매파이프의 표면에 발생하는 응축수가 냉매파이프를 따라 드레인부로 흘러내리도록 유도하기 위하여 경사지게 형성된 차량용 공조시스템을 제공한다.
냉매파이프에서 발생되는 응축수를 지정된 위치 즉, 드레인부로 흘러내리도록 함으로써, 차량의 실내환경을 쾌적하게 할 수 있고, 부품손상을 방지하여 불량발생을 방지할 수 있으며, 응축수를 드레인부로 유도하기 위한 별도의 가이드 부재를 구비하지 않기 때문에 구조가 간단하고 경제적이다.

Description

차량용 공조시스템 {Air-conditioning system for vehicle}

본 발명은 차량용 공조시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 응축수의 누수를 방지하여 차량에 대한 고객의 불만 사항을 개선할 수 있고, 부품의 손상을 방지할 수 있는 차량용 공조시스템에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 내부 공간, 즉 차실을 쾌적하게 하기 위하여, 차량용 공조시스템(HVAC; Heating, Ventilating and Air Conditioning system)을 구비하며, 이러한 차량용 공조시스템은 여름철에는 차실내에 냉기를 제공하여 탑승자에게 쾌적함을 주고, 겨울철에는 차실내에 온기를 제공하여 탑승자에게 따뜻함을 제공하는 역할을 한다.

이러한 차량용 공조시스템은, 블로워 유닛에 의하여 유입구로 유입되는 공기를 냉매파이프로부터 공급된 냉매를 이용하는 증발기와, 엔진의 열을 식힌 냉각수가 흐르는 히터 코어에 선택적으로 통과시켜 열교환 후, 환기용 밴트를 통하여 차실내로 냉기 또는 온기를 공급함으로써, 차실내의 냉방 또는 난방을 구현한다.

한편, 상기 냉매파이프는 내부로 흐르는 냉매와 외부와의 온도차이로 인하여 상기 냉매파이프의 표면에 응축수가 발생한다.

그런데, 종래의 차량용 공조시스템은, 상기 냉매파이프의 표면에 맺히는 응축수가 케이싱의 결합부를 통하여 차량의 실내로 누수 되어 차실 내부를 더럽히거나, 특히 차량이 기울어지거나 심한 요동 시에는 이러한 응축수의 누수가 더욱 심해져서 고객 불만의 원인이 되었으며, 나아가 상기 응축수가 모터 레지스터로 침투하여 모터 레지스터의 회로가 불량이 되는 등 부품에 손상을 주는 문제점이 있었다.

본 발명은, 증발기와 연결된 냉매파이프에서 발생되는 응축수가 차량의 실내로 누수되거나 또는 응축수로 인하여 부품에 손상이 가지 않도록 하여, 차량에 대한 고객 불만사항을 개선하고, 부품의 손상을 방지할 수 있는 차량용 공조시스템을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 공기가 유입되는 유입구와, 상기 유입구를 통하여 유입된 상기 공기가 배출되는 배출구가 형성되고, 하부에 드레인부가 구비된 케이싱몸체, 상기 케이싱몸체와 결합하고, 상기 공기를 상기 유입구를 통하여 상기 케이싱몸체 내부로 유입되게 하는 블로워유닛, 상기 케이싱몸체 내에 구비되고, 상기 유입구로부터 유입된 상기 공기를 냉각하는 증발기 및 상기 증발기와 연결되어, 상기 증발기로 냉매를 공급 및 배출하는 복수 개의 냉매파이프들을 포함하며, 상기 냉매파이프들은, 상기 냉매파이프의 표면에 발생하는 응축수가 상기 냉매파이프를 따라 상기 드레인부로 흘러내리도록 유도하기 위하여 경사지게 형성된 차량용 공조시스템을 제공한다.

따라서, 본 발명은, 냉매파이프에서 발생되는 응축수를 지정된 위치 즉, 드레인부로 흘러내리도록 함으로써, 차량의 실내환경을 쾌적하게 할 수 있고, 부품손상을 방지하여 불량발생을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은, 응축수를 드레인부로 유도하기 위한 별도의 가이드 부재를 구비하지 않기 때문에 구조가 간단하고 경제적이다.

도 1은 본 실시예에 따른 차량용 공조시스템을 나타내는 정면도이다.
도 2는 도 1의 A부분의 확대도이다.
도 3은 도 1의 모터 레지스터의 방수구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 비교예에 따른 차량용 공조시스템을 나타내는 정면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조시스템은, 케이싱몸체(100)와, 블로워유닛(200)과, 증발기(300)와, 냉매파이프(410,420)들을 포함한다.

상기 케이싱몸체(100)는, 공기가 유입되는 유입구(101)와, 상기 유입구(101)를 통하여 유입된 상기 공기가 배출되는 배출구(102)가 형성되어 있으며, 하부에는 드레인부(112)가 구비되어 있다. 상기 케이싱몸체(100)는, 제1케이싱몸체(110)와, 제2케이싱몸체(120)를 포함한다. 상기 제1케이싱몸체(110)는, 내부에 상기 증발기(300)가 수용되고 하측에 상기 드레인부(112)가 구비되어 있다. 상기 제2케이싱몸체(120)는, 상기 제1케이싱몸체(110)의 일측에 고정결합하고, 상기 블로워유닛(200)이 결합되어 있다.

한편, 본 실시예에서는, 상기 제1케이싱몸체(110) 내부에 냉기를 발생할 수 있는 증발기(300)만을 포함하였으나, 온기를 발생할 수 있는 히터코어(미도시)가 구비될 수 있음은 물론이며, 차량용 공조시스템에서 상기 냉기와 온기를 선택적으로 공급할 수 있는 그 외 다른 구성도 포함하고 있다. 또한, 본 실시예에서는, 상기 제1케이싱몸체(110)에 상기 증발기(300)를 구비하고, 상기 제2케이싱몸체(120)에 블로워유닛(200)을 구비한 구조를 예로 하였으나, 차량용 공조시스템의 설계에 따라 상기 케이싱몸체(100)의 구조는 설계변경가능함은 물론이다.

상기 블로워유닛(200)은, 상기 제2케이싱몸체(120)와 결합하고, 상기 공기를 상기 유입구(101)를 통하여 상기 케이싱몸체(100) 내부로 유입되게 한다. 상기 블로워유닛(200)은, 블로워팬(210)과, 상기 블로워팬(210)과 결합하여 상기 블로워팬(210)을 회전구동시키는 블로워모터(220)와, 상기 블로워모터(220)의 회전수를 증감하는 모터 레지스터(230)를 포함한다. 상기한 블로워유닛(200)의 구성 및 작동에 대한 상세한 설명은 공지의 블로워유닛과 유사하므로 생략하기로 한다.

상기 증발기(300)는, 공지의 증발기(300)로 상기 제1케이싱몸체(110) 내에 구비되고, 상기 유입구(101)로부터 유입된 상기 공기를 냉각하여 냉각된 공기를 상기 배출구(102)로 배출시킨다.

상기 냉매파이프(410,420)들은, 상기 증발기(300)와 연결되어, 상기 증발기(300)로 냉매를 공급 및 배출하며, 상기 증발기(300)로 냉매를 공급하는 냉매유입파이프(420)와, 상기 증발기(300)로부터 냉매를 유출시키는 냉매유출파이프(410)를 포함한다.

한편, 상기 냉매파이프(410,420)들은, 내부로 저온의 냉매가 흐르고 있기 때문에, 외부와의 온도차이로 인하여 상기 냉매파이프(410,420) 표면에 응축수(W)가 맺히게 되는데, 이렇게 상기 냉매파이프(410,420)들에 맺히는 응축수는 상기 드레인부(112)에 떨어지도록 되어 있다.

이를 위하여, 본 실시예는, 상기 냉매파이프(410,420)를 따라 흘러내리는 상기 응축수가 외부로 누수가 되지 않고 설정된 곳 즉, 상기 드레인부(112)로 흘러내리도록 유도하고 상기 응축수가 조속히 흘러서 떨어지도록 하기 위하여 경사지게 형성되어 있다. 이에 대하여 상세하게 살펴보면, 상기 냉매파이프(410,420)들은, 경사지게 형성된 경우 표면을 타고 흘러내리는 응축수가 최저점(500;도 2참조)에 모여 흘러내리는 것(드레인)을 감안하여 상기 냉매파이프(410,420)들의 최저점(500)이 상기 드레인부(112)의 상측에 위치하도록 하여 상기 응축수가 상기 드레인부(112)로 흘러내리게 한다.

나아가, 상기 냉매파이프(410,420)들은, 상기 최저점(500)을 기준으로 양측방향으로 벌어지도록 상향경사지게 대략 'V'형상으로 형성되어, 상기 응축수가 상기 최저점(500)을 기준으로 양측에서 조속히 흘러내리도록 한다.

또한, 상기 냉매파이프(410,420)들은, 상기 블로워팬(210)으로부터 발생하는 바람에 의하여 상기 응축수가 더욱 용이하게 흘러내리도록 상기 바람이 부는 상기 블로워팬(210)의 일측에 구비한다. 이때, 상기 냉매파이프(410,420)들은, 상기 바람에 의하여 상기 응축수가 상기 응축수가 흘러내리는 방향이 상기 바람이 부는 방향으로 진행하면서 흘러내리도록 경사지게 형성한다. 예를 들어, 본 실시예와 같이 상기 블로워팬(210)이 좌측에 위치하여 상기 바람이 좌측에서 우측으로 진행하는 경우에는, 상기 냉매파이프(410,420)들을 상기 바람의 진행방향에 대응하여 좌측에서 우측으로 갈수록 하향 경사지게 형성한다.

또한, 상기 냉매파이프(410,420)들은, 상기 최저점(500)이 상기 제1케이싱몸체(110)와 상기 제2케이싱몸체(120)가 결합되는 결합부(C)에서 상기 제2케이싱몸체(120)방향(도면상으로 우측), 상세하게는 상기 드레인부(112)가 있는 방향으로 이격(t₀)되게 위치하도록 하여, 상기 응축수(W)가 상기 결합부(C)를 통하여 외부로 누수되는 것을 방지하고 상기 드레인부로 흘러내리도록 한다.

상기한 바와 같이, 본 실시예는, 상기 응축수가 상기 블로워유닛(200)의 바람에 영향을 받도록 경사지게 형성하였기 때문에, 상기 바람의 송풍량이 증가할수록 상기 응축수의 유도와 드레인 효과를 더욱 크게 얻을 수 있도록 최적의 구조로 되어 있다. 즉, 이러한 구조의 본 실시예는, 상기 블로워유닛(200)의 용량이 증가하면 이에 따라 바람의 송풍량이 증가하고, 또한 상기 냉매의 유동량이 증가하여 냉매파이프(410,420)에 맺히는 응축수의 량이 증가하지만, 상기 바람의 송풍량도 증가하기 때문에 증가하는 응축수도 효과적으로 유도할 수 있다.

한편, 상기 응축수는, 상기 제1케이싱몸체(110)와, 상기 제2케이싱몸체(120)의 결합부 틈새로 누설되어 차실 내부로 떨어지거나, 떨어지는 응축수가 많아지면 상기 블로워유닛(200)으로 흘러내려 상기 블로워유닛(200)의 부품 특히, 위치상 상기 냉매파이프(410,420)와 근접하게 위치해 있는 모터 레지스터(230)를 손상시킬 수도 있다. 이 때문에, 본 실시예는 유입되는 상기 응축수로 인하여 상기 모터 레지스터(230)가 손상이 가지 않도록 다양한 실시예를 실시하였다. 먼저, 본 실시예는, 유입되는 상기 응축수로 인하여 상기 모터 레지스터(230)가 손상이 가지 않도록, 상기 모터 레지스터(230)를 상기 제2케이싱몸체(120)에서 상기 응축수가 떨어지는 저면보다 높게 위치시켜, 제2케이싱몸체(120)의 저면에 있는 응축수와 접촉되지 않게 한다.

다음으로, 상기 응축수로 인하여 상기 모터 레지스터(230)가 손상이 가지 않도록 상기 모터 레지스터(230)를 응축수가 있는 제2케이싱몸체(120)의 저면보다 높게 위치시키도록 하는 것 외에, 본 실시예는 상기 제2케이싱몸체(120)를 응축수가 있는 저면과 상기 모터 레지스터(230)가 위치한 곳을 서로 단차(122)가 형성되도록 그 형상구조를 달리할 수 있다. 이러한 경우에는, 상기 단차(122)로 인하여 상기 응축수가 높은 곳으로 유입되지 않으므로, 상기 높은 곳에 위치한 상기 모터 레지스터(230)의 손상을 방지할 수 있다.

또 다른 실시예로, 본 실시예는, 상기 모터 레지스터(230)에서, 상기 차량용 공조시스템(HVAC)의 내부에서 노출되는 방열부와 전자부를 방수가 되는 구조로 하여, 상기 모터 레지스터(230)에 응축수가 접촉되더라도 손상되지 않게 할 수 있다.

도 3을 참조하면, 방수구조를 갖는 상기 모터 레지스터(230)는, 몸체(234)와, 상부케이스(240)와, 하부케이스(250)를 포함한다.

상기 몸체(234)는, 회로 등이 구비된 전자부(231)와, 상기 전자부(231)의 상측에 구비된 방열부(Heat sink;232)와, 상기 전자부(231)의 하부에 수직한 방향으로 구비된 복수 개의 접속단자(233)를 포함한다.

상기 상부케이스(240)는, 상기 전자부(231)와 상기 방열부(232)가 관통삽입되는 삽입홀(246)과, 상기 방열부(232)가 삽입된 후 상기 방열부(232)의 측면을 지지하는 지지부(242)와, 상기 하부케이스(250)와 결합하기 위한 돌출부(244)를 포함한다.

그리고, 상기 하부케이스(250)는 상기 상부케이스(240)가 상부로 안착되면서 결합하고, 상기 제2케이싱몸체(120)와 결합한다. 이때, 상기 하부케이스(250)는, 상기 접속단자(233)가 관통삽입되는 삽입부(252)와, 상기 상부케이스(240)의 돌출부(244)와 끼움결합하는 걸림부(254)가 형성되어 있으며, 상기 제2케이싱몸체(120)와 나사결합하기 위한 나사체결부(256)가 형성되어 있다.

이와 같이, 상기 모터 레지스터(230)는, 상기 접속단자(233), 전자부(231) 및 방열부(232)를 보호하고 에워싸는 상기 상부케이스(240)와 상기 하부케이스(250)에 의하여 상기 응축수로부터 접촉을 방지할 수 있다.

나아가, 상기 모터 레지스터(230)는, 상기 전자부(231) 및 상기 방열부(232)와 상기 상부케이스(240)가 결합되는 부분과, 상기 상부케이스(240)와 상기 하부케이스(250)가 결합되는 부분, 각각에 기밀용제를 도포하여 방수성능을 더욱 향상시킬 수 있다.

여기서, 상기 모터 레지스터(230)에서 방수구조를 갖는 부분으로 노출이 되고 상기 응축수가 접촉되지 않아야 하는 상기 방열부(232)와 상기 전자부(231)를 예로 하였지만, 이 외 상기 응축수 및 습기 등과 접촉을 피해야하는 부분이라면 모두 가능하다. 또한, 본 실시예는, 상기 모터 레지스터(230)가 방수가 되는 구조로, 상기한 구조 외에 상기 제2케이싱몸체(120)를 상기 방열부(232)와 상기 전자부(231)를 에워싸는 방수프레임(미도시)을 형성하는 구조로 할 수도 있으며, 방수제를 도포하는 등 다양한 방수구조를 적용할 수 있다.

본 실시예에서는 상기 응축수가 상기 드레인부(112)로 흘러내리도록 그 위치를 설정하였으나, 이러한 응축수가 흘러내리는 위치는 상기 드레인부(112) 뿐만 아니라 상기 증발기(300)가 구비된 증발기(300)측의 케이싱몸체(100)로 할 수 있는 등, 상기 응축수가 외부로 누수되지 않고 부품에 손상을 주지 않는 곳이라면 어디든 설정가능하다. 미설명부호 113은 드레인부와 연결되어 응축수를 외부로 유출하는 드레인호스를 나타낸다.

도 4는 비교예에 의한 차량용 공조시스템을 나타낸 것으로서, 도면을 참조하면, 상기 비교예에 따른 차량용 공조시스템은, 냉매파이프(400a)들이 수평하게 형성되어 있다. 이 때문에, 상기 냉매파이프(400a)들에 맺히는 응축수(W)가 케이싱몸체(100a)의 외부로 누수되어 차실 내부로 유입되며, 이러한 구조는 차량이 기울어지거나 요동이 심한 경우에는 특히 그 응축수의 누수가 심할 수 있는 구조이다. 또한, 상기 비교예에 따른 차량용 공조시스템은, 모터 레지스터(230a)가 응축수가 있는 케이싱몸체(100a) 저면과 가까이 위치하고 있어 상기 응축수가 상기 모터 레지스터(230a)로 유입이 용이한 구조로 되어 있어 상기 모터 레지스터(230a)의 부품손상의 위험이 크다. 미설명부호 200a, 300a는 각각 블로워유닛과 증발기를 나타낸다.

상기한 바와 같이, 본 실시예는, 상기 냉매파이프(410,420)를 상기 블로워유닛(200)의 일측에 위치시키고 경사지게 형성함으로써, 상기 냉매파이프(410,420)의 표면에 발생하는 응축수가 외부로 누수 되지 않고 드레인부(112)로 흘러내리기 때문에, 차실의 환경을 쾌적하게 유지할 수 있으며, 나아가, 차량이 기울어진 상태에서도 상기 응축수가 상기 드레인부(112)로 떨어질 수 있는 구조이다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100... 케이싱몸체 110... 제1케이싱몸체
120... 제2케이싱몸체 200... 블로워유닛
210... 블로워팬 220... 블로워 모터
230... 모터 레지스터 300... 증발기
400... 냉매파이프 410... 냉매유출파이프
420... 냉매유입파이프 W... 응축수

Claims (7)

1. 공기가 유입되는 유입구와, 상기 유입구를 통하여 유입된 상기 공기가 배출되는 배출구가 형성된 케이싱몸체; 상기 케이싱몸체와 결합되고, 블로워팬과, 상기 블로워팬과 결합하여 상기 블로워팬을 회전구동시키는 블로워모터, 및 상기 블로워모터의 회전수를 증감하고 상기 케이싱몸체의 하측에 위치하는 모터 레지스터가 포함되어, 상기 블로워팬의 회전으로 상기 유입구를 통해 공기를 상기 케이싱몸체 내부로 유입되도록 하는 블로워유닛; 상기 케이싱몸체 내에 구비되고, 상기 유입구로부터 유입된 상기 공기를 냉각하는 증발기; 상기 증발기와 연결되어, 상기 증발기로 냉매를 공급 및 배출하는 복수 개의 냉매파이프들이 포함된 차량용 공조시스템에 있어서,
   상기 케이싱몸체의 하부에는 드레인부가 구비되는 것과;
   상기 냉매파이프들은 상기 블로워팬의 바람이 부는 일측에 구비되면서, 상기 드레인부의 상측으로 최저점을 갖도록 경사지게 형성되고, 상기 최저점을 기준으로 양측방향으로 벌어지도록 상향경사지게 형성되어, 상기 냉매파이프의 표면에 발생하는 응축수가 상기 냉매파이프를 따라 유도되어 상기 드레인부로 흘러내리면서, 상기 블로워팬의 구동에 따라 블로워팬에 의해 발생하는 바람의 영향을 받아 상기 드레인부로 흘러내리도록 한 것을 포함하는 차량용 공조시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 케이싱몸체는,
   상기 증발기가 내부에 수용되고 하측에 상기 드레인부가 구비된 제1케이싱몸체와, 상기 제1케이싱몸체의 일측에 결합하고, 상기 블로워유닛이 결합하는 제2케이싱몸체를 포함하고,
   상기 모터 레지스터는,
   상기 모터 레지스터로 상기 제2케이싱에서 상기 응축수가 있는 저면으로부터 상기 응축수가 유입되지 않도록, 상기 모터 레지스터를 상기 제2케이싱몸체의 저면보다 높게 위치시키는 차량용 공조시스템.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 케이싱몸체는,
   상기 증발기가 내부에 수용되고 하측에 상기 드레인부가 구비된 제1케이싱몸체와, 상기 제1케이싱몸체의 일측에 결합하고 상기 블로워유닛이 결합하는 제2케이싱몸체를 포함하고,
   상기 냉매파이프들은,
   최저점이 상기 제1케이싱몸체와 상기 제2케이싱몸체가 결합되는 결합면에서 상기 제2케이싱몸체 방향으로 이격되게 위치하는 차량용 공조시스템.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 모터 레지스터는,
   전자부, 방열부 및 접속단자를 포함하는 몸체;
   상기 몸체가 삽입되는 삽입홀이 형성되어 있으며, 상기 방열부를 지지하는 지지부와, 외측으로 돌출되게 형성된 돌출부를 포함하는 상부케이스; 및
   상기 상부케이스의 돌출부와 끼움결합하는 걸림부와, 상기 접속단자가 삽입되는 삽입부를 포함하여 상기 몸체를 감싸는 하부케이스를 포함하며,
   상기 몸체와 상기 상부케이스가 결합하는 부분과, 상기 상부케이스와 하부케이스가 결합하는 부분에 기밀용제를 도포하여, 방수구조를 갖는 차량용 공조시스템.
7. 삭제

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