KR101638523B1 - 차량용 공조장치 - Google Patents

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KR101638523B1
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Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, PTC 히터 제어부재 및 레지스터를 송풍장치의 스크롤케이스 단부측 외부에 설치함으로써, 공기의 송풍저항을 줄여 풍량을 향상시키고 부품수를 감소시켜 조립공수를 절감할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내외기 유입구가 형성되는 인테이크 덕트와 인테이크 덕트의 하부에 공조케이스측으로 내외기를 강제 송풍하는 송풍팬을 제어하는 레지스터 및 PTC 히터를 제어하는 PTC 히터 제어부재가 스크롤케이스의 단부측 외부에 각각 독립적으로 설치되는 송풍장치와, 상기 송풍장치에 의하여 공급되는 내외기가 이동하는 공기유로에 증발기와 PTC 히터가 설치된 공조케이스를 포함하여 이루어지는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 송풍장치는, 스크롤케이스의 단부측 외부에 공기토출구를 통과하는 공기의 흐름을 향상시키고 조립 공수가 감소되도록 레지스터 및 PTC 히터 제어부재를 일체화시켜 설치되는 전장품 제어부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, PTC 히터 제어부재 및 레지스터를 송풍장치의 스크롤케이스 단부측 외부에 설치함으로써, 공기의 송풍저항을 줄여 풍량을 향상시키고 부품수를 감소시켜 조립공수를 절감할 수 있도록 하는 차량용 공조장치에 관한 것이다.
일반적인 차량용 공조장치는, 차량의 실내를 냉방하기 위한 냉방장치와 난방하기 위한 난방장치를 포함한다.
상기한 냉방장치는 압축기의 구동에 의하여 토출되는 열교환매체(냉매)가 응축기, 리시버 드라이어, 팽창밸브 및 증발기를 거쳐 다시 압축기로 순환하는 과정에서 증발기에 의한 열교환에 의하여 자동차의 실내를 냉방하도록 구성된다.
그리고, 난방장치는 히터 코어를 이용하여 냉각수를 열교환시킴으로써, 실내를 난방하도록 구성된다.
이러한 차량용 공조장치(1)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 내외기 유입구(11)(12)가 형성되는 인테이크 덕트(14)의 하부에 공조케이스(40)측으로 내외기를 강제 송풍하는 송풍팬(16)을 제어하는 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)가 스크롤케이스(22)의 단부측 외부에 각각 독립적으로 설치되는 송풍장치(10)와, 상기 송풍장치(10)에 의하여 공급되는 내외기가 이동하는 공기유로(42)에 증발기(44)와 히터코어(46)가 설치된 공조케이스(40)를 포함한다.
상기한 차량용 공조장치(1)는, 송풍장치(10)에 의하여 차 실내로 유입된 외기를 냉매가 흐르는 공조케이스(40)의 증발기(44), 또는 차량 엔진의 냉각수가 흐르는 히터 코어(46)를 선택적으로 통과시켜 열교환시킨 후, 차 실내의 각 부위와 연통된 디프로스트 벤트(Defrost Vent:48), 페이스 벤트(Face Vent:50) 및 플로어 벤트(Floor Vent:52)를 통하여 냉기 또는 온기 상태로 차 실내의 여러 방향으로 분배함으로써 냉방 및 난방을 한다.
한편, 전기 자동차는, 일반적인 차량과 달리 상기한 히터 코어(46)가 별도로 사용되지 않는다.
즉, 일반적인 차량용 난방장치는 송풍장치, 히터코어 및 덕트를 포함하여 이루어지는데, 전기 자동차의 경우에는, PTC(Positive Temperature Coefficient)히터(46P)가 도 1에 나타낸 히터 코어(46)의 기능을 대신한다.
상기한 전기 자동차는, 전기에너지를 이용하여 열에너지를 발생시켜 주는 PTC 히터(46P)를 이용하여 공조장치에 필요한 열을 발생시킨다.
이러한 PTC 히터(46P)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 풍량 조절 스위치 (도시생략)의 조작시 조작 신호를 인지한 레지스터(18)가 송풍모터(24)를 구동시키고, 레지스터(18)의 작동신호를 인지한 엔진 ECU(Electric Control Unit:2) PTC 히터 제어부재(20)를 제어하여 PTC 히터(46P)를 제어하게 된다.
상기한 PTC 히터 제어부재(20)는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 송풍모터(24)의 불량시에도 PTC 히터(46P)의 과열을 방지하고 안정적으로 PTC 히터(46P)를 제어할 수 있도록, 송풍장치(10)의 스크롤케이스(22) 단부측 외부에 설치된다.
즉, 상기 PTC 히터 제어부재(20)는, PTC 히터(46P)의 단수를 제어하는 것으로서, 저항열이 많이 발생하고 저항열에 의한 단락의 우려가 있기 때문에, 방열성을 고려하여 공기를 송풍하는 송풍팬(16)과 근접한 스크롤케이스(22)에 설치된다.
한편, 공조장치의 작동시에는 차량의 실내온도에 따라 풍량 조절 스위치를 조절하여 냉방 또는 난방부하를 증감시키게 되는데, 이는 송풍장치(10)의 송풍모터(24)에 공급되는 전압을 가변하여 송풍모터(24)의 회전수를 가변시킴으로써, 공조케이스(40)로 공급되는 풍량을 조절함으로써 이루어진다.
상기 송풍장치(10)에서 송풍모터(24)의 회전수를 가변시키는 수단으로는, 모터의 속도를 단수에 따라 단계별로 조절하는 레지스터(18), 무단으로 속도를 조절하는 파워 트랜지스터(Power Transistor) 등이 있다.
상기한 레지스터(Resistor:18)는, 코일 형태로 된 복수 개의 직렬 저항으로 이루어진 저항회로의 구조를 가지며, 풍량 조절 스위치의 조작에 따라 모터의 전원공급회로에 대한 저항을 가변하여, 송풍모터(24)에 걸리는 전압을 다단계로 증감시켜 모터의 회전속도를 증감시킴으로써, 송풍장치(10)의 송풍량을 단계적으로 조절한다.
상기한 레지스터(18)는, 송풍장치(10)의 송풍팬(16)에 의하여 공기가 공조케이스(40)측으로 이송되는 스크롤케이스(22)의 단부측 외부에 설치된다.
상기 레지스터(18)는, 저항열을 많이 발생시켜 단락의 우려가 있으므로 냉각성을 고려하여 주로 송풍장치(10)의 송풍팬(16)이 설치되는 스크롤 케이스(22)의 공기토출구(26) 측에 설치된다. 경우에 따라서는, 조립성 문제로 송풍 케이스에 설치하는 것이 곤란하여 방열기 케이스 내부에 설치되는 경우도 있다
또한, 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)에는, 방열이 효율적으로 이루어지도록 하나 또는 다수개의 방열판(18P)(20P)이 형성되어 있다.
상기한 바와 같이, 스크롤케이스(22)의 단부측 외부에 독립적으로 설치되는 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)는, 조립시 이온 발생기등 타부품 및 주변 구조물과의 간섭으로 인하여 조립이 불편하고 조립공수가 많이 발생하는 문제점이 있다.
그리고, 상기 스크롤케이스(22)의 공기 토출구(26)는, 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)의 방열판(18P)(20P)들이 돌출되어 있어, 송풍저항이 발생하는 등 송풍 통로의 확보가 어려워지는 문제점이 있다.
또한, 상기 스크롤케이스(22)의 공기 토출구(26)는, 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)의 방열판(18P)(20P)들로 인하여 공기 토출구(26)를 축소시켜 공조케이스(40)측으로 공급되는 풍량을 감소시키는 문제점이 있다.
또한, 상기 레지스터(18)는, 스크롤케이스(22)의 하부 면에 설치되는 경우 빗물 등에 의하여 쇼트가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
그리고, 상기 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)는, 스크롤케이스(22)의 외부에 독립적으로 설치됨에 따라, 부품간의 간격 유지가 어렵고, 정비시 주변 부품 및 구조물에 의한 간섭이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은, 스크롤케이스의 단부측 외부에 설치되는 레지스터 및 PTC 히터 제어부재를 하나의 단일 부품이 되도록 하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 레지스터 및 PTC 히터 제어부재를 단일 부품화하여 방열판, 기판 및 커넥터를 공유할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 스크롤케이스의 단부측에 설치되는 부품들의 수를 감소시켜 조립공수를 감소시키는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 스크롤케이스의 공기 토출구에 돌출되는 방열판의 수를 줄이고 일측면에 일렬로 배치하여 풍량의 흐름을 향상시키는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 레지스터 및 PTC 히터 제어부재의 장착에 따른 점유공간을 최소화하여 조립성을 향상시키는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내외기 유입구가 형성되는 인테이크 덕트와 인테이크 덕트의 하부에 공조케이스측으로 내외기를 강제 송풍하는 송풍팬을 제어하는 레지스터 및 PTC 히터를 제어하는 PTC 히터 제어부재가 스크롤케이스의 단부측 외부에 각각 독립적으로 설치되는 송풍장치와, 상기 송풍장치에 의하여 공급되는 내외기가 이동하는 공기유로에 증발기와 PTC 히터가 설치된 공조케이스를 포함하여 이루어지는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 송풍장치는, 스크롤케이스의 단부측 외부에 공기토출구를 통과하는 공기의 흐름을 향상시키고 조립 공수가 감소되도록 레지스터 및 PTC 히터 제어부재를 일체화시켜 설치되는 전장품 제어부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 전장품 제어부재는, 커넥터가 연결되는 기판이 내장되고 체결공이 형성된 본체와, 상기 본체 내부의 기판에 설치되는 레지스터 및 PTC 히터 제어부재와, 상기 레지스터 및 PTC 히터 제어부재에 일렬로 배치되는 방열판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 전장품 제어부재는, 레지스터 및 PTC 히터 제어부재가 방열판, 기판, 커넥터 중 하나를 공유하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 스크롤케이스의 단부측 외부에 설치되는 레지스터 및 PTC 히터 제어부재 부품 2개를 단일 부품화함으로써, 원가가 절감되는 효과가 있다.
또한, 레지스터 및 PTC 히터 제어부재를 단일 부품화함으로써, 방열판, 기판 및 커넥터의 공유가 가능하게 되는 효과가 있다.
또한, 스크롤케이스의 단부측에 설치되는 부품들의 수가 감소되어 조립공수가 감소되는 효과가 있다.
또한, 스크롤케이스의 공기 토출구에 돌출되는 방열판의 수를 줄이고 일측면에 일렬로 배치함으로써 풍량의 흐름이 향상되는 효과가 있다.
또한, 레지스터 및 PTC 히터 제어부재의 일체화로 풍량의 흐름이 향상됨에 따라 부품간의 열해를 방지하게 되는 효과가 있다.
또한, 레지스터 및 PTC 히터 제어부재의 장착에 따른 점유공간을 최소화시켜 조립성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은, 종래기술에 따른 차량용 공조장치를 도시한 사시도.
도 2는, 도 1의 공조장치에 설치된 PTC 히터 제어장치의 구성을 도시한 블록도.
도 3은, 도 1에 나타낸 송풍장치를 도시한 측단면도.
도 4는, 도 3의 A-A를 도시한 도면.
도 5는, 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 도시한 사시도.
도 6은, 도 5에 나타낸 차량용 공조장치를 도시한 측단면도.
도 7은, 도 5에 나타낸 송풍장치를 도시한 측단면도.
도 8은, 도 5에 나타낸 레지스터 및 PTC 히터 제어부재의 방열판을 엇갈리게 배치한 것을 도시한 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면에 의하여 상세하게 설명한다(종래기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명한다).
차량용 공조장치는, 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 내외기 유입구(11)(12)가 형성되는 인테이크 덕트(14)의 하부에 공조케이스(40)측으로 내외기를 강제 송풍하는 송풍팬(16)을 제어하는 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)가 스크롤케이스(22)의 단부측 외부에 각각 독립적으로 설치되는 송풍장치(10)와, 상기 송풍장치(10)에 의하여 공급되는 내외기가 이동하는 공기유로(42)에 증발기(44)와 히터코어(46)가 설치된 공조케이스(40)를 포함한다.
다음으로, 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 송풍장치의 특징부를 도 5 내지 도 7을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 송풍장치(10)는, 스크롤케이스(22)의 단부측 외부에 공기토출구(26)를 통과하는 공기의 흐름을 향상시키고 조립 공수가 감소되도록, 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)를 일체화시킨 전장품 제어부재(60)가 설치된다.
상기한 전장품 제어부재(60)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 커넥터(62)가 연결되는 기판(64)이 내장되고 체결공(66)이 형성된 본체(68)를 구비한다.
상기한 커넥터(62)는, 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20) 기능을 하도록 설계된 기판(64)에 연결된다. 이러한 커넥터(62)는, 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)에 해당하는 기판(64)마다 연결되거나, 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)를 공유하는 기판(64)일 경우에는 서로 공유하도록 연결된다.
상기한 기판(64)은, 전장품 제어부재(60)내에 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20) 각각에 구비될 수도 있고, 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)가 하나의 기판(64)에 장착될 수도 있다.
이러한 기판(64)에는, 레지스터(18)의 방열판(18P) 및 PTC 히터 제어부재(20)의 방열판(20P)이 각각 형성될 수도 있고, 상기 방열판 중 하나를 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)가 함께 공유할 수도 있다.
상기한 방열판(18P)(20P)은, 일렬로 배치되거나 둘중 하나만 형성되기 때문에 공기토출구(26)의 공기 흐름을 향상시키고, 전장품 제어부재(60)내의 기판(64)에 정렬되어 배치되기 때문에 송풍저항을 최소화한다.
또한, 상기 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20) 중 상대적으로 방열량이 큰 부재를 공기 흐름방향 하류측에 위치하도록 배치하는 것이 바람직하다. 통상적으로 레지스터(18)는, 도 5에 도시한 바와 같이, PTC 히터 제어부재(20)보다 방열량이 더 크기 때문에 부품 상호간의 열해를 방지하기 위하여 하류측에 배치된다.
또한, 상기 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)는, 도 8에 도시한 바와 같이, 부품 상호간의 열해를 방지하기 위하여 서로 엇갈리게 배치할 수 있다.
그리고 상기 본체(68)에는, 스크롤케이스(22)의 단부측 외부에 체결수단으로 설치될 수 있도록 다수의 체결공(66)이 형성된다.
즉, 상기한 전장품 제어부재(60)는, 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)가 방열판(18P)(20P), 기판(64), 커넥터(62) 중 하나를 공유하기 때문에 제조원가를 절감할 수 있다.
또한, 상기 전장품 제어부재(60)는, 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20) 부품 2개를 하나로 일체화시킨 단일부품 상태로 스크롤케이스(22)의 외부에 장착된다.
이에 따라, 상기 전장품 제어부재(60)는, 종래 PTC 히터 제어부재(20)의 장착공간내에 설치될 수 있다.
이하, 상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 작용을 설명한다.
차량의 실내온도에 따라 풍량 조절 스위치(도시생략)를 조절하면, 상기 풍량 조절 스위치의 신호로 송풍장치(10)의 스크롤케이스(22)의 단부측 외부에 설치된 전장품 제어부재(60)가 작동한다.
상기한 전장품 제어부재(60)에서 레지스터(18)는, 송풍모터(24)를 작동시켜 송풍팬(16)으로 하여금 공기를 공조케이스(40)측으로 공기토출구(26)를 통해 송풍시킨다.
상기 레지스터(18)의 작동시, PTC 히터 제어부재(20)는 PTC 히터(46P)의 발열을 단수별로 제어한다.
이에 따라, 전장품 제어부재(60)는, 송풍모터(24) 및 PTC 히터(46P)의 작동으로 발열 상태가 된다. 발열 상태가 된 전장품 제어부재(60)는, 공기토출구(26)를 통과하는 공기와의 열교환에 의해 방열판(18P)(20P)을 냉각시킨다.
이때, 상기 방열판(18P)(20P)은, 공기토출구(26)의 일측면에 일렬 또는 엇갈리게 배치되어 있어 공기의 송풍저항을 최소화하게 된다.
상기한 공기토출구(26)내의 송풍저항이 최소화됨에 따라, 송풍팬(16)에 의하여 송풍되는 공기는, 공조케이스(40)에 충분히 공급된다.
본 발명에 의하면, 레지스터 및 PTC 히터 제어부재의 단일부품화를 통해 장착에 따른 점유공간의 최소화로 조립성을 향상시킬 수 있고, 스크롤케이스(22)의 공기토출구(26)내에서 방열판(18P)(20P)의 수를 줄이거나 방열판을 일측면에 일렬로 배치함으로써 풍량의 흐름을 향상시킬 수 있다.
본 발명은, 송풍장치의 스크롤케이스 단부측 외부에 설치되는 부품들을 단일부품화 함으로써 공기토출구 내의 송풍저항을 감소시키고 조립성을 향상시킨 것으로서, 공조장치 분야에 널리 이용될 수 있다.
10: 송풍장치 11,12: 내외기 유입구
14: 인테이크 덕트(Intake Duct) 16: 송풍팬
18: 레지스터(Resistor) 20: PTC 히터 제어부재
22: 스크롤케이스(Scroll case) 40: 공조케이스
42: 공기유로 44: 증발기
46: 히터코어(Heater Core) 60: 제어부재
62: 커넥터(Connector) 64: 기판

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 내외기 유입구(11)(12)가 형성되는 인테이크 덕트(14)의 하부에 공조케이스(40)측으로 내외기를 강제 송풍하는 송풍팬(16)을 제어하는 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)가 스크롤케이스(22)의 단부측 외부에 각각 독립적으로 설치되는 송풍장치(10)와, 상기 송풍장치(10)에 의하여 공급되는 내외기가 이동하는 공기유로(42)에 증발기(44)와 히터코어(46)가 설치된 공조케이스(40)를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
    상기 송풍장치(10)는, 스크롤케이스(22)의 단부측 외부에 공기토출구(26)를 통과하는 공기의 흐름을 향상시키고 조립 공수가 감소되도록, 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)를 일체화시켜 설치되는 전장품 제어부재(60)를 포함하며;
    상기 전장품 제어부재(60)는, 커넥터(62)가 연결되는 기판(64)이 내장되고 체결공(66)이 형성된 본체(68)와, 상기 본체(68) 내부의 기판(64)에 설치되는 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)와, 상기 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)에 일렬로 배치되는 방열판(18P)(20P)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  3. 내외기 유입구(11)(12)가 형성되는 인테이크 덕트(14)의 하부에 공조케이스(40)측으로 내외기를 강제 송풍하는 송풍팬(16)을 제어하는 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)가 스크롤케이스(22)의 단부측 외부에 각각 독립적으로 설치되는 송풍장치(10)와, 상기 송풍장치(10)에 의하여 공급되는 내외기가 이동하는 공기유로(42)에 증발기(44)와 히터코어(46)가 설치된 공조케이스(40)를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
    상기 송풍장치(10)는, 스크롤케이스(22)의 단부측 외부에 공기토출구(26)를 통과하는 공기의 흐름을 향상시키고 조립 공수가 감소되도록, 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)를 일체화시켜 설치되는 전장품 제어부재(60)를 포함하며;
    상기 전장품 제어부재(60)는, 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)가 방열판(18P)(20P), 기판(64), 커넥터(62) 중 하나를 공유하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  4. 내외기 유입구(11)(12)가 형성되는 인테이크 덕트(14)의 하부에 공조케이스(40)측으로 내외기를 강제 송풍하는 송풍팬(16)을 제어하는 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)가 스크롤케이스(22)의 단부측 외부에 각각 독립적으로 설치되는 송풍장치(10)와, 상기 송풍장치(10)에 의하여 공급되는 내외기가 이동하는 공기유로(42)에 증발기(44)와 히터코어(46)가 설치된 공조케이스(40)를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
    상기 송풍장치(10)는, 스크롤케이스(22)의 단부측 외부에 공기토출구(26)를 통과하는 공기의 흐름을 향상시키고 조립 공수가 감소되도록, 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)를 일체화시켜 설치되는 전장품 제어부재(60)를 포함하며;
    상기 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20) 중 상대적으로 방열량이 큰 부재를 공기 흐름방향 하류측에 위치하도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  5. 내외기 유입구(11)(12)가 형성되는 인테이크 덕트(14)의 하부에 공조케이스(40)측으로 내외기를 강제 송풍하는 송풍팬(16)을 제어하는 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)가 스크롤케이스(22)의 단부측 외부에 각각 독립적으로 설치되는 송풍장치(10)와, 상기 송풍장치(10)에 의하여 공급되는 내외기가 이동하는 공기유로(42)에 증발기(44)와 히터코어(46)가 설치된 공조케이스(40)를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
    상기 송풍장치(10)는, 스크롤케이스(22)의 단부측 외부에 공기토출구(26)를 통과하는 공기의 흐름을 향상시키고 조립 공수가 감소되도록, 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)를 일체화시켜 설치되는 전장품 제어부재(60)를 포함하며;
    상기 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)는, 공기 흐름 방향으로 서로 서로 엇갈리게 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
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