KR101703670B1 - 차량용 공조장치 - Google Patents

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한온시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 쓰리 피스(3 Pieces) 타입 공조장치에서 송풍유닛의 사공간과 입접한 증발기의 일단부에 입출구파이프를 설치하여 상기 입출구파이프가 증발기의 전방측을 지나지 않도록 함으로써, 풍량 및 토출온도의 손실을 최소화함과 아울러 상기 입출구파이프의 길이도 최소화할 수 있는 차량용 공조장치에 관한 것이다.

Description

차량용 공조장치{Air conditioner for vehicle}
본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 쓰리 피스(3 Pieces) 타입 공조장치에서 송풍유닛의 사공간과 입접한 증발기의 일단부에 입출구파이프를 설치하여 상기 입출구파이프가 증발기의 전방측을 지나지 않도록 한 차량용 공조장치에 관한 것이다.
차량용 공조장치는 차량 외부의 공기를 차량 실내로 도입하거나, 차량 실내의 공기를 순환시키는 과정에서 가열 또는 냉각시킴으로써 차량 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 장치로써, 공조케이스의 내부에는 냉각작용을 위한 증발기와, 가열작용을 위한 히터코어 및 상기 증발기나 히터코어에 의해 냉각 또는 가열된 공기를 송풍모드 전환용 도어를 사용하여 차량 실내의 각 부분으로 선택적으로 송풍하도록 이루어져 있다.
이러한 공조장치는, 송풍유닛, 증발기유닛 및 히터유닛의 독립적인 구조에 따라, 상기 3개의 유닛들이 독립적으로 구비되는 쓰리 피스(3 Pieces) 타입과, 증발기유닛 및 히터유닛이 공조케이스에 내장되고 송풍유닛이 별도의 유닛으로 구비되는 세미 센터(Semi-Center) 타입과, 그리고 상기 3개의 유닛들이 모두 공조케이스에 내장되는 센터마운팅(Center Mounting) 타입으로 대별할 수 있다.
도 1은 이러한 차량용 공조장치를 설명하기 위한 구성도로써, 도시된 바와 같이, 내기유입구(21)와 외기유입구(22)가 일측에 형성되고, 상기 내,외기유입구(21)(22)를 선택적으로 개폐하도록 내외기전환도어(23)가 설치되며, 내,외기를 강제 송풍하기 위한 송풍팬(35)을 포함하여 이루어진 송풍유닛(10)과, 상기 송풍유닛(10)으로부터 송풍되는 공기를 냉각시키도록 증발기(41)가 설치되는 증발유닛(40)과, 상기 증발유닛(40)으로부터 토출된 공기를 가열하도록 히터코어(51)가 설치됨과 아울러 공기를 차실내로 토출하도록 공기토출구(52)가 구비된 히터유닛(50)으로 구성된다.
도 2는 상기한 공조장치 중에서 세미 센터 타입 공조장치(1)를 나타내는 사시도로써, 공조케이스(60)의 내부에 증발기(61) 및 히터코어(62)가 설치되고, 상기 공조케이스(60)의 일측에 송풍유닛(10)이 연결된 구성이다.
또한, 상기 증발기(61)에는 냉매를 유입 및 배출하도록 입출구파이프(61a)가 설치된다.
상기 증발기(61)의 입출구파이프(61a)는 차량 엔진룸측의 냉매 배관과 연결하기 위해 차량의 전방측을 향하도록 설치되는데, 즉, 상기 입출구파이프(61a)가 상기 증발기(61)의 전방측 공기통로를 가로지르면서 벤딩되어 공조케이스(60)의 전방측으로 인출되도록 설치됨에 따라 상기 공조케이스(60) 내부의 공기흐름을 방해하여 풍량이 감소하는 문제가 있고, 또한 상기 증발기(61)의 전체 면적 중 상기 입출구파이프(61a)로 인해 풍량이 감소하는 부위에서는 다른 부위에 비해 상대적으로 열교환이 되지 않아 토출온도가 높아지게 되는 문제가 있었다.
도 3은 쓰리 피스 타입 공조장치로서, 송풍유닛(86)과, 증발기(85a)를 내장하는 증발기유닛(85)과, 히터코어(82)를 내장하는 히터유닛(80)으로 구성된다.
상기 쓰리 피스 타입 공조장치 역시, 상기 증발기(85a)의 입출구파이프(85b)가 차량 엔진룸측의 냉매 배관과 연결하기 위해 차량의 전방측을 향하도록 설치되며, 도면과 같이, 상기 입출구파이프(85b)가 상기 증발기(85a)의 전방측 공기통로에서 벤딩된 후 증발기유닛(85)의 전방측으로 인출되도록 설치됨에 따라 앞서 설명한 도 2의 세미 센터 타입 공조장치와 동일한 문제가 있었다.
상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 쓰리 피스(3 Pieces) 타입 공조장치에서 송풍유닛의 사공간과 입접한 증발기의 일단부에 입출구파이프를 설치하여 상기 입출구파이프가 증발기의 전방측을 지나지 않도록 함으로써, 풍량 및 토출온도의 손실을 최소화함과 아울러 상기 입출구파이프의 길이도 최소화할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 송풍팬의 둘레에 스크롤 형태의 공기통로를 형성하는 스크롤부 및 상기 스크롤부를 유동한 공기를 토출하는 토출부를 갖는 송풍유닛과, 상기 송풍유닛의 토출부와 연결됨과 아울러 내부에는 냉매의 유입 및 배출을 위한 입출구파이프를 갖는 증발기가 설치된 증발기유닛과, 상기 증발기유닛과 연결됨과 아울러 내부에는 히터코어가 설치된 히터유닛을 구비하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서, 상기 스크롤부의 스크롤 시작부위와 상기 토출부의 외측면 사이의 공간을 사공간이라 할 때, 상기 입출구파이프는, 상기 사공간과 인접한 상기 증발기의 일측면에 설치된 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 쓰리 피스(3 Pieces) 타입 공조장치에서 송풍유닛의 사공간과 입접한 증발기의 일단부에 입출구파이프를 설치하여 상기 입출구파이프가 증발기의 전방측을 지나지 않도록 함으로써, 풍량 및 토출온도의 손실을 최소화함과 아울러 상기 입출구파이프의 길이도 최소화 할 수 있다.
또한, 상기 입출구파이프의 벤딩부를 상기 송풍유닛의 사공간측에 배치함으로써, 공기흐름을 방지하지 않아 풍량손실을 방지하고 상기 사공간을 최대한 활용하므로 공조장치의 크기도 줄일 수 있다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치를 설명하기 위한 구성도,
도 2는 종래의 세미 센터 타입 공조장치를 나타내는 사시도,
도 3은 종래의 쓰리 피스 타입 공조장치를 나타내는 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 나타내는 평면도,
도 5는 도 4에서 송풍유닛과 증발기유닛의 내부를 나타내는 단면도,
도 6은 도 4에서 송풍유닛과 증발기유닛을 나타내는 사시도,
도 7은 도 6에서 송풍유닛과 증발기유닛의 내부를 나타내는 사시도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 공조장치(100)는, 쓰리 피스(3 Pieces) 타입 공조장치로서, 송풍유닛(110)과, 증발기유닛(120)과, 히터유닛(130)이 차례로 구성된다.
먼저, 상기 송풍유닛(110)은, 내기 또는 외기를 상기 증발기유닛(120)의 내부로 송풍하게 된다.
이러한 상기 송풍장치(120)는, 상부에 내기유입구(113) 및 외기유입구(112)가 형성되고 하부는 개방됨과 아울러 내부에는 상기 내,외기유입구(112)(113)를 개폐하는 내외기전환도어(미도시)가 설치된 인테이크 덕트(111)와, 상기 인테이크 덕트(111)의 하부에 결합됨과 아울러 내부에는 바람을 상기 증발기유닛(120)측으로 강제 송풍하는 송풍팬(118)이 설치된 스크롤케이스(115)로 구성된다.
상기 스크롤케이스(115)는, 상기 송풍팬(118)의 둘레에 스크롤 형태의 공기통로를 형성하는 스크롤부(116)와, 상기 스크롤부(116)의 스크롤이 끝나는 부위에 연장 형성되어 상기 스크롤부(116)를 유동한 공기를 토출하는 토출부(117)로 구성된다.
그리고, 상기 증발기유닛(120)은, 상기 송풍유닛(110)과 상기 히터유닛(130)의 사이에 조립되며, 내부에는 상기 송풍유닛(110)으로부터 송풍된 공기를 냉각하도록 증발기(122)가 구비된다.
즉, 상기 증발기유닛(120)은, 상기 송풍유닛(110)의 스크롤케이스(115)와 상기 히터유닛(130)의 공조케이스(131)를 연통되게 연결하는 증발케이스(121)를 구비하며, 상기 증발케이스(121)의 내부에 상기 증발기(122)가 설치된다.
이때,상기 증발기유닛(120)은, 상기 스크롤케이스(115)의 토출부(117)와 연결된다.
상기 증발기(122)는, 냉매의 유입 및 배출을 위해 입출구파이프(123)가 구비된다.
그리고, 상기 송풍유닛(110)에서 상기 스크롤부(116)의 스크롤 시작부위와 상기 토출부(117)의 외측면 사이의 공간에는 사공간(Dead space)(119)이 만들어지는데, 즉, 상기 스크롤부(116)의 스크롤 시작부위와 상기 토출부(117)의 경계부위에 컷 오프(Cut-off)(114)가 형성되며, 상기 컷 오프(114)가 위치한 송풍유닛(110)의 외측 공간에 사공간(119)이 필연적으로 형성되게 된다.
따라서, 본 발명에서는 상기 증발기(122)의 입출구파이프(123)가 상기 사공간(119)과 인접한 상기 증발기(122)의 일단부에 설치되도록 구성한 것이다.
이때, 상기 입출구파이프(123)는, 상기 증발기(122)의 일단부에서 하부측에 연결되어 상기 사공간(119)측으로 인출되도록 설치된다.
한편, 상기 증발기(122)가 상기 증발케이스(121)내에 안착된 상태에서 상기 증발기(122)의 가로방향(폭방향) 일단부에 상기 입출구파이프(123)가 연결되게 된다.
또한, 도면에서와 같이 상기 증발기(122)는, 상기 입출구파이프(123)가 상기 사공간(119)과 인접하도록 상기 증발기유닛(120)의 내부에 경사지게 설치된다.
도면에서 보면, 상기 증발기(122)는 상기 증발기유닛(120)의 증발케이스(121) 내부에 경사지게 설치되어 상기 증발기(122)의 일단부에 연결된 입출구파이프(123)가 상기 송풍유닛(110)측 사공간(119)으로 인출될 수 있도록 하게 된다.
아울러, 상기 증발기(122)는 상기 송풍유닛(110)의 토출부(117) 끝단에 인접되게 설치되어 상기 토출부(117) 끝단과 마주하게 된다. 즉, 상기 송풍유닛(100)의 토출부(117)에서 토출되는 공기와 마주보게 설치되는 것이다.
한편, 상기 증발기(122)에서 상기 입출구파이프(123)가 연결되는 부위는 증발기(122)의 표면 중 온도가 가장 높은 부분이므로 열교환이 많이 일어날 경우 토출온도가 높아지는 영향을 주게 된다. 이러한 영향을 최소화 하기 위하여 상기 입출구파이프(123)를 상기 사공간(119)과 인접한 상기 증발기(122)의 일단부에 연결 설치함으로써 상기 입출구파이프(123)가 연결된 부위로 가장 적은 풍량이 통과하게 되어 토출온도가 높아지는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 상기 입출구파이프(123)를 상기 송풍유닛(110)의 사공간(119)과 인접한 상기 증발기(122)의 일단부에 설치하여 상기 사공간(119)으로 인출함으로써, 상기 입출구파이프(123)가 상기 증발기(122)의 전방측을 지나지 않게 되어 공기흐름을 방해하지 않으며, 이로인해 풍량 손실 및 토출온도의 손실을 최소화함과 아울러 상기 입출구파이프(123)의 길이도 최소화 할 수 있다.
그리고, 상기 사공간(119)측으로 인출된 상기 입출구파이프(123)가 차량의 전방측을 향하도록 상기 입출구파이프(123)에는 벤딩부(123a)가 형성되되, 상기 벤딩부(123a)는 상기 사공간(119)측에 배치된다.
즉, 상기 입출구파이프(123)는 차량의 전방측을 향하도록 벤딩되게 되는데, 이러한 입출구파이프(123)의 벤딩부(123a)를 상기 증발케이스(121)의 내부에 두게 되면 공기흐름을 더욱 방해하므로, 본 발명에서는 상기 입출구파이프(123)의 벤딩부(123a)를 증발케이스(121) 내부에 두지 않고 상기 송풍유닛(110)의 사공간(119)측에 배치함으로써 공기흐름을 방지하지 않아 풍량손실을 방지하고 상기 사공간(119)을 최대한 활용하므로 공조장치의 크기도 줄일 수 있다.
한편, 상기 입출구파이프(123)의 일단부에는 팽창밸브(미도시)와 연결할 수 있도록 플랜지(124)가 결합되어 있다.
그리고, 상기 증발기유닛(120)에서 사공간(119)측에는, 상기 증발기유닛(120)의 증발케이스(121)와 연통함과 아울러 상기 입출구파이프(123)를 수용하는 파이프수용부(125)가 형성된다.
따라서, 상기 입출구파이프(123)의 표면에 발생한 응축수가 낙하하더라도 상기 파이프수용부(125)의 내부로 낙하하므로 누수를 방지할 수 있다.
상기 파이프수용부(125)내로 낙하한 응축수는 상기 증발케이스(121)의 내부로 유입된 후, 상기 증발케이스(121)의 하부에 연결된 드레인호스(미도시)를 통해 외부로 배수된다.
또한, 상기 입출구파이프(123)는 상기 파이프수용부(125)측에 고정되어 유동이 방지되는데, 즉, 상기 입출구파이프(123)의 외주면에는 고정플레이트(123b)를 설치하고 상기 고정플레이트(123b)를 상기 파이프수용부(125)측에 고정함으로써 입출구파이프(123)를 고정할 수 있다.
그리고, 상기 히터유닛(130)은, 일측(입구측)에 공기유입구(미도시)가 형성되고 타측(출구측)에는 복수개의 공기토출구(133)가 형성된 공조케이스(131)와, 상기 공조케이스(131)의 공기통로상에 설치되는 히터코어(145)와, 상기 히터코어(145)의 전방에 설치되어 상기 히터코어(145)를 바이패스하는 통로와 상기 히터코어(145)를 통과하는 통로의 개도를 조절하는 온도조절도어(미도시)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 히터코어(145)를 선택적으로 거친 공기를 차실내의 특정위치와 연통하는 각 덕트(미도시)로 선택적으로 배분할 수 있도록 상기 공기토출구(133)측에는 다수의 모드도어(미도시)가 설치된다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 작용을 설명하기로 한다.
먼저, 송풍유닛(110)의 송풍팬(118)이 작동하게 되면, 상기 송풍팬(118)의 반경방향으로 토출된 바람은 상기 스크롤부(116)를 따라 유동한 후 상기 토출부(117)를 통해 상기 증발기유닛(120)으로 송풍된다.
상기 증발기유닛(120)으로 송풍된 바람은 상기 증발기(122)를 통과한 후 증발기유닛(120)에서 토출된다.
이때, 냉방모드시에는 상기 증발기(122)에 의해 바람이 냉각되고, 난방모드시에는 상기 증발기(122)로 냉매가 순환하지 않으므로 냉각되지 않고 통과하게 된다.
상기 증발기유닛(120)에서 토출된 바람은 상기 히터유닛(130)으로 유입된다.
상기 히터유닛(130)으로 유입된 바람은, 냉,난방모드에 따라 개도가 조절되는 온도조절도어에 의해 히터코어(145)를 바이패스하거나 히터코어(145)를 통과하게 된다.
이때, 냉방모드시에는 히터코어(145)를 바이패스 하게 되고, 난방모드시에는 히터코어(145)를 통과하면서 온풍으로 바뀌게 된다.
이후, 공기토출모드에 따라 모드도어에 의해 개방되는 공기토출구(133)를 통해 차실내로 토출되어 차실내를 냉,난방 하게 된다.
100: 공조장치 110: 송풍유닛
114: 컷 오프 115: 스크롤케이스
116: 스크롤부 117: 토출부
118: 송풍팬 119: 사공간
120: 증발기유닛 122: 증발기
123: 입출구파이프 125: 파이프수용부
130: 히터유닛 131: 공조케이스
133: 공기토출구 145: 히터코어

Claims (5)

  1. 송풍팬(118)의 둘레에 스크롤 형태의 공기통로를 형성하는 스크롤부(116) 및 상기 스크롤부(116)를 유동한 공기를 토출하는 토출부(117)를 갖는 송풍유닛(110)과, 상기 송풍유닛(110)의 토출부(117)와 연결됨과 아울러 내부에는 냉매의 유입 및 배출을 위한 입출구파이프(123)를 갖는 증발기(122)가 설치된 증발기유닛(120)과, 상기 증발기유닛(120)과 연결됨과 아울러 내부에는 히터코어(145)가 설치된 히터유닛(130)을 구비하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서,
    상기 스크롤부(116)의 스크롤 시작부위와 상기 토출부(117)의 외측면 사이의 공간을 사공간(119)이라 할 때,
    상기 입출구파이프(123)는, 상기 사공간(119)과 인접한 상기 증발기(122)의 일단부에 설치되고,
    상기 증발기(122)는, 상기 입출구파이프(123)가 상기 사공간(119)과 인접하도록 상기 증발기유닛(120)의 내부에 경사지게 설치되되, 상기 송풍유닛(110)의 토출부(117)에서 토출되는 공기와 마주보게 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입출구파이프(123)는, 상기 증발기(122)의 일단부에서 하부측에 연결되어 상기 사공간(119)측으로 인출되도록 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 사공간(119)측으로 인출된 상기 입출구파이프(123)가 차량의 전방측을 향하도록 상기 입출구파이프(123)에는 벤딩부(123a)가 형성되되, 상기 벤딩부(123a)는 상기 사공간(119)측에 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 증발기유닛(120)에서 사공간(119)측에는, 상기 증발기유닛(120)과 연통함과 아울러 상기 입출구파이프(123)를 수용하는 파이프수용부(125)가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
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