KR101705123B1 - 차량용 공조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 히터코어측으로 유입되는 냉풍으로 인한 히트 픽업현상을 방지할 수 있고, 냉풍과 온풍의 믹싱효율을 향상시켜 차실내의 온도 조절 성능을 향상시킬 수 있는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 증발기를 통과한 냉풍이 유동되는 냉풍유로와, 히터코어를 통과한 온풍이 유동되는 온풍유로 및, 냉풍유로를 유동하는 냉풍과 온풍유로를 유동하는 온풍을 믹싱시키기 위한 에어믹싱영역을 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 냉풍이 온풍유로로 유입되지 않도록 온풍유로의 출구를 차단하고, 온풍유로를 유동하는 온풍이 에어믹싱영역으로 도입될 수 있도록 온풍유로를 개방하는 에어 가이드 도어를 더 구비한다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONING SYSTEM FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 히트 픽업(Heat Pick Up)현상을 방지할 수 있고, 냉풍과 온풍의 믹싱효율을 향상시켜 차실내의 온도 조절 성능을 향상시킬 수 있는 차량용 공조장치에 관한 것이다.

자동차에는 실내를 냉, 난방하기 위한 공조장치가 설치된다.

공조장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 공조케이스(Case:10)를 구비하며, 공조케이스(10)의 내부에는 메인유로(12)가 형성되어 있다.

메인유로(12)는 블로어(도시하지 않음)로부터 송풍된 내,외기가 압송되며, 그 내부에는 증발기(12a)가 설치된다. 증발기(12a)는 메인유로(12)를 따라 흐르는 공기를 냉각시킨다.

그리고 메인유로(12)는, 냉풍유로(14)와 온풍유로(16)로 분지되며, 온풍유로(16)에는 히터코어(16a)가 설치된다.

냉풍유로(14)는 증발기(12a)에 의해 냉각된 냉풍이 통과하고, 온풍유로(16)는 히터코어(16a)에 의해 가열된 온풍이 통과한다.

한편, 온풍유로(16)는, 그 출구측부분(16b)이 냉풍유로(14)와 하나로 합쳐지도록 구성된다. 따라서, 온풍유로(16)를 따라 흐르는 온풍과, 냉풍유로(14)를 따라 흐르는 냉풍이 서로 합쳐지면서 믹싱될 수 있게 한다.

이로써, 서로 믹싱된 온풍과 냉풍이 적절한 온도를 유지하면서 차실내로 공급될 수 있게 한다. 이하에서는, 온풍유로(16)와 냉풍유로(14)의 합류지점을 에어믹싱영역(Air Mixing Area)(A)이라고 칭하기로 한다.

그런데, 이러한 종래의 공조장치는, 냉,온풍 혼합 시에, 냉풍유로(14)의 냉풍과 온풍유로(16)의 온풍이 혼합되는 에어믹싱영역(A)의 위치가, 다수의 벤트(Vent)(19)에 인접한다는 단점이 있다.

그리고 이러한 단점 때문에 냉풍과 온풍이 충분히 혼합되지 못한 상태에서 다수의 벤트(19) 중, 어느 특정한 곳으로만 편중된다는 문제점이 있으며, 이러한 문제점 때문에 차실내의 온도 조절 성능이 현저하게 저하된다는 결점 지적되고 있다.

또한, 종래의 공조장치는, 냉방모드 시에, 에어믹싱영역(A)으로 도입된 냉풍이 온풍유로(16)로 유입되어 히터코어(16a)와 접촉한다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 히터코어(16a)와 접촉한 냉풍이 에어믹싱영역(A)으로 다시 복귀하면서 히터코어(16a)의 열을 에어믹싱영역(A)으로 끌어올리는 이른 바, 히트 픽업(Heat Pick Up)현상을 유발시킨다는 문제점이 있다.

그리고 이러한 문제점 때문에 에어믹싱영역(A)으로부터 차실내로 공급되는 냉풍이 낮은 온도를 유지할 수 없다는 문제점이 있으며, 이러한 문제점 때문에 차실내의 냉방효과가 급격히 저감된다는 결점이 지적되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 에어믹싱영역의 위치를 개선함으로써, 냉풍유로의 냉풍과 온풍유로의 온풍의 믹싱효율을 최대한 향상시킬 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 냉풍과 온풍의 믹싱 효율을 최대한 향상시킴으로써, 냉풍과 온풍이 충분히 믹싱된 후에 각 벤트로 공급될 수 있게 하는 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 냉풍과 온풍이 충분히 믹싱된 후에 각 벤트로 공급될 수 있게 구성함으로써, 차실내에 공급되는 공기의 온도를 균일하게 제어할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 차실내에 공급되는 공기의 온도를 균일하게 제어함으로써, 차실내의 온도 조절 성능을 향상시킬 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 냉방모드 시에 히터코어측으로 유입되는 냉풍으로 인해 발생하는 히트 픽업현상을 방지할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 냉풍의 유입으로 인한 히트 픽업현상을 방지할 수 있도록 구성함으로써, 히트 픽업으로 인한 차실내의 냉방 저하 현상을 원천적으로 차단할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 차량용 공조장치는, 증발기를 통과한 냉풍이 유동되는 냉풍유로와, 히터코어를 통과한 온풍이 유동되는 온풍유로 및, 상기 냉풍유로를 유동하는 냉풍과 상기 온풍유로를 유동하는 온풍을 믹싱시키기 위한 에어믹싱영역을 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 냉풍이 상기 온풍유로로 유입되지 않도록 상기 온풍유로의 출구를 차단하고, 상기 온풍유로를 유동하는 온풍이 상기 에어믹싱영역으로 도입될 수 있도록 상기 온풍유로를 개방하는 에어 가이드 도어를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 에어 가이드 도어는, 상기 온풍유로의 출구측부분에 설치되는 플랩식 도어이며, 냉방모드 시에는 상기 에어믹싱영역으로 도입된 냉풍의 압력에 의해 상기 온풍유로측으로 복귀하면서 상기 온풍유로를 차단하고, 난방모드 또는 냉,난방 동시모드시에는 상기 온풍유로의 온풍의 압력에 의해 상기 에어믹싱영역측으로 휨변형되면서 상기 온풍유로를 개방하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량용 공조장치에 의하면, 에어믹싱영역의 위치를 개선하여 냉풍과 온풍의 믹싱효율을 최대한 향상시키는 구조이므로, 냉풍과 온풍이 충분히 믹싱된 후에 각 벤트로 공급될 수 있게 하는 효과가 있다.

또한, 냉풍과 온풍이 충분히 믹싱된 후에 각 벤트로 공급될 수 있게 하므로, 차실내에 공급되는 공기의 온도를 균일하게 제어할 수 있고, 따라서, 차실내의 온도 조절 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 에어믹싱영역으로부터 히터코어측으로 유입되는 냉풍을 차단하는 구조이므로, 히터코어측으로 유입되는 냉풍으로 인한 히트 픽업현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 히트 픽업현상을 방지할 수 있는 구조이므로, 히트 픽업으로 인한 차실내의 냉방 저하 현상을 원천적으로 차단할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 구성을 나타내는 도면으로서, 냉방모드 상태를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 작동 예를 나타내는 도면으로서, 난방모드 상태를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 작동예를 나타내는 도면으로서, 냉,난방 동시모드 상태를 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 공조장치를 구성하는 에어 가이드 도어의 지지부재를 나타내는 사시도,
도 6은 본 발명의 공조장치를 구성하는 에어 가이드 도어의 변형예를 나타내는 도면,
도 7은 변형예에 따른 에어 가이드 도어의 지지부재를 나타내는 사시도이다.

이하, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다(종래와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 설명한다).

먼저, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 특징부를 살펴보기에 앞서, 도 2를 참조하여 차량용 공조장치에 대해 간략하게 살펴본다.

차량용 공조장치는, 공조케이스(10)를 구비하며, 공조케이스(10)의 내부에는 메인유로(12)가 형성되어 있다.

메인유로(12)의 내부에는 증발기(12a)가 설치되며, 이 증발기(12a)는 메인유로(12)를 따라 흐르는 공기를 냉각시킨다.

그리고 메인유로(12)는, 냉풍유로(14)와 온풍유로(16)로 분지되며, 온풍유로(16)에는 히터코어(16a)가 설치된다.

냉풍유로(14)는 증발기(12a)에 의해 냉각된 냉풍이 통과하고, 온풍유로(16)는 히터코어(16a)에 의해 가열된 온풍이 통과한다.

한편, 온풍유로(16)는, 그 출구측부분(16b)이 냉풍유로(14)와 하나로 합쳐지고, 냉풍유로(14)와 합쳐진 온풍유로(16)는 에어믹싱영역(A)을 형성하며, 이렇게 형성된 에어믹싱영역(A)은, 온풍유로(16)를 따라 흐르는 온풍과, 냉풍유로(14)를 따라 흐르는 냉풍을 서로 믹싱시킨다.

다음으로, 본 발명에 따른 공조장치의 특징부를 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 공조장치는, 온풍유로(16)의 출구측부분(16b)에 설치되는 에어 가이드 도어(20)를 구비한다.

에어 가이드 도어(20)는, 플랩식 도어로 구성되며, 온풍유로(16)의 바깥쪽 내벽면(16c)에 고정되는 고정부(22)와, 온풍유로(16)를 개폐할 수 있도록 고정부(22)에 연결되는 러버재질의 탄성플랩부(24)로 구성된다.

특히, 탄성플랩부(24)는, 고정부(22)와 탄성적으로 연결되는데, 이렇게 연결된 탄성플랩부(24)는 온풍유로(16)측의 복원위치(X)와 에어믹싱영역(A)측의 변형위치(Y) 사이에서 휨변형이 가능하다.

이러한 탄성플랩부(24)는, 냉방모드 시에는 냉풍유로(14)를 통과한 냉풍의 풍압에 의해 복원위치(X)로 복귀하면서 온풍유로(16)를 차단한다. 따라서, 온풍유로(16)로 유입되는 냉풍을 차단한다. 이로써, 냉풍의 유입으로 인한 "히트 픽업 현상"을 방지한다.

반대로, 난방모드 또는 냉,난방 동시모드 시에는, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 온풍유로(16)를 통과한 온풍의 풍압에 의해 변형위치(Y)로 변형되면서 온풍유로(16)를 개방한다. 따라서, 온풍유로(16)의 온풍을 에어믹싱영역(A)으로 가이드 한다. 이로써, 에어믹싱영역(A)으로 가이드된 온풍이 에어믹싱영역(A)으로 도입된 냉풍과 믹싱되면서 차실내로 공급될 수 있게 한다.

한편, 이러한 에어 가이드 도어(20)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 냉,난방 동시모드 시에, 변형위치(B)로 휨변형되면서 온풍유로(16)의 온풍을 가이드 하되, 상기 온풍을 온풍유로(16) 출구의 하측부분으로 가이드 한다. 특히, 각 벤트(19)로부터 이격되는 위치로 가이드 한다.

따라서, 냉풍과 온풍이 혼합되는 에어믹싱영역(A)의 위치가, 다수의 벤트(19)로부터 이격되게 한다. 이로써, 냉풍유로(14)의 냉풍과 온풍유로(16)의 온풍이 충분히 믹싱된 다음에 각 벤트(19)로 도입될 수 있게 한다.

그 결과, 냉풍과 온풍의 믹싱효율이 극대화되면서 차실내에 공급될 수 있게 한다. 이에 따라, 차실내로 공급되는 공기의 온도를 균일하게 제어할 수 있다. 이로써, 차실내의 온도 조절 성능이 향상된다.

그리고, 도 2와 도 5를 참조하면, 본 발명의 공조장치는, 에어 가이드 도어(20)의 후면부에 설치되는 지지부재(30)를 구비한다.

지지부재(30)는, 온풍유로(16)의 출구측부분(16b)상에 설치되는 격자형 지지리브(Rib)로 구성된다.

격자형 지지리브는, 에어 가이드 도어(20)의 후면부분을 가로질러 지지할 수 있도록 구성된다. 따라서, 복원위치(X)에서 온풍유로(16)의 출구 내측으로 회전되려는 에어 가이드 도어(20)를 차단한다. 특히, 냉풍의 풍압이 에어 가이드 도어(20)에 작용할 경우, 냉풍의 풍압으로 인한 에어 가이드 도어(20)의 휨변형을 방지한다.

따라서, 냉풍의 풍압에 의해 온풍유로(16)가 개방되는 것을 방지한다. 이로써, 온풍유로(16)의 개방에 의한 냉풍의 유입을 차단하고, 그 결과, 냉풍의 유입으로 인한 "히트 픽업 현상"을 원천적으로 방지한다.

이러한 구성의 본 발명에 의하면, 에어믹싱영역(A)의 위치를 개선하여 냉풍과 온풍의 믹싱효율을 최대한 향상시키는 구조이므로, 냉풍과 온풍이 충분히 믹싱된 후에 각 벤트(19)로 공급될 수 있게 한다.

또한, 냉풍과 온풍이 충분히 믹싱된 후에 각 벤트(19)로 공급될 수 있게 하므로, 차실내에 공급되는 공기의 온도를 균일하게 제어할 수 있고, 따라서, 차실내의 온도 조절 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 에어믹싱영역(A)으로부터 히터코어(16a)측으로 유입되는 냉풍을 차단하는 구조이므로, 히터코어(16a)측으로 유입되는 냉풍으로 인한 히트 픽업현상을 방지할 수 있다.

또한, 히트 픽업현상을 방지할 수 있는 구조이므로, 히트 픽업으로 인한 차실내의 냉방 저하 현상을 원천적으로 차단할 수 있다.

다음으로, 도 6에는 본 발명의 공조장치를 구성하는 에어 가이드 도어(20)의 변형예를 나타내는 도면이 도시되어 있다.

변형예의 에어 가이드 도어(20)는, 힌지식 도어로 구성되며, 온풍유로(16)의 바깥쪽 내벽면(16c)에 회전가능하게 설치되는 회전축(26)과, 회전축(26)을 중심으로 회전되는 도어본체(28)로 구성된다.

특히, 도어본체(28)는, 회전축(26)을 중심으로 온풍유로(16)측의 복원위치(X)와 에어믹싱영역(A)측의 변형위치(Y) 사이에서 회전운동한다.

이러한 도어본체(28)는, 냉방모드 시에는 냉풍유로(14)를 통과한 냉풍의 풍압에 의해 복원위치(X)로 회전되면서 온풍유로(16)를 차단한다. 따라서, 온풍유로(16)로 유입되는 냉풍을 차단한다.

반대로, 난방모드 또는 냉,난방 동시모드 시에는, 온풍유로(16)를 통과한 온풍의 풍압에 의해 변형위치(Y)로 회전되면서 온풍유로(16)를 개방한다. 따라서, 온풍유로(16)의 온풍을 에어믹싱영역(A)으로 가이드 한다.

한편, 에어 가이드 도어(20)의 후면부 공조케이스(10)에는, 지지부재(30)가 설치되어 있다.

지지부재(30)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 온풍유로(16)의 내벽면(16c) 양측에 형성되는 양측지지리브(Rib)이며, 에어 가이드 도어(20)의 후면부 양측을 받쳐서 지지하도록 구성된다.

따라서, 복원위치(X)에서 온풍유로(16)의 출구 내측으로 회전되려는 에어 가이드 도어(20)를 차단한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

10: 공조케이스 12: 메인유로
12a: 증발기 14: 냉풍유로
16: 온풍유로 16a: 히터코어((Heater Core)
16b: 온풍유로의 출구측부분 20: 에어 가이드 도어
22: 고정부 24: 탄성플랩부
26: 회전축 28: 도어본체
30: 지지부재 A: 에어믹싱영역(Air Mixing Area)

Claims (7)

1. 증발기(12a)를 통과한 냉풍이 유동되는 냉풍유로(14)와, 히터코어(16a)를 통과한 온풍이 유동되는 온풍유로(16) 및, 상기 냉풍유로(14)를 유동하는 냉풍과 상기 온풍유로(16)를 유동하는 온풍을 믹싱시키기 위한 에어믹싱영역(A)을 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
   냉풍이 상기 온풍유로(16)로 유입되지 않도록 상기 온풍유로(16)의 출구를 차단하고, 상기 온풍유로(16)를 유동하는 온풍이 상기 에어믹싱영역(A)으로 도입될 수 있도록 상기 온풍유로(16)를 개방하는 에어 가이드 도어(20)를 더 포함하고,
   상기 에어 가이드 도어(20)는,
   상기 온풍유로(16)의 출구 끝단에 설치되어, 냉난방 동시모드시에 변형위치로 휨변형되면서 온풍유로(16)를 연장시키고,
   상기 온풍유로(16)를 유동하는 온풍을 상기 온풍유로(16) 출구의 하측부분으로 가이드하여, 상기 에어믹싱영역(A)의 위치를 온풍유로(16) 출구의 하측부분으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 에어 가이드 도어(20)는, 상기 온풍유로(16)의 출구측부분(16b)에 설치되는 플랩식 도어이며,
   냉방모드 시에는 상기 에어믹싱영역(A)으로 도입된 냉풍의 압력에 의해 상기 온풍유로(16)측으로 복귀하면서 상기 온풍유로(16)를 차단하고,
   난방모드 또는 냉,난방 동시모드시에는 상기 온풍유로(16)의 온풍의 압력에 의해 상기 에어믹싱영역(A)측으로 휨변형되면서 상기 온풍유로(16)를 개방하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 에어 가이드 도어(20)는, 상기 온풍유로(16)의 출구측부분(16b)에 설치되는 힌지식 도어이며,
   냉방모드 시에는 상기 에어믹싱영역(A)으로 도입된 냉풍의 압력에 의해 회전축(26)을 중심으로 상기 온풍유로(16)측으로 회전되면서 상기 온풍유로(16)를 차단하고,
   난방모드 또는 냉,난방 동시모드시에는 상기 온풍유로(16)의 온풍의 압력에 의해 회전축(26)을 중심으로 상기 에어믹싱영역(A)측으로 회전되면서 상기 온풍유로(16)를 개방하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
4. 삭제
5. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
   상기 온풍유로(16)를 차단한 상기 에어 가이드 도어(20)가 상기 온풍유로(16) 출구 내측으로 이동하는 것을 차단하는 지지부재(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 지지부재(30)는,
   상기 에어 가이드 도어(20)의 양측부분을 지지할 수 있도록 공조케이스(10)의 양쪽에 형성되는 한 쌍의 양측지지리브인 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
7. 제 5항에 있어서,
   상기 지지부재(30)는,
   상기 에어 가이드 도어(20)의 일측부분을 가로질러 지지할 수 있도록 공조케이스(10)에 형성되는 격자형 지지리브인 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.

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