KR102365018B1

KR102365018B1 - 차량용 공조장치

Info

Publication number: KR102365018B1
Application number: KR1020170095307A
Authority: KR
Inventors: 이원근; 김건량; 김주훈; 박창선; 이동원
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2017-07-27
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2022-02-21
Also published as: KR20190012408A

Abstract

2개의 파이프 간의 고정 구조와 마운팅 구조를 하나의 부재를 통해 달성 가능하고, 배관에 연질 호스부가 없는 경우에도 조립이 용이하며, 진동에 의한 이탈을 방지하도록 조립 방향을 최적화한 냉매파이프 고정 구조를 갖는 차량용 공조장치가 개시된다. 차량용 공조장치는 증발기와 압축기를 연결하는 석션 냉매파이프와, 응축기와 팽창밸브를 연결하는 리퀴드 냉매파이프를 포함하는 이중관 구조의 냉방시스템의 배관을 갖는 것으로서, 상기 석션 냉매파이프와 리퀴드 냉매파이프를 고정하는 고정부와 상기 냉방시스템의 배관 마운팅부가 일체로 형성된다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량에 탑재되어 실내의 온도, 습도, 기류 및 청정도 등의 조건을 사용 목적에 적합한 상태로 유지하는 차량용 공조장치

차량용 공조장치는 차량 외부의 공기를 차량 실내로 도입하거나 차량 실내의 공기를 순환시키는 과정에서 가열 또는 냉각시켜 차량 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 장치로서, 공조케이스의 내부에는 냉각작용을 위한 증발기와 가열작용을 위한 히터코어가 구비된다. 상기 차량용 공조장치는 증발기나 히터코어에 의해 냉각 또는 가열된 공기를 송풍 모드 전환용 도어를 사용하여 차량 실내의 각 부분으로 선택적으로 송풍하도록 이루어진다.

또한, 냉매 시스템은 냉매를 압축하여 송출하는 압축기(Compressor)와, 압축기에서 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 응축기(Condenser)와, 응축기에서 응축되어 액화된 냉매를 교축하는 팽창밸브(Expansion Valve) 및 팽창밸브에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내 측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 냉각하는 증발기(Evaporator)가 냉매 파이프로 연결되어 이루어진다.

상기 냉매 파이프는 증발기와 압축기의 사이를 연결하는 석션(Suction) 냉매파이프와, 응축기와 팽창밸브의 사이를 연결하는 리퀴드(Liquid) 냉매파이프로 이루어진다.

선 출원된 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0128515(2010.12.08)에는 리퀴드 냉매파이프와 석션 냉매파이프, 2개의 파이프를 고정하기 위한 클립 구조를 갖는 이중관 구조의 차량용 에어컨의 냉방시스템이 개시된바 있다.

종래의 파이프 고정 구조는 석션 냉매파이프와 리퀴드 냉매파이프 간의 고정 클립과 에어컨 배관의 이중관부 마운팅부가 별도로 구비되어야 하고, 배관에 연질 호스부가 없는 경우 클립의 조립이 어려운 문제점이 있다. 아울러, 종래의 파이프 고정 구조는 진동에 의해 클립이 이탈하기 쉬운 문제점이 있다.

특허문헌 : 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0128515(2010.12.08)

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 2개의 파이프 간의 고정 구조와 마운팅 구조를 하나의 부재를 통해 달성 가능하고, 배관에 연질 호스부가 없는 경우에도 조립이 용이하며, 진동에 의한 이탈을 방지하도록 조립 방향을 최적화한 냉매파이프 고정 구조를 갖는 차량용 공조장치를 제공한다.

본 발명에 따른 차량용 공조장치는 증발기와 압축기를 연결하는 석션 냉매파이프와, 응축기와 팽창밸브를 연결하는 리퀴드 냉매파이프를 포함하는 이중관 구조의 냉방시스템의 배관을 갖는 것으로서, 상기 석션 냉매파이프와 리퀴드 냉매파이프를 고정하는 고정부와 상기 냉방시스템의 배관 마운팅부가 일체로 형성된다.

본 발명에 따른 차량용 공조장치는 2개의 파이프를 고정하기 위한 수단과 배관을 차체에 마운팅하기 위한 수단을 하나로 구성할 수 있어 부품수와 하중을 줄이고 제조 원가를 낮출 수 있고, 다양한 각도의 이중관 구조에서 다양한 방향으로 조립이 용이해지는 장점이 있으며, 별도의 조립 툴을 요구하지 않으면서 조립이 가능할 뿐 아니라, 스토퍼를 생략하면서도 조립성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 냉방시스템을 도시한 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 냉방시스템 내부를 도시한 단면도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 냉방시스템을 도시한 사시도이고,
도 4는 본 발명의 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 클립 및 브라켓을 확대 도시한 사시도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 제1 브라켓을 도시한 평면도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 제2 브라켓을 도시한 평면도이며,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 클립을 도시한 측면도이고,
도 8은 도 5의 변형 예에 따른 제1 브라켓을 도시한 평면도이며,
도 9는 도 5의 변형 예에 따른 제1 브라켓을 도시한 정면도이고,
도 10은 도 5의 변형 예에 따른 클립과 브라켓의 결합 상태를 도시한 단면도이다.

이하 첨부된 도면에 따라서 차량용 공조장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 냉방시스템을 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 냉방시스템 내부를 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 냉방시스템을 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 냉방시스템을 구비하며, 냉방시스템은 이중관 구조의 배관을 포함한다. 냉방시스템은 압축기(10), 응축기(20), 팽창밸브(30) 및 증발기(40)를 냉매파이프로 연결하여 이루어진다.

압축기(10)는 냉매를 흡입하여 압축시키는 것으로서, 엔진 또는 모터 등의 동력공급원으로부터 동력을 전달받아 구동하면서 증발기(40)에서 토출된 기상 냉매를 흡입 및 압축하여 고온 고압의 기체 상태로 응축기(20)로 토출한다.

응축기(20)는 압축기(10)에서 압축된 냉매를 응축시키는 것으로서, 압축기(10)에서 토출된 고온 고압의 기상 냉매를 외기와 열교환시켜 고온 고압의 액체로 응축하여 팽창밸브(30)로 토출한다.

팽창밸브(30)는 응축기(20)에서 응축된 냉매를 교축시키는 것으로서, 응축기(20)에서 토출된 고온 고압의 액상 냉매를 교축작용으로 급속히 팽창시켜 저온 저압의 습포화 상태가 되게한 후 증발기(40)로 공급한다.

증발기(40)는 팽창밸브(30)에서 교축된 냉매를 증발시키는 것으로서, 팽창밸브(30)에서 교축된 냉매를 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환시켜 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 차량 실내에 토출되는 공기를 냉각한다.

냉매파이프는 증발기(40)와 압축기(10)를 연결하는 석션(Suction) 냉매파이프(91)와, 응축기(20)와 팽창밸브(30)를 연결하는 리퀴드(Liquid) 냉매파이프(92)로 구성된다.

냉매파이프의 이중관 구조는 내부열교환기(50)로서 작용한다. 내부열교환기(50)는 석션 냉매파이프(91)와 리퀴드 냉매파이프(92)의 특정 구간을 이중관 구조로 구성하여 각 냉매파이프를 유동하는 냉매를 상호 열교환시킨다. 즉, 증발기(40)와 압축기(10)를 연결하는 석션 냉매파이프(91)의 특정구간을 나선형으로 형성하여 내측관(55)을 구성하고, 내측관(55)의 외주면에 원형파이프를 이중관 구조로 결합하여 외측관(51)을 구성한다. 외측관(51)의 입,출구 측에는 확관부(52)를 형성하여 냉매가 배출될 때 압력손실을 최소화할 수 있다.

도 4는 본 발명의 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 클립 및 브라켓을 확대 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 제1 브라켓을 도시한 평면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 제2 브라켓을 도시한 평면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 클립을 도시한 측면도이다.

도 4 내지 도 7을 더 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 석션 냉매파이프(91)와 리퀴드 냉매파이프(92)를 고정하는 고정부와 냉방시스템의 배관 마운팅부가 일체로 형성된다. 따라서, 2개의 파이프를 고정하기 위한 수단과 배관을 차체에 마운팅하기 위한 수단을 하나로 구성할 수 있어 부품수와 하중을 줄이고 제조 원가를 낮출 수 있다.

차량용 공조장치는 제1 클립(81)과, 제2 클립(82) 및 브라켓(70)을 포함한다. 제1 클립(81)은 석션 냉매파이프(91)에 고정되며, 제2 클립(82)은 리퀴드 냉매파이프(92)에 고정된다. 브라켓(70)에는 체결공(73)이 형성된다. 체결공(73)은 브라켓(70)을 차체에 마운팅하기 위한 것으로서, 볼트 등의 체결수단을 관통시킨다. 브라켓(70)은 제1 클립(81) 및 제2 클립(82)을 고정시킨다.

도 7에 도시된 것처럼, 제1 클립(81) 및 제2 클립(82)은 냉매파이프를 고정하기 위한 관통공(811)이 형성되며, 일 측에 끼움홈(812)이 형성된다. 끼움홈(812)은 브라켓(70)의 슬릿에 결합하기 위한 것이다. 제1 클립(81) 및 제2 클립(82)은 브라켓(70)에 본딩 등을 통해 고정될 수 있다. 제1 클립(81) 및 제2 클립(82)은 각각 석션 냉매파이프(91)와 리퀴드 냉매파이프(92)에 결합된 상태로 브라켓(70)에 각각 결합된다.

제1 클립(81) 및 제2 클립(82)은 서로 분리되어 구성된다. 이와 같이, 제1 클립(81)과, 제2 클립(82) 및 브라켓(70)을 구비하고 석션 냉매파이프(91)와 리퀴드 냉매파이프(92)를 고정하는 제1 클립(81) 및 제2 클립(82)을 각각 브라켓(70)에 조립함으로써, 다양한 각도의 이중관 구조에서 다양한 방향으로 조립이 용이해지는 장점이 있다.

브라켓(70)에는 제1 슬롯(71) 및 제2 슬롯(72)이 형성된다. 제1 슬롯(71) 및 제2 슬롯(72)은 브라켓(70)의 측면이 개방되게 형성된다. 제1 슬롯(71)은 제1 클립(81)을 결합시키며, 제2 슬롯(72)은 제2 클립(82)을 결합시킨다. 제1 슬롯(71) 및 제2 슬롯(72)은 후크 구조로 이루어진다. 슬롯이 후크 구조로 이루어짐에 따라, 별도의 조립 툴을 요구하지 않으면서 조립이 가능하다.

또한, 배관의 이중관 유출입 각도에 따라 제1 슬롯(71)과 제2 슬롯(72)에 대한 제1 클립(81)과 제2 클립(82)의 조립 방향이 서로 다르게 이루어진다.

더욱 상세하게는, 석션 냉매파이프(91)와 리퀴드 냉매파이프(92)가 나란한 각도를 형성하는 경우, 제1 슬롯(71)과 제2 슬롯(72)의 개구 방향이 동일하게 형성된다.

아울러, 석션 냉매파이프(91)와 리퀴드 냉매파이프(92)가 수직 각도를 형성하는 경우, 제1 슬롯(71)과 제2 슬롯(72)의 개구 방향이 서로 반대 방향으로 형성된다.

브라켓(70)은 제1 브라켓(70a)과 제2 브라켓(70b)을 구비한다. 제1 브라켓(70a)은 이중관의 양단 중 팽창밸브(30) 및 증발기(40)가 위치한 일 측에 구비된다. 제2 브라켓(70b)은 응축기(20) 및 압축기(10)가 위치한 타 측에 구비된다.

제1,2 클립(81,82)의 조립 방향은 차량 전후 방향과 나란하게 구성되고, 상기 팽창밸브(30)의 조립 방향에 대해 상기 제1,2 슬롯(71,72)의 개구 방향이 동일 방향 또는 반대 방향으로 형성된다. 아울러, 제1 브라켓(70a)은 단면이 "ㄱ"자 형상으로 이루어지고, 제2 브라켓(70b)은 단면이 일자 형상으로 이루어진다.

제1,2 클립(81,82)을 후크 구조로 구성할 경우 제1,2 클립(81,82)이 브라켓(70)으로부터 이탈할 위험성이 있다. 하지만, 석션 냉매파이프(91), 리퀴드 냉매파이프(92) 및 마운팅 구조의 방향에 따라 클립의 조립 방향을 달리 구성함으로써, 후크 구조에서도 클립의 이탈을 방지할 수 있다.

즉, 일자형 브라켓 구조에서는 제1,2 슬롯(71,72)의 개구 방향을 서로 반대 방향으로 하여 클립을 조립하고, "ㄱ"자형 브라켓 구조에서는 제1,2 슬롯(71,72)의 개구 방향을 팽창밸브(30)의 조립 반대 방향으로 하여 클립을 조립한다.

더욱 상세하게는, 팽창밸브(30)는 후방을 향해 차체에 조립된다. "ㄱ"자 형상의 제1 브라켓(70a)의 제1,2 슬롯(71,72)은 차량 전방을 향해 개구되며, 결국 제1,2 클립(81,82)의 조립 방향이 팽창밸브(30)의 조립 방향과 반대 방향이 된다. 따라서, 차량 상하 방향 진동 뿐 아니라 전후 방향 진동에 의해 클립이 브라켓으로부터 이탈되는 것이 방지되어 냉매파이프의 견고한 고정이 가능하다.

아울러, 일자형 제2 브라켓(70b)의 제1,2 슬롯(71,72)은 서로 반대 방향으로 개구되어 제1,2 클립(81,82)의 조립 방향이 서로 반대 방향으로 이루어짐에 따라, 역시 차량 상하 방향 진동 뿐 아니라 전후 방향 진동에 의해 클립이 브라켓으로부터 이탈되는 것이 방지되어 냉매파이프의 견고한 고정이 가능하다. 한편, 브라켓을 차체에 정조립하기 위한 스토퍼(74)를 구비할 수 있다.

도 8은 도 5의 변형 예에 따른 제1 브라켓을 도시한 평면도이며, 도 9는 도 5의 변형 예에 따른 제1 브라켓을 도시한 정면도이고, 도 10은 도 5의 변형 예에 따른 클립과 브라켓의 결합 상태를 도시한 단면도이다.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 제1 슬롯(71) 및 제2 슬롯(72)은 클립의 삽입 방향에 대해 수직 방향으로 유격(G1)을 갖도록 형성된다. 아울러, 체결공(73)은 유격(G1)과 나란한 방향으로 긴 타원 형상으로 이루어진다.

즉, 본 발명의 변형 예에 따른 차량용 공조장치는 제1,2 슬롯(71,72)의 폭 및 체결공(73)의 폭을 전술한 실시 예보다 넓게 형성한다. 체결공(73)은 볼트(75)의 직경(t2)보다 긴 장공의 형태로 구성하여 유격(G2)을 갖도록 형성된다.

냉방시스템의 배관의 후크 구조 마운팅 클립의 경우 팽창밸브 조립부와 클립 사이에 연질의 호스부가 있는 경우 조립이 용이하다. 하지만, 팽창밸브 조립부와 클립 사이에 연질의 호스부가 없는 경우 클립의 조립이 어렵다. 따라서, 제1,2 슬롯(71,72)의 폭과 체결공(73)의 폭을 길게 하여 유격을 형성함으로써, 조립성 향상이 가능하다. 아울러, 전술한 실시 예의 스토퍼(74)를 생략하여도 브라켓의 정조립이 가능하다.

지금까지 본 발명에 따른 차량용 공조장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 압축기 20: 응축기
30: 팽창밸브 40: 증발기
50: 내부열교환기 51: 외측관
52: 확관부 55: 내측관
70: 브라켓 71: 제1 슬롯
72: 제2 슬롯 73: 체결공
81: 제1 클립 82: 제2 클립
91: 석션 냉매파이프 92: 리퀴드 냉매파이프

Claims

증발기(40)와 압축기(10)를 연결하는 석션 냉매파이프(91)와, 응축기(20)와 팽창밸브(30)를 연결하는 리퀴드 냉매파이프(92)를 포함하는 이중관 구조의 냉방시스템의 배관을 갖는 차량용 공조장치에 있어서,
상기 석션 냉매파이프(91)와 리퀴드 냉매파이프(92)를 고정하는 고정부와 상기 냉방시스템의 배관 마운팅부가 일체로 형성되고,
상기 석션 냉매파이프(91)에 고정되는 제1 클립(81); 상기 리퀴드 냉매파이프(92)에 고정되는 제2 클립(82); 및 마운팅을 위한 체결공(73)이 형성되고 상기 제1 클립(81) 및 제2 클립(82)을 고정시키는 브라켓(70)을 구비하며,
상기 브라켓(70)에 측면이 개방되어 상기 제1 클립(81) 및 제2 클립(82)을 각각 결합시키는 제1 슬롯(71) 및 제2 슬롯(72)이 형성되고, 상기 제1 슬롯(71) 및 제2 슬롯(72)은 클립의 삽입 방향에 대해 수직 방향으로 유격(G1)을 갖도록 형성되고, 상기 체결공(73)은 볼트(75)의 직경(t2)보다 긴 장공의 형태로 이루어져 제1,2 슬롯(71,72)의 유격(G1)과 나란한 방향으로 유격이 형성되며,
상기 배관의 이중관 유출입 각도에 따라 상기 제1 슬롯(71)과 제2 슬롯(72)에 대한 제1 클립(81)과 제2 클립(82)의 조립 방향이 서로 다르게 이루어지되,
상기 브라켓(70)은 제1 브라켓(70a)과 제2 브라켓(70b)을 구비하고,
좌우 방향으로 배치된 석션 냉매파이프(91)와 리퀴드 냉매파이프(92)를 결합하는 제1 브라켓(70a)은, 제1 슬롯(71)과 제2 슬롯(72)의 개구 방향이 차량 전후 방향으로 동일하게 형성되며,
제1 브라켓(70a)에 결합된 석션 냉매파이프(91)와 리퀴드 냉매파이프(92)의 배치 방향에 대해 수직 방향으로 배치된 석션 냉매파이프(91)와 리퀴드 냉매파이프(92)를 결합하는 제2 브라켓(70b)은, 제1 슬롯(71)과 제2 슬롯(72)의 개구 방향이 차량 전후 방향으로 서로 반대로 형성되고,
상기 제1 브라켓(70a)은 이중관인 내부열교환기(50)의 양단 중 팽창밸브(30) 및 증발기(40)가 위치한 일측에 구비되며, 상기 제2 브라켓(70b)은 응축기(20) 및 압축기(10)가 위치한 타측에 구비되는 차량용 공조장치.
삭제
삭제
제1 항에 있어서,
상기 제1 클립(81) 및 제2 클립(82)은 서로 분리되어 구성되는 차량용 공조장치.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 제1 슬롯(71) 및 제2 슬롯(72)은 후크 구조로 이루어지는 차량용 공조장치.
삭제
삭제
삭제
삭제
제1 항에 있어서,
상기 제1,2 클립(81,82)의 조립 방향은 차량 전후 방향과 나란하게 구성되고, 상기 팽창밸브(30)의 조립 방향에 대해 상기 제1,2 슬롯(71,72)의 개구 방향이 동일 방향 또는 반대 방향으로 형성되는 차량용 공조장치.
제11 항에 있어서,
상기 제1 브라켓(70a)은 단면이 "ㄱ"자 형상으로 이루어지고, 상기 제2 브라켓(70b)은 단면이 일자 형상으로 이루어지는 차량용 공조장치.