KR20010063066A - 일체형 열교환기를 가진 자동차용 공기조화장치 - Google Patents

일체형 열교환기를 가진 자동차용 공기조화장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일체형 열교환기를 가진 자동차용 공기조화장치에 관한 것으로서, 콤팩트한 공기조화장치를 구성할 수 있고, 원가절감 및 생산성 향상을 도모할 수 있으며, 냉방모드 초기에 워엄 에어가 토출되는 것을 방지함으로써 냉방성능을 높임과 아울러 신속하게 실내 냉방이 이루어지도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 공기조화장치는, L자 형상의 증발기(2)와, 상기 증발기와 일체로 설치되고 전열핀(4)을 공유하는 히터 코어(3)를 가진 일체형 열교환기(1)가 공기조화케이스(5)에 내장되어 이루어지고; 상기 공기조화케이스는 증발기의 굴곡부 전후에 설치되는 제1온도조절도어(511) 및 제2온도조절도어(512)와, 응축수 및 냉방초기의 온기를 엔진룸으로 바이패스시키기 위한 드레인 홀(56,58)과, 히터 코어의 후방에 상하로 설치되는 제3온도조절도어(513) 및 제4온도조절도어(514)를 가지며; 상기 공기조화케이스는 일체형 열교환기의 믹싱 챔버(57)의 둘레를 따라 벤트 도어들(53,54,55)을 가진 것을 특징으로 한다.

Description

일체형 열교환기를 가진 자동차용 공기조화장치{AIR CONDITIONER WITH ONE PIECE TYPE HEAT EXCHANGER FOR VEHICLES}
본 발명은 일체형 열교환기를 가진 공기조화장치에 관한 것으로서, 특히 증발기 및 히터 코어가 일체로 이루어진 일체형 열교환기가 내장됨으로써 냉난방 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 콤팩트하고 경량의 공기조화장치를 구성할 수 있고, 원가절감 및 생산성 향상을 도모할 수 있으며, 냉난방 성능을 향상시킬 수 있는 일체형 열교환기를 가진 자동차용 공기조화장치에 관한 것이다.
자동차용 공기조화장치는 자동차의 실내를 냉방하기 위한 냉방시스템과 자동차의 실내를 난방하기 위한 난방시스템을 포함한다. 냉방시스템은 압축기의 구동에 의하여 토출되는 열교환매체가 응축기, 리시버 드라이어, 팽창밸브 및 증발기를 거쳐 다시 압축기로 순환하는 과정에서 증발기에 의한 열교환에 의하여 자동차의 실내를 냉방하도록 구성되며, 한편 난방시스템은 냉각수를 히터 코어로 유입하여 열교환시킴으로써 실내를 난방하도록 구성된다.
일반적인 공기조화장치에 있어서는 공기조화케이스 내부에 증발기 및 히터 코어가 별도로 설치된다. 이러한 경우 증발기 및 히터 코어의 각각의 구성 부품의수량이 많아지기 때문에 금형 개발비용이 많이 소요되고, 증발기 및 히터 코어를 별도로 조립함에 따라 증발기 및 히터에 대한 제조라인을 별도로 설치하여야 하므로 설비비가 증대되며, 조립공수 및 조립인원이 많이 소요되어 원가 상승 및 생산성 저하를 초래한다. 또한, 공기조화케이스에 증발기 및 히터 코어를 별도로 내장하여야 함에 따라 온도조절도어의 추가적인 설치가 요구되어 공기조화케이스가 복잡해질 뿐만 아니라 공기조화케이스의 크기도 증대되어 자동차에 대한 장착성도 악화된다. 또한, 이와 같이 냉난방 시스템이 복잡해지면 송풍기로부터 공기조화케이스 내부로 송풍되는 공기의 유동에 있어서 저항이 커져 시스템 풍량의 감소, 노이즈 증대 및 냉난방 성능 저하를 초래한다.
이러한 점을 고려하여 증발기 및 히터 코어가 일체로 이루어진 열교환기 및 공기조화장치가 제안되었는데, 일본 공개특허 평9-39553호에 개시된 것이 대표적이다.
이 열교환기는, 도 12 내지 도 15에 도시된 바와 같이 L자 형상으로 이루어짐과 아울러 냉각매체가 유통하는 제1열교환기(101)와, 상기 L자의 공간부에 설치되어 전체적으로 사각형의 평면형상을 이루며 가열매체가 유통하는 제2열교환기(111)를 가지고; 상기 제1열교환기(101)와 제2열교환기(111)는 전열핀(121)들을 공유하며; 공기의 토출측 부분이 상기 제1열교환기(101)의 토출측 부분의 일부와 상기 제2열교환기(111)의 토출측 부분 전부(全部)에 의하여 구성되어 있는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 열교환기를 이용한 공기조화장치로서, 상기 열교환기가 공기조화케이스(131)의 공기가 유통하는 풍로 내에 설치되고, 상기 제1열교환기(101)를 냉방사이클의 증발기로 하며, 제2열교환기(111)를 엔진 냉각수가 순환하는 온수회로에 설치된 히터코어로 한 것이 개시되어 있다. 상기 공기조화장치에 있어서 상기 제1열교환기(101)의 상기 공기의 토출측에 그 제1열교환기(101)를 통과한 공기를 제어하는 도어(133)가 설치되고, 상기 제2열교환기(111)의 배관에 그 제2열교환기(111) 내를 유통하는 온수의 양을 제어하는 유량제어밸브(113)가 설치된다.
따라서, 상기한 바와 같이 구성된 공기조화장치에 있어서 증발기의 기능을 하는 제1열교환기(101)는 냉방시스템과 연결되고 히터 코어 기능을 하는 제2열교환기(111)는 난방시스템과 연결되면, 도어(133)가 폐쇄된 상태에서 송풍기(135)에 의하여 송풍되는 공기는 제1열교환기(101)를 흐르고 있는 냉매와 열교환되어 냉각되고, 이 냉각된 공기는 제2열교환기(111)를 통과할 때 제2열교환기(111)를 흐르고 있는 온수와 열교환되어 가열되어 냉풍은 공기조화케이스(131)의 상부 벤트(137)를 통하여, 그리고 온풍은 공기조화케이스(131)의 하부 벤트(139)를 통하여 차실내의 승객의 상반신쪽으로 토출되어 차실내가 냉방 또는 난방된다. 또한, 도어(133)가 개방된 상태에서는 제1열교환기(101)에 의하여 냉각된 공기중 일부(즉, 제1열교환기(101)를 거쳐 도어(133)쪽으로 토출되는 공기)는 그대로 상부 벤트(137)를 통하여 차실내로 배출되고, 제1열교환기(101)에 의하여 냉각된 공기의 나머지 부분은 제2열교환기(111)와 열교환되어 하부 벤트(139)를 통하여 차실내의 승객의 하반신쪽으로 토출된다. 따라서, 이 경우에는 제2열교환기(111)에 의하여 가열되지 않고 제1열교환기(101)만을 거쳐 토출되는 공기는 저온이고 제1열교환기(101) 및 제2열교환기(111)를 거친 공기는 위 공기보다 고온이므로 온도차가 커져 바이 레벨(bi-lebel) 상태가 되므로 쾌적함을 느낄 수 있게 된다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래 일체형 열교환기 및 이를 이용한 공기조화장치에 있어서는, 제1열교환기(101)와 제2열교환기(111)와의 사이에 이들 상호간의 열전달을 최소화하기 위하여 노치부가 형성되어 있다고 하더라도 제1열교환기(101)와 제2열교환기(111) 상호간의 열전달현상을 완전히 막을 수 없고 제1열교환기(101) 내부로 유입된 냉각매체의 경우 유동경로가 L턴(L-turn)을 한 다음 그대로 제1열교환기(101)로부터 배출되도록 되어 있어 열교환효율이 나쁘기 때문에 제1열교환기(101)의 일부만을 거친 공기와 제1열교환기(101) 및 제2열교환기(111)를 거친 공기와의 차이가 크지 않다. 따라서 양호한 바이 레벨상태를 얻을 수 없어 특히 냉방성능이 저하되는 문제점이 있다. 더욱이 종래 공기조화장치에 있어서는 제1열교환기(101)를 통과한 공기를 제어하는 도어(133)가 공기가 토출되는 방향인 제1열교환기(101) 후방에 설치됨으로써 상기 도어(133)가 닫힌 경우에도 공기가 제1열교환기(101)를 거쳐 제2열교환기(111) 쪽으로 유동함으로써 온도조절을 효과적으로 수행할 수 없다.
한편, 분리형 열교환기 및 일체형 열교환기를 불문하고 증발기와 히터 코어의 직렬배열시에는 난방모드, 믹싱모드시에는 별다른 문제가 없으나 믹싱성에 있어서 상하 온도조절이 어렵다는 문제점이 있고, 증발기와 히터 코어의 상하 배열시에는 난방모드, 냉방모드, 상하 온도조절성에는 별다른 문제가 없으나 좌우 온도차 및 제습성 제어가 난이한 문제가 있으며, 증발기 및 히터 코어의 좌우 배열시에는난방모드, 냉방모드시에는 별다른 문제가 없으나 상하좌우 온도 조절성이 어렵다는 문제점이 있다. 더욱이, 상기한 배열방식의 공통적인 문제점으로는 냉방모드시 냉각수 유량조절을 위하여 냉각수 조절밸브에 의하여 엔진으로부터 냉각수가 히터 코어로 유입되는 것이 차단되고 있음과 아울러 공기조화케이스에 워엄 에어의 토출을 차단하기 위한 온도조절도어가 설치되어 있음에도 불구하고 냉방모드시 초기에 히터 코어 내에 잔류하는 고온의 냉각수에 의하여 워엄 에어가 토출되어 냉방성능이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 증발기 및 히터 코어가 일체로 이루어진 일체형 열교환기가 내장됨으로써 냉난방 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 콤팩트하고 경량의 공기조화장치를 구성할 수 있고, 원가절감 및 생산성 향상을 도모할 수 있으며, 냉난방 성능을 향상시킬 수 있는 공기조화장치의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 냉방모드 초기에 워엄 에어가 토출되는 것을 방지함으로써 냉방성능을 높임과 아울러 신속하게 실내 냉방이 이루어질 수 있는 공기조화장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 공기조화장치를 구성하는 일체형 열교환기의 요부 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공기조화장치를 구성하는 일체형 열교환기의 작용상태를 나타내는 사시도이다.
도 3은 일체형 열교환기가 적용된 본 발명에 따른 공기조화장치를 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 공기조화장치에 의한 냉방 사이클 및 난방 사이클의 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 공기조화장치를 구성하는 냉각수 조절밸브의 작용을 나타내는 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 공기조화장치를 구성하는 공기조화케이스의 다른 예를 나타내는 구성도이다.
도 7은 본 발명에 따른 공기조화장치에 의한 난방모드의 작용상태도이다.
도 8은 본 발명에 따른 공기조화장치에 의한 냉방모드 초기시의 작용상태도이다.
도 9는 본 발명에 따른 공기조화장치에 의한 냉방모드 초기후의 작용상태도이다.
도 10은 본 발명에 따른 공기조화장치에 의한 냉방모드 초기후의 상태로 넘어가기 위한 구성을 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 발명에 따른 공기조화장치에 의한 냉방 및 난방시의 제습모드의 작용상태도이다.
도 12는 종래 일체형 열교환기를 나타내는 사시도이다.
도 13은 종래 일체형 열교환기를 나타내는 부분 정면도이다.
도 14는 종래 일체형 열교환기를 나타내는 일부 분해 사시도이다.
도 15는 종래 일체형 열교환기가 적용된 공기조화장치의 작용상태를 나타내는 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 일체형 열교환기, 2 : 증발기,
3 : 히터 코어, 4 : 전열핀,
5 : 공기조화케이스, 21 : 증발기의 플랫 튜브,
23 : 증발기 플레이트, 31 : 히터 코어의 플랫 튜브,
33 : 히터 코어 플레이트, 53, 54, 55 : 벤트 도어,
56, 58 : 드레인 홀, 57 : 믹싱 챔버,
59 : 분리벽, 61 : 냉각수 공급라인,
62 : 냉각수 배출라인, 63 : 냉각수 조절밸브,
231, 232, 233 : 유로공, 235 : 구획비드,
237 : L턴 유로, 245 : 연결돌기,
511, 512, 513, 514 : 도어, 631 : 밸브 케이스,
633 : 밸브 플레이트
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, L자 형상의 두 플레이트가 접합된 다수의 플랫 튜브들이 차례로 적층되어 이루어짐과 아울러 냉각매체가 유통하는 증발기와, 상기 L자의 공간부에 상기 증발기와 일체로 설치되어 전체적으로 사각형의평면형상을 이루고 냉각수가 유통하는 히터 코어를 가지며 상기 증발기와 히터 코어는 전열핀을 공유하는 일체형 열교환기가, 상기 증발기가 송풍기쪽을 향하도록 공기조화케이스의 풍로에 내장되어 이루어지고; 상기 공기조화케이스는 히터 코어와 겹치지 않는 증발기의 굴곡부 전후에 설치되어 유입공기 및 토출공기를 제어하는 제1온도조절도어 및 제2온도조절도어를 가지며; 또한 상기 공기조화케이스는 일체형 열교환기의 하부 위치에 설치되는 드레인 홀을 가지며; 또한 상기 공기조화케이스는 히터 코어의 후방에 상하로 설치되는 제3온도조절도어 및 제4온도조절도어를 가지며; 또한 상기 공기조화케이스는 일체형 열교환기의 공기 토출측의 믹싱 챔버의 둘레를 따라 푸트 벤트(foot vent) 도어, 냉난방 벤트 도어 및 디프로스트 벤트 도어를 가진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 증발기를 구성하는 각 플레이트가 차례로 통하도록 각 플레이트의 하단부에 제1유로공, 제2유로공 및 제3유로공이 차례로 형성됨과 아울러 상기 중앙의 제2유로공으로부터 상단부의 굴곡부 일부까지 구획비드가 형성되고, 상기 증발기의 한 쪽의 끝에 배치되는 제1엔드 플레이트의 제3유로공은 막히며, 상기 증발기의 중앙 플레이트의 제1유로공은 막히며, 상기 증발기의 다른 쪽 끝에 배치되는 제2엔드 플레이트의 제3유로공은 막힘과 아울러 제1유로공 및 제2유로공은 서로 통하도록 되어 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 히터 코어의 냉각수 공급라인 및 냉각수 배출라인에 걸쳐 냉각수 조절밸브가 설치되고, 이 냉각수 조절밸브는 냉각수 공급라인 및 냉각수 배출라인과 통하는 유로를 가진 밸브 케이스와; 상기 유로에 회전가능하게 설치되어 그 회동량에 따라 냉각수의 공급 및 배출량을 조절하거나 차단하는 밸브 플레이트를 가진다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 공기조화장치에 따르면, 증발기는 냉방시스템과 연결됨과 아울러 히터 코어는 난방시스템과 연결된다.
난방모드에서는 제1온도조절도어 및 제2온도조절도어는 닫히고, 제3온도조절도어 및 제4온도조절도어는 소정의 각도로 개방된다. 따라서 송풍기를 통하여 송풍되는 공기는 히터 코어와 겹친 증발기 부분 및 히터 코어를 통하여 믹싱 챔버로 토출된다. 한편, 냉각수 조절밸브는 개방되어 엔진 냉각수는 냉각수 공급라인을 통하여 히터 코어 내부로 유통함으로써 이 냉각수와 믹싱 챔버로 토출되는 공기는 열교환되어 고온으로 바뀜으로써 실내로 온풍이 공급된다.
그리고, 냉방모드 초기에는 제1온도조절도어 및 제2온도조절도어는 개방되고, 제3온도조절도어 및 제4온도조절도어는 닫히며, 냉각수 조절밸브도 폐쇄동작된다. 따라서, 송풍기를 통하여 송풍되는 공기는 히터 코어와 겹치지 않는 증발기의 상단 굴곡부만을 거쳐 열교환되어 믹싱 챔버로 토출되고, 히터 코어와 겹친 증발기 부분을 거치는 찬 공기는 히터 코어를 거치면서 히터 코어에 잔류하고 있는 고온의 냉각수를 열교환에 냉각시키면서 토출되어 드레인 홀을 통하여 외부(즉, 엔진룸)로 배출된다. 소정의 시간 동안 또는 소정의 온도로 냉각수가 냉각된 후 제3온도조절도어 및 제4온도조절도어는 소정의 각도로 개방되고 따라서 히터 코어와 겹친 증발기 부분을 거치면서 냉각된 공기는 히터 코어를 거친 후 믹싱 챔버로 토출되어 실내를 냉방하게 된다.
한편, 믹싱모드, 즉 제습모드시에서는 제1온도조절도어 및 제2온도조절도어 뿐만 아니라 제3온도조절도어 및 제4온도조절도어는 개방되며, 냉각수 조절밸브는 개방된다. 따라서, 송풍기로부터 송풍되는 공기는 제1온도조절도어 및 제2온도조절도어의 개방각도에 따라 히터 코어와 겹치지 않는 증발기의 굴곡된 상단부의 적절한 영역을 거치면서 저온의 제습상태로 믹싱 챔버로 토출되고, 또한 히터 코어와 겹치는 증발기 부분을 거치는 공기는 히터 코어를 거치면서 열교환되어 고온의 제습상태로 제2온도조절도어에 의한 개방공간을 통하여 믹싱 챔버로 토출된다.
본 발명의 다른 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 참조부호 1은 본 발명에 따른 공기조화장치를 구성하는 일체형 열교환기로서 L자 형상을 하고 있는 증발기(2)와, 상기 L자 형상의 공간부에 증발기(2)와 일체로 연결되는 대략 직육면체 형상의 히터 코어(3)를 포함하여 이루어지며, 따라서 전체적으로 대략 사각 평면 형상을 하고 있다.
증발기(2)는 L자 형상의 두 플레이트(23,23)가 서로 접합되어 형성되는 다수의 플랫 튜브(21)가 차례로 적층되어 이루어지고, 히터 코어(3)는 대략 직사각형을 하고 있는 두 플레이트(33,33)가 접합되어 형성되는 다수의 플랫 튜브(31)가 차례로 적층되어 이루어진다. 그리고, 증발기(2)의 플랫 튜브(21)들과 히터 코어(3)의 플랫 튜브(31)들은 서로 대응하여 배치되고, 이들 사이에는 단일체의 코르게이트형 전열핀(4)들이 차례로 적층된다. 따라서, 증발기(2)와 히터 코어(3)는 전열핀(4)들을 공유하게 된다.
본 발명에 따르면, 증발기(2)의 플랫 튜브(2)를 형성하는 L자 형상의 플레이트(23)를 도면과 같이 역으로 세워놓았을 때 각 플레이트(23)의 하단부에는 제1유로공(231), 제2유로공(232) 및 제3유로공(233)이 차례로 형성된다. 도면과 같이 제1유로공(231) 및 제3유로공(233)은 그 배치높이가 서로 동일하게 배치되거나, 가운데의 제2유로공(232)이 제1유로공(231) 및 제3유로공(233)의 배치높이보다 낮게 배열될 수 있다. 그리고, 상기 제2유로공(232)의 상단으로부터 상단의 굴곡부 일부까지 구획비드(235)가 역L자 형상으로 이루어지며, 구획비드(235)의 굴곡부는 냉매의 유동성을 고려하여 만곡지는 것이 바람직하다.
상기 구획비드(235)에 의하여 플레이트(23)에는 L턴 유로(237)가 형성되며, 이 L턴 유로(237)와 제1유로공(231) 및 제3유로공(233)은 서로 통하지만 L턴 유로(237)와 제2유로공(232)은 서로 통하지 않는 것이 바람직하다.
또한 플레이트(23)의 내면에는 냉매의 전열면적을 넓힘과 아울러 냉매의 난류를 도모하고 또한 두 플레이트(23,23)의 접합강도를 높이기 위하여 L턴 유로(237)에는 소정의 배열로 다수의 엠보싱 비드(239)가 전체적으로 형성된다. 즉, 두 플레이트(23,23)의 엠보싱 비드(239,239)들은 서로 대응하여 형성됨으로써 브레이징시 서로 대응하는 엠보싱 비드(239)들끼리 서로 접합된다. 이 엠보싱 비드(239)들은 원형, 타원형, 사각형 등 다양한 형태로 이루어질 수 있고, 이러한 다양한 형태의 엠보싱 비드(239)들이 혼용되어 형성될 수 있다.
그리고, 플레이트(23)의 내면 모서리부에는 냉매의 흐름이 한 쪽으로 치우치지 않고 L턴 유로(237)를 따라 잘 유도될 수 있도록 사선방향의 슬로트형비드(241)가 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 각 플레이트(23)의 가장자리를 따라 두 플레이트(23,23)를 브레이징 접합하기 위한 플랜지(243)가 형성됨과 아울러 히터 코어(3)와 연결되는 쪽 플랜지(243) 부분에는 소정의 간격으로 다수의 연결돌기(245)가 형성됨에 따라 후술하겠지만 증발기(2)와 히터 코어(3) 상호간의 연전달을 최소화하기 위하여 상기 연결돌기(245)들 사이에는 노치부(247)가 형성된다.
상기한 바와 같이 이루어진 증발기(2)의 플레이트(23) 2개가 서로 접합됨으로써 플랫 튜브(21)를 이루고, 이 플랫 튜브(21)들이 차례로 적층되어 증발기(2)가 구성됨으로써 증발기(2)의 내부에는 냉매가 유통하는 소정의 유로가 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 냉매가 증발기(2)의 내부를 유통하면서 최적의 열교환효율을 나타낼 수 있도록 증발기(2)를 구성하는 플레이트(23)들중 양쪽 최외측의 한 쪽 끝에 배치되는 제1엔드 플레이트(편의상 참조부호 211로 나타냄)의 유로공들중 제3유로공(233)은 막힌다. 또 증발기(2)를 구성하는 플레이트(23)들중 중앙부에 배치되는 중앙 플레이트(편의상 참조부호 213으로 나타냄)의 제1유로공(231)은 막힘으로써 중앙 플레이트(213)는 블랭크 플레이트로서 기능한다. 또한 증발기(2)를 구성하는 플레이트(23)들중 양쪽 최외측의 다른 쪽 끝에 배치되는 제2엔드 플레이트(편의상 참조부호 212로 나타냄)의 제3유로공(233)은 막히고 이 제2엔드 플레이트(212)의 제1유로공(231) 및 제2유로공(232)은 서로 통하도록 되어 있다. 그리고, 상기 제1엔드 플레이트(211)의 제1유로공(231)에는 냉매유입관(미도시)이연결되고, 제1엔드 플레이트(211)의 제2유로공(232)에는 냉매배출관(미도시)이 연결된다.
따라서, 상기 두 엔드 플레이트(211,212) 및 중앙 플레이트(213)가 채용된 증발기에 있어서는 제1유로공(231)을 통하여 제1엔드 플레이트(211)에 의하여 이루어지는 제1엔드 플랫 튜브(21)에 냉매가 유입되면 제1유로공(231) 및 제3유로공(233)이 L턴 유로(237)와 통하고 있기 때문에 냉매가 제1엔드 플랫 튜브(21)의 제1유로공(231)으로부터 구획비드(235)를 따라 L턴하여 제1엔드 플레이트(21)의 제3유로공(233) 쪽으로 유동한다. 또한 중앙 플레이트(213)의 제1유로공(231)은 막혀 있기 때문에 제1엔드 플레이트(211)의 제1유로공(231)과 서로 대응하는 중앙 플레이트(213) 사이의 각 플레이트(23)의 제1유로공(231)들을 통하여 중앙 플레이트(213)까지 제1엔드 플레이트(211)의 제1유로공(231)으로부터 냉매가 유동하지만, L턴 유로(237)와 제2유로공(232)은 통하지 않기 때문에 제2유로공(232) 쪽으로는 냉매가 유동하지 않는다. 그리고, 각 플레이트(23)의 제1유로공(231)을 통하여 중앙 플레이트(213)까지 유동한 냉매는 제1엔드 플랫 튜브(21)와 중앙 플랫 튜브(21)와의 사이의 플랫 튜브(21)들 내부에서 구획비드(235)들을 따라 L턴유동하여 당해 플랫 튜브의 제3유로공(233)들 쪽으로 유동하지만 이 경우에도 L턴 유로(237)와 제2유로공(232)은 서로 통하지 않기 때문에 제2유로공(232)으로는 냉매가 유동하지 않는다. 이와 같이 제1엔드 플레이트(211)로부터 중앙 플레이트(213)까지 각 플랫 튜브(21) 내부를 L턴하여 각 플레이트(23)의 제3유로공(233)쪽으로 유동한 냉매는 제3유로공(233)들이 서로 통하고 있기 때문에 제1엔드 플레이트(211)의 제3유로공(233)으로부터 제2엔드 플레이트(212)의 제3유로공(233)까지 유동하고, 또한 중앙 플레이트(213)와 제2엔드 플레이트(212) 사이에 위치하는 플레이트(23)들의 제3유로공(233)으로부터 당해 플레이트(23)의 L턴 유로를 통하여 당해 플레이트(23)의 제1유로공(231)쪽으로 냉매가 L턴 유동한다. 그리고, 이와 같이 중앙 플레이트(213)와 제2엔드 플레이트(212) 사이의 플레이트(23)들의 제1유로공(231)쪽으로 유동한 냉매는 제2엔드 플레이트(212)의 제1유로공(231)쪽으로 유동한 다음 제2엔드 플레이트(212)의 제1유로공(231) 및 제2유로공(232)이 서로 통하고 있기 때문에 제2엔드 플레이트(212)의 제2유로공(232)으로 유입되어 제1엔드 플레이트(211)와 제2엔드 플레이트(212) 사이의 플레이트(23)들의 제2유로공(232)들을 통하여 제1엔드 플레이트(211)의 제2유로공(231)쪽으로 유동한 다음 최종적으로 냉매배출관을 통하여 증발기로부터 배출된다. 따라서, 증발기(2) 내부를 유동하는 냉매가 두 번의 L턴을 한 다음 증발기(2) 전체의 제2유로공(232)들을 거쳐 배출되기 때문에 열교환효율이 향상되므로 냉방성능을 높일 수 있다.
한편, 히터 코어(3)의 각 플랫 튜브(31)를 형성하는 플레이트(33)는 대략 직사각형으로 이루어지고, 히터 코어(3)의 각 플레이트(33)는 이와 대응하는 증발기(2)의 각 플레이트(23)의 L자의 공간에 삽입된 상태로 증발기(2)의 각 플레이트(23)와 연결된다. 즉, 히터 코어(3)의 플레이트(33)의 가장자리에는 두 플레이트(33,33)를 브레이징 접합하기 위한 플랜지(343)가 형성되어 있고, 이 히터 코어 플레이트(33)의 플랜지(343)중 증발기 플레이트(23)와 대응하는 부분에는 증발기플레이트(23)의 연결돌기(245)들과 대응하는 다수의 연결돌기(345)가 소정의 간격으로 형성된다. 따라서, 증발기 플레이트(23)의 연결돌기(245)와 히터 코어 플레이트(33)의 연결돌기(345)가 서로 접합됨으로써 증발기 플레이트(23)와 히터 코어 플레이트(33)가 서로 연결될 수 있고, 이와 같이 증발기 플레이트(23)와 히터 코어 플레이트(33)가 서로 연결됨으로써 증발기(2)와 히터 코어(3) 사이에는 상호간의 연전달을 방지하기 위한 노치부(247)들이 형성될 수 있다. 연결돌기들(245,345)의 크기 및 간격은 실험에 의하여 열전달률을 최소화할 수 있도록 설정될 수 있다.
그리고, 도 1, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 히터 코어 플레이트(33)의 하단부에는 냉각수, 즉 엔진 냉객수를 순환시키기 위한 냉각수 공급라인(61)과 연결되는 제4유로공(334) 및 냉각수배출라인(62)과 연결되는 제5유로공(335)이 형성된다. 이 두 개의 유로공(334,335) 사이로부터 상단부의 소정의 높이까지 구획리브(336)가 형성됨으로써 전체적으로 U턴 유로(337)가 형성되며, 이 U턴 유로(337)는 상기 두 유로공(334,335)과 서로 통하는 것이 바람직하다. 또 히터 코어 플레이트(33)의 내면에는 다수의 엠보싱 비드(339)가 소정의 배열로 형성되며, 이 엠보싱 비드들은 원형, 타원형 또는 사각형 등 다양한 형태로 이루어질 수 있으며, 이러한 다양한 형태의 엠보싱 비드(339)들이 서로 혼용되어 형성될 수 있다. 또한, 미도시되었지만 히터 코어 플레이트(33)의 상단부 양쪽 모서리에는 냉각수가 한 쪽으로 치우치지 않고 원활하게 유동될 수 있도록 사선방향의 슬로트형 비드가 형성되어도 좋다.
따라서, 엔진(7)으로부터 냉각수 공급라인(61)을 통하여 제4유로공(334)을통하여 히터 코어(3)의 한 쪽 끝의 제3엔드 플랫 튜브(31)의 냉매가 유입되면 U턴 유로(337)를 통하여 제3엔드 플랫 튜브(31)의 제5유로공(335)쪽으로 냉매가 U턴 유동함과 아울러 서로 대응하는 제4유로공(334)들을 통하여 히터 코어(3)의 다른 쪽 끝의 제4엔드 플랫 튜브(31)의 제4유로공(334)쪽으로 냉매가 흘러 다시 제3엔드 플랫 튜브(31) 및 제4엔드 플랫 튜브(31) 사이의 각 플랫 튜브(31)의 제4유로공(334)으로부터 U턴 유로(337)들을 통하여 제5유로공(335)쪽으로 냉매가 U턴 유동한다. 이와 같이 제3엔드 플랫 튜브(31) 및 제4엔드 플랫 튜브(31) 사이의 각 플랫 튜브(31)의 제5유로공(335)쪽으로 유동한 냉매는 다시 제3엔드 플랫 튜브(31)의 제5유로공(335)쪽으로 흘러 최종적으로 냉각수배출라인(62)을 통하여 배출되어 엔진(7)으로 복귀될 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 참조부호 5는 본 발명에 따른 공기조화장치를 구성하는 공기조화케이스로서, 입구측은 송풍기(8)와 연결됨으로써 송풍기(8)에 의하여 내부 풍로로 공기가 송풍될 수 있다. 이 공기조화케이스(5)에는 증발기(2)가 송풍기(8)쪽을 향하도록 상기한 일체형 열교환기(1)가 내장되며, 따라서 송풍기(8)에 의하여 송풍되는 공기는 일체형 열교환기(1)를 거치면서 열교환되어 일체형 열교환기(1)의 후측으로 토출된다.
본 발명에 따르면, 열교환에 의한 공기의 온도를 효과적으로 조절할 수 있도록 하기 위하여, 공기조화케이스(5)는 히터 코어(3)와 겹치지 않는 증발기(3)의 상단 굴곡부 전후에 설치되는 제1온도절도어(511) 및 제2온도조절도어(512)를 가진다. 즉, 상기 온도조절도어들(511,512)은 상단이 공기조화케이스(5)에 핀에 의하여선회가능하게 결합됨으로써 증발기(2)의 상단 굴곡부에 대한 개방각도를 조절하게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 일체형 열교환기(1)와 대응하는 공기조화케이스(5)의 하부는 아래로 요입되어 있고, 이 요입부의 최하단에 분리벽(59)에 의하여 구획된 드레인 홀(56,58)이 설치된다. 따라서 냉방시 증발기(2)의 표면에 맺혀 아래로 흘러내리는 수분은 드레인 홀(56)을 통하여 외부로 배출되고 냉방 초기의 온기는 드레인 홀(58)을 통하여 외부(즉, 엔진룸)쪽으로 바이패스되며, 온기가 냉각되면 드레인 홀(56)을 통해서만 응축수가 배출될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 공기조화케이스(5) 내부의 히터 코어(3)의 상반부 후측에는 하단이 핀에 의하여 선회가능하게 지지되는 제3온도조절도어(513)가 설치되고, 공기조화케이스(5) 내부의 히터 코어(3)의 하반부 후측에는 하단이 핀에 의하여 선회가능하게 지지되는 제4온도조절도어(514)가 설치된다.
그리고, 드레인 홀(56,58)을 구획하는 분리벽(59)은 제4온도조절도어(514)의 완전개방시 제4온도조절도어(514)의 자유단과 접하도록 되어 있다. 따라서, 제4온도조절도어(514)의 폐쇄시에는 히터 코어(3) 측과 드레인 홀(56,58)은 완전히 통하지만 제4온도조절도어(514)의 완전개방시에는 히터 코어(3) 측은 드레인 홀(56)쪽과는 통하고 드레인 홀(58)쪽과는 통하지 않는다. 또한, 제4온도조절도어(514)는 도 6에 도시된 바와 같이 제3온도조절도어(513)을 선회가능하게 지지하는 핀을 동축으로 하여 상단이 선회가능하게 고정되어도 좋다.
그리고, 열교환된 공기가 토출되는 일체형 열교환기(1)의 후측에 위치하는 공기조화케이스(5)의 내부공간은 믹싱 챔버(57)로 작용한다. 믹싱 챔버(57)를 형성하는 공기조화케이스(5)의 외벽중 바닥을 형성하는 부분에는 승객의 하반신 쪽으로 열교환된 공기를 공급하기 위한 푸트 벤트 도어(54)가 선회가능하게 설치된다. 또한, 믹싱 챔버(57)를 형성하는 외벽중 상단 끝 부분은 경사지게 형성되고, 이 경사진 부분에 승객의 상반신 쪽으로 열교환된 공기를 공급하기 위한 냉난방 벤트 도어(53)가 선회가능하게 설치된다. 또한, 믹싱 챔버(57)를 형성하는 외벽중 천정을 형성하는 부분에는 디프로스트 벤트 도어(55)가 선회가능하게 설치된다.
한편, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 엔진(7)과 히터 코어(3)를 연결함으로써 엔진 냉각수를 히터 코어(3)에 공급하기 위한 냉각수 공급라인(61)과, 히터 코어(3)로부터 엔진 냉각수를 엔진(7)으로 복귀시키기 위한 냉각수 배출라인(62)에 걸쳐 냉각수 조절밸브(63)가 설치된다. 냉각수 조절밸브(63)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 냉각수 공급라인(61) 및 냉각수 배출라인(62)과 서로 통하는 유로(632)를 가진 밸브 케이스(631)와, 상기 밸브 케이스(631)의 유로(632)에 회전가능하게 설치되어 그 회동량에 따라 냉각수 공급라인(61) 및 냉각수 배출라인(62)의 유로(632)의 개방정도를 조절하는 밸브 플레이트(633)를 가진다. 즉, 밸브 플레이트(633)가 냉각수 공급라인(61) 및 냉각수 배출라인(62)의 유로를 차단하는 위치로 회동한 경우에는 엔진(7)으로부터 배출되는 냉각수는 냉각수 공급라인(61), 밸브 케이스(631)의 유로(632) 및 냉각수 배출라인(62)을 거쳐 엔진(7)으로 바이패스되어 히터 코어(3)에는 냉각수가 공급되지 않고, 밸브 플레이트(633)가 냉각수 공급라인(61) 및 냉각수 배출라인(62)의 유로를 차단하지 않는 위치로 회동한 경우에는 엔진(7)으로부터 배출되는 냉각수가 냉각수 공급라인(61), 밸브 케이스(631)의 유로(632), 냉각수 공급라인(61), 히터 코어(3), 냉각수 배출라인(62), 밸브 케이스(631)의 유로(632), 냉각수 배출라인(62)을 차례로 거쳐 엔진(7)으로 복귀된다. 이 경우 냉각수 유동량은 밸브 플레이트(633)의 회동량에 따른 냉각수 공급라인(61) 및 냉각수 배출라인(62)의 개도에 따라 결정되고 이 밸브 플레이트(633)의 회동량은 차량 실내의 인스트루먼트 패널에 설치된 컨트롤부(미도시)에 의하여 조절될 수 있다.
다음에 본 발명의 공기조화장치에 따른 작용에 대하여 상세히 설명한다.
공기조화케이스(5)에 내장되는 일체형 열교환기(1)에 있어서 증발기(2)는 냉방 사이클을 구성하며 송풍기(8)쪽을 향하고, 히터 코어(3)는 난방 사이클을 구성하며 엔진(7)측과 연결된다.
본 발명에 따르면, 난방모드에서는 도 7에 도시된 바와 같이, 공기조화케이스(5)의 제1온도조절도어(511) 및 제2온도조절도어(512)는 선회되어 히터 코어(3)와 겹치지 않는 증발기(2)의 상단 굴곡부 전후에 밀착됨으로써 증발기(2)의 상단 굴곡부 전후가 공기조화케이스(5)의 송풍기(8)쪽 풍로 및 믹싱 챔버(57)와 차단된다. 또 이 난방모드에서는 제3온도조절도어(513) 및 제4온도조절도어(514)는 소정의 각도로 개방되며, 이 때 열손실을 방지하기 위하여 제4온도조절도어(514)는 완전개방되어 그 자유단이 드레인 홀의 분리벽(59)과 접하는 것이 바람직하다. 따라서 이 상태에서 송풍기(8)를 통하여 송풍되는 공기는 제1온도조절도어(511) 및 제2온도조절도어(512)에 의하여 차단되어 히터 코어(3)와 겹치지 않는 증발기(2)의 상단 굴곡부를 거칠 수 없고, 히터 코어(3)와 겹친 증발기 부분(2) 및 히터 코어(3)를 차례로 거쳐 제3온도조절도어(513) 및 제4온도조절도어(514)에 의하여 개방된 부분을 통하여 믹싱 챔버(57)로 토출된다. 한편, 이 난방모드에서는 냉방 사이클의 가동은 중단되고 냉각수 조절밸브(63)는 개방됨으로써 엔진 냉각수는 냉각수 공급라인(61)을 통하여 히터 코어(3) 내부로 공급되며, 이와 같이 히터 코어(3)에 냉각수가 유입되어 히터 코어(3) 내부를 거치는 과정에서 냉각수와 히터 코어(3)를 거치는 공기가 서로 열교환되어 믹싱 챔버(57)로 토출된다. 열교환된 냉각수는 온도가 낮아진 상태로 엔진(7)으로 복귀하여 엔진(7)을 다시 냉각하고 열교환되어 온도가 높아진 상태로 믹싱 챔버(57)로 토출된 온풍은 벤트 도어들(53,54,55)을 통하여 실내로 공급됨으로써 실내의 난방이 수행된다. 공기의 온도 조절은 차량 실내의 컨트롤부의 조작에 의하여 냉각수 조절밸브(63)에 내장된 밸브 플레이트(633)의 회동량 및 제3온도조절도어(513) 및 제4온도조절도어(514)의 개도를 조절함으로써 이루어질 수 있다. 즉, 밸브 플레이트(633)가 냉각수 공급라인(61)과 냉각수 배출라인(62) 사이에서 이들과 나란한 상태로 회동함과 아울러 제3온도조절도어(513) 및 제4온도조절도어(514)의 개도가 최대일 경우에는 히터 코어(3)로의 냉각수 공급량이 최대가 됨과 아울러 풍량이 최대가 되어 열교환된 공기의 온도가 가장 높다. 그리고 밸브 플레이트(633)가 냉각수 공급라인(61)과 냉각수 배출라인(62) 사이에서 경사진 상태로 회동함으로써 냉각수 공급라인(61)과 냉각수 배출라인(62)의 유로의 개도가 작아짐과 아울러 제3온도조절도어(513) 및 제4온도조절도어(514)의 개도가 작을 경우에는 위의 경우보다 히터 코어(3)로의 냉각수 공급량이 적어짐과 아울러 풍량도 적어 열교환된 공기의 온도는 낮다. 즉, 공기의 온도는 상기 라인들(61,62)들의 유로의 개방 정도에 따른 히터 코어(3)로의 냉각수 유동량의 증감 및 제3온도조절도어(513) 및 제4온도조절도어(514)의 개도의 증감에 거의 비례하여 증감된다.
한편, 본 발명에 따르면 냉방모드의 경우에는 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이 냉방모드 초기와 그 이후의 작용이 다르다.
즉, 본 발명에서는 기존의 공기조화장치와는 달리 냉방모드 초기에 히터 코어(3) 내부에 이미 잔류하고 있는 냉각수가 외기에 의하여 가열된 상태이므로 이로 인하여 히터 코어(3)를 통과하면서 가열되는 공기가 실내로 유입되지 않고, 드레인 홀(58)을 통하여 외부(즉, 엔진룸)로 배출됨으로써 히터 코어(3)의 냉각이 이루어지는 한편 실내가 신속하게 냉방될 수 있도록 되어 있다.
냉방모드 초기에서는 도 8에 도시된 바와 같이, 공기조화케이스(5)의 두 온도조절도어(511,512)가 개방되는 한편 제3온도조절도어(513) 및 제4온도조절도어(514)는 일단 닫히고, 히터 코어(3)에 냉각수가 공급되지 않도록 냉각수 조절밸브(63)도 폐쇄작동된다. 이 냉방모드에서는 냉각수 조절밸브(63)가 폐쇄된 경우 밸브 플레이트(633)에 의하여 냉각수 공급라인(61)과 냉각수 배출라인(62)의 유로가 차단되어 엔진(7)으로부터 공급되는 냉각수가 냉각수 조절밸브(63)에서 엔진(7)쪽으로 바이패스됨으로써 히터 코어(3)에는 냉각수가 유동하지 않는다. 따라서, 냉방모드 초기에 송풍기(8)를 통하여 송풍되는 공기는 히터 코어(3)와 겹치지 않는 증발기(2)의 두 온도조절도어(511,512)쪽 영역을 거치게 되고, 이 과정에서 열교환에 의하여 냉각되어 믹싱 챔버(57)로 토출되어 실내로 공급되므로 이 냉각된 공기는 히터 코어(3)의 영향을 받지 않으며, 이에 따라 냉방모드 초기에 실내가 신속하게 냉방될 수 있다. 한편, 냉방모드 초기에 히터 코어(3)와 겹치는 증발기(2)의 부분을 거침으로써 열교환에 의하여 냉각되는 공기는 히터 코어(3)를 거치는 과정에서 히터 코어(3)에 잔류하는 고온의 냉각수와 열교환되어 온도가 상승된다. 이 상승된 공기는 제3온도조절도어(513) 및 제4온도조절도어(514)가 폐쇄되어 믹싱 챔버(57)로 토출될 수 없기 때문에 드레인 홀(56)을 통하여 외부로 배출되고, 이 과정에서 히터 코어(3)에는 냉각수가 공급되지 않기 때문에 히터 코어(3)는 점차 냉각된다. 그리고, 이와 같이 소정의 온도로 히터 코어(3)가 냉각되면 히터 코어(3)를 거치면서 냉각된 공기가 히터 코어(3)를 통과할 때 그 온도에 영향을 받지 않으므로 도 9에 도시된 바와 같이 제3온도조절도어(513) 및 제4온도조절도어(514)가 소정의 각도로 개방된다. 따라서 증발기(2) 및 히터 코어(3)를 모두 거친 공기도 믹싱 챔버(57)로 토출되어 실내로 공급되어 냉방작용이 수행될 수 있으므로 냉방성능이 더욱 우수할 뿐만 아니라 실내의 냉방이 신속하게 수행된다. 제3온도조절도어(513) 및 제4온도조절도어(514)의 개방시기는 도 10에 도시된 바와 같이 타이머에 의하여 설정될 수 있는 이외에 히터 코어(3)의 온도를 감지할 수 있는 온도감지센서를 더 설치하여 히터 코어(3)의 온도가 소정의 온도로 감지되는 시점으로 설정될 수 있다.
한편, 이 냉방모드 초기에 외기 모드시에는 외기는 냉각수 온도보다 낮고,특히 에어컨 ON시에는 냉각수의 온도보다 현저하게 낮으므로 냉각수의 냉각효과는 한층 빨라지고, 따라서 실내의 냉방은 더욱 촉진될 수 있다.
그리고, 믹싱모드, 즉 제습모드에서는 냉방 사이클 및 난방 사이클이 모두 가동되는 동시에, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1온도조절도어(511) 및 제2온도조절도어(512)는 개방 또는 폐쇄될 뿐만 아니라 제3온도조절도어(513) 및 제4온도조절도어(514)는 개방되며, 냉각수 조절밸브(63)는 컨트롤 조작에 의하여 개폐각도가 조절된다. 따라서, 송풍기(8)로부터 송풍되는 공기는 제1온도조절도어(511) 및 제2온도조절도어(512)의 개방각도에 따라 히터 코어(3)와 겹치지 않는 증발기(2)의 상단 굴곡부의 영역을 거치고, 이 과정에서 증발기(2)의 내부를 유동하는 냉매와 열교환되어 냉각된 상태로 믹싱 챔버(57)로 토출된다. 그리고, 히터 코어(3)와 겹친 증발기(2) 영역을 거치는 공기는 히터 코어(3)를 거치면서 열교환되어 고온의 제습상태로 된 후 저온,제습공기와 함께 제2온도조절도어(512)에 의하여 개방된 공간을 통하여 믹싱 챔버(57)로 토출되어 실내로 공급됨으로써 제습이 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 공기조화장치에 적용되는 일체형 열교환기(1)에 있어서 팽창밸브(91)를 거쳐 증발기(2)로 유입되어 압축기(92)로 배출되는 냉매유동경로는 다음과 같이 이루어진다.
즉, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 팽창밸브(91)로부터 제1엔드 플레이트(211)의 제1유로공(231)을 통하여 증발기(2)의 제1엔드 플랫 튜브(21)로 냉매가 유입되면, 이 유입된 냉매는 각 플레이트(23)의 제1유로공(231)을 통하여 중앙의 블랭크 플레이트(213)까지 유동함과 동시에 각 플랫 튜브(21) 내부의 L턴유로(237)를 L턴 유동하여 각 플레이트(23)의 제3유로공(233)쪽으로 유동한다. 이와 같이 제1엔드 플레이트(211)로부터 블랭크 플레이트(213)까지의 각 제3유로공(233)쪽으로 유동한 냉매는 다시 제3유로공(233)들을 통하여 블랭크 플레이트(213)로부터 제2엔드 플레이트(212)들 사이의 제3유로공(233)들쪽으로 유동함과 동시에 이 플레이트(23)들의 각 L턴 유로(237)를 L턴 유동하여 블랭크 플레이트(213)로부터 제2엔드 플레이트(212)들 사이의 각 제1유로공(231)쪽으로 유동한 다음 모두 제2엔드 플레이트(212)의 제1유로공(231)쪽으로 유동한다. 이와 같이 제2엔드 플레이트(212)의 제1유로공(231)쪽으로 유동한 냉매는 제2엔드 플레이트(212)의 제1유로공(231)과 제2유로공(232)이 통하고 있기 때문에 제2유로공(232)으로 유동한 다음 각 플레이트(23)의 제2유로공(232)들을 통하여 제1엔드 플레이트(211)의 제2유로공(232)쪽으로 유동하여 최종적으로 제2유로공(232)과 연결된 냉매배출관을 통하여 증발기(2)로부터 배출되어 압축기(92)로 공급된다. 따라서, 증발기(2) 내부를 유동하는 냉매가 두 번의 L턴 유동을 한 다음 제2유로공(232)들을 통하여 증발기(2) 전체를 거쳐 최종적으로 배출되기 때문에 열교환효율이 향상될 뿐만 아니라 압축기(92)로의 액냉매 유동을 방지할 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 일체형 열교환기를 가진 자동차용 공기조화장치에 있어서는, 온도조절도어들의 적절한 개폐에 의하여 난방모드, 냉방모드 및 제습모드가 선택적으로 확실하게 수행될 수 있고, 특히 냉방모드 초기에 일체형 열교환기중 순수한 증발기 부분에는 찬 공기가 유동하며 히터 코어(3)에 잔류하는냉각수와의 열교환에 의하여 상승되는 온도가 실내로 유입되지 않고 외부로 배출되도록 이루어짐으로써 냉방성능이 향상됨은 물론 실내의 냉방이 신속하게 이루어진다. 또한, 증발기(2) 및 히터 코어(3)가 일체화됨으로써 일체형 열교환기(1)의 콤팩트화가 가능함에 따라 공기조화장치의 콤팩트화, 생산성 향상 및 원가절감을 도모할 수 있고, 증발기(2)의 열교환효율이 향상되어 압축기(92)로의 액냉매 유입현상이 방지되므로 압축기(92)를 보호할 수 있다.

Claims (4)

  1. L자 형상의 두 플레이트(23,23)가 접합된 다수의 플랫 튜브(21)들이 차례로 적층되어 이루어짐과 아울러 냉각매체가 유통하는 증발기(2)와, 상기 증발기에 의하여 형성된 공간부에 상기 증발기와 일체로 설치되어 전체적으로 사각형의 평면형상을 이루고 냉각수가 유통하는 히터 코어(3)를 가지며 상기 증발기와 히터 코어는 전열핀(4)을 공유하는 일체형 열교환기(1)가, 상기 증발기가 송풍기(8)쪽을 향하도록 공기조화케이스(5)의 내부 풍로에 내장되어 이루어지고;
    상기 공기조화케이스는 히터 코어와 겹치지 않는 증발기의 굴곡부 전후에 설치되어 유입공기 및 토출공기를 제어하는 제1온도조절도어(511) 및 제2온도조절도어(512)를 가지며;
    또한 상기 공기조화케이스는 일체형 열교환기의 후방쪽 하부 위치에 설치되어 분리벽(59)에 의하여 전후로 구획된 두 개의 드레인 홀(56,58)을 가지며;
    또한 상기 공기조화케이스는 일체형 열교환기의 공기 토출측의 믹싱 챔버(57)의 둘레를 따라 설치되어 자동차 실내로의 냉기 또는 온기의 토출을 제어하는 푸트 벤트 도어(54), 냉난방 벤트 도어(53) 및 디프로스트 벤트 도어(55)를 가진 것을 특징으로 하는 일체형 열교환기를 가진 자동차용 공기조화장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 공기조화케이스(1)의 내부 풍로중 히터 코어(3)의 후방에는 히터 코어의 후방의 개도를 조절하기 위한 제3온도조절도어(513) 및 제4온도조절도어(514)가 상하로 차례로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 열교환기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제4온도조절도어(514)는 완전개방될 때 분리벽(59)과 접하여 드레인 홀(58)이 일체형 열교환기(1) 쪽과 차단되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 일체형 열교환기를 가진 자동차용 공기조화장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3항에 있어서, 상기 증발기(2)를 구성하는 각 플레이트(23)가 차례로 통하도록 각 플레이트의 하단부에 제1유로공(231), 제2유로공(232) 및 제3유로공(233)이 차례로 형성됨과 아울러 상기 중앙의 제2유로공으로부터 상단부의 굴곡부 일부까지 구획비드(235)가 형성되고, 상기 증발기의 한 쪽의 끝에 배치되는 제1엔드 플레이트(211)의 제3유로공은 막히며, 상기 증발기의 중앙 플레이트(213)의 제1유로공은 막히며, 상기 증발기의 다른 쪽 끝에 배치되는 제2엔드 플레이트(212)의 제3유로공은 막힘과 아울러 제1유로공 및 제2유로공은 서로 통하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 일체형 열교환기를 가진 자동차용 공기조화장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100640068B1 (ko) * 2000-05-31 2006-10-31 한라공조주식회사 일체형 열교환기
KR100807748B1 (ko) * 2001-09-06 2008-02-28 한라공조주식회사 내·외기 분리유동형 공기조화장치용 열교환기
KR20210002848A (ko) * 2019-07-01 2021-01-11 한온시스템 주식회사 공조 시스템

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0939553A (ja) * 1995-08-01 1997-02-10 Calsonic Corp 一体型熱交換器と該熱交換器を利用した自動車用空気調和装置
JPH106737A (ja) * 1996-06-24 1998-01-13 Sanden Corp 空調装置
JPH106739A (ja) * 1996-06-24 1998-01-13 Sanden Corp 熱交換器および空調装置
JPH11342726A (ja) * 1998-06-01 1999-12-14 Sanden Corp 自動車用空調装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100640068B1 (ko) * 2000-05-31 2006-10-31 한라공조주식회사 일체형 열교환기
KR100807748B1 (ko) * 2001-09-06 2008-02-28 한라공조주식회사 내·외기 분리유동형 공기조화장치용 열교환기
KR20210002848A (ko) * 2019-07-01 2021-01-11 한온시스템 주식회사 공조 시스템

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