KR20030046069A - 차량용 공조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증발기로 공급되는 풍량을 균일하게 하기 위해 풍량을 균일하게 하는 별도의 수단을 부가하거나, 또는 풍량의 정도에 따라 에어필터의 조밀도를 달리하는 실시예가 적용된 차량용 공조장치에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 제 1, 2에어필터(70,90)의 풍량과잉부위(H)의 피치(P2)를 풍량결핍부위(L)의 피치(P1)에 비해 조밀하게 하거나, 제 1, 2에어필터(70,90)의 공기유입측 또는 공기배출측에 풍량과잉부위(H)의 풍량을 풍량결핍부위로 분산시키기 위한 풍량배분수단을 설치한 것이다.

Description

차량용 공조장치{air conditioner for vehicle}

본 발명은 증발기로 공급되는 풍량을 균일하게 하기 위해 풍량을 균일하게 하는 별도의 수단을 부가하거나, 또는 풍량의 정도에 따라 에어필터의 조밀도를 달리하는 실시예가 적용된 차량용 공조장치에 관한 것이다.

통상의 차량용 공조장치는 도 1과 같이 일측에 디프로스터(defrostor) 취출구(12)와 벤트(vent) 취출구(14)가 각각 형성된 공조케이스(10)와, 그 내부에 내기 또는 외기를 강제 순환시키기 위한 송풍기유닛(20)과, 이 송풍기유닛으로부터 공급되는 공기를 저온화하는 증발기유닛(30), 이 증발기유닛과 인접하게 설치되어 송풍기유닛(20)으로부터 공급되는 공기를 고온화하는 히터유닛(40)과, 증발기유닛(30)과 송풍기유닛(20) 사이에 설치되어 증발기유닛(30)을 향해 송풍되는 공기에 포함된 이물질을 제거하는 제 1에어필터(50)로 구성된다. 제 1에어필터(50)는 필터케이스(52)에 의해 공조케이스(10)의 내부에 고정 설치된다.

한편, 상기 송풍기 유닛(20)은 도 2에서와 같이 상부 양측에 실내기유입구(23)와 실외기유입구(24)가 형성되고, 실내기유입구(23)와 실외기유입구(24)를 선회하면서 실내기유입구(23)와 실외기유입구(24)를 선택적으로 개폐하는 내외기 전환도어(25)를 갖는 인테이크 유닛(21)과, 이 인테이크 유닛의 하부에 결합 설치되는 스크롤 케이스(22)와, 이 스크롤 케이스의 내부에 설치되어 실내기유입구(23) 또는 실외기유입구(24)로부터 유입되는 축방향 공기를 반경방향으로 송풍하는 블로어 휠(26) 및 블로어 모터(27)로 구성되며, 상기 실내외기유입구(23,24)와 블로어 휠(26) 사이에 설치되어 실내기유입구(23) 또는 실외기유입구(24)를 통해 유입되는 공기중에 포함된 먼지나 악취등을 제거하는 제 2에어필터(28)를 더 포함한다.

상기한 제 1, 2에어필터(50,28)는 도 2 및 도 3과 같이 산과 골이 연속된 굴곡형상을 이루면서, 산과 골에 의해 형성되는 외형두께(t)가 일정하게 형성되어 있다. 그러나, 외형두께(t)가 일정한 경우, 제 1에어필터(50)는 송풍기유닛(20)으로부터 공급되는 공기가 제 1에어필터(50)의 하부와, 증발기(31)의 하부 또는 중앙부에 집중되므로 증발기(31)의 열교환 면적이 한정되어 열교환효율이 떨어지고, 증발기(31)의 공기통과량이 적은 부분에는 응축수의 결빙현상이 발생하며, 제 1에어필터(50)의 이물질 포집효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 제 2에어필터(28)는 이로 유입되는 공기가 특정부위로 편중되므로써 이물질의 포집효율이 떨어지는 문제점과, 동일한 이유에 의해 와류발생을 촉진시켜 송풍효율이 저하되며 이로 인해 공기소음의 원인이 되고 있다.

이를 개선하기 위해 일본국 특개평 11-267433에서는 도 4에서와 같이 공조케이스(10)내에 위치하는 제 1에어필터(50)의 풍량과잉부위(H) 두께(도면상 하부측)(t+Δt)를 풍량결핍부위(L) 두께(t)에 비해 두껍게 하므로써 증발기(31)측에 균일한 풍량이 제공되도록 하였다. 즉, 도 4에서와 같이 공기가 제1에어필터(50)의 하부측에 집중될 경우 제 1에어필터(50)의 하부측 두께를 상부측에 비해 두껍게 하면, 이를 통하는 공기가 두께 증가분(Δt)만큼 저항을 많이 받게 되므로 공기투과량은 떨어지며, 반대로 제 1에어필터(50)의 상부측 두께는 상대적으로 얇기 때문에 하부측에 비해 공기투과량이 많다. 따라서, 제 1에어필터(50)를 통과한 후의 풍량분포는 균일하게 보정된 상태가 된다.

하지만, 상기 제 1에어필터(50)는 풍량과잉부위(H)의 두께를 두껍게 하므로써 두께의 증가분(Δt) 만큼 설치공간을 확보해야 하는 문제점과, 제조공정시 두께 증가분(Δt) 만큼의 재료가 추가되고, 이 제 1에어필터(50)에 적합한 필터 케이스를 별도로 설계해야 하므로 제조비용 측면에서도 불리한 조건으로 작용된다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래 에어필터에 대한 문제점을 해결하기 위해 공조케이스내에 설치되는 에어필터(제 1에어필터) 구조를 개선하거나 별도의 수단을 부가하여 균일한 패턴의 공기가 증발기로 공급되도록 한 차량용 공조장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 인테이크 유닛의 내부에 설치되는 에어필터(제 2에어필터)의 구조를 개선하거나 별도의 수단을 부가하여 균일한 패턴의 공기가 블로어 휠로 공급되도록 한 차량용 공조장치를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 차량용 공조장치의 구성도

도 2는 일반적인 차량용 송풍기 유닛의 구성도

도 3은 균일한 피치와 균일한 표면두께를 갖는 종래 에어필터의 풍량분포도

도 4는 균일한 피치와 불균일한 표면두께를 갖는 종래 에어필터의 풍량분포도

도 5a, 5b는 균일한 풍량배분이 가능한 본 발명에 따른 공조케이스용 에어필터

도 6a, 6b는 공조케이스측 풍량배분수단의 구성 및 설치상태도

도 7은 풍량배분수단의 상세도

도 8은 균일한 풍량배분이 가능한 본 발명에 따른 송풍기유닛용 에어필터

도 9는 송풍기유닛측 풍량배분수단의 설치상태도

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

10 : 공조기 케이스 30 : 증발기유닛

31 : 증발기 70, 90 : 제 1, 2에어필터

80 : 풍향조절날개 82 : 프레임

H : 풍량과잉부위 L : 풍량부족부위

P1 : 풍량결핍부위의 피치풍량 과잉부위의 피치

P2 : 풍량과잉부위의 피치

제시된 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 공조장치는 증발기 유닛의 내부와 송풍기 유닛의 내부에 설치되는 각 에어필터의 풍량과잉부위의 피치를 상대적으로 조밀하게 하거나, 각 에어필터의 공기유입측 또는 공기배출측에 풍량이 많은 쪽으로부터 풍량이 적은 쪽으로 풍량을 분산시키기 위한 풍량배분수단을 부가한 것에 특징이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 5a, 5b는 균일한 풍량배분이 가능한 본 발명에 따른 공조케이스용 에어필터로서, 이 에어필터(이하 "제 1에어필터"라 함)는 공조케이스(10)의 증발기유닛(30)과 송풍기유닛(20)의 사이에 설치되어 증발기유닛(30)을 향해 송풍되는 공기에 포함된 이물질 및 악취를 제거하는 역할을 한다. 이러한 제 1에어필터(70)는 산과 골이 연속되도록 절곡된 형상에 있어서, 풍량과잉부위(H)의 피치(P2)를 풍량결핍부위(L)의 피치(P1)에 비해 조밀하게 한 것이다.

예컨데, 도 5a와 같이 제 1에어필터(70)의 하부측에 풍량이 집중되는 경우에는 그 부분의 피치(pitch)를 조밀하게 하고, 도 5b와 같이 제 1에어필터(70)의 중앙부위에 풍량이 집중되는 경우에는 그 부분의 피치(pitch)를 조밀하게 하는 자유로운 설계변경이 가능하다.

상기에서 풍량과잉부위(H)의 피치(P2)는 공기저항력이 크기 때문에 공기투과량이 적은 반면, 풍량결핍부위(L)의 피치(P1)는 상대적으로 공기 저항력이 작으므로 공기투과량이 많아지기 때문에 제 1에어필터(70)를 통과한 후의 풍량분포는 균일한 상태가 된다.

도 6a, 6b는 공조케이스측 풍량배분수단의 구성 및 설치상태도로서, 제 1에어필터(70)의 피치는 일정하게 하되, 제 1에어필터(70)의 공기유입측(72) 또는 공기배출측(74)에 풍량과잉부위(H)로부터 풍량결핍부위(L)로 풍량을 분산시키는 풍량분산수단을 설치하는것도 가능하다. 이 풍량분산수단은 풍량과잉부위(H)로부터 풍량결핍부위(L)를 향하는 다수개의 풍향조절날개(80)를 설치하므로써 구성되며, 이 풍향조절날개(80)를 공조케이스(10)내에 용이하게 고정 설치하기 위한 프레임(82)이 포함될 수 있다. 예컨데, 도 7에서와 같이 프레임(82)은 사각틀 형상으로 되고, 그 내부에 풍향조절날개(80)들을 상하방향으로 배열 설치한 것을 제시할 수 있다.

상기 풍향조절날개(80)는 풍량결핍부위(L)를 향해 적정간격을 두고 배열하여 풍량과잉부위(H)로는 풍량공급을 줄이고, 풍량결핍부위(L)로는 풍량공급을 늘림에 따라 제 1에어필터(70)와 증발기(31)로 향하는 풍량분포가 균일하게 된다. 이를 위해, 예컨데 도 6a와 같이 제 1에어필터(70)의 하단부에 풍량이 과잉 공급되는 경우에는 풍향조절날개(80)를 풍량과잉부위(H)에 한해 설치함과 함께 풍향조절날개(80)의 토출측(84)이 풍량결핍부위(L)인 제 1에어필터(70)의 상부를 향하도록 하거나, 도 6b와 같이 제 1에어필터(70)의 중앙부위에 공기가 집중되는 경우에는 풍향조절날개(80)를 전반적으로 배열하되, 풍향조절날개(80)의 토출측(84)이 제 1에어필터(70)의 상·하부로 분산되도록 할 수 있다.

상기에서는 공조케이스(10)에 설치되는 제 1에어필터(70)에 한정하여 설명하였으나, 송풍기유닛(20)의 인테이크 유닛(21)내에 설치되는 제 2에어필터(90)에도 동일하게 적용할 수 있음은 물론이다.

예컨데, 도 8과 같이 송풍기유닛(20)의 단면을 보면, 실내기유입구(23) 및 실외기유입구(24)와 블로어 휠(26) 사이에 설치되는 제 2에어필터(90)의 경우, 각유입구(23,24)의 형성위치 및 블로어 휠(26)의 설치방향등의 요인에 의해 제 2에어필터(90)를 통하는 풍량분포가 불균일할 수 밖에 없다. 따라서, 와류발생 및 소음증가의 요인이 되었던 바, 제 1에어필터(70)의 경우와 같이 풍량과잉부위(H)의 피치(P2)를 풍량결핍부위(L)의 피치(P1)보다 조밀하게 하거나, 도 9와 같이 제 2에어필터(90)의 공기유입측(92) 또는 공기토출측(94)에 풍량과잉부위(H)로부터 풍량결핍부위(L)로 풍량을 분산시키는 풍량분산수단을 설치하는것도 가능하다. 이 풍량분산수단은 풍량과잉부위(H)로부터 풍량결핍부위(L)를 향하는 다수개의 풍향조절날개(100)를 설치하므로써 구성되며, 이 풍향조절날개(100)를 인테이크 유닛(21)내에 용이하게 고정 설치하기 위한 프레임(102)이 포함될 수 있다.

이상의 본 발명은 증발기 혹은 송풍기로 공급되는 풍량을 에어필터 또는 풍량배분수단에 의해 균일하게 보정하여 주므로써 증발기의 열교환 효율이 향상되고, 증발기 표면에서의 응축수 결빙빈도를 줄일 수 있으며, 공조케이스의 내부에 설치되는 제 1에어필터의 이물질 포집효율을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 송풍기유닛측에서는 와류발생을 억제하여 송풍효율을 향상시킬 수 있으며, 공기소음을 억제할 수 있고, 제 2에어필터의 이물질 포집효율을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 송풍기유닛과 증발기유닛 사이 및 송풍기유닛의 내부에 각각 설치되어 공기에 포함된 이물질 및 악취를 제거하여주는 제 1, 2에어필터를 갖는 차량용 공조장치에 있어서;

   상기 제 1 , 2에어필터(70,90)의 풍량과잉부위(H)의 피치(P2)를 풍량결핍부위(L)의 피치(P1)에 비해 조밀하게 한 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
2. 송풍기유닛과 증발기유닛 사이 및 송풍기유닛의 내부에 각각 설치되어 공기에 포함된 이물질 및 악취를 제거하여주는 제 1, 2에어필터를 갖는 차량용 공조장치에 있어서;

   상기 제 1, 2에어필터(70,90)의 공기유입측에 풍량과잉부위(H)의 풍량을 풍량결핍부위(L)로 분산시키기 위한 풍량배분수단이 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 풍량배분수단은 풍량과잉부위(H)로부터 풍량결핍부위(L)를 향하는 다수개의 풍향조절날개(80)인 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
4. 제 2항에 있어서, 상기 풍량배분수단은 사각틀 형상의 프레임(82)과, 이 프레임의 내부에 풍량과잉부위(H)로부터 풍량결핍부위(L)를 향하도록 배열된 다수의 풍향조절날개(80)로 구성됨을 특징으로 하는 차량용 공조장치.