KR20030048558A - 자동차용 공조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 공조장치에 관한 것으로, 공기를 효율적으로 사용하여 난방 성능을 향상하고, 공조장치의 사이즈를 축소하는 것을 목적으로 한다.

개시된 본 발명에 따른 자동차용 공조장치는, 공기유입구(11) 및 차 실내와 연통되는 디프로스트벤트(12)와 페이스벤트(13)가 구비됨과 아울러 후방측에는 상부가 상기 벤트들 입구측의 에어믹스챔버(50)를 향해 개구되며 하부에 플로어벤트(14)가 구비되고 배플에 의해 히터코어 수용부와 구획된 플로어덕트(15)가 형성된 공조기 케이스(10)와, 상기 공기유입구측에 설치되는 증발기(20) 및 상기 히터코어 수용부에 후방쪽으로 경사지게 배치되는 히터 코어(30)와, 상기 히터코어 수용부와 연통되는 양쪽 사이드덕트(60)와, 상기 증발기와 히터 코어의 사이에 설치되어 에어믹스챔버의 입구와 히터 코어의 전방을 선택적으로 개폐하는 온도조절 도어(40)와, 상기 히터 코어의 후방과 플로어덕트를 연통시키는 맥스플로어벤트(16) 및 이를 개폐하는 맥스플로어벤트 도어(16a)로 이루어진다. 이에 의하여, 히터 코어를 통과한 공기가 사이드덕트와 에어믹스챔버를 경유한 후 플로어벤트에 공급되지 않고 맥스플로어벤트를 통해 플로어벤트에 바로 공급되어 공기의 손실이 적으며, 높은 난방성능의 요구시 더 효율적이다.

Description

자동차용 공조장치{AIR-CONDITIONER FOR VEHICLE}

본 발명은 자동차용 공조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기의 손실을 줄여 난방 성능을 향상하고, 공조장치의 사이즈를 축소할 수 있도록 한 자동차용 공조장치에 관한 것이다.

일반적으로 공조장치는, 환기장치, 냉난방장치 등으로 구성되며, 여러 가지 기후나 주행조건에서도 승차원에게 쾌적한 환경을 만들어주고, 유리창의 흐림과 서리 등을 제거하여 운전자의 시계를 확보하고 안전한 운전을 할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

난방장치는, 엔진에서 나오는 고온의 냉각수가 히터 코어를 지나 다시 엔진으로 귀환하는 순환 중에 히터 코어를 통과하는 공기를 히터 코어 내부를 흐르는 고온의 냉각수와 열교환시켜 고온으로 상승시키고, 이 고온의 공기를 실내에 공급함으로써 실내를 난방하는 것이다.

냉방장치는, 압축기에서 고온고압으로 압축된 냉매가 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 순환하는 중에 증발기를 통과하는 공기를 증발기 내부를 흐르는 냉매와 열교환시켜 온도를 낮추고, 이 저온의 공기를 차내에 공급함으로써 차내를 냉방하는 것이다.

이하, 종래 기술에 따른 공조장치를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 공조장치는, 공조기 케이스(10)와, 공조기 케이스(10)의 공기유입구(11)측에 설치되는 증발기(20) 및 이 증발기(20) 아래쪽의 히터코어 수용부(31)에 눕혀지는 히터 코어(30)와, 상기 증발기(20)와 히터 코어(30)의 사이에 설치되어 히터 코어(30)의 전방을 선택적으로 개폐하는 온도조절 도어(40)를 포함하여 구성된다.

공조기 케이스(10)는 도 1에서 보이는 바와 같이, 대칭형상의 좌우 케이스(10a)(10b)(도 1에 도시됨)가 조립되어 구성되며, 도 2에서 보이는 바와 같이, 일측에는 공기유입구(11)가 구비되고 타측 상부에는 디프로스트벤트(12)와 페이스벤트(13)가 형성됨과 아울러, 안쪽에는 상부가 개구되는 한편 하단부에 플로어벤트(14)가 구비되는 플로어덕트(15)가 갖추어진다.

각각의 벤트(12)(13)(14)는 각각의 도어(12a)(13a)(14a)에 의해 개폐되도록 구성된다.

공조기 케이스(10)의 좌우 양측에는 상하부가 에어믹스 챔버(50)와 히터 코어 수용부(31)에 각각 연통되는 사이드 덕트(60)가 커버(10c,10d)에 의하여 각각 형성된다.

이와 같이 구성된 종래 기술에 따른 공조장치의 작용상태는 다음과 같다.

난방시 플로어모드가 선택되면, 온도조절 도어(40)에 의해 히터 코어(30)의 상류측이 개방되고, 벤트들 중 플로어벤트(14)만 개방된다. 히터 코어(30)를 통과한 공기는 좌우 사이드덕트(60)를 경유하여 에어믹스 챔버(50)를 거친 후, 플로어벤트(14)로 공급된다.

이와 같이 구성된 종래 기술에 따른 공조장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

플로어모드시 히터 코어(30)를 통과한 공기가 플로어덕트(15)에 공급되기 위하여 좌우 사이트덕트(60), 에어믹스 챔버(50)를 경유하는 중에 공기의 손실이 발생될 수 있으므로 난방 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

그리고, 히터 코어(30)의 냉매 입출구관(32)이 저부를 향하기 때문에 냉매입출구관(32)의 길이가 짧은 장점은 있지만, 히터 코어(30)가 눕혀진 만큼 공조기 케이스(10)가 커지는 단점이 있다.

또한, 히터 코어(30)가 눕혀 있기 때문에 공기가 히터 코어(30)의 상측만을 통과하게 되어 열교환성능이 떨어지는 문제점도 있다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 플로어모드시 공기의 손실을 줄일 수 있도록 한 자동차용 공조장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 히터 코어의 배치구조를 개선하여 공조기 케이스의 크기를 줄이려는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 공기와 히터 코어 내부의 냉매와의 열교환효율을 높이려는데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 공조장치의 분해 사시도.

도 2는 종래 기술에 따른 공조장치의 측면도.

도 3은 본 발명에 따른 공조장치의 분해 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 공조장치의 측면도.

도 5 내지 도 10은 본 발명에 따른 공조장치의 모드별 작동상태도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 공조기 케이스, 14 : 플로어벤트

14a : 플로어벤트 도어, 15 : 플로어덕트

16 : 맥스플로어벤트, 16a : 맥스플로어벤트 도어

20 : 증발기, 30 : 히터 코어

40 : 온도조절 도어, 50 : 에어믹스챔버

60 : 사이드덕트,

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차용 공조장치는, 공기유입구 및 차내와 통하는 복수의 벤트가 구비됨과 아울러, 후방측에는 상부가 상기 벤트 입구측의 에어믹스챔버를 향해 개구되며 하부에 플로어벤트가 구비되고 배플에 의해 히터코어 수용부와 구획된 플로어덕트가 갖추어진 공조기 케이스와; 상기 공조기 케이스의 공기유입구측에 설치되는 증발기와; 상기 증발기 후방의 히터코어 수용부에 배치되는 히터 코어와; 상기 공조기 케이스의 좌우 양측에 각각 형성되며 상하부가 상기 에어믹스챔버 및 히터코어 수용부와 각각 연통되는 사이드덕트와; 상기 증발기와 히터 코어의 사이에 설치되어 상기 히터 코어의 전방을 선택적으로 개폐하는 온도조절 도어를 포함하여 이루어지며, 상기 배플에 상기 히터코어 수용부와 플로어덕트를 연통시킴으로써 상기 히터 코어를 통과한 공기가 상기 사이드덕트를 통과하지 않고 직접 플로어덕트에 유입되도록 안내하는 맥스플로어벤트 및 이 벤트를 개폐하는 맥스플로어벤트 도어가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 히터 코어는 후방측으로 경사지면서 그 냉각수 입출구관이 저부를 향하도록 배치되는 것이 바람직하다.

이와 같은 특징을 갖는 자동차용 공조장치에 따르면, 맥스플로어모드시 히터 코어를 통과한 공기는 사이드덕트를 따라 에어믹스챔버를 경유한 후 플로어덕트에 공급되지 않고, 맥스플로어벤트를 통하여 바로 플로어덕트에 공급되어 공기의 손실이 적다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 공조장치의 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 공조장치의 측면도이다.

도 3에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 공조장치는, 공조기 케이스(10), 공조기 케이스(10)의 공기유입구(11)측에서부터 차례로 설치되는 증발기(20) 및 히터 코어(30)와, 증발기(20)와 히터 코어(30)의 사이에 설치되어 히터 코어(30)의 전방을 선택적으로 개폐하는 온도조절 도어(40)를 포함하여 이루어진다.

이하 각 구성요소를 구체적으로 설명한다.

도 4에서 보이는 바와 같이, 공조기 케이스(10)는 대칭구조의 좌우 케이스(10a,10b)가 결합되어 이루어진다. 상기 공조기 케이스(10)의 전방에는 공기유입구(11)가 구비되는 한편, 타측 상부에는 디프로스트벤트(12)와 페이스벤트(13)가 나란히 배열되고, 후방에는 하단에 플로어벤트(14)가 구비된 플로어덕트(15)가 형성된다.

히터 코어(30)는 증발기(20)와 플로어덕트(15) 사이에 배플(33)에 의해 구획된 히터코어 수용부(31)에 냉매입출관(32)이 하부를 향하도록 후방으로 경사지게 증발기(20)보다 약간 아래쪽에 설치된다. 히터 코어(30)의 좌우 양측에는 상하부가 히터 코어(30) 상측의 에어믹스챔버(50) 및 히터 코어 수용부(31)와 각각 연통되는 사이드덕트(60)(도 3참조)가 커버(10c,10d)에 의하여 각각 형성된다.

도 3에서 보이는 바와 같이, 온도조절 도어(40)는 막음판(41)과, 이 막음판(41)의 좌우 양측에 형성되며 단부가 증발기(20)의 좌우측 좌우 케이스(10a,10b)부분에 회전 가능하게 결합되는 측판(42)으로 이루어지며, 히터 코어(30)의 전방과 에어믹스챔버(50)의 입구를 선택적으로 개폐한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 플로어덕트(15)의 상측에는 에어믹스 챔버(50)와 플로어덕트(15)를 연통시키는 개구부(15a)가 형성되고, 이 개구부(15a)는 플로어벤트도어(14a)에 의해 개폐된다. 히터코어 수용부(31)와 플로어덕트(15)를 구획하는 배플(33)에는 히터코어 수용부(31)와 플로어덕트(15)를 연통시키며 도어(16a)에 의해 개폐되는 맥스플로어벤트(16)가 형성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 공조장치의 작용 상태는 다음과 같다.

a. 벤트모드

도 5는 벤트 모드시 각 도어의 작동상태를 도시한 것으로, 벤트 모드는 공기가 페이스벤트(13)로만 공급되는 모드이다.

냉방시 벤트 모드가 선택되면, 온도조절 도어(40)에 의해 히터 코어(30)의 전방은 폐쇄되고, 페이스벤트 도어(13a)에 의해 페이스벤트(13)는 개방되는 한편, 디프로스트벤트(12)와 플로어벤트(14)는 각 도어(12a)(14a)에 의해 폐쇄된다.

따라서, 공기유입구(11)를 통해 유입된 공기는 증발기(20)를 통과한 후 온도조절 도어(40)의 안내를 받아 에어믹스챔버(50)를 경유한 후, 페이스벤트(13)로 공급된다.

b. 바이레벨 모드

도 6은 바이레벨 모드를 보인 공조 유니트의 구성도이다.

바이레벨 모드는, 유입된 공기중 대략 50%의 공기는 페이스벤트13)로, 나머지는 플로어벤트(14)로 공급되는 모드이다.

바이레벨 모드가 선택되면, 온도조절 도어(40)는 그 중앙부가 대략 히터 코어(30) 상부의 배플(33)끝과 대응하는 위치로 선회(중립위치)함으로써 에어믹스챔버(50)의 입구와 히터 코어(30)의 전방이 대략 절반씩 개방되며, 페이스벤트도어(13a)와 플로어벤트 도어(14a)에 의해 각 벤트(13)(14)가 완전 개방된다.

유입된 공기는 증발기(20)를 통과하고, 그 공기중 대략 50%는 히터 코어(30)를 통과하지 않고 에어믹스챔버(50)로 흐르며, 나머지 50%는 히터 코어(30)를 통과한 후 히터 코어(30) 양측의 사이드 덕트(60)(도 3에 도시됨)를 통하여 에어믹스챔버(50)에 공급되어 증발기(20)를 통과한 공기와 혼합된 후, 페이스벤트(13)와 플로어벤트(14)에 대략 절반씩 공급된다.

c. 플로어 모드

도 7은 플로어모드시 공기의 흐름을 보인 공조 유니트의 구성도이다.

플로어 모드는 유입 공기중 20 ~ 30%는 디프로스트벤트(12)로, 그리고, 70 ~ 80%는 플로어벤트(14)로 공급되는 모드이다.

난방시 플로어 모드가 선택되면 온도조절 도어(40)에 의해 에어믹스챔버(50)가 차단되면서 히터 코어(30)는 그 전방이 자연적으로 개방되며, 각각의 도어(12a)(14a)에 의해 디프로스트벤트(12)는 대략 절반 정도만 개방되는 한편 플로어벤트(14)는 완전 개방된다.

공기는 증발기(20)를 거쳐 히터 코어(30)를 통과한 후, 히터 코어(30) 양측의 사이드덕트(60)(도 3에 도시됨)를 통하여 에어믹스챔버(50)에 유입되고, 각 벤트(12)(14)의 개도에 따라 에어믹스챔버(50)에 유입된 공기 중 대략 20% ~ 30%는 디프로스트벤트(12)로 공급되고, 나머지는 플로어벤트(14)로 공급된다.

d. 믹스모드

도 8은 믹스모드시 공기의 흐름을 보인 공조 유니트의 구성도이다.

믹스 모드는 유입되는 공기가 대략 절반씩 디프로스트 벤트(12)와 플로어벤트(14)로 공급되는 모드이다.

믹스 모드가 선택되면, 온도조절 도어(40)가 중립위치로 선회함으로써 에어믹스챔버(50)의 입구와 히터 코어(30)의 전방이 대략 절반씩 개방되고, 디프로스트벤트(12)와 플로어벤트(14)는 각각의 도어(12a)(14a)에 의해 대략 절반씩 개방된다.

증발기(20)를 통과한 공기의 일부는 에어믹스챔버(50)로 유동하고, 나머지는 히터 코어(30)를 통과한 후 사이드덕트(60)(도 3에 도시됨)를 통하여 에어믹스챔버(50)에 유입되어 증발기(20)를 통과한 공기와 혼합된 후, 디프로스트벤트(12)와 플로어벤트(14)로 공급된다.

e. 디프로스트모드

도 9는 디프로스트 모드시 공기의 흐름을 보인 공조 유니트의 구성도이다.

디프로스트 모드가 선택되면 디프로스트 벤트(12)만 개방되고, 나머지 벤트(13)(14)는 폐쇄된다.

난방시 디프로스트 모드가 선택되면, 온도조절 도어(40)에 의해 에어믹스챔버(50)의 입구측이 폐쇄되는 한편, 히터 코어(30)의 전방이 개방된다.

유입된 공기는 히터 코어(30)를 통과한 후, 사이드덕트(60)(도 3에 도시됨)를 통하여 에어믹스챔버(50)를 경유하여 디프로스트벤트(12)로 공급된다.

지금까지 설명한 a의 벤트모드에서 e의 디프로스트모드는 종래와 동일하며, 본 발명에 따른 공조장치에는 후술하는 맥스 플로어 모드가 추가되는 것이다.

f. 맥스 플로어 모드

도 10은 맥스 플로어 모드시 공기의 흐름을 보인 것으로, 맥스 플로어 모드는 유입되는 공기중 대략 0 ~ 10% 는 디프로스트벤트(12)로 공급되고, 나머지는 플로어벤트(14)에 공급되는 모드이다.

맥스 플로어 모드가 선택되면, 온도조절 도어(40)에 의해 에어믹스챔버(50) 의 입구측이 폐쇄되면서 히터 코어(30)의 전방이 개방되고, 디프로스트벤트 도어(12a)에 의해 디프로스트벤트(12)가 대략 10%정도 개방되며, 플로어벤트 도어(14a)에 의해 플로어덕트(15)의 상측 입구가 폐쇄되는 한편, 맥스 플로어 도어(16a)에 의해 벤트(16)가 개방되어 히터 코어(30)와 플로어덕트(15)가 서로 통한다.

유입된 공기는 히터 코어(30)를 통과하고, 이 공기는 정압차에 의해 디프로스트벤트(12)와 플로어벤트(14)로 배분된다. 대략 0 ~ 10% 공기는 사이드덕트(60)(도 3에 도시됨)를 통하여 에어믹스챔버(50)를 경유한 후 디프로스트벤트(12)에 공급되고, 나머지 90 ~ 100 %의 공기는 맥스플로어벤트(16)를 통하여 플로어벤트(14)에 공급된다.

따라서, 맥스 플로어모드시 히터 코어(30)를 통과한 공기가 사이드덕트(60)를 따라 에어믹스챔버(50)를 경유한 후 플로어벤트(14)에 공급되지 않고, 히터 코어(30)를 통과한 후 바로 플로어벤트(14)에 공급된다.

그리고, 히터 코어(30)가 증발기(20)의 후방에 경사지게 세워져 종래보다 공조기 케이스(10)의 폭이 좁아지고, 히터 코어(30)와 공기의 접촉면적이 넓어진다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 공조장치에 의하면, 맥스 플로어 모드에 의해 플로어모드에 공급되는 공기의 손실이 적고, 공기와 히터 코어의 접촉면적이 커져 공기의 효율성이 높아진다.

또한, 공기의 손실이 적기 때문에 차내를 높은 온도로 난방하는 경우 난방성능이 더 효율적이다.

그리고, 히터 코어의 배치에 따라 공조기 케이스의 크기가 작아져 차량의 탑재시 점유공간이 작아지므로 설치가 용이해지며, 제한된 차량의 공간을 효율적으로 사용할 수 있다.

Claims (2)

1. 공기유입구 및 차 실내와 통하는 복수의 벤트가 구비됨과 아울러, 후방쪽에는 상부가 상기 벤트 입구측의 에어믹스챔버를 향해 개구되면서 하부에 플로어벤트가 구비되고 배플에 의해 히터코어 수용부와 구획된 플로어덕트가 갖추어진 공조기 케이스와; 상기 공조기 케이스의 공기유입구측에 설치되는 증발기와; 상기 증발기 후방의 히터 코어 수용부에 배치되는 히터 코어와; 상기 공조기 케이스의 좌우 양측에 각각 형성되며 상하부가 상기 에어믹스챔버 및 히터코어 수용부와 각각 연통되는 사이드덕트와; 상기 증발기와 히터 코어의 사이에 설치되어 상기 에어믹스 챔버와 상기 히터 코어의 전방을 선택적으로 개폐하는 온도조절 도어를 포함하여 이루어진 공조장치에 있어서,

   상기 배플에 상기 히터 코어 수용부와 플로어덕트를 연통시킴으로써 상기 히터 코어를 통과한 공기가 상기 사이드덕트를 통과하지 않고 직접 플로어덕트에 유입되도록 안내하는 맥스플로어벤트 및 이 벤트를 개폐하는 맥스플로어벤트 도어가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 공조장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 히터 코어는 후방측으로 경사지면서 그 냉각수 입출구관이 저부를 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 공조장치.