KR20060030386A - 자동차용 공조장치 - Google Patents

자동차용 공조장치 Download PDF

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KR20060030386A
KR20060030386A KR1020040079227A KR20040079227A KR20060030386A KR 20060030386 A KR20060030386 A KR 20060030386A KR 1020040079227 A KR1020040079227 A KR 1020040079227A KR 20040079227 A KR20040079227 A KR 20040079227A KR 20060030386 A KR20060030386 A KR 20060030386A
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air
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vent
passage
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KR1020040079227A
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강성호
서용은
변상철
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한라공조주식회사
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Abstract

본 발명은 자동차용 공조장치에 관한 것으로서, 냉기 바이패스 덕트를 공조케이스의 양측면으로 분기하여 플로어 벤트(Floor Vent)측에 연결함으로써, 플로어 벤트를 통하여 토출되는 온도를 효과적으로 제어할 수 있음과 아울러, 공조장치의 높이를 줄일 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 자동차용 공조장치는, 출구에 각각의 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(112), 페이스 벤트(114) 및 플로어 벤트(116)가 설치된 공조케이스(100)와; 상기 공조케이스의 내부유로에 설치되는 증발기(E) 및 히터코어(H)와; 상기 공조케이스의 내부유로를 좌우로 구획하는 분리벽(130)과; 그리고, 상기 공조케이스(100)의 냉기통로(P1)와 온기통로(P2)의 개도를 조절하는 온도조절도어(120);를 포함하여 이루어지는 자동차용 공조장치에 있어서: 상기 공조케이스의 양측 외벽면쪽에, 증발기 하류의 냉기통로와 플로어 벤트를 연통시키는 냉기 바이패스 덕트(140)가 각각 더 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
공조, 공기조화, 바이패스, 냉기보상, 온도보상

Description

자동차용 공조장치 {AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}
도 1은, 종래 자동차용 공조장치의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 2는, 종래 자동차용 공조장치의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 자동차용 공조장치를 나타내는 단면도이다.
도 4는, 도 3에 도시된 자동차용 공조장치에 의한 공기유동 구조를 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 공조케이스,
112 : 디프로스트 벤트(Defrost Vent, 112),
114 : 페이스 벤트(Face Vent, 114),
116 : 플로어 벤트(Floor Vent, 116),
116f : 프런트 플로어 벤트(Front Floor Vent),
116r : 리어 플로어 벤트(Rear Floor Vent),
120 : 온도조절도어, 122 : 안내벽,
124 : 연통로, 126, 128 : 온기조절도어,
130 : 분리벽, 140 : 냉기 바이패스 덕트(Bypass Duct),
144 : 출구, 146 : 도어,
E : 증발기, H : 히터코어(Heater Core),
P1 : 냉기통로, P2 : 온기통로.
본 발명은 자동차용 공조장치에 관한 것으로서, 특히 냉기 바이패스 덕트(Bypass Duct)를 공조케이스의 양측면으로 분기하여 플로어 벤트(Floor Vent)측에 연결함으로써, 플로어 벤트를 통하여 토출되는 온도를 효과적으로 제어할 수 있음과 아울러, 공조장치의 높이를 줄일 수 있는 자동차용 공조장치에 관한 것이다.
도 1에는 자동차용 공조장치의 예로서, 증발기(E) 및 히터코어(H)가 단일의 공조케이스(10)의 내부에 내장되는 형태인 세미 센터 마운팅 타입(Semi-Center Mounting Type)의 자동차용 공조장치의 예가 도시되어 있다.
상기 자동차용 공조장치는, 출구에 각각 도어(12d, 14d, 16d)에 의하여 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(Defrost Vent, 12), 페이스 벤트(Face Vent, 14) 및 플로어 벤트(16)가 설치된 공조케이스(10)와; 상기 공조케이스(10)의 입구에 연결되어 내기 및/또는 외기를 송풍하는 송풍기(미도시)와; 상기 공조케이스(10)의 내부유로에 설치되는 증발기(E) 및 히터코어(H)와; 상기 공조케이스(10)의 냉기통로(P1)와 온기통로(P2)의 개도를 조절하는 제1온도조절도어(20)를 포함하여 이루어진다. 상기 플로어 벤트(16)는, 앞좌석쪽으로 공기를 토출시키기 위한 프런트 플로어 벤트(Front Floor Vent, 16f)와, 뒷좌석쪽으로 공기를 토출시키기 위한 리어 플로어 벤트(Rear Floor Vent, 16r)로 분기될 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 자동차용 공조장치에 의하면, 냉방사이클이 가동될 경우, 제1온도조절도어(20)는, 냉기통로(P1)를 개방함과 아울러 온기통로(P2)를 막도록 동작한다. 따라서, 송풍기에 의하여 송풍되는 공기는, 증발기(E)의 표면을 거치면서 증발기(E)의 내부를 유동하는 냉매와 열교환되어 냉기로 바뀐 뒤, 상기 냉기통로(P1)쪽으로 유동하여 개방된 벤트들을 통하여 자동차 실내로 토출됨으로써, 자동차 실내의 냉방이 수행된다.
또한, 난방사이클이 가동될 경우, 제1온도조절도어(20)는, 상기 냉기통로(P1)를 막음과 아울러 상기 온기통로(P2)를 개방하도록 동작하며, 증발기(E)를 통한 냉방사이클의 가동은 중지된다. 따라서, 송풍공기는, 온기통로(P2)를 통하여 히터코어(H)를 거치면서 히터코어(H)의 내부를 유동하는 냉각수와 열교환되어 온기로 바뀐 채 개방된 벤트들을 통하여 자동차 실내로 토출됨으로써, 자동차 실내의 난방이 수행된다.
그러나, 상기한 바와 같은 자동차용 공조장치에 있어서는, 플로어 벤트(16)가 개방되는 공기토출모드로 냉방사이클이 가동될 경우에, 히터코어(H)의 후방에 플로어 벤트(16)가 위치하고 있기 때문에, 히터코어(H)의 영향으로 플로어 벤트(16)를 통해 토출되는 공기의 온도가 상승됨으로써, 냉방성능이 저하되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 도 2에 도시된 바와 같은 자동차용 공조 장치가 제안된 바 있다. 도 2에 있어서, 도 1과 그 기능상 동일한 부재에 대하여는도 1과 동일한 참조부호로 표시하였다. 상기 공조장치에서는, 히터코어(H)의 하부에 증발기(E) 하류측과 플로어 벤트(16)를 연결하는 냉기바이패스통로(P3)가 더 설치된다. 또한, 상기 냉기바이패스통로(P3)의 입구의 제2온도조절도어(32)에 의하여 조절되며, 상기 제2온도조절도어(32)는 히터코어(H)쪽의 온기통로(P2)의 입구 개도를 조절하는 기능을 겸한다. 또한, 상기 냉기바이패스통로(P3)의 출구의 개도는 냉기조절도어(34)에 의하여 조절되고, 온기통로(P2)의 출구에 대한 개도를 조절하기 위하여, 제1온기조절도어(36)가 더 설치된다. 그리고, 상기 온기통로(P2)와 플로어 벤트(16)는 온기통로(P2)와 플로어 벤트(16)를 구획하는 안내벽(22)에 형성되는 연통로(24)를 통하여 서로 통하며, 상기 연통로(24)의 개도는 제2온기조절도어(38)에 의하여 조절된다.
따라서, 플로어 벤트(16)가 개방되는 공기토출모드로 냉방사이클이 가동될 경우에, 상기 냉기바이패스통로(P3)를 통하여 플로어 벤트(16)쪽으로 증발기(E)를 거친 냉기를 더 공급함으로써, 히터코어(H)의 영향으로 플로어 벤트(16)를 통해 토출되는 공기의 온도가 상승되는 것을 낮게 보상할 수 있다.
그러나, 상기한 자동차용 공조장치에 있어서는, 냉기바이패스통로(P3)가 히터코어(H)의 하부에 위치하고 있기 때문에, 냉기바이패스통로(P3)를 통하여 공급되는 냉기가 히터코어(H)로부터 전도되는 열에 의하여 가열되므로, 플로어 벤트(16)를 통해 토출되는 공기의 온도가 상승되는 것을 낮게 보상하는 효과가 저하된다. 더욱이, 상기 냉기바이패스통로(P3)에 의하여 공조장치의 높이가 커지게 된다. 이 때문에, 특히 구동계통 및 차축이 배치되는 터널(Tunnel)이 차체의 플로어 패널(Floor Panel)에 배치되어야 하는 후륜구동 자동차의 경우, 부품들의 레이아웃(Layout) 설계에 큰 지장을 초래한다.
한편, 일본 공개특허 평5-193343호에는, 공조케이스의 외측에서, 증발기의 상류측과 하류측을 연결하는 바이패스 덕트(Bypass Duct)를 가지는 자동차용 공조장치가 개시되어 있다.
상기 선행기술의 자동차용 공조장치에 따르면, 냉방사이클이 가동될 경우, 증발기의 하류측의 개도를 폐쇄한 상태에서, 송풍기에 의하여 송풍되는 공기를, 열교환시키지 않고 상기 바이패스 덕트를 통하여 자동차 실내로 토출시키고, 냉방사이클의 가동에 증발기가 충분히 냉각된 상태에서, 증발기 하류측을 개방함과 동시에 상기 바이패스 덕트를 폐쇄하여, 자동차 실내로 냉기를 공급하도록 되어 있다.
그러나, 상기한 자동차용 공조장치에 있어서는, 냉방사이클 가동 초기에 열교환되지 않은 공기가 자동차 실내로 토출됨으로써, 초기 냉방성능이 현저하게 저하되는 문제점이 있다. 또한, 플로어 벤트를 통하여 토출되는 공기의 온도를 조절할 수 없기 때문에, 히터코어의 영향으로 플로어 벤트를 통해 토출되는 공기의 온도가 상승되는 것을 낮게 보상할 수 없다.
본 발명은 상기한 종래 문제점을 고려하여 이루어진 것으로서, 냉기 바이패스 덕트를 공조케이스의 양측면으로 분기하여 플로어 벤트(Floor Vent)측에 연결함 으로써, 플로어 벤트를 통하여 토출되는 온도를 효과적으로 제어할 수 있음과 아울러, 공조장치의 높이를 줄일 수 있는 자동차용 공조장치의 제공을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 출구에 각각의 개도가 조절되는 디프로스트 벤트, 페이스 벤트 및 플로어 벤트가 설치된 공조케이스와; 상기 공조케이스의 내부유로에 설치되는 증발기 및 히터코어와; 상기 공조케이스의 내부유로를 좌우로 구획하는 분리벽과; 그리고, 상기 공조케이스의 냉기통로와 온기통로의 개도를 조절하는 온도조절도어;를 포함하여 이루어지는 자동차용 공조장치에 있어서: 상기 공조케이스의 양측 외벽면쪽에, 상기 증발기 하류의 냉기통로와 플로어 벤트를 연통시키는 냉기 바이패스 덕트가 각각 더 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 냉기 바이패스 덕트에는, 그 개도를 조절하는 도어가 더 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 플로어 벤트는, 앞좌석쪽으로 공기를 토출시키기 위한 프런트 플로어 벤트와, 뒷좌석쪽으로 공기를 토출시키도록 히터코어 후방에 위치하는 리어 플로어 벤트로 분기되고, 상기 냉기 바이패스 덕트의 출구는 상기 리어 플로어 벤트쪽에 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 온기통로의 출구에, 그 개도를 조절하는 제1온기조절도어가 더 설치되고, 상기 안내벽에는 온기통로와 플로어 벤트를 연통시킴과 아울러 제2온기 조절도어에 의하여 그 개도가 조절되는 연통로가 형성될 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 공조장치는, 공조케이스(100)와, 상기 공조케이스(100)의 내부유로에 내장되는 증발기(E) 및 히터코어(H)와, 그리고 상기 공조케이스(100)의 냉기통로(P1)와 온기통로(P2)의 개도를 조절하는 온도조절도어(120)를 포함하여 이루어진다.
상기 공조케이스(100)의 출구쪽에는, 자동차 실내의 차창쪽으로 공기를 토출하기 위한 디프로스트 벤트(112)와, 자동차 실내의 상반부로 공기를 토출하기 위한 페이스 벤트(114)와, 그리고 자동차 실내의 바닥쪽으로 공기를 토출하기 위한 플로어 벤트(116)가 차례로 설치되어 있다. 이들은 각각의 도어(112d, 114d, 116d)에 의해 그 개도가 조절된다.
상기 플로어 벤트(116)는, 앞좌석쪽으로 공기를 토출시키기 위한 프런트 플로어 벤트(116f)와, 뒷좌석쪽으로 공기를 토출시키도록 히터코어(H)의 후방쪽에 위치하는 리어 플로어 벤트(116r)로 분기될 수 있으며, 상기 프런트 플로어 벤트(116f)는 공조케이스(100)의 양쪽으로 분기되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 공조케이스(100)의 입구쪽에는 미도시된 송풍기가 설치되어, 공 조케이스(100)의 내부로 공기를 송풍하게 된다.
따라서, 공조케이스(100)의 내부로 송풍되는 공기는 증발기(E)를 거치게 되고, 상기 증발기(E)를 거친 공기는, 상기 온도조절도어(120)에 의한 냉기통로(P1) 및 온기통로(P2)의 개도에 따라, 냉기통로(P1)를 통해 개방된 벤트로 유동(냉기)하거나, 온기통로(P2)를 통해 히터코어(H)를 거쳐 개방된 벤트로 유동(온기)하거나, 또는 냉기통로(P1) 및 온기통로(P2)를 통해 유동하여 서로 혼합(냉기+온기)된 다음 개방된 벤트쪽으로 유동하게 된다.
한편, 상기 온기통로(P2)와 플로어 벤트(116)를 구획하도록 공조케이스(100)의 내부에 안내벽(122)이 설치된다. 따라서, 온기통로(P2)를 통하여 히터코어(H)를 거치는 공기는 상기 안내벽(122)의 앞면을 따라 개방된 벤트쪽으로 유동하게 된다. 또한, 상기 공조케이스(100)의 내부유로는, 도 4에 도시된 바와 같이, 자동차 실내의 공기온도를 전후좌우로 제어할 수 있도록, 폭방향에 대하여 분리벽(130)에 의해 좌우측으로 구획될 수 있다.
또한, 냉기통로(P1)를 통한 공기와 온기통로(P2)를 통하여 히터코어(H)를 거친 공기가 서로 혼합되는 공간, 즉 각 벤트쪽의 믹싱챔버(Mixing Chamber, MC)쪽에 대한 온기통로(P2)의 출구 개도를 조절하기 위하여, 제1온기조절도어(126)가 더 설치될 수 있다. 그리고, 상기 온기통로(P2)와 플로어 벤트(116)를 연통시키는 연통로(124)가 안내벽(122)에 형성될 수 있으며, 상기 연통로(124)의 개도는 제2온기조절도어(128)에 의하여 조절될 수 있다.
본 발명에 따르면, 플로어 벤트(116)를 통하여 자동차 실내로 공기가 토출되 는 공기토출모드로 냉방사이클이 가동될 경우, 플로어 벤트(116)(구체적으로는 리어 플로어 벤트(116r))가 히터코어(H)의 후방쪽에 가깝게 배치되어 있기 때문에, 플로어 벤트(116)로 유동하는 공기가 상기 히터코어(H)에 의하여 가열되어 온도가 상승되는 것을 낮게 보상하기 위하여, 증발기(E)를 거친 냉기를 바이패스하여 플로어 벤트(116) 쪽으로 공급할 수 있도록 되어 있다.
이를 위하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 공조케이스(100)의 양측 외벽면쪽에, 증발기(E) 하류의 냉기통로(P1)와 플로어 벤트(116)를 연통시키는 냉기 바이패스 덕트(140)가 각각 더 설치된다. 즉, 냉기 바이패스 덕트(140)의 입구(142)는 증발기(E)와 온도조절도어(120)의 사이의 냉기통로(P1)에 연결되며, 냉기 바이패스 덕트(140)의 출구(144)는 플로어 벤트(116)(구체적으로는 리어 플로어 벤트(116r))쪽에 연결된다.
예컨대, 온도조절도어(120)가 온기통로(P2)를 폐쇄하도록 동작하고, 제1온기조절도어(126)는 온기통로(P2)를 폐쇄하도록 동작하며, 제2온기조절도어(128)는 연통로(124)를 폐쇄하도록 동작하고, 플로어 벤트 도어(116d)는 플로어 벤트(116)를 개방하도록 동작하는 냉방사이클이 가동될 경우, 증발기(E)를 거친 냉기의 일부는 냉기통로(P1)를 통하여 믹싱챔버(MC)를 거쳐 플로어 벤트(116)로 공급되고, 증발기(E)를 거친 냉기의 나머지는 냉기 바이패스 덕트(140)들을 통하여 플로어 벤트(116)로 공급되므로, 상기 공기들이 서로 혼합되면서 자동차 실내로 토출된다. 따라서, 상기 냉기 바이패스 덕트(140)들을 통하여 플로어 벤트(116)로 공급되는 냉기에 의하여, 플로어 벤트(116)를 통해 토출되는 공기의 온도가 낮게 보상되므로, 히터코어(H)에 의해 플로어 벤트(116)를 통해 토출되는 공기의 온도가 상승되는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 상기 냉기 바이패스 덕트(140)에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 그 개도를 조절하는 도어(146)가 더 설치되는 것이 바람직하다. 따라서, 난방사이클이 가동중일 경우나, 플로어 벤트(116)를 통하여 공기를 토출시키지 않는 공기토출모드가 가동될 경우에, 상기 도어(146)에 의해 냉기 바이패스 덕트(140)를 폐쇄하도록 제어할 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 자동차용 공조장치에 의하면, 냉기 바이패스 덕트(140)를 통하여 증발기(E)를 거친 냉기를 플로어 벤트(116)에 더 공급함으로써, 플로어 벤트(116)를 유동하면서 히터코어(H)에 의하여 온도가 상승되는 공기의 온도를 낮게 보상할 수 있음과 아울러, 풍량도 증대시킬 수 있으므로, 냉방성능 및 쾌적성을 높일 수 있다.
또한, 뒷좌석용의 리어 플로어 벤트(116r)가 앞좌석용의 프런트 플로어 벤트(116f)보다 히터코어(H)에 가깝게 배치되어 있을 경우에, 상기 리어 플로어 벤트(116r)에 연결된 냉기 바이패스 덕트(140)를 통하여 리어 플로어 벤트(116r)에 냉기를 더 공급할 수 있도록 함으로써, 자동차 실내의 전후좌우의 온도제어를 더욱 효과적으로 수행할 수 있다.
또한, 공조케이스(100)의 양쪽 측면을 통하여 냉기를 바이패스시키는 구조를 채용함으로써, 공조장치의 높이를 줄일 수 있으므로, 후륜구동 자동차에 용이하게 적용할 수 있다.

Claims (4)

  1. 출구에 각각의 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(Defrost Vent, 112), 페이스 벤트(Face Vent, 114) 및 플로어 벤트(Floor Vent, 116)가 설치된 공조케이스(100)와; 상기 공조케이스의 내부유로에 설치되는 증발기(E) 및 히터코어(Heater Core, H)와; 상기 공조케이스의 내부를 좌우로 구획하는 분리벽(130)과; 그리고, 상기 공조케이스의 냉기통로(P1)와 온기통로(P2)의 개도를 조절하는 온도조절도어(120);를 포함하여 이루어지는 자동차용 공조장치에 있어서:
    상기 공조케이스의 양측 외벽면쪽에, 증발기의 하류의 냉기통로(P1)와 플로어 벤트를 연통시키는 냉기 바이패스 덕트(Bypass Duct, 140)가 각각 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 공조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉기 바이패스 덕트(140)에는, 그 개도를 조절하는 도어(146)가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 공조장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 플로어 벤트(116)는, 앞좌석쪽으로 공기를 토출시키기 위한 프런트 플로어 벤트(Front Floor Vent, 116f)와, 뒷좌석쪽으로 공기를 토출시키도록 히터코어(H)의 후방쪽에 위치하는 리어 플로어 벤트(Rear Floor Vent, 116r)로 분기되고, 상기 냉기 바이패스 덕트(140)의 출구(144)는 상기 리어 플로어 벤트(116r)쪽에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 공조장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 온기통로(P2)의 출구에, 그 개도를 조절하는 제1온기조절도어(126)가 더 설치되고, 상기 안내벽(130)에는 온기통로와 플로어 벤트(116)를 연통시킴과 아울러 제2온기조절도어(128)에 의하여 그 개도가 조절되는 연통로(124)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 공조장치.
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