KR20060132184A - 차량용 공조장치 - Google Patents

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KR20060132184A
KR20060132184A KR1020050052384A KR20050052384A KR20060132184A KR 20060132184 A KR20060132184 A KR 20060132184A KR 1020050052384 A KR1020050052384 A KR 1020050052384A KR 20050052384 A KR20050052384 A KR 20050052384A KR 20060132184 A KR20060132184 A KR 20060132184A
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Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 냉방모드의 가동시 뒷좌석용 콘솔 벤트와 증발기 하류의 냉기통로의 개도를 조절하는 콘솔 모드 도어를 채용함으로써, 냉방모드시 히터코어에 의한 가열을 방지하고, 온도조절을 위한 도어 등의 구성요소를 줄이며, 공조케이스의 크기를 줄이는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 차량용 공조장치는, 각각의 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(120), 페이스 벤트(122), 앞좌석용 플로어 벤트(124) 및 뒷좌석용 콘솔 벤트(Console Vent, 130)를 구비하는 공조케이스(100)와; 상기 공조케이스의 내부유로에 설치되는 증발기(E) 및 히터코어(H)와; 냉기와 온기의 혼합되는 양을 조절하는 앞좌석용 온도조절도어(150);를 구비한다. 상기 앞좌석용 온도조절도어는, 공조케이스의 냉기통로(P1)와 온기통로(P2)의 출구의 개도를 조절하도록 증발기(E) 및 히터코어(H)의 하류에 설치된다. 또한, 상기 콘솔 벤트는, 증발기 하류의 냉기통로 및 히터코어 하류의 온기통로와 통하도록 설치된다. 또한, 상기 콘솔 벤트의 개도를 조절하는 콘솔 모드 도어(130d)는, 콘솔 벤트, 증발기 하류의 냉기통로 및 히터코어 하류의 온기통로의 개도를 조절하도록 설치된다.
차량, 자동차, 공조, 공기조화, 콘솔, 벤트, 워터밸브

Description

차량용 공조장치 {AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}
도 1은, 종래 차량용 공조장치의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 2는, 종래 차량용 공조장치의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 나타내는 단면도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 일부 단면도이다.
도 5a는, 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 구성하는 콘솔 모드 도어(Console Mode Door)의 예를 나타내는 사시도이다.
도 5b는, 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 구성하는 공조케이스가 좌우분리벽에 의하여 좌우로 구획된 경우에, 공조케이스의 좌우로 구획된 유로의 개도를 2개의 콘솔 모드 도어가 독립적으로 조절하도록 설치되는 예를 나타내는 분해 사시도이다.
도 6 내지 도 8은, 각각 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 작용상태를 나타내는 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 공조케이스, 114 : 좌우분리벽,
120 : 디프로스트 벤트(Defrost Vent),
120d, 122d, 124d, 130d : 모드 도어(Mode Door),
122 : 페이스 벤트(Face Vent),
124 : 앞좌석용 플로어 벤트(Floor Vent),
130 : 뒷좌석용 콘솔 벤트(Console Vent),
132 : 곡면 플레이트, 134 : 지지 플레이트,
150 : 앞좌석용 온도조절도어, 160 : 냉각수라인,
162 : 워터 밸브(Water Valve), 170 : 엔진,
E : 증발기, H : 히터코어(Heater Core),
P1 : 냉기통로, P2 : 온기통로.
본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 특히 뒷좌석용 콘솔 벤트(Console Vent), 증발기 하류의 냉기통로 및 히터코어(Heater Core) 하류의 온기통로의 개도를 조절하는 콘솔 모드 도어(Console Mode Door)를 채용함으로써, 냉방모드시 히터코어에 의한 가열을 방지할 수 있는 차량용 공조장치에 관한 것이다.
차량용 공조장치는, 차량의 실내를 냉방하기 위한 냉방시스템과, 차량의 실내를 난방하기 위한 난방시스템을 포함한다. 냉방시스템은, 압축기의 구동에 의하여 응축기, 리시버 드라이어(Receiver Dryer), 팽창밸브 및 증발기를 거쳐 다시 압축기로 순환하는 냉매와, 송풍기에 의해 증발기 표면을 거치는 송풍공기와의 열교 환에 의해 상기 송풍공기가 냉기로 바뀌어 차량 실내로 토출됨으로써, 차량의 실내를 냉방하도록 구성된다. 또한, 난방시스템은, 냉각수를 히터코어로 유입하여 송풍공기와 열교환시킴으로써, 차량 실내를 난방하도록 구성된다.
이러한 차량용 공조장치는, 크게 3가지로 나눌 수 있다.
그 한 가지로, 송풍기 유니트(Unit), 증발기 유니트 및 히터 유니트가 각각 별도의 유니트으로 구성되어 결합된 쓰리 피스 타입(Three Piece Type)의 공조장치를 들 수 있는데, 이 공조장치의 경우에는, 그 크기가 커지게 되어, 차량 실내 공간의 활용도가 떨어짐은 물론, 생산성 저하 등 각종 문제점을 안고 있다.
따라서, 차량 실내 공간의 효율성 증대를 위하여 차량 공조장치의 콤팩트(Compact)화 및 소형화가 요구되고 있는데, 이러한 요구에 부응하여 최근에는 증발기 유니트와 히터 유니트가 일체화된 세미 센터 타입(Semi-Center Type)의 공조장치 또는, 송풍기 유니트, 증발기 유니트 및 히터 유니트가 일체화된 센터 마운팅 타입의 공조장치의 적용이 증가되고 있다.
도 1에는, 종래 세미 센터 타입의 차량용 공조장치의 예가 도시되어 있는데, 여기서 송풍기 유니트의 도시는 생략하였다.
상기 차량용 공조장치는, 출구에 각각 모드 도어(12d, 14d, 16d)에 의하여 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(Defrost Vent, 12), 페이스 벤트(Face Vent, 14) 및 플로어 벤트(Floor Vent, 16)가 설치된 공조케이스(10)와; 상기 공조케이스(10)의 입구에 연결되어 내기 또는 외기를 송풍하는 송풍기(미도시)와; 상기 공조케이스(10)의 내부유로에 설치되는 증발기(E) 및 히터코어(H)와; 그리고, 상기 공조케 이스(10)의 냉기통로(P1) 및 온기통로(P2)의 개도를 조절하는 온도조절도어(20)를 포함하여 이루어진다. 상기 플로어 벤트(16)는, 앞좌석쪽으로 공기를 토출시키기 위한 프런트 벤트(Front Vent, 16f)와, 뒷좌석쪽으로 공기를 토출시키기 위한 리어 벤트(Rear Vent, 16r)로 분기될 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 도 1의 차량용 공조장치에 의하면, 냉방사이클이 가동될 경우, 온도조절도어(20)는, 도 1에 점선으로 도시된 위치로 이동하여 냉기통로(P1)를 개방함과 아울러 온기통로(P2)를 막는다. 따라서, 송풍기에 의하여 송풍되는 공기는, 증발기(E)의 표면을 거치면서 증발기(E)의 내부를 유동하는 냉매와 열교환되어 냉기로 바뀐 뒤, 도 1에 점선 화살표로 나타나는 것처럼 냉기통로(P1)쪽으로 유동하여, 소정의 공기토출모드에 따라 개방되는 벤트를 통해 차량 실내로 토출됨으로써, 차량 실내의 냉방이 수행된다.
또한, 난방사이클이 가동될 경우, 온도조절도어(20)는, 도 1에 실선으로 도시된 위치로 이동하여 냉기통로(P1)를 막음과 아울러 온기통로(P2)를 개방한다. 이 경우에, 증발기(E)를 통한 냉방사이클의 가동은 중지된다. 따라서, 송풍공기는, 도 1에 실선 화살표로 나타나는 것처럼 온기통로(P2)를 통하여 히터코어(H)를 거치면서 히터코어(H)의 내부를 유동하는 냉각수와 열교환되어 온기로 바뀐 채, 소정의 공기토출모드에 따라 개방되는 벤트를 통하여 자동차 실내로 토출됨으로써, 자동차 실내의 난방이 수행된다.
그런데, 도 1에 도시된 바와 같은 차량용 공조장치에 있어서는, 플로어 벤트(16)가 개방되는 공기토출모드로 냉방사이클이 가동될 경우에, 히터코어(H)의 내부 로 뜨거운 냉각수가 흐르고 있고, 히터코어(H)의 후방에 플로어 벤트(16)가 위치하고 있기 때문에, 히터코어(H)의 영향으로 플로어 벤트(16)를 통해 토출되는 공기의 온도가 가열되어 상승함으로써, 냉방성능이 저하되는 문제점이 있다. 더욱이, 온도조절도어(20)가 증발기(E)와 히터코어(H)의 사이에서 선회하고, 증발기(E) 및 히터코어(H)가 대략 수직으로 배치되어 있기 때문에, 공조케이스(10)의 전후 및 상하의 크기가 커지게 된다.
또한, 도 1의 공조장치에 있어서는, 공조케이스(10)의 내부유로를 좌우로 구획하는 좌우분리벽(미도시)이 설치되고, 그 좌우공간에 도어들이 각각 개도조절이 가능하도록 설치될 경우, 차량 실내의 좌우 냉/난방을 독립적으로 제어할 수 있으나, 프런트 벤트(16f) 및 리어 벤트(16r)가 서로 통하고 있기 때문에, 차량 실내의 전후 냉/난방을 독립적으로 제어할 수 없는 문제점이 있다.
한편, 도 1의 차량용 공조장치에서 나타나는 문제점을 해결하기 위한 차량용 공조장치로서, 도 2에 도시된 차량용 공조장치를 들 수 있다. 도 2에 있어서, 그 기능상 도 1과 동일한 부재에 대해서는 도 1과 동일한 참조부호로 표시하였다.
도 2의 차량용 공조장치에서는, 히터코어(H)의 하부에, 증발기(E) 하류의 냉기통로(P1)와 뒷좌석용 콘솔 벤트(16r)를 연통시키는 냉기 바이패스통로(P3)가 더 설치된다. 상기 콘솔 벤트(16r)와 앞좌석용 플로어 벤트(16f)는 서로 격리되어 있다.
상기 냉기 바이패스통로(P3)의 입구의 개도는 제2온도조절도어(32)에 의하여 조절되며, 상기 제2온도조절도어(32)는 히터코어(H)쪽의 온기통로(P2)의 개도를 조 절하는 기능을 겸한다. 또한, 상기 냉기 바이패스통로(P3)의 출구의 개도는 냉기조절도어(34)에 의하여 조절되고, 온기통로(P2)의 출구의 개도는 제1온기조절도어(26)에 의하여 조절된다.
또한, 히터코어(H) 하류의 온기통로(P2)와 콘솔 벤트(16r)를 구획하는 구획벽(22)에는, 온기통로(P2)와 콘솔 벤트(16r)를 연통시키는 연통로(24)가 형성되어 있으며, 상기 연통로(24)의 개도는 제2온기조절도어(28)에 의하여 조절된다. 상기한 바와 같은 차량용 공조장치의 예는, 일본 공개특허 제2003-159929호 및 일본 공개특허 평11-91337호에 개시되어 있다.
도 2의 차량용 공조장치에 따르면, 뒷좌석용 콘솔 벤트(16r)가 개방되는 공기토출모드로 냉방사이클이 가동될 경우에, 상기 냉기 바이패스통로(P3)를 통하여 콘솔 벤트(16r)쪽으로 증발기(E)를 거친 냉기를 더 공급함으로써, 히터코어(H)의 영향으로 콘솔 벤트(16r)를 통해 토출되는 공기의 온도가 상승되는 것을 낮게 보상할 수 있다.
또한, 공조케이스(10)의 내부유로를 좌우로 구획하는 좌우분리벽(미도시)이 설치되고, 그 좌우공간에 도어들이 각각 개도조절이 가능하도록 설치될 경우, 차량 실내의 좌우 냉/난방을 독립적으로 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 차량 실내의 전후 냉/난방도 독립적으로 제어가능하다.
그런데, 도 2의 차량용 공조장치에 있어서는, 냉기 바이패스통로(P3)가 히터코어(H)의 하부에 바로 접하고 있음에 따라, 냉기 바이패스통로(P3)를 통하여 공급되는 냉기가 히터코어(H)의 하단으로부터 전도되는 열에 의하여 가열되므로, 콘솔 벤트(16r)를 통해 토출되는 공기의 온도를 낮게 보상하는 효과가 저하된다.
더욱이, 상기 냉기 바이패스통로(P3) 쪽으로 히터코어(H)의 하단부가 요입된 형태로 냉기 바이패스통로(P3)의 일부를 히터코어(H)가 막고 있기 때문에, 냉기가 히터코어(H)에 의해 가열되는 현상이 더욱 심해지고, 냉기 바이패스통로(P3)를 통하여 유동하는 공기의 풍량도 작아지므로, 콘솔 벤트(16r)를 통하여 토출되는 공기의 온도를 효과적으로 제어할 수 없다.
또한, 도 1의 차량용 공조장치에서와 마찬가지로, 도어(20, 32)가 증발기(E)와 히터코어(H)의 사이에서 선회하고, 증발기(E) 및 히터코어(H)가 대략 수직으로 배치되어 있기 때문에, 공조케이스(10)의 전후 및 상하의 크기가 커지게 된다. 더욱이, 온도를 조절하기 위하여 모두 5개의 도어(20, 26, 28, 32, 34)가 요구되고, 이에 따라 상기 도어들을 구동하기 위한 액츄에이터(Actuator) 등의 구동기구도 더 요구되므로, 부품수가 늘어나는 문제점도 있다.
본 발명은 상기한 종래 문제점을 고려하여 이루어진 것으로서, 냉방모드의 가동시 뒷좌석용 콘솔 벤트와 증발기 하류의 냉기통로의 개도를 조절하는 콘솔 모드 도어를 채용함으로써, 냉방모드시 히터코어에 의한 가열을 방지할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 온도조절을 위한 도어 등의 구성요소를 줄이는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 증발기 및 히터코어가 내장되는 공조케이스의 크기를 줄이는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 공조장치는, 각각의 개도가 조절되는 디프로스트 벤트, 페이스 벤트, 앞좌석용 플로어 벤트 및 뒷좌석용 콘솔 벤트를 구비하는 공조케이스와; 상기 공조케이스의 내부유로에 설치되는 증발기 및 히터코어와; 냉기와 온기의 혼합되는 양을 조절하는 앞좌석용 온도조절도어;를 포함하여 이루어지는 차량용 공조장치에 있어서: 상기 앞좌석용 온도조절도어는, 상기 공조케이스의 냉기통로와 온기통로의 출구의 개도를 조절하도록 증발기 및 히터코어의 하류에 설치되고; 상기 뒷좌석용 콘솔 벤트는, 증발기 하류의 냉기통로 및 히터코어 하류의 온기통로와 통하도록 설치되고, 상기 뒷좌석용 콘솔 벤트의 개도를 조절하는 콘솔 모드 도어는, 뒷좌석용 콘솔 벤트, 증발기 하류의 냉기통로 및 히터코어 하류의 온기통로의 개도를 조절하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 콘솔 모드 도어는, 선회각도에 따라 유로의 개도를 조절하는 곡면 플레이트와, 상기 곡면 플레이트의 양단으로부터 굴곡되어 공조케이스의 측벽에 회전가능하게 지지되는 양쪽 지지 플레이트를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 히터코어에 엔진으로부터 냉각수를 공급하고, 히터코어로부터 엔진으로 냉각수를 복귀시키는 냉각수 라인에는, 히터코어로의 냉각수 공급을 단속하 는 워터 밸브(Water Valve)가 개재되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 증발기 및 히터코어는, 대략 수평구조나 후방으로 하향경사진 구조로 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 공조케이스의 내부유로는 좌우분리벽에 의하여 좌우로 구획되고, 상기 벤트들의 개도를 조절하는 모드 도어들은 공조케이스의 좌우로 구획된 공간의 유로를 각각 독립적으로 개도조절하도록 설치되는 것이 바람직하다.
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 3에는, 본 발명에 따른 차량용 공조장치가 도시되어 있다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치는, 공조케이스(100)와, 상기 공조케이스(100)의 내부유로에 차례로 설치되는 증발기(E) 및 히터코어(H)를 구비한다.
상기 공조케이스(100)는, 좌/우측 케이스(100a, 100b)와, 상기 좌/우측 케이스(100a, 100b)의 하부에 결합되는 하부 케이스(100c)를 구비하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 공조케이스(100)의 입구에는 미도시된 송풍기가 설치되고, 상기 공조케이스(100)의 출구쪽에는, 차량 실내에 대한 공기토출풍량을 조절하기 위한 다수의 벤트(120, 122, 124, 130)가 설치된다. 즉, 상기 공조케이스(100)는, 차량 실내의 차창쪽으로 공기를 토출하기 위한 디프로스트 벤트(120)와, 차량 실내의 상반부로 공기를 토출하기 위한 페이스 벤트(122)와, 차량 실내의 앞좌석 바닥쪽으로 공기를 토출하기 위한 앞좌석용 플로어 벤트(124)와, 차량 실내의 뒷좌석쪽으로 공기를 토출하기 위한 뒷좌석용 콘솔 벤트(130)를 구비한다.
상기 앞좌석용 플로어 벤트(124)와 뒷좌석용 콘솔 벤트(130)는 서로 격리되도록 설치되며, 이 경우, 차량 전후의 냉/난방을 독립적으로 제어할 수 있다.
또한, 상기 벤트들(120, 122, 124, 130)은, 각각의 모드 도어(120d, 122d, 124d, 130d)에 의해 그 개도가 조절될 수 있는데, 상기 모드 도어들(120d, 122d, 124d, 130d)은 연동하여 동작하도록 설치될 수 있을 뿐만 아니라, 각각 동작하도록 설치될 수 있다.
한편, 상기 공조케이스(100)의 내부에는, 냉기와 온기의 혼합되는 양을 조절하는 앞좌석용 온도조절도어(150)가 설치된다. 상기 앞좌석용 온도조절도어(150)는, 상기 공조케이스(100)의 냉기통로(P1)와 온기통로(P2)의 출구의 개도를 조절하도록, 증발기(E) 및 히터코어(H)의 하류에 설치된다. 즉, 상기 앞좌석용 온도조절도어(150)는, 공조케이스(100)의 출구측 공간인 믹싱 챔버(Mixing Chamber, MC)에 대하여, 상기 냉기통로(P1) 및 상기 온기통로(P2)의 출구의 개도를 조절하게 되는데, 그 선회각도에 따라 믹싱 챔버(MC)에 대하여 상기 냉기통로(P1)를 개방함과 동시에 온기통로(P2)의 출구를 폐쇄하도록 동작하거나, 상기 냉기통로(P1)를 폐쇄함과 동시에 온기통로(P2)의 출구를 개방하도록 동작할 수 있다. 또한, 상기 앞좌석용 온도조절도어(150)가 중립위치로 선회할 경우에는, 믹싱 챔버(MC)가 냉기통로 (P1) 및 온기통로(P2)와 모두 통하게 된다.
본 발명에 따르면, 상기 증발기(E)는, 공조케이스(100)의 입구쪽에 근접하여 대략 수평구조나 후방으로 하향경사진 상태로 설치될 수 있다. 또한, 상기 히터코어(H)는, 공조케이스(100)의 내부유로중 대략 중앙부에 대략 수평으로 설치되거나, 후방으로 하향경사지게 설치될 수 있다. 상기 히터코어(H)는 온기통로(P2)에 설치된다.
또한, 상기 뒷좌석용 콘솔 벤트(130)는, 증발기(E) 하류의 냉기통로(P1) 및 히터코어(H) 하류의 온기통로(P2)와 통하도록 설치된다.
또한, 상기 뒷좌석용 콘솔 벤트(130)의 개도를 조절하는 콘솔 모드 도어(130d)는, 뒷좌석용 콘솔 벤트(130), 증발기(E) 하류의 냉기통로(P1) 및 히터코어(H) 하류의 온기통로(P2)의 개도를 조절하도록 설치된다. 이를 위하여, 상기 콘솔 모드 도어(130d)는, 도 5a에 도시된 바와 같이, 선회각도에 따라 유로의 개도를 조절하는 곡면 플레이트(132)와, 상기 곡면 플레이트(132)의 양단으로부터 굴곡되어 공조케이스(100)의 측벽에 회전가능하게 지지되는 양쪽 지지 플레이트(134, 134)를 포함하여 이루어질 수 있다.
따라서, 상기 콘솔 모드 도어(130d)는, 도 3에 도시된 바와 같이 온기통로(P2)쪽을 막음으로써 냉기통로(P1)와 콘솔 벤트(130)가 서로 통하도록 할 수 있다. 또한, 상기 콘솔 모드 도어(130d)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 콘솔 벤트(130)와 온기통로(P2)를 동시에 막아, 냉기통로(P1)와 콘솔 벤트(130)가 서로 통하지 않도록 할 수 있다. 또한, 상기 콘솔 모드 도어(130d)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 냉 기통로(P1)측을 막아, 온기통로(P2)와 콘솔 벤트(130)가 서로 통하도록 할 수 있다. 또한, 상기 콘솔 모드 도어(130d)가 도 8에 도시된 바와 같이 중립위치로 선회한 경우에는, 콘솔 벤트(130)가 냉기통로(P1) 및 온기통로(P2)와 모두 통하게 된다.
본 발명에 따르면, 풀(Full) 냉방모드가 가동될 경우에, 히터코어(H)로 냉각수가 공급되지 않도록 하기 위하여, 상기 히터코어(H)에 엔진(170)으로부터 냉각수를 공급하고, 히터코어(H)로부터 엔진(170)으로 냉각수를 복귀시키는 냉각수라인(160)에, 히터코어(H)로의 냉각수 공급을 단속하는 워터 밸브(162)가 개재되는 것이 바람직하다.
또한, 앞좌석용 플로어 벤트(124)와 뒷좌석용 콘솔 벤트(130)의 격리 구조에 의한 차량 실내의 전후 냉/난방 제어에 더하여, 차량 실내의 좌우 냉/난방을 독립적으로 제어할 수 있도록 하기 위하여, 상기 공조케이스(100)의 내부유로는, 도 4에 도시된 바와 같이 좌우분리벽(114)에 의하여 좌우로 구획될 수 있는데, 예컨대 좌우분리벽(114)에 의하여 좌/우측 케이스(100a, 100b)의 내부가 좌우로 구획된 좌우 공간과, 하부 케이스(100c)에 의한 하부 공간의 2공간(3-Zone)으로 구획될 수 있다. 이 경우, 상기 앞좌석용 온도조절도어(150)와, 상기 벤트들(120, 122, 124)의 개도를 조절하는 모드 도어들(120d, 122d, 124d)은 공조케이스(100)의 좌우로 구획된 공간의 유로를 각각 독립적으로 개도조절하도록 설치되는 것이 바람직하며, 콘솔 모드 도어(130d)의 경우에는 하나만 채용된다. 또한, 좌우분리벽(114)에 의하여 상기 하부 케이스(100c)까지 좌우로 구획된 경우에, 공조케이스(100)의 내부유 로는 4영역(4-Zone)으로 구획되며, 이 경우, 도 5b에 도시된 바와 같이, 콘솔 벤트(130)의 좌우로 구획된 유로를 독립적으로 개도조절하도록 2개의 콘솔 모드 도어(130d)가 적용된다. 즉, 콘솔 모드 도어(130d)들의 서로 대응하는 지지 플레이트(134)들에 형성되는 서로 대응하는 도어축(135)들이 독립적으로 회전가능하도록 상기 좌우분리벽(114)을 통하여 결합됨으로써, 콘솔 벤트(130)의 좌우로 구획된 유로를 독립적으로 개도조절할 수 있다.
도 3에 도시된 참조부호 '112'는 증발기(E)로부터 발생하는 응축수를 배출하기 위한 응축수 배출구를 나타낸다.
다음에, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 작용에 대하여 설명한다.
뒷좌석용 콘솔 벤트(130)가 개방되는 풀 냉방모드가 가동될 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 앞좌석용 온도조절도어(150)는 온기통로(P2)를 막도록 동작한다. 이 때, 콘솔 모드 도어(130d)도 온기통로(P2)를 막도록 동작하지만, 냉기통로(P1)와 콘솔 벤트(130)는 서로 통하도록 동작한다. 또한, 공기토출모드에 따라 나머지 벤트들(120, 122, 124)은 선택적으로 개방된다. 그리고, 워터 밸브(162)가 적용된 경우, 히터코어(H)로 냉각수가 공급되지 않도록 냉각수라인(160)은 차단된다.
따라서, 미도시된 송풍기에 의하여 공조케이스(100)의 입구로 유입되는 공기는, 증발기(E)를 거치면서 열교환되어 냉기로 바뀐다. 이 냉기중 일부는 증발기(E) 하류의 냉기통로(P1)를 거쳐 곧바로 콘솔 벤트(130)를 통해 차량 실내의 뒷좌석쪽으로 토출되고, 나머지 냉기는 냉기통로(P1)를 통해 믹싱 챔버(MC)로 유동하여 개 방된 벤트를 통해 차량 실내로 토출됨으로써, 차량 실내의 냉방이 수행될 수 있다. 이러한 냉방 수행 과정에서, 적절한 공기토출모드에 따라, 차량 실내의 전후좌우 4곳의 냉방이 독립적으로 제어될 수 있다.
본 발명에서는, 풀 냉방모드가 가동될 경우, 증발기(E) 하류의 냉기통로(P1)에서 냉기의 일부가 콘솔 벤트(130)로 곧바로 유동하여 토출되고, 워터 밸브(162)에 의하여 히터코어(H)에 뜨거운 냉각수가 공급되지 않기 때문에, 콘솔 벤트(130)로 유동하는 냉기가 히터코어(H)에 의하여 가열되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 뒷좌석용 콘솔 벤트(130)가 닫히는 공기토출모드로, 냉방모드가 가동될 경우, 앞좌석용 온도조절도어(150)는, 온도설정이나 수동조작에 의하여 온기통로(P2)의 출구를 완전히 막거나 일부 개방하도록 동작하게 된다. 또한, 콘솔 모드 도어(130d)는, 도 6에 도시된 바와 같이 온기통로(P2) 및 콘솔 벤트(130)를 동시에 막도록 동작한다. 또한, 상기 콘솔 모드 도어(130d)는, 콘솔 벤트(130)에 대하여 냉기통로(P1) 및 온기통로(P2)를 일부 개방하도록 동작할 수 있다.
따라서, 온기통로(P2)의 출구가 완전히 막힌 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 증발기(E)를 거친 냉기는, 모두 냉기통로(P1)를 통해 믹싱 챔버(MC)로 유동하여, 나머지 벤트들(120, 122, 124)중 공기토출모드에 따라 개방된 벤트를 통해 차량 실내로 토출됨으로써, 차량 실내의 냉방이 수행된다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 풀 냉방모드 이외의 냉방모드가 가동될 경우, 즉 온기통로(P2)의 출구가 일부 개방된 경우, 워터 밸브(162)는 냉각수라인(160)을 개방하도록 동작하며, 증발기(E)를 거친 냉기중 일부는 냉기통로(P1)를 통 해 믹싱 챔버(MC) 및 콘솔 벤트(130)로 분배되어 유동하고, 나머지 냉기는 온기통로(P2)를 통해 가열된 다음 믹싱 챔버(MC) 및 콘솔 벤트(130)로 분배되어 유동하여, 증발기(E)를 거쳐 흐르는 냉기와 혼합되면서 개방된 벤트를 통해 차량 실내로 토출됨으로써, 차량 실내의 냉방이 수행된다. 이 경우에, 히터코어(H)가 수납되는 히터 케이스(Heater Case, HC)부분과, 콘솔 모드 도어(130d)의 곡면 플레이트(132)가, 콘솔 벤트(130)에 대하여 히터코어(H)의 후측 헤더 탱크(Header Tank, HT) 부분을 이중으로 차단하게 되므로, 증발기(E)를 거쳐 콘솔 벤트(130)로 유동하는 냉기가 히터코어(H)의 열기에 의하여 가열되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.
한편, 뒷좌석용 콘솔 벤트(130)가 개방되는 공기토출모드로, 풀 난방모드가 가동될 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, 앞좌석용 온도조절도어(150)는, 냉기통로(P1)의 출구를 막도록 동작하게 되고, 콘솔 모드 도어(130d)는 온기통로(P2)와 콘솔 벤트(130)를 서로 통하게 함과 동시에, 냉기통로(P1)을 막도록 동작한다. 또한, 워터 밸브(162)는 냉각수라인(160)을 개방하도록 동작하고, 증발기(E)를 통한 냉방사이클의 가동은 중지된다.
따라서, 증발기(E)를 거친 공기는, 모두 히터코어(H)를 거쳐 가열된 다음, 믹싱 챔버(MC)와 콘솔 벤트(130)쪽으로 분배되어 유동하여, 공기토출모드에 따라 개방된 벤트를 통해 차량 실내로 토출됨으로써, 차량 실내의 난방이 수행된다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량용 공조장치에 의하면, 풀 냉 방모드가 가동될 경우, 증발기(E) 하류의 냉기통로(P1)에서 냉기의 일부가 콘솔 벤트(130)로 곧바로 유동하여 토출되므로, 콘솔 벤트(130)로 유동하는 냉기가 히터코어(H)에 의하여 가열되는 것을 최소화시킬 수 있고, 이에 따라 뒷좌석쪽의 냉방효과를 높일 수 있다. 또한, 워터 밸브(162)에 의하여 히터코어(H)에 뜨거운 냉각수가 공급되지 않을 경우, 콘솔 벤트(130)로 유동하는 냉기가 히터코어(H)에 의하여 가열되는 것을 미연에 방지할 수 있으므로, 뒷좌석쪽의 냉방효과를 더욱 높일 수 있다.
또한, 풀 냉방모드 이외의 냉방모드가 가동될 경우에, 히터코어(H)가 수납되는 히터 케이스(Heater Case, HC)부분과, 콘솔 모드 도어(130d)의 곡면 플레이트(132)가, 콘솔 벤트(130)에 대하여 히터코어(H)의 후측 헤더 탱크(Header Tank, HT) 부분을 이중으로 차단함으로써, 증발기(E)를 거쳐 콘솔 벤트(130)로 유동하는 냉기가 히터코어(H)의 열기에 의하여 가열되는 것을 효과적으로 차단할 수 있으므로, 냉방 온도 조절 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 2개의 도어, 즉 앞좌석용 온도조절도어(150) 및 콘솔 모드 도어(130d)에 의해 온도를 조절할 수 있도록 이루어져 있으므로, 온도조절을 위한 도어와, 그 도어를 구동하는 액츄에이터 등의 구동수단의 개수를 대폭적으로 줄일 수 있고, 이에 따라 공조장치의 구조를 단순화시킬 수 있다.
또한, 앞좌석용 온도조절도어(150)가 증발기(E)와 히터코어(H) 사이에 배치되지 않고 믹싱 챔버(MC)쪽에 근접하여 배치되고, 증발기(E) 및 히터코어(H)가 대략 수평구조나 후방으로 하향경사진 구조로 설치되므로, 공조케이스(100)의 전후 및 상하의 크기를 줄일 수 있고, 이에 따라 공조장치가 설치되는 차량 실내 공간 활용도를 높일 수 있다.

Claims (5)

  1. 각각의 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(Defrost Vent, 120), 페이스 벤트(Face Vent, 122), 앞좌석용 플로어 벤트(Floor Vent, 124) 및 뒷좌석용 콘솔 벤트(Console Vent, 130)를 구비하는 공조케이스(100)와; 상기 공조케이스의 내부유로에 설치되는 증발기(E) 및 히터코어(Heater Core, H)와; 냉기와 온기의 혼합되는 양을 조절하는 앞좌석용 온도조절도어(150);를 포함하여 이루어지는 차량용 공조장치에 있어서:
    상기 앞좌석용 온도조절도어는, 상기 공조케이스의 냉기통로(P1)와 온기통로(P2)의 출구의 개도를 조절하도록, 상기 증발기(E) 및 히터코어(H)의 하류에 설치되고;
    상기 뒷좌석용 콘솔 벤트는, 증발기 하류의 냉기통로 및 히터코어 하류의 온기통로와 통하도록 설치되고,
    상기 뒷좌석용 콘솔 벤트의 개도를 조절하는 콘솔 모드 도어(130d)는, 상기 뒷좌석용 콘솔 벤트, 상기 증발기 하류의 냉기통로 및 상기 히터코어 하류의 온기통로의 개도를 조절하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 콘솔 모드 도어(130d)는, 그 선회각도에 따라 유로의 개도를 조절하는 곡면 플레이트(132)와, 상기 곡면 플레이트의 양단으로부터 굴곡되어 상기 공조케 이스(100)의 측벽에 회전가능하게 지지되는 양쪽 지지 플레이트(134, 134)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터코어(H)에 엔진(170)으로부터 냉각수를 공급하고, 히터코어로부터 엔진으로 냉각수를 복귀시키는 냉각수라인(160)에는, 상기 히터코어로의 냉각수 공급을 단속하는 워터 밸브(Water Valve, 162)가 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 증발기(E) 및 상기 히터코어(H)는, 대략 수평구조나 후방으로 하향경사진 구조로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공조케이스(100)의 내부유로는 좌우분리벽(114)에 의하여 좌우로 구획되고, 상기 벤트들(120, 122, 124, 130)의 개도를 조절하는 모드 도어들(120d, 122d, 124d, 130d)은 공조케이스의 좌우로 구획된 공간의 유로를 각각 독립적으로 개도조절하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
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