KR20070068566A - 차량용 이층류 공조장치 - Google Patents

차량용 이층류 공조장치 Download PDF

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KR20070068566A
KR20070068566A KR1020050130291A KR20050130291A KR20070068566A KR 20070068566 A KR20070068566 A KR 20070068566A KR 1020050130291 A KR1020050130291 A KR 1020050130291A KR 20050130291 A KR20050130291 A KR 20050130291A KR 20070068566 A KR20070068566 A KR 20070068566A
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KR1020050130291A
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박민우
이대웅
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한라공조주식회사
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Abstract

본 발명은 차량용 이층류 공조장치에 관한 것으로서, 이층류 난방 플로어 모드가 가동될 경우, 플로어 벤트로 외기가 흐르는 것을 방지함으로써, 난방성능을 높이는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 차량용 이층류 공조장치는, 입구(222)쪽이 상하로 구획되고, 각각의 모드 도어(Mode Door, 230d, 232d, 234d)에 의해 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(230), 페이스 벤트(232) 및 플로어 벤트(234)가 출구에 설치된 공조케이스(220)와; 상기 공조케이스에 내장되어 공기를 냉각하는 증발기(200)와; 상기 공조케이스에 내장되어 공기를 가열하는 히터코어(210)와; 상기 공조케이스의 냉기통로(P1)와 온기통로(P2) 입구의 개도를 조절하는 냉기조절도어(240)와; 상기 증발기의 하류와 상기 히터코어 사이에 설치되는 제1이층류 도어(242)와; 상기 히터코어의 하류에서 상하의 풍량을 조절함과 아울러, 상기 온기통로의 출구 개도를 조절하는 제2이층류 도어(244)와; 그리고, 상기 히터코어 하류의 하반부와 상기 플로어 벤트와 통하는 연통로(246)의 개도를 조절하는 플로어용 온기조절도어(248);를 포함하여 이루어진다.
차량, 자동차, 공조, 공기조화, 이층류, 난방, 성능, 디포깅, 분리

Description

차량용 이층류 공조장치 {AIR CONDITIONER FOR VEHICLE WITH TWO LAYER AIR FLOW}
도 1은 종래 차량용 이층류 공조장치의 예를 나타내는 단면도로서, 이층류 난방 믹드 모드(Mix Mode)가 가동될 경우의 상태를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래 차량용 이층류 공조장치의 예를 나타내는 단면도로서, 이층류 난방 플로어 모드(Floor Mode)가 가동될 경우의 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 이층류 공조장치의 예를 나타내는 단면도로서, 이층류 난방 믹스 모드가 가동될 경우의 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 이층류 공조장치의 예를 나타내는 단면도로서, 이층류 난방 플로어 모드가 가동될 경우의 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 차량용 이층류 공조장치에 적용되는 송풍기의 예를 나타내는 단면도로서, 이층류 공기흡입모드일 경우를 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
200 : 증발기, 210 : 히터코어(Heater Core),
220 : 공조케이스, 222 : 공조케이스의 입구,
230 : 디프로스트 벤트(Defrost Vent),
230d, 232d, 234d : 모드 도어(Mode Door),
232 : 페이스 벤트(Face Vent), 234 : 플로어 벤트(Floor Vent),
234f : 앞좌석용 플로어 벤트, 234r : 뒷좌석용 플로어 벤트,
240 : 냉기조절도어, 242 : 제1이층류 도어,
244 : 제2이층류 도어, 246 : 연통로,
248 : 플로어용 온기조절도어, P1 : 냉기통로,
P2 : 온기통로.
본 발명은 차량용 이층류 공조장치에 관한 것으로서, 특히 냉기통로가 폐쇄되고, 디프로스트 벤트(Defrost Vent)의 입구가 개방되며, 플로어 벤트(Floor Vent)의 입구가 폐쇄된 상태에서 상기 플로어 벤트가 온기통로와 통하고, 내/외기가 분리되어 송풍되는 이층류 공기흡입모드로 이층류 난방 플로어 모드(Floor Mode)가 가동될 경우에, 상기 플로어 벤트로 외기가 흐르는 것을 방지함으로써, 난방성능을 높일 수 있는 차량용 이층류 공조장치에 관한 것이다.
차량용 공조장치는, 차량의 실내를 냉방하기 위한 냉방시스템과, 차량의 실내를 난방하기 위한 난방시스템을 포함한다. 상기 냉방시스템은, 압축기의 구동에 의하여 응축기, 리시버 드라이어(Receiver Dryer), 팽창밸브 및 증발기를 거쳐 다시 압축기로 순환하는 냉매와, 송풍기에 의해 증발기 표면을 거치는 송풍공기와의 열교환에 의하여, 상기 송풍공기가 냉기로 바뀌어 차량 실내로 토출되도록 함으로써, 차량의 실내를 냉방하도록 구성된다. 또한, 상기 난방시스템은, 냉각수를 히터코어(Heater Core)로 유입하여 송풍공기와 열교환시킴으로써, 차량 실내를 난방하도록 구성된다.
한편, 각국의 자동차 환경 규제 및 연비 향상 등의 사유로, 점차 하이브리드(Hybrid) 차량에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이러한 하이브리드 차량중 보편적인 하이브리드 전기 차량(Hybrid Electric Vehicle)은, 엔진과 전동모터를 이용하여 구동되며, 정차시나 낮은 속도로 주행할 경우에는 전동모터로만 주행한다. 이러한 하이브리드 차량에 있어서는, 엔진의 효율 증대, 엔진 작동 시간의 감소 등을 고려한다면, 엔진의 발열로 냉각수를 데워, 기존의 공조장치를 이용하여 차량 실내를 난방할 경우에, 충분한 난방효과를 얻을 수 없다.
또한, 일반적인 공조장치에 있어서는, 풀(Full) 냉방모드시 외기흡입구를 통하여 외기만을 실내로 송풍할 경우에, 압축기의 부하가 커져 연료손실이 많다. 또한, 내기흡입구를 통하여 내기만을 순환시킬 경우에는, 차량 실내의 공기가 오염되어 탑승자의 건강을 해치게 된다. 또한, 송풍기의 인테이크 도어(Intake Door)를 중립위치에 놓고 내/외기를 함께 공급할 경우에는, 공조케이스의 공기유로중에서 내/외기가 혼합되므로 결국 외기의 신선한 느낌을 탑승자가 느끼지 못하게 되며, 내기가 차량쪽으로 토출될 경우에는 차창에 포깅(Fogging) 현상이 발생하므로, 운전에 지장을 초래하게 된다.
상기한 바와 같은 문제점들을 고려하여, 공기흡입모드를 이층류 공기흡입모 드로 전환할 경우에, 내/외기를 분리하여 차량 실내로 공급할 수 있는 이층류 공조장치들이 제안되고 있는데, 그 대표적인 예로 일본 공개특허 평-10-338019호에 개시된 것을 들 수 있다.
상기 이층류 공조장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 입구(32)쪽이 상하로 구획되고, 각각의 모드 도어(Mode Door, 40d, 42d, 44d)에 의해 각 입구의 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(40), 페이스 벤트(Face Vent, 42) 및 플로어 벤트(44)가 출구에 차례로 설치된 공조케이스(30)와; 상기 공조케이스(30)에 내장되어 공기를 냉각하는 증발기(10)와; 상기 공조케이스(30)에 내장되어 공기를 가열하는 히터코어(Heater Core, 20)와; 상기 공조케이스(30)의 냉기통로(P1)와 온기통로(P2) 입구의 개도를 조절하는 냉기조절도어(50)와; 상기 증발기(10)의 하류에서 상기 히터코어(20)에 대한 상하의 풍량을 조절하는 제1이층류 도어(52)와; 그리고, 상기 히터코어(20)의 하류에서 상하의 풍량을 조절함과 아울러, 상기 플로어 벤트(44)와 통하는 연통로(56)의 개도를 조절하는 제2이층류 도어(54);를 포함하여 이루어진다.
상기 디프로스트 벤트(40)는 차창쪽으로 공기를 토출하기 위하여 제공되고, 상기 페이스 벤트(42)는 탑승자의 얼굴쪽으로 공기를 토출하기 위하여 제공되며, 상기 플로어 벤트(44)는 탑승자의 발쪽으로 공기를 토출하기 위하여 제공된다.
또한, 상기 공조케이스(30)의 입구(32)에는, 그 구획구조와 대응하여 내기는 공조케이스(30)의 하부유로로 송풍하고 외기는 공조케이스(30)의 상부유로로 분리하여 송풍할 수 있는 이층류 송풍기(미도시)가 설치된다.
또한, 상기 플로어 벤트(44)는, 앞좌석용 플로어 벤트(44f)와, 상기 앞좌석 용 플로어 벤트(44f)와 연통하는 뒷좌석용 플로어 벤트(44r)로 구획될 수 있다.
도 1에 있어서, 참조부호 34는 공조케이스(30)의 입구(32)를 상하로 구획하는 분리판이고, 참조부호 22는 예컨대, 난방이 부족할 경우 가동할 수 있는 보조 전기히터, 참조부호 MZ는 냉기와 온기가 혼합되는 영역인 에어 믹싱 영역(Air Mixing Zone)을 나타낸다.
상기한 바와 같이 구성된 종래 차량용 이층류 공조장치에 있어서, 예컨대 이층류 난방 믹스 모드(Mix Mode)는 도 1에 도시된 바와 같이 가동된다.
즉, 이층류 난방 믹스 모드가 가동될 경우에, 냉기통로(P1)가 폐쇄되고, 히터코어(20)의 상/하류가 상하로 구획되며, 디프로스트 벤트(40)의 입구가 개방되고, 플로어 벤트(44)가 폐쇄된 상태에서 온기통로(P2)와 통하며, 내/외기가 분리되어 송풍되는 이층류 공기흡입모드가 수행된다. 이 때, 제1이층류 도어(52)는 증발기(10)와 히터코어(20) 사이의 유로를 상하로 2등분하는 위치에 놓이고, 제2이층류 도어(54)는 히터코어(20) 하류를 상하로 2등분함과 아울러 상기 연통로(56)를 개방하는 위치에 놓인다.
따라서, 이층류 난방 믹스 모드가 가동될 경우에, 미도시된 이층류 송풍기에 의하여 송풍되는 외기는 증발기(10)의 상반부 및 상기 증발기(10) 하류의 상반부를 거쳐 히터코어(20)의 상반부쪽으로 유동함으로써, 상기 히터코어(20) 내부를 유동하는 냉각수와 열교환되어 온기로 바뀐다. 상기 온기는 상기 히터코어(20) 하류의 상반부를 거쳐 디프로스트 벤트(40)를 통해 차량 실내의 차창쪽으로 토출됨으로써, 차량 실내를 난방함과 동시에 차창을 디포깅(Defogging)하는 기능을 한다.
또한, 이층류 송풍기에 의하여 송풍되는 내기는 증발기(10)의 하반부 및 상기 증발기(10) 하류의 하부를 거쳐 히터코어(20)의 하반부쪽으로 유동함으로써, 상기 히터코어(20) 내부를 유동하는 냉각수와 열교환되어 온기로 바뀐다. 상기 온기는, 상기 연통로(56)가 개방되어 있으므로, 상기 연통로(56) 및 플로어 벤트(44)를 거쳐 탑승자의 발쪽으로 토출될 수 있고, 이에 따라 차량 실내의 난방이 수행될 수 있다.
즉, 차창 쪽으로 건조한 외기가 토출됨으로써 디포깅 작용이 수행될 수 있고, 플로어 벤트(44)가 폐쇄된 상태에서도 연통로(56)의 개방에 의해 온기통로(P2)와 플로어 벤트(44)를 통하게 하여 탑승자의 발쪽으로는 내기만이 토출되도록 함으로써, 난방성능을 높일 수 있게 된다.
그런데, 상기한 바와 같이 구성된 차량용 이층류 공조장치가, 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 이층류 난방 플로어 모드로 가동될 경우에, 다음과 같이 작용한다.
즉, 이층류 난방 플로어 모드가 가동될 경우에, 냉기통로(P1)가 폐쇄되고, 히터코어(20)의 상/하류가 상하로 구획되며, 디프로스트 벤트(40) 및 플로어 벤트(44)가 각 입구가 일부 개방되고, 상기 플로어 벤트(44)가 온기통로(P2)와 통하며, 내/외기가 분리되어 송풍되는 이층류 공기흡입모드가 수행된다. 이 경우에, 상기 플로어 벤트(44)의 개도조절 구조를 좀 더 살펴보면, 제2이층류 도어(54)는 연통로(56)을 완전 개방하거나 완전 폐쇄하도록 동작하고 중간 개도조절기능이 없고, 따라서 상기 연통로(56)가 완전 개방되어, 플로어 벤트(44)가 온기통로(P2)와 통함과 아울러, 모드 도어(44d)에 의하여 에어 믹싱 영역(MZ) 쪽의 플로어 벤트(44)의 입구가 일부 개방되어 상기 온기통로(P2)와 통하는 상태에 놓인다.
따라서, 히터코어(20)의 상반부를 거친 외기의 일부가 상기 에어 믹싱 영역(MZ)을 통하여 플로어 벤트(44)로 유동하고, 히터코어(20)의 하반부를 거친 내기는 연통로(56)를 통하여 플로어 벤트(44)로 유동하게 되므로, 상기 플로어 벤트(44)에서 내기에 외기가 혼합되는 문제점이 발생한다. 이와 같이, 플로어 벤트(44)에서 내기에 외기가 혼합될 경우에는, 상기 외기에 의하여 내기의 온도가 낮아져 난방성능이 저하되는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상기한 종래 문제점을 고려하여 이루어진 것으로서, 냉기통로가 폐쇄되고, 디프로스트 벤트의 입구가 개방되며, 플로어 벤트의 입구가 폐쇄된 상태에서 상기 플로어 벤트가 온기통로와 통하고, 내/외기가 분리되어 송풍되는 이층류 공기흡입모드로 이층류 난방 플로어 모드가 가동될 경우에, 상기 플로어 벤트로 외기가 흐르는 것을 방지함으로써, 난방성능을 높일 수 있는 차량용 이층류 공조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 이층류 공조장치는, 입구쪽이 상하로 구획되고, 각각의 모드 도어에 의해 각 입구의 개도가 조절되는 디프로스트 벤트, 페이스 벤트 및 플로어 벤트가 출구에 차례로 설치된 공조케이스와; 상기 공조케이스에 내장되어 공기를 냉각하는 증발기와; 상기 공조케이스에 내장되어 공기를 가열하는 히터코어와; 상기 공조케이스의 냉기통로와 온기통로 입구의 개도를 조절하는 냉기조절도어와; 상기 증발기의 하류와 상기 히터코어 사이에 설치되어, 이층류 모드시 내기유로와 외기유로를 구획하는 제1이층류 도어와; 상기 히터코어의 하류에서 상하의 풍량을 조절함과 아울러, 상기 온기통로의 출구 개도를 조절하는 제2이층류 도어와; 그리고, 상기 히터코어 하류의 하반부와 상기 플로어 벤트와 통하는 연통로의 개도를 조절하는 플로어용 온기조절도어;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 플로어용 온기조절도어는, 공조케이스의 바닥쪽에 그 도어축이 설치되고, 그 도어 플레이트의 끝단이 공기유동방향을 향하도록, 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 플로어 벤트는, 앞좌석용 플로어 벤트와, 상기 앞좌석용 플로어 벤트와 연통하는 뒷좌석용 플로어 벤트로 분기되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 플로어용 온기조절도어는, 상기 연통로에 대하여 중간 개도를 유지함으로써, 상기 앞좌석용 플로어 벤트와 상기 뒷좌석용 플로어 벤트로 흐르는 공기량을 조절할 수 있도록 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 플로어 벤트의 입구 개도를 조절하는 플로어 모드 도어는, 상기 이층류 난방 믹스 모드 및 상기 이층류 난방 플로어 모드가 가동될 경우에, 상기 플로어 벤트의 입구를 완전 폐쇄하도록 설치되는 것이 바람직하다.
상기 플로어용 온기조절도어는, 냉기통로가 폐쇄되고, 디프로스트 벤트의 입구가 개방되며, 플로어 벤트의 입구가 폐쇄된 상태에서 상기 플로어 벤트가 온기통로와 통하고, 내/외기가 분리되어 송풍되는 이층류 공기흡입모드로 이층류 난방 믹스 모드가 가동될 경우에, 상기 연통로를 소정의 개도 이상으로 개방하도록 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 플로어용 온기조절도어는, 상기 이층류 난방 믹스 모드가 가동될 경우에 비하여 상기 디프로스트 벤트의 입구 개도가 작아지는 조건으로 이층류 난방 플로어 모드가 가동될 경우에, 앞좌석과 뒷좌석 플로어측의 송풍량의 배분을 맞추기 위하여, 상기 연통로를 소정의 개도로 유지하거나 완전 개방하도록 설치될 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 3 및 도 4에는, 본 발명에 따른 차량용 이층류 공조장치가 도시되어 있다.
본 발명에 따른 차량용 이층류 공조장치는, 공조케이스(220)와, 상기 공조케이스(220)에 내장되는 증발기(200) 및 히터코어(210)와, 상기 공조케이스(220)의 입구(222)에 설치되는 이층류 송풍기(100)(도 5 참조)를 구비한다.
상기 공조케이스(220)의 입구(222)는 분리판(224)에 의하여 상하로 구획되어 있다. 상기 공조케이스(220)의 상하 구획구조와 대응하여, 상기 이층류 송풍기(100) 역시 상하로 구획된 구조를 가지고 있다.
상기 이층류 송풍기(100)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 내부가 분리판(112)에 의해 상하로 구획된 양흡입형 스크롤 케이스(Scroll Case, 110)와, 상기 분리판(112)을 관통하여 상기 양흡입형 스크롤 케이스(110)에 설치되는 양흡입형 송풍팬(120)과, 상기 양흡입형 송풍팬(120)을 회전시키는 모터(130)와, 그리고 인테이크 도어(146)의 개도조절에 따라 내기흡입구(142) 및 외기흡입구(144)를 통해 내기 및 외기를 흡입하고, 상기 내기 및 외기를 분리하여 상기 양흡입형 스크롤 케이스(110)의 상하 양쪽으로 안내할 수 있는 인테이크 덕트(Intake Duct, 140)를 구비한다. 참조부호 150은, 상기 인테이크 도어(146)의 끝단이 선회하여 접할 경우에, 외기는 상기 양흡입형 스크롤 케이스(110)의 상반부쪽으로 안내하고, 내기는 상기 양흡입형 스크롤 케이스(110)의 하반부쪽으로 안내하기 위한 배플(Baffle)을 나타낸다.
따라서, 상기 양흡입형 스크롤 케이스(110)의 상하로 분리된 토출구(미도시)를 공조케이스(220)의 입구(222)에 연결하고, 상기 인테이크 도어(146)가 상기 배플(150)의 위치로 선회한 상태에서, 상기 이층류 송풍기(100)가 구동되면, 이층류 공기흡입모드가 가동되는데, 이 때, 외기는 상기 공조케이스(220)의 상반부쪽으로 유동하고, 내기는 상기 공조케이스(220)의 하반부쪽으로 유동하게 된다.
한편, 상기 공조케이스(220)의 출구에는, 각각의 모드 도어(230d, 232d, 234d)에 의해 각 입구의 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(230), 페이스 벤트(232) 및 플로어 벤트(234)가 차례로 설치되어 있다.
상기 디프로스트 벤트(230)는 차창에 포깅현상이 발생하는 것을 방지하도록 차창쪽으로 공기를 토출하기 위하여 제공되고, 상기 페이스 벤트(232)는 탑승자의 얼굴쪽으로 공기를 토출하기 위하여 제공되며, 상기 플로어 벤트(234)는 탑승자의 발쪽으로 공기를 토출하기 위하여 제공된다.
상기 플로어 벤트(234)는, 앞좌석용 플로어 벤트(234f)와, 상기 앞좌석용 플로어 벤트(234f)와 연통하는 뒷좌석용 플로어 벤트(234r)로 분기될 수 있다.
상기 증발기(200)는, 공조케이스(220)에 입구쪽의 분리판(224) 후측에 내장되어 내부를 유동하는 냉매와 상기 이층류 송풍기(100)로부터 송풍되는 공기를 열교환시켜, 상기 공기를 냉기로 만드는 기능을 하게 된다.
또한, 상기 히터코어(210)는, 상기 증발기(200)의 하류측에 설치되어, 상기 증발기(200)를 거친 공기와 내부를 유동하는 냉각수를 열교환시켜, 상기 공기를 가열하는 기능을 하게 된다. 참조부호 212는 예컨대, 난방이 부족할 경우 가동할 수 있는 보조 전기히터를 나타낸다.
상기 증발기(200) 하류측의 공기유로는, 상기 히터코어(210)를 우회하는 냉기통로(P1)와, 상기 히터코어(210)쪽의 온기통로(P2)로 구분할 수 있으며, 상기 냉기통로(P1)와 상기 온기통로(P2)를 거친 공기는 각 벤트(230, 232, 234)의 입구와 인접하고 있는 에어 믹싱 영역(MZ)에서 혼합될 수 있다.
한편, 상기 공조케이스(220)의 냉기통로(P1)와 온기통로(P2) 입구의 개도를 조절하도록, 냉기조절도어(240)가 상기 공조케이스(220)에 설치된다. 즉, 상기 냉기조절도어(240)의 선회각도에 따라, 히터코어(210)쪽으로 유동하는 공기의 풍량과 상기 히터코어(210)를 우회하여 에어 믹싱 영역(MZ)으로 유동하는 공기의 풍량을 조절할 수 있다.
또한, 증발기(200)로부터 토출되는 공기가, 상기 히터코어(210)가 설치되는 온기통로(P2)쪽으로 이층류로 유동할 수 있도록 하기 위하여, 상기 증발기(200)와 히터코어(210)의 사이에 설치되는 제1이층류 도어(242)와, 상기 히터코어(210)의 하류에서 상하의 풍량을 조절함과 아울러, 상기 온기통로(P2)의 출구 개도를 조절하는 제2이층류 도어(244)가, 상기 공조케이스(220)에 각각 설치된다. 즉, 상기 제1이층류 도어(242)와 상기 제2이층류 도어(244)는, 상기 히터코어(210)의 상/하류를 상하로 분리하는 분리벽의 기능을 하게 되는 것이다.
또한, 상기 온기통로(P2)중 히터코어(210)의 하류와 플로어 벤트(234)를 구획하고 있는 구획벽(245)에는, 상기 히터코어(210) 하류의 하반부와 상기 플로어 벤트(234)를 연통시키는 연통로(246)가 설치되고, 상기 연통로(246)는 플로어용 온기조절도어(248)에 의하여 그 개도가 조절된다. 상기 플로어용 온기조절도어(248)는, 연통로(246)의 개도를 앞좌석과 뒷좌석의 요구 풍배에 따라 조절하게 되는데, 상기 연통로(246)가 소정의 개도로 개방될 경우에, 플로어 모드 도어(234d)에 의하여 플로어 벤트(234)의 입구가 폐쇄된 상태에서도, 상기 플로어용 온기조절도어(248)가 앞좌석용 플로어 벤트(234f)에 이르는 공기의 유동을 원활하게 안내할 수 있도록 설치되는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 플로어용 온기조절도어(248)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 공조케이스(220)의 바닥쪽에 그 도어축(248s)이 설치되고, 그 도어 플레이트(248p)의 끝단이 공기유동방향을 향하도록, 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 이층류 공조장치에 있어서, 이층류 난방 믹스 모드가 가동될 경우에는 도 1에 도시된 종래 차량용 이층류 공조장치와 마찬가지로 플로어 벤트(234)는 폐쇄되고, 이층류 난방 플로어 모드가 가동될 경우에는 도 2에 도시된 종래 차량용 이층류 공조장치와는 달리 상기 플로어 벤트(234)가 폐쇄된다.
상기 이층류 난방 믹스 모드가 가동될 경우에, 냉기조절도어(240)에 의하여 냉기통로(P1)가 폐쇄되고, 디프로스트 벤트(230)의 입구가 개방되며, 제1이층류 도어(242) 및 제2이층류 도어(244)에 의하여 히터코어(210)의 상/하류측이 상하로 구획되고, 상기 플로어 벤트(234)가 폐쇄된 상태에서 플로어용 온기조절도어(248)에 의하여 연통로(246)가 개방됨으로써 상기 플로어 벤트(234)가 온기통로(P2)와 통하게 되며, 상기 이층류 송풍기(100)는 내/외기를 동시에 흡입하여 공조케이스(220)로 분리하여 송풍하는 이층류 공기흡입모드로 구동된다.
또한, 상기 이층류 난방 플로어 모드가 가동될 경우에는, 상기 이층류 난방 믹스 모드가 가동될 경우에 비하여, 상기 디프로스트 벤트(230)의 입구 개도가 작아지는 조건으로, 본 발명의 차량용 이층류 공조장치가 가동된다.
따라서, 상기 이층류 난방 믹스 모드나 이층류 난방 플로어 모드가 가동될 경우에, 상기 이층류 송풍기(100)의 외기흡입구(144)를 통하여 흡입되는 외기는, 양흡입형 스크롤 케이스(110)의 상반부, 증발기(200)의 상반부 및 상기 제1이층류 도어(242)의 상부를 거쳐 히터코어(210)의 상반부쪽으로 유동하게 된다. 상기 외기 는 상기 히터코어(210)를 상반부를 거치면서 열교환에 의해 가열되어 온기로 바뀌고, 상기 온기는 제2이층류 도어(244)의 상부를 통해 에어 믹싱 영역(MZ)으로 유동하여, 벤트들(230, 232, 234)중 개방된 벤트를 통해 차량 실내로 토출되어, 디포깅 또는 난방의 기능을 하게 된다.
또한, 상기 이층류 송풍기(100)의 내기흡입구(142)를 통하여 흡입되는 내기는, 양흡입형 스크롤 케이스(110)의 하반부, 증발기(200)의 하반부 및 상기 제1이층류 도어(242)의 하부를 거쳐 히터코어(210)의 하반부쪽으로 유동하게 된다. 상기 내기는 상기 히터코어(210)의 하반부를 거치면서 열교환에 의해 가열되어 온기로 바뀌고, 상기 온기는 연통로(246)의 개방에 의해 온기통로(P2)와 플로어 벤트(234)가 서로 통하고 있으므로 제2이층류 도어(244)의 하부, 연통로(246) 및 플로어 벤트(234)를 통해 차량 실내로 토출되어 난방의 기능을 하게 된다.
그리고, 상기 플로어용 온기조절도어(248)는, 이층류 난방 믹스 모드가 가동될 경우에 상기 연통로(246)를 소정의 개도 이상으로 개방하고, 이층류 난방 플로어 모드가 가동될 경우에는 상기 연통로(246)를 완전 개방하도록 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 플로어 벤트(234)의 입구 개도를 조절하는 플로어 모드 도어(234d)는, 상기 이층류 난방 믹스 모드 및 상기 이층류 난방 플로어 모드가 가동될 경우에, 상기 플로어 벤트(234)의 입구를 완전 폐쇄하도록 설치되는 것이 바람직하다.
다음에, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량용 이층류 공조장치의 작용에 대하여 설명한다.
도 3은 이층류 난방 믹스 모드가 가동될 경우의 상태를 나타내고 있는데, 이 경우에, 냉기통로(P1)가 폐쇄되고, 디프로스트 벤트(230)의 입구가 개방되며, 히터코어(210)의 상/하류는 상하로 구획되고, 페이스 벤트(232) 및 플로어 벤트(234)의 각 입구는 폐쇄된다. 또한, 플로어용 온기조절도어(248)에 의하여 연통로(246)가 개방됨으로써, 온기통로(P2)와 플로어 벤트(234)가 서로 통하게 된다. 상기 연통로(246)는 1/2 개도 이상으로 개방된다. 그리고, 이층류 송풍기(100)는 인테이크 도어(146)가 배플(150)의 위치로 선회함으로써, 내/외기를 동시에 흡입하여 공조케이스(220)로 분리하여 송풍하는 이층류 공기흡입모드로 구동된다.
상기한 바와 같이, 이층류 난방 믹스 모드가 가동될 경우에, 상기 이층류 송풍기(100)의 외기흡입구(144)를 통하여 흡입되는 외기는, 양흡입형 스크롤 케이스(110)의 상반부, 증발기(200)의 상반부 및 상기 제1이층류 도어(242)의 상부를 거쳐 히터코어(210)의 상반부쪽으로 유동하여 열교환에 의해 가열되어 온기로 바뀌고, 상기 온기는 제2이층류 도어(244)의 상부를 통해 에어 믹싱 영역(MZ)으로 유동하여, 디프로스트 벤트(230)를 통해 차량 실내의 차창 쪽으로 토출되어 차창의 디포깅 및 차량 실내의 난방에 사용된다. 즉, 건조한 외기가 차창쪽으로 토출됨으로써, 차창의 디포깅 작용이 원활하게 이루어질 수 있다.
또한, 상기 이층류 송풍기(100)의 내기흡입구(142)를 통하여 흡입되는 내기는, 양흡입형 스크롤 케이스(110)의 하반부, 증발기(200)의 하반부 및 상기 제1이층류 도어(242)의 하부를 거쳐 히터코어(210)의 하반부쪽으로 유동하여 열교환에 의해 가열되어 온기로 바뀌고, 상기 온기는 제2이층류 도어(244)의 하부, 연통로(246) 및 플로어 벤트(234)를 통해 차량 실내로 토출되어 난방의 기능을 하게 된다. 플로어용 온기조절도어(248)는, 연통로(246)의 개도를 요구 풍배에 따라 조절하게 되는데, 상기 연통로(246)가 소정의 개도로 개방될 경우에, 상기 플로어용 온기조절도어(248)가 앞좌석용 플로어 벤트(234f)에 이르는 공기의 유동을 안내하는 기능을 함으로써, 플로어 모드 도어(234d)에 의하여 플로어 벤트(234)의 입구를 개방하지 않았음에도, 앞좌석용 플로어 벤트(234f)에 충분한 공기가 공급될 수 있다. 따라서, 상기 플로어 모드 도어(234d)에 의하여 플로어 벤트(234)의 입구가 폐쇄되어 있으므로, 상기 플로어 벤트(234)로 유동하여 차량 실내의 탑승객의 발 쪽으로 토출되는 내기에 외기가 혼합되지 않고, 순수한 내기만이 가열되어 탑승객의 발쪽으로 토출됨으로써, 차량 실내의 난방성능이 향상될 수 있다.
한편, 이층류 난방 플로어 모드가 가동될 경우에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 이층류 난방 믹스 모드가 가동될 경우에 비하여 디프로스트 벤트(230)의 입구 개도가 줄어든다. 이 경우에, 앞좌석과 뒷좌석 플로어측의 송풍량의 배분을 맞추기 위하여, 플로어용 온기조절도어(248)에 의하여 상기 연통로(246)가 소정의 개도로 유지될 수 있을 뿐만 아니라, 완전 개방될 수 있다.
따라서, 히터코어(210)의 상반부를 거친 외기는 에어 믹싱 영역(MZ)으로 유동하여 디프로스트 벤트(230)를 통해 차량 실내의 차창쪽으로 토출되고, 히터코어(210)의 하반부를 거쳐 가열되면서 온기로 바뀌는 내기는 제2이층류 도어(244)의 하부, 연통로(246) 및 플로어 벤트(234)를 통해 탑승객의 발쪽으로 토출될 수 있 다.
이 경우에도, 이층류 난방 믹스 모드의 경우와 마찬가지로, 상기 플로어 벤트(234)로 유동하는 내기에 외기가 혼합되지 않고, 순수한 내기만이 가열되어 탑승객의 발쪽으로 토출되고, 상기 연통로(246)가 완전 개방된 상태에서 충분한 풍량이 차량 실내로 토출됨으로써, 차량 실내의 난방성능이 향상될 수 있게 된다. 즉, 이층류 난방 믹스 모드가 가동될 경우에 비하여 디프로스트 벤트(230)를 통한 공기 토출량은 줄어들고, 플로어 벤트(234)를 통한 공기 토출량은 증가하므로, 난방효과가 상승될 수 있는 것이다.
이러한 이층류 난방 플로어 모드가 가동될 경우에, 난방성능에 대하여 본 발명의 이층류 공조장치와 종래 이층류 공조장치를 비교한 결과, 본 발명의 이층류 공조장치가 종래 이층류 공조장치에 비하여 대략 2?? 정도의 온도상승효과를 얻을 수 있음을 알 수 있었다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량용 이층류 공조장치에 의하면, 냉기통로(P1)가 폐쇄되고, 디프로스트 벤트(230)의 입구가 개방되며, 플로어 벤트(234)의 입구가 폐쇄된 상태에서 상기 플로어 벤트(234)가 온기통로(P2)와 통하고, 내/외기가 분리되어 공조케이스(220)로 송풍되는 이층류 공기흡입모드로 이층류 난방 플로어 모드가 가동될 경우에, 상기 플로어 벤트(234)로 유동하는 내기에 외기가 혼합되지 않고, 순수한 내기만이 가열되어 탑승객의 발쪽으로 토출되며, 플로어 벤트(234)를 통하여 충분한 풍량이 차량 실내로 토출될 수 있으므로, 차량 실내의 난방성능이 향상될 수 있다.

Claims (6)

  1. 입구(222)쪽이 상하로 구획되고, 각각의 모드 도어(Mode Door, 230d, 232d, 234d)에 의해 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(Defrost Vent, 230), 페이스 벤트(Face Vent, 232) 및 플로어 벤트(Floor Vent, 234)가 출구에 설치된 공조케이스(220)와;
    상기 공조케이스에 내장되어 공기를 냉각하는 증발기(200)와;
    상기 공조케이스에 내장되어 공기를 가열하는 히터코어(Heater Core, 210)와;
    상기 공조케이스의 냉기통로(P1)와 온기통로(P2) 입구의 개도를 조절하는 냉기조절도어(240)와;
    상기 증발기의 하류와 상기 히터코어 사이에 설치되어, 이층류 모드시 내기유로와 외기유로를 구획하는 제1이층류 도어(242)와;
    상기 히터코어의 하류에서 상하의 풍량을 조절함과 아울러, 상기 온기통로의 출구 개도를 조절하는 제2이층류 도어(244)와; 그리고,
    상기 히터코어 하류의 하반부와 상기 플로어 벤트와 통하는 연통로(246)의 개도를 조절하는 플로어용 온기조절도어(248);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 이층류 공조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 플로어용 온기조절도어(248)는, 상기 공조케이스(220)의 바닥쪽에 그 도어축(248s)이 설치되고, 그 도어 플레이트(248p)의 끝단이 공기유동방향을 향하도록, 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 이층류 공조장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 플로어 벤트(234)는, 앞좌석용 플로어 벤트(234f)와, 상기 앞좌석용 플로어 벤트와 연통하는 뒷좌석용 플로어 벤트(234r)로 분기되는 것을 특징으로 하는 차량용 이층류 공조장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 플로어용 온기조절도어(248)는, 상기 연통로(246)에 대하여 중간 개도를 유지함으로써, 상기 앞좌석용 플로어 벤트(234f)와 상기 뒷좌석용 플로어 벤트(234r)로 흐르는 공기량을 조절할 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 이층류 공조장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플로어용 온기조절도어(248)는, 상기 냉기통로(P1)가 폐쇄되고, 상기 디프로스트 벤트(230)의 입구가 개방되며, 상기 플로어 벤트(234)의 입구가 폐쇄된 상태에서 상기 플로어 벤트가 상기 온기통로(P2)와 통하고, 내/외기가 분리되어 상기 공조케이스(220)로 송풍되는 이층류 난방 믹스 모드(Mix Mode)가 가동될 경우 에, 상기 연통로(246)를 소정의 개도 이상으로 개방하도록 설치되고;
    상기 플로어용 온기조절도어는, 상기 이층류 난방 믹스 모드의 경우에 비하여 상기 디프로스트 벤트의 입구 개도가 작아지는 조건으로 이층류 난방 플로어 모드(Floor Mode)가 가동될 경우에는, 앞좌석과 뒷좌석 플로어측의 송풍량의 배분을 맞추기 위하여, 상기 연통로(246)를 소정의 개도로 유지하거나 완전 개방하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 이층류 공조장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 플로어 벤트(234)의 입구 개도를 조절하는 플로어 모드 도어(Floor Mode Door, 234d)는, 상기 이층류 난방 믹스 모드 및 상기 이층류 난방 플로어 모드가 가동될 경우에, 상기 플로어 벤트(234)의 입구를 완전 폐쇄하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 이층류 공조장치.
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