KR20070101693A - 차량용 공조케이스 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 공조케이스 구조에 관한 것으로서, 입구단에 형성된 공기유입구와, 출구단에 각각 형성된 다수의 벤트를 구비하고, 유입된 공기와 열교환하는 증발기 및 히터코어를 내부에 장착하여 증발기를 통과한 공기가 유동하는 냉풍통로와 상기 히터코어를 통과한 공기가 유동하는 온풍통로를 갖는 차량용 공조케이스 구조에 있어서, 상기 히터코어를 통과한 좌/우측 공기가 혼합되도록 상기 온풍통로의 좌/우측에 해당되는 공조케이스 일부를 내측으로 돌출형성하여 교축부를 형성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량용 공조케이스 구조에 의하면, 히터코어를 통과한 공기가 교축부를 통해 와류를 형성하여 히터코어의 좌/우 공기가 섞임에 따라, 공기 토출구로 토출되는 공기의 온도 편차를 줄여 공조효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

히터코어, 교축부, 공기 토출구.

Description

차량용 공조케이스 구조{Case Structure of Air Conditioning System for a Vehicle}

도 1은 일반적인 세미 센터 마운팅 타입 공조장치의 단면도를 도시한 것이다.

도 2는 종래기술에 따른 유턴 방식의 히터코어를 나타내는 사시도이다.

도 3은 도 1에 따른 개략적인 A-A선 단면도이다.

도 4는 일반적인 히터코어 길이에 따른 좌/우 온도 편차를 나타낸 것으로서, 도 4a는 히터코어의 정면도를 나타낸 것이고, 도 4b는 히터코어의 길이에 따른 온도 편차를 나타낸 그래프이다.

도 5는 본 발명에 따른 세미 센터 마운팅 타입 공조장치의 단면도를 도시한 것이다.

도 6은 도 5에 따른 개략적인 B-B선 단면도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10: 공조케이스, 15: 교축부,

50: 공기 유입구, 60: 공기 분출구.

본 발명은 차량용 공조케이스 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 히터코어 하류의 온풍통로측 공조케이스 형상을 내측으로 좌/우 대칭 또는 비대칭되게 만곡진 교축부를 형성함으로써, 히터코어를 통과한 공기가 교축부를 통해 와류를 형성하여 히터코어의 좌/우 공기가 섞임에 따라, 공기 토출구로 토출되는 공기의 온도 편차를 줄여 공조효율을 향상시킬 수 있는 차량용 공조케이스 구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 공조장치는, 송풍장치에 의해 차량 실내로 유입되어 냉매가 흐르는 증발기(Evaporator)를 통과한 공기를 템프도어(Temp Door)의 개폐에 따라 히터코어(Heater Core)로 선택적으로 통과시키고, 차량 실내의 여러 구역으로 분배함으로써 차량 실내를 냉방 또는 난방하는 역할을 한다.

이러한 차량용 공조장치에는 송풍장치, 증발기 및 히터코어의 세 개의 유니트가 독립적으로 구성된 쓰리 피스 타입(Three Piece Type), 증발기 및 히터코어가 하나의 케이스에 일체로 구성된 세미 센터 마운팅 타입(Semi-Center Mounting Type), 송풍장치, 증발기 및 히터코어가 모두 하나의 케이스에 일체로 구성된 센터 마운팅 타입(Center Mounting Type)으로 분류할 수 있다.

도 1은 일반적인 세미 센터 마운팅 타입 공조장치의 단면도를 도시한 것이다.

차량용 공조장치의 공조케이스(100) 내부에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 공기 유입구(150)측에 설치된 송풍장치(도시 생략)로부터 유입된 공기를 냉각하는 증 발기(120)와, 상기 증발기(120)를 통과한 공기를 가열하는 히터코어(130)가 각각 설치된다. 증발기(120)와 히터코어(130) 사이에는, 증발기(120)를 통과한 공기가 히터코어(130)를 우회하는 냉풍통로(C)와 히터코어(130) 전방의 온풍통로(H)를 선택적으로 개폐시키도록 도어축을 중심으로 템프도어(140)가 회동가능하게 설치되어 있다.

한편, 상기 공조케이스(110)에는 유입된 공기를 자동차 앞유리창 쪽으로 토출하여 앞유리창의 성에(Frost)를 제거하기 위한 디프로스트 벤트(Defrost Vent, 111), 공기를 자동차 실내의 상반부로 토출하기 위한 페이스 벤트(Face Vent, 112) 및 공기를 자동차 실내의 하반부로 토출하기 위한 플로어 벤트(Floor Vent, 113)가 설치됨과 동시에, 상기 각 벤트들(111, 112, 113)을 통하여 공급되는 냉·온기의 양을 조절하기 위한 디프로스트 도어(Defrost Door, 111a), 페이스도어(Face Door, 112a), 및 플로어도어(Floor Door, 113a)가 각각 설치되어 있다.

이러한 일반적인 공조장치의 구성에 의하면, 최대 냉방모드에서는, 도 1에 일점쇄선으로 도시된 바와 같이, 템프도어(140)를 하향으로 회전시켜 히터코어(130) 하류측의 온풍통로(H)를 차단함과 동시에, 히터코어(130) 상류측의 냉풍통로(C)를 개방함으로써, 공기유입구(110)로부터 송풍장치에 의해 유입된 공기가 증발기(120)를 지나면서 냉각된 후, 디프로스트 벤트(111), 페이스 벤트(112), 플로어 벤트(113)를 통해 차실내로 공급되어 차실내를 냉방하게 된다.

그리고, 최대 난방모드에서는, 도 1에 실선으로 도시된 바와 같이, 상기 템프도어(140)를 상향으로(시계방향으로) 회전시켜 냉풍통로(C)를 폐쇄함과 동시에 히터코어(130) 전방의 온풍통로(H)를 개방함으로써, 송풍장치에 의해 유입된 공기가 히터코어(130)를 통과함으로써 데워진 후, 온풍통로(H)를 지나 상기 각 벤트들(111, 112, 113)을 통해 차실내로 공급되어 차실내를 난방하게 된다.

또한, 냉·난방 혼합모드에서는, 상기 템프도어(140)를 증발기(120)의 후방 중간부를 향하도록 중립위치로 회전시켜, 블로어 유니트에 의해 유입된 공기를 냉풍통로(C)와 온풍통로(H)를 통과하면서 공기혼합구간(M)에서 혼합되어 일정한 온도가 되도록 한 후, 각 벤트들(111, 112, 113)을 통하여 차실내로 공급하게 된다.

상기 구성요소 중, 히터코어(130)는 엔진을 순환하며 연소시 발생된 열을 흡수한 고온의 냉각수를 이용하여 자동차의 실내에 더운 공기를 공급해주는 열교환기이다. 상기 히터코어(130)는, 냉각수의 흐름방식에 따라 유턴(U-flow type)방식과 일방향 흐름방식(One-way flow type)으로 구분할 수 있다.

상기 유턴 방식과 일방향 흐름방식에 상관없이 히터코어(130)의 기본구성은, 도 2에 도시된 바와 같이, 한 쌍을 이루는 상·하부 탱크(131, 132)와, 고온의 냉각수를 유입, 배출하는 유입 파이프(133a) 및 배출 파이프(133b)와, 상기 상·하부 탱크(131, 132)의 길이 방향으로 적층되어 냉각수의 유동경로를 형성하는 다수의 튜브(Tube, 136)와, 상기 튜브(136)들 사이에 구비되는 방열핀(135)과, 상기 적층구조의 적층방향 양측 단부에 상기 튜브(136) 및 방열핀(135)과 나란하게 설치되는 엔드 플레이트(End Plate, 138) 등으로 구성되어 있다.

이러한 구조에서 냉각수의 흐름 방식 중 일방향 히터코어(130)의 경우, 상기 하부 탱크(132)의 일측에 브레이징(Brazing) 접합된 유입 파이프(133a)를 통해 유 입된 고온의 냉각수가, 상기 튜브(135)를 통해 상부 탱크(131) 측으로 흐르면서 방열핀(136) 및 외부공기와의 열교환을 통해 냉각되어 배출 파이프(133b)를 통해 배출되는 구조로 되어있다. 이 일방향 히터코어(130)는, 냉각수가 직진으로 유동하기 때문에 유턴방식의 히터코어에 비해 상대적으로 압력강하가 작아 냉각수의 유량을 증가시켜 많이 사용되고 있으나, 결국 냉각수 흐름방식에 상관없이 히터코어(130) 내부로 유입되는 고온의 냉각수는 유턴하는 지점의 압력강하로 인해 히터코어(130)의 좌/우 온도차가 발생될 수 밖에 없었다.

도 3은 도 1에 따른 개략적인 A-A선 단면도로서, 상기 히터코어(130)를 통과한 공기의 유로 즉, 온풍통로(H)의 공조케이스(100) 형상이 공기 토출구(160)를 통과하기 전까지 확관된 구조로 형성되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 히터코어(130)에 구비된 유입 파이프(133a) 및 배출 파이프(133b) 좌측 부분을 (S)로 표시하고, 히터코어(130)가 연장된 우측 끝단 부분을 (E)로 표시하였다. 도면상에 표시된 (S) 및 (E)는 히터코어(130)의 좌/우측이 온도 편차가 있음을 나타낸 것이다.

여기서, 상기 히터코어(130)의 길이(L)가 길어질수록 히터코어(130)를 통과한 공기의 온도(T)가 상승하게 되는데, 이 히터코어(130)의 길이(L)에 따라 히터코어(130) 좌/우의 온도 편차는 증가하게 되었다. 특히, 상기 히터코어(130)의 길이(L)에 맞춰 내부 온풍통로(H)가 형성된 공조케이스(100)를 공기 토출구(160)까지 확관된 구조로 형성함으로써, 히터코어(130)를 통과한 공기는 온풍통로(H)측에서 좌/우로 섞이지 못해 온도 편차가 있는 상태로 공기 토출구(160)를 통해 배출됨에 따라 공조효율이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 히터코어 하류의 온풍통로측 공조케이스 형상을 내측으로 좌/우 대칭 또는 비대칭되게 만곡진 교축부를 형성함으로써, 히터코어를 통과한 공기가 교축부를 통해 와류를 형성하여 히터코어의 좌/우 공기가 섞임에 따라, 공기 토출구로 토출되는 공기의 온도 편차를 줄여 공조효율을 향상시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명에 따른 차량용 공조케이스 구조에 의하면, 입구단에 형성된 공기유입구와, 출구단에 각각 형성된 다수의 벤트를 구비하고, 유입된 공기와 열교환하는 증발기 및 히터코어를 내부에 장착하여 증발기를 통과한 공기가 유동하는 냉풍통로와 상기 히터코어를 통과한 공기가 유동하는 온풍통로를 갖는 차량용 공조케이스 구조에 있어서, 상기 히터코어를 통과한 좌/우측 공기가 혼합되도록 상기 온풍통로의 좌/우측에 해당되는 공조케이스 일부를 내측으로 돌출형성하여 교축부를 형성한 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 교축부는 상기 공조케이스의 일부를 라운드지게 하여 상기 벤트측으로 갈수록 공기 유로가 확장되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 세미 센터 마운팅 타입 공조장치의 단면도를 도시한 것이고, 도 6은 도 4에 따른 개략적인 B-B선 단면도이다.

본 발명에 따른 차량용 공조케이스 구조에 있어서, 입구단에 형성된 공기유입구와, 출구단에 각각 형성된 다수의 벤트를 구비하고, 유입된 공기와 열교환하는 증발기 및 히터코어를 내부에 장착하여 증발기를 통과한 공기가 유동하는 냉풍통로와 상기 히터코어를 통과한 공기가 유동하는 온풍통로를 갖는 차량용 공조케이스 등은 종래기술과 동일하므로, 이하에서는 상기한 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 차량용 공조케이스 구조는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 히터코어(30) 하류의 온풍통로(H)측 공조케이스(10)는 교축부(15)를 형성한다.

상기 교축부(15)는 히터코어(30)를 통과한 좌/우측 공기가 혼합되도록 상기 온풍통로(H)의 좌/우측에 해당되는 공조케이스(10) 일부가 내측으로 돌출 형성된다.

이러한 교축부(15)는 공조케이스(10) 내측으로 좌/우 대칭되도록 만곡지게 형성된다. 즉, 상기 온풍통로(H)측 좌/우 공조케이스(10)의 형상이 내측으로 만곡지게 좁혀졌다가, 상부 공기 토출구(60)로 갈수록 넓어지게 되는 구조를 갖게 된다.

상기와 같이 교축부(15)를 좌/우 대칭되게 형성할 수도 있으나, 상기 히터코 어(30) 좌/우측 공기의 온도 차이를 균일하게 하도록 교축부(15)를 좌/우 비대칭인 소정의 형상으로 형성할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 차량용 공조케이스 구조에 따른 공기의 유동관계를 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 공기 유입구(50)측에 설치된 송풍장치로부터 유입된 공기는 증발기(20)를 통해 냉각되고, 이 증발기(20)를 통과한 공기는 최대 난방모드 또는 냉·난방 혼합모드시 도어축을 중심으로 템프도어(40)가 회동되어 히터코어(30)를 통과하면서 가열이 된다. 이렇게 가열된 공기는 상기 히터코어(30) 하류의 온풍통로(H)를 지나 공기 토출구(60)로 이동되고, 상기 각 벤트들(11, 12, 13)을 통해 차실내로 공급되어 차실내를 난방하게 된다.

여기서, 상기 히터코어(30) 하류의 온풍통로(H)측 공조케이스(10)가 내측으로 좌/우 대칭 또는 비대칭되게 만곡진 교축부(15)를 형성함으로써, 상기 히터코어(30)를 통과하는 공기중에 좌/우 온도가 다른 공기가 교축부(15) 사이로 모아져 와류를 형성하게 된다.

따라서, 상기 교축부(15)를 통해 섞인 공기는 온도 편차가 줄어든 상태에서 공기 토출구(60)를 지나 공기 유로가 확장된 벤트들을 통과하게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위내에 기재된 범주내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 공조케이스 구조 에 의하면, 히터코어 하류의 온풍통로측 공조케이스 형상을 내측으로 좌/우 대칭 또는 비대칭되게 만곡진 교축부를 형성함으로써, 히터코어를 통과한 공기가 교축부를 통해 와류를 형성하여 히터코어의 좌/우 공기가 섞임에 따라, 공기 토출구로 토출되는 공기의 온도 편차를 줄여 공조효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 입구단에 형성된 공기유입구(50)와, 출구단에 각각 형성된 다수의 벤트(11,12,13)를 구비하고, 유입된 공기와 열교환하는 증발기(20) 및 히터코어(30)를 내부에 장착하여 증발기(20)를 통과한 공기가 유동하는 냉풍통로(C)와 상기 히터코어(30)를 통과한 공기가 유동하는 온풍통로(H)를 갖는 차량용 공조케이스(10) 구조에 있어서,

   상기 히터코어(30)를 통과한 좌/우측 공기가 혼합되도록 상기 온풍통로(H)의 좌/우측에 해당되는 공조케이스(10) 일부를 내측으로 돌출형성하여 교축부(15)를 형성한 것을 특징으로 하는 차량용 공조케이스 구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 교축부(15)는 상기 공조케이스(10)의 일부를 라운드지게 하여 상기 벤트측으로 갈수록 공기 유로가 확장되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조케이스 구조.

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