KR20090015552A

KR20090015552A - 차량용 공조장치

Info

Publication number: KR20090015552A
Application number: KR1020070079955A
Authority: KR
Inventors: 황동우; 이용흥; 박대근; 김형주
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2007-08-09
Filing date: 2007-08-09
Publication date: 2009-02-12

Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 증발기와 히터코어의 크기 차이에 의한 단차로 인해 공조케이스의 중심부로 더운바람이 집중되는 것을 방지할 수 있도록 온도조절도어의 플레이트 중간부에 단차홈을 형성하여 차가운 바람을 중심부로 집중되게 함으로써, 공조케이스에서 토출되는 공기의 좌,우 온도차를 줄일 수 있는 차량용 공조장치에 관한 것이다.

이에 본 발명은 입구측에 공기유입구(111)가 형성되고 출구측에는 다수의 공기토출구가 형성된 공조케이스(110)와, 상기 공조케이스(110) 내부의 공기통로상에 설치되는 증발기(102) 및 히터코어(103)와, 상기 증발기(102)와 히터코어(103)의 사이에 설치됨과 아울러 상기 히터코어(103)를 바이패스하는 냉기통로(P1)와 상기 히터코어(103)를 통과하는 온기통로(P2)의 개도를 조절하는 온도조절도어(120)를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서, 상기 온도조절도어(120)는, 상기 공조케이스(110)의 내벽면에 회전 가능하게 설치되는 회전축(121)과, 상기 회전축(121)에서 반경방향으로 일정간격 이격되어 상기 냉,온기통로(P1)(P2)의 출구 개도를 조절함과 아울러 중간부에는 상기 냉기통로(P1)의 냉기 일부가 온기통로(P2)측으로 유동할 수 있도록 단차홈(122a)이 형성된 플레이트(122)와, 상기 회전축(121)과 상기 플레이트(122)의 양단부를 연결하는 측면판(123)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

공조장치, 공조케이스, 온도조절도어, 단차홈

Description

차량용 공조장치{Air conditioner for vehicles}

일반적으로 차량용 공조장치는 하절기나 동절기에 차량 실내를 냉,난방하거나 또는 우천시나 동절기에 윈드실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자의 전후방 시야가 확보될 수 있게 할 목적으로 설치되는 차량 내장품으로, 이러한 공조장치는 통상 난방장치와 냉방장치를 동시에 갖추고 있어서 외기나 내기를 선택적으로 도입한 후 이 공기를 가열 또는 냉각시켜 차량의 실내에 송풍함으로써 차량 실내를 냉,난방하거나 또는 환기하게 된다.

이러한 공조장치는, 송풍기 유니트, 증발기 유니트 및 히터코어 유니트의 독립적인 구조에 따라, 상기 3개의 유니트들이 독립적으로 구비되는 쓰리 피스 타입과, 증발기 유니트 및 히터코어 유니트가 공조케이스에 내장되고 송풍기 유니트가 별도의 유니트로 구비되는 세미 센터 타입과, 그리고 상기 3개의 유니트가 모두 공조케이스에 내장되는 센터마운팅 타입으로 대별할 수 있다.

이하, 센터 마운팅 타입의 공조장치를 일예로 간략히 설명하기로 한다.

상기 공조장치(1)는 도 1 에 도시된 바와 같이, 입구측에 공기유입구(11)가 형성되고 출구측에는 각각 모드도어(12a)(13a)(14a)에 의해 개도가 조절되는 다수의 공기토출구(12)(13)(14)가 형성되는 공조케이스(10)와; 상기 공조케이스(10) 내부의 공기통로상에 설치되는 증발기(2) 및 히터코어(3)와; 상기 공조케이스(10)내의 증발기(2)와 히터코어(3)의 사이에 설치됨과 아울러 상기 히터코어(3)를 바이패스하는 냉기통로(P1)와 상기 히터코어(3)를 통과하는 온기통로(P2)의 개도를 조절하는 온도조절도어(20)를 포함하여 이루어진다.

상기 공기유입구(11)측에는 송풍팬(31)을 갖는 송풍장치(30)가 설치된다.

또한, 상기 온도조절도어(20)는 돔형으로써, 상기 공조케이스(10)의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전축(21)과, 상기 회전축(21)과 일정간격 이격되는 원호형 플레이트(22)와, 상기 회전축(21)과 플레이트(22)를 연결하는 측면판(23)으로 이루어진다.

여기서, 상기 온도조절도어(20)의 작동위치에 따라 냉방모드, 난방모드, 믹싱모드로 구분할 수 있는데, 최대냉방모드가 가동될 경우, 상기 온도조절도어(20)는 냉기통로(P1)를 개방함과 아울러 온기통로(P2)를 폐쇄하게 된다.

또한, 최대난방모드가 가동될 경우, 상기 온도절도어(20)는 냉기통로(P1)를 폐쇄함과 아울러 온기통로(P2)를 개방하게 된다.

아울러, 믹싱모드가 가동될 경우, 상기 온도절도어(20)는 상기 냉,온기통로의 사이에 위치하면서 냉기통로(P1)와 온기통로(P2)를 동시에 개방하게 된다.

따라서, 상기 송풍장치(30)에 의해 흡입되어 송풍되는 공기가 상기 공조케이스(10)의 내부를 유동하게 되고, 이때 상기 공기는 증발기(2)를 통과한 후 상기 온도조절도어(20)에 의해 상기 히터코어(3)를 바이패스하여 냉기 상태로 유동하거나 또는 히터코어(3)를 통과하면서 온기로 열교환된 후 상기 공기토출구(12)(13)(14)를 통해 차량실내로 토출됨으로써 실내를 냉,난방 하게 된다.

그러나, 상기 공조케이스(10)의 내부에 설치되는 증발기(2)와 히터코어(3)는 도 2와 같이 통상적으로 증발기(2)의 크기가 히터코어(3) 보다 크게 된다. 따라서 상기 증발기(2)와 히터코어(3)의 크기 차이에 의한 단차로 상기 증발기(2)를 통과한 차가운 바람이 히터코어(3)의 양쪽으로 쏠려서 이동하게 되고, 이로 인해 상기 공조케이스(10)의 중심부로 더운 바람이 집중되어 결국 공조케이스(10)에서 토출되는 공기의 좌,우 온도차가 커지는 문제가 있었다.

상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 증발기와 히터코어의 크기 차이에 의한 단차로 인해 공조케이스의 중심부로 더운바람이 집중되는 것을 방지할 수 있도록 온도조절도어의 플레이트 중간부에 단차홈을 형성하여 차가운 바람을 중심부로 집중되게 함으로써, 공조케이스에서 토출되는 공기의 좌,우 온도 차를 줄일 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 입구측에 공기유입구가 형성되고 출구측에는 다수의 공기토출구가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스 내부의 공기통로상에 설치되는 증발기 및 히터코어와, 상기 증발기와 히터코어의 사이에 설치됨과 아울러 상기 히터코어를 바이패스하는 냉기통로와 상기 히터코어를 통과하는 온기통로의 개도를 조절하는 온도조절도어를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서, 상기 온도조절도어는, 상기 공조케이스의 내벽면에 회전 가능하게 설치되는 회전축과, 상기 회전축에서 반경방향으로 일정간격 이격되어 상기 냉,온기통로의 출구 개도를 조절함과 아울러 중간부에는 상기 냉기통로의 냉기 일부가 온기통로측으로 유동할 수 있도록 단차홈이 형성된 플레이트와, 상기 회전축과 상기 플레이트의 양단부를 연결하는 측면판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량용 공조장치는, 증발기와 히터코어의 크기 차이에 의한 단차로 인해 공조케이스의 중심부로 더운바람이 집중되는 것을 방지할 수 있도록 온도조절도어의 플레이트 중간부에 단차홈을 형성하여 차가운 바람을 중심부로 집중되게 함으로써, 공조케이스에서 토출되는 공기의 좌,우 온도차를 줄일 수 있고, 탑승자에게 균일한 온도의 공기를 공급할 수 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

종래와 동일한 부분에 대한 반복되는 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 믹싱모드 상태를 나타내는 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 최대냉방모드 상태를 나타내는 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 최대난방모드 상태를 나타내는 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 온도조절도어를 나타내는 사시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 온도조절도어를 나타내는 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 공조장치(100)는, 입구측에 공기유입구(111)가 형성되고 출구측에는 다수의 공기토출구가 형성됨과 아울러 내부의 공기통로상에 형성되는 격벽(115)에 의해 냉기통로(P1)와 온기통로(P2)가 구분되어 형성된 공조케이스(110)와, 상기 공조케이스(110) 내부의 냉기통로(P1)와 온기통로(P2)에 각각 설치되는 증발기(102) 및 히터코어(103)와, 상기 증발기(102)와 히터코어(103)의 사이에 설치됨과 아울러 상기 히터코어(103)를 바이패스하는 냉기통로(P1)와 상기 히터코어(103)를 통과하는 온기통로(P2)의 출구 개도를 조절하는 온도조절도어(120)를 포함하여 구성된다.

상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111)측에는 송풍장치(101)가 설치되어, 내기 또는 외기를 공조케이스(110)의 내부로 송풍하게 된다. 상기 송풍장치(101)는 상기 공기유입구(111)의 상류측에 설치된 송풍팬(101a)의 작동시 미도시된 내,외기유입구를 통해 내,외기를 유입하여 상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111)측으로 강제 송풍하게 된다.

또한, 상기 공조케이스(110)의 공기토출구측는, 차량의 앞유리쪽으로 공기를 토출시키기 위한 디프로스트 벤트(112)와, 탑승자의 얼굴쪽으로 공기를 토출시키기 위한 페이스 벤트(113)와, 탑승자의 발쪽으로 공기를 토출시키기 위한 플로어 벤트(114)로 구성되며, 상기 각 벤트들은 각각의 모드 도어(112a)(113a)(114a)에 의하여 그 개도가 조절된다.

그리고, 상기 공조케이스(110)의 내부에 형성된 격벽(115)을 사이에 두고 상기 증발기(102)는 냉기통로(P1)상에 설치되고, 상기 히터코어(103)는 온기통로(P2)상에 설치된다.

여기서, 상기 격벽(115)은 상기 공조케이스(110)의 바닥으로부터 이격되게 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 온기통로(P2)의 입구가 히터코어(103)의 하부측에 형성되게 되며, 이로 인해 난방모드시 증발기(102)를 거친 공기가 히터코어(103)의 하부측으로 유입되어 히터코어(103)를 통과하게 된다.

그리고, 상기 온도조절도어(120)는 상기 공조케이스(110)의 공기 혼합공간인 믹싱챔버(MC)에 대하여, 상기 냉기통로(P1) 및 온기통로(P2)의 출구측 개도를 조절함으로써 냉기와 온기의 혼합량을 조절하게 된다.

이러한 상기 온도조절도어(120)는 상기 공조케이스(110)의 내벽면에 회전 가능하게 설치되는 회전축(121)과, 상기 회전축(121)에서 반경방향으로 일정간격 이격되어 상기 냉,온기통로(P1)(P2)의 출구 개도를 조절함과 아울러 중간부에는 상기 냉기통로(P1)의 냉기 일부가 온기통로(P2)측으로 유동할 수 있도록 단차홈(122a)이 형성된 플레이트(122)와, 상기 회전축(121)과 상기 플레이트(122)의 양단부를 연결하는 측면판(123)으로 이루어진다.

상기 플레이트(122)는 상기 회전축(121)을 중심으로 하는 원호 형상으로 형성되며, 상기 단차홈(122a)은 상기 플레이트(122)의 외측면에서 내측방향으로 함몰되어 형성되되 곡면 형상으로 형성된다.

이때, 상기 단차홈(122a)은 상기 플레이트(122)의 중간부에 길이방향으로 일정폭 만큼 형성된다. 즉, 상기 단차홈(122a)은 상기 단차홈(122a)과 대응하는 상기 공조케이스(110)의 내부에 형성된 격벽(115)의 단부를 따라 일정폭 만큼 연장 형성되는 것이다.

따라서, 믹싱모드시, 상기 냉기통로(P1)의 냉기 일부가 상기 온도조절도어(120)의 플레이트(122) 중간부에 형성된 단차홈(122a)을 통해서도 상기 온기통로(P2)측으로 유동함으로써 상기 증발기(102)를 통과한 냉기의 일부가 공조케이스(110)의 중심부로 집중되게 하여 공조케이스(110)에서 토출되는 공기의 좌,우 온도차를 줄이게 되는 것이다.

그리고, 상기 단차홈(122a)은 상기 증발기(102)를 통과한 냉기가 상기 온도조절도어(120)를 통과하는 과정에서 풍량의 감소를 최소화 할 수 있도록 상기 플레이트(122)의 회전방향 양단부를 잇는 선(L)을 침범하지 않는 범위내에서 형성되는 것이 바람직하며, 아울러 상기 선(L)을 침범하지 않는 범위내에서 다양한 형상으로 형성할 수 있다.

또한, 상기 플레이트(122)에 형성된 단차홈(122a)은 리브 역할을 하게 되어 온도조절도어(120)의 강성을 향상시키게 된다.

한편, 상기 온도조절도어(120)는 상기 공조케이스(110)의 외측에 설치된 액 츄에이터(미도시)에 의해 작동하는 캠(미도시) 및 레버(미도시)에 의해 회전 작동하게 된다.

이하, 상기한 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 작용을 설명하기로 한다.

편의상 최대냉방모드와, 최대난방모드, 믹싱모드로 작동할 경우에만 설명한다.

먼저, 최대냉방모드시에는, 도 4와 같이, 상기 온도조절도어(120)는 상기 냉기통로(P1)의 출구측을 개방하고 온기통로(P2)의 출구측은 폐쇄하도록 작동하게 된다.

따라서, 상기 송풍장치(101)에 의하여 상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111)측으로 송풍되는 공기는 증발기(102)를 거치면서 증발기(102)의 내부를 흐르는 냉매와 열교환되어 냉기로 바뀐다. 상기 냉기는 상기 냉기통로(P1)를 통해 믹싱챔버(MC)로 유동하여 공조모드에 따라 개방되는 벤트(112)(113)(114)를 통해 차량 실내로 토출되어 차량 실내를 냉방시키게 된다.

다음으로, 최대난방모드시에는, 도 5와 같이, 상기 온도조절도어(120)는 상기 온기통로(P2)의 출구측을 개방하고 냉기통로(P1)의 출구측은 폐쇄하도록 작동하게 된다. 또한 증발기(102)를 통한 냉방사이클의 가동은 중지된다.

따라서, 상기 송풍장치(101)에 의하여 상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111)측으로 송풍되는 공기는 증발기(102)를 통과하여 온기통로(P2)로 유입되고, 상기 온기통로(P2)로 유입된 공기는 히터코어(103)를 거치면서 히터코어(103)의 내 부를 흐르는 냉각수와 열교환되어 온기로 바뀐뒤 믹싱챔버(MC)로 유동하여 공조모드에 따라 개방되는 벤트(112)(113)(114)를 통해 차량 실내로 토출되어 차량 실내를 난방시키게 된다.

한편, 믹싱모드시에는 도 3과 같이, 상기 온도조절도어(120)는 상기 냉기통로(P1)의 출구 및 온기통로(P2)의 출구를 각각 일부 개방하도록 작동하게 된다. 이때, 상기 온도조절도어(120)의 플레이트(122)에 형성된 단차홈(122a)과 상기 공조케이스(110)내에 형성된 격벽(115) 상단과의 사이에는 냉기가 유동할 수 있는 공간이 형성된다.

따라서, 상기 송풍장치(101)에 의하여 공조케이스(110)의 공기유입구(111)측으로 송풍되는 공기는 증발기(102)를 거치는 과정에서 냉기로 바뀐다.

이후 상기 냉기 중 일부는 냉기통로(P1)를 통해 믹싱챔버(MC)로 곧바로 유입되고,

일부는 상기 온도조절도어(120)의 플레이트(122)에 형성된 단차홈(122a)과 상기 격벽(115) 사이의 공간을 통해 히터코어(103) 하류의 온기통로(P2)측으로 유입되며,

일부는 상기 온기통로(P2)상에 설치된 히터코어(103)의 하부측으로 유입되어 히터코어(103)를 통과하면서 온기로 바뀐 후 온기통로(P2)의 출구측으로 유동하게 되고, 계속해서 온기통로(P2)의 출구측으로 유동한 온기는 상기 단차홈(122a)과 격벽(115) 사이의 공간을 통해 유동하는 냉기와 1차적으로 혼합된 상태로 믹싱챔버(MC)로 유동하게 되며, 상기 믹싱챔버(MC)로 유동한 온기는 상기 냉기통로(P1)를 통과한 냉기와 2차적으로 혼합된 후, 공조모드에 따라 개방되는 벤트(112)(113)(114)를 통해 차량 실내로 토출되어 차량 실내를 적절한 온도로 유지시키게 된다.

이처럼 상기 믹싱모드시에는 상기 플레이트(122)의 단차홈(122a)과 상기 격벽(115)의 사이 공간을 통해 유동하는 냉기와 상기 온기통로(P2)로 유동하면서 히터코어(103)에 의해 열교환된 온기가 상기 온기통로(P2)의 출구측에서 1차적으로 혼합된 후 이 공기가 상기 믹싱챔버(MC)에서 상기 냉기통로(P1)를 통과한 냉기와 2차적으로 혼합됨으로써, 냉기 및 온기의 혼합이 원활하게 이루어져 개방된 벤트(112)(113)(114)를 통해 차량 실내의 탑승자에게 균일한 온도의 공기를 토출하게 되는 것이다.

특히, 상기 증발기(102)와 히터코어(103)의 크기 차이에 의한 단차로 인해 상기 증발기(102)를 통과한 냉기가 상기 히터코어(103)의 양쪽으로 쏠리더라도 상기 플레이트(122)의 중간부에 형성된 단차홈(122a)과 상기 격벽(115)의 사이 공간을 통해 냉기의 일부를 공조케이스(110)의 중심부로 집중되게 함으로써, 상기 공조케이스(110)의 중심부로 더운바람이 집중되는 것을 방지하여 상기 공조케이스(110)에서 토출되는 공기의 좌,우 온도차를 줄일 수 있다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치를 나타내는 단면도,

도 2는 종래의 차량용 공조장치에서 증발기와 히터코어의 크기 차이에 의한 단차로 인해 바람이 히터코어의 양쪽으로 쏠리는 상태를 나타내는 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 믹싱모드 상태를 나타내는 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 최대냉방모드 상태를 나타내는 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 최대난방모드 상태를 나타내는 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 온도조절도어를 나타내는 사시도,

도 7은 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 온도조절도어를 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

100: 공조장치 101: 송풍장치

101a: 송풍팬 102: 증발기

103: 히터코어 110: 공조케이스

111: 공기유입구 112: 디프로스트 벤트

112a,113a,114a: 모드도어

113: 페이스 벤트 114: 플로어 벤트

120: 온도조절도어 121: 회전축

122: 플레이트 122a: 단차홈

123: 측면판

Claims

입구측에 공기유입구(111)가 형성되고 출구측에는 다수의 공기토출구가 형성된 공조케이스(110)와, 상기 공조케이스(110) 내부의 공기통로상에 설치되는 증발기(102) 및 히터코어(103)와, 상기 증발기(102)와 히터코어(103)의 사이에 설치됨과 아울러 상기 히터코어(103)를 바이패스하는 냉기통로(P1)와 상기 히터코어(103)를 통과하는 온기통로(P2)의 개도를 조절하는 온도조절도어(120)를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서,

상기 온도조절도어(120)는,

상기 공조케이스(110)의 내벽면에 회전 가능하게 설치되는 회전축(121)과,

상기 회전축(121)에서 반경방향으로 일정간격 이격되어 상기 냉,온기통로(P1)(P2)의 출구 개도를 조절함과 아울러 중간부에는 상기 냉기통로(P1)의 냉기 일부가 온기통로(P2)측으로 유동할 수 있도록 단차홈(122a)이 형성된 플레이트(122)와,

상기 회전축(121)과 상기 플레이트(122)의 양단부를 연결하는 측면판(123)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,

상기 단차홈(122a)은 상기 플레이트(122)의 외측면에서 내측방향으로 함몰되게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,

상기 단차홈(122a)은 상기 플레이트(122)의 회전방향 양단부를 잇는 선(L)을 침범하지 않는 범위내에서 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,

상기 단차홈(122a)은 상기 공조케이스(110)의 내부에 형성된 격벽(115)을 따라 연장 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.