KR20090091419A - 차량용 공조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 겨울철 차량용 공조장치의 난방모드로 가동시 난방성능을 향상시키고, 초기 난방모드 가동시 성에 제거를 위한 디프로스트 모드(Defrost Mode)의 성능을 빠르게 향상시키기 위한 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 증발기 및 차량의 온수 열원과 연통되는 유입·배출 파이프인 온수배관과 연결된 히터 코어를 구비하는 공조케이스와, 공조케이스와 연결되며 실내외 공기를 흡입하여 공조케이스로 송풍하는 블로어(Blower)가 구비된 블로어 유니트(Blower Unit)를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 온수배관은 블로어 유니트의 공기유로 내부를 통하도록 설치되며, 공기유로상에는 블로어 유니트로부터 공조케이스로 송풍되는 공기가 온수배관을 선택적으로 통과하도록 개폐도어가 설치되는 것을 특징으로 한다.

히터코어, 블로어(Blower)

Description

차량용 공조장치{AIR-CONDITIONING DEVICE FOR A VEHICLE}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 겨울철 차량용 공조장치의 난방모드로 가동시 난방성능을 향상시키고, 초기 난방모드 가동시 성에 제거를 위한 디프로스트 모드(Defrost Mode)의 성능을 빠르게 향상시키기 위한 차량용 공조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차용 공조장치는 냉방장치, 난방장치 및 환기장치로 구성된다.

냉방장치는, 엔진의 동력을 전달받아 구동되는 압축기에 의하여 압축된 냉매가 응축기로 유입되어 냉각팬의 강제송풍에 의하여 열교환되어 응축된 다음 리시버 드라이버, 팽창밸브 및 증발기를 차례로 거쳐 다시 압축기로 유입되는 과정에 있어서, 블로어 유니트의 블로어에 의하여 송풍되는 공기를 증발기를 거치는 냉매와 열교환되어 냉기 상태로 실내에 유입됨으로써 자동차 실내를 냉방하는 것이다.

난방장치는, 엔진의 냉각수가 히터 코어를 거쳐 엔진으로 복귀하는 과정에 있어서, 블로어에 의하여 송풍되는 공기가 히터 코어를 거치는 냉각수와 열교환되어 온기 상태로 실내에 유입됨으로써 자동차의 실내를 난방하는 장치이다.

전술한 바와 같은 공조장치에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이 증발기(320) 및 히터 코어(340)는 공조케이스(300)의 내부 유로에 설치되고, 증발기(320) 상류의 공조케이스의 입구단에 블로어 유니트(100)가 설치된다.

또한, 히터 코어(340) 하류의 공조케이스(300)의 출구단에는 공기를 자동차 창문쪽으로 토출하는 페이스 벤트(360) 및 냉기 또는 온기를 자동차 실내의 하반부로 토출함으로써 실내를 냉난방하기 위한 풋 벤트(380)가 설치됨과 아울러, 상기 각 벤트들을 소정의 냉난방 모드에 따라 개폐조절하기 위한 도어(도시생략)들도 설치된다.

이러한 차량용 공조장치에 있어서 블로어 유니트(100)의 상단부 양쪽에 내기유입구(120) 및 외기유입구(140)가 형성되고, 내/외기 유입구(120)(140)는 내/외기 전환도어(도시생략)에 의하여 선택적으로 개폐하도록 구성된다. 즉, 공조장치의 가동시 내기 또는 외기를 선택하여 선택된 내기 또는 외기에 의해 차 실내를 냉/난방한다.

그러나, 이러한 종래의 차량용 공조장치중 난방장치는, 난방모드시 실/내외의 공기를 흡입하여 히터 코어(340)를 이용한 히터 시스템만을 가동시키기 때문에 냉난방성능이 저하되는 문제점이 있다.

특히, 겨울철에 성에 제거를 위해 난방모드를 통한 디프로스트 벤트(340)를 이용할 경우에는 많은 시간이 걸리는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 히터 코어의 용량을 증대시키거나 보조열원장치를 추가하여 사용하는 방법이 있으나, 이러한 방법은 제작공정이 추가되고 제 작비가 상승되며 공용화가 불가하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 겨울철 초기 난방모드시 성에 제거를 위한 디프로스트 벤트의 성능을 향상시키기 위한 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 히터 코어 외에 보조열원방법을 사용하되 제작공정이 간단하면서도 제작비용이 저렴하고 공용화가 가능한 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 증발기 및 차량의 온수 열원과 연통되는 유입·배출 파이프인 온수배관과 연결된 히터 코어를 구비하는 공조케이스와, 상기 공조케이스와 연결되며 실내외 공기를 흡입하여 상기 공조케이스로 송풍하는 블로어(Blower)가 구비된 블로어 유니트(Blower Unit)를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 온수배관은 상기 블로어 유니트의 공기유로 내부를 통하도록 설치되며, 상기 공기유로상에는 상기 블로어 유니트로부터 상기 공조케이스로 송풍되는 공기가 상기 온수배관을 선택적으로 통과하도록 개폐도어가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면 상기 블로어 유니트는, 공기유로가 외기를 공급하는 외기공급통로와 내기를 공급하는 내기공급통로로 분리형성되어 있는 2층류 유니트이며, 상기 온수배관은 상기 내기공급통로의 내부를 통과하도록 설치되는 것을 특 징으로 한다.

또한, 상기 배출 파이프만 상기 공기유로의 내부를 통과하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 따르면 상기 배출 파이프만 상기 내기공급통로의 내부를 통과하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 공조장치에 따르면 차량용 공조장치 또는 분리벽에 의해 상·내기 공급통로로 구획된 블로어 출구 덕트부로 구성된 2층류 유니트에 내기 공급통로에 히터 코어에서 열교환된 고온의 냉각수가 이동하는 온수배관을 관통시킴으로써, 히터 코어에서 사용된 폐열을 재사용하여 블로어를 통해 공조케이스로 송풍시킬 수 있기 때문에 겨울철 초기 난방 모드시 성에 제거 및 빠른 난방효능을 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 액츄에이터의 조작에 의한 도어의 가동으로 냉방모드시에는 내기 공급통로가 폐쇄되어 부분적으로만 실내기가 흐르고 난방모드시에는 내기 공급통로를 개방시킴으로써 여름철에는 온수배관의 열이 블로어 유닛에 의한 공기와 섞여 차량의 실내로 토출되지 않고 겨울철에는 실내와 섞여 차량의 실내에 토출되어 난방성능이 향상되는 효과를 갖는다.

이는, 블로어에 의한 공기흐름을 제어하기 위한 조작이 간편한 효과를 갖는다.

이하, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다(종래와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 설명한다).

도 2는 본 발명에 따른 일실시예의 차량용 공조장치를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 다른 실시예의 차량용 공조장치를 도시한 도면이다.

먼저, 본 발명에 따른 차량용 공조장치에 따르면, 증발기(320) 및 차실 외의 온수 열원과 연통되는 유입·배출 파이프(342)(344)로 구성된 온수배관(342)이 연결된 히터 코어(340)가 구비되며, 다수개의 도어 및 토출구를 갖는 공조케이스(300)와, 상기 공조케이스(300)의 입구단에 설치되며 실내외 공기를 흡입하여 상기 공조케이스(300)로 송풍하는 블로어(Blower)(160)가 구비된 블로어 유니트(Blower Unit)(100)와, 상기 블로어 유니트(100)과 상기 공조케이스(300)의 입구단을 연결하며 내부에는 분리벽(220)으로 인해 상·내기 공급통로(240)(260)가 구획형성된 블로어 출구 덕트부(200)를 구비한다.

본 차량용 공조장치는 2층류 유니트로서, 도 3에 도시된 바와 같이 공조케이스(300)의 내부유로에 수용된 증발기(320)와 히터 코어(340) 및 다수개의 도어(도시생략)와 토출구(도시생략)는 종래의 차량용 공조장치의 구조와 유사하나 블로어 유니트(100)과 공조케이스(300)를 연결하는 블로어 출구 덕트부(200)의 내부가 분리벽(220)에 의해 2부분으로 구획 형성된 것이 특징이다.

여기서, 상기 블로어 출구 덕트부(200)는 상기 상측 블로어(162)와 하측 블로어(164) 사이에 배치되며, 외기 공급통로(240)와 내기 공급통로(260)로 구획된 다.

이러한 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 설명에 앞서 2층류 유니트의 작동상태를 설명한다.

먼저, 2층류 유니트는 상측 블로어(162)와 하측 블로어(164)로 구성된 블로어(160)에 의해 실외기와 실내기가 분리되어 공조케이스(300)로 송풍된다. 이때, 상기 상측 블로어(162)는 실외기를 흡입하여 외기 공급통로(240)를 통해 공조케이스(300)로 송풍하며, 상기 하측 블로어(164)는 차량의 실내기를 흡입하여 내기 공급통로(260)를 통해 공조케이스(300)로 송풍된다.

여기서, 통상 겨울철 앞유리에 발생된 성에를 제거하기 위해서 디프로스트 벤트(370) 모드로 조작하게 되는데 이때 상측 블로어(162)는 실외기를 흡입하여 디프로스트 벤트(370)를 통해 앞유리에 토출시켜 성에를 제거한다.

한편, 상기 하측 블로어(164)는 차량의 실내기를 흡입하여 풋 벤트(380)를 통해 운전자의 하체부분에 토출시켜 실내의 공기를 난방모드로 온도를 높여준다.

이 경우 2층류 유니트는 실외기와 실내기가 섞이지 않고 공조케이스(300)로 송풍시켜, 성에를 좀더 빠르게 제거할 수 있는 동시에 실내의 온도가 높아지는 효과가 있다.

따라서, 2층류 유니트에 의해 실내/외기가 구분되어 실내로 토출되어야 하는 것이 바람직하다.

그러나, 2층류 유니트에 의해 실내/외기를 구분하여 공조케이스(300)로 송풍하여 토출하더라도 겨울철에는 실내/외기의 온도차이가 나지 않기 때문에 성에 제 거를 위한 급속 난방 또는 사용자가 원하는 적정 난방시간이 지연될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 차량용 공조장치는 2층류 유니트에 상기 온수배관(342)이 차량의 내기가 송풍되는 상기 내기 공급통로(260)를 관통하며, 상기 내기 공급통로(260)를 개폐하기 위한 개폐수단이 구비된다.

2층류 유니트의 블로어 출구 덕트부(200)는 외기 공급통로(240)와 내기 공급통로(260)로 형성되며, 공조케이스(300)의 내부에 설치된 히터 코어(340)와 연결된 온수배관(342)은 상기 내기 공급통로(260)를 관통하도록 형성된다.

여기서, 상기 온수배관(342)은 차량의 엔진룸(도시생략)으로부터 경유한 고온의 냉각수를 상기 히터 코어(340)로 경유하기 위한 것이다.

또한, 상기 온수배관(342)의 유입 파이프(343)로 경유된 고온의 냉각수가 히터 코어(340)에 유입되어 블로어 유니트(100)에 의해 유입된 실내기와 열교환되며, 열교환된 폐열의 냉각수는 히터 코어(340)와 연결된 배출 파이프(344)를 통해 다시 차량의 엔진룸(도시생략)으로 경유한다.

이러한 차량용 공조장치에서 상기 내기 공급통로(260)로 블로어(160)의 한 부분인 하측 블로어(164)에 의해 흡입된 실내기가 경유하여 공조케이스(300)로 송풍되며, 상기 내기 공급통로(260)로 경유하는 실내기가 온수배관(342)의 열과 열교환하여 공조케이스(300)측으로 송풍된다.

또한, 상기 온수배관(342)은 상기 내기 공급통로(260)의 길이방향과 직교되게 관통된다. 상기 온수배관(342)은, 유입 파이프(343)와 배출 파이프(344)가 일정간격 이격되게 배치되며 내기 공급통로(260)로 송풍되는 실내기와 열교환하여 공조 케이스(300)로 송풍된다.

이는, 유입·배출 파이프(344)를 상기 블로어 토출 덕트부(200)에 관통 조립이 용이하게 하기 위한 것이며, 상기 내기 공급통로(260)에 경유하는 실내기와의 접촉면적을 넓히기 위해 상기 내기 공급통로(260)의 내부의 길이방향으로 일정길이만큼 설치할 수 있지만, 공조케이스(300)의 히터 코어(340)에서 송풍된 실내기와 열교환 하기 때문에, 효과적인 난방효과는 높지 않다.

하지만, 상기 히터 코어(340)에서 열교환된 폐열이 경유되는 배출 파이프(344)일 경우에는 상기 히터 코어(340)에서 공조케이스(300)에 유입된 실내기와 열교환 한 후 재사용하기 위한 열이 남아있기 때문에, 상기 배출 파이프(344)만 상기 내기 공급통로(260)에 관통시켜 설치할 수도 있다.

이때, 상기 내기 공급통로(260)의 길이방향으로 직교되게 상기 배출 파이프(344)를 관통 설치하되, 경유하는 실내기와의 접촉면적을 늘리기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 상기 내기 공급통로(260)의 내부에 관통되는 배출 파이프(344) 부분만 지그재그로 형성하여 설치할 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 개폐수단은 상기 내기 공급통로(260)의 내부에 설치되며, 엑츄에이터(도시생략)에 의해 상기 내기 공급통로(260)를 개폐하는 개폐도어(280)가 구비된다.

또한, 상기 개폐도어(280)는 도 2과 도3에 도시된 바와 같이 상기 블로어 유니트(100)으로부터 흡입된 실내기가 상기 내기 공급통로(260)에 관통된 온수배관(342)이 도달하기 전의 부위에 설치되며, 본 실시예에서는 블로어 유니트(100) 측으로 내기 공급통로(260) 선단에 설치된다.

이는, 상기 개폐도어(280)를 난방모드에 의해 닫힘으로 조작하여 상기 블로어 유니트(100)에 흡입된 실내기를 온수배관(342)과 접촉을 방지하기 위한 것이다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이 히터 코어(340)를 통해 열교환된 폐열의 냉각수가 경유하는 배출 파이프(344)만 내기 공급통로(260)에 관통될 수도 있다. 이는, 유입 파이프(343)도 내기 공급통로(260)에 관통하여 지나갈 경우, 내기 공급통로(260)에 경유된 실내기와 열교환 한 뒤, 상기 히터 코어(340)에 이동되므로 그만큼 열효율이 떨어질 수 있기 때문이다.

또한, 도 2에 도시된 공조장치에서 배출 파이프(344)만 공기유로(230)에 관통하여 지나갈 수도 있다.

이러한, 본 발명에 따른 차량용 공조장치에 대한 작동상태를 도시된 도면을 참조하여 설명한다.

먼저, 난방모드 조작시 각각 블로어 유니트(100)의 외기 유입구(140)와 내기 유입구(120)로부터 실외기와 실내기가 유입된다. 이때, 블로어(160)의 상측 블로어(162)는 상기 외기 유입구(140)를 통해 실외기를 흡입하며, 하측 블로어(164)는 상기 내기 유입구(120)를 통해 실내기를 흡입한다.

여기서, 각각 상·하측 블로어(162)(164)를 통해 흡입된 실내/외기는 일반 공조장치일 경우 도 3에 도시된 바와 같이 공기유로(230)로 경유하여 공조케이스(300)측으로 송풍되며, 2층류 유니트일 경우, 분리벽(220)에 의해 구획된 외기 공급통로(240)와 내기 공급통로(260)로 경유하여 공조케이스(300)측으로 송풍되며, 조작된 벤트모드에 따라서 열교환 한 뒤, 각 토출구(도시생략)에 토출된다.

이때, 상기 실내기는 개폐도어(280)가 열려진 상태에서 내기 공급통로(260)에 관통된 온수배관(342)과 열교환하여 유입되기 전 온도보다 좀더 올라간 상태의 온도로 변환되며, 변환된 실내기는 다시 히터 코어(340)와 열교환하여 각 토출구(도시생략)에 토출된다.

이러한 경우 상기 내기 공급통로(260)에 실내기가 먼저 열교환되어 히터 코어(340)로 송풍되기 때문에, 종래의 난방모드보다 빠른 시간안에 조작된 온도에 맞게 열교환된 공기를 차량의 실내에 토출시킬 수 있는 것이다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이 냉방모드일 경우, 내기 공급통로(260)에 열려진 개폐도어(280)가 온수배관(342)을 닫도록 조작되며 내기 공급통로(260)로 경유하는 실내기는 개방된 부분으로만 흘러 공조케이스(300)로 송풍된다.

여기서, 상기 내기 공급통로(260)에 위치한 온수배관(342)과 열교환 할 수 있으나, 개폐도어(280)에 의해 공기의 유로가 가로막힌 상태에서 흐르기 때문에 열교환은 지극히 미비하다.

이상에서는 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예서적인 것에 불과하며, 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 1은 일반적인 차량용 공조장치를 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 일실시예의 차량용 공조장치를 나타낸 도면,

도 3은 본 발명에 따른 2층류 유니트의 차량용 공조장치를 나타낸 도면,

도 4는 본 발명에 따른 다른 실시예의 차량용 공조장치를 도시한 도면.

♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣

100 : 블로어 유니트(Blower Unit) 120 : 내기 유입구

140 : 외기 유입구 160 : 블로어(Blower)

162 : 상측 블로어 164 : 하측 블로어

200 : 블로어 출구 덕트부 220 : 분리벽

230 : 공기유로 240 : 외기 공급통로

260 : 내기 공급통로 280 : 개폐도어

300 : 공조케이스 320 : 증발기

340 : 히터코어(Heat Core) 342 : 온수배관

343 : 유입 파이프 344 :배출 파이프

360 : 페이스 벤트(Face Vent) 370 : 디프로스트 벤트(Defrost Vent)

380 : 풋 벤트(Foot Vent)

Claims (4)

1. 증발기(320) 및 차량의 온수 열원과 연통되는 유입·배출 파이프(342)(344)인 온수배관(342)과 연결된 히터 코어(340)를 구비하는 공조케이스(300)와, 상기 공조케이스(300)와 연결되며 실내외 공기를 흡입하여 상기 공조케이스(300)로 송풍하는 블로어(Blower)(160)가 구비된 블로어 유니트(Blower Unit)(100)를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,

   상기 온수배관(342)은 상기 블로어 유니트(100)의 공기유로(230) 내부를 통하도록 설치되며, 상기 공기유로(230)상에는 상기 블로어 유니트(100)로부터 상기 공조케이스(300)로 송풍되는 공기가 상기 온수배관(342)을 선택적으로 통과하도록 개폐도어(280)가 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 블로어 유니트(100)는, 공기유로(230)가 외기를 공급하는 외기공급통로(240)와 내기를 공급하는 내기공급통로(260)로 분리형성되어 있는 2층류 유니트이며, 상기 온수배관(342)은 상기 내기공급통로(260)의 내부를 통과하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 배출 파이프(344)만 상기 공기유로(230)의 내부를 통과하는 것을 특징 으로 하는 차량용 공조장치.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 배출 파이프(344)만 상기 내기공급통로(260)의 내부를 통과하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.

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