KR20100009211A - 차량용 공기조화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 전후 방향으로의 공조케이스의 폭이 축소되도록 이 내부에 증발기와 히터코어를 최적 조건으로 설치함으로써, 공조케이스가 차지하는 점유 공간을 감소시킴과 아울러 차량 내부의 운전석과 조수석의 활용 공간을 확장할 수 있도록 한 차량용 공기조화장치를 제공하는 것을 목적으로 하며,

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 차량용 공기조화장치는, 일측부에 공기 유입구가 구비되고, 타측부에 공기 토출구가 구비된 공조케이스와; 상기 공조 케이스의 내부에, 열교환면이 차량의 폭방향에 대해 평행하게 배치됨과 아울러 차량의 폭방향으로 병렬 배치되어 상기 공기 유입구로부터 유입되어 유동되는 공기를 순차적으로 열교환시키는 증발기 및 히터코어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

차량, 공기,조화, 폭방향, 일렬, 병렬, 공간, 확장

Description

차량용 공기조화장치{Air conditioner for vehicle}

본 발명은 차량용 공기조화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 전후 방향으로의 공조케이스의 폭이 축소되도록 이 내부에 증발기용 열교환기와 히터코어용 열교환기를 최적 조건으로 설치함으로써, 공조케이스가 차지하는 점유 공간을 감소시킴과 아울러 차량 내부의 운전석과 조수석의 활용 공간을 확장할 수 있도록 한 차량용 공기조화장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 공기조화장치는, 엔진의 동력을 전달받아 구동되는 압축기에 의하여 압축된 냉매가 응축기로 유입되어 냉각팬의 강제 송풍에 의하여 열교환된 다음, 팽창밸브 및 증발기를 차례로 거쳐 다시 압축기로 유입되는 과정에서 송풍기에 의하여 송풍되는 공기가 증발기를 거치는 냉매와 열교환되어 냉기 상태로 실내로 유입됨으로써, 자동차의 실내를 냉방하는 냉방장치와; 엔진의 냉각수가 히터 코어를 거쳐 엔진으로 복귀하는 과정에서 송풍기에 의하여 송풍되는 공기가 히터코어의 내부로 유동되는 냉각수와 열교환되어 온기 상태로 실내로 유입됨으로써 자동차의 실내를 난방하는 난방장치;를 포함하여 이루어져 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 자동차용 공기조화장치의 내부 구성을 도시한 종단 면도이다.

도시된 바와 같이, 송풍 공기가 발생되도록 블로어 유닛(미도시)과, 이 블로어 유닛에서 송풍된 공기의 온도를 조절하여 실내로 공급하는 공조 유닛(1)을 포함하여 이루어져 있다.

이 공조 유닛(1)은, 상기 블로어 유닛의 블로어 케이스에 접속된 공조케이스(10)와, 이 공조 케이스(10)의 내부에 차례로 설치되는 증발기(E) 및 히터코어(H)와, 공기의 온도를 조절하는 온도조절도어(20)를 포함하여 이루어져 있다.

공조 케이스(10)는 증발기(E)와 히터코어(H)와 온도조절도어(20)를 포함하여 후술되는 각 도어(22,23,24,25)의 조립을 위해 서로 면접촉되게 결합되는 좌우 케이스부재(미도시)로 이루어진다.

여기서, 도 1에 도시된 공조 케이스(10)의 빗금친 부분은 상기 좌우 케이스부재가 상호 접촉된 상태에서의 상호 접촉면이다.

증발기(E)는 그 저면이 공조 케이스(10)의 바닥부(10a)에 접촉되도록 설치되어 전방의 공기 유입구(10c)를 통해 유입된 공기를 열교환시키고, 히터코어(H)는 증발기(E)의 후방에 위치되되, 그 저면이 공조 케이스(10)의 바닥부(10b)에 접촉되도록 설치되어 증발기(E)를 통과한 공기를 열교환시킨다.

그리고, 온도조절도어(20)는 증발기(E)와 히터코어(H)의 사이에 설치되어 히터코어(H)의 전방 상측에서 일단부가 축부(21)를 중심으로 회동 가능하게 설치되며, 자유 단부가 증발기(E)의 후방 상하측 배플(11)(12)에 접촉되면서 히터코어(H)의 전방을 개폐하게 된다.

공조 케이스(10)의 내부에는 증발기(E)를 통과한 공기가 히터코어(H)를 경유항 흐르는 제1 유동 경로(화살표 A)와, 증발기(E)를 통과한 공기가 바이패스 통로(B-P)에 의해 히터코어(H)를 바이패스하여 흐르는 제2 유동 경로(화살표 B)가 마련되어 있다.

여기서, 상기 온도조절도어(20)의 설치 구조를 좀더 상세하게 설명하기로 한다.

온도조절도어(20)의 축부(21)는 대략 히터코어(H)의 전방 상측, 즉 공조케이스(10)의 대략 중앙부에 설치되는 것으로, 이 공조 케이스(10)의 내부 대략 중앙부에는 히터코어(H)의 상부를 구성하는 헤더탱크(HㆍT;HeaderㆍTank)를 감싸는 헤더탱크 지지부(13)가 형성되어 있고, 이 헤더탱크 지지부(13)로부터 증발기(E)측을 향해 상향 경사지게 일체로 연장 형성되되 상기 제1 유동 경로(A)의 시작부인 바이패스 통로(B-P)가 형성될 수 있도록 상측 배플(11)과 일정 간격 이격되는 연장부(14)가 돌출 형성되어 있다.

이 연장부(14)에는 좌우 케이스부재가 상호 접촉 결합되는 공조 케이스(10)의 외측에서 스크류가 나사 결합되도록 나사공(15)이 형성되어 있고, 이 연장부(14)의 하면에서는 온도조절도어(20)의 축부(21)가 삽입되어 회전 가능하게 설치되도록 축부 회동홈(16)이 형성되어 있다.

한편, 공조 케이스(10)에는 증발기(E)/히터코어(H)를 통과한 공기가 차 실내로 공급되도록 벤트들이 형성되어 있는 바, 이 벤트로는 공조 케이스(10)의 상부측에 차창에 발생된 성에를 제거하기 위하여 차창쪽을 향해 공기가 공급되도록 안내 하는 디스프로스트 벤트(32)와, 앞좌석 탑승자의 상반신을 향해 공급되도록 안내하는 페이스 벤트(33)로 이루어져 있다.

그리고, 공조 케이스(10)의 안쪽에는 공기가 앞좌석 바닥, 즉 탑승자의 발을 향해 공급되도록 안내하는 플로어 벤트(34)가 형성되어 있고, 이 플로어 벤트(34) 상부에는 공기를 자동차 실내의 콘솔을 통해 뒷좌석측으로 공급되도록 안내하는 리어 콘솔벤트(35)가 형성되어 있다.

리어 콘솔 벤트(35)의 입구에는 이를 개폐하기 위한 리어 콘솔 도어(25)가 설치되어 있음과 아울러, 디프로스트 벤트(32), 페이스 벤트(33), 플로어 벤트(34) 각 입구에도 이를 개폐할 수 있는 디프로스트 도어(22)와 페이스 도어(23)와 플로어 도어(24) 및 리어 콘솔 도어(25)가 설치되어 있다.

여기서, 디프로스트 도어(22)와 페이스 도어(23)와 플로어 도어(24)와 리어 콘솔 도어(25)는 일례로 그 중앙이 회전 가능하게 설치된 버터플라이 구조로 이루어져 있다.

그리고, 디프로스트 벤트(32), 페이스 벤트(33), 플로어 벤트(34)의 출구단은 덕트를 통해 차 실내와 연통되어 있다.

그리고, 도면중 미설명 부호 18은 제1 유동 경로(A)와 제2 유동 경로(B)를 따라 흐르는 공기가 혼합되는 공기 혼합 챔버이다.

상기와 같이 구성된 자동차용 공기조화장치에 따르면, 증발기(E)/히터코어(H)를 통과한 공기는 선택된 모드에 따라 디프로스트 벤트(32)를 통헤 차창측으로 공급되어 차창에 발생된 성에를 제거하고, 페이스 벤트(33)를 통해 앞좌석 탑승 자의 상반신에 냉/온기가 공급되며, 플로어 벤트(34)를 통해 앞좌석 탑승자의 발쪽에 냉/온기가 공급된다. 그리고 리어 콘솔 벤트(35)를 통해 뒷좌석의 리어 콘솔측으로 냉/온기가 공급된다.

그러나, 종래 기술은 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 종래 기술에 의한 자동차용 공기조화장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진룸(30)과 구획되도록 하는 대쉬 판넬(31)에 설치되어 있고, 공조 케이스(10)의 내부에 증발기(E)와 히터코어(H)가 차량 전후 방향으로 배치되어 있기 때문에 차량후방향으로 공조 케이스(10)가 차지하는 점유 공간이 증대되며, 이로 인해 차량 내부의 운전석과 조수석의 활용 공간이 축소되는 문제점이 있었다.

둘째, 종래 기술에 의한 자동차용 공기조화장치에는 공기를 자동차 실내의 콘솔을 통해 뒷좌석측으로 공급되도록 안내하는 리어 콘솔벤트(35)가 차량 후방측으로 플로어 벤트(34)에 더 구비되어 있기 때문에 공조 케이스(10)의 전체 크기가 더 커지게 되며, 이로 인해 이로 인해 차량 내부의 운전석과 조수석의 활용 공간이 축소되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로,차량 전후 방향으로의 공조케이스의 폭이 축소되도록 이 내부에 증발기와 히터코어를 최적 조건으로 설치함으로써, 공조케이스가 차지하는 점유 공간을 감소시킴과 아울러 차량 내부의 운전석과 조수석의 활용 공간을 확장할 수 있도록 한 차량용 공기조화장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 증발기와 히터코어를 일렬로 배치하되 이들의 측면이 서로 맞닿아 접촉하도록 설치하거나, 부가적으로 증발기를 히터코어가 장착된 히터코어 유니트의 내부 공간에 돌출 접속되도록 설치함으로써 차량의 폭방향으로의 공기조화장치의 사이즈도 축소시킬 수 있도록 한 차량용 공기조화장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 증발기와 히터코어가 서로 접촉하는 측면 사이에 단멸부재를 더 구비함으로써 증발기와 히터코어간의 상호 열전달을 방지할 수 있도록 한 차량용 공기조화장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 히터코어로 유입되는 냉각수 유량을 조절함으로써 차량 실내의 냉/난방시 온도조절 기능을 수행할 수 있도록 한 차량용 공기조화장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 히터코어로 유입되는 냉각수 유량을 조절하는 수단을 구비하지 않은 경우에도, 차량 실내의 냉/난방시 온도조절 기능을 수행할 수 있도록 한 차량용 공기조화장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 차량 실내의 냉/난방시 페이스 벤트에서 토출되는 공기와, 플로어 벤트에서 토출되는 공기의 온도차를 줄일 수 있도록 한 차량용 공기조화장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 차량용 공기조화장치는, 일측부에 공기 유입구가 구비되고, 타측부에 공기 토출구가 구비된 공조케이스와; 상기 공조 케이스의 내부에, 열교환면이 차량의 폭방향에 대해 평행하게 배치됨과 아울러 차량의 폭방향으로 병렬 배치되어 상기 공기 유입구로부터 유입되어 유동되는 공기를 순차적으로 열교환시키는 증발기 및 히터코어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 차량용 공기조화장치에 따르면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있게 된다.

첫째, 본 발명은, 차량 전후 방향으로의 공조케이스의 폭이 축소되도록 이 내부에 증발기와 히터코어를 최적 조건으로 설치함으로써, 공조케이스가 차지하는 점유 공간을 감소시킴과 아울러 차량 내부의 운전석과 조수석의 활용 공간을 확장할 수 있게 된다.

둘째, 본 발명은, 증발기와 히터코어를 일렬로 배치하되 이들의 측면이 서로 맞닿아 접촉하도록 설치하거나, 부가적으로 증발기를 히터코어가 장착된 히터코어 유니트의 내부 공간에 촐출 접속되도록 설치함으로써 차량의 폭방향으로의 공기조화장치의 사이즈도 축소시킬 수 있게 된다.

셋째, 본 발명은, 증발기와 히터코어가 서로 접촉하는 측면 사이에 단멸부재를 더 구비함으로써 증발기와 히터코어간의 상호 열전달을 방지할 수 있게 된다.

넷째, 본 발명은, 히터코어로 유입되는 냉각수의 유입량을 조절함으로써 차량 실내의 냉/난방시 온도조절 기능을 수행할 수 있게 된다.

다섯째, 본 발명은, 히터코어로 유입되는 냉각수 유량을 조절하는 수단을 구비하지 않은 경우에도, 차량 실내의 냉/난방시 온도조절 기능을 수행할 수 있도록 한 차량용 공기조화장치를 제공하는 것이다.

여섯째, 본 발명은 차량 실내의 냉/난방시 페이스 벤트에서 토출되는 공기와, 플로어 벤트에서 토출되는 공기의 온도차를 줄일 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 의한 차량용 공기조화장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 차량용 공기조화장치의 일 실시예로 송풍기 유니트와 증발기 유니트 및 히터코어 유니트의 구성을 분리하여 도시한 외관 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 본 발명에 의한 차량용 공기조화장치를 결합한 상태의 결합 횡단면도이며, 도 4는 도 2에 도시된 지시선 "A-A"부의 단면도이며, 도 5는 도 2에 도시된 지시선 "B-B"부의 단면도이며, 도 6은 도 2에 도시된 지시선 "A-A"부 방향으로 절단하여 도시한 본 발명의 다른 실시예로, 바이패스 배관과 유량 조절밸브의 구성이 없는 경우에 온도조절도어가 설치된 구성을 나타낸 단면도이며, 도 7은 본 발명에 의한 공조케이스의 다른 실시예로 (a)는 조립전의 상태를 도시한 단면도이고, (b)는 조립후 증발기가 설치된 상태를 도시한 단면도이다.

본 발명에 의한 차량용 공기조화장치는 일측부에 공기 유입구(110)가 구비되고 타측부에 공기 토출구(120)가 구비된 공조케이스(100)와; 공조 케이스(100)의 내부에, 열교환면(210)(310)이 차량의 폭방향에 대해 평행하게 배치됨과 아울러 차량의 폭방향으로 병렬 배치되어 공기 유입구(110)로부터 유입되어 유동되는 공기를 순차적으로 열교환시키는 증발기(200) 및 히터코어(300);를 포함하여 이루어진다.

즉, 본 발명은 증발기(200) 및 히터코어(300)를 수직으로 세워 차량 실내측에서 바라보았을때 차량의 폭방향으로 병렬 배치하되, 각각의 열교환면(210)(310)이 차량의 폭방향에 대해 평행하게 배치되도록 하는 것이다. 따라서, 본 발명은 증발기(200)와 히터코어(300) 각각의 열교환면(210)(310)이 차량 실내측을 향하도록 설치될 수 있기 때문에 차량 전후 방향으로의 공조케이스(100)의 폭(W)을 줄여 차량 후방향으로 공조 케이스(10)가 차지하는 점유 공간을 감소시킬 수 있게 되며, 이로 인해 차량 내부의 운전석과 조수석의 활용 공간을 확장시킬 수 있게 된다.

여기서, 차량의 폭방향은 차량의 전후 방향에 대해 직교하는 방향을 의미한다.

그리고, 본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이, 증발기(200)로 유입되는 공기 유로(Path1)와 히터코어(300)로 유입되는 공기 유로(Path2)의 방향이 차량 전후 방향으로 서로 반대가 되도록 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 증발기(200)로 유입되 는 공기 유로(Path1)와 히터코어(300)로 유입되는 공기 유로(Path1)의 방향이 차량 전후 방향으로 지그 재그 방향으로 형성되도록 하는 것이다.

상기 공조케이스(100)에는 공기 유입구(110)와 공기 토출구(120)가 차량의 폭방향으로 형성되는데 공기 토출구(120)는 공조 케이스(100)의 상부측에 구획 형성되는 디프로스트 벤트(121) 및 페이스 벤트(122)와, 히터코어(300)의 공기 배출부에 해당되는 열교환면(130)에 대응되는 공조 케이스(100)의 측벽(101)에 형성되는 제1 플로어 벤트(123)와, 차량 폭방향으로의 공조 케이스(100)의 측벽(102)에 형성되는 제2 플로어 벤트(124)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 디프로스트 벤트(121)와 페이스 벤트(122)에는 이를 개폐할 수 있는 디프로스트 도어(121a)와 페이스 도어(122a)가 설치된다.

그리고, 상기 제2 플로어 벤트(124)는 탑승자의 무릅쪽으로 공기가 토출되도록 하는 역할을 한다.

그리고, 제1 플로어 벤트(123)는 별도의 덕트에 의해 차량의 후석측으로 공기가 토출되도록 하는 역할을 하는데, 특히 차량 후석 중간에 마련된 리어 콘솔(미도시)측으로 공기를 토출하는 역할을 한다.

상기 제1 플로어 벤트(123)가 형성된 공조 케이스(100)의 측벽(101)의 내면과 히터코어(300)의 공기 배출부에 해당되는 열교환면(310) 사이 배출 유로(OㆍP)를 구획함과 아울러 제1 플로어 벤트(123)와 연통되는 별도의 분리 공간부(OㆍP1)를 형성하기 위한 구획 커버(125)가 공조 케이스(100)의 측벽(101) 내면에 결합 설치되어 있다.

이 구획 커버(125)는, 그 하부측에 분리 공간부(OㆍP1)와 배출 유로(OㆍP)가 서로 연통되도록 통공(125a)이 형성되고, 공조 케이스(100)의 측벽(101)에 결합 설치되는 부분은 개방되는 형상으로 이루어져 있다.

그리고, 구획 커버(125)의 통공(125a)에는 이를 개폐하도록 회동 가능하게 설치되는 도어 부재(125b)가 구비되며, 이 도어 부재(125b)는 배출 유로(OㆍP)의 공기를 제1 플로어 벤트(123)로 유동되도록 하거나 차단하는 역할을 한다.

따라서, 본 발명은 리어 콘솔(미도시)측으로 공기를 토출하는 제1 플로어 벤트(123)를 종래와 같이 공조 케이스 외곽에 별도로 더 설치하지 않고, 공조 케이스(100)의 내부에 형성하는 구조이기 때문에 차량 전후 방향으로의 공조 케이스(100)의 폭(W)이 증가되지 않게 된다.

그리고, 본 발명은 증발기(200) 및 히터코어(300)를 수직으로 세워 차량 실내측에서 바라보았을 때 차량의 폭방향으로 병렬 배치하되, 각각의 열교환면(210)(310)이 차량의 폭방향에 대해 평행하게 배치되도록 하는 구성에서, 증발기(200)와 히터코어(300)는 일렬로 배치하는 것이 가장 바람직하다.

즉, 증발기(200)와 히터코어(300)를 일렬로 배치함으로써, 차량 전후 방향으로의 공조케이스(100)의 폭(W)을 최대한 줄여 차량 후방향으로 공조 케이스(100)가 차지하는 점유 공간을 감소시킬 수 있도록 소형화할 수 있으므로 인해 차량 내부의 운전석과 조수석의 활용 공간을 보다 더 확장시킬 수 있게 된다.

그리고, 본 발명은 증발기(200)와 히터코어(300)를 일렬로 배치하되, 이들의 측면이 서로 맞닿아 접촉하도록 설치함으로써 차량의 폭방향으로의 공기조화장치의 사이즈도 축소시킬 수 있게 된다. 이때, 본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이, 증발기(200)와 히터코어(300)가 서로 접촉하는 측면 사이에는 단열부재(108)를 더 구비할 수 있는데, 이 단열부재(108)에 의해 증발기(200)와 히터코어(300)간의 상호 열전달을 방지할수 있다. 여기서, 단열부재(108)는 증발기(200)와 히터코어(300)의 서로 마주보는 측면을 감싸는 케이스부(106)(107) 사이에 설치될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고 증발기(200)의 측면과 케이스부(106) 사이에 설치될 수 있고, 히터코어(300)의 측면과 케이스부(107) 사이에 설치될 수 있다.

한편, 본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이 송풍기 유니트(100A)와 증발기 유니트(100B) 및 히터코어 유니트(100C)의 3개 유니트로 따로 분리되게 구성하여 순차적으로 연결 설치하는 구성 이외에도 공조케이스(100)를 단일의 케이스로 구성하여 증발기(200)와 히터코어(300)를 내장 설치할 수 있다. 그리고, 도 7(a)(b)에 도시된 바와 같이, 공조케이스를 송풍기 유니트(100A)를 이루는 케이스(100)와, 히터코어 유니트(100C)를 이루는 케이스(100)를 2개소로 분리 구성하되, 송풍기 유니트(100A)와 히터코어 유니트(100C) 각각을 이루는 케이스(100)(100)의 서로 마주보는 측면에 증발기(200)가 내장 설치되도록 위한 증발기 설치용 케이스(104,105)를 일체로 연장 형성함으로써 송풍기 유니트(100A)와 증발기 유니트(100B) 및 히터코어 유니트(100C)의 3개 유니트로 분리 구성하는 것보다 조립성을 향상시킬 수 있다.

상기 송풍기 유니트(100A)는 통상적인 잘 알려진 구성으로 상부측에 내/외기 유입구(100A-1)(100A-2) 및 하부측에 출구부(100A-3)를 갖는 공조 케이스(100)와, 이 공조 케이스(100)의 내부에 모터(미도시)에 의해 회전 구동되어 내/외기 유입구(100A-1)(100A-2)중 어느 한 유입구를 통해 유입된 공기를 출구부(100A-3)로 강제 송풍하는 송풍팬(100A-4)과, 송풍팬(100A-4)의 상부측에 해당되는 공조 케이스(100)의 내부에 설치되어 내/외기 유입구(100A-1)(100A-2)를 선택적으로 개폐하는 내/외기 절환 도어(미도시)로 구성된다.

여기서, 송풍기 유니트(100A)의 출구부(100A-3)는 증발기 유니트(100B)에 형성된 공기 유입구(110)와 연통 가능하게 접속된다. 그리고, 증발기 유니트(100B)와 히터코어 유니트(100C) 역시 공기의 소통이 가능하도록 연통되는데, 증발기 유니트(100B)를 구성하는 공조 케이스(100)의 공기 유입구(110) 반대편에 연통 개구부(115)를 형성하고, 이 연통 개구부(115)와 대응되는 히터코어 유니트(100C)의 측벽(102)에는 연통 개구부(116)를 형성하여 증발기 유니트(100B)의 연통 개구부(115)와 연통 가능하게 접속한다.

그리고, 본 발명은 전술한 설명에서와 같이 증발기(200)와 히터코어(300)를 일렬로 배치하되, 이들의 측면이 서로 맞닿도록 설치하는 구조에서, 증발기(200)를 히터코어(300)가 장착된 히터코어 유니트(100C)의 내부 공간에 돌출 접속되도록 설치할 수 있다. 즉, 히터코어(300)의 측부와 접촉하는 증발기(200)의 측부 일부가 히터코어 유니트(100C)를 구성하는 공조케이스(100)의 내부에 삽입된 상태에서 접촉되도록 증발기 유니트(100B)와 히터코어 유니트(100C)를 연결 설치할 설치함으로써, 보다더 차량의 폭방향으로의 공기조화장치의 사이즈를 축소시킬 수 있게 된다.

그리고, 본 발명의 실시예에서는 공기 유입구(110)측에 인접하는 부분의 공조 케이스(100), 즉 증발기 유니트(100B)를 구성하는 공조 케이스(100)의 내부에 증발기(200)를 설치하되 냉매가 순환하면서 증발 작용을 하는 통상적으로 잘 알려진 냉방 싸이클의 구성중 하나인 증발기를 설치하였고, 공기 토출구(120)측에 인접하는 부분의 공조 케이스(100), 즉 히터코어 유니트(100C)를 구성하는 공조 케이스(100)의 내부에 차량 엔진의 냉각수가 순환하는 히터코어(300)를 설치하였다.

본 발명은 이와 같은 구성에서, 히터코어(300)를 통과하는 냉각수량을 조절하는 히터코어 냉각수량 조절수단을 더 구비한다.

본 발명에 의한 히터코어 냉각수량 조절수단은, 엔진에서 히터코어(300)로 공급되는 냉각수 배관(320)상에 분기 설치됨과 아울러 히터코어(300)측에서 엔진으로 냉각수가 복귀하는 냉각수 복귀배관(321)에 연통되게 설치되어 엔진으로 냉각수가 바이패스되어 복귀되도록 하는 바이패스 배관(330)과, 냉각수 배관(320)과 바이패스 배관(330)의 분기부에 설치되며 히터코어(300)와 바이패스 배관(330)으로 유입되는 냉각수의 유량을 조절하는 유량 조절밸브(340)를 포함하여 이루어진다.

상기와 같은 히터코어 냉각수량 조절수단의 작용은 다음과 같다.

차량 실내의 냉방 모드시, 송풍기 유니트(100A)에서 강제 송풍되어 공조 케이스(100)의 공기 유입구(110)로 유입된 공기가 증발기 역할을 하는 증발기(200)를 통과하면서 냉기 상태로 열교환된 후, 공조 케이스(100)의 공기 토출구(120)를 통해 냉기 상태로 토출되도록 하기 위해서 히터코어 역할을 하는 히터코어(300)의 내부로 엔진의 냉각수가 유입되지 않도록 하여야 한다.

따라서, 유량 조절밸브(340)에 의해 엔진에서 냉각수 배관(320)을 통해 공급되는 냉각수가 바이패스 배관(330)으로 바이패스되어 냉각수 복귀배관(321)을 통해 다시 엔진으로 리턴되도록 하면 된다.

이렇게 되면, 공조 케이스(100)의 공기 토출구(120)로부터 토출되는 냉기는 히터코어(300)와 전혀 열교환되지 않은 상태이기 때문에 차량 실내의 최대 냉방 상태를 조성할 수 있게 된다.

이때, 유량 조절밸브(340)의 냉각수 통과 유량을 조절하여 냉각수의 일부는 히터코어 역할을 하는 히터코어(300)로 유입되도록 하고, 나머지는 바이패스 배관(330)으로 바이패스되어 냉각수 복귀배관(321)을 통해 엔진으로 리턴되도록 하면, 증발기(200)를 통과하면서 1차 열교환된 공기는 히터코어(300)를 통과하면서 2차 열교환되어 최대 냉방일때의 온도보다 낮은 상태로 공조 케이스(100)의 공기 토출구(120)로 토출될 수 있게 된다.

따라서, 유량 조절밸브(340)를 이용하여 히터코어(300)의 내부로 유입되는 냉각수의 유입량을 가변시킴으로써, 여름철에 차량 실내의 냉방 온도를 조절할 수 있게 된다.

반대로, 차량 실내의 난방시에는 송풍기 유니트(100A)에서 강제 송풍되어 공조 케이스(100)의 공기 유입구(110)로 유입된 공기가 증발기 역할을 하는 증발기(200)를 통과한 후, 공조 케이스(100)의 공기 토출구(120)를 통해 온기 상태로 토출되도록 하기 위해서 히터코어 역할을 하는 히터코어(300)의 내부로 엔진의 냉 각수가 유입되도록 하여야 한다. 여기서, 냉방 싸이클의 가동이 정지된 상태이기 때문에 증발기(200)의 내부로는 냉매가 순환하지 않은 상태이다.

따라서, 유량 조절밸브(340)에 의해 엔진에서 냉각수 배관(320)을 통해 공급되는 냉각수가 바이패스 배관(330)으로 바이패스시키지 않고, 히터코어(300)의 내부로 유입되도록 하면 된다.

이렇게 되면, 공조 케이스(100)의 공기 토출구(120)로부터 토출되는 온기는 히터코어(300)를 통과하면서 열교환 상태이기 때문에 차량 실내의 최대 난방 상태를 조성할 수 있게 된다.

이때, 유량 조절밸브(340)의 냉각수 통과 유량을 조절하여 냉각수중 일부는 히터코어(300)로 유입되도록 하고, 나머지는 바이패스 배관(330)으로 바이패스되어 냉각수 복귀배관(321)을 통해 엔진으로 리턴되도록 하면, 증발기(200)를 통과하면서 열교환되지 않은 공기는 히터코어(300)를 통과하면서 열교환되어 최대 난방일때의 온도보다 낮은 상태로 공조 케이스(100)의 공기 토출구(120)로 토출될 수 있게 된다.

따라서, 유량 조절밸브(340)를 이용하여 히터코어(300)의 내부로 유입되는 냉각수의 유입량을 조절함으로써, 겨울철에 차량 실내의 난방 온도를 가변시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 전술한 히터코어 냉각수량 조절수단의 구성에, 공조케이스(100)의 내벽과 히터코어(300) 사이에 일정 간격 이격되게 형성되어 증발기(200) 를 통과한 공기가 히터코어(300)를 우회하도록 하는 바이패스 유로(130)와, 바이패스 유로(130)에 설치되어 이를 통과하는 공기의 통과 유량을 조절하는 바이패스 도어(140)를 더 구비할 수 있다.

그리고, 바이패스 유로(130)는 히터코어(300)의 상부측과 하부측에 각각 공조 케이스(100)의 내벽면과 이격된 공간에 형성되는바, 히터코어(300)의 상하로 형성되는 것이다.

상기와 같이, 바이패스 유로(130)와, 바이패스 도어(140)를 더 구비함으로써, 증발기(200)를 통과한 공기중의 일부가 히터코어(300)를 통과하도록 하거나 바이패스 유로(130)를 통해 히터코어(300)를 우회하도록 할 수 있게 된다. 이로 인해 차량 실내의 냉/난방시 페이스 벤트(122)에서 토출되는 공기와, 페이스 벤트(122)의 위치에 비해 상대적으로 하부에 위치하여 후석 콘솔 또는 후석측 플로어로 공기를 공급하기 위한 역할을 하는 제1 플로어 벤트(123)에서 토출되는 공기의 온도차를 줄일 수 있게 된다.

한편, 전술한 히터코어 냉각수량 조절수단이 구비하지 않는 경우에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 공조케이스(100)의 내벽과 히터코어(300) 사이에 일정 간격 이격되게 형성되어 증발기(200)를 통과한 공기가 히터코어(300)를 우회하도록 하는 바이패스 유로(130)와, 바이패스 유로(130)에 설치되어 이를 통과하는 공기의 통과 유량을 조절하는 바이패스 도어(140)를 구성한 것은 전술한 실시예와 동일하지만, 전술한 바이패스 배관(330)과 유량 조절밸브(340)를 적용하지 않고 히터코어(300)의 공기 유입부에 해당되는 열교환면(310)측에 설치되어 공기 유입량을 조절하는 온도조절도어(150)를 설치하는 것이다.

차량 실내의 냉방 모드시, 송풍기 유니트(100A)에서 강제 송풍되어 공조 케이스(100)의 공기 유입구(110)로 유입된 공기가 증발기(200)를 통과하면서 냉기 상태로 열교환된 후, 공조 케이스(100)의 공기 토출구(120)를 통해 냉기 상태로 토출되도록 하기 위해서 냉기가 히터코어(300)를 통과하지 않도록 하여야 한다.

따라서, 온도조절도어(150)를 회동 작동시켜 히터코어(300)의 공기 유입부에 해당되는 열교환면(310)이 폐쇄되도록 하면 된다.

이렇게 되면, 온도조절도어(150)에 의해 히터코어(300)와 전혀 열교환되지 않고 바이패스 도어(140)에 의해 개방된 바이패스 유로(130)를 통해 공조 케이스(100)의 공기 토출구(120)로부터 냉기가 토출될 수 있게 되며, 결국에는 차량 실내의 최대 냉방 상태를 조성할 수 있게 된다.

이때, 히터코어(300)의 공기 유입부에 해당되는 열교환면(310)의 개도량이 달라지도록 온도조절도어(150)를 회동 작동시키면 증발기(200)를 통과하면서 1차 열교환된 공기는 히터코어(300)를 통과하면서 2차 열교환되어 최대 냉방일때의 온도보다 낮은 상태로 공조 케이스(100)의 공기 토출구(120)로 토출될 수 있게 된다.

따라서, 온도조절도어(150)를 이용하여 히터코어(300)를 통과하는 냉기의 통과량을 가변시킴으로써, 여름철에 차량 실내의 냉방 온도를 조절할 수 있게 된다.

반대로, 차량 실내의 난방시에는 송풍기 유니트(100A)에서 강제 송풍되어 공조 케이스(100)의 공기 유입구(110)로 유입된 공기가 증발기 역할을 하는 증발 기(200)를 통과한 후, 공조 케이스(100)의 공기 토출구(120)를 통해 온기 상태로 토출되도록 하기 위해서 히터코어(300)의 공기 유입부에 해당되는 열교환면(310)이 개방되도록 하여야 한다. 여기서, 냉방 싸이클의 가동이 정지된 상태이기 때문에 증발기(200)의 내부로는 냉매가 순환하지 않은 상태이다.

따라서, 히터코어(300)의 공기 유입부에 해당되는 열교환면(310)의 개도량이 최대가 되도록 온도조절도어(150)를 회동 작동시킴과 아울러 바이패스 도어(140)를 회동 작동시켜 바이패스 유로(130)가 폐쇄되도록 하면, 증발기(200)를 통과한 공기는 히터코어(300)를 통과하면서 온기 상태로 열교환된 후 공조 케이스(100)의 공기 토출구(120)로부터 토출되어 차량 실내의 최대 난방 상태를 조성할 수 있게 된다.

이때, 히터코어(300)의 공기 유입부에 해당되는 열교환면(310)의 개도량이 달라지도록 온도조절도어(150)를 회동 작동시키면 증발기(200)를 통과한 공기는 히터코어(300)를 통과하면서 열교환되어 최대 난방일때의 온도보다 낮은 상태로 공조 케이스(100)의 공기 토출구(120)로 토출될 수 있게 된다.

따라서, 온도조절도어(150)를 히터코어(300)의 냉기 통과량을 가변시킴으로써, 겨울철에 차량 실내의 난방 온도를 조절할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 송풍기 유니트(100A)와 증발기 유니트(100B) 및 히터코어 유니트(100C)로 따로 분리하되, 송풍기 유니트(100A)는 그대로 둔 채, 도시하지는 않았지만 증발기 유니트(100B)와 히터코어 유니트(100C)의 위치를 바꾸어 순차적으로 연결하여, 송풍기 유니트(100A)에서 강제 송풍된 공기가 히터코어 유니트(100C)를 구성하는 히터코어를 먼저 통과한 다음, 증발기 유니트(100B)를 구 성하는 증발기를 마지막으로 통과하도록 유로를 구성하여도 본 발명의 목적 및 효과를 달성할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 자동차용 공기조화장치의 내부 구성을 도시한 종단면도.

도 2는 본 발명에 의한 차량용 공기조화장치의 일 실시예로 송풍기 유니트와 증발기 유니트 및 히터코어 유니트의 구성을 분리하여 도시한 외관 사시도.

도 3은 도 2에 도시된 본 발명에 의한 차량용 공기조화장치를 결합한 상태의 결합 횡단면도.

도 4는 도 2에 도시된 지시선 "A-A"부의 단면도.

도 5는 도 2에 도시된 지시선 "B-B"부의 단면도.

도 6은 도 2에 도시된 지시선 "A-A"부 방향으로 절단하여 도시한 본 발명의 다른 실시예로, 바이패스 배관과 유량 조절밸브의 구성이 없는 경우에 온도조절도어가 설치된 구성을 나타낸 단면도.

도 7은 본 발명에 의한 공조케이스의 다른 실시예로 (a)는 조립전의 상태를 도시한 단면도이고, (b)는 조립후 증발기가 설치된 상태를 도시한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 공조케이스 110 : 공기 유입구

120 : 공기 토출구 150 : 온도조절도어

200 : 증발기 210 : 열교환면

300 : 히터코어 310 : 열교환면

320 : 냉각수 배관 330 : 바이패스 배관 340 : 유량 조절밸브

Claims (10)

1. 일측부에 공기 유입구(110)가 구비되고, 타측부에 공기 토출구(120)가 구비된 공조케이스(100)와;

   상기 공조 케이스(100)의 내부에, 열교환면(210)(310)이 차량의 폭방향에 대해 평행하게 배치됨과 아울러 차량의 폭방향으로 병렬 배치되어 상기 공기 유입구(110)로부터 유입되어 유동되는 공기를 순차적으로 열교환시키는 증발기(200) 및 히터코어(300)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 증발기(200)와 히터코어(300)는 각 측면이 접하도록 일렬로 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 히터코어(300)를 통과하는 냉각수량을 조절하는 히터코어 냉각수량 조절수단을 더 구비하며,

   상기 히터코어 냉각수량 조절수단은,

   상기 엔진에서 상기 히터코어(300)로 공급되는 냉각수 배관(320)상에 분기 설치되며, 상기 엔진으로 냉각수가 바이패스되어 복귀되도록 하는 바이패스 배관(330)과;

   상기 냉각수 배관(320)과 상기 바이패스 배관(330)의 분기부에 설치되며, 상기 히터코어(300)와 상기 바이패스 배관(330)으로 유입되는 냉각수의 유량을 조절하는 유량 조절밸브(340)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 공조케이스(100)의 내벽과 상기 히터코어(300) 사이에 일정 간격 이격되게 형성되어 상기 증발기(200)를 통과한 공기가 상기 히터코어(300)를 우회하도록 하는 바이패스 유로(130)와;

   상기 바이패스 유로(130)에 설치되어, 이를 통과하는 공기의 통과 유량을 조절하는 바이패스 도어(140)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 공조케이스(100)의 내벽과 상기 히터코어(300) 사이에 일정 간격 이격되게 형성되어 상기 증발기(200)를 통과한 공기가 상기 히터코어(300)를 우회하도록 하는 바이패스 유로(130)와;

   상기 바이패스 유로(130)에 설치되어, 이를 통과하는 공기의 통과 유량을 조절하는 바이패스 도어(140)와;

   상기 히터코어(300)의 공기 유입부에 해당되는 열교환면(310)측에 설치되어, 공기 유입량을 조절하는 온도조절도어(150)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치.
6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,

   상기 바이패스 유로(130)는 상기 히터코어(300)의 상부측과 하부측에 각각 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 공기 토출구(120)는,

   상기 공조 케이스(100)의 상부측에 구획 형성되는 디프로스트 벤트(121) 및 페이스 벤트(122)와;

   상기 히터코어(300)의 공기 배출부에 해당되는 열교환면(130)에 대응되는 상기 공조 케이스(100)의 측벽(101)에 형성되는 제1 플로어 벤트(123)와;

   상기 차량 폭방향으로의 공조 케이스(100)의 측벽(102)에 형성되는 제2 플로어 벤트(124)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치.
8. 청구항 2에 있어서,

   상기 증발기(200)와 상기 히터코어(300)가 서로 접촉하는 측면 사이에는 단열부재(108)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치.
9. 청구항 1 또는 청구항 8에 있어서,

   상기 증발기(200)로 유입되는 공기 유로와 상기 히터코어(300)로 유입되는 공기 유로의 방향이 차량 전후 방향으로 서로 반대가 되도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치.
10. 청구항 1 또는 청구항 8에 있어서,

    상기 증발기(200)는 상기 히터코어(300)가 장착된 유니트의 내부 공간에 도출 접속되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치.

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