KR20110090479A

KR20110090479A - 차량용 공조장치

Info

Publication number: KR20110090479A
Application number: KR1020100010285A
Authority: KR
Inventors: 서용은; 강성호; 윤서준; 정환명; 이상기
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2010-02-04
Filing date: 2010-02-04
Publication date: 2011-08-10

Abstract

본 발명에 의한 차량용 공조장치는, 공기유입구(211)와 상기 공기유입구(211)를 통해 유입된 공기중의 일부가 외부로 배출되도록 하는 배출구(212) 및 나머지의 공기가 실내측으로 토출되도록 하는 실내측토출구(213)를 구비한 후석 공조케이스(210)와, 상기 후석 공조케이스(210)의 공기유입구(211)와 배출구(212) 사이 내부 공간에 공기가 분리 유동되는 제1, 제2 분리유로(214)(215)가 구획 형성되도록 설치되어 전류의 흐름 방향에 따라 제1 분리유로(214)내의 열을 흡열할때는 제2 분리유로(215)로 방열함과 아울러 제2 분리유로(215)내의 열을 흡열할때는 제1 분리유로(214)로 방열하는 열전소자(220)와, 상기 열전소자(220)의 후단에 설치되어 상기 배출구(212)와 실내측토출구(213)의 개도를 조절하는 개도조절도어(230)를 구비한 후석 공조유닛(200)으로 이루어진 것을 특징으로 하며,
이와 같은 본 발명의 특징적인 구성에 의해 후석용 증발기 및 보조 히터코어를 사용하지 않고서도 열전소자를 이용한 후석 공조유닛으로도 후석의 냉난방을 구현할 수 있어 종래의 보조 공조장치의 구현시 문제점으로 돌출된 냉각수 배관의 복잡한 레이 아웃 설계를 하지 않아도 되는 장점이 있다. 더 나아가 본 발명은 전석 공조유닛에서 생성된 냉기/온기를 부가적으로 이용함으로써 후석에 대한 냉방 모드/ 난방 모드를 쉽게 구현할 수 있어, 종래의 보조 공조장치의 구현시 문제점으로 돌출된 냉매 관로의 복잡한 레이 아웃 설계를 하지 않아도 되는 장점이 있다.
그리고, 본 발명은 종래 기술과는 달리 보조 증발기 및 후석용 보조 팽창밸브, 솔레노이드 밸브를 전혀 사용하지 않기 때문에 부품수의 감소에 따른 제조 원가를 절감할 수 있는 장점이 있다.
따라서, 본 발명은 전술한 장점으로 인해 차량 공조장치를 컴팩트하게 구현할 수 있다.

Description

차량용 공조장치{Air conditioning device for vehicles}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 후석용 증발기 및 보조 히터코어를 사용하지 않고서도 열전소자를 이용한 후석 공조유닛으로도 후석의 냉난방을 구현할 수 있어 종래의 보조 공조장치의 구현시 문제점으로 돌출된 냉각수 배관의 복잡한 레이 아웃 설계를 하지 않아도 되는 장점이 있고, 더 나아가 본 발명은 전석 공조유닛에서 생성된 냉기/온기를 부가적으로 이용함으로써 후석에 대한 냉방 모드/ 난방 모드를 쉽게 구현할 수 있어 종래의 보조 공조장치의 구현시 문제점으로 돌출된 냉매 관로의 복잡한 레이 아웃 설계를 하지 않아도 되는 장점이 있으며, 종래 기술과는 달리 보조 증발기 및 후석용 보조 팽창밸브, 솔레노이드 밸브를 전혀 사용하지 않기 때문에 부품수의 감소에 따른 제조 원가를 절감할 수 있는 장점이 있으며, 이로 인해 차량 공조장치를 컴팩트하게 구현할 수 있도록 한 차량용 공조장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 공조장치는 차량의 실내를 냉방하기 위한 냉방시스템과, 차량의 실내를 난방하기 위한 난방시스템을 포함한다.

냉방시스템은 압축기의 구동에 의하여 응축기, 리시버 드라이어(Receiver Dryer), 팽창밸브 및 증발기를 거쳐 다시 압축기로 순환하는 냉매와, 송풍기에 의하여 증발기 표면을 거치는 송풍 공기와의 열교환에 의해 상기 송풍 공기가 냉기로 바뀌어 차량 실내로 토출됨으로써, 차량의 실내를 냉방하도록 구성된다.

또한, 난방시스템은 엔진의 냉각수가 히터코어를 거쳐 엔진으로 복귀하는 과정에서 송풍기에 의해 송풍되는 송풍 공기가 히터코어를 거치는 냉각수와 열교환되어 온기 상태로 실내로 유입됨으로써, 차량 실내를 난방하도록 구성된다.

그러나, 일반적인 차량용 공조장치는, 증발기 및 히터코어가 내장되는 공기 조화 케이스의 출구단에 설치되는 디프로스트 벤트, 상반신용 상부 벤트 및 하반신용 하부벤트가 앞좌석의 전방에 놓여 있기 때문에 뒷좌석의 냉난방 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 종래 기술로 본 출원인이 선출한 대한민국 등록특허 제10-0601832호가 있다. 이 종래 기술은 자동차의 뒷좌석을 효과적으로 냉난방할 수 있고, 콘솔 박스를 냉,온장고로 활용할 수 있는 자동차용 보조 공기조화장치이다. 이 종래 기술의 구성은 콘솔 박스 저부에 설치되고, 출구단에 뒷좌석의 상반부로 향하는 상부 벤트 및 뒷좌석의 플로어를 향하는 하부 벤트가 설치되며, 상기 상부 벤트 및 하부 벤트에 이를 개폐하는 도어가 차례로 설치된 보조 공기조화케이스와; 상기 보조 공기조화케이스에 내장되어 압축기와 증발기를 연결하는 관로와 연결되는 보조 증발기와; 상기 보조 증발기와 연결되는 보조 팽창밸브와; 상기 보조 팽창밸브와 연결됨과 아울러 리시버 드라이어와 팽창밸브를 연결하는 관로와 연결되는 솔레노이드 밸브와; 상기 보조 공기조화케이스에 내장되어 히터코어와 엔진을 연결하는 워터 밸브와 연결되는 보조 히터코어와; 그리고, 상기 보조 공기조화케이스의 입구단에 설치되는 보조 송풍기를 포함하여 이루어져 있다.

그러나, 본 출원인이 선출원한 선행기술은, 다음과 같은 문제점이 새로이 발견되었다.

즉, 후석의 공조를 위해 구성되는 별도의 보조 공기조화장치는 전석 공조장치를 구성하는 압축기와 응축기를 공용으로 사용하는 관계로, 전석 공조장치를 구성하는 압축기와 증발기를 연결하는 관로로부터 분기하여 보조 증발기에 연결하여야 하고, 전석 공조장치를 구성하는 히터코어와 엔진을 연결하는 냉각수 배관을 분기하여 보조 히터코어에 연결해야 하는 등 냉매 관로 및 냉각수 배관들의 구성으로 레이 아웃(Layout) 설계가 복잡해지게 되는 문제점이 발생되고, 후석용의 보조 팽창밸브 및 솔레노이드 밸브를 더 구비해야 함에 따른 부품수의 증가로 인해 제조 원가가 상승되는 문제점이 있다는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 후석용 증발기 및 보조 히터코어를 사용하지 않고서도 열전소자를 이용한 후석 공조유닛으로도 후석의 냉난방을 구현할 수 있어 종래의 보조 공조장치의 구현시 문제점으로 돌출된 냉각수 배관의 복잡한 레이 아웃 설계를 하지 않아도 되는 장점이 있고, 더 나아가 본 발명은 전석 공조유닛에서 생성된 냉기/온기를 부가적으로 이용함으로써 후석에 대한 냉방 모드/ 난방 모드를 쉽게 구현할 수 있어 종래의 보조 공조장치의 구현시 문제점으로 돌출된 냉매 관로의 복잡한 레이 아웃 설계를 하지 않아도 되는 장점이 있으며, 종래 기술과는 달리 보조 증발기 및 후석용 보조 팽창밸브, 솔레노이드 밸브를 전혀 사용하지 않기 때문에 부품수의 감소에 따른 제조 원가를 절감할 수 있는 장점이 있으며, 이로 인해 차량 공조장치를 컴팩트하게 구현할 수 있도록 한 차량용 공조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 차량용 공조장치는, 공기유입구와 상기 공기유입구를 통해 유입된 공기중의 일부가 외부로 배출되도록 하는 배출구 및 나머지의 공기가 실내측으로 토출되도록 하는 실내측토출구를 구비한 후석 공조케이스와, 상기 후석 공조케이스의 공기유입구와 배출구 사이 내부 공간에 공기가 분리 유동되는 제1, 제2 분리유로가 구획 형성되도록 설치되어 전류의 흐름 방향에 따라 제1 분리유로내의 열을 흡열할때는 제2 분리유로로 방열함과 아울러 제2 분리유로내의 열을 흡열할때는 제1 분리유로로 방열하는 열전소자와, 상기 열전소자의 후단에 설치되어 상기 배출구와 실내측토출구의 개도를 조절하는 개도조절도어를 구비한 후석 공조유닛으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 차량용 공조장치는 후석용 증발기 및 보조 히터코어를 사용하지 않고서도 열전소자를 이용한 후석 공조유닛으로도 후석의 냉난방을 구현할 수 있어 종래의 보조 공조장치의 구현시 문제점으로 돌출된 냉각수 배관의 복잡한 레이 아웃 설계를 하지 않아도 되는 장점이 있다. 더 나아가 본 발명은 전석 공조유닛에서 생성된 냉기/온기를 부가적으로 이용함으로써 후석에 대한 냉방 모드/ 난방 모드를 쉽게 구현할 수 있어, 종래의 보조 공조장치의 구현시 문제점으로 돌출된 냉매 관로의 복잡한 레이 아웃 설계를 하지 않아도 되는 장점이 있다.

그리고, 본 발명은 종래 기술과는 달리 보조 증발기 및 후석용 보조 팽창밸브, 솔레노이드 밸브를 전혀 사용하지 않기 때문에 부품수의 감소에 따른 제조 원가를 절감할 수 있는 장점이 있다.

따라서, 본 발명은 전술한 장점으로 인해 차량 공조장치를 컴팩트하게 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 공조장치에서 쿨 벤트 모드(Cool Vent Mode) 상태를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 공조장치에서 웜 벤트 모드(Warm Vent Mode) 상태를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 공조장치에서 1/2 쿨 바이레벨 모드(Cool Bi-Level Mode) 상태를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 공조장치에서 쿨 플로어 모드(Cool Floor Mode) 상태를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 공조장치에서 웜 플로어 모드(Warm Floor Mode) 상태를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 공조장치에서 쿨 벤트 모드(Cool Vent Mode) 상태를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 공조장치에서 웜 벤트 모드(Warm Vent Mode) 상태를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 공조장치에서 1/2 쿨 바이레벨 모드(Cool Bi-Level Mode) 상태를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 공조장치에서 쿨 플로어 모드(Cool Floor Mode) 상태를 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 공조장치에서 웜 플로어 모드(Warm Floor Mode) 상태를 나타내는 도면.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 후석 공조유닛으로 전석 공조유닛의 공기를 공급할 수 있도록 구성한 실시예를 나타내는 도면.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 후석 공조유닛으로 전석 공조유닛의 공기를 공급할 수 있도록 구성한 실시예를 나타낸 도면.

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

본 발명에 의한 차량용 공조장치는 전석의 공조유닛으로부터 송풍되는 공기를 이용하지 않는 타입으로 후석 공조유닛(200)을 구성할 수 있고, 이 후석 공조유닛(200)으로 전석 공조유닛으로부터 송풍되는 공기를 이용하는 타입으로도 구성할 수 있다.

먼저, 전석의 공조유닛으로부터 송풍되는 공기를 이용하지 않는 타입으로 구성하기 위한 본 발명에 후석 공조유닛(200)은 도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 후석 공조케이스(210)와, 열전소자(220)와, 개도조절도어(230)를 포함하여 이루어진다.

후석 공조케이스(210)는, 공기유입구(211)와, 이 공기유입구(211)를 통해 유입된 공기중의 일부가 외부로 배출되도록 하는 배출구(212) 및 나머지의 공기가 실내측으로 토출되도록 하는 실내측토출구(213;213a,213b)로 이루어진다.

여기서, 본 발명은 배출구(212)와 실내측 토출구(213)는 서로 인접하여 배치되도록 후석 공조케이스(210)에 분기 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 공기유입구(211)로는 실내의 공기가 유입된다.

열전소자(220)는 후석 공조케이스(210)의 공기유입구(211)와 배출구(212) 사이 내부 공간에 공기가 분리 유동되는 제1, 제2 분리유로(214)(215)가 구획 형성되도록 설치되어, 전류의 흐름 방향에 따라 제1 분리유로내의 열을 흡열할때는 제2 분리유로로 방열함과 아울러 제2 분리유로내의 열을 흡열할때는 제1 분리유로로 방열하는 역할을 한다.

다음으로, 개도조절도어(230)는 열전소자(220)의 후단에 설치되어 배출구(212)와 실내측토출구(213)의 개도를 조절하는 역할을 한다.

아울러, 본 발명의 개도조절도어(230)는 열전소자(220)의 후단으로부터 이격되게 설치되어 제1 분리유로(214)와 제2 분리유로(215)를 통과한 각각의 공기가 혼합되는 바이레벨 모드가 구현되도록 배출구(212)를 폐쇄하도록 설치된다.

한편, 본 발명은 도 1 내지 도 5 및 도 6 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 열전소자(220)의 전단에 설치되어, 상기 공기유입구(211)를 통해 유입된 공기가 상기 제1 분리유로(214)와 제2 분리유로(215)로 각각 일정한 유량으로 배분되도록 하는 유량 배분수단(250)(260)을 더 포함한다.

상기 유량 배분수단(250)은, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 회전축(252)을 중심으로 하여 회전되어 상기 제1 분리유로(214)와 제2 분리유로(215)의 개도를 조절하는 도어부재(251)로 이루어지는 것으로, 이 도어부재(250)를 일정한 각도에 회동 위치시켜 제1 분리유로(214)와 제2 분리유로(215)로 유동되는 공기량을 조절하여, 냉방모드와 난방모드의 구현시 열전소자(220)의 흡열 작용 효율 및 방열 작용 효율을 극대화시킬 수 있다는 것이다.

예를 들면, 냉/난방 모드 구현시에는 제2 분리유로(215)를 통과하는 공기량보다 제1 분리유로(214)를 통과하는 공기량을 상대적으로 많게 하여 제1 분리유로(214)를 통과하는 공기의 냉각 또는 히팅 효과를 더 증대시킬 수 있다.

다음으로, 상기 유량 배분수단(260)의 다른 실시예로, 도 6 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제1 분리유로(214)와 제2 분리유로(215)로 각각 일정량의 공기가 유입되도록 상기 열전소자(220)의 전단에서 상기 공기유입구(211) 방향으로 일정 길이 연장 형성된 고정 격벽부재로 이루어진다.

여기서, 고정 격벽부재(260)는 냉방모드와 난방모드의 구현시 열전소자(220)의 흡열 작용 효율 및 방열 작용 효율을 극대화시킬 수 있도록 하기 위해, 제2 분리유로(215)를 통과하는 공기량보다 제1 분리유로(214)를 통과하는 공기량을 상태적으로 많게 함으로써, 제1 분리유로(214)를 통과하는 공기의 냉각 또는 히팅 효과를 더 증대시킬 수 있다.

그리고, 본 발명에 의한 유량 배분수단(250)(260)은, 최대 냉/난방 모드시 제1,2 분리유로(214,215)(후술하는 열전달블록(B))로 유동되는 공기 공급량을 제어하여 열전소자(220)이 기능이 원활이 발휘되도록 하는 역할도 수행한다.

그리고, 본 발명은 도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 실내측토출구(213)는 적어도 하나 이상 분기 형성되며, 상기 분기된 각각의 실내측토출구(213)들은 모드 도어(216)에 의해 개폐되도록 구성할 수 있다. 여기서 실내측토출구(213)중 어느 하나(213a)는 후석의 탑승한 탑승자의 상반신을 향하도록 구성하고, 나머지(213b)는 후석 탑승자의 하반신을 향하도록 구성하여, 필요에 따라 모드 도어(216)의 방향을 절환시켜 공기 토출 방향을 변경할 수 있는 것이다.

그리고, 본 발명은 상기 열전소자(220)의 일측면(220a)과 타측면(220b)에는 각각 제1 분리유로(214)와 제2 분리유로(215)에 위치하는 열전달블럭(B)을 더 포함할 수 있다.

그리고, 본 발명은 상기 공기유입구(211)에는, 이 공기유입구(211)로 실내 공기를 공급하는 후석측 블로어(290)를 더 구비할 수 있다. 여기서 후석측 블로어(290)는 스크롤팬 타입의 블로어 팬(291)과, 블로어 팬(291)에 의해 송풍되는 공기를 공기유입구(211)측으로 안내하도록 블로어 팬(291)을 감싸는 스크롤 케이스(292)로 이루어진다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 차량용 공조장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 후석측 블로어(290)를 가동하여, 실내 공기가 후석 공조케이스(210)의 공기유입구(211)내로 유입되도록 한다. 이렇게 실내 공기가 공기유입구(211)에 도달한 공기는 열전소자(220)에 의해 분리되어 제1 분리유로(214) 및 제2 분리유로(215)로 유동된다. 이때, 본 발명은 후석 공조유닛(200)을 구성하는 개도조절도어(230)의 작동 위치 및 열전소자(220)에 인가되는 전류 흐름 방향에 따라 냉방모드(Cool Mode), 난방모드(Warm Mode) 또는 믹싱모드(1/2 Bi Level Mode)를 구현할 수 있다.

즉, 냉방 모드가 구현되는 조건은 도 1, 도 4, 도 6 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 분리유로(214)내의 열을 흡열하도록 함과 아울러 제2 분리유로(215)내로 방열하도록 열전소자(220)에 전류를 인가하고, 개도조절도어(230)의 위치를 중립 위치, 즉 제1 분리유로(214)를 통과하는 공기는 실내측토출구(213)로 토출되도록 함과 아울러 제2 분리유로(215)를 통과하는 공기는 배출구(212)로 토출되도록 개도조절도어(230)를 위치시키면 된다. 이로 인해, 제1 분리유로(214)를 통과하는 공기는 열전소자(220)의 흡열 작용에 의해 더욱더 냉각되어 온도가 낮아지는 상태가 되고, 제2 분리유로(215)를 통과하는 공기는 배출구(212)를 통해 차량 실외로 토출되어, 결과적으로 냉방 모드를 구현할 수 있게 된다.

다음으로, 난방 모드가 구현되는 조건은 도 2, 도 5, 도 7 및 도 10에 도시된 바와 같이, 냉방모드의 구현 조건과는 반대로 제2 분리유로(215)내의 열을 흡열할때는 제1 분리유로(214)로 방열하도록 열전소자(220)에 전류를 인가하고, 개도조절도어(230)의 위치를 중립 위치, 즉 제1 분리유로(214)를 통과하는 공기는 실내측토출구(213)로 토출되도록 함과 아울러 제2 분리유로(215)를 통과하는 공기는 배출구(212)로 토출되도록 개도조절도어(230)를 위치시키면 된다. 이로 인해, 제1 분리유로(214)를 통과하는 공기는 열전소자(220)의 방열 작용에 의해 더욱더 온도가 높아지는 상태가 되고, 제2 분리유로(215)를 통과하는 공기는 배출구(212)를 통해 차량 실외로 토출되어, 결과적으로 난방 모드를 구현할 수 있게 된다.

마지막으로, 믹싱모드(1/2 Cool Bi Level Mode)가 구현되는 조건은, 도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 분리유로(214)내의 열을 흡열하도록 함과 아울러 제2 분리유로(215)내로 방열하도록 열전소자(220)에 전류를 인가하고, 개도조절도어(230)를 배출구(212)를 폐쇄하는 위치로 작동시키면 된다. 이로 인해, 제1 분리유로(214)를 통과하는 공기는 열전소자(220)의 흡열 작용에 의해 더욱더 냉각되어 온도가 낮아지는 상태가 되고, 제2 분리유로(215)를 통과하는 공기는 열전소자(220)의 방열작용에 의해 온도가 높아진 상태로 되어, 믹싱영역(MZ)에서 혼합된 후, 실내측토출구(213)를 통해 토출된다.

이제까지 설명은 전석의 공조유닛으로부터 송풍되는 공기를 이용하지 않는 타입으로 후석 공조유닛(200)의 구성 및 작용에 대해 설명하였으며, 본 발명은 이와 같은 후석 공조유닛(200)으로 전석 공조유닛으로부터 송풍되는 공기를 이용하는 타입으로도 구성할 수 있다.

전석 공조유닛은 증발기 유니트와 히터 유니트가 일체화됨과 아울러 단일의 송풍기 유니트는 별도로 결합 설치되는 세미 센터 마운팅 타입(Semi-Center Mounting type)을 예로 들었는 바, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 크게 공조케이스(100)와, 증발기(E)와, 히터코어(H)를 포함하여 이루어져, 외부로부터 유입된 공기가 증발기(E)를 통과한 후 히터코어(H)를 선택적으로 경유하는 다수의 공기토출벤트를 통해 토출된다.

공조케이스(100)는 입구측에 공기유입구(101)가 형성되고, 출구측에 상하로 전석용 공기토출벤트(105)와 후석용 공기토출벤트(106)가 형성되며, 내부에는 상기 공기유입구(101)와 전후석용 공기토출벤트(105)(106)를 서로 연통하는 공기통로(107)가 형성된다.

이 공조케이스(100)의 공기통로(107)상에 일정 간격 이격되게 증발기(E) 및 히터코어(H)가 설치된다.

여기서, 전석용 공기토출벤트(105)는 디프로스트 벤트(102)와, 페이스 벤트(103) 및 플로어 벤트(104)로 세분화되어 형성되고, 이들 벤트(102)(103)(104)는 각각 전석용 공기토출벤트 개도 조절도어를 구성하는 디프로스트 도어(102A), 페이스 도어(103A) 및 플로어 도어(104A)에 의해 개도가 조절된다.

한편, 상기 공조케이스(100)의 내부에는 증발기(E)를 통과한 공기가 전석용 공기토출벤트(105)로 유동되도록 하기 위해 냉기통로(P1) 입구의 개도를 조절함과 아울러 히터코어(H)로 공기가 통과하도록 하는 온기통로(P2) 출구의 개도를 조절하는 전석용 온도조절도어(110)와, 히터코어(H)의 하부에, 증발기(H)를 통과한 공기가 후석용 공기토출벤트(106)로 유동되도록 형성되는 냉기바이패스통로(P3)와, 이 냉기바이패스통로(P3)의 입구 및 온기통로(P2) 입구의 개도를 조절하는 제1 후석용 온도조절도어(120)와, 온기통로(P2)중 히터코어(H) 하류측의 공기중 일부가 후석용 공기토출벤트(106)로 바이패스되도록 형성되는 온기바이패스통로(P4)와, 이 온기바이패스통로(P4)의 개도를 조절하는 제2 후석용 온도조절도어(130)가 구비되어 있다.

그리고, 상기 공조케이스(100)는 냉기바이패스통로(P3)와 온기바이패스통로(P4)의 개도를 조절하는 제1 후석용 온도조절도어(120) 및 제2 후석용 온도조절도어(130)와 연동하여 후석용 공기토출벤트(106)의 개도를 조절하는 제3 후석용 온도조절도어(140)가 더 구비된다.

그리고, 본 발명은 공기유입구(211)와 전석 공조유닛의 다수의 공기토출벤트중 어느 한 공기토출벤트(106)가 연통되도록 연결시키는 역할을 하는 연결덕트(300)가 구비된다.

이때, 연결덕트(300)와 연결되는 상기 공기토출벤트로부터 토출되는 공기는 냉기 상태인데, 그 이유는 연결덕트(300)를 후석용 공기토출벤트(106)에 연결하고, 제1 후석용 온도조절도어(120)에 의해 증발기(E)를 통과한 냉기가 히터코어(H)를 거치지 않고 곧바로 후석용 공기토출벤트(106)에서 토출된 후 연결덕트(300)를 따라 유동되는 구조에 있기 때문이다. 그러나, 연결덕트(300)와 연결되는 상기 공기토출벤트로부터 토출되는 공기는 냉기 상태가 아닌 온기 상태일 수도 있는데, 그 이유는 제1 후석용 온도조절도어(120)를 작동시켜 냉기바이패스통로(P3)의 입구를 완전 차단시킴과 아울러 증발기(E)를 통과하는 공기가 히터코어(H)를 통과한 공기토출벤트(106)에서 토출되도록 제2 후석용 온도조절도어(130)를 개방시켰기 때문이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 기본 작용을 설명하면 다음과 같다.

냉방 모드시에는 전석 공조유닛을 구성하는 제1 후석용 온도조절도어(120)를 작동시켜 냉기바이패스통로(P3)의 입구를 완전 개방시키고, 제3 후석용 온도조절도어(140)를 작동시켜 후석용 공기토출벤트(106)를 개방시킨다. 이렇게 하면 증발기(E)를 통과하면서 열교환된 냉기는 후석용 공기토출벤트(106)에서 토출된 후, 연결덕트(300)의 내부를 따라 이동한 다음, 후석 공조케이스(210)의 공기유입구(211)에 도달한다. 이렇게 하면 증발기(E)를 통과하면서 열교환된 냉기는 후석용 공기토출벤트(106)에서 토출된 후, 연결덕트(300)의 내부를 따라 이동한 다음, 후석 공조케이스(210)의 공기유입구(211)에 도달한다.

그리고, 난방 모드시에는 전석 공조유닛을 구성하는 제1 후석용 온도조절도어(120)를 작동시켜 냉기바이패스통로(P3)의 입구를 완전 차단시키고, 제3 후석용 온도조절도어(140)를 작동시켜 후석용 공기토출벤트(106)를 개방시킴과 아울러, 제2 후석용 온도조절도어(130)를 개방시키면, 히터코어(H)를 통과한 공기가 후석용 공기토출벤트(106)로 토출된 후, 연결덕트(300)의 내부를 따라 이동한 다음, 후석 공조케이스(210)의 공기유입구(211)에 도달한다. 이렇게 하면 히터코어(H)를 통과하면서 열교환된 온기는 후석용 공기토출벤트(106)에서 토출된 후, 연결덕트(300)의 내부를 따라 이동한 다음, 후석 공조케이스(210)의 공기유입구(211)에 도달한다.

이후, 후석 공조케이스(210)의 공기유입구(211)에 도달한 공기는 열전소자(220)에 의해 분리되어 제1 분리유로(214) 및 제2 분리유로(215)로 유동된다. 이때, 본 발명은 후석 공조유닛(200)을 구성하는 개도조절도어(230)의 작동 위치 및 열전소자(220)에 인가되는 전류 흐름 방향에 따라 냉방모드(Cool Mode), 난방모드(Warm Mode) 또는 믹싱모드(1/2 Cool Bi Level Mode)를 구현할 수 있다.

마지막으로, 믹싱모드(1/2 Bi Level Mode)가 구현되는 조건은, 도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 분리유로(214)내의 열을 흡열하도록 함과 아울러 제2 분리유로(215)내로 방열하도록 열전소자(220)에 전류를 인가하고, 개도조절도어(230)를 배출구(212)를 폐쇄하는 위치로 작동시키면 된다. 이로 인해, 제1 분리유로(214)를 통과하는 공기는 열전소자(220)의 흡열 작용에 의해 더욱더 냉각되어 온도가 낮아지는 상태가 되고, 제2 분리유로(215)를 통과하는 공기는 열전소자(220)의 방열작용에 의해 온도가 높아진 상태로 되어, 믹싱영역(MZ)에서 혼합된 후, 실내측토출구(213)를 통해 토출된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 차량용 공조장치는 후석용 증발기 및 보조 히터코어를 사용하지 않고서도 열전소자를 이용한 후석 공조유닛으로도 후석의 냉난방을 구현할 수 있어 종래의 보조 공조장치의 구현시 문제점으로 돌출된 냉각수 배관의 복잡한 레이 아웃 설계를 하지 않아도 되는 장점이 있다. 더 나아가 본 발명은 전석 공조유닛에서 생성된 냉기/온기를 부가적으로 이용함으로써 후석에 대한 냉방 모드/ 난방 모드를 쉽게 구현할 수 있어, 종래의 보조 공조장치의 구현시 문제점으로 돌출된 냉매 관로의 복잡한 레이 아웃 설계를 하지 않아도 되는 장점이 있다.

E : 증발기 H : 히터코어
200 : 후석 공조유닛 211: 공기유입구
212 : 배출구 213 : 실내측토출구
214 : 제1 분리유로 215 : 제2 분리유로
220 : 열전소자 230 : 개도조절도어
300 : 연결덕트

Claims

공기유입구(211)와 상기 공기유입구(211)를 통해 유입된 공기중의 일부가 외부로 배출되도록 하는 배출구(212) 및 나머지의 공기가 실내측으로 토출되도록 하는 실내측토출구(213)를 구비한 후석 공조케이스(210)와, 상기 후석 공조케이스(210)의 공기유입구(211)와 배출구(212) 사이 내부 공간에 공기가 분리 유동되는 제1, 제2 분리유로(214)(215)가 구획 형성되도록 설치되어 전류의 흐름 방향에 따라 제1 분리유로(214)내의 열을 흡열할때는 제2 분리유로(215)로 방열함과 아울러 제2 분리유로(215)내의 열을 흡열할때는 제1 분리유로(214)로 방열하는 열전소자(220)와, 상기 열전소자(220)의 후단에 설치되어 상기 배출구(212)와 실내측토출구(213)의 개도를 조절하는 개도조절도어(230)를 구비한 후석 공조유닛(200)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 열전소자(220)의 전단에 설치되어, 상기 공기유입구(211)를 통해 유입된 공기가 상기 제1 분리유로(214)와 제2 분리유로(215)로 각각 일정한 유량으로 배분되도록 하는 유량 배분수단(250)(260)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 2 항에 있어서,
상기 유량 배분수단(250)은,
회전축(252)을 중심으로 하여 회전되어 상기 제1 분리유로(214)와 제2 분리유로(215)의 개도를 조절하는 도어부재(251)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 2 항에 있어서,
상기 유량 배분수단(260)은,
상기 제1 분리유로(214)와 제2 분리유로(215)로 각각 일정량의 공기가 유입되도록 상기 열전소자(220)의 전단에서 상기 공기유입구(211) 방향으로 일정 길이 연장 형성된 고정 격벽부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 실내측토출구(213)는 적어도 하나 이상 분기 형성되며, 상기 분기된 각각의 실내측토출구(213)들은 모드 도어(216)에 의해 개폐되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 열전소자(220)의 일측면(220a)과 타측면(220b)에는 각각 제1 분리유로(214)와 제2 분리유로(215)에 위치하는 열전달블럭(B)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 배출구(212)와 상기 실내측토출구(213)는 인접하여 배치되도록 상기 후석 공조케이스(210)에 분기 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 개도조절도어(230)는 상기 열전소자(220)의 후단으로부터 이격되게 설치되어 상기 제1 분리유로(214)와 제2 분리유로(215)를 통과한 각각의 공기가 혼합되는 바이레벨 모드가 구현되도록 상기 배출구(212)를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서,
외부로부터 유입된 공기가 증발기(E)를 통고한 히터코어(H)를 선택적으로 경유하는 다수의 공기토출벤트를 통해 토출되도록 이루어진 전석 공조유닛과;
상기 공기유입구와 상기 전석 공조유닛의 다수의 공기토출벤트중 어느 한 공기토출벤트가 연통되도록 연결시키는 연결덕트(300)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 9 항에 있어서, 상기 공기유입구(211)에는 상기 연결덕트(300)를 통해 유동되는 공기를 하류측으로 강제 송풍하기 위한 후석측 블로어(290)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.