KR20120059922A

KR20120059922A - 차량용 공조장치

Info

Publication number: KR20120059922A
Application number: KR1020100121426A
Authority: KR
Inventors: 맹찬주; 진수용; 정재원; 김종수; 안용남; 이해준
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2012-06-11
Also published as: KR101679674B1

Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 드레인 포트를 통해 응축수는 배출하면서 응축수에 포함된 냉기는 드레인 포트 및 드레인 호스에 설치한 냉기 회수부재를 통해 쿨박스, 냉풍통로, 페이스 벤트 및 디프로스트 벤트측에 공급되도록 함으로써, 증발기로 열교환된 냉기의 손실을 방지하고 회수하여 재사용할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공기 흡입모드에 따라 내/외기를 도입하여 차실내로 토출하는 공기의 풍량을 조절하는 송풍장치와; 상기 송풍장치로부터 송풍되는 공기를 냉각하는 증발기와, 상기 증발기로부터 발생되는 응축수가 배수되도록 하부케이스에 드레인 포트가 형성되는 공조케이스;를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 드레인 포트에는, 응축수는 배출하고 냉기는 쿨박스에 공급되도록 하는 냉기 회수부재가 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONING APPARATUS FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 드레인 포트를 통해 응축수는 배출하면서 응축수에 포함된 냉기는 드레인 포트 및 드레인 호스에 설치한 냉기 회수부재를 통해 쿨박스, 냉풍통로, 페이스 벤트 및 디프로스트 벤트측에 공급되도록 함으로써, 증발기로 열교환된 냉기의 손실을 방지하고 회수하여 재사용할 수 있도록 하는 차량용 공조장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 공조장치는, 하절기나 동절기에 자동차 실내를 냉,난방하거나 또는 우천시나 동절기에 윈드실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자의 전후방 시야가 확보될 수 있게 할 목적으로 설치된다.

이러한 공조장치는 통상 난방장치와 냉방장치를 동시에 갖추고 있어서 송풍유니트(Blower Unit)를 통해 내기나 외기를 선택적으로 도입한 후 이 공기를 가열 또는 냉각시켜 차량의 실내에 송풍함으로써, 자동차 실내를 냉,난방하거나 또는 환기하게 된다.

이러한 공조장치는, 송풍유니트(Blower Unit), 증발기 유니트(Evaporator Unit) 및 히터코어 유니트(Heater Core Unit)의 배치 구조에 따라, 상기 3개의 유니트들이 독립적으로 구비되는 쓰리 피스 타입(Three Piece Typa)과, 증발기 유니트 및 히터코어 유니트가 공조케이스에 내장되고 송풍유니트가 별도의 유니트로 구비되는 세미 센터 타입(Semi-Center Mounting Type)과, 그리고 상기 3개의 유니트가 모두 공조케이스에 내장되는 센터마운팅 타입(Center Mounting Type)으로 대별할 수 있다.

도 1은 세미 센터 타입 차량 공조장치를 나타낸 단면도로서, 입구측에 공기유입구(11)가 형성되고 출구측에는 디프로스트 벤트(Defrost Vent:12a), 페이스 벤트(Face Vent; 12b), 플로어 벤트(Floor Vent; 12c,12d)가 형성된 공조케이스(10)와, 상기 공조케이스(10)의 내부에 설치되는 증발기(2) 및 히터코어(3)와, 상기 증발기(2)와 히터코어(3)의 사이에 설치됨과 아울러 히터코어(3)를 바이패스하는 냉풍통로(P1)와 히터코어(3)를 통과하는 온풍통로(P2)의 개도를 조절하여 온도를 조절하는 온도조절도어(20)와, 상기 각 벤트(12a~12d)측에 설치되어 공조모드에 따라 각 벤트(12a~12d)의 개도를 조절하는 모드도어(30)를 포함하여 이루어진다.

한편, 상기 공조케이스(10)의 공기유입구(11)측에는 내,외기를 공조케이스(10)측으로 송풍하기 위한 송풍장치(40)가 설치된다.

따라서, 상기 송풍장치(40)에 의하여 송풍되는 공기는, 증발기(2)를 거치면서 증발기(2)의 내부를 유동하는 냉매와 열교환되어 냉풍으로 바뀐 뒤, 상기 온도조절도어(20)의 개도 조절에 의해 일부 냉풍은 히터코어(3)를 바이패스하여 믹싱챔버(MC)로 유동하고, 일부 냉풍은 히터코어(3)를 통과하면서 열교환되어 온풍으로 바뀌어 믹싱챔버(MC)로 유동하게 된다.

이후, 상기 믹싱챔버(MC)로 유동한 냉풍과 온풍은 상호 믹싱된 후, 소정의 공조모드[페이스 모드(Face Mode), 바이-레벨 모드(Bi-Level Mode), 플로어 모드(Floor Mode), 믹스 모드(Mix Mode), 디프로스트 모드(Defrost Mode)]에 따라 모드도어(30)에 의해 개방되는 각 벤트(12a~12d)를 통해 차량 실내로 토출됨으로써, 차량 실내의 냉,난방을 수행한다.

한편, 상기 증발기(2) 또는 히터코어(3)를 선택적으로 거치는 과정에서 냉각 또는 가열된 공기는, 상기 모드도어들(30)의 개폐동작에 의해 상기 각 벤트들(12)을 통해 공급된 후, 차량 실내의 운전석과 조수석을 공통적으로 냉난방 한다.

상기한 증발기(2)를 거친 공기는 차실내에 냉풍을 공급하게 되는데, 공기가 통과하는 증발기(2)의 표면에는 공기와의 열교환인하여 응축수 및 수분이 맺히게 된다.

상기한 증발기(2)에 맺힌 응축수 및 수분을 배출하기 위하여 공조케이스(10)에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 하부케이스(10a)에 응축수 및 수분을 배출시키기 위한 드레인 포트(60)가 형성되어 있다.

상기한 드레인 포트(60)는, 하부케이스(10a) 외부에 돌출되고 드레인 호스(62)가 연결된다.

상기한 드레인 포트(60)를 통해 배출되는 응축수는, 증발기(2) 내부를 흐르는 냉매와 증발기 외부를 통과하는 공기와의 온도차에 의해 증발기(2)에 맺혀있다가, 하부케이스(10a)의 바닥을 따라 드레인 포트(60)에 연결된 드레인 호스(62)를 통해 외부로 배출된다.

또한, 상기 드레인 포트(60)를 통해 응축수가 배출될 때 응축수와 함께 증발기(2)에 의하여 형성된 냉기도 빠져나가게 된다.

즉, 드레인 포트(60)를 통해 응축수와 함께 냉기도 배출됨으로써, 냉기의 손실로 인하여 열교환 효율을 저하시키는 문제점이 있다.

또한, 최근의 자동차는 자가용 승용차 및 레저(Leisure)용 차량의 보급이 증가함에 따라 차량내에 여러가지의 편의시설이 구비되고 있다.

이러한 편의시설 중 쿨박스는, 조수석과 운전석 사이의 콘솔박스 측에 마련되거나, 리어측의 좌우 좌석 사이의 팔걸이에 설치된다.

상기한 쿨박스는 자동차 공조장치에서 토출되는 냉기를 별도의 덕트를 통해 공급받아 보관 내용물을 차갑게 보관할 수 있다.

이러한 쿨박스(70)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 쿨박스 덕트(72)를 통해 냉기를 공급받을 수 있도록 설치된다.

상기한 쿨박스 덕트(72)는, 공기가 앞좌석 바닥으로 공급되도록 안내하는 플로어 벤트(12c)(12d)를 구비한 플로어 덕트(80)의 외측 상부에 쿨박스 벤트(74)를 통해 냉기를 쿨박스(70)에 공급한다.

또한, 상기 쿨박스 덕트(72)의 입구에는, 쿨박스 벤트(74)를 개폐하여 냉기의 공급을 제어하는 쿨박스 덕트 도어(76)가 설치되어 있다.

상기 쿨박스(70)에 대한 냉기 공급은, 에어컨 스위치가 온(On)이 되면, 온도조절도어(20)가 작동하여 냉풍통로(P1)가 최대로 개방되고, 이후 쿨박스 덕트 도어(76)에 의하여 쿨박스 덕트(72)가 개방됨으로써 이루어진다.

이에 따라, 증발기(2)에서 열교환된 냉풍은, 냉풍통로(P1)와 쿨박스 덕트(72)를 거쳐 쿨박스(70)에 공급된다.

상기한 쿨박스(70)에 공급된 냉풍은, 여름철에 내용물을 일정 온도로 냉장 보관할 수 있도록 한다.

한편, 상기 증발기(2)의 표면에 맺힌 응축수는, 증발기(2)의 직하방에 낙하된 후 차체 플로어 패널(90)을 통해 드레인 포트(60)에 연결되는 드레인 호스(62)를 통해 차체 외부로 배출된다.

상기한 바와 같이, 드레인 포트(60)를 통해 차체 외부로 배출되는 응축수는 저온 상태로서, 냉기를 포함하고 있으나, 드레인 호스(62)를 통해 차체 외부로 배출되도록 되어 있어 냉기를 재사용하지 못하게 되는 문제점이 있다.

또한, 상기 응축수에 포함된 냉기가 차체 외부로 배출됨에 따라 열효율을 떨어뜨리는 문제점이 있다.

또한, 응축수에 포함된 냉기가 차체 외부로 배출됨에 따라 증발기에 의하여 생산된 냉기의 손실로 냉방효율이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은, 드레인 포트를 통해 배출되는 응축수에 포함된 냉기가 드레인 포트 및 드레인 호스에 설치한 냉기 회수부재에 의하여 냉기를 용이하게 회수할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 냉기 회수부재를 이용하여 외부로 배출될 냉기를 쿨박스에 공급함으로써, 냉기를 버리지 않고 재이용할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 드레인 포트 및 드레인 호스에 냉기 회수부재를 설치함으로써, 냉기의 손실을 방지할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 차체 외부로 응축수 배출시 그대로 버려지는 냉기를 쿨박스의 냉매로 사용할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 드레인 포트에서 회수한 냉기를 공조케이스 내부의 냉풍통로, 페이스 벤트 및 디프로스트 벤트측에 재 공급함으로써, 증발기의 열교환 효율을 증대시킬 수 있도록 하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공기 흡입모드에 따라 내/외기를 도입하여 차실내로 토출하는 공기의 풍량을 조절하는 송풍장치와; 상기 송풍장치로부터 송풍되는 공기를 냉각하는 증발기와, 상기 증발기로부터 발생되는 응축수가 배수되도록 하부케이스에 드레인 포트가 형성되는 공조케이스;를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 드레인 포트에는, 응축수와 드레인 포트 출구로 유동하는 냉풍을 응축수와 분리하여 차실내 또는 쿨박스에 공급되도록 하는 냉기 회수부재가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 냉기 회수부재는, 드레인 포트의 외주면에 냉기를 회수할 수 있도록 회수구멍에 연결 설치되는 회수관과, 상기 드레인 포트의 내부에 공기압이 형성되도록 회수구멍보다 공기 흐름 방향 하류측에 배치되는 필터부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 회수관은, 냉기를 쿨박스에 공급할 수 있도록 쿨박스에 연결 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기한 회수관은, 증발기의 하류측 냉풍통로에 냉기를 재공급 할 수 있도록 상기 공조케이스의 증발기 하류측에 연결 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기한 필터부재는, 드레인 포트내에 공기압을 형성하고 응축수를 용이하게 배출할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기한 회수관은, 회수된 냉풍을 공조케이스의 페이스 벤트 또는 디프로스트 벤트측에 공급하도록 페이스 벤트 또는 디프로스트 벤트측에 연통된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 응축수와 함께 배출되는 냉기가 쿨박스, 냉풍통로 및 페이스 벤트 또는 디프로스트 벤트측에 공급되도록 함으로써, 냉기의 손실을 방지하여 용이하게 재활용할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 응축수와 함께 배출되는 냉기를 쿨박스에 공급하기 위하여 드레인 포트에 회수관을 형성함으로써, 쿨박스에 대한 냉기의 공급을 용이하게 하는 효과가 있다.

또한, 드레인 포트의 단부에 필터부재를 설치함으로써, 드레인 포트내에 공기압을 형성하고 응축수는 용이하게 배출되도록 하는 효과가 있다.

도 1은, 일반적인 차량용 공조장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는, 쿨박스가 설치된 종래의 차량용 공조장치를 도시한 도면.
도 3은, 본 발명의 일 실시예로 쿨박스가 설치된 차량용 공조장치를 도시한 도면.
도 4는, 도 3에 나타낸 냉기 회수부재를 확대 도시한 측단면도.
도 5는, 도 3에 도시한 냉기 회수부재의 다른 실시예를 도시한 도면.
도 6은, 도 5에 나타낸 회수관의 다른 설치예를 도시한 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면에 의하여 더욱 상세하게 설명한다(종래기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명한다).

차량용 공조장치는, 공기 흡입모드에 따라 내/외기를 도입하여 차실내로 토출하는 공기의 풍량을 조절하는 송풍장치(40)와; 상기 송풍장치(40)로부터 송풍되는 공기를 냉각하는 증발기(2)와, 상기 증발기(2)로부터 발생되는 응축수가 배수되도록 하부케이스(10a)에 드레인 포트(60)가 형성되는 공조케이스(10);를 포함한다.

다음으로, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 냉기 회수부재의 특징부를 도 3 내지 도 5를 참고하여 설명한다.

상기 드레인 포트(60)에는, 응축수는 배출하고 냉기는 쿨박스(70)로 공급되도록 하는 냉기 회수부재(64)가 설치된다.

상기한 냉기 회수부재(64)는, 드레인 포트(60)의 외주면에 냉기를 바이패스하도록 형성되는 회수관(66)을 구비한다.

상기한 회수관(66)은, 드레인 포트(60)의 단부에서 상류측에 해당하는 위치에 형성되는 회수구멍(67)에 연결 설치된다.

상기 회수구멍(67)에 일측이 연결된 회수관(66)은, 냉기를 쿨박스(70)에 공급할 수 있도록 쿨박스(70)에 타측이 연결 설치된다.

또한, 상기 냉기 회수부재(64)에는, 상기 드레인 포트(60)의 단부에 공기압이 형성되도록 하는 필터부재(80)가 설치된다.

상기한 필터부재(80)는, 드레인 포트(60)내에서 공기압을 형성하고 응축수는 배출할 수 있도록 하며, 다양한 소재 및 형태로 제조된 다공질소재로 형성하는 것이 바람직하다.

이러한 필터부재(80)는, 드레인 포트(60)에 유입된 저온의 응축수를 일단 흡수하여, 드레인 포트(60) 내부의 냉기압을 상승시키면서 응축수를 드레인 호스(62)에 배출하게 된다.

또한, 상기 냉기 회수부재(64)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 드레인 포트(60)내에 형성된 냉기를 쿨박스(70)외에 증발기(2)의 하류측의 냉풍통로(P1)에도 재공급할수 있도록 회수관(66)이 연결 설치된다.

상기한 회수관(66)을 통해 증발기(2) 하류측에 다시 공급되는 냉기는, 증발기(2)에서 열교환 된 냉기와 함께 냉풍통로(P1)를 통해 이동하게 된다.

이에 따라, 상기 회수관(66)을 통해 증발기(2)의 하류측 냉풍통로(P1)에 재 공급되는 냉기는, 증발기(2)의 열교환 효율을 증대시킨다.

또한, 상기 회수관(66)은, 도 6에 도시한 바와 같이, 회수된 냉풍을 공조케이스(10)의 페이스 벤트(12b) 또는 디프로스트 벤트(12a)측에 공급하도록 페이스 벤트(12b) 또는 디프로스트 벤트(12a)측에 연통되도록 설치할 수도 있다.

통상 바이레벨 모드나 Mix 모드시에 두한족열을 만족시키기 위해 페이스 벤트(12b) 또는 디프로스트 벤트(12a)측 출구 공기온도를 플로어 벤트(12c)(12d)측 공기온도보다 낮게 제어한다.

즉, 회수관(66)을 페이스 벤트(12b) 또는 디프로스트 벤트(12a)측에 연결할 경우 드레인 포트(60)에서 회수된 냉풍은, 페이스 벤트(12b) 또는 디프로스트 벤트(12a)측에 공급되면 온도차를 구현하게 되고 바이레벨 모드나 Mix 모드시에 두한족열을 만족하는 공기토출 분위기를 형성할 수 있다.

이하, 상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 작용을 설명한다.

먼저, 냉기 회수부재(64)의 회수관(66)을 드레인 포트(60)의 회수구멍(67)에 일측을 연결하고 타측은 쿨박스(70)에 연결한다.

그리고, 상기 드레인 포트(60)내에 공기압이 형성되도록 필터부재(80)가 구비된 드레인 호스(62)를 연결한다.

드레인 포트(60)에 회수관(66) 및 드레인 호스(62)를 연결한 후 공조장치를 냉방모드로 가동한다.

증발기(2)에 의하여 열교환된 냉풍은, 상기 온도조절도어(20)에 의해 히터코어(3)를 바이패스 한 후, 공조모드에 따라 선택되는 모드도어(30)에 의하여 개방되는 각 벤트(12)를 통해 차실내로 공급되어 냉방을 수행하게 된다.

이때, 상기 송풍공기를 열교환시키는 증발기(2)에 맺힌 응축수는, 증발기(2)에서 직하한 후 공조케이스(10)의 바닥으로 흘러 드레인 포트(60)에 유입된다.

상기한 드레인 포트(60)에 유입된 저온상태의 응축수는, 드레인 포트(60)의 필터부재(80)를 거쳐 완만하게 배출된다.

그리고, 필터부재(80)에 머문 응축수에 의하여 드레인 포트(60)내에는 일정한 공기압이 형성된다. 즉, 저온인 응축수에 의하여 냉기압력이 드레인 포트(60)내에 형성된다.

상기한 응축수의 유입으로 드레인 포트(60)내에 형성된 냉기는, 드레인 포트(60)의 회수구멍(67)에 연결된 회수관(66)을 통해 쿨박스(70)에 공급된다.

즉, 필터부재(80)는, 드레인 포트(60)에 유입된 응축수는 배출시키고, 응축수가 포함한 냉기는 드레인 포트(60)내에 공기압이 형성되도록 한다.

상기한 바와 같이, 드레인 포트(60)에 냉기 회수부재(64)를 구비시켜 냉기를 다시 회수하여 재사용함으로써, 증발기(2)에 의한 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 의하면, 드레인 포트(60)에 회수관(66) 및 필터부재(80)를 구비한 냉기 회수부재(64)를 설치함으로써, 응축수를 차체 외부로 배출하기 전에 응축수에 포함된 냉기를 쿨박스(62)나 공조케이스(10)의 냉풍통로(P1) 및 페이스 벤트(12b) 또는 디프로스트 벤트(12a)측에 공급하여 재사용할 수 있도록 함으로써, 증발기(2)의 열교환 효율을 증대시킬 수 있다.

본 발명은 드레인 포트를 통해 응축수는 배출하면서 응축수에 포함된 냉기는 드레인 포트 및 드레인 호스에 설치한 냉기 회수부재를 통해 쿨박스, 냉풍통로, 페이스 벤트 및 디프로스트 벤트측에 공급되도록 함으로써, 증발기로 열교환된 냉기의 손실을 방지하고 회수하여 재사용할 수 있도록 한 것으로, 차량용 공조장치 산업 분야에 널리 이용될 수 있다.

2: 증발기
10: 공조케이스
10a: 하부케이스
40: 송풍장치
60: 드레인 포트(Drain Port)
64: 냉기 회수부재
66: 회수관
70: 쿨박스(Cool Box)
80: 필터부재

Claims

공기 흡입모드에 따라 내/외기를 도입하여 차실내로 토출하는 공기의 풍량을 조절하는 송풍장치(40)와; 상기 송풍장치(40)로부터 송풍되는 공기를 냉각하는 증발기(2)와, 상기 증발기(2)로부터 발생되는 응축수가 배수되도록 하부케이스(10a)에 드레인 포트(60)가 형성되는 공조케이스(10);를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
상기 드레인 포트(60)에는,
응축수와 함께 드레인 포트(60) 출구로 유동하는 냉풍을 응축수와 분리하여 차실내 또는 쿨박스(70)에 공급되도록 하는 냉기 회수부재(64)가 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 냉기 회수부재(64)는,
드레인 포트(60)의 외주면에 냉기를 회수할 수 있도록 회수구멍(67)에 연결 설치되는 회수관(66)과, 상기 드레인 포트(60) 내부에 공기압이 형성되도록 회수구멍(67)보다 공기 흐름 방향 하류측에 배치되는 필터부재(80)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 2 항에 있어서,
상기 회수관(66)은,
냉기를 쿨박스(70)에 공급할 수 있도록 쿨박스(70)에 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 2 항에 있어서,
상기 회수관(66)은,
냉기를 증발기(2)의 하류측 냉풍통로(P1)에 재공급할수 있도록 상기 공조케이스(10)의 증발기(2) 하류측에 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 2 항에 있어서,
상기 필터부재(80)는,
드레인 포트(60)내에 공기압을 형성하고 응축수를 용이하게 배출할 수 있도록 다공질 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 2 항에 있어서,
상기 회수관(66)은, 회수된 냉풍을 공조케이스(10)의 페이스 벤트(12b) 또는 디프로스트 벤트(12a)측에 공급하도록 페이스 벤트(12b) 또는 디프로스트 벤트(12a)측에 연통된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.