KR20120088578A

KR20120088578A - 공조 코어

Info

Publication number: KR20120088578A
Application number: KR1020120008409A
Authority: KR
Inventors: 히로쿠니 아키야마; 히로히사 가토; 나오토 모리사쿠; 나오야 요코마치; 마사카즈 무라세; 다카히사 반
Original assignee: 가부시키가이샤 도요다 지도숏키
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2012-01-27
Publication date: 2012-08-08
Also published as: JP2012159233A; EP2481997A2; US20120192573A1; CN102620466A

Abstract

공조 코어는 복수의 펠티어 장치, 복수의 제 1 핀, 및 튜브를 포함한다. 각각의 펠티어 장치는 제 1 표면 및 제 2 표면을 갖는다. 제 1 핀은 제 1 펠티어 장치의 제 1 표면에 위치된다. 튜브는 제 1 펠티어 장치의 제 2 표면 근처에 위치된다. 튜브는 제 1 펠티어 장치의 제 2 표면 주위에 그리고 제 1 펠티어 장치를 유지하기 위한 제 1 핀 주위에 연장되어 있는 주요부 (main portion), 액체로 이루어진 열교환 매체가 주요부 내로 유입할 수 있도록 주요부에 연결된 입구부, 및 액체로 이루어진 열교환 매체가 주요부에서 유출할 수 있도록 주요부에 연결된 출구부를 갖는다. 출구부는 입구부 근처에 위치되어 있다.

Description

공조 코어{AIR-CONDITIONING CORE}

본 발명은 공조 코어, 또는 쿨러 코어 또는 히터 코어로서 이용될 수 있는 공조용 열교환기에 관한 것이다.

일본 공개특허공보 제 10-339516 호에는 쿨러 코어가 개시되어 있는데, 이 쿨러 코어는 흡열면으로서 역할하는 제 1 표면과 방열면으로서 역할하는 제 2 표면을 각각 갖는 복수의 펠티어 장치, 펠티어 장치의 제 1 면에 인접하게 그리고 공기에 접촉하도록 위치되는 핀, 및 복수의 튜브를 포함하고 있다. 펠티어 장치는, 제 1 표면이 쿨러 코어의 내측을 향하고 제 2 표면이 쿨러 코어의 외측을 향하도록 배치되어 있다. 펠티어 장치의 외측에 또는 펠티어 장치의 제 2 표면에 인접한 위치에 복수의 방열기가 형성되어 있다.

각각의 튜브는, 열교환 매체로서 역할하는 냉각수가 흐르는 액체 통로를 갖고 있다. 튜브는, 방열기에 접속되어 있고, 각각의 방열기를 개재하여 각각의 튜브가 연통하고, 이로써 2 개의 통로를 형성하고 있다. 각각의 통로의 양단부는 입구부와 출구부에 접속되어 있고, 이들을 개재하여 2 개의 통로가 서로 연통하고 있다.

전술한 쿨러 코어를 예를 들어 공조기에 사용하는 경우, 핀과 접촉하는 공기의 열이 펠티어 장치에 의해 흡열되고, 따라서 공기가 냉각된다. 이 경우, 흡열된 공기의 열은 냉각수로 전달되고, 따라서 냉각수가 가열되게 된다. 쿨러 코어에서는, 냉각된 공기를 실내에 공급하여 실내의 냉방을 실시한다.

그동안, 쿨러 코어의 소형화 및 쿨러 코어의 내구성의 향상이 요구되고 있다. 차량의 경우, 쿨러 코어의 탑재 공간이 엄격히 제한된다. 그리고, 이동하는 차량의 진동의 대처가 중요하다. 그러므로, 쿨러 코어를 차량용 공조기에 성공적으로 채용하기 위해서는, 쿨러 코어가 상기한 요구를 충족시키는 것이 중요하다.

튜브가 펠티어 장치의 외측에 형성된 방열기에 접속되어 있는 참조 문헌의 쿨러 코어에서는, 쿨러 코어에 있어서의 튜브의 배치가 복잡하다. 그리고, 그 쿨러 코어는, 방열기와 튜브 사이 또는 펠티어 장치의 외측과 튜브 사이에 불가피하게 형성되는 불필요한 공간을 갖고, 따라서 쿨러 코어의 소형화가 곤란하다.

튜브가 방열기에 단지 접속되어 있는 참조 문헌의 쿨러 코어에서는, 펠티어 장치가 튜브에 의해 단단히 고정되지 않을 수 있다. 그 쿨러 코어는 낮은 강성을 갖고, 이로 인해 내구성에 대해 심각한 염려가 야기된다.

본 발명은, 소형화되고 높은 내구성을 갖는 공조 코어를 제공하려는 것이다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 공조 코어는 복수의 펠티어 장치, 복수의 제 1 핀, 및 튜브를 포함한다. 각각의 펠티어 장치는 제 1 표면 및 제 2 표면을 갖는다. 제 1 핀은 제 1 펠티어 장치의 제 1 표면에 위치된다. 튜브는 제 1 펠티어 장치의 제 2 표면 근처에 위치된다. 튜브는 제 1 펠티어 장치의 제 2 표면 주위에 그리고 제 1 펠티어 장치를 유지하기 위한 제 1 핀 주위에 연장되어 있는 주요부 (main portion), 액체로 이루어진 열교환 매체가 주요부 내로 유입할 수 있도록 주요부에 연결된 입구부, 및 액체로 이루어진 열교환 매체가 주요부에서 유출할 수 있도록 주요부에 연결된 출구부를 갖는다. 출구부는 입구부 근처에 위치되어 있다.

본 발명의 다른 태양 및 이점은, 일례로써 본 발명의 원리를 보여주는 첨부 도면을 참조한 이하의 설명으로부터 분명해질 것이다.

본 발명의 목적 및 이점과 함께 본 발명은, 첨부 도면과 함께 바람직한 실시형태에 대한 이하의 설명을 참조함으로써, 가장 잘 이해될 것이다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 차량용 공조기를 보여주는 개략도이다.
도 2 는 도 1 의 차량용 공조기의 공조 코어의 일부 (Ⅱ) 를 보여주는 부분 확대 단면도이다.
도 3 은 도 1 의 차량용 공조기의 공조 코어의 핀타입 방열기 서브조립체의 장착 전 상태를 보여주는 측면도이다.
도 4 는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 차량용 공조기를 보여주는 개략도이다.

이하에서, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 따른 차량용 공조기에 대해 설명한다.

도 1 을 참조하여 보면, 차량에 탑재되어 차실 (cabin of the vehicle) 또는 차량 내부의 공조 (air conditioning) 를 실시하는 제 1 실시형태의 차량용 공조기가 도시되어 있다. 차량용 공조기를 이하에서 "공조기" 라고 한다. 공조기는 공조 코어 (100), 방열기 (3) 및 제어기 (5) 를 포함하고 있다. 제어기 (5) 는 전원으로서 역할하는 배터리 (5A) 에 접속되어 있다.

공조 코어 (100) 는 튜브 (7), 펠티어 장치 (9A~9H), 내부 핀 (11A, 11B) 및 외부 핀 (13A, 13B) 을 구비하고 있다. 튜브 (7) 는 본 발명의 열교환 매체로서 역할하는 냉각수가 대시 기호의 화살표로 나타낸 단일 방향으로 관류할 수 있게 한다. 더 구체적으로는, 튜브 (7) 는 내부 핀 (11A, 11B) 주위에 연장된 직사각형 주요부 (70A) 를 갖고, 내부 핀 (11A, 11B) 과 주요부 (70A) 사이에 펠티어 장치 (9A~9D) 가 배치되고 유지된다. 튜브 (7) 의 주요부 (70A) 와 외부 핀 (13A, 13B) 사이에 펠티어 장치 (9E~9H) 가 위치되고 유지된다. 펠티어 장치 (9A~9D) 는 본 발명의 제 1 펠티어 장치로서 역할하고, 내부 핀 (11A, 11B) 은 본 발명의 제 1 핀으로서 역할한다. 펠티어 장치 (9E~9H) 는 본 발명의 제 2 펠티어 장치로서 역할하고, 외부 핀 (13A, 13B) 은 본 발명의 제 2 핀으로서 역할한다. 각각의 펠티어 장치 (9A~9H) 는 제 1 표면 (90A) 및 제 2 표면 (90B) 을 갖고 있다. 공조 코어 (100) 의 일부를 보여주는 도 2 를 참조하여 보면, 펠티어 장치 (9B, 9F) 는 그의 제 2 표면 (90B) 에 제 1 및 제 2 열교환용 핀 (15) 을 각각 갖는다. 도면에 도시되어 있지는 않지만, 다른 펠티어 장치 (9A, 9C~9E, 9G~9H) 의 경우도 동일하다. 각각의 펠티어 장치 (9A~9H) 는, 제 1 표면 (90A) 이 흡열면으로서 역할할 때, 제 2 표면 (90B) 이 방열면으로서 역할하고, 제 1 표면 (90A) 이 방열면으로서 역할할 때, 제 2 표면 (90B) 이 흡열면으로서 역할하도록 구성되어 있다.

다시 도 1 을 참조하여 보면, 각각의 펠티어 장치 (9A~9D) 는, 각각 제 1 표면 (90A) 이 내부 핀 (11A, 11B) 의 내측을 향하고 제 2 표면 (90B) 이 내부 핀의 외측을 향하도록, 튜브 (7) 의 주요부 (70A) 에 인접하게 위치된다. 더 구체적으로는, 펠티어 장치 (9A, 9B) 의 제 2 표면 (90B) 은 후술하는 주요부 (70A) 의 직선형 튜브 구획 (27) 에 인접하게 위치되고, 펠티어 장치 (9C, 9D) 의 제 2 표면 (90B) 은 후술하는 주요부 (70A) 의 직선형 튜브 구획 (29) 에 인접하게 위치된다.

핀타입 방열기 서브조립체를 보여주는 도 3 을 참조하여 보면, 내부 핀 (11A) 은 펠티어 장치 (9A, 9B) 의 제 1 표면 (90A) 에 위치되고, 내부 핀 (11B) 은 펠티어 장치 (9C, 9D) 의 제 1 표면 (90A) 에 위치된다. 내부 핀 (11A) 은 복수의 제 1 방열판 (110A) 을 갖는다. 내부 핀 (11B) 은 복수의 제 1 방열판 (110B) 을 갖는다. 내부 핀 (11A, 11B) 은 공지된 온도 센서 (17A, 17B) 을 각각 갖는다. 온도 센서 (17A, 17B) 는 도 l 에 나타낸 배터리 (5A) 에 전기적으로 접속되어 있다.

도 3 에 나타낸 바와 같이, 각각의 제 l 방열판 (110A, 110B) 은 한 표면에 주름형 (corrugated) 제 2 방열판 (111) 을 갖는다. 내부 핀 (11A) 은, 임의의 2 개의 인접한 제 1 방열판 (11OA) 이 제 1 방열판 (11OB) 중 하나를 수용하기에 충분히 넓은 공간을 그들 사이에 갖도록 형성되어 있다. 이와 유사하게, 내부 핀 (11B) 은, 임의의 2 개의 인접한 제 1 방열판 (11OB) 이 제 1 방열판 (11OA) 중 하나를 수용하기에 충분히 넓은 공간을 그들 사이에 갖도록 형성되어 있다.

다시 도 2 를 참조하여 보면, 각각의 제 1 및 제 2 열교환용 핀 (15) 은 복수의 방열판을 갖는다. 제 1 열교환용 핀 (15) 은 내부 핀 (11A, 11B) 의 제 1 방열판 (110A, 110B) 에 대해 수직하게 연장되도록 배치되어 있다. 즉, 제 1 열교환용 핀 (15) 은 도 2 의 실선의 화살표로 나타낸, 주요부 (70A) 의 튜브 구획 (27) 내 냉각수의 유동 방향을 따라 연장되도록 배치되어 있다. 각각의 제 1 및 제 2 열교환용 핀 (15) 은, 주름형 제 2 방열판 (111) 과 유사한 것과 같은 복수의 주름형 방열판을 구비할 수 있다.

펠티어 장치 (9A, 9B), 내부 핀 (11A) 및 열교환용 핀 (15) 은, 도 3 에 나타낸 바와 같이, 공조 코어 (100) 의 핀타입 방열기 서브조립체의 하나 (19) 를 협력하여 형성한다. 이와 유사하게, 펠티어 장치 (9C, 9D), 내부 핀 (11B) 및 열교환용 핀 (15) 은, 도 3 에 나타낸 바와 같이, 핀타입 방열기 서브조립체의 다른 하나 (21) 를 협력하여 형성한다 (도 3 에는 열교환용 핀 (15) 이 도시되어 있지 않음). 핀타입 방열기 조립체 (19, 21) 는, 도 1 에 나타낸 것처럼 조립된 형태로 서브조립체 (19, 21) 를 도 3 의 화살표 방향으로 상대적으로 이동시킴으로써 함께 결합된다. 도 1 에 나타낸 바와 같이, 결합된 서브조립체 (19, 21) 근처에 공조용 팬 (100A) 이 위치되고, 배터리 (5A) 에 전기적으로 접속되어 있다.

한편, 펠티어 장치 (9E~9H) 는, 각각 제 1 표면 (90A) 이 내부 핀 (11A, 11B) 의 외측을 향하고 제 2 표면 (90B) 이 내부 핀의 내측을 향하도록, 튜브 (7) 의 주요부 (70A) 근처에 위치된다. 더 구체적으로는, 펠티어 장치 (9E, 9A) 는 주요부 (70A) 의 튜브 구획 (27) 을 가로질러 위치되고, 펠티어 장치 (9F, 9B) 는 튜브 구획 (27) 을 가로질러 위치된다. 이와 유사하게, 펠티어 장치 (9G, 9C) 는 주요부 (70A) 의 튜브 구획 (29) 을 가로질러 위치되고, 펠티어 장치 (9H, 9D) 는 튜브 구획 (29) 을 가로질러 위치된다.

펠티어 장치 (9E, 9F) 의 제 1 표면 (90A) 에는, 외부 핀 (13A) 이 형성되어 있고, 펠티어 장치 (9G, 9H) 의 제 1 표면 (90A) 에는, 외부 핀 (13B) 이 형성되어 있다. 외부 핀 (13A) 은 복수의 제 1 방열판 (130A) 을 갖는다. 외부 핀 (13B) 은 복수의 제 1 방열판 (130B) 을 갖는다. 제 2 열교환용 핀 (15) 은 외부 핀 (13A, 13B) 의 제 1 방열판 (130A, 130B) 에 대해 수직하게 연장되도록 배치되어 있다. 즉, 제 2 열교환용 핀 (15) 은 도 2 의 실선의 화살표로 나타낸, 주요부 (70A) 의 튜브 구획 (27) 내 냉각수의 유동 방향을 따라 연장되도록 배치되어 있다. 각각의 제 1 방열판 (130A, 130B) 은 그의 양 표면에 주름형 제 2 방열판 (111) 을 갖는다. 외부 핀 (13A, 13B) 근처에 각각 공조용 팬 (100B, 100C) 이 위치된다. 외부 핀 (13A, 13B) 은 온도 센서 (17A, 17B) 을 각각 구비할 수 있다.

튜브 (7) 는, 주요부 (70A) 뿐만 아니라, 주요부 (70A) 와 연통하는 입구부 (23), 및 입구부 (23) 근처에 위치되고 주요부 (70A) 와 연통하는 출구부 (25) 를 갖는다.

주요부 (70A) 는 직선형 튜브 구획 (28, 30) 및 튜브 구획 (27, 39) 을 갖고, 각각의 구획은 냉각수가 관류할 수 있는 통로를 갖는다. 튜브 구획 (27) 은 수평방향으로 위치되고, 이때 그의 일단부가 입구부 (23) 에 접속되고 타단부가 튜브 구획 (27) 에 수직하게 연장되는 튜브 구획 (28) 의 일단부에 접속된다. 튜브 구획 (28) 의 타 단부는 튜브 구획 (27) 에 평행하게 연장되는 튜브 구획 (29) 의 일단부에 접속된다. 튜브 구획 (29) 의 타단부는 튜브 구획 (28) 에 평행하게 연장되는 튜브 구획 (30) 의 일단부에 접속된다. 튜브 구획 (30) 의 타단부는 출구부 (25) 에 접속된다. 입구부 (23) 및 출구부 (25) 는 연결 링 (31) 에 의해 서로 고정된다. 다시 도 2 를 참조하여 보면, 튜브 구획 (27) 은 그의 양 표면에 삽입 구멍 (27A) 을 갖고, 이 삽입 구멍을 통해, 열교환용 핀 (15) 이 튜브 구획 (27) 에 각각 삽입된다. 이와 유사하게, 튜브 구획 (29) 은 그의 양 표면에 삽입 구멍을 갖고, 이 삽입 구멍을 통해, 열교환용 핀 (15) 이 각각 튜브 구획 (29) 에 각각 삽입된다. 따라서, 튜브 (7) 의 직사각형 주요부 (70A) 가 결합된 서브조립체 (19, 21) 를 둘러싸고 유지한다.

다시 도 1 을 참조하여 보면, 방열기 (3) 는 출구 (3A) 및 입구 (3B) 를 갖고 있고, 냉각수가 관류할 수 있도록 구성되어 있다. 방열기 (3) 내의 냉각수는 방열기 (3) 주위의 공기와의 열교환에 의해 냉각 또는 가열된다. 방열용 팬 (3C) 이 방열기 (3) 근처에 위치되고, 배터리 (5A) 에 전기적으로 접속되어 있다.

방열기 (3) 의 출구 (3A) 와 튜브 (7) 의 입구부 (23) 는 튜브 (33) 에 의해 서로 접속되어 있다. 방열기 (3) 입구 (3B) 와 튜브 (7) 의 출구부 (25) 는 튜브 (35) 에 의해 서로 접속되어 있다. 전동 펌프 (P1) 가 튜브 (33) 에 접속되고 배터리 (5A) 에 전기적으로 접속되어 있다. 전동 펌프 (P1) 는 튜브 (33) 대신에 튜브 (35) 에 접속될 수 있다.

제어기 (5) 는, 온도 센서 (17A, 17B) 로부터 송신된 신호에 기초하여, 펠티어 장치 (9A~9H) 에 공급되는 전류의 세기 및 방향을 적절히 변화시키는 것뿐만 아니라, 배터리 (5A) 를 개재하여 제어기 (5) 에 접속된 전동 펌프 (P1) 의 작동을 제어하도록 작동 가능하다. 배터리 (5A) 는, 펠티어 장치 (9A~9H) 에 동력을 공급하는 전원으로서 역할한다. 제어기 (5) 및 배터리 (5A) 의 구성은 종래 기술에 공지되어 있으므로, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

공조기의 전술한 공조 코어 (l00) 에서는, 펠티어 장치 (9A~9D) 의 외측에 튜브 (7) 의 주요부 (70A) 가 위치되거나, 또는 그러한 위치에서 주요부 (70A) 가 펠티어 장치 (9A~9D) 의 제 2 표면 (90B) 을 향한다. 주요부 (70A) 는 펠티어 장치 (9A~9D) 또는 결합된 서브조립체 (19, 21) 를 외측으로부터 유지한다. 결합된 서브조립체 (19, 21) 가 주요부 (70A) 의 내측에 위치되어 주요부 (70A) 에 의해 둘러싸인 공조 코어 (100) 에서는, 결합된 서브조립체 (19, 21) 에 튜브 (7) 를 설치하는 것이 간단하고, 결합된 서브조립체 (19, 21) 의 외측과 튜브 (7) 사이에 불필요한 공간이 형성되기 힘들다.

결합된 서브조립체 (19, 21) 가 주요부 (70A) 에 의해 둘러싸인 공조 코어 (100) 에서는, 결합된 서브조립체 (19, 21) 가 주요부 (70A) 내에서 단단히 고정된다. 따라서, 공조 코어 (100) 의 강성이 증가하게 된다.

공조 코어 (100) 를 구비한 공조기의 난방 및 냉방 운전에 있어서, 제어기 (5) 는 전동 펌프 (P1) 및 방열용 팬 (3C) 을 작동 유지시킨다. 따라서, 도 1 의 화살표 방향으로 공조 코어 (100) 및 방열기 (3) 를 통해 냉각수가 순환한다. 그러므로, 냉각수는, 도 1 의 대시 기호의 화살로 나타낸 것처럼, 단일 방향으로 기재된 순서대로 튜브 (7) 의 입구부 (23), 튜브 구획 (27~30) 및 출구부 (25) 를 통해 흐른다. 제어기 (5) 는, 공조용 팬 (100A~l00C) 을 작동시켜, 공조 코어 (100) 에 공기를 공급한다.

공조기의 난방 운전에 있어서, 제어기 (5) 는, 펠티어 장치 (9A~9H) 의 각각의 제 1 표면 (90A) 이 방열면으로서 역할하고 각각의 제 2 표면 (90B) 이 흡열면으로서 역할하게 하는 방향으로 전류를 펠티어 장치 (9A~9H) 에 흐르게 한다. 펠티어 장치 (9A~9H) 는 내부 핀 (llA, 11B) 및 외부 핀 (13A, 13B) 을 개재하여 펠티어 장치 (9A~9H) 의 제 1 표면 (90A) 을 지나는 공기 중으로 방열한다. 따라서, 공조 코어 (100) 는 공기를 가열한다. 그러므로, 공조기는 공조용 팬 (1OOA~l0OC) 을 개재하여 차량 내부에 가열된 공기를 공급하고, 이로써 차량 내부를 가열한다.

공기 중으로 방열하는 동안, 펠티어 장치 (9A~9H) 는 튜브 (7) 의 주요부 (70A) 의 튜브 구획 (27, 29) 내를 흐르는 냉각수로부터 열을 흡수한다. 이 경우, 펠티어 장치 (9A~9H) 의 제 2 표면 (90B) 에 형성된 열교환용 핀 (15) (도 2) 은 냉각수로부터 효율적으로 열을 흡수하는 것을 돕는다. 따라서, 펠티어 장치 (9A~9H) 는 제 1 표면 (90A) 으로부터 효율적으로 방열한다.

펠티어 장치 (9A~9H) 의 흡열에 의해 냉각된 냉각수는, 방열기 (3) 주위의 공기와의 열교환에 의해 방열기 (3) 에서 가열된다.

한편, 공조기의 냉방 운전에 있어서, 제어기 (5) 는, 펠티어 장치 (9A~9H) 의 각각의 제 1 표면 (90A) 이 흡열면으로서 역할하고 각각의 제 2 표면 (90B) 이 방열면으로서 역할하게 하는 방향으로 전류를 펠티어 장치 (9A~9H) 에 흐르게 한다. 펠티어 장치 (9A~9H) 는 내부 핀 (llA, 11B) 및 외부 핀 (13A, 13B) 을 개재하여 펠티어 장치 (9A~9H) 의 제 1 표면을 지나는 공기로부터 열을 흡수한다. 따라서, 공조 코어 (100) 는 공기를 냉각시킨다. 그러므로, 공조기는 공조용 팬 (1OOA~l0OC) 를 개재하여 차량 내부에 냉각된 공기를 공급하고, 이로써 차량 내부를 냉각시킨다.

공기로부터 열을 흡수하는 동안, 펠티어 장치 (9A~9H) 는 튜브 (7) 의 주요부 (70A) 의 튜브 구획 (27, 29) 내를 흐르는 냉각수에 대해 방열한다. 펠티어 장치 (9A~9H) 의 방열에 의해 가열된 냉각수는 방열기 (3) 주위의 공기와의 열교환에 의해 방열기 (3) 내에서 냉각된다.

공조 코어 (100) 를 갖는 공조기의 난방 및 냉방 운전에 있어서, 제어기 (5) 는, 온도 센서 (17A, 17B) 에 의해 검출된 공기의 온도에 기초하여, 펠티어 장치 (9A~9H) 에 흐르는 전류의 세기를 제어한다. 따라서, 펠티어 장치 (9A~9H) 는 공조기의 난방 및 냉방 운전시에 효율적으로 공기를 냉각 또는 가열할 수 있다.

그러므로, 공조기의 공조 코어 (100) 는 소형화될 수 있고 내구성을 향상시키며, 따라서 공조기는 소형화될 수 있고 내구성을 향상시킨다.

입구부 (23) 및 출구부 (25) 가 연결 링 (31) 에 의해 서로 고정되고 있는 공조 코어 (100) 에서는, 연결 링 (31) 의 고정력 (fastening force) 이 주요부 (70A) 의 튜브 구획 (27~30) 에 균등하게 전달되고, 따라서 고정력이 결합된 서브조립체 (19, 21) 를 유지하는데 기여하고, 결합된 서브조립체의 유지력이 증가하게 된다. 그러므로, 공조 코어 (100) 의 강성이 증가하게 되고, 따라서 공조 코어 (100) 의 내구성이 증가하게 된다.

펠티어 장치 (9A, 9B), 내부 핀 (11A) 및 열교환용 핀 (l5) 을 갖는 핀타입 방열기 서브조립체 (19) 와 펠티어 장치 (9C, 9D), 내부 핀 (11B) 및 열교환용 핀 (15) 을 갖는 핀타입 방열기 서브조립체 (21) 가 주요부 (70A) 에서 함께 결합되는공조 코어 (100) 가 용이하게 제조될 수 있다.

서브조립체 (19) 의 내부 핀 (11A) 의 제 1 방열판 (110A) 들 사이에 서브조립체 (21) 의 내부 핀 (11B) 의 제 1 방열판 (110B) 이 위치하도록 서브조립체 (19, 21) 가 함께 결합되어 있는 공조 코어 (100) 에서는, 주요부 (70A) 에 대해 서브조립체 (19, 21) 를 용이하게 장착할 수 있다. 따라서, 공조 코어 (100) 의 제조 비용이 감소된다.

공조 코어 (100) 에서는, 튜브 (7) 의 주요부 (70A) 가 그의 외측에 펠티어 장치 (9E~9H) 를 갖고, 그의 내측에 펠티어 장치 (9A~9D) 를 갖는다. 그리고, 펠티어 장치 (9E, 9F) 의 제 1 표면 (90A) 에서의 외부 핀 (13A) 의 배치와 펠티어 장치 (9G, 9H) 의 제 1 표면 (90A) 에서의 외부 핀 (13B) 의 배치로 인해, 펠티어 장치 (9A~9D) 및 내부 핀 (11A, 11B) 뿐만 아니라 펠티어 장치 (9E~9H) 및 외부 핀 (13A, 13B) 에 의해 공조기의 난방 및 냉방 운전이 가능하게 된다. 더욱이, 튜브 (7) 의 주요부 (70A) 내 냉각수가 펠티어 장치 (9E~9H) 에 의해 효율적으로 가열 또는 냉각되고, 따라서 공조 코어 (100) 는 차량 내부의 공조를 효율적으로 실시할 수 있다.

제 2 실시형태의 차량 공조기를 보여주는 도 4 를 참조하여 보면, 이 공조기는 도 1 의 공조 코어 (100) 대신 공조 코어 (200) 를 포함하고 있다.

공조 코어 (200) 에서, 각각의 펠티어 장치 (9A~9D) 는 제 1 표면 (90A) 이 내측을 향하고 제 2 표면 (90B) 이 외측을 향하도록 하는 위치에 주요부 (70A) 의 내측에 인접하게 위치된다. 더 구체적으로는, 펠티어 장치 (9A) 의 제 2 표면 (90B) 이 후술하는 주요부 (70A) 의 직선형 튜브 구획 (53) 근처에 위치되고, 펠티어 장치 (9B) 의 제 2 표면 (90B) 이 후술하는 주요부 (70A) 의 직선형 튜브 구획 (54) 근처에 위치된다. 펠티어 장치 (9C) 의 제 2 표면 (90B) 이 후술하는 주요부 (70A) 의 직선형 튜브 구획 (55) 근처에 위치되고, 펠티어 장치 (9D) 의 제 2 표면 (90B) 이 후술하는 주요부 (70A) 의 직선형 튜브 구획 (56) 근처에 위치된다.

내부 핀 (41A, 41B) 은 펠티어 장치 (9A, 9C) 의 제 1 표면 (90A) 과 각각 접촉하도록 배치되어 있다. 내부 핀 (43A, 43B) 이 펠티어 장치 (9B, 9D) 의 제 1 표면 (90A) 과 각각 접촉하도록 배치되어 있다. 내부 핀 (41A, 41B, 43A, 43B) 은 본 발명의 제 1 핀으로서 역할한다.

각각의 내부 핀 (41A, 41B) 은 복수의 방열판 (410) 을 각각 구비하고 있다. 각각의 내부 핀 (43A, 43B) 은 복수의 방열판 (430) 을 각각 구비하고 있다. 내부 핀 (41A, 41B) 의 방열판 (410) 은 내부 핀 (41A, 41B) 의 중앙으로부터 양단부를 향해 그 길이가 감소하도록 형성되어 있다. 내부 핀 (43A, 43B) 의 방열판 (430) 은 내부 핀 (43A, 43B) 의 중앙으로부터 양단부를 향해 그 길이가 감소하도록 형성되어 있다. 내부 핀 (41A, 41B, 43A, 43B) 은 각각 공지의 온도 센서 (17A, 17B, 17C, 17D) 를 구비하고 있다.

펠티어 장치 (9A), 내부 핀 (41A) 및 열교환용 핀 (15) (도 2 참조) 은 협력하여 핀타입 방열기 서브조립체 (45) 를 형성한다. 이와 유사하게, 펠티어 장치 (9B), 내부 핀 (43A) 및 열교환용 핀 (15) 은 협력하여 핀타입 방열기 서브조립체 (47) 를 형성한다. 이와 유사하게, 펠티어 장치 (9C), 내부 핀 (41B) 및 열교환용 핀 (15) 은 협력하여 핀타입 방열기 서브조립체 (49) 를 형성한다. 이와 유사하게, 펠티어 장치 (9D), 내부 핀 (43B) 및 열교환용 핀 (15) 은 협력하여 핀타입 방열기 서브조립체 (51) 를 형성한다. 서브조립체 (45, 49) 는 튜브 (7) 내에서 대향하고 함께 결합된다. 서브조립체 (47, 51) 는 튜브 (7) 내에서 대향하고 함께 결합된다. 공조용 팬 (100A) 은 서브조립체 (45, 47, 49, 51) 근처에 위치된다.

앞서 언급한 바와 같이, 공조 코어 (200) 의 튜브 (7) 의 주요부 (70A) 는 도 1 의 튜브 구획 (27~30) 대신 4 개의 튜브 구획 (53~56) 을 구비하고 있다. 각각의 튜브 구획 (53~56) 은 냉각수가 관류할 수 있는 통로를 구비하고 있다. 튜브 구획 (53) 은, 그의 표면에서 펠티어 장치 (9A) 근처의 위치에 삽입 구멍 (도 2 의 27A) 을 갖고, 이 삽입 구멍을 통해 열교환용 핀 (15) 이 튜브 구획 (53) 에 삽입된다. 이와 유사하게, 튜브 구획 (54) 은, 그의 표면에서 펠티어 장치 (9B) 근처의 위치에 삽입 구멍 (27A) 을 갖고, 이 삽입 구멍을 통해 열교환용 핀 (15) 이 튜브 구획 (54) 에 삽입된다. 이와 유사하게, 튜브 구획 (55) 은, 그의 표면에서 펠티어 장치 (9C) 근처의 위치에 삽입 구멍 (27A) 을 갖고, 이 삽입 구멍을 통해 열교환용 핀 (15) 이 튜브 구획 (55) 에 삽입된다. 이와 유사하게, 튜브 구획 (56) 은, 그의 표면에서 펠티어 장치 (9D) 근처의 위치에 삽입 구멍 (27A) 을 갖고, 이 삽입 구멍을 통해 열교환용 핀 (15) 이 튜브 구획 (56) 에 삽입된다. 튜브 구획 (53) 은 그의 일단부에서 입구부 (23) 에 접속되어 있고, 튜브 구획 (56) 은 그의 타단부에서 출구부 (25) 에 접속되어 있다. 튜브 구획들 (53~56) 사이의 접속은 제 1 실시형태의 튜브 구획들 (27~30) 사이의 접속의 경우와 동일하게 이루어진다. 4 개의 튜브 구획 (53~56) 을 갖는 주요부 (70A) 는, 서브조립체 (45) 가 서브조립체 (49) 에 대향되고 서브조립체 (47) 가 서브조립체 (51) 에 대향되도록 하는 배치로, 서브조립체 (45, 47, 49, 51) 를 를 둘러싸고 유지한다.

튜브 (7) 의 주요부 (70A), 입구부 (23) 및 출구부 (25) 를 덮도록 진공 단열 부재 (57) 가 배치되어 있다. 진공 단열 부재 (57) 는 임의의 적절한 발포 수지로 이루어진 단열 부재로 대체될 수 있다. 제 2 실시형태에서, 유사한 도면부호는 제 1 실시형태의 설명에서 사용된 유사한 부품 및 요소를 가리키고, 그러한 부품 및 요소에 대한 상세한 설명은 생략한다.

공조 코어 (200) 를 구비한 공조기의 난방 및 냉방 운전에 있어서, 펠티어 장치 (9A~9D) 의 각각의 제 1 표면 (90A) 의 방열 또는 흡열에 의해, 내부 핀 (41A, 41B, 43A, 43B) 주위의 공기가 각각 가열 또는 냉각되게 된다. 공조용 팬 (100A) 이 가열 또는 냉각된 공기를 차량 내부에 공급함으로써, 차량 내부를 가열 또는 냉각시킨다.

공조 코어 (200) 에서는, 주요부 (70A), 입구부 (23) 및 출구부 (25) 의 외측을 단열하도록, 진공 단열 부재 (57) 가 주요부 (70A), 입구부 (23) 및 출구부 (25) 의 외측 주위에 그리고 외측 가까이에 제공되어 있다. 튜브 (7) 내 냉각수의 열이 튜브 (7) 로부터 방열되기 어렵고, 냉각수가 주위 공기에 의해 가열되기 어렵다. 따라서, 내부 핀 (41A, 41B, 43A, 43B) 을 개재하여 냉각수에 대한 펠티어 장치 (9A~9D) 의 방열 및 흡열이 더 효과적으로 행해질 수 있다. 그리고, 내부 핀 (41A, 41B, 43A, 43B) 을 개재하여 공기에 대한 펠티어 장치 (9A~9D) 의 방열 및 흡열이 더 효과적으로 행해진다. 따라서, 공기의 가열 또는 냉각이 효율적으로 행해진다. 그러므로, 공조 코어 (200) 를 구비한 공조기의 성능이 강화된다.

엔진이 가열된 냉각수에 의해 따뜻해지고 냉각된 냉각수에 의해 냉각되는, 공조 코어 (200) 를 구비한 공조기에서는, 냉각수의 열 에너지 및 냉열 에너지 (cold energy) 의 이용이 용이하게 달성될 수 있다. 제 2 실시형태의 나머지 효과는 제 1 실시형태의 것과 실질적으로 동일하다.

본 발명은 제 1 및 제 2 실시형태와 관련하여 설명되었지만, 상기 실시형태로 제한되지 않는다. 이하에서 예시되는 것처럼 본 발명은 다양한 방식으로 실시될 수 있다는 것은 본 기술분야의 당업자에게 자명하다.

공조 코어 (100) 에 있어서, 튜브 구획 (28, 30) 의 외측에도 펠티어 장치 및 외부 핀이 형성될 수 있다. 그러한 배치에 있어서, 공기의 더 효율적인 가열 및 냉각이 달성되고, 이로써 차량 내부의 공조가 강화된다.

공조 코어 (200) 에 있어서, 주요부 (70A) 가 정사각형을 형성하도록, 튜브 (7) 의 주요부 (70A) 의 4 개의 직선형 튜브 구획 (53~56) 의 4 개의 측이 실질적으로 동일한 길이로 형성될 수 있다. 이 경우, 내부 핀 (41A, 41B, 43A, 43B) 이 모두 동일한 형상을 갖고, 서브조립체 (45, 47, 49, 51) 가 모두 동일한 형상을 가지므로, 공조 코어 (200) 의 제조 비용을 줄이는데 도움이 된다.

또한, 방열기 (3) 는 엔진 또는 모터와 같은 구동 장치를 냉각시키는데 기여할 수도 있다. 또한, 배터리 (5A) 는 모터의 전원으로서 역할할 수도 있다.

본 발명의 공조 코어는 차량용 공조기뿐만 아니라 가정이나 사무실을 위한 고정식 공조기에도 적용될 수 있다.

본 발명의 공조 코어의 일 태양에서, 열교환 매체로서 역할하는 액체로서 물, 부동액 등이 사용될 수 있다. 그러한 유체는 특히 펠티어 장치의 흡열 또는 방열을 위해 제조되고 사용될 수 있다. 차량용 공조기에 공조 코어가 사용되는 때, 엔진을 위한 냉각수가 열교환 매체로서 사용될 수 있다.

Claims

제 1 표면 및 제 2 표면을 각각 갖는 복수의 펠티어 장치,
제 1 펠티어 장치의 제 1 표면에 위치되는 복수의 제 1 핀, 및
제 1 펠티어 장치의 제 2 표면 근처에 위치되는 튜브를 포함하는 공조 코어로서,
상기 튜브는, 제 1 펠티어 장치의 제 2 표면 주위에 그리고 제 1 펠티어 장치를 유지하기 위한 제 1 핀 주위에 연장되어 있는 주요부 (main portion), 액체로 이루어진 열교환 매체가 주요부 내로 유입할 수 있도록 주요부에 연결된 입구부, 및 액체로 이루어진 열교환 매체가 주요부에서 유출할 수 있도록 주요부에 연결된 출구부를 갖고,
상기 출구부는 상기 입구부 근처에 위치되어 있는 공조 코어.
제 1 항에 있어서, 상기 입구부와 상기 출구부는 서로 고정되어 있는 공조 코어.
제 1 항에 있어서, 복수의 서브조립체가 제 1 펠티어 장치 및 제 1 핀을 갖고 주요부 내에서 함께 결합되는 공조 코어.
제 3 항에 있어서, 각각의 제 1 핀은 복수의 방열판을 갖고, 서브조립체 중 하나의 서브조립체의 제 1 핀의 방열판이 서브조립체 중 다른 서브조립체의 제 1 핀의 방열판들 사이에 위치하도록 한 쌍의 서브조립체가 대향하고 함께 결합되는 공조 코어.
제 1 항에 있어서, 단열 부재가 상기 주요부를 덮도록 배치되는 공조 코어
제 1 항에 있어서, 주요부의 외측에 형성된 복수의 제 2 펠티어 장치 및 제 2 펠티어 장치의 외측에 형성된 복수의 제 2 핀을 더 포함하는 공조 코어.