KR20170015786A - 차량용 공조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로, PTC 히터의 발열로드를 대신하여 발열로드 대체부재를 설치할 수 있도록 구성함으로써, 필요한 "발열용량"에 맞춰 PTC 히터의 발열로드 개수를 조절할 수 있고, 이를 통해, 발열로드가 불필요하게 많이 설치되는 것을 방지하여 제조원가를 절감할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차실내로 송풍되는 공기를 가열하는 PTC 히터를 포함하며, PTC 히터는, 프레임과, 프레임의 내측에 간격을 두고 설치되는 다수의 발열로드들과, 발열로드들의 사이에 설치되는 방열핀들을 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 필요한 발열용량에 맞춰 발열로드의 개수를 조절할 수 있도록, 발열로드를 대신하여 조립할 수 있는 적어도 하나 이상의 발열로드 대체부재를 더 구비한다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONING SYSTEM FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, PTC 히터의 발열로드를 대신하여 발열로드 대체부재를 설치할 수 있도록 구성함으로써, 필요한 "발열용량"에 맞춰 PTC 히터의 발열로드 개수를 조절할 수 있고, 이를 통해, 발열로드가 불필요하게 많이 설치되는 것을 방지하여 제조원가를 절감할 수 있는 차량용 공조장치에 관한 것이다.

최근의 차량은, 난방장치로서, PTC 히터(Positive Temperature Coefficient Heater)를 많이 채용하고 있다. 특히, 하이브리드(Hybrid) 차량이나 전기차량의 경우에는, 난방에 필요한 엔진 냉각수가 부족하거나 엔진 냉각수를 얻을 수 없으므로, 전기를 이용하는 PTC 히터를 많이 채용하고 있다.

도 1에는 PTC 히터(10)를 나타내는 도면이 도시되어 있다.

PTC 히터(10)는, 공조케이스(20)의 일측으로부터 내부통로(22)를 가로지르도록 설치되는 것으로, 사각의 프레임(12)과, 프레임(12)의 내측에 간격을 두고 설치되는 다수의 발열로드(14)와, 발열로드(14)들의 사이에 설치되는 방열핀(16)들 및, 발열로드(14)들을 제어하는 제어부(18)를 포함한다.

발열로드(14)는, 내부통로(22)의 단면방향으로 가로지르도록 설치되며, 절연프레임(14a)과, 절연프레임(14a)을 따라 설치되는 다수의 PTC 스톤(14b)들을 포함한다.

특히, PTC 스톤(14b)들은, PTC 소자로서, 인가되는 전기신호, 예를 들면, PWM(Pulse Width Modulation)의 듀티비(Duty Ratio:펄스폭의 넓이) 제어에 의해 발열량이 조절된다.

제어부(18)는, 마이콤(도시하지 않음)과 다수의 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 소자(도시하지 않음)들을 갖추고 있는 것으로, 공조케이스(20)의 외측부분에 설치된다.

이러한 제어부(18)는, PWM 듀티비에 의거하여 각 발열로드(14)의 PTC 스톤(14b)들에 인가되는 전류를 제어한다. 따라서, 각 발열로드(14)의 발열량을 제어한다.

그런데, 이러한 종래의 PTC 히터(10)는, 높은 "난방용량"이 요구되지 않는 환경조건의 차량의 경우, 발열로드(14)들이 불필요하게 많이 설치된다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 제조원가가 상승된다는 문제점이 있다.

즉, 종래의 PTC 히터(10)는, 동절기 온도가 낮은 지역을 기준으로 설계되어 높은 "난방용량"을 갖게 되고, 이에 맞춰 발열로드(14)들의 설치개수도 많게 구성된다.

그런데, 동절기 온도가 낮지 않은 곳의 수출차량의 PTC 히터(10) 경우에는, 적은 "난방용량"으로도 차실내를 충분히 난방할 수 있음에도 불구하고, 낮은 "동절기 온도 지역"에 맞춰 설계되므로, 발열로드(14)들을 불필요하게 많이 가지게 된다는 단점이 있다.

그리고 이러한 단점 때문에 제조원가가 상승되고, 발열로드(14)의 PTC 스톤(14b)으로 인해 PTC 히터(10)의 전체적인 무게가 증가된다는 문제점이 있다.

한편, 이를 감안하여, PTC 히터(10)를 동절기 온도가 낮은 지역과, 동절기 온도가 높은 지역별로 각각 구분하여 제작하는 경우도 있다.

그런데, 이러한 경우, PTC 히터(10)를 2군데의 지역에 맞춰서 각각 2가지 사양으로 구분하여 제작해야 하므로, 제작시간이 지연되고, 제조원가와 제조비용이 오히려 더 상승된다는 결점이 지적되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 큰 구조변경 없이도 PTC 히터의 발열로드 개수를 조절할 수 있도록 구성함으로써, 높은 난방용량이 필요치 않은 PTC 히터의 경우, 필요에 따라 발열로드의 개수를 줄일 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 큰 구조변경 없이도 PTC 히터의 발열로드의 개수를 줄일 수 있도록 구성함으로써, 높은 난방용량이 필요치 않음에도 불구하고 발열로드가 과도하게 설치되는 것을 방지할 수 있고, 이를 통해 제조원가를 절감시킬 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 큰 구조변경 없이도 PTC 히터의 발열로드 개수를 조절할 수 있도록 구성함으로써, 한 사양의 PTC 히터로도 높은 난방용량이 필요한 곳과, 높은 난방용량이 필요치 않는 곳 모두 다 호환하여 사용할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 한 사양의 PTC 히터로도 높은 난방용량이 필요한 곳과, 높은 난방용량이 필요치 않는 곳 모두 다 호환하여 사용할 수 있도록 구성함으로써, 부품의 공용화율을 제고시키고, 부품의 공용화율을 제고시킴에 따라 제조비용을 절감할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 공조장치는, 차실내로 송풍되는 공기를 가열하는 PTC 히터를 포함하며, 상기 PTC 히터는, 프레임과, 상기 프레임의 내측에 간격을 두고 설치되는 다수의 발열로드들과, 상기 발열로드들의 사이에 설치되는 방열핀들을 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 필요한 발열용량에 맞춰 상기 발열로드의 개수를 조절할 수 있도록, 상기 발열로드를 대신하여 조립할 수 있는 적어도 하나 이상의 발열로드 대체부재를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 발열로드 대체부재는, 상기 발열로드 보다 열전도율이 높은 재질로 구성되어, 상기 발열로드와 방열핀에서 전달된 열을 공기중으로 효율좋게 방출하는 구조인 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 발열로드 대체부재는, 상기 발열로드를 대신하여 조립되어 있되, 상기 발열로드들의 사이에 조립되어 상기 발열로드와 서로 번갈아가며 교번적으로 배열되는 구조인 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 발열로드 대체부재의 양측에 상기 방열핀들이 배치되도록 구성하여, 상기 발열로드를 대신하여 상기 방열핀들을 지지하는 구조인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량용 공조장치에 의하면, 발열로드를 대신하여 발열로드 대체부재를 조립하는 구조이므로, 필요한 "발열용량"에 맞춰 PTC 히터의 발열로드 개수를 조절할 수 있는 효과가 있다.

또한, 필요한 "발열용량"에 맞춰 PTC 히터의 발열로드 개수를 조절할 수 있으므로, 필요한 "발열용량"에 비해 발열로드가 과도하게 설치되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 필요한 "발열용량"에 비해 발열로드가 과도하게 설치되는 것을 방지할 수 있으므로, 과도한 개수의 발열로드로 인한 제조원가 상승과, PTC 히터의 무게 증가를 원천적으로 방지할 수 있으며, 이를 통해 원가절감의 효과를 기대할 수 있다.

또한, 필요한 "발열용량"에 맞춰 PTC 히터의 발열로드 개수를 조절할 수 있는 구조이므로, 큰 구조변경 없이도 PTC 히터의 "발열용량"을 조절할 수 있고, 이를 통해, 큰 구조변경 없이 한 사양의 PTC 히터로도 높은 난방용량이 필요한 곳과, 높은 난방용량이 필요치 않는 곳 모두 다 호환하여 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 한 사양의 PTC 히터로도 높은 난방용량이 필요한 곳과, 높은 난방용량이 필요치 않는 곳 모두 다 호환하여 사용할 수 있는 구조이므로, 부품의 공용화율을 제고시키고, 부품의 공용화율을 제고시킴에 따라 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 공조장치를 구성하는 PTC 히터를 상세하게 나타내는 도면이다.

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

먼저, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 특징부를 살펴보기에 앞서, 도 2를 를 참조하여 PTC 히터(10)에 대해 간략하게 설명한다.

PTC 히터(10)는, 공조케이스(20)의 내부통로(22)를 가로지르도록 설치된다. 특히, 내부통로(22)의 단면방향을 따라 가로지르도록 설치된다.

이러한 PTC 히터(10)는, 사각의 프레임(12)과, 프레임(12)의 내측에 간격을 두고 설치되는 다수의 발열로드(14)와, 발열로드(14)들의 사이에 설치되는 방열핀(16)들 및, 발열로드(14)들을 제어하는 제어부(18)를 포함한다.

발열로드(14)는, 내부통로(22)의 단면방향을 따라 설치되며, 절연프레임(14a)과, 절연프레임(14a)을 따라 설치되는 다수의 PTC 스톤(14b)들을 포함한다. 특히, PTC 스톤(14b)들은, 인가되는 PWM 듀티비의 제어에 의해 발열량이 조절된다.

제어부(18)는, 공조케이스(20)의 외측부분에 설치되며, PWM 듀티비에 의거하여 각 발열로드(14)의 PTC 스톤(14b)에 인가되는 전류를 제어한다. 따라서, 각 발열로드(14)의 발열량을 제어한다.

다음으로, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 특징부를 도 2와 도 3을 참조하여 상세하게 살펴본다.

먼저, 본 발명의 공조장치는, PTC 히터(10)의 발열로드(14)들을 구비하되, 상기 각 발열로드(14)들은, PTC 히터(10)의 프레임(12)으로부터 각각 분리될 수 있는 구조를 갖는다.

프레임(12)으로부터 분리가능한 발열로드(14)는, 필요에 따라 PTC 히터(10)에 설치되는 발열로드(14)의 개수를 조절할 수 있게 한다. 특히, 필요한 "발열용량"에 맞춰 PTC 히터(10)의 발열로드(14) 개수를 조절할 수 있게 한다.

따라서, 필요한 "발열용량"에 비해 발열로드(14)가 과도하게 설치되는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 제조원가를 절감할 수 있으며, PTC 히터(10)의 전체적인 무게도 저감시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 공조장치는, 발열로드(14)가 분리된 PTC 히터(10)의 빈 공간부(S)에 장착되는 발열로드 대체부재(30)를 더 구비한다.

발열로드 대체부재(30)는, 발열로드(14)와 동일한 모양과 형상을 갖는 것으로, 발열로드(14)를 대신하여 프레임(12)에 조립된다.

이러한 구성의 발열로드 대체부재(30)는, 발열로드(14)를 대신하여 프레임(12)에 조립되므로, 인접하는 양쪽의 방열핀(16)들을 고정적으로 지지함과 아울러 상기 방열핀(16)들과, 인접하는 다른 발열로드(14)들의 간격을 일정하게 유지시킨다. 특히, 발열로드 대체부재(30)의 양측에 방열핀(16)들이 배치되므로, 발열로드(14)를 대신하여 방열핀(16)들을 지지한다.

따라서, 다수의 발열로드(14)들과 방열핀(16)들이, 유동없이 안정적으로 설치될 수 있게 한다.

한편, 이러한 발열로드 대체부재(30)는, 열전도율이 높은 재질, 예를 들면, 금속성 재질로 구성되는 것이 바람직하다.

이는, 인접하는 발열로드(14)와 방열핀(16)에서 전달된 열을 공기중으로 효율좋게 방출하기 위함이며, 이로써, PTC 히터(10)의 난방효율을 높일 수 있게 된다.

더욱 바람직하게는, 발열로드 대체부재(30)는, 발열로드(14) 보다 열전도율이 높은 재질로 구성되는 것이 좋다.

그리고 발열로드 대체부재(30)는, 발열로드(14)를 대신하여 조립되어 있되, 발열로드(14)들의 사이 사이에 교번적으로 배열되도록 조립되는 것이 바람직하다.

따라서, 발열로드(14)와 발열로드 대체부재(30)는, 서로 번갈아가며 교번적으로 배열되도록 구성되는 것이 바람직하다.

이렇게 구성한 이유는, 발열로드(14)와 발열로드 대체부재(30)를 교번적으로 배열시킴으로써, 발열로드(14)들의 설치간격을 일정하게 유지시키기 위함이며, 이로써, 발열로드(14)들이 내부통로(22)를 통과하는 공기를 균일하게 가열할 수 있게 된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 공조장치에 의하면, 발열로드(14)를 대신하여 발열로드 대체부재(30)를 조립하는 구조이므로, 필요한 "발열용량"에 맞춰 PTC 히터(10)의 발열로드(14) 개수를 조절할 수 있다.

또한, 필요한 "발열용량"에 맞춰 PTC 히터(10)의 발열로드(14) 개수를 조절할 수 있으므로, 필요한 "발열용량"에 비해 발열로드(14)가 과도하게 설치되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 필요한 "발열용량"에 비해 발열로드(14)가 과도하게 설치되는 것을 방지할 수 있으므로, 과도한 개수의 발열로드(14)로 인한 제조원가 상승과, PTC 히터(10)의 무게 증가를 원천적으로 방지할 수 있으며, 이를 통해 원가절감의 효과를 기대할 수 있다.

또한, 필요한 "발열용량"에 맞춰 PTC 히터(10)의 발열로드(14) 개수를 조절할 수 있는 구조이므로, 큰 구조변경 없이도 PTC 히터(10)의 "발열용량"을 조절할 수 있고, 이를 통해, 큰 구조변경 없이 한 사양의 PTC 히터(10)로도 높은 난방용량이 필요한 곳과, 높은 난방용량이 필요치 않는 곳 모두 다 호환하여 사용할 수 있다.

또한, 한 사양의 PTC 히터(10)로도 높은 난방용량이 필요한 곳과, 높은 난방용량이 필요치 않는 곳 모두 다 호환하여 사용할 수 있는 구조이므로, 부품의 공용화율을 제고시키고, 부품의 공용화율을 제고시킴에 따라 제조비용을 절감할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

10: PTC 히터(Heater) 12: 프레임(Frame)
14: 발열로드(Rod) 14a: 절연프레임(Frame)
14b: PTC 스톤(Stone) 16: 방열핀(Fin)
18: 제어부 20: 공조케이스(Case)
22: 내부통로 30: 발열로드 대체부재

Claims (4)

1. 차실내로 송풍되는 공기를 가열하는 PTC 히터(10)를 포함하며, 상기 PTC 히터(10)는, 프레임(12)과, 상기 프레임(12)의 내측에 간격을 두고 설치되는 다수의 발열로드(14)들과, 상기 발열로드(14)들의 사이에 설치되는 방열핀(16)들을 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
   필요한 발열용량에 맞춰 상기 발열로드(14)의 개수를 조절할 수 있도록, 상기 발열로드(14)를 대신하여 조립할 수 있는 적어도 하나 이상의 발열로드 대체부재(30)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 발열로드 대체부재(30)는,
   상기 발열로드(14) 보다 열전도율이 높은 재질로 구성되어, 상기 발열로드(14)와 방열핀(16)에서 전달된 열을 공기중으로 효율좋게 방출하는 구조인 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 발열로드 대체부재(30)는,
   상기 발열로드(14)를 대신하여 조립되어 있되, 상기 발열로드(14)들의 사이에 조립되어 상기 발열로드(14)와 서로 번갈아가며 교번적으로 배열되는 구조인 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 발열로드 대체부재(30)의 양측에 상기 방열핀(16)들이 배치되도록 구성하여, 상기 발열로드(14)를 대신하여 상기 방열핀(16)들을 지지하는 구조인 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.

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