KR20180001697A

KR20180001697A - 차량용 공조장치

Info

Publication number: KR20180001697A
Application number: KR1020160080074A
Authority: KR
Inventors: 고재우; 한성석; 김영근; 한규익; 강인근
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2016-06-27
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2018-01-05
Also published as: KR102536570B1

Abstract

본 발명은 이층류를 이용하며 전후석 온도조절이 별도로 가능한 차량용 공조장치에 관한 것이다. 차량용 공조장치는 공기유입구가 마련된 공조케이스, 공기유입구를 통해 유입된 공기를 조화시키기 위해, 공조케이스 내에 배치된 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기, 공조케이스의 내부공간을 제 1 통로와 제 2 통로로 분할하도록 마련되는 이층류 격벽, 조화된 공기가 차량의 창유리 방향으로 토출되도록 마련된 디프로스트 토출구, 조화된 공기가 차량의 전석 상부 방향으로 토출되도록 마련된 프런트벤트 토출구 및 조화된 공기가 차량의 전석 하부 방향으로 토출되도록 마련된 프런트플로어 토출구로 구성된 차량의 전석 토출구, 조화된 공기가 차량의 후석 상부 방향으로 토출되도록 마련된 리어벤트 토출구와 조화된 공기가 차량의 후석 하부 방향으로 토출되도록 마련된 리어플로어 토출구로 구성된 차량의 후석 토출구를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 제 1 통로는 이층류 격벽의 상부에 위치하여 디프로스트 토출구와 프런트벤트 토출구와 연통되고, 제 2 통로는 이층류 격벽의 하부에 위치하여 프런트플로어 토출구, 리어벤트 토출구 및 리어플로어 토출구와 연통된다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이층류를 이용하며 전후석 온도조절이 별도로 가능한 차량용 공조장치에 관한 것이다.

차량용 공조장치는 하절기나 동절기에 자동차 실내를 냉난방하거나, 우천시나 동절기에 윈드실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자의 전후방 시야가 확보될 수 있게 할 목적으로 설치되는 자동차의 내장품이다. 이러한 차량용 공조장치는 통상 난방장치와 냉방장치를 동시에 갖추고 있어서 외기나 내기를 선택적으로 도입한 후 이 공기를 가열 또는 냉각시켜 차량의 실내에 송풍함으로써 자동차 실내를 냉,난방하거나 환기한다.

일반적으로 겨울철 차량의 실내를 난방할 때는 창유리의 성에를 방지하기 위해 차가운 외기를 도입한다. 그러나 이는 실내 공기 온도를 낮추는 결과를 초래하게 된다. 이러한 과제를 해결하기 위해 차량의 창유리에는 외기를 공급하고, 차량의 내부에는 내기를 공급하는 이층류 공급을 위한 공조장치가 개발되었다.

이러한 이층류 공급을 위한 차량용 공조장치의 일 예가 도 1에 도시되어 있다. 차량용 공조장치는 공조케이스(1)와 공조케이스(1)의 내부에 마련된 공기를 유동시키는 블로어 유닛(2), 공기를 냉각시키는 냉각 열교환기(3), 공기를 가열시키는 가열 열교환기(4)를 포함한다.

냉각 열교환기(3)와 가열 열교환기(4)는 서로 이격되어 다양하게 배치될 수 있다. 이때, 가열 열교환기(4)는 냉각 열교환기(3)보다 공기의 유동경로상 하류에 위치한다.

또한, 냉각 열교환기(3)에 의해 냉각된 공기와 가열 열교환기(4)에 의해 가열된 공기를 적절히 혼합하여 차량의 실내를 적정온도로 냉난방하기 위한 온도조절도어(5)가 마련된다.

공기유입구는 격벽(6)에 의해 외기유입구(7) 및 내기 유입구(8)로 분리된다. 공기토출구는 공조케이스(1)의 상부에 마련된 디프로스트벤트(10)와 페이스벤트(11)와 공조케이스(1)의 후방 하부에 마련된 플로어벤트(9)로 마련된다.

이때, 후석의 공기조화를 위한 토출구가 별도로 마련되지 않아 전석과 후석의 공기조화를 별도로 하지 못하는 문제점이 있다. 즉, 종래의 차량용 공조장치는 전석과 후석의 탑승자에게 각자 요구하는 차량의 실내 환경을 제공하지 못하여 차량의 탑승자에게 불편함을 주는 문제점이 있다.

10-2003-0052633(2003.06.27.공개)

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 이층류를 이용하며 전후석 온도조절이 별도로 가능한 차량용 공조장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 사상이 따른 차량용 공조장치는 공기유입구가 마련된 공조케이스; 상기 공기유입구를 통해 유입된 공기를 조화(conditioning)시키기 위해 상기 공조케이스 내에 배치된 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기; 상기 공조케이스의 내부공간을 제 1 통로와 제 2 통로로 분할하도록 마련되는 이층류 격벽; 조화된 공기가 차량의 창유리 방향으로 토출되도록 마련된 디프로스트(defrost) 토출구, 조화된 공기가 차량의 전석 상부 방향으로 토출되도록 마련된 프런트벤트(front-vent) 토출구 및 조화된 공기가 차량의 전석 하부 방향으로 토출되도록 마련된 프런트플로어(front-floor) 토출구로 구성된 차량의 전석 토출구; 조화된 공기가 차량의 후석 상부 방향으로 토출되도록 마련된 리어벤트(rear-vent) 토출구와 조화된 공기가 차량의 후석 하부 방향으로 토출되도록 마련된 리어플로어(rear-floor) 토출구로 구성된 차량의 후석 토출구;를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 제 1 통로는 상기 이층류 격벽 상부에 위치하여 상기 디프로스트 토출구와 상기 프런트벤트 토출구와 연통되고, 상기 제 2 통로는 상기 이층류 격벽의 하부에 위치하여 상기 프런트플로어 토출구, 상기 리어벤트 토출구 및 상기 리어플로어 토출구와 연통된다.

상기 이층류 격벽은 상기 공조케이스의 내부공간을 상하로 마련된 상기 제 1 통로(A)와 상기 제 2 통로(B)로 분리하도록, 상기 공조케이스의 수평방향으로 연장되어 마련될 수 있다.

상기 이층류 격벽은, 상기 공기유입구와 상기 냉각용 열교환기 사이에 위치하는 제 1 격벽과, 상기 냉각용 열교환기와 상기 가열용 열교환기 사이에 위치하는 제 2 격벽과, 상기 가열용 열교환기와 상기 공조케이스의 내벽 사이에 위치하는 제 3 격벽을 포함할 수 있다.

상기 제 1 격벽은 내기 및 외기가 각각 상기 공조케이스 내부로 유입될 수 있도록 상기 공기유입구를 제 1 유입구 및 상기 제 1 유입구의 하부에 위치하는 제 2 유입구로 분리시키도록 마련될 수 있다.

상기 제 2 격벽의 상부 및 하부에는 온도조절도어가 위치할 수 있다.

상기 온도조절도어는 상기 제 2 격벽의 상부에 위치하는 제 1 도어와 상기 제 2 격벽의 하부에 위치하는 제 2 도어를 포함하고, 상기 제 1 도어 및 상기 제 2 도어는 상기 제 2 격벽과 상기 공조케이스의 내벽 사이를 이동가능하도록 설치될 수 있다.

상기 제 1 도어 및 상기 제 2 도어의 일 측이 상기 제 2 격벽에 접하는 경우, 상기 냉각용 열교환기를 통과한 공기는 상기 가열용 열교환기를 바이패스하고, 상기 제 1 도어 및 상기 제 2 도어의 일 측이 상기 공조케이스의 내벽에 접하는 경우, 상기 냉각용 열교환기를 통과한 공기는 상기 가열용 열교환기를 통과할 수 있다.

상기 제 1 도어 및 상기 제 2 도어는 슬라이드 도어 형태로 마련될 수 있다.

상기 제 1 도어는 곡선 슬라이드 도어의 형태로 마련되고, 상기 제 2 도어는 상하로 이동가능한 슬라이드 도어의 형태로 마련될 수 있다.

상기 냉각용 열교환기를 통과한 공기가 상기 가열용 열교환기를 바이패스하도록 상기 가열용 열교환기의 상부에 마련된 제 1 유로와, 상기 가열용 열교환기를 통과하도록 상기 제 2 격벽의 상부에 마련된 제 2 유로와, 상기 가열용 열교환기를 통과하도록 상기 제 2 격벽의 하부에 마련된 제 3 유로와, 상기 가열용 열교환기를 바이패스하도록 상기 가열용 열교환기의 하부에 마련된 제 4 유로 중 어느 하나로 유동되도록, 상기 제 1 도어는 상기 제 1 유로 및 제 2 유로를 개폐하도록 설치되고, 상기 제 2 도어는 상기 제 3 유로 및 제 4 유로를 개폐하도록 설치될 수 있다.

상기 제 3 격벽은 상기 가열용 열교환기와 상기 공조케이스 내벽 사이의 공기 통로를 개폐하도록 회동가능하게 마련될 수 있다.

상기 제 3 격벽은 상기 공조케이스의 중앙부에 설치된 로터리 도어(Rotary Door)로 마련된 중앙도어와, 상기 중앙도어의 양 측에 설치된 플랫도어(Flat Door)로 마련된 사이드도어를 포함할 수 있다.

상기 중앙도어와 사이드도어 중 적어도 어느 하나에 의해 상기 공기 통로가 개방되는 경우, 상기 제 2 통로의 적어도 일부 공기가 상기 제 1 통로로 유동될 수 있다.

상기 제 2 통로는 상기 리어벤트 토출구 및 상기 리어플로어 토출구와 연통되는 중앙통로과, 상기 프런트플로어 토출구와 연통되는 사이드통로를 포함할 수 있다.

상기 중앙통로와 상기 제 1 통로의 사이에 회동가능하게 배치된 중앙도어와 상기 사이드통로와 상기 제 1 통로의 사이에 회동가능하게 배치된 사이드도어를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따른 차량용 공조장치는 공기유입구 및 공기토출구가 마련된 공조케이스; 상기 공기유입구를 통해 유입된 공기가 통과하도록 상기 공조케이스 내에 설치된 냉각용 열교환기; 상기 냉각용 열교환기를 통과한 공기가 통과할 수 있도록 상기 공조케이스 내에 설치된 가열용 열교환기; 상기 공기유입구를 통해 유입되는 공기를 분리시키도록, 상기 공기유입구를 상하로 분할하도록 마련된 제 1 격벽;을 포함하고, 상기 공기토출구는, 상기 제 1 격벽의 수평으로 연장된 기준선보다 상부에 위치하는 디프로스트(defrost) 토출구 및 프런트벤트(front-vent) 토출구와, 상기 기준선보다 하부에 위치하는 프런트플로어(front-floor) 토출구, 리어벤트(rear-vent) 토출구 및 리어플로어(rear-floor) 토출구를 포함한다.

상기 기준선은 상기 공조케이스의 수평방향으로 마련되고, 상기 냉각용 열교환기 및 상기 가열용 열교환기는 상기 공조케이스의 수직방향으로 설치될 수 있다.

상기 기준선을 따라 상기 제 1 격벽, 제 2 격벽 및 제 3 격벽이 순차적으로 배치될 수 있다.

상기 제 2 격벽은 상기 냉각용 열교환기와 상기 가열용 열교환기의 사이의 공기통로를 폐쇄하도록 배치되고, 상기 제 3 격벽은 상기 가열용 열교환기와 상기 공조케이스의 내벽 사이의 공기통로를 개폐가능하도록 배치될 수 있다.

상기 제 3 격벽이 상기 가열용 열교환기와 상기 공조케이스의 내벽 사이의 공기통로를 폐쇄하는 경우, 상기 제 1 격벽의 상부로 유입된 공기는 상기 디프로스트 토출구 및 상기 프런트벤트 토출구로 토출되고, 상기 제 1 격벽의 하부로 유입된 공기는 상기 프런트플로어 토출구, 상기 리어벤트 토출구 및 리어플로어 토출구로 토출될 수 있다.

본 발명은 이층류를 이용하여 성에방지 및 난방효율을 높임과 동시에 전석과 후석의 온도조절이 별도로 가능한 차량용 공조장치를 제공할 수 있다.

또한, 냉각용 열교환기, 가열용 열교환기, 이층류 격벽 및 온도조절도어를 공조케이스 내부에 효율적으로 배치하여 부피가 최소화된 공조케이스를 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치를 나타낸 도면이다.
도 2, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 벤트모드를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 혼합모드를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 이층류모드를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 디프로스트모드를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도시한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 나타낸 도면이다. 도 2는 차량용 공조장치의 옆면을 도시하였고, 도 3은 도 2의 옆면을 기준으로 전면을 간략하게 도시한 것이다.

차량용 공조장치는 공기유입구가 마련된 공조케이스(20)를 포함한다. 또한, 공조케이스(20)에는 적어도 하나의 공기유출구가 마련된다.

공조케이스(20)는 서로 분할된 좌측케이스와 우측케이스가 조립되어 이루어진 형태로 마련될 수 있다. 공기유입구 및 공기토출구는 적어도 하나 이상 마련될 수 있다. 공기 유입구 측에는 송풍장치(미도시)가 설치된다.

송풍장치는 도면에 도시하지 않았지만, 내기 또는 외기를 유입할 수 있도록 공기를 공조케이스(20) 측으로 송풍하는 송풍팬(미도시)이 설치된다.

공기유입구는 내기유입구 및 외기유입구와 연결될 수 있다. 내외기전환도어 등에 의해 공기유입구로 내기 또는 외기만이 유입되거나, 내기 및 외기가 동시에 유입될 수 있다.

일반적으로 공기토출구는 복수 개로 마련되어 차량 실내의 특정부분과 연통되는 덕트와 연결된다. 그에 따라, 냉난방된 공기가 차량 실내의 특정부분으로 토출될 수 있다. 예를 들어, 차량의 앞유리, 앞자리 탑승자의 얼굴쪽, 발쪽, 뒷자리 탑승자의 얼굴쪽, 발쪽 등으로 토출될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 차량용 공조장치는 조화된 공기가 차량의 창유리 방향으로 토출되도록 마련된 디프로스트(defrost) 토출구(23), 조화된 공기가 차량의 전석 상부 방향으로 토출되도록 마련된 프런트벤트(front-vent) 토출구(24), 조화된 공기가 차량의 전석 하부 방향으로 토출되도록 마련된 프런트플로어(front-floor) 토출구(25), 조화된 공기가 차량의 후석 상부 방향으로 토출되도록 마련된 리어벤트(rear-vent) 토출구(26), 조화된 공기가 차량의 후석 하부 방향으로 토출되도록 마련된 리어플로어(rear-floor) 토출구(27)를 포함한다.

이때, 디프로스트(defrost) 토출구(23), 프런트벤트(front-vent) 토출구(24) 및 프런트플로어(front-floor) 토출구(25)는 차량의 전석부분과 연통되기 때문에 차량의 전석 토출구라 한다. 또한, 리어벤트(rear-vent) 토출구(26), 리어플로어(rear-floor) 토출구(27)는 차량의 후석부분과 연통되기 때문에 차량의 후석 토출구라 한다.

각각의 토출구에는 각 토출구의 개도를 조절하는 도어(28)가 마련된다. 도어(28)는 다양한 형태로 마려될 수 있고, 복수의 토출구를 선택적으로 개방하는 형태로 마련될 수도 있다.

도시된 바와 같이, 디프로스트 토출구(23) 및 프런트벤트 토출구(24)는 공조케이스(20)의 상부에 위치하고, 리어벤트 토출구(26) 및 리어플로어 토출구(27)는 공조케이스(20)의 후방 하부에 위치할 수 있다.

이때, 도 3에 도시된 바와 같이 프런트플로어 토출구(25)는 공조케이스의 측면에 위치한다. 더욱 자세하게는, 프런트플로어 토출구(25)는 공조케이스의 양측면 하부에 위치한다.

공조케이스(20) 내에는 공기유입구를 통해 유입된 공기를 조화(conditioning)시키기 위해 냉각용 열교환기(30)와 가열용 열교환기(31)가 배치된다. 냉각용 열교환기(30)는 냉매순환라인 상에 설치되어 마련될 수 있다. 냉매의 순환에 따라 냉각용 열교환기(30)를 통과하는 공기와 냉매를 열교환하여 공기를 냉각시킨다.

냉각용 열교환기(30)와 가열용 열교환기(31)는 공조케이스(20) 내에 이격되어 배치된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 공기유입구를 통해 유입된 공기가 냉각용 열교환기(30)를 통과하도록 냉각용 열교환기(30)는 공기유입구와 인접하게 배치된다. 냉각용 열교환기(30)를 통과한 공기를 가열할 수 있도록, 가열용 열교환기(31)는 냉각용 열교환기(30)의 후방부에 배치된다.

또한, 차량용 공조장치는 이층류를 공급하기 위한 이층류 격벽을 포함한다. 이층류 격벽은 공조케이스(20)의 내부공간을 제 1 통로(A)와 제 2 통로(B)로 나누도록 마련된다. 특히, 이층류 격벽은 공조케이스(20)의 내부공간을 상하로 분리하도록, 공조케이스(20)의 수평방향으로 연장되어 마련될 수 있다.

이하, 이층류 격벽이 수평으로 연장된 선을 기준선(L)으로 하고, 도면에는 이를 점선으로 나타낸다. 이러한 수평방향은 공기가 공조케이스(20) 내부로 유입되는 방향과 대략 평행하다. 또한, 기준선(L)의 상부에 위치한 통로를 제 1 통로(A), 기준선(L)의 하부에 위치한 통로를 제 2 통로(B)라 한다.

도면에 도시된 바와 같이, 기준선(L)은 공조케이스(20)의 수평방향으로 마련되고, 냉각용 열교환기(30) 및 가열용 열교환기(31)는 공조케이스(20)의 수직방향으로 설치될 수 있다. 즉, 냉각용 열교환기(30)와 가열용 열교환기(31)는 공기가 유입되는 방향과 수직하게 설치되어 공기와의 접촉면적을 넓힐 수 있다.

기준선(L)을 중심으로 디프로스트 토출구(23) 및 프런트벤트 토출구(24)는 상부에 위치하며, 프런트플로어 토출구(25), 리어벤트 토출구(26) 및 리어플로어 토출구(27)는 하부에 위치한다. 즉, 이층류 격벽은 디프로스트 토출구(23) 및 프런트벤트 토출구(24)보다 하부에 위치하며, 프런트플로어 토출구(25), 리어벤트 토출구(26) 및 리어플로어 토출구(27)보다 상부에 위치한다.

다시 말하여, 이층류 격벽(40,42,44)의 상부에 위치한 제 1 통로(A)는 차량의 전석 토출구 중 디프로스트 토출구(23)와 프런트벤트 토출구(24)와 연통되고, 이층류 격벽(40,42,44)의 하부에 위치한 제 2 통로(B)는 프런트플로어 토출구(25) 및 차량의 후석 토출구(26,27)와 연통된다.

이층류 격벽은 기준선(L)을 따라 순차적으로 배치되는 제 1 격벽(40), 제 2 격벽(42) 및 제 3 격벽을 포함한다. 제 1 격벽(40)은 공기유입구와 냉각용 열교환기 (30)사이에 위치하고, 제 2 격벽(42)은 냉각용 열교환기(30)와 가열용 열교환기(31) 사이에 위치하며, 제 3 격벽은 가열용 열교환기(31)와 공조케이스(20)의 내벽 사이에 위치한다.

제 1 격벽(40)은 공기유입구를 통해 유입되는 공기를 분리시키도록, 공기유입구를 상하로 분할하도록 마련된다. 제 1 격벽(40)에 의해 공기유입구는 제 1 유입구(21) 및 제 1 유입구(21)의 하부에 위치하는 제 2 유입구(22)로 분리된다. 즉, 제 1 유입구(21)는 제 1 통로(A)와 연통되고 제 2 유입구(22)는 제 2 통로(B)와 연통된다.

제 1 유입구(21) 및 제 2 유입구(22)로는 내기 및 외기가 각각 유입될 수 있다. 즉, 필요에 따라 제 1 유입구(21) 및 제 2 유입구(22) 모두에 내기 또는 외기가 유입될 수 있고, 제 1 유입구(21)에는 외기가 유입되고 제 2 유입구(22)에는 내기가 유입될 수 있다.

제 1 유입구(21)를 통해 유입된 공기는 냉각용 열교환기(30)의 상부를 통과하고, 제 2 유입구(22)를 통해 유입된 공기는 냉각용 열교환기(30)의 하부를 통과할 수 있다.

제 2 격벽(42)은 냉각용 열교환기(30)와 가열용 열교환기(31)의 사이의 공기통로를 폐쇄하도록 배치된다.

또한, 냉각용 열교환기(30)와 가열용 열교환기(31)의 사이에는 온도조절도어가 위치한다. 온도조절도어는 냉각용 열교환기(30)를 통과한 공기가 가열용 열교환기(31)를 통과하거나 바이패스하도록 유로를 조절한다. 따라서, 온도조절도어는 공조케이스(20) 내부를 유동하는 공기의 유로를 조절하도록 공조케이스(20)의 수직방향으로 마련된다.

온도조절도어는 제 2 격벽(42)의 상부 및 하부에 위치할 수 있다. 온도조절도어는 제 2 격벽(42)의 상부에 위치하는 제 1 도어(46)와 제 2 격벽(42)의 하부에 위치하는 제 2 도어(48)를 포함한다. 즉, 제 1 도어(50)는 기준선(L)보다 상부에 위치하여 제 1 통로(A)에 마련되고, 제 2 도어(51)는 기준선(L)보다 하부에 위치하여 제 2 통로(B)에 마련된다.

제 1 도어(46) 및 제 2 도어(48)는 슬라이드 도어 형태로 마련될 수 있다. 예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이, 제 1 도어(46)는 곡선 슬라이드 도어의 형태로 마련되고, 제 2 도어(48)는 상하로 이동가능한 슬라이드 도어의 형태로 마련될 수 있다. 이를 예시적인 것으로 제 1 도어(46) 및 제 2 도어(48)는 다양한 형태로 마련될 수 있다.

제 1 도어(46) 및 제 2 도어(48)는 제 2 격벽(42)과 공조케이스(20)의 내벽 사이를 이동가능하도록 설치될 수 있다. 보다 상세하게는, 제 1 도어(46)는 공조케이스(20)의 상측 내벽과 제 2 격벽(42) 사이를 이동하고, 제 2 도어(48)는 공조케이스(20)의 하측 내벽과 제 2 격벽(42) 사이를 이동한다.

제 1 도어(46) 및 제 2 도어(48)의 일 측이 제 2 격벽(42)에 접하는 경우, 냉각용 열교환기(30)를 통과한 공기는 가열용 열교환기(31)를 바이패스한다. 즉, 제 1 도어(46) 및 제 2 도어(48)가 가열용 열교환기(31)로 향하는 유로를 차단하여 냉각용 열교환기(30)를 통과한 공기는 모두 가열용 열교환기(31)를 바이패스한다.

또한, 제 1 도어(46) 및 제 2 도어(48)의 일 측이 공조케이스(20)의 내벽에 접하는 경우, 냉각용 열교환기(30)를 통과한 공기는 가열용 열교환기(31)를 통과할 수 있다. 즉, 제 1 도어(46) 및 제 2 도어(48)가 가열용 열교환기(31)를 바이패스하는 유로를 차단하여 냉각용 열교환기(30)를 통과한 공기는 모두 가열용 열교환기(31)를 통과한다.

냉각용 열교환기(30)를 통과한 공기는 제 1 유로(P1), 제 2 유로(P2), 제 3 유로(P3) 및 제 4 유로(P4) 중 어느 하나로 유동한다. 제 1 유로(P1)는 가열용 열교환기(31)를 바이패스하도록 가열용 열교환기(31)의 상부에 마련되고, 제 2 유로(P2)는 가열용 열교환기(31)를 통과하도록 제 2 격벽(42)의 상부에 마련된다. 또한, 제 3 유로(P3)는 가열용 열교환기(31)를 통과하도록 제 2 격벽(42)의 하부에 마련되고, 제 4 유로(P4)는 가열용 열교환기(31)를 바이패스하도록 가열용 열교환기(31)의 하부에 마련된다.

이때, 제 1 도어(46)는 제 1 유로(P1) 및 제 2 유로(P2)를 개폐하도록 설치되고, 제 2 도어(48)는 제 3 유로(P3) 및 제 4 유로(P4)를 개폐하도록 설치된다.

제 3 격벽은 가열용 열교환기(31)와 공조케이스(20)의 내벽 사이의 공기통로(P5)를 개폐가능하도록 배치된다. 고정된 제 1 격벽(40)과 제 2 격벽(42)과 달리 제 3 격벽은 이동하게 설치된다. 예를 들어, 제 3 격벽은 일 측이 공조케이스(20)의 내벽에 회동가능하게 고정될 수 있다.

제 3 격벽이 가열용 열교환기(31)와 공조케이스(20)의 내벽 사이의 공기통로(P5)를 폐쇄하는 경우, 제 3 격벽은 기준선(L)과 대략 수평하게 위치한다. 이때, 제 1 격벽(40)의 상부로 유입된 공기는 디프로스트 토출구(23) 및 프런트벤트 토출구(24)로 토출되고, 제 1 격벽(40)의 하부로 유입된 공기는 프런트플로어 토출구(25), 리어벤트 토출구(26) 및 리어플로어 토출구(27)로 토출될 수 있다.

즉, 제 1 유로(P1) 및 제 2 유로(P2)를 통과한 공기는 디프로스트 토출구(23) 및 프런트벤트 토출구(24)를 통해 토출되고, 제 3 유로(P3) 및 제 4 유로(P4)를 통과한 공기는 프런트플로어 토출구(25), 리어벤트 토출구(26) 및 리어 플로어 토출구(27)를 통해 토출된다.

또한, 제 3 격벽이 냉각용 열교환기(30)와 공조케이스(20) 내벽 사이의 공기통로(P5)를 개방하는 경우, 제 1 유로 내지 제 4 유로(P1~P4)를 통과한 공기가 디프로스트 토출구(23), 프런트벤트 토출구(24), 프런트플로어 토출구(25), 리어벤트 토출구(26) 및 리어플로어 토출구(27) 중 어느 하나로 토출된다.

제 3 격벽은 공조케이스(20)의 중앙부에 설치된 로터리 도어(Rotary Door)로 마련된 중앙도어(50)와, 중앙도어(50)의 양 측에 설치된 플랫도어(Flat Door)로 마련된 사이드도어(44)를 포함한다. 도 2 내지 도 7은 절단단면을 나타낸 것으로 중앙도어(50)가 설치된 부분을 실선으로 도시하고, 사이드도어(44)가 설치된 부분을 점선으로 도시하였다.

중앙도어(50)와 사이드도어(44) 중 적어도 어느 하나에 의해 공기 통로(P5)가 개방되는 경우, 제 2 통로(B)의 적어도 일부 공기가 제 1 통로(A)로 유동될 수 있다.

이때, 제 2 통로(B)는 리어벤트 토출구(26) 및 상기 리어플로어 토출구(27)와 연통되는 중앙통로(B1)과, 프런트플로어 토출구(25)와 연통되는 사이드통로(B2)를 포함한다. 그에 따라, 중앙도어(50)는 중앙통로(B1)와 제 1 통로(A)의 사이에 회동가능하게 배치되고, 사이드도어(44)는 사이드통로(B2)와 제 1 통로(A)의 사이에 회동가능하게 배치된다.

자세하게는 중앙도어(50)는 공기 통로(P5)와 차량의 후석 토출구 사이를 회동하며 이들을 선택적으로 개폐한다. 즉, 중앙도어(50)는 공기 통로(P5)를 폐쇄하며 차량의 후석 토출구를 개방하여 조화된 공기가 리어벤트 토출구(26) 및 리어플로어 토출구(27)를 통해 토출되도록 배치될 수 있다. 또한, 차량의 후석 토출구를 폐쇄하고 공기 통로(P5)를 개방하여 조화된 공기가 차량의 후석으로 유동되지 않도록 배치될 수 있다.

또한, 사이드도어(44)는 공기 통로(P5)와 프런트플로어 토출구(25) 사이를 회동하며 이들을 선택적으로 개폐한다. 즉, 중앙도어(50)는 공기 통로(P5)를 폐쇄하며 프런트플로어 토출구(25)를 개방하여 조화된 공기가 프런트플로어 토출구(25)를 통해 토출되도록 배치될 수 있다.

또한, 중앙도어(50)와 사이드도어(44)는 개도를 조절하여 각 토출구와 공기 통로(P5)를 일부개방할 수 있다. 중앙도어(50)와 사이드도어(44)는 독립적으로 작동하여 각 토출구를 개방할 수 있다.

또한, 차량용 공조장치는 차량의 전석에 마련된 운전석과 조수석에 각각의 조화된 공기를 제공할 수 있도록 마련된다. 도 3에 도시된 바와 같이 제 1통로(A)는 좌측통로(A1)와 우측통로(A2)로 나누어질 수 있다.

즉, 공조케이스의 내부는 5개의 구역(제 1통로(A)의 좌측통로(A1) 및 우측통로(A2), 제 2 통로(B)의 중앙통로(B1) 및 한 쌍의 사이드통로(B2))으로 분할될 수 있다.

이하, 위의 설명을 바탕으로 본 발명의 사상에 따른 차량용 공조장치의 다양한 모드를 설명한다. 이러한 모드는 예시적인 것으로 이하에 설명한 것 외에 다양한 모드가 실현될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 벤트모드를 나타낸 도면이다.

벤트모드는 여름철 탑승자가 차량을 탑승한 직후 등 신속한 차량 내부의 냉방을 위한 모드이다.

이때, 유입되는 공기는 외기 또는 내기를 사용할 수 있다. 신속한 냉방을 위해 외기와 내기 중 온도가 낮은 공기를 사용한다. 예를 들어, 차량 내부 공기가 외부 공기보다 온도가 높은 경우, 제 1 유입구(21) 및 제 2 유입구(22)를 통해 모두 외기를 유입시킨다. 또한, 제 1 통로(A)와 제 2 통로(B)로 외기가 유동한다.

제 1 유입구(21) 및 제 2 유입구(22)를 통해 공조케이스(20) 내부로 유입된 공기는 냉각용 열교환기(30)와 열교환한다. 이때, 제 1 도어(46)와 제 2 도어(48)는 최대 냉방을 위해 가열용 열교환기(31)를 바이패스하는 제 1 유로(P1) 및 제 4 유로(P4)를 개방하고, 가열용 열교환기(31)를 통과하는 제 2 유로(P2) 및 제 3 유로(P3)를 폐쇄한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 도어(46)와 제 2 도어(48)의 일 측은 제 2 격벽(42)에 접하도록 이동한다.

그에 따라, 냉각용 열교환기(30)를 통과한 공기는 모두 가열용 열교환기(31)를 바이패스한다. 이때, 중앙도어(50)는 차량의 후석 토출구를 개방하도록 회동하고, 사이드도어(44)는 공기통로(P5)를 개방하도록 회동한다. 그에 따라 제 2 통로(B)의 적어도 일부 공기가 제 1 통로(A)로 유동된다.

이때, 각 도어(28)들은 프런트벤트 토출구(24)와 리어벤트 토출구(26)를 개방하도록 회동한다.

따라서, 냉각용 열교환기(30)를 통과한 공기는 프런트벤트 토출구(24)와 리어벤트 토출구(26)를 통해 차량의 전석 상부 및 후석 상부로 공급된다. 차량의 상부로 공급된 공기는 차량 내부를 신속하게 냉방시킬 수 있다. 또한, 제 3 격벽 중 사이드도어(44)가 공기통로(P5)를 개방함으로서 후석에 탑승자가 없거나 적은 경우 전석에 풍량을 최대로 공급할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 혼합모드를 나타낸 도면이다.

혼합모드는 일반적인 냉난방모드를 나타내는 것으로, 공조케이스(20) 내로 유입되는 공기는 필요에 따라 외기 또는 내기를 사용할 수 있다.

또한, 제 1 도어(46)와 제 2 도어(48)는 탑승자의 필요에 따라 각 유로를 개방하여 목표온도에 따른 조화공기를 제공한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 냉각용 열교환기(30)를 통과한 공기의 일부는 가열용 열교환기(31)를 바이패스하고 일부는 가열용 열교환기(31)를 통과하도록, 제 1 도어(46)와 제 2 도어(48)는 공조케이스(20)의 내벽과 제 2 격벽(42)의 사이에 위치한다.

이때, 필요에 따라 도어(28)는 프런트벤트 토출구(23), 프런트플로어 토출구(24), 리어벤트 토출구(25), 리어플로어 토출구(26)의 개도를 조절한다.

또한, 제 3 격벽이 공기통로(P5)를 폐쇄함으로서 전석의 탑승자와 후석의 탑승자는 서로 다른 조화공기를 제공받을 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 이층류모드를 나타낸 도면이다.

이층류모드는 겨울철 최대난방시 차량의 창유리 성에를 방지하기 위한 모드이다.

겨울철 차량의 신속한 난방을 위해 비교적 온도가 높은 내기를 이용하는 것이 효율적이다. 그러나, 내기에는 수분이 많이 포함되어 있기 때문에 창유리에 성에를 유발하는 문제점이 있다. 이때, 창유리 측으로는 수분이 많이 포함되지 않은 외기를 공급하고, 탑승자 측으로는 온도가 높은 내기를 공급하여 신속한 난방을 할 수 있다.

따라서, 제 1 유입구(21)를 통해서는 외기를 유입시키고, 제 2 유입구(22)를 통해서는 내기를 유입시킨다. 즉, 제 1 통로(A)로는 외기가 유동하고, 제 2 통로(B)로는 내기가 유동한다.

제 1 유입구(21) 및 제 2 유입구(22)를 통해 공조케이스(20) 내부로 유입된 공기는 냉각용 열교환기(30)와 열교환한다. 이때, 제 1 도어(46)와 제 2 도어(48)는 최대 난방을 위해 가열용 열교환기(31)를 통과하는 제 2 유로(P2) 및 제 3 유로(P3)를 개방하고, 가열용 열교환기(31)를 바이패스하는 제 1 유로(P1) 및 제 4 유로(P4)를 폐쇄한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 도어(46)와 제 2 도어(48)의 일 측은 공조케이스(20)의 내측면에 접하도록 이동한다.

그에 따라, 냉각용 열교환기(30)를 통과한 공기는 모두 가열용 열교환기(31)를 통과한다. 이때, 도어(28)는 디프로스트 토출구(23), 프런트플로어 토출구(25) 및 리어플로어 토출구(27)를 개방한다. 또한, 제 3 격벽은 가열용 열교환기(31)와 공조케이스(20) 내벽 사이의 공기통로(P5)를 폐쇄하여 내기와 외기가 혼합되는 것을 방지한다.

따라서, 냉각용 열교환기(30) 및 가열용 열교환기(31)를 통과한 외기는 디프로스트 토출구(23)를 통해 차량의 창유리측으로 공급되고, 냉각용 열교환기(30) 및 가열용 열교환기(31)를 통과한 내기는 프런트플로어 토출구(25)와 리어플로어 토출구(27)를 통해 차량의 전석 하부 및 후석 하부로 공급된다.

차량의 하부로 공급된 공기는 차량 내부를 신속하게 난방시키며 창유리로 공급된 공기는 창유리의 성에를 방지한다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 디프로스트 모드를 나타낸 도면이다.

디프로스트 모드는 차량 내부의 냉난방을 하지 않고 창유리 측의 성에를 방지하기 위한 모드이다. 따라서, 제 1 유입구(21) 및 제 2 유입구(22)를 통해 모두 외기를 유입시키고, 냉각용 열교환기(30) 및 가열용 열교환기(31)를 통과시킨다.

도어(28)는 디프로스트 토출구(23)를 개방하여 가열용 열교환기(31)를 통과한 공기가 디프로스트 토출구(23)를 통해 토출되도록 한다. 이때, 제 3 격벽은 공기통로(P5)를 개방하여 제 3 유로(P3)를 통과한 공기도 디프로스트 토출구(23)를 통해 토출되도록 한다.

이상에서 본 발명에 따른 실시 예에 관하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

20 : 공조케이스 21, 22 : 공기유입구
23 : 디프로스트 토출구 24 : 프런트벤트 토출구
25 : 프런트플로어 토출구 26 : 리어벤트 토출구
27 : 리어플로어 토출구 30 : 냉각용 열교환기
31 : 가열용 열교환기 40 : 제 1 격벽
42 : 제 2 격벽 44 : 사이드도어
46,48 : 온도조절도어 50 : 중앙도어
A : 제 1 통로 B : 제 2 통로
B1 : 중앙통로 B2 : 사이드통로

Claims

공기유입구(21,22)가 마련된 공조케이스(20);
상기 공기유입구(21,22)를 통해 유입된 공기를 조화(conditioning)시키기 위해, 상기 공조케이스(20) 내에 배치된 냉각용 열교환기(30) 및 가열용 열교환기(31);
상기 공조케이스(20)의 내부공간을 제 1 통로(A)와 제 2 통로(B)로 분할하도록 마련되는 이층류 격벽(40,42,44);
조화된 공기가 차량의 창유리 방향으로 토출되도록 마련된 디프로스트(defrost) 토출구(23), 조화된 공기가 차량의 전석 상부 방향으로 토출되도록 마련된 프런트벤트(front-vent) 토출구(24) 및 조화된 공기가 차량의 전석 하부 방향으로 토출되도록 마련된 프런트플로어(front-floor) 토출구(25)로 구성된 차량의 전석 토출구;
조화된 공기가 차량의 후석 상부 방향으로 토출되도록 마련된 리어벤트(rear-vent) 토출구(26)와 조화된 공기가 차량의 후석 하부 방향으로 토출되도록 마련된 리어플로어(rear-floor) 토출구(27)로 구성된 차량의 후석 토출구;
를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
상기 제 1 통로(A)는 상기 이층류 격벽(40,42,44)의 상부에 위치하여 상기 디프로스트 토출구(23)와 상기 프런트벤트 토출구(24)와 연통되고,
상기 제 2 통로(B)는 상기 이층류 격벽(40,42,44)의 하부에 위치하여 상기 프런트플로어 토출구(25), 상기 리어벤트 토출구(26) 및 상기 리어플로어 토출구(27)와 연통되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 이층류 격벽(40,42,44)은 상기 공조케이스(20)의 내부공간을 상하로 마련된 상기 제 1 통로(A)와 상기 제 2 통로(B)로 분리하도록, 상기 공조케이스(20)의 수평방향으로 연장되어 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 2 항에 있어서,
상기 이층류 격벽은,
상기 공기유입구(21,22)와 상기 냉각용 열교환기(30) 사이에 위치하는 제 1 격벽(40)과,
상기 냉각용 열교환기(30)와 상기 가열용 열교환기(31) 사이에 위치하는 제 2 격벽(42)과,
상기 가열용 열교환기(31)와 상기 공조케이스(20)의 내벽 사이에 위치하는 제 3 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 격벽(40)은 내기 및 외기가 각각 상기 공조케이스(20) 내부로 유입될 수 있도록 상기 공기유입구를 제 1 유입구(21) 및 상기 제 1 유입구(21)의 하부에 위치하는 제 2 유입구(22)로 분리시키도록 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 3 항에 있어서,
상기 제 2 격벽(42)의 상부 및 하부에는 온도조절도어(46,48)가 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 5 항에 있어서,
상기 온도조절도어는 상기 제 2 격벽(42)의 상부에 위치하는 제 1 도어(46)와 상기 제 2 격벽(42)의 하부에 위치하는 제 2 도어(48)를 포함하고,
상기 제 1 도어(46) 및 상기 제 2 도어(48)는 상기 제 2 격벽(42)과 상기 공조케이스(20)의 내벽 사이를 이동가능하도록 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 도어(46) 및 상기 제 2 도어(48)의 일 측이 상기 제 2 격벽(42)에 접하는 경우, 상기 냉각용 열교환기(30)를 통과한 공기는 상기 가열용 열교환기(31)를 바이패스하고,
상기 제 1 도어(46) 및 상기 제 2 도어(48)의 일 측이 상기 공조케이스(20)의 내벽에 접하는 경우, 상기 냉각용 열교환기(30)를 통과한 공기는 상기 가열용 열교환기(31)를 통과하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 도어(46) 및 상기 제 2 도어(48)는 슬라이드 도어 형태로 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 8 항에 있어서,
상기 제 1 도어(46)는 곡선 슬라이드 도어의 형태로 마련되고,
상기 제 2 도어(48)는 상하로 이동가능한 슬라이드 도어의 형태로 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 6 항에 있어서,
상기 냉각용 열교환기(30)를 통과한 공기가 상기 가열용 열교환기(31)를 바이패스하도록 상기 가열용 열교환기(31)의 상부에 마련된 제 1 유로(P1)와, 상기 가열용 열교환기(31)를 통과하도록 상기 제 2 격벽(42)의 상부에 마련된 제 2 유로(P2)와, 상기 가열용 열교환기(31)를 통과하도록 상기 제 2 격벽(42)의 하부에 마련된 제 3 유로(P3)와, 상기 가열용 열교환기(31)를 바이패스하도록 상기 가열용 열교환기(31)의 하부에 마련된 제 4 유로(P4) 중 어느 하나로 유동되도록,
상기 제 1 도어(46)는 상기 제 1 유로(P1) 및 제 2 유로(P2)를 개폐하도록 설치되고,
상기 제 2 도어(48)는 상기 제 3 유로(P3) 및 제 4 유로(P4)를 개폐하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 3 항에 있어서,
상기 제 3 격벽은 상기 가열용 열교환기(31)와 상기 공조케이스(20) 내벽 사이의 공기 통로(P5)를 개폐하도록 회동가능하게 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 11 항에 있어서,
상기 제 3 격벽은 상기 공조케이스(20)의 중앙부에 설치된 로터리 도어(Rotary Door)로 마련된 중앙도어(50)와, 상기 중앙도어(50)의 양 측에 설치된 플랫도어(Flat Door)로 마련된 사이드도어(44)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 12 항에 있어서,
상기 중앙도어(50)와 사이드도어(44) 중 적어도 어느 하나에 의해 상기 공기 통로(P5)가 개방되는 경우, 상기 제 2 통로(B)의 적어도 일부 공기가 상기 제 1 통로(A)로 유동되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 통로(B)는 상기 리어벤트 토출구(26) 및 상기 리어플로어 토출구(27)와 연통되는 중앙통로(B1)과, 상기 프런트플로어 토출구(25)와 연통되는 사이드통로(B2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 12 항에 있어서,
상기 중앙통로(B1)와 상기 제 1 통로(A)의 사이에 회동가능하게 배치된 중앙도어(50)와 상기 사이드통로(B2)와 상기 제 1 통로(A)의 사이에 회동가능하게 배치된 사이드도어(44)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
공기유입구 및 공기토출구가 마련된 공조케이스(20);
상기 공기유입구를 통해 유입된 공기가 통과하도록 상기 공조케이스(20) 내에 설치된 냉각용 열교환기(30);
상기 냉각용 열교환기(30)를 통과한 공기가 통과할 수 있도록 상기 공조케이스(20) 내에 설치된 가열용 열교환기(31);
상기 공기유입구를 통해 유입되는 공기를 분리시키도록, 상기 공기유입구를 상하로 분할하도록 마련된 제 1 격벽(40);을 포함하고,
상기 공기토출구는,
상기 제 1 격벽(40)의 수평으로 연장된 기준선(L)보다 상부에 위치하는 디프로스트(defrost) 토출구(23) 및 프런트벤트(front-vent) 토출구(24)와,
상기 기준선(L)보다 하부에 위치하는 프런트플로어(front-floor) 토출구(25), 리어벤트(rear-vent) 토출구(26) 및 리어플로어(rear-floor) 토출구(27)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 16 항에 있어서,
상기 기준선(L)은 상기 공조케이스(20)의 수평방향으로 마련되고,
상기 냉각용 열교환기(30) 및 상기 가열용 열교환기(31)는 상기 공조케이스(20)의 수직방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 16 항에 있어서,
상기 기준선(L)을 따라 상기 제 1 격벽(40), 제 2 격벽(42) 및 제 3 격벽이 순차적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 18 항에 있어서,
상기 제 2 격벽(42)은 상기 냉각용 열교환기(30)와 상기 가열용 열교환기(31)의 사이의 공기통로를 폐쇄하도록 배치되고,
상기 제 3 격벽은 상기 가열용 열교환기(31)와 상기 공조케이스(20)의 내벽 사이의 공기통로(P5)를 개폐가능하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 19 항에 있어서,
상기 제 3 격벽이 상기 가열용 열교환기(31)와 상기 공조케이스(20)의 내벽 사이의 공기통로(P5)를 폐쇄하는 경우,
상기 제 1 격벽(40)의 상부로 유입된 공기는 상기 디프로스트 토출구(23) 및 상기 프런트벤트 토출구(24)로 토출되고,
상기 제 1 격벽(40)의 하부로 유입된 공기는 상기 프런트플로어 토출구(25), 상기 리어벤트 토출구(26) 및 상기 리어플로어 토출구(27)로 토출되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.