KR20180113712A - 차량용 공조장치 - Google Patents

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Abstract

목표로 하는 실내 순환용 공기 토출 풍량 범위에서 최대 효율을 갖는 블로어를 선정할 수 있고 목표로 하는 실외 배출용 공기 방출 풍량 범위에서 최대 효율을 갖는 블로어를 선정할 수 있는 차량용 공조장치가 개시된다. 차량용 공조장치는 제1 공기통로와 제2 공기통로가 형성된 공조케이스와, 상기 제1 공기통로와 제2 공기통로 중 하나에 구비되는 증발기와, 상기 제1 공기통로와 제2 공기통로 중 다른 하나에 구비되는 응축기를 포함하며, 실내 순환통로 상에 배치되는 제1 블로어; 및 실외 배출통로 상에 배치되는 제2 블로어를 구비한다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLES}
본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공조케이스 내부의 제1 공기통로와 제2 공기통로에 증발기와 응축기가 각각 설치되어 통합형으로 냉방 및 난방을 수행하는 히트펌프 시스템으로 구성된 차량용 공조장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 공조장치는 차량 외부의 공기를 차량 실내로 도입하거나 차량 실내의 공기를 순환시키는 과정에서 공기를 가열 또는 냉각시켜 차량 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 장치이다. 공조케이스의 내부에는 냉각작용을 위한 증발기와 가열작용을 위한 히터코어가 구비된다. 차량용 공조장치는 증발기나 히터코어에 의해 냉각 또는 가열된 공기를 송풍 모드 전환용 도어를 사용하여 차량 실내의 각 부분으로 선택적으로 송풍하도록 이루어진다.
공조장치의 냉방 사이클은 냉매를 압축하여 송출하는 압축기(Compressor)와, 압축기에서 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 응축기(Condenser)와, 응축기에서 응축되어 액화된 냉매를 교축하는 팽창밸브(Expansion Valve)와, 팽창밸브에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하는 증발기(Evaporator) 등이 냉매 파이프로 연결되어 이루어진다.
최근에는, 냉방 사이클만을 이용하여 냉방 및 난방을 수행하는 히트펌프 시스템이 개발되고 있다. 도 1은 종래의 차량용 히트펌프 시스템을 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 차량용 히트펌프 시스템은 공조케이스(10)의 내부에 냉풍통로(11)와 온풍통로(12)가 구획 형성되고, 냉풍통로(11)에는 냉방을 위한 증발기(4)가 구비되며 온풍통로(12)에는 난방을 위한 응축기(2)가 구비된다.
공조케이스(10)의 출구 측에는 실내로 공기를 공급하기 위한 공기 토출구(15)와, 실외로 공기를 방출하기 위한 공기 방출구(16)가 형성된다. 냉풍통로(11)와 온풍통로(12)의 각 입구 측에는 개별 작동하는 블로어(20)가 각각 구비된다.
냉방 모드 시, 냉풍통로(11)의 증발기(4)를 통과하면서 냉각된 냉풍이 공기 토출구(15)를 통해 차량 실내로 토출되어 냉방이 이루어짐과 동시에, 온풍통로(12)의 응축기(2)를 통과하면서 가열된 온풍은 공기 방출구(16)를 통해 차량 실외로 배출된다.
난방 모드 시, 온풍통로(12)의 응축기(2)를 통과하면서 가열된 온풍은 공기 토출구(15)를 통해 차량 실내로 토출되어 난방이 이루어짐과 동시에, 냉풍통로(11)의 증발기(4)를 통과하면서 냉각된 냉풍은 공기 방출구(16)를 통해 차량 실외로 배출된다.
정리하면, 종래의 차량용 히트펌프 시스템은 증발기 및 응축기로 구성되는 열교환기의 전/후에 블로어(Blower)가 위치한다. 냉방 모드 시 증발기(4)와 열교환한 실내공기는 다시 실내로 순환되고, 응축기(2)와 열교환한 실외공기는 다시 실외로 배출된다. 난방 모드 시 응축기(2)와 열교환한 실내공기는 다시 실내로 순환되며, 증발기(4)와 열교환한 실외공기는 다시 실외로 배출된다.
종래의 차량용 히트펌프 시스템은 블로어의 사양을 선정함에 있어, 비교적 높은 풍량을 요구하는 실외 배출 풍량 기준으로 블로어 사양을 선정해야 함에 따라 고사양을 적용해야하는 문제점이 있었다. 또한, 모드에 따라 실내 순환용으로 사용시에는 저효율 작동 영역에서 블로어가 작동하는 문제가 있다. 즉, 히트펌프 시스템은 실외 배출 풍량이 클수록 높은 공조 성능을 보이는데, 공조 성능을 높이기 위해서 증발기 측의 블로어 및 응축기 측의 블로어 모두를 고성능으로 구비하여야 하므로 비용면에서 비효율적이다.
또한, 종래의 차량용 히트펌프 시스템은 목표 실내온도를 만족시키기 위하여 보조 난방수단으로 PTC히터 등의 전기히터를 사용하고 있으나, 과다한 소비 전력으로 인하여 친환경 차량의 주행거리가 감소하는 문제점이 있다.
아울러, 종래의 차량용 히트펌프 시스템은 PTC 히터를 사용하지 않는 냉방 모드에서도 응축기를 통과한 공기가 PTC 히터를 다시 통과하게 되어 공기 유동 저항이 증가하는 문제점이 있다.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 목표로 하는 실내 순환용 공기 토출 풍량 범위에서 최대 효율을 갖는 블로어를 선정할 수 있고 목표로 하는 실외 배출용 공기 방출 풍량 범위에서 최대 효율을 갖는 블로어를 선정할 수 있는 차량용 공조장치를 제공한다.
또한, 본 발명에서는 압축기의 폐열을 활용하여 난방 성능을 향상시키며, 냉방 모드에서 불필요한 통기저항이 추가되는 것을 방지할 수 있는 차량용 공조장치를 제공한다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치는 제1 공기통로와 제2 공기통로가 형성된 공조케이스와, 상기 제1 공기통로와 제2 공기통로 중 하나에 구비되는 증발기와, 상기 제1 공기통로와 제2 공기통로 중 다른 하나에 구비되는 응축기를 포함하며, 실내 순환통로 상에 배치되는 제1 블로어; 및 실외 배출통로 상에 배치되는 제2 블로어를 구비한다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치는 비교적 낮은 목표 풍량을 갖는 벤트(Vent)용 블로를 저사양으로 선정 가능하여 비용절감 효과를 얻을 수 있고, 압축기의 폐열을 활용하여 난방 성능을 향상시키며, 냉방 모드에서 불필요한 통기저항이 추가되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 차량용 히트펌프 시스템을 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 것이며,
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 냉방 모드를 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 난방 모드를 도시한 것이며,
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 난방 모드를 도시한 것이고,
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 것이며,
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 난방 모드를 도시한 것이고,
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 냉방 모드를 도시한 것이며,
도 9는 도 6의 변형 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 것이고,
도 10은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 단면도이며,
도 11은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 제1 블로어 및 제2 블로어의 다양한 배치 상태를 도시한 것이며,
도 12는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 냉방 모드를 도시한 것이고,
도 13은 도 12의 도어 측단면도를 도시한 것이며,
도 14는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 난방 모드를 도시한 것이고,
도 15는 도 14의 도어 측단면도를 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 차량용 공조장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 냉방 모드를 도시한 것이며, 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 난방 모드를 도시한 것이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 통합형 히트펌프 시스템으로 구성되는 것으로서, 공조케이스(110)와, 증발기(150)와, 응축기(130)와, 압축기(120)와, 팽창밸브(140)와, 제1 블로어(170)와, 제2 블로어(180) 및 도어(190)를 포함하여 이루어진다.
공조케이스(110)에는 제1 공기통로(101)와 제2 공기통로(102)가 구획 형성된다. 제1 공기통로(101)를 통해서는 내기 또는 외기가 선택적으로 유입되며, 제2 공기통로(102)를 통해서도 내기 또는 외기가 선택적으로 유입된다. 아울러, 공조케이스(110)에는 실내 순환통로(104)와 실외 배출통로(103)가 형성된다. 실내 순환통로(104)는 공조케이스(110) 내의 공기를 차량 실내로 공급하기 위한 것이며, 실외 배출통로(103)는 공조케이스(110) 내의 공기를 차량 실외로 배출하기 위한 것이다.
증발기(150)는 제2 공기통로(102)에 구비된다. 증발기(150)는 후술할 팽창밸브(140)에서 배출되어 유동하는 저압의 액상 냉매를 공조케이스(110) 내의 공기와 열교환시켜 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 공기를 냉각한다.
응축기(130)는 제1 공기통로(101)에 구비된다. 응축기(130)는 후술할 압축기(120)에서 배출되어 유동하는 고온 고압의 기상 냉매를 공조케이스(110) 내의 공기와 열교환시킨다. 이 과정에서 냉매는 응축되고 공기는 가열된다.
압축기(120)는 전기적인 에너지를 통해 구동되는 전동 압축기(Electro compressor)로 구성된다. 압축기(120)는 증발기(150)를 통과한 저온 저압의 기상 냉매를 흡입하고 압축하여 고온 고압의 기체 상태로 냉매를 응축기(130)를 향해 토출한다.
팽창밸브(140)는 응축기(130)에서 배출되어 유동하는 액상 냉매를 교축작용으로 급속히 팽창시켜 저온 저압의 습포화 상태로 냉매를 증발기(150)로 보낸다. 팽창밸브(140)는 EXV, TXV 또는 오리피스 구조 등으로 구성될 수 있다.
전술한 압축기(120), 응축기(130), 팽창밸브(140) 및 증발기(150)는 냉매 라인(160)에 순차로 구비된다.
제1 블로어(170)는 실내 순환통로(104) 상에 배치된다. 또한, 제2 블로어(180)는 실외 배출통로(103) 상에 배치된다. 제1 블로어(170) 및 제2 블로어(180)는 팬(Fan)과 이를 구동하는 모터 등으로 구성된다.
즉, 실내 순환을 위한 공기통로 상에 벤트(Vent)용 블로어(제1 블로어)와 실외 배출을 위한 공기통로 상에 환기(Extractor)용 블로어(제2 블로어)를 구분하여 장착한다. 상기 제2 블로어(180)는 제1 블로어(170)보다 풍량에 있어 고성능으로 구성될 수 있다.
제1 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 목표로 하는 실내 순환용 공기 토출 풍량 범위에서 최대 효율을 갖는 블로어를 선정할 수 있고, 목표로 하는 실외 배출용 공기 방출 풍량 범위에서 최대 효율을 갖는 블로어를 선정할 수 있다. 결국, 비교적 낮은 목표 풍량을 갖는 벤트(Vent)용 블로어(제1 블로어)는 저사양(저비용)으로 선정 가능하여 비용절감 효과를 얻을 수 있다.
도어(190)는 회전축(191)을 중심으로 공조케이스(110) 내에 회전 가능하게 구비된다. 도어(190)는 제1 공기통로(101)와 제2 공기통로(102)가 만나는 부위에 구비된다. 아울러, 제1 공기통로(101)와 제2 공기통로(102)가 만나는 부위에는 실내 순환통로(104) 및 실외 배출통로(103)가 제1 공기통로(101)와 제2 공기통로(102)와 선택적으로 연통되게 구성된다.
즉, 도어(190)는 도 4와 같이 난방 모드 시 제1 공기통로(101)와 실내 순환통로(104)를 연통시킴과 아울러 제2 공기통로(102)와 실외 배출통로(103)를 연통시키거나, 도 3과 같이 냉방 모드 시 제1 공기통로(101)와 실외 배출통로(103)를 연통시킴과 아울러 제2 공기통로(102)와 실내 순환통로(104)를 연통시킨다.
차량용 공조장치는 증발기(150)와 응축기(130)에 내기와 외기를 선택적으로 공급하도록 구성된다. 도 3에 도시된 것처럼, 냉방 모드 시, 내기는 증발기(150)와 열교환되어 차량 실내로 공급되며, 외기는 응축기(130)와 열교환되어 차량 실외로 배출된다. 도 4에 도시된 것처럼, 난방 모드 시, 내기는 응축기(130)와 열교환되어 차량 실내로 공급되며, 외기는 증발기(150)와 열교환되어 차량 실외로 배출된다.
제1 블로어(170) 및 제2 블로어(180)는 공기 유동 방향으로 도어(190)의 하류 측에 구비된다. 이러한 구성을 통해, 하나의 블로어(제1 블로어)로 실내 순환통로를 통해 냉방 모드 및 난방 모드의 구현이 가능하고, 다른 하나의 블로어(제2 블로어)로 실외 배출통로를 통해 비가용 공기를 배출할 수 있다.
또한, 하나의 도어와 2개의 배출구(실내 순환통로 및 실외 배출통로)로 냉방과 난방이 모두 가능하도록 히트펌프 시스템을 구성함과 아울러 실내 순환용 블로어와 실외 배출용 블로어를 각각 구비함으로써, 간단한 구조로 차량 실내의 열손실을 방지하면서 효율적인 공조를 수행할 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 난방 모드를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 전술한 제1 실시 예와 비교하여 압축기의 배치를 최적화한 점에서 차이가 있는 것으로서, 중복되는 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
압축기(120)는 증발기(150)를 통과한 냉매를 압축하여 응축기(130) 측으로 토출한다. 압축기(120)는 전기적인 에너지를 통해 구동되는 전동 압축기(Electro compressor)로 구성된다. 압축기(120)는 증발기(150)를 통과한 저온 저압의 기상 냉매를 흡입하고 압축하여 고온 고압의 기체 상태로 냉매를 응축기(130)를 향해 토출한다.
압축기(120)는 응축기(130)가 배치된 제1 공기통로(101) 상에 배치된다. 압축기(120)는 전기 에너지를 회전 에너지로 변환하는 모터 등을 포함하는 부품으로서 자체로 발열된다. 압축기(120)에서 발생하는 열은 폐열이므로, 압축기(120)를 제1 공기통로(101) 상에 배치하여 폐열을 차량 실내 난방 열원으로 사용할 수 있다.
압축기(120)는 공기 유동 방향으로 응축기(130)의 하류 측에 구비되는 것이 바람직하다. 즉, 압축기(120)는 도어(190)와 응축기(130)의 사이에 구비된다. 도 5와 같이 난방 모드 시, 응축기(130)와 열교환한 실내 공기는 1차로 가열된 후 응축기(130) 후단에 배치된 압축기(120)를 통과하면서 압축기 바디와 열교환하여 2차로 가열됨으로써 차량 실내로 토출되는 공기의 온도를 상승시킨다.
한편, 도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 것이며, 도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 난방 모드를 도시한 것이고, 도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 냉방 모드를 도시한 것이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 통합형 히트펌프 시스템으로 구성되는 것으로서, 공조케이스(110)와, 증발기(150)와, 응축기(130)와, 압축기(120)와, 팽창밸브(140)와, 제1 블로어(170)와, 제2 블로어(180)와, 도어(190)와, 전기히터(135) 및 바이패스 도어(200)를 포함하여 이루어진다.
공조케이스(110)에는 제1 공기통로(101)와 제2 공기통로(102)가 구획 형성된다. 제1 공기통로(101)를 통해서는 내기 또는 외기가 선택적으로 유입되며, 제2 공기통로(102)를 통해서도 내기 또는 외기가 선택적으로 유입된다. 아울러, 공조케이스(110)에는 실내 순환통로(104)와 실외 배출통로(103)가 형성된다. 실내 순환통로(104)는 공조케이스(110) 내의 공기를 차량 실내로 공급하기 위한 것이며, 실외 배출통로(103)는 공조케이스(110) 내의 공기를 차량 실외로 배출하기 위한 것이다.
증발기(150)는 제2 공기통로(102)에 구비된다. 증발기(150)는 후술할 팽창밸브(140)에서 배출되어 유동하는 저압의 액상 냉매를 공조케이스(110) 내의 공기와 열교환시켜 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 공기를 냉각한다.
응축기(130)는 제1 공기통로(101)에 구비된다. 응축기(130)는 후술할 압축기(120)에서 배출되어 유동하는 고온 고압의 기상 냉매를 공조케이스(110) 내의 공기와 열교환시킨다. 이 과정에서 냉매는 응축되고 공기는 가열된다.
압축기(120)는 전기적인 에너지를 통해 구동되는 전동 압축기(Electro compressor)로 구성된다. 압축기(120)는 증발기(150)를 통과한 저온 저압의 기상 냉매를 흡입하고 압축하여 고온 고압의 기체 상태로 냉매를 응축기(130)를 향해 토출한다.
팽창밸브(140)는 응축기(130)에서 배출되어 유동하는 액상 냉매를 교축작용으로 급속히 팽창시켜 저온 저압의 습포화 상태로 냉매를 증발기(150)로 보낸다. 팽창밸브(140)는 EXV, TXV 또는 오리피스 구조 등으로 구성될 수 있다.
전술한 압축기(120), 응축기(130), 팽창밸브(140) 및 증발기(150)는 냉매 라인(160)에 순차로 구비된다.
제1 블로어(170)는 실내 순환통로(104) 상에 배치된다. 또한, 제2 블로어(180)는 실외 배출통로(103) 상에 배치된다. 제1 블로어(170) 및 제2 블로어(180)는 팬(Fan)과 이를 구동하는 모터 등으로 구성된다.
도어(190)는 회전축(191)을 중심으로 공조케이스(110) 내에 회전 가능하게 구비된다. 도어(190)는 제1 공기통로(101)와 제2 공기통로(102)가 만나는 부위에 구비된다. 아울러, 제1 공기통로(101)와 제2 공기통로(102)가 만나는 부위에는 실내 순환통로(104) 및 실외 배출통로(103)가 제1 공기통로(101)와 제2 공기통로(102)와 선택적으로 연통되게 구성된다.
제1 블로어(170) 및 제2 블로어(180)는 공기 유동 방향으로 도어(190)의 하류 측에 구비된다. 하지만, 제1 블로어(170) 및 제2 블로어(180)는 도어(190)의 상류 측인 공조케이스(110)이 공기 유입구 측에 구비되는 것도 가능하다.
또한, 공조케이스(110)에는 응축기(130)를 통과한 공기를 실외 배출통로(103)를 바이패스하여 실외로 배출시키는 보조 실외 배출통로(105)를 더 구비한다.
전기히터(135)는 전기 에너지를 이용하여 발열되는 PTC히터 등으로 구성되는 것으로서, 응축기(130)가 배치된 제1 공기통로(101) 상에 구비된다. 전기히터(135)는 공기 유동 방향으로 응축기(130)의 하류 측에 배치된다. 전기히터(135)는 보조 난방 열원으로서, 이를 통과하는 공기와 열교환하여 공기를 가열시킨다. 응축기(130)와 열교환한 실내 공기는 1차로 가열된 후 응축기(130) 후단에 배치된 전기히터(135)를 통과하면서 2차로 가열됨으로써 차량 실내로 토출되는 공기의 온도를 상승시킨다.
바이패스 도어(200)는 응축기(130)를 통과한 공기가 선택적으로 보조 실외 배출통로(105)를 통과하거나 보조 실외 배출통로(105)를 바이패스하도록 제어한다. 바이패스 도어(200)는 공조케이스(110) 내에 회전 가능하게 구비되며, 도 7과 같이 응축기(130)를 통과한 공기가 도어(190) 측으로 유동하도록 제1 공기통로(101)를 개방하며 보조 실외 배출통로(105)를 폐쇄하거나, 도 8과 같이 보조 실외 배출통로(105)를 개방하여 응축기(130)를 통과한 공기가 배출되도록 하며 도어(190)로 향하는 공기통로를 폐쇄한다.
제3 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 응축기(130)를 통과한 공기는 제1 공조 모드에서만 실외 배출통로(103)로 유동하도록 구성되며, 응축기(130)를 통과한 공기는 제2 공조 모드 시 보조 실외 배출통로(105)를 통해 배출되도록 구성된다. 이 경우, 제1 공조 모드는 난방 모드이고, 제2 공조 모드는 냉방 모드이다.
전기히터(135)는 공기 유동 방향으로 바이패스 도어(200)의 하류 측에 배치된다. 더욱 상세하게는, 전기히터(135)는 도어(190)와 바이패스 도어(200)의 사이에 배치된다. 이러한 구성을 통해, 도 7과 같이 난방 모드 시 전기히터(135)가 차량 실내로 송풍되는 공기와 열교환하여 난방 열원으로 작용하며, 도 8과 같이 냉방 모드 시 응축기(130)를 통과한 공기가 전기히터(135)를 통과하지 않고 바로 보조 실외 배출통로(105)를 통해 실외로 배출되어 불필요한 통기저항을 줄여 풍량이 저하되는 것을 방지한다.
한편, 도 9는 도 6의 변형 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 것이다. 도 9를 참조하면, 압축기(120)를 제1 공기통로(101)에 배치함으로써 압축기(120)에서 발생하는 폐열을 난방 열원으로 활용할 수 있다. 즉, 응축기(130)와 열교환한 실내 공기는 1차로 가열된 후 응축기(130) 후단에 배치된 압축기(120)를 통과하면서 2차로 가열된 후 전기히터(135)를 통과하면서 3차로 가열됨으로써 차량 실내로 토출되는 공기의 온도를 상승시킨다.
또한, 압축기(120)를 공기 유동 방향으로 전기히터(135)의 하류 측에 배치하는 것도 가능하다.
한편, 도 10은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 공조케이스와, 증발기(150)와, 응축기(130)와, 제1 블로어(170)와, 제2 블로어(180) 및 도어(190)를 포함하여 이루어진다.
공조케이스에는 제1 공기통로(101)와 제2 공기통로(102)가 구획 형성된다. 제1 공기통로(101)를 통해서는 내기 또는 외기가 선택적으로 유입되며, 제2 공기통로(102)를 통해서도 내기 또는 외기가 선택적으로 유입된다. 아울러, 공조케이스(110)에는 실내 순환통로(104)와 실외 배출통로(103)가 형성된다. 실내 순환통로(104)는 공조케이스(110) 내의 공기를 차량 실내로 공급하기 위한 것이며, 실외 배출통로(103)는 공조케이스(110) 내의 공기를 차량 실외로 배출하기 위한 것이다. 증발기(150)는 제2 공기통로(102)에 구비된다. 응축기(130)는 제1 공기통로(101)에 구비된다.
공조케이스의 공기유입구 측에는 제1 내외기 전환도어(197)와 제2 내외기 전환도어(196)가 구비된다. 제1 내외기 전환도어(197)는 제1 공기통로(101)에 구비되어 내기와 외기를 제1 공기통로(101)로 선택적으로 유입시키며, 제2 내외기 전환도어(196)는 제2 공기통로(102)에 구비되어 내기와 외기를 제2 공기통로(102)로 선택적으로 유입시킨다.
제1 블로어(170)는 실내 순환통로(104) 상에 배치된다. 또한, 제2 블로어(180)는 실외 배출통로(103) 상에 배치된다. 제1 블로어(170) 및 제2 블로어(180)는 팬(Fan)과 이를 구동하는 모터 등으로 구성된다. 제1 블로어(170) 및 제2 블로어(180)는 공기 유동 방향으로 증발기(150) 및 응축기(130)의 하류 측에 배치된다. 제1 블로어(170) 및 제2 블로어(180)는 기를 흡입하는 석션(Suction) 타입으로 이루어진다.
제1 블로어(170)와 제2 블로어(180)는 서로 수직하게 배치된다. 즉, 제1 블로어 팬의 회전축과 제2 블로어 팬의 회전축은 수직하게 배치된다. 도 11은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 제1 블로어 및 제2 블로어의 다양한 배치 상태를 도시한 것으로서, 도 11을 참조하면 2개의 석션 타입 블로어를 수직으로 배치함에 따라, 블로어를 회전시켜 도 11의 (a), (b) 및 (c)와 같이 실내 순환(Vent) 및 실외 배출(Extractor)의 토출 방향의 변경을 자유롭게 할 수 있다. 이로 인해, 2개의 석션 타입 블로어를 사용하는 차량용 공조 시스템에 있어서 차량 적용성을 향상시킬 수 있다.
도어(190)는 회전축(191)을 중심으로 공조케이스(110) 내에 회전 가능하게 구비된다. 도어(190)는 제1 공기통로(101)와 제2 공기통로(102)가 만나는 부위에 구비된다. 아울러, 제1 공기통로(101)와 제2 공기통로(102)가 만나는 부위에는 실내 순환통로(104) 및 실외 배출통로(103)가 제1 공기통로(101)와 제2 공기통로(102)와 선택적으로 연통되게 구성된다.
도 12는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 냉방 모드를 도시한 것이고, 도 13은 도 12의 도어 측단면도를 도시한 것이다. 도 12 및 도 13을 참조하면, 냉방 모드 시, 도어(190)는 제1 공기통로(101)와 실외 배출통로(103)를 연통시킴과 아울러 제2 공기통로(102)와 실내 순환통로(104)를 연통시킨다. 제2 내외기 전환도어(196)의 조작에 의해 유입된 내기는 제2 공기통로(102)를 따라 증발기(150)를 통과하여 냉각된 후 도어(190)의 조작에 의해 실내 순환통로(104)를 통해 차량 실내를 순환한다. 아울러, 제1 내외기 전환도어(197)의 조작에 의해 유입된 외기는 제1 공기통로(101)를 따라 응축기(130)를 통과하여 가열된 후 도어(190)의 조작에 의해 실외 배출통로(103)를 통해 차량 실외로 배출된다.
도 14는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 난방 모드를 도시한 것이고, 도 15는 도 14의 도어 측단면도를 도시한 것이다. 도 14 및 도 15를 참조하면, 난방 모드 시, 도어(190)는 제1 공기통로(101)와 실내 순환통로(104)를 연통시킴과 아울러 제2 공기통로(102)와 실외 배출통로(103)를 연통시킨다. 제2 내외기 전환도어(196)의 조작에 의해 유입된 외기는 제2 공기통로(102)를 따라 증발기(150)를 통과하여 냉각된 후 도어(190)의 조작에 의해 실외 배출통로(103)를 통해 차량 실외로 배출된다. 아울러, 제1 내외기 전환도어(197)의 조작에 의해 유입된 외기는 제1 공기통로(101)를 따라 응축기(130)를 통과하여 가열된 후 도어(190)의 조작에 의해 실내 순환통로(104)를 통해 차량 실내로 순환된다.
지금까지 본 발명에 따른 차량용 공조장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
101: 제1 공기통로 102: 제2 공기통로
103: 실외 배출통로 104: 실내 순환통로
105: 보조 실외 배출통로 110: 공조케이스
120: 압축기 130: 응축기
140: 팽창밸브 150: 증발기
160: 냉매 라인 170: 제1 블로어
180: 제2 블로어 190: 도어
200: 바이패스 도어 135: 전기히터

Claims (16)

  1. 제1 공기통로(101)와 제2 공기통로(102)가 형성된 공조케이스(110)와, 상기 제1 공기통로(101)와 제2 공기통로(102) 중 하나에 구비되는 증발기(150)와, 상기 제1 공기통로(101)와 제2 공기통로(102) 중 다른 하나에 구비되는 응축기(130)를 포함하며,
    실내 순환통로(104) 상에 배치되는 제1 블로어(170); 및
    실외 배출통로(103) 상에 배치되는 제2 블로어(180)를 구비하는 차량용 공조장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 공기통로(101)와 실내 순환통로(104)를 연통시킴과 아울러 상기 제2 공기통로(102)와 실외 배출통로(103)를 연통시키거나, 상기 제1 공기통로(101)와 실외 배출통로(103)를 연통시킴과 아울러 상기 제2 공기통로(102)와 실내 순환통로(104)를 연통시키는 도어(190)를 구비하는 차량용 공조장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 블로어(170) 및 제2 블로어(180)는 공기 유동 방향으로 도어(190)의 하류 측에 구비되는 차량용 공조장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 블로어(180)는 제1 블로어(170)보다 풍량에 있어 고성능으로 구성되는 차량용 공조장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 증발기(150)와 응축기(130)에 내기와 외기를 선택적으로 공급하도록 구성되고, 냉방 모드 시 내기는 증발기(150)와 열교환되어 차량 실내로 공급되며 외기는 응축기(130)와 열교환되어 차량 실외로 배출되고, 난방 모드 시 내기는 응축기(130)와 열교환되어 차량 실내로 공급되며 외기는 증발기(150)와 열교환되어 차량 실외로 배출되는 차량용 공조장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 증발기(150)를 통과한 냉매를 압축하여 상기 응축기(130) 측으로 토출하는 압축기(120)를 더 구비하고, 상기 압축기(120)는 응축기(130)가 배치된 공기통로 상에 배치되는 차량용 공조장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 압축기(120)는 공기 유동 방향으로 응축기(130)의 하류 측에 구비되는 차량용 공조장치.
  8. 제1 공기통로(101)와 제2 공기통로(102)가 형성된 공조케이스(110)와, 상기 제1 공기통로(101)와 제2 공기통로(102) 중 하나에 구비되는 증발기(150)와, 상기 제1 공기통로(101)와 제2 공기통로(102) 중 다른 하나에 구비되는 응축기(130)를 포함하며,
    상기 응축기(130)를 통과한 공기는 제1 공조 모드에서만 실외 배출통로(103)로 유동하도록 구성된 차량용 공조장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 응축기(130)를 통과한 공기를 실외 배출통로(103)를 바이패스하여 실외로 배출시키는 보조 실외 배출통로(105)를 더 구비하고,
    상기 응축기(130)를 통과한 공기는 제2 공조 모드 시 상기 보조 실외 배출통로(105)를 통해 배출되는 차량용 공조장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 공조 모드는 난방 모드이고, 상기 제2 공조 모드는 냉방 모드인 차량용 공조장치.
  11. 제9 항에 있어서,
    응축기(130)를 통과한 공기가 선택적으로 보조 실외 배출통로(105)를 통과하거나 보조 실외 배출통로(105)를 바이패스하도록 제어하는 바이패스 도어(200)를 구비하는 차량용 공조장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 응축기(130)가 배치된 공기통로 상에 전기히터(135)가 구비되고,
    상기 전기히터(135)는 공기 유동 방향으로 바이패스 도어(200)의 하류 측에 배치되는 차량용 공조장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 공기통로(101)와 실내 순환통로(104)를 연통시킴과 아울러 상기 제2 공기통로(102)와 실외 배출통로(103)를 연통시키거나, 상기 제1 공기통로(101)와 실외 배출통로(103)를 연통시킴과 아울러 상기 제2 공기통로(102)와 실내 순환통로(104)를 연통시키는 도어(190)를 구비하며,
    상기 전기히터(135)는 상기 도어(190)와 바이패스 도어(200)의 사이에 배치되는 차량용 공조장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 블로어(170)와 제2 블로어(180)는 서로 수직하게 배치되는 차량용 공조장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    제1 블로어 팬의 회전축과 제2 블로어 팬의 회전축이 서로 수직하게 배치되는 차량용 공조장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 블로어(170) 및 제2 블로어(180)는, 공기 유동 방향으로 증발기(150) 및 응축기(130)의 하류 측에 배치되고, 공기를 흡입하는 석션(Suction) 타입으로 이루어지는 차량용 공조장치.
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