KR20180117440A - 차량용 공조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공조케이스 내의 공기통로가 원주방향을 따라 스크롤 형상으로 형성됨에 따라 공기의 유동 시 압력 저항을 최소화할 수 있어 소음이 감소될 뿐만 아니라 풍량이 증대되며, 사이즈 축소가 가능한 차량용 공조장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시 예는, 내부에 공기통로가 형성되며, 외면에 상기 공기통로와 연통되는 다수의 공기 토출구가 형성되는 공조 케이스와, 상기 공조 케이스의 내부에 설치되어 공기 유입구를 통해 흡입되는 내, 외기를 송풍하는 블로어와, 상기 블로어의 하류 측에 설치되는 난방용 열교환기와, 상기 블로어의 상류 측에 설치되는 냉방용 열교환기와, 상기 블로어와 난방용 열교환기의 사이에 설치되며, 상기 난방용 열교환기를 통과하는 공기와 바이패스하는 공기의 양을 조절하여 온도를 조절하는 템프도어 및 상기 다수의 공기 토출구를 개폐하도록 설치되는 다수의 모드도어를 포함하되, 상기 공기통로는 상기 블로어의 둘레를 감싸도록 스크롤 형상으로 이루어지며, 상기 다수의 공기 토출구는 상기 공기통로의 원주방향을 따라 이격되어 형성되고, 상기 공기 토출구 중 적어도 하나 이상은 상기 공기통로의 스크롤 형상을 따라 유동하는 공기의 유동 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치를 제공한다.

Description

차량용 공조장치{Air conditioning device for vehicles}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공조케이스 내의 공기통로가 원주방향을 따라 스크롤 형상으로 형성됨에 따라 공기의 유동 시 압력 저항을 최소화할 수 있어 소음이 감소될 뿐만 아니라 풍량이 증대되며, 사이즈 축소가 가능한 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 설치되는 자동차의 내장품으로, 이러한 공조장치는 통상 난방장치와 냉방장치를 동시에 갖추고 있어서 외기나 내기를 선택적으로 도입한 후 이 공기를 가열 또는 냉각시켜 차량의 실내에 송풍함으로써 자동차 실내를 냉,난방 또는 환기하게 된다.

이하, 도 1 및 2를 참고하여 종래 센터 마운팅 타입의 공조장치를 일 예로 간략히 설명하기로 한다.

종래의 공조장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 공기통로(11)가 형성된 공조케이스(10)와, 상기 공조케이스(10) 내부에 순차적으로 설치되는 증발기(2) 및 히터코어(3)와, 상기 증발기(2)와 히터코어(3)의 사이에 설치되는 템프도어(18)와, 다수의 벤트(15)(16)(17)측에 설치되는 다수의 모드도어(19)를 포함하여 이루어져 있다.

그리고, 상기 공조케이스(10)의 입구 측에는 양쪽에 각각 내,외기유입구(12)(13)가 형성되어 내,외기 전환도어(14)에 의해 선택적으로 개폐된다.

또한, 상기 공조케이스(10)의 입구 측에는 증발기(2)의 상류 측으로 블로어(20)가 설치되어 내,외기유입구(12)(13)를 통해 흡입된 공기를 공기통로(11)로 강제송풍하고 출구 측에는 차량 실내에 각 토출구와 연결된 덕트(미도시)와 연결되도록 디프로스트 벤트(15), 페이스 벤트(16), 플로어 벤트(17)가 형성되어 있다.

이와 같은 종래의 공조장치에 의하면, 블로어(20)의 작동으로 공조케이스(10) 내로 흡입된 공기가 증발기(2) 및 히터코어(3)를 선택적으로 통과하는 과정에서 냉각 또는 가열되며, 이와 같이 냉각 또는 가열된 공기가 상기 각 벤트(15)(16)(17)를 통해 차량 실내로 공급됨으로써 냉방 또는 난방작용이 이루어지는 것이다.

구체적으로, 도 2에 화살표로 도시된 바와 같이 상기 템프도어(18)와, 다수의 모드도어(19)의 개폐여부에 따라 증발기(2) 및 히터코어(3)를 선택적으로 통과한 공기가 상기 디프로스트 벤트(15), 페이스 벤트(16) 및 플로어 벤트(17) 중 어느 하나로 토출하게 된다.

하지만, 종래의 공조장치(1)는 상기 증발기(2) 및 히터코어(3)가 상기 블로어(20)의 하류측에 모두 수직상태로 설치되고 특히 상기 증발기(2)의 크기 때문에 공조케이스(10)측의 높이 및 폭 방향으로의 크기가 커지게 되고 내부 구조도 복잡하여 컴팩트화가 어려운 문제가 있다.

또한, 종래에는 도 2에서 살펴본 바와 같이 블로어(20)의 모터가 차량의 대시 패널(dash panel) 앞쪽에 구성되어 있으며, 각 벤트를 통해 공기가 토출될 시, 특히 상기 플로어 벤트(17)를 통해 공기가 토출될 시 공기의 유동 방향이 급격히 전환되도록 유로가 이루어져 압력 저항이 크게 발생하고, 이에 따라 모터의 성능 대비 풍량이 감소하고 소음이 발생한다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공조케이스 내의 공기통로가 원주방향을 따라 스크롤 형상으로 형성됨에 따라 공기의 유동 시 압력 저항을 최소화할 수 있어 소음이 감소될 뿐만 아니라 풍량이 증대되며, 사이즈 축소가 가능한 차량용 공조장치를 제공하는 것에 목적이 있다.

상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 공조장치는 공기가 블로어를 통해 유입되어 공기 토출구를 통해 토출될 때까지 공기의 압력 저항을 최소화하기 위해 공기의 유동 방향이 급격히 전환되지 않도록 유로 구조를 형성한다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예는, 내부에 공기통로가 형성되며, 상기 공기통로와 연통되는 다수의 공기 토출구가 형성되는 공조 케이스와, 상기 공조 케이스의 내부에 설치되어 공기 유입구를 통해 흡입되는 내, 외기를 송풍하는 블로어와, 상기 블로어의 하류 측에 설치되는 난방용 열교환기와, 상기 블로어의 상류 측에 설치되는 냉방용 열교환기와, 상기 블로어와 난방용 열교환기의 사이에 설치되며, 상기 난방용 열교환기를 통과하는 공기와 바이패스하는 공기의 양을 조절하여 온도를 조절하는 템프도어 및 상기 다수의 공기 토출구를 개폐하도록 설치되는 다수의 모드도어를 포함하되, 상기 공기통로는 상기 블로어의 둘레를 감싸도록 스크롤 형상으로 이루어지며, 상기 다수의 공기 토출구는 상기 공기통로의 원주방향을 따라 이격되어 형성되고, 상기 공기 토출구 중 적어도 하나 이상은 상기 공기통로의 스크롤 형상을 따라 유동하는 공기의 유동 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치를 제공한다.

상기 다수의 공기 토출구는, 상기 공기통로 내의 공기 유동 방향을 따라 차례로 배치되는 플로어 벤트, 디프로스트 벤트 및 페이스 벤트로 이루어질 수 있다.

상기 다수의 모드도어는, 상기 플로어 벤트, 디프로스트 벤트 및 페이스 벤트를 각각 개폐할 수 있는 제1 내지 제3 모드도어로 이루어질 수 있다.

이때, 상기 페이스 벤트는 상기 공기통로의 스크롤 형상을 따라 유동하는 공기의 유동 방향으로 형성될 수 있다.

상기 페이스 벤트는, 상기 공기통로의 끝단에 원주방향으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 디프로스트 벤트는, 상기 난방용 열교환기와 대향하는 상기 블로어의 수직방향으로 형성될 수 있다.

상기 플로어 벤트는, 상기 공기통로 상에서 상기 난방용 열교환기가 끝나는 지점 부근에 형성될 수 있다.

또한, 상기 플로어 벤트는, 상기 디프로스트 벤트와 수직을 이루는 방향으로 형성될 수 있다.

상기 난방용 열교환기는 상기 공조 케이스에 탈부착 가능하게 결합하는 난방용 열교환기 모듈 내에 구비될 수 있다.

상기 난방용 열교환기 모듈은, 상기 공조 케이스 내로부터 공기를 유입하기 위한 유입통로 및 상기 난방용 열교환기를 통과한 공기를 상기 공조 케이스 내로 토출시키기 위한 토출통로를 포함할 수 있다.

또한, 상기 공조 케이스에는 상기 난방용 열교환기 모듈의 상기 유입통로 및 토출통로와 상기 공조 케이스의 공기통로를 각각 연통시키기 위한 연통홀이 구비될 수 있다.

이때, 상기 토출통로에서 토출된 상기 난방용 열교환기를 통과한 공기와 상기 난방용 열교환기를 바이패스한 공기가 믹싱(mixing)되는 것을 특징으로 한다.

상기 각 플로어 벤트, 디프로스트 벤트 및 페이스 벤트로 토출되는 공기의 온도는 균일할 수 있다.

또한, 상기 토출통로에서 토출된 상기 난방용 열교환기를 통과한 공기와 상기 난방용 열교환기를 바이패스한 공기를 믹싱(mixing)하기 위해, 상기 공기통로 내에서 상기 토출통로와 연결되는 부분과 상기 플로어 벤트와 연결되는 부분 사이의 영역에 설치되는 믹싱부를 더 포함할 수 있다.

상기 템프도어는, 상기 난방용 열교환기 모듈의 유입통로 또는 상기 공조 케이스의 연통홀 상에 배치될 수 있다.

본 발명의 차량용 공조장치에 따르면, 공조케이스 내의 공기통로가 스크롤 형상으로 형성되며 다수의 공기 토출구가 상기 공기통로의 원주방향을 따라 이격되어 형성되되, 적어도 하나 이상의 공기 토출구는 상기 공기통로의 스크롤 형상을 따라 유동하는 공기의 유동 방향으로 형성됨에 따라, 공기의 유동 시 압력 저항을 최소화할 수 있어 소음이 감소될 뿐만 아니라 풍량이 증대되는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 냉방용 열교환기를 블로어의 상류 측에 수직으로 설치하고 난방용 열교환기를 블로어의 하류 측에 수평으로 설치함은 물론, 상기 블로어를 감싸도록 공기통로를 형성하고 디프로스트 벤트를 블로어의 수직방향으로 형성함으로써 공조케이스의 높이 및 폭방향 크기가 감소되어 사이즈 축소가 가능하다.

또한, 난방용 열교환기 또는/및 냉방용 열교환기가 별도로 공조 케이스로부터 분리 가능하도록 각 모듈 내에 설치됨으로써 성능(사양) 별 설계변경이 가능하고 교체 비용 및 시간이 절감되는 효과가 있다.

또한, 상기 공기통로를 지나면서 상기 토출통로에서 토출된 상기 난방용 열교환기를 통과한 공기와 상기 난방용 열교환기를 바이패스한 공기가 믹싱(mixing)되어 각 플로어 벤트, 디프로스트 벤트 및 페이스 벤트로 토출되므로, 상하 온도차를 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 종래의 공조장치를 분리하여 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 사시도.
도 4는 도 3의 다른 측면의 사시도.
도 5는 도 4의 다른 측면의 사시도.
도 6은 도 3의 차량용 공조장치의 내부를 나타낸 사시도.
도 7a 및 7b는 도 3의 단면도.
도 8은 도 4에서 난방용 열교환기 모듈을 분리하여 도시한 분리 사시도.

이하, 본 발명의 차량용 공조장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 3 내지 8을 참조하여 설명하도록 한다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 아래의 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 사시도, 도 4는 도 3의 다른 측면의 사시도, 도 5는 도 4의 다른 측면의 사시도, 도 6은 도 3의 차량용 공조장치의 내부를 나타낸 사시도, 도 7a 및 7b는 도 3의 단면도이며, 도 8은 도 4에서 난방용 열교환기 모듈을 분리하여 도시한 분리 사시도이다.

본 발명에 따른 차량용 공조장치는 차량의 대시 패널(dash panel) 후방 측에 설치되는 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 도 3 내지 6에 도시된 바와 같이 크게 공조 케이스(100), 블로어(120), 난방용 열교환기 모듈, 냉방용 열교환기 모듈 및 공기 유입구(400)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 공조 케이스(100)는 내부에 공기통로(110)가 형성되며, 외면에 상기 공기통로(110)와 연통되도록 내부에서 관통하는 다수의 공기 토출구가 형성된다.

상기 공조 케이스(100)의 내부에는 공기 유입구(400)를 통해 흡입되는 내, 외기를 강제 송풍하는 블로어(120)가 설치된다.

이때, 도 7a에 도시된 바와 같이 상기 공기통로(110)는 상기 블로어(120)의 둘레를 감싸며 형성되는 스크롤(scroll) 형상으로 이루어지되, 상기 다수의 공기 토출구는 상기 공기통로(110)의 원주방향을 따라 이격되어 형성될 수 있다. 이는 아래에서 자세히 설명하도록 한다.

상기 블로어(120)는 상기 공조 케이스(100)의 일측면에 플랜지(126)를 통해 결합/고정되는 모터(122)와, 상기 모터(122)의 회전축에 결합되며 상기 공기통로(110) 상에서 회전하면서 공기를 강제송풍하는 휠(124)로 구성된다. 이때, 상기 휠(124)의 상류측 공조 케이스(100)의 내부에는 상기 공기 유입구(400)를 통해 흡입된 공기를 상기 휠(124)의 중앙으로 안내할 수 있도록 하는 벨 마우스(bell mouth)가 형성될 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 공조장치를 차량에 장착 시 모터(122)의 회전축이 지면과 평행하게 설치됨으로써 모터의 서비스 시 곧바로 분리가 가능하여 서비스성이 향상될 수 있다.

상기 블로어(120)의 하류 측에는 난방용 열교환기가 설치되며, 상기 블로어(120)의 상류 측에는 냉방용 열교환기가 설치되되, 본 일 실시 예에서 상기 난방용 열교환기는 상기 공조 케이스(100)에 탈부착 가능하게 결합하는 난방용 열교환기 모듈 내에 구비되며, 상기 냉방용 열교환기는 상기 공조 케이스(100)에 탈부착 가능하게 결합하는 냉방용 열교환기 모듈 내에 구비될 수 있다.

하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 냉방용 열교환기는 공조 케이스의 내부에 일체로 고정된 상태로 설치되되 난방용 열교환기만 별도의 모듈 내에 설치될 수 있으며, 또한, 난방용 열교환기는 공조 케이스의 내부에 일체로 고정된 상태로 설치되되 냉방용 열교환기만 별도의 모듈 내에 설치될 수도 있다.

이하에서는, 상기 난방용 열교환기가 히터 코어(220)이며, 상기 냉방용 열교환기가 증발기(320)로, 각각 히터 코어 모듈(200)과 증발기 모듈(300) 내에 구비되는 것을 기준으로 설명하도록 한다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 난방용 열교환기와 냉방용 열교환기는 각각 난방과 냉방을 위해 열 교환이 이루어지는 것이면 어느 것이든 가능하다.

구체적으로, 도 6 내지 8에 도시된 바와 같이 상기 히터 코어 모듈(200)은 상기 히터 코어(220)가 상기 블로어(120)의 하류 측 공기통로(110) 상에 차량 장착시의 방향을 기준으로 수평으로 설치되되 열교환 면(공기가 통과하는 면)이 상기 블로어(120)의 모터(122)의 회전축과 평행하게 설치될 수 있도록 상기 공조 케이스(100)의 하류 측에 탈부착 가능하게 결합될 수 있다.

즉, 상기 히터 코어 모듈(200)은 상기 블로어(120)의 회전축과 평행하게 상기 블로어(120)의 둘레방향을 따라 상기 공조 케이스(100)의 측면에 탈부착 가능하게 결합될 수 있다.

이때, 상기 히터 코어(220)는 완전 수평으로 설치될 수도 있으나 도면에 도시된 바와 같이 일정각도 경사지게 설치될 수도 있다.

또한, 상기 히터 코어 모듈(200)은, 상기 공조 케이스(100)에 볼트로 결합할 수 있다.

이에 따라, 난방 성능 변경을 위해 히터 코어의 재설계가 필요한 경우 용이하게 설계 변경 가능하며 설계 비용과 개발 시간이 단축될 수 있다. 예를 들어, 따뜻한 나라에서는 히터 코어의 용량이 클 필요가 없으므로 히터 코어를 작게 재설계하기 위해 히터 코어 모듈을 분리하여 히터 코어만을 용이하게 교체할 수 있다.

상기 히터 코어 모듈(200)은, 상기 공조 케이스(100) 내로부터, 구체적으로는 상기 공조 케이스(100) 내부에 형성되는 공기통로(110)로부터 공기를 유입하기 위한 유입통로(240) 및 상기 히터 코어(220)를 통과한 공기를 상기 공조 케이스(100) 내로, 구체적으로는 상기 공기통로(110) 내로 토출시키기 위한 토출통로(260)를 포함할 수 있다.

또한, 이에 대응하여 상기 공조 케이스(100)에는 상기 히터 코어 모듈(200)의 상기 유입통로(240) 및 토출통로(260)와 상기 공조 케이스의 공기통로(110)를 각각 연통시키기 위한 연통홀이 구비된다.

구체적으로, 상기 유입통로(240)와 상기 공기통로(110)를 연통하기 위한 제1 연통홀(112)과 상기 토출통로(260)와 상기 공기통로(110)를 연통하기 위한 제2 연통홀(114)을 포함할 수 있으며, 이에 따라 상기 공기통로(110) 내를 유동하는 공기가 후술하는 바와 같이 템프도어(170)에 의해 선택적으로 상기 히터 코어(220)를 지나며 열교환할 수 있다.

또한, 도 4 내지 6에 도시된 바와 같이 상기 증발기 모듈(300)은 상기 증발기(320)가 상기 블로어(120)의 상류 측 공기통로(110) 상에 차량 장착시의 방향을 기준으로 수직으로 설치되되 열교환 면(공기가 통과하는 면)이 상기 블로어(120)의 모터(122)의 회전축과 수직으로 설치될 수 있도록, 즉 상기 블로어(120)를 대향하도록 상기 공조 케이스(100)의 서로 마주보는 앞면 또는 뒷면에 탈부착 가능하게 결합될 수 있다.

이때 상기 증발기 모듈(300)은, 상기 공조 케이스(100)에 볼트로 결합할 수 있다.

또한, 상기 공기 유입구(400)는 상기 증발기 모듈(300)에 결합될 수 있으며, 상기 증발기 모듈(300)이 상기 공조 케이스(100)에 결합되는 일측과 마주보는 측에 결합될 수 있다.

이에 따라, 상기 증발기 모듈(300)은 상기 공기 유입구(400)를 통해 유입된 공기가 상기 블로어(120)로 유동될 수 있도록, 상기 블로어(120)의 흡입구와 연통되는 상태로 결합된다.

상기 공기 유입구(400)는 외기가 유입되는 외기 유입구(420)와 내기가 유입되는 내기 유입구(440)를 포함하며, 상기 공기 유입구(400)의 내측에는 내, 외기 유입구(420, 440)를 선택적으로 개폐할 수 있도록 내, 외기 전환도어가 회동 가능하게 설치된다. 상기 내, 외기 전환도어는 돔형 도어 등 다양한 형태의 도어로 이루어질 수 있으며, 공조 케이스(100)의 외측에 설치되는 액추에이터 및 캠(미도시) 등에 의해 작동할 수 있다.

여기서, 상기 증발기(320)의 상류 측, 즉 상기 증발기(320)와 상기 공기 유입구(400)의 사이에는 유동하는 공기 중에서 불순물을 제거하기 위한 필터(360)가 설치될 수 있다.

이에 따라, 상기 공기 유입구(400)를 통해 외부에서 유입되는 이물질이 상기 필터(360)에 의해 걸러질 수 있으므로, 이물질이 상기 증발기(320)를 거쳐 상기 블로어(120) 내로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 증발기 모듈(300)은, 상기 증발기(320)와 차량의 대시 패널(dash panel)에 각각 일단이 연결되는 냉매 배관을 중간에서 분리 가능하게 연결하는 조인트 플랜지(340)를 포함할 수 있다.

이에 따라, 증발기의 교체 및 세척 시 증발기와 대시 패널에 각각 일단이 연결된 냉매 배관을 모두 분리하지 않고 상기 조인트 플랜지를 풀러 상기 증발기 측에 연결된 배관의 일부만을 분리함으로써, 인판넬(In Panel)을 탈거하지 않고도 증발기를 용이하게 분리 가능하여 AS 비용 및 시간이 절감된다.

더욱이, 상기 블로어(120)의 휠(124) 작동(회전) 시 공기를 흡입/송풍하는 과정에서 소음이 발생하게 되는데, 본 발명은 상기 휠(124)의 양측 방향에 각각 상기 모터(122)의 플랜지(126) 및 상기 증발기(320)가 설치됨에 따라 휠(124)의 작동 시 발생하는 소음이 외부로 노출되지 않고 차단되어 소음이 감소되는 효과를 얻을 수 있다.

다음으로는, 도 7a 및 7b를 참고하여 구체적으로 상기 블로어(120)의 작동으로 상기 공기 유입구(400)를 통해 공조 케이스(100) 내로 흡입된 공기가 상기 증발기(320) 및 히터 코어(220)를 선택적으로 통과하여 냉각 또는 가열된 후 다수의 공기 토출구를 통해 토출되는 과정을 살펴보도록 한다.

전술한 바와 같이 상기 공조 케이스(100)의 내부의 공기통로(110)는 상기 블로어(120)의 둘레를 감싸도록 형성되는 스크롤 형상으로 이루어지며, 상기 증발기(320)와 히터 코어(220)를 선택적으로 통과한 공기가 소용돌이치며 다수의 공기 토출구로 유동할 수 있도록 유로를 형성한다.

이때, 상기 다수의 공기 토출구는 상기 공기통로(110)의 원주방향을 따라 이격되어 형성되되, 상기 공기통로(110) 내의 공기 유동 방향을 따라 차례로 배치되는 플로어 벤트(130), 디프로스트 벤트(140) 및 페이스 벤트(160)로 이루어질 수 있다. 상기 각 벤트에는 차량 실내의 각 토출구와 연결되는 덕트가 일체로 형성될 수 있으며, 벤트-덕트 일체형 구조를 통해 원가 절감이 가능하다.

상기 다수의 공기 토출구 중 적어도 하나 이상은 상기 공기통로(110)의 스크롤 형상을 따라 유동하는 공기의 유동 방향으로 형성될 수 있으며, 특히 본 일 실시 예에서는 상기 페이스 벤트(160)가 상기 공기통로(110)의 스크롤 형상을 따라 유동하는 공기의 유동 방향으로 형성되고 있다.

공기 토출구의 풍량 증가가 차 실내 온도 조절 및 탑승자의 풍량 증가를 가장 잘 느낄 수 있으므로, 공기 토출구를 공기의 유동방향으로 형성하는 것이 풍량 증가에 효과적이다.

구체적으로, 상기 페이스 벤트(160)는 탑승자의 얼굴 쪽으로 공기를 토출시키기 위한 것으로 상기 공기통로(110)의 끝단에 원주방향으로, 즉 접선방향으로 연장 형성될 수 있으며, 이에 따라 공기는 상기 페이스 벤트(160)를 통해 상기 공조 케이스(100)의 측면으로 토출될 수 있다.

또한, 상기 디프로스트 벤트(140)는 차량의 앞유리 쪽으로 공기를 토출시키기 위한 것으로 상기 공기통로(110)의 중간에서 상기 히터 코어(220)와 대향하는 상기 블로어(120)의 수직방향으로 형성될 수 있으며, 이에 따라 공기는 상기 디프로스트 벤트(140)를 통해 상기 공조 케이스(100)의 상측으로 토출될 수 있다.

상기 플로어 벤트(130)는 탑승자의 발 쪽으로 공기를 토출시키기 위한 것으로 상기 공기통로(110)의 중간, 구체적으로 상기 히터 코어(220)가 끝나는 지점 부근에 형성되되, 상기 디프로스트 벤트(140)와 수직을 이루는 방향으로 형성될 수 있다. 하지만, 수직에 한정되는 것은 아니며 상기 페이스 벤트(160)와 대향하는 방향에 형성될 수 있고, 이에 따라 공기는 상기 플로어 벤트(130)를 통해 상기 페이스 벤트(160)와 반대측으로 토출될 수 있다.

궁극적으로, 상기 다수의 공기 토출구는 상기 공기통로(110) 내의 공기 유동 방향을 따라 형성되며, 공기의 유동 시 압력 저항이 최소화될 수 있도록 공기의 방향이 급격히 전환되는 곳이 생기지 않도록 한다.

상기 블로어(120)와 히터 코어(220)의 사이에는 상기 블로어(120)에 의해 송풍되는 공기 중 상기 히터 코어(220)를 통과하는 공기와 바이패스 하는 공기의 양을 선택적으로 조절하여 공기의 온도를 조절하는 템프도어(170)가 설치된다.

상기 템프도어(170)는 상기 공조 케이스(100) 또는 상기 히터 코어 모듈(200) 상에 구비될 수 있되, 구체적으로 상기 히터 코어 모듈(200)의 유입통로(240) 또는 상기 공조 케이스(100)의 제1 연통홀(112) 상에 배치될 수 있다.

본 일 실시 예에서 상기 템프도어(170)는 상기 제1 연통홀(112)의 개폐가 가능하도록 상기 공조 케이스(100) 상에 설치되고 있으며, 이에 따라 상기 제1 연통홀(112)의 개폐 여부를 조절함으로써 상기 공기통로(110) 내의 공기가 상기 히터 코어 모듈(200) 내로 유동되는지 여부를 선택적으로 제어할 수 있다.

또한, 상기 토출통로(260)에서 토출된 상기 히터 코어(220)를 통과한 공기와 상기 히터 코어(220)를 바이패스한 공기를 믹싱(mixing)하기 위해, 상기 공기통로(110) 내에서 상기 토출통로(260)와 연결되는 부분과 상기 플로어 벤트(130)와 연결되는 부분 사이의 영역에 설치되는 믹싱부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

이는, 상기 템프도어(170)의 개폐 정도에 따라 각각 상기 히터 코어 모듈(200)로 유입되어 상기 히터 코어(220)를 통과하여 상기 토출통로(260)를 통해 토출되는 온기와, 상기 히터 코어 모듈(200)로 유입되지 않고 상기 공기통로(110)를 통해 바이패스한 냉기를 믹싱(mixing)하기 위한 것으로, 이에 따라 상기 공기통로(110)를 지나면서 상기 플로어 벤트(130)로 공기가 토출되기 전 믹싱될 수 있다.

즉, 상기와 같이 공기가 믹싱됨에 따라 상기 각 플로어 벤트(130), 디프로스트 벤트(140) 및 페이스 벤트(160)로 토출되는 공기의 온도가 균일할 수 있으며, 상하 온도차를 줄일 수 있다.

이때, 상기 믹싱부는 공기를 가이드하기 위한 베인 등으로 이루어질 수 있으며, 공기의 와류 등을 형성하여 공기를 혼합하기 위한 것이라면 어느 것이든 가능하다.

또한, 상기 공조 케이스(100)의 내부에는 상기 플로어 벤트(130), 디프로스트 벤트(140) 및 페이스 벤트(160)를 각각 개폐할 수 있도록 하는 다수의 모드도어(180)가 설치된다. 즉, 상기 다수의 모드도어(180)는 각각 상기 플로어 벤트(130), 디프로스트 벤트(140) 및 페이스 벤트(160)를 향하는 공기를 개폐할 수 있도록 하는 제1 모드도어(181), 제2 모드도어(182) 및 제3 모드도어(183)로 이루어진다.

상기 각 모드도어는 디프로스트 모드, 페이스 모드, 플로어 모드, 믹스 모드, 바이레벨 모드 등 다양한 공조모드 시 각 벤트를 통해 토출되는 공기의 양을 조절하게 된다.

상기와 같이, 본 발명의 차량용 공조장치에 따르면, 상기 블로어(120)의 작동에 따라 상기 공기 유입구(400)를 통해 내기 또는 외기가 상기 공조 케이스(100)의 내부로 흡입되면, 상기 필터(360)를 거치면서 불순물이 제거된 후 상기 증발기(320)를 통과하며 냉, 난방 모드에 따라 선택적으로 냉각되게 된다.

또한, 상기 증발기(320)를 통과하면서 선택적으로 냉각된 공기는 상기 블로어(120)를 통과한 후 하류 측에 설치된 상기 히터 코어(220)를 향하게 되는데, 이때 냉방모드 시에는 상기 템프도어(170)가 닫혀 공기가 상기 히터 코어(220)를 바이패스 하여 유동하게 되므로 가열되지 않고, 난방모드 시에는 상기 템프도어(170)가 열려 공기가 상기 히터 코어(220)를 통과하면서 가열되게 된다.

상기 히터 코어(220)에 의해 선택적으로 가열된 공기는 상기 다수의 모드도어(180)에 의해 각 벤트로 토출되는 공기량이 조절된 후 차량 실내로 토출되어 냉, 난방하게 된다.

이때, 상기 공기통로(110)는 원주방향으로 스크롤 형상으로 형성됨에 따라 공기의 유동 시 압력 저항을 최소화할 수 있어 소음이 감소될 뿐만 아니라 풍량이 증대되는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 증발기를 블로어의 상류 측에 수직으로 설치하고 히터 코어를 블로어의 하류 측에 수평으로 설치함은 물론, 상기 블로어를 감싸도록 공기통로를 형성하고 디프로스트 벤트를 블로어의 수직방향으로 형성함으로써 공조케이스의 높이 및 폭방향 크기가 감소되어 사이즈 축소가 가능하다.

본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.

100: 공조 케이스 110: 공기통로
112: 제1 연통홀 114: 제2 연통홀
120: 블로어 122: 모터
124: 휠 126: 플랜지
130: 플로어 벤트 140: 디프로스트 벤트
160: 페이스 벤트 170: 템프도어
180: 다수의 모드도어 181: 제1 모드도어
182: 제2 모드도어 183: 제3 모드도어
200: 히터 코어 모듈 220: 히터 코어
240: 유입통로 260: 토출통로
300: 증발기 모듈 320: 증발기
340: 조인트 플랜지 360: 필터
400: 공기 유입구 420: 외기 유입구
440: 내기 유입구

Claims (15)

1. 내부에 공기통로가 형성되며, 상기 공기통로와 연통되는 다수의 공기 토출구가 형성되는 공조 케이스;
   상기 공조 케이스의 내부에 설치되어 공기 유입구를 통해 흡입되는 내, 외기를 송풍하는 블로어;
   상기 블로어의 하류 측에 설치되는 난방용 열교환기;
   상기 블로어의 상류 측에 설치되는 냉방용 열교환기;
   상기 블로어와 난방용 열교환기의 사이에 설치되며, 상기 난방용 열교환기를 통과하는 공기와 바이패스하는 공기의 양을 조절하여 온도를 조절하는 템프도어; 및
   상기 다수의 공기 토출구를 개폐하도록 설치되는 다수의 모드도어;를 포함하되,
   상기 공기통로는 상기 블로어의 둘레를 감싸도록 스크롤 형상으로 이루어지며, 상기 다수의 공기 토출구는 상기 공기통로의 원주방향을 따라 이격되어 형성되고,
   상기 공기 토출구 중 적어도 하나 이상은 상기 공기통로의 스크롤 형상을 따라 유동하는 공기의 유동 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 다수의 공기 토출구는, 상기 공기통로 내의 공기 유동 방향을 따라 차례로 배치되는 플로어 벤트, 디프로스트 벤트 및 페이스 벤트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 다수의 모드도어는, 상기 플로어 벤트, 디프로스트 벤트 및 페이스 벤트를 각각 개폐할 수 있는 제1 내지 제3 모드도어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 페이스 벤트는 상기 공기통로의 스크롤 형상을 따라 유동하는 공기의 유동 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 페이스 벤트는, 상기 공기통로의 끝단에 원주방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 디프로스트 벤트는, 상기 난방용 열교환기와 대향하는 상기 블로어의 수직방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
7. 제4항에 있어서,
   상기 플로어 벤트는, 상기 공기통로 상에서 상기 난방용 열교환기가 끝나는 지점 부근에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 플로어 벤트는, 상기 디프로스트 벤트와 수직을 이루는 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 난방용 열교환기는 상기 공조 케이스에 탈부착 가능하게 결합하는 난방용 열교환기 모듈 내에 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 난방용 열교환기 모듈은, 상기 공조 케이스 내로부터 공기를 유입하기 위한 유입통로 및 상기 난방용 열교환기를 통과한 공기를 상기 공조 케이스 내로 토출시키기 위한 토출통로를 포함하는 차량용 공조장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 공조 케이스에는 상기 난방용 열교환기 모듈의 상기 유입통로 및 토출통로와 상기 공조 케이스의 공기통로를 각각 연통시키기 위한 연통홀이 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 토출통로에서 토출된 상기 난방용 열교환기를 통과한 공기와 상기 난방용 열교환기를 바이패스한 공기가 믹싱(mixing)되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 각 플로어 벤트, 디프로스트 벤트 및 페이스 벤트로 토출되는 공기의 온도는 균일한 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
14. 제12항에 있어서,
    상기 토출통로에서 토출된 상기 난방용 열교환기를 통과한 공기와 상기 난방용 열교환기를 바이패스한 공기를 믹싱(mixing)하기 위해, 상기 공기통로 내에서 상기 토출통로와 연결되는 부분과 상기 플로어 벤트와 연결되는 부분 사이의 영역에 설치되는 믹싱부;를 더 포함하는 차량용 공조장치.
15. 제11항에 있어서,
    상기 템프도어는, 상기 난방용 열교환기 모듈의 유입통로 또는 상기 공조 케이스의 연통홀 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
    

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