KR20190033728A - 차량용 공조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량에 사용되는 공조장치에 관한 것으로, 열교환기를 통과한 공기를 강제 혼합시켜, 벤트를 통하여 차량 실내로 유입되는 공기가 일정한 온도를 가지게 한, 차량용 공조장치에 관한 것이다.

Description

차량용 공조장치{Air conditioning for vehicle}

본 발명은 공조장치에 관한 것으로서, 차량의 열교환기를 통과한 공기를 혼합시켜, 각 덕트를 통해 차량의 실내로 유입되는 공기의 온도차를 최소화 가능한 차량용 공조장치에 관한 것이다.

일반적으로 공조장치는, 송풍기에 의해 차량 실내로 유입된 차량 외부공기를 냉매가 흐르는 증발기 또는 차량 엔진의 냉각수가 흐르는 히터를 통해 선택적으로 열교환시킨 후, 차량 실내의 각 부위와 연통된 벤트들을 통하여 냉기 또는 온기 상태로 차량 실내의 여러 방향으로 분배함으로서, 차량 실내를 냉방 또는 난방 하도록 구성된다.

그러나, 종래의 차량용 공조장치는 도 1에 도시된 바와 같이 증발기(e)와 히터(h)를 모두 사용할 경우, 증발기(e)를 통과하며 냉각된 공기와, 히터(h)를 통과하며 가열된 공기가 서로 혼합되어 디프로스트 벤트(11), 프론트 벤트(12), 플로어 벤트 등을 통하여 차량 내부로 유입되는 공기의 온도차를 최소화하기 위한 구조로, 증발기(e)와 히터(h) 중 어느 하나만을 사용할 경우 열교환된 공기를 혼합하기 위한 구성이 없어 각각의 벤트를 통하여 실내로 유입되는 공기가 서로 온도차를 가지는 문제점이 있다.

도 2에 도시된 히터(h)를 참조하여 설명하면, 히터(h)는 가열된 엔진 냉각수가 유입되는 유입관(h1)과 인접한 C 구간을 통과하는 공기의 토출 온도가 가장 높고, C 구간과 비교하여 상대적으로 유입관(h1)과 멀리 떨어져 있는 D 구간을 통과하는 공기가 C 구간을 통과한 공기보다 상대적으로 낮은 온도를 가지며, 가열된 엔진 냉각수가 배출되는 배출관(h2)과 인접한 A, B 구간의 경우 C 구간 및 D 구간을 통과하는 공기와 열교환되며 온도가 낮아진 엔진 냉각수가 통과되기 때문에 A, 및 B 구간을 통과하며 가열된 공기는 C 구간 및 D 구간을 통과하며 가열된 공기와 비교하여 상대적으로 낮은 온도를 가진다.

즉, A, B, C, D 구간을 통과한 공기가 서로 온도차를 가지게 되므로, 히터(h)를 통과한 공기를 혼합시키지 않을 경우 각각의 벤트를 통하여 유입되는 공기 또한 온도차를 가지는 문제점이 있었던 것이다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 차량용 공조장치의 필요성이 대두되고 있다.

특허문헌 1) 국내등록특허공보 제1550730호(명칭: 차량의 공조시스템, 공개일: 2015.09.07)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 열교환기를 통과한 공기를 혼합하여 각 벤트를 통해 차량 실내로 유입되는 공기의 온도 차이를 최소화 하는 것이다.

본 발명인 차량용 공조장치는, 차량의 HAVC에 사용되는 열교환기를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 공기가 배출되는 상기 열교환기의 후단에 통과되는 공기에 대응하여 회전하는 공기 혼합 팬(110)을 포함하는 공기 혼합 장치(100)가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 열교환기는 송풍되는 차량의 내기 또는 외기를 냉각하는 증발기(E)와, 통과되는 공기를 가열하는 히터(H) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기 혼합 장치(100)는 상기 열교환기에 결합되며, 상기 공기 혼합 팬(110)이 회전 결합되는 스테이터(121)가 형성된 결합 몸체(120)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결합 몸체(120)는 차량용 공조장치의 하우징(200)과 일체로 성형되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 열교환기는 서로 이격 형성되는 한 쌍의 헤더탱크(T)와, 서로 이격 형성된 헤더탱크(T)를 연결하는 튜브(2)와, 각각의 튜브(2) 사이에 배치되는 냉각핀(1)을 포함하되, 상기 헤더탱크(T) 및 상기 헤더탱크(T)와 인접한 상기 냉각핀(1)의 단부가 결합공(1-1)을 형성하며, 상기 열교환기와 마주보는 상기 결합 몸체(120)의 일측에 상기 결합공(1-1)에 체결되는 결합돌기(122)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결합 몸체(120)는 서로 마주보는 가장자리 양측에 상기 열교환기의 가장자리를 압박하는 압박 클립(130)이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명인 차량용 공조장치는, 증발기(E) 또는 히터(H)를 통과한 공기를 즉시 혼합시켜, 각각의 벤트부를 통하여 실내로 유입되는 공기의 온도차를 최소화 할 수 있는 장점이 있다.

즉, 증발기(E) 또는 히터(H)를 통과한 공기를 팬을 이용한 강제 혼합 방식으로 혼합 시키므로, 열교환된 공기가 서로 다른 벤트부를 통하여 실내로 유입되더라도 동일한 온도를 가질 수 있는 것이다.

또한, 스테이터에 팬이 공회전 가능하게 결합되어 증발기(E) 또는 히터(H)를 통과한 공기에 의해 팬이 별도의 동력장치 없이 회전운동 가능한 장점이 있다.

그리고, 팬이 결합되는 스테이터가 열교환기와 일체로 사출성형 가능하므로 제작 공정을 단순화 시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제작 단가를 절감 가능한 장점이 있다.

아울러, 공기 혼합 장치를 열교환기에 선택적으로 체결 가능하므로, 공기 혼합 장치의 세정, 교체, 장착이 용이한 장점이 있다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치를 나타낸 개념도.
도 2는 온도차가 나타나는 열교환기의 각 구간을 나타낸 개념도.
도 3은 본 발명인 차량용 공조장치를 나타낸 개념도.
도 4는 열교환기에 공기 혼합 장치가 결합된 것을 나타낸 사시도.(열교환기와 결합 몸체 일체 형성 시)
도 5는 열교환기와 공기 혼합 팬의 결합 구조를 나타낸 분해 사시도.(열교환기와 결합 몸체 일체 형성 시)
도 6은 열교환기에 공기 혼합 장치가 결합된 것을 나타낸 사시도.(열교환기와 결합 몸체 조립 시)
도 7은 열교환기와 공기 혼합 장치의 결합 구조를 나타낸 분해 사시도.(끼움식 결합구조)
도 8은 열교환기와 공기 혼합 장치의 결합 구조를 나타낸 분해 사시도.(압박식 결합구조)

이하, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명인 차량용 공조장치(1000)는 차량의 HAVC에 사용되는 열교환기를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 공기가 배출되는 상기 열교환기의 후단에 통과하는 공기에 대응하여 회전하는 공기 혼합 팬(110)을 포함하는 공기 혼합 장치(100)가 구비된다.

상세히 설명하면, 공조장치(1000)로 유입된 공기는 증발기(E) 또는 히터(H) 등의 열교환기를 통과하며 가열되거나 냉각된 후 디프로스트 벤트(DF), 프론트 벤트(F) 등의 벤트를 통하여 차량의 실내로 유입되어 차량 실내의 난방 또는 냉방을 실현한다.

이때, 공기와 열교환 하는 열교환기의 온도는 위의 도 2에서 설명한 바와 같이 냉매 또는 엔진 냉각수가 흐르는 유로의 형상에 따라 각 구간(A, B, C, D)의 온도가 다르게 나타나므로, 열교환기의 각 구간을 통과하는 공기의 온도 또한 개별적으로 다르게 나타나게 된다.

따라서, 열교환기를 통과하며 가열 또는 냉각된 공기가 벤트로 유입 시 각각의 벤트부로 유입되는 공기의 온도가 서로 다를 수 있으므로, 본 발명에서는 증발기(E) 및 히터(H)와 같은 열교환기의 후단에, 통과되는 공기의 유동에 대응하여 회전되는 혼합팬(110)을 포함하는 공기 혼합 장치(100)를 위치시켜, 각각의 벤트를 통하여 차량의 실내로 유입되는 공기의 온도가 동일하게 한 것이다.

그리고, 상기 공기 혼합 장치(100)는 상기 열교환기에 결합되며, 상기 공기 혼합 팬(110)이 회전 결합되는 스테이터(121)가 형성된 결합 몸체(120)를 더 포함할 수 있고, 상기 결합 몸체(120)는 상기 열교환기와 일체 사출 성형되거나, 별도의 결합부를 통하여 열교환기에 장착되는 구조일 수 있으며, 이하에서 각 실시예를 통하여 위의 구조를 설명하도록 한다.

[제1 실시예]

도 4를 참조하면 본 발명인 차량용 공조장치는 상기 몸체(120)가 차량용 공조장치의 하우징(200)과 일체로 성형될 수 있다.

상세히 설명하면, 상기 공조장치 하우징(200)과 상기 결합 몸체(120)를 개별 형성 시 공기 혼합 장치(100)의 각 부품을 생산하는 생산공정과, 생산된 공기 혼합 장치(100)를 조립하는 공정과, 조립된 공기 혼합 장치(100)의 결합 몸체(120)를 열교환기의 후단부에 장착하는 결합공정 등의 복잡한 공정이 필요하게 되므로, 도 4에 도시된 바와 같이 결합 몸체(120)를 차량용 공조장치의 하우징(200)과 일체로 사출 성형하여, 열교환기를 공조장치 내부에 장착 시 도 3에 도시된 바와 같이 공기 혼합 장치(100)의 결합 몸체(120)가 자연스럽게 열교환기의 후단에 위치되도록 하는 것이다.

이때, 상기 결합 몸체(120)는 도 5에 되시된 바와 같이 공기가 토출되는 열교환기의 후측과 마주보는 전측 가장자리가 열교환기와 밀착 결합되어 열교환된 토출 공기가 상기 혼합 팬(110)이 위치되는 홀(123)을 통하여 방출되는 것을 권장하며, 상기 홀(123)에 혼합 팬(110)이 회전 결합되는 스테이터(121)가 형성 될 수 있다.

그리고, 상기 결합 몸체(120)와 상기 혼합 팬(110)은 다양한 방식으로 회전결합 될 수 있으며, 일 실시예로는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 스테이터(121)의 중심에 전측에서 후측으로 돌출 형성된 결합돌기(121-1) 상에 상기 혼합 팬(110)이 공회전 가능하게 끼워지고, 상기 결합돌기(121-1)의 후측 단부에 고정부재(124)가 끼워져 혼합 팬(110)이 일정 위치에서 회전 가능하게 하는 구조일 수 있다.

[제2 실시예]

도 6을 참조하면 본 발명인 차량용 공조장치는 열교환기와 상기 공기 혼합 장치(100)가 서로 개별 생산되고, 공기 혼합 장치(100)가 열교환기에 체결되는 구조일 수 있다.

즉, 공기 혼합 장치(100)가 증발기(E) 및 히터(H)에 자유롭게 장착 또는 탈착 가능하게 형성하여, 공기 혼합 장치(100)의 교체, 수리, 세척이 용이하게 한 것이다.

이때, 상기 열교환기(E, H)는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 열교환기가 서로 이격 형성되는 한 쌍의 헤더탱크(T)와, 서로 이격 형성된 헤더탱크(T)를 연결하는 튜브(2)와, 각각의 튜브(2) 사이에 배치되는 냉각핀(1)을 포함하되, 상기 헤더탱크(T) 및 상기 헤더탱크(T)와 인접한 상기 냉각핀(1)의 단부가 결합공(1-1)을 형성하여, 열교환기와 마주보는 결합 몸체(120)의 일측에 형성된 체결돌기(122)가 결합공(1-1)에 끼워져 열교환기와 결합 몸체(120)게 체결되는 구조일 수 있고, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 결합 몸체(120)의 가장자리에 압박 클립(130)이 형성되어 압박 클립(130)이 열교환기의 서로 마주보는 양측을 압박 고정하는 압박식 결합 구조일 수 있다.

상세히 설명하면, 본 발명인 차량용 공조장치는 열교환기에서 토출되는 공기가 혼합 팬(110)을 회전시켜, 혼합 팬(110)의 회전에 의해 공기가 강제 혼합되는 장치로서, 열교환기와 공기 혼합 장치(100)가 완벽하게 결합되지 않을 경우 공기가 혼합 팬(110)에 부딪히는 힘이 공기 혼합 장치(100)에 전달되어 공기 혼합 장치(100)가 진동하며 소음을 발생시키거나, 파손되는 문제가 발생할 수 있으므로, 열교환기에 대한 공기 혼합 장치(100)의 전후방향 변위를 최소화 할 수 있는 끼움식 결합 구조와, 압박식 결합 구조를 통하여 열교환기와 공기 혼합 장치(100)를 서로 결합하여 준 것이다.

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

E : 증발기
H : 히터
1 : 냉각핀
1-1 : 결합공
2 : 튜브
100 : 공기 혼합 장치
110 : 공기 혼합 팬
120 : 결합 몸체
121 : 스테이터
122 : 결합돌기
130 : 압박 클립

Claims (6)

1. 차량의 HAVC에 사용되는 열교환기를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
   공기가 배출되는 상기 열교환기의 후단에 통과되는 공기에 대응하여 회전하는 공기 혼합 팬(110)을 포함하는 공기 혼합 장치(100)가 구비되는 것을 특징으로 하는, 차량용 공조장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 열교환기는 송풍되는 차량의 내기 또는 외기를 냉각하는 증발기(E)와, 통과되는 공기를 가열하는 히터(H) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량용 공조장치.
   
3. 제 1항 또는 2항에 있어서,
   상기 공기 혼합 장치(100)는 상기 열교환기에 결합되며, 상기 공기 혼합 팬(110)이 회전 결합되는 스테이터(121)가 형성된 결합 몸체(120)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량용 공조장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 결합 몸체(120)는 차량용 공조장치의 하우징(200)과 일체로 성형되는 것을 특징으로 하는, 차량용 공조장치.
   
5. 제 3항에 있어서,
   상기 열교환기는 서로 이격 형성되는 한 쌍의 헤더탱크(T)와, 서로 이격 형성된 헤더탱크(T)를 연결하는 튜브(2)와, 각각의 튜브(2) 사이에 배치되는 냉각핀(1)을 포함하되, 상기 헤더탱크(T) 및 상기 헤더탱크(T)와 인접한 상기 냉각핀(1)의 단부가 결합공(1-1)을 형성하며,
   상기 열교환기와 마주보는 상기 결합 몸체(120)의 일측에 상기 결합공(1-1)에 체결되는 결합돌기(122)가 형성되는 것을 특징으로 하는, 차량용 공조장치.
   
6. 제 3항에 있어서,
   상기 결합 몸체(120)는 서로 마주보는 가장자리 양측에 상기 열교환기의 가장자리를 압박하는 압박 클립(130)이 형성된 것을 특징으로 하는, 차량용 공조장치.
   
   

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