KR20190142559A

KR20190142559A - 차량용 공조장치

Info

Publication number: KR20190142559A
Application number: KR1020180069659A
Authority: KR
Inventors: 한중만; 김두훈; 김현규; 안경주
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2018-06-18
Filing date: 2018-06-18
Publication date: 2019-12-27
Also published as: CN110614897A; CN110614897B; KR102536617B1

Abstract

차량용 공조장치가 개시된다. 본 발명은 히터 코어와 전열 히터의 사이에서 상기 히터 코어의 상측 방향에서 하측 방향으로 상기 전열 히터의 일부 중첩되는 길이까지 돌출되어 상기 히터 코어를 통과한 공기를 상기 전열 히터로 유도하는 가이드월을 포함하여, 전열 히터의 효율을 높이는 동시에 공기 토출구로 토출되는 공기량을 현저히 늘릴 수 있으며 토출 풍량을 용이하게 제어할 수 있는 차량용 공조장치를 제공한다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONING DEVICE FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로, 본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전열 히터가 구비된 공조장치에서 전열 히터와 열교환되는 공기의 풍량을 개선한 차량용 공조 장치에 관한 것이다.

이러한 일반적으로 차량용 공조장치는 하절기나 동절기에 자동차 실내를 냉방 또는 난방하거나 또는 우천 시나 동절기에 윈드실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자의 전후방 시야를 확보할 목적으로 설치된다.

이러한 차량용 공조장치는, 송풍기(Blower)에 의해 차실내로 유입된 내기 또는 외기를 냉매가 흐르는 증발기(Evaporator) 또는 차량 엔진의 냉각수가 흐르는 히터코어(Heater Core)측으로 선택적으로 통과시켜 열교환시킨 후, 차실내의 각 부위와 연통된 디프로스트 벤트(Defrost Vent), 페이스 벤트(Face Vent) 및 플로어 벤트(Floor Vent)를 통하여 냉기 또는 온기 상태로 차실내에 분배함으로써, 차실내가 냉방 또는 난방되도록 한다.

이러한 공조장치는, 송풍기, 증발기 및 히터코어가 독립적으로 구성된 쓰리피스 타입(Three Piece Type), 증발기 및 히터코어가 하나의 케이스에 일체로 구성된 세미센터 마운팅 타입(Semi-Center Mounting Type) 및 송풍기, 증발기 및 히터코어가 하나의 케이스에 일체로 구성된 센터 마운팅 타입(Center Mounting Type)으로 구분할 수 있다.

도 1은 종래의 PTC 히터가 구비된 차량용 공조장치의 단면도이다.

도 1과 같이, 종래에 PTC 히터가 구비된 차량용 공조장치는 입구 측에 공기유입구(11)가 형성되고 출구 측에는 다수의 공기토출구(12)가 형성된 공조케이스(10)와, 상기 공조케이스(10)의 내부에 설치되는 증발기(1), 히터코어(2), 상기 히터코어(2)의 일측에 평행하게 구비되는 PTC 히터(5), 상기 증발기(1)와 히터코어(2)의 사이에 설치되어 온도를 조절하는 템프도어(20)와, 상기 공기토출구(12)에 설치되어 공조모드에 따라 공기토출구(12)의 개도를 조절하는 모드도어(30)를 포함한다.

또한, 상기 공조장치는 차량의 인스트루먼트 패널(Instrument Panel)에 설치된 컨트롤러의 각종 조절스위치(미도시)에 의해 제어되며, 상기 템프도어(20)를 구동하는 엑츄에이터를 제어하여 온도를 조절하는 템프스위치(미도시)와, 상기 모드도어(30)를 구동하는 엑츄에이터를 제어하여 공조모드를 조작하는 모드스위치(미도시)와, 풍량을 조절하기 위한 풍량 스위치(미도시) 및 내기와 외기를 선택하기 위한 내,외기 스위치(미도시) 등 다양한 조절스위치가 구비된다.

동절기 시동 초기에는 외기의 영향으로 온도가 낮아진 엔진 내부의 냉각수 열을 이용할 수 없기 때문에 차량실내를 즉시 난방할 수 없는 단점이 있다. 이러한 단점을 해소하기 위하여 공조장치에는, 시동 초기에 차량실내를 난방할 수 있도록 하기 위하여 보조적 난방수단인 PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터(5)가 설치되어 있다.

또한 최근에 자동차는 연소식 엔진을 사용하는 자동차에서 친환경적이고 연비를 고려한 또 다른 형태의 자동차 즉, 하이브리드 자동차나 전기자동차의 개발이 활발히 진행되고 있다. 이러한 하이브리드 자동차나 전기자동차에는 그 공조장치의 내부에 PTC 히터(5)가 별도로 구비되고 있다.

도 2와 같이, 전열히터의 한 종류로써, 상기 PTC 히터(5)는 히터케이스(6)의 내부에 다수개의 PTC 소자(7)가 설치되고, 각 PTC 소자(7)의 주위에는 다수의 방열핀(8)이 설치되어 전열부를 형성함으로써, PTC 소자(7)에 의해 발생된 열과 상기 방열핀(8)을 통과하는 공기 사이에 열교환이 이루어지도록 하는 구조로 되어 있다.

또한 상기 PTC 히터(5)의 온/오프 제어는 제어부(9)를 통해 PWM(Pulse Width Modulation)을 이용한 신호 제어방식을 적용할 수 있다. 상기 PWM 방식이란 펄스 변조 방식의 하나로, 변조 신호의 크기에 따라서 펄스의 듀티비(duty rate)를 변화시켜 제어하는 방식을 말한다. 즉, PWM 제어는 듀티비를 조절함으로써 제어값을 조정하게 되며, 이때 펄스 신호의 듀티비가 변함으로써 이 신호의 평균값이 변하게 되고 이러한 평균값을 제어 신호값으로 사용하는 것이다.

상기 PTC 히터(5)는, 일반 공조장치일 경우 소형 저전압 PTC 히터가 사용되고, 전기 및 하이브리드 차량일 경우에는 대형 고전압 PTC 히터가 사용된다. 이러한 제어부(9)는, PTC 히터(5)에 전기적으로 연결되고 다른 위치에 설치되는 분리형과, PTC히터(5)에 조립 설치되는 일체형으로 구분될 수 있다.

이에 따라 최대 난방 모드 시 템프도어(20)는 히터코어(2) 및 PTC 히터(5)를 개방하는 방향으로 회전되고, 최대 냉방 모드 시 템프도어(20)는 PTC 히터를 폐쇄하는 방향으로 회전된다.

하지만, 종래의 차량용 공조장치는 히터코어(2)와 PTC 히터(5)가 병렬로 나란하게 배치되있고, 또한 이러한 PTC 히터(5)는 히터코어(2)와 대비하여 사이즈가 작아 상기 PTC 히터(5)의 상하에는 공기 유동 공간이 존재할 수 있다. 이에 따라 일 예로 최대 난방 모드에서, 히터 코어(2)를 경유한 공기가 PTC 히터(5)를 경유하지만, PTC 히터(5)를 경유하지 않고, 상하로 빠져나와 PTC 히터(5)의 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

상기 PTC 히터(5)는 주로 차량의 초기 시동 후, 10분 내지 15분 정도 작동하고 오프되는 경우가 꺼지는 대부분이나, 특히 상기 PTC 히터(5)의 지속적인 동작이 필요한 하이브리드 차량의 경우에는 PTC 히터의 효율이 급격히 떨어지는 문제점이 있었다.

도 3은 종래의 PTC 히터가 구비된 차량용 공조장치의 단면도이다.

이를 감안하여 도 3과 같이, 종래의 차량용 공조장치에는 상기 히터 코어(2)와 PTC 히터(5)의 상측을 막는 가이드월(13)이 구비되어, 상기 PTC 히터(5)의 상측으로 유동되는 공기의 흐름을 차단하였으나, 증발기(1) 전단에 풍압이 급격히 상승하고, 벤트들로 토출되는 풍속이 급격히 빨라져 제어가 불가능한 문제가 있었다.

또한 PTC 히터(5)의 크기를 히터코어(2)의 크기만큼 증대할 경우에도 그에 따른 원가 상승분이 매우 커지는 문제점이 있어, 상기 PTC 히터(5)의 효율적인 위치 선정 및 주변 구성에 대한 연구가 계속되고 있다.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 히터 코어와 전열 히터의 사이에서 상기 히터 코어의 상측 방향에서 하측 방향으로 상기 전열 히터의 일부 중첩되는 길이까지 돌출되어 상기 히터 코어를 통과한 공기를 상기 전열 히터로 유도하는 가이드월을 포함하여, 전열 히터의 효율을 높이는 동시에 공기 토출구로 토출되는 공기량을 현저히 늘릴 수 있으며 토출 풍량을 용이하게 제어할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 송풍 유닛에 의해 공급되는 공기를 공기 토출구로 송풍하도록 내부에 공기 유로가 형성된 공조 케이스와, 상기 공조 케이스에 공기 유동 방향으로 순차로 설치되는 증발기, 히터 코어 및 전열 히터를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,

상기 히터 코어와 전열 히터의 사이에서 상기 히터 코어의 상측 방향에서 하측 방향으로 상기 전열 히터의 일부 중첩되는 길이까지 돌출되어 상기 히터 코어를 통과한 공기를 상기 전열 히터로 유도하는 가이드월을 포함하는 차량용 공조장치를 제공한다.

또한 상기 히터 코어의 길이방향과 PTC 히터의 길이방향에 대한 배치 각도는 5도 이상, 30도 이하로 형성될 수 있다.

또한 상기 히터 코어와 상기 PTC 히터는 이격되어 유로 공간을 형성할 수 있다.

또한 상기 유로 공간의 너비는 5mm 이상, 30mm 이하로 형성될 수 있다.

또한 상기 히터 코어의 발열부를 통과한 일부 공기는 상기 전열 히터의 발열부를 통과하고, 상기 히터 코어의 발열부를 통과한 다른 일부 공기는 상기 전열 히터를 바이패스하여 유로 공간을 통하여 유동한 후, 상기 전열 히터의 발열부를 통과한 공기와 합류될 수 있다.

또한 상기 가이드월은, 상기 히터 코어의 발열부 및 전열 히터의 발열부와 마주보도록 위치될 수 있다.

또한 상기 가이드월은, 소정의 배치 각도를 갖는 상기 히터 코어와 전열 히터에서, 상기 히터 코어와 전열 히터가 가깝게 배치되는 측에 형성될 수 있다.

그리고 상기 가이드월은, 그 단부가 상기 히터 코어 측으로 가깝게 형성될 수 있다.

상기에서 설명한 본 발명의 차량용 공조장치에 의하면, 종래에 전열 히터의 상측이 폐쇄된 공조장치에 비하여 전열 히터의 효율을 높이는 동시에 공기 토출구로 토출되는 공기량을 현저히 늘릴 수 있으며 토출 풍량을 용이하게 제어할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 PTC 히터가 구비된 차량용 공조장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 차량용 공조장치에 적용되는 PTC 히터를 도시한 사시도이다.
도 3은 종래의 PTC 히터가 구비된 차량용 공조장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 단면도이다.
도 5는 도 4의 공조장치의 부분 확대한 단면도이다.
도 6은 본 발명에 의한 차량용 공조장치에서 가이드월의 일부를 절개한 모습을 도시한 부분 확대 사시도이다.
도 7은 본 발명에 의한 공조장치의 히터 코어와 전열 히터의 근방에서의 속도 분포를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 차량용 공조장치와 종래에 전열 히터만 공기가 통과되도록 상하측이 폐쇄된 공조장치에서의 공조장치 내부에 풍속 분포를 도시한 도면으로, 도 8 (a)는 본 발명에 의한 차량용 공조장치이고, 도 8 (b)는 종래의 공조장치를 나타낸 도면이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 단면도이다.

도 4와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 공조 케이스(110)와, 냉각 수단인 증발기(101) 및 가열 수단인 히터 코어(102), 전열 히터(105)를 포함하여 구성된다. 상기 전열 히터(105)는 전기를 사용하여 열을 발생하는 넓은 개념의 히터로써 배경 기술에 기재된 도 2의 PTC 히터를 포함할 수 있다.

공조 케이스(110)는 송풍 유닛(미도시)에 의해 공급되는 공기를 공기 토출구(112)로 송풍하도록 내부에 공기 유로가 형성된 것으로서, 입구 측에 공기 송풍 유닛과 연결되는 공기 유입구(111)가 형성되고 출구 측에 모드 도어(130)에 의해 유로가 개폐되는 다수의 공기 토출구(112)가 형성되어 있다. 증발기(101) 및 가열 수단은 상기 공조 케이스(110)의 내부에 공기 유동 방향으로 순차로 설치된다. 상기 가열 수단은 히터 코어(102) 및 전열 히터(105)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명에 따른 차량용 공조장치는 일 예로 전기 자동차에 적용될 수 있는 것으로, 가열 수단에 전기식 전열 히터(105)를 포함하고 있다. 이 경우, 본 발명은 전열 히터(105)를 통과한 토출 공기의 풍량, 풍압에 대한 제어를 후술할 가이드월(200)의 구조적인 구성을 통하여 개선될 수 있는 구성을 특징으로 한다.

또한 상기 전열 히터(105)가 PTC 히터인 경우에는 도 2의 구성과 같이, 전원의 온/오프 제어를 통해 열을 공급하거나 차단할 수 있고, PWM 제어를 통해 토출 공기 온도를 일정 부분 선형 제어하게 된다. 자세하게는 상기 전열 히터(105)의 온/오프 제어는 일 예로 배경기술에 기재된 제어부를 통해 PWM(Pulse Width Modulation)을 이용한 신호 제어방식을 적용할 수 있다. 상기 PWM 방식이란 펄스 변조 방식의 하나로, 변조 신호의 크기에 따라서 펄스의 듀티비(duty rate)를 변화시켜 제어하는 방식을 말한다. 즉, PWM 제어는 듀티비를 조절함으로써 제어값을 조정하게 되며, 이때 펄스 신호의 듀티비가 변함으로써 이 신호의 평균값이 변하게 되고 이러한 평균값을 제어 신호값으로 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 차량용 공조장치는 공조 케이스(110)의 내부의 냉각 수단인 상기 증발기(101)와 가열 수단인 상기 히터 코어(102) 및 전열 히터(105)의 사이에는 바이패스 유로가 형성되고, 상기 바이패스 유로를 개폐하는 바이패스 도어(120)가 구비된다. 바이패스 유로는 증발기(101)를 통과한 공기가 모두 가열 수단 측으로 유동하지 않고 일부 또는 전부의 공기를 바이패스시켜 가열 수단 측으로 통과하지 않도록 한다. 한편, 바이패스 도어(120)는 바이패스 유로 상에 회전축(121)을 중심으로 회전 가능하게 설치되어, 바이패스 유로를 통과하는 공기의 양을 제어한다. 도면에서 상기 바이패스 도어(120)의 회전축(121)은 히터 코어(102)의 상부 일측에 회전 가능하도록 결합되어 있으나, 이러한 바이패스 도어(120)의 회전축(121)의 위치에 대하여는 본 발명을 제한하지 않는다. 자세하게는, 상기 바이패스 도어(120)는 증발기(101)와 가열 수단의 중앙 일측 배치된다.

도 5는 도 4의 공조장치의 부분 확대한 단면도이고, 도 6은 본 발명에 의한 차량용 공조장치에서 가이드월(200)의 일부를 절개한 모습을 도시한 부분 확대 사시도이고, 도 7은 본 발명에 의한 공조장치의 히터 코어(102)와 전열 히터(105)의 근방에서의 속도 분포를 도시한 도면이다.

도 5 내지 도 6과 같이, 본 발명의 제1 실시예에 의한 차량용 공조장치는 공기의 유동 방향으로 순차적으로 배치되는 히터 코어(102) 및 전열 히터(105)를 포함하고, 상기 히터 코어(102)는 공기와 열교환되도록 발열핀 등의 열교환부가 구비된 발열부(102-2)와, 상기 발열부(102-2)를 상하로 감싸 고정하는 탱크부(102-1)를 포함한다. 즉 유동하는 공기와 상기 히터 코어(102)의 열교환은 히터 코어(102)의 발열부(102-2)에서 수행된다. 마찬가지로 본 실시예에서 상기 전열 히터(105)는 PTC 히터일 수 있으며, 공기가 통과되어 열교환되는 발열부를 포함한다.

이 경우 상기 히터 코어(102)의 발열부(102-2)를 경유한 공기의 일부는 전열 히터(105)의 발열부를 통과하여 열교환되고, 다른 일부는 전열 히터(105)의 상측에서 유로 공간(B)를 통과하며, 하측은 공조 케이스(110)의 내벽을 따라 가이드되도록 전열 히터(105)를 바이패스한다.

이 경우 상기 히터 코어(102)와 전열 히터(105)는 일정 두께를 판상으로 형성될 수 있으며, 히터 코어(102)의 길이방향과 전열 히터(105)의 길이방향에 대한 배치 각도(A)는 5도 이상, 30도 이하로 형성된다. 즉, 히터 코어(102)와 전열 히터(105)는 공조 케이스(110)의 내부에서 소정의 배치 각도(A)를 가지고 배치되는데, 상기 배치 각도(A)가 5도 미만인 경우에는 전열 히터(105)의 발열부를 통과한 공기가 공조 케이스(110)의 내벽을 타고 상승 시 공기 유동의 저항이 발생되며, 상기 배치 각도(A)가 30도를 초과하게 되면 공조 케이스(110)의 공간을 차지하여 공조 케이스(110)의 부피가 커지는 문제점이 있다.

즉, 본 발명에서는 상기 히터 코어(102)의 길이방향과 전열 히터(105)의 길이방향에 대한 배치 각도(A)를 5도 이상, 30 이하로 형성하여 히터 코어(102) 및 전열 히터(105)의 발열부를 통과한 공기 유동의 저항을 최소화하면서, 공기의 일부가 히터 코어(102)의 하측으로 유연하게 바이패스할 수 있도록 유도하는 것이다.

또한 본 발명의 제2 실시예에 의한 차량용 공조장치는 상기 히터 코어(102)와 전열 히터(105)가 도면 방향 상단부에서 소정 간격으로 이격되어 공기의 유로를 형성하는 유로 공간(B)을 포함한다.

한편, 상기 히터 코어(102)의 발열부를 통과한 더운 공기는 보조적으로 온도를 더 높이도록 전열 히터(105)의 발열부를 통과하게 되는데, 이 경우 종래와 같이 전열 히터(105)를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 방편으로 히터 코어(102)의 발열부를 통과한 공기 모두를 전열 히터(105)의 발열부로 통과하도록 상기 히터 코어(102)의 주위를 폐쇄하게 되면, 전열 히터(105)에 통기저항이 심하게 걸리므로, 공기 토출구(112)로 토출되는 풍량이 현저히 줄게 되며, 또한 전열 히터(105)의 발열부를 통과한 풍속이 빨라져(도 8 참조) 토출량의 제어가 힘든 문제점이 있다. 또한 배경기술에 기재한 듯이 전열 히터(105)의 상측을 폐쇄하고 하측을 개방하는 경우에는 히터 코어(102)의 발열부를 통과한 공기가 전열 히터(105)의 하측으로 빠져나가 전열 히터(105)의 효율이 떨어지는 문제가 있었다.

즉 본 실시예에서는 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 전열 히터(105)의 효율을 최대한 높이면서도 공기 토출구(112)로 토출되는 공기량을 최대로 하기 위해 상기 히터 코어(102)와 전열 히터(105)를 소정 간격으로 이격하여 유로 공간(B)을 확보함으로써, 히터 코어(102)의 발열부를 경유한 공기가 전열 히터(105)의 하측으로 유동하는 동시에 전열 히터(105)의 상측의 유로 공간(B)으로도 유동하여, 공기가 전열 히터(105)를 경유하도록 가이드하게 된다.

이 경우 바람직하게는 일반적으로 적용되는 공조 장치의 경우에 상기 유로 공간(B)의 너비는 5mm 이상, 30mm 이하로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 유로 공간(B)의 너비가 5mm 미만인 경우 유로 공간(B)으로의 공기가 적정 수준 유동되지 않아 전열 히터(105)로 유동되는 공기가 적어지고, 풍량 저하가 발생될 수 있으며, 상기 유로 공간(B)의 너비가 30mm를 초과하게 되면, 유로 공간(B)으로 너무 많은 공기가 유동되어 전열 히터(105)로 통과하는 공기가 적어 전열 히터(105)의 효율이 떨어지는 문제가 있다.

또한 본 발명의 제3 실시예에 의한 차량용 공조장치는 히터 코어(102)의 발열부를 통과한 공기를 전열 히터(105)로 유도하기 위해 상기 히터 코어(102)의 도면 상 상측 방향에서 히터 코어(102)와 전열 히터(105)의 사이에서, 도면 상 하측 방향으로 상기 전열 히터(105)의 일부 중첩되는 길이까지 돌출되는 가이드월(200)을 포함한다.

본 실시예에서는 상술한 제1, 2 실시예와 함께 적용될 수 있는 것으로, 도 7과 같이, 히터 코어(102)의 상측을 경유한 ①공기는 하측으로 돌출된 가이드월(200)을 경유하여 일부는 유로 공간(B)으로 향하고 잔부는 전열 히터(105)의 발열부로 향하여 전열 히터(105)의 효율을 높이게 된다. 또한 ②공기는 전열 히터(105)의 발열부를 경유하게 되며, ③공기는 전열 히터(105)의 통기 저항이 없는 하측으로 유도된다. 이에 따라 본 발명에 의한 차량용 공조장치는 종래에 전열 히터(105)의 상측이 폐쇄된 공조장치에 비하여 전열 히터(105)의 효율을 높이는 동시에 공기 토출구(112)로 토출되는 공기량을 현저히 늘릴 수 있는 효과가 있는 것이다.

이 경우 상기 ③공기는 전열 히터(105)의 하측으로 통기 저항이 없이 공조 케이스(110)의 내벽을 타고 유동하여 ①공기 및 ②공기와 합류하게 된다.

즉 본 발명에 의한 차량용 공조장치는 종래에 전열 히터(105)의 상측이 폐쇄된 공조장치 보다 공기 토출구(112)에서 토출되는 풍량은 어느 정도 줄어들 수 있지만, 전열 히터(105)의 효율을 극대화하여, 적은 바람으로도 난방을 효율적으로 사용할 수 있게 되는 것이다.

이 경우 상기 가이드월(200)은 상기 히터 코어(102) 및 전열 히터(105)와 마주보도록 위치된다. 이 경우 상기 가이드월(200)은 제1 실시예에 따라 서로 기울기를 가지고 있는 히터 코어(102) 및 전열 히터(105)에서, 상기 히터 코어(102)와 전열 히터(105)가 가깝게 배치되는 상측에 형성될 수 있다. 이는 서로 기울기를 가지고 배치되는 히터 코어(102)와 전열 히터(105)에서는 상측이 상대적으로 서로 거리가 좁아 풍속이 빠르고, 이에 유로 공간(B)으로 너무 많은 공기가 유동 될 수 있기 때문이다.

또한 상기 가이드월(200)은 그 단부가 상기 히터 코어(102) 측으로 가깝게 형성될 수 있다. 자세하게는 상기 가이드월(200)은 그 단부가 히터 코어(102) 측으로 가깝게 형성되면, 제1 실시예에 따라 서로 기울기를 가지고 있는 히터 코어(102) 및 전열 히터(105)에서 거리가 좁은 가이드월(200)과 히터 코어(102)의 사이에서 상대적으로 풍속이 빠르게 되므로, 상기 전열 히터(105)를 통과하지 않고, 바이패스 되는 풍량이 많아질 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 차량용 공조장치와 종래에 전열 히터(105)만 공기가 통과되도록 상하측이 폐쇄된 공조장치에서의 공조장치 내부에 풍속 분포를 도시한 도면으로 도 8 (a)는 본 발명에 의한 차량용 공조장치이고, 도 8 (b)는 종래의 공조장치를 나타낸 도면이다.

도 8과 같이, 본 발명에 의한 차량용 공조장치에서는 종래의 공조장치와 비교하여 전열 히터(105)에 유입되는 공기의 비율이 30~40% 수준에서 60~70%까지 상승하였음을 알 수 있었다. 즉 도 8 (b)에서 히터 코어(102)의 발열부를 경유한 공기가 전열 히터(105)의 발열부만을 통과하게 디자인을 할 경우 히터 코어(102)의 발열부와 전열 히터(105)의 발열부를 통과하는 바람의 통기저항이 거의 본 발명의 차량용 공조장치에 비하여 25%이상 상승하며, 풍량 또한 약 40~60CMH까지 현저하게 작아짐을 볼 수 있었다.

자세하게는 또한 증발기(101)로 송풍기(미도시)에서 300 CMH(cubic meter/hour)로 송풍 시 증발기(101)의 전단에서의 압력은 도 8 (a)에서 478.2 Pa, 도 8 (b)에서 636 Pa로 측정되었으며 이를 바탕으로 종래의 공조장치에서의 통기저항이 본 발명의 차량용 공조장치에 비하여 약 25%이상 상승됨을 알 수 있었다. 즉 송풍기에서 밀어주는 공기가 히터 코어(102)의 발열부와 전열 히터(105)의 발열부를 경유하 때 발생되는 통기 저항에 의하여 해당분 만큼의 압력이 상승된다는 의미이다.

마찬가지로 전열 히터(105)의 후단에 풍속은 종래의 차량용 공조장치에서 비교할 수 없을 만큼 빨라져 공기 토출구(112)로 토출되는 공기의 제어가 거의 불가능함을 알 수 있었다.

이상에서 설명된 본 발명의 차량용 공조장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

110 : 공조 케이스 102 : 히터 코어
101 : 증발기 102-1 : 탱크부
102-2 : 발열부 105 : 전열 히터
111 : 공기 유입구 112 : 공기 토출구
120 : 바이패스 도어 121 : 회전축
130 : 모드 도어 200 : 가이드월

Claims

송풍 유닛에 의해 공급되는 공기를 공기 토출구(112)로 송풍하도록 내부에 공기 유로가 형성된 공조 케이스(110)와, 상기 공조 케이스(110)에 공기 유동 방향으로 순차로 설치되는 증발기(101), 히터 코어(102) 및 전열 히터(105)를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
상기 히터 코어(102)와 전열 히터(105)의 사이에서 상기 히터 코어(102)의 상측 방향에서 하측 방향으로 상기 전열 히터(105)의 일부 중첩되는 길이까지 돌출되어 상기 히터 코어(102)를 통과한 공기를 상기 전열 히터(105)로 유도하는 가이드월(200)을 포함하는 차량용 공조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 히터 코어(102)의 길이방향과 전열 히터(105)의 길이방향에 대한 배치 각도(A)는 5도 이상, 30도 이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 히터 코어(102)와 상기 전열 히터(105)는 이격되어 유로 공간(B)을 형성하는 차량용 공조장치.
청구항 3에 있어서,
상기 유로 공간(B)의 너비는 5mm 이상, 30mm 이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
청구항 3에 있어서,
상기 히터 코어(102)의 발열부를 통과한 일부 공기는 상기 전열 히터(105)의 발열부를 통과하고,
상기 히터 코어(102)의 발열부를 통과한 다른 일부 공기는 상기 전열 히터(105)를 바이패스하여 유로 공간(B)을 통하여 유동한 후, 상기 전열 히터(105)의 발열부를 통과한 공기와 합류되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가이드월(200)은,
상기 히터 코어(102)의 발열부(102-2) 및 전열 히터(105)의 발열부와 마주보도록 위치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
청구항 2에 있어서,
상기 가이드월(200)은,
배치 각도(A)를 갖는 상기 히터 코어(102)와 전열 히터(105)에서, 상기 히터 코어(102)와 전열 히터(105)가 가깝게 배치되는 측에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
청구항 7에 있어서,
상기 가이드월(200)은,
그 단부가 상기 히터 코어(102) 측으로 가깝게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.