KR20200107183A - 차량용 공조장치 - Google Patents

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Abstract

증발기와 공조케이스 간의 틈을 통해 유입되는 공기를 차단하면서 드레인 가능 이상의 응축수가 생성시 응축수가 온도조절도어 너머로 넘치지 않도록 할 수 있는 차량용 공조장치가 개시된다. 차량용 공조장치는 내부에 공기 유로가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스의 공기 유로에 구비되는 증발기 및 공기 유동 방향으로 상기 증발기의 하류측에 구비되어 응축수를 외부로 배출하기 위한 드레인홀을 포함하며, 상기 공조케이스의 바닥면에서 상부로 돌출되는 제1 배플; 및 상기 공조케이스의 바닥면에서 상부로 돌출되며, 공기 유동 방향으로 상기 제1 배플의 하류에 형성되는 제4 배플이 구비되고, 상기 제1 배플과 제4 배플은 폭 방향으로 적어도 일부가 겹치게 형성되어 공기 유동 방향으로 2중으로 구성된다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 증발기 등에서 발생한 응축수를 외부로 배출하기 위한 드레인 수단을 구비한 차량용 공조장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 공조장치는 차량 외부의 공기를 차량 실내로 도입하거나 차량 실내의 공기를 순환시키는 과정에서 가열 또는 냉각시켜 차량 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 장치로서, 공조케이스의 내부에는 냉각작용을 위한 증발기와 가열작용을 위한 히터코어가 구비된다. 상기 차량용 공조장치는 증발기나 히터코어에 의해 냉각 또는 가열된 공기를 송풍 모드 전환용 도어를 사용하여 차량 실내의 각 부분으로 선택적으로 송풍하도록 이루어진다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치를 도시한 단면도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 차량용 공조장치(1)는 공조케이스(10)와, 송풍기와, 증발기(2) 및 히터코어(3)와, 온도조절도어(18,19)를 포함하여 이루어진다.
공조케이스(10)의 입구측에는 공기유입구(11)가 형성되고, 출구측에는 각각 모드도어(15,16,17)에 의하여 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(12), 페이스 벤트(13) 및 플로어 벤트(14)가 형성된다. 송풍기는 공조케이스(10)의 공기유입구(11)에 연결되어 내기 또는 외기를 송풍한다.
증발기(2) 및 히터코어(3)는 공조케이스(10)의 내부에 공기 유동 방향으로 순차로 설치된다. 온도조절도어(18,19)는 증발기(2)와 히터코어(3)의 사이에 설치되며, 히터코어(3)를 바이패스하는 냉풍유로와 히터코어(3)를 통과하는 온풍유로의 개도를 조절함으로써 차량 실내로 토출되는 공기의 온도를 조절한다. 상부의 온도조절도어(18)는 제1 샤프트(21)에 연결되어 제1 샤프트(21)의 회전에 의해 슬라이딩 작동하며, 하부의 온도조절도어(19)는 제2 샤프트(22)에 연결되어 제2 샤프트(22)의 회전에 의해 슬라이딩 작동한다.
도 2는 도 1의 "A"를 확대 도시한 단면도이다. 도 2를 참조하면, 공조케이스(10)의 하부에 증발기(2)가 안착되는 안착면이 형성되며, 공조케이스(10)와 증발기(2) 사이에 기밀을 위한 씰부재(55)가 개재된다. 공조케이스(10)의 바닥면은 하부로 경사지게 형성되며, 경사면의 최하부에 증발기(2)에서 발생한 응축수를 외부로 배출하기 위한 드레인홀(51)이 형성된다. 아울러, 히터코어(3)의 상류측 공조케이스(10)의 내측면에 온도조절도어(19)를 슬라이딩 안내하는 가이드레일(52)이 형성된다. 가이드레일(52)의 상부에는 다른 하나의 온도조절도어(18)를 안내하기 위한 가이드레일이 형성된다.
종래의 차량용 공조장치는 증발기(2)에서 발생한 응축수 등 수분을 외부로 원활히 배출하기 위해 공조케이스(10)의 바닥면에 홈 형상의 배수유로가 형성된다. 상기 배수유로는 수분을 배출하기 위한 통로이지만, 도 2의 점선으로 도시된 것처럼 증발기(2)를 거치지 않은 공기가 유동하는 통로가 될 수 있으므로 에어 리크(Air leak)에 취약한 문제점이 있다.
한편, 도 3은 도 2에서 드레인 가능 이상의 응축수가 발생된 상태를 도시한 것이다. 송풍기가 비교적 저단으로 운행 상태에서 응축수는 증발기 표면에 맺혀 있다가 송풍기가 비교적 고단으로 운행되면 응축수가 한번에 많이 발생하여, 도 3과 같이 공조케이스(10)의 하부에 드레인 가능 이상의 응축수가 발생될 수 있다. 이 경우, 드레인 가능 이상의 응축수가 발생될 때, 온도조절도어 너머로 응축수가 넘치는 현상이 발생한다.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 증발기와 공조케이스 간의 틈을 통해 유입되는 공기를 차단하면서 드레인 가능 이상의 응축수가 생성시 응축수가 온도조절도어 너머로 넘치지 않도록 할 수 있는 차량용 공조장치를 제공한다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치는 내부에 공기 유로가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스의 공기 유로에 구비되는 열교환기와, 응축수를 배출하기 위한 배출부를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 열교환기와 배출부 사이의 일정 영역에, 유동하는 공기 또는 응축수의 적어도 일부를 차단하는 차단부재를 배치한다.
상기에서, 열교환기는 냉방용 열교환기 및 난방용 열교환기로 구성되고, 상기 냉방용 열교환기와 난방용 열교환기 사이에 온도조절도어가 구비되며, 상기 배출부는 공기 유동 방향으로 상기 냉방용 열교환기의 하류측에 구비되어 응축수를 외부로 배출하기 위한 드레인홀을 구비하며, 상기 차단부재는 공조케이스의 바닥면에서 돌출되는 제1 배플을 구비한다.
상기에서, 냉방용 열교환기와 온도조절도어의 안착부 사이 또는 냉방용 열교환기와 드레인홀 사이에 제1 배플이 형성된다.
상기에서, 차단부재는, 냉방용 열교환기로부터 발생된 응축수가 드레인홀로 배출되기 전에, 응축수를 포집하여 버퍼링을 수행하며, 공조케이스와 상기 공조케이스에 안착되는 냉방용 열교환기의 사이로 열교환되지 않은 공기가 리크되는 것을 차단한다.
상기에서, 온도조절도어의 안착부는 냉방용 열교환기보다 중력방향 하부에 위치한다.
상기에서, 제1 배플은 냉방용 열교환기와 드레인홀 사이에 구비된다.
상기에서, 냉방용 열교환기는 증발기를 구비하고, 상기 제1 배플은 공조케이스의 바닥면에서 증발기의 헤더탱크까지 연장 형성된다.
상기에서, 제1 배플의 상부는 증발기의 헤더탱크에 밀착된다.
상기에서, 온도조절도어는 상하 방향으로 슬라이딩 구동되고, 상기 온도조절도어의 슬라이딩 방향과 제1 배플의 연장 방향은 나란하게 형성된다.
상기에서, 안착부는 온도조절도어의 슬라이딩을 안내하는 가이드레일로 구성되며, 상기 제1 배플의 상단은 안착부의 하단보다 높게 형성된다.
상기에서, 드레인홀은 폭 방향으로 중앙부에 형성되고, 상기 제1 배플은 폭 방향으로 중앙부에 트임부를 형성한다.
상기에서, 공기 유동 방향으로 상기 트임부의 상류측에 공조케이스의 바닥면에서 돌출된 제2 배플이 구비된다.
상기에서, 공조케이스의 바닥면에 홈 형상의 배수 유로가 형성되며, 상기 제1 배플은 공기 유동 방향으로 배수 유로의 하류측에 배치된다.
상기에서, 배수 유로의 끝단에 공조케이스의 바닥면에서 돌출된 제3 배플이 구비되며, 상기 제3 배플은 공기 유동 방향으로 배수 유로와 제1 배플의 사이에 배치된다.
상기에서, 드레인홀은 트임부의 후단 인접한 부위에 측 방향으로 개구되게 형성된다.
상기에서, 공조케이스는 폭 방향으로 공기 유로를 구획하는 세퍼레이터를 구비하고, 상기 드레인홀은 트임부를 사이에 두고 세퍼레이터와 마주하도록 배치된다.
상기에서, 제1 배플은 드레인홀과 온도조절도어 사이에 1개 구비된다.
본 발명의 다른 양상에 따른 차량용 공조장치는 내부에 공기 유로가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스의 공기 유로에 구비되는 냉방용 열교환기 및 공기 유동 방향으로 상기 냉방용 열교환기의 하류측에 구비되어 응축수를 외부로 배출하기 위한 드레인홀을 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 공조케이스의 바닥면에서 상부로 돌출되는 제1 배플; 및 상기 공조케이스의 바닥면에서 상부로 돌출되며, 공기 유동 방향으로 상기 제1 배플의 하류에 형성되는 제4 배플이 구비되고, 상기 제1 배플과 제4 배플은 폭 방향으로 적어도 일부가 겹치게 형성되어 공기 유동 방향으로 2중으로 구성된다.
상기에서, 제1 배플은 냉방용 열교환기와 드레인홀의 사이에 배치되고, 상기 제4 배플은 드레인홀의 하류에 배치된다.
상기에서, 공기 유동 방향으로 상기 냉방용 열교환기의 하류측에 난방용 열교환기를 구비하고, 상기 냉방용 열교환기와 난방용 열교환기 사이에 상하 방향으로 슬라이딩 구동되는 온도조절도어가 구비되며, 상기 제4 배플은 드레인홀과 온도조절도어 사이에 배치된다.
상기에서, 제1 배플은 폭 방향으로 공조케이스의 일 측면에서 타 측면을 향해 타 측면과 이격되게 연장되고, 상기 제4 배플은 폭 방향으로 공조케이스의 타 측면에서 일 측면을 향해 일 측면과 이격되게 연장된다.
상기에서, 제1 배플과 제4 배플의 중첩 부위는 폭 방향 길이 및 상하 높이를 조절하여 토출 공기의 좌우 및 상하 온도차를 맞춘다.
상기에서, 제1 배플과 제4 배플의 중첩 부위에는 공조케이스의 바닥면을 향해 하향 경사진 경사면이 각각 형성된다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치는 증발기와 공조케이스 간의 틈을 통해 유입되는 공기를 차단하면서 드레인 가능 이상의 응축수가 생성시 응축수가 온도조절도어 너머로 넘치지 않도록 함으로써, 토출 공기의 온도 상승을 방지하여 히트 픽업을 개선하며 응축수에 의한 도어 오작동을 방지하고 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치를 도시한 단면도이고,
도 2는 도 1의 "A"를 확대 도시한 단면도이며,
도 3은 도 2에서 드레인 가능 이상의 응축수가 발생된 상태를 도시한 것이며,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 단면도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조케이스의 바닥면을 도시한 부분 절개 사시도이며,
도 6은 도 4의 "B"를 확대 도시한 단면도이고,
도 7은 도 5의 평면도이며,
도 8은 도 6에서 배플이 에어 리크를 차단하는 것을 도시한 것이고,
도 9는 도 6에서 드레인 가능 이상의 응축수가 발생된 상태를 도시한 것이며,
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 단면도이고,
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 공조케이스의 바닥면을 도시한 부분 절개 사시도이며,
도 12는 도 11의 평면도이고,
도 13은 도 12의 공기 이동 경로를 도시한 것이며,
도 14는 도 11의 제1 배플 및 제4 배플의 정면도이고,
도 15는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 단면도이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 차량용 공조장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치(100)는 공조케이스(110)와, 송풍기와, 온도조절도어(200,201)를 포함하여 이루어진다. 공조케이스(110)에는 냉방용 열교환기인 증발기(102) 및 난방용 열교환기인 히터코어(103)가 공기 유동 방향으로 순차로 구비된다.
이하의 설명에서, 도 7의 좌우 방향이 차량 폭 방향이고, 상하 방향이 차량 전후 방향이다.
공조케이스(110)의 내부에는 공기 유로가 형성되며, 입구측에 공기유입구(111)가 형성되고, 출구측에는 각각 모드도어(115,116,117)에 의하여 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(112), 페이스 벤트(113) 및 플로어 벤트(114)가 형성된다. 송풍기는 공조케이스(110)의 공기유입구(111)에 연결되어 내기 또는 외기를 송풍하는 기능을 수행한다.
온도조절도어(200,201)는 증발기(102)와 히터코어(103)의 사이에 설치되며, 히터코어(103)를 바이패스하는 냉풍유로와 히터코어(103)를 통과하는 온풍유로의 개도를 조절함으로써 차량 실내로 토출되는 공기의 온도를 조절한다. 상부의 온도조절도어(200)는 제1 샤프트(121)에 연결되어 제1 샤프트(121)의 회전에 의해 상하 방향으로 슬라이딩 작동하며, 하부의 온도조절도어(201)는 제2 샤프트(122)에 연결되어 제2 샤프트(122)의 회전에 의해 상하 방향으로 슬라이딩 작동한다.
공조케이스(110)의 하부에 증발기(102)가 안착되는 안착면이 형성되며, 공조케이스(110)와 증발기(102) 사이에 기밀을 위한 씰부재(155)가 개재된다. 공조케이스(110)의 바닥면은 하부로 경사지게 형성되며, 경사면의 최하부에 증발기(102)에서 발생한 응축수를 외부로 배출하기 위한 드레인홀(151)이 형성된다.
아울러, 히터코어(103)의 상류측 공조케이스(110)의 내측면에 온도조절도어(201)를 슬라이딩 안내하는 안착부(152)가 형성된다. 안착부(152)의 상부에는 다른 하나의 온도조절도어(200)를 안내하기 위한 안착부가 형성된다. 안착부(152)는 온도조절도어의 슬라이딩을 안내하는 가이드레일로로 구성될 수 있다.
드레인홀(151)은 공기 유동 방향으로 증발기(102)의 하류측에 구비되어, 응축수를 외부로 배출하기 위한 것으로서, 공조케이스(110)의 경사면의 가장 하부에 위치하는 것이 바람직하다. 드레인홀(151)은 측(Side) 방향으로 개구되게 형성된다. 증발기(102) 등에서 발생한 수분은 하부로 이동한 후 드레인홀(151)을 통해 수평 방향으로 이동하여 외부로 배출된다. 이러한 구성은 드레인홀이 상하 방향으로 개구된 구조와 비교하여 물의 배출시 소음 저감에 효과적이며 원활한 배수에 유리하다.
공조케이스(110)의 바닥면에는 홈 형상의 배수 유로(171)가 형성된다. 배수 유로(171)는 차량 전후 방향으로 길게 연장 형성되며, 차량 폭 방향으로 복수개가 이격 형성된다. 배수 유로(171)는 증발기(102), 배관 등에서 발생한 응축수 또는 외부에서 유입된 수분을 하부 방향으로 안내하여 드레인홀(151)로 원활히 흐르게 한다.
공조케이스(110)는 차단부재를 구비한다. 차단부재는 제1 배플(160)을 구비한다. 본 실시 예에서, 제1 배플(160)은 공조케이스(110)의 바닥면에서 돌출되어, 공조케이스(110)와 증발기(102) 사이의 틈을 통해 유입되는 공기를 차단한다. 공조케이스(110)와 증발기(102)는 씰부재(155)에 완전히 밀착되어 기밀을 유지하고 있으나, 응축수의 배출을 위해 형성된 전술한 배수 유로(171)를 통해 증발기(102)를 통과하지 않은 공기가 리크(Leak)되는 현상이 발생한다.
한편, 제1 배플은 도 15에 도시된 것처럼 증발기(102)와 온도조절도어의 안착부(152) 사이에 형성되거나, 도 4에 도시된 것처럼 증발기(102)와 드레인홀(151) 사이에 형성되거나, 두 곳 모두에 형성될 수 있다. 도 15에서 제1 배플(160)은 드레인홀(151)과 온도조절도어의 안착부(152) 사이에 1개만 형성될 수 있다.
본 실시 예에서, 제1 배플(160)은 배수 유로(171)의 하류 측에 구비되어, 증발기(102)와 공조케이스(110)의 틈을 통해 증발기(102)를 통하지 않은 외기가 지나는 것을 막아준다. 이를 통해, 차량 실내로 토출되는 온도와 증발기 온도 간의 차이에 의해 발생하는 히트픽업(Heat pick-up)을 개선할 수 있다. 히트픽업에 의해 의도된 토출 온도보다 실제 토출 온도가 더 높게 형성되어 사용자의 불만감이 커지게 되는데, 제1 배플(160)은 이러한 문제를 개선한다.
제1 배플(160)은 증발기(102)와 드레인홀(151)의 사이에 배치된다. 제1 배플(160)의 형성 위치에 따라 드레인홀(151)을 통한 배수 능력은 크게 달라진다. 따라서, 제1 배플(160)의 형성 위치를 최적화하는 것은 매우 중요한 일이다. 본 발명의 실시 예를 통해 제1 배플(160)의 배치를 최적화하고, 이로 인해 종래기술에서 언급한 온도조절도어로의 물 넘침 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.
제1 배플(160)이 증발기(102)와 드레인홀(151)의 사이에 배치되는 것은, 드레인홀(151)이 제1 배플(160)의 후방(공기 유동 방향으로 하류 쪽)에 위치하는 것을 의미한다. 제1 배플(160)은 증발기(102)와 온도조절도어(201) 사이에서 물막이 격벽으로 작용하며, 드레인 가능 이상의 응축수 생성시 도 9와 같이 1차적으로 응축수(W)를 잡아두어 드레인홀(151)로 이동한 응축수(W)가 온도조절도어(201) 너머로 넘치지 않도록 한다.
제1 배플(160)이 증발기(102)와 드레인홀(151)의 사이에 배치된 구성은, 제1 배플(160)이 드레인홀(151) 후방에 배치된 구성과 비교하여 에어 리크 방지 효과와 응축수 넘침 방지 효과가 더 크다. 즉, 제1 배플(160)이 드레인홀(151)보다 전방에 배치됨에 따라 더욱 증발기(102)에 가까워져 공조케이스(110)와 증발기(102) 사이로 리크되는 공기를 더욱 효과적으로 차단할 수 있다.
그리고, 만약 제1 배플(160)이 드레인홀(151)보다 후방에 배치되는 경우, 드레인 가능 이상의 응축수가 생성시 제1 배플(160)은 응축수가 온도조절도어(201) 쪽으로 넘치는 것을 조금은 완화할 수 있다. 하지만, 응축수가 더 많이 생성되어 일정 수위 이상이 되면 제1 배플(160)은 더이상 물막이 격벽으로 작용하지 못하고, 응축수가 온도조절도어(201) 쪽으로 넘치게 된다. 응축수의 생성량은 증가하지만 드레인홀(151)을 통한 응축수의 배출량은 한계가 있다.
반면에, 제1 배플(160)을 증발기(102)와 드레인홀(151) 사이에 배치하는 경우, 제1 배플(160)이 응축수를 1차적으로 잡아두어 응축수의 드레인홀(151)로 가는 경로는 더 길어지고 응축수가 우회하여 드레인홀(151)로 배출된다. 따라서, 짧은 시간 내에 급격하게 응축수가 많이 발생하여도 제1 배플(160)이 범퍼(Bumper)와 같은 역할을 하여 응축수가 온도조절도어(201)로 넘치는 현상을 방지할 수 있다.
제1 배플(160)은 공조케이스(110)의 바닥면에서 증발기(102)의 헤더탱크(1022)까지 연장 형성된다. 증발기(102)는 서로 마주하는 한 쌍의 헤더탱크(1022)와, 한 쌍의 헤더탱크(1022)를 연결하는 복수의 튜브(1021)로 구성된다. 증발기(102)는 공조케이스(110)에 안착될 때, 구체적으로는 증발기(102)의 헤더탱크(1022)가 공조케이스(110)의 안착면에 안착된다. 아울러, 제1 배플(160)의 상부는 증발기(102)의 헤더탱크(1022)에 밀착된다.
제1 배플(160)이 하부의 헤더탱크(1022)까지 상부로 충분히 연장되고 밀착됨에 따라, 튜브(1021)에서 발생한 응축수가 하부로 흘러내려 바로 제1 배플(160) 너머의 드레인홀(151)로 배출되지 않고 헤더탱크(1022)의 하부와 제1 배플(160)의 전방 사이 공간으로 낙하하여 물넘침 방지 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
온도조절도어의 슬라이딩 방향과 제1 배플(160)의 연장 방향은 나란하게 형성된다. 즉, 제1 배플(160)과 안착부(152)는 평행 또는 거의 평행에 가깝게 배치된다. 제1 배플(160)의 연장 방향에 따라, 동일 길이에 대해 제1 배플(160)의 응축수의 잡아둠 효과가 커지며 공조케이스의 상하 방향 패키지 한계로 인해 비교적 짧은 제1 배플의 길이로도 효과적인 물넘침 방지 효과를 얻을 수 있다. 안착부(152)로 응축수가 넘칠 경우 응축수가 얼어 도어의 구동에 방해를 줄 수 있으며, 제1 배플(160)은 이를 효과적으로 방지할 수 있다.
제1 배플(160)의 상단은 안착부(152)의 하단보다 높게 형성된다. 제1 배플(160)의 상단과 안착부(152)의 하단은 모두 드레인홀(151)보다는 높은 위치에 있다. 공조케이스(110)의 바닥면은 증발기(102)에서 드레인홀(151)로 갈수록 하향 경사지며 드레인홀(151)에서 가장 낮고 다시 히터코어(103)로 갈수록 상향 경사진 형상을 갖는다. 제1 배플(160)의 상단을 안착부(152)의 하단보다 높게 형성함으로써, 제1 배플(160)이 충분히 응축수의 물막이 격벽으로 작용하게 하고 응축수가 온도조절도어 쪽으로 넘칠 가능성을 더욱 낮출 수 있다.
도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 드레인홀(151)은 차량 폭 방향으로 대략 중앙부에 형성된다. 아울러, 제1 배플(160)은 차량 폭 방향으로 중앙부에 트임부(165)를 형성한다. 도 7에서 상부 방향이 공기 유동 방향으로 상류 측이고 하부 방향이 하류 측이다. 도 7에서 응축수는 상부에서 하부로 흐른다. 공조케이스(110)의 바닥면은 드레인홀(151)을 향해 차량 전후 방향으로 경사지며 차량 폭 방향으로도 경사지게 형성된다.
드레인홀(151)은 트임부(165)의 후단 인접한 부위에 측 방향으로 개구되게 형성된다. 또한, 공조케이스(110)는 차량 폭 방향으로 공기 유로를 구획하는 세퍼레이터(150)를 구비한다. 세퍼레이터(150)는 공조케이스(110)의 내부 공기 유로를 차량 폭 방향으로 좌우 2등분 구획한다. 드레인홀(151)은 트임부(165)를 사이에 두고 세퍼레이터(150)와 마주하도록 배치된다.
증발기(102) 등에서 발생한 응축수는 공조케이스(110)의 바닥면으로 낙하한 후 차량 전후 방향으로 드레인홀(151)을 향해 흐를 뿐 아니라 차량 폭 방향으로도 드레인홀(151)을 향해 흐른다. 발생된 응축수는 제1 배플(160)에 의해 막혀 일정 수위 이상이 되면 높이 방향으로 제1 배플(160)을 넘어 드레인홀(151)로 배출되기도 하지만, 대부분 차량 폭 방향으로 흘러 중앙 부위로 집결하며, 트임부(165)를 통해 드레인홀(151)로 배출된다. 트임부(165)를 통해 응축수를 우회하여 드레인홀(151)로 배출하는 것이 가능하다.
또한, 공조케이스(110)는 제2 배플(175) 및 제3 배플(172)을 구비한다. 제2 배플(172)은 공기 유동 방향으로 트임부(165)의 상류측에 배치되며, 공조케이스(110)의 바닥면에서 돌출된다. 제3 배플(172)은 배수 유로(171)의 끝단에 배치되며, 공조케이스(110)의 바닥면에서 돌출된다. 제1 배플(160)은 공기 유동 방향으로 배수 유로(171)의 하류측에 배치된다. 아울러, 제3 배플(172)은 공기 유동 방향으로 배수 유로(171)와 제1 배플(160)의 사이에 배치된다.
제2 배플(175)은 트임부(165)의 전방에 위치함으로써, 응축수가 직접 트임부(165)를 통해 드레인홀(151)로 배출되는 것을 방지한다. 즉, 제2 배플(175)은 응축수를 우회시키며 배출 경로를 길게하여 제1 배플(160)과 더불어 물 넘침을 2중으로 막는 역할을 한다. 제3 배플(172)은 배수 유로(171)의 끝단에 형성됨에 따라, 배수 유로(171)를 통해 리크되는 공기를 가장 전방에서 차단한다. 제3 배플(172)을 통해 에어 리크를 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 단면도이고, 도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 공조케이스의 바닥면을 도시한 부분 절개 사시도이며, 도 12는 도 11의 평면도이고, 도 13은 도 12의 공기 이동 경로를 도시한 것이며, 도 14는 도 11의 제1 배플 및 제4 배플의 정면도이다.
도 10 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량용 공조장치(100)는 공조케이스(110)와, 송풍기와, 온도조절도어(200,201)를 포함하여 이루어진다. 공조케이스(110)에는 증발기(102) 및 히터코어(103)가 공기 유동 방향으로 순차로 구비된다. 본 실시 예에서는 전술한 실시 예와 비교하여 차이나는 구성에 대해서만 상세히 설명할 것이다.
이하의 설명에서, 도 12의 좌우 방향이 차량 폭 방향이고, 상하 방향이 차량 전후 방향이다.
드레인홀(151)은 공기 유동 방향으로 증발기(102)의 하류측에 구비되어, 응축수를 외부로 배출하기 위한 것으로서, 측(Side) 방향으로 개구되게 형성된다. 공조케이스(110)의 바닥면에는 홈 형상의 배수 유로(171)가 형성된다. 배수 유로(171)는 차량 전후 방향으로 길게 연장 형성되며, 차량 폭 방향으로 복수개가 이격 형성된다.
공조케이스(110)는 제1 배플(160) 및 제4 배플(180)을 구비한다. 제1 배플(160)은 공조케이스(110)의 바닥면에서 돌출되어, 공조케이스(110)와 증발기(102) 사이의 틈을 통해 유입되는 공기를 차단한다. 공조케이스(110)와 증발기(102)의 사이에 형성된 배수 유로(171)를 통해 증발기(102)를 통과하지 않은 공기가 리크(Leak)되는 현상이 발생한다.
제4 배플(180)은 공조케이스(110)의 바닥면에서 상부로 돌출되며, 공기 유동 방향으로 제1 배플(160)의 하류에 형성된다. 제1 배플(160)과 제4 배플(180)은 폭 방향으로 적어도 일부가 겹치게 형성되어, 공기 유동 방향으로 2중으로 구성된다. 이러한 구성을 통해, 공조케이스(110)와 제1 배플(160) 및 제4 배플(180)이 지그재그 형상의 배수로를 형성하게 된다.
제1 배플(160)은 증발기(102)와 드레인홀(151)의 사이에 배치된다. 아울러, 제4 배플(180)은 드레인홀(151)의 하류에 배치된다. 더욱 상세하게는, 제4 배플(180)은 드레인홀(151)과 온도조절도어 사이에 배치된다. 제1 배플(160) 및 제4 배플(180)의 형성 위치에 따라 드레인홀(151)을 통한 배수 능력은 크게 달라진다. 따라서, 제1 배플(160) 및 제4 배플(180)의 형성 위치를 최적화하는 것은 매우 중요한 일이다. 본 발명의 다른 실시 예를 통해 제1 배플(160) 및 제4 배플(180)의 배치를 최적화하고, 이로 인해 종래기술에서 언급한 온도조절도어로의 물 넘침 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.
제1 배플(160)이 증발기(102)와 드레인홀(151)의 사이에 배치되는 것은, 드레인홀(151)이 제1 배플(160)의 후방(공기 유동 방향으로 하류 쪽)에 위치하는 것을 의미한다. 제1 배플(160)은 증발기(102)와 온도조절도어 사이에서 물막이 격벽으로 작용한다.
또한, 제4 배플(180)은 드레인홀(151)과 온도조절도어 사이에 배치되어 응축수를 2중으로 막아줌과 동시에, 응축수를 곧바로 드레인홀(151)로 배출되지 않고 우회하여 배출되게 하여 넘침 현상을 줄여주며, 리크 공기를 곧바로 하류로 이동시키지 않고 우회하여 이동시킴에 따라 찬공기와 뜨거운공기의 믹싱성도 개선할 수 있다.
제1 배플(160)은 폭 방향으로 공조케이스(110)의 일 측면에서 타 측면을 향해 타 측면과 이격되게 연장된다. 제4 배플(180)은 폭 방향으로 공조케이스(110)의 타 측면에서 일 측면을 향해 일 측면과 이격되게 연장된다.
이와같이, 공조케이스(110)의 하단 배수로를 겹치게 이중으로 막아주어 증발기(102)와 공조케이스(110) 사이의 틈인 배수 유로(171)를 통해 리크된 뜨거운 공기가 증발기 탱크 및 표면을 따라 이동하도록 유도하거나 지그재그의 배수로를 따라 통과하여 뜨거운 공기와 찬공기가 충분히 믹스됨으로써 토출 공기의 좌우 및 상하 온도차를 줄여주게 된다. 아울러, 증발기(102)에서 발생된 응축수가 제1 배플(160) 및 제4 배플(180)을 통해 우회하여 하부로 이동함으로써 물막이 기능을 향상시킬 수 있다.
제1 배플(160)과 제4 배플(180)의 중첩 부위는 폭 방향 길이 및 상하 높이를 조절하여 토출 공기의 좌우 및 상하 온도차를 맞출 수 있다. 예를 들어, 제1 배플(160)과 제4 배플(180)의 중첩 부위의 폭 방향 길이를 늘리면 리크 공기의 우회 경로는 더욱 길어져 뜨거운공기가 더 오래 머물면서 찬공기와 믹싱되므로 믹싱성이 더욱 좋아진다.
제1 배플(160)과 제4 배플(180)의 중첩 부위에는 공조케이스(110)의 바닥면을 향해 하향 경사진 경사면(169)(189)이 각각 형성된다. 제1 배플(160)에 형성된 경사면(169)은 폭 방향 일측에서 타측으로 갈수록 하향 경사지게 형성되며, 제4 배플(180)에 형성된 경사면(189)은 폭 방향 타측에서 일측으로 갈수록 하향 경사지게 형성된다. 이러한 구성을 통해, 제1 배플(160)의 경사면(169)과 제4 배플(180)의 경사면(189)은 도 14와 같이 정면도 상에서 "V" 형상을 갖게 된다.
제1 배플(160)의 경사면(169)과 제4 배플(180)의 경사면(189)이 형성하는 "V" 형상의 홈을 통해 센터 방향으로의 공기 유동을 유도하여 센터쪽 풍량을 증대시킬 수 있다. 만약, 공기토출구의 센터쪽에 차량 폭 방향 좌우 사이로 공기를 토출시키는 사이드 벤트를 연결할 경우 사이드 벤트의 풍량을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
정리하면, 제1 배플(160) 및 제4 배플(180)의 중첩 구조를 통해 증발기 탱크 하부 배수로를 통과하는 응축수가 튀기거나 토출구를 통해 배출되는 현상을 더욱 효과적으로 방지할 수 있으며, 배수로를 통과한 리크 공기에 의한 좌우 및 상하 온도차를 균일하게 맞출 수 있다. 아울러, 2중의 저항체 기능을 통해 벤트 토출 온도가 상승함에 따른 열손실을 일부 개선할 수 있다.
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.
100: 차량용 공조장치
102: 증발기 103: 히터코어
110: 공조케이스 111: 공기유입구
112: 디프로스트 벤트 113: 페이스 벤트
114: 플로어 벤트 115,116,117: 모드도어
121: 제1 샤프트 122: 제2 샤프트
150: 세퍼레이터 151: 드레인홀
152: 안착부 160: 제1 배플
165: 트임부 171: 배수 유로
172: 제3 배플 175: 제2 배플
200,201: 온도조절도어

Claims (23)

  1. 내부에 공기 유로가 형성된 공조케이스(110)와, 상기 공조케이스(110)의 공기 유로에 구비되는 열교환기와, 응축수를 배출하기 위한 배출부를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
    상기 열교환기와 배출부 사이의 일정 영역에, 유동하는 공기 또는 응축수의 적어도 일부를 차단하는 차단부재를 배치한 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 열교환기는 냉방용 열교환기 및 난방용 열교환기로 구성되고, 상기 냉방용 열교환기와 난방용 열교환기 사이에 온도조절도어가 구비되며, 상기 배출부는 공기 유동 방향으로 상기 냉방용 열교환기의 하류측에 구비되어 응축수를 외부로 배출하기 위한 드레인홀(151)을 구비하며,
    상기 차단부재는 공조케이스(110)의 바닥면에서 돌출되는 제1 배플(160)을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 냉방용 열교환기와 온도조절도어의 안착부(152) 사이 또는 냉방용 열교환기와 드레인홀(151) 사이에 제1 배플(160)이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 차단부재는,
    냉방용 열교환기로부터 발생된 응축수가 드레인홀(151)로 배출되기 전에, 응축수를 포집하여 버퍼링을 수행하며, 공조케이스(110)와 상기 공조케이스(110)에 안착되는 냉방용 열교환기의 사이로 열교환되지 않은 공기가 리크되는 것을 차단하는 차량용 공조장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 온도조절도어의 안착부(152)는 냉방용 열교환기보다 중력방향 하부에 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 배플(160)은 냉방용 열교환기와 드레인홀(151) 사이에 구비되는 차량용 공조장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 냉방용 열교환기는 증발기(102)를 구비하고,
    상기 제1 배플(160)은 공조케이스(110)의 바닥면에서 증발기(102)의 헤더탱크(1022)까지 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 배플(160)의 상부는 증발기(102)의 헤더탱크(1022)에 밀착되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  9. 제3 항에 있어서,
    상기 온도조절도어는 상하 방향으로 슬라이딩 구동되고,
    상기 온도조절도어의 슬라이딩 방향과 제1 배플(160)의 연장 방향은 나란하게 형성되는 차량용 공조장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 안착부(152)는 온도조절도어의 슬라이딩을 안내하는 가이드레일로 구성되며,
    상기 제1 배플(160)의 상단은 안착부(152)의 하단보다 높게 형성되는 차량용 공조장치.
  11. 제3 항에 있어서,
    상기 드레인홀(151)은 폭 방향으로 중앙부에 형성되고,
    상기 제1 배플(160)은 폭 방향으로 중앙부에 트임부(165)를 형성한 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    공기 유동 방향으로 상기 트임부(165)의 상류측에 공조케이스(110)의 바닥면에서 돌출된 제2 배플(175)이 구비되는 차량용 공조장치.
  13. 제3 항에 있어서,
    상기 공조케이스(110)의 바닥면에 홈 형상의 배수 유로(171)가 형성되며, 상기 제1 배플(160)은 공기 유동 방향으로 배수 유로(171)의 하류측에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 배수 유로(171)의 끝단에 공조케이스(110)의 바닥면에서 돌출된 제3 배플(172)이 구비되며, 상기 제3 배플(172)은 공기 유동 방향으로 배수 유로(171)와 제1 배플(160)의 사이에 배치되는 차량용 공조장치.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 드레인홀(151)은 트임부(165)의 후단 인접한 부위에 측 방향으로 개구되게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 공조케이스(110)는 폭 방향으로 공기 유로를 구획하는 세퍼레이터(150)를 구비하고,
    상기 드레인홀(151)은 트임부(165)를 사이에 두고 세퍼레이터(150)와 마주하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  17. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 배플(160)은 드레인홀(151)과 온도조절도어 사이에 1개 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  18. 내부에 공기 유로가 형성된 공조케이스(110)와, 상기 공조케이스(110)의 공기 유로에 구비되는 냉방용 열교환기 및 공기 유동 방향으로 상기 냉방용 열교환기의 하류측에 구비되어 응축수를 외부로 배출하기 위한 드레인홀(151)을 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
    상기 공조케이스(110)의 바닥면에서 상부로 돌출되는 제1 배플(160); 및
    상기 공조케이스(110)의 바닥면에서 상부로 돌출되며, 공기 유동 방향으로 상기 제1 배플(160)의 하류에 형성되는 제4 배플(180)이 구비되고,
    상기 제1 배플(160)과 제4 배플(180)은 폭 방향으로 적어도 일부가 겹치게 형성되어 공기 유동 방향으로 2중으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 배플(160)은 냉방용 열교환기와 드레인홀(151)의 사이에 배치되고,
    상기 제4 배플(180)은 드레인홀(151)의 하류에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    공기 유동 방향으로 상기 냉방용 열교환기의 하류측에 난방용 열교환기를 구비하고, 상기 냉방용 열교환기와 난방용 열교환기 사이에 상하 방향으로 슬라이딩 구동되는 온도조절도어가 구비되며,
    상기 제4 배플(180)은 드레인홀(151)과 온도조절도어 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  21. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 배플(160)은 폭 방향으로 공조케이스(110)의 일 측면에서 타 측면을 향해 타 측면과 이격되게 연장되고,
    상기 제4 배플(180)은 폭 방향으로 공조케이스(110)의 타 측면에서 일 측면을 향해 일 측면과 이격되게 연장되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  22. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 배플(160)과 제4 배플(180)의 중첩 부위는 폭 방향 길이 및 상하 높이를 조절하여 토출 공기의 좌우 및 상하 온도차를 맞추는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  23. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 배플(160)과 제4 배플(180)의 중첩 부위에는 공조케이스(110)의 바닥면을 향해 하향 경사진 경사면(169)(189)이 각각 형성되는 차량용 공조장치.
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