KR20200127663A - 차량용 공조장치 - Google Patents

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KR20200127663A
KR20200127663A KR1020190052230A KR20190052230A KR20200127663A KR 20200127663 A KR20200127663 A KR 20200127663A KR 1020190052230 A KR1020190052230 A KR 1020190052230A KR 20190052230 A KR20190052230 A KR 20190052230A KR 20200127663 A KR20200127663 A KR 20200127663A
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오승규
김용호
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엄세동
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한온시스템 주식회사
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Abstract

히터코어를 통과한 공기와 증발기를 통과한 공기가 원활히 믹싱이 이루어지도록 메인 벤트와 간접 벤트의 구성을 최적화한 차량용 공조장치가 개시된다. 차량용 공조장치는 복수의 공기토출구가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스 내에 구비되어 이를 통과하는 공기와 열교환하는 적어도 하나의 열교환기를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 공기토출구는: 제1 공기면을 생성하는 메인 벤트; 및 제2 공기면을 생성하고, 상기 메인 벤트보다 작은 풍량을 송풍하는 간접 벤트를 구비하며, 상기 간접 벤트는 메인 벤트로부터 분기되어 구성된다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 디프로스트 벤트 및 페이스 벤트 이외에 공간으로 바람을 송풍하여 공조를 수행하는 간접 벤트를 구비한 차량용 공조장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 공조장치는 하절기나 동절기에 자동차 실내를 냉,난방하거나 또는 우천시나 동절기에 윈드 실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자가 전후방 시야를 확보할 수 있게 할 목적으로 설치되는 자동차의 내장품이다. 공조장치는 통상 난방시스템과 냉방시스템을 동시에 갖추고 있어서, 외기나 내기를 선택적으로 도입하여 그 공기를 가열 또는 냉각한 다음 차량 실내에 송풍함으로써 차량 실내를 냉,난방하거나 환기한다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치를 도시한 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 차량용 공조장치는 공조케이스(10)와, 증발기(20) 및 히터코어(30)와, 전석 온도조절도어(51) 및 전석 모드도어를 포함한다.
공조케이스(10)는 공기유입구(11)와 공기토출구를 구비하며 내부에 공기통로가 형성된다. 공기유입구(11) 측에 송풍장치가 연결되어 내기 또는 외기가 선택적으로 공조케이스(10) 내부 공기통로로 유입된다. 공기토출구는 디프로스트 벤트(12), 페이스 벤트(13), 플로어 벤트(114), 콘솔 벤트(15) 및 후석 플로어 벤트(16)로 구성된다. 공조케이스(10) 내부 공기통로는 전석 냉풍통로(P1), 온풍통로(P2) 및 후석 냉풍통로(P3)로 구성된다.
증발기(20)는 냉방용 열교환기로서 이를 통과하는 공기를 냉각시키며, 히터코어(30)는 난방용 열교환기로서 이를 통과하는 공기를 가열시킨다. 히터코어(30)는 공기 유동 방향으로 증발기(20)의 하류 측인 온풍통로(P2)에 배치된다. 온풍통로(P2)에는 PTC히터 등의 전기식 히터(40)가 더 구비될 수 있다.
전석 온도조절도어(51)는 증발기(20)와 히터코어(30) 사이에 배치되어 히터코어(30)를 통과하는 온풍통로(P2)와 히터코어(30)를 바이패스하는 냉풍통로(P1)(P3)의 개도를 조절한다. 전석 모드도어는 디프로스트 도어(53), 벤트 도어(54) 및 플로어 도어(55)로 구성된다.
후석 공기통로는 증발기(20)를 통과한 공기가 히터코어(30)를 바이패스하는 후석 냉풍통로(P3)와 히터코어(30)를 통과하는 온풍통로로 구성된다. 이 후석 공기통로의 온풍통로는 전석 공기통로의 온풍통로(P2)와 함께 사용된다.
즉, 히터코어(30)를 통과하여 온풍통로(P2)를 유동하는 공기의 일부는 상부로 이동하여 디프로스트 벤트(12), 페이스 벤트(13), 플로어 벤트(114) 중 적어도 하나로 토출되며, 공기의 다른 일부는 하부로 이동하여 콘솔 벤트(15)와 후석 플로어 벤트(16) 중 적어도 하나로 토출된다. 후석 공기통로에는 콘솔 벤트(15)와 후석 플로어 벤트(16)의 개도를 조절하는 후석 모드도어(58)가 구비된다.
공조케이스(10) 내에는 후석 온도조절도어(52)와, 후석 보조온도조절도어(56)와, 후석 온오프도어(57)가 구비된다. 후석 온도조절도어(52)는 증발기(20)와 히터코어(30) 사이에 구비되어 온풍통로(P2)로 유동하는 통로와 후석 냉풍통로(P3)로 유동하는 통로의 개도를 조절하며, 후석 보조온도조절도어(56)는 공기 유동 방향으로 히터코어(30)의 하류 측에 배치되어 후석 공기토출구로 유동하는 통로의 개도를 조절한다. 후석 온오프도어(57)는 후석 냉풍통로(P3)의 개도를 조절한다.
한편, 종래의 차량용 공조장치는 디프로스트 벤트와 메인 벤트 사이에 간접 벤트를 더 구비하기도 한다. 간접 벤트는 인스트루먼트 패널에서 메인 벤트보다 상부에 위치하며, 탑승자의 얼굴 쪽으로 메인 벤트에 비해 적은 풍량을 송풍한다. 그리고, 공조케이스 내에는 디프로스트 벤트, 메인 벤트, 간접 벤트의 개도를 각각 조절하는 개별 도어들을 구비하며, 상기 각 도어들은 공조 제어 로직에 맞춰 작동된다.
종래의 간접 벤트를 갖는 차량용 공조장치는 온도조절도어가 중간위 위치할 경우 히터코어를 통과한 공기와 증발기를 통과한 공기가 믹싱이 원활히 이루어지지 않는다. 이로 인해, 메인 벤트와 간접 벤트로 토출되는 바람의 온도 차이가 발생하여 탑승자에게 불쾌감을 주는 문제점이 있다.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 히터코어를 통과한 공기와 증발기를 통과한 공기가 원활히 믹싱이 이루어지도록 메인 벤트와 간접 벤트의 구성을 최적화한 차량용 공조장치를 제공한다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치는 복수의 공기토출구가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스 내에 구비되어 이를 통과하는 공기와 열교환하는 적어도 하나의 열교환기를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 공기토출구는 디프로스트 벤트, 페이스 벤트 및 플로어 벤트를 구비하고, 상기 페이스 벤트는 메인 벤트와 보조 벤트로 형성되며, 상기 메인 벤트 공기 일부가 보조 벤트로 토출된다.
상기에서, 메인 벤트는 제1 공기면을 생성하고, 상기 보조 벤트는 제2 공기면을 생성하는 간접 벤트로 구성되며, 상기 간접 벤트는 상기 메인 벤트로부터 분기되어 구성된다.
상기에서, 간접 벤트는 상기 메인 벤트보다 작은 풍량을 송풍하도록 구성된다.
복수의 공기토출구가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스 내에 구비되어 이를 통과하는 공기와 열교환하는 적어도 하나의 열교환기를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 공기토출구는: 제1 공기면을 생성하는 메인 벤트; 및 제2 공기면을 생성하고, 상기 메인 벤트보다 작은 풍량을 송풍하는 간접 벤트를 구비하며, 상기 간접 벤트는 메인 벤트로부터 분기되어 구성된다.
상기에서, 열교환기를 통과한 공기는 상기 메인 벤트를 통과한 후 간접 벤트를 통해 토출되도록 유로가 형성된다.
상기에서, 열교환기를 통과한 공기가 바로 간접 벤트로 토출되는 것을 방지하고 공기를 우회시키는 공기우회수단이 구비된다.
상기에서, 메인 벤트의 개도를 조절하는 메인 벤트 도어와 상기 간접 벤트의 개도를 조절하는 간접 벤트 도어를 구비하고, 상기 간접 벤트 도어는 공기 유동 방향으로 메인 벤트 도어의 하류에 배치된다.
상기에서, 공조케이스를 폭 방향으로 좌우 구획하는 세퍼레이터를 구비하고, 상기 공기우회수단은 세퍼레이터에 일체로 형성된다.
상기에서, 메인 벤트 및 간접 벤트는 모두 상부를 향해 개구된다.
상기에서, 공기우회수단은 폭 방향으로 세퍼레이터의 양면에서 공조케이스의 내벽을 향해 연장 형성된다.
상기에서, 공기토출구는 디프로스트 벤트를 구비하고, 상기 공기우회수단은 상기 디프로스트 벤트와 간접 벤트를 구획함과 아울러 열교환기를 지나 상부로 이동하는 공기가 직접 간접 벤트로 토출되는 것을 차단한다.
상기에서, 공기우회수단은: 상기 디프로스트 벤트와 간접 벤트를 구획하도록 세로 방향으로 연장된 세로부; 및 상기 열교환기를 지나 상부로 이동하는 공기가 직접 간접 벤트로 토출되는 것을 차단하도록 상기 세로부에서 가로 방향으로 연장된 가로부를 구비한다.
상기에서, 메인 벤트 도어는 회전축과 상기 회전축에서 반경 방향 양측으로 연장된 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 구비하여 센터 피봇 타입(Center Pivot Type)으로 이루어진다.
상기에서, 메인 벤트의 개도를 조절하는 메인 벤트 도어를 구비하고, 상기 메인 벤트 도어는 가로부의 단부와 공조케이스 내벽 사이 공간에서 회전된다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치는 메인 벤트와 간접 벤트로 나가는 바람의 온도차가 없어 탑승자가 간접 벤트로 나오는 바람에 대해 이질감을 느끼지 않고 쾌적성이 향상된다.
또한, 공기우회수단을 세퍼레이터에 일체로 형성시키고 그 형상을 최적화함에 따라 제조성을 향상시키고 금형 설계의 자유도를 높일 수 있으며, 메인 벤트 도어의 형상을 최적화하여 공조장치의 패키지를 증가시키지 않으면서 효과적으로 간접 벤트와 메인 벤트 간의 온도차를 줄일 수 있다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치를 도시한 단면도이고,
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 개략적으로 도시한 단면도이며,
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 제1 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 믹싱 모드를 도시한 것이고,
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 측단면도이며,
도 7은 도 6의 일부를 확대 도시한 단면도이고,
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 정단면도이며,
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 냉방 모드를 도시한 것이고,
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 난방 모드를 도시한 것이며,
도 11은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 믹싱 모드를 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 차량용 공조장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 복수의 공기토출구가 형성된 공조케이스(110)와, 공조케이스(110) 내에 구비되는 적어도 하나의 열교환기를 포함하여 이루어진다. 열교환기는 열교환기를 통과하는 공기와 열교환하며, 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기로 구성된다.
공조케이스(110)는 공기유입구와 공기토출구를 구비하며 내부에 공기통로가 형성된다. 공기유입구 측에 송풍장치가 연결되어 내기 또는 외기가 선택적으로 공조케이스(110) 내부 공기통로로 유입된다. 공기토출구는 디프로스트 벤트(112), 페이스 벤트 및 및 플로어 벤트(114)를 구비한다. 페이스 벤트는 메인 벤트(118)와 보조 벤트로 형성된다. 메인 벤트(118)의 공기 일부는 보조 벤트로 토출된다. 보조 벤트는 간접 벤트(119)다.
냉각용 열교환기는 증발기(120)로 구성된다. 증발기(120)의 내부에 흐르는 냉매와 증발기(120)를 통과하는 공기가 열교환되어 공기는 냉각된다. 가열용 열교환기는 히터코어(130)로 구성된다. 히터코어(130)의 내부에 흐르는 냉각수와 히터코어(130)를 통과하는 공기가 열교환되어 공기는 가열된다. 히터코어(130)는 공기 유동 방향으로 증발기(120)의 하류 측에 배치된다.
증발기(120)와 히터코어(130) 사이에는 템프도어(170)가 구비되어, 냉풍 통로와 온풍 통로의 개도를 조절하여 차량 실내로 토출되는 공조풍의 온도를 제어한다. 공조케이스(110)에는 디프로스트 벤트(112)의 개도를 조절하는 디프로스트 도어(153)와, 메인 벤트(118)의 개도를 조절하는 메인 벤트 도어(200)와, 간접 벤트(119)의 개도를 조절하는 간접 벤트 도어(300)와, 플로어 벤트(114)의 개도를 조절하는 플로어 도어(155)가 구비된다.
메인 벤트(118)는 차량 탑승자에게 기류(바람)을 제공하는 것으로서, 제1 공기면을 생성한다. 메인 벤트(118)는 비교적 고 비율의 바람을 생성한다. 간접 벤트(119)는 차량 탑승자에게 기류(바람)을 제공하는 것으로서, 제2 공기면을 생성한다.
간접 벤트(119)는 비교적 저 비율의 바람을 생성하는 것으로서, 제2 공기면을 생성한다. 간접 벤트(119)는 메인 벤트(118)보다 작은 풍량을 송풍한다. 간접 벤트(119)는 차량 인스트루먼트 패널에서 메인 벤트(118)보다 상부에 위치한다. 메인 벤트(118)는 차량 탑승자의 가슴 쪽으로 바람을 송풍하며, 간접 벤트(119)는 차량 탑승자의 얼굴 쪽으로 바람을 송풍한다.
간접 벤트(119)는 메인 벤트(118)로부터 분기되어 구성된다. 즉, 열교환기를 통과한 공기는 메인 벤트(118)를 통과한 후 간접 벤트(119)를 통해 토출되도록 유로가 형성된다. 간접 벤트 도어(300)는 공기 유동 방향으로 메인 벤트 도어(200)의 하류에 배치된다. 간접 벤트 도어(300)는 메인 벤트(118)와 간접 벤트(119) 간의 분기 지점에 배치되어, 열교환기를 통과한 공기가 먼저 메인 벤트 도어(200)에 의해 메인 벤트(118) 쪽으로 유동하는 양이 조절되며, 이후에, 간접 벤트 도어(300)에 의해 간접 벤트(119) 쪽으로 유동하는 양이 조절된다.
종래에는 간접 벤트(119)가 메인 벤트(118)로부터 분기되지 않고 간접 벤트(119)와 메인 벤트(118)가 각각 형성되어, 열교환기를 통과한 공기가 각각 메인 벤트(118)와 간접 벤트(119)로 토출되도록 유로가 형성되었다. 증발기(120)를 통과한 찬 바람과 히터코어(130)를 통과한 따뜻한 바람은 충분히 믹싱(Mixing)되지 않은 상태로 토출될 경우, 간접 벤트(119)를 통해 토출되는 바람이 메인 벤트(118)를 통해 토출되는 바람에 비해 온도가 낮다.
본 발명과 같이 간접 벤트(119)가 메인 벤트(118)로부터 분기된 구성을 통해, 충분히 믹싱된 바람이 메인 벤트(118)를 먼저 통과한 후 간접 벤트(119)를 통해 차량 실내로 토출됨에 따라, 메인 벤트(118)와 간접 벤트(119) 간의 온도차를 줄여 탑승자가 온도차를 느끼지 않고 쾌적성을 제공받을 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 냉방 모드를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 냉방 모드 시, 템프도어(170)는 히터코어(130)로 향하는 온풍통로를 폐쇄한다. 디프로스트 도어(153)는 디프로스트 벤트(112)를 폐쇄하며, 플로어 도어(155)는 플로어 벤트(114)를 폐쇄한다. 메인 벤트 도어(200)는 메인 벤트(118)를 개방하며, 간접 벤트 도어(300)는 간접 벤트(119)를 폐쇄한다. 증발기(120)를 통과한 차가운 공기는 히터코어(130)를 바이패스하고 메인 벤트(118)를 통해 토출된다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 난방 모드를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 난방 모드 시, 템프도어(170)는 히터코어(130)로 향하는 온풍통로를 개방한다. 디프로스트 도어(153)는 디프로스트 벤트(112)를 폐쇄하며, 플로어 도어(155)는 플로어 벤트(114)를 개방한다. 메인 벤트 도어(200)는 메인 벤트(118)를 폐쇄한다. 증발기(120)를 통과한 후 히터코어(130)를 통과한 따뜻한 공기는 플로어 벤트(114)를 통해 토출된다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 믹싱 모드를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 믹싱 모드 시, 템프도어(170)는 히터코어(130)로 향하는 온풍통로와 히터코어(130)를 바이패스하는 냉풍통로를 모두 개방한다. 디프로스트 도어(153)는 디프로스트 벤트(112)를 폐쇄하며, 플로어 도어(155)는 플로어 벤트(114)를 폐쇄한다. 메인 벤트 도어(200)는 메인 벤트(118)를 개방하며, 간접 벤트 도어(300)는 간접 벤트(119)를 개방한다.
증발기(120)를 통과한 차가운 공기와 히터코어(130)를 통과한 따뜻한 공기는 믹싱된 후, 일부는 메인 벤트(118)를 통해 토출되며 다른 일부는 간접 벤트(119)를 통해 토출된다. 이 경우, 메인 벤트(118)를 통해 토출되는 공기의 양이 간접 벤트(119)를 통해 토출되는 공기의 양보다 많다.
믹싱 모드 시, 증발기(120)를 통과한 차가운 공기와 히터코어(130)를 통과한 따뜻한 공기는 곧바로 간접 벤트(119)를 통해 차량 실내로 토출되지 않고 먼저 메인 벤트(118)를 통해 이동한 후 메인 벤트(118)로부터 분기된 간접 벤트(119)를 통해 일부의 공기가 토출됨에 따라, 메인 벤트(118) 구간을 지나는 동안 차가운 공기와 따뜻한 공기의 믹싱 공간을 더 확보할 수 있고, 믹싱 공간이 늘어나 믹싱 효율을 더 높일 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 측단면도이며, 도 7은 도 6의 일부를 확대 도시한 단면도이고, 도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 정단면도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 복수의 공기토출구가 형성된 공조케이스(110)와, 공조케이스(110) 내에 구비되는 적어도 하나의 열교환기를 포함하여 이루어진다. 열교환기는 열교환기를 통과하는 공기와 열교환하며, 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기로 구성된다.
공조케이스(110)는 공기유입구(111)와 공기토출구를 구비하며 내부에 공기통로가 형성된다. 공기유입구(111) 측에 송풍장치가 연결되어 내기 또는 외기가 선택적으로 공조케이스(110) 내부 공기통로로 유입된다. 공기토출구는 디프로스트 벤트(112), 메인 벤트(118), 간접 벤트(119) 및 플로어 벤트(114)로 이루어진 전석 공기 토출구와, 콘솔 벤트(115) 및 후석 플로어 벤트(116)로 이루어진 후석 공기 토출구로 구성된다.
냉각용 열교환기는 증발기(120)로 구성된다. 증발기(120)의 내부에 흐르는 냉매와 증발기(120)를 통과하는 공기가 열교환되어 공기는 냉각된다. 가열용 열교환기는 히터코어(130)로 구성된다. 히터코어(130)의 내부에 흐르는 냉각수와 히터코어(130)를 통과하는 공기가 열교환되어 공기는 가열된다. 히터코어(130)는 공기 유동 방향으로 증발기(120)의 하류 측인 온풍통로(P2)에 배치된다. 온풍통로(P2)에는 PTC히터 등의 전기식 히터(140)가 더 구비된다.
공조케이스(110) 내부 공기통로는 전석 냉풍통로(P1), 온풍통로(P2) 및 후석 냉풍통로(P3)로 구성된다. 증발기(120)의 하류측에서 공기통로는 전석 냉풍통로(P1), 온풍통로(P2) 및 후석 냉풍통로(P3) 3가지로 나뉜다. 전석 냉풍통로(P1), 온풍통로(P2) 및 후석 냉풍통로(P3)는 상부에서 하부로 순차로 구성되며, 상하 방향으로 온풍통로(P2)가 전석 냉풍통로(P1)와 후석 냉풍통로(P3)의 사이에 배치된다.
증발기(120)를 통과한 공기는 온풍통로(P2)의 히터코어(130)를 바이패스하여 전석 냉풍통로(P1)와 후석 냉풍통로(P3)로 유동하거나, 온풍통로(P2)의 히터코어(130)를 통과한 후 다시 전석 냉풍통로(P1) 또는 후석 냉풍통로(P3)와 합류하여 유동한다.
전석 냉풍통로(P1)는 증발기(120)를 통과한 공기가 히터코어(130)를 바이패스하여 차량 전석 측으로 유동되는 통로이다. 후석 냉풍통로(P3)는 증발기(120)를 통과한 공기가 히터코어(130)를 바이패스하여 차량 후석 측으로 유동되는 통로이다. 온풍통로(P2)는 증발기(120)를 통과한 공기가 히터코어(130)를 통과하여 차량 전석 또는 후석 측으로 유동되는 통로이다.
공조케이스(110)에는 챠랑 전석 측으로 공기를 토출하기 위한 공기토출구가 마련되며, 공기토출구는 전석 모드도어에 의해 그 개도가 제어된다. 전석 모드도어는 디프로스트 벤트(112)의 개도를 조절하는 디프로스트 도어(153)와, 플로어 벤트(114)의 개도를 조절하는 플로어 도어(155)를 구비한다. 아울러, 공조케이스(110)에는 차량 후석 측으로 공기를 토출하기 위한 후석 공기토출구가 마련되며, 후석 공기토출구는 후석 모드도어(158)에 의해 그 개도가 제어된다.
차량용 공조장치는 전석 템프도어(171)를 구비한다. 전석 템프도어(171)는 전석 냉풍통로(P1)와 온풍통로(P2) 일부 사이의 개도를 조절한다. 전석 템프도어(171)는 증발기(120)에 인접한 하류 부위, 즉, 전석 냉풍통로(P1)와 온풍통로(P2)가 갈라지는 경계 부위에 위치한다. 아울러, 차량용 공조장치는 제1 후석 템프도어(172), 제2 후석 템프도어(159) 및 후석 모드도어(158)를 구비한다.
제1 후석 템프도어(172)는 증발기(120)와 히터코어(130)의 사이에 배치되며, 온풍통로(P2)의 다른 일부의 개도를 조절한다. 제2 후석 템프도어(159)는 히터코어(130)의 하류에 배치되며, 온풍통로(P2)와 후석 냉풍통로(P3) 사이의 개도를 조절한다. 후석 모드도어(158)는 제2 후석 템프도어(150)의 하류에 배치되고, 후석 공기토출구의 개도를 조절한다.
공기토출구는 디프로스트 벤트(112), 메인 벤트(118), 간접 벤트(119) 및 플로어 벤트(114)를 구비한다. 디프로스트 벤트(112)는 공조풍을 차량 창 쪽으로 토출하기 위한 것이다. 공조케이스(110)에는 디프로스트 벤트(112)의 개도를 조절하는 디프로스트 도어(153)와, 메인 벤트(118)의 개도를 조절하는 메인 벤트 도어(200)와, 간접 벤트(119)의 개도를 조절하는 간접 벤트 도어(300)와, 플로어 벤트(114)의 개도를 조절하는 플로어 도어(155)가 구비된다.
메인 벤트(118)는 차량 탑승자에게 기류(바람)을 제공하는 것으로서, 제1 공기면을 생성한다. 메인 벤트(118)는 비교적 고 비율의 바람을 생성한다. 간접 벤트(119)는 차량 탑승자에게 기류(바람)을 제공하는 것으로서, 제2 공기면을 생성한다.
간접 벤트(119)는 비교적 저 비율의 바람을 생성하는 것으로서, 메인 벤트(118)보다 작은 풍량을 송풍한다. 간접 벤트(119)는 공조풍을 탑승자에게 간접적으로 토출하기 위한 것으로서, 차량 인스트루먼트 패널에서 메인 벤트(118)보다 상부에 위치한다. 메인 벤트(118)는 차량 탑승자의 가슴 쪽으로 바람을 송풍하며, 간접 벤트(119)는 차량 탑승자의 얼굴 쪽으로 바람을 송풍한다.
간접 벤트(119)는 메인 벤트(118)로부터 분기되어 구성된다. 즉, 열교환기를 통과한 공기는 메인 벤트(118)를 통과한 후 간접 벤트(119)를 통해 토출되도록 유로가 형성된다. 간접 벤트 도어(300)는 공기 유동 방향으로 메인 벤트 도어(200)의 하류에 배치된다. 간접 벤트 도어(300)는 메인 벤트(118)와 간접 벤트(119) 간의 분기 지점에 배치되어, 열교환기를 통과한 공기가 먼저 메인 벤트 도어(200)에 의해 메인 벤트(118) 쪽으로 유동하는 양이 조절되며, 이후에, 간접 벤트 도어(300)에 의해 간접 벤트(119) 쪽으로 유동하는 양이 조절된다.
더욱 상세하게는, 차량용 공조장치는 공기우회수단(400)을 구비한다. 공기우회수단(400)은 간접 벤트(119)를 메인 벤트(118)로부터 분기시킴과 아울러 열교환기를 통과한 공기가 메인 벤트(118)를 통과한 후 간접 벤트(119)를 통해 토출되도록 유로를 형성하는 기능을 한다.
즉, 증발기(120)를 통과한 차가운 공기와 히터코어(130)를 통과한 따뜻한 공기는 공기우회수단(400)에 의해 가로 막혀 도 7과 같이 믹싱존(MZ)을 형성하고, 이 믹싱존(MZ)에서 충분히 믹싱된 후 메인 벤트(118)를 지나 간접 벤트(119)로 토출된다.
즉, 공기우회수단(400)은 열교환기를 통과한 공기가 바로 간접 벤트(119)로 토출되는 것을 방지하고, 공기를 우회시키는 기능을 한다. 공기우회수단(400)은 세퍼레이터(500)에 일체로 형성된다. 세퍼레이터(500)는 공조케이스(110)를 폭 방향으로 좌우 구획한다. 세퍼레이터(500)를 통해 공조케이스(110)의 공기통로가 좌우 양측으로 분리되어, 운전석과 조수석 간의 개별 공조를 수행할 수 있다. 공기우회수단(400)은 폭 방향으로 세퍼레이터(500)의 양면에서 공조케이스(110)의 내벽을 향해 연장 형성된다.
공기우회수단(400)을 세퍼레이터(500)에 일체로 형성한 구성을 통해, 공조케이스에 공기우회수단을 형성한 구조에 비해 성형이 용이하며 금형 빼기 방향에서도 더욱 유리하다.
디프로스트 벤트(112), 메인 벤트(118) 및 간접 벤트(119)는 모두 상부를 향해 개구된다. 디프로스트 벤트(112)와 메인 벤트(118) 사이에 간접 벤트(119)가 배치된다. 열교환기를 지난 공기는 상부 방향으로 이동하여 디프로스트 벤트(112), 메인 벤트(118) 및 간접 벤트(119) 중 적어도 하나로 토출된다. 즉, 차량 전방에서 후방을 향해, 디프로스트 벤트(112), 간접 벤트(119) 및 메인 벤트(118)가 순차로 배치된다.
공기우회수단(400)은 디프로스트 벤트(112)와 간접 벤트(119)를 구획함과 아울러, 열교환기를 지나 상부로 이동하는 공기가 직접 간접 벤트(119)로 토출되는 것을 차단한다. 공기우회수단(400)은 세로부(410) 및 가로부(420)를 구비한다. 세로부(410)는 디프로스트 벤트(112)와 간접 벤트(119)를 구획하도록 대략 세로 방향으로 연장된다. 또한, 가로부(420)는 세로부(410)에서 대략 가로 방향으로 연장된다. 가로부(420)는 열교환기를 지나 상부로 이동하는 공기가 직접 간접 벤트(119)로 토출되는 것을 차단한다.
이 경우, 세로부(410) 및 가로부(420)는 완전한 수직 또는 수평 상태가 아니어도 되며, 수직과 수평에 가까운 상태면 된다. 세로부(410)는 가로 방향으로 공간을 구획하며, 가로부(420)는 세로 방향으로 공간을 구획한다.
즉, 증발기(120) 또는 히터코어(130)를 통과한 공기는 상부로 이동하며, 공기우회수단(400)의 가로부(420)에 막혀 바로 간접 벤트(119)로 토출되지 못하고, 가로부(420)를 따라 가로 방향으로 안내되어 메인 벤트(118)를 지나 간접 벤트 도어(300)의 열림량에 따라 간접 벤트(119)로 토출된다.
결국, 공기우회수단(400)에 의해 상부로 이동하는 공기가 우회하여 간접 벤트(119)로 토출되며, 메인 벤트(118)와 간접 벤트(119) 간의 온도차를 줄여 탑승자가 온도차를 느끼지 않고 쾌적성을 제공받을 수 있다.
메인 벤트 도어(200)는 회전축(210)과, 제1 플레이트(220) 및 제2 플레이트(230)를 구비한다. 제1 플레이트(220) 및 제2 플레이트(230)는 회전축(210)에서 반경 방향 양측으로 연장된다. 즉, 메인 벤트 도어(200)는 센터 피봇 타입(Center Pivot Type)으로 이루어진다.
메인 벤트 도어(200)는 가로부(420)의 단부와 공조케이스(110) 내벽 사이 공간에서 회전된다. 이러한 구성을 통해, 메인 벤트 도어(200)가 메인 벤트(118)로 향하는 길목, 즉, 메인 벤트(118)의 입구에 배치되어 공기의 유동을 제어한다. 따라서, 간접 벤트(119)를 통해 토출되는 공기는 반드시 먼저 메인 벤트 도어(200)에 의해 유동양이 제어된다.
메인 벤트 도어(200)가 센터 피봇 타입으로 이루어짐에 따라, 차량 전후 방향으로 공조장치의 패키지를 증가시키지 않으면서 공기 우회 수단을 효과적으로 구현 가능하다. 아울러, 메인 벤트 도어(200)가 메인 벤트(118)를 개방 시, 제1 플레이트(220) 및 제2 플레이트(230)가 공기를 가이드하는 안내벽으로 작용하여 공기 저항을 줄이고 풍량을 증대시켜 공조 성능을 향상시킨다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 냉방 모드를 도시한 것이다.
도 9를 참조하면, 냉방 모드 시, 전석 템프도어(171)는 히터코어(130)로 향하는 온풍통로(P2)를 폐쇄하며, 전석 냉풍통로(P1)를 개방한다. 디프로스트 도어(153)는 디프로스트 벤트(112)를 폐쇄하며, 플로어 도어(155)는 플로어 벤트(114)를 폐쇄한다. 메인 벤트 도어(200)는 메인 벤트(118)를 개방하며, 간접 벤트 도어(300)는 간접 벤트(119)를 폐쇄한다. 증발기(120)를 통과한 차가운 공기는 히터코어(130)를 바이패스하고 메인 벤트(118)를 통해 토출된다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 난방 모드를 도시한 것이다.
도 10을 참조하면, 난방 모드 시, 전석 템프도어(171)는 히터코어(130)로 향하는 온풍통로(P2)를 개방하며, 전석 냉풍통로(P1)를 폐쇄한다. 디프로스트 도어(153)는 디프로스트 벤트(112)를 폐쇄하며, 플로어 도어(155)는 플로어 벤트(114)를 개방한다. 메인 벤트 도어(200)는 메인 벤트(118)를 폐쇄한다. 증발기(120)를 통과한 후 히터코어(130)를 통과한 따뜻한 공기는 플로어 벤트(114)를 통해 토출된다.
도 11은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 믹싱 모드를 도시한 것이다.
도 11을 참조하면, 믹싱 모드 시, 전석 템프도어(171)는 히터코어(130)로 향하는 온풍통로(P2)와 히터코어(130)를 바이패스하는 전석 냉풍통로(P1)를 모두 개방한다. 디프로스트 도어(153)는 디프로스트 벤트(112)를 폐쇄하며, 플로어 도어(155)는 플로어 벤트(114)를 폐쇄한다. 메인 벤트 도어(200)는 메인 벤트(118)를 개방하며, 간접 벤트 도어(300)는 간접 벤트(119)를 개방한다.
증발기(120)를 통과한 차가운 공기와 히터코어(130)를 통과한 따뜻한 공기는 믹싱된 후, 일부는 메인 벤트(118)를 통해 토출되며 다른 일부는 간접 벤트(119)를 통해 토출된다. 이 경우, 메인 벤트(118)를 통해 토출되는 공기의 양이 간접 벤트(119)를 통해 토출되는 공기의 양보다 많다.
믹싱 모드 시, 증발기(120)를 통과한 차가운 공기와 히터코어(130)를 통과한 따뜻한 공기는 곧바로 간접 벤트(119)를 통해 차량 실내로 토출되지 않고 먼저 메인 벤트(118)를 통해 이동한 후, 메인 벤트(118)로부터 분기된 간접 벤트(119)를 통해 일부의 공기가 토출됨에 따라, 메인 벤트(118) 구간을 지나는 동안 차가운 공기와 따뜻한 공기의 믹싱 공간을 더 확보할 수 있고, 믹싱 공간이 늘어나 믹싱 효율을 더 높일 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.
110: 공조케이스 111: 공기유입구
112: 디프로스트 벤트 114: 플로어 벤트
115: 콘솔 벤트 116: 후석 플로어 벤트
118: 메인 벤트 119: 간접 벤트
120: 증발기 130: 히터코어
140: 전기식 히터 153: 디프로스트 도어
155: 플로어 도어 158: 후석 모드도어
170: 템프도어
171: 전석 템프도어 172: 제1 후석 템프도어
159: 제2 후석 템프도어 P1: 전석 냉풍통로
P2: 온풍통로 P3: 후석 냉풍통로
200: 메인 벤트 도어 210: 회전축
220: 제1 플레이트 230: 제2 플레이트
300: 간접 벤트 도어 400: 공기우회수단
410: 세로부 420: 가로부
500: 세퍼레이터

Claims (13)

  1. 복수의 공기토출구가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스 내에 구비되어 이를 통과하는 공기와 열교환하는 적어도 하나의 열교환기를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
    상기 공기토출구는 디프로스트 벤트, 페이스 벤트 및 플로어 벤트를 구비하고,
    상기 페이스 벤트는 메인 벤트와 보조 벤트로 형성되며, 상기 메인 벤트 공기 일부가 보조 벤트로 토출되는 차량용 공조장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 메인 벤트는 제1 공기면을 생성하고,
    상기 보조 벤트는 제2 공기면을 생성하는 간접 벤트로 구성되며,
    상기 간접 벤트는 상기 메인 벤트로부터 분기되어 구성되는 차량용 공조장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 간접 벤트는 상기 메인 벤트보다 작은 풍량을 송풍하도록 구성되는 차량용 공조장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 열교환기를 통과한 공기는 상기 메인 벤트를 통과한 후 간접 벤트를 통해 토출되도록 유로가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 열교환기를 통과한 공기가 바로 간접 벤트로 토출되는 것을 방지하고 공기를 우회시키는 공기우회수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 메인 벤트의 개도를 조절하는 메인 벤트 도어와 상기 간접 벤트의 개도를 조절하는 간접 벤트 도어를 구비하고,
    상기 간접 벤트 도어는 공기 유동 방향으로 메인 벤트 도어의 하류에 배치되는 차량용 공조장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 공조케이스를 폭 방향으로 좌우 구획하는 세퍼레이터를 구비하고,
    상기 공기우회수단은 세퍼레이터에 일체로 형성되는 차량용 공조장치.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 메인 벤트 및 간접 벤트는 모두 상부를 향해 개구된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  9. 제5 항에 있어서,
    상기 공기우회수단은 폭 방향으로 세퍼레이터의 양면에서 공조케이스의 내벽을 향해 연장 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  10. 제5 항 또는 제7 항에 있어서,
    상기 공기우회수단은 상기 디프로스트 벤트와 간접 벤트를 구획함과 아울러 열교환기를 지나 상부로 이동하는 공기가 직접 간접 벤트로 토출되는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 공기우회수단은:
    상기 디프로스트 벤트와 간접 벤트를 구획하도록 세로 방향으로 연장된 세로부; 및
    상기 열교환기를 지나 상부로 이동하는 공기가 직접 간접 벤트로 토출되는 것을 차단하도록 상기 세로부에서 가로 방향으로 연장된 가로부를 구비하는 차량용 공조장치.
  12. 제6 항에 있어서,
    상기 메인 벤트 도어는 회전축과 상기 회전축에서 반경 방향 양측으로 연장된 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 구비하여 센터 피봇 타입(Center Pivot Type)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 메인 벤트의 개도를 조절하는 메인 벤트 도어를 구비하고,
    상기 메인 벤트 도어는 가로부의 단부와 공조케이스 내벽 사이 공간에서 회전되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
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