KR20210010163A

KR20210010163A - 차량용 공조장치

Info

Publication number: KR20210010163A
Application number: KR1020190087715A
Authority: KR
Inventors: 박태영; 맹찬주; 전기만
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2019-07-19
Filing date: 2019-07-19
Publication date: 2021-01-27
Also published as: KR102635124B1

Abstract

콘솔벤트를 통해 따뜻한 바람이 후석플로어벤트를 통해 차가운 바람이 토출되어 온도성 상하 역전 현상을 방지한 차량용 공조장치가 개시된다. 차량용 공조장치는 내부에 공기통로가 형성되고 공기토출구가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스의 공기통로에 구비되는 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 공조케이스의 내부 공기통로가 분리벽에 의해 상부통로와 하부통로로 구획되고, 상기 공기토출구는 차량 후석으로 공기를 토출하기 위한 콘솔벤트 및 후석플로어벤트를 구비하며, 상기 하부통로를 유동하는 냉풍 또는 온풍을 가이드하여 상기 후석플로어벤트로 토출되는 공기의 온도보다 콘솔벤트로 토출되는 공기의 온도가 더 낮도록 하는 온도상하역전 방지수단을 갖는다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 난방시 디포깅 성능을 확보하면서 높은 난방 성능을 유지할 수 있도록 한 2층류 공조장치이면서 전방 운전석, 전방 조수석, 후방 좌석, 3존의 독립 공조 제어를 수행할 수 있는 2층류&3존 타입의 차량용 공조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 공조장치는 외부의 공기를 실내로 도입하거나 실내의 공기를 순환시켜 가열 또는 냉각시킴으로써 실내를 난방 또는 냉방하는 장치로서, 공조 케이스의 내부에는 냉각작용을 위한 증발기와, 가열작용을 위한 히터코어 등이 구성되고, 증발기나 히터코어에 의해 냉각 또는 가열된 공기를 차량 실내의 각 부분으로 선택적으로 송풍한다.

특히, 난방시 디포깅(Defogging) 성능을 확보하면서 높은 난방 성능을 유지할 수 있도록 하기 위하여 2층류(2 Layer) 공조장치가 개발되었다. 겨울철 난방 주행시 창문에 서리는 성에를 제거하기 위해서는 저습한 차가운 외기가 효과적이지만, 실내온도가 낮아지는 결과가 초래된다.

2층류 공조장치는 난방시 디포깅을 위해 차량 상부에는 외기를 공급하고 하부에는 내기를 순환시키는 내외기 2층 공기 유동을 실현함으로써, 상부로 공급되는 신선하고 저습한 외기를 이용하여 성에를 효과적으로 제거하는 동시에 탑승자에게 신선한 외부 공기를 제공하고, 따뜻한 내기를 하부로 공급하여 높은 난방 성능을 유지하도록 한다.

한편, 선 출원된 대한민국공개특허 제2018-0001693호(2018.01.05)에는 2층류&3존 타입의 차량용 공조장치가 개시된바 있다. 도 1은 종래의 차량용 공조장치를 도시한 단면도이다. 종래의 차량용 공조장치는 2층류 타입이면서 동시에 3존 독립 공조 제어를 수행할 수 있다. 즉, 차량용 공조장치는 난방시 디포깅 성능을 확보하면서 높은 난방 성능을 유지할 수 있도록 공조케이스 내부 공기통로를 상부통로와 하부통로로 분리하며, 전방 운전석, 전방 조수석, 후방 좌석으로 독립적인 온도 제어가 가능하다.

도 1을 참조하면, 종래의 차량용 공조장치는 공기유입구와 공기토출구를 갖는 공조케이스(20)를 포함한다. 공기유입구에는 송풍장치가 구비되며, 공기토출구는 디프로스트벤트(23), 페이스벤트(24), 전석플로어벤트(25), 콘솔벤트(26) 및 후석플로어벤트(27)로 구성된다. 각 벤트에는 토출구의 개도를 조절하는 도어(28)가 구비된다.

공조케이스(20)의 공기통로에는 증발기(30) 및 히터코어(31)가 순차로 구비된다. 히터코어(31)의 하류에는 전열히터(32)가 더 구비될 수 있다. 공조케이스(20)의 공기통로는 격벽(40)에 의해 상부통로(21)와 하부통로(22)로 구획된다. 상부통로(21)에는 외기가 유입되어 유동하며, 하부통로(22)에는 내기가 유입되어 유동한다. 이 경우, 필요에 따라 상부통로(21) 또는 하부통로(22)에 내기와 외기가 함께 유입될 수 있다.

증발기(30)와 히터코어(31) 사이에는 템프도어가 구비되며, 템프도어는 상부통로(21)에 배치되는 제1 템프도어(46)와 하부통로(22)에 배치되는 제2 템프도어(48)로 구성된다. 공조케이스(20)의 공기통로는 상부 냉풍통로(P1)와 상부 온풍통로(P2)와 하부 온풍통로(P3) 및 하부 냉풍통로(P4)로 구성되며, 증발기(30)를 통과한 공기는 상기 4개의 통로 중 적어도 하나로 유동한다.

또한, 히터코어(31)의 후방 통로를 형성하는 내벽과 공조케이스(20)의 후면 사이의 통로(P5)에 연통도어(44)가 구비된다. 연통도어(44)는 히터코어(31)의 후방 통로를 형성하는 내벽과 공조케이스(20)의 후면 사이의 통로(P5)를 개폐하여, 상부통로(21)와 하부통로(22)를 연통시키거나 분리한다.

도 2는 종래의 차량용 공조장치의 믹싱 모드를 도시한 것이다. 도 2를 참조하면, 증발기(30)를 통과한 상부통로(21)의 공기 중 일부는 상부 냉풍통로(P1)로 다른 일부는 상부 온풍통로(P2)로 유동하도록 제1 템프도어(46)는 작동된다. 상부 냉풍통로(P1)의 냉풍과 상부 온풍통로(P2)의 온풍은 혼합되어 페이스벤트(24)를 통해 토출된다.

또한, 증발기(30)를 통과한 하부통로(22)의 공기 중 일부는 하부 온풍통로(P3)로 다른 일부는 하부 냉풍통로(P4)로 유동하도록 제2 템프도어(48)는 작동된다. 하부 냉풍통로(P4)의 냉풍과 하부 온풍통로(P3)의 온풍은 혼합되어 콘솔벤트(26) 및 후석플로어벤트(27)를 통해 토출된다. 아울러, 하부 온풍통로(P3)를 통과한 온풍의 일부는 전석플로어벤트(25)를 통해 토출된다.

도 3은 종래의 차량용 공조장치의 2층류 모드를 도시한 것이다. 도 3을 참조하면, 증발기(30)를 통과한 상부통로(21)의 공기는 상부 온풍통로(P2)로 유동하도록 제1 템프도어(46)는 작동된다. 상부 온풍통로(P2)를 통과한 온풍은 디프로스트벤트(23)를 통해 토출된다.

또한, 증발기(30)를 통과한 하부통로(22)의 공기는 하부 온풍통로(P3)로 유동하도록 제2 템프도어(48)는 작동된다. 하부 온풍통로(P3)의 온풍은 후석플로어벤트(27)를 통해 토출된다. 아울러, 하부 온풍통로(P3)를 통과한 온풍의 일부는 전석플로어벤트(25)를 통해 토출된다.

종래의 차량용 공조장치는 하부 온풍통로(P3)가 하부 냉풍통로(P4)에 비해 상부에 위치하며 콘솔벤트(28)가 후석플로어벤트(27)에 비해 상부에 위치함에 따라, 물리적으로 온풍은 위로 향하고 냉풍은 아래로 향하여 콘솔벤트(28)를 통해 비교적 따뜻한 바람이 후석플로어벤트(27)를 통해 비교적 차가운 바람이 토출되어 후석의 온도성 상하 역전 현상이 발생하는 문제가 있다.

특허문헌 : 대한민국공개특허 제2018-0001693호(2018.01.05)

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 콘솔벤트를 통해 따뜻한 바람이 후석플로어벤트를 통해 차가운 바람이 토출되어 온도성 상하 역전 현상을 방지한 차량용 공조장치를 제공한다.

본 발명에 따른 차량용 공조장치는 내부에 공기통로가 형성되고 공기토출구가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스의 공기통로에 구비되는 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 공조케이스의 내부 공기통로가 분리벽에 의해 상부통로와 하부통로로 구획되고, 상기 공기토출구는 차량 후석으로 공기를 토출하기 위한 콘솔벤트 및 후석플로어벤트를 구비하며, 상기 하부통로를 유동하는 냉풍 또는 온풍을 가이드하여 상기 후석플로어벤트로 토출되는 공기의 온도보다 콘솔벤트로 토출되는 공기의 온도가 더 낮도록 하는 온도상하역전 방지수단을 갖는다.

상기에서, 후석플로어벤트는 콘솔벤트보다 하부에 배치되고, 상기 온도상하역전 방지수단은 냉각용 열교환기를 통과한 냉풍을 콘솔벤트로 안내하며 가열용 열교환기를 통과한 온풍을 후석플로어벤트로 안내한다.

상기에서, 온도상하역전 방지수단은 상기 냉각용 열교환기를 통과한 냉풍을 차량 폭 방향 중앙측으로 안내하는 제1 안내수단을 구비한다.

상기에서, 제1 안내수단은 공조케이스 바닥면에 형성되는 한 쌍의 제1 베플을 구비하며, 상기 제1 베플은 공기 유동 방향으로 하류로 갈수록 간격이 좁아지도록 경사를 이루어 한 쌍이 마주보게 구비된다.

상기에서, 온도상하역전 방지수단은 상기 가열용 열교환기를 통과한 온풍을 하부 방향으로 안내하는 제2 안내수단을 구비한다.

상기에서, 제2 안내수단은, 가열용 열교환기에서 후방으로 이격된 위치에 형성되며 상부에서 하부 방향으로 연장 형성된 제2 베플을 구비한다.

상기에서, 공조케이스는 가열용 열교환기의 후단에서 콘솔벤트를 향해 형성된 벽부재를 구비하고, 상기 제2 베플은 상기 벽부재에서 일체로 하부를 향해 연장 형성된다.

상기에서, 온도상하역전 방지수단은 상기 냉각용 열교환기를 통과한 냉풍을 완만하게 상승하도록 안내하는 제3 안내수단을 구비한다.

상기에서, 제3 안내수단은, 하부 온풍통로와 하부 냉풍통로를 구획하는 지지부재의 단부에 형성되며 하부 냉풍통로를 지나 상승하는 공기의 기울기를 낮추도록 라운드지게 형성된 제3 베플을 구비한다.

상기에서, 공조케이스의 내부 공기통로는 상하 방향으로 상부통로와 하부통로로 구획되어 2층류 타입으로 이루어짐과 아울러, 전방 운전석, 전방 조수석, 후방 좌석으로 3존(Zone)의 독립적인 온도 제어가 가능하도록 이루어진다.

상기에서, 상부통로는 제1 분리벽에 의해 차량 폭 방향으로 상부 좌측통로와 상부 우측통로로 구획되고, 상기 하부통로는 제2 분리벽 및 제3 분리벽에 의해 차량 폭 방향으로 하부 좌측통로와 하부 센터통로와 하부 우측통로로 구획된다.

상기에서, 냉각용 열교환기와 가열용 열교환기 사이에, 상부통로에 배치되는 상부 템프도어 및 하부통로에 배치되는 하부 템프도어가 구비되고, 상기 상부 템프도어는 상부 좌측통로의 개도를 조절하는 상부 좌측템프도어와 상부 우측통로의 개도를 조절하는 상부 우측템프도어로 구성되며, 상기 하부 템프도어는 하부 좌측통로의 개도를 조절하는 하부 좌측템프도어와 하부 센터통로의 개도를 조절하는 하부 센터템프도어와 하부 우측통로의 개도를 조절하는 하부 우측템프도어로 구성된다.

상기에서, 콘솔벤트 및 후석플로어벤트는 상기 하부 센터통로와 연통되게 연장 형성된다.

상기에서, 온도상하역전 방지수단은 상기 하부 센터통로에 형성된다.

상기에서, 공기토출구는 차량 전석으로 공기를 토출하기 위한 디프로스트벤트, 페이스벤트 및 전석플로어벤트를 구비하며, 상기 하부 좌측통로 및 하부 우측통로에 상기 전석플로어벤트로 향하는 통로가 형성되고, 상기 하부 좌측통로 및 하부 우측통로의 공기가 전석플로어벤트 또는 상부통로로 선택적으로 유동하도록 하는 연통도어가 구비된다.

상기에서, 온도상하역전 방지수단은 상기 가열용 열교환기를 통과한 온풍을 하부 방향으로 안내하는 제2 베플을 구비하고, 상기 제2 베플은 상하 방향으로 가열용 열교환기의 중앙보다 하부에 위치하고 전석플로어벤트의 하단보다 상부에 위치한다.

본 발명에 따른 차량용 공조장치는 차량 후방의 공조를 수행함에 있어 콘솔벤트로 차가운 공기를 유도하고 후석플로어벤트로 따뜻한 공기를 유도하여 탑승자에게 쾌적한 공조를 수행할 수 있으며, 풍량의 저하를 일으키지 않으면서 효과적이고 비용을 증가시키지 않으면서 용이하게 가이드수단을 구현할 수 있다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치를 도시한 단면도이고,
도 2는 종래의 차량용 공조장치의 믹싱 모드를 도시한 것이며,
도 3은 종래의 차량용 공조장치의 2층류 모드를 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 측단면도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 정단면도를 개략적으로 도시한 것이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조케이스를 부분절개하여 하부통로를 도시한 사시도이며,
도 7은 도 6의 평면도이고,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조케이스 내부를 도시한 사시도이며,
도 9 및 도 10은 도 4의 일부를 확대 도시한 단면도이고,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 벤트 모드를 도시한 것이며,
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 믹스 모드를 도시한 것이고,
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 디프로스트 모드를 도시한 것이다.

이하 첨부된 도면에 따라서 차량용 공조장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 측단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 정단면도를 개략적으로 도시한 것이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조케이스를 부분절개하여 하부통로를 도시한 사시도이며, 도 7은 도 6의 평면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조케이스 내부를 도시한 사시도이며, 도 9 및 도 10은 도 4의 일부를 확대 도시한 단면도이다.

이하의 설명에서, 도 4의 좌우 방향이 차량 전후 방향이고, 도 5의 좌우 방향이 차량 폭 방향이다.

도 4 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 공조케이스(110)를 구비한다. 공조케이스(110)의 내부에 공기통로가 형성되고, 출구에 공기토출구가 형성된다. 공기토출구는 차량 전석으로 공기를 토출하는 전석 공기토출구와 차량 후석으로 공기를 토출하는 후석 공기토출구로 구성된다. 전석 공기토출구는 디프로스트벤트(111), 페이스벤트(112) 및 전석플로어벤트(113)로 구성되며, 후석 공기토출구는 콘솔벤트(114) 및 후석플로어벤트(115)로 구성된다.

공조케이스(110)의 내부에는 복수개의 도어가 구비된다. 도어는 디프로스트벤트(111)의 개도를 조절하는 디프로스트도어(121)와 페이스벤트(112)의 개도를 조절하는 페이스도어(122)와, 전석플로어벤트(113)의 개도를 조절하는 연통도어(123)와, 콘솔벤트(114) 및 후석플로어벤트(115)의 개도를 조절하는 후석모드도어(124)를 포함한다.

공조케이스(110)의 입구에는 블로어 유닛이 구비되며, 블로어 유닛은 내기와 외기를 선택적으로 유입한다. 블로어 유닛의 내부는 내기통로와 외기통로가 구획 형성된다. 공조케이스(110)의 공기통로에는 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기가 공기 유동 방향으로 순차로 구비된다. 냉각용 열교환기는 증발기(102)로 구성되며, 가열용 열교환기는 히터코어(103) 및 PTC등의 전열히터(104)로 구성된다.

공조케이스(110)의 공기통로는 분리벽(140)에 의해 상부통로(151)와 하부통로(152)로 구획된다. 블로어 유닛의 내기통로로 유입된 공기는 공조케이스(110)의 하부통로(152)로 유동하며, 블로어 유닛의 외기통로로 유입된 공기는 공조케이스(110)의 상부통로(151)로 유동한다. 분리벽(140)은 증발기(102)의 상류, 증발기(102)와 히터코어(103)의 사이 및 전열히터(104)의 하류에 대략 수평으로 연장 형성되어, 상부통로(151)와 하부통로(152)로가 상하로 구획된다.

공조케이스(110)의 내부 공기통로는 상하 방향으로 상부통로(151)와 하부통로(152)로 구획되어 2층류(2Layer) 타입으로 이루어짐과 아울러, 전방 운전석, 전방 조수석, 후방 좌석으로 3존(Zone)의 독립적인 온도 제어가 가능하도록 이루어진다. 2층류 차량용 공조장치는, 난방시 디포깅(Defogging) 성능을 확보하면서 높은 난방 성능을 유지할 수 있다. 즉, 난방시 디포깅을 위해 차량 상부에는 외기를 공급하고 하부에는 내기를 순환시킴으로써, 상부로 공급되는 신선하고 저습한 외기를 이용하여 성에를 효과적으로 제거하는 동시에 탑승자에게 신선한 외부 공기를 제공하고, 따뜻한 내기를 하부로 공급하여 높은 난방 성능을 유지하도록 한다.

상세하게는, 상부통로(151)는 제1 분리벽(191)에 의해 차량 폭 방향으로 상부 좌측통로(181)와 상부 우측통로(182)로 구획된다. 즉, 제1 분리벽(191)은 수직 방향으로 형성되어, 상부통로(151)를 차량 폭 방향으로 2등분 한다. 하부통로(152)는 제2 분리벽(192) 및 제3 분리벽(193)에 의해 차량 폭 방향으로 하부 좌측통로(183), 하부 센터통로(184) 및 하부 우측통로(185)로 구획된다. 즉, 제2 분리벽(192) 및 제3 분리벽(193)은 수직 방향으로 형성되어, 하부통로(152)를 차량 폭 방향으로 3등분 한다.

상부통로(151)에는 상부 템프도어(161)가 구비되고, 하부통로(152)에는 하부 템프도어(162)가 구비된다. 상부 템프도어(161)는 증발기(102)와 히터코어(103) 사이에 구비되어, 히터코어(103)를 통과하는 공기와 바이패스하는 공기의 양을 조절한다. 하부 템프도어(162)는 증발기(102)와 히터코어(103) 사이에 구비되어, 히터코어(103)를 통과하는 공기와 바이패스하는 공기의 양을 조절한다.

상부통로(151)에는 히터코어(103)를 바이패스하는 상부 냉풍통로와 히터코어(103)를 통과하는 상부 온풍통로가 형성되며, 하부통로(152)에는 히터코어(103)를 통과하는 하부 온풍통로와 히터코어(103)를 바이패스하는 하부 냉풍통로가 형성된다. 상부 냉풍통로, 상부 온풍통로, 하부 온풍통로 및 하부 냉풍통로는 상부에서 하부 방향으로 순차로 형성된다.

상부 템프도어(161)는 상부 좌측통로(181)의 개도를 조절하는 상부 좌측템프도어(1611)와, 상부 우측통로(182)의 개도를 조절하는 상부 우측템프도어(1612)로 구성된다. 하부 템프도어(162)는 하부 좌측통로(183)의 개도를 조절하는 하부 좌측템프도어(1621)와, 하부 센터통로(184)의 개도를 조절하는 하부 센터템프도어(1622)와, 하부 우측통로(185)의 개도를 조절하는 하부 우측템프도어(1623)로 구성된다.

상부 좌측통로(181)와 상부 우측통로(182) 중 하나를 유동하는 공기는 차량 전방의 운전석의 디프로스트벤트(111) 또는 페이스벤트(112)로 토출되고, 다른 하나를 유동하는 공기는 차량 전방의 조수석의 디프로스트벤트(111) 또는 페이스벤트(112)로 토출된다. 또한, 하부 좌측통로(183) 및 하부 우측통로(185)를 유동하는 공기는 차량 전방의 전석플로어벤트(113)로 토출되거나 상부통로(151)와 연통하여 전석 공기토출구로 토출될 수 있다. 아울러, 하부 센터통로(184)를 유동하는 공기는 차량 후방의 콘솔벤트(114) 또는 후석플로어벤트(115)로 토출된다.

차량용 공조장치는 온도상하역전 방지수단을 포함한다. 온도상하역전 방지수단은 하부통로(152)를 유동하는 냉풍 또는 온풍을 가이드하여, 후석플로어벤트(115)로 토출되는 공기의 온도보다 콘솔벤트(114)로 토출되는 공기의 온도가 더 낮도록 한다. 즉, 온도상하역전 방지수단은 후석플로어벤트(115)로 토출되는 공기의 온도보다 콘솔벤트(114)로 토출되는 공기의 온도가 더 높아지는 현상을 방지한다.

콘솔벤트(114)를 통해 뜨거운 공기가 토출되고 후석플로어벤트(115)를 통해 차가운 공기가 토출되면 탑승자에게 불쾌감을 주게 되며, 온도상하역전 방지수단은 콘솔벤트(114)로 비교적 차가운 공기가 토출되고 후석플로어벤트(115)로 비교적 따뜻한 공기가 토출되도록 안내하여 후석(2열 또는 3열) 탑승자에게 쾌적한 공조를 수행하게 한다.

후석플로어벤트(115)는 탑승자의 발 쪽으로 공기를 토출하며 콘솔벤트(114)는 탑승자의 얼굴 쪽으로 공기를 토출하여, 후석플로어벤트(115)는 콘솔벤트(114)보다 물리적으로 하부에 배치된다. 온도상하역전 방지수단은 증발기(102)를 통과한 냉풍을 콘솔벤트(114)로 안내하며 히터코어(103) 및 전열히터(104)를 통과한 온풍을 후석플로어벤트(115)로 안내한다.

하부 온풍통로는 하부 냉풍통로에 비해 물리적으로 상부에 위치하므로, 하부 온풍통로를 유동하는 따뜻한 공기는 물리적으로 후석플로어벤트(115)보다 상부에 위치한 콘솔벤트(114)로 토출되려는 경향을 보이며, 하부 냉풍통로를 유동하는 차가운 공기는 물리적으로 콘솔벤트(114)보다 하부에 위치한 후석플로어벤트(115)로 토출되려는 경향을 보인다. 온도상하역전 방지수단은 하부 온풍통로의 공기를 후석플로어벤트(115)로 유도하고 하부 냉풍통로의 공기를 콘솔벤트(114)로 유도하여, 이러한 상하 온도 역전 현상을 방지할 수 있다.

더욱 상세하게는, 온도상하역전 방지수단은 제1 안내수단(210)과, 제2 안내수단 및 제3 안내수단을 구비한다.

제1 안내수단(210)은 증발기(102)를 통과한 냉풍을 차량 폭 방향 중앙측으로 안내한다. 제1 안내수단(210)은 한 쌍의 제1 베플(211,212)을 구비한다. 한 쌍의 제1 베플(211,212)은 얇은 두께를 갖는 판 형상으로서, 공조케이스(110) 바닥면(1101)에 상부로 돌출되게 연장 형성된다. 한 쌍의 제1 베플(211,212)은 서로 마주보게 세워진 형태를 가지며, 공기 유동 방향으로 하류로 갈수록 간격이 좁아지도록 경사를 이룬다.

제1 베플(211,212)은 하부 센터통로(184)의 공조케이스 바닥면(1101)에 형성된다. 증발기(102)를 통과한 냉풍은 직선으로 유동하려는 경향을 보인다. 콘솔벤트(114)는 차량 폭 방향으로 중앙부에 위치하며, 후석플로어벤트(115)는 콘솔벤트(114)의 양 사이드에 위치한다.

제1 베플이 없는 경우, 증발기(102)를 통과한 냉풍은 직선으로 유동하여 일부는 콘솔벤트(114)로 토출되고 다른 일부는 도 6 및 도 7의 점선과 같이 양 사이드의 후석플로어벤트(115)로 퍼지면서 토출되어, 후석플로어벤트(115)로 차가운 공기가 의도한 것보다 많이 토출될 수 있다. 제1 베플(211,212)은 증발기(102)를 통과한 공기를 콘솔벤트(114)를 향해 폭 방향 중앙쪽으로 방향 전환시켜 공기를 모아 콘솔벤트(114)로 토출시킴으로써, 콘솔벤트(114)를 통한 공조 공기의 온도를 낮출 수 있다.

제2 안내수단은 히터코어(103) 및 전열히터(104)를 통과한 온풍을 하부 방향으로 안내한다. 제2 안내수단은 제2 베플(220)을 구비한다. 제2 베플(220)은 전열히터(104)에서 후방으로 이격된 위치에 형성되며, 상부에서 하부 방향으로 연장 형성된다.

한편, 하부 좌측통로(183) 및 하부 우측통로(185)에는 전석플로어벤트(113)로 향하는 통로가 형성된다. 또한, 하부 좌측통로(183) 및 하부 우측통로(185)에는 상부통로(151)와 하부통로(152)를 연통시키는 연통로가 형성된다. 연통도어(123)는 전석플로어벤트(113)로 향하는 통로를 개폐할 뿐 아니라, 상부통로(151)와 하부통로(152) 간의 연통로를 개폐한다. 즉, 연통도어(123)는 하부 좌측통로(183) 및 하부 우측통로(185)의 공기가 전석플로어벤트(113) 또는 상부통로(151)로 선택적으로 유동하도록 한다.

공조케이스(110)는 가열용 열교환기의 후단에서 콘솔벤트(114)를 향해 형성된 벽부재(1102)를 구비한다. 즉, 전열히터(104)의 하류 공간에는 전열히터(104)의 후단에서 콘솔벤트(114)를 향해 하향 경사진 벽부재(1102)가 연장 형성된다. 벽부재(1102)는 하부 센터통로(184)의 상부 벽을 이루며, 히터코어(103) 및 전열히터(104)를 통과한 온풍은 벽부재(1102)를 타고 하향 경사지게 이동되어 콘솔벤트(114) 또는 후석플로어벤트(115)로 토출된다.

콘솔벤트(114) 및 후석플로어벤트(115)는 하부 센터통로(184)와 연통되게 연장 형성된다. 제2 베플(220)은 하부 센터통로(184)에 형성된다. 더욱 상세하게는, 제2 베플(220)은 벽부재(1102)에서 일체로 하부를 향해 연장 형성된다.

제2 베플이 없는 경우, 히터코어(103) 및 전열히터(104)를 통과한 온풍은 도 9의 점선과 같이 벽부재(1102)를 타고 이동하여 콘솔벤트(114)로 따뜻한 공기가 의도한 것보다 많이 토출될 수 있다. 제2 베플(220)은 히터코어(103) 및 전열히터(104)를 통과한 공기를 후석플로어벤트(115)를 향해 하부 쪽으로 방향 전환시켜 토출시킴으로써, 후석플로어벤트(115)를 통한 공조 공기의 온도를 높일 수 있다.

제2 베플(220)은 상하 방향으로 가열용 열교환기의 중앙보다 하부에 위치하고 전석플로어벤트(113)의 하단보다 상부에 위치하는 것이 바람직하다. 즉, 제2 베플(220)의 높이(h1)는 히터코어(103) 및 전열히터(104)의 상하 방향 센터 높이(h3)보다 하부에 위치하고, 전석플로어벤트(113)의 하단 높이(h2)보다 상부에 위치한다.

온풍통로에 베플 형태의 벽부재를 형성하게 되면, 베플이 공기의 유동을 방해하는 저항체로 작용할 수밖에 없다. 본 발명은 제2 베플(220)을 가열용 열교환기에서 이격시킨 위치에, 그리고 공조케이스(110)의 벽부재(1102)에서 하부로 연장되게 형성시키며, 그리고 상하 높이를 최적화함으로써, 제2 베플(220)이 공기의 유동을 방해하는 것을 최소화하면서 효과적으로 온풍을 후석플로어벤트(115)로 안내할 수 있는 것이다.

만약, 제2 베플(220)이 너무 높은 곳에 위치하게 되면 온풍을 하부로 방향 전환시키는 효과가 감소하며, 제2 베플(220)이 너무 낮은 곳까지 연장 형성되면 유로의 저항체로 작용하여 온풍의 풍량을 감소시킬 수 있다. 따라서, 전술한 것처럼 제2 베플(220)의 위치 및 높이를 최적화하여 풍량의 저하를 방지하면서 효과적으로 후석플로어벤트(115)로 온풍을 안내할 수 있다.

제3 안내수단은 증발기(102)를 통과한 냉풍을 완만하게 상승하도록 안내한다. 제3 안내수단은 제3 베플(230)을 구비한다. 제3 베플(230)은 지지부재(1103)의 단부에 형성된다. 지지부재(1103)는 하부 온풍통로와 하부 냉풍통로를 구획하는 공조케이스(110)의 내벽으로서, 히터코어(103) 및 전열히터(104)의 하단을 지지한다. 제3 베플(230)은 하부 냉풍통로를 지나 상승하는 공기의 기울기를 낮추도록 라운드지게 형성된다.

증발기(102)를 통과하여 하부 냉풍통로를 유동하는 공기는 지지부재(1103)를 통과하면서 상부로 상승하게 된다. 상승하는 공기의 기울기는 지지부재(1103)에 의해 급격히 커지는 경향을 보인다.

즉, 제3 베플이 없는 경우, 증발기(102)를 통과하여 하부 냉풍통로를 유동하는 공기는 지지부재(1103)를 통과하면서 도 10의 점선과 같이 상부로 급격히 이동한 후 하부 온풍통로를 유동하는 공기에 의해 하부로 꺾여 차가운 공기가 후석플로어벤트(115)로 의도한 것보다 많이 토출될 수 있다. 제3 베플(230)은 증발기(102)를 통과하여 하부 냉풍통로를 유동하는 공기가 지지부재(1103)를 통과하면서 완만하게 상승하도록 하여 차가운 공기가 콘솔벤트(114)로 유도될 수 있도록 한다.

제1 베플(211,212), 제2 베플(220) 및 제3 베플(230)은 모두 하부 센터통로(184)에 형성되며, 공조케이스(110)에 일체로 형성될 수 있다. 즉, 제1 베플(211,212)은 공조케이스(110)의 바닥면(1101)에 일체로 형성되고, 제2 베플(220)은 공조케이스(110)의 벽부재(1102)에 일체로 형성되며, 제3 베플(230)은 공조케이스(110)의 지지부재(1103)에 일체로 형성될 수 있다. 따라서, 베플들을 형성하기 위해 별도의 제조 공정을 요구하지 않고 공조케이스의 사출 성형시 일체로 베플을 형성하여 제조를 용이하게 한다.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 벤트 모드를 도시한 것이다.

도 11을 참조하면, 벤트 모드 시, 상부 템프도어(161) 및 하부 템프도어(162)는 상부 온풍통로와 하부 온풍통로를 각각 폐쇄한다. 또한, 후석모드도어(124)는 후석플로어벤트(115)를 폐쇄하고 콘솔벤트(114)를 개방한다. 증발기(102)를 통과한 상부통로의 냉풍은 히터코어(103)를 바이패스하고 상부 냉풍통로를 지나 페이스벤트(112)를 통해 실내로 토출되며, 하부통로의 냉풍은 하부 냉풍통로를 지나 콘솔벤트(114)를 통해 실내로 토출된다.

도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 믹스 모드를 도시한 것이다.

도 12를 참조하면, 믹스 모드 시, 상부 템프도어(161)는 상부 온풍통로와 상부 냉풍통로를 모두 개방하며, 하부 템프도어(162)는 하부 온풍통로와 하부 냉풍통로를 모두 개방한다. 후석모드도어(124)는 콘솔벤트(114)와 후석플로어벤트(115)를 모두 개방한다.

증발기(102)를 통과한 상부통로의 공기 중 일부는 히터코어(103)를 바이패스하고 상부 냉풍통로를 지나며 다른 일부는 히터코어(103)를 통과하여 상부 온풍통로를 지나 페이스벤트(112) 또는 디프로스트벤트(111)를 통해 실내로 토출된다.

증발기(102)를 통과한 하부통로의 공기 중 일부는 히터코어(103)를 바이패스하고 하부 냉풍통로를 지나며 다른 일부는 히터코어(103)를 통과하여 하부 온풍통로를 지나 전석플로어벤트(113), 콘솔벤트(114) 및 후석플로어벤트(115)를 통해 실내로 토출된다. 하부 냉풍통로를 지나는 공기는 제1 베플(211,212) 및 제3 베플(230)에 의해 콘솔벤트(114)로 더 많이 토출되며, 하부 온풍통로를 지나는 공기는 제2 베플(220)에 의해 후석플로어벤트(115)로 더 많이 토출된다.

도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 디프로스트 모드를 도시한 것이다.

도 13을 참조하면, 상부 템프도어(161) 및 하부 템프도어(162)는 상부 냉풍통로와 하부 냉풍통로를 각각 폐쇄한다. 또한, 후석모드도어(124)는 콘솔벤트(114) 및 후석플로어벤트(115)를 폐쇄하고 연통도어(123)는 전석플로어벤트(113)를 폐쇄한다. 증발기(102)를 통과하고 히터코어(103) 및 전열히터(104)를 통과한 상부통로의 온풍은 상부 온풍통로를 지나 디프로스트벤트(111)를 통해 실내로 토출되며, 증발기(102)를 통과하고 히터코어(103) 및 전열히터(104)를 통과한 하부통로의 온풍은 하부 온풍통로를 지나 상부통로로 이동하여 디프로스트벤트(111)를 통해 실내로 토출된다.

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.

102: 증발기 103: 히터코어
104: 전열히터 110: 공조케이스
1101: 바닥면 1102: 벽부재
1103: 지지부재 111: 디프로스트벤트
112: 페이스벤트 113: 전석플로어벤트
114: 콘솔벤트 115: 후석플로어벤트
121: 디프로스트도어 122: 페이스도어
123: 연통도어 124: 후석모드도어
140: 분리벽 151: 상부통로
152: 하부통로 161: 상부 템프도어
1611: 상부 좌측템프도어 1612: 상부 우측템프도어
162: 하부 템프도어 1621: 하부 좌측템프도어
1622: 하부 센터템프도어 1623: 하부 우측템프도어
181: 상부 좌측통로 182: 상부 우측통로
183: 하부 좌측통로 184: 하부 센터통로
185: 하부 우측통로 191: 제1 분리벽
192: 제2 분리벽 193: 제3 분리벽
210: 제1 안내수단 211,212: 제1 베플
220: 제2 베플 230: 제3 베플

Claims

내부에 공기통로가 형성되고 공기토출구가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스의 공기통로에 구비되는 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
상기 공조케이스의 내부 공기통로가 분리벽에 의해 상부통로와 하부통로로 구획되고,
상기 공기토출구는 차량 후석으로 공기를 토출하기 위한 콘솔벤트 및 후석플로어벤트를 구비하며,
상기 하부통로를 유동하는 냉풍 또는 온풍을 가이드하여 상기 후석플로어벤트로 토출되는 공기의 온도보다 콘솔벤트로 토출되는 공기의 온도가 더 낮도록 하는 온도상하역전 방지수단을 갖는 차량용 공조장치.
제1 항에 있어서,
상기 후석플로어벤트는 콘솔벤트보다 하부에 배치되고,
상기 온도상하역전 방지수단은 냉각용 열교환기를 통과한 냉풍을 콘솔벤트로 안내하며 가열용 열교환기를 통과한 온풍을 후석플로어벤트로 안내하는 차량용 공조장치.
제2 항에 있어서,
상기 온도상하역전 방지수단은 상기 냉각용 열교환기를 통과한 냉풍을 차량 폭 방향 중앙측으로 안내하는 제1 안내수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제3 항에 있어서,
상기 제1 안내수단은 공조케이스 바닥면에 형성되는 한 쌍의 제1 베플을 구비하며, 상기 제1 베플은 공기 유동 방향으로 하류로 갈수록 간격이 좁아지도록 경사를 이루어 한 쌍이 마주보게 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제2 항에 있어서,
상기 온도상하역전 방지수단은 상기 가열용 열교환기를 통과한 온풍을 하부 방향으로 안내하는 제2 안내수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제5 항에 있어서,
상기 제2 안내수단은, 가열용 열교환기에서 후방으로 이격된 위치에 형성되며 상부에서 하부 방향으로 연장 형성된 제2 베플을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제6 항에 있어서,
상기 공조케이스는 가열용 열교환기의 후단에서 콘솔벤트를 향해 형성된 벽부재를 구비하고,
상기 제2 베플은 상기 벽부재에서 일체로 하부를 향해 연장 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제2 항에 있어서,
상기 온도상하역전 방지수단은 상기 냉각용 열교환기를 통과한 냉풍을 완만하게 상승하도록 안내하는 제3 안내수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제8 항에 있어서,
상기 제3 안내수단은, 하부 온풍통로와 하부 냉풍통로를 구획하는 지지부재의 단부에 형성되며 하부 냉풍통로를 지나 상승하는 공기의 기울기를 낮추도록 라운드지게 형성된 제3 베플을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제1 항에 있어서,
상기 공조케이스의 내부 공기통로는 상하 방향으로 상부통로와 하부통로로 구획되어 2층류 타입으로 이루어짐과 아울러, 전방 운전석, 전방 조수석, 후방 좌석으로 3존(Zone)의 독립적인 온도 제어가 가능하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제10 항에 있어서,
상기 상부통로는 제1 분리벽에 의해 차량 폭 방향으로 상부 좌측통로와 상부 우측통로로 구획되고,
상기 하부통로는 제2 분리벽 및 제3 분리벽에 의해 차량 폭 방향으로 하부 좌측통로와 하부 센터통로와 하부 우측통로로 구획되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제11 항에 있어서,
상기 냉각용 열교환기와 가열용 열교환기 사이에, 상부통로에 배치되는 상부 템프도어 및 하부통로에 배치되는 하부 템프도어가 구비되고,
상기 상부 템프도어는 상부 좌측통로의 개도를 조절하는 상부 좌측템프도어와 상부 우측통로의 개도를 조절하는 상부 우측템프도어로 구성되며,
상기 하부 템프도어는 하부 좌측통로의 개도를 조절하는 하부 좌측템프도어와 하부 센터통로의 개도를 조절하는 하부 센터템프도어와 하부 우측통로의 개도를 조절하는 하부 우측템프도어로 구성되는 차량용 공조장치.
제11 항에 있어서,
상기 콘솔벤트 및 후석플로어벤트는 상기 하부 센터통로와 연통되게 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제11 항에 있어서,
상기 온도상하역전 방지수단은 상기 하부 센터통로에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제11 항에 있어서,
상기 공기토출구는 차량 전석으로 공기를 토출하기 위한 디프로스트벤트, 페이스벤트 및 전석플로어벤트를 구비하며,
상기 하부 좌측통로 및 하부 우측통로에 상기 전석플로어벤트로 향하는 통로가 형성되고,
상기 하부 좌측통로 및 하부 우측통로의 공기가 전석플로어벤트 또는 상부통로로 선택적으로 유동하도록 하는 연통도어가 구비되는 차량용 공조장치.
제15 항에 있어서,
상기 온도상하역전 방지수단은 상기 가열용 열교환기를 통과한 온풍을 하부 방향으로 안내하는 제2 베플을 구비하고, 상기 제2 베플은 상하 방향으로 가열용 열교환기의 중앙보다 하부에 위치하고 전석플로어벤트의 하단보다 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.