KR20220109775A

KR20220109775A - 차량용 공조장치

Info

Publication number: KR20220109775A
Application number: KR1020210013185A
Authority: KR
Inventors: 박태영; 맹찬주; 이지호; 정현권; 헌 허
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2021-01-29
Filing date: 2021-01-29
Publication date: 2022-08-05

Abstract

난방모드 시 증발기를 통과한 차가운 공기를 억제함과 아울러 냉방모드 시 증발기를 통과한 차가운 공기의 저항을 최소화할 수 있도록 베플의 위치와 형상을 최적화한 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 하부통로와 연통되어 차량 후석으로 공기를 토출하기 위한 후석 공기토출구를 가지며, 상기 하부통로를 유동하는 냉풍의 통로 적어도 일부를 차단하는 냉풍억제수단을 구비한다.

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 타입으로서 전석과 후석의 개별 공조를 수행할 수 있는 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 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 전열히터가 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.

믹싱모드 시, 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. 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.

2층류모드 시, 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. 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 증발기(30)의 하단을 통과한 차가운 공기의 풍량이 크기 때문에 히터코어(31)를 통과하는 뜨거운 공기가 충분히 가열되지 못하는 현상이 발생한다. 이로 인해, 차량 전석과 후석 간의 온도 분포가 일정하지 못하며, 난방모드 시 차량 후석측의 온도가 전석측의 온도에 비해 낮아 탑승자가 추위를 느끼는 문제가 있다.

특허문헌 : 대한민국공개특허 제2018-0001693호(2018.01.05)

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 난방모드 시 증발기를 통과한 차가운 공기를 억제함과 아울러 냉방모드 시 증발기를 통과한 차가운 공기의 저항을 최소화할 수 있도록 베플의 위치와 형상을 최적화한 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 하부통로와 연통되어 차량 후석으로 공기를 토출하기 위한 후석 공기토출구를 가지며, 상기 하부통로를 유동하는 냉풍의 통로 적어도 일부를 차단하는 냉풍억제수단을 구비한다.

상기 냉풍억제수단은, 공조케이스의 바닥면에서 상부로 돌출되어 냉풍통로의 일부를 차단하는 제1 베플을 구비한다.

상기 냉각용 열교환기와 가열용 열교환기 사이에, 상부통로에 배치되는 상부 템프도어 및 하부통로에 배치되는 하부 템프도어가 구비되고, 상기 제1 베플은, 하부 템프도어가 하부 냉풍통로를 폐쇄하는 쪽의 실링부에 형성된다.

난방모드 시 제1 베플에 의해 막히는 하부 냉풍통로의 단면적에 대한 개방되는 하부 냉풍통로의 단면적의 비율은, 냉방모드 시 제1 베플에 의해 막히는 하부 냉풍통로의 단면적에 대한 개방되는 하부 냉풍통로의 단면적의 비율보다 작도록 구성된다.

상기 제1 베플은 가열용 열교환기의 하단을 지지하는 하측지지부보다 공기 유동 방향으로 상류에 형성된다.

상기 상부통로는 차량 폭 방향으로 상부 좌측통로와 상부 우측통로로 구획되고, 상기 하부통로는 차량 폭 방향으로 하부 좌측통로와 하부 센터통로와 하부 우측통로로 구획되며, 상기 제1 베플은 상기 하부 센터통로에 형성된다.

상기 냉풍억제수단은, 공조케이스의 내부를 폭 방향으로 구획하는 세퍼레이터에서 폭 방향으로 돌출되어 냉풍통로의 일부를 차단하는 제2 베플을 구비한다.

상기 제2 베플은 냉풍통로와 온풍통로 사이에 형성되어, 냉풍과 온풍의 합류 부위에서 냉풍의 양을 감소시킨다.

상기 제2 베플은 평면도 상에서 삼각형 단면으로 이루어진다.

상기 상부통로는 차량 폭 방향으로 상부 좌측통로와 상부 우측통로로 구획되고, 상기 하부통로는 차량 폭 방향으로 하부 좌측통로와 하부 센터통로와 하부 우측통로로 구획되며, 상기 제2 베플은 상기 하부 센터통로에 형성된다.

상기 제2 베플은 가열용 열교환기의 하단을 지지하는 하측지지부보다 공기 유동 방향으로 하류에 형성된다.

상기 후석 공기토출구는 차량 후석으로 공기를 토출하기 위한 콘솔벤트 및 후석플로어벤트를 구비하며, 상기 콘솔벤트 및 후석플로어벤트는 상기 하부 센터통로와 연통되게 연장 형성된다.

본 발명에 따른 차량용 공조장치는 난방모드 시 증발기를 통과한 차가운 공기를 억제함과 아울러 냉방모드 시 증발기를 통과한 차가운 공기의 저항을 최소화할 수 있어 난방 성능과 냉방 성능을 모두 향상시킬 수 있는 유용한 발명이다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치를 도시한 측단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 측단면도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 정단면도를 개략적으로 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조케이스 하부를 도시한 부분 절개사시도이며,
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하부통로를 확대 도시한 측단면도이고,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조케이스 내부를 도시한 부분 절개사시도이며,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 베플을 도시한 저면 사시도이고,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 평단면도를 개략적으로 도시한 것이며,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 냉방모드를 도시한 것이고,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 난방모드를 도시한 것이며,
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 믹스모드를 도시한 것이다.

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

이하의 설명에서, 도 2의 좌우 방향이 차량 전후 방향이고, 도 3의 좌우 방향이 차량 폭 방향이다.

도 2 내지 도 9를 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 공기토출구를 포함한다. 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 유입하도록 이루어진다. 블로어 유닛의 내부에는 내기통로와 외기통로가 구획 형성된다. 또한, 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 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 세퍼레이터(191)에 의해 차량 폭 방향으로 상부 좌측통로(181)와 상부 우측통로(182)로 구획된다. 즉, 세퍼레이터(191)는 종방향으로 형성되어, 상부통로(151)를 차량 폭 방향으로 2등분 한다. 하부통로(152)는 세퍼레이터(191)에 의해 좌우로 2등분됨과 아울러, 제1 종벽(192)과 제2 종벽(193)에 의해 차량 폭 방향으로 나뉜다.

즉, 도 3에 도시된 것처럼 하부통로(152)는 세퍼레이터(191)에 의해 좌우로 구획된다. 구획된 왼쪽 공간은 제1 종벽(192)에 의해 하부 좌측통로(183)와 하부 센터통로(184)로 구획되며, 구획된 오른쪽 공간은 제2 종벽(193)에 의해 하부 센터통로(184)와 하부 우측통로(185)로 구획된다. 결국, 하부통로(152)는 하부 좌측통로(183), 하부 센터통로(184) 및 하부 우측통로(185)로 구성되어, 차량 폭 방향으로 3등분된다.

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 냉풍통로(P1)와 히터코어(103)를 통과하는 상부 온풍통로(P2)가 형성되며, 하부통로(152)에는 히터코어(103)를 통과하는 하부 온풍통로(P3)와 히터코어(103)를 바이패스하는 하부 냉풍통로(P4)가 형성된다. 상부 냉풍통로(P1), 상부 온풍통로(P2), 하부 온풍통로(P3) 및 하부 냉풍통로(P4)는 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 세퍼레이터(191)를 기준으로 좌측 통로의 개도를 조절하는 하부 좌측템프도어(1621)와, 세퍼레이터(191)를 기준으로 우측 통로의 개도를 조절하는 하부 우측템프도어(1622)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, 후석 공기토출구는 하부통로(152)와 연통되어 차량 후석으로 공기를 토출한다. 후석 공기토출구는 차량 후석으로 공기를 토출하기 위한 콘솔벤트(114) 및 후석플로어벤트(115)를 구비하며, 콘솔벤트(114) 및 후석플로어벤트(115)는 하부 센터통로(184)와 연통되게 연장 형성된다. 즉, 하부 센터통로(184)를 유동하는 공기는 차량 후방의 콘솔벤트(114) 또는 후석플로어벤트(115)로 토출된다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 냉풍억제수단을 구비한다. 냉풍억제수단은 하부통로(152)를 유동하는 냉풍의 통로 적어도 일부를 차단하는 기능을 한다. 냉풍억제수단을 통해 난방모드 시 증발기(102)를 통과한 차가운 공기를 일부 막아 차량 후석측의 토출온도가 의도한 것보다 따뜻해지지 않는 현상을 해결할 수 있다.

냉풍억제수단은 복수개로 형성된다. 더욱 상세하게는, 냉풍억제수단은 제1 베플(210) 및 제2 베플(220)을 포함한다.

제1 베플(210)은 공조케이스(110) 폭 방향으로 세퍼레이터(191)의 양측면에 형성되어, 세퍼레이터(191)를 기준으로 양측의 공기통로를 향해 연장 형성된다. 세퍼레이터(191)는 공조케이스(110)를 좌우로 분리한다. 제1 베플(210)은 하부 냉풍통로(P4)의 일부를 차단한다. 하부 템프도어(162)는 상하 방향으로 슬라이딩 이동함에 따라 하부 온풍통로(P3)와 하부 냉풍통로(P4) 사이의 개도를 조절한다. 이 경우, 하부 템프도어(162)가 상부로 최대 이동될 때 하부 냉풍통로(P4)는 완전히 개방되며, 하부 템프도어(162)가 하부로 최대 이동될 때 하부 냉풍통로(P4)는 완전히 폐쇄된다.

따라서, 난방모드 시 하부 템프도어(162)는 하부로 이동하여 제1 베플(210)로 인해 하부 냉풍통로(P4)를 대부분 막게된다. 결국, 제1 베플(210)이 좁은 하부 냉풍통로(P4)를 통해 유동하는 적은 양의 찬 공기를 추가로 막아 후석 공기토출구의 토출온도가 저하되는 것이 방지된다. 아울러, 냉방모드 시 하부 템프도어(162)는 상부로 이동하여 하부 냉풍통로(P4)를 많이 개방한다. 결국, 제1 베플(210)은 하부 냉풍통로(P4)를 통해 유동하는 찬 공기를 막지 못하므로 후석 공기토출구의 토출온도에는 영향을 거의 주지 않는다.

제1 베플(210)은 하부 템프도어(162)가 하부 냉풍통로(P4)를 폐쇄하는 쪽의 실링부(171)에 형성된다. 실링부(171)는 하부 템프도어(162)가 슬라이딩 작동을 안내하는 기능을 하며 공조케이스(110)와의 틈을 메워 공기의 리크를 방지하는 실링 기능을 함께 수행한다. 제1 베플(210)은 공조케이스(110) 중 하부케이스(Low case)의 바닥면에 형성된 실링부(171)보다 더 상부로 돌출되게 형성된다.

이러한 구성을 통해, 난방모드 시 제1 베플(210)이 하부 냉풍통로(P4)의 개방폭을 더욱 좁게 만들어 후석 공기토출구의 토출온도가 상승하는 것을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.

한편, 난방모드 시 제1 베플(210)에 의해 막히는 하부 냉풍통로(P4)의 단면적에 대한 개방되는 하부 냉풍통로(P4)의 단면적의 비율은, 냉방모드 시 제1 베플(210)에 의해 막히는 하부 냉풍통로(P4)의 단면적에 대한 개방되는 하부 냉풍통로(P4)의 단면적의 비율보다 작도록 구성된다. 즉, 냉방모드 시 냉풍억제수단이 막는 냉풍통로의 단면적 비율이 작으므로 냉풍량에 영향을 미치지 않지만, 난방모드로 갈수록 템프도어가 냉풍통로를 막는 방향으로 이동하므로 냉풍억제수단이 막는 냉풍통로의 단면적 비율이 커지게 되어 냉풍량에 영향을 미치게 된다.

이로 인해, 도 5에 도시된 것처럼 냉방모드 시 제1 베플(210)에 의해 막히는 하부 냉풍통로(P4)의 단면적에 대한 개방되는 하부 냉풍통로(P4)의 단면적의 비율이, 도 6에 도시된 것처럼 난방모드 시 제1 베플(210)에 의해 막히는 하부 냉풍통로(P4)의 단면적에 대한 개방되는 하부 냉풍통로(P4)의 단면적의 비율보다 크게 형성된다. 따라서, 제1 베플(210)은 냉방모드 시에는 후석 공기토출구의 토출온도에 영향을 거의 주지 않으며, 난방모드 시에는 후석 공기토출구의 토출온도를 높일 수 있다.

제1 베플(210)은 하측지지부(175)보다 공기 유동 방향으로 상류에 형성된다. 하측지지부(175)는 가열용 열교환기의 하단을 지지하는 것으로서, 히터코어(103) 및 전열히터(104)의 하단을 지지하도록 공조케이스(110)에 일체로 형성된다. 또한, 제1 베플(210)은 하부 센터통로(184)에 형성된다.

이러한 구성을 통해, 증발기(102)를 통과하여 차가워진 공기가 하부 냉풍통로(P4)를 지나면서 하측지지부(175)의 상부에 있는 히터코어(103) 및 전열히터(104)를 열의 전도를 통해 냉각시켜 후석 공기토출구의 토출온도를 낮추는 현상을 방지할 수 있다.

제2 베플(220)은 도 2, 도 7 내지 도 9에 도시된 것처럼, 세퍼레이터(191)에서 폭 방향으로 돌출되어, 하부 냉풍통로(P4)의 일부를 차단한다. 세퍼레이터(191)는 공조케이스(110)의 내부를 폭 방향으로 구획한다. 제2 베플(220)은 하부 냉풍통로(P4)와 하부 온풍통로(P3) 사이에 형성되어, 냉풍과 온풍의 합류 부위에서 냉풍의 양을 감소시키는 기능을 한다.

제2 베플(220)의 구성을 통해, 증발기(102) 하단에서 나오는 찬바람을 막을 수 있어 난방모드 시 후석 공기토출구의 토출온도가 낮아지는 현상을 개선할 수 있다.

이 경우, 제2 베플(220)은 도 9에 도시된 것처럼 평면도 상에서 삼각형 단면으로 이루어지는 것이 바람직하다. 만약, 제2 베플(220)의 단면을 직사각형으로 형성할 경우, 난방모드 시 냉풍의 양을 줄여 후석 공기토출구의 토출온도가 저하되는 것을 방지하지만, 반대로 냉방모드 시 제2 베플(220)이 증발기(102)를 통과한 냉풍을 막아 후석 공기토출구의 토출온도가 충분히 낮아지지 않는 부작용이 발생한다. 제2 베플(220)을 삼각형 단면으로 형성함으로써, 냉방모드 시 후석 공기토출구의 토출온도를 충분히 낮출 수 있다.

제2 베플(220)은 하측지지부(175)보다 공기 유동 방향으로 하류에 형성된다. 또한, 제2 베플(220)은 하부 센터통로(184)에 형성된다. 이러한 구성을 통해, 제1 베플(210)이 히터코어(103)의 전단에서 냉풍의 양을 제어하고 제2 베플(220)이 히터코어(103)의 후단에서 냉풍의 양을 제어함에 따라, 난방모드 시에는 후석 공기토출구의 토출온도를 높여 난방 성능을 향상시키고 냉방모드 시에는 후석 공기토출구의 토출온도를 낮춰 냉방 성능을 향상시킬 수 있다.

이와 같이, 냉풍억제수단인 제1 베플(210) 및 제2 베플(220)은 모두 냉풍유로에 형성되며, 공기통로 중에서 공조케이스(110)의 폭 방향으로 중앙부인 세퍼레이터(191)와 인접한 곳에 형성된다. 공조케이스(110)의 공기통로 중에서 폭 방향 중앙부는 공기 유동량이 많은 곳으로, 제1 베플(210) 및 제2 베플(220)이 냉풍 유동의 억제 효과를 극대화할 수 있다.

도 10을 참조하면, 냉방모드 시, 상부 템프도어(161) 및 하부 템프도어(162)는 상부 온풍통로(P2)와 하부 온풍통로(P3)를 각각 폐쇄한다. 또한, 후석모드도어(124)는 후석플로어벤트(115)를 폐쇄하고 콘솔벤트(114)를 개방한다. 증발기(102)를 통과한 상부통로(151)의 냉풍은 히터코어(103)를 바이패스하고 상부 냉풍통로(P1)를 지나 페이스벤트(112)를 통해 실내로 토출되며, 하부통로(152)의 냉풍은 하부 냉풍통로(P4)를 지나 콘솔벤트(114)를 통해 실내로 토출된다.

도 11을 참조하면, 난방모드 시, 상부 템프도어(161) 및 하부 템프도어(162)는 상부 냉풍통로(P1)와 하부 냉풍통로(P4)를 각각 폐쇄한다. 또한, 후석모드도어(124)는 콘솔벤트(114)를 폐쇄한다. 증발기(102)를 통과하고 히터코어(103) 및 전열히터(104)를 통과한 상부통로(151)의 온풍은 상부 온풍통로(P2)를 지나 디프로스트벤트(111)를 통해 실내로 토출되며, 증발기(102)를 통과하고 히터코어(103) 및 전열히터(104)를 통과한 하부통로(152)의 온풍은 하부 온풍통로(P3)를 지나 후석플로어벤트(115)로 토출된다.

도 12를 참조하면, 믹스모드 시, 상부 템프도어(161)는 상부 온풍통로(P2)와 상부 냉풍통로(P1)를 모두 개방하며, 하부 템프도어(162)는 하부 온풍통로(P3)와 하부 냉풍통로(P4)를 모두 개방한다. 후석모드도어(124)는 후석플로어벤트(115)를 개방한다. 증발기(102)를 통과한 상부통로(151)의 공기 중 일부는 히터코어(103)를 바이패스하고 상부 냉풍통로(P1)를 지나며 다른 일부는 히터코어(103)를 통과하여 상부 온풍통로(P2)를 지나 페이스벤트(112) 또는 디프로스트벤트(111)를 통해 실내로 토출된다.

증발기(102)를 통과한 하부통로(152)의 공기 중 일부는 히터코어(103)를 바이패스하고 하부 냉풍통로(P4)를 지나며 다른 일부는 히터코어(103)를 통과하여 하부 온풍통로(P3)를 지나 전석플로어벤트(113) 및 후석플로어벤트(115)를 통해 실내로 토출된다. 하부 냉풍통로(P4)를 지나는 공기는 제1 베플(210) 및 제2 베플(220)에 의해 냉풍의 양이 감소되어 히터코어(103)에 전도에 의한 온도 감소 및 냉풍과 온풍의 혼합에 의한 온도 감소를 방지한다. 아울러, 전술한 도 10에서의 냉풍모드 시 제1 베플(210) 및 제2 베플(220)은 냉풍통로를 막는 단면적이 작아 냉방성능에는 거의 영향을 주지 않는다.

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
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
162: 하부 템프도어
181: 상부 좌측통로 182: 상부 우측통로
183: 하부 좌측통로 184: 하부 센터통로
185: 하부 우측통로 191: 세퍼레이터
192: 제1 종벽 193: 제2 종벽
210: 제1 베플 220: 제2 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 하부통로와 연통되어 차량 후석으로 공기를 토출하기 위한 후석 공기토출구를 가지며,
상기 하부통로를 유동하는 냉풍의 통로 적어도 일부를 차단하는 냉풍억제수단을 구비하는 차량용 공조장치.
제1 항에 있어서,
공조케이스를 좌우로 분리하는 세퍼레이터를 구비하고,
상기 냉풍억제수단은, 폭 방향으로 세퍼레이터의 양측면에 형성되어 세퍼레이터를 기준으로 양측의 공기통로를 향해 연장 형성되는 제1 베플을 구비하는 차량용 공조장치.
제2 항에 있어서,
상기 냉각용 열교환기와 가열용 열교환기 사이에, 상부통로에 배치되는 상부 템프도어 및 하부통로에 배치되는 하부 템프도어가 구비되고,
상기 제1 베플은, 하부 템프도어가 하부 냉풍통로를 폐쇄하는 쪽의 실링부에 형성되는 차량용 공조장치.
제2 항에 있어서,
상기 냉풍억제수단은 복수개 형성되는 차량용 공조장치.
제2 항에 있어서,
상기 제1 베플은 가열용 열교환기의 하단을 지지하는 하측지지부보다 공기 유동 방향으로 상류에 형성되는 차량용 공조장치.
제2 항에 있어서,
냉풍통로와 온풍통로 사이에 형성되어 냉풍과 온풍의 합류 부위에서 냉풍의 양을 감소시키는 제2 베플을 더 구비하는 차량용 공조장치.
제6 항에 있어서,
상기 제2 베플은 평면도 상에서 삼각형 단면으로 이루어지는 차량용 공조장치.
제6 항에 있어서,
상기 상부통로는 차량 폭 방향으로 상부 좌측통로와 상부 우측통로로 구획되고, 상기 하부통로는 차량 폭 방향으로 하부 좌측통로와 하부 센터통로와 하부 우측통로로 구획되며,
상기 제1 베플 및 제2 베플은 상기 하부 센터통로에 형성되는 차량용 공조장치.
제6 항에 있어서,
상기 제2 베플은 가열용 열교환기의 하단을 지지하는 하측지지부보다 공기 유동 방향으로 하류에 형성되는 차량용 공조장치.
제2 항 또는 제6 항에 있어서,
상기 후석 공기토출구는 차량 후석으로 공기를 토출하기 위한 콘솔벤트 및 후석플로어벤트를 구비하며,
상기 콘솔벤트 및 후석플로어벤트는 상기 하부 센터통로와 연통되게 연장 형성되는 차량용 공조장치.