KR20230131990A - 차량용 공조장치 - Google Patents

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KR20230131990A
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이승호
이상기
박대근
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한온시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 공조케이스의 구조와, 냉,난방용 열교환기의 배열구조를 개선함으로써, 공조케이스의 사이즈 증대와, 전석부분측으로의 리어 벤트와 리어 덕트 배치없이도 리어 벤트와 리어 덕트를 구성할 수 있고, 이를 통해, 전석부분의 공간확보에 매우 유리하도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 블로어의 토출공기를 도입하여 차실내측으로 이송하는 내부유로와, 내부유로를 따라 이송되는 공기를 냉각, 가열하는 냉방용 열교환기와 난방용 열교환기 및, 냉,난방용 열교환기를 통과한 냉,온풍을 차실내의 각 부분으로 토출하는 다수의 벤트(Vent)들을 갖는 공조케이스를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 공조케이스의 내부유로는, 지면에 대해 상,하방향으로 형성되어, 공기흐름 경로를 중력방향 하부로부터 상부를 향하게 하고, 상기 내부유로상의 냉,난방용 열교환기들은, 중력방향 하부에서 상부로의 공기흐름 경로에 대응하여 중력방향 하부에서 상부를 향해 순차적으로 배열되는 구조를 가지며, 벤트들은, 냉,난방용 열교환기측의 냉,온풍을 차량의 전,후방향으로 각각 나누어서 분기하여 차실내에 토출하는 구조를 갖는다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONING SYSTEM FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}
본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 공조케이스의 구조와, 냉,난방용 열교환기의 배열구조를 개선함으로써, 공조케이스의 사이즈 증대와, 전석부분측으로의 리어 벤트와 리어 덕트 배치없이도 상기 리어 벤트와 리어 덕트를 구성할 수 있고, 이를 통해, 전석부분의 공간확보에 매우 유리한 차량용 공조장치에 관한 것이다.
차량용 공조장치는, 블로어(Blower), 냉,난방용 열교환기, 즉, 증발기, 히터코어(Heater Core), 전기히터, 실내응축기의 배치 구조에 따라 쓰리 피스 타입(Three Piece Type)과, 세미 센터 타입(Semi-Center Mounting Type), 센터 마운팅 타입(Center Mounting Type)으로 구별된다.
특히, 세미 센터 타입의 경우, 냉,난방용 열교환기가 공조케이스에 내장되고 블로어는 별도로 구성되는 구조로서, 가장 많이 사용되고 있다.
이러한 세미 센터 타입의 공조장치(이하, "공조장치"라 칭함)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 공조케이스(1)를 구비하고, 상기 공조케이스(1)의 내부유로(1a) 상에는 냉방용 열교환기(3)와 난방용 열교환기(5) 및, 템프도어(7)가 설치된다.
특히, 냉방용 열교환기(3)와 난방용 열교환기(5)는, 엔진룸측에서 차실내측을 향해 대략 수평방향으로 형성되는 내부유로(1a)의 공기흐름 경로를 따라 대략 수직한 상태로 순차적으로 설치된다.
이렇게 설치된 냉방용 열교환기(3)와 난방용 열교환기(5)는, 차실내측으로 송풍되는 공기를 냉각 또는 가열한다. 따라서, 차실내측에 냉,온풍을 공급하여, 차실내를 냉,난방한다.
그리고 상기 공조케이스(1)는, 디프로스트 벤트(Defrost Vent)(1b), 센터 벤트(Center Vent)(1c), 플로어 벤트(Floor Vent)(1d)를 구비한다.
상기 벤트(1b, 1c, 1d)들은, 냉,난방용 열교환기(3, 5)를 통과한 공기를 차실내의 창유리측과, 탑승객의 얼굴부분과, 차실내의 바닥면측으로 각각 토출한다.
한편, 상기 공조케이스(1)는, 리어 벤트(Rear Vent)(1e)들을 더 구비한다.
상기 리어 벤트(1e)들은, 운전전석 전면에 대응되는 공조케이스(1)부분으로부터 차실내의 전석부분을 향해 형성된 것으로, 리어 덕트(Rear Duct)(8)들과 연결되며, 이렇게 연결된 리어 벤트(1e)들은, 냉,난방용 열교환기(3, 5)를 통과한 공기를 차실내의 후석측부분으로 토출한다.
그런데, 이러한 종래의 공조장치는, 공조케이스(1)부분으로부터 후석측부분을 향해 형성되는 리어 벤트(1e) 구조 때문에, 차실내의 공간확보에 많은 어려움을 겪고 있다.
즉, 리어 벤트(1e)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 운전석 전면의 공조케이스(1)부분으로부터 후석측부분을 향해 형성되므로, 차실내의 전석부분으로 돌출되는 구조이고, 이러한 구조 때문에 전석부분의 공간확보에 많은 어려움을 겪고 있다.
특히, 리어 벤트(1e)에는, 리어 덕트(8)가 연결되는데, 이러한 리어 덕트(8)의 연결과정에서 상기 리어 덕트(8)가 전석부분에 배치될 수 밖에 없다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 전석부분이 더욱 협소해진다는 문제점이 있다.
한편, 이를 감안하여, 리어 벤트(1e)를 전석부분의 반대측 방향인 엔진룸측으로 굴절 연장시키고, 이를 통해, 전석부분에 대한 리어 벤트(1e)의 돌출과, 리어 덕트(8)의 배치를 최소화할 수도 있다.
하지만, 이러한 경우, 공조케이스(1)의 사이즈가 커질 수 밖에 없다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 전석부분이 더욱 협소해진다는 문제점이 있다.
특히, 최근에는, 탑승객의 편의성과 전기차의 추세에 따라 슬림 칵핏(Slim Cockpit)과 플랫 플로어(Flat Floor) 등과 같은 장치의 슬림화, 소형화가 요구되는데, 위에서와 같은 종래의 구조로는 슬림 칵핏과 플랫 플로어 등의 슬림화, 소형화 요구에 대응할 수 없다는 결점이 있다.
뿐만 아니라, 상기 공조케이스(1)의 상측으로는 인스트루먼트 패널(Instrument Pannel)(I)이 설치되는데, 상기 인스트루먼트 패널(I)의 설치과정에서 상기 인스트루먼트 패널(I)이 상기 리어 벤트(1e) 및, 상기 리어 벤트(1e)에 조립되는 리어 덕트(8)와 간섭된다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 인스트루먼트 패널(I)의 설치작업이 매우 까다롭다는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위해서, 인스트루먼트 패널(I)을 크게 구성하여, 상기 리어 벤트(1e)와 리어 덕트(8)와의 간섭을 회피할 수도 있지만, 이러한 경우, 전석부분이 더욱 협소해진다는 결점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 공조케이스의 구조와, 냉,난방용 열교환기의 배열구조를 개선함으로써, 공조케이스의 사이즈 증대와, 전석부분측으로의 리어 벤트와 리어 덕트 배치없이도 상기 리어 벤트와 리어 덕트를 구성할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 공조케이스의 사이즈 증대와, 전석부분측으로의 리어 벤트와 리어 덕트를 배치없이도 상기 리어 벤트와 리어 덕트를 구성할 수 있도록 구성함으로써, 전석부분의 공간확보에 매우 유리하도록 하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 전석부분의 공간확보에 매우 유리하도록 구성함으로써, 탑승객의 편의성을 개선시킬 수 있고, 슬림 칵핏과 플랫 플로어 등과 같은 슬림화, 소형화 요구에 적극적으로 대응할 수 있는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 공조케이스의 사이즈 증대와, 전석부분측으로의 리어 벤트와 리어 덕트를 배치없이도 상기 리어 벤트와 리어 덕트를 구성할 수 있도록 구성함으로써, 리어 벤트와 리어 덕트의 간섭없이 인스트루먼트 패널을 간편하게 설치하는 데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 공조장치는, 블로어의 토출공기를 도입하여 차실내측으로 이송하는 내부유로와, 상기 내부유로를 따라 이송되는 공기를 냉각, 가열하는 냉방용 열교환기와 난방용 열교환기 및, 상기 냉,난방용 열교환기를 통과한 냉,온풍을 차실내의 각 부분으로 토출하는 다수의 벤트(Vent)들을 갖는 공조케이스를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 공조케이스의 내부유로는, 지면에 대해 상,하방향으로 형성되어, 공기흐름 경로를 중력방향 하부로부터 상부를 향하게 하고, 상기 내부유로상의 냉,난방용 열교환기들은, 중력방향 하부에서 상부로의 공기흐름 경로에 대응하여 중력방향 하부에서 상부를 향해 순차적으로 배열되는 구조를 가지며, 상기 벤트들은, 상기 냉,난방용 열교환기측의 냉,온풍을 차량의 전,후방향으로 각각 나누어서 분기하여 차실내에 토출하는 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 공조케이스의 내부유로는, 중력방향 최하측의 도입구와; 상기 도입구로 도입된 공기를 수직상부를 향해 이송시키는 메인유로부와; 상기 메인유로부로부터 수직상부를 향해 양쪽으로 각각 분지되는 냉풍유로부와 온풍유로부 및; 상기 온풍유로부와 냉풍유로부의 하류측이 합류되는 최상측의 에어믹싱유로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 냉방용 열교환기는, 상기 메인유로부에 하부에서 상부를 향해 설치되며, 상기 메인유로부를 따라 하부에서 상부로 흐르는 공기를 냉각시키고; 상기 난방용 열교환기는, 상기 온풍유로부에 하부에서 상부를 향해 설치되며, 상기 온풍유로부를 따라 하부에서 상부로 흐르는 공기를 가열하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 난방용 열교환기는, 엔진 냉각수를 공급받아 작동되는 히터코어와, 전기를 공급받아 작동되는 전기히터를 포함하며; 상기 히터코어와 전기히터는, 상기 온풍유로부 상에 순차적으로 병렬 설치되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 온풍유로부와 냉풍유로부의 분지점에는 상기 냉,온풍유로부의 개도량을 조절하는 템프 도어(Temp. Door)가 설치되며, 상기 템프 도어는, 슬라이딩식 도어로 구성되어, 상기 냉풍유로부와 온풍유로부 사이에서 슬라이딩운동하면서 상기 냉,온풍유로부의 개도량을 조절하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 공조케이스는, 상기 내부유로측 공기를 차실내의 창유리측으로 토출하는 디프로스트 벤트(Defrost Vent)와, 탑승객의 얼굴부분측으로 토출하는 센터 벤트(Center Vent)와, 차실내의 바닥면측으로 토출하는 플로어 벤트(Floor Vent)를 포함하며; 상기 디프로스트 벤트와 상기 센터 벤트는, 상기 내부유로의 에어믹싱유로부에 대응되는 공조케이스부분에 형성되고; 상기 플로어 벤트는, 상기 내부유로의 냉풍유로부에 대응되는 공조케이스부분에 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 공조케이스는, 상기 내부유로측 공기를 차실내 후석부분으로 토출하기 위한 리어 벤트를 포함하며; 상기 리어 벤트는, 상기 공조케이스 부분 중, 차실내 전석부분의 반대측 방향의 부분에 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 공조케이스는, 운전석 전방의 대시패널(Dash Pannel)측부분에 설치되며, 상기 리어 벤트는, 상기 에어믹싱유로부로부터 전석부분의 반대측 방향인 상기 대시패널측을 향해 굴절된 후, 다시 수직하방으로 연장되어, 그 출구부가 상기 대시패널측 차실내의 바닥면부분을 향하는 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 리어 벤트에서 토출되는 공기를 차실내의 후석부분으로 이송시킬 수 있도록, 상기 리어 벤트와 연결되는 리어 덕트를 더 포함하며; 상기 리어 덕트는, 상기 리어 벤트에 연결된 후, 상기 대시패널측 차실내의 바닥면부분으로부터 전석부분의 바닥면부분을 따라 후석부분까지 배열되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치에 의하면, 공조케이스의 내부유로를 상,하방향으로 형성하여, 내부유로측의 공기흐름 경로를 하부로부터 상부를 향해 수직하게 구성하고, 내부유로상의 냉,난방용 열교환기들의 배열구조도 하부에서 상부로의 수직방향 공기흐름 경로에 대응하여 하부에서 상부를 향해 순차적으로 설치되는 구조이므로, 수평방향의 내부유로를 따라 대략 수직한 상태로 설치되는 종래의 냉,난방용 열교환기 구조와 달리, 공조케이스의 전,후 사이즈를 대폭적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 공조케이스의 전,후 사이즈를 대폭적으로 줄일 수 있으므로, 공조케이스를 차실내의 대시패널측에 설치하였을 경우, 대시패널측으로부터 전석부분으로의 공조케이스 돌출 길이를 최소화시킬 수 있고, 이로써, 전석부분의 공간확보에 매우 유리하다는 효과가 있다.
특히, 전석부분의 공간확보에 매우 유리하므로, 탑승객의 편의성을 개선시킬 수 있고, 슬림 칵핏과 플랫 플로어 등과 같은 슬림화, 소형화 요구에 적극적으로 대응할 수 있는 효과가 있다.
또한, 전석부분에 대한 공조케이스의 돌출 길이를 최소화시킬 수 있으므로, 공조케이스의 간섭없이 차실내의 전석부분에 인스트루먼트 패널을 설치할 수 있고, 이로써, 인스트루먼트 패널의 조립성을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 후석부분의 냉,온풍공급을 위한 공조케이스의 리어 벤트가, 전석부분의 반대측 방향인 대시패널측 차실내의 바닥면부분에 배치되는 구조이므로, 종래와 같이, 차실내의 전석부분으로 돌출되지 않고, 이로써, 전석부분의 공간확보에 매우 유리하다는 효과가 있다.
또한, 상기 리어 벤트가, 대시패널측 차실내의 바닥면부분을 향하는 구조이므로, 리어 벤트에 대한 리어 덕트의 연결과정에서, 상기 리어 덕트가 전석부분과 간섭없이 배열될 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 리어 덕트가 전석부분과 간섭없이 배열될 수 있으므로, 전석부분의 공간확보에 매우 유리하며, 이로써, 탑승객의 편의성을 개선시킬 수 있고, 슬림 칵핏과 플랫 플로어 등과 같은 슬림화, 소형화 요구에 적극적으로 대응할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 리어 벤트와 리어 덕트가, 전석부분과 간섭없이 배치되는 구조이므로, 상기 리어 벤트와 리어 덕트의 간섭없이 차실내의 전석부분에 인스트루먼트 패널을 설치할 수 있고, 이로써, 인스트루먼트 패널의 조립성을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치를 나타내는 단면도,
도 2는 종래의 차량용 공조장치가 차량에 설치된 모습을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 구성을 나타내는 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 공조장치가 차량에 설치된 모습을 나타내는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 공조장치는, 공조케이스(10)를 구비한다.
상기 공조케이스(10)는, 운전석 전방의 인스트루먼트 패널(I) 내측에 설치된다. 특히, 인스트루먼트 패널(I) 내측부분 중, 대시패널(Dash Pannel)(D)측에 설치된다.
이러한 공조케이스(10)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 블로어(도시하지 않음)의 토출공기를 도입할 수 있는 도입구(12)를 구비한다.
도입구(12)는, 공조케이스(10)의 부분 중, 중력방향 하측부분에 형성되어 있다. 특히, 중력방향 하측부분 중, 최하측부분에 형성되어 있다.
그리고 상기 공조케이스(10)는, 도입구(12)로 도입된 공기를 차실내측으로 이송시키는 내부유로(14)를 구비한다.
내부유로(14)는, 상기 도입구(12)로부터 수직상부를 향해 형성되며, 이렇게 형성된 내부유로(14)는, 도입구(12)로 도입된 공기를 공조케이스(10)의 하부에서 상부를 향해 이송시키도록 구성된다.
한편, 상기 내부유로(14)에는, 냉방용 열교환기(20)와 난방용 열교환기(30)가 중력방향 하부에서 상부를 향해 이동하는 공기 흐름 방향으로 순차적으로 설치되며, 이들, 냉,난방용 열교환기(20, 30)들은, 중력방향 하부에서 상부를 향해 이송되는 내부유로(14)의 공기를 냉각, 가열하도록 구성된다.
이를 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 내부유로(14)는, 메인유로부(14a)를 포함한다.
상기 메인유로부(14a)는, 도입구(12)측의 공기가 유입되는 곳으로, 냉방용 열교환기(20), 즉, 증발기(22)가 설치된다.
상기 냉방용 열교환기(20)는, 메인유로부(14a)에 중력방향 하부에서 상부를 향해 설치되며, 이렇게 설치된 냉방용 열교환기(20)는, 메인유로부(14a)를 따라 중력방향 하부에서 상부로 흐르는 공기를 냉각시킨다.
그리고 상기 내부유로(14)는, 메인유로부(14a)로부터 수직상부를 향해 양쪽으로 각각 분지되는 냉풍유로부(14b)와 온풍유로부(14c)를 포함한다.
이때, 상기 온풍유로부(14c)에는, 난방용 열교환기(30), 예를 들면, 히터코어(32)가 중력방향 하부에서 상부를 향해 설치되며, 상기 온풍유로부(14c)와 냉풍유로부(14b)의 분지점에는 템프 도어(Temp. Door)(40)가 설치된다.
상기 냉풍유로부(14b)는, 냉방용 열교환기(20)에 의해 냉각된 냉풍을 공조케이스(10)의 상측부분으로 이송시키고, 상기 온풍유로부(14c)는, 난방용 열교환기(30)에 의해 가열된 온풍을 공조케이스(10)의 상측부분으로 이송시킨다.
상기 템프 도어(40)는, 냉풍유로부(14b)와 온풍유로부(14c) 사이에서 운동하면서 상기 냉풍유로부(14b)와 온풍유로부(14c)의 개도량을 조절한다. 따라서, 차실내로 공급되는 냉,온풍량을 조절한다.
여기서, 상기 템프 도어(40)는, 슬라이딩식 도어로 구성되어, 상기 냉풍유로부(14b)와 온풍유로부(14c) 사이에서 슬라이딩운동하면서 상기 냉,온풍유로부(14b, 14c)의 개도량을 조절하는 것이 바람직하다. 이는, 공조케이스(10)의 슬림화를 도모하기 위함이다.
또한, 상기 온풍유로부(14c)에는, 난방용 열교환기(30)인, 전기히터(34)가 더 설치된다.
상기 전기히터(34)는, 엔진 냉각수를 공급받아 작동되는 상기 히터코어(32)를 대신하여 온풍유로부(14c)의 통과 공기를 가열하는 것으로, 상기 히터코어(32)의 하류측에 병렬 설치된다.
한편, 상기 냉방용 열교환기(20)와 난방용 열교환기(30)는, 중력방향 하부에서 상부측으로의 공기흐름 방향을 따라 순차적으로 설치되어 있되, 상,하방향으로 적어도 일부분이 중첩되도록 배치되는 것이 바람직하다.
특히, 냉방용 열교환기(20)와 난방용 열교환기(30)를 상,하 수직방향으로 투영했을 시에, 상기 냉방용 열교환기(20)와 난방용 열교환기(30)가 상,하 투영방향으로 적어도 일부분이 중첩되도록 배치되도록 구성된다.
이렇게 구성한 이유는, 공조케이스(10)의 슬림화를 도모하기 위함이다. 특히, 공조케이스(10)의 전,후방향 폭을 슬림화하기 위함이다.
여기서, 상기 난방용 열교환기(30)는, 냉매로 공기를 가열하는 실내응축기(도시하지 않음)를 더 포함할 수도 있다.
다시, 도 3을 참조하면, 상기 내부유로(14)의 냉풍유로부(14b)와 온풍유로부(14c)는, 그 하류측이 하나로 합쳐지도록 구성된다.
따라서, 온풍유로부(14c)를 따라 흐르는 온풍과, 냉풍유로부(14b)를 따라 흐르는 냉풍이 서로 합쳐지면서 믹싱될 수 있게 한다.
이로써, 서로 믹싱된 온풍과 냉풍이 적절한 온도를 유지하면서 후술하는 각 벤트(Vent)(50, 52, 54, 56)들을 통해 차실내로 송풍될 수 있게 한다. 이하에서는, 온풍유로부(14c)와 냉풍유로부(14b)의 합류지점을 에어믹싱유로부(14d)이라고 칭하기로 한다.
여기서, 상기 에어믹싱유로부(14d)는, 공조케이스(10)의 내부유로(14)중, 중력방향 최상측부분에 형성된다.
한편, 공조케이스(10)는, 상기 내부유로(14)의 공기를 차실내로 토출하기 위한 다수의 벤트들을 갖추고 있다.
상기 벤트들로서, 차실내의 전석부분으로 공기를 토출하는 벤트, 예를 들면, 디프로스트 벤트(50)와, 센터 벤트(52)와, 플로어 벤트(54)들이 있다.
상기 디프로스트 벤트(50)는, 내부유로(14)측 공기를 차실내의 창유리측으로 토출하기 위한 것으로, 디프 도어(Def. Door)(50a)에 의해 개도량이 조절된다.
여기서, 상기 디프로스트 벤트(50)는, 온풍유로부(14c)와 냉풍유로부(14b)의 하류측 에어믹싱유로부(14d)에 대응되는 공조케이스(10)부분에 형성되는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는, 상기 디프로스트 벤트(50)가, 에어믹싱유로부(14d)에 대응되는 공조케이스(10)부분 중, 최상측의 공조케이스(10)부분에 형성되는 것이 좋다.
또한, 상기 디프 도어(50a)는, 슬라이딩식 도어로 구성되어, 슬라이딩 운동하면서 상기 디프로스트 벤트(50)의 개도량을 조절하는 것이 바람직하다. 이는, 공조케이스(10)의 슬림화를 도모하기 위함이다.
상기 센터 벤트(52)는, 내부유로(14)측 공기를 탑승객의 얼굴부분측으로 토출하기 위한 것으로, 벤트 도어(Vent Door)(52a)에 의해 개도량이 조절된다.
여기서, 센터 벤트(52)는, 온풍유로부(14c)와 냉풍유로부(14b)의 하류측 에어믹싱유로부(14d)에 대응되는 공조케이스(10)부분에 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 센터 벤트(52)는, 에어믹싱유로부(14d)에 대응되는 공조케이스(10)부분 중, 상기 디프로스트 벤트(50)에 비해 낮은 높이의 공조케이스(10)부분에 형성되는 것이 바람직하다.
경우에 따라, 상기 센터 벤트(52)는, 상기 디프로스트 벤트(50)와 동일한 높이의 공조케이스(10)부분에 형성될 수도 있다.
또한, 상기 센터 벤트(52)는, 에어믹싱유로부(14d)에 대응되는 공조케이스(10)부분 중, 온풍유로부(14c)보다 냉풍유로부(14b)측에 가까운 에어믹싱유로부(14d)에 대응되는 공조케이스(10)부분에 형성될 수도 있다.
경우에 따라, 상기 센터 벤트(52)는, 냉풍유로부(14b)에 대응되는 공조케이스(10)부분에 형성될 수도 있다.
또한, 상기 벤트 도어(52a)는, 플랫(Flat)식 도어로 구성되어, 회전운동하면서 상기 센터 벤트(52)의 개도량을 조절하는 것이 바람직하다.
경우에 따라, 상기 벤트 도어(52a)가 슬라이딩식 도어로 구성될 수도 있다.
상기 플로어 벤트(54)는, 내부유로(14)측 공기를 차실내의 바닥면측으로 토출하기 위한 것으로, 냉풍유로부(14b)에 대응되는 공조케이스(10)부분에 형성된다.
이러한 구성된 플로어 벤트(54)는, 주로 냉풍유로부(14b)측의 공기를 차실내의 바닥면측으로 토출하도록 구성된다.
여기서, 상기 냉풍유로부(14b)가, 템프 도어(40)에 의해 차단되었을 경우에는, 상기 온풍유로부(14c)측의 온풍을 차실내의 바닥면측으로 토출하도록 구성된다.
한편, 상기 디프로스트 벤트(50)와 센터 벤트(52)와 플로어 벤트(54)는, 공조케이스(10)에 형성되어 있되, 차실내의 시트방향측을 향해 형성되는 것이 바람직하다. 특히, 차량 후방측의 차실내 시트방향을 향해 형성되는 것이 바람직하다.
다시, 도 3을 참조하면, 상기 공조케이스(10)는, 내부유로(14)의 공기를 차실내의 후석부분으로 토출하기 위한 리어 벤트(56)를 더 구비한다.
상기 리어 벤트(56)는, 상기 온풍유로부(14c)와 냉풍유로부(14b)의 하류측 에어믹싱유로부(14d)로부터 전석부분의 반대측 방향인 대시패널(D)측을 향해 약 90ㅀ각도로 굴절된 후, 다시 약 90ㅀ각도의 수직하방으로 연장되어, 최종적으로 그 출구부(56a)가 대시패널(D)측 차실내의 바닥면부분을 향하는 공기 유로를 갖는다.
이러한 구조의 리어 벤트(56)는, 도 3와 도 4에 도시된 바와 같이, 전석부분의 반대측 방향인 대시패널(D)측 차실내의 바닥면부분을 향하는 구조를 가지므로, 종래와 같이(도 2참조), 차실내의 전석부분으로 돌출되지 않는다. 따라서, 전석부분의 공간확보에 매우 유리하다.
특히, 상기 리어 벤트(56)가, 대시패널(D)측 차실내의 바닥면부분을 향하는 구조이므로, 리어 벤트(56)에 대한 리어 덕트(60)의 연결과정에서, 상기 리어 덕트(60)가 전석부분과 관계없이 배열될 수 있다.
즉, 상기 리어 덕트(60)는, 대시패널(D)측 차실내의 바닥면부분을 향하는 리어 벤트(56)에 연결된 후, 상기 대시패널(D)측 차실내의 바닥면부분으로부터 전석부분의 바닥면부분을 따라 배열되며, 이렇게 배열되는 리어 덕트(60)는, 전석부분과의 간섭이 없다.
따라서, 전석부분의 공간확보에 매우 유리하며, 이로써, 탑승객의 편의성을 개선시킬 수 있고, 슬림 칵핏과 플랫 플로어 등과 같은 슬림화, 소형화 요구에 적극적으로 대응할 수 있다.
또한, 상기 리어 벤트(56)와 리어 덕트(60)가, 전석부분과 간섭없이 배치되는 구조이므로, 상기 리어 벤트(56)와 리어 덕트(60)의 간섭없이 차실내의 전석부분에 인스트루먼트 패널(I)을 설치할 수 있고, 이로써, 인스트루먼트 패널(I)의 조립성을 개선시킬 수 있다.
또한, 대시패널(D)측을 향하는 상기 리어 벤트(56)는, 차량의 전방측이 배치되는데, 이렇게 배치되는 리어 벤트(56)는, 차량 후방측의 차실내 시트방향을 향해 설치되는 상기 디프로스트 벤트(50)와 센터 벤트(52)와 플로어 벤트(54)와는 달리, 냉,난방용 열교환기(20, 30)에서 열교환된 냉,온풍을 차량의 전방측으로 분기한다.
특히, 상기 디프로스트 벤트(50)와 센터 벤트(52)와 플로어 벤트(54)는, 냉,난방용 열교환기(20, 30)에서 열교환된 냉,온풍을 차량 후방측 차실내부분으로 분기하는데, 상기 리어 벤트(56)는, 냉,난방용 열교환기(20, 30)에서 열교환된 냉,온풍을 차량의 전방측으로 분기한다.
결국, 상기 디프로스트 벤트(50)와 센터 벤트(52)와 플로어 벤트(54) 및, 상기 리어 벤트(56)는, 냉,난방용 열교환기(20, 30)측의 냉,온풍을 차량의 전후방향으로 각각 나누어 분기하도록 구성된다.
다시, 도 3을 참조하면, 상기 리어 벤트(56)측에는, 리어 벤트 도어(56b)가 설치된다.
리어 벤트 도어(56b)는, 리어 벤트(56)의 개도량을 조절하는 것으로, 후석부분으로 송풍되는 냉,온풍량을 조절한다.
여기서, 리어 벤트 도어(56b)는, 플랫식 도어로 구성되어, 회전운동하면서 상기 리어 벤트(56)의 개도량을 조절하는 것이 바람직하다.
한편, 공조케이스(10)는, 냉방용 열교환기(20) 하류측부분의 메인유로부와 리어 벤트(56)를 직접 연결하는 리어 냉풍유로(70)와, 상기 리어 냉풍유로(70)의 개도량을 조절하는 리어 템프도어(72)를 더 포함한다.
상기 리어 냉풍유로(70)는, 냉방용 열교환기(20)를 통과한 일부 냉풍을 리어 벤트(56)로 직접 바이패스 한다. 특히, 냉방용 열교환기(20)를 통과한 냉풍의 일부분을 난방용 열교환기(30)를 통과시키지 않고, 리어 벤트(56)로 직접 바이패스 한다.
따라서, 냉방용 열교환기(20)측의 냉기가, 불필요하게 난방용 열교환기(30)를 통과하는 것을 최소화시킨다.
따라서, 냉풍의 불필요한 난방용 열교환기(30) 통과에 따른 통기저항을 최소화시킬 수 있다. 이로써, 통기저항으로 인한 소음 및 후석부분으로의 송풍량 감소현상을 최소화시킬 수 있다.
상기 리어 템프도어(72)는, 리어 냉풍유로(70) 상에 설치되어, 상기 리어 냉풍유로(70)를 개폐한다.
이러한 리어 템프도어(72)는, 플랫식 도어로 구성되어, 회전운동하면서 상기 리어 냉풍유로(70)의 개도량을 조절하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 5에는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 다른 실시예를 나타내는 도면이 도시되어 있다.
다른 실시예의 본 발명은, 상기한 일실시예의 구조와 동일하다. 다만, 상기 일실시예에서는, 상기 리어 벤트(56)가 대시패널(D)에 대응되는 공조케이스(10)의 후면부분측에 형성되어 있지만, 다른 실시예에서는, 상기 리어 벤트(56)가 대시패널(D)에 대응되는 공조케이스(10)의 한쪽 측면 또는 양쪽 측면에 형성되는 구조를 갖는다.
특히, 에어믹싱유로부(14d)로부터 대시패널(D)측으로 약 90ㅀ각도로 굴절된 후, 다시 대시패널(D)에 대응되는 공조케이스(10)의 한쪽 측면 또는 양쪽 측면으로부터 약 90ㅀ각도 수직하방으로 연장되어, 최종적으로 그 출구부(56a)가 대시패널(D)측 차실내의 바닥면부분을 향하는 공기 유로를 갖는다.
한편, 다른 실시예에서는, 상기 리어 냉풍유로(70)와 리어 템프도어(72)가 설치되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 경우에 따라, 상기 리어 냉풍유로(70)와 리어 템프도어(72)가 없을 수도 있다.
상기 리어 냉풍유로(70)와 리어 템프도어(72)가 없는 경우에는, 상기 리어 벤트(56)가 차실내의 후석부분 중, 후석부분 바닥면에만 난방용 열교환기(30)측의 공기를 토출한다.
상기 리어 냉풍유로(70)와 리어 템프도어(72)가 설치되어 있는 경우에는, 상기 리어 벤트(56)가 차실내의 후석부분 중, 후석부분 바닥면에 난방용 열교환기(30)측의 온풍을 토출하거나 또는 후석부분 콘솔벤트측에 상기 리어 냉풍유로(70)측으로 바이패스된 냉방용 열교환기(20)측의 냉풍을 토출한다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 공조장치에 의하면, 공조케이스(10)의 내부유로(14)를 지면에 대해 상,하방향으로 형성하여, 내부유로(14)측의 공기흐름 경로를 중력방향 하부로부터 상부를 향해 수직하게 구성하고, 상기 내부유로(14)상의 냉,난방용 열교환기(20, 30)들의 배열구조도 하부에서 상부로의 수직방향 공기흐름 경로에 대응하여 하부에서 상부를 향해 순차적으로 설치되는 구조이다.
따라서, 수평방향의 내부유로(14)를 따라 대략 수직한 상태로 설치되는 종래의 냉,난방용 열교환기(20, 30) 구조와 달리, 공조케이스(10)의 크기를 대폭적으로 줄일 수 있다. 특히, 공조케이스(10)의 전,후 사이즈를 대폭적으로 줄일 수 있다.
이로써, 공조케이스(10)를 차실내의 대시패널(D)측에 설치하였을 경우, 대시패널(D)측으로부터 전석부분으로의 공조케이스(10) 돌출 길이를 최소화시킬 수 있고, 그 결과, 전석부분의 공간확보에 매우 유리하다.
특히, 전석부분의 공간확보에 매우 유리하므로, 탑승객의 편의성을 개선시킬 수 있고, 슬림 칵핏과 플랫 플로어 등과 같은 슬림화, 소형화 요구에 적극적으로 대응할 수 있다.
또한, 전석부분에 대한 공조케이스(10)의 돌출 길이를 최소화시킬 수 있으므로, 공조케이스(10)의 간섭없이 차실내의 전석부분에 인스트루먼트 패널(I)을 설치할 수 있고, 이로써, 인스트루먼트 패널(I)의 조립성을 개선시킬 수 있다.
또한, 후석부분으로의 냉,온풍공급을 위한 공조케이스(10)의 리어 벤트(56)가, 전석부분의 반대측 방향인 대시패널(D)측 차실내의 바닥면부분에 배치되는 구조이므로, 종래와 같이, 차실내의 전석부분으로 돌출되지 않고, 이로써, 전석부분의 공간확보에 매우 유리하다.
또한, 상기 리어 벤트(56)가, 대시패널(D)측 차실내의 바닥면부분을 향하는 구조이므로, 리어 벤트(56)에 대한 리어 덕트(60)의 연결과정에서, 상기 리어 덕트(60)가 전석부분과 관계없이 배열될 수 있다.
또한, 상기 리어 덕트(60)가 전석부분과 간섭없이 배열될 수 있으므로, 전석부분의 공간확보에 매우 유리하며, 이로써, 탑승객의 편의성을 개선시킬 수 있고, 슬림 칵핏과 플랫 플로어 등과 같은 슬림화, 소형화 요구에 적극적으로 대응할 수 있다.
또한, 상기 리어 벤트(56)와 리어 덕트(60)가, 전석부분과 간섭없이 배치되는 구조이므로, 상기 리어 벤트(56)와 리어 덕트(60)의 간섭없이 차실내의 전석부분에 인스트루먼트 패널(I)을 설치할 수 있고, 이로써, 인스트루먼트 패널(I)의 조립성을 개선시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
10: 공조케이스(Case) 12: 도입구
14: 내부유로 14a: 메인유로부
14b: 냉풍유로부 14c: 온풍유로부
14d: 에어믹싱유로부 20: 냉방용 열교환기
30: 난방용 열교환기 32: 히터코어(Heater Core)
34: 전기히터(Heater) 40: 템프 도어(Temp. Door)
50: 디프로스트 벤트(Defrost Vent) 50a: 디프 도어(Def. Door)
52: 센터 벤트(Center Vent) 52a: 벤트 도어(Vent Door)
54: 플로어 벤트(Floor Vent) 56: 리어 벤트(Rear Vent)
56a: 출구부 56b: 리어 벤트 도어(Rear Vent Door)
60: 리어 덕트(Rear Duct) 70: 리어 냉풍유로
72: 리어 템프도어 D: 대시패널(Dash Pannel)
I: 인스트루먼트 패널(Instrument Pannel)

Claims (21)

  1. 블로어의 토출공기를 도입하여 차실내측으로 이송하는 내부유로와, 상기 내부유로를 따라 이송되는 공기를 냉각, 가열하는 냉방용 열교환기와 난방용 열교환기 및, 상기 냉,난방용 열교환기를 통과한 냉,온풍을 차실내의 각 부분으로 토출하는 다수의 벤트(Vent)들을 갖는 공조케이스를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
    상기 공조케이스의 내부유로는, 지면에 대해 상,하방향으로 형성되어, 공기흐름 경로를 중력방향 하부로부터 상부를 향하게 하고,
    상기 내부유로상의 냉,난방용 열교환기들은, 중력방향 하부에서 상부로의 공기흐름 경로에 대응하여 중력방향 하부에서 상부를 향해 순차적으로 배열되는 구조를 가지며,
    상기 벤트들은, 상기 냉,난방용 열교환기측의 냉,온풍을 차량의 전,후방향으로 각각 나누어서 분기하여 차실내에 토출하는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 공조케이스의 내부유로는,
    중력방향 최하측의 도입구와;
    상기 도입구로 도입된 공기를 수직상부를 향해 이송시키는 메인유로부와;
    상기 메인유로부로부터 수직상부를 향해 양쪽으로 각각 분지되는 냉풍유로부와 온풍유로부 및;
    상기 온풍유로부와 냉풍유로부의 하류측이 합류되는 최상측의 에어믹싱유로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 냉방용 열교환기는,
    상기 메인유로부에 하부에서 상부를 향해 설치되며, 상기 메인유로부를 따라 중력방향 하부에서 상부로 흐르는 공기를 냉각시키고;
    상기 난방용 열교환기는,
    상기 온풍유로부에 하부에서 상부를 향해 설치되며, 상기 온풍유로부를 따라 중력방향 하부에서 상부로 흐르는 공기를 가열하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 난방용 열교환기는,
    냉매로 공기를 가열하는 실내응축기, 냉각수로 공기를 가열하는 히터코어, 전기로 공기를 가열하는 전기히터 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 냉방용 열교환기와 난방용 열교환기는, 중력방향 하부에서 상부측으로의 공기흐름 방향을 따라 순차적으로 설치되어 있되, 상,하방향으로 적어도 일부분이 중첩되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 온풍유로부와 냉풍유로부의 분지점에는 상기 냉,온풍유로부의 개도량을 조절하는 템프 도어(Temp. Door)가 설치되며,
    상기 템프 도어는,
    슬라이딩식 도어로 구성되어, 상기 냉풍유로부와 온풍유로부 사이에서 슬라이딩운동하면서 상기 냉,온풍유로부의 개도량을 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 공조케이스는,
    상기 내부유로측 공기를 차실내의 창유리측으로 토출하는 디프로스트 벤트(Defrost Vent)와, 탑승객의 얼굴부분측으로 토출하는 센터 벤트(Center Vent)와, 차실내의 바닥면측으로 토출하는 플로어 벤트(Floor Vent)를 포함하며;
    상기 디프로스트 벤트와 상기 센터 벤트는, 상기 내부유로의 에어믹싱유로부에 대응되는 공조케이스부분에 형성되고;
    상기 플로어 벤트는, 상기 내부유로의 냉풍유로부에 대응되는 공조케이스부분에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 디프로스트 벤트는,
    상기 에어믹싱유로부에 대응되는 공조케이스부분 중, 중력방향 최상측의 공조케이스부분에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 센터 벤트는,
    상기 에어믹싱유로부에 대응되는 공조케이스부분 중, 상기 디프로스트 벤트에 비해 낮은 높이의 공조케이스부분에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 센터 벤트는,
    상기 에어믹싱유로부에 대응되는 공조케이스부분 중, 상기 디프로스트 벤트와 동일한 높이의 공조케이스부분에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 센터 벤트는,
    상기 에어믹싱유로부에 대응되는 공조케이스부분 중, 상기 온풍유로부보다 상기 냉풍유로부측에 가까운 공조케이스부분에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 디프로스트 벤트의 개도량을 조절할 수 있는 디프 도어(Def. Door)와;
    상기 센터 벤트의 개도량을 조절할 수 있는 벤트 도어(Vent Door)를 포함하며;
    상기 디프 도어는, 슬라이딩(Sliding)식 도어로서, 슬라이딩 운동하면서 상기 디프로스트 벤트의 개도량을 조절하고;
    상기 벤트 도어는, 플랫(Flat)식 도어로서, 회전운동하면서 상기 센터 벤트의 개도량을 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공조케이스는,
    차량 전석부분에 공기를 토출하는 전석 벤트와;
    차량 후석부분에 공기를 토출하는 리어 벤트를 포함하며;
    상기 리어 벤트가 상기 전석 벤트보다 대시패널에 가깝도록 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 전석 벤트는, 상기 디프로스트 벤트와 센터 벤트와 플로어 벤트를 포함하며, 상기 디프로스트 벤트와 센터 벤트와 플로어 벤트는, 차실내의 시트방향측 공조케이스 부분에 형성되어, 상기 냉,난방용 열교환기측의 냉,온풍을 차량 후방측의 차실내 방향을 향해 토출하고;
    상기 리어 벤트는, 상기 대시패널측의 공조케이스 부분에 형성되어, 상기 냉,난방용 열교환기측의 냉,온풍을 차량 전방측의 차실내 방향을 향해 토출하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 리어 벤트는,
    상기 대시패널에 대응되는 상기 공조케이스의 후면부분측에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 리어 벤트는,
    상기 에어믹싱유로부로부터 상기 대시패널측을 향해 굴절된 후, 그 출구부가 상기 차실내의 바닥면부분을 향하는 공기 유로를 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 리어 벤트는,
    상기 대시패널에 대응되는 상기 공조케이스의 한쪽 측면 또는 양쪽 측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 리어 벤트는,
    상기 에어믹싱유로부로부터 상기 대시패널측으로 굴절된 후, 그 출구부가 상기 공조케이스의 한쪽 측면 또는 양쪽 측면으로부터 차실내의 바닥면부분을 향하는 공기 유로를 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 리어 벤트에서 토출되는 공기를 차실내의 후석부분으로 이송시킬 수 있도록, 상기 리어 벤트와 연결되는 리어 덕트를 더 포함하며;
    상기 리어 덕트는,
    상기 리어 벤트에 연결된 후, 상기 대시패널측 차실내의 바닥면부분으로부터 전석부분의 바닥면부분을 따라 후석부분까지 배열되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 리어 벤트의 개도량을 조절할 수 있는 리어 벤트 도어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 냉방용 열교환기 하류측 부분의 메인유로부와, 상기 리어 벤트를 직접 연통시켜, 상기 냉방용 열교환기를 통과한 일부 냉풍을 상기 리어 벤트측으로 직접 바이패스시키는 리어 냉풍유로와;
    상기 리어 냉풍유로의 개도량을 조절하는 리어 템프도어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
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