WO2022145991A1 - 광촉매 모듈이 구비된 차량용 공조장치 - Google Patents

광촉매 모듈이 구비된 차량용 공조장치 Download PDF

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WO2022145991A1
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photocatalyst module
carrier
air conditioner
duct
flow path
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PCT/KR2021/020082
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김재호
박지용
박태용
우수진
이성제
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한온시스템 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to an air conditioner for a vehicle, and more particularly, a photocatalyst module capable of purifying both an upper flow path and a lower flow path with a minimum photocatalytic module in a dual-layer air conditioner in which the internal flow path of the air conditioner is divided into upper and lower sections. It relates to an air conditioner for a vehicle equipped with a photocatalyst module, which provides an optimal design position or mounting structure of
  • a vehicle air conditioner is a device that heats or cools a room by introducing outside air into the room or circulating inside air to heat or cool the inside. It consists of an air conditioning unit that discharges to
  • the air conditioning system On the other hand, recently, in the air conditioning system, the bet and the outside air are simultaneously sucked, the sucked bet is discharged through the floor vent through the evaporator and the heater core, and the suctioned outside air is defrosted through the evaporator and the heater core.
  • a double-layer air conditioning system that discharges toward the window through a vent is being applied. As shown in FIG. 2, in the double-layer air conditioner, some sections of the air passages in the air conditioner 7 are divided into upper and lower spaces by partition walls 8, and are formed into an upper passage 8a and a lower passage 8b, Outside air may flow through the upper passage (8a) and the bet may flow through the lower passage (8b).
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 2015-0125749 (2015.11.10.)
  • the present invention has been devised to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an optimal design position or mounting structure of a photocatalyst module that can exhibit maximum performance with a minimum of a photocatalyst module.
  • An air conditioner for a vehicle includes: a duct connecting the blowing unit and the air conditioning unit so that air flows between a blowing unit introducing internal and external air and the air conditioning unit exchanging heat with the introduced internal and external air; and a photocatalytic module including a body having a light source therein, and a support disposed under the body to generate a peroxygen radical by causing a photocatalytic reaction by the light irradiated by the light source; , an internal flow path through which the internal and external air flows is divided into an upper flow path and a lower flow path by a partition wall, and the photocatalyst module may be disposed to generate peroxygen radicals in both the upper flow path and the lower flow path of the duct.
  • the duct may be provided with a photocatalyst module mounting part having a hollow interior so that the carrier of the photocatalyst module can pass through, and the photocatalyst module mounting part may be provided on an outer wall of a side surface of the duct.
  • a portion of the support member may be located in the upper flow path with the separation wall interposed therebetween, and the remaining part may be located in the lower flow path.
  • An indentation groove recessed inwardly at a position corresponding to the photocatalyst module mounting part is formed in the partition wall, and the indentation groove is the wall that protrudes to the inside of the duct as the photocatalyst module is mounted in the photocatalyst module mounting part In order to accommodate the member, it may be formed in a size and shape corresponding to the carrier protruding into the duct.
  • a sealing member for preventing the flow of air between the upper flow path and the lower flow path may be provided between the support member and the interface of the indentation groove.
  • the sealing member may be made of an elastic material, and one side of the sealing member may be in close contact with the carrier, and the other side of the sealing member may be in close contact with the separation wall located at the interface of the indentation groove.
  • the sealing member may be formed to be thicker than a thickness of the partition wall, and may be formed to surround the upper and lower surfaces of the partition wall by a predetermined distance from the boundary of the indentation groove.
  • the photocatalyst module may include a first carrier and a second carrier, the carrier being disposed under the body and spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • the first carrier may be positioned in the upper flow path with the separation wall interposed therebetween, and the second carrier may be positioned in the lower channel.
  • a distance between the first carrier and the second carrier may be greater than or equal to a thickness of the partition wall.
  • the size of the first carrier and the size of the second carrier may be substantially the same.
  • the body of the photocatalyst module may include only one light source.
  • one photocatalyst module is used, but by adopting a mounting structure such that a part of the carrier is located in the upper flow path and the other part is located in the lower flow path, even one photocatalyst module flows in each flow path Since it is possible to purify the air, it is possible to reduce the overall packaging size of the air conditioner and reduce the manufacturing cost of the air conditioner.
  • FIG. 1 is a view of an air conditioner for a vehicle equipped with a conventional photocatalyst module.
  • FIG. 2 is a view of a conventional two-layer air conditioner.
  • FIG. 3 is a view schematically showing a double-layer air conditioner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a front perspective view and a rear perspective view of a photocatalyst module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a transmissive cross-sectional view of the photocatalyst module of FIG. 4 .
  • FIG. 6 is a front perspective view and a rear perspective view of a photocatalyst module according to another example of the present invention.
  • FIG. 7 shows a photocatalyst module mounting structure according to an example of the present invention.
  • FIG. 8 shows a photocatalyst module mounting structure according to a first example of the present invention.
  • FIG. 9 shows a cross section AA′ of FIG. 8 .
  • FIG. 10 shows that a sealing member is further provided in FIG. 8 .
  • FIG. 11 is a cross-section taken along line AA′ of FIG. 10 .
  • FIG. 12 shows that the thick sealing member is provided in FIG. 11 .
  • FIG. 13 shows a photocatalyst module according to a second example of the present invention.
  • FIG. 14 shows a photocatalyst module mounting structure according to a second example of the present invention.
  • FIG. 15 is a cross-section taken along line AA′ of FIG. 14 .
  • the air conditioner 10 includes a blowing unit 100 for introducing internal and external air, an air conditioning unit 200 for exchanging heat with the introduced internal and external air, and FIG. , may include a duct 300 connecting the blowing unit and the air conditioning unit so that air flows between the blowing unit and the air conditioning unit.
  • an outdoor air inlet providing a passage through which outdoor air is sucked and a betting inlet providing a passage through which bet air is sucked may be formed on the upper portion of the blowing unit 100 , and the inner space is formed at the upper portion by a partition wall It can be divided into a space and a subspace.
  • outside air or water sucked through the outdoor air inlet may be introduced into the upper space partitioned by the partition wall, and bet air sucked through the bet suction port may be introduced into the lower space partitioned by the partition wall.
  • the air conditioning unit 200 air-conditions the internal and external air introduced through the blowing unit, and an evaporator and a heater core may be disposed in the inner space of the air conditioning unit 200, and a plurality of air such as defrost vent, floor vent, face vent, etc.
  • a discharge port may be formed, and each door may be coupled to each discharge port.
  • the internal space of the air conditioning unit 200 may be divided into an upper space 210a and a lower space 210b by a partition wall 210 .
  • the duct 300 connects the ventilation unit and the air conditioning unit, and the internal space of the duct in which the internal flow path is formed so that the internal and external air flows can be divided into an upper flow path 310a and a lower flow path 310b by a dividing wall 310.
  • the upper space of the blowing unit may be connected to the upper space 210a of the air conditioning unit 200 through the upper flow path 310a of the duct 300, and the lower space of the blowing unit is the lower flow path of the duct 300. It may be connected to the lower space 210b of the air conditioning unit 200 through the 310b.
  • the internal and external air passages connected from the blowing unit to the air conditioning unit through the duct may be divided into an upper passage and a lower passage by a dividing wall, and in this structure, the upper passage using a photocatalyst module It is necessary to purge both the air that has passed through the flow passage and the lower flow passage.
  • Figure 4 shows a photocatalyst module 500 according to an example of the present invention
  • Figure 4 (a) is a top perspective view of the photocatalyst module
  • Figure 4 (b) is a bottom perspective view of the photocatalyst module
  • FIG. 5 is a transmissive cross-sectional view of the photocatalyst module of FIG. 4
  • the photocatalytic module 500 according to an embodiment of the present invention causes a photocatalytic reaction by a body 510 having a light source c therein, and a light disposed under the body and irradiated by the light source. It may include a carrier 520 that generates peroxygen radicals.
  • the photocatalyst module 500 may be configured as one module by further including a module case 530 in which the body 510 to the carrier 520 are accommodated therein, and accordingly, it is easy to install the photocatalyst module in the air conditioner. It is easy to attach and detach, which can provide an advantage for maintenance.
  • the carrier 520 of the present invention as will be described later, the carrier may be formed integrally as one carrier, or may be formed by being divided into a plurality of carriers.
  • the support of the photocatalyst module may be arranged to cause a photocatalytic reaction by irradiated light to generate peroxygen radicals, and to supply the generated peroxygen radicals to an air flow path inside the air conditioner.
  • the peroxygen radicals generated by the photocatalyst module can remove pollutants flowing into the air conditioner through oxidation, fungi in the evaporator, various pollutants, and odors.
  • the carrier absorbs the ultraviolet light irradiated by the light source
  • the electrons in the valence band filled with electrons absorb the light energy and jump to the conduction band where the electrons are empty, and the holes, which are empty electrons in the valence band, are It oxidizes water molecules on the surface to return to their original state, and the oxidized water molecules form OH radicals.
  • the excited electrons excited in the conduction band can react with the coral to generate peroxygen radicals with strong acid oxidizing power.
  • the photocatalyst module does not require a separate filter replacement compared to a structure that adsorbs and deodorizes polluted air containing odors, and can be used almost semi-permanently through selection of the type of carrier or appropriate on/off control of the light source. , has the advantage of excellent lifespan.
  • the photocatalyst module may be formed in various shapes. As shown in FIG. 4 , the photocatalyst module may be formed in an overall rectangular column shape, or may be formed in a cylindrical shape as shown in FIG. 6 .
  • the photocatalyst module when a plurality of carriers are formed as described later, a plurality of light sources may be provided on each of the plurality of carriers, but this increases the cost of manufacturing the photocatalyst module, so that only one light source is provided. to explain it.
  • FIG. 7 is a view showing a photocatalyst module mounting structure according to an example of the present invention.
  • the inner flow path through which the internal and external air flows is separated by a dividing wall 310 into an upper flow path 310a and a lower flow path.
  • the photocatalyst module 500 may be disposed to generate peroxygen radicals in both the upper passage 310a and the lower passage 310b of the duct 300 .
  • the duct 300 may be provided with a photocatalyst module mounting unit 350 having a hollow interior so that the carrier of the photocatalyst module can pass, and as shown in FIG. 7 , the photocatalyst module mounting unit 350 is the side outer wall of the duct.
  • the photocatalyst module mounting unit 350 includes a mounting hole formed by hollowing out a certain area of the side outer wall of the duct. and the mounting hole may be closed by the body of the photocatalyst module.
  • a bracket 533 is formed in the module case 530 in order to fix the photocatalyst module in a state coupled to the outer wall of the duct as described above, and the fastening means 320 is provided on the outer wall of the duct at a position corresponding to the bracket 533 .
  • the photocatalyst module can be firmly fixed to the outer wall of the duct through bolting coupling between the bracket 533 and the fastening means 320 .
  • the present invention will be described in detail through specific examples by dividing the case where the carrier of the photocatalyst module is formed of one and the case of the plurality of carriers.
  • the photocatalyst module may consist of a single (integral) support like the photocatalyst module shown in FIG. 4 .
  • FIG. 8 shows the duct 300 and the photocatalyst module 500 mounted on the duct in the vehicle air conditioner according to the first example of the present invention
  • FIG. 9 is a cross-section taken along line AA' of FIG.
  • a part of the carrier 520 with the partition wall 310 interposed therebetween is located in the upper flow path 310a, and the remaining part may be located in the lower flow path 310b.
  • the photocatalyst module mounting unit 350 is formed on the outer wall of the duct, and the photocatalyst module mounting unit 350 may be positioned to pass the same plane of the dividing wall 310 , and at this time, more preferably the dividing wall 310 . It may be formed so that the same plane of the photocatalyst module passes through the center of the mounting unit 350 .
  • the photocatalyst module mounting portion is formed, when the photocatalyst module is mounted on the outer wall of the duct, a part of the carrier may be positioned in the upper passage with the separation wall interposed therebetween as shown, and the remaining part may be positioned in the lower passage.
  • the present invention adopts a mounting structure such that a part of the carrier is positioned in the upper flow path and the other part of the carrier is positioned in the lower channel through one photocatalyst module, so that even with one photocatalyst module, the air flowing in each channel It is possible to purify the air conditioner, thereby reducing the overall packaging size of the air conditioner and reducing the manufacturing cost of the air conditioner.
  • an indentation groove 315 recessed inwardly at a position corresponding to the photocatalyst module mounting portion may be formed, and the indentation groove 315 is the photocatalyst module.
  • the photocatalyst module As the photocatalyst module is mounted in the mounting part, it may be formed in a size and shape corresponding to the support member protruding into the duct to accommodate the support 520 that passes through the outer wall of the duct and protrudes to the inside of the duct.
  • the indentation groove is formed on the partition wall, it is not only easy to mount the photocatalyst module, but also it is possible to prevent the carrier from being damaged by the partition wall when the photocatalyst module is mounted.
  • the indentation groove 315 when the indentation groove 315 is formed in the dividing wall 310 , air may flow between the upper flow path 310a and the lower flow path 310b. Even if the indentation groove is partially closed as the photocatalyst module is mounted on the photocatalyst module mounting part and the support protrudes, air may flow through the gap between the support and the indentation groove, which may deteriorate the air conditioning performance of the left and right independent air conditioners. .
  • the present invention prevents the flow of air between the upper passage 310a and the lower passage 310b between the carrier 520 and the indentation groove 315, that is, between the dividing wall located at the interface of the indentation groove.
  • a sealing member (S) for preventing may be further provided.
  • Figure 10 shows that the sealing member (S) is further provided in Figure 8
  • Figure 11 is a cross section AA' of Figure 10, as shown, between the carrier 520 and the indentation groove 315
  • the sealing A member S may be further provided, and accordingly, the flow of air between the upper passage 310a and the lower passage 310b may be prevented.
  • the sealing member (S) may be made of an elastic material, and accordingly, one side of the sealing member may be in close contact with the carrier, and the other side may be in close contact with the separation wall located at the interface of the indentation groove.
  • the thickness of the sealing member may be formed to be thicker than the thickness of the partition wall.
  • 12 is a view showing that the thick sealing member is provided in FIG. 11.
  • the thickness d_S of the sealing member may be formed to be thicker than the thickness d_310 of the partition wall, and further, the sealing member S is recessed. It may be formed to surround the upper and lower surfaces of the dividing wall 310 from the boundary of the groove 15 to a predetermined distance. This not only can more reliably prevent the flow of air between the upper flow path and the lower flow path, but also allows the sealing member to be fixed to the dividing wall corresponding to the indentation groove when the sealing member is mounted in the indentation groove, making installation easy. can provide
  • the support of the photocatalyst module may be formed in plurality.
  • FIG. 13 shows a photocatalyst module according to a second example of the present invention.
  • the carrier 520 is disposed under the body 510 and spaced apart from each other by a predetermined distance. It may be formed of a first carrier 520a and a second carrier 520b.
  • FIG. 14 is a view showing the duct 300 and the photocatalyst module 500' mounted on the duct in the vehicle air conditioner according to the second example of the present invention
  • FIG. 15 is a cross-section AA' of FIG.
  • the photocatalyst module 500 ′ is mounted on the photocatalyst module mounting unit 350
  • the first carrier 520a with the partition wall 310 interposed therebetween It may be located in the flow path 310a
  • the second carrier 520b may be located in the lower flow path 310b.
  • the dividing wall 310 can be inserted into the gap between the first carrier 520a and the second carrier 520b, so that unlike the first example, there is no need to form an indentation groove in the dividing wall. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing process of the air conditioner as a whole, and further, since the indentation groove is not formed, the air between the upper and lower passageways does not flow between the indentation grooves, which can be superior in terms of sealing properties.
  • the distance s_520 by which the first carrier and the second carrier are spaced apart may be greater than or equal to the thickness d_310 of the partition wall, and when the separation distance is greater than the thickness of the partition wall, the assembly is excellent, but the The effective area may be reduced, and if the separation distance is the same as the thickness of the partition wall, the assembly may be somewhat reduced, but since the maximum effective area of the carrier can be used, the advantages between the two can be appropriately selected and designed. .
  • the size of the first carrier 520a and the size of the second carrier 520b may be substantially the same, and this may prevent the air purifying capability between the upper flow path and the lower flow path from being deflected to one side.
  • a sealing member S' may be further provided in the gap as shown in FIG. 15 .
  • the photocatalyst module is provided on the side outer wall of the duct 200, but the case side outer wall that forms the air passage of the blowing unit 100 in addition to the duct, or the air passage of the air conditioning unit 300 It goes without saying that the photocatalyst module can be mounted on the outer wall of the side of the case to have the same structure as described above.
  • the vehicle air conditioner according to the present invention provides an optimal design position and mounting structure for simultaneously purifying the upper air passage and the lower air passage using a minimal photocatalytic module in the dual-layer air conditioner. can do.
  • 210a, 210b upper space, lower space
  • 310a, 310b upper flow passage, lower flow passage
  • 520a, 520b first carrier, second carrier

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Abstract

본 발명은, 공조장치의 내부유로가 상부와 하부로 구획된 이층류 공조장치에 있어서 최소의 광촉매 모듈로 상부유로와 하부유로 모두를 정화할 수 있는 광촉매 모듈의 최적 설계위치 내지 장착구조를 제공하는, 광촉매 모듈이 구비된 차량용 공조장치에 관한 것이다.

Description

광촉매 모듈이 구비된 차량용 공조장치
본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 공조장치의 내부유로가 상부와 하부로 구획된 이층류 공조장치에 있어서 최소의 광촉매 모듈로 상부유로와 하부유로 모두를 정화할 수 있는 광촉매 모듈의 최적 설계위치 내지 장착구조를 제공하는, 광촉매 모듈이 구비된 차량용 공조장치에 관한 것이다.
차량용 공조장치는 외기를 실내로 도입하거나 내기를 순환시켜 가열 또는 냉각시킴으로써 실내를 난방 또는 냉방하는 장치로서, 내기 또는 외기를 도입하여 송풍하는 송풍 유닛과, 송풍 유닛으로부터 송풍된 공기를 공조하여 차량 실내로 토출하는 공조 유닛으로 이루어진다.
이러한 공조장치에 있어서, 공조장치를 통과한 공기가 차량 실내로 토출되기 이전에 공기를 정화하여 운전자에게 쾌적함을 제공하기 위한 다양한 방법들이 제시되고 있으며, 그 중 하나로서 도 1에 도시된 바와 같이 공조장치(3)의 공기통로에 광촉매 모듈(4)을 구비하여 공기를 정화하는 방법이 있다.
한편, 최근에는 공조장치 중, 내기와 외기를 동시에 흡입하여, 흡입된 내기는 증발기 및 히터코어를 거쳐 플로어 벤트를 통해 차실의 바닥면을 향해 토출하고, 흡입된 외기는 증발기 및 히터코어를 거쳐 디프로스트 벤트를 통해 차창을 향해 토출하는 이층류 공조장치가 적용되고 있다. 이층류 공조장치는 도 2에 도시된 바와 같이 공조장치(7) 내의 공기통로 중 일부 구간이 격벽(8)에 의해 상하공간으로 구획되어 상부유로(8a)와 하부유로(8b)로 형성되고, 외기는 상부유로(8a)를 통해 유동하고 내기는 하부유로(8b)를 통해 유동될 수 있다.
이와 같은 이층류 공조장치에 있어서도 광촉매 모듈을 이용하여 공기를 정화해야 할 필요가 있는데, 상술한 바와 같이 이층류 공조장치의 내부 유로는 외기 유로와 내기 유로가 분리되어 있으므로, 광촉매 모듈 다수개를 각각의 유로에 구비하는 방법이 고려될 수 있으나, 공조장치 내 광촉매 모듈 장착공간의 협소성, 광촉매 모듈의 상대적으로 비싼 원가 등을 고려할 때 광촉매 모듈을 여러 개 구비하는 것에는 제약이 따른다. 이에 따라, 최소한의 광촉매 모듈로 최대의 성능을 발휘할 수 있는 최적의 설계위치 내지 구조가 필요한 실정이다.
[선행기술문헌]
(특허문헌 1) 한국 공개특허공보 제2015-0125749호(2015.11.10.)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 최소한의 광촉매 모듈로 최대의 성능을 발휘할 수 있는 광촉매 모듈의 최적 설계위치 내지 장착구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 예에 따른 차량용 공조장치는, 내외기를 도입하는 송풍유닛과 상기 도입된 내외기와 열교환하는 공조유닛 간 공기가 유동되도록, 상기 송풍유닛과 상기 공조유닛을 연결하는 덕트; 및 내부에 광원이 구비되는 몸체와, 상기 몸체 하부에 배치되어 상기 광원에 의해 조사되는 광에 의해 광촉매 반응을 일으켜 과산소 라디칼을 발생시키는 담지체를 포함하는 광촉매 모듈;을 포함하며, 상기 덕트는, 상기 내외기가 유동하는 내부 유로가 분리벽에 의해 상부유로와 하부유로로 구획되고, 상기 광촉매 모듈은, 상기 덕트의 상부유로와 하부유로 모두에 과산소 라디칼을 발생시키도록 배치될 수 있다.
상기 덕트에는 상기 광촉매 모듈의 담지체가 통과 가능하도록 내부가 중공된 형태의 광촉매 모듈 장착부가 구비되되, 상기 광촉매 모듈 장착부는 상기 덕트의 측면 외벽에 구비될 수 있다.
상기 광촉매 모듈이 상기 광촉매 모듈 장착부에 장착됨에 따라, 상기 분리벽을 사이에 두고 상기 담지체의 일부는 상기 상부유로 내에 위치하고, 나머지 일부는 상기 하부유로 내에 위치할 수 있다.
상기 분리벽에는, 상기 광촉매 모듈 장착부에 대응되는 위치에 내측으로 만입된 만입홈이 형성되며, 상기 만입홈은, 상기 광촉매 모듈 장착부에 상기 광촉매 모듈이 장착됨에 따라 상기 덕트의 내측으로 돌출되는 상기 담지체를 수용하도록, 상기 덕트 내측으로 돌출되는 담지체에 대응되는 크기와 형상으로 형성될 수 있다.
상기 담지체와 상기 만입홈의 경계면 사이에는, 상기 상부유로와 상기 하부유로 간 공기의 유동을 방지하기 위한 실링부재가 구비될 수 있다.
상기 실링부재는 탄성재질로 이루어지며, 상기 실링부재의 일측은 상기 담지체와 밀착되고, 상기 실링부재의 타측은 상기 만입홈의 경계면에 위치하는 분리벽과 밀착될 수 있다.
상기 실링부재는 상기 분리벽의 두께보다 두껍게 형성되어, 상기 만입홈의 경계로부터 소정 거리까지 상기 분리벽의 상면과 하면을 감싸도록 형성될 수 있다.
상기 광촉매 모듈은, 상기 담지체가, 상기 몸체 하부에 배치되되 서로 소정 간격 이격되는 제1 담지체와 제2 담지체로 이루어질 수 있다.
상기 광촉매 모듈이 상기 광촉매 모듈 장착부에 장착됨에 따라, 상기 분리벽을 사이에 두고 상기 제1 담지체는 상기 상부유로 내에 위치하고, 상기 제2 담지체는 상기 하부유로 내에 위치할 수 있다.
상기 제1 담지체와 상기 제2 담지체가 이격되는 거리는, 상기 분리벽의 두께보다 크거나 같을 수 있다.
상기 제1 담지체의 크기와 상기 제2 담지체의 크기는 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 광촉매 모듈의 몸체에는, 상기 광원이 하나만 구비될 수 있다.
본 발명에 의하면, 하나의 광촉매 모듈을 이용하되, 담지체의 일부는 상부유로에 위치되도록 하고 나머지 일부는 하부유로에 위치되도록 하는 장착 구조를 채택함에 따라, 하나의 광촉매 모듈로도 각 유로 내에 흐르는 공기를 정화시킬 수 있게 되어, 공조장치 전체의 패키징 사이즈를 감소시킴과 동시에 공조장치 제작 원가를 절감시킬 수 있다.
도 1은 종래 광촉매 모듈이 구비된 차량용 공조장치에 관한 도면이다.
도 2는 종래 이층류 공조장치에 관한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 예에 따른 이층류 공조장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 예에 따른 광촉매 모듈의 전면 사시도와 후면 사시도를 나타낸다.
도 5는 도 4의 광촉매 모듈의 투과 단면도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다른 예에 따른 광촉매 모듈의 전면 사시도와 후면 사시도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 예에 따른 광촉매 모듈 장착 구조를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 제1 예에 따른 광촉매 모듈 장착 구조를 나타낸다.
도 9는 도 8의 AA' 단면을 나타낸다.
도 10은 도 8에서 실링부재가 더 구비된 것을 나타낸다.
도 11은 도 10의 AA' 단면을 나타낸다.
도 12는 도 11에서 두꺼운 실링부재가 구비된 것을 나타낸다.
도 13은 본 발명의 제2 예에 따른 광촉매 모듈을 나타낸다.
도 14는 본 발명의 제2 예에 따른 광촉매 모듈 장착 구조를 나타낸다.
도 15는 도 14의 AA' 단면을 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 예에 따른 이층류 공조장치를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 공조장치(10)는 내외기를 도입하는 송풍유닛(100)과, 도입된 내외기와 열교환하는 공조유닛(200)과, 송풍유닛과 공조유닛 간 공기가 유동되도록 송풍유닛과 공조유닛을 연결하는 덕트(300)를 포함할 수 있다.
이층류 공조장치(10)에서 송풍유닛(100)의 상부에는 외기가 흡입되는 통로를 제공하는 외기 흡입구와 내기가 흡입되는 통로를 제공하는 내기 흡입구가 형성될 수 있으며, 내부공간은 격벽에 의해 상부공간과 하부공간으로 구획될 수 있다. 여기서 외기 흡입구를 통해 흡입되는 외기 또는 물은 격벽에 의해 구획되는 상부공간으로 유입될 수 있으며, 내기 흡입구를 통해 흡입되는 내기는 격벽에 의해 구획되는 하부공간으로 유입될 수 있다.
공조유닛(200)은 송풍유닛을 통해 도입된 내외기를 공조하는 것으로, 공조유닛(200)의 내부공간에는 증발기 및 히터코어가 배치될 수 있고, 디프로스트 벤트, 플로어 벤트, 페이스 벤트 등 복수의 공기 토출구가 형성될 수 있으며, 각 토출구에는 각각의 도어가 결합될 수 있다. 공조유닛(200)의 내부공간은 격벽(210)에 의해 상부공간(210a)과 하부공간(210b)으로 구획될 수 있다.
덕트(300)는 송풍유닛과 공조유닛을 연결하는 것으로, 내외기가 유동하도록 내부 유로가 형성된 덕트의 내부 공간은 분리벽(310)에 의해 상부유로(310a)와 하부유로(310b)로 구획될 수 있으며, 이때 송풍유닛의 상부공간은 덕트(300)의 상부유로(310a)를 통해 공조유닛(200)의 상부공간(210a)에 연결될 수 있고, 송풍유닛의 하부공간은 덕트(300)의 하부유로(310b)를 통해 공조유닛(200)의 하부공간(210b)에 연결될 수 있다.
이와 같이, 이층류 공조장치(10)는 송풍유닛으로부터 덕트를 통해 공조유닛으로 연결되는 내외기 유로가 분리벽에 의해 상부유로와 하부유로로 구획될 수 있으며, 이러한 구조에서 광촉매 모듈을 이용하여 상부유로와 하부유로를 지난 공기 모두를 정화시킬 필요가 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 일 예에 따른 광촉매 모듈(500)을 나타낸 것으로, 도 4의 (a)는 광촉매 모듈의 상면 사시도를 나타내고 도 4의 (b)는 광촉매 모듈의 하면 사시도를 나타내며, 도 5는 도 4의 광촉매 모듈의 투과 단면도를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 예에 따른 광촉매 모듈(500)은 내부에 광원(c)이 구비되는 몸체(510)와, 몸체 하부에 배치되어 광원에 의해 조사되는 광에 의해 광촉매 반응을 일으켜 과산소 라디칼을 발생시키는 담지체(520)를 포함할 수 있다. 광촉매 모듈(500)은 몸체(510) 내지 담지체(520)가 내부에 수용되는 모듈 케이스(530)를 더 포함하여 하나로 모듈화되어 구성될 수 있으며, 이에 따라 공조장치에 광촉매 모듈을 설치하기 용이하며 탈부착이 간편하여 유지 보수에 이점을 제공할 수 있다. 여기서, 본 발명의 담지체(520)는, 후술하는 바와 같이 담지체가 하나로서 일체로 이루어지거나, 또는 복수개로 나뉘어져 형성될 수 있다.
광촉매 모듈의 담지체는 조사되는 광에 의해 광촉매 반응을 일으켜 과산소 라디칼을 발생시키며, 발생된 과산소 라디칼을 공조장치 내부의 공기 유로로 공급하도록 배치될 수 있다. 광촉매 모듈에 의해 발생된 과산소 라디칼은 산화 작용을 통해 공조장치 내부로 유입되는 오염물질과 증발기 내의 균류, 각종 오염물질 및 악취를 제거할 수 있다. 보다 구체적으로, 담지체는 광원이 조사하는 자외선 광을 흡수하게 되면 전자가 채워져 있는 가전자대의 전자는 빛 에너지를 흡수하여 전자가 비어있는 전도대로 점프하게 되고, 가전자대의 빈 전자자리인 정공은 표면에 물 분자를 산화시켜 자신의 원래 상태로 되며, 산화된 물분자는 OH 라디칼을 형성한다. 이와 함께, 전도대로 여기된 여기 전자는 산호와 반응하여 강산 산화력의 과산소 라디칼을 생성할 수 있다. 이와 같이, 광촉매 모듈은 악취가 포함된 오염 공기를 흡착하여 탈취시키는 구조와 비교하여, 별도로 필터를 교체하지 않아도 되며, 담체의 종류 선택 또는 광원의 적절한 온/오프 제어를 통해 거의 반영구적으로 사용 가능하여, 수명이 우수하다는 장점이 있다. 한편, 광촉매 모듈은 다양한 형상으로 형성될 수 있는데, 도 4에 도시된 바와 같이 전체적으로 사각기둥 형상으로 형성될 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이 원기둥 형상으로 형성될 수도 있다. 한편, 광촉매 모듈에 있어서, 후술하는 바와 같이 담지체가 복수개로 이루어지는 경우 복수개의 담지체 각각에 광원 복수개가 각각 구비될 수 있으나, 이는 광촉매 모듈 제작 비용을 증가시키게 되므로, 광원이 하나만 구비되는 것을 전제로 하여 설명하도록 한다.
이하에서는 이층류 공조장치에 있어서 광촉매 모듈을 통해 공기를 정화시키기 위하여 광촉매 모듈의 최적의 설계 위치 내지 장착 구조 등에 대해 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 일 예에 따른 광촉매 모듈 장착 구조를 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이 광촉매 모듈 장착구조는, 내외기가 유동하는 내부 유로가 분리벽(310)에 의해 상부유로(310a)와 하부유로(310b)로 구획된 덕트(300)에 있어서, 광촉매 모듈(500)이 덕트(300)의 상부유로(310a)와 하부유로(310b) 모두에 과산소 라디칼을 발생시키도록 배치될 수 있다.
보다 구체적으로, 덕트(300)에는 광촉매 모듈의 담지체가 통과 가능하도록 내부가 중공된 형태의 광촉매 모듈 장착부(350)가 구비될 수 있으며, 도 7과 같이 광촉매 모듈 장착부(350)는 덕트의 측면 외벽에 구비될 수 있다. 광촉매 모듈 장착부(350)는 덕트의 측면 외벽의 일정 영역이 중공되어 형성되는 장착공을 포함하는 것으로, 광촉매 모듈 장착부에 광촉매 모듈이 장착됨에 따라 담지체가 덕트의 외벽을 통과하여 덕트의 내측으로 돌출될 수 있으며, 장착공은 광촉매 모듈의 몸체에 의해 폐쇄될 수 있다. 또한, 이와 같이 덕트 외벽 상에 결합된 상태의 광촉매 모듈을 고정하기 위하여 모듈 케이스(530)에 브라켓(533)이 형성되고, 브라켓(533)에 대응되는 위치의 덕트 외벽에 체결수단(320)이 더 구비되어, 브라켓(533)과 체결수단(320) 간 볼팅 결합등을 통해 광촉매 모듈을 덕트 외벽에 단단히 고정시킬 수 있다.
이하에서는 광촉매 모듈의 담지체가 하나로 이루어지는 경우와, 복수개로 이루어지는 경우를 나누어, 구체적인 실시예를 통해 본 발명에 대해 상세히 설명하도록 한다.
<본 발명의 제1 예에 따른 광촉매 모듈 장착 구조>
본 예에 따르면, 광촉매 모듈은 도 4에 도시된 광촉매 모듈과 같이 담지체가 하나로(일체로) 이루어질 수 있다. 구체적으로, 도 8은 본 발명의 제1 예에 따른 차량용 공조장치에 있어서, 덕트(300)와 덕트 상에 장착된 광촉매 모듈(500)을 나타낸 것이고, 도 9는 도 8의 AA' 단면을 나타낸 것으로서, 도시된 바와 같이 광촉매 모듈(500)이 광촉매 모듈 장착부(350)에 장착됨에 따라, 분리벽(310)을 사이에 두고 담지체(520)의 일부는 상부유로(310a) 내에 위치하고, 나머지 일부는 하부유로(310b) 내에 위치할 수 있다.
즉, 광촉매 모듈 장착부(350)는 덕트 외벽에 형성되되, 광촉매 모듈 장착부(350)가 분리벽(310)의 동일평면을 지나도록 위치하여 형성될 수 있으며, 이때 보다 바람직하게는 분리벽(310)의 동일평면이 광촉매 모듈 장착부(350)의 중심을 지나도록 위치하여 형성될 수 있다. 광촉매 모듈 장착부가 형성됨에 따라 광촉매 모듈이 덕트 외벽 상에 장착되면 도시된 바와 같이 분리벽을 사이에 두고 담지체 일부는 상부유로 내에 위치하고 나머지 일부는 하부유로 내에 위치하게 될 수 있다.
이와 관련하여, 배경기술에서 상술한 바와 같이 상부유로와 하부유로 각각에 광촉매 모듈을 장착하는 방법을 고려할 수 있으나, 이는 덕트의 장착 공간이 협소하기 때문에 현실적인 어려움이 따르고, 광촉매 모듈의 상대적으로 비싼 원가 때문에 공조장치의 전체 제작 비용이 상승되는 문제가 있다. 본 발명은 하나의 광촉매 모듈을 통해 담지체의 일부는 상부유로에 위치되도록 하고 담지체의 나머지 일부는 하부유로에 위치되도록 하는 장착 구조를 채택함에 따라, 하나의 광촉매 모듈로도 각 유로 내에 흐르는 공기를 정화시킬 수 있게 되어, 공조장치 전체의 패키징 사이즈를 감소시킴과 동시에 공조장치 제작 원가를 절감시킬 수 있다.
여기서, 도 8, 9에 도시된 바와 같이, 분리벽(310)에는, 광촉매 모듈 장착부에 대응되는 위치에 내측으로 만입된 만입홈(315)이 형성될 수 있으며, 만입홈(315)은 광촉매 모듈 장착부에 광촉매 모듈이 장착됨에 따라 덕트의 외벽을 통과하여 덕트의 내측으로 돌출되는 담지체(520)를 수용하도록, 덕트 내측으로 돌출되는 담지체에 대응되는 크기와 형상으로 형성될 수 있다. 분리벽 상에 만입홈이 형성됨에 따라 광촉매 모듈을 장착하는 것이 용이해질 뿐 아니라, 광촉매 모듈 장착시 분리벽에 의해 담지체가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 분리벽(310)에 만입홈(315)이 형성되는 경우, 상부유로(310a)와 하부유로(310b) 간 공기가 유동될 수 있다. 광촉매 모듈이 광촉매 모듈 장착부에 장착되어 담지체가 돌출됨에 따라 만입홈이 일부 폐쇄된다 하더라도 담지체와 만입홈 사이의 틈으로 공기가 유동될 수 있고, 이는 좌우 독립형 공조장치의 공조성능을 악화시킬 수 있다.
본 발명은 이를 방지하기 위해, 담지체(520)와 만입홈(315) 사이, 즉 만입홈의 경계면에 위치하는 분리벽 사이에, 상부유로(310a)와 하부유로(310b) 간 공기의 유동을 방지하기 위한 실링부재(S)를 더 구비할 수 있다. 도 10은 도 8에서 실링부재(S)가 더 구비된 것을 나타낸 것이고, 도 11은 도 10의 AA' 단면을 나타낸 것으로서, 도시된 바와 같이 담지체(520)와 만입홈(315) 사이에는 실링부재(S)가 더 구비될 수 있으며, 이에 따라 상부유로(310a)와 하부유로(310b) 간 공기의 유동이 방지될 수 있다. 보다 구체적으로, 실링부재(S)는 탄성재질로 이루어질 수 있으며, 이에 따라 실링부재의 일측은 담지체와 밀착되고, 타측은 만입홈의 경계면에 위치하는 분리벽과 밀착될 수 있다.
이때, 실링성을 보다 향상시키기 위해, 실링부재의 두께를 분리벽의 두께보다 두껍게 형성할 수 있다. 도 12는 도 11에서 두꺼운 실링부재가 구비된 것을 나타내는 것으로, 도시된 바와 같이 실링부재의 두께(d_S)가 분리벽의 두께(d_310)보다 두껍게 형성될 수 있으며, 나아가 실링부재(S)가 만입홈(15)의 경계로부터 소정 거리까지 분리벽(310)의 상면과 하면을 감싸도록 형성될 수 있다. 이는 상부유로와 하부유로 간 공기의 유동을 더욱 확실하게 방지할 수 있을 뿐 아니라, 실링부재를 만입홈에 장착하는 것에 있어서도 실링부재를 만입홈에 해당하는 분리벽에 끼움고정할 수 있어 장착상 용이성을 제공할 수 있다.
<본 발명의 제2 예에 따른 광촉매 모듈 장착 구조>
본 예에 따르면, 광촉매 모듈의 담지체는 복수개로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 도 13은 본 발명의 제2 예에 따른 광촉매 모듈을 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이 광촉매 모듈(500')은, 담지체(520)가 몸체(510) 하부에 배치되되 서로 소정 간격 이격되는 제1 담지체(520a)와 제2 담지체(520b)로 이루어질 수 있다.
도 14는 본 발명의 제2 예에 따른 차량용 공조장치에 있어서, 덕트(300)와 덕트 상에 장착된 광촉매 모듈(500')을 나타낸 것이고, 도 15는 도 14의 AA' 단면을 나타낸 것으로서, 도시된 바와 같이, 본 예에 따른 차량용 공조장치는, 광촉매 모듈(500')이 광촉매 모듈 장착부(350)에 장착됨에 따라, 분리벽(310)을 사이에 두고 제1 담지체(520a)는 상부유로(310a) 내에 위치하게 되고 제2 담지체(520b)는 하부유로(310b) 내에 위치하게 될 수 있다.
즉, 본 예에 따르면 제1 담지체(520a)와 제2 담지체(520b)의 이격된 틈에 분리벽(310)이 삽입될 수 있어 제1 예와 달리 분리벽에 만입홈을 형성하지 않아도 되므로 공조장치 전체의 제작 공정을 감소시킬 수 있으며, 나아가 만입홈이 형성되지 않으므로 만입홈 사이로 상부유로와 하부유로 간 공기가 유동되지 않아 실링성 측면에서도 보다 우수할 수 있다.
이때, 제1 담지체와 제2 담지체가 이격되는 거리(s_520)는, 분리벽의 두께(d_310)보다 크거나 같을 수 있으며, 이격 거리가 분리벽의 두께보다 큰 경우 조립성은 우수하나 담지체의 유효면적이 줄어들게 될 수 있고, 이격 거리가 분리벽의 두께와 같은 경우에는 조립성이 다소 감소할 수 있으나 담지체의 최대의 유효면적을 사용할 수 있으므로, 양자간의 장점을 적절히 선택하여 설계할 수 있다. 또한, 제1 담지체(520a)의 크기와 제2 담지체(520b)의 크기는 실질적으로 동일할 수 있으며, 이는 상부유로와 하부유로 간 공기 정화 능력이 한쪽으로 편향되는 것을 방지할 수 있다. 나아가, 본 예에 따르면 분리벽(310)과 몸체(510) 사이에 일부 틈이 존재할 수 있으므로, 도 15에서 나타낸 바와 같이 해당 틈에 실링부재(S')가 더 구비될 수도 있다.
한편, 본 발명에서는 덕트(200)의 측면 외벽 상에 광촉매 모듈이 구비되는 것에 대하여 설명하였으나, 덕트 이외에 송풍유닛(100)의 공기통로를 형성하는 케이스 측면 외벽이나, 공조유닛(300)의 공기통로를 형성하는 케이스 측면 외벽에 상술한 바와 동일한 구조를 가지도록 광촉매 모듈을 장착할 수 있음은 물론이다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 공조장치는, 이층류 공조장치에 있어서 최소한의 광촉매 모듈을 이용하여 상부 공기통로와 하부 공기통로를 동시에 정화할 수 있는 최적의 설계위치 내지 장착구조를 제공할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
[부호의 설명]
10: 차량용 공조장치
100: 송풍유닛
200: 공조유닛
210: 격벽
210a, 210b: 상부공간, 하부공간
300: 덕트
310: 분리벽
310a, 310b: 상부유로, 하부유로
315: 만입홈
350: 광촉매 모듈 장착부
320: 체결수단
500, 500': 광촉매 모듈
510: 몸체
520: 담지체
520a, 520b: 제1 담지체, 제2 담지체
530: 모듈 케이스
S, S': 실링부재

Claims (12)

  1. 내외기를 도입하는 송풍유닛과 상기 도입된 내외기와 열교환하는 공조유닛 간 공기가 유동되도록, 상기 송풍유닛과 상기 공조유닛을 연결하는 덕트; 및
    내부에 광원이 구비되는 몸체와, 상기 몸체 하부에 배치되어 상기 광원에 의해 조사되는 광에 의해 광촉매 반응을 일으켜 과산소 라디칼을 발생시키는 담지체를 포함하는 광촉매 모듈;을 포함하며,
    상기 덕트는, 상기 내외기가 유동하는 내부 유로가 분리벽에 의해 상부유로와 하부유로로 구획되고,
    상기 광촉매 모듈은, 상기 덕트의 상부유로와 하부유로 모두에 과산소 라디칼을 발생시키도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 차량용 공조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 덕트에는 상기 광촉매 모듈의 담지체가 통과 가능하도록 내부가 중공된 형태의 광촉매 모듈 장착부가 구비되되,
    상기 광촉매 모듈 장착부는 상기 덕트의 측면 외벽에 구비되는 것을 특징으로 하는, 차량용 공조장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광촉매 모듈이 상기 광촉매 모듈 장착부에 장착됨에 따라,
    상기 분리벽을 사이에 두고 상기 담지체의 일부는 상기 상부유로 내에 위치하고, 나머지 일부는 상기 하부유로 내에 위치하는 것을 특징으로 하는, 차량용 공조장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 분리벽에는, 상기 광촉매 모듈 장착부에 대응되는 위치에 내측으로 만입된 만입홈이 형성되며,
    상기 만입홈은,
    상기 광촉매 모듈 장착부에 상기 광촉매 모듈이 장착됨에 따라 상기 덕트의 내측으로 돌출되는 상기 담지체를 수용하도록, 상기 덕트 내측으로 돌출되는 담지체에 대응되는 크기와 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 차량용 공조장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 담지체와 상기 만입홈의 경계면 사이에는, 상기 상부유로와 상기 하부유로 간 공기의 유동을 방지하기 위한 실링부재가 구비되는 것을 특징으로 하는, 차량용 공조장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 실링부재는 탄성재질로 이루어지며,
    상기 실링부재의 일측은 상기 담지체와 밀착되고, 상기 실링부재의 타측은 상기 만입홈의 경계면에 위치하는 분리벽과 밀착되는 것을 특징으로 하는, 차량용 공조장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 실링부재는 상기 분리벽의 두께보다 두껍게 형성되어, 상기 만입홈의 경계로부터 소정 거리까지 상기 분리벽의 상면과 하면을 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 차량용 공조장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 광촉매 모듈은,
    상기 담지체가, 상기 몸체 하부에 배치되되 서로 소정 간격 이격되는 제1 담지체와 제2 담지체로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 차량용 공조장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 광촉매 모듈이 상기 광촉매 모듈 장착부에 장착됨에 따라,
    상기 분리벽을 사이에 두고 상기 제1 담지체는 상기 상부유로 내에 위치하고, 상기 제2 담지체는 상기 하부유로 내에 위치하는 것을 특징으로 하는, 차량용 공조장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 담지체와 상기 제2 담지체가 이격되는 거리는, 상기 분리벽의 두께보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는, 차량용 공조장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1 담지체의 크기와 상기 제2 담지체의 크기는 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는, 차량용 공조장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광촉매 모듈의 몸체에는, 상기 광원이 하나만 구비되는 것을 특징으로 하는, 차량용 공조장치.
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