KR101094845B1

KR101094845B1 - 차량용 공기 조화 장치

Info

Publication number: KR101094845B1
Application number: KR1020040045400A
Authority: KR
Inventors: 강성호; 변상철; 서용은; 김용상
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2004-06-18
Filing date: 2004-06-18
Publication date: 2011-12-15
Also published as: KR20050120156A; US7055591B2; US20060000595A1

Abstract

본 발명은, 공기 유로를 두 개의 영역으로 분할하는 전석 격벽을 구비하며, 전석 격벽에 의해 분할된 영역의 온도를 각각 독립적으로 조절하는 전석 템프 도어와, 전석 벤트, 전석 디프로스트 및 전석 플로어 토출구의 개방 정도를 조절하는 전석 모드 도어를 구비한 전석 공조 케이스와; 전석 공조 케이스로 공기를 송풍하는 전석 송풍기를 구비한 전석 공기 조화 장치와;

공기 유로 상부에 후석 증발기가 대략 수평으로 배치되고, 후석 히터코어가 상기 후석 증발기의 상부에 배치되며, 공조풍을 차 실내의 후석으로 토출하는 후석 벤트 토출구 및 후석 플로어 토출구가 형성되고, 후석 히터코어의 외측을 따르는 우회유로가 형성되며, 공기 유로를 2개의 영역으로 분할하는 후석 격벽을 구비하고, 후석 증발기와 후석 히터 코어 사이에 설치되어 후석 히터코어의 상류부와 우회유로를 개폐하며 후석 격벽에 의해 분할된 영역의 온도를 각각 독립적으로 조절하는 제1 후석 템프 도어와, 후석 히터코어의 하류부를 개폐하는 제2 후석 템프 도어와, 후석 벤트 토출구 및 후석 플로어 토출구의 개방 정도를 조절하는 후석 모드 도어를 구비한 후석 공조케이스와; 후석 공조 케이스로 공기를 송풍하는 후석 송풍기를 구비한 후석 공기 조화 장치;로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공기 조화 장치를 제공한다.

Description

차량용 공기 조화 장치 {Air conditioner for vehicle}

도 1은 종래의 통상적인 차량용 공기 조화 장치의 개략적인 사시도이고,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공기 조화 장치에 구비된 전석 공기 조화 장치의 개략적인 단면도이고,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공기 조화 장치에 구비된 후석 공기 조화 장치의 개략적인 분해 사시도이고,

도 4는 도 3의 하나의 분할 영역에서의 후석 공기 조화 장치 단면도이고,

도 5는 도 4의 난방모드 구현 시의 공기 흐름을 도시한 단면도이고,

도 6은 도 4의 냉방모드 구현 시의 공기 흐름을 도시한 단면도이고,

도 7은 도 4의 바이-레벨 모드 구현 시의 공기 흐름을 도시한 단면도이고,

도 8은 도 4의 공기혼합모드 구현 시의 공기 흐름을 도시한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100: 차량용 공기 조화 장치 101: 전석 공기 조화 장치

190: 전석 격벽 201: 후석 공기 조화 장치

210: 후석 공조 케이스 212: 후석 벤트 토출구

213: 후석 플로어 토출구 215': 우회유로

215": 공기혼합영역 217: 응축수배출부

220: 후석 송풍기 230: 후석 증발기

240: 후석 히터 코어 241: 후석 히터 코어 상류부

242: 후석 히터 코어 하류부 251a, 251b: 제1 후석 템프 도어

252a, 252b: 제2 후석 템프 도어 260a, 260b: 후석 모드 도어

본 발명은 차량용 공기 조화 장치에 관한 것으로서, 보다 더 상세하게는 좌우 독립적인 온도조절이 가능하며, 특히 후석 공기 조화 장치에서 상측으로 토출되는 공기 온도가 하측으로 토출되는 공기 온도보다 낮은 구조를 가진 차량용 공기 조화 장치에 관한 것이다.

자동차에 설치되는 공기 조화 장치는 공기를 가열하거나 냉각시켜 실내로 유입 또는 순환시킴으로써, 실내온도를 적정한 상태로 유지시켜 탑승자에게 쾌적한 승차감을 주는 기능을 한다.

이러한 차량용 공기 조화 장치는 냉방장치와 난방장치를 포함한다. 냉방장치는 엔진의 동력을 전달받아 구동되는 압축기에 의해 압축된 냉매가 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 차례로 거쳐 다시 압축기로 유입되는 과정을 거치면서, 송풍기에 의해 흡입되는 공기를 증발기 내를 통과하는 냉매와 열교환되도록 하여, 냉기 상태가 된 공기가 유입되도록 하여서 차량 실내를 냉방하는 장치이며, 난방장치는 엔진을 냉각한 냉각수가 히터 코어를 거쳐 엔진으로 복귀하는 과정에서 송풍기에 의해 송풍되는 공기와 열교환됨으로써, 상기 공기가 온기 상태로 유입됨으로써 차량 실내를 난방하는 장치이다.

그런데, 상기한 바와 같은 종래의 자동차용 공기조화장치에 있어서는, 공조 케이스 내를 통과한 공기가 차량 실내로 취출되는 플로어 토출구 및 벤트 토출구 등이 전석(前席)의 전방에 놓여 있음으로 인하여 후석(後席)의 냉난방효율이 저하되는 문제가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 엔진룸 쪽의 주 공기 조화 장치 이외에 트렁크룸 쪽에 리어 에어컨이 설치되도록 하여서, 앞좌석에 비하여 충분하지 못한 뒷좌석의 냉방효율, 및 난방효율을 높이고 있다. 그러나, 이와 같은 리어 에어컨은 트렁크룸 내에서 상당한 공간을 차지하고 있어 상대적으로 트렁크룸이 좁게 된다는 문제점, 및 트렁크룸에서 뒷좌석까지 덕트를 연장하여야 하므로 구조가 복잡한 동시에 열기(熱氣) 또는 냉기(冷氣)의 손실이 많아 뒷좌석에 대한 충분한 냉방, 난방효과를 기대할 수 없다는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 발명이 본 출원인에 의한 한국 특허 제2001-0059264호에 개시되어 있다. 상기 개시된 종래 기술에 의하면, 뒷좌석의 냉난방을 효율적으로 수행하기 위하여 주 공기 조화 장치와는 별개로 독립적으로 작동하는 보조 공기 조화 장치를 구비한다.

이러한 유형의 주 공기 조화 장치(10)와 보조 공기 조화 장치(20)를 구비한 차량용 공기 조화 장치(1)의 개략적인 부분 사시도가 도 1에 도시되어 있다. 도 1을 참고하면, 주 공기 조화 장치(10)는 윈드 쉴드 개구(14'a, 14'b), 센터 및 사이 드 개구(12'a, 12'b), 플로워 개구(13'a, 13'b)를 통하여 공기를 송풍하고, 보조 공기 조화 장치(20)는 벤트 및 플로워 토출구(22a, 22b, 23a, 23b)를 통하여 공기를 송풍한다.

상기 보조 공기 조화 장치는 보조 증발기 및 보조 히터 코어를 구비하는데, 이들 보조 증발기 및 보조 히터 코어를 관류하는 각각의 작동 유체는 상기 주 공기 조화 장치로부터 분기된 것이다.

그런데, 상기와 같은 후석 공기 조화 장치에는 후석 히터 코어와 후석 공조 케이스 외측 사이가 이격되어 있지 않다. 이로 인하여 후석 증발기를 통한 공기가 후석 히터 코어를 통과할 수 밖에 없으므로, 벤트 토출구 및 플로어 토출구로 향하는 공조풍의 온도가 서로 다른 바이-레벨 모드가 작동될 수 없다.

만약 상기 히터 코어와 상기 공조 케이스 내측 사이가 이격되면, 벤트 토출구 및 플로어 토출구에 토출되는 공조풍의 온도가 다른 바이-레벨 모드로 작동될 수 있다. 이 경우에는, 공기 대류에 의하여 차가운 공기는 하강하고, 뜨거운 공기는 상승하는 공기의 특성상 공조 케이스에서는 온기가 벤트 토출구로, 냉기가 플로어 토출구로 배출되는 것이 서로 다른 온도가 혼합되지 않으므로 쾌적함이 높다.

그런데, 상기 후석 증발기를 통과한 공기 일부가 상기 히터 코어를 우회하여 상기 공조 케이스 내측을 통하여 토출구로 배출되고, 다른 공기 일부가 히터 코어를 통과하여 토출구로 배출되더라도, 벤트 토출구로는 상대적으로 차가운 냉기가 토출되고, 플로어 토출구로는 상대적으로 더운 온기가 토출되도록 공조풍을 제어할 수 없다는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 상기 종래 기술에 의하면, 후석 공기 조화 장치의 좌우 독립적인 구동이 불가능하므로, 좌우 영역에 따라 온도 제어가 가능한 멀티 존 타입(multi-zone type)의 공조를 구현할 수 없었다. 멀티 존 타입의 공조를 구현하기 위해서는 각각 독립적인 수 개의 후석 공기 조화 장치를 구비할 수밖에 없었는데, 이는 부품 수 증대 및 생산 공정 단계의 증대를 유발하여 궁극적으로 생산 단가를 상당히 상승시키며, 또한 각각 독립적인 수 개의 장치를 부착시키는 경우 더 넓은 장착 공간을 필요로 하는 바, 장비의 컴팩트화 추세를 역행하고 장비 설치의 작업성을 저해하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점 등을 포함하여 여러 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전석 및 후석으로 각각 상측 벤트로 냉기가 토출되고, 하측 벤트로 온기가 토출되도록 공조풍을 제어할 수 있는 차량용 공기 조화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 전석 및 후석의 좌, 우측으로 각각 독립적인 모드 및 온도의 제어 구동이 가능한 구조를 가진 차량용 공기 조화 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기의 멀티 존 타입의 공조를 구현하는 동시에 컴팩트하고, 특히 하나의 후석 모드 도어를 사용하여 다양한 모드 조절이 가능한 구조를 가진 차량용 공기 조화 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,

공기 유로에 전석 증발기와 전석 히터 코어가 배치되고,

공조풍을 차 실내의 전석으로 토출하는 전석 벤트 토출구, 전석 디프로스트 토출구 및 전석 플로어 토출구가 형성되고,

상기 공기 유로를 두 개의 영역으로 분할하는 전석 격벽을 구비하며,

상기 전석 격벽에 의해 분할된 영역의 온도를 각각 독립적으로 조절하는 전석 템프 도어와, 상기 전석 벤트 토출구, 전석 디프로스트 토출구 및 전석 플로어 토출구의 개방 정도를 조절하는 전석 모드 도어를 구비한 전석 공조 케이스와;

상기 전석 공조 케이스로 공기를 송풍하는 전석 송풍기를 구비한 전석 공기 조화 장치와;

공기 유로 상부에 후석 증발기가 대략 수평으로 배치되고, 후석 히터 코어가 상기 후석 증발기의 상부에 배치되며,

공조풍을 차 실내의 후석으로 토출하는 후석 벤트 토출구 및 후석 플로어 토출구가 형성되고,

상기 후석 히터 코어의 외측을 따르는 우회유로가 형성되며,

상기 공기 유로를 2개의 영역으로 분할하는 후석 격벽을 구비하고,

상기 후석 증발기와 상기 후석 히터 코어 사이에 설치되어 상기 후석 히터 코어의 상류부와 상기 우회유로를 개폐하며 상기 후석 격벽에 의해 분할된 영역의 온도를 각각 독립적으로 조절하는 제1 후석 템프 도어와, 상기 후석 히터 코어의 하류부를 개폐하는 제2 후석 템프 도어와, 상기 후석 벤트 토출구 및 후석 플로어 토출구의 개방 정도를 조절하는 후석 모드 도어를 구비한 후석 공조 케이스와;

상기 후석 공조 케이스로 공기를 송풍하는 후석 송풍기를 구비한 후석 공기 조화 장치;로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공기 조화 장치를 제공한다.

여기서, 상기 후석 송풍기는 상기 후석 증발기와 상기 후석 모드 도어 사이에 위치하는 것이 바람직하고, 이 경우, 상기 후석 증발기 및 상기 후석 히터 코어는 상기 후석 송풍기 일측에서 실질적으로 수평 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 후석 공조 케이스의 후석 벤트 토출구 및 후석 플로어 토출구는 분할된 영역에 각각 한 개의 후석 모드 도어에 의하여 개방 정도가 조절되는 것이 바람직하다.

이어서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 공기 조화 장치(100)는 전석 공기 조화 장치(101) 및 후석 공기 조화 장치(201)를 구비한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 공기 조화 장치(100) 중 전석 공기 조화 장치(101)를 도시한다.

도 2를 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공기 조화 장치(100)에 구비된 전석 공기 조화 장치(101)는, 전석 및 차량 윈드 쉴드 내측으로 공기를 토출시키는 토출구를 구비하는 전석 공조 케이스(110)와, 전석 공조 케이스(110)로 공기를 송풍하는 전석 송풍기(120)로 구성된다.

전석 공조 케이스(110)에는 전석 송풍기(120)로부터 송풍되는 공기 유동 통 로의 하류에, 송풍되는 공기를 냉각시키기 위한 전석 증발기(130) 및 송풍되는 공기를 가열시키기 위한 전석 히터 코어(140)가 배치될 수 있다.

전석 공조 케이스(110)에는 차량의 실내, 상세하게는 차량의 전석 좌우의 사이드 및 센터 개구까지 연장되는 전석 벤트 토출구(112a, 112b), 윈드 쉴드를 향하는 윈드 쉴드 개구까지 연장되는 전석 디프로스트 토출구(114a, 114b), 및 플로어 개구까지 연장되는 전석 플로어 토출구(113a, 113b)가 형성되어 있는데, 전석 증발기(130) 및/또는 전석 히터 코어(140)를 거친 공기는 이들 토출구를 통하여 토출된다. 또한, 전석 송풍기(120)를 통하여 송풍된 공기가 전석 증발기(130) 및 전석 히터 코어(140)를 거치는 과정에서, 전석 템프 도어(150a, 150b)에 의하여 유동 공기의 온도가 조절되고, 전석 모드 도어(160a, 160b)들을 통하여 공기의 토출구가 선택될 수 있다.

전석 공조 케이스(110)에 의하여 형성된 공기 유동 통로(115)는, 전석 격벽(190)에 의하여 두 개의 영역으로 분할되는데, 이들 분할된 두 개의 영역은 각각 독립적으로 제어될 수 있다. 즉, 전석 템프 도어(150a, 150b) 및 전석 모드 도어(160a, 160b)가 전석 격벽(190)을 사이에 두고 각각 좌우 독립적으로 배치 및 제어되고 도시되지 않은 각각의 구동 수단을 통하여 회전함으로써, 차량 실내 전석은 좌우 독립적으로 서로 상이한 온도로 제어될 수 있고, 또한 왼쪽은 전석 디프로스트 모드로 그리고 오른쪽은 전석 플로어 모드로 실시될 수도 있는 등 좌우 독립 모드 제어도 가능하다.

한편, 도 3에는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공기 조화 장치(100)에 구 비된 후석 공기 조화 장치(201)의 개략적인 분해 사시도가 도시되고, 도 4에는 상기 후석 공기 조화 장치 중 후석격벽의 좌측, 또는 우측 일 단면도가 도시되어 있다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 후석 공기 조화 장치(201)는 차량 실내 공간, 특히 뒷좌석의 공간과 트렁크의 공간을 넓게 확보할 수 있도록, 앞좌석 좌우 시트 사이의 아암 레스트, 또는 콘솔 박스의 하부에 배치될 수도 있다.

차량용 후석 공기 조화 장치(201)는 유입되는 공기가 내부를 관류하도록 유동 통로가 형성되는 후석 공조 케이스(210)를 구비한다.

후석 공조 케이스(210)의 유입구 측에는 후석 송풍기(220)가 내장되고, 후석 공조 케이스(210)의 유출구 측은 후석 벤트 토출구(212a, 212b)와 후석 플로어 토출구(213a, 213b)로 구성된다. 후석 공조 케이스(210)에는 내부의 공기 유로를 두 개의 영역으로, 즉 좌우 영역으로 분할하는 후석 격벽(290)이 구비된다.

후석 송풍기(220)는 다양한 유형의 송풍기가 사용될 수 있는데, 한쪽으로 편중된 작동에 의한 진동을 방지하고 보다 원활하게 흡기가 이루어지도록 후석 송풍기의 양 측면, 예를 들어 좌/우측에 공기 유입구가 형성된 송풍기를 사용하는 것이 바람직하다.

후석 송풍기(220)의 하류에는 후석 증발기(230)가 배치되는데, 후석 증발기(230)는 후석 송풍기(220)로부터 토출된 공기에 함유된 수분을 감소시켜 습도를 낮춘다. 이런 후석 증발기는 대략 수평으로 배치된다.

후석 송풍기(220)의 하류로 후석 증발기(230)의 하부 위치에 후석 히터 코어(240)가 배치된다.

따라서, 냉방장치가 작동하면, 상기 후석 증발기(230) 내부로 작동유체가 유동하며, 상기 후석 증발기(230)를 통과하는 공기가 상기 작동유체와 열교환하면서 냉각된다. 냉방장치가 작동하지 않는 경우에는 상기 후석 증발기가 작동하지 않음으로써 이를 통과하는 공기가 냉각되지 않는다.

후석 히터 코어(240)의 내부에는 냉각수인 작동유체가 유동하며, 상기 후석 히터 코어를 통과하는 공기는 상기 냉각수인 작동유체와 열교환하면서 가열된다. 이런 후석 히터 코어(240) 외측과 상기 후석 공조 케이스(210) 내벽 사이에는 후석 히터 코어의 외측을 따르는 우회유로(215')가 형성된다.

상기 후석 공조 케이스(210) 내의 공기유로 중앙부에는 후석 공조 케이스의 좌측과 우측을 구획하도록 후석 격벽(290)이 설치된다. 상기 후석 격벽(290)은 후석 공조 케이스(210)의 좌, 우의 공기가 혼합되지 않고 밀폐되도록 형성된다. 이로 인하여 뒷좌석 좌우측으로 각각 취출되는 공기가 서로 독립적인 모드로 유출되는 것이 가능하여진다.

상기 후석 공조 케이스(210) 내부에는 상기 후석 격벽(290)을 기준으로 좌우에 별도의 제1 후석 템프 도어(251a, 251b)와, 제2 후석 템프 도어(252a, 252b)와, 후석 모드 도어(260a, 260b)가 구비된다.

상기 제1 후석 템프 도어(251a, 251b)는 후석 증발기(230)와 후석 히터 코어(240) 사이에 설치되어 상기 후석 히터 코어(240)의 상류부(241)와 상기 우회유로(215')를 개폐하여, 상기 후석 증발기(230)를 통과한 공기를 상기 후석 히터 코어(240)로 가이드하거나 후석 히터 코어(240)를 우회하도록 가이드하고, 상기 후 석 격벽(290)에 의해 분할된 영역의 온도를 각각 독립적으로 조절한다.

제2 후석 템프 도어(252a, 252b)는 상기 후석 격벽(290)을 기준으로 각각 좌, 우측에 설치되어 상기 히터 코어 하류부(242)를 개폐하는 기능을 한다.

후석 격벽(290)을 기준으로 좌, 우측에 형성된 후석 벤트 토출구(212a, 212b) 상류에는 각각 후석 모드 도어(260a, 260b)가 설치된다. 상기 후석 모드 도어(260a, 260b)는 상기 후석 격벽(290) 좌, 우측에 각각 위치되어 후석 벤트 토출구(212a, 212b) 및 후석 플로어 토출구(213a, 213b)로 향하는 공기유로를 독립적으로 개폐할 수 있다.

상기 후석 격벽(290)은 후석 증발기(230) 후방부로터 후석 플로어 토출구(213a, 213b)까지 형성된 것이 바람직한데, 이로 인하여 후석 증발기(230)를 통과한 공기가 상기 후석 격벽(290)을 기준으로 좌우측에서 각각 독립적으로 온도와 모드를 가지고 유동될 수 있기 때문이다.

또한, 상기 후석 히터 코어(240)는 후석 격벽(290)을 기준으로 좌, 우측이 후석 공조 케이스(210) 내벽 일측과 이격되도록 배치되며, 상기 제1 후석 템프 도어(251a, 251b)는 상기 후석 히터 코어(240)를 우회하는 공기를 상기 이격으로 발생하는 우회유로(215')로 가이드하는 것이 바람직한데, 이로 인하여 후석 히터 코어(240)를 우회한 공기가 우회 유로(215')를 통하여 후석 히터 코어(240) 상측으로 가이드됨으로써, 차가운 공조풍이 후석 벤트 토출구(212a, 212b)로 유출될 수 있기 때문이다.

특히, 상기 후석 증발기(230)와 후석 히터 코어(240)는 각각 약간 경사진 상 태로 대략 수평으로 배치되고 각각의 일단이 후석 송풍기(220)와 인접하게 설치되는 것이 바람직한데, 이는 공기가 후석 증발기(230) 및 후석 히터 코어(240)를 원활하게 통과할 수 있음으로 인하여, 공기의 유동저항이 감소되고 소음이 저하될 뿐만 아니라, 소정 각도로 경사진 후석 증발기(230)에 의해 후석 증발기의 하부에 부착된 응축수가 응축수배출부(217)로 용이하게 흘러내릴 수 있게 되고, 응축수가 튀는 것을 방지할 수 있기 때문이다. 이와 더불어, 상기 후석 증발기(230)와 후석 송풍기(240) 사이의 공간이 많이 확보되게 되어 공기의 흐름이 원활하게 되고, 우회유로(215')가 대체로 수평인 후석 히터 코어(240) 상부까지 형성될 수 있어서 냉각된 공기가 상측으로, 가열된 공기가 하측으로 이동되도록 할 수 있기 때문이다.

이와 더불어, 상기 후석 송풍기(220)는 상기 공기유로가 대체적으로 원 형상이 되도록 상기 후석 증발기(230)와 후석 모드 도어(260a, 260b) 사이에 위치하는 것이 바람직한데, 이로 인하여 상기 공조 케이스의 부피가 감소되어 후석 공기 조화 장치(201)의 소형화가 달성되고, 상기 후석 증발기(230)와 후석 히터 코어(240)를 통과한 공기가 상호 혼합되는 공기혼합영역(215")에서 후석 송풍기(220)가 일종의 돌기 역할을 함으로써, 공기혼합영역(215")에서의 공기 혼합이 원활하게 이루어지기 때문이다.

한편, 상기 후석 공조 케이스(210)의 후석 벤트 토출구(212a, 212b) 및 후석 플로어 토출구(213a, 313b)는 분할된 영역에 각각 한 개의 후석 모드 도어(260a, 260b)에 의하여 개방 정도가 조절될 수 있음으로써, 간단하게 각각의 모드를 구현 가능하다.

여기서 상기 후석 격벽(290) 좌우에 별도로 형성된 제1 후석 템프 도어(251a, 251b)들은 각각 이들을 독립적으로 구동시키는 구동부와 연결된 것이 바람직하며, 제2 후석 템프 도어(252a, 252b)와, 후석 모드 도어(260a, 260b)도 제1 후석 템프 도어(251a, 251b)들과 마찬가지로 이들을 독립적으로 구동시키는 구동부와 연결된 것이 바람직하다. 이로서 후석의 좌, 우측으로 유출되는 공기의 온도와 모드가 각각 독립적으로 제어되는 것이 가능하게 된다.

상기한 바와 같이, 전석 공기조화장치에 의하여 앞 좌석의 운전석과 조수석 온도가 독립적으로 제어 가능하다. 따라서, 운전석, 조수석, 및 후석 좌우측의 온도 및 모드가 각각 독립적으로 제어 가능하게 됨으로써 완벽한 4-way zone이 구현될 수 있다.

상기 후석 증발기(230) 및 후석 히터 코어(240) 내부를 통과하는 각각의 작동유체는 엔진룸 내에 설치된 전석 공기조화장치에서 공급되는 것이 바람직한데, 하나의 실시예로서 상기 후석 증발기(230)는 보조 팽창밸브와 연결됨과 아울러 전석 공기 조화 장치를 구성하는 전석 증발기와 전석 압축기를 연결하는 관로와 연결되어 있고, 상기 보조 팽창밸브는 상기 전석 공기 조화 장치를 구성하는 리시버 드라이어와 팽창밸브를 연결하는 관로와 연결되는 솔레노이드 밸브와 연결되도록 한다. 따라서 솔레노이드 밸브가 온(on)되면 리시버 드라이어와 팽창 밸브를 유동하는 냉매가 솔레노이드 밸브 및 보조 팽창밸브를 통하여 후석 증발기(230)로 유동되고, 솔레노이드 밸브가 오프(off)되면 상기 후석 증발기(230)로 냉매가 유동되지 않도록 차단된다. 그리고, 상기 후석 히터 코어(240)는 전석 공기 조화 장치를 구 성하는 워터 밸브와 연결되어 있다. 따라서, 워터 밸브의 작동에 따라 상기 후석 히터 코어(240)로 냉각수가 유동되거나 냉각수의 유동이 차단되도록 한다. 이로 인하여, 전석 공기 조화 장치로부터 작동유체가 후석 공기조화장치(201)의 후석 증발기(230) 및 후석 히터 코어(240)로 공급될 수 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 차량용 공기 조화 장치(10)에 채택된 후석 공기 조화 장치(201)에 의하여 후석으로 배출되는 공조풍이, 난방벤트모드, 냉방벤트모드, 난방플로어모드, 냉방플로어모드, 난방 바이-레벨 모드, 냉방 바이-레벨 모드, 공기혼합모드 및 냉난방 바이-레벨 모드로 작동이 가능하게 된다.

이하에서는, 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공기 조화 장치에 채택된 후석 공기 조화 장치(201)의 작동을 설명한다.

도 5에는 난방모드에서 공기의 흐름이 도시되어 있다. 난방모드에서는 후석 증발기(230)가 작동하지 않으므로 상기 후석 증발기(230)를 통과한 공기의 온도가 하강하지 않는다. 제1 후석 템프 도어(251a, 251b)는 우회유로(215')를 닫고 있으면서 후석 히터 코어 상류부(241)를 열고 있다.

따라서 후석 송풍기(220)에 의하여 후석 공조 케이스(210) 내부로 유입된 공기는 후석 증발기(230)를 통과하면서 냉각되지 않으며, 상기 제1 후석 템프 도어(251a, 251b)의 가이드를 따라 모두 후석 히터 코어(240)를 통과하면서 가열된다. 그 후, 상기 공기는 제2 후석 템프 도어(252a, 252b)의 가이드를 따라 공기혼합영역(215")으로 가이드된다.

여기서, 벤트 토출구(212a, 212b)로만 공기가 토출되는 벤트난방모드는, 후 석 벤트 토출구(212a, 212b) 상류에 설치된 후석 모드 도어(260a, 260b)가 후석 플로어 토출구(213a, 213b) 방향의 공기유로를 완전히 닫음으로써 이루어지고, 플로어난방모드의 경우는 상기 후석 모드 도어(260a, 260b)가 후석 벤트 토출구(212a, 212b)로 향하는 공기유로를 완전히 닫음으로써 이루어진다. 또한, 바이-레벨 난방모드인 경우에는 상기 후석 모드 도어가 완전 개폐되지 않음으로써 이루어진다.

도 6에는 냉방모드인 경우 공기의 흐름이 도시된다. 냉방모드에서는 냉방시스템이 작동되므로 후석 증발기(230)가 작동된다. 이 경우, 제1 후석 템프 도어(251a, 251b)는 후석 히터 코어 상류부(241)를 닫고 있으며, 제2 후석 템프 도어(252a, 252b)는 후석 히터 코어 하류부(242)를 닫고 있다.

따라서 공기유입부(211)로 유입된 공기는 상기 후석 증발기(230)를 통과하면서 냉각된 뒤, 상기 제1 후석 템프 도어(251a, 251b)의 가이드에 의하여, 상기 후석 히터 코어(240)와 후석 공조 케이스(210)의 이격으로 발생한 우회유로(215')로 가이드된다. 그 후 상기 공기는 공기혼합영역(215")을 거쳐서 후석 모드 도어(260a, 260b)의 가이드에 따라서 후석 벤트 토출구(212a, 212b)로 유출되거나, 후석 플로어 토출구(213a, 213b)로 유출되거나, 바이-레벨 모드로 유출된다. 이 경우 후석 벤트 토출구(212a, 212b)로 공기가 유출되는 경우가 벤트냉방모드가 되고, 후석 플로어 토출구(213a, 213b)로 공기가 유출되는 경우가 플로어냉방모드가 된다.

도 7에는 냉난방 바이-레벨 모드일 경우의 공기의 흐름이 도시되어 있다. 냉난방 바이-레벨 모드에서는 냉방시스템이 작동하여 후석 증발기(230) 내로 작동유 체가 유동하게 된다. 제1 후석 템프 도어(251a, 251b)는 후석 히터 코어 상류부(241) 및 우회유로(215')를 완전히 개폐하지 않는 형상을 하며, 제2 후석 템프 도어(252a, 252b) 또한 후석 히터 코어 하류부(242) 및 우회유로(215')를 완전히 개폐하지 않는다. 이 경우 상기 후석 모드 도어(260a, 260b)는 후석 벤트 토출구(212a, 212b)로 향하는 유로 및 후석 플로어 토출구(213a, 213b)로 향하는 유로를 완전 개폐하지 않는다.

따라서, 후석 증발기(230)를 통과하여 냉각된 공기의 일부는 후석 히터 코어(240)를 통과하므로 가열되며, 다른 일부는 후석 히터 코어(240)를 우회하여서 우회유로(215')를 따라 유동하므로 가열되지 않는다. 그 후, 제2 후석 템프 도어(252a, 252b)의 가이드에 따라서, 우회유로(215')를 따라 유동한 냉각 공기는 공기유로 상측으로 유동하여서 후석 벤트 토출구(212a, 212b)로 유출되고, 후석 히터 코어(240)를 통과하여 가열된 공기는 공기유로 하측으로 유동하여 후석 플로어 토출구(213a, 213b)로 유출된다. 여기서, 후석 벤트 토출구(212a, 212b) 및 후석 플로어 토출구(213a, 213b)로 향하는 공기의 유동이 구분되어, 공기혼합영역(215")에서 혼합되지 않고 분리되어 토출되는 것은, 제2 후석 템프 도어의 개방 정도(開度)를 조절함으로써 이루어질 수 있다.

이로서, 후석 벤트 토출구(212a, 212b) 및 후석 플로어 토출구(213a, 213b)에서 취출되는 공기의 온도가 서로 다르게 되며, 특히 뒷좌석의 상부로는 냉기가 토출되고, 하부로는 온기가 토출되는 냉난방 바이-레벨 모드의 구현이 가능하여 진다.

도 8에는 공기혼합모드가 도시된다. 공기혼합모드에서는 후석 증발기(230)가 작동될 수도 있으며 작동되지 않을 수도 있다. 또한, 제1 후석 템프 도어(251a, 251b)는 후석 히터 코어 상류부(241) 및 우회유로(215')를 완전히 개폐하지 않으며, 제2 후석 템프 도어(252a, 252b)는 후석 히터 코어 하류부(242) 및 우회유로(215')를 완전 개폐하지 않는다. 따라서, 후석 증발기(230)를 통과하면서 냉각되거나 주위 온도를 유지하는 공기의 일부는 후석 히터 코어(240)를 통과하며 가열되고, 다른 일부는 후석 히터 코어(240)를 우회하여 가열되지 않는 상태를 유지한다. 상기 온도가 서로 다른 공기들은 제2 후석 템프 도어(252a, 252b)의 가이드에 따라서, 공기혼합영역(215")에서 혼합이 이루어진다. 여기서 후석 송풍기(220)가 상기 제2 후석 템프 도어(252a, 252b) 및 후석 모드 도어(260a, 260b) 사이에 위치하는 것이 바람직한데, 이는 상기 후석 송풍기(220)가 일종의 돌기 역할을 함으로써, 공기혼합영역(215")에서 냉각공기 및 가열공기가 충분히 혼합될 수 있기 때문이다.

공기혼합영역(215")을 통과한 혼합공기는 후석 모드 도어(260)의 가이드에 따라서, 후석 벤트 토출구(212a, 212b)로 토출되거나, 후석 플로어 토출구(213a, 213b)로 토출되거나, 후석 벤트 토출구(212a, 212b) 및 후석 플로어 토출구(213a, 213b)로 동시에 토출될 수 있다.

위와 같은 구성을 갖은 본 발명에 의하여, 첫째, 바이-레벨 모드로 공기가 실내로 토출될 수 있으며, 특히 후석 공기 조화 장치에서 상측으로는 저온의 공기 가 토출되고, 하측으로는 고온의 공기가 토출될 수 있음으로써, 자동차 실내의 쾌적성이 향상된다.

둘째, 후석 송풍기가 공기혼합영역에 위치하고, 후석 증발기와 후석 히터 코어가 대략 수평적으로 배치됨으로써, 후석 공기 조화 장치의 컴팩(compact)화가 가능하다.

셋째, 후석 공조 케이스 좌, 우측으로 유동하는 공기의 모드가 독립적으로 제어 가능함으로써, 완전한 4-way zone을 구현할 수 있다.

넷째, 후석 공조 장치에서 하나의 후석 모드 도어를 사용하여 여러 가지 모드의 조절이 가능하다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims

공기 유로에 전석 증발기와 전석 히터 코어가 배치되고,

공조풍을 차 실내의 전석으로 토출하는 전석 벤트 토출구, 전석 디프로스트 토출구 및 전석 플로어 토출구가 형성되고,

상기 공기 유로를 두 개의 영역으로 분할하는 전석 격벽을 구비하며,

상기 전석 격벽에 의해 분할된 영역의 온도를 각각 독립적으로 조절하는 전석 템프 도어와, 상기 전석 벤트 토출구, 전석 디프로스트 토출구 및 전석 플로어 토출구의 개방 정도를 조절하는 전석 모드 도어를 구비한 전석 공조 케이스와;

상기 전석 공조 케이스로 공기를 송풍하는 전석 송풍기를 구비한 전석 공기 조화 장치와;

공기 유로 상부에 후석 증발기가 수평으로 배치되고, 후석 히터 코어가 상기 후석 증발기의 상부에 배치되며,

공조풍을 차 실내의 후석으로 토출하는 후석 벤트 토출구 및 후석 플로어 토출구가 형성되고,

상기 후석 히터 코어의 외측을 따르는 우회유로가 형성되며,

상기 공기 유로를 2개의 영역으로 분할하는 후석 격벽을 구비하고,

상기 후석 증발기와 상기 후석 히터 코어 사이에 설치되어 상기 후석 히터 코어의 상류부와 상기 우회유로를 개폐하며 상기 후석 격벽에 의해 분할된 영역의 온도를 각각 독립적으로 조절하는 제1 후석 템프 도어와, 상기 후석 히터 코어의 하류부를 개폐하는 제2 후석 템프 도어와, 상기 후석 벤트 토출구 및 후석 플로어 토출구의 개방 정도를 조절하는 후석 모드 도어를 구비한 후석 공조 케이스와;

상기 후석 공조 케이스로 공기를 송풍하는 후석 송풍기를 구비한 후석 공기 조화 장치;를 포함하며,

상기 후석 송풍기는 그 일측면이 공기혼합영역을 향해 돌출되도록 상기 후석 증발기와 상기 후석 모드 도어 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 공기 조화 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 후석 증발기 및 상기 후석 히터 코어는 상기 후석 송풍기 일측에서 수평 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공기 조화 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 후석 공조 케이스의 후석 벤트 토출구 및 후석 플로어 토출구는 분할된 영역에서 각각의 후석 모드 도어에 의하여 개방 정도가 조절되는 것을 특징으로 하는 차량용 공기 조화 장치.