KR20170086726A

KR20170086726A - 차량용 공조 시스템

Info

Publication number: KR20170086726A
Application number: KR1020160005811A
Authority: KR
Inventors: 김윤진; 김철희; 박태용; 안용남; 한영흠; 한중만; 신기영
Original assignee: 현대자동차주식회사; 한온시스템 주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2016-01-18
Filing date: 2016-01-18
Publication date: 2017-07-27

Abstract

본 발명은 차량용 공조 시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 공조케이스내의 온풍통로에 응축기를 설치하고, 냉풍통로에는 증발기를 설치하여 냉,난방을 수행하는 시스템에서, 상기 온풍통로측에 제1블로어를 설치하고, 상기 냉풍통로측에 제2블로어를 설치하되, 상기 제1블로어와 제2블로어를 차량의 길이방향으로 배치함으로써, 상기 공조케이스를 차량의 폭방향으로 배치할 수 있어 대시패널측에서부터 차량의 길이방향으로 돌출되는 시스템의 크기를 축소할 수 있음은 물론 내기유입덕트의 길이도 최소화 할 수 있는 차량용 공조 시스템에 관한 것이다.

Description

차량용 공조 시스템{Air conditining system for vehicle}

본 발명은 차량용 공조 시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 공조케이스내의 온풍통로에 응축기를 설치하고, 냉풍통로에는 증발기를 설치하여 냉,난방을 수행하는 시스템에서, 상기 온풍통로측에 제1블로어를 설치하고, 상기 냉풍통로측에 제2블로어를 설치하되, 상기 제1블로어와 제2블로어를 차량의 길이방향으로 배치한 차량용 공조 시스템에 관한 것이다.

일반적인 차량용 에어컨시스템은 통상, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축하여 송출하는 압축기(Compressor)(1), 압축기(1)에서 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 응축기(Condenser)(2), 응축기(2)에서 응축되어 액화된 냉매를 교축하는 예컨대 팽창밸브(Expansion Valve)(3), 그리고, 상기 팽창밸브(3)에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하는 증발기(Evaporator)(4) 등이 냉매 파이프로 연결되어 이루어진 냉동사이클로 구성되며, 다음과 같은 냉매 순환과정을 통하여 자동차 실내를 냉방한다.

상기 에어컨시스템의 냉방스위치(미도시)가 온(On) 되면, 먼저 압축기(1)가 엔진 또는 모터의 동력으로 구동하면서 저온 저압의 기상 냉매를 흡입,압축하여 고온 고압의 기체 상태로 응축기(2)로 송출하고, 응축기(2)는 그 기상 냉매를 외기와 열교환하여 고온 고압의 액체로 응축한다. 이어, 응축기(2)에서 고온 고압의 상태로 송출되는 액상 냉매는 팽창밸브(3)의 교축작용으로 급속히 팽창되어 저온 저압의 습포화 상태로 증발기(4)로 보내어지고, 증발기(4)는 그 냉매를 블로어(미도시)가 차량 실내로 송풍하는 공기와 열교환시킨다. 이에 냉매는 증발기(4)에서 증발하여 저온 저압의 기체 상태로 배출되고 다시 압축기(1)에 흡입되어 상술한 바와 같은 냉동사이클을 재순환하게 된다.

상기 증발기는 차량 실내측에 설치된 공조케이스의 내부에 설치되어 냉방 역할을 하게 되는데, 즉, 블로어(미도시)가 송풍하는 공기가 상기 증발기(4)를 거치면서 증발기(4)내를 순환하는 액상 냉매의 증발 잠열로 냉각되어 차가워진 상태로 차량 실내에 토출됨으로써 이루어진다.

또한, 차량 실내의 난방은, 상기 공조케이스의 내부에 설치되어 엔진 냉각수가 순환하는 히터코어(미도시)를 이용하거나 또는 상기 공조케이스의 내부에 설치되는 전기가열식히터(미도시)를 이용하게 된다.

한편, 상기 응축기(2)는 차량의 전방측에 설치되어 공기와 열교환하면서 방열을 하게 된다.

최근에는, 냉동사이클만을 이용하여 냉,난방을 수행하는 공조 시스템 즉, 히트 펌프 시스템이 개발되고 있는바, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 공조케이스(10) 내부에 냉풍통로(11)와 온풍통로(12)를 좌,우 구획되게 형성하고, 상기 냉풍통로(11)에는 냉방을 위한 증발기(4)를 설치하며, 상기 온풍통로(12)에는 난방을 위한 응축기(2)를 설치한 구조이다.

이때, 상기 공조케이스(10)의 출구측에는 차실내로 공기를 공급하는 공기토출구(15)와, 차실외로 공기를 방출하는 공기방출구(16)가 형성된다.

또한, 상기 냉풍통로(11)와 온풍통로(12)의 각 입구측에는 개별작동하는 블로어(20)가 각각 설치된다.

상기 냉풍통로(11)와 온풍통로(12)가 좌,우(차량 폭방향)로 배치되므로, 상기 두 개의 블로어(20)도 좌,우(차량 폭방향)로 배치된다.

따라서, 냉방모드시에는 상기 냉풍통로(11)의 증발기(4)를 통과하면서 냉각된 냉풍이 공기토출구(15)를 통해 차실내로 토출되어 냉방하게 되고, 이때 상기 온풍통로(12)의 응축기(2)를 통과하면서 가열된 온풍은 공기방출구(16)를 통해 차실외로 배출되게 된다.

난방모드시에는 상기 온풍통로(12)의 응축기(2)를 통과하면서 가열된 온풍이 상기 공기토출구(15)를 통해 차실내로 토출되어 난방하게 되고, 이때 상기 냉풍통로(11)의 증발기(4)를 통과하면서 냉각된 냉풍은 공기방출구(16)를 통해 차실외로 배출되게 된다.

그리고, 상기한 공조 시스템은, 차실내와 엔진룸을 구획하는 대시패널(50)측에 상기 공조케이스(10)의 공기토출구(15)가 연결되게 설치되는데, 이때 상기 두 개의 블로어(20)가 차량의 폭방향으로 배치되어 상기 공조케이스(10)는 차량의 길이방향으로 배치되게 된다.

그러나, 상기 종래기술은, 상기 두 개의 블로어(20)가 차량의 폭방향으로 배치되는 구조로 인해 상기 대시패널(50)측에서부터 차량의 길이방향으로 돌출되는 시스템의 크기가 증대되는 문제가 있고,

또한, 차실내의 내기를 상기 블로어(20)까지 공급하기 위한 내기유입덕트(미도시)의 길이도 길어지는 문제가 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 공조케이스내의 온풍통로에 응축기를 설치하고, 냉풍통로에는 증발기를 설치하여 냉,난방을 수행하는 시스템에서, 상기 온풍통로측에 제1블로어를 설치하고, 상기 냉풍통로측에 제2블로어를 설치하되, 상기 제1블로어와 제2블로어를 차량의 길이방향으로 배치함으로써, 상기 공조케이스를 차량의 폭방향으로 배치할 수 있어 대시패널측에서부터 차량의 길이방향으로 돌출되는 시스템의 크기를 축소할 수 있음은 물론 내기유입덕트의 길이도 최소화 할 수 있는 차량용 공조 시스템을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압축기, 응축기, 팽창수단, 증발기가 냉매순환라인으로 연결되어 이루어진 차량용 공조 시스템에 있어서, 상기 증발기가 설치되는 냉풍통로 및 상기 응축기가 설치되는 온풍통로가 구획 형성되는 공조케이스와, 상기 공조케이스의 온풍통로와 연결되며 상기 온풍통로로 공기를 송풍하도록 송풍팬을 구비한 제1블로어와, 상기 공조케이스의 냉풍통로와 연결되며 상기 냉풍통로로 공기를 송풍하도록 송풍팬을 구비한 제2블로어를 포함하며, 상기 제1블로어와 제2블로어는, 차량의 길이방향으로 배치된 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 공조케이스내의 온풍통로에 응축기를 설치하고, 냉풍통로에는 증발기를 설치하여 냉,난방을 수행하는 시스템에서, 상기 온풍통로측에 제1블로어를 설치하고, 상기 냉풍통로측에 제2블로어를 설치하되, 상기 제1블로어와 제2블로어를 차량의 길이방향으로 배치함으로써, 상기 공조케이스를 차량의 폭방향으로 배치할 수 있어 대시패널측에서부터 차량의 길이방향으로 돌출되는 시스템의 크기를 축소할 수 있음은 물론 내기유입덕트의 길이도 최소화 할 수 있다.

또한, 상기 제1블로어와 제2블로어의 크기를 상이한 크기로 형성하고, 크기가 작은 블로어쪽에 내기유입덕트를 배치함으로써, 시스템의 높이를 축소할 수 있다.

도 1은 일반적인 차량용 에어컨시스템의 냉동사이클을 나타내는 구성도,
도 2는 종래의 차량용 공조 시스템을 나타내는 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조 시스템을 나타내는 사시도,
도 4는 도 3의 정면도,
도 5는 도 3의 평면도,
도 6은 도 3의 우측면도,
도 7은 도 6의 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 차량용 공조 시스템의 냉방모드를 나타내는 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 차량용 공조 시스템의 난방모드를 나타내는 단면도이다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 공조 시스템은, 압축기(미도시) -> 응축기(102) -> 팽창수단(미도시) -> 증발기(104)를 냉매순환라인(미도시)으로 연결하여, 상기 증발기(104)를 통해 냉방을 수행하고 상기 응축기(102)를 통해 난방을 수행하는 시스템이다.

먼저, 상기 압축기는 동력공급원(엔진 또는 모터 등)으로부터 동력을 전달받아 구동하면서 증발기(104)로부터 토출된 저온 저압의 기상 냉매를 흡입 압축하여 고온 고압의 기체 상태로 토출하게 된다.

상기 응축기(102)는, 상기 압축기에서 배출되어 응축기(102)의 내부를 유동하는 고온 고압의 기상 냉매와 상기 응축기(102)를 통과하는 공기를 상호 열교환시키게 되며, 이 과정에서 냉매는 응축되고, 공기는 가열되어 온풍으로 바뀌게 된다.

이러한 상기 응축기(102)는, 냉매순화라인(냉매파이프)을 지그재그 형태로 구성한 후 방열핀(미도시)을 설치한 구조, 또는 복수개의 튜브(미도시)를 적층하고 각 튜브의 사이에 방열핀을 설치한 구조로 구성할 수 있다.

따라서, 상기 압축기에서 배출된 고온 고압의 기상 냉매가 상기 지그재그 형태의 냉매순환라인 또는 복수개 튜브를 따라 유동하면서 공기와 열교환하여 응축되고, 이때 상기 응축기(102)를 통과하는 공기는 가열되어 온풍으로 바뀌게 되는 것이다.

그리고, 상기 팽창수단(미도시)은 상기 응축기(102)에서 배출되어 유동하는 액상 냉매를 교축작용으로 급속히 팽창시켜 저온 저압의 습포화 상태로 증발기(104)로 보내게 된다.

상기 팽창수단으로는 팽창밸브 또는 오리피스 구조를 사용할 수 있다.

상기 증발기(104)는 상기 팽창수단에서 배출되어 유동하는 저압의 액상 냉매를 공조케이스(110)내의 공기와 열교환시켜 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 공기를 냉각하게 된다.

계속해서, 상기 증발기(104)에서 증발하여 배출된 저온 저압의 기상 냉매는 다시 압축기에 흡입되어 상술한 바와 같은 사이클을 재순환하게 된다.

아울러, 상기와 같은 냉매순환과정에서, 차량 실내의 냉방은, 송풍장치(130)에서 송풍되는 공기가 공조케이스(110)내로 유입되어 증발기(104)를 통과하면서 증발기(104)의 내부를 순환하는 액상 냉매의 증발 잠열로 냉각되어 차가워진 상태로 차량 실내에 토출됨으로써 이루어지고,

차량 실내의 난방은, 송풍장치(130)에서 송풍되는 공기가 공조케이스(110)내로 유입되어 응축기(102)를 통과하면서 응축기(102)의 내부를 순환하는 고온 고압의 기상 냉매의 방열로 가열되어 뜨거워진 상태로 차량 실내에 토출됨으로써 이루어진다.

그리고, 상기 공조케이스(110)와 송풍장치(130)의 제1,2블로어(130a,130b)는, 차실내와 엔진룸을 구획하는 대시패널(105)을 기준으로 엔진룸측에 배치된다.

상기 공조케이스(110)는, 그 내부를 구획하는 구획벽(113)에 의해 냉풍통로(111) 및 온풍통로(112)가 구획 형성되는데, 즉, 상기 냉,온풍통로(111,112)는 상기 공조케이스(110)의 내부에서 상,하 적층되는 구조로 배치된다.

다시말해, 상기 구획벽(113)은, 상기 공조케이스(110)의 내부를 상,하로 구획하도록 형성되고, 상기 온풍통로(112)와 냉풍통로(111)는 공조케이스(110)의 내부에서 상,하로 배치된다.

즉, 상기 온풍통로(112)는 상기 구획벽(113)을 기준으로 상부에 배치되고, 상기 냉풍통로(111)는 상기 구획벽(113)을 기준으로 하부에 배치되는 것이다.

한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 온풍통로(112)를 상기 구획벽(113)을 기준으로 하부에 배치되고, 상기 냉풍통로(111)를 상기 구획벽(113)을 기준으로 상부에 배치하는 것도 가능하다.

그리고, 상기 증발기(104)와 응축기(102) 사이의 구획벽(113)에는, 상기 냉풍통로(111)와 온풍통로(112)를 연통시키는 바이패스통로(114)가 관통 형성되고, 상기 바이패스통로(114)에는 상기 바이패스통로(114)를 개폐하는 바이패스도어(115)가 설치된다.

상기 바이패스통로(114)는, 상기 냉풍통로(111)내의 증발기(104)를 통과한 냉풍 일부를 상기 온풍통로(112)측으로 바이패스시키게 되며, 상기 바이패스도어(115)는 냉방모드시 상기 바이패스통로(114)를 폐쇄하고, 난방모드시에는 상기 바이패스통로(114)를 선택적으로 개폐하게 된다.

따라서, 상기 바이패스도어(115)가 바이패스통로(114)를 폐쇄한 상태에서 냉방모드시에는 상기 냉풍통로(111)를 유동하면서 증발기(104)에 의해 냉각된 냉풍이 차실내로 공급되어 냉방을 수행하고 이때 온풍통로(112)를 유동하는 공기는 외부로 방출되며, 난방모드시에는 상기 온풍통로(112)를 유동하면서 응축기(102)에 의해 가열된 온풍이 차실내로 공급되어 난방을 수행하고 이때 냉풍통로(111)를 유동하는 공기는 외부로 방출되게 된다.

또한, 상기 난방모드시, 차실내 제습이 필요한 경우에는 상기 바이패스도어(115)가 바이패스통로(114)를 개방하게 되며, 이 경우 상기 냉풍통로(111)를 유동하면서 증발기(104)에 의해 냉각 및 제습된 냉풍의 일부가 상기 바이패스통로(114)를 통해 온풍통로(112)측으로 바이패스된 후 차실내로 공급되어 제습 난방을 수행하게 된다.

그리고, 상기 응축기(102)는 상기 온풍통로(112)내에서 공기유동방향으로 상기 바이패스통로(114) 보다 하류측에 설치된다. 따라서, 상기 증발기(104)를 통과하면서 가열된 냉풍이 상기 바이패스통로(114)를 통해 상기 응축기(102)측으로 공급될 수 있는 것이다.

한편, 상기 증발기(104)는, 상기 냉풍통로(111)내에서 공기유동방향으로 상기 바이패스통로(114) 보다 상류측에 설치된다.

그리고, 상기 공조케이스(110)의 냉풍통로(111) 일측에는 상기 증발기(104)를 통과한 냉풍을 외부로 방출하는 냉풍방출구(119a)와, 상기 냉풍방출구(119a)와 냉풍통로(111)를 개폐하는 냉풍 모드도어(120)가 구비되고,

상기 공조케이스(110)의 온풍통로(112) 일측에는 상기 응축기(102)를 통과한 온풍을 외부로 방출하는 온풍방출구(119b)와, 상기 온풍방출구(119b)와 온풍통로(112)를 개폐하는 온풍 모드도어(121)가 구비된다.

상기 냉풍방출구(119a)와 냉풍 모드도어(120)는 상기 냉풍통로(111)에서 증발기(104)의 하류측에 구비되고, 상기 온풍방출구(119b)와 온풍 모드도어(121)는 상기 온풍통로(112)에서 응축기(102)의 하류측에 구비된다.

상기 냉풍방출구(119a)와 온풍방출구(119b)를 통해 방출되는 공기는 엔진룸을 거쳐 차량 외부로 방출되게 된다.

따라서, 냉방모드시에는 상기 냉풍 모드도어(120)가 냉풍통로(111)를 개방하고, 상기 온풍 모드도어(121)가 온풍방출구(119b)를 개방하게 되어, 상기 냉풍통로(111)를 유동하는 공기는 증발기(104)를 통과하면서 냉각된 후 차실내로 토출되어 냉방하게 되고, 이때 상기 온풍통로(112)를 유동하는 공기는 응축기(102)를 통과하면서 가열된 후 온풍방출구(119b)를 통해 외부로 배출되게 된다.

난방모드시에는 상기 온풍 모드도어(121)가 온풍통로(112)를 개방하고, 상기 냉풍 모드도어(120)가 냉풍방출구(119a)를 개방하게 되어, 상기 온풍통로(112)를 유동하는 공기는 응축기(102)를 통과하면서 가열된 후 차실내로 토출되어 난방하게 되고, 이때 상기 냉풍통로(111)를 유동하는 공기는 증발기(104)를 통과하면서 냉각된 후 냉풍방출구(119a)를 통해 외부로 배출되게 된다.

또한, 본 발명에서는, 상기 공조케이스(110)가 차량의 폭방향으로 배치되기 때문에 상기 공조케이스(110)의 냉풍통로와 온풍통로를 유동하는 공기 역시 차량의 폭방향으로 유동하게 된다.

따라서, 상기 공조케이스(110)에는, 상기 냉풍통로(111)와 온풍통로(112)를 유동하는 공기를 차실내로 토출하는 토출구(125)가 형성된다.

상기 토출구(125)는, 차실내와 엔진룸을 구획하는 대시패널(105)을 향해 연장 형성된다.

즉, 상기 토출구(125)는, 상기 공조케이스(110)의 출구측에서 차량의 길이방향으로 형성되어 대시패널(105)과 연결됨으로써, 상기 공조케이스(110)를 차량의 폭방향으로 배치하더라도 공조케이스(110)에서 유동하는 공기를 차실내로 토출할 수 있는 것이다.

다시말해, 상기 공조케이스(110)에서 차량의 폭방향으로 유동하는 공기를 상기 토출구(125)를 통해 차량의 길이방향으로 방향을 바꾸어 차실내로 토출하는 것이다.

한편, 상기 공조케이스(110)의 냉풍통로(111)와 온풍통로(112)는 상기 하나의 토출구(125)에서 합류하게 되며, 상기 토출구(125)는 후술하는 내기유입덕트(143)와 평행하게 된다.

아울러, 상기 토출구(125)와 내기유입덕트(143)는 상기 대시패널(105)을 통해 차실내와 연통하게 된다.

상기에서 차량의 길이방향은 차량의 전,후 방향이고, 차량의 폭방향은 차량의 좌,우 방향이다.

그리고, 상기 공조케이스(110)의 입구측에는 상기 냉풍통로(111) 및 온풍통로(112)로 공기를 송풍하는 송풍장치(130)가 설치된다.

상기 송풍장치(130)는, 상기 공조케이스(110)의 온풍통로(112) 입구(112a)측에 연결되며 상기 온풍통로(112)로 공기를 송풍하도록 송풍팬(132)을 구비한 제1블로어(130a)와, 상기 공조케이스(110)의 냉풍통로(111) 입구(111a)측에 연결되며 상기 냉풍통로(111)로 공기를 송풍하도록 송풍팬(136)을 구비한 제2블로어(130b)로 이루어진다.

상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)는, 차량의 길이방향으로 배치된다.

즉, 도 5와 같이, 상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b) 차량의 길이방향으로 서로 일정간격 이격되어 배치되며, 이때 상기 대시패널(105)과 가까운 쪽에 제1블로어(130a)가 배치되고, 대시패널(105)과 먼 쪽에 제2블로어(130b)가 배치된다.

한편, 상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)가 차량의 길이방향으로 배치되는 것을 구체적으로 설명하면, 상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)는 각각 송풍팬(132,136)의 축방향이 차량의 길이방향과 동일하도록 배치되는 것이다. 다시말하면 상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)의 각 송풍팬(132,136)의 축방향이 상기 대시패널(105)과 직각방향이 되도록 배치되는 것이다.

아울러, 상기 제1블로어(130a)의 송풍팬(132)의 중심과 상기 제2블로어(130b)의 송풍팬(136) 중심은 편심이다.

그리고, 상기 제1,2블로어(130a,130b)는 차량의 폭방향으로 바람을 송풍하는 토출구(134,138)를 각각 구비하고, 상기 공조케이스(110)는 차량의 폭방향으로 배치되어 상기 제1,2블로어(130a,130b)의 토출구(134,138)와 연결된다.

즉, 상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)가 차량의 길이방향으로 배치된 상태에서 각각의 토출구(134,138)는 차량의 폭방향으로 바람을 송풍함으로써, 상기 공조케이스(110)를 차량의 폭방향으로 배치할 수 있는 것이다.

이처럼, 상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)를 차량의 길이방향으로 배치하고, 상기 공조케이스(110)를 차량의 폭방향으로 배치하게 됨으로써, 상기 대시패널(105)측에서부터 차량의 길이방향으로 돌출되는 시스템의 크기를 축소할 수 있음은 물론 후술하는 내기유입덕트(143)의 길이도 최소화 할 수 있다.

그리고, 상기 제1블로어(130a)는, 차량의 폭방향으로 연장되는 토출구(134)를 구비하여 상기 온풍통로(112) 입구(112a)측에 연결되는 스크롤케이스(131)와, 상기 스크롤케이스(131)의 내부에 회전가능하게 설치되는 송풍팬(132)과, 상기 스크롤케이스(131)의 일측면에 형성되어 내,외기가 유입되는 인렛링(131a)과, 상기 스크롤케이스(131)의 타측면에 설치되어 상기 송풍팬(132)을 회전시키는 모터(133)로 이루어진다.

상기 송풍팬(132)은 원심팬 타입으로 이루어지며, 상기 인렛링(131a)은 상기 스크롤케이스(131)에서 인테이크덕트(140)가 위치하는 일측면에 형성된다.

상기 제2블로어(130b)는, 차량의 폭방향으로 연장되는 토출구(138)를 구비하여 상기 냉풍통로(111) 입구(111a)측에 연결되는 스크롤케이스(135)와, 상기 스크롤케이스(135)의 내부에 회전가능하게 설치되는 송풍팬(136)과, 상기 스크롤케이스(135)의 일측면에 형성되어 내,외기가 유입되는 인렛링(135a)과, 상기 스크롤케이스(135)의 타측면에 설치되어 상기 송풍팬(136)을 회전시키는 모터(137)로 이루어진다.

상기 송풍팬(136)은 원심팬 타입으로 이루어지며, 상기 인렛링(135a)은 상기 스크롤케이스(135)에서 인테이크덕트(140)가 위치하는 일측면에 형성된다.

또한, 상기 제1블로어(130a)의 인렛링(131a)과 상기 제2블로어(130b)의 인렛링(135a)은 서로 마주하도록 형성된다.

한편, 상기 제1,2블로어(130a,130b)의 스크롤케이스(131,135)는, 각각 내부에 설치된 송풍팬(132,136)을 중심으로 스크롤 형태로 형성된다. 따라서, 상기 스크롤케이스(131,135)의 내부에서 상기 송풍팬(132,136) 둘레의 공기통로는 스크롤 시작지점에서부터 끝지점으로 갈수록 그 단면적이 점차 커지게 된다.

아울러, 상기 제1,2블로어(130a,130b)의 토출구(134,138)는, 상기 스크롤케이스(131,135)의 스크롤 형상 끝지점에서부터 연장 형성되어 상기 냉,온풍통로(111,112)와 연결되게 된다.

한편, 상기 제1블로어(130a)의 스크롤케이스(131) 스크롤방향과 상기 제2블로어(130b)의 스크롤케이스(135) 스크롤방향은 서로 반대방향으로 형성되어, 상기 제1블로어(130a)의 스크롤케이스(131)는 상기 구획벽(113)의 상부에 위치한 온풍통로(112)와 연결되고, 상기 제2블로어(130b)의 스크롤케이스(135)는 상기 구획벽(113)의 하부에 위치한 냉풍통로(111)와 연결된다.

아울러, 상기 제1블로어(130a)의 송풍팬(132)과, 상기 제2블로어(130b)의 송풍팬(136)은 서로 반대방향으로 회전하게 된다.

그리고, 상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)는 서로 상이한 크기로 형성된다.

이때, 상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b) 중 상기 대시패널(105)과 가까운 블로어가 더 작은 크기로 형성된다.

또한, 후술하는 내기유입덕트(143)는, 도 6과 같이 상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b) 중 더 작은 크기의 블로어쪽에 배치함으로써, 시스템의 높이를 축소할 수 있다.

이때, 상기 내기유입덕트(143)는 상기 제1블로어(130a)의 하부에 배치된 상태에서 차실내와 인테이크 덕트(140)를 연결하게 된다.

그리고, 상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)의 사이에는, 상기 제1,2블로어(130a,130b)로 각각 내,외기를 공급하는 인테이크 덕트(140)가 설치된다.

상기 인테이크덕트(140)는, 상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)의 사이에 하나가 설치되어, 상기 제1,2블로어(130a,130b)가 상기 하나의 인테이크덕트(140)를 공용으로 사용하게 되는 것이다.

이처럼, 상기 인테이크덕트(140)를 상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)의 사이에 설치함으로써, 각각 개별 작동하는 두 개의 블로어(130a,130b)를 사용하는 시스템에서 하나의 인테이크덕트(140)를 사용하므로 공간 효율을 극대화 할 수 있고, 이로인해 시스템의 크기 및 비용을 줄일 수 있다.

상기 인테이크덕트(140)는, 외기를 유입하는 외기유입구(141)와, 상기 내기유입덕트와 연결되어 차실내 내기를 유입하는 내기유입구(142)와, 상기 내기유입구(142) 및 외기유입구(141)와 상기 제1블로어(130a)를 연통시키는 통로를 개폐하도록 설치되어 상기 제1블로어(130a)측으로 내,외기를 선택적으로 도입하는 제1내외기전환도어(147)와, 상기 내기유입구(142) 및 외기유입구(141)와 상기 제2블로어(130b)를 연통시키는 통로를 개폐하도록 설치되어 상기 제2블로어(130b)측으로 내,외기를 선택적으로 도입하는 제2내외기전환도어(148)를 구비하여 이루어진다.

즉, 상기 제1내외기전환도어(147)는, 상기 외기유입구(141)와 내기유입구(142)의 사이에서 상기 제1블로어(130a)의 인렛링(131a) 상류측에 설치되어, 상기 인렛링(131a)과 상기 외기유입구(141)를 연통시키는 통로와, 상기 인렛링(131a)과 상기 내기유입구(142)를 연통시키는 통로를 선택적으로 개폐하게 된다.

상기 제2내외기전환도어(148)는, 상기 외기유입구(141)와 내기유입구(142)의 사이에서 상기 제2블로어(130b)의 인렛링(135a) 상류측에 설치되어, 상기 인렛링(135a)과 상기 외기유입구(141)를 연통시키는 통로와, 상기 인렛링(135a)과 상기 내기유입구(142)를 연통시키는 통로를 선택적으로 개폐하게 된다.

한편, 상기 외기유입구(141)는 인테이크덕트(140)의 상부에 형성되고, 내기유입구(142)는 인테이크덕트(140)의 하부에 형성되는 것이 바람직하지만, 그 위치는 변경 가능하다.

상기 제1내외기전환도어(147)와 제2내외기전환도어(148)도 돔형 도어로 이루어진다.

이처럼, 하나의 인테이크덕트(140)를 상기 제1,2블로어(130a,130b)의 사이에 설치하고, 상기 인테이크덕트(140)의 내부에는 제1,2내외기전환도어(147,148)를 설치하여, 상기 인테이크덕트(140)의 내,외기유입구(141,142)로 유입되는 내,외기를 상기 제1,2블로어(130a,130b)에 선택적으로 공급할 수 있다.

한편, 상기 외기유입구(141)와 내기유입구(142)에는, 각각 공기필터(미도시)를 설치하여 유입 공기 중에 포함된 불순물을 제거하게 된다.

그리고, 상기 인테이크덕트(140)의 외기유입구(141)는 차량의 외부와 연통되고, 상기 인테이크덕트(140)의 내기유입구(142)는 차실내와 연통된다.

즉, 상기 인테이크 덕트(140)에는, 차실내와 인테이크 덕트(140)의 내기유입구(142)를 연결하여 차실내 내기를 인테이크 덕트(140)로 유입시키는 내기유입덕트(143)가 설치된다.

상기 내기유입덕트(143)는, 차량의 길이방향으로 배치되어 입구는 상기 대시패널(105)측과 연결되어 차실내와 연통되고, 출구는 상기 내기유입구(142)와 연결된다.

이하, 본 발명에 따른 차량용 공조 시스템의 냉매유동과정을 설명하기로 한다.

먼저, 상기 압축기에서 압축되어 배출되는 고온 고압의 기상 냉매는 상기 응축기(102)로 유입된다.

상기 응축기(102)로 유입된 기상 냉매는, 응축기(102)를 통과하는 공기와 열교환하게 되고, 이 과정에서 냉매가 냉각되면서 액상으로 상변화하게 된다.

상기 응축기(102)에서 배출된 액상냉매는, 상기 팽창수단으로 유입되어 감압 팽창 된다.

상기 팽창수단에서 감압 팽창된 냉매는, 저온 저압의 무화 상태가 되어 상기 증발기(104)로 유입되고, 상기 증발기(104)로 유입된 냉매는 증발기(104)를 통과하는 공기와 열교환하여 증발하게 된다.

이후, 상기 증발기(104)에서 배출된 저온 저압의 냉매는, 상기 압축기로 유입된 후 상술한 바와 같은 냉동사이클을 재순환하게 된다.

이하, 냉방모드, 난방모드시의 공기유동과정을 설명하기로 한다.

가. 냉방모드

냉방모드시에는, 도 8과 같이, 상기 냉풍 모드도어(120)가 상기 냉풍통로(111)를 개방하도록 작동하고, 상기 온풍 모드도어(121)는 상기 온풍방출구(119b)를 개방하도록 작동하게 된다.

그리고, 내기유입모드 또는 외기유입모드에 따라 제1,2내외기전환도어(147,148)가 작동하여 상기 제1,2블로어(130a,130b)측으로 내기나 외기를 선택적으로 공급하게 된다.

따라서, 상기 제1,2블로어(130a,130b)가 작동하게 되면, 상기 인테이크덕트(140)로 유입되는 내기 또는 외기가 상기 제1,2블로어(130a,130b)로 흡입된 후 상기 냉풍통로(111) 및 온풍통로(112)로 각각 공급된다.

상기 냉풍통로(111)로 공급되는 공기는 증발기(104)를 통과하면서 냉각된 후 토출구(125)를 통해 차실내로 토출되어 냉방하게 된다.

이때, 상기 온풍통로(112)로 공급되는 공기는 응축기(102)를 통과하면서 가열된 후 온풍방출구(119b)를 통해 차실외로 배출된다.

나.난방모드

난방모드시에는, 도 9와 같이, 상기 온풍 모드도어(121)가 온풍통로(112)를 개방하도록 작동하고, 상기 냉풍 모드도어(120)는 상기 냉풍방출구(119a)를 개방하도록 작동하게 된다.

상기 온풍통로(112)로 공급되는 공기는 응축기(102)를 통과하면서 가열된 후 토출구(125)를 통해 차실내로 토출되어 난방하게 된다.

이때, 상기 냉풍통로(111)로 공급되는 공기는 증발기(104)를 통과하면서 냉각된 후 냉풍방출구(119a)를 통해 차실외로 배출된다.

102: 응축기 104: 증발기
105: 대시패널
110: 공조케이스 111: 냉풍통로
112: 온풍통로 113: 구획벽
114: 바이패스 통로 115: 바이패스 도어
119a: 냉풍방출구 119b: 온풍방출구
120: 냉풍 모드도어 121: 온풍 모드도어
130: 송풍장치 130a: 제1블로어
130b: 제2블로어 131,135: 스크롤케이스
132,136: 송풍팬 133,137: 모터
134,138: 토출구
140: 인테이크덕트 141: 외기유입구
142: 내기유입구 143: 내기유입덕트
147: 제1내외기전환도어 148: 제2내외기전환도어

Claims

압축기, 응축기(102), 팽창수단, 증발기(104)가 냉매순환라인으로 연결되어 이루어진 차량용 공조 시스템에 있어서,
상기 증발기(104)가 설치되는 냉풍통로(111) 및 상기 응축기(102)가 설치되는 온풍통로(112)가 구획 형성되는 공조케이스(110)와,
상기 공조케이스(110)의 온풍통로(112)와 연결되며 상기 온풍통로(112)로 공기를 송풍하도록 송풍팬(132)을 구비한 제1블로어(130a)와,
상기 공조케이스(110)의 냉풍통로(111)와 연결되며 상기 냉풍통로(111)로 공기를 송풍하도록 송풍팬(136)을 구비한 제2블로어(130b)를 포함하며,
상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)는, 차량의 길이방향으로 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제1,2블로어(130a,130b)는, 차량의 폭방향으로 바람을 송풍하는 토출구(134,138)를 각각 구비하고,
상기 공조케이스(110)는, 차량의 폭방향으로 배치되어 상기 제1,2블로어(130a,130b)의 토출구(134,138)와 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)는, 각각 송풍팬(132,136)의 축방향이 차량의 길이방향과 동일하도록 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 공조케이스(110)와 제1,2블로어(130a,130b)는, 차실내와 엔진룸을 구획하는 대시패널(105)을 기준으로 엔진룸측에 배치되고,
상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)는, 각각 송풍팬(132,136)의 축방향이 상기 대시패널(105)과 직각방향이 되도록 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)의 사이에는, 상기 제1,2블로어(130a,130b)로 각각 내,외기를 공급하는 인테이크 덕트(140)가 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 인테이크 덕트(140)에는, 차실내와 인테이크 덕트(140)를 연결하여 차실내 내기를 인테이크 덕트(140)로 유입시키는 내기유입덕트(143)가 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)는, 서로 상이한 크기로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
제 7 항에 있어서,
상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b) 중 차실내와 엔진룸을 구획하는 대시패널(105)과 가까운 블로어가 더 작은 크기로 형성되고,
상기 내기유입덕트(143)는, 상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b) 중 더 작은 크기의 블로어쪽에 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 냉,온풍통로(111,112)는, 상기 공조케이스(110)의 내부에서 상,하 적층되는 구조로 배치되고,
상기 공조케이스(110)의 내부에는 상기 냉풍통로(111)와 온풍통로(112)를 구획하는 구획벽(113)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제1블로어(130a)는, 차량의 폭방향으로 연장되는 토출구(134)를 구비하여 상기 온풍통로(112)와 연결되는 스크롤케이스(131)와, 상기 스크롤케이스(131)의 내부에 회전가능하게 설치되는 상기 송풍팬(132)과, 상기 스크롤케이스(131)의 측면에 설치되어 상기 송풍팬(132)을 회전시키는 모터(133)로 이루어지고,
상기 제2블로어(130b)는, 차량의 폭방향으로 연장되는 토출구(138)를 구비하여 상기 냉풍통로(111) 입구와 연결되는 스크롤케이스(135)와, 상기 스크롤케이스(135)의 내부에 회전가능하게 설치되는 상기 송풍팬(136)과, 상기 스크롤케이스(135)의 측면에 설치되어 상기 송풍팬(136)을 회전시키는 모터(137)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 제1블로어(130a)의 스크롤케이스(131) 스크롤방향과, 상기 제2블로어(130b)의 스크롤케이스(135) 스크롤방향은 서로 반대방향으로 형성되고,
상기 제1블로어(130a)의 송풍팬(132)과, 상기 제2블로어(130b)의 송풍팬(136)은 서로 반대방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 인테이크덕트(140)는,
외기를 유입하는 외기유입구(141)와,
상기 내기유입덕트(143)와 연결되어 차실내 내기를 유입하는 내기유입구(142)와,
상기 내기유입구(142) 및 외기유입구(141)와 상기 제1블로어(130a)를 연통시키는 통로를 개폐하도록 설치되어 상기 제1블로어(130a)측으로 내,외기를 선택적으로 도입하는 제1내외기전환도어(147)와,
상기 내기유입구(142) 및 외기유입구(141)와 상기 제2블로어(130b)를 연통시키는 통로를 개폐하도록 설치되어 상기 제2블로어(130b)측으로 내,외기를 선택적으로 도입하는 제2내외기전환도어(148)를 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 공조케이스(110)의 냉풍통로(111) 일측에는 상기 증발기(104)를 통과한 냉풍을 외부로 방출하는 냉풍방출구(119a)와, 상기 냉풍방출구(119a)와 냉풍통로(111)를 개폐하는 냉풍 모드도어(120)가 구비되고,
상기 공조케이스(110)의 온풍통로(112) 일측에는 상기 응축기(102)를 통과한 온풍을 외부로 방출하는 온풍방출구(119b)와, 상기 온풍방출구(119b)와 온풍통로(112)를 개폐하는 온풍 모드도어(121)가 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 공조케이스(110)에는, 상기 냉풍통로(111)와 온풍통로(112)를 유동하는 공기를 차실내로 토출하는 토출구(125)가 형성되고,
상기 토출구(125)는, 차실내와 엔진룸을 구획하는 대시패널(105)을 향해 연장 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.