KR20210075427A

KR20210075427A - 차량용 공기조화장치

Info

Publication number: KR20210075427A
Application number: KR1020190166476A
Authority: KR
Inventors: 곽정모; 김명준; 연동원; 장철민
Original assignee: 현대자동차주식회사; 주식회사 두원공조; 기아 주식회사
Priority date: 2019-12-13
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2021-06-23
Also published as: DE102020211054A1; CN112976990A; US11707963B2; US20210178852A1

Abstract

본 발명은 차량용 공기조화장치에 관한 것으로, 상세하게는 차량 실내의 후석 존(ZONE)으로 공급되는 공기의 유동을 위한 루트를 개선하여 상기 후석 존(ZONE)으로 공급되는 공기의 유량을 확보할 수 있도록 하는 차량용 공기조화장치를 제공하는데 목적이 있다.

Description

차량용 공기조화장치 {Air conditioner for vehicle}

본 발명은 차량용 공기조화장치에 관한 것으로, 상세하게는 차량 실내공간을 복수의 존(ZONE)으로 구분하여 온도제어를 할 수 있도록 하는 차량용 공기조화장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 냉난방을 위해 실내의 온도를 제어할 수 있는 공기조화장치가 구비된다. 상기 공기조화장치는 증발기(evaporator)와 컨덴서(condenser)를 구비하여 차량 실내로 공급되는 공기의 온도를 제어하게 된다.

종래의 공기조화장치는 차량 실내공간을 동일 온도로 제어하는 싱글 존(ZONE) 제어 방식이나 또는 차량 실내공간을 전석 존(ZONE)과 후석 존(ZONE)으로 구분하여 각각의 존(ZONE)을 개별 제어하는 듀얼 존 제어 방식이 주로 적용된다.

도 1은 종래의 공기조화장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 히터를 거쳐 후석으로 송풍되는 공기의 유동 경로를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 공기조화장치는 증발기(1)와 컨덴서(2) 및 히터(3)가 내장된 케이스(4)에 프론트 도어(5)와 리어 도어(6)가 설치된다. 상기 케이스(4) 내부에서 온도 조절된 공기는, 상기 프론트 도어(5)의 개방 시에 차량 실내의 전석 존으로 토출되고, 상기 리어 도어(6)의 개방 시에 차량 실내의 후석 존으로 토출된다.

이러한 종래의 공기조화장치는 싱글 존 제어 및 듀얼 존 제어는 적용 가능하나 최근에 연구 개발되고 있는 트리플 존 제어는 적용 불가하다는 한계가 있다.

또한 상기 공기조화장치는 리어도어(6)가 히터(3) 및 템프도어(7)의 상측에 배치되어 있기 때문에, 상기 히터(3)에 의해 가열된 공기는 상기 템프도어(7)에 의해 개방된 입구를 통과한 뒤 상기 리어도어(6)에 의해 개방된 입구측으로 꺾어져서 리어벤트(8)측으로 배출된다(도 2에 표시된 화살표 참조). 상기 리어벤트(8)측으로 토출되는 공기의 경우 상기와 같이 부적절한 루트로 인해 유량 손실이 발생하고, 그에 따라 후석으로 공급되는 유량이 부족한 문제가 있다.

또한 상기 공기조화장치는 증발기(1)에서 발생한 응축수의 드레인을 위한 격벽(9)이 구비되는데, 상기 격벽(9)이 증발기(1)를 통과한 공기의 유동 공간을 축소시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 차량 실내의 후석 존(ZONE)으로 공급되는 공기의 유동을 위한 루트를 개선하여 상기 후석 존(ZONE)으로 공급되는 공기의 유량을 확보할 수 있도록 하는 차량용 공기조화장치를 제공하는데 목적이 있다.

이에 본 발명에서는, 차량 실내로 토출되는 공기를 감온시키기 위한 냉각기와 승온시키기 위한 가열기가 내장되는 케이스; 상기 케이스의 내측에 구비되어, 상기 냉각기를 통과한 뒤 상기 가열기쪽으로 유동되는 공기의 유량을 제어하여서 차량 실내의 전석 존(ZONE)으로 공급되는 공기의 온도를 제어하는 프론트 템프 도어; 상기 프론트 템프 도어의 아래쪽에 배치되어, 상기 냉각기를 통과한 뒤 상기 가열기쪽으로 유동되는 공기의 유량을 제어하여서 차량 실내의 후석 존(ZONE)으로 공급되는 공기의 온도를 제어하는 리어 템프 도어; 상기 케이스의 하측부에 구비되어 상기 가열기의 전방에 배치된 상기 냉각기의 아래쪽에 배치되고, 상기 후석 존(ZONE)으로 공기를 내보내는 리어 벤트;를 포함하는 차량용 공기조화장치를 제공한다. 상기 공기조화장치는 다음과 같은 구체적인 특징이 있다.

1. 상기 케이스의 하측부에는 후석 존(ZONE)으로 공기를 내보내는 리어 벤트와 상기 리어 벤트를 개폐하는 리어 도어가 구비될 수 있고, 상기 리어 도어는 가열기의 전방에 배치된 냉각기의 하측에 배치될 수 있다.

2. 상기 냉각기와 가열기 사이에는 상기 냉각기를 통과한 공기가 상기 가열기쪽으로 유동되는 것을 방지하는 프론트 격벽이 구비될 수 있고, 상기 프론트 격벽에는 리어 템프 도어에 의해 개폐되는 입구가 구비될 수 있다.

3. 상기 리어 템프 도어에 의해 프론트 격벽의 입구가 개방될 때 상기 냉각기를 통과한 공기가 상기 입구를 통해 가열기쪽으로 유동될 수 있다.

4. 상기 리어 템프 도어는, 프론트 격벽의 입구를 개방할 때, 냉각기의 하측단과 가열기의 하측단 사이에 구비된 제1 유로를 닫아서 상기 냉각기를 통과한 공기가 상기 제1 유로를 통해 리어 벤트쪽으로 유동되는 것을 차단할 수 있다.

5. 상기 가열기의 하측에는 가열기를 통과한 공기를 후석 존(ZONE)으로 안내하는 제2 유로가 배치될 수 있고, 상기 제1 유로 및 제2 유로의 하류에 상기 리어 벤트가 배치될 수 있다.

6. 상기 프론트 격벽은 가열기의 전방에 배치될 수 있고, 상기 가열기의 후방에는 리어 격벽이 배치될 수 있으며, 상기 프론트 격벽과 리어 격벽으로 둘러싸인 가열 공간부의 상측부는 좌측 프론트 템프 도어와 우측 프론트 템프 도어에 의해 개폐될 수 있다.

7. 상기 리어 격벽에는 가열기쪽으로 돌출되는 배플이 구비될 수 있고, 상기 배플은 프론트 격벽의 입구를 통과한 뒤 상기 가열기의 하측부를 통과한 공기를 상기 제2 유로쪽으로 유도할 수 있다.

8. 상기 제2 유로에는 상기 제1 유로를 통과한 공기가 상기 제2 유로의 상류쪽으로 역류하는 것을 방지하는 서브 리어 템프 도어가 구비될 수 있다.

9. 상기 케이스는 냉각기의 하측에 배치되는 응축수 수집부가 구비될 수 있고, 상기 응축수 수집부에는 냉각기에서 생성된 응축수의 배출을 위한 배출부가 구비될 수 있으며, 상기 응축수 수집부의 후면부는 상기 배출부의 후방에서 상측으로 굴곡될 수 있다. 상기 응축수 수집부의 후면부는 냉각기의 하측단보다 하방에 배치될 수 있다.

10. 상기 응축수 수집부의 후방 및 상기 제1 유로의 하방에 배치된 케이스의 하측면부는 전방에서 후방쪽으로 상향 경사지게 형성될 수 있다.

11. 상기 좌측 케이스부의 상측부에는 좌측 전석 존(ZONE)으로 공기를 내보내는 좌측 출구와 상기 좌측 출구를 개폐하는 좌측 프론트 도어가 구비될 수 있고, 상기 좌측 프론트 도어의 개도량에 따라 좌측 전석 존(ZONE)으로 송풍되는 공기의 유량이 제어될 수 있다.

12. 상기 우측 케이스부의 상측부에는 우측 전석 존(ZONE)으로 공기를 내보내는 우측 출구와 상기 우측 출구를 개폐하는 우측 프론트 도어가 구비될 수 있고, 상기 우측 프론트 도어의 개도량에 따라 우측 전석 존(ZONE)으로 송풍되는 공기의 유량이 제어될 수 있다.

13. 상기 케이스는 케이스의 중앙부에 배치된 세퍼레이터에 의해 좌측 케이스부와 우측 케이스부로 이분될 수 있다.

14. 상기 프론트 템프 도어는: 상기 좌측 케이스부의 내측에 구비되어, 상기 냉각기를 통과한 뒤 상기 가열기쪽으로 유동되는 공기의 유량을 제어하여서 차량 실내의 좌측 전석 존(ZONE)으로 공급되는 공기의 온도를 제어하는 좌측 프론트 템프 도어; 상기 우측 케이스부의 내측에 구비되어, 상기 냉각기를 통과한 뒤 상기 가열기쪽으로 유동되는 공기의 유량을 제어하여서 차량 실내의 우측 전석 존(ZONE)으로 송풍되는 공기의 온도를 제어하는 우측 프론트 템프 도어;로 구성될 수 있다.

상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명에 따른 차량용 공기조화장치는 크게 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 후석 존(ZONE)으로 토출되는 공기의 유동 경로를 최적화하여서 종래의 공기조화장치 대비 후석 존(ZONE)으로 공급되는 공기의 유량을 증대시킬 수 있다.

둘째, 차량 실내공간을 전석 존(ZONE)과 후석 존(ZONE)으로 구분하여 각 존(ZONE)의 개별적인 온도제어가 가능한 것은 물론이고, 차량 실내공간을 좌측 전석 존(ZONE)과 우측 전석 존(ZONE) 및 후석 존(ZONE)으로 구분하여 각 존(ZONE)의 개별적인 온도제어가 가능하다.

셋째, 응축수의 포집 및 드레인을 위한 격벽 구조가 축소되어서 냉각기를 통과한 공기의 송풍 공간이 증가되고 그에 따라 공기의 유량이 증대될 수 있다.

도 1은 종래의 공기조화장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 히터를 거쳐 후석 존(ZONE)으로 송풍되는 공기의 유동 경로를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 공기조화장치를 나타낸 사시도이다.
도 4a는 도 3의 A-A에서 본 단면도이다.
도 4b는 도 3의 B-B에서 본 단면도이다.
도 5는 도 3의 A'-A'에서 본 단면도이다.
도 6은 좌측 프론트 템프 도어와 리어 템프 도어가 동시에 클로즈 모드로 작동된 경우를 보여주는 도면이다.
도 7은 좌측 프론트 템프 도어와 리어 템프 도어가 동시에 오픈 모드로 작동된 경우를 보여주는 도면이다.
도 8은 좌측 프론트 템프 도어는 클로즈 모드로 작동되고 리어 템프 도어는 오픈 모드로 작동된 경우를 보여주는 도면이다.
도 9는 좌측 프론트 템프 도어는 오픈 모드로 작동되고 리어 템프 도어는 클로즈 모드로 작동된 경우를 보여주는 도면이다.
도 10은 좌측 프론트 템프 도어와 리어 템프 도어가 중간 모드로 작동된 경우를 보여주는 도면이다.
도 11은 응축수의 배출을 위한 드레인부를 보여주는 도면이다.

이하, 본 발명을 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다.

여기서, 좌우와 상하 및 전후 등의 방향은 공기조화장치가 설치된 차량을 기준으로 한 방향임을 밝혀둔다.

본 발명의 공기조화장치는, 차량 실내의 후석 존(ZONE)으로 공급되는 공기의 유동을 위한 루트를 개선하여 후석 존(ZONE)으로 공급되는 공기의 유량을 확보할 수 있도록 구성되며, 또한 차량 실내공간을 전석 존(ZONE)과 후석 존(ZONE)으로 구분하여 각 존(ZONE)의 개별적인 온도제어를 가능하게 하는 것은 물론, 차량 실내공간을 좌측 전석 존(ZONE)과 우측 전석 존(ZONE) 및 후석 존(ZONE)으로 구분하여 개별적인 온도제어를 할 수 있도록 구성된다.

여기서, 상기 좌측 전석 존은 운전석 존(ZONE)일 수 있고, 우측 전석 존은 조수석 존(ZONE)일 수 있다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 공기조화장치는 내부공간을 갖는 케이스(100)와 상기 케이스(100)의 내부공간에 구비되는 냉각기(102) 및 가열기(104)를 포함하여 구성된다.

상기 케이스(100)의 내부공간에는 송풍기에 의해 송풍되는 공기가 유동될 수 있다. 상기 송풍기에 의해 송풍되는 공기는 상기 냉각기(102)에 의해 감온될 수 있고 상기 가열기(104)에 의해 승온될 수 있다. 상기 공기는 냉각기(102)를 통과한 뒤에 차량 실내로 토출되거나 또는 냉각기(102)와 가열기(104)를 통과한 뒤 차량 실내로 토출될 수 있다.

상기 냉각기(102)는 냉매를 이용한 열교환에 의해 공기를 감온시킬 수 있는 증발기일 수 있고, 상기 가열기(104)는 냉매를 이용한 열교환에 의해 공기를 승온시킬 수 있는 컨덴서(104a)와 전력을 공급받아 공기를 가열할 수 있는 PTC 히터(104b)일 수 있다.

상기 냉각기(102)는 케이스(100)의 내부공간 중 전방공간에 배치될 수 있고, 상기 가열기(104)는 케이스(100)의 내부공간 중 후방공간에 배치될 수 있다. 즉, 상기 냉각기(102)는 가열기(104)의 전방에 일정 거리를 두고 배치될 수 있다. 상기 냉각기(102)는 케이스(100)의 전방공간에 고정되도록 설치될 수 있다. 상기 가열기(104)는 케이스(100)의 후방공간에 고정되도록 설치될 수 있으며, 케이스(100)의 후방공간에는 가열기(104)가 고정되도록 장착되는 거치부(106)가 구비될 수 있다. 상기 가열기(104)는 거치부(106)에 장착될 때 상기 케이스(100)의 후방공간에 구비된 프론트 격벽(108) 및 리어 격벽(110)으로 둘러싸인 공간(즉, 가열 공간부)에 배치될 수 있다.

도 3 및 도 5를 참조하면, 상기 케이스(100)는 세퍼레이터(112)를 기준으로 좌측 케이스부(114)와 우측 케이스부(116)로 이분될 수 있다.

상기 세퍼레이터(112)는 좌우방향을 기준으로 케이스(100)의 중앙부에 배치되어 케이스(100)의 내부공간 중 후방공간을 좌우로 이분할 수 있다. 따라서 상기 좌측 케이스부(114)는 케이스(100)의 내부공간 중 좌측 공간을 감싸게 되고, 상기 우측 케이스부(116)는 케이스(100)의 내부공간 중 우측 공간을 감싸게 된다. 상기 좌측 케이스부(114)는 좌측 전석 존(ZONE)의 전방에 배치될 수 있고, 우측 케이스부(116)는 우측 전석 존(ZONE)의 전방에 배치될 수 있다.

이때 상기 냉각기(102)는 좌측 케이스부(114)의 내부공간 및 우측 케이스부(116)의 내부공간에 전체적으로 배치되도록 형성될 수 있다. 상기 가열기(104) 또한 좌측 케이스부(114)의 내부공간 및 우측 케이스부(116)의 내부공간에 전체적으로 배치되도록 형성될 수 있다.

첨부된 도 4a는 도 3의 A-A에서 본 단면도이고, 도 4b는 도 3의 B-B에서 본 단면도이다. 도 4a를 보면 상기 좌측 케이스부(114)의 내측에는 좌측 프론트 템프 도어(118)가 구비되고, 도 4b를 보면 상기 우측 케이스부(116)의 내측에는 우측 프론트 템프 도어(120)가 구비된다.

상기 좌측 프론트 템프 도어(118)는 케이스(100)의 내측에 힌지부(118a)를 중심으로 회전가능하게 장착될 수 있다. 상기 힌지부(118a)는 세퍼레이터(112)와 좌측 케이스부(114)에 고정되어서 상기 좌측 프론트 템프 도어(118)의 회전을 지지할 수 있다. 즉, 상기 좌측 프론트 템프 도어(118)는 세퍼레이터(112)와 좌측 케이스부(114)에 회전가능하게 지지될 수 있다. 상기 좌측 프론트 템프 도어(118)는 그 개도량이 0(zero)일 때 프론트 격벽(108)의 상측단과 리어 격벽(110)의 상측단에 접촉될 수 있다. 다시 말해, 상기 좌측 프론트 템프 도어(118)가 클로즈 모드로 작동될 때, 좌측 프론트 템프 도어(118)의 전단부와 후단부가 프론트 격벽(108)의 상측단과 리어 격벽(110)의 상측단에 접촉될 수 있다.

상기 우측 프론트 템프 도어(120)는 케이스(100)의 내측에 힌지부(120a)를 중심으로 회전가능하게 장착될 수 있다. 상기 우측 프론트 템프 도어(120)는 세퍼레이터(112)와 우측 케이스부(116)에 회전가능하게 지지될 수 있다. 상기 우측 프론트 템프 도어(120)는 그 개도량이 0(zero)일 때 프론트 격벽(108)의 상측단과 리어 격벽(110)의 상측단에 접촉될 수 있다. 즉, 상기 우측 프론트 템프 도어(120)가 클로즈 모드로 작동될 때, 우측 프론트 템프 도어(120)의 전단부와 후단부가 프론트 격벽(108)의 상측단과 리어 격벽(110)의 상측단에 접촉될 수 있다.

상기 프론트 격벽(108)은 케이스(100)의 내부에서 가열기(104)의 전방에 배치될 수 있고, 리어 격벽(110)은 상기 가열기(104)의 후방에 배치될 수 있다. 상기 프론트 격벽(108)과 리어 격벽(110)은 좌측 프론트 템프 도어(118)와 우측 프론트 템프 도어(120) 및 거치부(106)와 더불어 상기 가열기(104)의 주변을 둘러싸서 가열 공간부(122)를 형성할 수 있다. 이에 따라 상기 가열 공간부(122)의 상측부는 상기 좌측 프론트 템프 도어(118) 및 우측 프론트 템프 도어(120)에 의해 개폐될 수 있다. 그리고, 상기 리어 격벽(110)과 거치부(106)의 하측부 사이에 유로가 형성되어 있어서, 상기 가열 공간부(122)는 제2 유로(126)와 연통될 수 있다. 즉, 상기 가열 공간부(122)는 그 하측부가 제2 유로(126)와 연결가능하게 개방될 수 있다. 상기 제2 유로(126)는 케이스(100)의 하측부에 구비되어서 상기 가열기(104)에 의해 승온된 공기를 리어 벤트(130)쪽으로 안내할 수 있다. 상기 제2 유로(126)는 제1 유로(124)의 하측까지 연장되도록 배치될 수 있다. 상기 제1 유로(124) 및 제2 유로(126)의 하류에는 상기 리어 벤트(130)가 연결될 수 있다.

첨부된 도 6은 좌측 프론트 템프 도어(118)와 리어 템프 도어(140)가 동시에 클로즈 모드로 작동된 경우를 보여준다. 도 7은 좌측 프론트 템프 도어(118)와 리어 템프 도어(140)가 동시에 오픈 모드로 작동된 경우를 보여준다. 우측 프론트 템프 도어(120)는 상기 좌측 프론트 템프 도어(118)와 동일하게 클로즈 모드 및 오픈 모드로 작동될 수 있다.

도 7을 보면, 상기 좌측 프론트 템프 도어(118)가 오픈 모드로 작동될 때, 냉각기(102)를 통과한 공기는 가열 공간부(122)의 좌측영역에 유입될 수 있다. 상기 가열 공간부(122)로 송풍된 공기는 가열기(104)의 좌측부를 통과하면서 가열될 수 있다.

도 7에 도시된 상기 좌측 프론트 템프 도어(118)와 마찬가지로, 상기 우측 프론트 템프 도어(120)는 오픈 모드로 작동될 수 있다. 상기 우측 프론트 템프 도어(120)가 오픈 모드로 작동될 때, 냉각기(102)를 통과하여 감온된 공기는 가열 공간부(122)의 우측영역에 유입될 수 있다. 상기 가열 공간부(122)에 유입된 공기는 가열기(104)의 우측부를 통과하면서 가열될 수 있다.

상기 케이스(100)에 유입되어 냉각기를 통과한 공기는, 가열기(104)를 거치지 않고 차량 실내로 송풍되거나(도 6 참조), 또는 차량 실내로 송풍되기 전에 상기 가열기(104)를 거치면서 승온된 뒤에 차량 실내로 토출될 수 있다(도 7 참조). 상기 냉각기(102)를 통과한 공기는, 좌측 프론트 템프 도어(118)가 클로즈 모드로 작동되는 경우(도 6 참조), 제3 유로(128)를 통과하여 전석 존(ZONE)으로 송풍될 수 있다. 상기 우측 프론트 템프 도어(120)는 도 6에 도시된 좌측 프론트 템프 도어(118)와 동일하게 클로즈 모드로 작동될 수 있다. 상기 냉각기(102)를 통과한 공기는, 좌측 프론트 템프 도어(118)가 오픈 모드로 작동되는 경우(도 7 참조), 가열 공간부(122)로 송풍되어 가열기(104)에 의해 가열된 다음 차량 실내로 토출될 수 있다.

상기 프론트 템프 도어(118,120)가 오픈 모드로 작동되는 경우 상기 제3 유로(128)가 닫히고 상기 가열 공간부(122)의 상측부가 개방되며, 그에 따라 냉각기(102)를 통과한 공기는 가열 공간부(122)에 유입되게 된다. 상기 제3 유로(128)는 냉각기(102)의 상측부와 가열 공간부(122) 사이의 유로일 수 있다. 즉, 상기 제3 유로(128)는 냉각기(102)의 상측부 후방의 유로일 수 있다. 상기 제3 유로(128)는 세퍼레이터(112)를 기준으로 좌측의 제3-1 유로(도 4a의 128 참조)와 우측의 제3-2 유로(도 4b의 128 참조)로 구분될 수 있다.

상기 프론트 템프 도어(118,120)가 오픈 모드로 작동되는 경우, 프론트 템프 도어(118,120)의 전측단과 후측단은 각각 지지돌기(134) 및 거치부(106)의 상측부에 접촉될 수 있다. 상기 지지돌기(134)는 케이스(100)의 내측면에 돌출되도록 형성되어 냉각기(102)의 상측부 후방에 배치될 수 있다.

첨부된 도 8은 좌측 프론트 템프 도어(118)는 클로즈 모드로 작동되고 리어 템프 도어(140)는 오픈 모드로 작동된 경우를 보여준다. 도 9는 좌측 프론트 템프 도어(118)는 오픈 모드로 작동되고 리어 템프 도어(140)는 클로즈 모드로 작동된 경우를 보여준다.

도 10은 좌측 프론트 템프 도어(118)와 리어 템프 도어(140)가 중간 모드로 작동된 경우를 보여준다. 우측 프론트 템프 도어(120)는 상기 좌측 프론트 템프 도어(118)와 동일하게 중간 모드로 작동될 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 좌측 프론트 템프 도어(118)가 상기 클로즈 모드의 위치와 오픈 모드의 위치 사이에 위치하는 중간 모드로 작동되는 경우, 즉 좌측 프론트 템프 도어(118)의 개도량이 0%보다 크고 100%보다 작은 경우, 냉각기(102)를 통과한 공기 중 일부(즉, 제1 공기)는 가열기(104)를 거치지 않고 좌측 프론트 도어(152)쪽으로 유동될 수 있고 상기 냉각기(102)를 통과한 공기 중 다른 일부(즉, 제2 공기)는 가열기(104)를 거친 뒤 좌측 프론트 도어(152)쪽으로 유동될 수 있다. 상기 제1 공기와 제2 공기는, 좌측 프론트 도어(152)를 통과하여 차량 실내로 토출되기 전에, 케이스(100)의 내부에서 혼합될 수 있다. 즉, 상기 제1 공기 및 제2 공기는 케이스(100)의 내부(즉, 프론트 믹싱존)에서 혼합된 뒤 차량 실내로 토출될 수 있다. 상기 프론트 믹싱존은 프론트 도어(152,154)보다 상류쪽의 공간일 수 있다.

상기와 같이 좌측 프론트 템프 도어(118) 및 우측 프론트 템프 도어(120)의 작동을 제어함에 의해, 냉각기(102)를 통과한 뒤 가열기(104)쪽으로 송풍되는 공기의 유량을 제어할 수 있으며, 그에 따라 차량 실내의 좌측 전석 존(ZONE) 및 우측 전석 존(ZONE)으로 토출되는 공기의 온도를 개별 제어할 수 있다. 이를 위해 상기 좌측 프론트 템프 도어(118)와 우측 프론트 템프 도어(120)는 독립적으로 제어될 수 있다. 상기 좌측 프론트 템프 도어(118)의 개도량에 따라 좌측 전석 존(ZONE)으로 송풍되는 공기의 온도제어가 가능하게 되고, 상기 우측 프론트 템프 도어(120)의 개도량에 따라 우측 전석 존(ZONE)으로 송풍되는 공기의 온도제어가 가능하게 된다.

도 4a 및 도 4b를 보면, 프론트 격벽(108)은 냉각기(102)와 가열기(104) 사이에 배치되어 상기 냉각기(102)를 통과한 공기가 가열기(104)쪽으로 유동되는 것을 방지할 수 있도록 구성되어 있다. 이러한 프론트 격벽(108)의 하측부에는, 냉각기(102)를 통과한 공기가 유입될 수 있는 입구(108a)가 형성될 수 있고 상기 입구(108a)를 개폐하는 리어 템프 도어(140)가 배치될 수 있다. 도 7 및 도 8에 보듯이, 상기 리어 템프 도어(140)에 의해 상기 입구(108a)가 개방될 때 냉각기(102)를 통과한 공기가 상기 입구(108a)를 통해 가열기(104)쪽으로 유동될 수 있다. 상기 리어 템프 도어(140)는 케이스(100)의 하측부에 회전가능하게 지지될 수 있다.

상기 리어 템프 도어(140)는 케이스(100)의 내측에서 상기 프론트 템프 도어(118,120)의 하측에 일정 간격을 두고 배치될 수 있다. 상기 리어 템프 도어(140)는, 클로즈 모드로 작동될 때 프론트 격벽(108)의 입구(108a)를 닫게 되고, 오픈 모드로 작동되는 경우 프론트 격벽(108)의 입구를 열게 된다. 도 6에 보듯이 상기 프론트 격벽(108)의 입구(108a)가 닫힌 경우, 냉각기(102)를 통과한 공기는 제1 유로(124)를 통해 리어 벤트(130)쪽으로 송풍될 수 있다. 도 7에 보듯이 상기 프론트 격벽(108)의 입구(108a)가 열린 경우, 냉각기(102)를 통과한 공기는 상기 입구(108a)를 통해 가열기(104)쪽으로 송풍될 수 있다. 상기 가열기(104)쪽으로 송풍된 공기는 가열기(104)에 의해 승온된 뒤 제2 유로(126)를 통해 리어 벤트(130)쪽으로 송풍될 수 있다.

상기 리어 템프 도어(140)는, 프론트 격벽(108)의 입구(108a)를 개방할 때, 냉각기(102)의 하측단과 가열기(104)의 하측단 사이에 구비된 제1 유로(124)를 닫아서 상기 냉각기(102)를 통과한 공기가 상기 제1 유로(124)를 통해 리어 벤트(130)쪽으로 유동되는 것을 차단할 수 있다. 또한 상기 리어 템프 도어(140)는, 프론트 격벽(108)의 입구를 닫을 때, 상기 제1 유로(124)를 열어서 상기 냉각기(102)를 통과한 공기가 제1 유로(124)를 통해 리어 벤트(130)쪽으로 송풍될 수 있도록 한다.

또한 상기 리어 템프 도어(140)가 클로즈 모드의 위치와 오픈 모드의 위치 사이에 위치하게 되는 중간 모드로 작동될 때, 즉 상기 리어 템프 도어(140)의 개도량이 0%보다 크고 100%보다 작은 경우, 도 10에 보듯이 냉각기(102)를 통과한 공기 중 일부(즉, 제3 공기)는 가열기(104)를 거치지 않고 제1 유로(124)를 통해 리어 벤트(130)쪽으로 유동될 수 있고, 상기 냉각기(102)를 통과한 공기 중 다른 일부(즉, 제4 공기)는 가열기(104)를 거친 뒤 제2 유로(126)를 통해 리어 벤트(130)쪽으로 유동될 수 있다.

상기 제3 공기와 제4 공기는, 리어 벤트(130)를 통과하여 차량 실내로 토출되기 전에, 케이스(100)의 내부에서 혼합될 수 있다. 즉, 상기 제3 공기 및 제4 공기는 케이스(100)의 내부(즉, 리어 믹싱존)에서 혼합된 뒤 차량 실내로 토출될 수 있다. 상기 리어 믹싱존은 리어 벤트(130)보다 상류쪽의 공간일 수 있다.

상기와 같이 리어 템프 도어(140)의 작동을 제어함에 의해, 상기 냉각기(102)를 통과한 뒤 가열기(104)쪽으로 송풍되는 공기의 유량을 제어할 수 있으며, 그에 따라 차량 실내의 후석 존(ZONE)으로 토출되는 공기의 온도를 제어할 수 있다. 상기 리어 템프 도어(140)의 개도량에 따라 후석 존(ZONE)으로 송풍되는 공기의 온도제어가 가능하게 된다.

도 4a 및 도 4b에 보듯이, 케이스(100)의 하측부에는 후석 존(ZONE)으로 공기를 내보내는 리어 벤트(130)와 이 리어 벤트(130)를 개폐하는 리어 도어(138)가 구비될 수 있다. 상기 리어 벤트(130)는 냉각기(102)의 하측에 배치되도록 케이스(100)의 하측부에 구비될 수 있으며, 상기 리어 도어(138)는 리어 벤트(130)의 내측(즉, 유로)에 배치되어 상기 리어 벤트(130)의 내부유로를 개폐하도록 구성될 수 있다.

상기 리어 도어(138)가 클로즈 모드로 작동되는 경우, 리어 벤트(130)쪽으로 유동된 공기는 후석 존(ZONE)으로 토출될 수 없게 된다. 상기 리어 도어(138)가 오픈 모드로 작동되는 경우, 리어 벤트(130)쪽으로 유동된 공기는 후석 존(ZONE)으로 송풍될 수 있다. 일례로, 상기 리어 벤트(130)쪽으로 유동된 공기는 케이스(100) 외부에서 리어 벤트(130)와 연결된 별도의 덕트를 통해 후석 존(ZONE)으로 송풍될 수 있다.

그리고 상기 리어 도어(138)가 중간 모드로 작동될 때에 리어 벤트(130)에서 토출되는 공기의 유량은, 리어 도어(138)가 오픈 모드로 작동되는 경우에 리어 벤트(130)에서 토출되는 공기의 유량보다 감소될 수 있다. 다시 말해, 상기 리어 도어(138)의 개도량에 따라 리어 벤트(130)를 통해 후석 존(ZONE)으로 송풍되는 공기의 유량이 제어될 수 있다.

또한 상기 리어 격벽(110)에는 배플(144)이 구비될 수 있다. 상기 배플(144)은 리어 격벽(110)의 전면부에서 가열기(104)쪽으로 돌출되도록 형성될 수 있다. 상기 배플(144)은 가열기(104)의 후측면까지 연장되도록 형성될 수 있다. 상기 배플(144)은 가열 공간부(122)의 후방 영역을 상하방향으로 이분하도록 배치될 수 있다. 상기 배플(144)은 프론트 격벽(108)의 입구(108a)를 통과한 공기가 가열기(104)의 하측부를 거쳐서 제2 유로(126)쪽으로 유동되도록 유도할 수 있다. 다시 말해, 상기 배플(144)은 가열기(104)의 하측부를 통과한 공기가 가열 공간부(122)의 상측으로 유동되는 것을 차단함에 의해 제2 유로(126)쪽으로 유동되도록 유도할 수 있으며, 그에 따라 후석 존(ZONE)으로 송풍되는 공기의 유량이 확보되도록 할 수 있다.

또한 상기 제2 유로(126)에는 서브 리어 템프 도어(142)가 배치될 수 있다. 상기 서브 리어 템프 도어(142)는 프론트 격벽(108) 및 거치부(106)의 하측에 위치하도록 케이스(100)에 구비될 수 있다. 상기 서브 리어 템프 도어(142)는 오픈 모드로 작동될 때 서브 리어 템프 도어(142)의 하측부가 거치부(106)의 저면에 닿도록 회전될 수 있다. 상기 서브 리어 템프 도어(142)는 오픈 모드로 작동될 때 제2 유로(126)를 개방할 수 있다. 상기 서브 리어 템프 도어(142)는 클로즈 모드로 작동될 때 서브 리어 템프 도어(142)의 하측부가 케이스(100)의 하측면부(100a)에 닿도록 회전될 수 있다. 상기 서브 리어 템프 도어(142)는 클로즈 모드로 작동될 때 제2 유로(126)를 폐쇄할 수 있다. 상기 서브 리어 템프 도어(142)가 클로즈 모드로 작동될 때, 제1 유로(124)를 통과하여 리어 벤트(130)쪽으로 유동되는 공기는 제2 유로(126)의 상류쪽으로 역류하는 것이 방지될 수 있다. 즉, 상기 서브 리어 템프 도어(142)는 클로즈 모드로 작동될 때 제1 유로(124)를 통과하여 리어 벤트(130)쪽으로 유동되는 공기가 리어 벤트(130)의 반대편 및 케이스(100)의 후방공간으로 역류하는 것을 방지할 수 있다. 상기 서브 리어 템프 도어(142)는 클로즈 모드로 작동될 때 제1 유로(124)를 통과하여 유동되는 공기가 리어 벤트(130)쪽으로 유동되도록 유도할 수 있다.

또한, 상기 케이스(100)의 하측부에는 냉각기(102)에서 생성된 응축수가 포집되는 응축수 수집부(146)가 구비될 수 있다. 상기 응축수 수집부(146)는 냉각기(102)의 하방 및 리어 벤트(130)의 상방에 배치될 수 있다. 상기 응축수 수집부(146)는 상기 응축수를 케이스(100) 외부로 배출시키기 위한 하나 이상의 배출부(148)가 구비될 수 있다. 상기 응축수 수집부(146)의 후면부(146a)는 상기 배출부(148)의 후방에서 상측으로 굴곡되어 상기 응축수가 응축수 수집부(146)의 외부로 넘치는 것을 방지할 수 있다. 이때 상기 후면부(146a)는 차량의 상하방향을 기준으로 냉각기(102)의 하측단보다 낮게 배치될 수 있다. 즉, 상기 후면부(146a)는 냉각기(102)의 하측단보다 아래쪽에 배치될 수 있다. 도 11을 보면, 상기 응축수 수집부(146)에 2개 이상의 배출부(148)가 구비되는 경우, 상기 배출부(148)는 케이스(100)의 하측부에 좌우방향으로 배열될 수 있다.

도 4a 및 도 11을 보면, 상기 배출부(148)는 리어 벤트(130)의 내측에 배치될 수 있으며, 상기 리어 벤트(130)의 일측에는 응축수를 리어 벤트(130)의 외부로 배출하기 위한 드레인부(150)가 구비될 수 있다. 응축수는 상기 드레인부(150)에 연결된 드레인호스 등을 통해 차량 실외로 배출될 수 있다.

그리고 제2 유로(126)의 하측부를 감싸고 있는 케이스(100)의 하측면부(100a)는 전방에서 후방쪽으로 상향 경사지게 형성될 수 있다. 다시 말해, 응축수 수집부(146)의 후방 및 제1 유로(124)의 하방에 배치되는 상기 케이스(100)의 하측면부(100a)는 전방에서 후방쪽으로 상향 경사지게 형성될 수 있다. 이에 따라 냉각기(102)에서 생성된 응축수가 상기 응축수 수집부(146)의 후면부(146a)를 넘어서 제2 유로(126)쪽으로 유동되는 경우에도, 중력에 의해 응축수가 리어 벤트(130)쪽으로 유동되어 드레인부(150)로 배출될 수 있게 된다.

한편, 도 4a 및 도 4b를 도면, 상기 좌측 케이스부(114)의 상측부에는 좌측 전석 존(ZONE)으로 공기를 내보내는 좌측 출구(114a)와 상기 좌측 출구(114a)를 개폐하는 좌측 프론트 도어(152)가 구비될 수 있다. 상기 좌측 프론트 도어(152)는 액추에이터에 의해 회전될 수 있으며, 이러한 좌측 프론트 도어(152)의 개도량에 따라 좌측 전석 존(ZONE)으로 송풍되는 공기의 유량이 제어될 수 있다.

또한 우측 케이스부(116)의 상측부에는 우측 전석 존(ZONE)으로 공기를 내보내는 우측 출구(116a)와 상기 우측 출구(116a)를 개폐하는 우측 프론트 도어(154)가 구비될 수 있다. 상기 우측 프론트 도어(154)는 액추에이터에 의해 회전될 수 있으며, 이러한 우측 프론트 도어(154)의 개도량에 따라 우측 전석 존(ZONE)으로 송풍되는 공기의 유량이 제어될 수 있다.

아울러, 여기서 언급되는 다른 도어들 역시 액추에이터에 의해 회전될 수 있으며, 각 도어의 액추에이터는 개별 제어될 수 있다. 또한 여기서 언급되는 모든 도어는 케이스(100)에 회전가능하게 지지될 수 있다.

그리고, 상기 좌측 케이스부(114)의 내측에는 제1 사이드 도어(156)가 구비될 수 있다. 상기 제1 사이드 도어(156)는 좌측 케이스부(114)의 내측에 좌측 밀폐 공간(160)을 형성할 수 있다. 상기 좌측 밀폐 공간(160)은 좌측 케이스부(114)의 후면부와 측면부 및 리어 격벽(110)과 세퍼레이터(112) 그리고 상기 제1 사이드 도어(156)에 의해 밀폐될 수 있다. 상기 제1 사이드 도어(156)가 오픈 모드로 작동되는 경우, 상기 좌측 밀폐 공간(160)의 상측부가 개방될 수 있다. 상기 좌측 밀폐 공간으로 유입된 공기는 좌측 프론트 벤트(164)를 통해 좌측 전석 존(ZONE)으로 토출될 수 있다. 상기 좌측 프론트 벤트(164)는 좌측 케이스부(114)의 외측면에 돌출되도록 구비될 수 있다.

또한 상기 우측 케이스부(116)의 내측에는 제2 사이드 도어(158)가 구비될 수 있다. 상기 제2 사이드 도어(158)는 우측 케이스부(116)의 내측에 우측 밀폐 공간(162)을 형성할 수 있다. 상기 우측 밀폐 공간(162)은 우측 케이스부(116)의 후면부와 측면부 및 리어 격벽(110)과 세퍼레이터(112) 그리고 상기 제2 사이드 도어(158)에 의해 밀폐될 수 있다. 상기 제2 사이드 도어(158)가 오픈 모드로 작동되는 경우, 상기 우측 밀폐 공간(162)의 상측부가 개방될 수 있다. 상기 우측 밀폐 공간(162)으로 유입된 공기는 우측 프론트 벤트(168)를 통해 우측 전석 존(ZONE)으로 토출될 수 있다. 상기 우측 프론트 벤트(168)는 우측 케이스부(116)의 외측면에 돌출되도록 구비될 수 있다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

100 : 케이스 100a : 케이스의 하측면부
102 : 냉각기 104 : 가열기
104a : 컨덴서 104b : PTC 히터
106 : 거치부 108 : 프론트 격벽
108a : 프론트 격벽의 입구 110 : 리어 격벽
112 : 세퍼레이터 114 : 좌측 케이스부
114a : 좌측 출구 116 : 우측 케이스부
116a : 우측 출구 118 : 좌측 프론트 템프 도어
120 : 우측 프론트 템프 도어 122 : 가열 공간부
124 : 제1 유로 126 : 제2 유로
128 : 제3 유로 130 : 리어 벤트
134 : 지지돌기 138 : 리어 도어
140 : 리어 템프 도어 142 : 서브 리어 템프 도어
144 : 배플 146 : 응축수 수집부
146a : 응축수 수집부의 후면부 148 : 배출부
150 : 드레인부 152 : 좌측 프론트 도어
154 : 우측 프론트 도어 156 : 제1 사이드 도어
158 : 제2 사이드 도어 160 : 좌측 밀폐 공간
162 : 우측 밀폐 공간 164 : 좌측 프론트 벤트
168 : 우측 프론트 벤트

Claims

차량 실내로 토출되는 공기를 감온시키기 위한 냉각기와 승온시키기 위한 가열기가 내장되는 케이스;
상기 케이스의 내측에 구비되어, 상기 냉각기를 통과한 뒤 상기 가열기쪽으로 유동되는 공기의 유량을 제어하여서 차량 실내의 전석 존(ZONE)으로 공급되는 공기의 온도를 제어하는 프론트 템프 도어;
상기 프론트 템프 도어의 아래쪽에 배치되어, 상기 냉각기를 통과한 뒤 상기 가열기쪽으로 유동되는 공기의 유량을 제어하여서 차량 실내의 후석 존(ZONE)으로 공급되는 공기의 온도를 제어하는 리어 템프 도어;
상기 케이스의 하측부에 구비되어 상기 가열기의 전방에 배치된 상기 냉각기의 아래쪽에 배치되고, 상기 후석 존(ZONE)으로 공기를 내보내는 리어 벤트;
를 포함하는 차량용 공기조화장치.
청구항 1에 있어서,
상기 케이스의 하측부에는 상기 리어 벤트를 개폐하는 리어 도어가 구비되고, 상기 리어 도어의 개도량에 따라 상기 리어 벤트를 통해 후석 존으로 송풍되는 공기의 유량이 제어되는 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치.
청구항 1에 있어서,
상기 냉각기와 가열기 사이에는 상기 냉각기를 통과한 공기가 상기 가열기쪽으로 유동되는 것을 방지하는 프론트 격벽이 구비되고, 상기 프론트 격벽에는 리어 템프 도어에 의해 개폐되는 입구가 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치.
청구항 3에 있어서,
상기 리어 템프 도어에 의해 프론트 격벽의 입구가 개방될 때 상기 냉각기를 통과한 공기가 상기 입구를 통해 가열기쪽으로 유동되는 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치.
청구항 4에 있어서,
상기 리어 템프 도어는, 프론트 격벽의 입구를 개방할 때, 냉각기의 하측단과 가열기의 하측단 사이에 구비된 제1 유로를 닫아서 상기 냉각기를 통과한 공기가 상기 제1 유로를 통해 리어 벤트쪽으로 유동되는 것을 차단하게 된 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치.
청구항 5에 있어서,
상기 가열기의 하측에는 가열기를 통과한 공기를 후석 존(ZONE)으로 안내하는 제2 유로가 배치되고, 상기 제1 유로 및 제2 유로의 하류에 상기 리어 벤트가 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치.
청구항 6에 있어서,
상기 프론트 격벽은 가열기의 전방에 배치되고, 상기 가열기의 후방에는 리어 격벽이 배치되며, 상기 프론트 격벽과 리어 격벽으로 둘러싸인 가열 공간부의 상측부는 좌측 프론트 템프 도어와 우측 프론트 템프 도어에 의해 개폐되는 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치.
청구항 7에 있어서,
상기 리어 격벽에는 가열기쪽으로 돌출되는 배플이 구비되고, 상기 배플은 프론트 격벽의 입구를 통과한 뒤 상기 가열기의 하측부를 통과한 공기를 상기 제2 유로쪽으로 유도하는 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치.
청구항 6에 있어서,
상기 제2 유로에는 상기 제1 유로를 통과한 공기가 상기 제2 유로의 상류쪽으로 역류하는 것을 방지하는 서브 리어 템프 도어가 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치.
청구항 5에 있어서,
상기 케이스는 냉각기의 하측에 배치되는 응축수 수집부가 구비되고, 상기 응축수 수집부에는 냉각기에서 생성된 응축수의 배출을 위한 배출부가 구비되며, 상기 응축수 수집부의 후면부는 상기 배출부의 후방에서 상측으로 굴곡된 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치.
청구항 10에 있어서,
상기 응축수 수집부의 후면부는 냉각기의 하측단보다 하방에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치.
청구항 11에 있어서,
상기 응축수 수집부의 후방 및 상기 제1 유로의 하방에 배치된 케이스의 하측면부는 전방에서 후방쪽으로 상향 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치.
청구항 1에 있어서,
상기 좌측 케이스부의 상측부에는 좌측 전석 존(ZONE)으로 공기를 내보내는 좌측 출구와 상기 좌측 출구를 개폐하는 좌측 프론트 도어가 구비되고, 상기 좌측 프론트 도어의 개도량에 따라 좌측 전석 존(ZONE)으로 송풍되는 공기의 유량이 제어되는 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치.
청구항 1에 있어서,
상기 우측 케이스부의 상측부에는 우측 전석 존(ZONE)으로 공기를 내보내는 우측 출구와 상기 우측 출구를 개폐하는 우측 프론트 도어가 구비되고, 상기 우측 프론트 도어의 개도량에 따라 우측 전석 존(ZONE)으로 송풍되는 공기의 유량이 제어되는 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치.
청구항 1에 있어서,
상기 케이스는 케이스의 중앙부에 배치된 세퍼레이터에 의해 좌측 케이스부와 우측 케이스부로 이분된 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치.
청구항 15에 있어서,
상기 프론트 템프 도어는,
상기 좌측 케이스부의 내측에 구비되어, 상기 냉각기를 통과한 뒤 상기 가열기쪽으로 유동되는 공기의 유량을 제어하여서 차량 실내의 좌측 전석 존(ZONE)으로 공급되는 공기의 온도를 제어하는 좌측 프론트 템프 도어;
상기 우측 케이스부의 내측에 구비되어, 상기 냉각기를 통과한 뒤 상기 가열기쪽으로 유동되는 공기의 유량을 제어하여서 차량 실내의 우측 전석 존(ZONE)으로 송풍되는 공기의 온도를 제어하는 우측 프론트 템프 도어;
로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치.