KR20070039281A - 차량 공조장치용 공조케이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 공조장치용 공조케이스에 관한 것으로서, 공조케이스의 공기유입구로 유입되는 공기가 증발기쪽으로 고른 풍량으로 유동하도록 함으로써, 증발기에서 발생하는 아이싱 현상을 효과적으로 방지하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 차량 공조장치용 공조케이스는, 공조케이스의 선단부 일측에 공기유입구(112)가 형성되고, 상기 공조케이스에 내장되는 증발기(E)의 앞쪽 표면과 대응하는 내벽면(116)이, 상기 공기유입구쪽의 확대 내벽면(116a)과 상기 공기유입구로부터 먼 쪽의 축소 내벽면(116b)의 단차진 구조로 형성된다. 상기 내벽면(116)에는, 상기 공기유입구(112)를 통해 유입되는 공기를 증발기(E)의 앞쪽 표면쪽으로 고르게 분배하여 유동시킬 수 있는 다수의 공기분배배플(Baffle, 118)이, 공조케이스(100)의 폭방향을 따라 소정의 간격으로 형성된다. 상기 공기분배배플(118)은, 공조케이스(100)의 내벽면(116)을 균일하게 4등분하도록, 3개가 형성될 수 있다.

공조, 공기조화, 차량, 자동차, 입구, 증발기, 공기, 분배, 배플

Description

차량 공조장치용 공조케이스 {AIR CONDITIONING CASE FOR CAR AIR CONDITIONER}

도 1은, 일반적인 차량 공조장치의 일 예를 나타내는 단면도이다.

도 2는, 차량 공조장치의 종래 공조케이스를 구성하는 하부 케이스의 예를 나타내는 일부 사시도이다.

도 3은, 종래 공조케이스의 공기유입구쪽 공기 유동분포를 나타내는 일부 평단면도이다.

도 4는, 종래 공조케이스에 장착된 증발기의 풍속 분포를 나타내는 그래프이다.

도 5는, 본 발명에 따른 공조케이스가 적용된 차량 공조장치의 예를 나타내는 단면도이다.

도 6는, 본 발명에 따른 차량 공조장치용 공조케이스를 구성하는 하부 케이스의 예를 나타내는 일부 사시도이다.

도 7은, 본 발명에 따른 공조케이스가 적용된 차량 공조장치의 공기유입구쪽 공기 유동분포를 나타내는 일부 평단면도이다.

도 8은, 본 발명에 따른 공조케이스의 다른 예가 적용된 차량 공조장치의 공기유입구쪽 공기 유동분포를 나타내는 일부 평단면도이다.

도 9는, 본 발명에 따른 공조케이스에 장착되는 증발기의 풍속 분포를 나타내는 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 공조케이스, 112 : 공기유입구,

116 : 공조케이스의 내벽면, 116a : 확대 내벽면,

116b : 축소 내벽면, 118 : 공기분배배플(Baffle),

E : 증발기, EP : 냉매파이프.

본 발명은 차량 공조장치용 공조케이스에 관한 것으로서, 특히 공조케이스의 공기유입구로 유입되는 공기가 증발기쪽으로 고른 풍량으로 유동하도록 함으로써, 증발기에서 발생하는 아이싱(Icing) 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 차량 공조장치용 공조케이스에 관한 것이다.

차량 공조장치는, 차량의 실내를 냉방하기 위한 냉방시스템과, 차량의 실내를 난방하기 위한 난방시스템을 포함한다. 상기 냉방시스템은, 압축기의 구동에 의하여 응축기, 리시버 드라이어(Receiver Dryer), 팽창밸브 및 증발기를 거쳐 다시 압축기로 순환하는 냉매와, 송풍기에 의해 증발기 표면을 거치는 송풍공기와의 열교환에 의하여, 상기 송풍공기가 냉기로 바뀌어 차량 실내로 토출되도록 함으로써, 차량의 실내를 냉방하도록 구성된다. 또한, 상기 난방시스템은, 냉각수를 히터코어(Heater Core)로 유입하여 송풍공기와 열교환시킴으로써, 차량 실내를 난방하도록 구성된다.

이러한 차량 공조장치는, 크게 3가지로 나눌 수 있다.

그 한 가지로, 송풍기 유니트(Unit), 증발기 유니트 및 히터 유니트가 각각 별도의 유니트로 구성되어 결합된 쓰리 피스 타입(Three Piece Type)의 차량 공조장치를 들 수 있는데, 이 공조장치의 경우에는, 그 크기가 커지게 되어, 차량 실내 공간의 활용도가 떨어짐은 물론, 생산성 저하 등 각종 문제점을 안고 있다.

따라서, 차량 실내 공간의 효율성 증대를 위하여 차량 공조장치의 소형화가 요구되고 있는데, 이러한 요구에 부응하여 최근에는 증발기 유니트와 히터 유니트가 일체화된 세미 센터 마운팅 타입(Semi-Center Mounting Type)의 차량 공조장치나, 송풍기 유니트, 증발기 유니트 및 히터 유니트가 일체화된 센터 마운팅 타입의 차량 공조장치의 적용이 증가되고 있다.

도 1에는, 종래 세미 센터 마운팅 타입의 차량 공조장치의 예가 도시되어 있는데, 여기서 송풍기 유니트의 도시는 생략하였다.

도 1의 차량 공조장치는, 출구에 각각 모드 도어(Mode Door, 22d, 24d, 26d)에 의하여 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(Defrost Vent, 22), 페이스 벤트(Face Vent, 24) 및 플로어 벤트(Floor Vent, 26)가 설치된 공조케이스(10)와; 상기 공조케이스(10)의 공기유입구(12)에 연결되어 내기 또는 외기를 송풍하는 송풍기(미도시)와; 상기 공조케이스(10)의 내부유로에 설치되는 증발기(E) 및 히터코어(H)와; 그리고, 상기 공조케이스(10)의 냉기통로(P1) 및 온기통로(P2)의 개도를 조절하는 온도조절도어(30)를 포함하여 이루어진다.

상기 플로어 벤트(26)는, 앞좌석쪽으로 공기를 토출시키기 위한 프런트 벤트(Front Vent, 26f)와, 뒷좌석쪽으로 공기를 토출시키기 위한 리어 벤트(Rear Vent, 26r)로 분기될 수 있다.

또한, 상기 공조케이스(10)는, 통상적으로 좌우로 형합되는 좌/우측 케이스(10a, 10b)와, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 좌/우측 케이스(10a, 10b)의 하부에 결합되는 하부 케이스(10c)를 포함하여 이루어지며, 상기 하부 케이스(10c)의 바닥에는 증발기(E)의 표면에 발생하여 흘러내리는 응축수를 외부로 배출하기 위한 응축수 배출구(14)가 형성되어 있다.

상기한 바와 같이 구성된 도 1의 차량용 공조장치에 의하면, 냉방사이클이 가동될 경우, 온도조절도어(20)는, 도 1에 실선으로 도시된 위치로 이동하여 냉기통로(P1)를 개방함과 아울러 온기통로(P2)를 막는다. 이러한 상태에서, 송풍기에 의하여 공조케이스(10)의 공기유입구(12)를 통해 공조케이스(10)의 내부로 유입되는 공기는, 증발기(E)의 표면을 거치면서 증발기(E)의 내부를 유동하는 냉매와 열교환되어 냉기로 바뀐 뒤, 도 1에 실선 화살표로 나타나는 것처럼 냉기통로(P1)쪽으로 유동하여, 소정의 공기토출모드에 따라 개방되는 벤트를 통해 차량 실내로 토출됨으로써, 차량 실내의 냉방이 수행된다.

그런데, 상기한 바와 같은 차량 공조장치에 있어서는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 공기유입구(12)가 공조케이스(10)의 선단부 일측에 형성되어 있기 때문에, 송풍기에 의하여 상기 공기유입구(12)를 통해 공조케이스(10)의 내부로 유입되는 공기가 증발기(E)의 앞쪽 표면쪽으로 유동할 때, 고르게 유동하지 못하고, 도 3에 도시된 바와 같이 한 쪽으로 편중되어 유동하게 된다.

이러한 점을 고려하여, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 증발기(E)의 앞쪽 표면과 대응하는 공조케이스(10)의 내벽면(16)을, 상기 공기유입구(12)와 가까운 쪽의 확대 내벽면(16a)과, 상기 공기유입구(12)로부터 먼 쪽의 축소 내벽면(16b)의 단차진 구조로 형성하여, 상기 공기유입구(12)를 통해 공조케이스(10) 내부로 유입되는 공기가 상기 단차진 부분에 부딪히도록 함과 아울러, 체적 변화를 통해 풍량이 고르게 분배되도록 하고 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 단차진 구조에 의해 풍량 분배를 도모하는 것은 한계가 있기 때문에, 상기 증발기(E)중 상기 공기유입구(12)와 가까운 쪽의 단부(즉, 상기 확대 내벽면(16a)과 대응하는 쪽의 단부)에는 여전히 풍량이 적어, 공기와 증발기(E) 내부를 흐르는 냉매와의 열교환이 원활하게 이루어지지 않으므로, 상기 증발기(E)중 풍량이 적은 부분에서 아이싱 현상이 발생하는 것을 막을 수는 없다. 즉, 이러한 아이싱 현상은, 도 4의 그래프에 나타나는 바와 같이, 증발기(E)의 영역에 따라 풍속의 분포 차이가 심하고, 상기 공기유입구(12)와 가까운 쪽의 단부의 풍속이 다른 부분보다 현저하게 낮기 때문에 발생하는 것을 알 수 있다.

그리고, 상기한 바와 같이, 증발기(E)에 아이싱 현상이 발생하면, 공기와 냉매와의 열교환이 차단되어, 냉방효율이 급격하게 저하된다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 고려하여 이루어진 것으로서, 공조케이스의 공기유입구로 유입되는 공기가 증발기쪽으로 고른 풍량으로 유동하도록 함으로써, 증발기에서 발생하는 아이싱 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 차량 공조장치용 공조케이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 공조케이스의 선단부 일측에 공기유입구가 형성되고, 상기 공조케이스에 내장되는 증발기의 앞쪽 표면과 대응하는 내벽면이, 상기 공기유입구쪽의 확대 내벽면과 상기 공기유입구로부터 먼 쪽의 축소 내벽면의 단차진 구조로 형성된 차량 공조장치용 공조케이스에 있어서: 상기 내벽면에, 상기 공기유입구를 통해 유입되는 공기를 증발기의 앞쪽 표면쪽으로 고르게 분배하여 유동시킬 수 있는 다수의 공기분배배플(Baffle)이, 공조케이스의 폭방향을 따라 소정의 간격으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 공기분배배플은, 공조케이스의 내벽면을 균일하게 4등분하도록, 3개가 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 공기유입구로부터 첫 번째 위치에 형성되는 공기분배배플은, 상기 확대 내벽면 의 중간 부분에 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 공기분배배플들의 상하 길이는, 상기 공기유입구로부터 먼 쪽으로 갈수록 길게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 냉매파이프가 증발기의 상단에 연결되어 공조케이스의 내벽면을 관통하는 경우에, 상기 냉매파이프의 연직 상방에는 공기분배배플이 설치되지 않는 것이 바람직하다.

또한, 상기 공기분배배플들은, 공조케이스의 내벽면에 대하여 직각으로 형성되거나, 공기유동방향으로 소정의 각도로 경사지게 형성될 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 5에는, 본 발명에 따른 공조케이스가 적용된 차량 공조장치의 예가 도시되어 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 출구에 각각 모드 도어(122d, 124d, 126d)에 의하여 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(122), 페이스 벤트(124) 및 플로어 벤트(126)가 설치된 본 발명의 공조케이스(100)와, 상기 공조케이스(100)의 공기유입구(112)에 연결되어 내기 또는 외기를 송풍하는 송풍기(미도시)와, 상기 공조케이스(100)의 내부유로에 설치되는 증발기(E) 및 히터코어(H)와, 그리고 상기 공조케이스(100)의 냉기통로(P1) 및 온기통로(P2)의 개도를 조절하는 온도조절도어(130)를 포함하여 이루어진다.

상기 플로어 벤트(126)는, 앞좌석쪽으로 공기를 토출시키기 위한 프런트 벤 트(126f)와, 뒷좌석쪽으로 공기를 토출시키기 위한 리어 벤트(126r)로 분기될 수 있다.

또한, 본 발명의 공조케이스(100)는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 좌우로 형합되는 좌/우측 케이스(110a, 110b)와, 상기 좌/우측 케이스(110a, 110b)의 하부에 결합되는 하부 케이스(110c)를 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명의 공조케이스(100)의 바닥, 즉 상기 하부 케이스(110c)의 바닥에는 증발기(E)의 표면에 발생하여 흘러내리는 응축수를 외부로 배출하기 위한 응축수 배출구(114)가 형성되어 있다.

도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 공기유입구(112)는, 공조케이스(100)의 선단부 일측에 형성되며, 내장되는 증발기(E)의 앞쪽 표면과 대응하는 공조케이스(100)의 내벽면(116)이, 상기 공기유입구(112)쪽의 확대 내벽면(116a)과 상기 공기유입구(112)로부터 먼 쪽의 축소 내벽면(116b)의 단차진 구조로 형성된다.

본 발명에 따르면, 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 공조케이스(100)의 내벽면(116)에는, 상기 공기유입구(112)를 통해 유입되는 공기를 증발기(E)의 앞쪽 표면쪽으로 고르게 분배하여 유동시킬 수 있는 다수의 공기분배배플(118)이, 상기 공조케이스(100)의 폭방향을 따라 소정의 간격으로 형성된다.

상기 공기분배배플(118)은, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 공조케이스(100)의 내벽면(116)을 균일하게 4등분하도록, 3개가 형성되는 것이 바람직하다. 상기 공기분배배플(118)들중 공기유입구(112)로부터 첫 번째 위치에 형성된 공기분 배배플(118)의 경우, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 공기유입구(112)를 통해 유입되는 공기를 증발기(E)중 공기유입구(112)에 가까운 쪽의 단부로 분배하여 유동시키는 기능을 함으로써, 그 부분의 아이싱을 방지하게 된다. 상기 공기유입구(112)로부터 첫 번째 위치에 형성되는 공기분배배플(118)은 상기 확대 내벽면(116a)의 중간 부분에 형성되는 것이 바람직하며, 또한 상기 확대 내벽면(116a)과 축소 내벽면(116b)의 단차진 부분에 공기분배배플(118)이 형성되는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 아이싱 방지 효과는, 도 9의 그래프에 나타나는 바와 같이, 증발기(E)중 상기 공기유입구(112)에 가까운 쪽의 단부에 대한 풍속이 커져 증발기(E)의 전체 영역에 대하여 풍속이 고르게 분포하고, 이에 따라 증발기(E)의 전체 영역에 대하여 풍량도 고르게 분포함으로써, 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.

또한, 상기 공기분배배플(118)들의 상하 길이는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 공기유입구(112)로부터 먼 쪽으로 갈수록 길게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 냉매파이프(EP)가 증발기(E)의 상단에 연결되어 공조케이스(100)의 내벽면(116)을 관통하는 경우에, 상기 냉매파이프(EP)의 연직 상방에는 공기분배배플(118)이 설치되지 않는 것이 바람직하다.

또한, 상기 공기분배배플(118)들은, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 공조케이스(100)의 내벽면(116)에 대하여 직각으로 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 최적의 공기분배효과를 얻을 수 있도록, 도 8에 도시된 바와 같이, 공기유동방향으로 소정의 각도로 경사지게 형성될 수 있다.

다음에, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 공조케이스가 적용된 차량 공조장치의 작용에 대하여 설명한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 냉방사이클이 가동될 경우에, 온도조절도어(130)는 실선으로 도시된 위치로 이동하여 냉기통로(P1)를 개방함과 아울러 온기통로(P2)를 막는다. 이러한 상태에서, 송풍기에 의하여 공조케이스(100)의 공기유입구(112)로 유입되는 공기는, 증발기(E)의 표면을 거치면서 증발기(E)의 내부를 유동하는 냉매와 열교환되어 냉기로 바뀐 뒤, 도 1에 실선 화살표로 나타나는 것처럼 냉기통로(P1)쪽으로 유동하여, 소정의 공기토출모드에 따라 개방되는 벤트를 통해 차량 실내로 토출됨으로써, 차량 실내의 냉방이 수행된다.

이러한 냉방사이클 과정에서, 공기유입구(112)를 통해 공조케이스(100)로 유입되는 공기는, 공기분배배플(118)들에 부딪혀 증발기(E)의 앞쪽 표면의 전체 영역으로 고르게 분배되어 유동하게 되므로, 공기와 냉매와의 열교환이 원활하게 이루어질 수 있다. 따라서, 증발기(E)의 표면에서 풍량 부족으로 공기와 냉매와의 열교환이 이루어지지 않아 아이싱이 발생하는 현상을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량 공조장치용 공조케이스에 의하면, 공기유입구(112)를 통해 공조케이스(100)로 공기가 유입되어 증발기(E)의 앞쪽 표면쪽으로 유동할 때, 공기분배배플(118)들에 부딪혀 증발기(E)의 앞쪽 표면의 전체 영역으로 고르게 분배되어 유동할 수 있도록 함으로써, 증발기(E)의 표면에서 풍량 부족으로 공기와 냉매와의 열교환이 이루어지지 않아 아이싱이 발생하는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 아이싱 현상의 방지에 의하여 차량 공조장치의 냉방효율을 현저하게 높일 수 있다.

Claims (6)

1. 공조케이스의 선단부 일측에 공기유입구(112)가 형성되고, 상기 공조케이스에 내장되는 증발기(E)의 앞쪽 표면과 대응하는 내벽면(116)이, 상기 공기유입구쪽의 확대 내벽면(116a)과 상기 공기유입구로부터 먼 쪽의 축소 내벽면(116b)의 단차진 구조로 형성된 차량 공조장치용 공조케이스에 있어서:

   상기 내벽면(116)에, 상기 공기유입구(112)를 통해 유입되는 공기를 증발기(E)의 앞쪽 표면쪽으로 고르게 분배하여 유동시킬 수 있는 다수의 공기분배배플(Baffle, 118)이, 공조케이스(100)의 폭방향을 따라 소정의 간격으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량 공조장치용 공조케이스.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 공기분배배플(118)은, 공조케이스(100)의 내벽면(116)을 균일하게 4등분하도록, 3개가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량 공조장치용 공조케이스.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 공기유입구(112)로부터 첫 번째 위치에 형성되는 공기분배배플(118)은, 상기 확대 내벽면(116a)의 중간 부분에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량 공조장치용 공조케이스.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 공기분배배플(118)들의 상하 길이는, 상기 공기유입구(112)로부터 먼 쪽으로 갈수록 길게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량 공조장치용 공조케이스.
5. 제 1 항에 있어서,

   냉매파이프(EP)가 증발기(E)의 상단에 연결되어 공조케이스(100)의 내벽면(116)을 관통하는 경우에, 상기 냉매파이프(EP)의 연직 상방에는 상기 공기분배배플(118)이 설치되지 않는 것을 특징으로 하는 차량 공조장치용 공조케이스.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 공기분배배플(118)들은, 공조케이스(100)의 내벽면(116)에 대하여 직각으로 형성되거나, 공기유동방향으로 소정의 각도로 경사지게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량 공조장치용 공조케이스.

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