KR20070050153A - 2층류 공기조화장치 - Google Patents

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KR20070050153A
KR20070050153A KR1020050107383A KR20050107383A KR20070050153A KR 20070050153 A KR20070050153 A KR 20070050153A KR 1020050107383 A KR1020050107383 A KR 1020050107383A KR 20050107383 A KR20050107383 A KR 20050107383A KR 20070050153 A KR20070050153 A KR 20070050153A
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이상률
안용귀
임연우
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한라공조주식회사
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Abstract

본 발명은 내,외기를 분리 유동시켜 각각 실내 측 벤트와 디프로스트 벤트측으로 토출시킴으로써 난방효율 저하 없이 성에를 효과적으로 제거할 수 있는 2층류 모드 기능을 갖는 2층류 공기조화장치에 관한 것으로, 특히, 2층류 모드시 히터 하류측 공기유로를 내,외기(Ain,Aout) 유로로 구획하는 히터 하류 구획도어(23)와; 외기 유로를 플로어 벤트측 유로에 직접 연결하기 위한 바이패스 도어(24)가 서로 기구적으로 연동하여 개폐되도록 구성된 것을 특징으로 하며, 이러한 구성에 따르면, 내,외기를 디프로스트와 플로어측으로 분리 유동시키기 위한 도어 등의 기구적인 구성과 작동구조가 단순하여 설계와 제작이 용이하다.
공기조화장치, 2층 유동, 내기, 외기, 성에, 디프로스트, 연동

Description

2층류 공기조화장치{AIR CONDITIONER WITH TWO LAYER AIR FLOW MODE}
도 1은 종래 2층류 공기조화장치의 단면도.
도 2는 종래 2층류 공기조화장치의 2층류 모드시 공기유동경로를 보인 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 2층류 공기조화장치의 맥스 쿨모드(Max Cool Mode)시 공기 유동경로를 보인 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 2층류 공기조화장치의 히터 하류 구획도어와 바이패스 도어 연동구조를 보인 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 2층류 공기조화장치의 맥스 웜 모드시 공기유동경로를 보인 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 2층류 공기조화장치의 바이레벨 모드시 공기유동경로를 보인 단면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 2층류 공기조화장치의 2층류 믹스 모드시 공기유동경로를 보인 단면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 2층류 공기조화장치의 2층류 플로어 모드시 공기유동경로를 보인 단면도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 2층류 공기조화장치의 맥스 쿨모드 (Max Cool Mode)시 공기 유동경로를 보인 단면도.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2층류 공기조화장치의 히터 하류 구획도어와 바이패스 도어 연동구조를 보인 사시도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 공조케이스 11a : 분리벽
12 : 페이스 벤트 13 : 디프로스트 벤트
14 : 플로어 벤트측 유로 21 : 온도조절도어
22 : 히터 상류 구획도어 23 : 히터 하류 구획도어
24 : 바이패스 도어 25 : 페이스 벤트 도어
26 : 디프로스트 벤트 도어 27 : 플로어 벤트 도어
28 : 링크부재 E : 증발기
H : 히터
본 발명은 내,외기를 분리 유동시켜 각각 플로어 벤트와 디프로스트 벤트측으로 토출시킴으로써 난방효율 저하 없이 성에를 효과적으로 제거할 수 있는 2층류 모드 기능을 갖는 2층류 공기조화장치에 관한 것으로, 특히, 히터 하류측에서 내, 외기를 디프로스트와 플로어측으로 분리 유동시키기 위한 도어 등의 기구적인 구성과 작동구조가 단순한 2층류 공기조화장치에 관한 것이다.
통상 자동차용 공기조화장치는 자동차 실내를 냉방하기 위한 냉방 시스템과, 자동차의 실내를 난방하기 위한 난방 시스템으로 이루어져 있다.
냉방 시스템은 압축기의 구동에 의하여 토출되는 열교환매체를 응축기, 리시버 드라이어, 팽창밸브 및 증발기를 거쳐 다시 압축기로 순환하는 과정에서 실내 또는 실외로부터 도입하여 실내측으로 송풍하는 내기 또는 외기를 증발기에서 기화되는 열교환매체와 열교환시켜 냉각함으로써 자동차의 실내를 냉방하도록 구성되고, 난방 시스템은 실내로 송풍되는 내기 또는 외기를 엔진에서 뜨거워진 상태로 히터를 순환하는 냉각수와 열교환시켜 온도를 높임으로써 자동차의 실내를 난방하도록 구성된다.
이와 같은 공기조화장치 중에서 특히 2층류 공기조화장치의 경우는 모드 선택에 따라 내기와 외기를 동시에 도입하여 내기는 실내 난방용으로 이용하고 외기는 주로 차창에 낀 성에를 제거하는데 이용할 수 있는 2층류 모드(Two Layer Mode) 기능을 구비한 것으로, 2층류 모드 선택시 실내,외로부터 도입한 내기와 외기를 격리된 유로를 통해 각각 히터를 거치면서 가열한 다음 내기(Ain)는 플로어 벤트측 유로를 통해 플로어 벤트(Floor vent)로 송풍하고 외기(Aout)는 페이스 벤트 또는 디프로스트 벤트을 통해 차창쪽으로 송풍함으로써 난방효율의 저하를 극소화하면서 차갑고 건조한 외기로 성에를 신속하게 제거할 수 있게 구성된 것이다.
도 1에는 종래 전형적인 2층류 공기조화장치가 도시되어 있다.
이 공기조화장치의 경우 증발기(E) 하류에 히터(H)를 경유하는 공기량을 조절할 수 있는 온도조절도어(41)와 각 벤트측 유로(32,33,34)를 개폐할 수 있는 벤트 도어(45,46.47)들 외에, 냉방모드에서 상기 온도조절도어(41)와 함께 히터(H)측 유로를 폐쇄하고 2층류 모드에서는 공기유로를 내,외기(Ain,Aout) 유로로 구획할 수 있는 히터 상류 구획도어(42), 2층류 모드시 히터(H) 하류에서 공기유로를 내,외기(Ain,Aout) 유로로 구획하여 분리하는 히터 하류 구획도어(43), 히터(H) 하류에서 플로어측 유로(34)를 직접 개폐할 수 있는 바이패스 도어(44) 등과 같은 2층류 모드 실행을 위한 각종 도어들을 포함하고 있다.
이러한 종래 2층류 공기조화장치에 있어서 내,외기를 구분하지 않고 송풍하는 일반 모드에서는 상기 히터 상,하류 구획도어(42,43) 및 바이패스 도어(44)가 도 1과 같이 내,외기 유로를 구획하지 않고 일반 공기조화장치와 같은 공기유동 경로를 형성함으로써 페이스 모드나 디프로스트 모드 등 운전자 등이 선택한 모드의 공기조화를 실행할 수 있다.
그리고, 2층류 모드가 선택되는 경우에는 히터 상,하류 구획도어(42,43)와 바이패스 도어(44)가 각각 도 2에 나타난 바와 같이 증발기(E)의 분리벽(11a)와 더불어 증발기(E)에서 히터(H)를 거치는 공기유로를 내,외기(Ain,Aout) 유로로 구획 분리하여 외기(Aout)를 디프로스트 벤트(46)로 유도하고 내기(Ain)를 플로어 벤트측 유로(34)로 송풍되도록 함으로써 실내에 대한 난방효율을 크게 떨어뜨리지 않고 차창 에 낀 성에를 효과적으로 제거할 수 있다.
그러나, 위와 같은 종래 2층류 공기조화장치는 2층류 모드시 내,외기를 분리하여 내기만 플로어 벤트측 통로로 유동시키기 위하여 히터의 하류에 히터 하류 구획도어(43)와 바이패스 도어(44) 등 적어도 2 개의 도어가 설치되는데, 이들 도어들이 각각 별도의 구동수단에 의해 개별 구동하도록 구성되어 있었기 때문에 도어 개폐를 위한 기구적인 구성과 제어로직 등이 매우 복잡하여 각 도어 개폐기구 및 제어부 등의 설계 및 제작 등이 상당히 까다롭다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 2층류 공기조화장치의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 2층류 모드에서 내,외기를 분리 유동시키기 위하여 히터 하류측에 설치되는 도어들이 서로 연동하여 개폐되도록 구성됨에 따라 도어 개폐를 위한 기구적인 구성이 매우 단순한 2층류 공기조화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이상의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내기 또는 외기 유입구를 통해 도입한 내기와 외기를 서로 격리된 유로를 통해 증발기(E)와 히터(H)를 거치게 하여 가열한 다음 각각 자동차 실내의 복수 개소에 설치된 벤트를 통해 분리 송풍할 수 있는 2층류 모드 기능을 구비한 2층류 공기조화장치에 있어서, 2층류 모드시 상 기 히터 하류측 공기유로를 내,외기 유로로 구획하는 히터 하류 구획도어와; 상기 히터 하류 구획도어에 기구적으로 연동하여 개폐되도록 설치되어 2층류 모드에서 상기 히터 하류 구획도어에 의해 구획된 내기 유로를 플로어 유로에 직접 연결하는 바이패스 도어;를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 2층류 모드에서 상기 히터 상류측에 설치된 온도조절도어와 협동하여 상기 히터 상류측 공기유로를 내,외기 유로로 구획하는 히터 상류 구획도어;가 더 포함될 수 있다.
상기 히터 하류 구획도어와 상기 바이패스 도어는 그 양 도어에 대하여 양단이 각각 상대회전 가능하도록 힌지 결합되거나 또는 상기 히터 하류 구획도어에는 상대회전 가능하게 힌지 결합되고 상기 바이패스 도어에 대해서는 상기 바이패스 도어의 회전반경방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 링크부재와 같은 연동수단을 매개로 이들 히터 하류 구획도어와 바이패스도어가 기구적으로 서로 연동하여 개폐되도록 구성될 수 있다.
이상과 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 2층류 공기조화장치는 일반 냉,난방모드에서는 히터 상,하류 구획도어가 개방되어 내,외기 유로를 서로 연통시킴으로써 공조 케이스에 유입된 공기를 내,외기를 구분하지 않고 송풍하여 실내 냉난방에 이용할 수 있다. 그리고, 2층류 모드에서는 히터 상,하류 구획도어가 폐쇄되어 공조케이스내 공기유로를 내,외기 유로로 구획하고 바이패스 도어가 상기 히터 하류 구획도어에 연동하여 개방되면서 히터 하류의 내기유로를 플로어 벤트측 유로에 연결함에 따라, 히터를 거치면서 가열된 내기와 외기를 각각 플로어 벤트와 디프로스트 벤트로 구분 송풍하여 난방효율 저하 없이 차창에 낀 성에를 신속하게 제거할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 2층류 공기조화장치의 구성과 작용 등을 바람직한 실시예를 통해 보다 구체적으로 살펴본다.
도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 2층류 공기조화장치의 단면도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 2층류 공기조화장치는 실내 또는 실외로부터 내기(Ain) 또는 외기(Aout)를 도입하여 증발기(E) 또는 히터(H)와 열교환시켜 냉각 또는 가열한 뒤 실내에 송풍하여 자동차의 실내를 냉,난방할 수 있게 이루어진 것으로서, 특히, 2층류 모드에서 내기(Ain)와 외기(Aout)를 서로 격리된 유로를 통해 각각 증발기(E)와 히터(H)를 거치면서 냉각 또는 가열한 다음 내기(Ain)는 주로 페이스 벤트(12)나 플로어 벤트측 유로(14)를 통해 플로어 벤트(도시되지 않음)로 토출하고 외기(Aout)는 디프로스트 벤트(13)로 토출함으로써 차창에 낀 성에를 난방효율 저하 없이 빠르고 효과적으로 제거할 수 있게 구성된 것이다.
참고로, 도 3의 경우는 일반 맥스 쿨 모드(Max Cool Mode)로서, 이 모드에서 온도조절도어(21)와 구획도어(22)는 히터(H)측 유로를 폐쇄하고 페이스 벤트 도어(25)는 개방된다. 이에 증발기(E)를 통과하면서 냉각된 내기(Ain) 또는 외기(Aout)를 페이스 벤트(12)로 모두 토출시킴으로써 자동차 실내를 급속 냉방할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 2층류 공기조화장치는 송풍기가 송풍하는 공기를 실내의 각 위치에 설치된 각 벤트(12,13,14)측으로 유도하기 위한 공기유로를 형성하는 공조케이스(10)와, 상기 공조케이스(10)가 형성하는 공기유로 상에 그 공기유로로 송풍되는 공기(Ain,Aout)를 냉각하거나 가열할 수 있게 설치되는 열교환기인 증발기(E) 및 히터(H)와, 상기 히터(H)에 송풍되는 공기의 양을 조절하여 실내에 토출되는 공기의 온도를 조절할 수 있는 온도조절도어(21)와, 그리고, 실내 각 부위에 설치된 디프로스트 벤트(13), 페이스 벤트(12), 플로어 벤트(부호 14 참조) 등의 각 실내 벤트로 이어지는 공기유로를 개폐하기 위한 벤트 도어(25,26,27)들을 포함하고 있다.
상기 구성들 외에도 공조케이스(10) 내에는 모드 선택에 따라 내기(Ain)와 외기(Aout)를 분리 유동시키기 위한 구성들로서, 증발기(E)와 히터(H) 사이에서 회전 각도에 따라 공기유로를 내,외기(Ain,Aout) 유로로 분리하거나 상기 온도조절도어(21)와 함께 히터(H)의 입구를 폐쇄할 수 있는 히터 상류 구획도어(22), 선택된 모드에 따라 상기 히터 하류측 공기유로를 내,외기(Ain,Aout) 유로로 구획할 수 있는 히터 하류 구획도어(23) 및 히터(H) 하류에서 플로어측 유로(34)를 직접 개폐할 수 있는 바이패스 도어(24)가 더 포함되어 있다.
도 4에 나타난 바와 같이, 상기 히터 하류 구획도어(23)와 상기 바이패스 도 어(24)는 여닫이식 도어들로, 양 도어(23,24)에 대하여 양단이 각각 상대회전 가능하게 힌지 결합되는 링크부재(28)와 같은 연동수단을 매개로 기구적으로 서로 연동하여 개폐되도록 구성된다.
이상과 같은 구성으로 이루어짐에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른공기조화장치는 모드 선택에 따라 히터 상,하류 구획도어(22)(23)와 바이패스 도어(24)를 비롯한 각 도어(25,26,27)들로 각 공기유로를 개폐함으로써 해당 모드에 따른 공기조화를 수행할 수 있다.
즉, 일반 모드 즉 내,외기를 구분하지 않고 송풍하는 통상의 냉,난방모드에서는 히터 상류 구획도어(22)가 내,외기(Ain,Aout) 유로를 개방하고, 히터 하류 구획도어(23)는 내,외기를 구분하지 않는 위치로 회전되며, 또한, 바이패스 도어(24)는 상기 하터 하류 구획도어(23)와 연동하여 플로어 벤트(14)를 폐쇄함으로써(도 3에 실선으로 도시된 도어(23,24)들 참조), 공조 케이스(10)에 유입된 공기를 내,외기를 구분하지 않고 실내측의 각 벤트(12,13,14)측으로 송풍하여 선택된 모드에 해당하는 냉,난방을 수행할 수 있다. 반면, 내기와 외기를 구분하는 2층류 모드에서는 히터 상,하류 구획도어(22)(23)가 공조케이스(100) 내 유로를 내,외기 유로를 구획하고 바이패스 도어(24)가 상기 히터 하류 구획도어(23)에 연동하여 개방되면서 히터(H) 하류의 내기(Ain) 유로를 플로어 벤트측 유로(14)를 직접 연결하여 내기와 외기를 각각 플로어 벤트(도시되지 않음)와 디프로스트(13)측으로 구분 송풍함으로써 실내 난방과 동시에 차창에 낀 성에를 효과적으로 제거할 수 있다.
예컨대, 맥스 쿨 모드(Max Cool Mode)가 선택되는 경우에는 도 3에 나타난 바와 같이 온도조절도어(21)와 구획도어(22)로 히터(H)측 유로를 폐쇄한 상태에서 페이스 벤트 도어(25) 등을 개방하여 증발기(E)를 통과하면서 냉각된 내기(Ain) 또는 외기(Aout)를 페이스 벤트(12)로 모두 토출시킴으로써 급속 냉방을 하게 된다.
맥스 웜 모드(Max Warm Mode)에서는 도 5에 나타난 바와 같이 히터 상류 구획도어(22)가 온도조절도어(21)와 함께 히터(H) 상류의 유로를 완전 개방하고 히터 하류 구획도어(23)와 바이패스 도어(24)가 플로어 벤트측 유로(14)를 차단하면서 내,외기 유로를 서로 연통시키게 된다. 이에, 히터(H)를 거치면서 가열된 공기를 내,외기(Ain,Aout) 구분 없이 페이스 벤트 도어(25)에 의해 개방된 페이스 벤트(12)로 송풍함으로써 자동차 실내를 급속 난방할 수 있다. 맥스 웜 모드에서 각 벤트 도어(25,26,27)의 개폐 상태는 운전자의 선택에 따라 변경될 수 있다.
기타, 디프로스트 모드, 바이레벨 모드, 믹스 모드, 페이스 모드 등의 경우에도 히터 하류 구획도어(23)는 내,외기 유로를 구획하지 않고 바이패스 도어(24)는 플로어 벤트(14)를 폐쇄하는 위치에서 일반 공기조화장치의 모드와 동일하게 동작한다. 도 5는 페이스 모드시 도 6은 바에레벨 모드시 각 도어의 개폐 상태와 그에 따른 공기의 유동경로를 도시한 것이다.
2층류 모드는 내,외기를 분리 유동시켜 온도가 높고 습도가 높은 내기는 난방에 이용하고 건조한 외기는 차창에 낀 성에를 제거하는데 이용하도록 이루어진 작동모드로서, 도 7과 도 8에 나타난 바와 같이 이 모드에서 히터 상류 구획도어 (22)는 온도조절도어(21)와 함께 히터(H)의 상류를 내,외기(Ain,Aout) 유로로 구획하고 히터 하류 구획도어(23)와 바이패스 도어(24)는 연동하여 회전되면서 히터(H) 하류의 공기유동로를 내,외기 유로로 구획하면서 동시에 플로어 벤트측 유로(14)를 개방하여 내기유로를 상기 플로어 벤트측 유로(14)에 직접 연결한다.
이 2층류 모드는 다시 디프로스트 벤트 도어(26)의 개도량에 따라 다음과 같이 성에를 신속하게 제거할 수 있는 2층류 믹스 모드와 실내 난방을 주로 하면서 성에를 제거하거나 성에가 끼는 것을 예방할 수 있는 2층류 플로어 모드로 나뉜다.
도 7은 2층류 믹스 모드(Mix Mode)로 작동하는 경우로 이 모드에서 디프로스트 벤트 도어(26)는 완전히 개방되고 플로어 벤트 도어(27)는 운전자의 선택에 따라 개방 또는 폐쇄된다. 이에, 건조한 외기의 대부분을 디프로스트 벤트(13)로 토출시키면서 내기를 플로어 벤트측 유로(14)를 통해 플로어 벤트로 송풍함으로써 외기 도입에 따른 난방효율을 크게 떨어뜨리지 않고 차창에 낀 성에를 신속하게 제거할 수 있다.
반면, 2층류 플로어 모드에서는 도 8에 도시된 바와 같이 디프로스트 벤트 도어(26)가 약 1/3정도만 개방되고 플로어 벤트 도어(27)가 운전자의 선택에 따라 개방 또는 폐쇄된다. 이에, 분리된 유로를 통해 증발기(E)와 히터(H)를 거치면서 가열된 내기(Ain)를 주로 플로어 벤트측 유로(14)를 통해 플로어 벤트(도시되지 않음)로 토출하고 외기(Aout)를 그 일부만 디프로스트 벤트(13)로 송풍함으로써 난방효율의 저하를 최소화하면서 차창에 낀 성에를 제거하거나 성에가 끼는 것을 예방 할 수 있다.
한편, 도 9는 본 고안의 다른 실시예에 따른 2층류 공기조화장치의 단면도로서, 이 다른 실시예에서 바이패스 도어(24)는 도 10에 도시된 바와 같이 링크부재(28)를 매개로 상기 히터 하류 구획도어(23)에 연동하여 슬라이딩되면서 플로어 벤트(14)를 개폐하는 슬라이딩 도어로 구성되어 있다. 이와 같이 2층류 모드에서 플로어 벤트(14)를 개방하기 위한 바이패스 도어(24)는 여닫이식이 아닌 다른 개폐방식의 도어로 다양하게 변경 실시될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 2층류 공기조화장치는 2층류 모드 실행시 실내 난방효율 저하없이 성에를 효과적으로 제거할 수 있는데, 특히 2층류 모드에서 히터 하류에서 내,외기의 분리 유동을 위해 공기유로를 내,외기 유로로 구획하기 위한 히터 하류 구획도어와 바이패스 도어 등 복수 개의 도어가 서로 연동하여 개폐되도록 구성됨에 따라 이들 도어들의 개폐를 위한 기구적인 구성과 제어로직 등이 단순하여 기존 2층류 공기조화장치들과 대비할 때 각 도어 개폐기구 및 제어부 등의 설계와 제작 등이 매우 용이하다.

Claims (4)

  1. 내기 또는 외기 유입구를 통해 도입한 내기와 외기를 서로 격리된 유로를 통해 증발기(E)와 히터(H)를 거치게 하여 가열한 다음 각각 자동차 실내의 복수 개소에 설치된 벤트를 통해 분리 송풍할 수 있는 2층류 모드 기능을 구비한 2층류 공기조화장치에 있어서,
    2층류 모드시 상기 히터 하류측 공기유로를 내,외기(Ain,Aout) 유로로 구획하는 히터 하류 구획도어(23)와;
    상기 히터 하류 구획도어에 기구적으로 연동하여 개폐되도록 구성되고, 2층류 모드에서 개방되어 상기 히터 하류 구획도어에 의해 구획된 내기(Ain) 유로를 플로어 유로(34)에 직접 연결하는 바이패스 도어(24);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 2층류 공기조화장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이패스 도어(24)는 링크부재(28)를 매개로 상기 히터 하류 구획도어(23)에 기구적으로 연동하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 2층류 공기조화장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 링크부재(28)는 상기 히터 하류 구획도어(23)와 상기 바이패스 도어 (24)에 대하여 각각 상대회전 가능하도록 힌지 결합된 것을 특징으로 하는 2층류 공기조화장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 링크부재(28)는 그 양단이 상기 히터 하류 구획도어(23)와 상기 바이패스 도어(24)에 상대회전 가능하게 힌지 결합되고, 상기 바이패스 도어(24)는 상기 링크부재(28)를 매개로 상기 히터 하류 구획도어(23)에 연동하여 슬라이딩되면서 개폐되는 슬라이딩 도어인 것을 특징으로 하는 2층류 공기조화장치.
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