KR102083224B1 - 상용차용 에어 나이프 어닝 시스템 - Google Patents

상용차용 에어 나이프 어닝 시스템 Download PDF

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KR102083224B1
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high pressure
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KR1020180120515A
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김삼만
이승호
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타타대우상용차(주)
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Abstract

상용차용 에어 나이프 어닝 시스템에 관한 것으로, 강우 또는 강설 여부 및 도어의 개폐 여부를 감지하는 감지부, 도어의 상부에 설치되고 고압 및 고속으로 에어를 분사해서 에어 커튼을 형성하는 에어 분사부, 상기 에어 분사부에 고압 및 고속으로 에어를 공급하는 에어 공급부 및 상기 감지부의 감지결과에 기초해서 상기 에어 분사부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 에어 분사부는 에어 나이프 구조를 응용한 분사노즐을 이용해서 고압 및 고속으로 분사되는 에어와 주변의 공기를 끌어들여 함께 분사하는 구성을 마련하여, 강우 또는 강설시 에어를 고압으로 분사해서 에어 커튼을 형성하여 탑승자가 상용차에 승차 또는 하차하는 과정에서 비나 눈을 맞지 않게 하고, 빗물이나 눈이 상용차의 실내로 유입되는 것을 차단하여 전장품의 누전이나 오작동을 방지할 수 있다.

Description

상용차용 에어 나이프 어닝 시스템{AIR KNIFE AWNING SYSTEM FOR COMMERCIAL VEHICLE}
본 발명은 상용차용 에어 나이프 어닝 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상용차의 도어 상부에서 고속으로 에어를 분사해서 에어커튼을 형성하는 상용차용 에어 나이프 어닝 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 실내는 태양, 대기, 도로 또는 엔진 등과 같이 외부 및 내부에서 가해지는 여러가지 열에 의해 실내 공간 및 좌석, 핸들, 계기류 등이 가열되거나, 또는 차 실내의 습도가 높아지면 공기조화장치, 예를 들어 에어컨을 가동해서 냉방한다.
이러한 공기조화장치는 쿨러(Cooler)와 히터(Heater)를 조합해서 냉방과 난방 운전을 시스템적으로 조절하여 사계절 언제나 차 실내를 쾌적한 상태로 유지하는 공기조절 시스템이다.
즉, 상기 쿨러는 에어컨 냉매를 압축-응축-팽창-증발시키는 과정을 반복해서 냉방과 제습을 수행하고, 상기 히터는 엔진에서 발생하는 열에 의해 가열된 냉각수를 히터로 순환시키는 과정에서 난방한다.
상기 공기조화장치는 바람을 공급하는 송풍기, 냉매를 증발시키는 증발기(Evaporator), 냉매를 압축하는 컴프레서(Compressor), 냉각팬, 냉매를 응축하는 컨덴서(Condenser), 수분 및 이 물질을 제거하는 리시버 드라이어(Receiver Drier), 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(TXV)와 이를 연결하는 파이프 및 호스(Pipe & Hose) 등을 포함하고, 상기한 각 장치들을 자동 혹은 수동으로 제어하는 컨트롤러(Controller)와 여러가지 안전장치로 구성된다.
한편, 최근에 내리는 비는 황사비 또는 산성비가 주를 이루고, 이러한 황사비 혹은 산성비로부터 피해를 줄이기 위해서는 비에 젖지 않는 상태의 쾌적한 상태를 유지해야 한다. 즉, 황사비 혹은 산성비는 탈모 및 피부질환을 유발하고, 인체에 피해를 줌에 따라, 이러한 피해를 줄이기 위해서는 상기 황사비 혹은 산성비를 맞지 않아야 한다.
그러나 일반적인 차량은 비나 눈이 올 경우, 탑승자가 차량으로부터 승하차시 우산을 접거나 펴는 동안 비나 눈을 맞게 된다. 즉, 차량의 도어를 열고 우산을 접거나 펴는 과정에서 빗물이나 눈을 맞아 옷이 젖는 일이 빈번하게 발생함에 다라, 위에서 설명한 황사비 혹은 산성비에 의한 피해를 입게 된다.
이러한 문제점을 해소하기 위해, 특허문헌 1 내지 특허문헌 3 등에는 강우나 강설시 탑승자가 승하차하는 과정에서 비나 눈을 맞지 않고 편안하게 승하차할 수 있는 어닝 시스템 기술이 개시되어 있다.
대한민국 특허 공개번호 제10-2011-0021321호(2011년 3월 4일 공개) 대한민국 특허 공개번호 제10-2010-0137028호(2010년 12월 30일 공개) 대한민국 특허 등록번호 제10-1347246호(2014년 1월 6일 공고)
그러나 종래기술에 따른 어닝 시스템은 차단막을 접고 펴는 번거로움이 있어 차량에서 빠르게 펴고 접으면서 사용하기 어렵고, 구조가 복잡하여 고장의 우려가 높은 문제점이 있었다.
또한, 종래기술에 따른 에어 어닝 시스템은 주로 차량의 도어에 장착하여 상부에서 하방으로 에어를 분사하여 커튼의 기능만을 수행함에 따라, 빗물이나 눈을 완벽하게 차단하기에는 한계가 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 강우 또는 강설시 에어를 고압으로 분사해서 에어 커튼을 형성하여 탑승자가 상용차에 승차 또는 하차하는 과정에서 비나 눈을 맞지 않게 하는 상용차용 에어 나이프 어닝 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 탑승자의 승하차 시 빗물이나 눈이 상용차의 실내로 유입되는 것을 차단하여 전장품의 누전이나 오작동을 방지할 수 있는 상용차용 에어 나이프 어닝 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상용차의 제동시스템에 적용되는 에어탱크로부터 에어를 공급받아 에어커튼을 형성할 수 있는 상용차용 에어 나이프 어닝 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 상용차용 에어 나이프 어닝 시스템은 강우 또는 강설 여부 및 도어의 개폐 여부를 감지하는 감지부, 도어의 상부에 설치되고 고압 및 고속으로 에어를 분사해서 에어 커튼을 형성하는 에어 분사부, 상기 에어 분사부에 고압 및 고속으로 에어를 공급하는 에어 공급부 및 상기 감지부의 감지결과에 기초해서 상기 에어 분사부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 에어 분사부는 에어 나이프 구조를 응용한 분사노즐을 이용해서 고압 및 고속으로 분사되는 에어와 주변의 공기를 끌어들여 함께 분사하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 상용차용 에어 나이프 어닝 시스템에 의하면, 강우 또는 강설시 에어를 고압으로 분사해서 에어 커튼을 형성하여 탑승자가 상용차에 승차 또는 하차하는 과정에서 비나 눈을 맞지 않게 할 수 있다는 효과가 얻어진다.
그리고 본 발명에 의하면, 탑승자의 승하차 시 빗물이나 눈이 상용차의 실내로 유입되는 것을 차단하여 전장품의 누전이나 오작동을 방지할 수 있다는 효과가 얻어진다.
또, 본 발명에 의하면, 에어 나이프의 구조를 응용한 분사노즐을 적용함에 따라, 압축공기의 소모량을 획기적으로 감소시키고, 소음을 저감하며, 에너지 세이빙 효과가 얻어진다.
또한, 본 발명에 의하면, 상용차의 제동시스템에 적용되는 에어탱크로부터 에어를 공급받아 에어커튼을 형성함에 따라, 기존 상용차에 추가적인 장비를 설치할 필요가 없어 제조 비용을 절감하고, 구조를 단순화할 수 있다는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상용차용 에어 나이프 어닝 시스템의 블록 구성도,
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 상용차용 에어 나이프 어닝 시스템이 적용된 상용차의 평면도와 후면도,
도 4는 에어 나이프를 응용한 분사노즐의 구성도,
도 5는 도 4에 도시된 분사노즐의 측면도,
도 6은 분사노즐의 단면도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상용차용 에어 나이프 어닝 시스템의 작동방법을 단계별로 설명하는 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상용차용 에어 나이프 어닝 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상용차용 에어 나이프 어닝 시스템의 블록 구성도이다. 그리고 도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 상용차용 에어 나이프 어닝 시스템이 적용된 상용차의 평면도와 후면도이다.
이하에서는 '좌측', '우측', '전방', '후방', '상방' 및 '하방'과 같은 방향을 지시하는 용어들은 각 도면에 도시된 상태를 기준으로 각각의 방향을 지시하는 것으로 정의한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상용차용 에어 나이프 어닝 시스템(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 강우 또는 강설 여부 및 도어(12)의 개폐 여부를 감지하는 감지부(20), 도어(12)의 상부에 설치되고 고압 및 고속으로 에어를 분사해서 에어 커튼을 형성하는 에어 분사부(30) 및 감지부(20)의 감지결과에 기초해서 에어 분사부(30)의 구동을 제어하는 제어부(40)를 포함한다.
그리고 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상용차용 에어 나이프 어닝 시스템(10)은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 에어 분사부(30)에 고압 및 고속으로 에어를 공급하는 에어 공급부(50)를 더 포함할 수 있다.
에어 공급부(50)는 상용차의 제동 시스템에 적용되는 에어 탱크(51)와 에어 탱크(51)에 에어를 고압으로 압축해서 충진하는 컴프레서(도면 미도시)를 포함할 수 있다.
물론, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 모터와 임펠러를 이용해서 고압으로 압축된 에어를 분사하도록 변경될 수도 있다.
여기서, 에어 탱크(51)와 에어 분사부(30)는 에어 공급라인에 의해 연결되고, 상기 에어 공급라인에는 압력 체크 밸브(52)가 설치될 수 있다.
여기서, 압력 체크 밸브(52)는 에어 탱크(51) 내부에 충진된 에어 압력이 상기 제동 시스템의 구동에 필요한 최소 설정 압력 이상이고, 아래에서 설명할 감지부(20)의 개폐감지센서(22)를 통해 도어(12)의 개방이 감지된 상태 및 리모컨 작동 신호가 입력된 경우, 에어 분사부(30)에 고속 및 고압으로 에어를 공급하도록 개방 동작할 수 있다.
감지부(20)는 강우 또는 강설 여부와 강우량을 감지하는 우적센서(21)와 상용차의 캡(11) 양측에 설치된 각 도어(12)의 개폐 여부를 감지하는 개폐감지센서(22)를 포함할 수 있다.
이와 함께, 감지부(20)는 도어(12) 외측에 위치한 탑승자의 신장을 감지하는 신장 감지센서(23), 탑승자와의 거리를 감지하는 거리감지센서(24) 및 탑승자의 승차 여부를 감지하는 시트 압력센서(25)를 더 포함할 수 있다.
그래서 제어부(40)는 우적센서(21)와 개폐감지센서(22)의 감지신호에 따라 강우 또는 강설 여부와 강우량을 판단하고, 도어(12)의 개방시 에어 분사부(40)를 구동해서 에어 커튼을 형성하며, 도어(12)가 폐쇄되면 에어 분사부(30)의 구동을 중지하도록 제어할 수 있다.
그리고 제어부(40)는 신장 감지센서(23)와 거리감지센서(24)의 감지신호에 따라 탑승자의 신장 및 탑승자와의 거리를 판단하고, 에어의 분사 압력 및 분사 각도를 조절해서 분사하도록 에어 분사부(30)의 구동을 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부(40)는 탑승자의 신장이 클수록 에어를 수평 상태보다 외측 상방을 향해 분사하고, 탑승자의 신장이 작을수록 에어를 수평 상태보다 외측 하방을 향해 분사하도록 에어 분사부(30)의 구동을 제어할 수 있다.
그리고 제어부(40)는 탑승자와의 거리가 멀수록 에어의 분사 압력 및 강도를 증대하고, 탑승자와의 거리가 가까울수록 에어의 분사 압력 및 강도를 감소시키도록 에어 분사부(30)의 구동을 제어할 수 있다.
또한, 제어부(40)는 리모컨 신호 입력시 및 도어(12)의 개방 동작시 시트 압력센서(24)의 감지신호를 이용해서 탑승자의 승차 동작 또는 하차 동작 여부를 판단하고, 에어의 분사 압력 및 강도를 조절할 수도 있다.
예를 들어, 제어부(40)는 도어(12) 개방시 시트 압력센서(25)에서 탑승자로부터 시트에 가해지는 압력이 감지되면 차량에 탑승한 탑승자의 하차 동작으로 판단하고, 탑승자의 압력이 미감지되면 탑승자의 승차 동작으로 판단할 수 있다.
에어 분사부(30)는 상용차, 예컨대 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 트럭의 캡(11) 양측면에서 도어(12)의 상부에 설치될 수 있다.
그래서 에어 분사부(30)는 캡(11)의 양측으로 에어를 고압 및 고속으로 분사해서 에어 커튼을 형성한다.
따라서 탑승자는 승차 또는 하차 시 에어 분사부(30)에 의해 형성된 에어 커튼 하부의 공간에서 우산을 접거나 펴고, 또는 우의나 장화 등을 벗거나 착용할 수 있다.
이러한 에어 분사부(30)는 에어를 고압 및 고속으로 분사하는 분사노즐(31)을 포함할 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조해서 분사노즐의 구성을 상세하게 설명한다.
도 4는 에어 나이프를 응용한 분사노즐의 구성도이고, 도 5는 도 4에 도시된 분사노즐의 측면도이다.
분사노즐(31)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 일측에 공급구(33)가 형성되고 내부에 고압 및 고속으로 에어가 충진되는 공간이 마련되는 바디(32)를 포함하고, 바디(32)의 일측단에는 바디(32) 내부에 충진된 에어를 분사하는 분사구(34)가 형성될 수 있다.
바디(32)는 대략 직육면체 형상으로 형성되고, 분사구(34)가 형성된 바디(32)의 일측 단부, 도 4 및 도 5에서 우측단부는 외측, 즉 우측을 향해 돌출 형성될 수 있다.
여기서, 바디(32) 우측단부의 상면과 하면은 각각 분사구(34)를 통해 고압으로 분사되는 에어에 의해 주변 공기를 흡입해서 함께 분사할 수 있도록, 분사구(34)의 끝단을 향해 각각 우측 하방과 상방으로 경사진 경사면으로 형성될 수 있다.
이와 같이 구성되는 분사노즐(31)은 수십 대 1의 공기 증폭 비율로 음속으로 미세한 분사구(34)를 고속으로 통과하면서 코안다(coanda) 효과에 의한 소량의 압축공기와 주변의 공기를 끌어들임으로써, 고속 및 고압의 에어를 일정한 유량으로 분사할 수 있다. 여기서, 코안다 효과는 유체가 물체의 표면에 밀착하여 흐르는 현상을 말한다.
한편, 분사노즐(31)은 중간 부분이 가늘고 끝단이 넓어지는 발산형 또는 확대형 분사공 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 도 6은 분사노즐의 단면도이다.
분사노즐(31)의 분사공은 도 6에 도시된 바와 같이, 중간 부분의 직경이 최소가 되도록 중앙부로 갈수록 직경이 작아지는 제1 경사면(35)과 중앙부에서 외측으로 갈수록 직경이 커지는 제2 경사면(36)을 갖는다.
따라서 분사공의 중간부분은 오리피스로 기능하여 에어의 분사 압력 및 속도를 증대할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 분사공 중간에 오리피스가 적용된 발산형 분사노즐을 이용해서 적은 양의 압축공기를 넓은 면적에 분사하여 에어 커튼의 효과를 향상시킬 수 있다.
다음, 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상용차용 에어 나이프 어닝 시스템의 작동방법을 상세하게 설명한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상용차용 에어 나이프 어닝 시스템의 작동방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다.
도 7의 S10단계에서 제어부(40)는 상용차에 마련된 배터리(도면 미도시)로부터 전원을 공급받아 구동되고, 상용차용 에어 나이프 어닝 시스템(10)을 구성하는 각 장치를 구동하도록 제어한다.
S12단계에서 리모컨 신호가 입력되면, 우적센서(21)는 강우 또는 강설 여부를 감지하고, 제어부(40)는 우적센서(21)의 감지신호를 이용해서 강우 또는 강설 상태인지를 검사한다.
만약, S12단계의 검사결과 강우 또는 강설 상태가 아닌 경우, 제어부(40)는 강우 또는 강설 상태가 감지될 때까지 대기한다.
반면, S12단계의 검사결과 강우 또는 강설 상태인 경우, 개폐감지센서(22)는 도어(12)의 개폐 상태를 감지하고, 제어부(40)는 개폐감지센서(22)의 감지신호를 이용해서 도어(12)의 개방 여부를 검사한다(S14).
S14단계의 검사결과 도어(12)가 미 개방된 경우, 제어부(40)는 도어(12)가 개방될 때까지 대기한다.
반면, S14단계의 검사결과 도어(12)가 개방된 경우, 제어부(40)는 에어 분사부(30)에 에어를 공급하도록 에어 공급라인 상에 설치된 압력 체크밸브(52)의 구동을 제어한다(S16).
그러면, 에어 분사부(30)의 분사노즐(31)은 에어 공급부(50)로부터 공급되는 에어를 캡(11)의 측면에 고압 및 고속으로 분사하여 에어 커튼을 형성한다(S18).
이때, 제어부(40)는 감지부(20)에 마련된 신장 감지센서(23) 및 거리감지센서(24)의 감지신호에 기초해서 탑승자의 신장 및 탑승자와의 거리에 따라 에어의 분사 압력 및 분사 각도를 조절하도록 에어 분사부(30)의 구동을 제어할 수 있다.
또한, 제어부(40)는 개폐감지센서(22)와 시트 압력센서(25)의 감지신호에 기초해서 탑승자의 승차 또는 하차 동작 여부를 판단하고, 에어의 분사 압력 및 강도를 조절하도록 제어할 수도 있다.
한편, S20단계에서 개폐감지센서(22)의 감지결과 도어(12)가 폐쇄되면, 제어부(40)는 에어 분사부(30)에 에어의 공급을 차단하도록 압력 체크밸브(52)의 구동을 제어한다. 이에 따라, 에어 커튼이 제거된다.
이후, 제어부(40)는 다시 S10단계로 복귀해서 강우 또는 강설 상태, 도어의 개폐 상태 등에 따라 에어 커튼을 형성 또는 제거하는 과정을 반복 수행하도록 제어한다.
상기한 바와 같은 과정을 통하여 본 발명은 강우 또는 강설시 에어를 고압으로 분사해서 에어 커튼을 형성하여 탑승자가 상용차에 승차 또는 하차하는 과정에서 비나 눈을 맞지 않게 할 수 있다.
그리고 본 발명은 탑승자의 승하차 시 빗물이나 눈이 상용차의 실내로 유입되는 것을 차단하여 전장품의 누전이나 오작동을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 상용차의 제동시스템에 적용되는 에어탱크로부터 에어를 공급받아 에어커튼을 형성함에 따라, 기존 상용차에 추가적인 장비를 설치할 필요가 없어 제조 비용을 절감하고, 구조를 단순화할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명은 강우 또는 강설시 에어를 고압으로 분사해서 에어 커튼을 형성하여 탑승자가 상용차에 승차 또는 하차하는 과정에서 비나 눈을 맞지 않게 하는 상용차용 에어 나이프 어닝 시스템 기술에 적용된다.
10: 상용차용 에어 나이프 어닝 시스템
11: 캡 12: 도어
20: 감지부
21: 우적센서 22: 개폐감지센서
23: 신장 감지센서 24: 거리감지센서
25: 시트 압력센서
30: 에어 분사부
31: 분사노즐 32: 바디
33: 공급구 34: 분사구
35: 제1 경사면 36: 제2 경사면
40: 제어부
50: 에어 공급부
51: 에어탱크 52: 압력 체크밸브

Claims (4)

  1. 강우 또는 강설 여부 및 도어의 개폐 여부를 감지하는 감지부,
    도어의 상부에 설치되고 고압 및 고속으로 에어를 분사해서 에어 커튼을 형성하는 에어 분사부,
    상기 에어 분사부에 고압 및 고속으로 에어를 공급하는 에어 공급부 및
    상기 감지부의 감지결과에 기초해서 상기 에어 분사부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 에어 분사부는 에어 나이프 구조를 응용한 분사노즐을 이용해서 고압 및 고속으로 분사되는 에어와 주변의 공기를 끌어들여 함께 분사하며,
    상기 분사노즐은 일측에 공급구가 형성되고 내부에 고압 및 고속으로 에어가 충진되는 공간이 마련되는 바디를 포함하고,
    상기 바디의 일측단에는 상기 바디 내부에 충진된 에어를 분사하는 분사구가 형성되며,
    상기 분사구가 형성된 상기 바디 일측단부의 상면과 하면은 각각 상기 분사구를 통해 고압으로 분사되는 에어에 의해 주변 공기를 끌어들어 함께 분사하도록, 상기 분사구의 끝단을 향해 각각 경사진 경사면으로 형성되며,
    상기 에어 공급부는 상용차의 제동 시스템에 적용되는 에어 탱크와
    상기 에어 탱크에 에어를 고압으로 압축해서 충진하는 컴프레서를 포함하고,
    상기 에어 탱크와 에어 분사부를 연결하는 상기 에어 공급라인에는 압력 체크 밸브가 설치되며,
    상기 압력 체크밸브는 상기 에어 탱크 내부에 충진된 에어 압력이 상기 제동 시스템의 구동에 필요한 최소 설정 압력 이상이고, 도어가 개방된 상태 및 리모컨 작동 신호가 입력된 경우, 상기 에어 분사부에 에어를 공급하도록 개방 동작하며,
    상기 감지부는 강우 또는 강설 여부와 강우량을 감지하는 우적센서,
    도어의 개폐 여부를 감지하는 개폐감지센서,
    도어 외측에 위치한 탑승자의 신장을 감지하는 신장 감지센서,
    탑승자와의 거리를 감지하는 거리감지센서 및
    탑승자의 승차 여부를 감지하는 시트 압력센서를 포함하고,
    상기 제어부는 각 감지센서의 감지신호에 기초해서 강우 또는 강설 여부와 강우량, 도어의 개폐 여부, 도어 외측에 위치한 탑승자의 신장, 탑승자와의 거리 및 탑승자의 승차 또는 하차 여부에 따라 에어의 분사 압력 및 강도, 분사 각도를 조절해서 에어커튼을 형성하도록, 상기 에어 분사부의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 상용차용 에어 나이프 어닝 시스템.
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