KR102184094B1

KR102184094B1 - 자동차용 공기 조화 장치 및 공기 조화 장치를 작동시키기 위한 방법

Info

Publication number: KR102184094B1
Application number: KR1020180087759A
Authority: KR
Inventors: 요하네스 스타우스베르크; 마이클 피에트; 토르스텐 클라인
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2017-07-28
Filing date: 2018-07-27
Publication date: 2020-11-27
Also published as: DE102018117971B4; KR20190013598A; DE102018117971A1

Abstract

본 발명은, 자동차용 공기 조화 장치(1)에 관한 것이다. 공기 조화 장치(1)는, 객실의 개별적으로 공기 조화될 3개 이상의 구역을 위한 3개 이상의 혼합 챔버(11, 12, 13, 14)를 구비하고, 공기 배출구(16)를 개방 및 폐쇄하기 위한 공기 안내 장치(161)를 갖는 프런트 윈도우 쪽에 하나 이상의 공기 배출구(16)를 구비한다. 이 경우, 2개 이상의 구역은 객실의 정면 영역을 위한 정면-구역으로서 형성되어 있고, 하나 이상의 구역은 객실의 후방 공간을 위해 형성되어 있다. 이들 구역의 혼합 챔버(11, 12, 13, 14)는, 프런트 윈도우 쪽의 하나 이상의 공기 배출구(16)가 상기 구역의 전체 혼합 챔버(11, 12, 13, 14) 내부와 통하게 형성되도록 그리고 공기 안내 장치(161)가 2개의 최종 위치 사이에서 무단으로 조정 가능하도록 서로에 대해 배열되어 있으며, 이 경우 공기 배출구(16)는 공기 안내 장치(161)의 제1 최종 위치에서는 완전히 폐쇄되어 있고, 공기 안내 장치(161)의 제2 최종 위치에서는 완전히 개방되어 있다. 공기 안내 장치(161)의 제2 최종 위치에서는, 혼합 챔버(11, 12, 13, 14)에 의해서 둘러싸인 모든 용적이 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구(16)와 연결되어 있다.
본 발명은 또한, 및 공기 조화 장치를 작동시키기 위한 방법과도 관련이 있다.

Description

자동차용 공기 조화 장치 및 공기 조화 장치를 작동시키기 위한 방법{AIR CONDITIONER FOR A MOTOR VEHICLE AND METHOD FOR OPERATING THE AIR CONDITIONER}

본 발명은, 프런트 윈도우의 박무(mist)를 제거하기 위한 기능을 갖춘 자동차용 공기 조화 장치에 관한 것이다. 공기 조화 장치는, 객실의 개별적으로 공기 조화될 3개 이상의 구역을 위한 3개 이상의 혼합 챔버를 구비하고, 공기 배출구를 개방 및 폐쇄하기 위한 공기 안내 장치를 갖는 프런트 윈도우 쪽에 하나 이상의 공기 배출구를 구비한다.

본 발명은 또한 공기 조화 장치를 작동시키기 위한 방법과도 관련이 있다.

모든 차량 승객이 시트의 개별적인 온도 설정을 가능하게 하기 위하여, 자동차용 공기 조화 장치는 3개 또는 4개의 구역을 갖는 경우가 증가하고 있다. 공기 조화 장치 내에 배열된 송풍기에 의해서, 공기 질량 흐름이 공기 조화 유닛 내로 흡인되고, 공기 조화 유닛을 통과해서 이송된다. 냉매 순환계의 증발기의 열 전달 면을 월류(overflow)할 때 공기 질량 흐름이 탈습되고/탈습되거나 냉각된다. 그 다음에, 공기 질량 흐름이 찬 공기 경로를 통과하는 흐름 및 따뜻한 공기 경로를 통과하는 흐름으로 세분될 수 있다. 이 경우, 따뜻한 공기 경로를 통해서 안내되는 부분 공기 질량 흐름은 가열 열 교환기의 열 전달 면을 통해서 가이드 되고, 이 열 교환기는 예를 들어 연소 엔진 방식의 구동 장치를 갖춘 종래의 자동차 공기 조화 시스템에서는 연소 엔진의 냉매 순환계와 결합된 열 교환기로서 형성되어 있다. 가열 열 교환기로부터 배출되는 따뜻한 공기 흐름 및 증발기로부터 배출되어 찬 공기 경로를 통해서 안내되는 찬 공기 흐름은 설정 가능한 특정 혼합 비율로 혼합 챔버 내에서 함께 안내되고, 이로써 객실용 공급 공기의 온도가 설정된다.

다중-구역-공기 조화 장치로서도 공지된 복수의 구역을 갖는 공기 조화 장치에서는, 따뜻한 공기 흐름과 찬 공기 흐름의 각각 개별화 가능한 혼합 비율을 보장하기 위하여, 각각의 구역을 위해 혼합 챔버가 제공되어 있다.

넓게는 성에 제거 기능으로서도 지칭되는 박무 제거 기능에서는, 특별히 물 또는 수증기 혹은 습기로 박무된 자동차의 창유리, 특히 바람막이 창유리로부터 가급적 단시간 안에 박무가 제거된다. 박무를 제거하기 위한 최대 속도를 보장하기 위하여, 가급적 공기 조화 장치 내에서 이용 가능한 전체 따뜻한 공기 흐름이 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구 또는 공기 배출구들을 통과해서 안내될 수 있다.

DE 10 2015 110 559 A1호에서는, 공기 조화 장치 내부에서 다양한 구역들의 혼합 챔버를 배열하기 위해, 따뜻한 공기 경로 내에 있는 제1 구역 및 제2 구역을 위한 찬 공기 흐름을 가열 열 교환기의 열 교환기 면을 통해 안내하고, 바이패스 내에 있는 제3 구역 및 경우에 따라서는 제4 구역을 위한 찬 공기 흐름을 가열 열 교환기를 스쳐서, 특히 수직 방향으로 가열 열 교환기 아래에서, 가열 열 교환기를 스쳐서 안내하는 것이 제안된다. 가열 열 교환기를 통과해서 안내되는 따뜻한 공기흐름은 가열 열 교환기의 열 교환기 면으로부터 유출된 후에 수직 방향으로 아래로 그리고 수직 방향으로 위로 흐르는 따뜻한 공기 흐름으로 분할된다. 이 경우, 위로 안내되는 따뜻한 공기 부분 흐름은 제1 구역 및 제2 구역의 혼합 챔버로 안내되는 한편, 하부 따듯한 공기 부분 흐름은 제3 구역 및 경우에 따라서는 제4 구역의 혼합 챔버로 안내된다.

따뜻한 공기 경로의 정적인 분리는, 프런트 윈도우의 박무를 제거하기 위한 기능으로서의 성에 제거 기능이 다만 이용 가능한 전체 따뜻한 공기 흐름의 일 부분 흐름만을 제공하는 상황을 야기한다.

본 발명의 과제는, 최대로 이용 가능한 성에 제거 기능의 따뜻한 공기 흐름을 프런트 윈도우의 박무를 제거하기 위한 기능으로서 제공하는 것 그리고 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구 또는 공기 배출구들에 공급하는 것을 가능하게 하는, 3개 이상의 구역을 갖는 자동차용 공기 조화 장치를 제공하는 데 있다. 이 경우, 공기는 의도한 바대로 안내되어야만 하고, 사용될 구성 요소의 개수뿐만 아니라 이들 구성 요소의 설치 공간 수요까지도 최소가 되어야 한다. 공기 조화 장치의 발생하는 제조, 조립 및 관리 비용도 최소가 되어야 한다.

상기 과제는, 특허 청구항 1에 따른 특징들을 갖는 대상에 의해서 해결된다. 개선예들은 종속 특허 청구항들에 명시되어 있다.

상기 과제는, 본 발명에 따른 자동차용 공기 조화 장치에 의해서 해결된다. 공기 조화 장치는, 객실의 개별적으로 공기 조화될 3개 이상의 구역을 위한 3개 이상의 혼합 챔버를 구비한다. 이 경우, 전방 시트 열을 위한 소위 전방-구역으로서의 2개의 구역은 운전자 시트 영역을 위한 하나의 구역 및 동승자 시트 영역을 위한 하나의 구역을 각각 구비하여 형성되었다. 나머지 하나 이상의 구역은 객실의 후방 공간을 위한 그리고 이로써 후방 시트 열을 위한 제3 구역으로서 제공되어 있다. 공기 조화 장치가 객실의 후방 공간을 위한 단 하나의 구역만을 구비하면, 제3 구역은 전체 후방 시트 열의 영역을 포함한다. 후방 공간을 위해 2개 이상의 구역이 제공되어 있으면, 후방 시트 열의 영역이 2개 이상의 하위 영역으로 세분될 수 있거나, 예를 들어 복수의 시트 열을 갖는 소형 버스 내에서는, 적어도 고유 구역으로서의 또 다른 후방 시트 열의 영역에 객실을 위한 조절 가능한 공급 공기가 공급될 수 있다.

또한, 공기 조화 장치는 하나 이상의 공기 배출구를 개방 및 폐쇄하기 위한 공기 안내 장치를 갖는 프런트 윈도우 쪽에 하나 이상의 공기 배출구를 구비한다. 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구는 공기 조화 장치가 장착된 상태에서 수직 방향 위로 그리고 이로써 곧바로 프런트 윈도우 쪽으로 정렬되어 있다. 자동차 내에서 계기판 아래에 그리고 내부에 배열된 공기 조화 장치의 배열에 의해서, 프런트 윈도우에는 따뜻한 공급 공기가 최적으로 공급될 수 있다.

본 발명의 컨셉에 따르면, 개별 구역의 모든 혼합 챔버는, 프런트 윈도우 쪽의 하나 이상의 공기 배출구가 이들 구역의 전체 혼합 챔버 내부로 통하게 형성되도록 서로에 대해 정렬되어 있고 나란히 배열되어 있다. 하나 이상의 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구의 공기 안내 장치는 2개의 최종 위치 사이에서 무단으로 조정 가능하며, 이 경우 공기 배출구는 공기 안내 장치의 제1 최종 위치에서는 완전히 폐쇄되어 있고, 공기 안내 장치의 제2 최종 위치에서는 완전히 개방되어 있다. 공기 안내 장치의 제2 최종 위치에서는, 혼합 챔버에 의해서 둘러싸인 모든 용적이 하나 이상의 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구와 연결되어 있다.

하나 이상의 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구의 공기 안내 장치의 완전한 개방에 의해, 모든 혼합 챔버가 개방됨으로써, 결과적으로 특히 공기 조화 장치가 프런트 윈도우의 박무를 제거하기 위한 기능으로 작동하는 경우에는, 혼합 챔버에 의해서 둘러싸인 용적들 내에 포함된 따뜻한 공기가 프런트 윈도우 쪽으로 배출된다.

혼합 챔버 내부로 유입되는 따뜻한 공기 흐름을 통과시키기 위하여, 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구에 대한 각각의 혼합 챔버의 개구가 충분한 유동 횡단면을 갖는다는 것은 자명하다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 하나 이상의 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구의 공기 안내 장치는 회전 축을 중심으로 회전 가능하게 형성되어 있다. 또한, 공기 안내 장치는, 객실의 후방 공간을 위한 하나 이상의 구역을 위한 하나 이상의 혼합 챔버의 영역에 형상부를 구비하며, 이 형상부는 공기 안내 장치가 폐쇄된 상태에서는 객실의 후방 공간을 위한 하나 이상의 구역의 하나 이상의 혼합 챔버의 방향으로 부분적으로 돌출한다.

공기 안내 장치는 바람직하게 하우징과 일치하는 형상부를 구비하여 형성되어 있으며, 이 경우 공기 안내 장치가 중간 위치의 범위 안에 있는 소정의 각도로 회전하는 경우에는, 전방 영역을 위한 구역의 혼합 챔버의 영역 내에 있는 공기 배출구는 개방되어 있고, 객실의 후방 공간을 위한 하나 이상의 구역의 하나 이상의 혼합 챔버의 영역 내에 있는 공기 배출구는 폐쇄되어 있다.

중간 위치의 범위 안에서의 공기 안내 장치의 회전 각도는 바람직하게 0° 내지 30°의 값을 갖는다.

본 발명의 일 개선예에 따라, 각각의 혼합 챔버 내부로 따뜻한 공기 경로 및 찬 공기 경로가 통하도록 형성되어 있다. 이 경우, 각각의 찬 공기 경로는 찬 공기 플랩을 구비하고, 각각의 따뜻한 공기 경로는 냉매 순환계의 증발기의 연결부 쪽으로 정렬된 측에 따뜻한 공기 플랩을 구비한다. 각각의 찬 공기 경로 및 각각의 따뜻한 공기 경로는 각각, 냉매 순환계의 증발기 쪽으로 정렬된 제1 단부로부터 상기 제1 단부에 대해 먼 제2 단부까지 연장하도록 형성되어 있다. 제2 단부에서는, 이들 경로가 개별 혼합 챔버 내부로 통한다. 따뜻한 공기 플랩과 찬 공기 플랩의 개방 위치의 비율에 의해서, 객실을 위한 공급 공기의 원하는 온도가 설정될 수 있다.

공기 조화 장치 내부에는, 냉매 순환계의 증발기 외에 바람직하게는 가열 열 교환기가 정렬되어 있으며, 이 경우에는 각각 가열 열 교환기의 열 교환 면의 일 섹션이 각각의 혼합 챔버 쪽으로 형성된 따뜻한 공기 경로 내에 배열되어 있다. 이로써, 각각의 혼합 챔버에는 따뜻한 공기 흐름이 제공될 수 있고, 객실 쪽으로 향하는 각각의 혼합 챔버의 공급 공기는 원하는 온도로 조절될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 공기 조화 장치의 한 가지 장점은, 가열 열 교환기의 열 전달 면을 월류할 때 가열된 전체 공기가 공기 조화 장치의 개별 구역과 무관하게, 하나 이상의 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구의 공기 안내 장치의 개방에 의해서, 다시 말해 공기 안내 장치가 제2 최종 위에 있는 경우에 추출되고, 추가의 장치, 특히 공기 안내 장치를 제공할 필요 없이 직접 프런트 윈도우 쪽으로 안내될 수 있다.

프런트 윈도우 쪽으로 적어도 하나의 적은 공기 흐름을 보장하기 위하여, 하나 이상의 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구의 공기 안내 장치가 다만 공기 배출구의 작은 유동 횡단면만을 갖는, 프런트 윈도우의 박무를 제거하기 위한 기능에 있어서 공기 조화 장치의 작동 모드와 상이한 일 작동 모드 동안에는, 정면-구역의 혼합 챔버로부터 다만 공기만 추출되어 프런트 윈도우로 안내된다. 객실의 후방 공간을 위한 구역 또는 구역들의 혼합 챔버 또는 혼합 챔버들은, 전체 따뜻한 공기가 개별 구역을 위한 공급 공기의 온도 조절을 위해 이용되도록 치수 설계되어 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 하나 이상의 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구의 공기 안내 장치는 혼합 챔버 위에서 수직 방향으로 배열되어 있다. 이 경우, 정면-구역의 각각 하나의 혼합 챔버는 수평 방향으로 외측에 형성되어 있고, 객실의 후방 공간을 위한 하나 이상의 구역의 하나 이상의 혼합 챔버는 정면-구역의 혼합 챔버들 사이에 형성되어 있다.

한 편으로는, 바람직하게 모든 혼합 챔버의 따뜻한 공기 플랩이 수평 방향으로 나란히 배열되어 있다. 다른 한 편으로는, 바람직하게 모든 혼합 챔버의 찬 공기 플랩이 수평 방향으로 나란히 배열되어 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따라, 따뜻한 공기 플랩은 제1 수평 방향으로 하나의 공동 열을 형성하면서 배열되어 있고, 찬 공기 플랩은 제2 수평 방향으로 하나의 공동 열을 형성하면서 배열되어 있다. 이 경우, 상기와 같은 방식으로 정렬된 따뜻한 공기 플랩의 열 및 찬 공기 플랩의 열은 수직 방향으로 위·아래로 배열되어 있으며, 이 경우 따뜻한 공기 플랩의 열은 수직 방향으로 찬 공기 플랩의 열 아래에 형성되어 있다.

본 발명의 일 개선예에 따라, 하나 이상의 구역의 따뜻한 공기 플랩과 찬 공기 플랩이 커플링 요소를 통해 서로 연결되어 있음으로써, 결과적으로 플랩들의 개방 위치도 서로 결합되어 있으며, 이 경우에는 각각 동일한 전체 공기 용적 흐름이 따뜻한 공기 경로 및 찬 공기 경로를 통과해서 안내되고, 다만 공기 용적 흐름을 각각의 경로로 분배하는 과정만을 변경시킨다.

상기 과제는, 자동차용 공기 조화 장치를 작동시키기 위한 본 발명에 따른 방법에 의해서도 해결된다. 본 발명의 컨셉에 따라, 공기 조화 장치가 프런트 윈도우의 박무를 제거하기 위한 기능으로 작동하는 경우, 공기 안내 장치가 제2 최종 위치로 조정되는 경우에 그리고 공기 안내 장치가 완전히 개방되는 경우에는, 혼합 챔버에 의해서 둘러싸인 모든 용적이 하나 이상의 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구와 연결되어 있음으로써, 결과적으로 혼합 챔버에 의해서 둘러싸인 용적 내에 포함된 따뜻한 공기는 완전히 프런트 윈도우 쪽으로 안내된다.

본 발명의 일 개선예에 따라, 공기 조화 장치가 프런트 윈도우의 박무를 제거하기 위한 기능과 상이한 작동 모드에서 작동하는 경우, 회전 축을 중심으로 회전 가능하게 형성된 공기 안내 장치를 조정하는 경우에는, 제1 최종 위치 및 공기 배출구가 완전히 폐쇄된 상태로부터 출발하여, 정면 영역을 위한 구역의 혼합 챔버의 영역 내에 있는 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구는 중간 위치의 범위 안에 있는 각도만큼 개방되어 있고, 객실의 후방 공간을 위한 하나 이상의 구역의 하나 이상의 혼합 챔버의 영역 내에 있는 공기 배출구는 폐쇄되어 있다.

본 발명의 추가의 세부 사항, 특징들 및 장점들은 관련 도면들을 참조해서 이루어지는 실시예들에 대한 이하의 상세한 설명으로부터 나타난다. 여기서:
도 1은 본 발명에 따른 공기 조화 장치를 사시도로 도시하고,
도 2는 찬 공기 모드에서 작동될 때, 객실의 후방 공간을 위한 구역의 혼합 챔버의 영역 내에 있는 공기 조화 장치의 단면도를 측면도로 도시하며,
도 3은 도 2에 따른 찬 공기 모드에서 작동될 때, 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구의 폐쇄된 공기 안내 장치를 갖는 공기 조화 장치를 도시하고,
도 4는 프런트 윈도우의 박무를 제거하기 위한 기능으로 작동될 때, 도 2에 도시된 공기 조화 장치의 단면도를 도시하며, 그리고
도 5는 도 4에 따른 프런트 윈도우의 박무를 제거하기 위한 모드에서 작동될 때, 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구의 개방된 공기 안내 장치를 갖는 공기 조화 장치를 도시한다.

도 1은 본 발명에 따른 공기 조화 장치(1)를 사시도로 보여준다. 공기 조화 장치(1)는 4개의 혼합 챔버(11, 12, 13 및 14)를 구비한다. 수평 방향(x)으로 외측에 배열된 2개의 혼합 챔버(11, 14)는 각각 정면-구역에, 즉 각각 운전자 시트의 영역을 위한 구역 및 동승자 시트의 영역을 위한 구역을 갖는 전방 시트 열을 위한 구역에 할당되어 있는 한편, 2개의 혼합 챔버(12, 13)는 객실의 후방 공간을 위한 2개 구역의 중앙에 그리고 이로써 수평 방향(x)으로 외측에 배열된 혼합 챔버(11, 14) 사이에 배열되어 있다.

각각의 혼합 챔버(11, 12, 13 및 14) 내부로는 각각 하나의 따뜻한 공기 경로 및 하나의 찬 공기 경로가 통하도록 배열되어 있으며, 이 경우 각각의 따뜻한 공기 경로는 따뜻한 공기 플랩(111, 121, 131, 141)에 의해서 그리고 각각의 찬 공기 경로는 찬 공기 플랩(112, 122, 132, 142)에 의해서 폐쇄될 수 있도록 형성되어 있다. 이때, 찬 공기 플랩(112, 122, 132, 142)은 수평 방향(x)으로 제1 상부 열을 형성하면서 배열되어 있고, 따뜻한 공기 플랩(111, 121, 131, 141)은 수평 방향(x)으로 제2 하부 열을 형성하면서 배열되어 있다. 따뜻한 공기 플랩(111, 121, 131, 141) 및 찬 공기 플랩(112, 122, 132, 142)은 전체적으로 볼 때, 도면에 도시되지 않은 냉매 순환계의 증발기를 구비하는 유동 경로(15) 내부에 정렬되어 있다.

이와 같이 수직 방향(y)으로 위·아래로 겹쳐서 열을 지어 배열된 플랩들에 의해서 형성된 직사각형은 바람직하게 증발기를 구비하여 형성된 유동 경로(15)의 유동 횡단면의 최대 비율을 커버한다.

혼합 챔버(11, 12, 13, 14)는 관찰 방향에서 볼 때 적어도 부분적으로 개방된 찬 공기 플랩(112, 122, 132, 142) 및 폐쇄된 따뜻한 공기 플랩(111, 121, 131, 141) 뒤에 형성되어 있다.

객실의 후방 공간을 위한 구역의 따뜻한 공기 플랩(121, 131)이 각각 기계식 커플링 요소를 통해 객실의 후방 공간을 위한 동일한 구역의 찬 공기 플랩(112, 122)과 기계식으로 연결되어 있음으로써, 결과적으로 플랩들의 개방 위치들이 서로 일치하게 되며, 이 경우에는 각각 동일한 전체 공기 용적 흐름이 상기 구역의 따뜻한 공기 경로 및 찬 공기 경로를 통과해서 안내되고, 각각 다만 공기 용적 흐름을 각각의 경로로 분배하는 과정만을 변경시킨다. 따라서, 상기 구역의 공급 공기의 온도는 바람직하게 다만 스텝-모터 또는 수동 제어 장치와 같은 액추에이터에 의해서만 설정될 수 있다. 액추에이터에 의해서는, 혼합 챔버(12, 13) 내로 유입되는 따뜻한 공기 흐름 대 찬 공기 흐름의 비율이 직접 제어된다.

공기 조화 장치(1)는, 상부 면에 그리고 이로써 수직 방향(y)으로 상부에, 공기 안내 장치(161)를 갖는 자동차 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구(16)를 구비한다. 도면에 도시되어 있지 않고 마찬가지로 개별 구역의 혼합 챔버(11, 12, 13, 14) 내부로 통하도록 형성된 추가의 공기 배출구들은 예를 들어 수평 방향(x)으로는 측면에, 즉 관찰 방향에서 볼 때 후방에 또는 수직 방향(y)으로는 아래에서 공기 조화 장치(1)의 하우징에 형성되어 있다.

도 2에는, 찬 공기 모드에서 작동될 때, 객실의 후방 공간을 위한 구역의 혼합 챔버(12, 13)의 영역 내에 있는 공기 조화 장치(1)의 단면도가 측면도로 도시되어 있다. 도 3은, 도 2에 따른 찬 공기 모드에서 작동될 때, 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구(16)의 폐쇄된 공기 안내 장치(161)를 갖는 공기 조화 장치(1)를 평면도로 보여준다. 따뜻한 공기 경로(170) 내부에는 가열 열 교환기(2)가 배열되어 있으며, 이 가열 열 교환기는 따뜻한 공기 경로(170)의 전체 유동 횡단면에 걸쳐 연장된다. 따뜻한 공기 경로(170)의 따뜻한 공기 플랩(121)은 폐쇄되어 있다.

수직 방향(y)으로 상부 면에 형성된 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구(16)는 공기 안내 장치(161)에 의해서 폐쇄될 수 있고 개방될 수 있다. 공기 배출구(16) 및 공기 안내 장치(161)는 수평 방향(x)으로, 상기 공기 배출구(16)가 상기 구역의 각각의 혼합 챔버(11, 12, 13, 14) 내부로 통하도록 연장된다.

특히 회전 축(163)을 중심으로 회전 가능한 공기 플랩으로서 형성된 공기 안내 장치(161)는 형상부(162)를 구비하고, 이 형상부는 다만 수평 방향(x)으로 중앙에 배열된 2개 혼합 챔버(12, 13)의 영역에만 형성되어 있다. 혼합 챔버(12, 13)의 방향으로 정렬된 형상부(162)는, 모든 혼합 챔버(11, 12, 13, 14)를 위한 공기 안내 장치(161)의 개방을 가능하게 하며, 이 경우 수평 방향(x)으로 중앙에 배열된 혼합 챔버(12, 13)로부터는 공기 흐름이 유출되지 않는 한편, 수평 방향(x)으로 외부에 배열된 혼합 챔버(11, 14)는 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구(16) 쪽으로 개방되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 형상부(162)는 상기 공기 안내 장치(161)의 표면으로부터 y축 방향을 따라 하향으로 돌출된 형태를 가지며, 상기 돌출된 부분은 상기 중앙에 배열된 2개의 혼합 챔버(12, 13) 내측으로 연장된다. 따라서, 상기 공기 안내 장치(161)가 완전 폐쇄 위치에서 도 3을 기준으로 상향으로 회전하더라도, 소정 각도 내에서는 중앙에 배열된 2개의 혼합 챔버(12, 13)는 상기 형상부(162)가 여전히 혼합 챔버(12, 13) 내에 위치하므로 폐쇄된 상태를 유지하는 반면, 좌우측 단부에 위치하는 2개의 혼합 챔버(11, 14)는 개방된다.
상기 형상부(162)는 공기 배출구의 개구 영역에 있는 하우징의 내벽면과 일치하도록 형성되어 상기 공기 배출구(16)를 완전히 폐쇄할 수 있으며, 상술한 바와 같이, 공기 안내 장치(161)가 회전 축(163)을 중심으로 소정의 각도(α)로, 특히 대략 30°까지의 각도로 회전할 때에도, 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구(16)의 영역에 있는 혼합 챔버(12, 13)는 폐쇄된 상태로 유지되는 한편, 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구(16)의 영역에 있는 정면-구역의 혼합 챔버(11, 14)는 개방되어 있는 것이다.

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도 2 및 도 3에는, 더 높은 주변 온도에서 혼합 챔버(12, 13)의 조절 상태를 갖는 냉각 모드에서의 공기 조화 장치(1)의 작동 상태가 도시되어 있다. 따뜻한 공기 플랩(121, 131)은 폐쇄되어 있다. 찬 공기 플랩(122, 132)은 완전히 개방되어 있다. 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구(16)의 공기 안내 장치(161)는 폐쇄되어 있다. 발밑 공간 쪽 공기 배출구(125, 135)의 공기 안내 장치(126)가 개방되어 있음으로써, 결과적으로 찬 공기 플랩(122, 132)을 갖는 찬 공기 경로(171)를 통해서 유동 방향(172)으로 찬 공기로서 혼합 챔버(12, 13) 내부로 유입되는 공기는 공기 안내 장치(126)를 갖는 공기 배출구(125, 135)를 통해서 객실을 위한 공급 공기로서 찬 공기로서 공기 조화 장치(1)로부터 배출된다.

도 4는, 프런트 윈도우의 박무를 제거하기 위한 기능으로 작동될 때, 도 2에 도시된 공기 조화 장치(1)의 단면도를 보여준다. 도 5에는, 도 4에 따른 프런트 윈도우의 박무를 제거하기 위한 모드에서 작동될 때, 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구(16)의 개방된 공기 안내 장치(161)를 갖는 공기 조화 장치(1)가 도시되어 있다.

따뜻한 공기 플랩(121, 131)은 완전히 개방되어 있다. 찬 공기 플랩(122, 132)은 폐쇄되어 있다. 발밑 공간 쪽 공기 배출구(125, 135)의 공기 안내 장치(126)는 완전히 개방되어 있다. 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구(16)의 공기 안내 장치(161)가 완전히 개방되어 있음으로써, 결과적으로 증발기를 월류할 때에 공기 조절되어 찬 공기로서, 따뜻한 공기 플랩(121, 131)을 갖는 따뜻한 공기 경로(170) 내부로 그리고 가열 열 교환기(2)로 유입되는 공기는, 가열 열 교환기(2)의 열 교환 면을 월류할 때 가열되고, 따뜻한 공기로서 유동 방향(172)으로 혼합 챔버(12, 13) 내부로 안내되고, 따뜻한 공기로서 공기 안내 장치(161)를 갖는 공기 배출구(16)를 통과해서, 객실을 위한 공급 공기로서 공기 조화 장치(1)로부터 프런트 윈도우로 배출된다. 따라서, 혼합 챔버(11, 12, 13, 14) 내부로 따뜻한 공기로서 유입되는 전체 공급 공기가 공기 배출구(16)를 통해서 프런트 윈도우 쪽으로 안내된다.

1: 공기 조화 장치
2: 가열 열 교환기
11, 12, 13, 14: 혼합 챔버
111: 혼합 챔버(11)의 따뜻한 공기 플랩
112: 혼합 챔버(11)의 찬 공기 플랩
125: 혼합 챔버(12)의 발밑 공간 쪽 공기 배출구
121: 혼합 챔버(12)의 따뜻한 공기 플랩
122: 혼합 챔버(12)의 찬 공기 플랩
126: 공기 배출구의 공기 안내 장치
131: 혼합 챔버(13)의 따뜻한 공기 플랩
132: 혼합 챔버(13)의 찬 공기 플랩
135: 혼합 챔버(13)의 발밑 공간 쪽 공기 배출구
141: 혼합 챔버(14)의 따뜻한 공기 플랩
142: 혼합 챔버(14)의 찬 공기 플랩
15: 유동 경로
16: 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구
161: 공기 배출구(16)의 공기 안내 장치
162: 공기 안내 장치(161)의 형상부
163: 공기 안내 장치(161)의 회전 축
170: 따뜻한 공기 경로
171: 찬 공기 경로
172: 공기의 유동 방향
x: 수평 방향
y: 수직 방향
α: 각도

Claims

- 찬 공기 유로 및 따뜻한 공기 유로로부터 공급되는 냉풍 및 온풍이 혼합되며 서로 구획되는 3개 이상의 혼합 챔버(11, 12, 13, 14)를 구비하고, 상기 3개 이상의 혼합 챔버 중 2개의 혼합 챔버 내의 공기는 객실의 정면 영역으로 토출되고, 하나 이상의 혼합 챔버 내의 공기는 객실의 후방 공간으로 토출되며,
- 프런트 윈도우 측으로 공기를 배출하는 공기 배출구(16) 및 상기 공기 배출구(16)를 개폐하기 위한 공기 안내 장치(161)를 구비하는, 자동차용 공기 조화 장치(1)에 있어서,
상기 3개 이상의 혼합 챔버(11, 12, 13, 14) 전체는 상기 공기 배출구(16)와 연통되고,
상기 공기 안내 장치(161)는 상기 공기 배출구(16)를 완전히 폐쇄하는 제1 최종 위치 및 상기 공기 배출구(16)를 완전히 개방하는 제2 최종 위치 사이에서 연속적으로 이동하며,
상기 공기 안내 장치(161)의 제2 최종 위치에서는, 혼합 챔버(11, 12, 13, 14)에 의해서 둘러싸인 모든 용적이 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구(16)와 연결되어 있고,
하나 이상의 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구(16)의 공기 안내 장치(161)는 회전 축(163)을 중심으로 회전 가능하게 형성되어 있고, 객실의 후방 공간을 위한 하나 이상의 구역을 위한 하나 이상의 혼합 챔버(12, 13)의 영역에 형상부(162)를 구비하며, 상기 형상부는 공기 안내 장치(161)가 상기 제1 최종 위치에 있을 때 상기 3개 이상의 혼합 챔버 중 객실의 후방 공간을 위한 하나 이상의 혼합 챔버(12, 13)의 내측으로 돌출하는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공기 조화 장치(1).
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제1항에 있어서, 상기 공기 안내 장치(161)가 상기 제1 최종 위치로부터 소정의 각도(α)로 회전하는 경우에는, 전방 영역을 위한 구역의 혼합 챔버(11, 14)의 영역 내에 있는 공기 배출구(16)는 개방되어 있고, 객실의 후방 공간을 위한 하나 이상의 구역의 하나 이상의 혼합 챔버(12, 13)의 영역 내에 있는 공기 배출구(16)는 폐쇄되도록, 상기 형상부(162)는 상기 혼합 챔버의 내측으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공기 조화 장치(1).
제3항에 있어서, 상기 각도(α)가 0° 내지 30°의 범위 안에 있는 값을 갖는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공기 조화 장치(1).
제1항에 있어서, 각각의 혼합 챔버(11, 12, 13, 14) 내부로 따뜻한 공기 경로(170) 및 찬 공기 경로(171)가 통하도록 형성되어 있으며, 각각의 찬 공기 경로(171)는 찬 공기 플랩(112, 122, 132, 142)을 구비하고, 각각의 따뜻한 공기 경로(170)는 냉매 순환계의 증발기의 연결부 쪽으로 정렬된 측에 따뜻한 공기 플랩(111, 121, 131, 141)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공기 조화 장치(1).
제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구(16)의 공기 안내 장치(161)는 혼합 챔버(11, 12, 13, 14) 위에서 수직 방향(y)으로 배열되어 있으며, 정면-구역의 각각 하나의 혼합 챔버(11, 14)는 수평 방향(x)으로 외측에 형성되어 있고, 후방 공간을 위한 하나 이상의 구역의 하나 이상의 혼합 챔버(12, 13)는 정면-구역의 혼합 챔버(11, 14) 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공기 조화 장치(1).
제5항에 있어서, 모든 혼합 챔버(11, 12, 13, 14)의 따뜻한 공기 플랩(111, 121, 131, 141)이 수평 방향(x)으로 나란히 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공기 조화 장치(1).
제5항에 있어서, 모든 혼합 챔버(11, 12, 13, 14)의 찬 공기 플랩(112, 122, 132, 142)이 수평 방향(x)으로 나란히 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공기 조화 장치(1).
제8항에 있어서, 상기 따뜻한 공기 플랩(111, 121, 131, 141)은 수평 방향(x)으로 하나의 공동 열을 형성하면서 배열되어 있고, 찬 공기 플랩(112, 122, 132, 142)은 수평 방향(x)으로 하나의 공동 열을 형성하면서 배열되어 있으며, 상기와 같은 방식으로 정렬된 열들은 수직 방향(y)으로 위·아래로 배열되어 있고, 따뜻한 공기 플랩(111, 121, 131, 141)의 열은 수직 방향(y)으로 찬 공기 플랩(112, 122, 132, 142)의 열 아래에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공기 조화 장치(1).
제5항에 있어서, 하나 이상의 구역의 따뜻한 공기 플랩(111, 121, 131, 141)과 찬 공기 플랩(112, 122, 132, 142)이 커플링 요소를 통해 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공기 조화 장치(1).
제1항 및 제3항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 자동차용 공기 조화 장치(1)를 작동시키기 위한 방법에 있어서, 공기 조화 장치(1)가 프런트 윈도우의 박무를 제거하기 위한 기능으로 작동하는 경우, 공기 안내 장치(161)가 제2 최종 위치로 조정되는 경우에 그리고 공기 안내 장치(161)가 완전히 개방되는 경우에는, 혼합 챔버(11, 12, 13, 14)에 의해서 둘러싸인 모든 용적이 프런트 윈도우 쪽의 하나 이상의 공기 배출구(16)와 연결됨으로써, 결과적으로 상기 혼합 챔버(11, 12, 13, 14)에 의해서 둘러싸인 용적 내에 포함된 따뜻한 공기는 완전히 프런트 윈도우 쪽으로 안내되고,
공기 조화 장치(1)가 프런트 윈도우의 박무를 제거하기 위한 기능과 상이한 작동 모드에서 작동하는 경우, 회전 축(163)을 중심으로 회전 가능하게 형성된 공기 안내 장치(161)를 조정하는 경우에는, 제1 최종 위치 및 공기 배출구(16)가 완전히 폐쇄된 상태로부터 출발하여, 정면 영역을 위한 구역의 혼합 챔버(11, 14)의 영역 내에 있는 프런트 윈도우 쪽 공기 배출구(16)는 중간 위치의 범위 안에 있는 각도(α)만큼 개방되어 있고, 객실의 후방 공간을 위한 하나 이상의 구역의 하나 이상의 혼합 챔버(12, 13)의 영역 내에 있는 공기 배출구(16)는 폐쇄되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공기 조화 장치(1)를 작동시키기 위한 방법.
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