KR102379897B1 - 차량용 모듈식 공기 조화 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 전방 및 후방 구역의 온도 설정 시 1 내지 4 구역 작동을 위한 차량용 모듈식 공기 조화 시스템(7)에 관한 것이다. 상기 차량용 모듈식 공기 조화 시스템은 하나 이상의 공기 조화 시스템 하우징(1) 및 상기 하우징 내에 배치된 다수의 공기 온도 조절 및 공기 분배 장치를 구비한다. 상기 공기 온도 조절 및 공기 분배 장치들의 그룹은 하나 이상의 팬(8), 증발기(10), 열교환기(11), 상기 열교환기(11)를 관통하는 공기 흐름들을 제어하기 위한 하나 이상의 온풍 제어 부재(9.1, 18.1, 27.1) 및 상기 열교환기(11)를 스쳐 지나는 공기 흐름들을 제어하기 위한 하나 이상의 냉풍 제어 부재(9.2, 18.2, 27.2)를 포함한다. 또한, 공기 분배 장치로서 차량의 전방 구역들용 공기 송풍구들 및 차량의 후방 영역들용 공기 송풍구들이 형성되어 있다. 더 나아가 본 발명에 따르면, - 차량용 공기 조화 시스템의 횡 방향(y)을 기준으로 - 상기 공기 조화 시스템 하우징 내에서 중앙에 위치 설정된 내부 모듈(4)이 형성되어 있고, 이 내부 모듈은 수직으로 배향된 분리 벽을 포함하는 하나 이상의 부분(5, 1, 5.2, 25.1, 25.2)을 구비한다. 상기 내부 모듈(4)에 의해서는, 상기 공기 조화 시스템 하우징(1)의 영역(이 영역들로부터는 공기가 차량의 후방 구역들의 공기 송풍구들로 안내될 수 있음)들의 수직으로 연장되는 분리가 상기 공기 조화 시스템 하우징(1)의 인접 영역(이 영역들로부터는 공기가 차량의 전방 구역들의 공기 송풍구들로 공기를 안내될 수 있음)들에 의해 달성됨으로써, 언급한 후방 구역들 및 전방 구역들의 영역들은 횡 방향(y)으로 차례로, 이 경우 후방 구역들의 영역들은 공기 조화 시스템(7)의 중앙에 그리고 전방 구역들의 영역들은 바깥쪽 양측에 배치되어 있다.
Description
본 발명은 차량의 전방 및 후방 구역(front and rear zones)의 온도 설정 시 1 내지 4 구역 작동을 위한 차량용 모듈식 공기 조화 시스템에 관한 것이다.
차량들에는 안락함에 대한 더 높은 기대로 인해 점점 더 많은 멀티존 공기 조화 시스템(multi-zone air conditioning system)들이 사용되고 있다. 이들은 차량의 4개의 모든 좌석, 즉 전방 좌우측 좌석 및 후방 좌우측 좌석에 대한 개별 온도 설정 및 부분적인 공기 분배 설정을 가능하게 한다. 상기와 같은 멀티존 공기 조화 시스템들은 대개 단순한 공기 조화 시스템의 변형예로서 옵션 사양 장비로 제공된다. 이 때문에 대부분은 모듈식 공기 조화 시스템이 제시되며, 이러한 모듈식 공기 조화 시스템은 이상적으로는 동일한 인터페이스를 갖는 설치 공간 내에서 1개 내지 4개의 실내 온도 조절 구역(climate zone)의 변형예들을 구현할 수 있다. 이 경우 대부분은 추가 채널과 내부 분리 벽을 추가하여 다수의 구역의 존재를 보장하는 기본 아키텍처(basic architecture)가 선택된다. 이와 동시에 온도 구역들의 확장은 수직 방향으로 이루어지며, 즉 전방 구역들은 장치의 상부 영역으로부터 공급되고, 후방 온도 구역들은 장치의 하부 영역으로부터 공급된다. 이 경우 차량용 공기 조화 시스템은 열교환기의 영역에서 상응하게 수평으로 연장되는 분리 벽에 의해 상부 및 하부 영역으로 수평으로 분리된다. 따라서 상기 열교환기는 2개의 영역으로 나누어지고, 이들 영역으로부터의 공기는 각각 전방 구역들에 대한 상부 공기 혼합 챔버 및 후방 구역들에 대한 하부 공기 혼합 챔버로 안내된다. 예를 들어, 가동 플랩, 소위 온도 플랩 형태의 제어 부재들에 의해 공기 흐름들을 적절히 제어함으로써, 각각의 구역들에 대한 공기 혼합 챔버들에 개별 온도가 설정된다. 추가로, 상기 상부 및 하부 공기 혼합 챔버들은 각각 좌우로 분리하기 위해 수직으로, 즉 횡 방향으로 세분될 수 있으며, 그 결과 총 4개의 온도 구역이 발생한다.
DE 10 2004 033 402 A1호에는 상기와 같은 차량용 공기 조화 시스템이 기술된다. 이 경우 공기 조화 시스템의 1 또는 2 구역 기본 아키텍처는 가열 열교환기 아래에서 수직 확장과 공기 조화 시스템의 3 또는 4 구역 변형예에 수평 분리 벽을 추가하여 변경된다. 종래 기술에 공지된 다른 변형예들에서는 부분적으로 1 또는 2 구역 변형예뿐만 아니라 3 또는 4 구역 변형예를 위해 다양한 아키텍처가 제공된다.
종래 기술의 단점은 한편으로는 상이한 채널 삽입체들로 인한 공기 흐름을 위한 가변 공간 또는 미사용 공간이다. 반면에 열교환기 아래에 추가 냉풍 채널이 있기 때문에 1 또는 2 구역 변형예들에서는 3 방향 4 구역 변형예들에서보다 총 질량 흐름에 대한 공기 채널이 더 작다는 중대한 단점이 있다. 이러한 상황은 공기 흐름과 음향에 나쁜 영향을 미친다. 그러나 차량에서 성능 및 음향 조건에 대한 요구 사항은 공기 조화 시스템의 변형예와 무관한 것이 아니라 차량마다 다르다.
또한, 온풍 및 냉풍 경로 사이의 상이한 단면적 비율로 인해 상이한 제어 특성이 발생하는데, 이는 변형예들 사이에서 압력 손실 비율이 다르기 때문이다. 이러한 경우 균일한 온도 제어를 달성하기 위해 시스템의 제어 전략의 추가 조정이 요구된다.
다른 변형예의 형성의 경우, 즉, 1 또는 2 구역 그리고 3 및 4 구역 변형예에 있어서는 별도의 하우징 버전 및 이에 따라 공구가 필요하다. 또한, 이러한 솔루션의 경우 개발 비용이 증가한다.
삭제
본 발명의 과제는 특히 열교환기 주변 영역에서 환기 시스템 성능( ventilation system performance) 및 음향의 단점을 피할 수 있는 모듈식 공기 조화 시스템을 개발하는 것이다. 추가 목적은 개발 비용과 공구 비용을 줄이기 위해 기능들을 하우징 개념에 통합하는 것이다.
본 발명의 상기 과제는 청구항 1에 따른 특징들을 갖는 차량용 모듈식 공기 조화 시스템에 의해서 해결된다. 바람직한 개선예들은 종속항에 제시되어 있다.
본 발명에 따른 차량용 모듈식 공기 조화 시스템은 차량의 전방 및 후방 구역의 온도 설정 시 1 내지 4 구역으로 작동하기에 적합하다. 상기 차량용 모듈식 공기 조화 시스템은 하나 이상의 공기 조화 시스템 하우징 및 상기 하우징 내에 배치된 다수의 공기 온도 조절 및 공기 분배 장치를 구비한다. 언급한 공기 온도 조절 및 공기 분배 장치들의 그룹은 하나 이상의 팬, 증발기, 열교환기, 상기 열교환기를 관통하는 공기 흐름들을 제어하기 위한 하나 이상의 제어 부재 및 상기 열교환기를 스쳐 지나는 공기 흐름들을 제어하기 위한 하나 이상의 제어 부재를 포함한다. 또한, 공기 분배 장치로서 차량의 전방 구역들을 위한 공기 송풍구들 및 차량의 후방 영역들을 위한 공기 송풍구들이 형성되어 있다. 더 나아가 본 발명에 따르면, - 차량용 공기 조화 시스템의 횡 방향을 기준으로 - 상기 공기 조화 시스템 하우징 내에서 중앙에 위치 설정된 내부 모듈이 형성되어 있고, 이러한 내부 모듈은 수직으로 배향된 분리 벽을 포함하는 하나 이상의 부분을 구비한다. 상기 내부 모듈에 의해서는, 상기 공기 조화 시스템 하우징의 영역(이 영역들로부터는 공기가 차량의 후방 구역들의 공기 송풍구들로 안내될 수 있음)들의 수직으로 연장되는 분리가 상기 공기 조화 시스템 하우징의 인접 영역(이 영역들로부터는 공기가 차량의 전방 구역들의 공기 송풍구들로 공기를 안내될 수 있음)들에 의해 달성됨으로써, 언급한 후방 구역들 및 전방 구역들을 위한 영역들은 횡 방향(y)으로 차례로, 이 경우 후방 구역들을 위한 영역들은 공기 조화 시스템의 중앙에 그리고 전방 구역들의 영역들은 바깥쪽 양측에 배치되어 있다.
바람직하게는 열교환기를 관통하는 공기 흐름들을 제어하기 위한 모든 온풍 제어 부재 및 열교환기를 관통하는 공기 흐름들을 제어하기 위한 모든 냉풍 제어 부재들이 각각 횡 방향(y)으로 배향되어 있다. 이 경우 특히 바람직한 일 실시 형태에 따르면, 모든 온풍 제어 부재 또는 모든 냉풍 제어 부재는 각각 하나의 축 상에 배치되어 있다.
이러한 경우 모듈성(modularity)은 내부 모듈의 상호 교환에 의해 1 및 2 구역과 3 또는 4 구역의 모든 변형예에 대해 균일한 설계를 갖는 공기 조화 시스템 하우징에서 주어지며, 상기 내부 모듈에서는 상응하는 제어 부재들의 배치가 나타난다. 따라서 내부 모듈은 예를 들면, 플랩의 형태의 제어 부재들뿐만 아니라 다양한 기능을 위해 채널 및/또는 디플렉터와 같은 공기 안내 부재들을 포함할 수 있다. 3 및 4 구역 변형예의 경우 내부 모듈은 후방 구역들을 위한 온풍 제어 부재들과 냉풍 제어 부재들을 포함한다. 상기와 같은 시스템에서 공기는 각각 후방 또는 하부 하우징 영역의 후방 송풍구들 방향으로 안내된다. 3 또는 4 구역 변형예의 바람직한 일 실시예에 따르면, 횡 방향(y)을 기준으로, 전방 온도 구역들을 위한 온풍 제어 부재들이 동일한 축 상에서 중앙에 위치 설정된, 후방 구역들을 위한 온풍 제어 부재들의 측면에 배치되어 있고, 그러나 이 경우 상기 전방 구역들을 위한 온풍 제어 부재들 및 후방 구역들을 위한 온풍 제어 부재들은 바람직하게는 서로 독립적으로 제어될 수 있다. 이에 상응하게 횡 방향(y)을 기준으로, 전방 온도 구역들을 위한 냉풍 제어 부재들이 동일한 축 상에서 중앙에 위치 설정된, 후방 구역들을 위한 냉풍 제어 부재들의 측면에 배치되어 있다. 이 경우 상기 전방 구역들을 위한 냉풍 제어 부재들 및 후방 구역들을 위한 냉풍 제어 부재들은 마찬가지로 서로 독립적으로 제어될 수 있다.
차량용 모듈식 공기 조화 시스템의 3 또는 4 구역 변형예에서, 중앙에 위치 설정된 내부 모듈은 상기 열교환기 다음 영역에서부터, 공기의 유동 방향을 기준으로, 거의 증발기까지 그리고 이에 따라 증발기와 열교환기 사이에 있는 영역까지 도달하고, 온풍 제어 부재(18.1)들과 냉풍 제어 부재(18.2)들을 수용할 수 있다. 바람직한 일 실시 형태에 따르면, 내부 모듈은 후방 구역을 위한 온도 플랩 형태의 온풍 및 냉풍 제어 부재들의 시스템을 포함할 수 있다. 내부 모듈은 공기를 차량용 공기 조화 시스템의 후면 또는 바닥부에 있는 후방 구역들의 공기 송풍구들로 유도한다. 전방 및 후방 구역을 위한 온도 플랩들은 바람직하게는 동일한 축 상에 배치되어 있지만, 후방 구역들을 위한 온도 플랩들은 전방 구역들의 온도 플랩들과 무관하게 독립적으로 제어될 수 있다.
바람직한 일 실시 형태에 따르면, 내부 모듈은 또한, 공기가 상기 내부 모듈로부터 후방 구역들을 위한 공기 송풍구들로만 전달할 수 있도록 상기 내부 모듈이 상부 영역에서 전방 구역들로 이어지는 공기 송풍구들에 대한 공기 경로들을 폐쇄하는 방식으로 형성되어 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 이를 위해 내부 모듈은 주요 부분으로서 2개의 U자형 쉘을 포함하고, 이들 쉘은 수직의 하우징 중간 벽의 양측에 장착되어 있으며, 이 경우 상기 수직 하우징 중간 벽과 U자형 쉘의 연결은 바람직하게는 클립 연결이다.
본 발명의 일 개선예에 따르면, 디프로스팅 시, 즉 앞유리 상에서 디프로스팅을 위한 공기가 필요한 경우를 위해 내부 모듈 내에 바이패스를 개폐하기 위한 제어 부재를 갖는 바이패스가 제공될 수 있으며, 이렇게 함으로써 상기 내부 모듈로부터의 온풍을 포함하여 열교환기로부터의 전체 공기를 디프로스팅 송풍구까지 안내할 수 있다.
1 또는 2 구역 변형에의 경우 중앙에 위치 설정된 내부 모듈은 3 또는 4 구역 변형예와 비교하여 변경된 분리 벽 형상을 갖는다. 1 또는 2 구역 변형예를 위한 내부 모듈은, 혼합 챔버로부터의 공기, 즉 열교환기를 통해 안내된 온풍 공기 흐름과 열교환기를 스쳐 지나 안내된 냉풍 공기 흐름이 만나는 영역으로부터의 공기를 후방 구역들의 공기 송풍구들로 안내하기 위해 3 또는 4 구역 변형예에 비해 축소된 분리 벽을 갖는다. 따라서 내부 모듈은 x-방향으로 상당히 축소되고, 공기의 유동 방향을 기준으로 열교환기 다음 영역에 위치한다. 이와 같이 형성된 내부 모듈은 냉풍 및 온풍 제어 부재들로부터 흘러나오는 공기의 일부를 혼합 챔버로부터 차량의 후방 구역들을 위한 공기 송풍구의 방향으로 안내한다. 냉풍 및 온풍 흐름들을 제어하기 위한 제어 요소들은 전술한 3 또는 4 구역 변형예에 상응하는 결합 제어 부재들, 예를 들어 하나의 축 상에 놓이는 회동 가능한 다수의 온도 플랩일 수 있다. 그러나 냉풍 및 온풍 흐름들을 제어하기 위한 제어 부재들은 1 또는 2 구역 변형예에서는 y-방향에서 상응하게 변경된 크기, 특히 길이를 갖는 개별 제어 부재일 수 있으며, 이들 제어 부재에 의해서는 전방 구역들의 공기 송풍구들뿐만 아니라 후방 구역들의 공기 송풍구들로 흐르는 온풍 또는 냉풍 흐름이 제어될 수 있다. 제어 부재들은 전방 구역 또는 후방 구역들에 대한 온도를 조절하는 동시에 서로 연결되는 다수의 온도 플랩일 수 있다. 제어 부재들은 또한, 개별 온도 플랩일 수 있는데, 이들은 각각 적어도 하나의 전방 구역 및 적어도 하나의 후방 구역의 온도를 조절하거나 심지어 차량용 공기 조화 시스템의 전체 단면적을 커버한다. 1 구역 또는 이중 구역 변형예의 큰 횡단면으로 인해, 이러한 설계는 선행 기술보다 우수하다.
냉풍 및 온풍 흐름에 대해 항상 동일한 단면적이 제공되는 차량용 모듈식 공기 조화 시스템의 모든 변형예들은 공통적이다. 즉, 공기 조화 시스템에 내부 모듈을 사용하여 공기 조화 시스템 하우징 내에서 온풍 흐름의 단면적이나 냉풍 흐름이 변경되지 않는다. 이 경우 중앙에 위치한 내부 모듈은 개별 변형예들에서 공기 흐름을 차량의 공기 조화 시스템의 개별 영역/구역으로 안내하기 위해서만 사용된다. 이 경우 내부 모듈은 공기를 상이한 방식으로 차량 공기 조화 시스템의 여러 공기 송풍구들로 안내한다. 이 때문에 특히 1 및 2 구역 변형예와 관련하여 종래 기술에 존재하는 단점인 감소된 단면적이 방지된다.
본 발명에 의해 달성될 수 있는 장점들은 다음과 같이 요약될 수 있다:
내부 모듈을 갖춘 차량용 모듈식 공기 조화 시스템의 본 발명에 따른 개념은 앞서 언급한 모든 변형예와 관련하여 차량용 공기 조화 시스템 내부에서 냉풍 및 온풍 흐름에 대한 동일한 단면적을 허용한다. 즉, 차량용 공기 조화 시스템의 모든 변형예에 균일한 설치 공간이 충분히 이용될 수 있다. 냉풍 및 온풍 흐름에 대한 단면적은 모든 유형에서 동일하기 때문에 제어 특성, 공기 흐름 또는 음향에 미치는 영향도 낮다. 일부 변형예의 특정 부품들만 필요하므로 공구 및 개발 비용이 절감된다.
본 발명의 실시예들의 추가적인 세부 사항들, 특징들 및 장점들은 첨부된 도면들을 참조하여 이루어지는 실시예들의 하기 설명으로부터 드러난다. 도면부에서:
도 1은 내부 모듈을 갖는 차량용 모듈식 공기 조화 시스템의 공기 조화 시스템 하우징의 분해도이고,
도 2a는 외부로부터 내부 모듈을 바라보고 공기 유동 경로들 그리고 차량의 전방 구역 중 하나로 공기를 안내하기 위한 제어 부재들을 갖는 차량용 모듈식 공기 조화 시스템의 단면도이며,
도 2b는 내부 모듈 내 한 위치에서 공기 유동 경로들 그리고 차량의 후방 구역 중 하나로 공기를 안내하기 위한 제어 부재들을 갖는 차량용 모듈식 공기 조화 시스템의 단면도이고,
도 3a는 제어 부재들의 도시 없이, 4 구역 변형예를 위한 내부 모듈의 분리 벽들이 삽입된, 증발기 다음에 놓인 차량용 모듈식 공기 조화 시스템 영역의 사시도이며,
도 3b는 4 구역 변형예를 위한 차량용 모듈식 공기 조화 시스템의 제어 부재들로서 증발기와 열교환기 사이에 위치 설정된 어레인지먼트의 정면도이고,
도 4a는 중앙에 위치 설정된 2 구역 변형예를 위한 내부 모듈을 갖는 차량용 공기 조화 시스템을 y-축에 대해 횡 방향으로 도시한 단면도이며,
도 4b는 전방 및 후방 레그룸 영역들과 후방 콘솔 송풍구들용 공기 송풍구들에 대한 도시와 함께 x-축에 대해 횡 방향으로 절단한 차량용 공기 조화 시스템의 단면도이며, 그리고
도 4c는 차량용 공기 조화 시스템 및 2 구역 변형예의 개별 온도 플랩의 정면도이다.
도 1은 내부 모듈을 갖는 차량용 모듈식 공기 조화 시스템의 공기 조화 시스템 하우징의 분해도이고,
도 2a는 외부로부터 내부 모듈을 바라보고 공기 유동 경로들 그리고 차량의 전방 구역 중 하나로 공기를 안내하기 위한 제어 부재들을 갖는 차량용 모듈식 공기 조화 시스템의 단면도이며,
도 2b는 내부 모듈 내 한 위치에서 공기 유동 경로들 그리고 차량의 후방 구역 중 하나로 공기를 안내하기 위한 제어 부재들을 갖는 차량용 모듈식 공기 조화 시스템의 단면도이고,
도 3a는 제어 부재들의 도시 없이, 4 구역 변형예를 위한 내부 모듈의 분리 벽들이 삽입된, 증발기 다음에 놓인 차량용 모듈식 공기 조화 시스템 영역의 사시도이며,
도 3b는 4 구역 변형예를 위한 차량용 모듈식 공기 조화 시스템의 제어 부재들로서 증발기와 열교환기 사이에 위치 설정된 어레인지먼트의 정면도이고,
도 4a는 중앙에 위치 설정된 2 구역 변형예를 위한 내부 모듈을 갖는 차량용 공기 조화 시스템을 y-축에 대해 횡 방향으로 도시한 단면도이며,
도 4b는 전방 및 후방 레그룸 영역들과 후방 콘솔 송풍구들용 공기 송풍구들에 대한 도시와 함께 x-축에 대해 횡 방향으로 절단한 차량용 공기 조화 시스템의 단면도이며, 그리고
도 4c는 차량용 공기 조화 시스템 및 2 구역 변형예의 개별 온도 플랩의 정면도이다.
도 1은 차량용 공기 조화 시스템의 모듈식 공기 조화 시스템 하우징(1)의 분해도를 도시하며, 이 경우 상기 모듈식 공기 조화 시스템 하우징(1)은 본 발명의 일 실시 형태에 대응한다. 상기 차량용 공기 조화 시스템은 공기 조화 시스템 하우징(1) 외에도 예를 들면, 팬, 증발기, 열교환기 및 다수의 제어 부재와 같은 도 1에 도시되지 않은 다수의 공기 온도 조절 및 공기 분배 장치를 포함한다.
도 1은 분해도의 좌측 부분에 차량용 공기 조화 시스템의 팬을 수용하기 위한 하우징 부분(2)들을 도시하고, 분해도의 또 다른 부분에 증발기와 열교환기를 수용하기 위한 그리고 공기 송풍구들을 형성하기 위한 하우징 부분(3)들을 도시한다.
차량의 다양한 구역들에 대한 온도 영역들은 종래 기술과 같이 수직 방향으로, 즉 z-방향으로 열교환기의 상부 및 하부에 배치되어 있지 않고, 횡 방향(y)으로 서로 인접 배치되어 있다.
y-방향을 기준으로, 후방 구역들의 온도 영역들은 차량용 공기 조화 시스템 중앙에 배치되어 있고, 전방 구역들의 온도 영역들은 중앙에 배치된 온도 범위들의 양측에서 공기 조화 시스템 하우징의 외부에 배치되어 있다. 상이한 구역들에 대한 온도 영역들의 이러한 배치는 중앙에 배치된 내부 모듈(4)의 설치에 의해 달성된다. 상기 내부 모듈(4)은 2개의 쉘 형상의, 실제로 U자형인 부분(5.1, 5.2)을 포함하고, 이들 부분은 예를 들면, 클립들에 의해 x-z 평면에 놓이는 하우징 중간 벽(도 1에서 보이지 않음)의 양측에 장착된다. 이러한 경우에 각각의 부분(5.1, 5.2)은 국부적으로 수직으로, 즉 이는 x-z 평면에 평행하게 배향되어 있고, 따라서 각각 수직 분리 벽을 형성한다. 도 1은 차량용 공기 조화 시스템의 4 구역 변형예에 제공되는 내부 모듈(4)을 도시한다. 이 경우 각각의 부분(5.1, 5.2)은 하부 가장자리로부터 시작하여, 리세스(6.1, 6.2) 그리고 경우에 따라 추가 리세스들을 가지며, 상기 추가 리세스들 내에는 도면에 도시되지 않은 열교환기와 경우에 따라 도면에 도시되지 않은 추가 전기 가열 소자가 상기 부분(5.1, 5.2)들의 수직 영역들에 직각으로 배치될 수 있다. 이러한 방식으로 내부 모듈(4)은 거의 증발기까지, 더 정확하게는 증발기와 열교환기 사이 영역까지 도달한다. 또한, 내부 모듈(4)은 예를 들면, 온도 플랩과 같은 제어 부재들을 수용할 수 있다.
도 2a는 분리 벽으로서 작용하고, 4 구역 변형예에 상응하게 형성된 내부 모듈(4)의 쉘 형상의 부분(5.1)의 수직 영역을 외부로부터 바라보고 y-방향에 대해 횡 방향으로 절단한 차량용 공기 조화 시스템(7)의 단면도를 도시한다. 이 경우 상기 횡단면은 제1 또는 제2 구역으로 흐르는 공기 유동을 위한 공기 유동 경로들과 제어 부재들을 도시한다. 차량용 모듈식 공기 조화 시스템은 공기 온도 조절 및 공기 분배 장치들을 포함한다. 공기 분배 장치로는 팬(8) 그리고 플랩 형태의 제어 부재(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5)들이 제공되어 있고, 공기 온도 조절 장치로는 증발기(10), 열교환기(11) 그리고 추가 가열 소자(12)들이 제공되어 있다. 추가로 팬(8)과 증발기(10) 사이에는 공기 정화용 필터 부재(13)가 예컨대, 폴렌 필터(pollen filter)로 제공되어 있다. 팬(8), 필터 부재(13), 증발기(10), 열교환기(11) 및 추가 가열 소자(12)는 공기의 유동 방향으로 차례로 배치되어 있고, 동시에 y-방향에, 즉 차량용 공기 조화 시스템(7)의 횡 방향에 대해 평행하게 배향되어 있다. 추가 공기 분배 장치로는 냉풍 및 온풍 흐름들을 제어하기 위해 열교환기(11) 앞에 온풍 플랩(9.1) 그리고 상기 열교환기(11) 상부에 냉풍 플랩(9.2)이 제공되어 있다. 더 나아가, 도 2a는 전방 구역들을 위한 상이한 공기 송풍구들 또는 공기 배출 채널들 및 이와 관련된 공기 배출 플랩들, 즉 디프로스팅 플랩(9.3)을 구비한 디프로스팅 송풍구(14), 상응하는 대시보드 플랩(9.4, 9.5)들을 구비한 대시보드 송풍구(15, 16)들 그리고 전방 구역 중 하나, 즉 제1 및 제2 구역을 위한 레그룸 배출 플랩(9.6)을 구비한 레그룸 송풍구(17)를 도시한다.
도 2b는 내부 모듈(4) 내 한 위치에서 공기 유동 경로들 그리고 차량의 후방 구역 중 하나로, 즉 도시된 4 구역 변형예의 경우 제3 또는 제4 구역으로 공기를 안내하기 위한 공기 분배 장치들을 갖는 차량용 모듈식 공기 조화 시스템(7)의 단면도를 도시한다. 내부 모듈(4)은 거의 증발기(10) 그리고 이와 더불어 증발기(10)와 열교환기(11) 사이 영역까지 도달하고, 동시에 온도 제어 부재(18.1 및 18.2), 이 경우 온도 플랩으로서 온풍 플랩(18.1) 및 냉풍 플랩(18.2) 형태의 공기 분배 장치들 수용할 수 있도록 설계되어 있다. 내부 모듈(4) 내에 배치된 온도 플랩(18.1, 18.2)들은 도 2a에 도시된, 전방 구역들을 위한 온도 플랩(9.1, 9.2)들과 무관하게 제어될 수 있고, 따라서 후방 영역들을 위한 냉풍 및 온풍 흐름들을 제어하기 위한 제어 부재로서 기능한다. 내부 모듈(4)의 부분(5.1)의 쉘 형상은 추가로, 상부 영역에서 전방 구역들로 이어지는 공기 송풍구(14, 15, 16)들에 대한 공기 경로가 폐쇄됨으로써 공기가 내부 모듈(4)로부터 후방 구역들을 위한 공기 송풍구들로만 이를 수 있도록 한다. 따라서 도 2b에 따르면, 내부 모듈(4) 내에 공기 배출 채널(19)이 형성되어 있고, 상기 공기 배출 채널은 공기를 레그룸 송풍구 그리고 후방 구역 중 하나, 즉 제3 또는 제4 구역의 콘솔 송풍구로 안내한다. 공기 배출 채널(19)은 제어 부재(20)로서 공기 배출 플랩(20)을 구비하며, 상기 공기 배출 플랩의 회동 축은 x-방향으로 그리고 이와 더불어 y-방향으로 연장되는 다른 플랩(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5, 9.6, 18.1, 18.2)들의 회동 축에 수직으로 배향되어 있다. 따라서 이러한 시스템 내에서 공기가 후방 또는 하부 하우징 영역에서 후방 구역 송풍구들의 방향으로 안내될 수 있다. 도시되지 않은 실시예에 따르면, 공기를 앞유리로 안내해야 하는 디프로스팅의 경우, 전체 공기를 열교환기로부터 디프로스팅 송풍구로 안내할 수 있기 위해서 내부 모듈(4) 내에 추가로 제어 부재가 구비될 수 있다. 예를 들면 상기 내부 모듈(4) 내로 유입된 온풍을 내부 모듈로부터 디프로스팅 송풍구(14)까지 안내하는 바이패스 유로가 구비될 수 있고, 상기 바이패스 유로 내에 상기 제어 부재로서의 디프로스팅 배출 플랩이 구비되어 바이패스 유로를 개폐할 수 있다.
도 3a는 - 공기의 유동 방향을 기준으로 - 차량용 모듈식 공기 조화 시스템(7)의 증발기 뒤에 놓이는 영역의 사시도를 도시하며, 이 경우 상기 공기 조화 시스템 내에는 4 구역 변형예를 위해 설계된 내부 모듈(4)이 삽입되어 있다. 즉, 증발기는 도 3a에는 도시되어 있지 않고, y-방향으로 실제로 차량용 공기 조화 시스템(7)의 전체 범위에 걸쳐 연장되는 열교환기(11)가 도시되어 있다. 내부 모듈(4)의 각각의 부분(5.1, 5.2), 상기 부분(5.1, 5.2)들이 양측에 고정된 하우징 중간 벽(21)의 연장부는 x-방향과 z-방향으로 y-방향의 개별 연장부보다 크다. 내부 모듈(4)의 부분(5.1, 5.2)들 및 하우징 중간 벽(21)은 그들의 하부면에 이미 언급한 바와 같이, 열교환기의 높이 및 두께 치수에 상응하는 리세스(6.1, 6.2, 22)를 각각 갖는다. 이 경우 상기 리세스(6.1, 6.2, 22)들은 상호 배치되어 열교환기(11)가 상기 리세스(6.1, 6.2, 22)들 내에 배치되고, 따라서 열교환기(11)가 도 3a에서와 같이 횡 방향(y)으로 내부 모듈(4)에 의해 관통될 수 있다. 그 결과 내부 모듈(4)은 거의 증발기(10)까지 그리고 이와 더불어 도 2a 및 도 2b의 상응하는 단면도에 도시된 바와 같이, 증발기(10)와 열교환기(11) 사이 영역까지 연장되도록 설계되어 있다.
도 3b는 4 구역 변형예를 위한 차량용 모듈식 공기 조화 시스템의 제어 부재로서 증발기와 열교환기 사이에 배치된 온도 플랩들의 어레인지먼트의 정면도를 도시한다. 이 경우 상기 온도 플랩(9.1, 9.2)들은 전방 구역들을 위한 냉풍 및 온풍 흐름들을 제어하기 위한 제어 부재로서, 내부 모듈 내에 배치된 후방 구역들을 위한 냉풍 및 온풍 흐름들을 제어하기 위한 제어 부재로서 상대적으로 작은 크기의 온도 플랩(18.1, 18.2)과 같이 동일한 축(23.1, 23.2) 상에서 내부 모듈(4)의 측면에 배치되어 있으며, 그러나 상기 온도 플랩들은 후방 구역들과 무관하게 그리고 상호 제어될 수 있다. 환언하면: 후방 구역들을 위한 온풍을 제어하기 위한 2개의 중간 온풍 플랩(18.1)은 전방 구역들을 위한 온풍을 제어하기 위해 각각 외부에서 인접한 2개의 온풍 플랩(9.1)과 같이 동일한 축(23.1) 상에 배치되어 있다. 유사하게, 후방 구역들을 위한 냉풍을 제어하기 위한 2개의 중간 냉풍 플랩(18.2)은 전방 구역들을 위한 냉풍을 제어하기 위해 각각 외부에서 인접한 2개의 냉풍 플랩(9.2)과 같이 동일한 축(23.1) 상에 배치되어 있다.
도 4a는 중앙에 위치 설정된 2 구역 변형예를 위한 내부 모듈을 갖는 차량용 공기 조화 시스템(7)의 단면도를 y-축에 대해 횡 방향으로 도시하는 반면, 도 4b는 차량용 공기 조화 시스템의 단면도를 x-축에 대해 횡 방향으로 도시한다. 이 실시 형태에서는 3 구역 또는 4 구역 변형예에 비해 변경된, 부분(25.1, 25.2)들의 분리 벽 구조를 갖는 내부 모듈(24)의 변형예가 제공된다. 2 구역 변형예를 위한 내부 모듈(24은 4 구역 변형예의 내부 모듈에 비해 감소된 분리 벽들을 가짐으로써, 공기가 혼합 챔버(26)(도 4a 참고)로부터, 즉 열교환기를 통해 안내된 온풍 흐름과 상기 열교환기를 스쳐 지나서 안내된 냉풍 흐름이 모이는 영역으로부터 후방 구역들의 공기 송풍구들로 안내된다. 따라서 내부 모듈(24)의 부분(25.1, 25.2)들이 x-방향으로 확연히 축소되고, 공기의 유동 방향을 기준으로 열교환기(11) 다음 영역에 위치되며, 이에 따라 증발기(10)까지 도달하지 못한다. 4구역 변형예를 위한 내부 모듈과는 대조적으로, 내부 모듈(24)은 공기의 일부분을 온도 플랩(27.1, 27.2)(도 4a 참조)들의 영역으로부터, 즉 혼합 챔버(26)로부터 차량의 후방 영역들을 위한 공기 송풍구들의 방향으로 안내한다.
도 4b는 하우징 중간 벽(21)의 양측에 장착된 부분(25.1, 25.2)들을 갖는 내부 모듈(24을 삽입하여 수직으로 연장되는, 혼합 챔버로부터 시작하는 전방 구역들의 영역들과 상기 혼합 챔버로부터 시작하는 후방 구역들의 영역들 사이 분리를 도시하며, 다시 말하면, 이 경우 상기 전방 구역들과 후방 구역들의 영역들 차례로 배치되어 있다. 따라서 혼합 챔버로부터 시작하는 전방 구역들의 레그룸 송풍구(28)들용 영역들은 차량용 공기 조화 시스템(7)의 양측에서 외부에 배치되어 있고, 후방 구역들의 레그룸 송풍구(29)들용 영역들은 계속해서 내부에 그리고 후방 구역들의 콘솔 송풍구(30)들용 영역들은 하우징 중간 벽(21)의 양측에서 중앙에 배치되어 있다.
냉풍 및 온풍 흐름들을 제어하기 위한 제어 부재들은 이 경우 도 3b에 따른 3 구역 또는 4 구역 변형예의 온도 플랩과 같이 결합된 제어 부재 또는 상응하게 변경된 크기(길이)를 갖는 개별 제어 부재일 수 있다. 도 4c는 증발기와 열교환기 사이에 위치 설정된, 2 구역 변형예를 위한 내부 모듈을 갖는 차량용 모듈식 공기 조화 시스템의 온도 플랩 어레인지먼트의 정면도를 도시한다. 이 경우 우측 및 좌측 온풍 플랩(27.1)들, 즉 공기 유동 방향으로 열교환기 다음에 하우징 중간 벽(21)의 양측에 위치한 온도 플랩들이 y-방향으로 연장되는 제1 축(31.1) 상에 배치되어 있다. 우측 및 좌측 냉풍 플랩들, 즉 열교환기(도 4c에서는 보이지 않음) 위에 위치하는 온도 플랩(27.2)들은 횡 방향(y)으로 제1 축(31.1)에 대해 평행하게 뻗은 제2의 상부 축(31.2) 상에서 함께 인접 배치되어 있다.
제어 부재(27.1, 27.2)들은 이 경우 개별 온도 플랩으로서, 각각 전방 구역과 후방 구역의 온도를 조절하고, 차량용 공기 조화 시스템의 좌측 또는 우측의 단면적을 각각 커버하며, 이때 차량용 공기 조화 시스템의 좌측과 우측 사이에서 수직으로 연장되는 분리는 하우징 중간 벽(21)에 의해서 이루어진다. 따라서 개별 온도 플랩들은 각각 도 3b에 따른 4 구역 변형예의 2개의 온도 플랩(9.1; 18.1; 9.2; 18.2)과 동일한 단면적을 커버하며, y-방향으로 더 길게 설계되어 있다.
1: 공기 조화 시스템 하우징
2: 팬 수용을 위한 공기 조화 시스템 하우징의 하우징 부분
3: 증발기 및 열교환기 수용 그리고 공기 송풍구 형성을 위한 공기 조화 시스템 하우징의 하우징 부분
4: 3 또는 4 구역 변형예를 위한 내부 모듈
5.1: 내부 모듈의 부분(우측)
5.2: 내부 모듈의 부분(좌측)
6.1: 열교환기용 리세스
6.2: 열교환기용 리세스
7: 차량용 모듈식 공기 조화 시스템
8: 팬
9.1: 온풍 제어 부재, 온풍 플랩, 전방 구역용 온도 플랩
9.2: 냉풍 제어 부재, 냉풍 플랩, 전방 구역용 온도 플랩
9.3: 디프로스팅 플랩
9.4: 대시보드 플랩
9.5: 대시보드 플랩
9.6: 레그룸 송풍구 플랩
10: 증발기
11: 열교환기
12: 전기 가열 소자
13: 필터 부재
14: 디프로스팅 송풍구
15: 대시보드 송풍구
16: 대시보드 송풍구
17: 차량의 전방 구역을 위한 레그룸 송풍구
18.1: 온풍 제어 부재, 온풍 플랩, 후방 온도 구역용 온도 플랩
18.2: 냉풍 제어 부재, 냉풍 플랩, 후방 온도 구역용 온도 플랩
19: 제3 또는 제4 구역용 공기 배출 채널
20: 공기 배출 채널의 제어 부재
21: 하우징 중앙 벽
22: 하우징 중앙 벽의 리세스
23.1: 온풍 플랩용 축
23.2: 냉풍 플랩용 축
24: 2 구역 변형예를 위한 내부 모듈
25.1: 내부 모듈의 부분(우측)
25.2: 내부 모듈의 부분(좌측)
26: 혼합 챔버
27.1: 온풍 제어 부재, 온풍 플랩, 2 구역 변형예를 위한 온도 플랩
27.2: 냉풍 제어 부재, 냉풍 플랩, 2 구역 변형예를 위한 온도 플랩
28: 전방 구역의 레그룸 송풍구용 영역
29: 후방 구역의 레그룸 송풍구용 영역
30: 후방 구역의 콘솔 송풍구용 영역
31.1: 2 구역 변형예를 위한 온풍 플랩용 축
31.2; 2 구역 변형예를 위한 냉풍 플랩용 축
2: 팬 수용을 위한 공기 조화 시스템 하우징의 하우징 부분
3: 증발기 및 열교환기 수용 그리고 공기 송풍구 형성을 위한 공기 조화 시스템 하우징의 하우징 부분
4: 3 또는 4 구역 변형예를 위한 내부 모듈
5.1: 내부 모듈의 부분(우측)
5.2: 내부 모듈의 부분(좌측)
6.1: 열교환기용 리세스
6.2: 열교환기용 리세스
7: 차량용 모듈식 공기 조화 시스템
8: 팬
9.1: 온풍 제어 부재, 온풍 플랩, 전방 구역용 온도 플랩
9.2: 냉풍 제어 부재, 냉풍 플랩, 전방 구역용 온도 플랩
9.3: 디프로스팅 플랩
9.4: 대시보드 플랩
9.5: 대시보드 플랩
9.6: 레그룸 송풍구 플랩
10: 증발기
11: 열교환기
12: 전기 가열 소자
13: 필터 부재
14: 디프로스팅 송풍구
15: 대시보드 송풍구
16: 대시보드 송풍구
17: 차량의 전방 구역을 위한 레그룸 송풍구
18.1: 온풍 제어 부재, 온풍 플랩, 후방 온도 구역용 온도 플랩
18.2: 냉풍 제어 부재, 냉풍 플랩, 후방 온도 구역용 온도 플랩
19: 제3 또는 제4 구역용 공기 배출 채널
20: 공기 배출 채널의 제어 부재
21: 하우징 중앙 벽
22: 하우징 중앙 벽의 리세스
23.1: 온풍 플랩용 축
23.2: 냉풍 플랩용 축
24: 2 구역 변형예를 위한 내부 모듈
25.1: 내부 모듈의 부분(우측)
25.2: 내부 모듈의 부분(좌측)
26: 혼합 챔버
27.1: 온풍 제어 부재, 온풍 플랩, 2 구역 변형예를 위한 온도 플랩
27.2: 냉풍 제어 부재, 냉풍 플랩, 2 구역 변형예를 위한 온도 플랩
28: 전방 구역의 레그룸 송풍구용 영역
29: 후방 구역의 레그룸 송풍구용 영역
30: 후방 구역의 콘솔 송풍구용 영역
31.1: 2 구역 변형예를 위한 온풍 플랩용 축
31.2; 2 구역 변형예를 위한 냉풍 플랩용 축
Claims (11)
- 차량의 전방 및 후방 구역의 온도 설정과 관련하여 1 내지 4 구역을 위한 차량용 모듈식 공기 조화 시스템(7)으로서,
상기 차량용 모듈식 공기 조화 시스템은 하나 이상의 공기 조화 시스템 하우징 및 상기 하우징 내에 배치된 다수의 공기 온도 조절 및 공기 분배 장치를 포함하고,
상기 공기 온도 조절 및 공기 분배 장치들은
하나 이상의 팬(8),
증발기(10),
열교환기(11),
상기 열교환기(11)를 관통하는 공기 흐름들을 제어하기 위한 하나 이상의 온풍 제어 부재(9.1, 18.1, 27.1),
상기 열교환기(11)를 바이패스하는 공기 흐름들을 제어하기 위한 하나 이상의 냉풍 제어 부재(9.2, 18.2, 27.2),
차량의 전방 구역들용 공기 송풍구들 및 차량의 후방 영역들용 공기 송풍구들, 및
상기 공기 조화 시스템 하우징 내에 교체 가능하게 장착되는 내부 모듈을 구비하며,
상기 내부 모듈은 수직으로 배향된 분리 벽을 포함하는 하나 이상의 부분(5.1, 5.2, 25.1, 25.2)을 구비하고,
상기 내부 모듈 내에 공기 배출 채널(19)이 형성되고, 상기 공기 배출 채널(19)은 그를 통과하는 공기 유량을 제어하기 위한 공기 배출 플랩(20)을 구비하며, 상기 공기 배출 플랩(20)의 회동 축은 상기 온풍 또는 냉풍 제어 부재(9.1, 9.2, 18.1, 18.2, 27.1, 27.2)들의 회동 축에 대해 수직으로 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 모듈식 공기 조화 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 열교환기(11)를 관통하는 공기 흐름들을 제어하기 위한 모든 온풍 제어 부재(9.1, 18.1, 27.1) 및 상기 열교환기(11)를 관통하는 공기 흐름들을 제어하기 위한 모든 냉풍 제어 부재(9.2, 18.2, 27.2)들이 각각 횡 방향(y)으로 배향되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량용 모듈식 공기 조화 시스템. - 제2항에 있어서,
모든 온풍 제어 부재(9.1, 18.1, 27.1)가 공통 축(23.1) 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량용 모듈식 공기 조화 시스템. - 제2항에 있어서,
모든 냉풍 제어 부재(9.2, 18.2, 27.2)가 공통 축(23.2) 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량용 모듈식 공기 조화 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 내부 모듈이 상기 후방 구역들을 위한 온풍 제어 부재(18.1)들 및 냉풍 제어 부재(18.2)들을 포함하여, 상기 전방 구역과 독립적으로 후방 구역으로 공급되는 공기의 온도 및 풍량을 제어하는 것을 특징으로 하는, 차량용 모듈식 공기 조화 시스템. - 제5항에 있어서,
횡 방향(y)을 기준으로, 전방 온도 구역들을 위한 온풍 제어 부재(9.1)들이 동일한 축(23.1) 상에서 중앙에 위치 설정된, 후방 구역들을 위한 온풍 제어 부재(18.1)들의 측면에 배치되어 있고, 상기 전방 구역들을 위한 온풍 제어 부재(9.1)들 및 후방 구역들을 위한 온풍 제어 부재(18.1)들은 서로 독립적으로 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는, 차량용 모듈식 공기 조화 시스템. - 제5항에 있어서,
횡 방향(y)을 기준으로, 전방 온도 구역들을 위한 냉풍 제어 부재(9.2)들이 동일한 축(23.2) 상에서 중앙에 위치 설정된, 후방 구역들을 위한 냉풍 제어 부재(18.2)들의 측면에 배치되어 있고, 상기 전방 구역들을 위한 냉풍 제어 부재(9.2)들 및 후방 구역들을 위한 냉풍 제어 부재(18.2)들은 서로 독립적으로 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는, 차량용 모듈식 공기 조화 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 내부 모듈이 상기 열교환기(11) 다음 영역에서부터, 공기의 유동 방향을 기준으로, 증발기(10)와 열교환기(11) 이에 있는 영역까지 도달하고, 상기 후방 구역 중 하나 이상을 위한 온풍 제어 부재(18.1)들과 냉풍 제어 부재(18.2)들을 수용할 수 있도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량용 모듈식 공기 조화 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 내부 모듈이 부분(5.1, 5.2)으로서 2개의 U자형 쉘을 포함하고, 이들 쉘은 수직으로 배향된 하우징 중간 벽의 양측에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량용 모듈식 공기 조화 시스템. - 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내부 모듈 내에, 온풍을 상기 내부 모듈로부터 디프로스팅 송풍구(14)까지 안내하기 위한 바이패스 유로 및 상기 바이패스 유로를 개폐하기 위한 제어 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는, 차량용 모듈식 공기 조화 시스템. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉풍 및 온풍 제어 부재(18.1, 18.2)들로부터 흐르는 공기의 일부분을, 상기 열교환기(11)를 통해 안내된 온풍 흐름과 상기 열교환기를 바이패스하는 냉풍 흐름이 만나는 혼합 챔버(26)로부터 상기 차량의 후방 구역들을 위한 공기 송풍구들 방향으로 안내하기 위해 상기 내부 모듈이 공기의 유동 방향을 기준으로 상기 열교환기(11) 하류 영역에만 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량용 모듈식 공기 조화 시스템.
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