KR20000007509U - 자동차용공기처리장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차의 공기 조화 장치용 공기 처리 장치에 관한 것이다. 공기 처리 장치는 공기 통로를 한정하는 하우징을 구비한다. 공기 처리 장치는 하우징내에 배치된 송풍기와 송풍기를 통과하는 공기를 냉각하도록 하우징내에 배치된 증발기를 구비한다. 히터 코어는 또한 그 곳을 통과하는 공기를 가열하도록 증발기로부터 하류측의 하우징내에 배치된다. 공기 처리 장치는 또한 증발기와 하우징의 공기 출구 사이에서 한정된 바이패스 통로에 배치된 제1 온도 혼합 도어를 갖는 온도 혼합 도어 장치를 구비한다. 제1 온도 혼합 도어는 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 중심 축에 대해 피봇 운동할 수 있다. 견부는 혼합 도어가 완전 폐쇄 위치에 있을 때 제1 혼합 도어의 제1 단부와 밀봉 결합하고 제1 온도 혼합 도어가 완전 개방 위치를 향하여 피봇 운동할 때 제1 단부로 통과된 공기 유량을 조절하도록 하우징내에 형성된다. 제2 혼합 도어는 히터 코어와 증발기의 사이에서의 통로에 배치된다. 제1 및 제2 온도 혼합 도어는 소정의 방식에 따라 공동 조정식 운동으로 움직인다.

Description

자동차용 공기 처리 장치 {AIR HANDLING SYSTEM FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}

본 고안은 일반적으로 자동차 내의 공기 처리 장치에 관한 것이다. 특히, 본 고안은 공동 조정식 운동(coordinated movement)을 갖는 새로운 구성의 온도 조절식 혼합 도어(blend door)를 갖는 중앙 장착식 공기 처리 장치에 관한 것이다.

많은 다양한 형태의 공기 처리 장치가 자동차 기술 분야에 주지되어 있다. 가장 널리 알려진 공기 처리 장치는 통상적으로 새로운 또는 재순환의 공기를 흡입하여 장치의 하우징을 통해 배출 공기를 배출시키는 원심 송풍기를 갖는 하우징을 포함한다. 장치 내에는 한 쌍의 열 교환기가 배치되는데, 하나는 원심 송풍기로부터 배출되는 공기를 냉각시키기 위한 것이고 다른 하나는 원심 송풍기로부터 배출되는 공기를 가열하기 위한 것이다. 자동차의 내부 승객실 안으로 조화된 공기를 제공하기 위해 열 교환기 중 하나 또는 2개 모두를 통한 공기량을 조절하도록 혼합 도어 장치가 하우징 내의 주요 지점에 구비된다. 통상적으로, 자동차 운전자는 소정의 위치로 온도 조절 혼합 도어의 운동을 유발하는 소정의 설정으로 자동차 실내에 있는 온도 조절 손잡이를 조절한다. 이러한 온도 조절 혼합 도어의 위치는 승객이 원하는 온도에 맞는 적당량의 냉각 공기와 가열 공기를 제공하도록 선택된다.

이중 온도 장치 및 이중 온도 및 모드 장치를 제공하기 위해, 다양한 기술적 개량이 공지된 형태의 공기 처리 장치에 제안되어 왔다. 이러한 형태의 장치에서는, 차량 실내의 상이한 영역에 상이한 온도가 제공될 수 있다. 더욱이, 바닥에서는 난방시키고 전면 유리에서는 서리를 제거하도록 승객실 내의 상이한 출구로부터조화된 공기가 전달될 수 있다. 본 고안의 양도인에게 양도된 미국 특허 제5,673,964호는 일반적으로 차량의 중심선을 따라 장착되어 우측 핸들의 자동차 또는 좌측 핸들의 자동차에 모두 사용 가능한 독특한 공기 처리 장치를 개시한다. 이와 같은 유형의 적응성을 갖기 위해서는, 공기 처리 장치 유닛은 열 교환기가 서로 매우 근접하게 위치될 것을 요구한다. 이러한 장치의 소형 패키지(small packaging) 특성으로 인해, 공기 처리 장치의 출구로부터 차량의 내부 승객실까지의 배관 길이는 매우 짧다. 이러한 짧은 통로는 자동차 승객이 선택하거나 원하는 적당한 온도를 제공하기 위해 장치 내의 공기의 적절한 혼합에 필요한 용적을 충분히 제공하지 못할 수 있다. 예를 들어, 선택된 온도에 필요한 것보다 더 많은 공기가 혼합 도어 주변의 증발기를 통해 통과할 수 있다. 이는 공기 처리 장치의 배출 온도 조절 장치(outlet register)로부터 부정확한 온도의 조화된 공기가 배출되게 할 수도 있다. 그러므로, 소형 유닛을 가능하게 하면서도 찬 공기와 더운 공기의 적절한 혼합에 사용되는 용적면에서 종래 기술의 문제점을 해결하는 공기 처리 장치를 제공하는 것이 유용하다.

본 고안의 목적은 온도 조절 장치로부터 공기의 정확한 배출 온도를 보장하도록 찬 공기와 더운 공기의 적절한 혼합을 제공하는 온도 혼합 도어 장치를 갖춘 중앙 장착식 공기 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 고안의 다른 목적은 자동차 승객이 요구하는 정확한 배출 온도 공기를 제공하기 위해 공동 조정식의 운동을 갖는 혼합 도어 장치를 제공하기 위한 것이다.

도1은 본 고안의 원리에 따라 구성된 중앙 장착식 공기 처리 장치의 사시도.

도2는 도1의 선 2-2를 따라 취한 도1의 단면도.

도3은 본 고안의 원리에 따라 구성된 공기 처리 장치의 일부분의 확대 단면도.

도4는 본 고안에서 사용된 한 조절 방법의 곡선도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 공기 조화 장치

12: 하우징

20: 공기 입구

22; 공기 출구

26: 송풍기

28: 증발기

30: 히터 코어

32, 42, 44: 온도 혼합 도어

50: 전동기

본 고안은 자동차용 공기 조화 장치를 위한 공기 처리 장치를 제공함으로써 종래 기술의 단점을 극복한 것이다. 공기 처리 장치는 상부 측부, 하부 측부 및 그 사이에 배치되어 공기 통로를 한정하는 한쌍의 측벽들을 포함한다. 하우징은 공기 입구와 바닥 가열, 서리 제거 및 환기구 모드와 같이 차량 실내로 향하는 복수개의 공기 출구들을 구비한다. 송풍기는 하우징에 배치되어 하우징으로 공기를 흡입하고 하우징의 공기 통로를 통해 공기를 가압한다. 또한 증발기는 통과하는 공기를 냉각하도록 하우징내에 배치되고 히터 코어는 하우징내 증발기로부터의 하류에 배치된다. 히터 코어는 통과하는 공기를 가열한다. 더욱이, 본 고안의 처리 장치는 하우징의 공기 통로에서 연장하는 제1 바이패스 통로에 배치된 제1 온도 혼합 도어를 더 구비한다. 제1 바이패스 통로는 증발기와 하우징의 공기 출구의 사이에서 한정된다. 제1 온도 혼합 도어는 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 움직이고 개폐 위치 사이의 무한 개수의 위치들에서 정지되도록 중심부에 대해 피봇 운동할 수 있다. 처리 장치는 더욱이 혼합 도어가 완전 폐쇄 위치에 있을 때 제1 온도 혼합 도어의 제1 단부와 밀봉 결합하도록 하우징내에 형성된 견부를 더 포함한다. 견부는 또한 혼합 도어가 완전 개방 위치를 향해 피봇 운동될 때 제1 온도 혼합 도어의 제1 단부를 통과하는 공기 유량을 조절한다.

공기 처리 장치는 또한 하우징의 제1 바이패스 경로에 배치된 제2 온도 혼합 도어를 구비하고, 제2 바이패스 통로는 히터 코어와 증발기의 사이에서 한정된다. 제1 혼합 도어는 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 움직이고 제1 및 제2 온도 혼합 도어는 차량 운전자에 의해 요구된 온도에 따라 소정의 방식으로 공동 조정식 운동으로 움직이도록 작동된다. 본 고안의 처리 장치는 또한 제1 및 제2 온도 혼합 도어를 소정의 방법에 따라 소정의 위치로 움직이도록 전동기와 같은 제어 수단을 포함한다.

본 고안의 바람직한 실시예에서, 상술한 혼합 도어 장치는 제2 온도 혼합 도어와 연동하고 인접 배치되고 제1 위치로부터 제2 위치 또는 완전 폐쇄 위치로 제2 온도 혼합 도어와 직렬식으로 움직이는 제3 온도 혼합 도어를 구비한다. 온도 혼합 도어 장치는 그 중심선에 대해 차량의 종축에 대해 배치된 중앙 장착식 공기 처리 장치에 배치된다.

자동차용의 공기 조화 장치를 위해 공기 처리 장치와 배출 온도 조절 장치 사이에서 혼합 영역의 소형화된 용적을 허용하는, 적절하고 효율적으로 패키지된 공기 처리 장치를 제공하는 것이 본 고안의 이점이다. 본 고안의 이들 및 다른 특징과, 목적 및 이점은 도면, 상세한 설명 및 청구항으로부터 명백해질 것이다.

도면을 참조하면, 도1은 자동차용 중앙 장착식 공기 조화 장치의 사시도를 도시한다. 중앙 장착식 공기 조화 장치(10)는 좌측 또는 우측 핸들 차량 모두에 적용되도록 하기 위해 차량의 종방향 중앙선 부근에 패키지되도록 설계된다. 이러한 장치는 본 고안의 양수인에게 양도된 미국 특허 제5,673,964호에 보다 상세하게 나타나 있으며, 그 개시 내용은 본 명세서에 참고 자료로 사용된다. 중앙 장착식 공기 조화 장치(10)는 상부 측부(14), 바닥 측부(16), 및 대체로 편평한 한 쌍의 측벽(18)을 구비하는 공기 처리 하우징(12)을 포함한다. 하우징은 새로운 공기 또는 공기의 재순환을 위해 공기 입구(20)를 포함할 뿐만 아니라 당해 기술 분야에 알려진 바와 같이 차량의 승객실(도시되지 않음) 내로 공기를 향하게 하기 위해 다수개의 공기 출구(22)를 포함한다.

도2 및 도3에 보다 상세하게 도시된 바와 같이, 본 고안의 공기 조화 장치(10)는 공기 입구를 통해 공기를 흡입하고 하우징(12)을 관통해서 형성된 공기 통로(24)를 통해 공기를 향하게 하는 원심 송풍기(26)와 같은 송풍기를 더 포함한다. 또한, 공기 조화 장치는 증발기 코어(28)를 포함하며, 이 증발기 코어(28)를 통해 송풍기(26)로부터 송풍된 공기를 냉각시킨다. 증발기 코어(28)는 도2에 도시된 바와 같이 송풍기(26)의 하류에 배치된다. 공기 조화 장치(10)는 증발기 코어에 인접한 히터 코어(30)를 더 포함한다. 히터 코어(30)는 증발기 코어(28)의 하류에 배치되며 공기가 히터 코어를 통해 데워진다. 그러나, 히터 코어를 통과한 공기는 공기 조화 장치(10)의 중앙 장착식 특징 때문에 증발기(28)를 먼저 통과해야 한다.

차량의 운전자에 의해 요구된 바와 같은 적당한 온도로 공기를 조화시키기 위하여, 온도 혼합 도어 장치가 공기 조화 장치(10) 내에 배치된다. 온도 혼합 도어 장치는 이하에 보다 상세하게 설명하겠지만 증발기로부터 냉각된 공기를 히터 코어로부터 가열된 공기와 혼합시켜서 선택된 온도에서 조화된 공기를 제공시키도록 하는 다수개의 온도 혼합 도어를 포함한다.

도3에 보다 명료하게 도시된 바와 같이, 온도 혼합 도어 장치는 증발기(28)와 히터 코어(30) 사이의 제1 바이패스 통로(34) 내에 배치된 제1 온도 혼합도어(32)를 포함한다. 제1 온도 혼합 도어(32)는, 대체로 직선의 도어가 사용될 수도 있지만, 도3에 도시된 바와 같이 대체로 곡선인, 거의 "S자형"이다. 제1 도어(32)는 그 중앙 지점(36)에서 중심 축을 중심으로 피봇 운동한다. 도3에 도시된 바와 같이, 제1 온도 혼합 도어(32)는 증발기(28)를 통과하는 모든 공기가 히터 코어(30)를 통해서 향하도록 하는 완전 폐쇄 위치에 있을 때에는 실선으로 도시되어 있다. 가상선의 제1 온도 혼합 도어(32)는 증발기(28)를 통과하는 모든 공기가 공기 출구(22)를 통해서 실내를 향하도록 완전 냉각을 허용하는 위치에 있다. 온도 혼합 도어(32)는 당해 기술 분야에서 잘 알려진 폴리프로필렌이나 나일론과 같은 공지의 중합체 재료로 제조된다.

제1 온도 혼합 도어는 하우징(12)의 하우징 측벽(18) 내에 형성된 견부(40)에 착좌되는 제1 단부(33)를 구비한다. 견부(40)는 본 고안의 상당히 중요한 부분이다. 견부(40)는 혼합 도어(32)의 곡률 반경과 대략 동일한 곡률 반경을 가지도록 형성된다. 이것은, 제1 온도 혼합 도어(32)가 실선으로 도시된 완전 폐쇄 위치로부터 가상선으로 도시된 개방 위치로 피봇 운동함에 따라, 혼합 도어가 소정의 각도를 지나게 될 때까지 증발기로부터의 냉각되지 않은 공기가 제1 혼합 도어의 제1 단부(33)를 통과하도록 하는 특징을 제공한다. 소정의 각도는 5°를 초과해야 하며, 양호하게는 20°이하이다. 이것은 조절된 공기가 차량 객실의 내부로 통과하게 하는 상당히 짧은 소형의 혼합 챔버(38)를 통상적인 중앙 장착식 공기 조화 장치가 포함하는 상당히 중요한 이점을 제공한다. 이하에 설명하는 바와 같이, 히터 코어로부터 따뜻한 공기를 수용하기 전에 증발기로부터의 차가운 공기가 혼합통로(38)로 들어가게 된다면, 공기 출구를 통해서 내부의 차량 요소로 유동하는 공기는 히터 코어로부터의 따뜻한 공기를 차가운 공기와 혼합하기 전에 보다 차가운 공기가 공기 조화 장치 내로 공급되기 때문에 차량 운전자에 의해 선택된 온도에 있지 않을 것이다. 그러므로, 견부(40)는 제1 온도 혼합 도어(32)가 개방됨에 따라 혼합 챔버(38)로 들어가는, 증발기로부터의 차가운 공기의 양을 조절한다.

본 고안의 온도 조절 장치는 한 쌍의 제2 온도 혼합 도어(42, 44)를 포함한다. 제2 온도 혼합 도어(42, 44)는 증발기(28)와 히터 코어(30) 사이의 제2 바이패스 통로(46) 내에 배치된다. 2개의 혼합 도어의 기능은 히터 코어(30)를 통해 증발기로부터 통과하는 냉각된 공기량을 조절하는 것이다. 각각의 혼합 도어(42, 44)는 히터 코어(30)로 진입하는 공기를 위한 바이패스 통로(46)를 개폐하기 위해 중심 축(48)에 대해 피봇된다.

본 고안의 온도 혼합 도어 장치의 작동은 공동 조정의 방식으로 발생된다. 차량 운전자가 온도 게이지 또는 디지털 선택기 등의 공지 수단에 의해 결정된 바와 같이 승객석 내부를 위한 소정의 온도를 선택할 때, 프로세서는 각각의 온도 혼합 도어(32, 42 및 44)가 적절한 온도의 공기를 발생시키도록 운동하여야 하는 회전량을 명령한다. 온도 도어(32, 42 및 44)는 온도 도어(42 및 44)가 소정의 온도 요구에 따라 직렬로 운동하도록 그 운동상 공동 조정된다. 온도 혼합 도어는 소정의 방법에 따라 운동한다. 그러한 방법 중 하나의 예가 도4에 도시되어 있다. 상기 방법은, 공기 조화 장치에 의해 발생된 요구 온도를 위해, 제1 온도 혼합 도어(32)와 제2 및 제3 혼합 도어(42 및 44)가 소정의 위치까지 소정의 거리로 개폐되어야 한다는 것을 나타낸다. 프로세서는 단순히 조견표(lookup table)에 제공된 온도에 대한 혼합 도어의 위치값을 조회하고, 전동기(50, 도1 참조)는 요구 온도를 발생시키기 위해 적절한 위치로 각각의 온도 혼합 도어를 운동시킨다. 분명히, 각각의 온도 혼합 도어의 위치를 결정하기 위한 방법은 각각의 중앙 장착식 공기 조화 장치의 설계 및 패키지 요구마다 다양하다. 따라서, 챠량마다 다른 조절 방법을 가지는 경우가 있을 것이고, 본 고안은 도4에 도시된 조절 방법에 제한되지 말아야 한다.

작동에서, 송풍기(26)는 증발기(28)를 통해 입구 또는 재순환 공기를 가압한다. 온도 혼합 도어(32, 42 및 44)는 히터 코어(30)로 통과될 공기량을 결정한다. 공기는 히터 코어(30)를 통과하면서 챔버(52)로 들어간다. 하우징(12)은 소정의 구조를 갖는 목부(54, throat section)를 포함한다. 가열된 공기가 히터 코어를 통과한 후 따르는 목부(54)의 목부 영역의 구조는 가능한 혼합 챔버(38) 내로 유동하는 공기 유량을 효율적으로 제공하도록 최적화된다. 따라서, 목부(54)의 구조는 차량 패키지 요구마다 최적화될 것이다. 증발기(28)를 통과하는 공기는 제1 온도 혼합 도어(32)를 통과하여 냉온 공기가 차량 운전자에 의해 요구된 온도에 근접하기 위해 혼합되는 혼합 챔버(38) 내로 진입한다. 다른 모드의 도어는, 당업계에 알려져 있으며 미국 특허 제5,673,964호에 도시된 바와 같이, 서리 제거 출구, 온도 조절식 환기구(registered vent) 또는 바닥으로 공기를 향하게 하는 위치에 놓여진다. 본 명세서에 기재된 바와 같은 혼합 도어 장치를 제공함으로써, 중앙 장착식 장치를 위한 좁고 짧아진 패키지 공간이 제공되는 출력 온도에 대한 양호한정확성이 달성될 수 있다.

당업자라면 본 고안의 다양한 다른 변형예 및 치환예가 당연히 가능할 것이다. 예컨대, 각각에 대해 그리고 히터 코어 및 증발기에 대한 혼합 도어의 위치는 패키지 공간 및 공기 배출을 위한 출구 위치에 따라 결정될 것이다. 본 고안의 범주를 정하는 것은 모든 등가예를 포함하는 다음의 실용신안등록청구범위이다.

이상 설명한 본 고안에 따르면, 온도 조절 장치로부터 공기의 정확한 배출 온도를 보장하도록 찬 공기와 더운 공기를 적절한 혼합하고, 자동차 승객이 요구하는 정확한 배출 온도 공기를 제공할 수 있다.

Claims (1)

1. 자동차용 중앙 장착식 공기 처리 장치에 있어서,

   새로운 공기 입구와, 재순환 입구와, 송풍기 공기 출구를 갖는 송풍기와,

   상기 송풍기로부터 유출 공기를 수용하여 냉각하도록 상기 하우징 내의 송풍기 출구의 하류에 배치된 증발기 코어와,

   상기 증발기 코어에 의해 배출된 냉각 공기를 수용하여 가열하도록 상기 하우징 내의 상기 증발기 코어의 하류에 배치된 히터 코어와,

   상기 히터 코어를 통과하여 유동하는 공기를 조절하도록 하우징내에서 상기 증발기 코어와 상기 히터 코어의 사이에 배치된 온도 혼합 도어 장치를 포함하며;

   상기 송풍기 공기 출구는 새로운 공기 및 재순환 공기를 흡입하고 상기 새로운 공기와 상기 재순환 공기를 이를 통해 배출하도록 유동적으로 상기 송풍기와 연결되고, 상기 송풍기, 상기 증발기 코어 및 상기 히터 코어는 상기 자동차의 중심부에서 상기 자동차의 종축을 따라 배치되며;

   상기 혼합 도어 장치는

   제1 바이패스 통로에 배치되고, 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동하도록 중심부에 대해 피봇 운동할 수 있는 S자 형상의 제1 온도 혼합 도어와,

   상기 제1 혼합 도어가 완전 폐쇄 위치에 있을 때 제1 온도 혼합 도어의 제1 단부에 밀봉 결합하고 상기 제1 도어가 완전 개방 위치를 향해 피봇 운동할 때 공기 유량을 조절하도록 상기 하우징에 형성되고, 상기 제1 온도 혼합 도어가 완전개방 위치를 향해 5。 를 초과하여 피봇 운동될 때까지 상기 제1 온도 혼합 도어의 제1 단부를 지나 유동하는 공기를 조절하도록 소정의 형상을 갖는 견부와,

   상기 히터 코어와 상기 증발기 코어의 사이에서 연장되는 제2 바이패스 통로에 배치되고, 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동하도록 작동하는 제2 온도 혼합 도어와,

   상기 제2 혼합 도어와 연동되고 그 인접 위치에 배치된 제3 온도 혼합 도어와,

   소정의 방법에 따라 소정의 위치로 상기 제1, 제2 및 제3 온도 혼합 도어들을 이동시키도록 상기 제1, 제2 및 제3 온도 혼합 도어들에 연결된 전동기를 포함하며;

   상기 제2 및 제3 온도 혼합 도어는 상기 하우징을 통해 유동하는 공기의 방향에 수직하고 상기 도어들의 폭의 중앙 지점에서 한정되는 축에 대해 피봇 운동할 수 있고 제1 위치로부터 제2 위치로 직렬식으로 움직이도록 작동하고, 상기 제1, 제2 및 제3 온도 혼합 도어는 소정의 방법을 따라 공동 조정식 운동으로 이동하도록 작동하는

   것을 특징으로 하는 자동차용 공기 처리 장치.