KR20160014736A - 가열, 방출 및 공기 조화 송풍기 - Google Patents

가열, 방출 및 공기 조화 송풍기 Download PDF

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난드랄 고엔카 라키
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크랜달 하이디
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한온시스템 주식회사
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Abstract

발명은 모터 차량용 가열, 방출 및 공기 조화(HVAC) 시스템에 관한 것으로서, 상기 HVAC 시스템은 폭보다 큰 길이를 가지며 전방 좌석들 사이에서 상기 모터 차량의 길이방향 축에 평행한 길이로 배치되는 하우징을 포함한다. 상기 HVAC 시스템은 상기 모터 차량의 계기판 아래에 또는 엔진실 내부에 배치된 송풍기 조립체를 포함한다.

Description

가열, 방출 및 공기 조화 송풍기{HVAC BLOWER}
본원 발명은 모터 차량용 가열, 방출 및 공기 조화(HVAC) 시스템에 관한 것으로서, 보다 특히 최소 패키징 요건들을 가지는 HVAC 시스템에 관한 것이다.
모터 차량의 설계 중에, 차량 본체의 형상 및 치수들이 규정된다. 이는 차량 시스템들 및 설치하고자 하는 성분들이 이용가능한 공간의 최대 양을 결정한다. 이러한 프로세스의 결과는 종종 성분들의 패키징 요건들을 구축하는 것으로 지칭된다. HVAC 시스템들의, 특히 공기 조화 유닛들의 패키징 요건들은 집약적인(intensive) 개발 작업을 필요로 하는데, 이는 그러한 장비가 차량의 내부 승객 공간을 잠식하는 상당한 공간을 필요로 하기 때문이다. 전형적으로, HVAC 시스템들은 패키징 요건들에서 반드시 고려되어야 하는 복수의 열 교환기들, 송풍기 모터, 그리고 다른 전기적 및 기계적 성분들을 포함한다.
그러한 개발 작업은, 승객들과의 간섭을 최소화하도록, HVAC 시스템의 크기를 최소화하는데 집중되고 그리고 HVAC 시스템의 위치에 집중된다. 결과적으로, 운전자 및 전방 시트 승객이 이용할 수 있는 발 공간(foot space)을 최대화하기 위해서, HVAC 시스템은 종종 계기판 내에 배치된다. 그러나, HVAC 시스템을 계기판 내에 배치하는 것은 차량의 전방부에서의 계기판이 차지하는 공간을 최대화하고, 그에 따라 차량의 길이방향을 따른 장착 공간을 증가시킨다.
차량 내부의 공간을 최소량으로 점유하면서 계기판 내의 공간을 점유하지 않는 HVAC 시스템이 여전히 요구되고 있다.
본원 발명에 일치되고 합치되게, 차량 내부의 공간을 최소량으로 점유하면서 계기판 내의 공간을 점유하지 않는 HVAC 시스템이 놀랍게도 발견되었다.
발명의 실시예에서, 모터 차량을 위한 HVAC 시스템이 폭보다 큰 길이를 가지는 하우징으로서, 상기 하우징이 모터 차량의 길이방향 축에 실질적으로 평행한 길이로 배치되는, 하우징, 및 상기 하우징 내에 배치된 송풍기 조립체로서, 상기 송풍기 조립체가 상기 차량의 계기판에 인접하여 배치되는, 송풍기 조립체를 포함한다.
발명의 다른 실시예에서, 모터 차량을 위한 HVAC 시스템이 폭보다 큰 길이를 가지는 하우징으로서, 상기 하우징이 모터 차량의 길이방향 축에 실질적으로 평행한 길이로 그리고 모터 차량의 전방 좌석들 사이에 적어도 부분적으로 배치되는, 하우징, 및 상기 하우징 내에 배치된 송풍기 조립체로서, 상기 송풍기 조립체가 상기 차량의 계기판에 인접하여 배치되는, 송풍기 조립체를 포함한다.
발명의 다른 실시예에서, 모터 차량을 위한 HVAC 시스템이 폭보다 큰 길이를 가지는 하우징으로서, 상기 하우징이 모터 차량의 길이방향 축에 실질적으로 평행한 길이로 그리고 모터 차량의 전방 좌석들 사이에 적어도 부분적으로 배치되는, 하우징, 및 상기 하우징 내에 배치된 모터 차량의 외부와 유체 소통하는 송풍기 조립체로서, 상기 송풍기 조립체가 상기 차량의 계기판에 인접하여 배치되는, 송풍기 조립체를 포함한다.
본원 발명의 전술한 장점들 및 다른 장점들은, 첨부 도면들을 참조하여 고려할 때, 바람직한 실시예에 관한 이하의 구체적인 설명으로부터 당업자에게 용이하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 발명의 실시예에 따른 HVAC 시스템을 내부에 가지는 모터 차량의 일부의 내부를 부분적인 개략도로 도시한 상단 평면도이다.
도 2는 HVAC 유닛 및 도 1의 내부의 일부를 도시한 횡단면도이다.
도 3은 발명의 다른 실시예에 따른 HVAC 유닛 및 차량의 내부의 일부를 도시한 횡단면도이다.
도 4는 발명의 다른 실시예에 따른 HVAC 유닛 및 차량의 내부의 일부를 도시한 횡단면도이다.
이하의 구체적인 설명 및 첨부 도면들은 발명의 여러 가지 예시적인 실시예들을 설명하고 도시한다. 그러한 설명 및 도면은 당업자가 발명을 제조하고 이용할 수 있게 하는 역할을 하고, 그리고 어떠한 방식으로도 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도된 것이 아니다.
도 1 및 2는 본원 발명의 실시예에 따른 HVAC 시스템(10)을 도시한다. HVAC 시스템(10)은, 연소 엔진을 가지는 모터 차량 또는 배터리-동력형(powered) 모터 차량과 같은, 모터 차량(12)의 내부에 배치되나, 그러한 HVAC 시스템(10)은 HVAC 시스템을 필요로 하는 임의 차량 내에 배치될 수 있을 것이다.
HVAC 시스템(10)은 하우징(14), 송풍기 조립체(24), 제 1 열 교환기(26), 및 제 2 열 교환기(28)를 포함한다. 하우징의 치수들 및 형상은 내부에 배치된 HVAC 시스템(10)의 성분들의 전체적인 치수들 및 형상을 반영한다. 도 1-3에 도시된 바와 같이, 여기에서 설명된 HVAC 시스템(10)의 성분들은 실질적으로 동일한 높이에서 실질적으로 동일한 평면 내에 정렬된다. 그러나, 그러한 성분들이 열 교환기들(26, 28) 중 어느 하나 또는 양자 모두 보다 높은 높이에 배치된 송풍기 조립체(24)와 함께 배향될 수 있고, 또는 열 교환기들(26, 28)이 송풍기 조립체(24)의 높이에서 또는 그보다 높은 높이에서 배치될 수 있을 것이다. 유사하게, 송풍기 조립체(24), 제 1 열 교환기(26), 및 제 2 열 교환기(28)의 각각이 상이한 높이들에 각각 위치되어, 도 4에 도시된 바와 같이 계단-단차 횡단면 형상을 가지는 HVAC 시스템(10) 및 하우징(14)을 초래할 수 있을 것이다.
도 1-3에 도시된 바와 같이, HVAC 시스템(10)의 길이(16)가 그 높이(18) 보다 더 크다. HVAC 시스템(10)의 폭(20)은 길이(16) 보다 좁으나, 필요에 따라서, 그 높이(18) 보다 넓거나 좁을 수 있을 것이다. 차량(12) 내부의 패키징 요건들에 미치는 영향을 최소화하기 위해서, HVAC 시스템(10)의 폭(20)이 증가됨에 따라, 높이(18)가 감소된다. 승객 착석 공간을 최대화하기 위해서, HVAC 시스템의 폭(20)을 최소화하는 것이 바람직하다. 도 1에 가장 잘 도시된 바와 같이, 차량(12)의 중앙의 길이방향 축에 실질적으로 평행한 HVAC 시스템(10)의 길이방향으로, HVAC 시스템(10)이 차량(12)의 전방 좌석들(22) 사이에 배치된다. 필요에 따라, 열 교환기들(26, 28) 중 하나 또는 양자 모두를 포함하는 부분만이, 또는 전체 HVAC 시스템(10)이 전방 좌석들(22) 사이에 배치될 수 있도록, HVAC 시스템(10)의 일부가 전방 좌석들(22) 사이에 배치될 수 있을 것이다.
송풍기 조립체(24)는, 열 교환기들(26, 28)을 통해서 HVAC 시스템(10) 내로, 그리고 차량(12)의 내부로 공기를 인입(drawing)하기 위해서 팬, 모터, 및 다른 전기 성분들을 포함한다. 송풍기 조립체(24)는 도관(34)을 통해서 신선(fresh) 공기 카울(32)과 유체 소통한다. 필요에 따라, 도관(34)은 계기판(30) 내에, 계기판(30) 아래에, 또는 차량(12)의 엔진실(35) 내에 부분적으로 또는 완전히 배치될 수 있을 것이다. 도 1, 2 및 4에 도시된 실시예에서, 송풍기 조립체(24)가 차량(12)의 내부 내에 그리고 계기판(30) 아래에 배치된다. 도 3의 실시예에서, 송풍기 조립체(24)가 송풍기 조립체(24)와 차량의 내부 사이에 방화벽(36)을 두고 차량의 엔진실(35) 내에 배치된다. 도 3의 실시예가 임의 모터 차량 내에서 이용될 수 있으나, 내연 엔진을 가지지 않는 또는 최소-크기의 엔진을 가지는 배터리-동작형 또는 하이브리드 차량에서 최적으로 이용될 수 있을 것이다.
제 1 열 교환기(26)가 송풍기 조립체(24)로부터 하류에 그리고 제 2 열 교환기(28)로부터 상류에 배치된다. 도 1-4에 도시된 바와 같이, 제 1 열 교환기(26)가 HVAC 시스템(10)을 통해서 유동하도록 유도된 공기를 냉각시키도록 구성된 증발기이다. HVAC 시스템(10)이, HVAC 시스템(10), 제 1 열 교환기(26), 제 2 열 교환기(28), 또는 이들의 조합과 차량(12) 외부 사이의 유체 소통을 제공하여, 그들로부터의 응축액(condensate)의 유동을 돕기 위한 도관(미도시)을 포함할 수 있을 것이다. 전형적으로, 상기 도관은, 응축물(condensation)의 효과적인 제거를 돕기 위해서 차량(12)의 차량 바닥(floorboard) 내에 배치된, 다공성 필터를 가지는 드레인(drain)과 소통한다. 응축물의 차량 외부로의 유동을 돕기 위한 도관을 제공하는 것에 의해서, 응축액과 HVAC 시스템(10) 및 차량(12)의 전기 성분들 사이의 접촉이 최소화된다. 필요에 따라서, 제 1 열 교환기(26)가 제 2 열 교환기(28)의 하류에 위치될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
제 2 열 교환기(28)가 제 1 열 교환기(26)의 하류에 배치된다. 도 1-4에 도시된 바와 같이, 제 2 열 교환기(28)는, HVAC 시스템(10)을 통해서 유동하도록 유도된 공기를 가열하기 위한 히터 코어(heater core)이다. 제 2 열 교환기(28)가, 필요에 따라, 공기를 가열할 수 있는 임의 장치일 수 있을 것이다. 제 2 열 교환기(28)가, 도 1-4에 도시된 바와 같은, PTC 히터와 같은, 보충 히터(44)와 소통할 수 있거나, 또는 제 2 열 교환기(28)가 HVAC 시스템(10) 내의 유일한 히터일 수 있을 것이다. 보충 히터(44)가, 필요에 따라, 공기를 가열할 수 있는 임의 장치일 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
사용시에, 신선한 공기가 차량(12)의 외부로부터 신선 공기 카울(32)을 통해서 그리고 도관(34)을 통해서 송풍기 조립체(24)에 의해서 HVAC 시스템(10) 내로 인입된다. 신선한 공기는, 재순환 공기 개구부(38)를 통해서 차량(12)의 내부로부터 HVAC 시스템(10)을 통해서 인입된 재순환 공기에 의해서 보충되거나 대체될 수 있을 것이다. 재순환 공기 개구부(38)가 계기판(30)에 인접하여 배치되고, 그리고 필요에 따라, 계기판(30) 아래에, 계기판(30) 전방에, 또는 계기판(30)의 일부로서 배치될 수 있을 것이다. 공기는 송풍기 조립체(24)에 의해서 열 교환기들(26, 28)을 통해서 유동하도록 유도된다. 냉각 모드에서, 공기가 제 1 열 교환기(26)를 통해서 유동하도록 유도되고, 이어서 차량(12)의 내부를 냉각시키기 위한 차량 분배 시스템(미도시)을 통해서 유동하도록 유도된다. 가열 모드에서, 공기는 제 2 열 교환기(28)를 통해서 유동하도록 유도되고 그리고 차량(12)의 내부를 가열하기 위한 차량 분배 시스템을 통해서 유동하도록 유도된다. 제 2 열 교환기(28)를 통해서 유동하는 공기는 또한 보충적인 히터(44)에 의해서 가열될 수 있을 것이다. 차량 분배 시스템은 도관들 또는 덕팅(ducting)(미도시) 및 방출부들(미도시)을 포함한다. HVAC 시스템(10)이 차량(12)용 단독형(stand-alone) HVAC 시스템으로서 이용될 수 있을 것이고, 또는 HVAC 시스템(10)이 당업계에 공지된 바와 같은 표준형 HVAC 시스템을 보충할 수 있을 것이다. HVAC 시스템(10)은, 가열된 또는 냉각된 공기를 차량의 전방 승객 격실, 후방 승객 격실, 전방 및 후방 승객 객실 모두로, 전방 좌석들(22) 및/또는 후방 좌석들(40)로 그리고 그들을 통해서, 및/또는 차량의 조향 휘일(42)로 그리고 그를 통해서 제공하기 위한 덕팅 및 방출부들을 가지는 차량 분배 시스템들과 유체 소통할 수 있을 것이다.
송풍기 조립체(24)가 계기판(30) 아래에(도 1, 2 및 4) 또는 방화벽(36) 뒤에 그리고 엔진실 내에(도 3) 위치되기 때문에, HVAC 시스템(10) 및 특히 송풍기 조립체(24)와 연관된 소음, 진동, 및 거슬림(harshness)(NVH)이 최소화되어, 동작 중에 차량(12) 내의 승객들을 방해하지 않는다. 송풍기 조립체(24)의 위치의 다른 장점은, 계기판(30) 내에서 HVAC 시스템(10)의 성분들이 점유하는 공간이 최소화된다는 것이고, 그에 의해서 다른 성분들을 위해서 계기판(30) 내의 패키징 공간을 자유롭게 하거나 또는 차량(12) 내부의 보다 개방된 전방 단부를 위한 최소-크기의 계기판(30)을 도울 수 있다는 것이다. HVAC 시스템(10)이 폭(20) 보다 긴 길이(16)를 가지고 HVAC 시스템(10)이 차량(12)의 중앙의 길이방향 축에 대해서 평행하게 배치되는 것에 의해서, HVAC 시스템(10)은, 계기판(30) 하부와 같이 통상적으로 이용되지 않는 차량 내의 공간, 또는 중앙 콘솔과 같이 빈 공간 또는 저장 공간으로서 이용되는 차량 내의 공간을 점유한다. 또한, 도 1, 2 및 4의 HVAC 시스템(10)의 실시예에서, 송풍기 조립체(24)가 하우징(14) 내의 계기판(30) 아래에 배치되고 그리고 연관된 공기 여과 장치들(미도시)의 교체 및 유지 보수 목적들을 위해서 보다 용이하게 접근될 수 있다.
전술한 설명으로부터, 당업자는 본원 발명의 본질적인 특성들을 용이하게 확인할 수 있을 것이고 그리고, 본원 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고도, 여러 가지 용도들 및 조건들에 맞추기 위해서 발명에 대한 여러 가지 변화들 및 변경들을 안출할 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 모터 차량을 위한 HVAC 시스템으로서:
    폭보다 큰 길이를 가지는 하우징으로서, 상기 하우징이 모터 차량의 길이방향 축에 실질적으로 평행한 길이로 배치되는, 하우징, 및
    상기 하우징 내에 배치된 송풍기 조립체로서, 상기 송풍기 조립체가 상기 차량의 계기판에 인접하여 배치되는, 송풍기 조립체를 포함하는, HVAC 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징이 상기 모터 차량의 전방 좌석들 사이에 적어도 부분적으로 배치되는, HVAC 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 송풍기 조립체가 상기 계기판 아래에 배치되는, HVAC 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 송풍기 조립체가 상기 차량의 엔진실 내에 배치되는, HVAC 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 송풍기 조립체가 상기 모터 차량의 외부와 유체 소통하는, HVAC 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 HVAC 시스템을 통한 신선 공기의 유동을 돕기 위해서 상기 외부와 상기 송풍기 조립체 사이의 유체 소통을 제공하는 상기 송풍기 조립체와 유체 소통하는 신선 공기 카울을 더 포함하는, HVAC 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 신선 공기 카울과 상기 송풍기 조립체 사이의 유체 소통을 제공하는 도관을 더 포함하는, HVAC 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터 차량의 내부와 상기 송풍기 조립체 사이의 유체 소통을 제공하는 상기 하우징 내에 형성된 재순환 공기 개구부를 더 포함하는, HVAC 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 송풍기 조립체가 상기 차량의 전방 좌석들 중 적어도 하나, 상기 차량의 후방 좌석 중 하나, 및 상기 차량의 조향 휘일과 유체 소통하는, HVAC 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징이 계단-단차 횡단면 형상을 가지는, HVAC 시스템.
  11. 모터 차량을 위한 HVAC 시스템으로서:
    폭보다 큰 길이를 가지는 하우징으로서, 상기 하우징이 모터 차량의 길이방향 축에 실질적으로 평행한 길이로 그리고 모터 차량의 전방 좌석들 사이에 적어도 부분적으로 배치되는, 하우징, 및
    상기 하우징 내에 배치된 송풍기 조립체로서, 상기 송풍기 조립체가 상기 차량의 계기판에 인접하여 배치되는, 송풍기 조립체를 포함하는, HVAC 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 송풍기 조립체가 상기 계기판 아래에 배치되는, HVAC 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 송풍기 조립체가 상기 차량의 엔진실 내에 배치되는, HVAC 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 송풍기 조립체가 상기 모터 차량의 외부와 유체 소통하는, HVAC 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 HVAC 시스템을 통한 신선 공기의 유동을 돕기 위해서 상기 외부와 상기 송풍기 조립체 사이의 유체 소통을 제공하는 상기 송풍기 조립체와 유체 소통하는 신선 공기 카울을 더 포함하는, HVAC 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 신선 공기 카울과 상기 송풍기 조립체 사이의 유체 소통을 제공하는 도관을 더 포함하는, HVAC 시스템.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 모터 차량의 내부와 상기 송풍기 조립체 사이의 유체 소통을 제공하는 상기 하우징 내에 형성된 재순환 공기 개구부를 더 포함하는, HVAC 시스템.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 송풍기 조립체가 상기 차량의 전방 좌석들 중 적어도 하나, 상기 차량의 후방 좌석 중 하나, 및 상기 차량의 조향 휘일과 유체 소통하는, HVAC 시스템.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 하우징이 계단-단차 횡단면 형상을 가지는, HVAC 시스템.
  20. 모터 차량을 위한 HVAC 시스템으로서:
    폭보다 큰 길이를 가지는 하우징으로서, 상기 하우징이 모터 차량의 길이방향 축에 실질적으로 평행한 길이로 그리고 모터 차량의 전방 좌석들 사이에 적어도 부분적으로 배치되는, 하우징, 및
    상기 하우징 내에 배치된 모터 차량의 외부와 유체 소통하는 송풍기 조립체로서, 상기 송풍기 조립체가 상기 차량의 계기판에 인접하여 배치되는, 송풍기 조립체를 포함하는, HVAC 시스템.
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