KR20160034171A - 자동차용 공기 조화 시스템의 공기 안내 장치 - Google Patents

자동차용 공기 조화 시스템의 공기 안내 장치 Download PDF

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한온시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 하나 이상의 정지식 고정 수단(17) 및 하나 이상의 가동식 공기 안내 수단(18)을 포함하는, 공기를 안내하기 위한, 특히 열교환기(5)로 공기를 유입시키기 위한, 공기 안내 장치(15)에 관한 것이다. 상기 장치(15)는 공기의 유동 방향(13)에서 상기 열교환기(5) 앞쪽에 이격된 상태로 배치되어 있다. 상기 공기 안내 수단(18)은 가동식 공기 안내 수단(18)이 작용하는 중력 및 재료 특성들과 관련한 압력차로 인해 상기 열교환기(5)의 정면 면적에 대한 유동 경로(7)를 자동으로 개방 또는 폐쇄하도록 상기 고정 수단(17)과 연결되는 방식으로 형성되어 있다. 또한, 본 발명은 공기 질량 흐름을 이송, 냉각 및 가열하기 위한 수단들을 갖는 자동차용 공기 조화 시스템(1)과도 관련이 있다. 상기 공기 조화 시스템(1)은 혼합 챔버(8)로 통하도록 형성된 2개 이상의 유동 경로(6, 7)를 갖는 하우징(2), 상기 하우징(2) 내부에 배치된 증발기(4) 및 상기 혼합 챔버(8) 영역에 배치된 온도 플랩(21)을 포함하며, 이 경우 제 1 유동 경로(6)는 제 2 유동 경로(7) 내에 배치된 가열 열교환기(5)용 바이패스로서 형성되어 있다. 상기 공기 조화 시스템은 전술된 공기 안내 장치(15)를 갖추고 있으며, 이 경우 상기 장치(15)는 상기 가열 열교환기(5)와 결합하여 그리고 공기 질량 흐름의 유동 방향(13)으로 상기 가열 열교환기(5) 앞쪽에 배치되어 있다.

Description

자동차용 공기 조화 시스템의 공기 안내 장치 {DEVICE FOR GUIDING AIR OF AN AIR-CONDITIONING SYSTEM FOR A MOTOR VEHICLE}
본 발명은 공기 안내 장치, 특히 열교환기로 공기를 유입시키기 위한, 공기 안내 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 하나 이상의 정지식 고정 수단 및 하나 이상의 가동식 공기 안내 수단을 포함한다. 또한, 본 발명은 공기 질량 흐름을 이송, 냉각 및 가열하기 위한 수단들을 갖는 자동차용 공기 조화 시스템과도 관련이 있다. 상기 공기 조화 시스템은 혼합 챔버로 통하도록 형성된 2개 이상의 유동 경로를 갖는 하우징, 상기 하우징 내부에 배치된 증발기 및 상기 혼합 챔버 영역에 배치된 온도 플랩을 포함한다. 이 경우 제 1 유동 경로는 제 2 유동 경로에 배치된 가열 열교환기용 바이패스로서 형성되어 있다.
자동차의 경우 기술적인 구성 부품들의 수 증가로 인해, 구성 부품들의 배치를 통해 원하는 기능성이 보장될 수 있도록 전체 설치 크기와 관련한 최적화가 요구된다. 자동차 공기 조화 시스템의 추가 요건에는 필요에 따라 공급된 공기 질량 흐름을 분배 및 컨디셔닝 그리고 경우에 따라 혼합하고, 그리고 개별 또는 혼합된 공기 질량 흐름들을 자동차의 상이한 영역들로 안내하는 것이 있다. 이 경우 상기 공급된 공기 질량 흐름이 상이한 열교환기를 관통하고, 그리하여 공기는 냉각, 가열 또는 냉각 및 제습 처리되며, 그리고 필요한 경우 상기 공기가 차실로 안내되기 전에 다시 서서히 가열(heating-up)된다. 이때 공기는 예를 들면 레그 룸으로 그리고 대시보드(dashboard) 측에 있는 개구들을 통해서 차실로 송풍되며, 또한 앞유리에 김이 서리지 않도록(mist-free) 하거나 앞유리의 결빙을 녹여서 제거하기 위해 바로 상기 앞유리측 유출구들을 통해서 앞유리로 안내된다.
동류의 공기 조화 시스템들에서는 차실에 공급될 공기 질량 흐름이 온도 플랩으로도 표기되는 플랩에 의해 2개의 부분 질량 흐름으로 분배될 수 있다. 필요한 공기 유동 온도는 상기 온도 플랩들 그리고 상이한 제어 기구(control mechanism)들에 의해 조절된다. 이러한 경우 상기 2개의 부분 질량 흐름 중 하나의 부분 공기 질량 흐름은 공기 조화 시스템의 하부 영역에 배치된 가열 열교환기를 통과하게 되고, 그리고 가열된다. 동시에 냉풍으로서 제 2 부분 공기 질량 흐름은 바이패스를 통해서 가열 열교환기를 우회하여 지나간다. 이어서 상이하게 온도 조절된 2개의 부분 공기 질량 흐름은 필요로 하는 목표 온도에 도달하기 위해 혼합된다. 온도 플랩이 제 1의 단부 위치에서, 가열 열교환기가 배치된 온풍 경로를 폐쇄함으로써, 공기 조화 시스템에 공급된 전체 공기 질량 흐름은 증발기를 통과한 다음, 바이패스로서 형성된 냉풍 경로에서 가열 열교환기를 우회하여 지나간다. 공기 조화 시스템은 냉각 장치 모드로 작동된다. 온도 플랩이 제 2 단부 위치에 포지셔닝될 때에는, 공기 조화 시스템에 공급된 전체 공기 질량 흐름이 가열 열교환기를 관통한다. 냉풍 경로는 폐쇄되어 있다.
도 1은 온도 플랩(9)을 갖는 종래 기술에 따른 공기 조화 시스템(1')을 도시한다. 상기 공기 조화 시스템(1')은 공기 조화 시스템(1')을 통해 유동 방향(13)으로 공기를 흡인 및 이송하기 위한 도면에는 도시되지 않은 팬, 증발기(4) 및 가열 열교환기(5')를 가지며, 이때 상기 팬, 증발기(4) 및 가열 열교환기(5')는 하우징(2') 내에 배치되어 있다. 상기 하우징(2')은 3개의 공기 유출구(3a, 3b, 3c) 및 혼합 챔버(8)를 포함한다. 팬에 의해 흡인되어 유동 방향(13)에서 증발기(4) 쪽으로 안내되는 공기 질량 흐름은 전부 상기 증발기(4)의 열교환기 면적을 관통한 다음, 2개의 경로(6', 7')로 비례 배분(prorate)된다. 냉각 경로(6')로도 표기되는 제 1 유동 경로(6')는 부분 공기 질량 흐름으로서 증발기(4)에서 냉각 및/또는 제습 처리된 공기를 가열 열교환기(5')의 둘레를 돌아 안내한다. 이 경우 제 1 유동 경로(6')는 공기 조화 시스템(1')의 수직 방향(y)으로 가열 열교환기(5') 상부에 배치되어 있고, 상기 가열 열교환기는 수평 방향(x)으로 제 2 유동 경로(7') 내부에 배치되어 있다. 제 2 유동 경로(7')를 통과하는 부분 질량 흐름은 전부 가열 열교환기(5')의 열교환기 면적을 관통하여 가열된다. 따라서 상기 유동 경로(7')는 온풍 경로(7')로도 표기된다. 유동 경로(6', 7')들은 각각 혼합 챔버(8)로 통한다. 유동 경로(6', 7')들로 분배된 부분 공기 질량 흐름들은 다시 상기 혼합 챔버(8) 내에 모이며, 컨디셔닝 된 공기가 개별적인 공기 유출구(3a, 3b, 3c)들을 통해 차실로 공급되기 전에 혼합된다. 가열 열교환기(5')의 수평 방향(x) 배치는 대규모 소요 공간을 필요로 한다.
증발기(4)를 통과하는 공기 질량 흐름은 온도 플랩(9)에 의해 부분 공기 질량 흐름들의 형태로 유동 경로(6', 7')들로 분할될 수 있다. 상기 온도 플랩(9)의 위치에 의해서는, 유동 경로(6', 7')들을 통과하는 부분 공기 질량 흐름들, 다시 말해 공기 조화 시스템(1')을 통과하는 전체 공기 질량 흐름의 부분이 제어될 수 있으며, 그에 따라 공기 유출구(3a, 3b, 3c)들에서 온도가 제어될 수 있다.
앞유리측 공기 유출구(3a) 및 레그 룸측 공기 유출구(3b)는 에어 플랩(10, 11)들에 의해 폐쇄 또는 개방될 수 있다. 공기 유출구(3c)는 승객측 또는 운전자측 유출구로도 표기되는데, 그 이유는 상기 공기 유출구(3c)를 통해 안내되는 공기 질량 흐름이 승객들에게 직접 송풍될 수 있기 때문이다. 수평 방향(x)으로 그리고 수직 방향(y)으로 형성된 평면에 의해 주어지는 횡단면에서 이엽식(double-leaf)으로 형성된 온도 플랩(9)은 회전축을 중심으로 회전 가능하게 지지가 되어 있고 깊이 방향(z)으로 연장된다.
도 1에 도시된 온도 플랩(9)의 배치에서, 공기 질량 흐름은 공기의 유동 방향(14)으로 냉풍 경로(6') 및 공기 유출구(3c)를 통해 차실로 안내된다. 에어 플랩(12)은 개방되어 있다. 온풍 경로(7')는 혼합 챔버(8)로 가는 유출구에서 폐쇄되어 있다. 공기 조화 시스템(1')은 냉각 장치 모드로 작동된다.
도 2에는 도 1에 따른 공기 조화 시스템(1')과 유사한 공기 조화 시스템(1")이 도시되어 있다. 하우징(2")은 온도 플랩(9a)을 갖는 냉풍 경로(6") 및 온풍 경로(7")를 가지며, 가열 열교환기(5")는 상기 온풍 경로(7") 내부에 수직 방향(y)으로 배치되어 있다. 온풍 경로(7")는 유입구에서 그리고 그와 더불어 공기의 유동 방향(13)으로 가열 열교환기(5") 앞쪽에서 온도 플랩(9b)에 의해 폐쇄될 수 있다. 상기 온도 플랩(9b)은 가장 작은 횡단면을 갖는 온풍 경로(7") 영역에 배치되어 있다. 상기 공기 조화 시스템(1")은 냉각 장치 모드로 작동된다.
공기 조화 시스템(1', 1")이 냉각 장치 모드로 작동하고, 한편에서는 온풍 경로(7', 7")들이 폐쇄된 경우, 온풍 경로(7', 7")들의 개방된 측에 있는 가열 열교환기(5', 5")들에는 원하지 않게 공기가 유입된다. 공기 질량 흐름들은 온풍 경로(7', 7")들 안으로 유입되어 가열 열교환기(5', 5")의 표면적을 통과한다. 이 경우에는 공기가 가열되는데, 이는 공기 조화 시스템(1', 1")의 작동 효율을 감소시킨다. 따라서 원하지 않은 열이 차실로 유입된다.
또한, 종래 기술에 공지된 공기 조화 시스템들은 공기 질량 흐름이 가열 열교환기를 관통하지 않도록 하기 위해 또는 상기 가열 열교환기로 안내되지 않도록 하기 위해 온풍 경로의 양측에 상기 온풍 경로를 개방 및 폐쇄하기 위한 부재들을 가진다. 그러나 그와 관련한 구동 장치들과 동작 부재들을 갖는 상기와 같은 추가 부재들은 공기 조화 시스템의 복잡성 및 부재들의 수를 증대시키는데, 이는 재차 소요 공간, 제조 및 유지 비용 그리고 시스템 중량을 증가시킨다. 유동 방향에서 가열 열교환기 앞쪽에 배치된 하우징의 매우 긴 벽들은 높은 열 손실을 야기한다.
US 6 231 437 B1호에서는 냉매 경로, 가열 열교환기가 배치되어 있는 온풍 경로 그리고 공기 유출구들과 혼합 장치들을 갖는 혼합 챔버를 구비한 자동차용 공기 조화 시스템이 공개된다. 상기 혼합 장치들 중 하나의 혼합 장치는 폐쇄 벽을 갖는 드럼 모양의 슬라이더(drum-like slider)로서 형성되어 있고, 상기 폐쇄 벽은 "온풍" 위치에서는 냉풍 경로의 출구를 폐쇄하고 "냉풍" 위치에서는 온풍 경로의 출구를 폐쇄한다. 상기 혼합 장치는 또한 적어도 하나의 보조 슬라이더, 예를 들면 스로틀 플랩을 구비하는데, 상기 보조 슬라이더는 온풍 경로 내부에서 공기의 유동 방향으로 가열 열교환기 앞쪽에 지지가 되어 있다.
KR 10 2012 0086426 A호는 전술한 공기 조화 시스템들과 유사한 자동차용 공기 조화 시스템을 기술하며, 이 경우에는 냉풍 경로와 온풍 경로를 폐쇄 또는 개방하기 위한 단부 선회식 개별 플랩이 형성되어 있다. 상기 개별 플랩은 유입구에서, 즉 유동 방향으로 가열 열교환기 앞쪽에서, 가열 열교환기가 배치되어 있는 온풍 경로를 폐쇄한다. 온풍 경로의 유출구와 혼합 챔버로 가는 전환부에서는 압력차로 인해 자동으로 개방 또는 폐쇄되는 플랩이 배치되어 있다. 단부 선회식 개별 플랩은 회전 가능한 플랩을 의미하고, 상기 회전 가능한 플랩의 회전축은 외측 에지(outside edge)에 형성되어 있다. 상기와 같은 유형의 플랩은 플랩의 이동과 공기 질량 흐름의 관류 횡단면 사이에서 부적합한 선형 특성을 보인다. 또한 상기와 같은 플랩은 온풍 경로에서 유동 횡단면이 가장 작은 위치에 배치되어 있기 때문에, 매우 높은 역압이 형성되고, 이는 공기 조화 시스템의 작동 시 효율을 감소시킨다. 그뿐만 아니라, 상기 플랩의 밀봉부들은 증발기의 출구에 아주 가까이 배치되어 있는데, 이는 부적합한 온도 분포 또는 상이한 온도를 갖는 공기 질량 흐름들의 부적합한 분포를 야기한다.
따라서 종래 기술에 공지된 시스템들은 온풍 경로의 유출구에서 감소된 유동 횡단면을 가짐으로써, 한편으로는 가열 열교환기의 전체 면적에 공기가 최적으로 유입될 수 없고, 다른 한편으로는 압력 손실이 발생한다. 회전 플랩들이 삽입됨으로 인해, 온풍 경로를 관류하는 공기 질량 흐름은 플랩 위치에서 선형적으로 제어될 수 없다.
EP 1 457 363 B1호에는 공기 유입구와 공기 유출구, 상기 공기 유입구와 유출구 사이에서 연장되는 온풍 경로 및 냉풍 경로 그리고 폐쇄 부재를 갖는 자동차용 공기 가열 모듈이 제시된다. 상기 온풍 경로 내부에는 가열 열교환기가 배치되어 있다. 상기 냉풍 경로는 상기 가열 열교환기를 우회하여 순환시키기 위한 바이패스로서 형성되어 있다. 상기 폐쇄 부재는 상기 경로들의 적어도 부분적으로 차단하기 위해 사용된다. 또한, 상기 공기 가열 모듈은 앞면과 뒷면을 갖는 유량 제어 구조를 가지며, 이 경우 상기 뒷면은 가열 열교환기의 제 1 표면에 대해 평행하게 배치되어 있고, 상기 제 1 표면은 가열 채널의 개방 단부 쪽을 향한다. 상기 유량 제어 구조는 앞면에서 뒷면으로 진행되는 복수의 관통 개구를 가지며, 그리고 냉각 장치 모드에서 컨디셔닝될 공기 흐름이 가열 열교환기로 직접 유입되는 것을 저지한다. 가열 열교환기와 공기 질량 흐름의 접촉이 감소된다. 가열 열교환기의 열은 추가의 유량 제어 구조를 갖지 않은 경우보다 더 적게 공기 질량 흐름으로 전달된다. 온풍 경로는 상기 유량 제어 구조에 의해 폐쇄될 수 없다.
종래 기술에 공지된 공기 조화 시스템들은 또한, 추가의 공간을 필요로 하고, 비용과 더불어 조립 시 추가적인 복잡성 및 그에 상응하는 유지 비용을 초래하는 장치상 매우 복잡한 추가 부재들을 갖는다. 그 외에 추가 삽입물들은 유동 경로들을 제한하고 수축시켜 공기 유동에서 증가된 압력 손실을 야기하며, 이는 재차 전력 요구 및 에너지 소비를 증가시켜 공기 조화 시스템과 자동차 전체에서 효율을 감소시킨다.
본 발명의 과제는 추가 비용을 야기하는 구동 장치들을 갖는 부재들 없이, 콤팩트하면서도 공간을 절약하는 형상으로 설계된 개선된 공기 조화 시스템 및 공기 안내 장치, 특히 자동차 공기 조화 시스템용 공기 안내 장치를 제공하는 것이다. 상기 공기 안내 장치 및 공기 조화 시스템은 공기 질량 흐름의 최소 압력 손실 및 낮은 역압, 특히 상기 공기 조화 시스템의 온풍 경로에서 낮은 역압으로 작동될 수 있어야 한다. 상기 공기 조화 시스템은 또한 공기 질량 흐름들 분배가 가능한 한 선형적으로 이루어질 수 있도록 형성되어야 한다. 가열 열교환기의 전체 면적이 공기로의 열전달에 효과적으로 사용될 수 있어야 한다.
상기 과제는 독립 청구항들의 특징들을 갖는 대상들에 의해 해결된다. 개선예들은 종속 청구항들에 제시되어 있다.
상기 과제는 본 발명에 따른 공기 안내 장치, 특히 열교환기로 공기를 유입시키기 위한 본 발명에 따른 공기 안내 장치에 의해 해결된다. 상기 장치는 하나 이상의 정지식 고정 수단 및 하나 이상의 가동식 공기 안내 수단을 포함한다.
본 발명의 개념에 따르면, 상기 공기 안내 장치는 공기의 유동 방향으로 간격을 두고 열교환기 앞쪽에 배치되어 있다. 이 경우 상기 공기 안내 장치는, 상기 가동식 공기 안내 수단이 작용하는 중력 및 재료 특성과 관련한, 공기의 유동 방향에 반대되는 측과 비교해 공기의 유동 방향을 향하는 측에서의 압력차로 인해, 열교환기의 정면 면적(face area: 공기의 흐름에 유효한 단면적을 의미함)으로 이르는 유동 경로를 유동 조건에 따라 자동으로 개방 또는 폐쇄하도록 상기 고정 수단과 연결되어 있다. 그러므로 상기 장치는 추가의 구동 장치, 동작 제어 부재 또는 제어 수단 없이 작동될 수 있다. 재료 특성은 특히 휨 강도 또는 탄성 변형성을 의미한다. 이 경우 휨 강도는 제작 재료의 탄성적인 특성 그리고 공기 안내 수단의 구조에 따라 달라진다.
본 발명의 바람직한 한 형성예에 따르면, 가동식 공기 안내 수단은 정지식 고정 수단에 선회 가능하게 지지되는 방식으로 배치되어 있다. 이 경우 공기 안내 수단은 고정 수단에 고정된 공기 안내 수단의 고정 위치를 통과하는 그리고 깊이 방향으로 정렬된 회전축을 중심으로 선회되고 위치에 따라 관류 개구를 개방하거나 상기 관류 개구를 폐쇄한다. 상기 깊이 방향은 바람직하게 공기의 메인 유동 방향 또는 열교환기로의 수평 방향 공기 유입에 대해 수직으로 진행된다. 관류 개구는 바람직하게 직사각형의 횡단면을 가진다. 대안적으로 상기 관류 개구는 원형, 타원형, 다각형 또는 다른 모양의 횡단면도 가질 수 있다. 공기 안내 수단은 각각 관류 개구의 횡단면 형상과 일치하는 형상을 가진다.
회전축은 바람직하게 가동식 공기 안내 수단의 상부면 정점을 통과한다. 상기 상부면은 마찬가지로 중력이 작용하는 수직 방향으로, 상부로 정렬된 공기 안내 수단의 측을 의미한다. 그 결과 위에서 아래로 향하는 중력이 고정 부재에 고정된 공기 안내 수단의 고정 위치에서 하부로 작용한다.
본 발명의 바람직한 한 추가 형성예에 따르면, 정지식 고정 수단은 평면으로 정렬되는 방식으로 배치되며, 그 결과 상기 평면은 열교환기의 정면 면적의 평면에 대해 평행하게 진행된다. 따라서 정지식 고정 부재는 열교환기의 정면 면적에 대해 평행하게 정렬된다.
본 발명의 바람직한 한 형성예에 따르면, 하나 이상의 정지식 고정 수단 및 하나 이상의 가동식 공기 안내 수단이 스트립형으로 형성되어 있다. 이 경우 스트립들은 제 1 종 측면, 제 2 종 측면 및 2개의 협측면을 갖는 직사각형 면적을 구비한다. 상기 종 측면들과 협측면들은 각각 마주 놓이도록 배치되어 있다. 종 측면들 사이 간격은 개별 스트립들의 폭에 상응하고, 협측면들 사이 간격은 개별 스트립들의 길이에 상응한다. 정지식 고정 수단과 가동식 공기 안내 수단은 종 측면들이 바람직하게는 수평의 깊이 방향으로 정렬되도록 배치되어 있다.
본 발명의 한 개선예에 따르면, 가동식 공기 안내 수단의 제 1 종 측면이 고정 수단과 연결되는 방식으로 고정 수단의 제 1 종 측면에 배치되어 있다. 공기 안내 수단은 자신의 제 1 종 측면을 중심으로 선회 가능하게 지지되어 있다. 이때 상기 제 1 종 측면의 방향은 공기 안내 수단이 회전 또는 선회할 수 있는 회전축을 의미한다.
공기 안내 수단의 직사각형 면적은 장치의 폐쇄 상태에서 바람직하게 평면으로 정렬되는 방식으로 배치되어 있고, 상기 평면도 마찬가지로 열교환기의 정면 면적의 평면에 대해 평행하게 진행된다. 그러므로 공기 안내 수단은 고정 수단과 결합하여 바람직하게는 주로 공동 평면을 형성한다. 대안적인 한 형성예에 따라 그리고 직사각형, 원형, 타원형, 다각형 또는 유사한 다른 형태와 같은 관류 개구의 유동 횡단면 형상 및 상기 유동 횡단면의 형상에 일치하는 공기 안내 수단의 형상에 따라, 평면 대신에 구형, 오목형, 볼록형 또는 유사한 다른 형태로 형성된 면들도 가능하다.
정지식 고정 수단과 가동식 공기 안내 수단은 결합 식으로 바람직하게는 전체 유동 유효 면적에 걸쳐서 연장되며, 상기 유효 면적은 바람직하게 열교환기의 정면 면적에 상응한다.
본 발명의 바람직한 한 추가 형성예에서, 공기 안내 장치는 복수의 정지식 고정 수단과 이러한 복수의 정지식 고정 수단과 일치하는 복수의 가동식 공기 안내 수단으로 형성되어 있다. 이 경우 상기 정지식 고정 수단들과 가동식 공기 안내 수단들은 수직 방향으로 서로 교대로 배치되어 있다. 또한, 상기 정지식 고정 수단들과 가동식 공기 안내 수단들은 바람직하게 수평 방향으로도 서로 교대로 배치되어 있다.
본 발명의 바람직한 한 형성예에 따르면, 공기 안내 수단들은 장치의 폐쇄 상태에서, 제 1 종 측면들에 마주 놓인 제 2 종 측면들이 고정 부재들의 제 2 종 측면 영역에서 상기 고정 부재에 접하는 방식으로 정렬되어 배치되어 있다. 대안적인 한 형성예에 따라 그리고 직사각형, 원형, 타원형, 다각형 또는 유사한 다른 형태와 같이 관류 개구의 유동 횡단면 형상 및 이 관류 개구의 유동 횡단면 형상에 일치하는 공기 안내 수단의 형성에 따라, 상기 공기 안내 수단들은 관류 개구를 제한하는 측면 에지들에서 상기 관류 개구를 폐쇄하는 방식으로 고정 부재에 접한다. 이 경우 공기 안내 수단들은 수평 방향으로 열교환기의 정면 면적을 향하는, 상기 공기 안내 수단의 측에서 고정 부재들에 접한다.
공기 안내 수단들과 고정 부재들은 공기 안내 장치로부터 이 공기 안내 장치를 따라 흐르는 공기 질량 흐름으로의 열전달을 최소화하기 위해, 바람직하게는 열전도성이 낮은 재료로 형성되어 있다.
본 발명의 상기 과제는 공기 질량 흐름을 이송, 냉각 및 가열하기 위한 수단들을 갖는, 본 발명에 따른 자동차용 공기 조화 시스템에 의해서도 해결된다. 상기 공기 조화 시스템은 혼합 챔버로 통하도록 형성된 적어도 2개의 유동 경로를 갖는 하우징을 포함한다. 따라서 상기 혼합 챔버는 공기 질량 흐름의 유동 방향으로 유동 경로들의 유출구들 또는 유동 경로들의 단부에 형성되어 있다. 또한, 상기 공기 조화 시스템은 하우징 내부에 배치된 증발기 및 혼합 챔버 영역에 배치된 온도 플랩을 포함하며, 이 경우 제 1 유동 경로는 제 2 유동 경로에 배치된 가열 열교환기의 바이패스로서 형성되어 있다. 상기 증발기는 유동 경로들로 이어지는 개별 유입구 앞쪽에 형성되어 있으며, 그 결과 공기 질량 흐름은 상기 증발기를 통과한 후 공기 조화 시스템의 작동 모드에 따라 분배될 수 있다.
본 발명의 개념에 따르면, 공기 조화 시스템은 전술한 공기 안내 장치를 갖추고 있다. 이 경우 상기 공기 안내 장치는 가열 열교환기 앞쪽에서 가열 열교환기와 결합 식으로 그리고 공기 질량 흐름의 유동 방향으로 배치되어 있다.
이 경우 공기 안내 장치는, 증발기를 관류하고 그와 동시에 컨디셔닝 된 공기 질량 흐름이 가열 열교환기의 정면 면적에는 도달하지 않고, 경우에 따라 열이 상기 가열 열교환기에서 공기 질량 흐름으로 전달되도록 유입구에서 제 2 유동 경로를 폐쇄하기 위해 사용된다. 혼합 챔버 내부에 배치된 온도 플랩은 유출구에서 유동 경로들을 폐쇄하기 위해 사용된다. 가열 열교환기에서 공기 질량 흐름으로의 열전달을 방지함으로써, 자동차 차실로의 원하지 않은 열 도입이 방지되거나 최소화된다. 공기 조화 시스템은 상기와 같은 공기 안내 장치를 사용함으로써 종래의 공기 조화 시스템에 비해 재료 및/또는 제조에 드는 추가 비용을 야기하지 않는다. 또한, 구동 장치 또는 작동 부재들과 같은 추가 액추에이터들이 요구되지 않는다. 그뿐만 아니라, 상기 공기 조화 시스템은 수평 방향으로, 즉 차실 방향으로 현저히 더 적은 연장부를 가지며 소요 공간의 최소화로 인해 매우 콤팩트하다.
본 발명에 따른 공기 안내 장치는 바람직하게 열교환기에 지지되는 방식으로 배치되어 있다. 대안적인 한 형성예에 따르면, 상기 공기 안내 장치는 지지 방식으로 공기 조화 시스템의 하우징과 연결되어 있다.
본 발명의 한 개선예에 따르면, 회전축을 중심으로 회전 가능하게 지지된 온도 플랩은 호상의 폐쇄 부재를 가진다. 상기 폐쇄 부재는 각각 폐쇄될 유동 경로의 깊이에 걸쳐서 연장되며, 그 결과 유동 경로들은 온도 플랩의 회전 위치에 따라 비례 배분적으로 또는 완전히 폐쇄될 수 있고, 증발기를 관통하는 공기 질량 흐름은 부분 공기 질량 흐름으로 상기 유동 경로들로 분배될 수 있다.
요약하자면, 냉각 장치 모드로 작동하는 공기 조화 시스템에서 공기 질량 흐름을 통해 열 흡수를 감소시키기 위한 본 발명에 따른 장치는 여러 장점을 가진다:
- 공기 조화 시스템의 고효율 작동에 필요한 단순한 구조 구현,
- 열교환기들 사이 최소 간격 또는 상기 열교환기들 상호간 적은 간격으로 증발기와 가열 열교환기가 콤팩트하게 배치됨으로써 - 공기의 유동 방향으로 증발기 바로 뒤에 가열 열교환기가 배치 가능함으로써, 공기 질량 흐름을 안내하고 분포시키기 위한 극히 콤팩트한 하우징 구현, 이는 공기 조화 시스템의 소요 공간을 최소화함,
- 단순한 이중 플랩을 온도 플랩으로서 사용 가능, 추가의 구동 장치들과 동작 제어 부재들을 갖는 추가의 온도 플랩들의 형성 불필요, 이는 공기 조화 시스템의 제조비용을 최소화함,
- 온풍 경로 내에서의 최소 압력 손실 구현, 이는 상기 온풍 경로 내에서 최소의 역압을 야기함으로써 냉풍 경로가 상대적으로 더 큰 유동 횡단면으로 관류되고, 상대적으로 더 큰 선형성으로 인해 최대 냉풍 질량 흐름이 통과 가능 그리고
- 온풍 경로 폐쇄 시 증발기 거친 후에는 공기 질량 흐름의 매우 낮은 역압 구현, 이는 선형성을 증가시킴,
- 공기 질량 흐름에 의한 열 흡수를 최소한으로 감소시킴, 그리고
- 자체적으로 생성된 역압으로 인해 또는 유동 조건에 따른 유연성으로 인해 공기 안내 장치가 온풍 경로 및 그와 더불어 가열 열교환기로 가는 공기 유동을 폐쇄 가능함.
본 발명의 형성예들의 추가 세부 사항들, 특징들 및 장점들은 관련된 도면들을 참조해서 실시예들의 후속 설명에 제시된다.
도 1은 이엽식 온도 플랩 및 수평 방향으로 배치된 가열 열교환기를 갖는 종래 기술에 따른 공기 조화 시스템이고,
도 2는 각각 냉풍 경로와 온풍 경로 내에 배치된 온도 플랩 및 수직 방향으로 배치된 가열 열교환기를 갖는 종래 기술에 따른 공기 조화 시스템이며,
도 3은 공기를 안내하고 원하지 않은 열전달을 방지하기 위한 공기 안내 장치를 갖는 가열 열교환기의 어레인지먼트이고,
도 4는 도 3에 따른 어레인지먼트를 갖는 공기 조화 시스템으로서, 이 경우 가열 열교환기는 온풍 경로 내에 수직 방향으로 배치되어 있으며,
도 5는 공기 조화 시스템이 냉각 장치 모드로 작동할 때 공기를 안내하고 원하지 않은 열전달을 방지하기 위한 공기 안내 장치를 갖는 가열 열교환기의 어레인지먼트이고, 그리고
도 6은 공기 조화 시스템이 열펌프 모드 또는 재가열 모드로 작동할 때 개방된 상태에서 공기를 안내하기 위한 장치를 갖는 가열 열교환기의 어레인지먼트이다.
도 3에는 홀딩 부재(16), 고정 부재(17)들 및 가동식 공기 안내 수단(18)들을 갖고 가열 열교환기(5)에서 공기 질량 흐름으로 원하지 않은 열전달을 방지하기 위한 공기 안내 장치(15)를 구비한 열교환기(5), 특히 가열 열교환기(5)의 어레인지먼트가 도시되어 있다. 상기 공기 안내 장치(15)는 자체적으로 생성된 역압의 결과로 또는 가동식 공기 안내 수단(18)들의 목표한 바대로의 형성으로 인해 공기 질량 흐름의 유동 조건에 따라 자동으로 폐쇄된다. 여기서 "자동으로"라는 표현은, 추가의 구동 장치 또는 다른 수단들 없이 공기 안내 장치(15), 특히 가동식 공기 안내 수단(18)들이 공기 질량 흐름을 통과시키거나 통과되는 공기 질량 흐름을 저지하는 방식으로 정렬된다는 것을 의미한다.
공기 안내 장치(15)는 홀딩 부재(16) 및 고정 부재(18)들을 가지며, 이때 상기 장치(15)는 상기 홀딩 부재와 고정 부재들에 의해 열교환기(5)에 지지되는 방식으로 배치되어 있다. 폐쇄 평면형으로 형성된 홀딩 부재(16)는 종 측면(16a, 16b)들에 의해 대체로 열교환기(5)의 정면 면적 평면에 대해 수직으로 정렬되어 있는데, 상기 제 1 종 측면(16a)은 열교환기(5) 영역 또는 상기 정면 면적의 상부 외측 에지 영역에 고정되어 있다. 홀딩 부재(16)는 직사각형의 바닥 면을 갖는 폭이 좁은 스트립 형상을 가지며, 상기 바닥 면은 수평 방향(x) 및 깊이 방향(z)에 의해 형성된 평면에 배치되어 있다. 상기와 같은 스트립 형성은 깊이 방향(z)으로 형성된 길이와 수평 방향(x)으로 형성된 폭의 비율과 관련이 있으며, 이 경우 상기 길이는 폭보다 큰 크기를 갖는다. 열교환기(5)에 고정된 홀딩 부재(16)는 상기 열교환기(5)의 전체 깊이에 걸쳐서 연장된다. 홀딩 부재(16)의 협측면(16c)들은 하우징에 접하며, 그 결과 상기 하우징과 홀딩 부재(16) 사이 그리고 상기 홀딩 부재(16)와 열교환기(5) 사이에는 거의 공기가 통하지 않는 접촉 에지들이 형성되어 있다. 폐쇄 평면형으로 형성된 고정 부재(17)들은 열교환기(5) 정면 면적의 평면에 대해 평행하게 정렬되어 있고 대체로 홀딩 부재(16)의 폭 간격으로 상기 열교환기(5)에 대해 이격 배치되어 상기 열교환기(5)에 고정되어 있다. 고정 부재(17)들은 바닥 면이 직사각형인 폭이 좁은 스트립 형상을 가지며, 상기 바닥 면은 수직 방향(y) 및 깊이 방향(z)에 의해 형성된 평면에 배치되어 있다. 상기와 같은 폭이 좁은 스트립 형성은 깊이 방향(z)으로 형성된 길이와 수직 방향(y)으로 형성된 폭의 비율과 관련이 있으며, 이 경우 상기 길이는 폭보다 큰 크기를 갖는다. 고정 부재(17)들은 열교환기(5)의 전체 깊이에 걸쳐서 연장된다. 고정 부재(17)들의 협측면(17c)들은 하우징에 접하며, 그 결과 상기 하우징과 고정 부재(17)들 사이에는 거의 공기가 통하지 않는 접촉 에지들이 형성되어 있다. 홀딩 부재(16)는 제 1 종 측면(16a)과 마주 놓인 제 2 종 측면(16b)에서 고정 부재(17)와 바람직하게는 기밀 방식으로 연결되어 있다. 이 경우 상기 고정 부재(17)는 제 2 종 측면(17b)에 의해 홀딩 부재(16)에 결합되어 있다.
대안적인 한 형성예에 따르면, 홀딩 부재(16)와 고정 부재(17)들은 하우징에 지지되는 방식으로 고정됨으로써, 결과적으로 열교환기(5)에 대한 하중 지지 방식의 연결부(load-bearing connection)가 형성될 필요가 없다.
하부로, 즉 수직 방향(y)으로 정렬된 고정 부재(17)들의 제 1 종 측면(17a)들에는 가동식 공기 안내 수단(18)들이 배치되어 있고, 상기 공기 안내 수단들은 상기 고정 부재(17)들 쪽을 향하는 제 1 종 측면(18a)들에 회전 가능하게 지지되어 있다. 고정 부재(17)들과 가동성 공기 안내 수단(18)들은 제 1 종 측면(17a)들 및 제 1 종 측면(18a)들을 통해서 서로 연결됨으로써, 상기 공기 안내 수단(18)들은 수직 방향(y)으로 작용하는 중력으로 인해, (도 3에서) 화살표 방향에 반대 방향으로 매달려 있다. 공기 안내 수단(18)들은 각각 종 측면(17a)들과 종 측면(18a)들의 연결부를 통과하는 회전축을 중심으로 선회 방향(19)으로 회전 또는 폴딩 가능하며, 그러므로 플랩 부재로도 표기된다. 따라서 제 1 종 측면(18a)들에 마주 놓인, 공기 안내 수단(18)들의 제 2 종 측면(18b)들은 비고정 또는 자유로운 상태로 형성되어 있다.
공기 안내 장치(15)의 폐쇄 상태에서 공기 안내 수단(18)은, 제 1 종 측면(18a)들에 마주 놓인 제 2 종 측면(18b)들이 고정 부재(17)들의 제 2 종 측면(17b)들 영역에서 상기 고정 부재(17)들에 접하도록 수직 방향(y)으로 정렬되어 있다. 이때 공기 안내 수단(18)들은 수평 방향(x)으로 열교환기(5)의 정면 면적을 향하고 있는 측에서 고정 부재(17)들에 접한다.
공기 안내 수단(18)들은 협측면(18c)들에 각각 하우징에 대한 갭이 생성되도록 길이 방향으로 또는 깊이 방향(z)으로 형성되어 있다. 따라서 공기 안내 수단(18)들은 가동성을 보장하기 위해 길이 방향에서 고정 부재(17)들보다 작은 크기를 가진다. 상기 갭은 하우징에 대한 간극 및 고정시켜 놓은 하우징과 관련하여 가능한 이동에 부합한다.
공기 안내 수단(18) 및 고정 부재(17)들은 열 전도성이 낮은 재료로 형성되어 있는데, 그 결과 예를 들면 열교환기(5)의 정면 면적과 장치(15) 사이 간극에 수집되는 공기에 전달되는 열이 상기 장치(15)로는 더 이상 전달되지 않거나 이러한 열전달이 최소화된다. 따라서 장치(15)의 가열 및 컨디셔닝될 공기 질량 흐름으로의 추가 열전달도 최소화된다.
열교환기(5)의 정면 면적과 장치 사이 간극은 필수적으로 기밀성으로 폐쇄되지 않을 수 있다. 공기 안내 수단(18)들과 하우징 사이 간극, 특히 상기 공기 안내 수단(18)들의 이동성을 위한 간극들 외에도 개방 또는 폐쇄될 수 있는 추가 관류 개구(20)가 형성되어 있다. 장치(15)의 폐쇄 상태에서 대체로 수직인, 고정 부재(17)들과 공기 안내 수단(18)들의 배치 및 그와 더불어 열교환기(5)의 정면 면적과 관련한 상기 장치(15)의 평행 정렬로 인해, 상기 관류 개구는 수평 방향(x)과 깊이 방향(z)으로 펼쳐진 평면에 형성된 홀딩 부재(16)에 대략 일치하는 면적을 가진다.
도 4는 도 3에 따른 어레인지먼트 및 온풍 경로(7) 내에 수직 방향(y)으로 배치된 열교환기(5)를 갖는 공기 조화 시스템(1)을 도시한다. 상기 공기 조화 시스템(1)은 공기 조화 시스템(1)을 통해 유동 방향(13, 14)으로 공기를 흡인하고 이송하기 위한 도면에는 도시되지 않은 팬, 증발기(4) 및 가열 열교환기(5)를 가지며, 이때 상기 팬, 증발기(4) 그리고 가열 열교환기(5)는 하우징(2) 내에 배치되어 있다. 상기 하우징(2)은 3개의 공기 유출구(3a, 3b, 3c) 및 혼합 챔버(8)를 포함한다. 팬에 의해 이송되는 공기 질량 흐름은 전부 상기 증발기(4)의 열교환기 면적을 관통한 다음 유동 경로(6, 7)들로 비례 배분된다. 냉각 경로(6)로도 표기되는 제 1 유동 경로(6)는 부분 공기 질량 흐름으로서 증발기(4)에서 냉각 및/또는 제습 처리된 공기를 가열 열교환기(5)의 둘레를 돌아 안내한다. 이 경우 제 1 유동 경로(6)는 공기 조화 시스템(1)의 수직 방향(y)으로 가열 열교환기(5) 상부에 형성되어 있고, 상기 가열 열교환기는 제 2 유동 경로(7) 내에 배치되어 있다. 제 2 유동 경로(7)를 통과하는 부분 질량 흐름은 전부 가열 열교환기(5)의 열교환기 면적을 관통하고, 그리고 가열된다. 따라서 상기 유동 경로(7)는 온풍 경로(7)에 부합한다.
증발기(4)를 통과하는 공기 질량 흐름은 온도 플랩(21)에 의해 부분 공기 질량 흐름들의 형태로 유동 경로(6, 7)들로 분배될 수 있다. 수평 방향(x)으로 그리고 수직 방향(y)으로 형성된 평면에 의해 주어지는 횡단면에서 부분 실린더형으로 형성된 온도 플랩(21)은 호상의 폐쇄 부재(21a)를 포함하고, 회전축을 중심으로 회전 가능하게 지지되어 있으며 깊이 방향(z)으로 연장된다. 이 경우 폐쇄 부재(21a)는 각각 폐쇄될 유동 경로(5, 6)의 전체 깊이에 걸쳐서 연장된다. 공기의 유동 방향(13, 14)과 관련해, 폐쇄 부재(21a)의 정면 면적은 볼록한 형태로 형성되어 있다. 폐쇄 부재(21a)를 갖는 온도 플랩(21)의 회전 위치에 따라 유동 경로(5, 6)들은 비례 배분적으로 또는 완전히 폐쇄된다. 온도 플랩(21)의 형성에 의해서는, 관류되는 공기 질량 흐름에 대한 유동 경로(5, 6)들의 유동 횡단면 조절 또는 포지션과 릴리스 사이 높은 선형성이 달성된다.
도 4에 도시된 온도 플랩(21)의 어레인지먼트에서 공기 질량 흐름은 공기의 유동 방향(14)으로 냉풍 경로(6) 및 공기 유출구(3c)를 통해 차실로 안내된다. 온풍 경로(7)는 혼합 챔버(8)로 가는 유출구에서 폐쇄되어 있다. 공기 조화 시스템(1)은 냉각 장치 모드로 작동된다.
온풍 경로(7)는 유입구에서 그리고 그와 더불어 공기의 유동 방향(13)으로 공기 안내 장치(15)를 갖는 가열 열교환기(5) 앞쪽에서 폐쇄될 수 있다. 이때 상기 장치(15)는 가열 열교환기(5)의 전체 정면 면적에 걸쳐서 연장된다. 공기 조화 시스템(1)이 냉각 장치 모드로 작동할 때 장치(15)는 가열 열교환기(5)의 정면 면적에 공기가 유입되거나 공급되는 것을 저지한다. 공기가 가열 열교환기(5)의 정면 면적과 장치(15) 사이 간극 내로 유입되기는 하지만, 상기 가열 열교환기(5)로부터 송출되는 열이 공기 질량 흐름으로서 배출되고 차실로 유입됨 없이 상기 간극 내에 머물러 있다. 장치(15)는 유입구에서 온풍 경로(7)를 폐쇄한다. 동시에 온풍 경로(7)는 유출구에서 그리고 그와 더불어 혼합 챔버로 이어지는 입구에서 온도 플랩(21)에 의해 폐쇄된다. 공기 조화 시스템(1)이 순수하게 냉각 장치 모드로 작동할 때에는 공기가 온풍 경로(7)를 관통하거나 상기 온풍 경로(7) 내로 유입되지 않는다.
공기의 유동 방향으로 가열 열교환기(5) 앞쪽에 배치되는 장치(15)의 형성으로 인해, 상기 가열 열교환기(5)는 바로, 즉 매우 밀접하게 그리고 증발기(4)에 대해 적은 간격으로 배치될 수 있다.
도 5에는 공기 조화 시스템(1)이 냉각 장치 모드로 작동할 때, 폐쇄 상태에서 공기를 안내하고 원하지 않은 열전달을 방지하기 위한 공기 안내 장치(15)를 구비한 열교환기(5), 특히 가열 열교환기(5)의 어레인지먼트가 제시된다.
공기 안내 장치(15)는 폐쇄되어 있고, 증발기(4)로부터 배출, 냉각 및/또는 제습 처리된 공기 질량 흐름이 가열 열교환기(5)의 고온 표면 위에서 과류 현상을 일으키는 것을 방지한다. 가열 열교환기(5)는 예를 들면 자동차 엔진 냉각 회로의 냉각제에 의해 관류되는데, 상기 엔진 냉각 회로는 엔진 열을 연행하여 공기 조화 시스템(1)에 전달할 수 있다. 이 경우 고온의 냉각제는 항상 가열 열교환기(5)를 통해 안내될 수 있다. 그러나 공기 조화 시스템(1)으로의 열전달을 방지하기 위해, 예컨대 냉각 장치 모드로 작동 시에는 가열 열교환기(5)로 공기 질량 흐름이 유입되지 않는다.
냉풍 경로(7)로 가는 유동 방향(13)에서 공기 질량 흐름의 유동 속도가 높고 그와 더불어 공기 질량 흐름이 장치(15)의 정면 면적을 지나는 결과로서, 상기 정면 면적에서는 저압이 발생된다. 동시에 장치(15)의 정면 면적을 향하는 후면에서 그리고 가열 열교환기(5) 쪽을 향하는 장치(15)의 측에서 또는 상기 장치(15)와 가열 열교환기(5) 사이 간극에서는, 장치(15)의 정면 면적에서보다 더 높은 정압(22)이 형성된다. 유연하게 이동할 수 있는 공기 안내 수단(18)들은 장치(15)의 정면 면적과 후면에서의 압력차로 인해 자동으로 고정 부재(17)들에 가압된다. 이때 공기 안내 수단(18)은 작은 벽두께로 형성될 수 있다. 공기 안내 수단(18)들의 벽두께는 개별적인 유동 조건으로 설계된다.
가열 열교환기(5) 쪽을 향하는 장치(15)의 측에서 또는 상기 장치(15)와 가열 열교환기(5) 상이 간극에서는 상대적으로 더 큰 정압(22)을 갖는 유동 조건을 위해 공기 안내 수단(18)들은 더욱 강성이고 휨이 더 없는 비탄성적인 재료 또는 더 굵은 벽두께로 형성되며, 이로 인해 장치(15)와 가열 열교환기(5) 사이 간극을 통해 증발기(4)에 의해 배출, 냉각 및/또는 제습 처리된 공기 질량 흐름의 유입 또는 관류 그리고 저온 공기 질량 흐름의 가열을 방지될 수 있다. 그러나 이 경우 공기 안내 수단(18)들은, 장치(15)의 정면 면적에서 상승하거나 더 높은 정압을 갖는 유동 조건 때문에 상기 장치(15)가 공기 안내 수단(18)들의 자동 이동에 의해 선회 방향(19)으로 개방되도록 탄성적이고 유연하게 형성되어 있다. 장치(15)의 정면 면적에서의 정압은 예를 들면 공기 조화 시스템(1)이 열펌프 모드 또는 재가열 모드로 작동할 때 상승한다. 열펌프 모드 또는 재가열 모드로 작동할 때에는 공기 질량 흐름이 적어도 부분적으로 온풍 경로(7)를 통해 안내되고, 상기 공기 질량 흐름은 가열 열교환기(5)의 열교환기 면적에서의 과류 현상 결과로 가열된다. 이때 온도 플랩(21)의 이동으로 인해, 냉풍 경로(6)는 적어도 부분적으로 폐쇄되고, 온풍 경로(7)는 적어도 부분적으로 개방된다.
도 6에는 공기 조화 시스템(1)이 열펌프 모드 또는 재가열 모드로 작동할 때 개방된 상태에서 공기를 안내하기 위한 장치(15)를 갖는 가열 열교환기(5)의 어레인지먼트가 도시되어 있다.
공기 조화 시스템(1)이 열펌프 모드 또는 재가열 모드로 작동할 때에는 냉풍 경로(6)가 폐쇄됨으로써, 장치(15)의 정면 면적에서 정압이 증가한다. 이와 같이 장치(15)의 정면 면적에서의 압력 증가로 인해 공기 안내 수단(18)들이 자동으로 개방되고 갭(23)의 형태로 온풍 경로(7)의 유입구를 개방함으로써, 공기 질량 흐름은 상기 갭(23)을 통해 온풍 경로(7) 내로 안내되고 가열 열교환기(5)의 열교환기 면적에서 과류 현상 발생 시 가열된다. 이 경우 상기 갭(23)들은 선회 방향(19)으로 공기 안내 수단(18)들이 이동함으로써 공기 안내 수단(18)들과 고정 부재(17)들 사이에 생성된다. 가열 열교환기(5)의 과류 현상 후, 공기 질량 흐름은 온풍 경로(7)를 통해 유동 방향(24)으로 안내된다.
1, 1', 1": 공기 조화 시스템
2, 2', 2": 하우징
3a: 앞유리측 공기 유출구
3b: 레그 룸측 공기 유출구
3c: 대시보드측 공기 유출구
4: 증발기
5, 5', 5": 열교환기, 가열 열교환기
6, 6', 6": 유동 경로, 냉풍 경로
7, 7', 7": 유동 경로, 온풍 경로
8: 혼합 챔버
9, 9a, 9b: 온도 플랩
10: 앞유리측 공기 유출구(3a)의 에어 플랩
11: 레그 룸측 공기 유출구(3b)의 에어 플랩
12: 대시보드측 공기 유출구(3c)의 에어 플랩
13: 공기의 유동 방향
14: 냉풍 경로(6)를 통과하는 공기의 유동 방향
15: 공기를 안내하기 위한 장치
16: 홀딩 부재
16a: 홀딩 부재(16)의 제 1 종 측면
16b: 홀딩 부재(16)의 제 2 종 측면
16c: 홀딩 부재(16)의 협측면
17: 고정 부재
17a: 고정 부재(17)의 제 1 종 측면
17b: 고정 부재(17)의 제 2 종 측면
17c: 고정 부재(17)의 협측면
18: 공기 안내 수단
18a: 공기 안내 수단(18)의 제 1 종 측면
18b: 공기 안내 수단(18)의 제 2 종 측면
18c: 공기 안내 수단(18)의 협측면
19: 공기 안내 수단(18)의 선회 방향
20: 관류 개구
21: 온도 플랩
21a: 폐쇄 부재
22: 정압
23: 갭
24: 온풍 경로(7)를 통과하는 공기의 유동 방향
x: 수평 방향
y: 수직 방향
z: 깊이 방향

Claims (10)

  1. 하나 이상의 정지식 고정 수단(17) 및 하나 이상의 가동식 공기 안내 수단(18)을 포함하는, 공기를 안내하기 위한, 특히 열교환기(5)로 공기를 유입시키기 위한, 공기 안내 장치(15)로서,
    상기 장치(15)가 공기의 유동 방향(13)에서 상기 열교환기(5) 앞쪽에 이격된 상태로 배치되어 있으며, 그리고 상기 가동식 공기 안내 수단(18)이 작용하는 중력 및 재료 특성들과 관련한 압력차로 인해 상기 열교환기(5)의 정면 면적(face area)에 대한 유동 경로(7)를 자동으로 개방 또는 폐쇄하도록 상기 공기 안내 수단(18)이 상기 고정 수단(17)과 연결되는 방식으로 형성된 것을 특징으로 하는,
    공기 안내 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가동식 공기 안내 수단(18)이 상기 정지식 고정 수단(17)에 선회 가능하게 지지되는 방식으로 배치되어 있으며, 상기 공기 안내 수단(18)은 고정 위치를 통과하는 그리고 깊이 방향(z)으로 정렬된 회전축을 중심으로 선회되고 위치에 따라 관류 개구를 개방 또는 폐쇄하는 것을 특징으로 하는,
    공기 안내 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 회전축이 상기 가동식 공기 안내 수단(18)의 상부면 정점을 통과하는 것을 특징으로 하는,
    공기 안내 장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정지식 고정 수단(17)이 상기 열교환기(5) 정면 면적의 평면에 대해 평행하게 진행되는 평면에 정렬되는 방식으로 배치된 것을 특징으로 하는,
    공기 안내 장치.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 정지식 고정 수단(17)과 상기 적어도 하나의 가동식 공기 안내 수단(18)이 스트립형으로 형성되어 있으며, 이 스트립들은 제 1 종 측면(17a, 18a), 제 2 종 측면(17b, 18b) 및 협측면(17c, 18c)들을 갖는 직사각형 면적을 구비하고, 상기 종 측면(17a, 18a, 17b, 18b)들은 수평 깊이 방향(z)으로 정렬된 것을 특징으로 하는,
    공기 안내 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 가동식 공기 안내 수단(18)의 제 1 종 측면(18a)과 상기 고정 수단(17)이 상기 고정 수단(17)의 제 1 종 측면(17a)에서 연결되며, 상기 공기 안내 수단(18)은 상기 제 1 종 측면(18a)을 중심으로 선회 가능하게 지지된 것을 특징으로 하는,
    공기 안내 장치.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 장치(15)의 폐쇄 상태에서, 직사각형 면적을 갖는 상기 공기 안내 수단(18)이 상기 열교환기(5) 정면 면적의 평면에 대해 평행하게 진행되는 평면에 정렬되는 방식으로 배치되어 있고 상기 고정 수단(17)과 결합하여 실제로 공동 평면을 형성하는 것을 특징으로 하는,
    공기 안내 장치.
  8. 제 5항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치(15)가 서로 교대로 배치되는 복수의 정지식 고정 수단(17)과 복수의 가동식 공기 안내 수단(18)으로 형성된 것을 특징으로 하는,
    공기 안내 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 장치(15)의 폐쇄 상태에서 상기 공기 안내 수단(18)들은, 상기 제 1 종 측면(18a)들에 마주 놓인 상기 제 2 종 측면(18b)들이 상기 고정 수단(17)들의 제 2 종 측면(17b)들 영역에서 상기 고정 수단(17)에 접하는 방식으로 정렬되어 있으며, 상기 공기 안내 수단(18)들은 수평 방향(x)에서 상기 열교환기(5)의 정면 면적 쪽을 향하는, 상기 고정 수단(17)들의 측에 접하는 것을 특징으로 하는,
    공기 안내 장치.
  10. 공기 질량 흐름을 이송, 냉각 및 가열하기 위한 수단들을 갖는 자동차용 공기 조화 시스템(1)으로서,
    상기 공기 조화 시스템(1)은 혼합 챔버(8)로 통하도록 형성된 2개 이상의 유동 경로(6, 7)를 갖는 하우징(2), 상기 하우징(2) 내부에 배치된 증발기(4) 및 상기 혼합 챔버(8) 영역에 배치된 온도 플랩(21)을 포함하고, 제 1 유동 경로(6)가 제 2 유동 경로(7) 내에 배치된 가열 열교환기(5)용 바이패스로서 형성되어 있는, 공기 조화 시스템에 있어서,
    제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 따른 공기 안내 장치(15)가 형성되어 있으며, 상기 장치(15)는 상기 가열 열교환기(5)와 결합하여 그리고 공기 질량 흐름의 유동 방향(13)으로 상기 가열 열교환기(5) 앞쪽에 배치된 것을 특징으로 하는,
    공기 조화 시스템.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3072613B1 (fr) * 2017-10-24 2020-02-07 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de chauffage, notamment pour boitier de climatisation d'un vehicule automobile
JP7186676B2 (ja) * 2019-08-01 2022-12-09 株式会社ヴァレオジャパン 空調装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09175148A (ja) * 1995-12-21 1997-07-08 Zexel Corp 車両用空調装置のミックスダンパ装置
JP2008106727A (ja) * 2006-10-27 2008-05-08 Honda Motor Co Ltd 車両前部の空気取入装置
JP2009018644A (ja) * 2007-07-10 2009-01-29 Denso Corp 車両用空調装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19632147B4 (de) * 1996-08-09 2005-09-01 Behr Gmbh & Co. Kg Heiz- oder Klimaanlage
DE19822173B4 (de) * 1998-05-16 2007-02-08 Behr Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Heizung und/oder Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraumes
FR2787393B1 (fr) 1998-12-22 2001-03-30 Valeo Climatisation Dispositif de chauffage et/ou climatisation de vehicule automobile a mixage d'air ameliore
EP1457363B1 (en) 2003-03-14 2006-11-22 Delphi Technologies, Inc. Air-heating module
KR101705123B1 (ko) 2011-01-26 2017-02-09 한온시스템 주식회사 차량용 공조장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09175148A (ja) * 1995-12-21 1997-07-08 Zexel Corp 車両用空調装置のミックスダンパ装置
JP2008106727A (ja) * 2006-10-27 2008-05-08 Honda Motor Co Ltd 車両前部の空気取入装置
JP2009018644A (ja) * 2007-07-10 2009-01-29 Denso Corp 車両用空調装置

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