KR20160144926A - 차량을 위한 개인용 공기 유동 장치 - Google Patents

차량을 위한 개인용 공기 유동 장치 Download PDF

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KR20160144926A KR1020160071263A KR20160071263A KR20160144926A KR 20160144926 A KR20160144926 A KR 20160144926A KR 1020160071263 A KR1020160071263 A KR 1020160071263A KR 20160071263 A KR20160071263 A KR 20160071263A KR 20160144926 A KR20160144926 A KR 20160144926A
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토마스 그로쇼프
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독터. 인제니어. 하.체. 에프. 포르쉐 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 차량을 위한 개인용 공기 유동 장치에 관한 것으로, 상기 장치는: 상기 개인용 공기 유동 장치(10)가 희망하는 총 공기 질량 유동의 배출을 위한 공통 공기 출구 영역을 가지는 복수의 공기 유동 도관(11, 12)을 포함하고, 각각의 공기 유동 도관(11, 12)을 통해 공기 질량 유동(
Figure pat00053
,
Figure pat00054
)이 공기 출구 영역에 공급되도록, 각각의 공기 유동 도관(11, 12)이, 공기 출구 영역과 연결되며, 상기 공기 질량 유동(
Figure pat00055
,
Figure pat00056
)은, 이들이 중첩되어 총 공기 질량 유동을 형성하도록, 서로에 대해서 제어될 수 있다. 총 질량 유동의 방향은 개별 공기 질량 유동의 추동력을 변화시키는 것에 의해(연속으로 또는 단계적으로) 조정될 수 있다.

Description

차량을 위한 개인용 공기 유동 장치{PERSONAL AIR FLOW DEVICE FOR A VEHICLE}
본 발명은 차량을 위한 개인용 공기 유동 장치에 관한 것이다.
개인용 공기 유동 장치, 대시보드 환기구 또는 공기 배출구라 함은, 차량 기술에서 대시보드 내부 또는 하부, 천장 장착형 공조 시스템 내 다양한 공기 도관들을 위한, 혹은 차량 실내의 전방 시트 후방 및/또는 하부의 온풍기 또는 냉풍기를 위한 공기 분배기 및 공기 노즐들을 지칭한다.
DE 100 03 798 84호에는 2개의 공기 배출구를 구비한 차량 실내를 환기시키기 위한 장치가 기술되어 있으며, 상기 장치에서는 2개의 공기 제트의 충돌 위치를 이동시켜 확산 유동 조건뿐만 아니라 긴 도달 범위를 갖는 공기 제트도 발생할 수 있게 하고, 희망하는 유동 방향이 조정될 수 있게 한다. 유동 방향의 조정은 공기 배출구 내 가변 공기 안내 베인에 의해 이루어질 수 있다.
DE 102 35 526 A1호에도, 2개의 공기 제트가 차량 실내로 유입된 후 이들 공기 제트의 교호적인(alternating) 영향이 기술되어 있다. 가동 공기 안내 베인에 의해 공기 유동의 방향이 조정될 수 있다. 또한, 부가적인 폐쇄 플랩을 이용한 공기 도관들의 교호적 차단 및 개방에 의해 팬 효과(fan effect)가 발생할 수 있다.
본 발명은 독립 청구항들에 따른, 차량을 위한 개인용 공기 유동 장치를 제공한다.
청구항에 따른 구성의 장점은, 조정 가능한 박판을 더 이상 제공할 필요가 없고, 그 대신 고정되어 있는 박판의 배향에 의해서 또는 심지어 하우징 벽부만에 의해서 공기 유동이 영향을 받는다는 데 있다. 다양한 공기 유동의 추동력(impetus)이 공기 유동의 방향을 변경할 수 있도록 설계된다. 이러한 추동력의 매개변수는 방향, 유속 및 공기 유량이다. 이러한 원리로 영향을 미칠 수 있는 추가 매개변수는 서로 영향을 미치는 공기 도관들의 배열 및 유동들이 상호 작용하는 지점들의 위치이다.
본 발명의 다른 유리한 개선예들은 종속 특허 청구항에 제시되어 있다. 그에 따라, 원칙적으로, 언급된 6개의 매개변수(횡단면, 유속, 공기 유량, 방향, 상호 영향을 미치는 공기 도관들의 배열, 및 유동들이 상호 작용하는 지점의 위치) 중 하나를 변동시키는 것으로 충분할 수 있다. 물론 이러한 매개변수들 전부 또는 복수개의 절충 또는 상호 작용도 실현될 수 있다. 예를 들어, 상이한 질량 유동에서 동일한 횡단면; 상이한 횡단면에서 동일한 질량 유동; 각각의 도관에 대한 고유 질량 유동; 또는 도관들로 분할되는 단일 질량 유동; (각각 연속으로 또는 단계적으로 나타나는) 공조 유닛, 차단 플랩 또는 횡단면의 변동에 의한 질량 유동의 변화; 공기 안내 요소에 의한 방향 변화; 도관 위치의 변화에 의한 방향 변화; 배출하거나 흡입하는 우회로의 개방 또는 폐쇄에 의한 방향 변화; 유동 도관에 의해서 영구적으로 미리 규정되는 방향, 도관들의 배열(예를 들어 삼각형, 별형 또는 직선형), 도관들의 상이한(예를 들어 둥근 또는 직사각형인) 형상, 도관들의 동일하거나 상이한 개수, 유동들이 상호 작용하는(예를 들어 도관 내 개별 공기 유동들의 공간적인 분리 또는 조합) 지점의 위치, 또는 스폿(spot) 방식으로 또는 확산적으로 조정될 수 있는 배출을 고려할 수 있다.
본 발명의 실시예가 도면에 도시되어 있고 이하에서 보다 구체적으로 설명될 것이다.
도 1은 제1 실시예에 따른 개인용 공기 유동 장치의 종단면 및/또는 횡단면을 도시한다.
도 2는 제2 실시예에 따른 개인용 공기 유동 장치의 종단면 및/또는 횡단면을 도시한다.
도 3은 제3 실시예에 따른 개인용 공기 유동 장치의 종단면을 도시한다.
도 4는 제4 실시예에 따른 개인용 공기 유동 장치의 종단면을 도시한다.
도 5는 제5 실시예에 따른 개인용 공기 유동 장치의 종단면을 도시한다.
도 6은 제6 실시예에 따른 개인용 공기 유동 장치의 종단면을 도시한다.
도 7은 제7 실시예에 따른 개인용 공기 유동 장치의 종단면을 도시한다.
도 8은 제8 실시예에 따른 개인용 공기 유동 장치의 종단면을 도시한다.
도 9는 제9 실시예에 따른 개인용 공기 유동 장치의 종단면을 도시한다.
도 10은 제10 실시예에 따른 개인용 공기 유동 장치의 종단면을 도시한다.
도 11은 제11 실시예에 따른 개인용 공기 유동 장치의 등각도를 도시한다.
도 12는 제11 실시예에 따른 개인용 공기 유동 장치를 위한 계산 예를 도시한다.
도 13은 제12 실시예에 따른 개인용 공기 유동 장치의 등각도를 도시한다.
도 14는 제13 실시예에 따른 개인용 공기 유동 장치의 사시도를 도시한다.
도 15는 제14 실시예에 따른 개인용 공기 유동 장치의 정면도를 도시한다.
도 16은 제14 실시예에 따른 개인용 공기 유동 장치의 등각도를 도시한다.
도 17은 제15 실시예에 따른 개인용 공기 유동 장치의 등각도를 도시한다.
도 18은 제16 실시예에 따른 개인용 공기 유동 장치의 사시도를 도시한다.
도 19 내지 도 22는 가능한 도관 구성의 예를 도시한다.
도 1 내지 도 4는 제1, 제2, 제3 및 제4 실시예에 따른, 차량을 위한 개인용 공기 유동 장치(10)의 기본 구조를 도시한다. 개인용 공기 유동 장치(10)는 본 실시예에서 각각 2개의 공기 유동 도관(11, 12) 및 희망하는 총 공기 질량 유동의 배출을 위한, 2개의 공기 유동 도관(11, 12)에 대해 공통되는 하나의 공기 출구 영역을 포함한다. 이 경우, 2개의 공기 유동 도관(11, 12) 각각은, 각각의 공기 유동 도관(11, 12)을 통해 공기 질량 유동(
Figure pat00001
,
Figure pat00002
)이 공기 출구 영역에 공급되도록, 공기 출구 영역과 연결된다. 도 1의 제1 실시예에서는 이를 위해 질량 유동(
Figure pat00003
)이 분할되는 반면, 도 2의 제2 실시예에서는 서로 완전히 분리된 2개의 공기 유동 도관(11, 12)이 결합된다.
공기 질량 유동들(
Figure pat00004
,
Figure pat00005
)은, 이들이 중첩되어 총 공기 질량 유동을 형성하는 방식으로 서로에 대해 제어될 수 있으며, 상기 총 공기 질량 유동의 방향은 설명된 실시예에 따라 2개의 공기 유동 도관(11, 12) 중 적어도 하나의 횡단면 (
Figure pat00006
,　
Figure pat00007
) 및/또는 처리량(
Figure pat00008
,
Figure pat00009
)을 변경시키는 방식에 의해 어될 수 있다. 총 공기 질량 유동의 방향은 이러한 방식으로 유도되는, 상호 작용하는 개별 공기 질량 유동(
Figure pat00010
,
Figure pat00011
)의 추동력의 변화에 의해 조정될 수 있다. 이러한 목적을 위해 제1 및 제2 실시예에 따른 공기 유동 도관(11, 12)이 이들 각각의 횡단면(
Figure pat00012
,　
Figure pat00013
)을 줄이기 위한 플랩 밸브(15)를 가지는 한편, 도 3 및 도 4에 도시된 공기 질량 유동(
Figure pat00014
,
Figure pat00015
)은 각 차량의 개인용 공기 유동 장치(10)와 연결된 공조 유닛에 의해 조절될 수 있다. 도 3의 제3 실시예는 2개의 공기 유동 도관(11, 12) 상호 간의 국소적 분리(16)를 도시한다.
도 5의 제5 실시예는 상호 작용하는 2개의 공기 질량 유동의 각도(
Figure pat00016
,
Figure pat00017
)의 변경을 통해 가능한 방향 변화를 설명한다. 서로 영향을 미치는 2개의 공기 유동 도관(11, 12)의 각도(
Figure pat00018
,
Figure pat00019
)에 따라, 결과로서 도출되는 총 공기 질량 유동이 발생한다. 이와 관련하여 도 5의 경우에는, 적어도 상부 도관(11)의 각도(
Figure pat00020
)가, 단부 지점(17)으로 이동하도록 변경될 수 있다. 그러면, 결과로서 도출되는 공기 질량 유동의 각도가 도면에서 수평선으로부터 도 5의 상부 가장자리를 향하게 된다.
각도 제어기의 추가적인 예가 제6 실시예에 기초하는 도 6에 도시되어 있다. 여기서는 바람직하게 유동 내에 고정되어 있는 공기 안내 요소가 2개의 공기 질량 유동(
Figure pat00021
,
Figure pat00022
)을 원하는 방향으로 편향시킨다.
공기 안내 요소를 이용하지 않고도 유사한 효과가 똑같이 달성될 수 있다. 이와 관련하여, 도 7의 제7 실시예에서는 질량 유동(
Figure pat00023
)이 분할되고, 도 8의 제8 실시예에서는 서로 완전히 분리된 2개의 공기 유동 도관(11, 12)이 결합된다.
도 9의 제9 실시예에서는, 유동 배출구에서의 과압력 또는 저압력에 의해 방향의 변화가 수행된다. 이를 위해, 필요 시 유동 배출구에서 공기를 흡입하기 위해 저압력이 이용된다. 그로 인해, 일정한 주 유동(
Figure pat00024
)이 도면에 따라 하향 편향된다. 대안적으로, 램 압력(ram pressure) 또는 과압력이 발생한다. 이는 필요 시 유동 배출구에서 공기를 송풍하기 위해 이용될 수 있다. 그로 인해, 수평 방향의 주 유동(
Figure pat00025
)이 도면에 따라 상향 편향된다. 이러한 작용 원리는 기하구조가 약간 상이한 도 10의 제10 실시예에 의해서도 충족된다.
제11 실시예가 도 11에 도시되어 있다. 이 구현예에서는, 개인용 공기 유동 장치(10)가 2개의 하부 공기 유동 도관(11, 12) 및 이들 하부 공기 유동 도관(11, 12)에 대해 고정된 각도(
Figure pat00026
)로 배향된 2개의 상부 공기 유동 도관(13, 14)을 포함한다.
또한, 모두 4개의 송풍 지점이 고정 박판을 가짐으로써, 공기 질량 유동들이 교차한다. 어느 공기 질량 유동이 가장 큰 추동력을 갖느냐에 따라, 소정의 총 공기 질량 유동이 도출된다. 예를 들어 도 12의 계산 예에서는 모든 공기 유동 도관(11, 12, 13, 14)이 동일한 추동력을 제공한다. 그에 따라, 결과로서 도출되는 공기 유동은 도면 평면으로부터 관찰자의 방향을 향한다.
제12, 제13, 제14, 제15 또는 제16 실시예를 기초로 하는 도 13 내지 도 18의 구현예에서 볼 수 있듯이, 공기 유동 도관들(11, 12, 13, 14)은 이들의 형상 및 개수뿐만 아니라 서로에 대한 각도 및 배열과 크기에 있어서 가변적이다. 여기서는 특히 공기 배출 영역의 형상이 중요하다. 상호 작용하는 공기 질량 유동들이 서로 충돌하는 구역은 도관 내부뿐만 아니라 도관 외부에도 위치될 수 있으며, 심지어 변경될 수도 있다.

Claims (11)

  1. 차량을 위한 개인용 공기 유동 장치(10)로서,
    상기 개인용 공기 유동 장치(10)가 희망하는 총 공기 질량 유동의 배출을 위한 공통 공기 출구 영역을 가지는 복수의 공기 유동 도관(11, 12, 13, 14)을 포함하고,
    상기 공기 유동 도관(11, 12, 13, 14)을 통해 상기 공기 출구 영역에 공기 질량 유동(
    Figure pat00027
    ,
    Figure pat00028
    )이 공급되도록, 각각의 공기 유동 도관(11, 12, 13, 14)이 상기 공기 출구 영역과 연결되며,
    상기 공기 질량 유동들(
    Figure pat00029
    ,
    Figure pat00030
    )은, 이들이 중첩되어 총 공기 질량 유동을 형성하도록, 서로에 대해 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는, 차량을 위한 개인용 공기 유동 장치(10).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공기 유동 도관(11, 12, 13, 14) 중 적어도 하나의 공기 유동 도관(11, 12, 13, 14)이, 상기 공기 유동 도관(11, 12, 13, 14)의 횡단면(
    Figure pat00031
    ,　
    Figure pat00032
    )을 감소시키기 위한 조절 부재(15)를 가지며,
    상기 조절 부재(15)를 가지는 공기 유동 도관(11, 12, 13, 14)을 통한 공기 질량 유동　(
    Figure pat00033
    ,
    Figure pat00034
    )이 상기 조절 부재(15)에 의해 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는, 차량을 위한 개인용 공기 유동 장치(10).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 개인용 공기 유동 장치(10)가 차량의 공조 유닛과 연결될 수 있고,
    공기 유동 도관(11, 12, 13, 14)을 통한 공기 질량 유동(
    Figure pat00035
    ,
    Figure pat00036
    )이 상기 공조 유닛에 의해 조절될 수 있는 방식으로, 상기 공기 유동 도관(11, 12, 13, 14)의 적어도 하나의 공기 유동 도관(11, 12, 13, 14)이 구성되는 것을 특징으로 하는, 차량을 위한 개인용 공기 유동 장치(10).
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공기 유동 도관(11, 12, 13, 14) 상호 간의 국소적 분리(16)를 특징으로 하는, 차량을 위한 개인용 공기 유동 장치(10).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,,
    상기 공기 유동 도관(11, 12, 13, 14)의 적어도 하나의 공기 유동 도관(11, 12, 13, 14)이 상기 공기 유동 도관(11, 12, 13, 14)의 각도　(
    Figure pat00037
    ,
    Figure pat00038
    )를 변경하기 위한 각도 제어기를 가지며,
    상기 각도 제어기를 가진 공기 유동 도관(11, 12, 13, 14)을 통한 공기 질량 유동(
    Figure pat00039
    ,
    Figure pat00040
    )이 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는, 차량을 위한 개인용 공기 유동 장치(10).
  6. 제5항에 있어서, 상기 각도 제어기가 공기 질량 유동(
    Figure pat00041
    ,
    Figure pat00042
    )을 편향시키기 위한 강성 공기 안내 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량을 위한 개인용 공기 유동 장치(10).
  7. 제5항에 있어서, 상기 각도 제어기가 공기 질량 유동(
    Figure pat00043
    ,
    Figure pat00044
    )을 편향시키기 위한 공기 안내 요소를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 차량을 위한 개인용 공기 유동 장치(10).
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공기 유동 도관(11, 12, 13, 14)이 메인 유동 도관(11) 및 서브 유동 도관(12)을 포함하고,
    상기 개인용 공기 유동 장치(10)가, 상기 메인 유동 도관(11)의 상류에서 상기 메인 유동 도관(11)과 상기 서브 유동 도관(12) 사이의 압력차를 발생시키기 위한 수단을 가지며,
    상기 서브 유동 도관(12)을 통한 공기 질량 유동(
    Figure pat00045
    )이 상기 수단에 의해 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는, 차량을 위한 개인용 공기 유동 장치(10).
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공기 유동 도관(11, 12, 13, 14)이 2개의 상부 공기 유동 도관(11, 12) 및 2개의 하부 공기 유동 도관(13, 14)을 포함하고,
    상기 상부 공기 유동 도관(11, 12)이 상기 하부 공기 유동 도관(13, 14)에 대해 가변적인 각도(
    Figure pat00046
    )로 배향되며,
    각각의 공기 유동 도관(11, 12, 13, 14)이 상기 공기 출구 영역 내에 고정된 공기 안내 요소를 가지며,
    상기 공기 안내 요소는, 상부 공기 유동 도관(11, 12, 13, 14) 및 하부 공기 유동 도관(11, 12, 13, 14)의 공기 질량 유동들(
    Figure pat00047
    ,
    Figure pat00048
    )이 교차하는 방식으로, 배향되는 것을 특징으로 하는, 차량을 위한 개인용 공기 유동 장치(10).
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공기 출구 영역은, 상기 공기 질량 유동들(
    Figure pat00049
    ,
    Figure pat00050
    )이 상기 개인용 공기 유동 장치(10) 내에서 상호 작용하는 방식으로, 구성되는 것을 특징으로 하는, 차량을 위한 개인용 공기 유동 장치(10).
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공기 출구 영역은, 상기 공기 질량 유동들(
    Figure pat00051
    ,
    Figure pat00052
    )이 상기 개인용 공기 유동 장치(10) 외부에서 상호 작용하는 방식으로, 구성되는 것을 특징으로 하는, 차량을 위한 개인용 공기 유동 장치(10).
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