KR20180117686A

KR20180117686A - 고종횡비 통풍구를 갖는 열 시스템

Info

Publication number: KR20180117686A
Application number: KR1020187028304A
Authority: KR
Inventors: 자코모 카스티클리오니; 라피엘레 엔. 루쏘; 조세프 마델; 니콜라스 만시니
Original assignee: 테슬라, 인크.
Priority date: 2016-03-03
Filing date: 2017-02-23
Publication date: 2018-10-29
Also published as: US10464397B2; US20170253107A1; EP3423297A1; CN108698478B; WO2017151385A1; JP6845867B2; CN108698478A; KR102190027B1; EP3423297A4; JP2019507703A

Abstract

차량을 위한 고종횡비 배출구들을 갖는 열 시스템이 제공된다. 상기 열 시스템은: 적어도 하나의 HVAC 유닛; 제1 고종횡비의 제1 통풍구 ― 상기 제1 통풍구는 HVAC 유닛에 커플링되고 상기 차량의 승객실 내에서 제1 공기 평면을 생성하도록 구성됨 ― ; 및 상기 HVAC 유닛에 커플링되고 상기 승객실 내에서 제2 공기 평면을 생성하도록 구성된 제2 통풍구를 포함하고, 상기 제2 통풍구는 상기 제2 공기 평면이 상기 제1 공기 평면과 교차하도록 배치된다.

Description

고종횡비 통풍구를 갖는 열 시스템

본 특허출원은 2016년 3월 3일에 출원되고 명칭이 "고종횡비 통풍구를 갖는 열 시스템"인 미국 실용신안등록 출원 제15/060,590호에 대한 우선권을 주장하며, 상기 미국 실용신안등록 출원 전체가 본원에서 참조로 포함되고 모든 목적을 위해서 본원의 일부를 구성한다.

사람의 이익을 위한 공기 공급이 다양한 상황에서 사용된다. 그러한 하나의 분야는, 공기가 일반적으로 하나 이상의 통풍구를 통해서 도입되는, 차량의 승객실(passenger compartment)이다. 예를 들어, 그러한 통풍구는 주로 앞 좌석 탑승자들에 의한 사용을 위해서 계기판 내에 배치될 수 있을 뿐만 아니라, 종종 다른 승객들을 위한 좌석들의 제2(또는 그 초과의) 행(row)에 또한 배치될 수 있다. 캐빈(cabin)에 진입하는 공기의 유동 및 그 방향을 조절하도록 통풍구들이 일반적으로 제어된다. 더 고온의, 더 저온의, 및/또는 제습된 공기가 원하는 대로 공급될 수 있도록 통풍구들은 차량의 가열, 환기 및 공조(heating, ventilation and air conditioning (HVAC)) 시스템에 연결된다.

통상적인 자동차 통풍구들은 저종횡비를 가지며, 이는 그들의 폭이 그들의 높이와 비교적 유사하다는 것을 의미한다. 예를 들어, 원형 또는 직사각형 통풍구들이 일반적이다. 이러한 통풍구들은 일반적으로 계기판의 표면과 동일 높이(flush)로 배치된다. 그러나, 이러한 점-같은(point-like) 배출구들은 더 넓은 지역에 걸친 공기의 분배를 위해서 최적화되지 않고, 이들은 각 승객마다 다수의 통풍구들의 이용을 필요로 한다. 또한, 통풍구들의 외관이 좋지 못할(unsightly) 수 있고 계기판 또는 다른 내부 표면의 다른 균일한 설계를 방해할 수 있다.

제1 측면에서, 차량용 고종횡비 통풍구들을 갖는 열 시스템이 제공된다. 상기 열 시스템은: 적어도 하나의 HVAC(heating, ventilation and air conditioning) 유닛; 제1 고종횡비의 제1 통풍구 ― 상기 제1 통풍구는 상기 HVAC 유닛에 커플링되고 상기 차량의 승객실 내에서 제1 공기 평면을 생성하도록 구성됨 ―; 및 상기 HVAC 유닛에 커플링되고 상기 승객실 내에서 제2 공기 평면을 생성하도록 구성된 제2 통풍구 ― 상기 제2 통풍구는 상기 제2 공기 평면이 상기 제1 공기 평면과 교차하도록 배치됨 ― 를 포함한다.

구현들은 이하의 특징 중 임의의 특징 또는 모든 특징을 포함할 수 있다. 제2 통풍구는 제2 고종횡비를 가지고 상기 제1 고종횡비는 상기 제2 고종횡비와 상이하다. 상기 통풍구는 다수의 통풍구 배출구들을 포함하고, 통풍구 배출구들 각각은 상기 제1 통풍구보다 짧다. 상기 열 시스템은 HVAC 유닛으로부터 공기를 공급하는 공통 도관, 상기 공통 도관으로부터 상기 제1 통풍구로 이어지는 제1 도관, 상기 공통 도관으로부터 상기 제2 통풍구로 이어지는 제2 도관, 및 상기 제2 도관 내의 밸브를 더 포함한다. 상기 열 시스템은 상기 제1 통풍구에 이어지는 곡선형 도관, 및 상기 승객실로부터 상기 곡선형 도관에 진입하는 시선으로부터 멀어져 곡선형 도관 내에 배치되는 베인(vane)을 더 포함한다. 상기 열 시스템은 상기 제1 통풍구에 이어지는 도관, 및 상기 승객실을 향해서 대면하는 상기 도관 내측의 단차부를 더 포함한다. 상기 열 시스템은 상기 제2 통풍구의 개구부를 부분적으로 덮는 하나 이상의 리브(rib)를 더 포함한다. 상기 제1 및 제2 통풍구는 상기 차량의 계기판 내에 배치된다. 상기 계기판은 상기 제1 통풍구의 긴 측면 상의 제1 구조물 및 긴 측면에 대향되는 측면 상의 제2 구조물을 포함하고, 상기 제1 구조물과 제1 공기 평면 사이의 각도가 상기 제2 구조물과 상기 제1 공기 평면 사이의 각도보다 크고, 상기 제2 통풍구는 상기 제2 구조물 내에 배치된다. 상기 제1 공기 평면은 상기 제2 구조물에서 감소된 공기압 구역을 형성하고, 상기 제2 공기 평면이 상기 감소된 공기압 구역 내로 공급되도록 상기 제2 통풍구가 배치된다. 상기 제2 공기 평면이 상기 제1 공기 평면을 상기 제2 구조물로부터 멀어지게 밀도록, 상기 제2 통풍구가 배치된다. 상기 제1 통풍구 및 상기 제2 통풍구는 상기 계기판에서 보여질 수 있는 조정 메커니즘을 가지지 않는다. 상기 제1 통풍구 및 상기 제2 통풍구를 위한 개구부들 각각은 본질적으로 서로 평행하다. 상기 제1 통풍구는 상기 제2 통풍구 위에 장착된다.

제2 측면에서, 차량용 열 시스템은: 적어도 하나의 HVAC 유닛; 차량의 승객실 내에서 제1 고종횡비의 제1 공기 평면을 생성하기 위한 상기 HVAC 유닛에 커플링된 제1 수단; 상기 승객실 내에서 제2 고종횡비의 제2 공기 평면을 생성하기 위한 상기 HVAC 유닛에 커플링된 제2 수단을 포함하고, 상기 제2 공기 평면은 상기 제1 공기 평면과 교차한다.

구현들은 이하의 특징들 중 임의의 특징 또는 모든 특징을 포함할 수 있다. 상기 제1 수단은 제1 통풍구를 포함하고 상기 제2 수단은 제2 통풍구를 포함하고, 상기 제1 통풍구는 상기 차량의 계기판 내에서 상기 제2 통풍구 위에 장착된다. 상기 제2 통풍구는 다수의 통풍구 배출구들을 포함하고, 통풍구 배출구들 각각은 상기 제1 통풍구보다 짧다. 상기 제1 공기 평면이 본질적으로 수평이도록 상기 제1 통풍구가 배향되고, 상기 제2 공기 평면이 상기 제1 공기 평면과 교차하도록 상기 제2 통풍구가 위로 배향된다.

제3 측면에서, 방법은: 차량의 HVAC 유닛을 이용하여 공기의 공급을 제공하는 단계; 상기 공기의 공급으로부터 상기 차량의 승객실 내로 제1 공기 평면을 생성하는 단계 ― 상기 제1 공기 평면은 제1 고종횡비를 가짐 ―; 및 상기 공기의 공급으로부터 상기 승객실 내로 제2 공기 평면을 생성하는 단계 ― 상기 제2 공기 평면은 제2 고종횡비를 가짐 ― 를 포함하고, 상기 제2 공기 평면은 상기 제1 공기 평면과 교차한다.

구현들은 이하의 특징들을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 제2 공기 평면의 공기의 흐름을 조절함으로써 상기 승객실 내의 상기 제1 공기 평면의 방향을 제어하는 단계를 더 포함한다.

도 1은 열 시스템의 예의 횡단면을 도시한다.
도 2는 열 시스템의 다른 예의 횡단면을 도시한다.
도 3은 도 2의 열 시스템의 다른 횡단면을 도시한다.
도 4는 도 2의 열 시스템의 다른 도면을 도시한다.
도 5는 도 2의 열 시스템의 다른 횡단면을 도시한다.
도 6은 열 시스템의 다른 예의 횡단면을 도시한다.
도 7은 도 6으로부터의 베인을 갖는 도관의 예를 도시한다.
도 8은 도 2의 열 시스템의 통풍구를 위한 도관을 개략적으로 도시한다.
도 9는 통풍구 상의 리브들의 예를 도시한다.
도 10은 도관 내의 단차부의 예를 도시한다.
도 11은 열 시스템의 다른 예의 횡단면을 도시한다.
도 12는 이차 통풍구를 갖는 도관의 다른 예를 도시한다.

본 명세서는 탑승자 공간을 컨디셔닝(condition)하기 위한 공기의 공급을 제공하기 위한 시스템 및 기술의 예들을 설명한다. 일부 구현들에서, 통풍구가 고종횡비를 가질 수 있게 하는 시스템이 제공된다. 시스템은, 통풍구가 계기판 또는 다른 구조물과 관련하여 상이한-높이의 위치(non-flush position)에 장착될 때, 공기 평면형 제트(jet)의 수직 위치의 양호한 제어를 또한 제공할 수 있다. 이는, 주 통풍구 하류(downstream)의 이차 배출구에 의해서 달성될 수 있다. 예를 들어, 이차 배출구는, 주 공기 제트를 계기판에 부착되게 달리 유지하는 저압 구역을 공급함으로써, 주 공기 제트를 제어할 수 있다. 다른 예로서, 이차 배출구는 메인 제트를 구조물로부터 멀리 밀 수 있고, 그에 의해서, 자유 공기 제트 충돌과 유사하게, 메인 제트에 모멘텀을 부가할 수 있다.

본 명세서에서 일부 예들은 설명을 위해서 승용차를 참조하고, 그러한 차량은 제1 행 탑승자들 중 어느 한 사람 또는 둘 모두의 전방에 배치되는 계기판을 가지는 앞 좌석을 가진다. 그러나, 다른 구현들은, 통상적인 승용차가 아닌 차량과 함께 이용될 수 있거나, 제2 또는 그 이상의 좌석의 행과 같이, 제1 행이 아닌 차량 내의 다른 곳에서 이용될 수 있다.

통풍구가 승객실 내로 공기 평면을 생성하는 예가 본 명세서에서 언급된다. 공기 평면들은 넓은 폭 및 낮은 높이와 같은 고종횡비를 갖는 통풍구에 의해서 생성될 수 있다. 고종횡비의 통풍구들은, 특별한(particular) 유체의 동적 행동을 갖는 공기 스트림을 생성한다. 일반적으로, 제트의 종횡비가 8을 초과할 때, 유체 제트의 코어는 2차원적인 것으로 간주될 수 있다. 즉, 통풍구가 그 높이의 8배 초과 보다 더 넓은 경우, 통풍구에 의해서 생성되는 공기 스트림은 어떤 관점에서는 2-차원적인 표면으로 간주될 수 있다.

2-차원적인 공기 제트는 근접 구조물에 대해서 특별한 방식들로 행동할 수 있고, 그 일부는 바람직하지 않을 수 있다. 이는, 통풍구가 계기판과 같은 높이로 장착되지 않고, 대신 상기 계기판이 생성된 제트와 나란히 통풍구로부터 전방으로 연장되는 구조물을 가질 때, 발생할 수 있다. 만약 제트와 그러한 구조물 사이의 각도가 특정 값(예를 들어, 64도 정도) 미만이라면, 상기 제트는 구조물의 영향으로부터 굽혀지고 그 표면을 따라서 이동되는 경향을 가질 수 있다. 이는 종종 표면에 달라 붙는(sticking) 스트림으로서 지칭되고, 이는, 공기가 스트림 내측에서 계속 흐르나 그러한 스트림이 전체로서 다른 방향(여기에서 바람직하지 못한)으로 전환된 것으로 이해된다. 일반적으로, 그러한 공기 평면은 공기가 바로 주변의 지역들 내에서 보다 더 낮은 압력을 갖는 영역을 발생시킨다. 즉, 공기 스트림의 종횡비는 제트가 근접 구조물에 달라 붙기 시작하는 각도에 영향을 미친다. 이러한 현상에 대해서 코안다(Coanda) 효과라는 용어가 종종 사용된다.

또한, 이러한 효과는, 상이한-높이의 통풍구를 둘러싸는 계기판의 구조물이 통풍구의 양 측면에서 대칭적이지 않은 경우 더 가중된다. 계기판 구조물이 그 하나의 측면 상에서(예를 들어, 통풍구 아래의) 제트 스트림을 따라 전방으로 연장되나, 다른 측면 상에서(예를 들어, 통풍구 위의) 구조물이 전방으로 동일한 정도로 연장되지 않거나 전혀 연장되지 않는 예를 고려한다. 이는 제트 스트림이 계기판에 달라 붙는 경향을 가지는 각도를 감소시킬 수 있다. 따라서, 비-대칭적인 주변 구조물들은 상이한-높이의 공기 통풍구로부터의 공기 스트림의 제어를 복잡하게 할 수 있다.

특별한 예로서, 계기판 내의 통풍구가 공기 평면을 생성하나, 통풍구의 위치(예를 들어, 상이한-높이의 위치)가 공기 스트림의 그러한 원치 않는 달라 붙음을 유발하는 경우에, 공기 스트림은 그 방향의 제어 기회를 가지지 못하거나 거의 가지지 못하고 결국 캐빈 내측의 하나의 지역으로만 (예를 들어, 탑승자의 다리를 향해서) 조준될 수 있다. 예를 들어 통풍구를 더 위쪽으로 그리고 간섭 표면으로부터 더 멀리 조준함으로써, 이러한 문제의 극복을 위해서 상이한-높이의 통풍구의 배향을 변화시키는 경우, 제트는 결국 본질적으로 차량의 천장을 향해서 조준될 수 있고 그에 따라 여전히 의도된 목표 구역을 벗어날 수 있다. 이러한 접근 방식은, 기껏해야 이원적인(binary) 행동을 가지며 적절한 승객의 안락함을 제공하지 못하는 통풍구를 초래할 수 있다.

전술한 내용을 기초로, 본 명세서는, 고종횡비를 갖는 하나 이상의 주 통풍구를 가지는 열 시스템들을 예시한다. 각 주 통풍구에서, 적어도 하나의 다른, 이차 통풍구가 존재하고, 상기 이차 통풍구는 그것이 생성하는 공기 평면이 고종횡비 통풍구로부터의 공기 평면과 교차하도록 배향된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 고종횡비는, 물건의 하나의 치수(예를 들어, 통풍구의 폭)가 그것의 다른 치수(예를 들어, 통풍구의 높이)보다 8배 초과보다 더 큰 관계를 지칭한다. 예를 들어, 유체의 동적 행동을 분석하는데 있어서 실질적으로 2-차원적인 표면으로 간주될 수 있는 공기 스트림을 생성할 수 있을 때, 통풍구는 고종횡비를 갖는다.

즉, 주 통풍구가 계기판에 대해서 더 큰 각도(예를 들어, 60도 초과)를 가지는 경우, 또는 종횡비가 작은(예를 들어, 6 미만) 경우, 달라 붙는 문제가 감소되거나 제거될 수 있다. 그러나, 고종횡비 및 좁은 각도에서 공기 유동의 방향을 제어하는 것이 난제가 된다. 그에 따라, 본 명세서에서 설명된 시스템 및 기술은, 또한 배출구와 근접 구조물(예를 들어, 계기판) 사이의 각도가, 30도 미만과 같이, 비교적 작을 때, 그러한 제트의 제어를 제공한다.

이차 통풍구가 고종횡비를 가질 수 있으나, 이는 필수적인 것이 아니다. 이차 통풍구는 본질적으로 주 통풍구의 전체 폭을 덮어야 하고, 배출구 지역이 작게 유지되도록 비교적 좁아야 한다. 이는, 고종횡비를 갖는 하나의 이차 통풍구에 의해서, 또는 이차 통풍구가 고종횡비를 효과적으로 가지도록 본질적으로 전체 폭에 걸쳐 이격된 일련의 통풍구에 의해서 달성될 수 있다.

도 1은 열 시스템(100)의 예의 횡단면을 도시한다. 시스템은 임의의 유형의 차량 내에, 예를 들어 승용차 내에 설치될 수 있다. 예를 들어, 시스템은 차량의 전방을 향해서 위치될 수 있다. 여기에서, 시스템은 HVAC 유닛(102)을 포함한다. 상이한 유형의 HVAC 유닛들이 다양한 구현들에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 가열, 환기 및/또는 공조를 차량 탑승자들에게 선택적으로 제공하기 위해 하나 이상의 제어부들(미도시)을 이용하여 HVAC 유닛의 동작이 조절된다.

여기에서 계기판(104)이 차량 내에 제공되고, 그러한 계기판은 승객실(106)에 대면된다. 예를 들어, 승객실은, 탑승자를 수용하는 좌석(예를 들어, 하나 이상의 의자 및/또는 벤치)을 갖는다. 계기판은 승객실 내의 공기의 컨디셔닝을 위한 통풍구 개구부를 제공할 수 있다.

여기에서, 제1 통풍구(108) 및 제2 통풍구(110)가 계기판을 통해서 제공된다. 이러한 예에서, 통풍구(108)는 주 공기 스트림을, 공기 평면(112)의 형태로, 생성하는 것으로 간주되고, 그에 따라 종종 파동 통풍구(wave vent)로서 지칭된다. 다른 한편으로, 통풍구(110)는 이차 공기 스트림을, 공기 평면(114)의 형태로, 생성하는 것으로 간주되고, 그에 따라 종종 블리드(bleed) 통풍구로서 지칭된다. 이러한 예에서, 파동 통풍구는 본질적으로 수평 방향으로(예를 들어, 수평으로 또는 수평의 위 또는 아래로 몇 도로) 배향되고, 블리드 통풍구는 제2 공기 평면 및 제1 공기 평면과 교차하도록 상향 방향으로 배향된다.

하나 이상의 HVAC 유닛(예를 들어, 유닛(102))으로부터 통풍구들 각각으로의 공기 공급은 많은 수의 방식들 중 임의의 방식으로 촉진될 수 있다. 일부 구현들에서, 공통 도관(116)이 HVAC 유닛에서 시작되고 하나 이상의 분지 지점(118)을 갖는다. 예를 들어, 분지 지점은 파동 도관(120) 및 블리드 도관(122)을 생성할 수 있다. 파동 도관은 파동 통풍구(108)로 이어질 수 있고, 블리드 도관은 블리드 통풍구(110)에 이어질 수 있다.

유량(flow rate)은 하나 이상의 방식으로 제어될 수 있다. 일부 구현들에서, 밸브(124)는 공통 도관(116) 내에, 또는 HVAC 유닛 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 이는 파동 도관과 블리드 도관 사이의 분할을 위해서 이용될 수 있는 전체 공기 흐름을 조절할 수 있다. 일부 구현들에서, 밸브(126)가 블리드 도관(122) 내에 배치될 수 있다. 이는 블리드 통풍구를 통한 흐름의 양을 제어하기 위해서 이용될 수 있다. 이러한 접근 방식들의 조합이 이용될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예는, HVAC 유닛(102)으로부터 파동 통풍구(108)에 이어지는 도관(120) 내로, 그리고 블리드 통풍구(110)로 이어지는 블리드 도관(122) 내로 공기를 공급하는 공통 도관(116)을 예시한다.

각 도관을 통한 공기 흐름의 양들은 특별한 구현 및 시스템이 사용되는 상황에 따라 서로에 대해서 다양한 레벨로 설정될 수 있다. 일부 구현들에서, 파동 통풍구에 의해서 생성된 공기 스트림의 상대적인 위치 및 방향을 제어하도록, 블리드 통풍구를 통한 흐름이 조절될 수 있다. 예를 들어, 블리드 통풍구를 통한 흐름을 증가시키는 것은 파동 공기 스트림을 상승시킬 수 있고, 상기 흐름을 감소시키는 것은 그러한 공기 스트림을 하강시킬 수 있다.

즉, 전술한 내용은 통풍구들(108 및 110)을 갖는 열 시스템(100)의 예를 설명한다. 통풍구(108)는 고종횡비를 가지고, 승객실(106) 내에서 공기 평면(112)을 생성하도록 HVAC 유닛(102)에 커플링된다. 통풍구(110)는 또한 고종횡비를 가지고, 승객실(106) 내에서 공기 평면(114)을 생성하도록 HVAC 유닛(102)에 커플링된다. 마지막으로, 공기 평면(114)이 공기 평면(112)과 교차하도록 통풍구(110)가 배치된다.

전술한 내용은 또한 차량에서 실시될 수 있는 방법의 예를 설명한다. 그러한 방법은 HVAC 유닛(102)을 이용하여 공기의 공급을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 공기의 공급으로부터 승객실(106) 내로 공기 평면(112)을 생성하는 단계를 포함할 수 있고, 공기 평면(112)은 고종횡비를 갖는다. 상기 방법은 또한 공기의 공급으로부터 승객실(106) 내로 공기 평면(114)을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 공기 평면(114)은 공기 평면(112)과 교차한다.

도 2는 열 시스템(200)의 다른 예의 횡단면을 도시한다. 시스템(100)의 일부 구성요소(도 1)가 또한 시스템(200)에서 이용될 수 있고, 이러한 구성요소들은 상세히 설명되지 않을 것이다. 여기에서, 계기판(202)이 부분적으로 도시되어 있고, 계기판은 차량(204)의 캐빈의 내측부를 향해서 대면한다. HVAC 유닛(206)이 부분적으로 도시되어 있다. 예를 들어, HVAC 유닛은 하나 이상의 유입구를 통해서 공기를 수용하도록 그리고 공기를 캐빈 내로 도입하기 전에 하나 이상의 방식으로 공기를 컨디셔닝하도록 구성된다. 패널 도어(208)는 HVAC 유닛으로부터 계기판으로의 공기 유동을 조절한다. 예를 들어, 도어는, 편평한 부재를 포함할 수 있고, 상기 편평한 부재는 그로부터의 공기 공급을 조절하기 위해서 HVAC 유닛의 배출구에 대해서 피벗되도록 제어된다. 블리드 도어(210)는 블리드 배출구(214)로 이어지게되는 블리드 도관(212) 내로의 공기 유동의 양을 조절한다. 예를 들어, 블리드 도어는 블리드 도관 및 HVAC 유닛의 배출구에 대해서 피벗될 수 있고, 그에 따라 그 도관 내로의 공기 흐름의 양을 변경할 수 있게 한다.

파동 배출구(216)가 여기에서 부분적으로 도시되어 있다. 파동 배출구는 계기판으로부터 탑승자(들)를 향해서 주 공기 스트림을 제공할 수 있고, HVAC 유닛에 커플링된 파동 도관(218)을 통해서 공급될 수 있다. 파동 배출구 및 블리드 배출구 모두가 고종횡비를 가질 수 있다. 예를 들어, 이는 파동 배출구가, 승객실 내로 제1 공기 평면을 생성하는 상이한-높이의 통풍구로서 배치되게 할 수 있고, 블리드 배출구는 제1 공기 평면과 교차하는 제2 공기 평면을 생성하는 이차 통풍구로서 작용할 수 있다.

통풍구들 중 어느 하나 또는 둘 모두로 이어지는 도관은 공기 흐름의 방향을 제어하기 위해서 하나 이상의 베인을 가질 수 있다. 여기에서, 파동 배출구(216)는 가이드 베인(220)을 갖는다. 이러한 예에서, 파동 통풍구는 계기판(202) 상에서 블리드 통풍구 위에 배치된다. 예를 들어, 가이드 베인(220)은 파동 배출구로부터의 공기 제트의 좌-우 방향을 제어하는 반면, 블리드 통풍구는 상-하 방향을 조절할 수 있다. 사용자는 차량 내의 터치스크린 상에 제시되는 하나 이상의 가상 제어부를 이용하여 이러한 설정들(예를 들어, 좌우 또는 상하 방향)을 변화시킬 수 있다. 이어서, 그러한 제어부(들)를 이용하여 이루어진 사용자 입력은 (좌-우 방향의) 베인의 배향을 변화시키는 제어 신호 및/또는 (상-하 방향의) 블리드 배출구(214)를 통한 유동의 양을 변화시키는 제어 신호를 트리거링(trigger)할 수 있다.

여기에서, 파동 배출구(216) 및 블리드 배출구(214) 각각이 고종횡비를 갖는다. (예시를 위해서 이루어진) 단면으로 인해서 전체 파동 배출구가 보이지는 않지만, 도면은, 각 통풍구가 본질적으로 서로 평행하다는 것, 그리고 파동 통풍구가 블리드 통풍구보다 더 길다는 것을 보여준다. 일부 구현들에서, (여기에서 블리드 공기 스트림을 생성하는) 이차 통풍구가 주 통풍구보다 짧을 때, 상이한-높이의 통풍구로부터의 평면형 공기 스트림이 계기판에 달라 붙는 문제가 또한 만족스럽게 해결될 수 있다. 일부 구현들에서, 다수의 블리드 통풍구들이 하나의 파동 통풍구와 함께 이용될 수 있거나, 그 반대도 또한 같다. 다른 구현들에서, 통풍구들이 서로 대략적으로 동일한 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 블리드 배출구는 파동 배출구보다 약 30%를 초과하여 더 좁을 수 없다.

이러한 도면은 고종횡비 통풍구들을 이용하여 얻어질 수 있는 이점의 예를 보여준다: 계기판(또는 캐빈 내측의 다른 표면)은 방해가 되는 기계적 특징부 및 다른 일차적인 기능적 요소가 없는 깨끗한 설계로 만들어 질 수 있다. 예를 들어, 통풍구는 여기에서, 상당히 낮은 종횡비를 갖는 통상적인 통풍구와 상당히 상이한 시각적 인상을 제공하는 유선형 수평 개구부를 제공한다. 따라서, 통풍구는 계기판에서 보여질 수 있는 기계적 조정 메커니즘을 가지지 않을 수 있다. 그렇지 않고, 통풍구는 가상의 제어부를 이용하여 조절될 수 있다.

도 3은 도 2의 열 시스템(200)의 다른 횡단면을 도시한다. 그러한 도면은 파동 도관(218)이 파동 배출구(216)에 가장 가까운 비교적 편평한 구성을 가질 수 있다는 것을 보여준다. 예를 들어, 이는 패키징 제약들을 만족시키기 위해서 이루어질 수 있다. 여기에서, 파동 도관의 이러한 단부가 다소 곡선화되어, 결과적으로 본질적으로 수평 방향으로 배향된 통풍구를 초래한다.

도 4는 도 2의 열 시스템(200)의 다른 도면을 도시한다. 이러한 도면은 파동 도관(218)을 보다 더 보여주기 위해서 약간 위로부터 파동 배출구(216) 및 블리드 배출구(214)를 도시한다. 특히, 여기에서 파동 도관은 HVAC 유닛에 가장 가까운 부피가 큰 부분(400)을 가지며, 이어서 그러한 부분은 파동 배출구에 이어지는 더 좁은 파동 도관(402) 내로 공급된다. 예를 들어, 이는 주 통풍구 내로의 공기 흐름의 특성을 개선할 수 있다.

도 5는 도 2의 열 시스템(200)의 다른 횡단면을 도시한다. 이러한 도면은 HVAC 유닛(206)을 보다 더 보여주기 위해 측면으로부터 파동 배출구(216) 및 블리드 배출구(214)를 도시한다. 특히, HVAC 유닛은 하나 이상의 공기 스트림의 필터링을 촉진할 수 있는 필터 섹션(500)을 포함할 수 있다. 예를 들어, HVAC 유닛의 유입구로부터(예를 들어, 차량 외부로부터) 인입된 공기가 승객실을 위한 도관(들) 내로 공급되기 전에, 신선-공기 필터(예를 들어, HEPA 필터)가 그러한 공기에 적용될 수 있다. 다른 예로서, HVAC 시스템이 캐빈으로부터 끌어 들인 공기를 캐빈 내로 다시 재-공급하기 전에 재순환 공기 필터가 그러한 공기에 적용될 수 있다.

도 6은 열 시스템(600)의 다른 예의 횡단면을 도시한다. 그러한 시스템은 계기판(602), 글로브 컴파트먼트 도어(glove compartment door; 604), 계기판과 관련하여 상이한-높이인 통풍구(606), 계기판 내의 다른 통풍구(608), 통풍구(606)로 이어지는 도관(610), 통풍구(608)로 이어지는 도관(612), 및 통풍구(606)를 통한 공기의 유동을 제어하기 위한 도관(612) 내의 베인(614)을 포함한다. 그에 따라, 통풍구(606)는 HVAC 유닛(미도시)으로부터 공급되는 공기를 수용할 수 있고, 결과적으로, 계기판(602)으로부터 나오는(emanate) 제1 공기 평면을 생성할 수 있다. 게다가, 통풍구(608)에는 (예를 들어, 동일한 HVAC 유닛으로부터) 공기가 또한 공급될 수 있고, 제1 평면과 교차하는 제2 공기 평면을 생성할 수 있다.

도 7은 도 6으로부터의 베인(614)을 갖는 도관(610)의 예를 도시한다. 여기에서, 베인은 적어도 하나의 지점(702)을 중심으로 피벗될 수 있는 본체(700)(예를 들어, 비교적 편평한 부재)를 포함한다. 제어 샤프트(704)는 베인을 도관에 대한 특정한 방향으로 설정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 제어 샤프트는 사용자에 의해서 직접적으로, 또는 차량의 제어 시스템에 의해서 간접적으로 제어되는 모터를 이용하여 작동될 수 있다. 하나 이상의 베인이 동일한 도관 내에서, 예를 들어 서로 나란히, 이용될 수 있다.

도관(610)이 곡선화된다. 예를 들어, 이는 계기판에 대한 통풍구의 특정한 배향을 수용할 수 있고 및/또는 차량 내측부에 대한 배관(ductwork)의 나머지 및 HVAC 유닛의 바람직한 배치를 수용할 수 있다. 다른 예로서, 베인 및 다른 기능적 요소가 바로 보이지 않도록 곡률이 통풍구에 대한 미적 외관에 도움을 줄 수 있다. 예를 들어, 사람이 도관 내를 바라볼 수 있는 극한 각도들(extreme angles)에 대응하는 시선(706)이 여기에 표시되어 있다. 일부 구현들에서, 베인이 시선으로부터 멀리 있도록 곡선형 도관 및 베인이 배열된다.

여기에서 단차부(708)가 도관(610) 내측에 제공된다. 예를 들어, 이는, 액체, 파편(debris), 또는 다른 물체가 우발적으로 통풍구 및 그 도관 내로 낙하하는 것을 방지할 수 있다. 단차부는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있고 도관의 재료로부터 또는 별도의 단편으로서 형성될 수 있다.

도 8은 도 2의 열 시스템의 통풍구(216)를 위한 도관(218)을 개략적으로 도시한다. 여기에서 도관은 부피가 큰 부분(400) 및 더 좁은 파동 도관(402)을 포함한다. 부피가 큰 부분(400)은 이러한 2개의 구성요소들 중 HVAC 유닛에 더 근접하여 배치되는 구성요소일 수 있는 반면, 더 좁은 파동 도관(402)은 부분(400) 내측으로부터 통풍구(216)를 향해서 공기를 공급할 수 있다.

표시된 바와 같이, 부피가 큰 부분(400)의 내측부는 중공형(hollow)이고, 그에 따라 공기의 부피를 수용한다. 여기에서, 부분(400)의 내측부 형상이 프로파일 선들(800)에 의해서 개략적으로 표시되어 있다. 특히, 프로파일 선들(800A 및 800B)은 큰 도관의 횡단방향 크기 및 형상을 나타내고, 상기 큰 도관이 더 좁은 파동 도관(402) 내로 어떻게 공급되는지를 나타낸다. 또한, 프로파일 선(800C)은 하나의 단부(예를 들어, HVAC 유닛에 근접한)로부터 다른 단부(예를 들어, HVAC 유닛으로부터 가장 먼)까지 큰 도관의 길이방향 크기 및 형상을 나타낸다.

도 9는 통풍구(902) 상의 리브들(900)의 예를 도시한다. 일부 구현들에서, 통풍구는 주 통풍구(미도시)와 관련하여 이차 통풍구로서 간주될 수 있고, 그에 따라 통풍구(902)는, 주 통풍구에 의해서 생성된 공기 평면의 방향 및 흐름에 영향을 미치는 공기 평면을 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 통풍구(902)는 주 통풍구 아래 및 평행한 위치와 같이, 차량의 계기판 상에 위치될 수 있다. 리브들은 파편 또는 다른 물체가 우발적으로 통풍구 및 그 도관 내로 낙하하는 것을 방지할 수 있다.

이차 통풍구는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 일부 구현들에서, 이차 도관은 차량 내의 내측부 표면의 일부 또는 전부 위에서 연장하는 메시로 덮인 개구부(mesh-covered opening)를 포함할 수 있다.

도 10은 도관(1000) 내의 단차부의 예를 도시한다. 여기에서, 도관은 통풍구(1002)에 이어진다. 예를 들어, 주 통풍구가 공기 평면을 형성하는 계기판에서, 통풍구(1002)는, 주 공기 평면을 가이드하는 이차 통풍구로서의 역할을 할 수 있다. 도관의 내측은 적어도 부분적으로 중공형이고 통풍구(1002)의 안쪽으로 플리넘(plenum)을 형성한다. 도관의 내측부 형상은 여기에서 프로파일 선(1004)에 의해서 개략적으로 표시되어 있다. (이까지) 중공형 내측부는 적어도 하나의 단차부(1006)를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 물품 또는 액체가 통풍구를 통해서 도관에 진입할 때, 단차부는 그러한 것이 열 시스템 내로 더 들어가는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 물품이 HVAC 유닛 내로 완전히 들어가는 경우에, 이는 더 복잡한 서비스 과정을 요구할 수 있다. 단차부는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있고 도관의 재료로 또는 별도의 단편으로서 형성될 수 있다. 일부 구현예에서, 리브(900)(도 9)가 통풍구(1002) 상에 제공된다.

도 11은 열 시스템(1100)의 다른 예의 횡단면을 도시한다. 그러한 시스템은 계기판(1102), 계기판과 관련하여 상이한-높이인 통풍구(1104), 계기판 내의 다른 통풍구(1106), 통풍구(1104)로 이어지는 도관(1108), 통풍구(1106)로 이어지는 도관(1110), 및 공통 도관(1112)을 포함한다. 여기에서 밸브(1114)가 도관(1110) 내에 배치된다. 그에 따라, 통풍구(1104)는 HVAC 유닛(미도시)으로부터 공급되는 공기를 수용할 수 있고, 결과적으로, 계기판(1102)으로부터 나오는 제1 공기 평면을 생성할 수 있다. 게다가, 통풍구(1106)는 공기(예를 들어, 동일한 HVAC 유닛으로부터)를 또한 공급받을 수 있고, 제1 공기 평면과 교차하는 제2 공기 평면을 생성할 수 있다.

전술한 예에서, 고종횡비 통풍구가 계기판과 상이한-높이일 때, 특정 상황 하에서 공기가 계기판의 표면에 달라 붙는 경향이 있을 수 있음이 언급되었다. 여기에서 개략적으로 직사각형으로 도시된 영역(1116)이 공기 스트림에 의해서 생성된다. 이러한 구현들에서 그리고 본 명세서에서 설명된 다른 예시들에서 발생하는 그러한 영역은 계기판 또는 그 근처의 감소된 공기압 구역으로 간주될 수 있고, 전술한 달라 붙는 상황을 유발할 수 있다. 또한, 통풍구(1106)가 이러한 낮은 공기압의 구역으로 공급되도록 통풍구(1106)가 배치될 수 있다. 이는 주 공기 스트림이 표면에 달라 붙는 것을 감소시키는 경향을 가질 수 있고 그에 따라 주 공기 스트림의 더 효과적인 방향의 제어를 촉진할 수 있다. 따라서, 이는 통풍구(1106) 또는 대응하는 구조물들이 유용한 장점을 제공할 수 있게 하는 하나의 메커니즘이다. 어떤 의미에서, 이어서, 이것의 발생을 방지하거나 줄이기 위해서, 블리드 통풍구가 주 제트 스트림이 계기판의 표면에 달라 붙을 수 있는 지점 이전에 배치될 수 있다.

통풍구(1106)가 유용한 장점을 제공할 수 있게 하는 다른 메커니즘은, 예를 들어 탑승자에게, 또는 탑승자의 신체 상의 특정한 장소에 조준되도록 희망하는 방향을 향해서 이차 제트로 하여금 일차 제트를 밀도록 할 수 있는 각 공기 평면 (예를 들어, 통풍구(1104 및 1106)로부터의) 사이의 충돌에 의한 것이다. 어떤 의미에서, 이어서, 계기판의 표면으로부터의 비-부착(de-attachment)을 돕기 위해, 블리드 통풍구가 주 제트 스트림이 계기판의 표면에 달라 붙는 지점 이후에 배치될 수 있다.

여기에서, 통풍구(1106)를 위한 도관(1110)이 밸브(1114) 하류에서 별개의 피스(piece)를 가지는 것으로 도시되어 있다. 예를 들어, 이는, 예컨대 상이한 유형/모델의 차량에서, 상이한 계기판 구성을 획득하기 위해서와 같이 이차 통풍구를 재배치하기 위한 상이한 피스의 치환을 도울 수 있다.

도 12는 이차 통풍구(1202)를 갖는 도관(1200)의 다른 예를 도시한다. 예를 들어, 이차 통풍구(1202)는 계기판 내의 주 도관에 의해서 생성된 공기 평면을 가이드하기 위한 역할을 할 수 있다. 이차 통풍구는, 주 통풍구로부터의 제트 스트림과 교차하는 공기 평면을 생성함으로써, 그렇게 할 수 있다. 이차 통풍구(1202)는 여기에서 많은 수의 통풍구 배출구들(1202A)을 포함한다. 이러한 예에서, 각각의 개별적인 통풍구 배출구는 고종횡비를 가지지 않는다. 대신, 이차 통풍구(1202) 내의 다수의 통풍구 배출구들의 그룹화가 이러한 통풍구에 고종횡비를 효과적으로 제공한다. 이들 통풍구 배출구들은 본질적으로 원형이나, 다른 구현예들에서 정사각형, 이에 제한되지는 않으나, 을 포함하는 다른 형상을 가질 수 있다.

하나 이상의 고종횡비 통풍구가 차량의 다른 위치들 중에서, 계기판 내에서 사용될 수 있다는 것이 앞서 언급되었다. 또한, 상술한 일부 예들(예를 들어, 도 2)은 주로 제1 행 내의 우측 좌석(미국과 같은 특정 국가에서 승객 좌석인)을 향해서 지향된 통풍구들을 예시하였다. 그러나, 통풍구들은 부가적으로 또는 대안적으로 반대 측면 상의 좌석을 위해 제공될 수 있다. 일부 구현들에서, 유사한 또는 동일한 통풍구들의 세트가 제1 행 내의 각 좌석에 대해서 제공된다. 예를 들어, 운전자측이 하나 이상의 이차 통풍구와 함께 하나의 주 통풍구를 가질 수 있고, 승객측이 하나 이상의 이차 통풍구와 함께 하나의 주 통풍구를 가질 수 있다. 이어서, 통풍구들의 세트들 사이의 중앙의 중단부(interruption)는 터치스크린 제어 패널, 이에 한정되지는 않으나, 을 포함하는 계기판 내의 다른 구조물을 수용할 수 있다.

많은 수의 구현들이 예들로서 설명되었다. 그럼에도 불구하고, 다른 구현예들이 이하의 청구범위에 포함된다.

Claims

차량용 고종횡비(high aspect ratio) 통풍구들을 가지는 열 시스템에 있어서:
적어도 하나의 HVAC(heating, ventilation and air conditioning) 유닛;
제1 고종횡비의 제1 통풍구 ― 상기 제1 통풍구는 상기 HVAC 유닛에 커플링되고 상기 차량의 승객실 내에서 제1 공기 평면을 생성하도록 구성됨 ―; 및
상기 HVAC 유닛에 커플링되고 상기 승객실 내에서 제2 공기 평면을 생성하도록 구성된 제2 통풍구 ― 상기 제2 통풍구는 상기 제2 공기 평면이 상기 제1 공기 평면과 교차하도록 배치됨 ― 를 포함하는, 열 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제2 통풍구는 제2 고종횡비를 가지고, 상기 제1 고종횡비는 상기 제2 고종횡비와 상이한, 열 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제2 통풍구는 다수의 통풍구 배출구들을 포함하고, 통풍구 배출구들 각각은 상기 제1 통풍구보다 짧은, 열 시스템.
제1항에 있어서,
상기 HVAC 유닛으로부터 공기를 공급하는 공통 도관(duct), 상기 공통 도관으로부터 상기 제1 통풍구로 이어지는 제1 도관, 상기 공통 도관으로부터 상기 제2 통풍구로 이어지는 제2 도관, 및 상기 제2 도관 내의 밸브를 더 포함하는, 열 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 통풍구로 이어지는 곡선형 도관, 및 상기 승객실로부터 상기 곡선형 도관에 진입하는 시선(line of sight)으로부터 멀어져 상기 곡선형 도관 내에 배치되는 베인을 더 포함하는, 열 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 통풍구로 이어지는 도관, 및 상기 승객실을 향해 대면하는 도관 내측의 단차부(step)를 더 포함하는, 열 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제2 통풍구의 개구부를 부분적으로 덮는 하나 이상의 리브를 더 포함하는, 열 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 통풍구 및 제2 통풍구는 상기 차량의 계기판 내에 배치되는, 열 시스템.
제8항에 있어서,
상기 계기판은 상기 제1 통풍구의 긴 측면 상의 제1 구조물 및 상기 긴 측면의 대향하는 측면 상의 제2 구조물을 포함하고, 상기 제1 구조물과 상기 제1 공기 평면 사이의 각도가 상기 제2 구조물과 상기 제1 공기 평면 사이의 각도보다 크고, 상기 제2 통풍구는 상기 제2 구조물 내에 배치되는, 열 시스템.
제9항에 있어서,
상기 제1 공기 평면은 상기 제2 구조물에서 감소된 공기압 구역을 형성하고, 상기 제2 통풍구는 상기 제2 공기 평면이 상기 감소된 공기압 구역 내로 공급을 하도록 배치되는, 열 시스템.
제9항에 있어서,
상기 제2 공기 평면이 상기 제1 공기 평면을 상기 제2 구조물로부터 멀어지게 밀도록 제2 통풍구가 배치되는, 열 시스템.
제8항에 있어서,
상기 제1 통풍구 및 상기 제2 통풍구는 상기 계기판에서 보여질 수 있는 조정 메커니즘을 가지지 않는, 열 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 통풍구 및 상기 제2 통풍구를 위한 개구부들 각각은 본질적으로 서로 평행한, 열 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 통풍구는 상기 제2 통풍구 위(above)에 장착되는, 열 시스템.
차량용 열 시스템에 있어서:
적어도 하나의 HVAC 유닛;
차량의 승객실 내에서 제1 고종횡비의 제1 공기 평면을 생성하기 위한 상기 HVAC 유닛에 커플링된 제1 수단;
상기 승객실 내에서 제2 고종횡비의 제2 공기 평면을 생성하기 위한 상기 HVAC 유닛에 커플링된 제2 수단을 포함하고,
상기 제2 공기 평면은 상기 제1 공기 평면과 교차하는,
열 시스템.
제15항에 있어서,
상기 제1 수단은 제1 통풍구를 포함하고 상기 제2 수단은 제2 통풍구를 포함하며, 상기 제1 통풍구는 상기 차량의 계기판 내에서 상기 제2 통풍구 위(above)에 장착되는, 열 시스템.
제16항에 있어서,
상기 제2 통풍구는 다수의 통풍구 배출구들을 포함하고, 통풍구 배출구들 각각은 상기 제1 통풍구보다 짧은, 열 시스템.
제16항에 있어서,
상기 제1 공기 평면이 본질적으로 수평이도록 상기 제1 통풍구가 배향되고(oriented), 상기 제2 공기 평면이 상기 제1 공기 평면과 교차하도록 상기 제2 통풍구가 위로 배향되는, 열 시스템.
차량의 HVAC 유닛을 이용하여 공기의 공급을 제공하는 단계;
상기 공기의 공급으로부터 상기 차량의 승객실 내로 제1 공기 평면을 생성하는 단계 ― 상기 제1 공기 평면은 제1 고종횡비를 가짐 ―; 및
상기 공기의 공급으로부터 상기 승객실 내로 제2 공기 평면을 생성하는 단계 ― 상기 제2 공기 평면은 제2 고종횡비를 가짐 ― 를 포함하고,
상기 제2 공기 평면은 상기 제1 공기 평면과 교차하는,
방법.
제19항에 있어서,
상기 제2 공기 평면의 공기의 흐름을 조절함으로써 상기 승객실 내의 상기 제1 공기 평면의 방향을 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.