KR20190038306A

KR20190038306A - 자동차용 공조 시스템

Info

Publication number: KR20190038306A
Application number: KR1020180097327A
Authority: KR
Inventors: 마이클 피에트; 크리스토프 카펠만; 에브지 두카; 요하네스 스타우스베르크; 토르스텐 클라인
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2018-08-21
Publication date: 2019-04-08
Also published as: DE102017122750A1

Abstract

본 발명은 공기를 이송하고 공조하기 위한 수단들을 구비한 자동차용 공조 시스템(1-1, 1-2)에 관한 것이다. 상기 공조 시스템(1)은 공기 분배기(4)를 포함하는 하우징(2)을 구비하고, 상기 공기 분배기는 공기 배출구(4a, 4b, 4c)들 그리고 동시에 관류 가능하게 배치된 2개 이상의 유동 경로(8, 9)를 구비하여 형성되어 있다. 각각 제1 유동 경로(8)와 제2 유동 경로(9)를 통해 가이드 된 공기 질량 흐름들은 상이한 온도를 갖는다. 상기 공기 배출구 중 하나 이상의 공기 배출구(4a, 4b, 4c)는 공기 질량 흐름들을 혼합하기 위한 별도의 혼합 구역(17-1, 17-2)을 구비하여 형성되어 있으며, 이러한 혼합 구역은 상기 제1 유동 경로(8)를 통해 유동 방향(13)으로 안내된 공기 질량 흐름을 유입하기 위한 제1 유입구(18), 제2 유동 경로(9)를 통해 유동 방향(14)으로 안내된 공기 질량 흐름을 유입하기 위한 제2 유입구(19) 및 공기 질량 흐름을 배출하기 위한 배출구를 구비한다. 상기 혼합 구역(17-1, 17-2)은 이러한 혼합 구역(17-1, 17-2)을 적어도 국부적으로 폐쇄하고 개방하기 위한 2개 이상의 유동 안내 장치(5b, 20, 21)를 구비하여 형성되어 있거나, 또는 상기 배출구 영역에 있는 혼합 구역(17-1, 17-2)과 상기 공기 배출구(4b)는 이러한 혼합 구역(17-2)과 공기 배출구(4b)를 폐쇄하고 개방하기 위한 공동 유동 안내 장치(5b)를 구비하여 형성되어 있다.

Description

자동차용 공조 시스템{AIR-CONDITIONING SYSTEM FOR A MOTOR VEHICLE}

본 발명은 공기를 이송하고 공조하기 위한 수단들을 구비한 자동차용 공조 시스템에 관한 것이다. 상기 공조 시스템은 공기 분배기를 포함하는 하우징을 구비하고, 상기 공기 분배기는 공기 배출구들 및 동시에 관류 가능하게 배치된 2개 이상의 유동 경로를 구비하여 형성되어 있다. 각각 제1 유동 경로 및 제2 유동 경로를 통과한 공기 질량 흐름들은 상이한 온도를 갖는다.

자동차의 경우 증가하는 기술 부품들의 수 때문에, 이러한 부품들의 내장 방법을 통해 원하는 다양한 기능이 절대적으로 보장될 수 있도록 설치 체적과 관련한 최적화가 요구된다. 이러한 이유로 예를 들면 혼합 챔버, 유동 안내 장치 및 와류 장치 형태로 된 고정식 에어컨 장치에서 알려진 바와 같은 부피가 큰 공기 조화용 부품들은 좁은 공간 비율 때문에 차량에 삽입될 수 없다.

공급된 공기 질량 흐름을 공조하고, 경우에 따라서는 분할하며, 그리고 개별 공기 질량 흐름들을 차실의 상이한 영역들로 안내하는 자동차 에어컨 장치의 추가 조건은, 위치와 기능에 따라 에어컨 장치의 여러 공기 배출구에 온도가 조절된 상이한 공기 질량 흐름을 공급해야 한다는 것이다. 이 경우 공급된 공기 질량 흐름은 여러 열교환기를 통과함으로써, 결과적으로 공기가 냉각 및 제습되고 그리고 필요한 경우 다시 가열된 후 차실로 안내된다. 이때 공기는 예를 들면 레그룸으로 송풍되고, 그리고 대시보드 내 개구들을 통해 차실로 송풍되며, 또한 앞유리의 흐림 현상을 방지하거나 성에를 제거하기 위해 앞유리측 배출구들을 통해 곧바로 앞유리로 안내된다.

이와 같은 종류의 에어컨 장치들의 경우, 차실에 공급될 공기 질량 흐름이 2개의 부분 공기 질량 흐름으로 분할된다. 필요한 공기 흐름 온도는 온도 플랩들 및 상이한 제어 메커니즘들에 의해 조절된다. 이 경우 하나의 부분 공기 질량 흐름은 가열 열교환기를 통해서 안내되고 가열된다. 동시에 냉풍으로서 제2 부분 공기 질량 흐름은 가열 열교환기 옆을 지나간다. 후속해서 상이하게 온도 조절된 2개의 부분 공기 질량 흐름은, 차실 내 공기의 충분한 쾌적함을 달성하는 데 필요한 목표 온도에 도달하기 위해 혼합된다.

냉풍 공기 질량 흐름과 온풍 공기 질량 흐름의 혼합 공정은 매우 어려운데, 그 이유는 유동 경로가 매우 짧고, 공조 시스템의 작동 모드에 따른 유량도 복잡하며, 그리고 하우징 내부에서의 온도 플랩 조정도 쉽지 않기 때문이다. 또한, 공조 시스템에서는 공기 질량 흐름을 혼합하는 데 걸리는 시간이 길다.

통상적으로는 에어컨 장치의 여러 공기 배출구에는 하나의 공동 혼합 챔버로부터 공기 질량 흐름이 공급된다. 그러나 공기 배출구들이 갖는 개별 기능의 상이한 요건 때문에, 공기 질량 흐름들의 상이한 온도가 보장되어야 하고, 이러한 상황은 온풍 채널 또는 냉풍 채널과 같은 추가 삽입체들에 의해서 달성된다. 레그룸, 대시보드 및 앞유리측 환기 장치와 같은 여러 배출구의 서로 다른 공기 질량 흐름 온도는 온도 층화(temperature stratification)로 표기된다.

그 밖에 예를 들어 공조된 공기를 레그룸 내 공기 배출구 방향으로 안내하기 위해서는 온풍 채널들 또는 냉풍 채널들 외에, 추가적인 안내 장치들, 특히 하우징 측에 형성된 에어 플랩(air flap)들이 제공된다. 또한, 상호 일치하는 하우징의 공기 배출구들은, 의도한 바대로 하우징 내부 공기 질량 흐름들의 자연스러운 층화에 유용하게 상호 배치된다. 하우징 및 하우징 내부에서의 공기 가이드에 대한 변동 가능성은 매우 오랜 시간이 소요되는 최근 개발 프로세스의 여러 요인에 따른 복합성 때문에 필요하다.

DE 101 47 114 A1호에는, 공기 유입 영역과 공기 배출 영역 그리고 공기 질량 흐름들을 상이한 차실 영역들로 분배하기 위한 장치를 구비한 자동차용 공조 시스템이 기술되어 있다. 상기 장치는 공기 유입구에서 공기 배출구까지 이르는 2개의 유동 경로를 갖는 하우징을 포함한다. 제1 공기 유동 경로를 따라서 안내된 공기는 가열된다. 온도 플랩은 상기 제1 유동 경로 및/또는 제2 유동 경로부터 공기 배출 영역으로 흐르는 공기의 유입을 조절한다.

선행 기술에 공지된 시스템들의 경우, 이러한 시스템들은 장치 측면에서 매우 복잡한 추가 요소들을 가지며, 이 요소들은 추가 공간을 요구하고, 비용뿐만 아니라 추가적인 설치 복잡성 그리고 상응하는 유지 보수 복잡성을 야기한다. 또한, 추가 삽입체들은 공기 흐름에서 증가된 역압을 야기하고, 이는 재차 증가된 전력 요구와 더불어 소비 전력, 더 나아가 자동차 전체의 효율 감소로 이어진다.

본 발명의 과제는, 차실에 공급될 공기가 도달해야 할 온도 및 이러한 공기의 혼합 시간과 관련하여, 공기 질량 흐름들의 최적의 혼합뿐만 아니라 개별 공기 배출구에 따라 최적의 공기 온도 조절이 구현되고 최소한의 복잡성으로 온도 제어가 가능한 공조 시스템을 제공하는 것이다. 이 경우에는 예를 들어 소음 배출을 감소하고, 사용되는 부품들의 수뿐만 아니라 이러한 부품들의 설치 공간 수요도 최소 수준으로 유지하기 위해 공기가 의도한 바대로 가이드 되어야 하고, 특히 최소한의 역압이 발생해야 한다.

상기 과제는 독립 청구항의 특징들을 갖는 대상에 의해서 해결된다. 개선예들은 종속 청구항들에 기재되어 있다.

상기 과제는 본 발명에 따른 차동차용 공조 시스템에 의해서 해결된다. 상기 공조 시스템은 공기를 이송 및 공조, 특히 냉각, 제습 및 가열하기 위한 수단들 그리고 공기 분배기를 갖춘 하우징을 구비한다. 상기 공기 분배기는 공기 배출구들 그리고 동시에 관류 가능하게 배치된 2개 이상의 유동 경로를 구비하여 형성되어 있다. 이 경우 각각 제1 유동 경로와 제2 유동 경로를 통과한 부분 공기 질량 흐름은 상이한 온도를 갖는다.

본 발명의 구상에 따르면, 공기 배출구 중 하나 이상의 공기 배출구가 공기 질량 흐름들을 혼합하기 위한 별도의 혼합 구역을 구비하여 형성되어 있다. 이러한 혼합 구역은 제1 유동 경로를 통해 정해진 유동 방향으로 안내되거나 제1 유동 경로로부터 유출되는 공기 질량 흐름을 유입하기 위한 제1 유입구 및 제2 유동 경로를 통해 정해진 유동 방향으로 안내되거나 제2 유동 경로로부터 유출되는 공기 질량 흐름을 유입하기 위한 제2 유입구 그리고 공기 질량 흐름을 배출하기 위한 배출구를 구비한다.

이때 바람직하게 상기 공기 배출구에만 할당된 혼합 구역은 상이한 온도를 갖는 공기 질량 흐름들을 혼합하기 위해 형성되어 있고, 상기 혼합 구역을 적어도 국부적으로 폐쇄하고 개방하기 위한 2개 이상의 유동 안내 장치를 구비한다. 배출구를 통해 혼합 구역으로부터 혼합된 형태로 유출되는 공기 질량 흐름은 이어서 공기 배출구로 가이드 된다.

본 발명의 한 개선예에 따르면, 혼합 구역의 제1 유입구 영역에 제1 유입구를 폐쇄하고 개방하기 위한 제1 유동 안내 장치가 형성되어 있다.

본 발명의 대안적인 제1 실시예에 따르면, 혼합 구역의 제2 유입구 영역에 제2 유입구를 폐쇄하고 개방하기 위한 제2 유동 안내 장치가 형성되어 있다.

혼합 구역이 할당된 공기 배출구 또는 상기 혼합 구역의 배출구는 바람직하게는 폐쇄할 수 없는 유동 횡단면을 갖는다. 그 결과 상기 공기 배출구 또는 혼합 구역의 배출구는 각각 유동 안내 장치 없이 형성되어 있다. 이 경우 상기 혼합 구역의 유입구들은 바람직하게는 에어 플랩으로 형성된 2개의 유동 안내 장치에 의해서 제어되며, 이때 공기 배출구 내 공기 질량 흐름의 온도와 공기량은 개별적으로 조절될 수 있다.

본 발명의 대안적인 제2 실시예에 따르면, 혼합 구역의 배출구 영역에 이러한 배출구를 폐쇄하고 개방하기 위한 제2 유동 안내 장치가 형성되어 있다. 이 경우 혼합 구역은 공기의 유동 방향으로, 상기 혼합 구역을 제한하는 공기 배출구의 유동 안내 장치 앞에 배치되어 있다.

상기 혼합 구역의 제2 유입구는 바람직하게 폐쇄할 수 없는 유동 횡단면을 가지며, 그 결과 유동 안내 장치 없이 형성되어 있다.

이와 동시에 상기 혼합 구역의 제1 유입구와 배출구는 바람직하게는 에어 플랩으로 형성된 2개의 유동 안내 장치에 의해서 제어되며, 이때 공기 배출구 내 공기 질량 흐름의 온도와 공기량은 개별적으로 조절될 수 있다.

상기 과제는 또한 본 발명에 따른 또 다른 차동차용 공조 시스템에 의해서 해결된다. 상기 공조 시스템은 공기를 이송 및 공조, 특히 냉각, 제습 및 가열하기 위한 수단들 그리고 공기 분배기를 갖춘 하우징을 구비한다. 상기 공기 분배기는 이번에도 또한 공기 배출구들 그리고 동시에 관류 가능하게 배치된 2개 이상의 유동 경로를 구비하여 형성되어 있다. 이 경우 각각 제1 유동 경로와 제2 유동 경로를 통과한 부분 공기 질량 흐름은 상이한 온도를 갖는다.

이때 바람직하게 상기 공기 배출구에만 할당된 혼합 구역은 상이한 온도를 갖는 공기 질량 흐름들을 혼합하기 위해 제공되었다. 상기 배출구 영역에 있는 혼합 구역과 공기 배출구는 이러한 혼합 구역과 공기 배출구를 폐쇄하고 개방하기 위한 공동 유동 안내 장치를 구비하여 형성되어 있다.

상기 공동 유동 안내 장치에 의해서는 배출구를 통해 혼합 구역으로부터 유출되는 공기량과 공기 질량 흐름의 온도가 조절될 수 있다. 온도, 특히 다른 공기 배출구들로부터 유출되는 공기 질량 흐름들의 온도에 대한 관계식으로서 온도 비율은 유동 채널들 또는 유입구들의 횡단면 크기에 의해 사전에 조절되고, 공조 시스템의 작동 모드에 상관없이 일정하다. 혼합 구역은 공기의 유동 방향으로, 혼합 구역을 제한하는 공기 배출구의 유동 안내 장치 앞에 배치되어 있다.

이 경우 혼합 구역의 유입구들은 바람직하게는 각각 폐쇄할 수 없는 유동 횡단면을 가지며, 그 결과 유동 안내 장치 없이 형성되어 있다.

본 발명의 바람직한 한 실시예에 따르면, 공기 분배기는 하나 이상의 앞유리측 공기 배출구, 레그룸측 공기 배출구 및 대시보드 내 공기 배출구를 구비하여 형성되어 있다.

이 경우 바람직하게 레그룸측 공기 배출구 및/또는 앞유리측 공기 배출구 및/또는 대시보드 내 공기 배출구는 별도의 혼합 구역을 구비하여 형성될 수 있다. 또한, 각각의 공기 배출구에는 별도의 혼합 구역이 할당될 수 있다.

이러한 경우 공기 배출구는 공기 배출구들의 그룹도 의미할 수 있으며, 그 결과 혼합 구역으로부터 유출되는 공기 질량 흐름은 레그룸측 공기 배출구 그룹, 앞유리측 공기 배출구 그룹 또는 대시보드 내 공기 배출구 그룹과 같은 특정한 공기 배출구 그룹으로 안내된다.

본 발명의 바람직한 추가 실시예에 따르면, 공기를 이송하기 위한 수단으로는 송풍기, 공기를 냉각 및/또는 제습하기 위한 수단으로는 냉매 순환계의 증발기 그리고 공기를 가열하기 위한 수단으로는 가열 열교환기가 형성되어 있으며, 이 경우 상기 수단들은 하우징 내부에 배치되어 있다.

본 발명의 한 개선예에 따르면, 가열 열교환기는 제1 유동 경로 내부에서 이러한 유동 경로의 횡단면을 차지하는 방식으로 배치되어 있다. 상기 가열 열교환기와 유동 경로의 벽의 접촉면은 바람직하게는 기술상 기밀 방식으로 밀폐되어 있으며, 그 결과 상기 제1 유동 경로를 통해 가이드 된 공기 질량 흐름이 전부 상기 가열 교환기기의 열 전달 영역을 통해서 안내된다.

제2 유동 경로는 바람직하게는 가열 열교환기를 우회하는 바이패스(bypass)로서 형성되어 있다. 그 결과 상기 바이패스를 통해 안내된 공기 질량 흐름은 가열 열교환기의 열 전달 영역과 접촉하지 않는다.

그 결과 공기 분배기 내부에 형성된 유동 경로들은, 제1 유동 경로에서는 온풍 공기 질량 흐름 또는 상대적으로 높은 온도를 갖는 공기 질량 흐름이 그리고 제2 유동 경로에서는 냉풍 공기 질량 흐름 또는 상대적으로 낮은 온도를 갖는 공기 질량 흐름이 이송되도록 작동될 수 있다. 상기 유동 경로들을 통해 안내된 공기 질량 흐름들은 혼합 구역 내부에서 서로 혼합된다.

본 발명의 바람직한 추가 실시예에 따르면, 유동 경로들이 유동 안내 장치들을 구비하여 형성됨으로써 상기 유동 경로들이 서로 독립적으로 개방 및 폐쇄될 수 있으며, 이 경우 공기 분배기를 관통하는 공기 질량 흐름은 상기 유동 경로들을 통과하는 부분 공기 질량 흐름들로 분할될 수 있다.

하나 이상의 혼합 구역의 유동 안내 장치들, 유동 경로의 유동 안내 장치들 및/또는 공기 배출구의 유동 안내 장치들은 바람직하게 각각 회전축을 중심으로 연속으로 회전 가능하게 지지되는 방식으로 배치되어 있음으로써, 결과적으로 유동 안내 장치가 배치되어 있는 유동 횡단면이 0% 내지 100% 사이에서 연속으로 개방 및 폐쇄될 수 있다.

본 발명의 추가 장점은, 제1 유동 경로 또는 제2 유동 경로를 통해 안내된 공기 질량 흐름의 하나 이상의 부분 공기 질량 흐름을 개별 유동 경로의 배출구에서 공기 배출구의 혼합 구역 또는 공기 배출구로 안내하도록, 공기 분배기가 공기 질량 흐름을 안내하기 위한 하나 이상의 장치, 특히 온풍 채널 또는 냉풍 채널을 구비하여 형성되어 있다는 것이다. 이 경우 제2 공기 질량 흐름과의 혼합이 방지된다.

본 발명에 따른 공조 시스템은 또 다른 다양한 장점들을 갖는다:

- 공조 시스템의 각각의 작동 모드에서 공기량 제어 및 분할 복잡성이 최소화됨과 더불어 다른 공기 배출구들에 상대적으로 개별 공기 배출구에 따라 공기 온도가 최적으로 조절되고,

- 안정적인 온도 층화가 실현되며,

- 부품 수가 최소화됨으로써 설치 공간이 감소하고,

- 하우징 관류 시 역압이 최소화되며, 이와 더불어 특히 차실 레그룸측 공기 배출구와 같이 제어가 어려운 공기 배출구와 관련하여 공조 시스템의 소음 배출이 감소하고,

- 공조 시스템의 작동 효율이 상승하며 그리고

- 차실 승객을 위한 최대 쾌적함이 실현된다.

본 발명의 또 다른 세부 사항들, 특징들 및 장점들은 관련 도면들을 참조해서 이루어지는 실시예들에 대한 하기의 상세한 설명으로부터 드러난다. 도면부에서:
도 1은 하나의 공기 유입구와 여러 공기 배출구 그리고 공동 혼합 챔버와 이어지는 유동 경로들을 갖는 선행 기술의 자동차 공조 시스템을 횡단면도로 도시하고, 그리고
하나의 공기 유입구와 여러 공기 배출구, 유동 경로들과 에어 채널들 그리고 레그룸 공기 배출구를 위한 별도의 혼합 구역을 갖는 자동차 공조 시스템이 측면도와 사시도로 도시되며, 이와 관련하여
도 2a 내지 도 2d는 상기 공조 시스템이 혼합 구역으로 이어지는 유입구들 영역에서 상이한 배열 상태로 있는 공기 안내 장치들을 구비하는 것을 도시하며,
도 3a 및 3b는 상기 공조 시스템이 혼합 구역의 배출구 영역에서 공기 안내 장치를 구비하는 것을 도시하고,
도 4a 및 4b는 각각의 유동 안내 장치의 위치에 따라 여러 공기 배출구 상에서의 공기 질량 흐름들의 온도 변화를 도시한다.

도 1에는 하나의 공기 유입구(3)를 갖는 하우징(2') 및 여러 공기 배출구(4a, 4b, 4c)를 갖는 공기 분배기(4')를 구비한 선행 기술의 자동차용 공조 시스템(1'), 특히 에어컨이 횡단면도로 도시되어 있다.

상기 공조 시스템(1')은 상기 공기 유입구(3)들을 통해 공기를 흡입하고, 상기 하우징(2')을 통해 공기를 이송하기 위한 (도면에는 도시되지 않은) 송풍기를 구비한다. 대체로 수평 방향(x)으로 흡입된 공기는 후속해서 증발기 영역을 통해 공기 분배기(4')로 안내되며, 이때 상기 공기 분배기는 앞유리측 공기 배출구(4a), 레그룸측 공기 배출구(4b) 및 대시보드 내 공기 배출구(4c)를 구비하여 형성되어 있다.

상기 증발기 영역을 관류할 때 공기 질량 흐름은, 냉매 순환계의 증발기로서 기술되는 제1 열교환기(6)의 열전달 영역을 통해서 안내된다. 상기 증발기(6)의 열전달 영역 과류 시, 공기는 냉각 및/또는 제습될 수 있다. 증발기(6)는 공기의 유동 방향(13, 14)으로 볼 때 상기 공기 분배기(4') 앞에 배치되어 있다.

이어서 상기 증발기(6) 과류 시 공조된 공기 질량 흐름은 제1 유동 경로(8), 특히 온풍 경로 및 제2 유동 경로(9), 특히 냉풍 경로를 통해 흐르는 공기 질량 흐름으로 분할될 수 있다. 이 경우 각각 상기 공기 질량 흐름은 전부 상기 유동 경로 중 하나의 유동 경로(8, 9)로 안내되거나 비율적으로 두 유동 경로(8, 9)로 분할될 수 있다. 온풍 경로(8) 내로 유입될 때, 상기 공기 질량 흐름은 수평 방향(x)에서 수직 방향(y)으로 편향된다.

온풍 경로(8)를 통해 가이드 된 공기 질량 흐름은 제2 열교환기(7), 특히 가열 열교환기 과류 시 가열된다. 상기 가열된 공기 질량 흐름은 이제 계속 분할될 수 있으며, 이 경우 제1 부분 공기 질량 흐름은 곧바로 혼합 챔버(10) 내로 유입된 다음, 마찬가지로 상기 혼합 챔버(10) 내로 유입된, 냉풍 공기 질량 흐름과 혼합되며, 이때 상기 냉풍 공기 질량 흐름은 냉풍 경로(9)를 통해서 안내된다. 제2 온풍 부분 공기 질량 흐름은 온풍 채널(12)을 통해 곧바로 공기 배출구, 예를 들면 앞유리측 공기 배출구(4a)로 안내될 수 있다.

공조 시스템(1'), 특히 하우징(2')과 열교환기(6, 7)들은 깊이 방향(z)으로 연장된다.

제2 유동 경로(9)는 제1 유동 경로(8) 내부에 배치된 가열 열교환기(7)를 우회하는 바이패스로서 형성되어 있다. 이 경우 제2 유동 경로(9)는 증발기(6)에서 냉각된 그리고/또는 제습된 (냉풍 및 부분 공기 질량 흐름으로서) 공기를 가열 열교환기(7)를 돌아서 가이드 한다. 가열 열교환기(7)를 우회하는 바이패스로서 형성된 유동 경로(9)를 통해 안내된 공기 질량 흐름은 온도가 변하지 않는다. 제1 유동 경로(8)를 통해 안내된 공기 질량 흐름은 전부 가열 열교환기(7)의 열 전달 영역을 경유하여 안내되고 가열된다. 따라서 공기 분배기(4') 내부에서는, 경우에 따라 증발기(6)에서 예비 공조된 공기 질량 흐름이 가열 열교환기(7)의 열 전달 영역 과류 시 적어도 부분 질량 흐름으로서 가열될 수 있다.

공기 배출구(4a, 4b, 4c)들은 온풍 및 냉풍을 안내하기 위한 유동 경로(8, 9)들과 같은 유동 경로로서 각각 공동 혼합 챔버(10)와 이어져 있다. 이미 예비 공조된 공기를 특정 공기 배출구(4a, 4b, 4c) 방향으로 안내하기 위해, 상기 혼합 챔버(10) 내부에서 온풍 채널은 공기 질량 흐름을 안내하기 위한 장치(12)로서 배치될 수 있다. 이 경우 특히 하나 이상의 온풍 부분 질량 흐름은 앞유리의 공기 배출구(4a) 방향으로 가이드 될 수 있다.

레그룸측 공기 배출구(4b)에는, 제1 유동 경로(8)를 통해 유동 방향(13)으로 안내된 온풍과 제2 유동 경로(9)를 통해 유동 방향(14)으로 안내된 냉풍이 혼합된 공기로 이루어진 공기 질량 흐름이 공급된다. 상기 온풍과 냉풍은 상기 공기 배출구(4b)를 통해 배출되기 전에, 혼합 챔버(10) 내에서 혼합된다.

공기 분배기(4')는 유동 경로(8, 9)들과 공기 배출구(4a, 4b, 4c)들 외에, 이러한 공기 배출구(4a, 4b, 4c)들을 폐쇄 또는 개방하기 위한 에어 플랩 형태로 된 상이한 유동 안내 장치(5a, 5b, 5c)들을 구비하며, 이 경우 상기 공기 배출구들은 필요에 따라 적절하게 제어될 수 있다.

온풍 경로(8)와 냉풍 경로(9)를 통과하는 공기 질량 흐름들은 이러한 유동 경로(8, 9)들을 폐쇄 또는 개방하는 온도 플랩(11)의 도움으로 제어되며, 상기 온도 플랩(11)은 최종 위치에서는 온풍 경로(8) 또는 냉풍 경로(9)를 완전히 폐쇄하고, 그리고 중간 위치들에서는 각각 상기 온풍 경로(8)와 냉풍 경로(9)의 부분 유동 횡단면을 개방한다. 공조 시스템(1') 내부에서의 공기 가이드, 분할 및 조화에 이르는 매우 복잡한 공정은 상이한 작동 모드로 작동 시 여러 공기 배출구(4a, 4b, 4c)들의 공기 질량 흐름의 원하는 온도 조절을 어렵게 한다.

도 2a 내지 도 2d에는 각각, 하나의 공기 유입구(3)와 여러 공기 배출구(4a, 4b, 4c), 온풍 경로(8)와 냉풍 경로(9) 그리고 레그룸의 공기 배출구(4b)를 위한 별도의 혼합 구역(17-1)을 구비한 자동차 공조 시스템(1-1)이 측면도와 사시도(도 2c)로 개시된다.

상기 공조 시스템(1-1)은 혼합 구역(17-1)으로 이어지는 유입구(18, 19)들 영역에 그리고 온풍 경로(8)와 냉풍 경로(9)의 입구에서 혼합 챔버(10)까지 공기 안내 장치(11, 20, 21, 22, 23)들을 구비하여 형성되어 있으며, 이때 상기 공기 안내 장치들은 특히, 도 2a 및 2b에 따르면 상이한 위치로 도시되어 있다.

상기 공조 시스템(1-1)은 또한, 공기 유입구(3)를 통해 공기를 흡입하여 하우징(2)을 통해 공기를 이송하기 위한 (도면에 도시되지 않은) 송풍기를 구비한다. 상기 흡인된 공기는 증발기 영역을 통해 공기 분배기(4)로 안내된다. 공기 분배기(4)는 앞유리측 공기 배출구(4a), 레그룸측 공기 배출구(4b) 그리고 대시보드 내 공기 배출구(4c)를 구비하여 형성되어 있다.

하우징(2) 내부로 유입된 후에는 공기 질량 흐름이 공기의 유동 방향(13, 14)으로 볼 때, 공기 분배기(4) 앞에 배치된 증발기 영역 관류 시, 냉매 순환계의 증발기로서 작동하는 제1 열교환기(6)의 열 전달 영역을 경유하여 안내된다. 이때 공기는 냉각 및/또는 제습될 수 있다.

이어서 증발기(6)의 열 전달 영역 과류 시 공조된 공기 질량 흐름은 제1 유동 경로(8), 특히, 온풍 경로 그리고 제2 유동 경로(9), 특히, 냉풍 경로를 통해 흐르는 공기 질량 흐름으로 분할될 수 있다. 이 경우에는 각각 상기 공기 질량 흐름이 전부 상기 유동 경로 중 하나의 유동 경로(8, 9)로 안내되거나 비율적으로 두 유동 경로(8, 9)로 분할될 수 있다.

온풍 경로(8) 내에 배치된 그리고 가열 열교환기로서 형성된 제2 열교환기(7) 과류 시, 공기 질량 흐름은 열을 흡수한다. 상기 가열된 공기 질량 흐름은 후속해서 계속 분할될 수 있으며, 이 경우 하나 이상의 제1 부분 공기 질량 흐름은 유동 방향으로 혼합 챔버(10) 내로 이어지는 입구 앞에서 제1 유입구(18)를 통해 레그룸측 공기 배출구(4b)의 혼합 구역(17-1)으로 안내된다. 제2 온풍 부분 공기 질량 흐름은 혼합 챔버(10) 내부에 배치된 온풍 채널(12)을 통해 곧바로 공기 배출구, 예를 들면 앞유리 공기 배출구(4a)로 가이드 될 수 있거나, 또는 도면에는 도시되지 않은 경우와 같이 대시보드 내 공기 배출구(4c)로 가이드 될 수 있다.

가열 열교환기(7)를 우회하는 바이패스로서 형성된 제2 유동 경로(9)는 증발기(6)에서 냉각된 그리고/또는 제습된 (냉풍 및 부분 공기 질량 흐름으로서) 공기를 제1 유동 경로(8) 내에 배치된 가열 열교환기(7)를 돌아서 가이드 한다. 제2 유동 경로(9)를 통해 안내되는 공기 질량 흐름은 온도가 변하지 않는다. 제1 유동 경로(8)를 통과하고, 이와 동시에 전부 가열 열교환기(7)의 열교 전달 영역을 통해 안내된 공기 질량 흐름은 가열된다. 경우에 따라 증발기(6)에서 예비 공조된 공기 질량 흐름은 가열 열교환기(7)의 열 전달 영역 과류 시 가열될 수 있다.

또한, 공기 분배기(4)는, 공기 배출구(4a, 4c)들을 폐쇄 또는 개방하기 위한 에어 플랩 형태로 된 여러 유동 안내 장치(5a, 5c)를 구비한다.

온풍 경로(8)와 냉풍 경로(9)를 통해 안내될 공기 질량 흐름들은, 예를 들면 도 2a 및 도 2b에 따르면, 상기 유동 경로(8, 9)들을 폐쇄 또는 개방하는 유동 안내 장치(11)의 도움으로 제어된다.

대안적인 한 실시 형태에 따르면, 도 2c 및 도 2d에 따른 공조 시스템(1-1)은 온도 플랩(11) 대신, 온풍 경로(8)와 냉풍 경로(9)를 폐쇄하고 개방하기 위해 서로 분리되어 형성된 2개의 유동 안내 장치(22, 23)를 구비한다. 이 경우 상기 유동 안내 장치(22)는 제1 유동 경로 내에 배치된 가열 열교환기(7)를 이용하여 상기 제1 유동 경로(8)의 유동 횡단면을 차단 또는 개방하기 위해 사용되고, 온풍 플랩(22)으로도 표현된다. 제2 유동 경로(9)의 유동 안내 장치(23)에 의해서는 혼합 챔버(10) 방향으로 흐르는 냉풍의 공기 질량 흐름이 변할 수 있다. 냉풍 경로의 유동 안내 장치(23)는 냉풍 플랩(23)으로도 표현된다.

공기 질량 흐름은 유동 안내 장치(11, 22, 23)들을 조절하여, 온풍 경로(8)를 지나는 부분 공기 질량 흐름과 냉풍 경로(9)를 지나는 부분 공기 질량 흐름으로 분할된다. 유동 경로(8, 9)들은 유동 안내 장치(11, 22, 23)들에 의해 0% 내지 100% 사이에서 연속으로 폐쇄되고 개방될 수 있다.

개별 공기 배출구(4a, 4b, 4c)들에는 각각 별도의 혼합 구역이 할당될 수 있는데, 이는 레그룸 공기 배출구(4b)의 혼합 구역(17-1)을 참조해서 예시적으로 도시되어 있다. 이 경우 하나 또는 다수의 공기 배출구(4a, 4b, 4c)가 별도의 혼합 구역을 가질 수 있다.

혼합 챔버(10) 내부에는 온풍 채널(12) 외에 공기 질량 흐름을 안내하기 위한 장치(15)로서 냉풍 채널도 배치되어 있으며, 이 경우 상기 장치(15)에 의해서는 적어도 증발기(6)로부터 냉풍 경로(9) 내로 유출되는 냉풍의 부분 공기 질량 흐름이 의도한 대로 레그룸 공기 배출구(4b)로 가이드될 수 있다. 냉풍 채널로도 표현되는 상기 장치(15)의 벽(16)은 기본적으로 수평 방향(x)으로 방향 설정되어 있다. 냉풍 채널(15)을 관류하는 냉풍은 제2 유입구(19)를 통해 레그룸측 공기 배출구(4b)의 혼합 구역(17-1)으로 안내된다.

혼합 챔버(10)를 지나 연장되는 방식으로 배치된 온풍 채널(12)과 냉풍 채널(15)에 의해서는 예비 공조된 부분 공기 질량 흐름들이 상이하게 공조된 공기 질량 흐름들의 혼합 과정 없이 곧바로 공기 배출구(4a, 4b 4c)의 혼합 구역(17-1)들로 안내된다. 온풍 채널(12)은 예를 들면 하우징(2)의 벽에 또는 하우징(2) 한가운데에 형성될 수 있고, 동시에 상기 하우징(2)에 의해 둘러싸인 체적 안으로 돌출하는 방식으로, 또는 상기 하우징(2)에 의해 둘러싸인 체적을 확장하는 방식으로 상기 하우징(2)의 벽으로부터 외부로 돌출하는 방식으로 배치될 수 있다. 온풍 채널(12)은 하우징(2)에 의해 둘러싸인 체적 방향으로 개방되거나 폐쇄되는 방식으로 형성될 수 있다. 개방된 에어 채널은 횡단면으로 볼 때 U자형 벽을 갖는다.

혼합 구역(17-1)은 온풍 경로(8) 내에 배치된 가열 열교환기(7) 과류 시 가열된 온풍을 혼합 구역(17-1)으로 유입하기 위한 제1 유입구(18) 및 증발기(6) 과류 시 냉각 및/또는 제습되어 냉풍 채널(15)을 통해 안내된 냉풍을 마찬가지로 혼합 구역(17-1)으로 유입하기 위한 제2 유입구(19)와 함께 서로 분리되어 형성된 2개의 유입구(18, 19)를 갖는다. 이 경우 제1 유입구(18)는 가열 열교환기(7)와 혼합 챔버(10)로 이어지는 입구 사이에 형성되어 있는 반면에, 제2 유입구(19)는 냉풍 채널(15)의 단부면 영역에 또는 냉풍 채널(15)의 단부에 형성되어 있다. 냉풍과 온풍은 각각 가장 짧은 유동 경로를 통해 혼합 구역(17-1)으로 유입된다.

그 결과 레그룸측 공기 배출구(4b)에는 제1 유동 경로(8)를 통해 유동 방향(13)으로 안내된 온풍과 제2 유동 경로(9), 특히 냉풍 채널(15)을 통해 유동 방향(14)으로 안내된 냉풍의 혼합 공기로 이루어진 공기 질량 흐름이 공급된다. 상기 온풍과 냉풍은 공기 배출구(4b)를 통해 배출되기 전에 상기 공기 배출구(4b)와 관련된 혼합 구역(17-1) 내에서 혼합된다.

혼합 구역(17-1)의 제1 유입구(18)와 제2 유입구(19)는 모두 특히 에어 플랩으로 형성된 유동 안내 장치(20, 21)에 의해 폐쇄될 수 있다. 상기 혼합 구역(17-1)은 도 1의 공조 시스템(1')에 따른 유동 안내 장치(5b) 영역에 형성된 배출구만을 갖기 때문에, 도 2a 내지 2d의 공조 시스템(1-1)의 경우 상기 유동 안내 장치(5b)를 배치하는 것이 생략될 수 있다.

혼합 구역(17-1)의 유입구(18, 19)들의 유동 안내 장치(20, 21)와 공기 배출구(4a, 4c)들의 유동 안내 장치(5a, 5c)들 그리고 유동 안내 장치(11, 22, 23)들은 각각 필요에 따라 적절하게 제어될 수 있다. 수평 방향(x)으로 그리고 수직 방향(y)으로 펼쳐진 평면에 의해 주어지는 횡단면으로 볼 때, 대개 직선 평면으로 형성된 유동 안내 장치(5a, 5c, 20, 21, 22, 23)들은 각각 회전축을 중심으로 연속으로 회전 가능하게 지지되어 있고, 깊이 방향(z)으로 연장된다. 상기 혼합 구역(17-1)의 유입구(18, 19)들, 유동 경로(8, 9)들 그리고 공기 배출구(4a, 4b, 4c)들도 각각 0% 내지 100% 사이에서 연속으로 폐쇄 및 개방될 수 있다.

도 2a에 따르면 유동 안내 장치(11, 20, 21)들은, 증발기(6)로부터 유출되는 공기 질량 흐름이 온풍 경로(8)와 냉풍 경로(9)로 분할되도록 설정되어 있다. 온풍으로서 온풍 경로(8)를 통해 유동 방향(13)으로 안내된 부분 공기 질량 흐름은 제1 유입구(18)를 통해 혼합 구역(17-1) 내로 유입된다. 냉풍으로서 냉풍 채널(15)을 통해 유동 방향(14)으로 안내된 부분 공기 질량 흐름은 제2 유입구(19)를 통해 혼합 구역(17-1) 내로 가이드 된다. 혼합 구역(17-1)의 제1 유입구(18) 상에 있는 유동 안내 장치(20)와 혼합 구역(17-1)의 제2 유입구(19) 상에 있는 유동 안내 장치(21)는 개방되어 있다.

도 2b에 따르면 유동 안내 장치(11, 20, 21)들은, 증발기로부터 유출되는 공기 질량 흐름이 전부 온풍 경로(8)로 유입되도록 설정되어 있다. 냉풍 경로(9), 특히 혼합 구역(17-1)의 냉풍 채널(15)에는 공기가 공급되지 않는다. 온풍으로서 온풍 경로(8)를 통해 유동 방향(13)으로 안내된 부분 공기 질량 흐름은 제1 유입구(18)를 통해 혼합 구역(17-1) 내로 유입된다. 혼합 구역(17-1)의 제1 유입구(18) 상에 있는 유동 안내 장치(20)는 개방되어 있다. 혼합 구역(17-1)의 제2 유입구(19) 상에 있는 유동 안내 장치(21)는 폐쇄되어 있다. 혼합 구역(17-1)과 더불어 공기 배출구(4b)에는 온풍만 공급된다.

앞유리측 공기 배출구(4a)에 할당된, 그러나 도면에 도시되지 않은 혼합 구역에는 필요에 따라 온풍 경로(8)로부터 흘러나온 다음 온풍 채널(12)을 통해 안내된 온풍 그리고 냉풍 경로(9)와 혼합 챔버(10)를 통해 안내된 냉풍이 공급될 수 있다. 제1 유입구를 통해 유입되는 냉풍은 이러한 경우 공기 배출구(4a)를 통해 배출되기 전에 상기 앞유리측 공기 배출구(4a)에 할당된 혼합 구역 내에서 혼합된다.

대시보드 내 공기 배출구(4c) 역시 도면에는 도시되지 않은 혼합 구역을 가질 수 있으며, 이러한 혼합 구역에는 필요에 따라 온풍 경로(8)로부터 흘러나온 온풍 그리고 냉풍 경로(9)를 통해 안내된 냉풍이 공급된다. 상기 온풍과 냉풍의 공기 질량 흐름들은 의도한 대로, 예를 들면 분리 부재들, 특히 에어 채널들에 의해 혼합 챔버(10)를 지나서 혼합 구역으로 안내된다. 재차 혼합 구역의 제1 유입구를 통해 유입되는 온풍과 제2 유입구를 통해 유입되는 냉풍은 공기 배출구(4c)를 통해 배출되기 전에 상기 대시보드 내 공기 배출구(4c)에 할당된 혼합 구역 내에서 혼합된다. 대시보드 내 공기 배출구(4c)는 대시보드 내 공기 배출구(4c)는 승객 또는 운전자측으로 입사되는 공기 배출구로도 표현되는데, 그 이유는 상기 공기 배출구(4c)를 통해 안내된 공기 질량 흐름이 승객에게 직접 입사될 수 있기 때문이다.

도 3a 내지 3d는 각각, 하나의 공기 유입구(3)와 여러 공기 배출구(4a, 4b, 4c), 온풍 경로(8)와 냉풍 경로(9) 그리고 레그룸의 공기 배출구(4b)를 위한 별도의 혼합 구역(17-2)을 구비한 자동차 공조 시스템(1-2)이 측면도와 사시도(도 3c)로 개시된다.

상기 공조 시스템(1-2)은 혼합 구역(17-2)의 배출구와 더불어 공기 배출구(4b) 영역에 그리고 온풍 경로(8)와 냉풍 경로(9)의 입구에서 혼합 챔버(10)까지 공기 안내 장치(5b, 11, 22)들을 구비하며, 이때 상기 공기 안내 장치(11)는 상이한 위치로 도시되어 있다.

도 3a 내지 3d에 따른 공조 시스템(1-2)과 도 2a 내지 2d에 따른 공조 시스템(1-1)의 주요 차이점은 혼합 구역(17-1, 17-2)들, 특히 유입구(18, 19)들과 배출구의 형성에 있다. 상기 공조 시스템(1-1, 1-2)들의 동일한 특징들은 동일한 부호로 표시된다. 동일한 특징 형성과 관련하여서는 도 2a 내지 2d의 실시예들이 참조된다.

혼합 구역(17-2)의 제1 유입구(18)와 제2 유입구(19)는 모두 유동 안내 장치(20, 21) 없이 그리고 이와 더불어 상기 유입구(18, 19) 상에, 폐쇄할 수 없는 방식으로 형성되어 있다. 상기 유입구(18, 19)들은 항상 개방되어 있다. 대안적인, 그러나 도면에 도시되지 않은 한 실시 형태에 따르면, 적어도 혼합 구역(17-2)의 상기 제1 유입구(18)는 도 2a 내지 도 2d의 공조 시스템(1-1)의 혼합 구역(17-1)의 제1 유입구(18)의 유동 안내 장치(20)와 유사하게 하나의 유동 안내 장치에 의해 폐쇄 가능하게 형성되어 있다.

공조 시스템(1-2)의 혼합 구역(17-2)은 곧바로 레그룸의 공기 배출구(4b)로 가이드 되거나 공기 배출구(4b)에 상응하는 배출구 영역에 유동 안내 장치(5b)를 구비한다. 상기 혼합 구역(17-2)의 배출구 상에 배치된 유동 안내 장치(5b)는 이 경우 기본적으로 도 1의 공조 시스템(1')의 유동 안내 장치(5b)에 상응한다.

이와 더불어 혼합 구역(17-2)은 공기의 유동 방향(13, 14)으로 에어 플랩으로 형성된, 레그룸의 공기 배출구(4b)의 유동 안내 장치(5b) 앞쪽에 형성되어 있다.

도 3a에 따르면, 유동 안내 장치(11)는 증발기(6)로부터 유출되는 공기 질량 흐름이 온풍 경로(8)와 냉풍 경로(9)로 분할되도록 설정되어 있다. 온풍으로서 온풍 경로(8)를 통해 유동 방향(13)으로 안내된 부분 공기 질량 흐름은 제1 유입구(18)를 통해 혼합 구역(17-2) 내로 유입된다. 냉풍으로서 냉풍 채널(15)을 통해 유동 방향(14)으로 안내된 부분 공기 질량 흐름은 제2 유입구(19)를 통해 혼합 구역(17-2) 내로 가이드 된다. 유동 안내 장치(5b)는 개방되어 있다.

도 3b에 따르면 유동 안내 장치(11)는, 증발기(6)로부터 유출되는 공기 질량 흐름이 전부 온풍 경로(8)로 유입되도록 설정되어 있다. 냉풍 경로(9), 특히 혼합 구역(17-2)의 냉풍 채널(15)에는 공기가 공급되지 않는다. 온풍으로서 온풍 경로(8)를 통해 유동 방향(13)으로 안내된 부분 공기 질량 흐름은 제1 유입구(18)를 통해 혼합 구역(17-2) 내로 유입된다. 혼합 구역(17-2)과 더불어 공기 배출구(4b)에는 온풍만 공급된다. 유동 안내 장치(5b)는 개방되어 있다.

이 경우 온풍 경로(8)를 통해 안내된 공기 질량 흐름은 우회로(파선 화살표 참조) 없이, 직통 경로로 제1 유입구(18)를 통해 혼합 구역(17-2)에 이르고, 그런 다음 레그룸의 공기 배출구(4b)로 안내된다.

종래와 같이 온풍과 냉풍은 모든 공기 배출구(4a, 4b, 4c)의 경우, 수직 방향(y)으로 가열 열교환기(7) 위쪽에 배치된 공동 혼합 챔버(10) 내부에서가 아니라, 공기 배출구(4a, 4b 4c)들에 할당된 별도의 혼합 구역에서 혼합되기 때문에, 특히 레그룸측 공기 배출구(4b)의 혼합 구역(17-1, 17-2)에 대한 온풍 경로(8)의 길이가 현저히 감소된다. 특히 상기와 같은 레그룸측 공기 배출구(4b)에 대한 온풍 경로(8)의 단축은, 특히 공조 시스템(1-1, 1-2)이 전적으로 차실 가열 모드로 작동할 때 소음을 감소시키는 효과가 있다.

또한, 공조 시스템(1-1, 1-2) 설계 시 추가적인 장점들이 주어진다. 공기 배출구(4a, 4b, 4c)들 상에서, 특히 레그룸측 공기 배출구(4b) 상에서, 직접 쾌적한 온도에 도달하기 위해 온풍과 냉풍을 혼합함으로써, 공조 시스템(1-1, 1-2)의 상이한 작동 모드에서 각각 다른 공기 배출구(4a, 4b, 4c)들에 미치는 영향이 감소된다. 이러한 것은 재차 공기 질량 흐름들의 혼합에 걸리는 시간도 감소시킨다.

각각 혼합 구역(17-1)의 제1 유입구(18) 상에 있는 에어 플랩(20)과 제2 유입구(19) 상에 있는 에어 플랩(21)을 구비한 도 2a 내지 도 2d에 따른 공조 시스템(1-1)의 형성에 의해서는 또한, 특히, 공기 질량 흐름들이 공기 유동 방향(13, 14)으로 온도 플랩(11) 앞에서 온풍 경로(8)와 냉풍 경로(9) 또는 냉풍 채널(15)을 통해 유도되는 경우, 각각의 공기 배출구(4a, 4b, 4c)에 대해 배출구(4a, 4b, 4c)의 공기 온도를 개별적으로 설정하는 것이 가능하다. 그 밖에 각각의 공기 배출구(4a, 4b, 4c) 상에 별도의 혼합 구역을 형성함으로써 하우징(2) 내부에 중앙 분리벽 배치가 생략될 수 있다.

도 4a 내지 도 4d에는, 각각 유동 안내 장치(11, 20, 21)들의 위치에 따라, 상이한 공기 배출구(4a, 4b, 4c) 상에서의 공기 질량 흐름들의 온도 변화가 각각 도시되어 있다.

유동 안내 장치(11, 20, 21, 22, 23)들의 위치는 각각 "% 온풍"으로 표시되고, 온도는 개별 공기 질량 흐름의 최대 가능한 온도 비율로서 기술된다. 상응하는 온도 배출구(4a, 4b, 4c)에서의 온도 질량 흐름의 온도는 각각 상이한 공기 배출구(4a, 4b, 4c)들의 온도 질량 흐름의 온도와 관련하여 독립적으로 제어될 수 있다. 특히, 레그룸측 공기 배출구(4b)의 공기 질량 흐름을 상당한 수준으로 냉각 또는 가열하는 것이 가능하다. 이 경우 레그룸측 공기 배출구(4b)에서는 모든 온도가 설정될 수 있다.

도 4a 내지 도 4d는 특히, 2개의 상이한 작동 모드와 관련하여 냉풍 및 온풍 설정 시 도 2a 내지 도 2d에 따른 공조 시스템(1-1)의 혼합 구역(17-1)의 제1 유입구(18)와 제2 유입구(19)의 유동 안내 장치(20, 21)에 따른 레그룸측 공기 배출구(4b)의 공기 질량 흐름의 온도 의존도를 도시한다. 이 경우 각각 전체 시스템에서 공기 온도는 (온풍이 0%일 때 상응하는) 0℃에서 (온풍 100%일 때 상응하는) 70℃로 상승되고, 이러한 온도는 온풍 경로(8)와 냉풍 경로(9)의 유동 안내 장치(22, 23)들 조절에 의해 변경된다.

제1 모드, 소위 레그룸 모드로 작동 시 공기는 특히 레그룸측 공기 배출구(4b)를 통과하고, 또한 앞유리측 그리고 대시보드 내 공기 배출구(4a, 4c)들을 통해서도 안내될 수 있다. 도 4a에는 레그룸측 공기 배출구(4b) 상에서 낮은 온도를 갖는 공기 질량 흐름을 포함하는 레그룸 모드로의 작동이 개시된다. 혼합 구역(17-1)으로 이어지는 제1 유입구(18)의 유동 안내 장치(20)는 폐쇄되어 있고, 제2 유입구(19)의 유동 안내 장치(21)는 개방되어 있다. 도 4b는 레그룸측 공기 배출구(4b) 상에서 높은 온도를 갖는 공기 질량 흐름을 포함하는 레그룸 모드로의 작동이 개시된다. 혼합 구역(17-1)으로 이어지는 제2 유입구(19)의 유동 안내 장치(21)는 폐쇄되어 있고, 제1 유입구(18)의 유동 안내 장치(20)는 개방되어 있다. 앞유리측 공기 배출구(4a)의 에어 플랩(5a)과 대시보드 내 공기 배출구(4c)의 에어 플랩(5c)은 각각 개방되어 있다.

도 4c 및 도 4d에 따른 제2 모드, 소위 환기-레그룸 모드로 작동 시 공기는 레그룸측 공기 배출구(4b)와 대시보드 내 공기 배출구(4c)를 통과한다. 대시보드 내 공기 배출구(4c)의 에어 플랩(5c)은 개방되어 있다. 앞유리측 공기 배출구(4a)의 에어 플랩(5a)은 폐쇄되어 있다. 도 4c에 따른 보기에서 혼합 구역(17-1)으로 이어지는 제1 유입구(18)의 유동 안내 장치(20)는 폐쇄되어 있고, 반면에 제2 유입구(19)의 유동 안내 장치(21)는 개방되어 있다. 낮은 온도를 갖는 공기 질량 흐름은 레그룸측 공기 배출구(4b)를 통해 안내된다. 도 4d에 따른 보기에서 혼합 구역(17-1)으로 이어지는 제2 유입구(19)의 유동 안내 장치(21)는 폐쇄되어 있고, 반면에 제1 유입구(18)의 유동 안내 장치(20)는 개방되어 있다. 높은 온도를 갖는 공기 질량 흐름은 레그룸측 공기 배출구(4b)를 통해 안내된다.

공기 배출구들의 분리된 혼합 구역들을 갖는 도 2a 내지 도 2d에 따른 공조 시스템(1-1)은 상응하는 공기 배출구(4a, 4b, 4c) 상에서 공기 질량 흐름의 온도 제어를 가능하게 한다. 혼합 구역(17-1) 배치와 형성에 의해, 특히 상기 혼합 구역(17-1)의 유입구(18, 19)들 내에 유동 안내 장치(20, 21)들을 배치함으로써, 공기 질량 흐름들은 오로지 혼합 챔버(10)에서만 제어할 때보다 상기 공기 배출구(4a, 4b, 4c)들에 할당된 개별 혼합 구역(17-1)들 내부에서 더 쉽게 제어된다.

각각의 공기 배출구(4a, 4b, 4c)를 위한 분리된 혼합 구역 형성은 개별 공기 배출구(4a, 4b, 4c) 상에서 공기 질량 흐름들의 온도 조절을 매우 쉽게 한다.

1-1, 1-2, 1': 공조 시스템
2, 2': 하우징
3: 공기 유입구
4, 4': 공기 분배기
4a: 앞유리 공기 배출구
4b: 레그룸 공기 배출구
4c: 대시보드 공기 배출구
5a: 유동 안내 장치, 앞유리 공기 배출구(4a)의 에어 플랩
5b: 유동 안내 장치, 레그룸 공기 배출구(4b)의 에어 플랩
5c: 유동 안내 장치, 대시보드 공기 배출구(4c)의 에어 플랩
6: 제1 열교환기, 증발기
7: 제2 열교환기, 가열 열교환기
8: 제1 유동 경로, 온풍 경로
9: 제2 유동 경로, 냉풍 경로
10: 혼합 챔버
11: 유동 안내 장치, 온도 플랩
12: 장치, 온풍 채널
13: 온풍 유동 방향
14: 냉풍 유동 방향
15: 장치, 냉풍 채널
16: 냉풍 채널의 벽
17-1, 17-2: 레그룸 공기 배출구(4b)의 혼합 구역
18: 온풍 혼합 구역(17-1, 17-2)의 제1 유입구
19: 냉풍 혼합 구역(17-1, 17-2)의 제2 유입구
20: 유동 안내 장치, 혼합 구역(17-1)의 제1 유입구(18) 에어 플랩
21: 유동 안내 장치, 혼합 구역(17-1)의 제2 유입구(19) 에어 플랩
22: 온풍 경로(8)의 유동 안내 장치, 온풍 플랩
23: 냉풍 경로(9)의 유동 안내 장치, 냉풍 플랩
x: 수평 방향
y: 수직 방향
z: 깊이 방향, 수평 방향

Claims

공기 분배기(4)를 포함하는 하우징(2)을 구비하고, 이때 상기 공기 분배기(4)는 공기 배출구(4a, 4b, 4c)들 및 동시에 관류 가능하게 배치된 2개 이상의 유동 경로(8, 9)를 구비하여 형성되어 있으며, 그리고 각각 제1 유동 경로(8)와 제2 유동 경로(9)를 통해 가이드 된 공기 질량 흐름들이 상이한 온도를 갖는, 공기를 이송하고 공조하기 위한 수단들을 구비한 자동차용 공조 시스템(1-1, 1-2)으로서,
상기 공기 배출구 중 하나 이상의 공기 배출구(4a, 4b, 4c)가 공기 질량 흐름들을 혼합하기 위한 별도의 혼합 구역(17-1, 17-2)을 구비하여 형성되어 있으며, 상기 혼합 구역은 제1 유동 경로(8)를 통해 유동 방향(13)으로 안내된 공기 질량 흐름을 유입하기 위한 제1 유입구(18) 및 제2 유동 경로(9)를 통해 유동 방향(14)으로 안내된 공기 질량 흐름을 유입하기 위한 제2 유입구(19) 그리고 공기 질량 흐름을 배출하기 위한 배출구를 구비하고, 이때 상기 혼합 구역(17-1, 17-2)은 이러한 혼합 구역(17-1, 17-2)을 적어도 국부적으로 폐쇄하고 개방하기 위한 2개 이상의 유동 안내 장치(5b, 20, 21)를 구비하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1-1, 1-2).
제1항에 있어서, 상기 혼합 구역(17-1)의 제1 유입구(18) 영역에, 상기 제1 유입구(18)를 폐쇄하고 개방하기 위한 제1 유동 안내 장치(20)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1-1).
제2항에 있어서, 상기 혼합 구역(17-1)의 제2 유입구(19) 영역에, 상기 제2 유입구(19)를 폐쇄하고 개방하기 위한 제1 유동 안내 장치(21)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1-1).
제3항에 있어서, 상기 혼합 구역(17-1)이 할당된 공기 배출구(4b)와 상기 혼합 구역(17-1)의 배출구가 폐쇄할 수 없는 유동 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1-1).
제2항에 있어서, 상기 혼합 구역의 배출구 영역에, 상기 배출구를 폐쇄하고 개방하기 위한 제2 유동 안내 장치가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템.
제5항에 있어서, 상기 혼합 구역(17-2)의 제2 유입구(19)가 폐쇄할 수 없는 유동 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템.
공기 분배기(4)를 포함하는 하우징(2)을 구비하고, 이때 상기 공기 분배기(4)는 공기 배출구(4a, 4b, 4c)들 및 동시에 관류 가능하게 배치된 2개 이상의 유동 경로(8, 9)를 구비하여 형성되어 있으며, 그리고 각각 제1 유동 경로(8)와 제2 유동 경로(9)를 통해 가이드 된 공기 질량 흐름들이 상이한 온도를 갖는, 공기를 이송하고 공조하기 위한 수단들을 구비한 자동차용 공조 시스템(1-2)으로서,
상기 공기 배출구 중 하나 이상의 공기 배출구(4a, 4b, 4c)가 공기 질량 흐름들을 혼합하기 위한 별도의 혼합 구역(17-2)을 구비하여 형성되어 있으며, 상기 혼합 구역은 제1 유동 경로(8)를 통해 유동 방향(13)으로 안내된 공기 질량 흐름을 유입하기 위한 제1 유입구(18), 제2 유동 경로(9)를 통해 유동 방향(14)으로 안내된 공기 질량 흐름을 유입하기 위한 제2 유입구(19) 그리고 공기 질량 흐름을 배출하기 위한 배출구를 구비하고, 이때 상기 배출구 영역에 있는 혼합 구역(17-2)과 공기 배출구(4b)는 이러한 혼합 구역(17-2)과 공기 배출구(4b)를 폐쇄하고 개방하기 위한 공동 유동 안내 장치(5b)를 구비하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1-2).
제7항에 있어서, 상기 혼합 구역(17-2)의 제1 유입구(18)와 제2 유입구(19)가 각각 폐쇄할 수 없는 유동 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1-2).
제1항에 있어서, 상기 공기 분배기(4)가 하나 이상의 앞유리측 공기 배출구(4a), 레그룸측 공기 배출구(4b) 및 대시보드 내 공기 배출구(4c)를 구비하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1-1, 1-2).
제9항에 있어서, 상기 레그룸측 공기 배출구(4b)가 별도의 혼합 구역(17-1, 17-2)을 구비하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1-1, 1-2).
제1항에 있어서, 각각의 공기 배출구(4a, 4b, 4c)가 별도의 혼합 구역을 구비하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1-1, 1-2).
제1항에 있어서, 공기를 이송하기 위한 수단으로서 송풍기, 공기를 냉각 및/또는 제습하기 위한 수단으로서 냉매 순환계의 증발기(6) 그리고 공기를 가열하기 위한 수단으로서 가열 열교환기(7)가 형성되어 있고, 이러한 수단들은 상기 하우징(2) 내부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1-1, 1-2).
제12항에 있어서, 상기 가열 열교환기(7)가 상기 제1 유동 경로(8) 내부에서 상기 유동 경로(8)의 횡단면을 차지하는 방식으로 배치되어 있음으로써, 상기 제1 유동 경로(8)를 통해 가이드 된 공기 질량 흐름이 전부 상기 가열 열교환기(7)의 열 전달 영역을 통해 안내되고, 그리고 제2 유동 경로(9)가 상기 가열 열교환기(7)를 우회하는 바이패스(bypass)로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1-1, 1-2).
제1항에 있어서, 상기 유동 경로(8, 9)들이 서로 독립적으로 개방 및 폐쇄될 수 있도록 유동 안내 장치(22, 23)들을 구비하여 형성되어 있으며, 이때 상기 공기 분배기(4)를 관통하는 공기 질량 흐름은 상기 유동 경로(8, 9)들을 통과하는 부분 공기 질량 흐름들로 분할될 수 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1-1, 1-2).
제1항에 있어서, 상기 유동 안내 장치(5b, 20, 21 22, 23)들이 배치되어 있는 각각의 유동 횡단면이 0% 내지 100% 사이에서 연속으로 개방 및 폐쇄될 수 있도록 상기 유동 안내 장치(5b, 20, 21, 22, 23)들이 각각 회전축을 중심으로 연속 회전 가능하게 지지되어 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1-1, 1-2).
제1항에 있어서, 상기 제1 유동 경로(8) 또는 제2 유동 경로(9)를 통해 안내된 공기 질량 흐름의 하나 이상의 부분 공기 질량 흐름을 공기 배출구(4a, 4b, 4c)의 혼합 구역으로 또는 공기 배출구(4a, 4b, 4c)로 안내하도록 상기 공기 분배기(4)가 공기 질량 흐름을 안내하기 위한 장치(12, 15)를 구비하여 형성되어 있으며, 이때 제2 공기 질량 흐름과의 혼합이 방지되는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1-1, 1-2).