KR20190110031A - 자동차용 공조 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 객실용 유입 공기를 이송 및 조절하기 위한 수단을 갖춘, 자동차용 공조 장치(1a, 1b, 1c)에 관한 것이다. 공조 장치(1a, 1b, 1c)는 확산체(3), 혼합 구역(12), 및 평행하게 관류할 수 있도록 배열되어 있고 각각 혼합 구역(12)으로부터 혼합 챔버(8)까지 연장되는 적어도 2개의 유동 경로(5a, 5b)를 갖는 하우징(2a, 2b, 2c)을 구비한다. 제1 유동 경로(5a) 내부에는, 적어도 하나의 부분 공기 질량 흐름을 가열하기 위한 가열 열 교환기(7)가 배열되어 있다. 공조 장치(1a, 1b, 1c)는 또한 유동 채널 내부에 배열되어 있는, 유입 공기를 냉각 및/또는 탈습하기 위한 열 교환기(4, 4c)를 구비하여 형성되어 있다. 공조 장치(1a, 1b, 1c)는, 열 교환기(4, 4c)를 갖는 유동 채널에 대해 평행하게 공기가 관류할 수 있고, 바이패스-유동 경로(9a, 9b, 9c, 9d)의 유동 횡단면을 개방 및 폐쇄하기 위한 적어도 하나의 유동 가이드 장치(10a, 10b, 10c, 10d)를 갖춘 적어도 하나의 바이패스-유동 경로(9a, 9b, 9c, 9d)를 구비하며, 상기 유동 채널 및 상기 바이패스-유동 경로(9a, 9b, 9c, 9d)는 배출구에 의해 혼합 구역(12) 내부와 통한다. 적어도 하나의 바이패스-유동 경로(9a, 9b, 9c, 9d)의 배출구는, 바이패스-유동 경로(9a, 9b, 9c, 9d)를 통과해서 이송되는 일 부분 공기 질량 흐름을, 혼합 구역(12) 내부와 통하는 제1 유동 경로(5a)의 입구 지점의 영역에서 제1 유동 경로(5a) 내로 의도한 바대로 도입하도록 형성되어 있다.

Description

자동차용 공조 장치{AIR CONDITIONING DEVICE FOR MOTOR VEHICLE}
본 발명은, 객실용 유입 공기를 이송 및 조절하기 위한 수단을 갖춘, 자동차용 공조 장치에 관한 것이다. 공조 장치는, 공기 유입구 뒤에 배열된 확산체, 혼합 구역, 혼합 챔버 및 객실 내부로의 공기 배출구, 그리고 유입 공기의 냉각 및/또는 탈습을 위한 열 교환기 및 가열 열 교환기를 구비한다.
자동차의 경우, 구성 요소의 설치에 의해서 원하는 기능 다양화를 궁극적으로 보장할 수 있기 위해서는, 기술적인 구성 요소의 개수가 증가함으로 인해 설치 용적과 관련한 최적화가 필요하다. 이와 같은 이유에서, 혼합 챔버, 유동 가이드 장치 및 난류 형성 장치 형태의 고정식 공조 장치로부터 공지되어 있는 것과 같은, 공조를 위한 큰 용적의 구성 요소들도 적은 공간 비율 때문에 사용될 수 없다.
공급되는 공기 질량 흐름을 조절하고, 경우에 따라 구분하며, 개별 공기 질량 흐름을 객실의 상이한 영역으로 가이드 하는 자동차 공조 장치에 대한 추가의 요구 사항은, 위치 및 기능에 따라 공조 장치의 다양한 공기 배출구에 다양하게 온도 제어된 공기 질량 흐름을 제공하는 데 있다. 이 경우에는, 공급되는 공기 질량 흐름이 상이한 열 교환기를 통해 가이드 됨으로써, 결과적으로 공기는 냉각되고 탈습되며, 필요한 경우에는 재가열된 후에 객실로 가이드 된다. 이때, 공기는 예를 들어 발밑 공간으로 그리고 계기판 내에 있는 개구를 통해서 객실 내로 송풍되고, 또한 앞유리(windscreen)를 수증기 없이 유지하거나 성에를 제거하기 위하여 배출구를 통해서 직접 앞유리로 가이드 된다.
종래의 공조 시스템에서는, 조절될 공기가 송풍기로부터 공조 장치 내로 흡인되고 필터를 통해 냉매 순환계의 증발기로서 작동되는 열 교환기로 가이드 된다. 증발기의 열 교환 면을 과류하는 경우에는, 전체 공기량이 냉각 및/또는 탈습된다. 이때, 공기 유동 내부에 배열된 증발기는 확연한 유동 저항을 야기한다.
따라서, 종래 기술에는 또한, 공조 시스템의 특정한 작동 모드를 위해, 예를 들면 발밑 공간을 위한 공기의 순수한 가열 작동 또는 수증기를 방지하기 위한 앞유리로의 유입을 위해, 최대 공기량을 제공할 수 있기 위하여, 증발기 둘레로 공기의 바이패스-유동 경로를 갖는 공조 장치도 공지되어 있다. 이 경우에는, 제1 부분 공기량이 증발기를 통해서 가이드 되는 한편, 제2 부분 공기량은 바이패스-유동 경로를 통해서 그리고 이로 인해 증발기를 스쳐서 가이드 된다.
특히 전기식으로 구동되는 자동차, 간략히 전기차로서 지칭되는 자동차에서 차량의 도달 거리에 영향을 미치는 공조 장치의 작동 효율 증가도, 적어도 하나의 부분 공기량을 증발기를 스쳐서 가이드 하는 또 다른 한 가지 이유이다. 바이패스-유동 경로를 통해서 그리고 이로 인해 증발기를 스쳐서 가이드 되는 부분 공기량이 냉각되지도 않고 탈습되지도 않음으로써, 결과적으로 냉매 순환계에 의해서는 증발기에서 더 적은 냉방 용량이 제공될 수 있다. 또한, 공기 유동 방향을 볼 때 증발기 뒤에서 조절되지 않은, 특히 냉각되지 않은 공기량은 가열 열 교환기의 열 교환기 면을 과류하는 경우에 추가로 가열될 수 없으며, 이와 같은 상황은 공조 장치의 에너지 소비를 더욱 강하시킨다. 이와 같은 공조 장치의 작동 모드는 외부 공기의 특정 온도 및 습도에서 그리고 필요한 공기량에서 유용하고 가능하다.
하지만, 에너지를 충분히 절약하기 위해서는, 상응하게 큰 공기량이 바이패스-유동 경로를 통해 증발기를 스쳐서 가이드 되어야만 한다. 또한, 바이패스-유동 경로를 통해서 가이드 되는 제2 부분 공기량 및 증발기를 통해서 유동되는 제1 부분 공기량은, 공조 장치의 공기 배출구에서의 온도 분포 특성이 부정적인 영향을 받지 않도록 재차 함께 가이드 된다.
또한, 바이패스-유동 경로는, 바이패스-유동 경로를 통과하는 부분 공기량이 조절될 수 있도록, 공기 플랩 밸브(flap valve)와 같은 공기 가이드 장치를 갖춘 증발기를 차단할 수 있도록 형성되어야만 하는데, 그 이유는 바이패스-유동 경로를 통과하는 적어도 하나의 부분 공기량이 증발기를 우회하는 것이 각각의 작동 모드에서는 의미가 없기 때문이다.
DE 10 2010 029 495 A1호에서는, 공기 흐름의 제1 부분을 가이드 하기 위한 제1 공기 가이드부 및 공기 흐름의 제2 부분을 가이드 하기 위한 제2 공기 가이드부를 갖춘, 자동차용 공조 장치가 기술된다. 제1 공기 가이드부 내부에는, 공기 흐름의 제1 부분을 냉각시키기 위하여 냉매 순환계의 증발기가 배열되어 있다. 혼합 플랩 밸브에 의해서는, 온도 제어된 공기 흐름을 발생하기 위하여, 제1 공기 가이드부로부터 유래하는 제1 공기 흐름이 증발기 둘레에 공기의 바이패스-유동 경로로서 형성된 제2 공기 가이드부로부터 유래하는 공기 흐름의 제2 부분과 혼합된다.
바이패스-유동 경로가 수직 방향으로 증발기 위에 배열되어 있음으로써, 바이패스-유동 경로를 통해 가이드 되는 공기 흐름의 제2 부분은, 증발기를 통해서 그리고 경우에 따라서는 가열 열 교환기를 통해서 가이드 되는 공기 흐름의 제1 부분, 특히 상대적으로 더 적은 습기를 갖는 제1 부분과 혼합되지 않으면서, 바이패스-유동 경로로부터 배출된 후에 직접적인 유동 경로 상에서 혼합 챔버 내부로 또는 직접 적어도 하나의 공기 배출구로 흐를 수 있게 된다. 이로써, 예를 들어 습도가 높은 주변 공기는 매우 높은 수증기 형성 위험을 갖고 직접 바람막이 유리창으로 가이드 될 수 있다. 다른 한 편으로는, 객실 내로의 공조 장치의 공기 배출구에서 요구되는 공기 흐름의 온도 분포를 보장해줄 수 없는 가능성도 높게 나타나는데, 그 이유는 습도가 높은 주변 공기가 공조 장치의 혼합 챔버 내부에 도달하지 않기 때문이다.
본 발명의 과제는, 공조 장치 내에서 이송되는 적어도 하나의 부분 공기량이 증발기를 스쳐서 가이드 되는, 공조 장치용 공조 장치를 제공하는 것으로서, 이 경우 바이패스-유동 경로는, 객실에 공급될 공기의 온도 분포에 미치거나 공기의 온도 조절 곡선에 미치는 바이패스-유동 경로의 영향이 최소로 되도록 그리고 바이패스-유동 경로를 통해서 가이드 될 수 있는 공기량이 사전에 결정된 적은 설치 공간에서 최대가 되도록 형성되어야 하고 배열되어야 한다. 이 경우, 공기는 의도한 바대로 가이드 되어야만 하고, 사용될 구성 요소의 설치 공간 수요는 최소이어야 한다.
상기 과제는, 독립 특허 청구항의 특징들을 갖는 대상에 의해서 해결된다. 개선예들은 종속 특허 청구항들에 명시되어 있다.
상기 과제는, 객실용 유입 공기를 이송 및 조절하기 위한 수단을 갖춘, 본 발명에 따른 자동차용 공조 장치에 의해서 해결된다. 공조 장치는, 공기 유동 방향으로 공기 유입구, 확산체, 혼합 구역 및 평행하게 관류할 수 있도록 배열된 적어도 2개의 유동 경로를 갖는 하우징을 구비한다. 이 경우, 유동 경로들은 각각 혼합 구역으로부터 혼합 챔버까지 연장되도록 형성되어 있다. 제1 유동 경로 내부에는, 적어도 하나의 부분 공기 질량 흐름을 가열하기 위한 가열 열 교환기가 배열되어 있다.
또한, 공조 장치는, 유동 채널의 횡단면을 완전히 채우면서 유동 채널 내부에 배열되어 있는, 유입 공기의 냉각 및/또는 탈습을 위한 열 교환기, 그리고 열 교환기를 갖는 유동 경로에 대해 평행하게 공기가 관류할 수 있는 적어도 하나의 바이패스-유동 경로를 구비한다. 바이패스-유동 경로는, 바이패스-유동 경로의 유동 횡단면의 개방 및 폐쇄를 위한 적어도 하나의 유동 가이드 장치를 구비하여 형성되었다. 유입 공기의 냉각 및/또는 탈습을 위한 열 교환기를 갖는 유동 채널 및 바이패스-유동 경로는 각각 배출되어 혼합 구역 내부와 통한다.
유동 채널의 횡단면을 완전히 채우는 열 교환기의 배열이란, 유동 채널을 통해서 가이드 된 공기 질량 흐름이 열 교환기의 열 교환기 면을 완전히 넘어서 가이드 된다는 것으로 이해될 수 있는데, 그 이유는 열 교환기와 유동 채널의 벽 간의 접촉 면이 바람직하게는 기술적으로 기밀 방식으로 폐쇄되어 있기 때문이다.
본 발명의 컨셉에 따르면, 바이패스-유동 경로를 통해서 이송된 부분 공기 질량 흐름을, 가열 열 교환기를 구비하여 형성된 제1 유동 경로 내로 의도한 바대로 도입하기 위한 적어도 하나의 바이패스-유동 경로의 배출구가, 혼합 구역 내부와 통하는 제1 유동 경로의 입구 지점의 영역에 형성되어 있다.
본 발명의 대안적인 제1 실시예에 따르면, 유동 가이드 장치는, 공기 플랩 밸브의 제1 단부에 배열된 회전 축에 의해 최종 지지된 공기 플랩 밸브로서 형성되어 있다. 이 경우, 유동 가이드 장치는, 바이패스-유동 경로가 유동 가이드 장치의 일 최종 위치에서 완전히 개방되도록 그리고 제1 단부에 대하여 멀리 떨어져서 형성된 유동 가이드 장치의 제2 단부를, 바이패스-유동 경로를 혼합 구역 내부로 돌출시키면서, 혼합 구역 내부로 연장시키도록, 혼합 구역 내부와 통하는 바이패스-유동 경로의 배출구에 배열되어 있다.
유동 가이드 장치의 회전 축은 바람직하게 바이패스-유동 경로의 유동 횡단면 외부에 배열되어 있다.
유동 가이드 장치는, 바이패스-유동 경로가 완전히 개방된 최종 위치에서는 바람직하게 제1 유동 경로에 대하여 평행하게 진행하는 제2 유동 경로의 유동 횡단면을 적어도 부분적으로 폐쇄하도록 정렬되어 있다.
본 발명의 대안적인 제2 실시예에 따르면, 유동 가이드 장치를 각각 하나씩 구비하고, 서로에 대해 반대 방향으로 형성된 열 교환기의 전면에 유입 공기의 냉각 및/또는 탈습을 위해 배열되어 있는 적어도 하나의 제1 바이패스-유동 경로 및 제2 바이패스-유동 경로가 형성되어 있다.
유입 공기의 냉각 및/또는 탈습을 위한 열 교환기를 갖는 유동 채널로의 바이패스-유동 경로는, 제1 바이패스-유동 경로 및 제2 바이패스-유동 경로로 양분된 상태로 형성되어 있다.
본 발명의 일 개선예에 따르면, 제1 바이패스-유동 경로 및 제2 바이패스-유동 경로는 마주 놓여 있는 측에서 혼합 구역 내부와 통하도록 배열되어 있다.
유동 가이드 장치는 바람직하게 공기 플랩 밸브의 제1 단부에 배열된 회전 축에 의해 최종 지지된 공기 플랩 밸브로서 각각 형성되어 있다. 이 경우, 회전 축은 각각 바이패스-유동 경로의 유동 횡단면 외부에 배열되어 있다.
제1 바이패스-유동 경로의 유동 가이드 장치는 바람직하게 제1 바이패스-유동 경로의 유입구에 그리고 하우징의 벽 영역에 배열되어 있다. 이 경우, 유동 가이드 장치는, 바이패스-유동 경로가 완전히 개방된 최종 위치에서는 바람직하게 하우징 벽에 접한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예에 따르면, 제2 바이패스-유동 경로의 유동 가이드 장치는 제2 바이패스-유동 경로의 유입구에 배열되어 있다. 이 경우, 바이패스-유동 경로가 완전히 개방된 일 최종 위치에서 유동 가이드 장치는 바람직하게 제1 단부에 대하여 멀리 떨어져서 형성된 단부에 의해, 공기 유입구로부터, 특히 공기 유동 방향으로 볼 때 공기 유입구 뒤에 배열된 확산체로부터 유입 공기의 냉각 및/또는 탈습을 위한 열 교환기까지 연장되도록 형성된 유동 채널 내부로 돌출하도록 그리고 유동 채널의 유동 횡단면을 분할하도록 배열되어 있다. 유동 가이드 장치는 또한 바람직하게 바이패스-유동 경로가 완전히 폐쇄된 최종 위치에서 제2 단부에 의해, 유동 채널의 일 벽에서 이 벽을 연장하도록 또는 폐쇄하도록 배열되어 있다.
공기 유입구로부터 유입 공기의 냉각 및/또는 탈습을 위한 열 교환기까지 연장되도록 형성된 유동 채널은 하우징의 확산체로서도 지칭된다.
본 발명의 또 다른 한 가지 장점은, 유동 가이드 장치가 각각 회전 축을 중심으로 하는 회전 방향으로 볼 때 서로에 대해 반대 방향으로 피봇팅 할 수 있게 형성되어 있다는 데 있다.
본 발명의 일 개선예에 따르면, 유동 가이드 장치는 바이패스-유동 경로의 개방 및 폐쇄를 동시에 제어하기 위해, 커플링 요소와 기계적으로 서로 연결되어 있다.
본 발명의 대안적인 제3 실시예에 따르면, 유입 공기의 냉각 및/또는 탈습을 위한 열 교환기는 적어도 2개의 요소로 분할된 상태로 형성되어 있다. 이 경우에는 이들 요소가 서로에 대해 균일하게 이격되어 간극을 형성하도록 배열되어 있음으로써, 결과적으로 바이패스-유동 경로는 이들 요소 사이에 배열된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 유동 가이드 장치는 공기 플랩 밸브의 제1 단부에 배열된 회전 축에 의해 최종 지지된 공기 플랩 밸브로서 형성되어 있으며, 유동 가이드 장치의 일 최종 위치에서 바이패스-유동 경로가 완전히 개방되도록 그리고 제1 단부에 대하여 멀리 떨어져서 형성된 제2 단부가 혼합 구역 내부로 돌출하여 배열되도록, 혼합 구역 내부와 통하는 바이패스-유동 경로의 배출구에 배열되어 있다.
대안적으로, 유동 가이드 장치는 또한 바이패스-유동 경로의 유입구에 또는 바이패스-유동 경로의 내부에 그리고 각각 중앙 회전 축을 갖는 공기 플랩 밸브로서 형성될 수도 있다.
유입 공기의 냉각 및/또는 탈습을 위한 열 교환기는 바람직하게 냉매 순환계의 증발기로서 형성되어 있다.
바이패스-유동 경로가 유동 가이드 장치에 의해 바람직하게 0%와 100% 사이에서 무단으로 폐쇄될 수 있고 개방될 수 있음으로써, 하우징 내에서 이송되는 공기 질량 흐름은 0%와 100% 사이에서, 유입 공기의 냉각 및/또는 탈습을 위한 열 교환기를 통과하는 제1 부분 공기 질량 흐름 및 바이패스-유동 경로를 통과하는 제2 부분 공기 질량 흐름으로 세분될 수 있다.
제1 유동 경로 내부에 제공된 가열 열 교환기는 바람직하게 유동 경로의 횡단면을 완전히 채우도록 배열되어 있다. 가열 열 교환기와 유동 경로의 벽 사이에 있는 접촉 면이 바람직하게는 기술적으로 기밀 방식으로 폐쇄되어 있음으로써, 결과적으로 제1 유동 경로를 통해서 가이드 되는 공기 질량 흐름은 가열 열 교환기의 열 교환기 면을 완전히 넘어서 가이드 된다.
제2 유동 경로는 바람직하게 가열 열 교환기를 우회하는 바이패스로서 형성되어 있다. 따라서, 바이패스를 통과해서 가이드 되는 공기 질량 흐름은 가열 열 교환기의 열 전달기 면과 접촉하지 않게 된다.
따라서, 하우징의 공기 분배기 내부에 형성된 유동 경로는, 제1 유동 경로 내에서는 따뜻한 공기 질량 흐름 또는 상대적으로 높은 온도를 갖는 공기 질량 흐름이 이송되도록 그리고 제2 유동 경로 내에서는 차가운 공기 질량 흐름 또는 상대적으로 낮은 온도를 갖는 공기 질량 흐름이 이송되도록 작동될 수 있다. 유동 경로를 통과해서 가이드 되는 공기 질량 흐름은 혼합 챔버 내부에서 서로 혼합될 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예에 따르면, 유동 가이드 장치를 갖는 유동 경로는, 이들 유동 경로가 상호 독립적으로 개방될 수 있도록 그리고 폐쇄될 수 있도록 형성되어 있으며, 이 경우 공기 분배기를 관류하는 공기 질량 흐름은 유동 경로를 통과하는 부분 공기 질량 흐름으로 세분될 수 있다.
본 발명의 또 다른 한 가지 장점은, 하우징, 특히 공기 분배기가 객실 내로의 공기 배출구를 구비하고, 이들 공기 배출구가 각각 유입구에 의해서 혼합 챔버 내부와 통하도록 형성되어 있다. 이 경우에는, 바람직하게 앞유리 쪽의 적어도 하나의 공기 배출구, 발밑 공간 쪽의 적어도 하나의 공기 배출구 및 계기판 내의 적어도 하나의 공기 배출구가 제공되어 있다.
본 발명에 따른 공조 장치는 또 다른 다양한 장점들을 갖는다:
- 특히 바이패스-유동 경로를 통한 의도된 공기 가이드가, 객실에 공급될 공기의 온도 분포에 대한 또는 공기의 온도 조절 곡선에 대한 바이패스-유동 경로의 영향을 최소로 야기하고,
- 바이패스-유동 경로를 통해서 가이드 될 수 있는 공기량이 사전에 결정된 적은 설치 공간에서 최대가 되며,
- 에너지 효율적인 온도 조절에 의해서, 그리고 필수적인 냉방 용량이 적음으로 인한 에너지 절약에 의해서도 공조 장치의 작동 효율이 증가하고,
- 추가의 습기를 객실 내로 유입시키는, 바이패스-유동 경로를 통과해서 가이드 되는 외부 공기를 이용하여 객실 내 공기의 습도가 조절되며 - 증발기 뒤에서 습해진 외부 공기가 탈습된 공기에 혼합되어, 결과적으로 객실 내의 상대적인 습도가 안락한 수준으로 조절됨으로써, 추가의 습기 유입은 적어도 제한된 범위 안에서 객실 내 습기를 조절하기 위해 이용된다 -, 이로써
- 온도 분포 및 온도 조절 곡선 그리고 공기량과 관련된 필요 조건에 도달할 수 있게 되고,
- 최소의 설치 공간이 요구되며,
- 객실 승객을 위한 최대 안락감에 도달하게 된다.
본 발명의 또 다른 세부 사항들, 특징들 및 장점들이 관련 도면들을 참조하는 일 실시예에 대한 이하의 상세한 설명으로부터 나타난다. 객실용 유입 공기를 조절하기 위한 열 교환기를 갖춘 자동차의 공조 장치의 공조 장치가 각각 횡단면도로 도시되어 있으며, 이 경우
도 1은 열 교환기에 대해 수직 방향으로 배열되어 있고, 수평 방향으로 연장되는, 종래 기술에 따른 바이패스-유동 경로를 도시하며,
도 2는 열 교환기에 대해 수직 방향으로 배열되어 있고, 수평 방향으로 연장되는 바이패스-유동 경로 및 바이패스-유동 경로의 배출구에 있는 유동 가이드 장치를 도시하고,
도 3a는 열 교환기에 대해 수평 방향으로 배열되어 있고, 수평 방향으로 연장되는 적어도 하나의 바이패스-유동 경로를 도시하며,
도 3b는 열 교환기에 대해 수평 방향으로 배열되어 있고, 수평 방향으로 연장되며, 2개 부분으로 분할된 도 3a에 따른 바이패스-유동 경로를 각각 개방된 상태에서 도시하고,
도 3c는 열 교환기에 대해 수평 방향으로 배열되어 있고, 수평 방향으로 연장되며, 2개 부분으로 분할된 도 3a에 따른 바이패스-유동 경로를 각각 폐쇄된 상태에서 도시하며,
도 3d는 2개 부분으로 분할된 바이패스-유동 경로의 공기 가이드 장치를 제어하기 위한 커플링 요소를 구비하는 도 3b에 따른 2개 부분의 바이패스-유동 경로를 개방된 상태에서 도시하고,
도 3e는 2개 부분으로 분할된 바이패스-유동 경로의 공기 가이드 장치를 제어하기 위한 커플링 요소를 구비하는 도 3c에 따른 2개 부분의 바이패스-유동 경로를 폐쇄된 상태에서 도시하며, 그리고
도 4는 열 교환기의 요소들 사이에서 수평 방향으로 연장되는 바이패스-유동 경로를 갖는 2개 부분의 열 교환기를 도시한다.
도 1에는, 확산체(3) 및 객실용 유입 공기를 조절하기 위한 열 교환기(4), 특히 냉매 순환계의 증발기(4)를 갖춘 하우징(2a)을 구비하는, 종래 기술에 공지된 자동차 공조 장치의 공조 장치(1')가 횡단면도로 도시되어 있다. 공조 장치(1')는, 수직 방향(z)으로 열 교환기(4) 위에 형성되어 있고 수평 방향(x, y)에 의해 설정된 평면에서 연장되는 바이패스-유동 경로(9a)를 구비한다. 열 교환기(4)는 실질적으로 수평 방향(y) 및 수직 방향(z)에 의해 설정된 평면에 배열되어 있다. 바이패스-유동 경로(9a)는 수직 방향(z)으로 정렬된 열 교환기(4)의 전면에 배열되어 있다.
공조 장치(1')는, 공기 유입구를 통해 공기를 흡인하기 위한 그리고 확산체(3)를 갖는 하우징(2a)을 통해 공기를 이송하기 위한, 도면에 도시되지 않은 송풍기를 구비한다. 이때, 송풍기는 필요에 따라 주변으로부터의 신선한 공기, 객실로부터의 주변 공기 또는 신선한 공기와 주변 공기가 혼합된 공기를 흡인할 수 있다.
공기 유입구를 통해 하우징(2a) 내로 흡인된 그리고 확산체(3)를 통해 증발기 영역으로 가이드 된 공기 질량 흐름은 필요에 따라 그리고 공조 장치의 작동 모드에 따라, 냉매 순환계의 증발기로서 작동되는 열 교환기(4)를 통과해서 흐르는 제1 부분 공기 질량 흐름 및 바이패스-유동 경로(9a)를 통과해서 흐르는 제2 부분 공기 질량 흐름으로 세분될 수 있다. 바이패스-유동 경로(9a) 내부에 형성된 유동 가이드 장치(10')에 의해, 바이패스-유동 경로(9a)가 0%와 100% 사이에서 무단으로 개방 및 폐쇄될 수 있음으로써, 결과적으로 하우징(2a) 내에서 이송되는 공기 질량 흐름은 0%와 100% 사이에서 제1 부분 공기 질량 흐름 및 제2 부분 공기 질량 흐름으로 세분될 수 있다.
제1 부분 공기 질량 흐름은 냉매 순환계의 증발기(4)의 열 교환기 면을 넘어서 가이드 된다. 증발기(4)의 열 교환기 면을 과류하는 경우에는, 제1 부분 공기 질량 흐름의 공기가 냉각 및/또는 탈습될 수 있다. 바이패스-유동 경로(9a)를 통해서 가이드 되는 제2 부분 공기 질량 흐름의 공기는 조절되지 않는다. 증발기(4) 또는 바이패스-유동 경로(9a)를 관류한 후에는, 부분 공기 질량 흐름들이 서로 혼합되어야 한다.
그 다음에, 증발기 영역을 관류할 때 경우에 따라 조절되는 공기 질량 흐름은, 제1 유동 경로(5a), 특히 따뜻한 공기 경로를 통해서 흐르는 부분 공기 질량 흐름 및 제2 유동 경로(5b), 특히 차가운 공기 경로를 통해서 흐르는 부분 공기 질량 흐름으로 세분될 수 있다. 이때, 공기 질량 흐름은 각각 완전히 유동 경로(5a, 5b) 중 하나 내로 가이드 되거나, 비율적으로 2개의 유동 경로(5a, 5b)에 분배될 수 있다.
따뜻한 공기 경로(5a) 및 차가운 공기 경로(5b)를 통해서 가이드 되는 공기 질량 흐름은 유동 경로(5a, 5b)를 폐쇄하거나 개방하는 유동 가이드 장치(6a, 6b)에 의해서 제어되며, 이 경우 온도 플랩 밸브로서 형성된 유동 가이드 장치(6a, 6b)는 각각 일 최종 위치에서는 따뜻한 공기 경로(5a) 또는 차가운 공기 경로(5b)를 각각 완전히 폐쇄하거나 개방하며, 중간 위치에서는 각각 따뜻한 공기 경로(5a) 및 차가운 공기 경로(5b)의 유동 횡단면의 일 부분을 노출시킨다. 혼합 챔버(8) 내부와 통하도록 형성된 유동 경로(5a, 5b)가 유동 가이드 장치(6a, 6b)에 의해 0%와 100% 사이에서 무단으로 폐쇄될 수 있고 개방될 수 있음으로써, 결과적으로 하우징(2a) 내에서 이송되는 공기 질량 흐름은 0%와 100% 사이에서 유동 경로(5a, 5b)에 분배될 수 있다.
유동 경로(5a, 5b)에는 각각, 증발기(4) 내에서 조절된 공기, 또는 바이패스-유동 경로(9a)를 통해서 가이드 된 공기, 또는 증발기(4) 내에서 조절된 공기와 바이패스-유동 경로(9a)를 통해서 가이드 된 공기가 혼합된 공기 질량 흐름이 제공되어야 한다.
혼합 챔버(8) 내부와는 또한 도면에 도시되지 않은 앞유리 쪽 공기 배출구, 발밑 공간 쪽 공기 배출구 및 계기판 내에 있는 공기 배출구가 통하도록 형성되어 있다.
따뜻한 공기 경로(5a)를 통해서 가이드 된 공기 질량 흐름은 열 교환기(7), 특히 가열 열 교환기를 과류할 때 가열된다. 그 다음에, 가열된 공기 질량 흐름이 혼합 챔버(8) 내로 유입되고, 마찬가지로 혼합 챔버(8) 내로 유입되었고 차가운 공기 경로(5b)를 통과해서 흐르는 차가운 공기의 공기 질량 흐름과 혼합된다. 따라서, 제2 유동 경로(5b)는 제1 유동 경로(5a)에 대한 바이패스로서 형성되어 있다. 제2 유동 경로(5b)를 통과해서 가이드 되는 공기 질량 흐름은 온도 변경을 겪지 않는다. 제1 유동 경로(5a)를 통과해서 가이드 되는 공기 질량 흐름은 완전히 가열 열 교환기(7)의 열 교환기 면을 넘어서 가이드 되고 가열된다.
바이패스-유동 경로(9a)를 폐쇄 및 개방하기 위한 유동 가이드 장치(10')는 수직 방향(z)으로 그리고 특히 수평 방향(x)으로 바이패스-유동 경로(9a)의 유동 횡단면에서 중앙에 그리고 증발기(4)에 대해 중앙에 배열되어 있다. 이로써, 중앙 회전 축을 구비하는 공기 플랩 밸브로서 형성된 유동 가이드 라인(10') 및 회전 축의 영역에 있는 그의 수용부가 완전히 바이패스-유동 경로(9a)의 유동 횡단면 내부에 배열되어 있음으로써, 결과적으로 바이패스-유동 경로(9a)의 유동 횡단면은 적어도 비율적으로 차단되며, 이와 같은 상황은 바이패스-유동 경로(9a)를 통과해서 흐를 때 공기의 유동 저항을 증가시킨다. 이로 인해, 바이패스-유동 경로(9a)를 통과해서 유동 방향(11)으로 가이드 될 수 있는 공기량은 강하게 영향을 받아 대폭 감소된다.
바이패스-유동 경로(9a)로부터 배출되는 공기 질량 흐름은 또한 유동 방향(11')으로 제2 유동 경로(5b)에 의해 방해를 받지 않고 직접 혼합 챔버(8) 내로 그리고 수직 방향(z)으로 증발기(4) 위에 배열된 공기 배출구로 흐를 수 있고, 제1 유동 경로(5a)로 가이드 될 수 없으며, 이와 같은 상황은 객실용 공기의 온도 분포에 원치 않는 영향을 미친다. 특히 앞유리 쪽 공기 배출구가 혼합 챔버(8)의 전술된 영역에서 내부와 통하기 때문에, 조절되지 않은 공기가 직접 앞유리로 가이드 되며, 이와 같은 상황은 앞유리에 수증기를 야기할 수 있다. 냉매 순환계의 증발기(4)의 열 교환기 면을 넘어서 가이드 되는 동시에 냉각 및/또는 탈습된 제1 부분 공기 질량 흐름과 바이패스-유동 경로(9a)를 통과해서 가이드 되고 조절되지 않은 제2 부분 공기 질량 흐름은 원하는 바와 같이 서로 충분히 혼합되지 않는다.
도 2에는, 확산체(3), 및 객실용 유입 공기를 조절하기 위한 열 교환기(4), 특히 냉매 순환계의 증발기(4)를 갖춘 하우징(2a)을 구비하는 자동차의 공조 장치의 공조 장치(1a)가 단면도로 도시되어 있다. 공조 장치(1a)도 수직 방향(z)으로 열 교환기(4) 위에 형성된 바이패스-유동 경로(9a)를 구비하며, 바이패스-유동 경로(9a)는 수평 방향(x, y)에 의해 설정된 평면에서 연장된다.
도 1에 도시된 공조 장치(1')와 도 2에 따른 공조 장치(1a)의 중요한 차이점은, 2개의 최종 위치에 도시되어 있는 바이패스-유동 경로(9a)의 유동 가이드 장치(10a)의 형상 및 배열 상태에 있다. 제1 최종 위치에서는 유동 가이드 장치(10a)가 바이패스-유동 경로(9a)를 완전히 폐쇄하도록 배열되어 있는 한편, 제2 최종 위치에서는 유동 가이드 장치(10a)가 바이패스-유동 경로(9a)를 완전히 개방하도록 배열되어 있다.
공조 장치(1a, 1')의 동일한 특징부들은 동일한 참조 부호로 특징화 된다. 동일한 특징부를 형성하는 경우에는, 도 1에 대한 설명이 참조된다.
도 2에 따른 공조 장치(1a)에서는, 바이패스-유동 경로(9a)를 폐쇄 및 개방하기 위한 유동 가이드 장치(10a)가 한 편으로는 바이패스-유동 경로(9a)의 배출구에 배열되어 있고, 다른 한 편으로는 바이패스-유동 경로(9a)의 벽 영역에 배열되어 있음으로써, 결과적으로 개방된 바이패스-유동 경로(9a)의 유동 횡단면은 유동 가이드 장치(10a)에 의해서 줄어들지 않게 된다.
이 경우에는, 최종 지지된 공기 플랩 밸브로서 형성된, 다시 말하자면 공기 플랩 밸브의 제1 단부에 배열된 회전 축을 구비하여 형성된 유동 가이드 장치(10a) 및 회전 축의 영역에 있는 그의 수용부가 바이패스-유동 경로(9a)의 유동 횡단면 외부에 배열되어 있음으로써, 결과적으로 바이패스-유동 경로(9a)를 관류할 때의 공기의 유동 저항뿐만 아니라 유동 방향(11)으로 바이패스-유동 경로(9a)를 통과해서 가이드 될 수 있는 공기량도 전혀 영향을 받지 않게 된다. 특히, 도 1에 도시된 종래 기술에 따른 공조 장치(1')에 대하여, 개방된 바이패스-유동 경로(9a)의 유동 횡단면 및 바이패스-유동 경로(9a)를 통과해서 가이드 될 수 있는 공기량은 확대되고, 유동 방향(11)으로 바이패스-유동 경로(9a)를 관류할 때의 공기의 유동 저항은 감소된다.
제2 최종 위치에서의 유동 가이드 장치(10a)의 배열 상태 및 이와 더불어 완전히 개방된 바이패스-유동 경로(9a)에 의해, 바이패스-유동 경로(9a)가 또한 혼합 구역(12) 내부까지 확장됨으로써, 결과적으로 바이패스-유동 경로(9a)로부터 배출되는 공기 질량 흐름은 유동 방향(11)으로 수직 방향(z)으로 아래로 혼합 구역(12) 내로 가이드 되며, 그 결과 한 편으로 바이패스-유동 경로(9a)를 통과해서 가이드 되고 조절되지 않은 공기 질량 흐름은 혼합 챔버(8) 내로 방해받지 않고 직접 도입되며, 수직 방향(z)으로 증발기(4) 위에 배열된 공기 배출구로의 흐름은 저지된다. 이 경우에는, 공기 플랩 밸브(10a)의 제1 단부에 대하여 멀리 떨어져서 형성된 제2 단부가 혼합 구역(12) 내부로 돌출한다. 바이패스-유동 경로(9a)를 통과해서 가이드 되는 제2 부분 공기 질량 흐름은 도 1에 도시된 종래 기술에 따른 공조 장치(1')의 경우보다 더 직접적으로, 가열 열 교환기(7)가 그 내부에 배열되어 있는 제1 유동 경로(5a)로 가이드 될 수 있다.
냉매 순환계의 증발기(4)의 열 교환기 면을 넘어서 가이드 되었고 냉각 및/또는 탈습된 제1 부분 공기 질량 흐름과 바이패스-유동 경로(9a)를 통과해서 가이드 되었고 조절되지 않은 제2 부분 공기 질량 흐름은, 객실 내로의 공기 배출구에서 원하는 온도 분포를 보장하기 위하여, 서로 충분히 혼합된다.
바이패스-유동 경로(9a)를 통과해서 가이드 되는 공기 질량 흐름이, 공기 배출구를 통해 객실 내로 도입될 유입 공기의 온도 분포에 미치는 영향을 더욱 줄이기 위하여, 바이패스-유동 경로(9a)를 통과해서 가이드 되는 공기 질량 흐름은 직접 따뜻한 공기 경로(5a)까지, 특히 온도 플랩 밸브(6a)까지 가이드 될 수 있고, 가열 열 교환기(7)를 갖는 따뜻한 공기 경로(5a)를 통과하는 공기 질량 흐름은 규정된 바대로 혼합 챔버(8) 내부로 도입될 수 있다.
도 3a에는, 확산체(3), 및 객실용 유입 공기를 조절하기 위한 열 교환기(4), 특히 냉매 순환계의 증발기(4)를 갖춘 하우징(2b)을 구비하는 자동차의 공조 장치의 공조 장치(1b)가 단면도로 도시되어 있다. 공조 장치(1b)는, 수평 방향(y)으로 열 교환기(4) 옆에 형성된 적어도 하나의 바이패스-유동 경로를 구비하고, 이 바이패스-유동 경로는 수평 방향(x) 및 수직 방향(z)에 의해 설정된 평면에서 연장된다.
도 2에 도시된 공조 장치(1a)와 도 3a에 따른 공조 장치(1b)의 중요한 차이점은, 바이패스-유동 경로의 형상 및 배열 상태에 있다. 열 교환기(4)는 수직 방향(z)으로 정렬된 전면에서 하우징(2b)의 벽에 접하며, 이 경우에는 상기 전면과 벽 사이에 바이패스-유동 경로가 형성되어 있지 않다.
공조 장치(1b, 1a)의 동일한 특징부들은 재차 동일한 참조 부호로 특징화 된다. 동일한 특징부를 형성하는 경우에는, 도 1 및 도 2에 대한 설명이 참조된다.
도 3b 내지 도 3e는 각각, 도 3a에 도시된 바와 같이 확산체(3) 및 열 교환기(4), 특히 증발기(4)를 갖춘 하우징(2b)을 구비하는 공조 장치(1b)를 단면도로 보여준다. 공조 장치(1b)는 수평 방향(y)으로 열 교환기(4) 옆에 형성된, 수평 방향(x) 및 수직 방향(z)에 의해 설정된 평면에서 연장되도록 형성된, 2개 부분으로 분할된 바이패스-유동 경로(9b, 9c)를 구비한다. 도 3b 및 도 3d에 따라서는 바이패스-유동 경로(9b, 9c)가 각각 개방된 상태로 도시되어 있고, 도 3c 및 도 3e에 따라서는 폐쇄된 상태로 도시되어 있다.
바이패스-유동 경로(9b, 9c)는 각각 수평 방향(y)으로 증발기(4) 측면에서, 특히 수평 방향(y)으로 정렬된 증발기(4)의 전면에서, 바이패스-유동 경로(9b, 9c)가 개방된 경우, 바이패스-유동 경로(9b, 9c)를 통과해서 가이드 되는 제2 부분 공기 질량 흐름이 재차 부분 공기 질량 흐름들로 분할되어 제1 바이패스-유동 경로(9b) 및 제2 바이패스-유동 경로(9c)를 통과해서 가이드 되도록 배열되어 있다. 바이패스-유동 경로(9b, 9c)는 각각 공기의 유동 방향(11)으로 증발기(4) 뒤에 형성된 혼합 구역(12) 내부와 통한다. 바이패스-유동 경로(9b, 9c)를 통과해서 가이드 되는 제2 부분 공기 질량 흐름은 직접적인 경로 상에서 따뜻한 공기 경로로 가이드 될 수 있다.
실질적으로 수평 방향(x)으로 바이패스-유동 경로(9b, 9c)를 통과하여 결과적으로 양측에서 증발기(4)를 스쳐서 가이드 되는 부분 공기 질량 흐름들은 작동 모드에 따라, 공기의 유동 방향(11)으로 볼 때 가열 열 교환기를 갖는 따뜻한 공기 경로의 그리고 차가운 공기 경로의 도시되지 않은 온도 플랩 밸브 앞에서, 증발기(4)를 관류하는 부분 공기 질량 흐름과 혼합될 수 있다. 그 다음에, 공기가 따뜻한 공기 경로에 그리고/또는 차가운 공기 경로에 공급된다.
바이패스-유동 경로(9b, 9c)는 각각 유동 가이드 장치(10b, 10c)에 의해서 0%와 100% 사이에서 무단으로 폐쇄될 수 있고 개방될 수 있다. 유동 가이드 장치(10b, 10c)가 각각 바이패스-유동 경로(9b, 9c)의 유입구에 그리고 하우징(2b)의 벽 영역, 특히 바이패스-유동 경로(9b, 9c)의 영역에 배열되어 있음으로써, 결과적으로 개방된 바이패스-유동 경로(9b, 9c)의 유동 횡단면은 전혀 영향을 받지 않게 된다.
이 경우, 특히 각각 공기 플랩 밸브의 제1 단부에 배열된 회전 축에 의해 각각 최종 지지된 공기 플랩 밸브로서 형성된 유동 가이드 장치(10a, 10c) 및 회전 축의 영역에 있는 그의 수용부가 바이패스-유동 경로(9b, 9c)의 유동 횡단면 외부에 배열되어 있음으로써, 결과적으로 바이패스-유동 경로(9b, 9c)를 관류할 때의 공기의 유동 저항뿐만 아니라 유동 방향(11)으로 바이패스-유동 경로(9b, 9c)를 통과해서 가이드 될 수 있는 공기량도 유동 가이드 장치(10a, 10c)에 의해서 전혀 영향을 받지 않게 된다.
제1 바이패스-유동 경로(9b)의 그리고 제2 바이패스-유동 경로(9c)의 공기 플랩 밸브(10b, 10c)는 각각, 이들 공기 플랩 밸브가 제1 최종 위치에서 도 3c에 따른 바이패스-유동 경로(9b, 9c)의 폐쇄 상태에서는, 하우징(2b) 내로 이송된 공기 질량 흐름을 벽의 부분으로서 하우징(2b)의 벽을 따라 열 교환기(4)의 방향으로 가이드 하도록 형성 및 배열되어 있다. 제1 바이패스-유동 경로(9b)의 공기 플랩 밸브(10b)의 제1 단부에 대하여 멀리 떨어져서 형성된 제2 단부는 열 교환기(4)의 에지 영역에 접한다. 제2 바이패스-유동 경로(9c)의 공기 플랩 밸브(10c)의 제1 단부에 대하여 멀리 떨어져서 형성된 제2 단부는 벽을 열 교환기(4)의 방향으로 연장시키면서 하우징(2b)의 벽에 접한다.
도 3b에 도시된 공기 플랩 밸브(10b, 10c)의 제2 최종 위치에서 그리고 이로써 제1 바이패스-유동 경로(9b)가 개방된 상태에서는, 공기 플랩 밸브(10b)가 하우징(2b)의 벽에 인접하거나 하우징(2b)의 벽 내부에 통합된 상태로 배열되어 있다. 제2 최종 위치에서 제2 바이패스-유동 경로(9c)가 개방된 상태에서는, 공기 플랩 밸브(10c)가 제2 자유 단부에 의해 공기 유입구의 방향으로, 특히 공기의 유동 방향(11)으로 공기 유입구 뒤에 배열된 확산체(3) 내부로 돌출하도록 배열되어 있음으로써, 결과적으로 제1 부분 공기 질량 흐름은 제2 바이패스-유동 경로(9c) 내로 가이드 되고, 제2 부분 공기 질량 흐름은 열 교환기(4) 및 제1 바이패스-유동 경로(9b)로 가이드 된다. 따라서, 공기 플랩 밸브(10c)가 개방된 위에서는, 확산체(3)를 통과해서 가이드 되는 공기 질량 흐름의 일 부분의 공기 질량 흐름이 분기되어 바이패스-유동 경로(9c) 내로 가이드 된다. 열 교환기(4) 및 제1 바이패스-유동 경로(9b)를 통과하는 제2 부분 공기 질량 흐름의 분할은, 열 교환기(4) 및 제1 바이패스-유동 경로(9b)를 관류할 때의 공기의 유동 저항을 통해서 설정된다. 이 경우, 특히 바이패스-유동 경로(9b)는, 바이패스-유동 경로(9b, 9c)를 통과해서 가이드 되는 공기 질량 흐름들의 비율이 가급적 동일하도록 형성되어 있다.
수평 방향(y)으로 증발기(4) 측면에 배열된 유동 가이드 장치(10b, 10c)는 도 3d에 따라 각각 회전 축을 중심으로 하는 회전 방향(13b, 13b)으로 볼 때 서로 반대 방향으로 피봇팅 할 수 있도록 배열되어 있다. 유동 가이드 장치(10b, 10c)의 동시적인 그리고 균일한 동작을 보장하기 위하여, 유동 가이드 장치(10b, 10c)는 바이패스-유동 경로(9b, 9c)의 개방 및 폐쇄를 제어하기 위한 커플링 요소(14)에 의해서 기계적으로 서로 연결되어 있다.
예를 들어 로드의 커플링 요소(14)는, 실질적으로 수평 방향(y)으로 구현되는 커플링 요소(14)의 동작이 유동 가이드 장치(10b, 10c)에 대해 반대 방향으로 진행하는 회전 장치(13b, 13c)의 회전을 최종 위치들 사이에서 특히 무단으로 야기하도록 유동 가이드 장치(10b, 10c)와 연결되어 있다.
도 4에는, 확산체(3), 및 객실용 유입 공기를 조절하기 위한 열 교환기(4), 특히 냉매 순환계의 증발기(4)를 갖춘 하우징(2c)을 구비하는 자동차의 공조 장치의 공조 장치(1c)가 단면도로 도시되어 있다. 공조 장치(1c)는, 수평 방향(x, y)에 의해 설정된 평면에서 열 교환기(4c)의 요소들 사이로 연장되는 바이패스-유동 경로(9d)를 갖는, 2개 부분으로 형성된 열 교환기(4c)를 구비한다.
도 2에 도시된 공조 장치(1a) 및 도 3a에 도시된 공조 장치(1b)에 대한 도 4에 따른 공조 장치(1c)의 중요한 차이점은, 바이패스-유동 경로(9d)의 형상 및 배열 상태에 있다. 열 교환기(4c)는 수직 방향(z)으로 정렬된 전면에서 하우징(2c)의 벽에 접하며, 이 경우에는 상기 전면과 벽 사이에 바이패스-유동 경로가 형성되어 있지 않다.
공조 장치(1a, 1b, 1c)의 동일한 특징부들은 재차 동일한 참조 부호로 특징화 된다. 동일한 특징부를 형성하는 경우에는, 도 1 및 도 2에 대한 설명이 참조된다.
열 교환기(4c)는 수직 방향(y)으로 상부에 있는 적어도 하나의 제1 요소 및 수직 방향(y)으로 하부에 있는 적어도 하나의 제2 요소로부터 형성되어 있다. 열 교환기(4c)의 요소들이 수직 방향(y)으로 서로에 대해 간격을 두고 배열되어 있음으로써, 이들 요소 사이에는 하우징(2c) 내로 흡인된 공기를 위한 관류부, 특히 바이패스-유동 경로(9d)의 관류부가 남게 된다. 이때, 열 교환기(4c)의 요소들은 동일한 치수를 갖거나 상이하게 치수 설계될 수 있다.
유동 방향(11)으로 그리고 이로써 실질적으로 수평 방향(x)으로 증발기(4c)의 요소들과 바이패스-유동 경로(9d)를 통과해서 가이드 되는 부분 공기 질량 흐름들은 작동 모드에 따라, 가열 열 교환기를 갖는 따뜻한 공기 경로(5a)의 온도 플랩 밸브(6a) 및 차가운 공기 경로(5b)의 온도 플랩 밸브(6b) 앞에 형성된 혼합 구역(12) 내에서 혼합된다. 그 다음에, 혼합된 공기가 따뜻한 공기 경로(5a) 및/또는 차가운 공기 경로(5b)에 공급된다. 바이패스-유동 경로(9d)를 통과해서 가이드 되는 제2 부분 공기 질량 흐름은 또한 가열 열 교환기(7)가 그 내부에 배열되어 있는 따뜻한 공기 경로(5a)로 직접 가이드 될 수 있다.
냉매 순환계의 증발기(4)의 열 교환기 면을 넘어서 가이드 되었고 냉각 및/또는 탈습된 제1 부분 공기 질량 흐름과 바이패스-유동 경로(9d)를 통과해서 가이드 되었고 조절되지 않은 제2 부분 공기 질량 흐름은, 객실 내로의 공기 배출구에서 원하는 온도 분포를 보장하기 위하여, 서로 충분히 혼합된다.
바이패스-유동 경로(9d)를 통과해서 가이드 되는 공기 질량 흐름이, 공기 배출구를 통과해서 객실 내로 도입될 유입 공기의 온도 분포에 미치는 영향을 더욱 줄이기 위하여, 바이패스-유동 경로(9d)는, 바이패스-유동 경로(9d)를 통과해서 증발기(4c)를 스치는 공기 질량 흐름이 또한 따뜻한 공기 경로(5a)의 온도 플랩 밸브(6a)로 직접 가이드 될 수 있도록, 혼합 구역(12) 내부와 통하도록 형성되어 있다.
바이패스-유동 경로(9d)는 유동 가이드 장치(10d)에 의해서 0%와 100% 사이에서 무단으로 폐쇄될 수 있고 개방될 수 있다. 이 경우, 중앙 회전 축을 갖는 공기 플랩 밸브로서 형성된 유동 가이드 장치(10d)는 바이패스-유동 경로(9d)의 유입구에서 개방된 유동 횡단면 내부에 배열되어 있다. 도면에 도시되지 않은 대안적인 실시예들에 따라, 유동 가이드 장치는 혼합 구역(12) 내부와 통하는 바이패스-유동 경로(9d)의 배출구에 또는 수평 방향(x)으로 증발기(4c) 중앙에 배열되어 있다. 또한, 유동 가이드 장치는, 개방된 상태에서는 바이패스-유동 경로(9d)의 유동 횡단면 외부에 배열되도록 하기 위하여, 최종 지지된 공기 플랩 밸브로서, 다시 말하자면 공기 플랩 밸브의 제1 단부에 배열된 회전 축에 의해 최종 지지된 공기 플랩 밸브로서 형성될 수 있다.
특히 제1 바이패스-유동 경로(9b) 및 제2 바이패스-유동 경로(9c) 및 이와 더불어 증발기(4) 둘레에 2개 부분으로 형성된 바이패스-유동 경로 그리고 분할된 증발기(4c)의 요소들 사이에 형성된 바이패스-유동 경로(9d)를 갖는 공조 장치(1b, 1c)의 실시예들에 의해서는, 최대 공기량이 증발기(4, 4c) 둘레로 가이드 될 수 있으며, 이 경우 공기량은 이용 가능한 설치 공간에 의존하는데, 다시 말하자면 바이패스-유동 경로(9b, 9c)의 유동 횡단면의 폭 및 높이에 그리고 유동 경로(9d)의 유동 횡단면에 의존한다. 바이패스-공기 유동의 압력 손실은 각각 최소이다.
바이패스-유동 경로(9b, 9c, 9d)를 통과해서 가이드 되는 제2 부분 공기 질량 흐름과 증발기(4, 4c)를 통과해서 가이드 되는 제1 부분 공기 질량 흐름은, 공조 장치(1b, 1c)의 공기 배출구에서의 온도 분포 특성이 긍정적인 영향을 받거나 전혀 영향을 받지 않음으로써, 결과적으로 원하는 온도 분포에 도달하도록 재차 혼합된다.
1a, 1b, 1c, 1': 공조 장치
2a, 2b, 2c: 하우징
3: 확산체
4, 4c: 열 교환기, 냉매 순환계의 증발기
5a: 제1 유동 경로, 따뜻한 공기 경로
5b: 제2 유동 경로, 차가운 공기 경로
6a: 제1 유동 가이드 장치, 따뜻한 공기 경로(5a)의 온도 플랩 밸브
6b: 제2 유동 가이드 장치, 차가운 공기 경로(5b)의 온도 플랩 밸브
7: 열 교환기, 가열 열 교환기
8: 혼합 챔버
9a, 9d: 증발기(4)의 바이패스-유동 경로
9b: 증발기(4)의 제1 바이패스-유동 경로
9c: 증발기(4)의 제2 바이패스-유동 경로
10a, 10d, 10': 유동 가이드 장치, 바이패스-유동 경로의 공기 플랩 밸브
10b: 유동 가이드 장치, 바이패스-유동 경로의 공기 플랩 밸브
10c: 유동 가이드 장치, 바이패스-유동 경로의 공기 플랩 밸브
11, 11': 공기의 유동 장치
12: 혼합 구역
13b: 제3 유동 가이드 장치(10b)의 회전 방향
13c: 제4 유동 가이드 장치(10c)의 회전 방향
14: 유동 가이드 장치(10b, 10c)의 커플링 요소
x, y: 수평 방향
z: 수직 방향

Claims (16)

  1. 객실용 유입 공기를 이송 및 조절하기 위한 수단을 갖춘, 자동차용 공조 장치(1a, 1b, 1c)로서,
    - 공기 유동 방향(11)으로 확산체(3), 혼합 구역(12), 및 평행하게 관류할 수 있도록 배열되어 있고 각각 혼합 구역(12)으로부터 혼합 챔버(8)까지 연장되는 적어도 2개의 유동 경로(5a, 5b)를 갖는 하우징(2a, 2b, 2c)을 구비하며, 제1 유동 경로(5a) 내부에는, 적어도 하나의 부분 공기 질량 흐름을 가열하기 위한 가열 열 교환기(7)가 배열되어 있으며,
    - 유동 채널의 횡단면을 완전히 채우는 유동 채널 내부에 배열되어 있는, 유입 공기를 냉각 및/또는 탈습하기 위한 열 교환기(4, 4c)를 구비하며,
    - 열 교환기(4, 4c)를 갖는 유동 채널에 대해 평행하게 공기가 관류할 수 있고, 바이패스-유동 경로(9a, 9b, 9c, 9d)의 유동 횡단면을 개방 및 폐쇄하기 위한 적어도 하나의 유동 가이드 장치(10a, 10b, 10c, 10d)를 갖춘 적어도 하나의 바이패스-유동 경로(9a, 9b, 9c, 9d)를 구비하며, 상기 유동 채널 및 상기 바이패스-유동 경로(9a, 9b, 9c, 9d)는 배출구에 의해 혼합 구역(12) 내부와 통하며,
    적어도 하나의 바이패스-유동 경로(9a, 9b, 9c, 9d)의 배출구는, 바이패스-유동 경로(9a, 9b, 9c, 9d)를 통과해서 이송되는 일 부분의 공기 질량 흐름을, 혼합 구역(12) 내부와 통하는 제1 유동 경로(5a)의 입구 지점의 영역에서 제1 유동 경로(5a) 내로 의도한 바대로 도입하도록 형성되어 있는, 자동차용 공조 장치(1a, 1b, 1c).
  2. 제1항에 있어서, 상기 유동 가이드 장치(10a)는 공기 플랩 밸브의 제1 단부에 배열된 회전 축에 의해 최종 지지된 공기 플랩 밸브로서 형성되어 있으며, 상기 유동 가이드 장치(10a)의 일 최종 위치에서 상기 바이패스-유동 경로(9a)가 완전히 개방되도록 그리고 제2 단부에 대하여 멀리 떨어져서 형성된 제2 단부를 혼합 구역(12) 내부로 돌출시켜 상기 바이패스-유동 경로(9a)를 혼합 구역(12) 내부로 연장시키면서 배열되도록, 혼합 구역(12) 내부와 통하는 상기 바이패스-유동 경로(9a)의 배출구에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공조 장치(1a).
  3. 제2항에 있어서, 상기 유동 가이드 장치(10a)는, 최종 위치에서 상기 바이패스-유동 경로(9a)가 완전히 개방된 경우에는 제2 유동 경로(5b)의 유동 횡단면을 적어도 부분적으로 폐쇄하도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공조 장치(1a).
  4. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 제1 바이패스-유동 경로(9b) 및 제2 바이패스-유동 경로(9c)가 형성되어 있으며, 상기 바이패스-유동 경로들은 유동 가이드 장치(10b, 10c)를 각각 하나씩 구비하고, 서로에 대해 반대 방향으로 형성된 열 교환기(4)의 전면에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공조 장치(1b).
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 바이패스-유동 경로(9b) 및 제2 바이패스-유동 경로(9c)는 마주 놓여 있는 측에서 혼합 구역(12) 내부와 통하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공조 장치(1b).
  6. 제4항에 있어서, 상기 유동 가이드 장치(10b, 10c)는 각각, 공기 플랩 밸브의 제1 단부에 배열되어 있고 상기 바이패스-유동 경로(9b, 9c)의 유동 횡단면 외부에 배열되어 있는 회전 축에 의해 최종 지지된 공기 플랩 밸브로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공조 장치(1b).
  7. 제4항에 있어서, 상기 유동 가이드 장치(10b)는 상기 제1 바이패스-유동 경로(9b)의 유입구에 그리고 상기 하우징(2b)의 벽 영역에 배열되어 있으며, 상기 유동 가이드 장치(10b)는 상기 바이패스-유동 경로(9b)가 완전히 개방된 최종 위치에서 하우징(2b)의 벽에 접하는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공조 장치(1b).
  8. 제4항에 있어서, 상기 유동 가이드 장치(10c)는 제2 바이패스-유동 경로(9c)의 유입구에 배열되어 있으며, 상기 유동 가이드 장치(10c)는, 바이패스-유동 경로(9c)가 완전히 개방된 일 최종 위치에서는 제1 단부에 대하여 멀리 떨어져서 형성된 제2 단부에 의해, 확산체(3)로부터 열 교환기(4)까지 연장되도록 형성된 유동 채널 내부로 돌출하도록 그리고 유동 채널의 유동 횡단면을 분할하도록 배열되어 있으며, 바이패스-유동 경로(9c)가 완전히 폐쇄된 일 최종 위치에서는 유동 채널의 벽에 있는 제2 단부에 의해 벽을 연장시키도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공조 장치(1b).
  9. 제6항에 있어서, 상기 유동 가이드 장치(10b, 10c)는 각각 회전 축을 중심으로 하는 회전 방향(13b, 13c)으로 볼 때 서로에 대해 반대 방향으로 피봇팅 할 수 있게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공조 장치(1b).
  10. 제6항에 있어서, 상기 유동 가이드 장치(10b, 10c)는 바이패스-유동 경로(9b, 9c)의 개방 및 폐쇄를 동시에 제어하기 위해, 커플링 요소(14)와 기계적으로 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공조 장치(1b).
  11. 제1항에 있어서, 상기 열 교환기(4c)는 적어도 2개의 요소로 분할된 상태로 형성되어 있으며, 상기 요소들은, 바이패스-유동 경로(9d)가 상기 요소들 사이에 배열되도록 서로에 대해 이격되어 간극을 형성하도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공조 장치(1c).
  12. 제11항에 있어서, 상기 유동 가이드 장치는 공기 플랩 밸브의 제1 단부에 배열된 회전 축에 의해 최종 지지된 공기 플랩 밸브로서 형성되어 있으며, 유동 가이드 장치의 일 최종 위치에서 바이패스-유동 경로(9d)가 완전히 개방되도록 그리고 제1 단부에 대하여 멀리 떨어져서 형성된 제2 단부를 혼합 구역(12) 내부로 돌출시키면서 배열되도록, 혼합 구역(12) 내부와 통하는 바이패스-유동 경로의 배출구에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공조 장치(1c).
  13. 제1항에 있어서, 상기 유입 공기를 냉각 및/또는 탈습하기 위한 열 교환기(4, 4c)가 냉매 순환계의 증발기로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공조 장치(1a, 1b, 1c).
  14. 제1항에 있어서, 상기 바이패스-유동 경로(9a, 9b, 9c, 9d)가 유동 가이드 장치(10a, 10b, 10c, 10d)에 의해 0%와 100% 사이에서 무단으로 폐쇄될 수 있도록 그리고 개방될 수 있도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공조 장치(1a, 1b, 1c).
  15. 제1항에 있어서, 상기 가열 열 교환기(7)가 제1 유동 경로(5a)의 횡단면을 완전히 채우도록 배열되어 있음으로써, 제1 유동 경로(5a)를 통과해서 가이드 되는 공기 질량 흐름이 상기 가열 열 교환기(7)의 열 교환기 면을 완전히 넘어서 가이드 되고, 제2 유동 경로(5b)가 가열 열 교환기(7)를 우회하는 바이패스로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공조 장치(1a, 1b, 1c).
  16. 제1항에 있어서, 상기 하우징(2a, 2b, 2c)은, 각각 유입구에 의해 혼합 챔버(8) 내부와 통하도록 형성되어 있는, 객실 내로의 공기 배출구를 구비하는 것을 특징으로 하는, 자동차용 공조 장치(1a, 1b, 1c).
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