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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage, insbesondere zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug, mit einem ersten Strömungskanal für Kaltluft und einem zweiten Strömungskanal für Warmluft wobei der erste Strömungskanal zum zweiten Strömungskanal in einem vorgebbaren Winkel verläuft, mit einem ersten Luftleitelement welches in einem der beiden Strömungskanäle angeordnet ist,.
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Stand der Technik
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Die Anforderungen an Klimaanlagen insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen steigen kontinuierlich. Besonders das Leistungsvermögen soll, bei gleichbleibendem oder sogar schrumpfendem Bauraum, dabei kontinuierlich gesteigert werden.
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Zu den wichtigsten Funktionen einer Klimaanlage zählt dabei die Herstellung und die Beibehaltung einer durch den Insassenwunsch vorgegebenen Klimatisierung des Innenraumes. Dies wird in der Regel über das Einströmen von definierten Luftmengen unterschiedlicher Temperaturen erreicht. Um eine optimale Verteilung im Innenraum sicherzustellen wird hierzu die von der Klimaanlage temperierte Luft durch eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen in den Innenraum geführt. Dabei können aus den Austritten Luftmengen unterschiedlicher Temperatur austreten. Diese gewollten Temperaturdifferenzen zwischen den Austritten werden im Allgemeinen als Schichtung bezeichnet. Hierfür werden in der Mischkammer der Klimaanlage Bereiche unterschiedlichen Temperaturniveaus erzeugt, von denen die Luft je nach Insassenwunsch auf die verschiedenen Austrittsöffnungen der Klimaanlage geleitet wird.
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Im Stand der Technik werden diese für die optimale Schichtung notwendigen Temperaturen durch eine Beeinflussung der Luftströmung insbesondere im Bereich der Mischkammer in der Klimaanlage durch die geometrische Gestaltung oder durch das Einbringen von Luftleitelementen in den Luftstrom erreicht.
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So offenbart zum Beispiel die
EP 1 445 133 B1 ein kammartig ausgeführtes Element, welches von unten nach oben in U-förmigen Rillen von einem Warmluftstrom durchströmt wird, während es in einem 90° Winkel zum Warmluftstrom von einem Kaltluftstrom durch Öffnungen, welche zwischen den U-förmigen Rillen liegen durchströmt wird. Durch die Kreuzung der beiden Luftströme entsteht so ein Luftgemisch aus warmer und kalter Luft.
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Die
DE 198 26 990 B4 offenbart eine Vorrichtung, bestehend aus zwei Rahmen, die im Wesentlichen in einem 90° Winkel zueinander angeordnet sind. Beide Rahmen weisen in dem von ihnen umschlossenen Bereich Luftleitelemente auf, die durchströmbare Kanäle innerhalb der Rahmen bilden. Einer der Rahmen wird dabei von einem Kaltluftstrom, der andere von einem Warmluftstrom durchströmt. Dadurch vermischen sich die Kaltluft und die Warmluft nach dem Durchströmen der Vorrichtung.
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Besonders nachteilig am Stand der Technik ist, dass durch die Strömungsleitenden Elemente mitunter Querschnitte in den Kalt- und Warmluftwegen teilweise versperrt werden, bzw. die Kalt- und Warmluftströme großen Umlenkungen ausgesetzt werden. Beide Einflüsse wirken sich außerdem negativ auf die Akustik und die Luftmenge aus.
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Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
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Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Klimaanlage bereitzustellen, welche ein vorteilhaftes vermischen von Kalt- und Warmluftströmung ermöglicht, um die zur Erfüllung des Insassenwunsches notwendigen Temperaturschichtungen zu erzeugen, ohne dabei die Strömungsquerschnitte maßgeblich zu reduzieren oder die Luftströme großen Umlenkungen auszusetzen. Außerdem soll die Klimaanlage einen einfachen, kostengünstig zu produzierenden Aufbau aufweisen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Klimaanlage mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Klimaanlage, insbesondere zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug, mit einem ersten Strömungskanal für eine ersten thermisch beeinflussbaren Luftstrom, mit einem zweiten Strömungskanal für einen zweiten thermisch beeinflussbaren Luftstrom, wobei der erste Strömungskanal zum zweiten Strömungskanal in einem vorgebbaren Winkel verläuft, und mit einem Luftleitelement, wobei das Luftleitelement an oder neben zumindest einer Innenwandung des ersten Strömungskanals oder des zweiten Strömungskanals angeordnet ist, wobei das Luftleitelement im Schnitt in Richtung des ersten oder zweiten Strömungskanals eine im Wesentlichen konvexe Form aufweist und in den ersten oder zweiten Strömungskanal hineinragt.
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Dies ist vorteilhaft, da hierdurch die Luftströmung bereits im Strömungskanal so beeinflusst werden kann, dass eine vorteilhafte Durchmischung der Warm- und Kaltluft innerhalb des Mischbereichs der Klimaanlage erfolgen kann. Hierbei findet jedoch keine abrupte Umlenkung oder eine deutliche Einschränkung des Durchströmungsquerschnittes statt.
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Auch ist es zu bevorzugen, wenn der erste thermisch beeinflussbare Luftstrom Kaltluft und der zweite thermisch beeinflussbare Luftstrom Warmluft ist.
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Weiterhin zweckmäßig ist es, wenn das Luftleitelement zumindest einen Finger aufweist, welcher in einem vorgebbaren Winkel in den ersten Strömungskanal oder den zweiten Strömungskanal hineinragt.
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Durch diesen Finger kann der Luftstrom, welcher durch den Strömungskanal strömt, in welchem das Luftleitelement angeordnet ist gezielt abgelenkt werden, so dass insbesondere direkt nach dem Finger ein Raum entsteht, welcher nicht direkt mit diesem Luftstrom beaufschlagt wird. In diesem Raum kann dann vorteilhafterweise der Luftstrom des jeweils anderen Strömungskanals strömen, wodurch die Durchmischung der Luftströme ebenfalls verbessert wird.
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In weiteren vorteilhaften Ausführungen kann auch eine Mehrzahl, insbesondere zwei oder drei Finger an dem Luftleitelement angeordnet sein. Dadurch können vorteilhafterweise mehrere Räume geschaffen werden, in welchen sich die beiden Luftströme vorteilhaft durchmischen können.
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Außerdem vorteilhaft ist es, wenn das Luftleitelement innerhalb des ersten oder zweiten Strömungskanals unmittelbar benachbart zu der Schnittstelle des ersten Strömungskanals und des zweiten Strömungskanals angeordnet ist.
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Durch die Anordnung unmittelbar in der Nähe der Schnittstelle der beiden Strömungskanäle wird erreicht, dass der Luftstrom des Strömungskanals, in welchem das Luftleitelement angeordnet ist direkt in dem Bereich beeinflusst wird, wo die Durchmischung der beiden Luftströme stattfindet. Da die Beeinflussung des Luftstroms direkt darauf abzielt, eine verbesserte Durchmischung zu erzeugen, ist dies insgesamt vorteilhaft.
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Auch zu bevorzugen ist es, wenn der Finger an dem der Schnittstelle zwischen dem ersten Strömungskanal und dem zweiten Strömungskanal zugewandten Endbereich des Luftleitelements angeordnet ist.
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Die Anordnung des Fingers am Endbereich des Luftleitelements begünstigt besonders die Entstehung von Räumen, in welchen der eine Luftstrom ungestört von dem anderen Luftstrom diesen durchdringen kann. Insgesamt wird so die Durchmischung der beiden Luftströme deutlich verbessert.
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Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn das Luftleitelement zumindest einen ersten Luftleitkanal aufweist, welcher zumindest Teile der Luft des ersten Strömungskanals oder des zweiten Strömungskanals, in welchem das Luftleitelement angeordnet ist in die Luftströmung des jeweils anderen Luftstroms leitet.
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Durch einen solchen Luftleitkanal kann weiterhin vorteilhaft auf die Durchmischung der beiden Luftströme hingewirkt werden, da es so ermöglicht ist, die Luftströmung aus dem einen Strömungskanal gezielt an eine vorgesehene Stelle in der Luftströmung des anderen Strömungskanals einzubringen.
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Auch zweckmäßig ist es, wenn das Luftleitelement entlang der Breite des ersten Strömungskanals oder des zweiten Strömungskanals eine variable Geometrie aufweist.
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Durch eine entlang der Breite variable Geometrie des Luftleitelements kann die Luftströmung vorteilhafterweise an verschiedenen Stellen unterschiedlich beeinflusst werden.
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Damit können über der Breite, das heißt in Ausdehnung der y-Richtung des Mischraums Bereiche mit verschiedener Temperatur erzeugt werden. Da meist bestimmte Austritte am Klimagerät bevorzugt aus gewissen Bereichen des Mischraum versorgt werden, können so einfach unterschiedliche Temperaturen an unterschiedlichen Austritten erzeugt werden und damit die gewünschte Schichtung eingestellt werden. Dies kann je nach konkreter Ausgestaltung der übrigen Klimaanlage vorteilhaft für die Durchmischung der beiden Luftströme erreicht werden
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Weiterhin zu bevorzugen ist es, wenn der Winkel zwischen dem ersten Strömungskanal und dem zweiten Strömungskanal einen Wert in einem Bereich von 45° bis 135° Grad beträgt und vorzugsweise in einem Bereich von 70° bis 110° Grad liegt.
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Ein Winkel innerhalb der oben vorgegebenen Grenzwerte ist für die Durchmischung der beiden Luftströme als besonders vorteilhaft anzusehen, da durch einen solchen Winkel die beiden Luftströme besonders vorteilhaft ineinander übergehen und aus dem Mischbereich in die Ausströmkanäle der Klimaanlage lenkbar sind.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn im Bereich der Schnittstelle der Luftströmung des ersten Strömungskanals und der Luftströmung des zweiten Strömungskanals eine Mischkammer angeordnet ist.
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Die Anordnung der Mischkammer ist an der beschriebenen Stelle daher besonders vorteilhaft, da damit das Luftleitelement in unmittelbarer Nachbarschaft zu der Mischkammer angeordnet ist, wodurch insbesondere die Durchmischung der Luftströme in der Mischkammer verbessert wird.
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Außerdem ist es zu bevorzugen, wenn mittels der Form des Luftleitelements die Richtung und/oder die Geschwindigkeit desjenigen ersten oder zweiten Luftstroms, der über das Luftleitelement strömt, derart beeinflussbar ist, dass in dem Mischraum mehrere Innenwandbereiche und/oder mehrere Luftbereiche unterschiedlicher Temperatur erzeugbar sind.
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Insbesondere durch die Beeinflussung der Geschwindigkeit oder des Impulses der Luftströme, ist eine Richtungsänderung und damit eine gezielte Vermischung der Luftströme einfach realisierbar. Zudem kann auf Elemente, welchen einen hohen Druckverlust erzeugen verzichtet werden.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Luftleitelement zumindest einen ersten und zumindest einen zweiten Luftleitkanal aufweist, wobei der zumindest erste Luftleitkanal in Strömungsrichtung der Luft gesehen am linken Endbereich des Luftleitelements angeordnet ist und der zumindest zweite Luftleitkanal am rechten Endbereich des Luftleitelements angeordnet ist.
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Die Anordnung von zwei Luftleitkanälen ist insbesondere hinsichtlich der Durchmischung der der beiden Luftströme vorteilhaft. Der eine Luftstrom, welcher durch den Strömungskanal strömt, in welchem das Luftleitelement angeordnet ist, kann über die Luftleitkanäle gezielt in den anderen Luftstrom eingeleitet werden. Dadurch können innerhalb der Mischkammer Zonen unterschiedlich starker Durchmischung und damit auch unterschiedlicher Temperaturen erzeugt werden. Da die Ausströmkanäle der Klimaanlage aus der Mischkammer gespeist werden, können diese dann auch jeweils mit Luftströmen unterschiedlicher Temperatur beaufschlagt werden.
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Auch zweckmäßig ist es, wenn das Luftleitelement in einem ersten Strömungskanal oder einem zweiten Strömungskanal, durch den Kaltluft strömt, angeordnet ist.
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Dies ist insbesondere vorteilhaft, da in der Regel bei luftseitig geregelten Klimageräten typischerweise der Druckverlust innerhalb im Strömungskanals für die Kaltluft deutlich geringer ist, als der Druckverlust im Strömungskanal für die Warmluft. Der Impuls der Kaltluft ist daher im Vergleich zu dem der Warmluft dominant, wodurch es besonders vorteilhaft ist, die Strömung der Kaltluft über ein erfindungsgemäßes Luftleitelement zu beeinflussen.
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Es ist außerdem zu bevorzugen, wenn das Luftleitelement mit dem ersten Strömungskanal oder dem zweiten Strömungskanal der Klimaanlage einteilig ausgeführt ist.
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Durch eine eiteilige Ausführung ist sichergestellt, dass die Luft das Luftleitelement nur an seiner in den Strömungskanal gerichteten Oberseite umströmt. Ebenso kann das Luftleitelement in einer vorteilhaften Ausführung auch als integraler Bestandteil des Strömungskanals selbst ausgeführt werden, was eine günstige Herstellbarkeit ermöglicht.
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Außerdem ist es vorteilhaft, wenn das Luftleitelement an oder neben einer Innenwandung des ersten Strömungskanals oder des zweiten Strömungskanals relativ dazu in zumindest einer Bewegungsrichtung bewegbar ist.
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Durch eine vorgesehene Beweglichkeit des Luftleitelements kann eine variable Beeinflussung der Luftströmungen innerhalb der Strömungskanäle erreicht werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn eine Beeinflussung der Luftströmung aufgrund von außen vorgegebener Größen vorgesehen ist. So kann etwa eine Einstellung des Luftleitelementes beispielsweise abhängig von dem Betriebszustand der Klimaanlange, bzw. vom Wunsch des Fahrers realisiert werden.
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Darüber hinaus ist es zweckmäßig, wenn zumindest eine Bewegung des Luftleitelements steuerbar und/oder regelbar ist.
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Durch eine steuerbare und/oder regelbare Bewegung des Luftleitelementes kann abhängig von äußeren Stellgrößen eine Beeinflussung des Luftleitelementes erfolgen. So kann das Luftleitelement beispielsweise betriebspunktabhängig beeinflusst werden. Durch eine solche Steuerung bzw. Regelung kann die Gesamteffizienz der Klimaanlage verbessert werden.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in der nachfolgenden Figurenbeschreibung und in den Unteransprüchen beschrieben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer Klimaanlage, insbesondere dem, dem Verdampfer nachgeschalteten Bereich,
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2 eine Darstellung eines Schnittes durch eine Klimaanlage, in einer Ansicht ähnlich zu 1,
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3 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Luftleitelements mit Blick in Strömungsrichtung,
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4 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Luftleitelements mit Blick entgegen der Strömungsrichtung,
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5 eine Aufsicht auf ein erfindungsgemäßes Luftleitelment, mit seitlich angeordneten Luftleitkanälen,
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6 eine Ansicht auf das erfindungsgemäße Luftleitelement, mit seitlich angeordneten Luftleitkanälen mit Blick in Strömungsrichtung, und
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7 eine Prinzipskizze, die die Vermischung des Warmluftstroms und des Kaltluftstroms darstellt.
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Bevorzugte Ausführung der Erfindung
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1 zeigt einen Schnitt durch eine Klimaanlage 1. Dabei ist die Klimaanlage 1 in einem Schnitt dargestellt. Die Klimaanlage 1 ist in der 1 gezeigten Abbildung, insbesondere in ihrem Bereich, welcher dem Verdampfer 12 nachgeordnet ist, dargestellt.
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In heutigen Klimaanlagen 1, welche für Anwendungen in Kraftfahrzeugen verwendet werden, wird der Luftstrom nach dem Durchströmen des Verdampfers 12 in einen Bereich für kalte Luft sowie einen Bereich für warme Luft unterteilt. In dem in 1 gezeigten Beispiel strömt ein Teil der Luft welche durch den Verdampfer 12 strömt im Anschluss daran durch den Heizkörper 11. Die Luftmenge, welche den Heizkörper 11 durchströmt hat, strömt nachfolgend im Strömungskanal 5 als Warmluft 6 durch die Klimaanlage 1. Der Teil der Luft, welcher nach dem Durchströmen des Verdampfers 12 nicht durch den Heizkörper 11 strömt, strömt im Strömungskanal 3 als Kaltluft 4. In alternativen Ausführungen ist ebenso der umgekehrte Fall vorsehbar.
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Um nun eine Mischung zwischen der Kaltluft 4 und der Warmluft 5 zu erreichen, treffen die beiden Luftströme in einem Bereich einer Mischkammer 7 aufeinander. Aus dem Bereich der Mischkammer 7 wird die dann temperierte Luft, also beispielsweise Luft mit einer vorgebbaren Temperatur, über die Auslassöffnungen 8, 9, 10 in den Innenraum des Fahrzeugs geleitet.
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Der genaue Aufbau der Strömungskanäle der Klimaanlage ist an dieser Stelle nicht erfindungswesentlich und wird deshalb auch nicht im Detail beschrieben.
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In alternativen Ausführungsformen zu 1 ist auch eine abweichende Gestaltung der Strömungskanäle vorstellbar. Ebenso ist eine abweichende Anordnung einer Mischkammer oder der Austrittsöffnung der Klimaanlage vorsehbar. Ebenso ist es in alternativen Ausführungsformen denkbar, dass zwischen dem Verdampfer und dem Heizkörper weitere Gehäuseelemente angeordnet sind, welche die Luftströmung zusätzlich in eine vorgegebene Richtung richten. Weiterhin ist eine abweichende Anordnung des Verdampfers und/oder des Heizkörpers ebenso denkbar. Neben der in 1 gezeigten senkrechten Anordnung des Verdampfers sowie des Heizkörpers sind auch abweichende Anordnungen denkbar.
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Im Strömungskanal 3, welcher die Kaltluft 4 beinhaltet, ist ein Luftleitelement 2 angeordnet. Dieses Luftleitelement 2 ist in der 1 so positioniert, dass es unmittelbar an der Schnittstelle des Strömungskanals 3 und des Strömungskanals 5 angeordnet ist.
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Damit ist das Luftleitelement 2 ebenfalls unmittelbar vor der Mischkammer 7 angeordnet, in welcher die Kaltluft 4 mit der Warmluft 6 vermischt wird. Die Aufgabe des Luftleitelements 2, dessen genauerer Aufbau in den folgenden Abbildungen detailliert beschrieben wird, dient dazu, die Vermischung der Kaltluft 4 beziehungsweise der Warmluft 6 zu verbessern.
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In alternativen Ausführungsformen einer Klimaanlage ist es vorsehbar, das Luftleitelement 2 im Strömungskanal 5 für die Warmluft 6 anzuordnen. Es ist jedoch vorteilhafterweise im Strömungskanal 3 für die Kaltluft 4 angeordnet, da im Regelfall der Impuls des Kaltluft 4 höher ist als der der Warmluft 6. Dies hängt mit den unterschiedlichen auftretenden Druckabfällen innerhalb der Kanäle 3, 5 der Klimaanlage 1 zusammen.
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In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist auch eine Anordnung jeweils eines oder mehrerer Luftleitelemente im Warmluftkanal und im Kaltluftkanal der Klimaanlage vorsehbar.
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Durch die gezielte Beeinflussung der Strömung der Luft mit dem höheren Impuls ist eine stärkere und damit bessere Durchmischung der Warmluft und der Kaltluft erreichbar.
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Das Luftleitelement 2 besteht im Wesentlichen aus einem Grundkörper 14, welcher, wie in 1, einen zumindest Bereichsweise konvexen Querschnitt aufweist. Außerdem weist das Luftleitelement 2 einen Finger 13 auf, welcher in einem vorgebbaren Winkel in den Luftstrom der Kaltluft 4 hineinragt.
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Das Luftleitelement 2 ist direkt an einer der Innenwände des Strömungskanals 3 angeordnet. Vorzugsweise ist das Luftleitelement 2 hierbei mit der Innenwand eines der Strömungskanäle einstückig verbunden.
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In alternativen Ausführungsformen ist es durchaus denkbar, dass das Luftleitelement 2 an einer anderen Innenfläche des Strömungskanals 3 angeordnet ist. Ebenso ist es denkbar, dass das Luftleitelement 2 in dem Strömungskanal 5, welcher die Warmluft 6 führt, angeordnet ist.
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Die 2 zeigt eine Darstellung einer Klimaanlage 1. Hierauf ist die Klimaanlage 1 in einem Schnitt ähnlich dem in 1 gezeigten Aufbau dargestellt. Zusätzlich zu dem bereits in 1 gezeigten Aufbau ist hier die Kaltluftklappe 20 zu erkennen, die die Menge des Luftstroms, welcher durch den Strömungskanal 3 strömt, reguliert. Außerdem ist darunter angeordnet die Warmluftklappe 21 zu erkennen, welche die Menge des Luftstroms, welcher im Folgenden durch den Heizkörper 11 strömt, reguliert.
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Gut zu erkennen ist, dass das Luftleitelement 2 direkt mit einer der Innenwände 22 des Strömungskanals 3 verbunden ist. Die Ausführung des Luftleitelementes 2 als separates Bauteil, welches frei innerhalb der Strömungskanäle 3, 5 fixiert werden kann ist ebenso möglich.
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Wie in 2 zu erkennen ist, besteht das Luftleitelement in der in 2 gezeigten Ausführungsform, aus im Wesentlichen einem Grundkörper 14, welcher jeweils entlang der Breite des Strömungskanals 3 an seinen Außenbereichen stärkere Erhöhungen aufweist als im Mittelbereich. Hieraus wird ersichtlich, dass der Querschnitt des Luftleitelements entlang der Breite des Strömungskanals 3 variabel ist.
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Die genaue Ausformung des Grundkörpers 14 des Luftleitelements 2 ist hierbei im Wesentlichen von der übrigen Geometrie des Strömungskanals, in welchem das Luftleitelement 2 angeordnet ist, abhängig. Ebenso hat die durchschnittliche Luftströmungsgeschwindigkeit sowie die durchströmende Luftmenge im Strömungskanal, in welchem das Luftleitelement 2 angeordnet ist, einen Einfluss darauf wie der Querschnittsverlauf des Grundkörpers 14 entlang der Breite des Strömungskanals im Detail aussieht. Weiterhin hat die genaue Anzahl und die jeweilige Position der Luftauslässe 8, 9, 10 einen Einfluss auf die Gestaltung des Grundkörpers 14, bzw. des Luftleitelementes 2.
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Prinzipiell bildet der Grundkörper 14 im Schnitt zumindest bereichsweise ein Profil, mit einem in Strömungsrichtung der Kaltluft 4 gesehen flachen leicht ansteigenden Verlauf, der in einem deutlich dickerern bauchigen Ende endet. Zur Strömungsoptimierung kann der Grundkörper 14 auch weitere Konturierungen aufweisen.
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Grundsätzlich ist es vorteilhaft eine Form für den Grundkörper 14 zu wählen die es der vorbeiströmenden Luft erlaubt ohne das Auftreten von Strömungsabrissen über das Luftleitelement zu strömen um eine möglichst optimale Luftströmung zu gewährleisten.
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Die 3 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführung des Luftleitelements 2, bestehend aus einem, im Wesentlichen im Querschnitt konvexen Grundkörper 14, mit einem veränderlichen Querschnitt entlang der Breite des Stömungskanals in welchem das Luftleitelement 2 im Späteren angeordnet wird.
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Zusätzlich weist das Luftleitelement 2 den Finger 13 auf, welcher in Strömungsrichtung gesehen, im Endbereich des Luftleitelements 2 angeordnet ist und mit einem vorgebbaren Winkel in den Luftstrom welcher über das Luftleitelement 2 strömt hineinragt.
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Der Finger 13 ist vorteilhafterweise einstückig mit dem Grundkörper 14 ausgeführt. Um einen möglichst geringen Strömungswiderstand zu erzeugen ist es vorteilhaft, wenn er auf der angeströmten Seite eine aerodynamisch günstige Form aufweist. In dem in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Finger 13 in seinem Fußbereich einen dreieckigen Querschnitt auf, der in der Höhe nach oben in einen dünne plattenartigen Querschnitt übergeht.
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Die 3 zeigt eine Abbildung des Luftleitelements mit Blicke in Richtung der strömenden Luft welche das Luftleitelement 2 überströmt.
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Die 4 zeigt das gleiche Luftleitelement 2, wie bereits in 3 gezeigt, jedoch ist nun der Blick entgegen, in der Strömungsrichtung des Mediums, welches das Luftleitelement 2 im verbauten Zustand umströmt.
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Abweichend zu den in den Figuren dargestellten Ausführungsformen des Luftleitelements 2 mit nur einem Finger 13, ist es durchaus auch denkbar eine Mehrzahl, insbesondere 2 oder 3 Finger 13 an dem Luftleitelement 2 anzuordnen. Die genaue Anzahl der Finger 13, sowie die Anordnung der Finger 13 am Luftleitelement 2 beziehungsweise am Grundkörper 14 des Luftleitelements 2 sind abhängig von der übrigen, konstruktiven Gestaltung der Klimaanlage 1 und somit der notwendigen Beeinflussung der Strömung im Strömungskanal 3, 5.
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Insbesondere die geometrische Gestaltung der Mischkammer 7 in welchem die Warmluft 6 sowie die Kaltluft 4 miteinander vermischt werden, übt einen Einfluss auf die Positionierung und Gestaltung der Ein- oder Mehrzahl der Finger 13 aus. Je nach zu erzielender Luftdurchmischung werden die Finger 13 dann vorteilhaft am Luftleitelement 2 im Strömungskanal 3, 5 angeordnet.
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Die Hauptaufgabe des Fingers 13 ist es einen Bereich zu schaffen, welcher nicht direkt von dem Luftstrom, welcher über das Luftleitelement 2 strömt, eingenommen werden kann. Damit bietet der Finger 13 dem jeweils anderen Luftstrom die Möglichkeit in seinem Windschatten, geschützt von der Strömung des Mediums, welches über das Luftleitelement strömt, aufzusteigen und so eine bessere Vermischung der beiden Luftströme zu erreichen.
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Um diesen Bereich zum Aufsteigen des zweiten Luftstroms zu realisieren, ist es wünschenswert, dass der Finger 13 möglichst nahe an der Schnittkante zwischen dem Strömungskanal 3 welcher die Kaltluft 4 führt und dem Strömungskanal 5, welcher die Warmluft 6 führt, angeordnet ist. Dies ist darüber hinaus auch für die Anordnung des Luftleitelements 2 an sich zu bevorzugen.
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Die 5 zeigt eine Aufsicht auf ein weiteres, erfindungsgemäßes Luftleitelement 2. Der Grundkörper 14, sowie der Finger 13, stimmen von Aufbau und Anordnung im Wesentlichen mit den in 3 und 4 gezeigten Ausführungsformen überein.
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Ergänzend zu der Ausführungsform 3 beziehungsweise der 4 weist das Luftleitelement 2 der 5 nun noch seitlich angeordnete Luftleitkanäle 30, 31 auf. Die Luftleitkanäle 30, 31 sind im späteren verbauten Zustand so angeordnet, dass die Luftleitkanäle 30, 31 an den sich gegenüberliegenden Seitenwänden des Strömungskanals 3, 5 anliegen.
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Das Luftleitelement 2 bildet neben seinem Grundkörper 14 und den Luftleitkanälen 30 und 31 einen Rahmen 32 aus, welcher den 2. Strömungskanal umfasst. Durch den Punkt 33 in der Mitte dieses Rahmens 32 ist die Luftströmungsrichtung des zweiten Luftstroms im Falle der hier zugrunde liegenden Klimaanlage 1 des Warmluftstromes dargestellt.
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Aufgabe der Luftleitkanäle 30, 31 ist es, die über das Luftleitelement 2 strömende Luft an dem zweiten Luftstrom, welcher in einem Winkel von ca. 90° zur Luftströmungsrichtung des 1. Luftstroms von unten durch das Luftleitelement 2 nach oben strömt, vorbeizuführen. Auf diese Weise kann eine bessere Durchmischung der 2 Luftströme erreicht werden.
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Die Luftleitkanäle 30, 31 sind optional und werden nur dann eingesetzt, wenn für das Erreichen einer ausreichenden Durchmischung der beiden Luftströme zusätzliche Luftleitelemente am Luftleitelement 2 notwendig sind. Durch die Luftleitkanäle 30, 31 kann unter anderem die über das Luftleitelement 2 strömende Luft, um die von unten heranströmende Luft herumgeführt werden.
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Die 6 zeigt, das bereits in 5 gezeigte Luftleitelement 2, nun allerdings in einer Ansicht entlang der Strömungsrichtung der Luft, welche das Luftleitelement 2 überströmt. Mit dem Pfeil 4 ist Luft, welche in den in 1 bis 7 beschriebenen Fall der Kaltluft 4 entspricht, dargestellt mit dem Pfeil 6, ist die Warmluft 6, welche in diesem Fall von unten durch den Rahmen 32 des Luftleitelementes 2 strömt.
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In Zusammenschau der 5 und 6 ist zu erkennen, wie die Warmluft 6 durch das Luftleitelement von unten nach oben strömt, während die Kaltluft 4 das Luftleitelement 2 überströmt und um den Finger 13 herum in Luftstrom der Warmluft 6 hineinströmt. Die seitlich angeordneten Luftleitkanäle 30 und 31 sind so angeordnet, dass Anteile der Kaltluft 4 an der Warmluft 6 vorbeigeführt werden um so eine bessere Durchmischung zu erlangen.
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Der Finger 13 gibt hierbei dem Warmluftstrom, welcher von unten nach oben aufsteigt, einen Windschatten, welcher es ermöglicht, dass die Warmluft 6 in diesem ungestört vom Luftstrom der Kaltluft 4 aufsteigen kann.
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Die 7 zeigt eine schematische Darstellung mit Blick entgegen der Strömungsrichtung der Kaltluft 4 im Strömungskanal 3.
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Das Luftleitelement 2 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
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Im unteren Bereich ist ein Heizkörper 11 dargestellt, wie er bereits in den vorangegangenen Figuren gezeigt wurde. Die Warmluft 6 strömt aus der Ebene der Abbildung, in welcher der Heizkörper 11 liegt auf den Betrachter hinzu und, aufgrund von Gehäuseteilen, die den Strömungskanal 5 bilden nach oben in Richtung des Strömungskanals 3.
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Aus dem Strömungskanal 3 strömt Kaltluft 4 ebenfalls aus der Ebene der Graphik auf den Betrachter zu und wird dort links und rechts in den Außenbereichen des Strömungskanals 3 über, zum Beispiel den Einsatz der Luftleitelemente 30, 31, seitlich am Luftstrom der Warmluft 6 vorbeigeführt und im Nachfolgenden mit der Warmluft 6 vermischt.
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Die genaue Ausgestaltung des Luftleitelements 2 sowie der Luftleitelemente 30, 31 sowie des Fingers 13 ist stets abhängig vom endgültigen Anwendungszweck. Genauer von der Anordnung der Austrittsdüsen 8, 9, 10 innerhalb der Klimaanlage 1 sowie der geometrischen Gestaltung der Mischkammer 7.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1445133 B1 [0005]
- DE 19826990 B4 [0006]
