CN101622144B - 带旋流和常规气流的出风口 - Google Patents

带旋流和常规气流的出风口 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于汽车内空气调节的出风口(1)，包括由两部分组成的壳体(2)，该壳体在装配状态下基本为球状，在其之内布置着第一空气导向元件(3)和第二空气导向元件(4)，其中，第一空气导向元件(3)为环形件(3.1)，在其上布置着若干固定叶片环(3.2)的径向指向内侧的叶片(3.2.1到3.2.n)，而叶片端部固定在位于环形件(3.1)中央、用于集中式气流的空心圆柱体(3.3)上；第二空气导向元件(4)由至少另一个带有若干叶片(4.1.1到4.1.n，4.2.1到4.2.n)的叶片环(4.1、4.2)组成，该叶片沿径向指向内侧的端部活动地布置在空心圆柱体(3)上，而该叶片沿径向指向外侧的端部活动地布置在一定数量的、在壳体(2)内自由活动的弓形段(4.3到4.6)中。

Description

带旋流和常规气流的出风口
技术领域
本发明涉及一种用于汽车车厢内空气调节的出风口。
背景技术
在现有技术中已知有不同类型的出风口。它们用来在车厢内部迅速地形成舒适的空气环境。为此其任务是将足够的空气输送到车厢中。
DE 10036776A1描述了一种车厢内部空调设备，特别是一种汽车空调设备，它包括一个带空调气体导管的空调装置及一个带热空气导管的气暖装置。空调气体导管和热空气导管与车厢相连并通过一个形式为双喷嘴的喷口相互汇合，所述喷嘴具有一个内管和一个与之同心的外管。在这里，在内管和外管之间的环形空间内可设有一个旋流导向装置，它优选为可调的。这个装置是指一个双风道出风口，它包括一个用于聚集式气流(也称为集中区)的内通风道和一个用于旋流(也称为扩散区)的外通风道。在完全打开的位置上，扩散区出现大的压降并产生强烈的噪音，并因此降低了集中区的效率。
DE 29914962U1描述了一种特别是用于汽车通风的单风道出风口，它包括一个旋流发生器，其具有若干可分别围绕着一个转动轴摆动的导流叶片。各转动轴大致沿径向围绕着一个共同的中心轴布置，而中心轴的旋转运动则可以传递到导流叶片的转动轴上形成摆动运动。与导流叶片相对应的转动轴分别以不转动的形式与一个磨擦轮或齿轮连接，并与中心轴的一个中央磨擦轮或齿轮形成传动连接。中心轴在其流出侧的轴端部带有一个手动操作用的旋转手柄。在这种出风口上，由于旋流发生器的深度和偏转作用小，只能产生旋流弱的气流。
EP 0936091B1中公开了一种出风口，它具有一种螺旋或螺线形式的导向斜面。它使气流具有强烈的旋流，并因此使由它引导的气流以扩散区的形式分布得更广。但是由于在气流的扩散区不断喷出的旋流，使空调效果无法配合各种周围环境。
在DE 102005036159A1中公开了另一种气流控制元件，它具有多个活动的空气导向元件，用于生成集中式的气流和至少一个旋流状的分散喷射的气流，其中，这至少一个旋流状的气流可无级调节。
发明内容
本发明的目的是提供一种出风口，它结构简单并可调整空气调节的效果，而调整的变化范围宽。
按照本发明，这个目的由具有下述特征的出风口实现。
以下说明还涉及本发明的较佳实施形式。
本发明提出一种出风口，它包括一个由两部分组成的壳体，所述壳体在装配状态下基本上为球状，在其之内布置着一个第一空气导向元件和一个第二空气导向元件，其中，第一空气导向元件为环形件，在它上面布置着若干形成一个固定叶片环的叶片，所述叶片沿径向指向内侧，而叶片端部固定在一个位于环形件中央、用于集中式气流的空心圆柱体上；第二空气导向元件由至少另一个带有若干叶片的叶片环组成，所述叶片沿径向指向内侧的端部活动地布置在空心圆柱体上，而所述叶片沿径向指向外侧的端部活动地布置在一定数量的、在壳体内自由活动的弓形段中。
通过将活动的叶片环布置到在壳体中可活动的弓形段中，从而能够在出风口的摆动区域通过调节可活动的叶片环来调整可调节的扩散式气流的方向。出风口的这种结构尤其紧凑。此外还可以实现双功能的紧凑型喷嘴，它既可以用于旋流或扩散气流模式，也可用于常规或同向气流或集中式气流模式。在这里，分别产生的气流可被折流或者沿规定的方向喷出。
在一个优选的实施形式中，固定叶片环和至少一个可活动的叶片环沿空心圆柱体的纵向延伸方向依次先后布置。
为了能够产生促进汽车车厢空调舒适度的扩散式气流，沿空心圆柱体的纵向延伸方向设有至少两个可活动的叶片环，它们沿径向向外可活动地布置在弓形段中。气流借助于一个或多个叶片环沿垂直于出风口纵向轴的方向向外折流到弓形段的内壁上并因此形成旋流。在旋转的气流穿过弓形段时，弓形段的壁对旋转气流离心力产生反作用。在出风口的出口处，气流沿径向分裂开并以扩散的形式进入到汽车车厢中。可活动的叶片环优选地布置在出风口的气流出口处前面不远的位置。由于叶片环的作用，气流只在一个较短的行程内旋转，这样，气流就不会在之前出现大的折流，从而减少了压力损失。通过利用较大的横断面-弓形段采用球形或中部凸出的设计-和气流在较短行程内的旋转，从而使湿润的面积减少并降低了流动速度。此外还减少了压力损失并降低了噪音。
空心圆柱体沿着其周长在一个圆圈内带有多个均匀分布的凹口，用于容纳其它的、可活动的叶片环上叶片的端部。在这里，设有沿空心圆柱体周长均匀分布的凹口的圆圈的数量，等于其它的、可活动的叶片环的数量。
在一个简单的实施形式中，至少一个可活动的叶片环的叶片在端部设有销子，其一端插入到空心圆柱体上优选为圆形的凹口中，另一端则可在弓形段的路线导向槽中活动。这样，叶片环的叶片就可以呈螺旋状旋转或者缠绕或者调节。
为了支持叶片的这种旋转、卷绕或者移动，路线导向槽基本上为弧形。
由此而出现的呈螺旋状旋转、卷绕或调节的叶片，用于形成旋转的气流，并因而使气流以扩散的形式排出。这种结构也被称为螺旋线。通过沿出风口纵向延伸方向依次布置的叶片环可以形成单螺旋线或多螺旋线。确切地讲，为了生成可调节的旋流或扩散气流，通过相应地调节第二空气导向元件即叶片环的叶片，从而形成至少一个螺旋线。按照本发明，对于叶片环而言，每个以旋转的方式深入到出风口空间中的结构均被看作是螺旋线。这种结构可优选为螺旋状或者优选地由螺旋状物形成。
按照要求，各叶片环的叶片可以是三角或四角叶片。叶片也可以是其它任何适合的形状。
为了有助于可活动叶片环上的叶片的旋转、调节或卷绕，这些叶片优选为柔性的且可卷绕布置。而固定的和活动的叶片环上的叶片也可以是弯曲的或者平坦的。
在一个简单的实施形式中，空心圆柱体形成一个用于集中式出风的内通风道。在装配状态下，弓形段形成一个外通风道，用于扩散式出风，在这里，外通风道将内通风道包围并与之平行。换句话说，由弓形段形成的外通风道和由空心圆柱体形成的内通风道为圆柱形并且同心。这可以使得用以下方式所进行的装配和制造变得简单，即壳状、特别是半段或四分之一段的壳相互组装在一起，例如两个半段的壳体部分、四个占壳四分之一的弓形段，并使得流动路线对称。
优选的是，至少一个可活动的叶片环上的叶片可共同且同步地由一个调节元件调节。通过这种方式能够使可活动叶片环出现对称的螺旋线形状。
调节元件可优选地在气流出口侧安装到弓形段上，用于调节固定在弓形段中的叶片。
在这里，调节元件为一个调节环，它带有多个凹口，它们与可活动的叶片环的叶片上的外部销子啮合，而所述调节环在气流出口侧带有一个成型边缘，这个边缘可放置在弓形段上。举例来说，这个边缘带有一个相应的结构，例如夹紧结构，从而可以简化操作。
此外，调节元件在气流出口侧可带有固定或可调的支撑或薄片。
为了防止调节元件在壳体内倾斜或扭转，调节元件以可止动的方式布置在弓形段上。因此，借助于止动的调节元件，可确保通过调节叶片环上的叶片来设定扩散式气流和/或通过调节弓形段来设定气流方向。
为了设定气流方向，较佳的是，带有至少一个可活动的叶片环和弓形段的第二空气导向元件基本上为球形，而由两部分组成的壳体在装配状态下形成一个球形推力轴承，而第二空气导向元件、特别是它的弓形段以球形万向节的方式可旋转地布置在所述球形推力轴承内。
根据要求，出风口可包括若干相同或不同的第一和第二空气导向元件，它们优选地沿出风口的纵向轴先后依次布置。
作为调节环的替代方案，调节元件也可采用其它适合的形式。例如，调节元件可以是旋钮和锥齿轮。
附图说明
下面通过实施例和附图对本发明进行详细说明。其中，
图1是一个出风口的立体爆炸图，它包括一个带有一个固定叶片环的第一空气导向元件、一个集中式风道以及一个带有至少一个可活动的空气导向元件的第二空气导向元件，它们被一个由两部分组成的壳体包围，在所述壳体上布置一个位于中心的调节元件；
图2是如图1所示的出风口的部件-弓形段-在非装配状态下的立体图；
图3是如图1所示的、由两部分组成的壳体的立体示意图；
图4是如图1所示的出风口纵断面示意简图；
图5是如图1所示的出风口在装配状态下的立体示意图。
在所有的图中，相同的零件带有相同的附图标号。
具体实施方式
图1中所示的出风口1特别用于汽车车厢内的空气调节，它包括一个由两部分组成的、基本上为球形的壳体2。壳体2由两个半壳2.1和2.2组成。壳体2例如可由一个塑料成型件或者其它适合的材料形成。
壳体2用于容纳一个第一空气导向元件3和一个第二空气导向元件4，以设定不同的气流形式。第一空气导向元件3构形为一个环形件3.1，在它上面布置着固定叶片环3.2的沿径向指向内侧的叶片3.2.1到3.2.n，其叶片端部固定在一个布置在环形件3.1中央的、用于集中式出风的空心圆柱体3.3上。一个固定叶片环3.2是指已设定好的固定叶片3.2.1到3.2.n，用于实现所要求的气流。作为替代的是，叶片3.2.1到3.2.n也可以是可调或可活动的。
第二空气导向元件4由两个沿出风口1的纵向延伸方向依次先后布置的、其它的叶片环4.1和4.2组成，它们带若干叶片4.1.1到4.1.n或者4.2.1到4.2.n，这些叶片可活动地布置在弓形段4.3到4.6中。在这里，叶片4.1.1到4.1.n和4.2.1到4.2.n的、沿径向指向外侧的叶片端部可活动地布置在弓形段4.3到4.6中，所述弓形段同样是可活动地布置在壳体2中，而叶片4.1.1到4.1.n和4.2.1到4.2.n的、沿径向指向内侧的叶片端部可活动或固定地布置在空心圆柱体3.3上。为了容纳叶片端部，空心圆柱体3.3沿周长分别在圆圈K1和K2上带有多个均匀分布的凹口3.4。在这里，沿空心圆柱体3.3周长带有均匀分布的凹口3.4的圆圈K1、K2的数量，等于其它的、可活动的叶片环4.1、4.2的数量。第二空气导向元件4以图未示的方式可以只包括一个可活动的叶片环4.1或者两个以上的叶片环。在另一个替代性的实施形式中，第二空气导向元件4也可以具有组合在一起的、可活动和固定的叶片环。
如图1所示，第一空气导向元件3的固定叶片环3.2和第二空气导向元件4的可活动的叶片环4.1和4.2，沿着空心圆柱体3.3的纵向延伸方向并由此沿着出风口1的纵向延伸方向依次先后布置。
为了使叶片4.1.1到4.1.n和4.2.1到4.2.n可活动地布置或较方便地装配，叶片端部带有销子5或6，它们可活动地布置到空心圆柱体3.3上相应的凹口3.4中，或者另一端部可活动地布置在弓形段4.3到4.6的路线导向槽7中。在这里，路线导向槽7的数量及凹口3.4的数量，等于各叶片环4.1或4.2的叶片4.1.1到4.1.n或4.2.1到4.2.n的数量。与凹口3.4类似，在圆圈K3和K4中的路线导向槽7沿弓形段4.3到4.6的
Figure G2008800067432D00061
圆圈K1、K2或K3、K4上的凹口3.4和路线导向槽7的间距由各叶片环4.1或4.2的叶片4.1.1到4.1.n或4.2.1到4.2.n的间距决定。
为了使叶片4.1.1到4.1.n和4.2.1到4.2.n出现旋转、卷绕或者移动，路线导向槽7基本上为弧形。但路线导向槽7也可采用其它适合的曲线形状。
叶片3.2.1到3.2.n和叶片4.1.1到4.1.n及4.2.1到4.2.n按照要求可以是弯曲的或者平坦的。可活动的叶片环4.1和4.2的叶片4.1.1到4.1.n和4.2.1到4.2.n优选为柔性的且可卷绕布置。此外，叶片3.2.1到3.2.n和叶片4.1.1到4.1.n及4.2.1到4.2.n可采用适合的形状，例如为三角或四角叶片。
在出风口1装配后运行时，空心圆柱体3.3形成一个用于集中式出风的内通风道。与位于中央的空心圆柱体3.3同心布置的弓形段4.3到4.6形成用于扩散式出风的外通风道的外壁。这样，外通风道将内通风道包围并与之平行。
调节元件8用于调节气流方向、气流类型及气流量。可活动的叶片环4.1或4.2上的活动叶片4.1.1到4.1.n或4.2.1到4.2.n可共同且同步地由调节元件8调节。作为替代方案，也可采用其它方式对叶片4.1.1到4.1.n和4.2.1到4.2.n和/或叶片环4.1和4.2进行独立或分开调节。
如图1所示，调节元件8在气流出口侧安装到在装配状态下相互连接的弓形段4.3到4.6上，并在它们上面止动。在这里，调节元件8包括一个调节环8.1，它带有多个凹口8.2，它们与叶片4.1.1到4.1.n和4.2.1到4.2.n上的外部销子6啮合。此外，调节元件8的调节环8.1在气流出口侧带有一个边缘8.3，这个边缘带有一个相应的结构，从而有助于调节元件8的夹紧和调节。此外，如图所示，调节元件8在气流出口侧可带有固定的或可调的支撑8.4。支撑8.4也可由薄片取代。
为了防止调节元件8在壳体2内倾斜或扭转，调节元件8以可以止动的方式布置在弓形段4.3到4.6上。为此，弓形段4.3到4.6在外侧带有一个相应的止动结构4.7。通过调节环8.1的旋转，在路线导向槽7中活动的叶片4.1.1到4.1.n和4.2.1到4.2.n按照路线导向槽7的轮廓例如弧形或曲线形状移动，而叶片上的销子6与调节元件8上的凹口8.2啮合。在这里，叶片4.1.1到4.1.n和4.2.1到4.2.n相应地旋转、卷绕或移动，从而可以设定用于扩散式气流的螺旋线形状。并且外通风道也可通过相应调节叶片4.1.1到4.1.n和4.2.1到4.2.n而关闭。.
在图1所示的实施例中，调节元件8为调节环8.1。作为替代，调节元件8也可以是旋钮和锥齿轮。
图2详细展示了图1所示的第二空气导向元件4的弓形段4.3到4.6。在这里更详细地展示了在周长范围内路线导向槽7在圆圈K3和K4中的均匀分布。在出风口1的装配状态下，圆圈K3上的路线导向槽7容置第一活动叶片环4.1的叶片4.1.1到4.1.n上的销子6，而圆圈K4上的路线导向槽7则容置第二活动叶片环4.2的叶片4.2.1到4.2.n上的销子6。
图3中是壳体2的两个半壳2.1和2.2。为了调节出风口1的气流方向，在各半壳2.1和2.2的内侧开有导向凹槽9。在这里，装配状态下的球形壳体2形成一个球形推力轴承，而在装配状态下相互连接的弓形段4.3到4.6以球形万向节的方式可旋转地布置在所述球形推力轴承内。出风口1因此也被称为球形喷嘴。
按照可调节的自由度的要求，在壳体2、特别是半壳2.1和2.2的内侧设有相应数量的导向凹槽9。在出风口1上，通过调节元件8向上、向下或侧向的移动，或者通过调节元件8的旋转运动，将进入气流E在出风口1的出口侧调节到相应的气流方向R或气流方式-扩散式气流D或集中式气流S，如图4所示。
图5中是装配在一起的出风口1的一个实施例。
除了所示的实施例之外，出风口还可具有若干相同或不同的第一和第二空气调节元件3和4，它们为活动的或者为固定的，并沿着出风口1的纵向延伸方向依次先后布置。

Claims (20)

1.用于汽车车厢空气调节的出风口(1)，包括一个由两部分组成的壳体(2)，所述壳体在装配状态下基本为球状，在其之内布置着一个第一空气导向元件(3)和一个第二空气导向元件(4)，其中，第一空气导向元件(3)构形为环形件(3.1)，在它上面布置着若干形成一个固定叶片环(3.2)的沿径向指向内侧叶片(3.2.1到3.2.n)，而叶片端部固定在一个位于环形件(3.1)中央、用于集中式出风的空心圆柱体(3.3)上；第二空气导向元件(4)由至少一个带有若干叶片(4.1.1到4.1.n，4.2.1到4.2.n)的可活动的叶片环(4.1、4.2)组成，所述可活动的叶片环的叶片沿径向指向内侧的端部活动地布置在所述空心圆柱体(3.3)上，而所述可活动的叶片环的叶片沿径向指向外侧的端部活动地布置在预定数量的、在壳体(2)内自由活动的弓形段(4.3到4.6)中。
2.根据权利要求1所述的出风口，其特征在于，固定叶片环(3.2)和至少一个可活动的叶片环(4.1、4.2)沿空心圆柱体(3.3)的纵向延伸方向依次先后布置。
3.根据权利要求2所述的出风口，其特征在于，沿空心圆柱体(3.3)的纵向延伸方向设有至少两个可活动的叶片环(4.1、4.2)，它们沿径向向外活动地布置在弓形段(4.3到4.6)中。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的出风口，其特征在于，空心圆柱体(3.3)沿着其周长在一个圆圈(K1、K2)内带有多个均匀分布的凹口(3.4)，用于容纳可活动的叶片环(4.1、4.2)的叶片端部。
5.根据权利要求4所述的出风口，其特征在于，设有沿空心圆柱体(3.3)周长均匀分布的凹口(3.4)的圆圈(K1、K2)的数量，等于可活动的叶片环(4.1、4.2)的数量。
6.根据权利要求4所述的出风口，其特征在于，至少一个可活动的叶片环(4.1、4.2)的叶片(4.1.1到4.1.n，4.2.1到4.2.n)在端部设有销子(5、6)，其一端插入到空心圆柱体(3.3)上的凹口(3.4)中，另一端则在弓形段(4.3到4.6)的路线导向槽(7)中活动。
7.根据权利要求6所述的出风口，其特征在于，所述凹口(3.4)为圆形。 
8.根据权利要求6所述的出风口，其特征在于，路线导向槽(7)基本上为弧形。
9.根据权利要求1所述的出风口，其特征在于，各叶片环(3.2、4.1、4.2)的叶片(3.2.1到3.2.n，4.1.1到4.1.n，4.2.1到4.2.n)是三角或四角叶片。
10.根据权利要求1所述的出风口，其特征在于，可活动的叶片环(4.1、4.2)的叶片(4.1.1到4.1.n，4.2.1到4.2.n)为柔性的且为卷绕布置。
11.根据权利要求1所述的出风口，其特征在于，固定的和可活动的叶片环(3.2、4.1、4.2)上的叶片(3.2.1到3.2.n，4.1.1到4.1.n，4.2.1到4.2.n)是弯曲的或者平坦的。
12.根据权利要求1所述的出风口，其特征在于，空心圆柱体(3.3)形成一个用于集中式出风的内通风道，而弓形段(4.3到4.6)在装配状态下形成一个外通风道，用于扩散式出风，在这里，外通风道将内通风道包围并与之平行。
13.根据权利要求1所述的出风口，其特征在于，至少一个可活动的叶片环(4.1、4.2)上的叶片(4.1.1到4.1.n，4.2.1到4.2.n)共同且同步地由一个调节元件(8)调节。
14.根据权利要求13所述的出风口，其特征在于，调节元件(8)在气流出口侧安装到弓形段(4.3到4.6)上。
15.根据权利要求13或14所述的出风口，其特征在于，调节元件(8)为一个调节环(8.1)，它带有多个凹口(8.2)，它们与可活动的叶片环(4.1、4.2)的叶片(4.1.1到4.1.n，4.2.1到4.2.n)上的外部销子(6)啮合，而所述调节环在气流出口侧带有一个成型边缘(8.3)，这个边缘套在弓形段(4.3到4.6)外侧上。
16.根据权利要求15所述的出风口，其特征在于，调节元件(8)在气流出口侧带有固定或可调的支撑(8.4)或薄片。
17.根据权利要求14所述的出风口，其特征在于，调节元件(8)以可止动的方式布置在弓形段(4.3到4.6)上。
18.根据权利要求13或14所述的出风口，其特征在于，调节元件(8)是旋钮和锥齿轮。 
19.根据权利要求1所述的出风口，其特征在于，带有至少一个可活动的叶片环(4.1、4.2)和弓形段(4.3到4.6)的第二空气导向元件(4)基本上为球形，而由两部分组成的壳体(2)在装配状态下形成一个球形推力轴承，而第二空气导向元件(4)以球形万向节的方式可旋转地布置在所述球形推力轴承内。
20.根据权利要求1所述的出风口，其特征在于，若干第一和第二空气导向元件(3、4)沿出风口(1)的纵向轴先后依次布置。 
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