CN104163089B - 排气组件和空气引导系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种排气组件，尤其是用于把空气(L)引导到车辆内室中，该排气组件包括空气引导通道(28)和辅助空气进入区域，该空气引导通道用于把主空气(H)从主空气进入区域(18)引导到排气区域(40)，空气引导通道(28)的流动横截面面积从主空气进入区域(18)向着排气区域(40)的方向直到具有最小流动横截面面积的通道区域(30)为止至少局部地减小，该辅助空气进入区域使辅助空气(N)在具有最小流动横截面面积的通道区域(30)的范围内进入到空气引导通道(28)中。本发明还涉及包括这种排气组件的空气引导系统。

Description

排气组件和空气引导系统

技术领域

本发明涉及一种排气组件，优选该组件可以用来把空气引导到车辆内室中。本发明还涉及一种空气引导系统。

背景技术

在也用来输送人员的车辆、尤其是救护车或者救援车中，把例如在燃料驱动的空气加热装置中被加热过的空气通常在设置于顶部区域中的流出位置上引入到车辆内室中。这意味着，加热过的空气从上部向下部流动。站立在车辆内室中的人员、例如救护车或者救援车中的护士或者急救医师，在这种情况下走过来，此时他们的头部相对来说靠近这些流出位置。由于尤其在通过相对较高的加热功率来进行加热工作时在车辆加热装置内被加热的空气可以具有80摄氏或者更高温度，因此存在这样的危险，即在这样的流出位置和车辆内室内的人之间的距离太小时至少可以产生不舒服的感觉，但是也可能损害身体功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种排气组件、尤其是用于把空气引导到车辆内室中的排气组件，通过该排气组件，即使在靠近流出位置的区域内也可以避免过大热负荷。

根据本发明，这个目的通过一种排气组件、尤其是用来把空气引导到车辆内室中的排气组件来实现，该组件包括空气引导通道和辅助空气进入区域，该空气引导通道用于把主空气从主空气进入区域引导到排气区域，空气引导通道的流动横截面面积从主空气进入区域向着排气区域的方向直到具有最小流动横截面面积的通道区域为止至少局部地减小，该辅助空气进入区域用于使辅助空气在具有最小流动横截面面积的通道区域范围内进入到空气引导通道中。

根据本发明所形成的排气组件可以如此地被使用，以致通过空气引导通道向着排气区域的方向来输送例如由燃料驱动的车辆加热装置所加热过的主空气，并且在那里被加入到要被加热的车辆内室中。通过辅助空气进入区域，可以例如从供给有主空气流的内室中吸出辅助空气流，该辅助空气流与主空气流在空气引导通道内会聚，因此产生这样的空气流，即该空气流由主空气流和辅助空气流组成，并且因此也在供给具有相对较高温度的主空气流时，由于与一般与主空气流相比具有较低温度的辅助空气流相完全混合而具有与主空气流相比被降低的温度。在不需要减小加热装置的加热功率的情况下，从排气组件中所流出的空气流实现温度降低，并且因此在流出位置附近也没有过大热负荷的情况下，可以实现相对较快或者有效地加热车辆内室。因为本发明排气组件根据文丘里管的原理来进行工作，也就是说，辅助空气流由于在通道区域中的变窄区域内的静态压力下降而经过文丘里喷射被吸取到该变窄区域中，因此为了实现主空气流和辅助空气流的充分混合，不用要被运转的组件如风扇或类似物。

为了使主空气流与辅助空气流相会聚，也就是说，确保辅助空气流加入到主空气流中，因此提出：辅助空气进入区域包括至少一个初级辅助空气进入孔，经过该至少一个初级辅助空气进入孔把辅助空气加入到主空气中。

为了确保有效地充分混合辅助空气和主空气，因此提出：一个初级辅助空气进入孔呈环形地环绕空气引导通道的通道纵向轴线，其中可以进一步规定，初级辅助空气进入孔具有截锥形的孔横截面几何形状。

为了能够例如从要被供给的内室中、但也可以从环境中吸取辅助空气，因此提出：辅助空气进入区域包括至少一个次级辅助空气进入孔，至少一个第二辅助空气进入孔通到辅助空气流动室中，该辅助空气流动室通到所述至少一个初级辅助空气进入孔中。

由于该至少一个初级辅助空气进入孔相对于通道纵向轴线一般直接地沿着径向设置成邻接空气引导通道或者主空气流，因此进一步提出，至少一个次级辅助空气进入孔相对于空气引导通道的通道纵向轴线沿着径向布置在该至少一个初级辅助空气进入孔外部。在这里应该指出的是，该至少一个次级辅助空气进入孔的位置沿着径向在该至少一个初级辅助空气进入孔外部仅仅限定出径向相对位置，也就是说，例如在进入孔设置于其中的区域内相对于通道纵向轴线限定出径向距离。明显地在这种情况下，不同类型的辅助空气进入孔可以相互沿着圆周方向重叠地进行布置，但原则上它们也可以布置在不同圆周区域内。

通过下面方法可以确保朝着该至少一个初级辅助空气进入孔的方向以尽可能小的流动阻力来供给辅助空气，即辅助空气流动室基本上呈环形地环绕着通道纵向轴线。

为了能够影响主空气与辅助空气的混匀程度，因此提出：至少一个、优选所有的次级辅助空气进入孔的流动横截面面积可以改变。在这种情况下，例如至少一个次级辅助空气进入孔的流动横截面面积在最小流动横截面面积(可以为零或者在零附近)和确保辅助空气流量最大的最大流动横截面面积之间可以改变。

为了朝着排气区域的方向引导主空气，因此提出，第一组件部分具有用于空气引导通道的通道壁，该通道壁从主空气进入区域离开地至少局部逐渐变细地形成。在这里应该指出的是，该表述即通道壁逐渐变细地形成意味着，例如其到通道纵向轴线的距离沿着流动方向减小，其中这种减小可以是线性，或者也可以是非线性的，以致达到由通道壁所包围的流动横截面面积的相应减小。

此外，该通道壁优选地在其远离主空气进入区域的端部中可以提供具有最小流动横截面面积的通道区域，也就是说这样的通道区域，即在该通道区域的附近也可以把辅助空气加入到主空气中。

此外，根据本发明，可以设置第二组件部分，其中该第二组件部分具有排气孔，用于由空气引导通道来引导的主空气的和也可能用于由至少一个初级辅助空气进入孔加入到主空气中的辅助空气。沿着流动方向位于该至少一个初级辅助空气进入孔下游的排气孔可以例如基本上提供排气区域。

为了沿着离开具有最小流动横截面面积的通道区域的方向或者沿着离开把辅助空气加入到主空气中的区域的方向为空气流提供流动横截面的扩大，因此提出：与具有最小流动横截面面积的通道区域相比，排气孔具有更大的流动横截面面积。在这种情况下尤其可以规定，至少一个初级辅助空气进入孔限制在第一组件部分的通道壁和第二组件部分之间、在第二组件部分的提供排气孔的区域内。

根据另一个尤其有利的方面提出，第一组件部分具有至少一个第一次级孔区域，第二组件部分具有至少一个第二次级孔区域，优选地通过相对于第一组件部分来旋转第二组件部分，该至少一个第一次级孔区域和该至少一个第二次级孔区域相对于彼此可以运动，从而提供具有可变流动横截面面积的至少一个次级辅助空气进入孔。该第一和第二次级孔区域可以例如沿着圆周方向形成在第一组件部分或者第二组件部分的沿着通道纵向轴线的方向进行延伸的壁区域之间，这些壁区域可以沿着圆周方向重叠地定位，以及通过使两个组件部分相对于彼此进行旋转和因此产生的重叠程度的改变，可以为至少一个次级辅助空气进入孔提供可变的流动横截面面积。

本发明还涉及一种用于把空气引导到空间区域、优选车辆内室中的空气引导系统，该空气引导系统包括至少一个根据本发明所形成的排气组件。尤其地，当要加入到车辆内室中的空气应该进行热处理、也就是说例如应该进行加热时，空气引导系统可以配有例如燃料驱动的加热装置，在该加热装置中加热例如从外部所吸取到的空气并且然后该空气朝着该至少一个排气组件的方向被引导。

在该空气引导系统中可以进一步规定，排气区域和至少一个次级辅助空气进入孔通到空间区域。

附图说明

在下面参照附图来详细描述本发明。在附图中：

图1是排气组件的纵向剖视图；

图2以分解视图示出具有第一组件部分和第二组件部分的图1的排气组件；

图3是沿着图1的线III－III部分地被剖开的、图1的排气组件的轴向视图；

图4以原理图示出具有两个图1的排气组件的空气引导系统。

具体实施方式

在图1中排气组件总体上用10来表示。该排气组件包括第一组件部分12和相对于第一组件部分12绕着通道纵向轴线K可以旋转的第二组件部分14。

第一组件部分12形成有例如基本上呈圆柱形的外壁16。在提供主空气进入区域18的轴向端部区域20内，外壁16与通道壁22相连接。通道壁22沿着通道纵向轴线K的方向从主空气进入区域18开始形成为逐渐减小，这导致由通道壁22所包围限定出的空气引导通道28的流动横截面面积减小。在通道壁22的端部区域24内，形成具有最小流动横截面面积的通道区域30。

大约在通道壁22的端部区域24的轴向区域内，法兰形的、基本上沿着径向延伸的扩展区域32与外壁16相连接。从该扩展区域32开始，基本上提供圆环形的壁结构的一些壁段34以相互间具有圆周间距地沿着圆周方向延伸。

第二组件部分14提供一个朝上游方向呈锥形或者截锥形的终端壁36。在中央的或者尤其与通道纵向轴线K共轴线的或者同心的区域内，把排气孔38设置在终端壁36内，其中该排气孔38基本上提供排气组件10的排气区域40。由两个组件部分12、14所包围的空气引导通道28终止于该排气区域40或者排气孔38的区域。

在通道壁的轴向端部区域24和第二组件部分14的终端壁36之间形成具有初级辅助空气进入孔42的辅助空气进入区域。它优选为连续地、呈环形地绕着通道纵向轴线K或者绕着空气引导通道28进行延伸并且因此沿着轴向直接紧靠着通道壁22。如图1中的虚线所示那样，该呈环形绕着通道纵向轴线K进行延伸的初级辅助空气进入孔42具有基本上呈截锥形的孔横截面几何形状。这导致，空气引导通道28的流动横截面从在通道壁22的轴向端部区域24上具有最小流动横截面面积的通道区域30开始，与初级辅助空气进入孔42由虚线所示的几何形状相对应，向着排气孔38具有增大的流动横截面面积。因此，这也尤其导致，与具有最小流动横截面面积的通道区域30相比，排气孔38在例如其横截面几何形状与在通道壁22轴向端部区域24中的空气引导通道28相同时具有更大的流动横截面面积。

圆周壁44沿着径向向外地紧靠着第二组件部分14的终端壁36地设置在第二组件部分14上。有利的是，圆周壁44基本上形成圆柱形，并且如此地定尺寸，以致它在图1所示的装配好的状态下沿着径向向外地包围第一组件部分12上的壁段34。圆周壁44与壁段34一起形成流动横截面面积可变的次级辅助空气进入孔。辅助空气N可经过这些辅助空气进入孔到达呈环形地包围初级辅助空气进入孔42的辅助空气流动室48中。该辅助空气N朝着初级辅助空气进入孔42的方向通过辅助空气流动室48到达。经过初级辅助空气进入孔42的辅助空气到达由两个组件部分12、14所包围限定出的空气引导通道28内并且因此加入到从主空气进入区域18被引导来到这里的主空气H。主空气H和辅助空气H这两股空气流混合并且作为空气流L从排气组件10中排出。

沿着圆周方向在第一组件部分的壁段34之间，形成沿着通道纵向轴线K的方向远离法兰形扩展区域32地敞开的第一次级孔区域50。如图3所示那样，这些第一次级孔区域50的圆周延伸可以与壁段34的圆周延伸相对应。例如圆周延伸角度α可以分别为36°。

第二次级孔区域52与第一次级孔区域50相对应地设置在第二组件部分14的圆周壁44内。它们可以具有与第一次级孔区域50相同的圆周延伸，沿着圆周方向在每两个第二次级孔区域之间有圆周壁44的一个壁段54，该壁段54在其圆周延伸内可以相应地与第一组件部分12上的一个壁段34相对应地形成。

在图1所示的组合好的状态下，壁段34和圆周壁44沿着通道纵向轴线K的方向相互重叠，因此有利的是，圆周壁44与法兰形扩展区域32的朝着主空气进入区域18的方向定向的后侧相齐平地终止。这两个组件部分12、14绕着通道纵向轴线K相对于彼此可以旋转并且可以布置在例如图3所示的相对旋转位置上。在该相对旋转位置上，壁段34和54如此地相对于彼此进行定位，以致它们基本上没有圆周重叠。这表明，第一次级孔区域50和第二次级孔区域52相互沿着圆周方向基本上也没有重叠并且因此截止向辅助空气流动室48中的流动路径。因此，辅助空气进入孔被堵塞或者说其流动横截面面积为零。

如果从图3所示的相对旋转位置开始，这两个组件部分12、14相对于彼此进行旋转，使得第一和第二次级孔区域50、52来到彼此沿着圆周方向重叠的位置上，因此分别由一个第一次级孔区域50和一个第二次级孔区域52所提供的次级辅助空气进入孔的流动横截面面积也相应地增大。当第一和第二次级孔区域50、52和相应地壁段34、54相互沿着圆周方向完全重叠时，次级辅助空气进入孔具有最大流动横截面面积。

因此，通过在两个组件部分12、14之间调整相对位置和相应地调整次级辅助空气进入孔的流动横截面面积，可以调整被加入到主空气H流量中的辅助空气N的量。由于在排气孔38的区域之前或者在排气孔38的区域内辅助空气N与主空气H相混合并且尤其由于在主空气H是热空气时，与辅助空气N相比，其可以具有更高的温度，因此空气流L在排气区域40内排出，使该空气流L具有位于主空气温度和辅助空气N温度之间的范围内的混合温度。

在这种关系中要指出，次级辅助空气进入孔的横截面几何形状或者横截面面积变化当然也可以受到第一和第二次级孔区域50、52的圆周延伸或者壁段34、54的圆周延伸是多大的影响。当然，下面这样的结构也是可以的，即该结构可以不同于图3所示的、各自具有相同圆周延伸的结构。例如可以设置不同圆周延伸的第一和/或第二次级孔区域50、52。

此外应该指出，允许进行相对旋转运动的、但固定地把两个组件部分12、14相互连接起来的连接部、例如这些组件部分中的一个在外圆周侧上可以具有径向突出部，该突出部可以呈卡钩形状地啮合其他构件内圆周上的相关凹部。有利的是，这两个组件部分12、14可以作为塑料件来提供，其中它们和在附图中各自可以看到的结构方面、即不同壁或者壁段可以各自形成为成一体的构件。

图4示出空气引导系统60，在该系统中，两个排气组件10可以设置有前面所解释的结构。该空气引导系统60配有例如燃料驱动的车辆加热装置62，该车辆加热装置62通过燃烧用空气输送设备被输送燃烧用空气并且通过燃料输送设备被输送燃料。在燃烧工作时所产生的热量在热交换区域中可以被传递到例如从环境中所吸入的主空气H。在加热装置62内被加热过的主空气H通过流动通道64离开该加热装置，该流动通道64在第一分支区域66中通到上游的排气组件10中并且在第二分支区域或者端部区域68中通到下游的排气组件10中。两个排气组件10如此地定位或者定向，以致各自离开它们的空气流L流入到车辆内室70中。此外，两个排气组件10如此地布置，以致法兰形扩展区域32的侧部56与限定出内室70的壁72贴紧。例如通过在壁72的后侧上包围外壁16的固定部件可以实现固定保持。

在图4所示的布置中，两个排气组件10的次级辅助空气进入孔通到车辆内室70，因此从车辆内室70中吸取与主空气H相充分混合的辅助空气N。在每个排气组件10中以上述方式各自通过旋转相应的第二组件部分14，可以调整与主空气H相混合的辅助空气H的多少。因此下面这些是可能的，即被引入到车辆内室70中的空气L的温度通过改变混合到主空气H中的辅助空气N的份额来进行调整，而不需要改变加热装置62的加热功率。

由于此外排气组件10根据文丘里管的原理来进行工作并且在主空气流动时辅助空气通过在逐渐变细的空气引导通道内存在的静态的负压被吸取，因此不需要其它的输送装置来实现辅助空气的混合。在这里应该指出来的是，在初级辅助空气进入孔设置成尽可能地靠近下面这样的位置时可以尤其有效地获得该效果，即在该位置上，空气引导通道具有其最小流动横截面面积并且相应地在其内进行流动的主空气具有最大流动速度。但是按照本发明的意义而言，辅助空气进入区域在具有最小流动横截面面积的通道区域的范围内的位置虽然也包括这种要求的一定偏离，但要确保，那里的辅助空气可以进入到空气引导通道中，在该空气引导通道内由于减小的流动横截面面积使得流动速度提高，因此在主空气流中产生静态负压。

为了能够影响空气L在排气区域40内的流出方向，因此例如在第二组件部分14上可以布置由一些薄片或者类似物所构成的导向表面装置，其中例如通过使提供这种导向面的薄片进行偏转可以实现流出方向的改变。这意味着，通过可摆动的薄片或者类似物或者通过固定的栅格装置或者薄片装置，可以把该排气孔分成许多个孔区域，可选用于影响流出方向。在这种情况下也有利的是，排气孔38由这些划分而产生的孔段的总流动横截面面积大于具有最小流动横截面面积的通道区域30内的流动横截面面积。

如图1和2所示那样，空气引导通道可以沿着直线延伸的通道纵向轴线K的方向进行延伸并且形成为具有沿着这个方向减小的流动横截面面积。原则上，空气引导通道28也可以形成弯曲的，其中该通道纵向轴线相应地是弯曲的。在这种情况下，就关于通道纵向轴线的径向位置来说，可相应地理解成，相对位置应该处于空气引导通道的一个轴向区域或者通道纵向轴线中，在该区域内存在这样的构成，该构成具有相对于通道纵向轴线的规定位置。

Claims (20)

1.排气组件，用于把空气(L)引导到车辆内室(70)中，该排气组件包括空气引导通道(28)和辅助空气进入区域，该空气引导通道用于把主空气(H)从主空气进入区域(18)引导到排气区域(40)，空气引导通道(28)的流动横截面面积从主空气进入区域(18)向着排气区域(40)的方向直到具有最小流动横截面面积的通道区域(30)为止至少局部地减小，该辅助空气进入区域使辅助空气(N)在具有最小流动横截面面积的通道区域(30)的范围内进入到空气引导通道(28)中。

2.根据权利要求1所述的排气组件，其特征在于，辅助空气进入区域包括至少一个初级辅助空气进入孔(42)，辅助空气(N)通过该至少一个初级辅助空气进入孔(42)加入到主空气(H)中。

3.根据权利要求2所述的排气组件，其特征在于，一个初级辅助空气进入孔(42)呈环形地环绕空气引导通道(28)的通道纵向轴线(K)。

4.根据权利要求3所述的排气组件，其特征在于，初级辅助空气进入孔(42)具有截锥形的孔横截面几何形状。

5.根据权利要求2～4之中任一项所述的排气组件，其特征在于，辅助空气进入区域包括至少一个次级辅助空气进入孔，至少一个次级辅助空气进入孔通到辅助空气流动室(48)中，该辅助空气流动室(48)通到所述至少一个初级辅助空气进入孔(42)中。

6.根据权利要求5所述的排气组件，其特征在于，至少一个次级辅助空气进入孔相对于空气引导通道(28)的通道纵向轴线(K)沿着径向布置在该至少一个初级辅助空气进入孔(42)之外。

7.根据权利要求6所述的排气组件，其特征在于，该辅助空气流动室(48)基本上呈环形地环绕着通道纵向轴线(K)。

8.根据权利要求5所述的排气组件，其特征在于，至少一个次级辅助空气进入孔的流动横截面面积是可改变的。

9.根据权利要求8所述的排气组件，其特征在于，所有的次级辅助空气进入孔的流动横截面面积是可改变的。

10.根据权利要求1～4之中任一项所述的排气组件，其特征在于，第一组件部分(12)具有用于空气引导通道(28)的通道壁(22)，该通道壁(22)从主空气进入区域(18)离开地至少局部逐渐变细地形成。

11.根据权利要求10所述的排气组件，其特征在于，该通道壁(22)提供具有最小流动横截面面积的通道区域(30)。

12.根据权利要求11所述的排气组件，其特征在于，在该通道壁(22)的远离主空气进入区域(18)的端部区域(24)中，该通道壁提供具有最小流动横截面面积的通道区域(30)。

13.根据权利要求2至4之中任一项所述的排气组件，其特征在于，第一组件部分(12)具有用于空气引导通道(28)的通道壁(22)，该通道壁(22)从主空气进入区域(18)离开地至少局部逐渐变细地形成，第二组件部分(14)具有排气孔(38)，用于通过空气引导通道(28)引导的主空气(H)以及用于通过所述至少一个初级辅助空气进入孔(42)加入到主空气(H)中的辅助空气(N)。

14.根据权利要求13所述的排气组件，其特征在于，排气孔(38)基本上提供排气区域(40)。

15.根据权利要求13所述的排气组件，其特征在于，与具有最小流动横截面面积的通道区域(30)相比，排气孔(38)具有更大的流动横截面面积。

16.根据权利要求13所述的排气组件，其特征在于，至少一个初级辅助空气进入孔(42)限制在第一组件部分(12)的通道壁(22)和第二组件部分(14)之间、在第二组件部分的提供排气孔(38)的区域(36)内。

17.根据权利要求13所述的排气组件，其特征在于，辅助空气进入区域包括至少一个次级辅助空气进入孔，至少一个次级辅助空气进入孔通到辅助空气流动室(48)中，该辅助空气流动室(48)通到所述至少一个初级辅助空气进入孔(42)中，至少一个次级辅助空气进入孔的流动横截面面积是可改变的，第一组件部分(12)具有至少一个第一次级孔区域(50)，第二组件部分(14)具有至少一个第二次级孔区域(52)，该至少一个第一次级孔区域(50)和该至少一个第二次级孔区域(52)能相对于彼此运动，用于提供具有可变流动横截面面积的至少一个次级辅助空气进入孔。

18.根据权利要求17所述的排气组件，其特征在于，通过相对于第一组件部分(12)旋转第二组件部分(14)，该至少一个第一次级孔区域(50)和该至少一个第二次级孔区域(52)能相对于彼此运动。

19.空气引导系统，用于把空气引导到空间区域中，该空气引导系统包括至少一个根据权利要求1至18之中任一项所述的排气组件(10)。

20.根据权利要求19所述的空气引导系统，其特征在于，排气区域(40)和至少一个次级辅助空气进入孔通到空间区域中。