CN107690396B - 空气流出器和用于将空气引入到舱内的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将空气直接引入到车辆乘员舱内的空气流出器(1)，其具有至少一个排出口(2)和至少一个布置在排出口(2)的区域内的偏转面(3、4、15、16、17、18、19)，所述偏转面关于从空气流出器中朝向排出口流动的空气的流动方向(5)沿径向向外延伸，并且从空气流出器中朝向排出口流动的空气能借助所述偏转面利用康达效应沿径向向外偏转。为了提供一种能较直观操作的并且能较低成本制造的空气流出器(1)，利用本发明建议：偏转面的造型和布置结构与从空气流出器中朝向排出口流动的空气的流动速度相协调，使得从空气流出器中朝向排出口流动的空气通过偏转面沿径向向外偏转的概率和不偏转的概率相同。

Description

空气流出器和用于将空气引入到舱内的方法

技术领域

本发明涉及一种用于将空气直接引入到车辆乘员舱内的空气流出器，其具有至少一个排出口和至少一个布置在排出口的区域内的偏转面，所述偏转面关于从空气流出器中朝向排出口流动的空气的流动方向沿径向向外延伸，并且从空气流出器中朝向排出口流动的空气能借助所述偏转面利用康达效应沿径向向外偏转。

此外，本发明涉及一种用于将空气直接引入到车辆乘员舱内的方法，其中，将空气经由至少一个空气流出器直接引入到乘员舱内，所述空气流出器具有至少一个排出口和至少一个布置在排出口的区域内的偏转面，所述偏转面关于从空气流出器中朝向排出口流动的空气的流动方向沿径向向外延伸，并且从空气流出器中朝向排出口流动的空气能借助所述偏转面利用康达效应沿径向向外偏转。

背景技术

空气流出器与不同型式的空调设备或通风系统相结合地用于能将空气引入到舱内。例如，在车辆的空调设备中，将调温的并且干燥的空气经由空气流出器引入到车辆乘员舱内。

空气流出器通常提供不同的调节可能性。例如，可以调节从空气流出器流出的空气射束的方向。为此，空气流出器可以配备叶片结构、尤其是叶片格栅，所述叶片结构能通过可枢转的或另外可位移的叶片实现可变地偏转空气。

叶片结构为机械精密结构，所述机械精密结构不仅在生产方面而且在装配方面相对复杂并且因而昂贵。此外，叶片在气流中作为空气动力学的阻力或者说干扰体起作用。这相对于未受干扰的气流不仅导致提高的流动损失和压力损失、而且导致通过生成噪音明显地使声学效果变差。当角位置大时，通过在叶片上由物理引起地分流，相对限制流体的偏转。

一种没有叶片结构的空气流出器例如由DE 10 2013 111 175 B3已知。所述空气流出器包括壳体，该壳体具有空气排出口、在供气通道上的第一连接部和连续的流动通道。流动通道至少在两个相对置的区段上构成为这样弯曲的，使得流动通道的横截面朝向空气排出口扩大。所述至少两个区段包括分别通入位于所述区段后面的腔体中的开口。所述腔体分别具有一个与第一连接部分离的第二连接部以供应或者排出空气用以产生超压和/或负压。借助弯曲的区段，朝向相应区段流动的空气可以利用康达效应沿径向向外偏转。通过产生超压或者负压可以使从空气流出器流出的空气射束的流动方向改变。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能较直观操作的并且能较低成本制造的空气流出器。

所述目的通过本发明实现。有利的设计方案可以分别单独地或者以不同的互相组合构成本发明的一个方面。

按照本发明的用于将空气直接引入到车辆乘员舱内的空气流出器包括至少一个排出口和至少一个布置在排出口的区域内的偏转面，所述偏转面关于从空气流出器中朝向排出口流动的空气的流动方向沿径向向外延伸，并且从空气流出器中朝向排出口流动的空气能借助所述偏转面利用康达效应沿径向向外偏转。偏转面的造型和布置结构这样与从空气流出器中朝向排出口流动的空气的流动速度相协调，使得从空气流出器中朝向排出口流动的空气通过偏转面沿径向向外偏转的概率和不偏转的概率相同。

按照本发明的空气流出器的偏转面这样地构成和布置，使得形成准稳定的状态，在所述状态下，一方面从空气流出器中朝向排出口流动的空气通过偏转面沿径向向外偏转的概率和不偏转的概率相同，并且在所述状态下，另一方面通过偏转面偏转的或者不偏转的空气射束在没有外部干扰的情况下是稳定的。

如果在空气流出器的运行中例如稳定地产生不偏转的空气射束，则可以使对象、例如人的手或者物品这样在空气流出器的范围内保持到不偏转的空气射束中，使得空气射束在其下一个稳定的状态下以偏转的空气射束的形式涌出，反之亦然。因此，与传统的解决方案相反，按照本发明的空气流出器能非常直观并且直接地操作。

本发明利用在流体物理学中已知的康达效应，以便能将从空气流出器中朝向排出口流动的空气按照本发明偏转。按照康达效应，气体射束或者液体流具有在凸出的表面上顺沿流动、而不是从凸出的表面脱离并且沿原始的流动方向继续运动的倾向。

实验表明，对于不同的偏转角度构成不同的状态。例如，如果偏转角度小于最小偏转角度，则观测到康达效应，这意味着从空气流出器中朝向排出口流动的空气紧靠在偏转面上，使得从空气流出器中朝向排出口流动的空气相对于其原始的流动方向偏转。此后只存在偏转的空气射束。如果偏转角度位于最小偏转角度与最大偏转角度之间，则产生在本发明的范围内使用的准稳定的状态，在所述状态下，根据环境条件稳定地构成偏转的空气射束，或者以相同的概率稳定地构成不偏转的空气射束。如果偏转角度大于最大偏转角度，则从空气流出器中朝向排出口流动的空气不偏转，使得从空气流出器中朝向排出口流动的空气沿其原始的流动方向继续运动。最小偏转角度和最大偏转角度受偏转面的不同的参数(例如表面特性、尤其是粗糙度)、从空气流出器中朝向排出口流动的空气的流动速度和类似参数影响，并且例如可以根据实验得出。按照本发明，偏转角度通过偏转面的造型和布置结构这样与从空气流出器中朝向排出口流动的空气的流动速度相协调，使得从空气流出器中朝向排出口流动的空气通过偏转面沿径向向外偏转的概率和不偏转的概率相同。因此，偏转角度按照本发明位于最小偏转角度与最大偏转角度之间。为了实现按照本发明的效果，偏转面的造型和布置结构可以附加地与至少一个另外的参数相协调。

按照本发明的空气流出器可以构成为完全没有机械式导气元件，使得在没有机械式导气元件和未按照DE 10 2013 111 175 B3施加压力的情况下调节从空气流出器排出的空气射流的流动方向是可能的。因此，按照本发明的空气流出器能以比这种传统的空气流出器更少的花费因而以及更低成本地制造。因为在气流中不存在机械式导气元件或者说空气动力学干扰体，所以不会如传统的那样出现提高的流动损失和压力损失以及由于在机械式导气元件上生成噪音而使声学效果变差。在没有机械式和活动式导气元件和与所述导气元件连接的精密机械的情况下，按照本发明的空气流出器明显比具有这样的导气元件的空气流出器更牢固并且功能更可靠。由此明显减少可能需要的维修的数量。此外，取消机械式导气元件导致对于设计按照本发明的空气流出器的新的自由度。

按照本发明的空气流出器也可以具有两个或多个相应的偏转面，以便能借助空气流出器选择性地调节从空气流出器排出的空气的三个或多个流动方向。

按照本发明的空气流出器可以用于将调过温的和/或干燥的空气直接引入到车辆乘客舱内。

按照一种有利的构造方案，偏转面构成为至少部分凸面的或者平面的。两种构造方案均能实现发生康达效应。偏转面也可以构成为完全凸面的或者平面的。

另一种有利的构造方案规定，偏转面至少部分地通过如下构件形成，所述构件至少部分地这样由智慧型材料制成，使得在施加电压时所述构件改变其造型并且由此改变偏转面的造型。智慧型材料也称为“智能材料”。正如上文已经提到的，最小偏转角度和最大偏转角度取决于从空气流出器中朝向排出口流动的空气的流动速度。此外，同样的情况也适用于在构成为平面的偏转面与空气流出器的邻接于所述偏转面的沿空气流动方向设在上游的区段之间的半径。因此，在变化的鼓风机级或者与之关联的不同的空气流动速度的情况下，空气的偏转角度以及可能的话提到的半径必须要匹配，以便能为空气的全部流动速度保证优化地运行空气流出器并且能为空气的全部流动速度调节准稳定的状态。这可以通过如下方法实现，即偏转面(可能也在半径的范围内)通过如下的构件形成，所述构件至少部分地这样由智慧型材料制成，使得在施加电压时，所述构件改变其造型并且由此改变偏转面的造型。尤其可以通过改变所述构件的造型使空气的偏转角度改变。

按照另一种有利的构造方案，空气流出器包括至少一个流动通道，所述流动通道具有至少一个能与供气部连接的流入区段和至少一个与所述流入区段连接的邻接于流出口的流出区段，流出口布置在所述流出区段上，其中，偏转面这样布置在所述流出区段上，使得流动通道在偏转面的区域内朝向排出口扩张。按照该构造方案，空气流出器也可以没有与上述优点关联的机械式导气元件。

以有利的方式，流动通道具有至少一个能纵向移动地布置在流入区段之内的空气通道。通过空气通道在流入区段内的纵向移动，可以使从空气流出器流出的空气的流动方向无级地改变。如果空气通道远离流出区段移动，则借助偏转面最大地偏转从空气流出器中朝向排出口流动的空气是可能的。反之，如果空气通道朝向流出区段移动，则从空气流出器中朝向排出口流动的空气不被偏转面这样强烈地偏转，因为空气以较小的迎流角度迎流偏转面。

此外有利的是，空气通道的流动横截面为可变的。如果空气通道的流动横截面减小，则在空气通道中流动的空气的流动速度升高。反之，如果空气通道的流动横截面增大，则在空气通道中流动的空气的流动速度降低。通过使从空气流出器中朝向排出口流动的空气的流动速度这样改变，空气不同强度地借助偏转面偏转。因此，也能由此实现使从空气流出器流出的空气的流动方向无级地改变。

一种另外的按照本发明的用于将空气直接引入到车辆乘客舱内的空气流出器包括至少一个排出口、至少一个布置在排出口的区域内的能可变调节的导气结构和至少一个布置在排出口的区域内的偏转面，所述偏转面关于借助处于极限位置的导气结构朝向偏转面引导的空气的流动方向沿径向向外延伸。偏转面的造型和布置结构这样与从空气流出器中朝向排出口流动的空气的流动速度相协调，使得从空气流出器中朝向排出口流动的空气能借助所述偏转面利用康达效应沿径向向外偏转。

按照本发明的空气流出器可以具有例如机械式导气元件、尤其是叶片作为导气结构，借助所述导气元件能偏转空气射束。偏转面在流出侧邻接于导气元件并且由此用于增大从空气流出器流出的空气的最大偏转角度。这样增大从空气流出器流出的空气的最大偏转角度在特定的要求、例如在敞篷轿车中的情况下可能是合乎目的的。这里，偏转面可以用于在需要时将流过空气流出器的空气的至少一部分继续向下偏转。例如，如果流过空气流出器的空气借助机械式导气元件最大地向下偏转，则空气的一部分从空气流出器中朝向排出口流动。偏转面的造型和布置结构这样选择，使得叶片在其极限位置中这样朝向偏转面引导空气，使得空气通过与偏转面接触利用康达效应强制地沿径向向外偏转。在这里，借助偏转面突然地改变空气的偏转。在此，康达效应能实现最大的偏转角度，所述最大的偏转角度大于单独借助叶片能实现的最大偏转角度。可以通过特定的造型、导流边缘的、尤其是扰流器的构造和通风技术上的旁路的构造进一步调控所述效应。

此外，在所述另外的空气流出器中，可以实现开始描述的空气流出器的上述构造方案中的至少一种构造方案。

根据一种按照本发明的用于将空气直接引入到车辆乘员舱内的方法，将空气经由至少一个空气流出器直接引入到乘员舱内，所述空气流出器具有至少一个排出口和至少一个布置在排出口的区域内的偏转面，所述偏转面关于从空气流出器中朝向排出口流动的空气的流动方向沿径向向外延伸，并且从空气流出器中朝向排出口流动的空气能借助所述偏转面利用康达效应沿径向向外偏转，其中，使偏转面的造型和布置结构这样与从空气流出器中朝向排出口流动的空气的流动速度相协调，使得从空气流出器中朝向排出口流动的空气通过偏转面沿径向向外偏转的概率和不偏转的概率相同。

上面关于空气流出器提到的优点与本方法相应地关联。尤其是，按照前述构造方案之一或者前述构造方案之任意组合的空气流出器可以设置用于执行本方法。

按照一种有利的构造方案，使从空气流出器中朝向排出口流动的空气的迎流角度改变。通过这样使迎流角度改变，使被偏转面偏转的空气的偏转角度改变。迎流角度从而以及偏转角度可以特别是连续改变。使迎流角度改变可以借助能纵向移动地布置在空气流出器的流动通道的流入区段之内的空气通道实现，正如上面结合空气流出器的构造方案描述的那样。

按照另一有利的构造方案，使从空气流出器中朝向排出口流动的空气的流动速度改变。通过这样使从空气流出器中朝向排出口流动的空气的流动速度改变，所述空气不同强度地借助偏转面偏转。因此，由此也能实现使从空气流出器流出的空气的流动方向无级地改变。使从空气流出器中朝向排出口流动的空气的流动速度改变可以通过使流动横截面、尤其是按照空气流出器的上述构造方案的空气通道的流动横截面改变而实现。

根据一种另外的按照本发明的用于将空气直接引入到车辆乘员舱内的方法，将空气经由至少一个空气流出器直接引入到乘员舱内，所述空气流出器具有至少一个排出口和至少一个布置在排出口的区域内的能可变调节的导气结构。在排出口的区域内布置至少一个偏转面，所述偏转面关于从空气流出器中朝向排出口流动的空气沿径向向外延伸。借助处于极限位置的导气结构，朝向偏转面引导空气。使偏转面的造型和布置结构这样与从空气流出器中朝向排出口流动的空气的流动速度相协调，使得借助所述偏转面使从空气流出器中朝向排出口流动的空气利用康达效应沿径向向外偏转。

上面关于所述另外的空气流出器提到的优点与所述另外的方法相应地关联。尤其是，按照前述构造方案之一或者前述构造方案之任意组合的所述另外的空气流出器可以设置用于执行所述另外的方法。

附图说明

本发明的进一步的细节、特征和优点由下面的说明和附图得出。附图如下：

图1示出对于按照本发明的空气流出器的一种实施例的示意性的剖视图；

图2示出对于按照本发明的空气流出器的另一实施例的示意性的剖视图；

图3示出对于按照本发明的空气流出器的另一实施例的示意性的透视图；

图4示出对于按照本发明的空气流出器的另一实施例的示意图。

在附图中，相同的或者说功能相同的构件设有同一附图标记。

具体实施方式

图1示出对于按照本发明的空气流出器1的一种实施例的示意性的剖视图，所述空气流出器用于将空气直接引入到未示出的车辆的乘员舱内。

空气流出器1包括一个排气口2和两个布置在排气口2的区域内的偏转面3和4，各所述偏转面分别关于从空气流出器1中朝向排气口2流动的空气的流动方向5沿径向向外延伸，并且从空气流出器1中朝向排气口2流动的空气能分别借助各所述偏转面利用康达效应沿径向向外偏转。偏转面3和4布置成彼此相对置的。

空气流出器1包括流动通道6，所述流动通道具有能与未示出的供气部连接的流入区段7和与所述流入区段连接的邻接于流出口2的流出区段8，流出口2布置在所述流出区段上。每个偏转面3或4这样布置在流出区段8上，使得流动通道6在相应偏转面3或4的区域内朝向排出口2扩张。

每个偏转面3或4的造型和布置结构这样与从空气流出器1中朝向排气口2流动的空气的流动速度相协调，使得从空气流出器1中朝向排气口2流动的空气通过相应偏转面3或4按照箭头9或10以偏转角度α沿径向向外偏转的概率和按照箭头11不沿径向向外偏转的概率相同。每个偏转面3或4构成为平面的，并且通过半径12与流入区段7连接。偏转角度α位于最小偏转角度与最大偏转角度之间，使得如所示那样形成上文描述的准稳定的状态。

在开始运行空气流出器1时，从空气流出器1流出的空气的用箭头9至11表示的流动方向中的唯一一个流动方向稳定地产生。如果有对象在所述气流中运动，则气流突然变向并且从空气流出器1流出的空气的另外的用箭头9至11表示的流动方向中的唯一一个流动方向稳定地产生。因此，可以在没有机械式导气元件的情况下调节从空气流出器1流出的空气的方向。

每个偏转面3或4至少部分地通过如下的构件13形成，所述构件至少部分地这样由智慧型材料制成，使得在施加电压时，所述构件改变其造型并且由此改变相应偏转面3或4的造型。由此可以将偏转角度α和相应的半径12优化地与从空气流出器1中朝向排气口2流动的空气的相应流动速度相匹配。

图2示出对于按照本发明的空气流出器1的另一实施例的示意性的剖视图，所述空气流出器用于将空气直接引入到未示出的车辆的乘员舱内。

该空气流出器1与在图1中示出的实施例的区别在于，偏转面3和4不是通过上文描述的构件13形成，并且流动通道6具有能纵向移动地布置在流入区段7之内的空气通道14，所述空气通道的流动横截面(这里用高度h表示)是可变的。此外，空气流出器1与在图1中示出的实施例相符，因此为了避免重复而参阅对图1的上述说明。

通过纵向移动空气通道14，使未示出的迎流角度改变，从空气通道14排出来的空气以所述迎流角度迎流相应偏转面3或4。根据迎流角度，使从空气流出器1中朝向排气口2流动的空气不同强度地沿径向向外偏转。当空气通道14远离流出区段8移动时，从空气流出器1流出的空气的最大偏转角度α连续变大直至最大值；而当空气通道14朝向流出区段8移动时，所述最大偏转角度连续变小直至最小值。因此，最大偏转角度α取决于流出口2与空气通道14的朝向流出区段8的端部之间的距离l。通过改变空气通道14的高度h或者说流动横截面，可以使从空气流出器1中朝向排气口2流动的空气的流动速度改变。由此也可以使最大偏转角度α无级地改变。

图3示出对于按照本发明的空气流出器1的另一实施例的示意性的透视图，所述空气流出器用于将空气直接引入到车辆的乘员舱内。空气流出器1的流动通道7的横截面构成为多边形的、尤其是六边形的。偏转面3、4和15至18构成为凸面的。因此可以选择性地产生一束不经由偏转面3、4和15至18之一偏转的稳定的空气射束和六束偏转的稳定的空气射束。

图4示出对于按照本发明的空气流出器1的另一实施例的示意图，所述空气流出器用于将空气直接引入到车辆的乘员舱内。

空气流出器1包括排出口2和布置在排出口2的区域内的具有未详细示出的叶片的能可变调节的导气结构20。此外，空气流出器1包括布置在排出口2的下部区域内的偏转面19，所述偏转面关于借助处于下极限位置的导气结构20朝向偏转面19引导的空气的流动方向沿径向向外延伸。偏转面19的造型和布置结构这样与从空气流出器1中朝向排气口2流动的空气的流动速度相协调，使得从空气流出器1中朝向排气口2流动的空气能借助偏转面19利用康达效应沿径向向外偏转。空气流出器1布置在车辆的未示出的装饰面上。

偏转面19可以至少部分地构成为凸面的或平面的。偏转面19可以至少部分地通过如下的未示出的构件形成，所述构件至少部分地这样由智慧型材料制成，使得在施加电压时所述构件改变其造型并且由此改变偏转面19的造型。

在图4中，用附图标记21标记机械式导气装置20的最大偏转范围。用附图标记22标记如下的偏转范围，借助偏转面19偏转的空气流入到所述偏转范围中。所述偏转范围22尤其在敞篷轿车的通风系统中是有利的。

附图标记列表

1 空气流出器

2 排出口

3 偏转面

4 偏转面

5 流动方向

6 流动通道

7 流入区段

8 流出区段

9 箭头

10 箭头

11 箭头

12 半径

13 构件

14 空气通道

15 偏转面

16 偏转面

17 偏转面

18 偏转面

19 偏转面

20 机械式导气装置

21 偏转范围

22 偏转范围

α 偏转角度

Claims (10)

1.用于将空气直接引入到车辆乘员舱内的空气流出器(1)，其具有至少一个排出口(2)和至少一个布置在排出口(2)的区域内的偏转面(3、4、15、16、17、18、19)，所述偏转面关于从空气流出器(1)中朝向排出口(2)流动的空气的流动方向(5)沿径向向外延伸，并且从空气流出器(1)中朝向排出口(2)流动的空气能借助所述偏转面利用康达效应沿径向向外偏转，其特征在于，偏转面(3、4、15、16、17、18、19)的造型和布置结构与从空气流出器(1)中朝向排出口(2)流动的空气的流动速度相协调，使得从空气流出器(1)中朝向排出口(2)流动的空气通过偏转面(3、4、15、16、17、18、19)沿径向向外偏转的概率和不偏转的概率相同。

2.根据权利要求1所述的空气流出器(1)，其特征在于，所述偏转面(3、4、15、16、17、18、19)构成为至少部分凸面的或者平面的。

3.根据权利要求1所述的空气流出器(1)，其特征在于，所述偏转面(3、4、15、16、17、18、19)至少部分通过如下的构件(13)形成，所述构件至少部分地由智慧型材料制成，使得在施加电压时所述构件改变其造型并且由此改变偏转面(3、4、15、16、17、18、19)的造型。

4.根据权利要求2所述的空气流出器(1)，其特征在于，所述偏转面(3、4、15、16、17、18、19)至少部分通过如下的构件(13)形成，所述构件至少部分地由智慧型材料制成，使得在施加电压时所述构件改变其造型并且由此改变偏转面(3、4、15、16、17、18、19)的造型。

5.根据权利要求1至4之一所述的空气流出器(1)，其特征在于，设有至少一个流动通道(6)，所述流动通道具有至少一个能与供气部连接的流入区段(7)和至少一个与所述流入区段连接的邻接于流出口(2)的流出区段(8)，流出口(2)布置在所述流出区段上，其中，偏转面(3、4、15、16、17、18、19)布置在流出区段(8)上，使得所述流动通道(6)在偏转面(3、4、15、16、17、18、19)的区域内朝向排出口(2)扩张。

6.根据权利要求5所述的空气流出器(1)，其特征在于，所述流动通道(6)具有至少一个能纵向移动地布置在流入区段(7)之内的空气通道(14)。

7.根据权利要求6所述的空气流出器(1)，其特征在于，所述空气通道(14)的流动横截面是可变的。

8.用于将空气直接引入到车辆乘员舱内的方法，其中，将空气经由至少一个空气流出器(1)直接引入到乘员舱内，所述空气流出器具有至少一个排出口(2)和至少一个布置在排出口(2)的区域内的偏转面(3、4、15、16、17、18、19)，所述偏转面关于从空气流出器(1)中朝向排出口(2)流动的空气的流动方向(5)沿径向向外延伸，并且从空气流出器(1)中朝向排出口(2)流动的空气能借助所述偏转面利用康达效应沿径向向外偏转，其特征在于，使偏转面(3、4、15、16、17、18、19)的造型和布置结构与从空气流出器(1)中朝向排出口(2)流动的空气的流动速度相协调，使得从空气流出器(1)中朝向排出口(2)流动的空气通过偏转面(3、4、15、16、17、18、19)沿径向向外偏转的概率和不偏转的概率相同。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，使从空气流出器(1)中朝向排出口(2)流动的空气的迎流角度改变。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，使从空气流出器(1)中朝向排出口(2)流动的空气的流动速度改变。

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