CN107921843A - 用于机动车辆的空气冷却装置以及相关联的雾化头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的空气冷却装置(1)，包括：通风构件(2)，其设计成向车辆乘客舱供应空气流；以及雾化头(3)，用于将雾化液体的液滴输送到用于车辆乘客舱的空气流中，并包括可产生振动运动的压电陶瓷(5)。根据本发明，雾化头(3)还包括固定的开槽格栅(7)，由压电陶瓷(5)的振动运动产生的雾化液体的液滴通过该开槽格栅被输送。本发明还涉及用于这种空气冷却装置的雾化头(3)。

Description

用于机动车辆的空气冷却装置以及相关联的雾化头

技术领域

本发明涉及用于机动车辆的空气冷却装置。本发明还涉及用于这种空气冷却装置的雾化头。

背景技术

为了确保乘客的热舒适性，机动车辆通常包括通风和/或空气调节系统，以在乘客舱内建立在外部温度以下的温度。

这些通风和/或空调系统使用冷却的空气提供通风以确保车辆乘客的热舒适性。

这种系统的第一个缺点是冷却的空气被干燥。

此外，位于乘客舱后部的座椅通常通风不良，因此也被不良地冷却。

还应该注意到，不是每辆车都必须装有空调。

为了改善这种情况，已知存在将诸如水的液体雾化的方法。为此目的，已知的解决方案是提供一种空气冷却装置，该空气冷却装置特别地包括通气构件和雾化头，空气流通过该通气构件流通，该雾化头特别地可以布置在通气构件处，以便将雾化水微滴或液滴输送到用于通气和/或通风的空气流中。液滴蒸发，由于此时吸收的汽化潜热而引起温度下降。例如，车辆内的一个或多个乘客不会感觉到湿度的增加，而只感觉到凉爽的感觉。

这样的解决方案可以至少部分地弥补空调的缺失，或者如果存在这样的空调但是局部不足的话可以改善乘客舱的冷却。这个解决方案也有助于加湿空气。

根据已知的解决方案，雾化头包括：压电换能器，该压电换能器具有基本上圆柱形的本体；具有基本环形形状的压电陶瓷元件，其布置成使得压电换能器振动；以及布置在压电换能器的一端处的穿孔膜，使得其通过压电传感器振动。

通常，微穿孔膜非常薄，例如厚度约为40μm，因此可能容易损坏。

此外，压电陶瓷元件和穿孔膜被中间压电换能器的本体分开，这使得振动能够被放大到膜上。这种中间压电换能器具有增加雾化头尺寸的缺点。而且，采用这种已知的解决方案，压电式传感器的本体增加了一定的厚度，当雾化头安装在空气流流通所通过的通气构件上时，这减小了空气流的通过横截面。

为了便于集成，特别是集成至通气构件中，还存在一种已知的方式，以将雾化头组装在壳体中，该壳体进而要被接收在通气构件的互补壳体中。这进一步增加了将雾化头接收在其壳体中的空气冷却装置的总体尺寸。

发明内容

因此，本发明的一个目的是通过提出一种具有较小整体尺寸的空气冷却装置来至少部分地克服现有技术中的这些问题，同时降低损坏雾化头的风险。

为此目的，本发明提出一种用于机动车辆的空气冷却装置，包括：

-通气构件，其构造成扩散要被发送到所述车辆的乘客舱的空气流，以及

-雾化头，其构造成将雾化液体的液滴输送到要被发送到所述车辆的乘客舱的空气流中，并且包括能够产生振动运动的压电陶瓷元件，

其特征在于，所述雾化头还包括以固定方式布置的穿孔格栅，由所述压电陶瓷元件的振动运动产生的雾化液体的液滴可以通过所述穿孔格栅被输送。

固定的穿孔格栅比现有技术解决方案的振动膜更坚固。

此外，不再需要在压电陶瓷元件和振动膜之间设置用于放大振动的压电换能器。因此，与已知的现有技术解决方案相比，根据本发明的雾化头尺寸紧凑。这可以显着地便于其集成到通气构件中而不增加总体尺寸。这是因为例如只有膜和压电陶瓷元件必须插入通气构件的外壳中。雾化头的外壳可以省去。

有利地，穿孔格栅由刚性材料制成，以使其不振动。

根据本发明的一个方面，所述穿孔格栅的穿孔具有大约5μm至15μm、或者优选地大约8μm至12μm的直径。格栅也被称为微穿孔格栅。

根据一个优选实施例，压电陶瓷元件与穿孔格栅分离并且面向穿孔格栅布置。

压电陶瓷元件和穿孔格栅有利地是同心的。

根据另一方面，压电陶瓷元件制成直径大约为10mm的盘形式。

根据本发明的又一方面，雾化头的穿孔格栅制成直径大约为10mm的盘形式。

这提供了一种与其中陶瓷具有例如大约20mm的外部直径的现有技术解决方案相比高度紧凑的雾化头。

有利的是，穿孔格栅具有大约1mm的厚度。与具有非常薄的振动膜的现有技术解决方案相比，由于例如触摸而损坏雾化头的穿孔格栅的风险被最小化。

根据本发明的又一方面，雾化头安装在通气构件上，使得可以优化由通气构件扩散的空气流与由雾化头输送的雾化液体的液滴的混合。

利用这种雾化头，通气构件处的空气流的通过横截面大于在压电陶瓷元件和振动膜之间包括具有中间压电换能器的头的通气构件中的通过横截面。

雾化头例如大致布置在通气构件的中心。

通气构件可以包括至少部分地被穿孔的元件，例如以通气格栅的形式制成，在这种情况下雾化头可以安装在通气格栅上。

有利地，雾化头的穿孔格栅布置成在通气构件的空气流出口侧从通气构件突出。

有利地，雾化头的穿孔格栅布置成在通气构件的空气流出口侧与通气构件平齐。

雾化液体的液滴因此被输送到空气流从其排出的通气构件的通气嘴的下游。因此，在机动车辆应用中，液滴在空气流中直接朝向车辆的乘客舱雾化。

根据本发明的另一方面，空气冷却装置包括用于供应雾化头的雾化液体的腔室，雾化液体供应腔室布置在压电陶瓷元件与穿孔格栅之间。

优选地，压电陶瓷元件根据雾化液体的液滴的流动方向布置在雾化液体供应腔室的上游，并且雾化液体供应腔室根据雾化液体的液滴的流动方向布置在穿孔格栅的上游。

这样的供应腔室使得不需要使用多孔材料(例如灯芯)以将雾化液体带到雾化头，从而避免了雾化液体的滞留以及随之而来的促进细菌和/或生物膜或藻类增殖的风险。

雾化液体供应腔室也可以布置在通气构件中。通过压电陶瓷元件和穿孔格栅之间的空腔可以容易地在通气构件中形成供应腔室。

根据本发明的另一方面，空气冷却装置包括布置在供应腔室和压电陶瓷元件之间的密封器件。

密封器件例如制成密封垫圈的形式，例如O形环。

根据特定实施例，压电陶瓷元件具有第一面和与第一面相对的第二面。密封器件布置在第一面的那一侧，用于向压电陶瓷元件供电的器件设置在第二面上。

这确保了压电陶瓷元件的两个面之间的密封。

本发明还涉及一种用于如上所述的空气冷却装置的雾化头，该雾化头包括能够产生振动运动的压电陶瓷元件，其特征在于，该雾化头还包括以固定方式布置的穿孔格栅，雾化液体的液滴可通过所述穿孔格栅被输送。

固定的穿孔格栅增加了雾化头的可靠性和坚固性，而压电陶瓷元件产生的振动使得雾化液体能够被推动通过穿孔格栅，以朝向车辆的乘客舱输送雾化液体的液滴。

此外，雾化头不再具有振动膜，不再需要压电换能器；因此雾化头具有紧凑的尺寸，这便于其集成到例如用于机动车乘客舱的冷却装置的通气构件中。

附图说明

本发明的其他特征和优点将通过阅读作为说明性而非限制性示例提供的以下描述以及从附图中更清楚地显现，其中：

图1是根据本发明的空气冷却装置的示意性正视图，

图2示意性地示出了图1的空气冷却装置的剖面截面图，

图3是雾化头和雾化头的雾化液体供应腔室的示意性剖视图。

在这些图中，相同的元件具有相同的参考。

具体实施方式

以下实施例是示例。尽管描述涉及一个或多个实施例，但是这不一定意味着每个引用涉及相同的实施例，或者特征仅适用于单个实施例。不同实施例的单个特征也可以被组合以提供其他实施例。

参考图1，本发明涉及一种用于机动车辆的用于冷却孔气流的装置1。

空气流冷却装置1例如连接到机动车辆中现有的通风和/或空调系统的通风网络。

替代地，空气流冷却装置1可以包括其自身的通常被称为鼓风机的风扇，用于将要被处理的空气流朝向机动车辆的乘客舱移动。鼓风机的电力供应(如果存在的话)可以经由连接到车辆的电力网络的电缆提供，或者在一个变型中由连接到独立的能量存储器件的电缆提供。

空气流冷却装置1包括：

-通气构件2，用于朝向车辆的乘客舱扩散空气流，以及

-雾化头3，其被布置成将雾化液体的液滴输送到空气流中，并且包括能够产生振动运动的压电陶瓷元件5，以及以固定方式布置的穿孔的或者可行的话微穿孔的格栅7。

本发明更具体地涉及雾化头3。

通气构件

根据图1和2的具体实施例，也称为扩散器的通气构件2是环形的。该通气构件2敞开到机动车辆的乘客舱中，以将空气流扩散到车辆的乘客舱中，并且该通气构件2是“可调节的”，使得使用者可以以他认为合适的方式引导雾化液体的液滴。

通气构件2具有形成通气嘴的开口9。例如，开口9可以具有大致圆形的形状，直径为约为60mm。通气构件2的开口9还形成能够接收至少部分地被穿孔的元件(例如通气格栅11)的壳体。

通气格栅11有利地安装在通气构件2上，从而以至少一个自由度是可移动的，从而可以调节通气格栅11的取向以改变空气流的流动方向。

通气格栅11具有周缘13，其外部形状与通气构件2的壳体的内部壁的形状互补。

通气格栅11还具有多个翅片15。根据图1所示的实施例的特定示例，翅片15从通风格栅11的周缘13的内部面延伸到内部安装件17。

内部安装件17可以大致布置在通气格栅11的中心。内部安装件17例如具有沿着纵向轴线A延伸的基本管状的大体形状。

雾化头

就其本身而言，在图2中更完全可见的雾化头3被构造成以雾或喷雾B的形式将雾化液体的液滴分配到乘客舱。

根据未示出的变型，雾化头3可以根据扩散的空气流F的流动方向布置在通气构件2的侧部，通气构件2的上方、下方或下游。

根据图1和图2所示的优选实施例，雾化头3设置在通气构件2上。在这种情况下，以更令人满意的方式产生由雾化头3产生的空气流F和雾B的混合。

在所示的具体示例中，雾化头3安装在通气格栅11的内部安装件17中。雾化头3可以大致布置在通气格栅11的中心。

可以提供任何合适的固定器件，用于将一方面的压电陶瓷元件5和另一方面的雾化头3的穿孔格栅7保持在通气构件2上。可以列举的固定的非限制性示例有通过夹紧、螺纹连接或粘接的固定、或者可分离或可拆卸地固定(例如夹子类型的固定)。优选地，雾化头3的穿孔格栅7粘接到通气构件2上。显然，可以考虑意味着提供可靠的接合的任何其它组件。

另外，如果雾化头3设置在通气构件2上，则雾化头3的穿孔格栅7可以安装成在通气构件2的空气流出口侧上与通气格栅11和内部安装件17齐平。换句话说，雾化头3的穿孔格栅7的表面与其安装件17的表面处于同一平面上。

根据有利的实施方式，雾化头3的穿孔格栅7布置成在通气构件2的空气出口侧从通气构件2的内部安装件17和通气格栅11突出。

因此，在操作中，在应用于机动车辆的情况下，离开雾化头3的液滴在空气流F的流动方向上在通气构件2的下游被输送到空气流F中，因此离开雾化头3的液滴被直接输送到车辆乘客舱的内部。

另外，根据本发明，雾化头3的压电陶瓷元件5能够产生振动运动，并且穿孔格栅7本身以固定的方式布置。有利地，穿孔格栅由刚性材料制成，以使其不振动。

穿孔格栅7与压电陶瓷元件5分离，并且特别地面向压电陶瓷元件5布置。参照图3，压电陶瓷元件5具有第一面5a和与第一面5a相对的第二面5b，穿孔格栅7布置成面对压电陶瓷元件5的第一面5a。

举例来说，压电陶瓷元件5和穿孔栅格7分别具有盘的大体形状。特别地，穿孔格栅7可以具有大约10mm的直径。类似地，压电陶瓷元件5可以具有大约10mm的直径。由此获得高度紧凑的雾化头5。

压电陶瓷元件5和穿孔格栅7有利地是同心的。

另外，如果雾化头3布置在通气构件2上，则穿孔栅格7和压电陶瓷元件5的中心轴线与通气构件2的内部安装件17的中心纵向轴线A重合(参见图2)。

压电陶瓷元件5的振动使得能够产生呈雾或喷雾B的形式的液滴。特别地，所产生的液滴的尺寸大约为5μm至15μm，或者优选地大约8μm至12μm。通过压电陶瓷元件5的振动运动产生的这些液滴经由固定的穿孔格栅7被输送到乘客舱中。因此有利的是，格栅7的穿孔具有小于20μm的直径，优选地大约为5μm至15μm，甚至更优选地为大约8μm至12μm。显然，雾化头的穿孔格栅7的穿孔的尺寸有利地被选择成产生具有足够流速的液滴，而不会允许所产生的液滴变得太大，以特别地避免弄湿车辆中的乘客。

为了产生雾化液体的液滴的目的，雾化头3意于被供给雾化液体。雾化液体例如是水。

有利地，避免任何促使水滞留的任何雾化液体供应器件，因为这会带来霉菌或细菌发展的风险。

根据图3所示的实施例，冷却装置1包括雾化头3的雾化液体供应腔室19。

参照图3，供应腔室19布置在压电陶瓷元件5与固定穿孔格栅7之间。因此，压电陶瓷元件5根据雾化液体的液滴的流动方向布置在供应腔室19的上游，并且供应腔室本身根据雾化液体的液滴的流动方向布置在穿孔格栅7的上游。

更确切地说，在该示例中，供应腔室19布置在通气构件2中，例如设置在压电陶瓷元件5与穿孔格栅7之间的空腔的形式。为此目的，通气构件2包括一个或多个壁20以界定供应腔室19。

在所示的示例中，供应腔室19的大体形状为大致圆柱形。

该供应腔室19与雾化液体的至少两个流动通道连接，雾化液体的流动在图中用箭头21示意性地表示。因此供应腔室19可以用于在压电陶瓷元件5和固定穿孔格栅7之间产生雾化液体流，在这种情况下是水流。根据图3中的元件的布置，诸如水的雾化液体基本垂直地流动。雾化液体流动通道意于连接至雾化液体的至少一个储存器(未示出)，并且如果需要的话连接至至少一个泵送装置以使雾化液体能够流动。

密封器件23也被提供并被设置在供应腔室19和压电陶瓷元件5之间，或者更确切地说被设置在供应腔室19和压电陶瓷元件5的面向该供应腔室19的第一面5a之间。

根据图3所示的示例，密封器件23布置在压电陶瓷元件5的周缘上，或者更确切地说布置在压电陶瓷元件5的第一面5a的周缘上。

密封器件23例如制成密封垫圈的形式，特别是O形环。

雾化头3还有利地包括用于向压电陶瓷元件5提供电力供应的电力供应器件25，例如电缆25。这些电缆25在图3中可见。电缆25可以连接到车辆的电力网络，或者在一个变型中由连接到独立的能量存储器件。

如图3所示，电缆25有利地布置在压电陶瓷元件5的同一面上，在这种情况下在压电陶瓷元件5的第二面5b上，与压电陶瓷元件5面向供应腔室19的第一面5a相反。

因此，密封器件23布置在压电陶瓷元件5的第一面5a的那一侧，用于向压电陶瓷元件5供电的电缆25设置在相反的第二面5b上。

这借助于在压电陶瓷元件5的一侧上的该供应腔室19提供了雾化液体的供应，以及在另一侧上提供了对压电陶瓷元件5的电力供应，同时在两侧之间提供密封。作为压电陶瓷元件5产生的振动的结果，液滴射流可以通过固定穿孔格栅7的穿孔或微穿孔排出，这将雾化液体推动或排出通过保持固定的穿孔格栅7。实际上，根据图3的特定示例，压电陶瓷元件5用作活塞，其能够使液体垂直于箭头21所示的雾化液体的流动运动被推动通过穿孔格栅7。参照图3中的元件的布置，雾化头3的压电陶瓷元件5产生大致水平的振动运动。

因此，具有固定的穿孔格栅7的雾化头3更能抵抗例如由机动车辆中的乘客的手指做出的外部攻击，机动车辆中的乘客可触摸雾化头3的可从空气冷却装置1的外部通达的穿孔格栅7。与带有振动膜的现有技术的解决方案中允许其振动的布置相反，穿孔格栅7的固定布置不干扰雾化，因为是压电陶瓷元件的振动运动使得雾化液体能够通过穿孔格栅7的穿孔排出，以将雾化液体的液滴输送到车辆的乘客舱中。

此外，雾化头3是高度紧凑的，并且便于其集成到用于冷却要被发送到车辆的乘客舱的空气流的扩散器构件2中。

此外，这种雾化头3没有任何振动膜且没有因此用于将振动朝向振动膜放大的任何压电换能器，其通过雾化输送到该空气流F中的液体的液滴而提供足够的流速来冷却要被发送到车辆的乘客舱的空气流F。

Claims (14)

1.一种用于机动车辆的空气冷却装置(1)，包括：

通气构件(2)，其构造成扩散要被发送到所述车辆的乘客舱的空气流(F)，以及

雾化头(3)，其构造成将雾化液体的液滴输送到要被发送到所述车辆的乘客舱的空气流(F)中，并且包括能够产生振动运动的压电陶瓷元件(5)，

其特征在于，所述雾化头(3)还包括以固定的方式布置的穿孔格栅(7)，由所述压电陶瓷元件(5)的振动运动产生的雾化液体的液滴能够通过所述穿孔格栅被输送。

2.根据前一项权利要求所述的空气冷却装置(1)，其中，所述穿孔格栅(7)的穿孔具有大约为5μm至15μm的直径，或者优选地具有大约为8μm至12μm的直径。

3.根据前述权利要求中任一项所述的空气冷却装置(1)，其中，所述压电陶瓷元件(5)与所述穿孔格栅(7)分离，并且面向所述穿孔格栅(7)布置。

4.根据前述权利要求中任一项所述的空气冷却装置(1)，其中，所述压电陶瓷元件(5)和所述穿孔格栅(7)是同心的。

5.根据前述权利要求中任一项所述的空气冷却装置(1)，其中，所述压电陶瓷元件(5)制成直径大约为10mm的盘的形式。

6.根据前述权利要求中任一项所述的空气冷却装置(1)，其中，所述穿孔格栅(7)制成直径大约为10mm的盘的形式。

7.根据前述权利要求中任一项所述的空气冷却装置(1)，其中，所述穿孔格栅(7)具有大约1mm的厚度。

8.根据前述权利要求中任一项所述的空气冷却装置(1)，其中，所述雾化头(3)安装在所述通气构件(2)上，例如布置在所述通气构件(2)的大致中心处。

9.根据前述权利要求中任一项所述的空气冷却装置(1)，包括所述雾化头(3)的雾化液体供应腔室(19)，所述雾化液体供应腔室(19)布置在所述压电陶瓷元件(5)和所述穿孔格栅(7)之间。

10.根据前一项权利要求所述的空气冷却装置(1)，其中，所述压电陶瓷元件(5)根据雾化液体的液滴的流动方向设置在所述雾化液体供应腔室(19)的上游，所述雾化液体供应腔室(19)根据雾化液体的液滴的流动方向布置在所述穿孔格栅(7)的上游。

11.根据与权利要求9和10中的一项结合考虑的权利要求8所述的空气冷却装置(1)，其中，所述雾化液体供应腔室(19)布置在所述通气构件(2)中。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的空气冷却装置(1)，包括布置在所述供应腔室(19)和所述压电陶瓷元件(5)之间的密封器件(23)。

13.根据前一项权利要求所述的空气冷却装置(1)，其中所述压电陶瓷元件(5)具有第一面(5a)和与所述第一面(5a)相反的第二面(5b)，并且其中所述密封器件(23)布置在所述第一面(5a)那一侧上，并且用于向所述压电陶瓷元件(5)供电的器件(25)设置在所述第二面(5b)上。

14.一种雾化头(3)，其用于根据前述权利要求中任一项所述的空气冷却装置(1)，包括能够产生振动运动的压电陶瓷元件(5)，

其特征在于，其还包括以固定的方式布置的穿孔格栅(7)，由所述压电陶瓷元件(5)的振动运动产生的雾化液体的液滴能够通过所述穿孔格栅被输送。