CN109552005A - 用于控制气流的空气出口 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制气流(特别是用于使机动车辆的乘客舱空气调节和/或通风)的空气出口(100)，该空气出口(100)具有可连接到空气供应通道(203)的流入口(202)、用于接收可在其中移动的方向和扩散器装置(120)的通风机壳体(110)以及面向环境(300)的至少一个流出口(201)，其中以流体引导方式连接至少一个流入口(202)和至少一个流出口(201)的空气通道(200)由通风机壳体(110)以及方向和扩散器装置(120)界定。该方向和扩散器装置(120)为了调节气流的流动特性而被配置为能够围绕通风机壳体(110)的中心轴线(111)以旋转方式移动和/或沿通风机壳体(110)的中心轴线(111)以平移方式移动并且相对于通风机壳体(110)的中心轴线(111)枢转。

Description

用于控制气流的空气出口
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的用于机动车辆(特别是乘用机动车辆)的乘客舱的空气出口或风扇。此外，本发明涉及根据权利要求9的用于空气出口的方向和扩散器装置。
背景技术
在机动车辆(特别是在乘用机动车辆)的构造中，重要的方面是乘客舱中的驾驶员或乘客的舒适性。经过验证的提高舒适度的方法是极其不同的功能的自动化。因此，自动开窗器、自动速度调节系统以及自动停车系统已经知晓一段时间了。对于驾驶员或乘客的健康，乘客舱的空调是决定性因素。这通常通过空气出口或风扇进行。为此，面向乘客舱的气流通道的一端具有用于控制空气排出方向的控制板条或空气引导格栅或用于调节待排出的气流量的节流阀或闭合装置。在引入空气出口之前，气流被进行空气调节，也就是说，冷却或加热。通过枢转板条，经空气调节的气流可以被引导到待加热或冷却的车身部分上。
例如，DE 10 2007 059 190 A1公开了一种空气出口，该空气出口用于对车辆的内部空间进行通风或空气调节，并且包括水平布置的板条，借助于该板条，从空气出口排出的气流的方向可以改变。为了调节从空气出口排出的空气的排出方向和体积流量，空气出口具有致动元件。借助于第一致动运动调节体积流量，并且借助于第二致动运动调节从空气出口排出的空气的排出方向。借助于致动元件，可以因此手动调节排出气流的强度和方向。
DE 10 2013 100 534 B4也公开了一种用于借助于板条手动控制来自空气出口的气流的装置。操作元件和调节装置都布置在空气出口内。为了控制气流，进行沿第一方向水平延伸并且沿第二方向垂直延伸的板条的定向的变化。板条的定向分别借助于圆形操作元件进行。DE 20 2012 100 980 U1公开了一种用于控制来自空气出口的气流的类似装置。此外，在这种情况下，排出空气的量可以借助于闭合装置来控制。闭合装置的控制借助于围绕操作元件的操作轮来进行。
DE 10 2014 200 544 A1公开了一种板条状装置的另一实施例，该板条状装置可手动操作以便控制来自空气出口的气流。因此，可枢转的板条沿第一和第二方向延伸。为了控制气流，板条的定向通过沿第一方向延伸的板条围绕沿第二方向延伸的轴线枢转以及沿第二方向延伸的板条围绕沿第一方向延伸的轴线枢转而改变。借助于装置的操作元件来控制板条定向的改变，该装置的操作元件以可旋转固定的方式连接到第一球窝。第一球窝又可旋转地支撑在接收器插座中。该装置还具有可枢转的闭合装置，该闭合装置可以借助于操作元件从打开状态到闭合状态的旋转运动而移动。
可自动调节的空气引导装置例如已知于US 5,860,593 A。在该公开中，车辆空调装置的空气通道具有一个或多个排气喷嘴，每个排气喷嘴具有可自动调节的空气引导装置，特别是空气引导格栅。各个空气引导装置可以由空调控制单元控制。根据太阳辐射，空调控制单元产生控制命令，用于自动调节与座椅相关联的空气引导装置，使得空调冷却空气可以选择性地引导到受到密集的太阳辐射的座椅区域/车身区域。
最后，US 6,719,623 B1公开了一种用于控制飞机的乘客舱的气流的装置。该装置具有空气喷嘴，该空气喷嘴以球窝接头的方式连接到壳体。空气喷嘴具有空气流动通道，该空气流动通道具有入口端和出口端，其中空气调节的空气被引入入口端并从出口端排出。借助于电动马达，出口端的定向以及因此空气排出方向可以通过喷嘴借助于球形接头相对于壳体偏转而改变。为了调节吹出的空气的体积流量，该装置具有另一个电动马达。电动马达控制可枢转节流阀的位置，以增大或减小喷嘴的排出横截面积。
鉴于现有技术的阐述，用于控制气流的空气出口的配置仍然存在改进的空间。现有技术的缺点是，例如，当座椅移位时经常手动操作，该手动操作涉及频繁地重新调整设置。此外，由于气流的板条控制的排出方向，仅实现非常局部的空气调节，这导致单个身体部位(例如，握住方向盘的手和/或身体部分)的不适当的强力加热或冷却。这也可以仅借助于频繁调节气流的排出方向来避免。此外，由于强力引导的气流，在乘客舱中待冷却或加热的空气的分布局部受到限制，这导致乘客舱内具有明显不同温度的区域。另一个缺点是大量风扇通常具有以定向方式排出的非扩散气流。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于控制气流的空气出口，该空气出口能够改善空气调节和/或降低噪音，并且因此提高乘客舱内的舒适度。
根据本发明，该目的通过一种用于控制具有权利要求1的特征的气流的空气出口和一种具有权利要求9的特征的空气出口的方向和扩散器装置来实现。本发明的其它有利实施例在所属权利要求中公开。
应当注意的是，在以下描述中单独列出的特征和措施可以以任何技术上有利的方式彼此组合，并且阐述本发明的其他实施例。该描述特别是结合附图还表征和指定了本发明。
提出了一种用于控制气流(特别是用于使机动车辆的乘客舱空气调节和/或通风)的空气出口，该空气出口具有可连接到气流供应的流入口、用于接收可在其中移动的方向和扩散器装置的通风机壳体以及面向环境的至少一个流出口，其中以流体引导方式连接至少一个流入口和至少一个流出口的空气通道由通风机壳体、方向和扩散器装置界定。换言之，空气出口的壳体以及方向和扩散器装置相对于彼此设置，使得在方向和扩散器装置的外表面与通风机壳体的内表面之间产生流动通道。
根据本发明，方向和扩散器装置为了调节气流的流动特性而被配置为能够围绕通风机壳体的中心轴线以旋转方式移动和/或沿通风机壳体的中心轴线以平移方式移动并且相对于通风机壳体的中心轴线枢转，也就是说，能够相对于通风机壳体的中心轴线偏转一角度。通过方向和扩散器装置被配置为能够相对于壳体移动，可以改变空气通道和/或流出口的几何形状，以便调节流动特性，特别是调节流速和/或体积流量和/或流排出方向和/或流的扩散率。
根据优选实施例，方向和扩散器装置至少在面向环境(特别是面向乘客舱)的前部中具有锥形形状，该锥形形状在方向和扩散器装置的基本位置或起始位置中以围绕通风机壳体的中心轴线基本上旋转对称的方式配置。在基本位置和起始位置中，方向和扩散器装置的中心轴线相对于通风机壳体的中心轴线以基本相同的方式定向，并且方向和扩散器装置的后部邻接通风机壳体的内侧。有利地，前部从通风机壳体的开口突出并且与其一起界定空气通道的流出口。由于前部沿着通风机壳体的中心轴线的平移运动，以这种方式可以增大或减小流出口的横截面表面积。
优选地，方向和扩散器装置为了控制气流的排出方向而可以相对于通风机壳体的中心轴线枢转，也就是说，相对于中心轴线偏转一定角度，和/或为了控制流速和/或体积流量和/或扩散率而可以沿着通风机壳体的中心轴线以平移方式移动。由于相对于通风机壳体的中心轴线枢转方向和扩散器装置，产生不对称的环形间隙作为流动通道的横截面表面积，由此可以调节气流的排出方向。借助于平移运动，可以减小流量的横截面表面积：横截面表面积越小，流速越高，气流越大，而较大的横截面表面积导致较低的流速并因此导致增加的扩散率。由于定期重复的平移运动，所谓的方向和扩散器装置的“泵送作用”，气流的扩散率可以进一步增加。
通过方向和扩散器装置可以产生特别高的气流扩散率，以便控制相对于通风机壳体的中心轴线枢转的扩散率，也就是说，方向和扩散器装置从其基本位置或者起始位置偏转，并且同时围绕通风机壳体的中心轴线旋转驱动和/或沿着通风机壳体的中心轴线平移驱动。当方向和扩散器装置同时从其基本位置或起始位置旋转和偏转时，优选地以锥形方式配置的前部进行一种翻滚运动，从而在排出的气流中产生增加的扩散率。借助于附加的“泵送”，也就是说，借助于定期和/或间歇地再现的附加平移运动，可以进一步增加扩散率。
为了主动或自动地控制方向和扩散器装置的至少平移和/或旋转运动，可以提供致动马达。致动马达可以被编程为例如借助于存储器可编程控制来执行不同的控制过程。特别地，致动马达被编程为执行控制过程，该控制过程导致方向和扩散器装置的周期性重复运动。因此，车辆乘员可以例如激活扩散器功能，从而方向和扩散器装置枢转、旋转和/或“泵送”到偏转位置。根据所需的扩散率，可以增加或减少旋转和/或“泵送”速度。
也可以可替选地手动执行或调节至少使方向和扩散器装置相对于通风机壳体的中心轴线的枢转和/或至少使方向和扩散器装置从基本位置或起始位置相对于通风机壳体的中心轴线偏转一角度。可选地或替代地，可以手动执行或调节方向和扩散器装置沿着通风机壳体的中心轴线的平移运动和/或至少使方向和扩散器装置从基本位置或起始位置沿着通风机壳体的中心轴线偏转一距离。
为了实现该目的，可以使用用于空气出口的方向和扩散器装置来控制进入空气出口的通风机壳体的气流，并且利用此形成具有至少一个流入口和至少一个流出口的空气通道。
根据本发明，方向和扩散器装置可以以铰接的方式(优选地以球形接头的方式)支撑在通风机壳体中，使得为了改变气流的几何形状，方向和扩散器装置可以围绕通风机壳体的中心轴线旋转移动和/或沿着通风机壳体的中心轴线平移，并且可以相对于通风机壳体的中心轴线枢转。优选地，方向和扩散器装置具有球形头部和相应的球窝，它们一起形成球形接头，球形接头可以与其连接，以便能够平移移动，以便突出到通风机壳体的内侧。此外，有利的是，方向和扩散器装置至少在面向环境的部分中具有锥形形状，该锥形形状在方向和扩散器装置的基本位置或起始位置中以基本上旋转对称的方式围绕通风机壳体的中心轴线配置。该与前部相对设置的方向和扩散器装置的后部有利地配置为球状几何形状以及适合于通风机壳体的内部空间几何形状。
附图说明
在以下对单个附图的描述中公开了本发明的其他有利实施例，其中：
图1是根据本发明的处于基本位置或起始位置的空气出口的示例性实施例的示意性剖视侧视图。
具体实施方式
图1是根据本发明的处于基本位置或起始位置的空气出口100的示例性实施例的示意性剖视侧视图。空气出口100具有基本上球形的通风机壳体110以及相对于其中心轴线111同轴布置的方向和扩散器装置120。通风机壳体110与方向和扩散器装置120一起形成空气通道200，空气通道200的面向环境300的流出口201通过方向和扩散器装置120的锥形前部121和通风机壳体110的开口以环形间隙的方式界定。方向和扩散器装置120的后部122邻接通风机壳体110的内表面并且被空气通道200的流入口202包围。流入口202以流体引导方式连接到空气供应通道203。方向和扩散器装置120的后部122以基本上球形的方式配置。
方向和扩散器装置120还具有球形接头124，该球形接头124借助于球形杆123支撑，球形杆123被配置为轴以便能够沿中心轴线111在箭头Z的方向上相对于通风机壳体110平移移动。借助于致动马达400驱动球形杆123平移和旋转。球形杆123的旋转运动依照箭头X围绕中心轴线111进行。为了将球形杆123的旋转运动传递到方向和扩散器装置120，可以在球形接头124的球形头部和球窝之间提供例如摩擦接合。例如，借助于乘客或驾驶员的手动操作，可以使方向和扩散器装置相对于中心轴线111依照箭头Y枢转一角度。
总之，方向和扩散器装置120被支撑，以便能够沿着中心轴线111在箭头Z的方向上相对于通风机壳体110以平移方式移动，在箭头X的方向上围绕中心轴线111以旋转方式移动，并且能够在箭头Y的方向上相对于中心轴线111枢转一角度。通过手动或借助于致动马达400，在箭头X、Y和Z的相应方向上将方向和扩散器装置120从其基本位置或起始位置偏转，可以改变一方面空气通道200的几何形状，另一方面流出口201的几何形状以便控制气流性质(例如体积流量、流速、扩散率和/或排出方向)。借助于周期性和/或间歇的偏转，可以进一步产生有助于增加扩散率的气流湍流的发生。
附图标记列表：
100 空气出口
110 通风机壳体
111 中心轴线
120 方向和扩散器装置
121 前部
122 后部
123 圆形杠
124 球形接头
200 空气通道
201 流出口
202 流入口
203 空气供应通道
300 环境
400 致动马达
X、Y、Z 方向箭头

Claims (10)

1.一种用于控制气流的空气出口(100)，所述空气出口(100)特别是用于使机动车辆的乘客舱空气调节和/或通风，所述空气出口(100)具有可连接到空气供应通道(203)的流入口(202)、用于接收可在其中移动的方向和扩散器装置(120)的通风机壳体(110)以及面向环境(300)的至少一个流出口(201)，其中以流体引导方式连接至少一个所述流入口(202)和所述至少一个流出口(201)的空气通道(200)由所述通风机壳体(110)以及所述方向和扩散器装置(120)界定，
其特征在于，
所述方向和扩散器装置(120)为了调节所述气流的流动特性而被配置为能够围绕所述通风机壳体(110)的中心轴线(111)以旋转方式移动和/或沿所述通风机壳体(110)的所述中心轴线(111)以平移方式移动并且相对于所述通风机壳体(110)的所述中心轴线(111)枢转。
2.根据权利要求1所述的空气出口(100)，
其特征在于，
所述方向和扩散器装置(120)至少在面向所述环境(300)的前部(121)中具有锥形形状，所述锥形形状在所述方向和扩散器装置(120)的基本位置或起始位置中以基本上旋转对称的方式围绕所述通风机壳体(110)的所述中心轴线(111)配置。
3.根据权利要求1或2所述的空气出口(100)，
其特征在于，
所述方向和扩散器装置(120)为了控制所述气流的排出方向而能够相对于所述通风机壳体(110)的所述中心轴线(111)枢转和/或为了控制流速和/或体积流量和/或扩散率而能够沿着所述通风机壳体(110)的所述中心轴线(111)以平移方式移动。
4.根据前述权利要求中任一项所述的空气出口(100)，
其特征在于，
所述方向和扩散器装置(120)为了控制扩散率而能够相对于所述通风机壳体(110)的所述中心轴线(111)枢转或相对于所述通风机壳体(110)的所述中心轴线(111)被枢转，其中所述方向和扩散器装置(120)从其基本位置或者起始位置偏转并且同时围绕所述通风机壳体(110)的所述中心轴线(111)以旋转方式驱动和/或沿着所述通风机壳体(110)的所述中心轴线(111)以平移方式驱动。
5.根据前述权利要求中任一项所述的空气出口(100)，
其特征在于，
致动马达(400)为了主动地控制所述方向和扩散器装置(120)的至少平移和/或旋转运动而被连接到所述方向或扩散器装置(120)，其中所述致动马达(400)能够被编程为执行不同的控制过程。
6.根据权利要求5所述的空气出口(100)，
其特征在于，
所述致动马达(400)被编程为执行控制过程，所述控制过程导致所述方向和扩散器装置(120)的周期性重复运动。
7.根据前述权利要求中任一项所述的空气出口(100)，
其特征在于，
至少所述方向和扩散器装置(120)相对于所述通风机壳体(110)的所述中心轴线(111)的枢转能够手动执行和/或至少所述方向和扩散器装置(120)从所述基本位置或起始位置相对于所述通风机壳体(110)的所述中心轴线(111)偏转一角度能够手动调节。
8.根据前述权利要求中任一项所述的空气出口(100)，
其特征在于，
至少所述方向和扩散器装置(120)沿着所述通风机壳体(110)的所述中心轴线(111)的平移运动能够手动执行和/或至少所述方向和扩散器装置(120)从所述基本位置或起始位置相对于所述通风机壳体(110)的所述中心轴线(111)偏转一距离能够手动调节。
9.用于控制气流的空气出口(100)的方向和扩散器装置(120)，所述空气出口(100)特别是如前述权利要求中任一项所述的空气出口(100)，其中所述方向和扩散器装置(120)能够被用于所述空气出口(100)的所述通风机壳体(110)中以便形成空气通道(200)，所述空气通道(200)具有至少一个流入口(202)和至少一个流出口(201)，
其特征在于，
所述方向和扩散器装置(120)能够以铰接的方式支撑在所述通风机壳体(110)中，优选地以球形接头的方式支撑在所述通风机壳体(110)中，使得所述方向和扩散器装置(120)为了改变所述空气通道(200)的几何形状和/或为了改变所述流出口(201)的几何形状而能够围绕所述通风机壳体(110)的中心轴线(111)以旋转方式移动和/或沿着所述通风机壳体(110)所述中心轴线(111)以平移方式移动并且能够相对于所述通风机壳体(110)的所述中心轴线(111)枢转。
10.根据权利要求9所述的方向和扩散器装置(120)，
其特征在于，
所述方向和扩散器装置(120)至少在面向环境(300)的前部(121)中具有锥形形状，所述锥形形状在所述方向扩散器装置(120)的基本位置或起始位置中以基本上旋转对称方式围绕所述通风机壳体(110)的所述中心轴线(111)配置。
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