DE102009048068A1

DE102009048068A1 - Ansaugeinheit einer Fahrzeugklimaanlage

Info

Publication number: DE102009048068A1
Application number: DE102009048068A
Authority: DE
Inventors: Peter Koch
Original assignee: Valeo Klimasysteme GmbH
Current assignee: Valeo Klimasysteme GmbH
Priority date: 2009-10-01
Filing date: 2009-10-01
Publication date: 2011-04-07
Also published as: EP2483090B1; JP2013506591A; JP5758901B2; US20120317937A1; WO2011039346A1; EP2483090A1; US8663351B2

Abstract

Eine Ansaugeinheit einer Fahrzeugklimaanlage umfasst einen Luftströmungskanal (16), der eine Ansaugöffnung (18) für Frischluft aufweist, sowie ein Lüftergebläsegehäuse (28), das einen Lufteinlass (29) und einen Luftauslass (31) besitzt. Das Luftauslassende (33) einer Wasserabscheidungskammer (42) ist unmittelbar durch einen stromaufwärts des Lüftergebläsegehäuses (28) angeordneten Luftfilter (34) begrenzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ansaugeinheit einer Fahrzeugklimaanlage, mit einem Luftströmungskanal, der eine Ansaugöffnung für Frischluft aufweist, sowie ein Lüftergebläsegehäuse, das einen Lufteinlass und einen Luftauslass aufweist, wobei der Luftströmungskanal von der Ansaugöffnung bis zum Lufteinlass verläuft, durch eine Kanalwand begrenzt ist und eine Wasserabscheidungskammer umfasst, in der Wassertropfen aus der durch die Wasserabscheidungskammer strömenden, feuchten Luft ausfallen, und wobei die Wasserabscheidungskammer durch Kanalwandabschnitte begrenzt ist, an denen sich die Wassertropfen niederschlagen.
Die Ansaugeinheit einer Fahrzeugklimaanlage ist üblicherweise eine in sich geschlossene, zum Teil sogar vormontierte Einheit, über die die Luft aus der Umgebung angesaugt, gefiltert und über ein Gebläse zur Klimaanlage befördert wird. Bei hoher Luftfeuchtigkeit jedoch ist es vorteilhaft und erwünscht, die Luftfeuchtigkeit zu reduzieren, damit in den Gebläsemotor keine Feuchtigkeit eintritt.
Aus der gattungsgemäßen EP 1 642 755 A1 ist es bekannt, stromaufwärts des Lüftergebläsegehäuses eine Wasserabscheidungskammer vorzusehen, in der die Luftfeuchtigkeit reduziert wird. Die Wasserabscheidungskammer ist eine Hälfte eines Raumes, der durch eine Trennwand, die von oben bis fast zum Boden des Raumes verläuft, gebildet wird. Damit ergibt sich ein U-förmiger Kanal, dessen eine Hälfte die Wasserabscheidungskammer bildet, in der sich an den Kanalwänden Wassertropfen niederschlagen, und durch dessen andere Hälfte die trockenere Luft in Richtung zum Lüftergebläse strömt.
Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs genannte Vorrichtung weiter zu vereinfachen, ohne dass dies auf Kosten der Dehydriereigenschaften geht.
Die Aufgabe wird bei einer Ansaugeinheit der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass ein Auslassende der Wasserabscheidungskammer unmittelbar durch einen stromaufwärts des Lüftergebläses angeordneten Luftfilter begrenzt wird. Bei der erfindungsgemäßen Ansaugeinheit ist der Zwischenkanal zwischen dem Luftfilter und der Wasserabscheidungskammer weggelassen, sodass der Luftfilter sozusagen an die Wasserabscheidungskammer heranrücken kann. Damit ergibt sich ein reduzierter Bauraum für die Ansaugeinheit nach der Erfindung.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist der Filter, bezogen auf den Einbauzustand der Ansaugvorrichtung im Fahrzeug, im Wesentlichen vertikal oder im Wesentlichen horizontal eingebaut.
Eine weitere wichtige Option, eine kompaktere Ansaugeinheit zu realisieren, besteht darin, dass die Ansaugeinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zusätzlich dahin gehend ausgebildet ist, dass die Kanalwand des Luftströmungskanals unmittelbar an das Lüftergebläse angrenzt oder abschnittsweise durch das Lüftergebläse gebildet ist. Dieses Merkmal kann natürlich auch in Kombination mit dem zuvor Erwähnten und dem nachfolgend Erwähnten angewandt werden, um für eine raumsparende Bauweise zu sorgen.
Bevorzugt sind für den Niederschlag der Wassertropfen aus der feuchten Luft ausschließlich Außenwände der den Luftströmungskanal bildenden Kanalabschnitte vorgesehen.
Diejenigen Kanalabschnitte, an denen sich die Wassertropfen niederschlagen, weisen gemäß einer Ausführungsform eine rauere Oberfläche als die benachbarten Oberflächen der Kanalwand auf, damit sich an diesen Abschnitten leicht Wassertropfen niederschlagen können.
Eine weitere Möglichkeit, dass sich die Tropfen an bestimmten Stellen der Kanalwand niederschlagen, besteht darin, dass die Kanalwandabschnitte rippenartige Vorsprünge aufweisen.
Die Kanalwandabschnitte, an denen sich die Wassertropfen niederschlagen, können auch mit einem Drahtgitter oder einem Drahtgeflecht versehen sein. Auch dies dient der leichteren Bildung von Wassertropfen.
Der Strömungskanal kann die Strömungsrichtung der einströmenden Umgebungsluft zwischen der Ansaugöffnung und dem Lufteinlass um wenigstens 90°, bevorzugt um wenigstens 150° umlenken, sodass sich eine Art „U” bildet. Dies dient der Raum sparenden Ausführung der Ansaugeinheit.
Der Luftströmungskanal sollte eine Ansaugöffnung für Umluft aufweisen, die bezogen auf den Einbauzustand der Ansaugvorrichtung im Bereich des höchsten Punktes des Luftströmungskanals angeordnet ist oder in einem Bereich des Luftströmungskanals, der eine Luftströmungskomponente aufweist, die entgegen der Schwerkraft gerichtet ist. Durch diese Ausführungsformen kann über die Ansaugöffnung für Umluft kein Kondenswasser in den angeschlossenen Umluftkanal eindringen.
Der Filter selbst ist bevorzugt im stromaufwärtigen Teil angeordnet, das heißt in demjenigen Teil, der strömungsmäßig nach dem tiefsten Punkt der Ansaugeinheit angeordnet ist. Dies soll es erleichtern, dass möglichst wenig Flüssigkeit in den Luftfilter gelangt.
Die Ansaugeinheit ist insbesondere eine komplett vormontierte Einheit, die als solche in das Fahrzeug eingebaut werden kann.
Die Wasserabscheidungskammer sollte an ihrem niedrigsten Punkt einen Drainageauslass für das Wasser besitzen.
Weitere besondere Merkmale der erfindungsgemäßen Ansaugeinheit bestehen zum Beispiel darin, dass vorzugsweise mehr als 30%, insbesondere mehr als 50% des Luftströmungskanals, der sich von der Ansaugöffnung für Frischluft bis zum Luftfilter erstreckt, in Schwerkraftrichtung nach unten ausgerichtet ist. Dies soll für eine zuverlässige Abscheidung des in der Frischluft befindlichen Wassers mit Hilfe der Schwerkraft (und ggf. der Zentrifugalkraft) sorgen.
Damit sichergestellt ist, dass möglichst keine Flüssigkeit in den Motor des Lüftergebläses eindringen kann, ist der Motor im eingebauten Zustand der Ansaugeinrichtung vorzugsweise mindestens auf Höhe der Ansaugöffnung der Einheit angeordnet. Für den Luftströmungskanal ergibt sich somit eine U-förmige Gesamtgestalt bezüglich des Strömungsverlaufs.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn stromaufwärts des Luftfilters im Luftströmungskanal eine Luftrezirkulationsklappe vorgesehen ist, die im geöffneten Zustand rezirkulierte Luft wieder in die Ansaugeinheit hineinlässt.
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Luftströmungskanal eine im Wesentlichen liegende U-Form besitzt, bei der das Lüftergebläsegehäuse unterhalb der Ansaugöffnung liegt. Der Filter ist hier stehend verbaut, und die Wasserabscheidungskammer ist der Mittelschenkel (vertikale Schenkel) des liegenden U.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Querschnittsansicht durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ansaugeinheit im eingebauten Zustand im Fahrzeug und
2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ansaugeinheit, ebenfalls im eingebauten Zustand.
In 1 ist ein Fahrzeug mit unterbrochenen Linien dargestellt, bei dem das Bezugszeichen 10 die sogenannte Spritzwand symbolisiert. Das Fahrzeug hat eine Klimaanlage 12, auch HVAC-Einheit genannt, die die Fahrzeuglüftung, -heizung und -klimatisierung ermöglicht. Für die Zufuhr von Frischluft zur Klimaanlage 12 und damit auch zur Zufuhr von Frischluft in den Innenraum, ist eine sogenannte Ansaugeinheit 14 vorgesehen, welche optional als komplett vormontierte Einheit ausgeführt sein kann.
Die Ansaugeinheit 14 umfasst einen Luftströmungskanal 16, der eine Ansaugöffnung 18 für Frischluft, das heißt Umgebungsluft, aufweist. Dieser Luftströmungskanal 16 ist durch ein Außengehäuse 20 der Ansaugeinheit gebildet.
Der Luftströmungskanal 16 besitzt in der gezeigten Ausführungsform verschiedene Abschnitte, nämlich einen sich von der Ansaugöffnung 18 vertikal nach unten erstreckenden ersten Abschnitt 22, einen mittleren Abschnitt 24, der einen horizontalen Abschnitt des Luftströmungskanals 16 darstellt, sowie einen ansteigenden, dritten Abschnitt 26, der in einem Lüftergebläsegehäuse 28 mit einem Lufteinlass 29 endet. Im Lüftergebläsegehäuse 28 sind ein Lüftermotor 30 sowie ein von diesem angetriebenes Lüfterrad 32 angeordnet, die Frischluft ansaugen und zur Fahrzeugklimaanlage 12 über einen Luftauslass 31 fördern (siehe Pfeile).
Im Luftströmungskanal 16 ist ein Luftfilter nach dem horizontalen oder mittleren Abschnitt 24 vorgesehen. Dieser Luftfilter trägt das Bezugszeichen 34. Der Luftfilter 34 ist im Wesentlichen horizontal ausgerichtet.
Eine Luftrezirkulationsklappe 36 sitzt stromaufwärts des Luftfilters 34 und ermöglicht es, eine Luftzirkulation des Fahrzeuginnenraums zu erreichen.
Der Luftströmungskanal 16 wird durch eine Kanalwand 38 begrenzt, die im Wesentlichen vollständig durch das Außengehäuse 20 gebildet ist.
Die außenseitig mit einer unterbrochenen Linie und innenseitig mit einer durchgezogenen Linie begrenzten Kanalwandabschnitte 40 stellen Abschnitte dar, die eine sogenannte Wasserabscheidungskammer 42 begrenzen. Diese Wasserabscheidungskammer 42 ist sozusagen ein Teil des Luftströmungskanals 16, in dem aus der einströmenden Umgebungsluft Wassertropfen ausfallen, die sich an den Kanalwandabschnitten 40 niederschlagen. An diesen Kanalwandabschnitten 40 sammeln sich zunehmend Wassertropfen, die sich am Boden, das heißt an der tiefsten Stelle des Luftströmungskanals 16 sammeln, wo ein Drainageauslass 44 für Wasser ausgebildet ist.
Der Luftfilter 34 ist unmittelbar stromaufwärts der Wasserabscheidungskammer 42, an deren Luftauslassende 33, angeordnet, und zwar über ihr. Der Luftfilter 34 begrenzt somit die Wasserabscheidungskammer 42 in der stromabwärtigen Richtung.
Eine weitere Besonderheit der Ansaugeinheit besteht darin, dass die Kanalwand 38 des Luftströmungskanals 16 unmittelbar an das Lüftergebläsegehäuse 28 angrenzt oder, optional, abschnittsweise durch das Lüftergebläsegehäuse 28 gebildet ist, und zwar in dem Bereich, der mit dem Bezugszeichen 46 versehen ist.
Um die Abscheidung von Wassertropfen zu erleichtern, können die Kanalwandabschnitte 40 der Wasserabscheidungskammer 42 zum Beispiel eine rauere Oberfläche aufweisen als die benachbarte Oberfläche der Kanalwand 38 außerhalb der Wasserabscheidungskammer 42 oder rippenartige Vorsprünge 48 besitzen.
Darüber hinaus können die Kanalwandabschnitte 40 auch Drahtgitter oder Drahtgeflechte an der Innenseite aufweisen.
Die Ansaugöffnung 18 liegt in der dargestellten Ausführungsform am höchsten Punkt des Luftströmungskanals 16, in etwa auf Höhe des Gebläsegehäuses 28, genauer gesagt auf Höhe des Motors 30.
Unterhalb des Luftfilters 34, und zwar im vertikal nach dem tiefsten Bereich des Luftströmungskanals 16 wieder ansteigenden Abschnitt, ist eine Ansaugöffnung 43 angeordnet, die wahlweise durch die Klappe 36 geöffnet und geschlossen werden kann, um Innenraumluft zuzuführen oder nicht.
Eine Verschlussklappe 50 stromaufwärts der Luftrezirkulationsklappe 36 liegt im Inneren des Luftströmungskanals 16 unmittelbar stromaufwärts der Luftrezirkulationsklappe 36. Sie wird geschlossen, wenn eine Luftrezirkulation gewünscht ist.
Die Ausführungsform nach 2 unterscheidet sich im Wesentlichen von der in 1 durch die Anordnung bzw. Ausrichtung des Luftströmungskanals 16 und die Anordnung des Luftfilters 34 und des Gebläses.
Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, werden die funktionsgleichen oder identischen Teile mit den bereits eingeführten Bezugszeichen versehen.
Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform ist die Ansaugöffnung 18 am höchsten Punkt der Ansaugeinheit 14 angeordnet. Der erste Abschnitt 22 des Luftströmungskanals 16 verläuft hier im Wesentlichen horizontal. In ihm sitzt die Verschlussklappe 50. Nach diesem Abschnitt 22 fällt der Luftströmungskanal 16 vertikal nach unten ab und bildet die Wasserabscheidungskammer 42. Die Kanalwand 38 mit ihren Kanalwandabschnitten 40 bildet diejenige Wand, an der sich die Wassertropfen niederschlagen. Die feuchte Außenluft prallt nach dem horizontalen Abschnitt 22 auf diesen äußeren Abschnitt der Kanalwand 38. Die Luft strömt dabei nach unten, wodurch der Abfluss des ausfallenden Wassers beschleunigt wird.
Ein stehender Luftfilter 34 begrenzt auch hier die Wasserabscheidungskammer 42 unmittelbar. Die trockenere Luft durchströmt den Luftfilter 34 und gelangt ins Lüftergebläsegehäuse 28. Von dort strömt die Luft zur Klimaanlage 12, die hier nur symbolisch dargestellt ist.
Bei dieser Ausführungsform wird im Übrigen die Kanalwand im Bereich 46 durch das Lüftergebläsegehäuse 28 gebildet oder grenzt unmittelbar an sie an.
Die beschriebenen Ansaugeinheiten 14 sind besonders kompakt konstruiert und sorgen durch eine Ausnutzung von Schwerkraft und Zentrifugalkraft für eine zuverlässige Entfeuchtung der einströmenden Umgebungsluft. Diese Entfeuchtung funktioniert natürlich auch, wenn die Umgebungsluft das Wasser zunächst in gefrorener Form mit sich führt. In diesem Fall prallen Schnee- oder Eiskristalle unterstützt durch Schwerkraft und/oder Zentrifugalkraft auf die Kanalwandabschnitte 40 der Wasserabscheidungskammer 42, schmelzen und fließen als Wasser über den Drainageauslass 44 ab.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1642755 A1 [0003]

Claims

Ansaugeinheit einer Fahrzeugklimaanlage, umfassend einen Luftströmungskanal (16), der eine Ansaugöffnung (18) für Frischluft aufweist, sowie ein Lüftergebläsegehäuse (28), das einen Lufteinlass (29) und einen Luftauslass (31) aufweist, wobei der Luftströmungskanal (16) von der Ansaugöffnung (18) bis zum Lufteinlass (29) verläuft, durch eine Kanalwand (38) begrenzt ist und eine Wasserabscheidungskammer (24) umfasst, in der Wassertropfen aus der durch die Wasserabscheidungskammer (42) strömenden, feuchten Luft ausfallen, und wobei die Wasserabscheidungskammer (42) durch Kanalwandabschnitte (40) begrenzt ist, an denen sich die Wassertropfen niederschlagen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftauslassende (33) der Wasserabscheidungskammer (42) unmittelbar durch einen stromaufwärts des Lüftergebläsegehäuses (28) angeordneten Luftfilter (34) begrenzt ist.
Ansaugeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfilter (34) bezogen auf den Einbauzustand der Ansaugeinheit im Wesentlichen vertikal oder im Wesentlichen horizontal eingebaut ist.
Ansaugeinheit, insbesondere nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalwand (38) des Luftströmungskanals (16) unmittelbar an das Lüftergebläsegehäuse (28) angrenzt oder abschnittsweise durch das Lüftergebläsegehäuse (28) gebildet ist.
Ansaugeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Niederschlag der Wassertropfen aus der feuchten Luft ausschließlich Außenwände der den Luftströmungskanal bildenden Kanalwandabschnitte (40) vorgesehen sind.
Ansaugeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalwandabschnitte (40), an denen sich die Wassertropfen niederschlagen, eine Oberfläche aufweisen, die rauer ist als die benachbarten Oberflächen der Kanalwand (38).
Ansaugeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalwandabschnitte (40), an denen sich die Wassertropfen niederschlagen, rippenartige Vorsprünge (48) aufweisen.
Ansaugeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalwandabschnitte (40), an denen sich Wassertropfen niederschlagen, mit einem Drahtgitter oder Drahtgeflecht versehen sind.
Ansaugeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftströmungskanal (16) die Strömungsrichtung der Umgebungsluft zwischen der Ansaugöffnung (18) und dem Lufteinlass (33) um wenigstens 90°, besonders bevorzugt um wenigstens 150° umlenkt.
Ansaugeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftströmungskanal (16) eine durch eine Luftrezirkulationsklappe (36) wahlweise verschließbare Ansaugöffnung (43) für Umluft aufweist, die bezogen auf den Einbauzustand der Ansaugeinheit im Bereich des höchsten Punktes des Luftströmungskanals (16) angeordnet ist, oder in einem Bereich des Luftströmungskanals (16), der eine Luftströmungskomponente aufweist, die entgegen der Schwerkraft gerichtet ist.
Ansaugeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugeinheit eine komplett vormontierte Einheit ist.
Ansaugeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserabscheidungskammer (42) an ihrem niedrigsten Punkt einen Drainageauslass (44) besitzt.
Ansaugeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts des Luftfilters (34) im Luftströmungskanal (16) eine Verschlussklappe (50) vorgesehen ist.