DE102010002112A1

DE102010002112A1 - Luftführungskanal mit wenigstens einer Querschnittssprungstelle

Info

Publication number: DE102010002112A1
Application number: DE102010002112A
Authority: DE
Inventors: Norman Dr. 71706 Schaake
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2010-02-18
Filing date: 2010-02-18
Publication date: 2011-08-18

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Luftführungskanal (1) mit wenigstens einer Querschnittssprungstelle (4; 5). An der Querschnittssprungstelle (4; 5) ist zur Geräuschoptimierung ein Gitter (3) vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftführungskanal mit wenigstens einer Querschnittssprungstelle. In Lüftungskanälen breiten sich einerseits die bei der Strömungserzeugung beispielsweise durch eine Gebläse erzeugten Geräusche aus, andererseits werden – auch infolge von Umlenkungen – weitere Strömungsgeräusche erzeugt. Durch – gegebenenfalls mehrere hintereinander geschaltete – Querschnittssprünge können diese Geräusche vermindert werden.
Ein derartiger Luftführungskanal ist beispielsweise aus der DE 101 12 010 A1 bekannt. Der Lüftungskanal ist gemäß dieser Veröffentlichung dadurch optimiert, dass wenigstens eine derartige Querschnittssprungstelle zur Geräuschoptimierung vorgesehen ist.
Durch derartige Sprungstellen bzw. Expansionskammern können infolge von Reflexionen und Interferenzen an den Sprungstellen tatsächlich akustische Verbesserungen in weiten Frequenzbereichen erzielt werden Jedoch führen die offene Fläche und die Kanten von Expansionsbereichen bzw. Expansionskammern zu Störungen in der Strömung. Insbesondere bilden sich an den sich erweiternden Bereichen Ablösungen der Luftströmung und an sich verengenden Bereichen Verwirbelungen derselben. Dadurch entstehen aeroakustische Effekte, die den eigentlich mittels der Sprungstellen Verbesserungen der Akustik entgegenwirken.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Luftführungskanal mit wenigstens einer Querschnittssprungstelle akustisch weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an der Querschnittssprungstelle ein Gitter vorgesehen ist, welches diese wenigstens teilweise abdeckt.
Mittels des Gitters wird wenigstens ein Teil einer offenen Fläche in einem Expansionsbereich überdeckt. Damit wird in diesem Bereich die Strömung der Luft beruhigt, so dass es zu weniger Verwirbelungen und somit zu weniger Geräuschen kommt. In sich verengenden Bereichen gilt Entsprechendes, da dort das Gitter die dort potentiell entstehenden Luft-Verwirbelungen beruhigt. Somit wird insgesamt eine Beruhigung der Luftführung und somit eine Verminderung der aeroakustischen Probleme erzielt. Der Aufbau ist einfach, insbesondere müssen keine zusätzlichen Materialien, wie zum Beispiel spezielle Dämmmaterialien zum Einsatz kommen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist für einen Luftführungskanal mit zwei hintereinander geschalteten Querschnittssprungstellen in Form einer Expansionskammer vorgesehen, dass an beiden Querschnittssprungstellen der Expansionskammer ein Gitter vorgesehen ist, welches jeweils die an den Kanal angrenzende offene Seite der Expansionskammer abdeckt. Dabei kann es sich um eine oder mehrere Gitter handeln, die an den Sprungstellen die Luftführung beruhigen und somit die Aeroakustik verbessern.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das oder die Gitter im Bereich der Querschnittsfläche der Expansionskammer wenigstens 40% der zum Luftkanal gewandten Querschnittsfläche der Expansionskammer abdecken. Bereits mit 40% Abdeckung der Querschnittsfläche der Expansionskammer kann eine sehr gute Unterdrückung der Verwirbelungen der Luft erzielt werden, so dass mit diesem Wert bereits wesentliche aeroakustische Vorteile eintreten.
Wie gemäß weiteren Ausgestaltungen der Erfindung vorgesehen ist, kann das Gitter vorteilhaft als Draht- oder Kunststoffgitter oder als Blech mit runden oder länglichen Öffnungen ausgebildet sein. Derartige Gitter lassen sich einfach realisieren und können, wie gemäß weiteren Ausgestaltungen vorgesehen ist, vorteilhaft an den Luftkanal und/oder die Expansionskammer angespritzt sein, wodurch der Fertigungsaufwand gering gehalten wird.
Der erfindungsgemäße Luftführungskanal kann vorteilhaft in einem Kraftfahrzeug für eine Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klima-Anlage vorgesehen sein, da es bei einer derartigen Anlage besonders darauf ankommt, dass die Anlage ihrerseits möglichst wenig Strömungsgeräusche erzeugt.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt im Querschnitt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Luftführungskanals 1.
Auf einer Längsseite des Luftführungskanals 1 ist eine Expansionskammer 2 vorgesehen, die etwa rechteckförmig ausgebildet ist.
Die Expansionskammer 2 weist eine Vorderseite 4 auf, an die durch den Luftführungskanal 1 strömende Luft zuerst gelangt. Am Ende der Expansionskammer 2 gelangt die Luft dann an eine Hinterkante 5 der Expansionskammer 2.
Durch eine derartige Expansionskammer 2 wird infolge der Reflexion und Interferenzen, die an den Sprungstellen 4 und 5 auftreten, eine Verbesserung des aeroakustischen Verhaltens des Luftleitkanals 1 insgesamt erzielt. Jedoch führen die offene Fläche über der Kammer 2 sowie die Sprungstellen 4 und 5 zu Störungen in der Strömung, die den an sich mittels der Kammer 2 erzielten aeroakustischen Verbesserungen entgegen wirken.
In dem erfindungsgemäßen Luftleitkanal 1 ist ein Gitter 3 vorgesehen, welches in dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur die dem Luftleitkanal 1 zugewandte offene Seite der Expansionskammer 2 vollständig abdeckt.
Mittels des Gitters 3 wird eine Beruhigung der Luftführung im Luftführungskanal 1 im Bereich der Expansionskammer 2 erzielt, so dass die Strömung im Bereich der Expansionskammer 2 relativ ungestört geführt wird und somit keine zusätzlichen unerwünschten akustischen Effekte im Bereich der Expansionskammer 2 auftreffen. Dies gilt insbesondere für die Übergangsstellen, nämlich die Vorderkante 4 der Expansionskammer 2 sowie deren Hinterkante 5, an denen ohne das Gitter 3 zusätzliche Verwirbelungen und Reflexionen und somit akustische Effekte auftreten.
Das Gitter 3 sollte wenigstens 40%, vorteilhaft 50%, der zum Luftleitkanal 1 offenen Fläche der Expansionskammer 2 abdecken. In dem Beispiel gemäß der Figur ist diese Fläche vollständig mittels des Gitters 3 abgedeckt. Das Gitter 3 kann vorteilhaft relativ feinmaschig als Draht- oder Kunststoffgitter oder auch als Blech mit runden oder länglichen Öffnungen ausgebildet sein.
Dabei sollten die Öffnungen in dem Gitter, also die Maschenweite, vorteilhafterweise etwa im Bereich von 0,5–5 mm liegen, besonders gute Effekte werden im Bereich von 0,5–2,5 mm erzielt.
Die Stegbreite des Gitters, also diejenigen Bereiche, die für Luft nicht durchlässig sind, sollten eine Breite von etwa 0,3–1,5 mm aufweisen.
Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das Öffnungsverhältnis des Gitters 3 so zu gestalten, dass die in dem Gitter für die Luftdurchströmung offenen Flächen etwa 40% oder mehr der Gesamtfläche des Gitters betragen.
Das Gitter 3 kann vorteilhaft zur möglichst einfachen Fertigung an dem Luftkanal 1 bzw. die Kanten 4 und 5 der Expansionskammer 2 angespritzt sein.
Die mittels der erfindungsgemäßen Ausbildung des Luftführungskanals 1 erzielten aeroakustischen Vorteile können besonders vorteilhaft in Klimaanlagen von Fahrzeugen eingesetzt werden, da es bei diesen besonders darauf ankommt, dass sie keine unnötigen aeroakustischen Effekte erzeugen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10112010 A1 [0002]

Claims

Luftführungskanal (1) mit wenigstens einer Querschnittssprungstelle (4; 5), dadurch gekennzeichnet, dass an der Querschnittssprungstelle (4; 5) ein Gitter (3) vorgesehen ist, welches diese wenigstens teilweise abdeckt.
Luftführungskanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei hintereinandergeschaltete Querschnittssprungstellen (4, 5) in Form einer Expansionskammer (2) vorgesehen sind und dass an beiden Querschnittssprungstellen (4, 5) ein Gitter vorgesehen ist, welches jeweils die an den Luftführungskanal (1) angrenzende offene Seite der Expansionskammer (2) abdeckt.
Luftführungskanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Gitter (3) mehr als 40% der zum Luftkanal (1) gewandten Querschnittsfläche der Expansionskammer (2) abdecken.
Luftführungskanal nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter (3) als Draht- oder Kunststoffgitter ausgebildet ist.
Luftführungskanal nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter (3) als Blech mit runden oder länglichen Öffnungen ausgebildet ist.
Luftführungskanal nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Gitter (3) eine Maschenweite von 0,5 mm bis 5 mm, vorzugsweise 0,5 mm bis 2,5 mm, und eine Stegbreite von 0,3 mm bis 1,5 mm, vorzugsweise 1,2 mm, aufweist.
Luftführungskanal nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnungsverhältnis des Gitters (3), also das Verhältnis für Luft durchlässiger Flächen des Gitters (3) zu seiner Gesamtfläche, 40% beträgt.
Luftführungskanal nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter (3) an den Luftführungskanal (1) und/oder die Expansionskammer (2) angespritzt ist.
Luftführungskanal nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter (3) in die Expansionskammer (2) eingesetzt ist.
Kraftfahrzeug-Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klima-Anlage mit einem Luftführungskanal (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.