DE102010046672A1

DE102010046672A1 - Fahrzeuglüfter und Belüftungsanlage

Info

Publication number: DE102010046672A1
Application number: DE102010046672A
Authority: DE
Inventors: Stefan Gärtner
Original assignee: Valeo Klimasysteme GmbH
Current assignee: Valeo Klimasysteme GmbH
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2012-03-29

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeuglüfter (10), insbesondere einer Heizung/Kühlung für einen Fahrzeuginnenraum, mit einem Lüftergehäuse (12), in welchem ein Lufteinlass (22), ein Luftauslass (24) und ein angetriebenes Lüfterrad (14) vorhanden sind, und einer Motorsteuerungseinheit (18) für einen Lüftermotor (16) sowie einer Kühlvorrichtung (20) für die Motorsteuerungseinheit (18). Der Luftauslass (24) umfasst einen Hauptströmungskanal (26) und einen Nebenströmungskanal (28) und die Kühlvorrichtung (20) sitzt am Nebenströmungskanal (28) und wird durch einen Luftstrom im Nebenströmungskanal (28) gekühlt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeuglüfter, insbesondere einer Heizung/Kühlung für einen Fahrzeuginnenraum, mit einem Lüftergehäuse, in welchem ein Lufteinlass, ein Luftauslass und ein angetriebenes Lüfterrad vorhanden sind, und einer Motorsteuerungseinheit für den Lüftermotor sowie einer Kühlvorrichtung für die Motorsteuerungseinheit. Die Erfindung betrifft ferner eine Belüftungsanlage, vorzugsweise eine HVAC-Anlage für ein Fahrzeug.
Aus dem Stand der Technik sind Fahrzeuglüfter bekannt, bei denen eine Kühlvorrichtung für die Motorsteuerungseinheit im Hauptströmungskanal des Luftauslasses angeordnet ist. Bei einer hohen Strömungsgeschwindigkeit im Strömungskanal des Luftauslasses kann es zu einer Verwirbelung der Luft an Rippen der Kühlvorrichtung und der Entstehung von Geräuschen kommen.
Ferner sind Fahrzeuglüfter in Fahrzeugklimaanlagen bekannt, bei denen die Motorsteuerung vom Fahrzeuglüfter entfernt zur Kühlung an einem weiteren Bauteil der Fahrzeugklimaanlage angeordnet ist. Dies erschwert den Einbau oder Austausch des Fahrzeuglüfters in der Klimaanlage.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen einfach aufgebauten und kompakten Fahrzeuglüfter mit einer verbesserten Kühlvorrichtung für die Motorsteuerungseinheit zu schaffen, sowie eine Belüftungsanlage.
Diese Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Fahrzeuglüfter gelöst, mit einem Lüftergehäuse, in welchem ein Lufteinlass, ein Luftauslass und ein angetriebenes Lüfterrad vorhanden sind, und einer Motorsteuerungseinheit für einen Lüftermotor sowie einer Kühlvorrichtung für die Motorsteuerungseinheit, wobei der Luftauslass einen Hauptströmungskanal und einen Nebenströmungskanal umfasst und die Kühlvorrichtung am Nebenströmungskanal sitzt und durch einen Luftstrom im Nebenströmungskanal gekühlt wird. Da die Kühlvorrichtung im Nebenströmungskanal angeordnet ist, findet keine Luftverwirbelung und Geräuscherzeugung im Hauptströmungskanal statt. Da der Nebenströmungskanal so ausgebildet werden kann, dass die Strömungsgeschwindigkeit in ihm geringer ist als im Hauptströmungskanal, kann die Geräuscherzeugung durch die Kühlvorrichtung stark reduziert werden, ohne dass die Eigenschaften der Luftströmung im Hauptströmungskanal verändert werden.
Vorzugsweise wird die Kühlluft über den Nebenströmungskanal in den Lüftermotor zu dessen Kühlung geleitet. Dies ermöglicht eine einfache Kühlung des Lüftermotors sowie eine kompakte Bauweise des Fahrzeuglüfters.
Um eine gut Kühlleistung der Kühlvorrichtung für die Motorsteuerung zu gewährleisten, kann die Kühlvorrichtung im Nebenströmungskanal stromaufwärts des Motors angeordnet sein.
Beispielsweise ist die Kühlvorrichtung ein Kühlkörper, welcher mit der Motorsteuerungseinheit in wärmeleitendem Kontakt steht und mit einer wärmeübertragenden Oberfläche den Nebenströmungskanal abschnittsweise begrenzt. Der wärmeleitende Kontakt wird über eine Festkörperbrücke erreicht.
Die Kühlvorrichtung der Motorsteuerungseinheit kann einer Stirnseite des Motors gegenüberliegend angeordnet sein. Alternativ ist es möglich, dass die Kühlvorrichtung der Motorsteuerungseinheit in radialer Richtung neben dem Motor angeordnet ist. Auf diese Weise kann die Bauweise des Fahrzeuglüfters an den vorhandenen Bauraum im Fahrzeug angepasst werden.
Um eine Luftströmung im Nebenströmungskanal aufgrund eines Druckunterschieds zu ermöglichen, kann der Nebenströmungskanal mit dem Lufteinlass verbunden sein.
Ferner kann das Lüfterrad Zusatzschaufeln aufweisen, welche ausgebildet sind, um Luft aus dem Nebenströmungskanal zu saugen.
Das Lüfterrad kann als Scheibenrad oder als Speichenrad ausgebildet sein. Ein Speichenrad ermöglicht auf einfache Weise die Nutzung des Druckunterschieds zwischen Lufteinlass und Luftauslass zur Strömungserzeugung im Nebenströmungskanal, während ein Scheibenrad einen einfachen Schutz des Motors vor im Lufteinlass angesaugten Flüssigkeiten ermöglicht.
Vorzugsweise ist der Fahrzeuglüfter ein Radiallüfter. Auf diese Weise kann beispielsweise ein erhöhter Druckunterschied zwischen Lufteinlass und Luftauslass erzeugt werden.
Die Erfindung wird ferner durch eine Belüftungsanlage, vorzugsweise eine HVAC-Anlage für ein Fahrzeug, gelöst, mit einem oben beschriebenen Fahrzeuglüfter.
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 schematische Schnittansicht eines Fahrzeuglüfters gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine schematische Schnittansicht eines Fahrzeuglüfters gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
3 eine Explosionsansicht des Gehäuses des Fahrzeuglüfters aus 2;
4 eine perspektivische Ansicht des Fahrzeuglüfters gemäß 2; und
5 einen Fahrzeuglüfter gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines als Radiallüfter ausgebildeten Fahrzeuglüfters 10 mit einem Lüftergehäuse 12, einem Lüfterrad 14 und einem Lüftermotor 16, welcher das Lüfterrad 14 antreibt. Zur Steuerung des Lüftermotors 16 ist eine elektronische Motorsteuerungseinheit 18 vorgesehen, die über eine Kühlvorrichtung 20 gekühlt wird.
Der im Gehäuse 12 untergebrachte Lüftermotor 16 ist in der gezeigten Ausführungsform als Elektromotor ausgebildet und weist eine Motorachse 32 auf, welche mit dem Lüfterrad 14 verbunden ist und den Antrieb des Lüfterrads 14 ermöglicht.
Im Lüftergehäuse 12 sind ein Lufteinlass 22 und ein Luftauslass 24 vorgesehen, wobei der Luftauslass einen Hauptströmungskanal 26 und einen Nebenströmungskanal 28 umfasst. Der Nebenströmungskanal 28 ist als Abzweigung vom Hauptströmungskanal 26 ausgebildet und verläuft in einem ersten Bereich annähernd senkrecht zur Hauptströmungsrichtung vom Hauptströmungskanal 26 weg. In einem zweiten Bereich verläuft der Nebenströmungskanal am Lüftermotor 16 vorbei zum Lufteinlass 22.
Der Nebenströmungskanal 28 erstreckt sich vom Hauptströmungskanal 26 ausgehend zum Lüftermotor 16 und ist über Lüfterradöffnungen 30 zwischen den Speichen des Lüfterrads 14 mit dem Lufteinlass 22 verbunden. Durch die Druckdifferenz zwischen Luftauslass 24 und Lufteinlass 22 wird die Strömungsgeschwindigkeit im Nebenströmungskanal 28 erhöht.
Das Lüfterrad 14 ist in der ersten Ausführungsform als Speichenrad ausgebildet, wobei sich Lüfterradöffnungen 30 zwischen den Speichen im Wesentlichen von der Nabe bis zum Radkranz des Lüfterrads 14 erstrecken. Es können jedoch auch kleinere Lüfterradöffnungen 30 vorgesehen sein, die sich nur über einen Teilbereich zwischen Nabe und Radkranz erstrecken.
Die Hauptschaufeln des Lüfterrads 14 sind am Radkranz auf der vom Lüftermotor 16 abgewandten Seite des Lüfterrads 14 angeordnet.
Die Kühlvorrichtung 20 der Motorsteuerungseinheit 18 ist im Nebenströmungskanal 28 stromaufwärts des Lüftermotors 16, gegenüberliegend einer Stirnseite des Lüftermotors 16 positioniert. Der Luftstrom kühlt somit zuerst die Kühlvorrichtung 20 der Motorsteuerungseinheit 18 und anschließend den Lüftermotor 16.
Die Kühlvorrichtung 20 hat einen Kühlkörper 34, welcher mit der Motorsteuerungseinheit 18 in wärmeleitendem Kontakt steht und mit einer wärmeübertragenden Oberfläche 36 den Nebenströmungskanal 28 abschnittsweise begrenzt. Der Kühlkörper 34 weist mehrere in den Nebenströmungskanal 28 hineinragende Vorsprünge und/oder Lamellen auf, welche die wärmeübertragende Oberfläche 36 vergrößern.
Bei Betrieb des Fahrzeuglüfters 10 wird das Lüfterrad 14 durch den Lüftermotor 16 angetrieben und saugt Luft vom Lufteinlass 22 zum Luftauslass 24 in den Hauptströmungskanal 26 und den Nebenströmungskanal 28. Der Luftstrom durch den Nebenströmungskanal 28 läuft am Kühlkörper 34 der Kühlvorrichtung 20 der Motorsteuerungseinheit 18 vorbei und durch den Lüftermotor 16 und tritt anschließend durch die Lüfterradöffnungen 30 in den Lufteinlass 22 des Lüftergehäuses 12 ein.
Der Nebenströmungskanal 28 ist so ausgebildet, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms durch den Nebenströmungskanal gegenüber der Strömungsgeschwindigkeit im Hauptströmungskanal 26 reduziert ist. Auf diese Weise wird eine starke Geräuscherzeugung am Kühlkörper 34 oder am Lüftermotor 16 durch Luftverwirbelung verhindert.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Fahrzeuglüfters 10, wobei sich die zweite Ausführungsform von der ersten Ausführungsform im Wesentlichen in der Bauweise des Lüfterrads 14 unterscheidet.
Das Lüfterrad 14 ist als Scheibenrad ausgebildet und weist keine Lüfterradöffnungen 30 zwischen Nabe und Radkranz auf. Auf diese Weise werden die Kühlvorrichtung 20 und der Lüftermotor 16 vor Flüssigkeitströpfchen im Luftstrom geschützt. Flüssigkeitströpfchen werden durch die Luftströmung in der Hauptströmungsrichtung transportiert und werden somit vom Lufteinlass 22 zum Luftauslass 24 durch das Lüfterrad 14 entsprechend der Hauptströmungsrichtung umgelenkt. Aufgrund der Trägheit der Flüssigkeitströpfchen gelangen diese jedoch nicht in den Nebenströmungskanal 28.
An der zum Lüftermotor 16 zeigenden Seite des Radkranzes des Lüfterrads 14 sind Zusatzschaufeln 38 vorgesehen, welche ausgebildet sind, um Luft aus dem Nebenströmungskanal 28 zu saugen und zum Luftauslass 24 zu transportieren und somit den Luftstrom im Nebenströmungskanal bewirken.
3 zeigt eine Explosionsansicht des Fahrzeuglüfters aus 2. Das Lüftergehäuse 12 umfasst ein erstes Gehäuseteil 40, in dem das Lüfterrad 14 und der Lufteinlass 22 sowie der Luftauslass 24 vorgesehen sind.
Ein zweites Gehäuseteil 42 ist mit dem ersten Gehäuseteil 40 verbunden und bildet im Wesentlichen den Gehäuseabschnitt, der den Lüftermotors 16 umgibt.
Ein drittes Gehäuseteil ist auf das zweite Gehäuseteil 42 gesetzt und schließt das Gehäuse 12 als Deckel ab. Am dritten Gehäuseteil 44 ist die Motorsteuerungseinheit 18 mit der Kühlvorrichtung 20 vorgesehen.
Der Nebenströmungskanal 28 erstreckt sich in der gezeigten Ausführungsform durch alle drei Gehäuseteile 40, 42, 44. Es ist jedoch auch möglich, dass der Nebenströmungskanal 28 im Wesentlichen in einem oder zwei Gehäuseteilen 40, 42, 44 ausgebildet ist.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Fahrzeuglüfters 10, wobei ein Teil des zweiten Gehäuseteils 42 ausgeschnitten ist, um das Lüfterrad 14 zu zeigen. Am Lüfterrad 14 sind die Hauptschaufeln und Zusatzschaufeln 38 zu erkennen.
Die Zusatzschaufeln 38 in Umfangsrichtung jeweils zwischen zwei Hauptschaufeln angeordnet sind.
Der Nebenströmungskanal 28 und die Zusatzschaufeln 38 sind so ausgebildet, dass die Strömungsgeschwindigkeit im Nebenströmungskanal 28 geringer ist als im Hauptströmungskanal 26. Auf diese Weise werden Luftgeräusche bei der Durchströmung der Kühlvorrichtung 20 verringert.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform, die im Wesentlichen analog zur ersten Ausführungsform ausgebildet ist. Die Motorsteuerungseinheit 18 mit der Kühlvorrichtung 20 ist jedoch nicht einer der Stirnseite des Lüftermotors 16 gegenüberliegend angeordnet, sondern befindet in radialer Richtung neben dem Lüftermotor 16 im ersten Bereich des Nebenströmungskanals 28.
Alternativ ist es auch möglich, dass die Motorsteuerungseinheit 18 mit ihrer Kühlvorrichtung 20 in einem eigenen Nebenströmungskanal 28 parallel zum Nebenströmungskanal 28 des Lüftermotors 16 angeordnet ist.
Die verschiedenen Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsformen können auch auf andere Art und Weise vorteilhaft miteinander kombiniert werden.
Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen sind jeweils als Radiallüfter ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Fahrzeuglüfter als Axial- oder Tangentiallüfter ausgebildet sind.

Claims

Fahrzeuglüfter (10), insbesondere einer Heizung/Kühlung für einen Fahrzeuginnenraum, mit einem Lüftergehäuse (12), in welchem ein Lufteinlass (22), ein Luftauslass (24) und ein angetriebenes Lüfterrad (14) vorhanden sind, und einer Motorsteuerungseinheit (18) für einen Lüftermotor (16) sowie einer Kühlvorrichtung (20) für die Motorsteuerungseinheit (18), wobei der Luftauslass (24) einen Hauptströmungskanal (26) und einen Nebenströmungskanal (28) umfasst und die Kühlvorrichtung (20) am Nebenströmungskanal (28) sitzt und durch einen Luftstrom im Nebenströmungskanal (28) gekühlt wird.
Fahrzeuglüfter (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluft über den Nebenströmungskanal (28) in den Lüftermotor (16) zu dessen Kühlung geleitet wird.
Fahrzeuglüfter (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung (20) der Motorsteuerungseinheit (18) im Nebenströmungskanal (28) stromaufwärts des Lüftermotors (16) angeordnet ist.
Fahrzeuglüfter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung (20) ein Kühlkörper (34) ist, welcher mit der Motorsteuerungseinheit (18) in wärmeleitendem Kontakt steht und mit einer wärmeübertragenden Oberfläche (36) den Nebenströmungskanal (28) abschnittsweise begrenzt.
Fahrzeuglüfter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung (20) der Motorsteuerungseinheit (18) einer Stirnseite des Lüftermotors (16) gegenüberliegend angeordnet ist.
Fahrzeuglüfter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung (20) der Motorsteuerungseinheit (18) in radialer Richtung neben dem Lüftermotor (16) angeordnet ist.
Fahrzeuglüfter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenströmungskanal (28) mit dem Lufteinlass (22) verbunden ist.
Fahrzeuglüfter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (14) Zusatzschaufeln (38) aufweist, welche ausgebildet sind, um Luft aus dem Nebenströmungskanal (28) zu saugen.
Fahrzeuglüfter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (14) als Scheibenrad oder als Speichenrad ausgebildet ist.
Fahrzeuglüfter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeuglüfter (10) ein Radiallüfter ist.
Belüftungsanlage, vorzugsweise eine HVAC-Anlage, für ein Fahrzeug, mit einem Fahrzeuglüfter (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.