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TECHNISCHES GEBIET
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Die Offenbarung betrifft ein HLK-Belüftungserzeugnis (von engl.: ”HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning)”, die zur Erzeugung von Wirbelringen konfiguriert ist.
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HINTERGRUND
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Ein HLK-(Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungs-)System für ein Fahrzeug weist typischerweise ein HLK-Modul, ein Röhren- oder Luftverteilungssystem sowie eine oder mehrere Lüftungen auf. Das HLK-Modul erzeugt eine stetige Strömung von konditionierter Luft, die entweder erhitzt oder gekühlt werden kann, oder Umgebungsluft zur Ventilation. Das Röhren- oder Luftverteilungssystem enthält die stetige Strömung von konditionierter oder Umgebungsluft und führt diese von dem HLK-Modul zu einer oder mehreren Belüftungen. Die Belüftung oder Belüftungen können Gitter sein und sind typischerweise an der Peripherie eines Raumes angeordnet, wo die konditionierte Luft für den Komfort eines oder mehrerer Insassen in dem Raum erforderlich ist. Jede der Belüftung oder Belüftungen weist eine Lufteinlassseite, die die stetige Strömung von konditionierter oder Umgebungsluft aufnimmt, sowie eine Luftauslassseite auf, von der die stetige Strömung von konditionierter oder Umgebungsluft in den zu erhitzenden, zu belüftenden oder zu kühlenden Raum geführt ist. projizieren
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Wenn der Raum für die Insassen unkomfortabel heiß ist, wird das HLK-System verwendet, Kühlluft an den Raum zu liefern. Jedoch kann es sein, dass die stetige Strömung von Kühlluft von der Belüftung oder den Belüftungen nicht ausreichend ist, um die Insassen eines Raums beabstandet von der Belüftung oder den Belüftungen zu erreichen. Obwohl die Kühlluftströmung schließlich den gesamten Raum und seine Insassen kühlen kann, kühlt sie die Insassen nicht unmittelbar, sofern die Kühlungsströmung diese nicht erreicht. Eine unmittelbare Insassenkühlung kann dadurch stark verbessert werden, dass die Kühlluftströmung von der Belüftung oder den Belüftungen zum Erreichen der Haut oder Kleidung der Insassen gerichtet ist. Ein Anordnen der Belüftung oder Belüftungen nahe aller der Insassen kann teure, komplexe und raumverbrauchende Zusätze für das Luftverteilungssystem erfordern und kann auch zusätzliche Lüftungen erfordern.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es ist eine HLK-Belüftung vorgesehen. Die HLK-Belüftung weist ein Gehäuse oder eine HLK-Luftkammer sowie eine elektromechanische Membran auf. Das Gehäuse oder die HLK-Luftkammer ist derart konfiguriert, einen Lufteinlass zum Aufnehmen von Kühlluft von einem HLK-Modul, eine Luftkammer zum Einschließen der aufgenommenen Luft sowie einen Luftauslass zu definieren, der derart definiert ist, die Erzeugung von Wirbelringen zu unterstützen. Die elektromechanische Membran ist mit dem Gehäuse oder der HLK-Luftkammer verbunden und wirkt mit der Konfiguration des Luftauslasses und der Aufnahme von Kühlluft von dem HLK-Modul zusammen, um die aufgenommene Kühlluft in die Luftkammer, aus der Luftkammer und durch den Luftauslass als erzeugte Wirbelringe zu richten bzw. zu projizieren (von engl.: ”to project”).
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Die HLK-Luftkammer kann eine im Wesentlichen kegelstumpfförmige Form besitzen. Die HLK-Luftkammer oder das Gehäuse können ein Merkmal an dem Luftauslass aufweisen, das im Wesentlichen eine ringförmige Rippe ist, die den Luftauslass umgibt. Und die HLK-Luftkammer kann ein Ventil zum Steuern der Luft aufweisen, die von oder an dem Lufteinlass aufgenommen wird.
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Es ist auch ein Fahrzeug vorgesehen. Das Fahrzeug weist einen ersten Sitz, der von einem Fahrer besetzbar ist, eine zweite Reihe von Sitzen, die durch einen oder mehrere Fahrgäste besetzbar ist, ein HLK-Modul für Kühlluft sowie ein Kühlluftverteilungssystem auf, das eine HLK-Belüftung besitzt, die ausreichend in Bezug auf die zweite Reihe von Sitzen orientiert ist, um zu ermöglichen, dass Kühlluft zu der zweiten Reihe von Sitzen gerichtet werden kann. Die HLK-Belüftung ist als ein elektromechanischer Wirbelringgenerator gekennzeichnet, der einen gesteuerten Lufteinlass zur Aufnahme von Kühlluft von dem HLK-Modul und einen Luftauslass aufweist. Der Wirbelringgenerator ist als ein hohles konisches Element konfiguriert, das auf einer Seite des Lufteinlasses eine ringförmige Rippe, die den Luftauslass bildet, und an der anderen Seite des Lufteinlasses eine elektromechanische Membran aus nicht porösem Material aufweist. Die elektromechanische Membran wirkt ausreichend mit der von dem gesteuerten Lufteinlass eintretenden Kühlluft zusammen, um einen oder mehrere Wirbelringe zu erzeugen und zu richten bzw. zu projizieren, die ausreichend sind, um die zweite Reihe von Sitzen und jegliche Fahrgäste, die diese Sitze besetzen, zu erreichen.
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Das Fahrzeug kann auch eine dritte Reihe von Sitzen rückwärts der zweiten Reihe von Sitzen aufweisen, die durch ein oder mehrere Fahrgäste besetzbar sind. Bei dieser Ausführungsform ist die Belüftung ausreichend in Bezug auf die zweite und dritte Reihe von Sitzen orientiert, um zu ermöglichen, dass Kühlluft zu der zweiten und dritten Sitzreihe gerichtet werden kann, und die Membran wirkt ausreichend mit der von dem gesteuerten Lufteinlass eintretenden Kühlluft zusammen, um einen oder mehrere Wirbelringe zu erzeugen und zu richten, die ausreichend sind, um die zweite und dritte Sitzreihe sowie jegliche Fahrgäste, die diese Sitze besetzen, zu erreichen.
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Die obigen Merkmale und Vorteile wie auch weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leicht aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Moden zur Ausführung der vorliegenden Lehren in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Draufsicht im Schnitt eines Fahrzeugs, das eine erste, zweite und dritte Sitzreihe besitzt und zwei HLK-Belüftungen aufweist, um eine Wirbelringluftströmung von Kühlluft von einem HLK-Modul zu unterstützen;
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2 ist ein schematischer Schnitt von einer der HLK-Belüftungen von 1, um einen Lufteinlass zu zeigen, der die Kühlluft, die von dem HLK-Modul aufgenommen wird, aufnimmt und steuert, und eine Membran zu zeigen, die in einer Richtung zurückziehbar ist, wenn die Kühlluft von dem HLK-Modul aufgenommen wird;
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3 ist ein schematischer Schnitt der HLK-Belüftung von 2, um eine Lufteinlasskonfiguration in Zusammenwirken mit der Membran zu zeigen, die in einer anderen Richtung gerichtet werden kann, um einen Wirbelring oder mehrere Wirbelringe der aufgenommenen Kühlluft zu erzeugen und zu richten; und
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4 ist eine schematische perspektivische Ansicht der resultierenden Luftströmung, die als ein oder mehrere Ringe, wie die gezeigten Wirbelringe, zu richten ist, die durch die HLK-Belüftung von 3 erzeugt werden.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Bezug nehmend auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen in den Ansichten gleiche Komponenten betreffen, zeigt 1 ein Fahrzeug 10, das einen ersten Sitz 12, der durch einen Fahrer besetzbar ist, eine zweite Reihe von Sitzen 14 rückwärts des ersten Sitzes 12, die durch einen oder mehrere Fahrgäste besetzbar ist, und eine dritte Reihe von Sitzen 16 rückwärts der zweiten Reihe von Sitzen 14, die durch einen oder mehrere Fahrgäste besetzbar ist, aufweist. Das Fahrzeug kann ein Auto, ein Lastwagen, ein Geländewagen, ein Lieferwagen, ein Bus oder irgendein anderes Fahrzeug mit mehr als einer Reihe von Sitzen sein.
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Das Fahrzeug 10 weist auch ein HLK-(Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungs-)Modul 18 für Kühlluft sowie ein Kühlluftverteilungssystem 20 auf. Das HLK-Modul 18 erzeugt eine stetige Strömung von Kühlluft. Das Kühlluftverteilungssystem 20 enthält die stetige Strömung von Kühlluft und führt diese von dem HLK-Modul 18 zu einer Belüftung oder mehreren Belüftungen 22. Jede Belüftung 22 kann als ein elektromechanischer Wirbelringgenerator gekennzeichnet sein und ist ausreichend in Bezug auf die zweite und dritte Reihe von Sitzen 14, 16 orientiert, um zu ermöglichen, dass die Kühlluft zu der zweiten und dritten Sitzreihe 14, 16 gerichtet wird. Die Belüftung oder Belüftungen 22 können vorwärts des ersten Sitzes 12 angeordnet sein, oder die Belüftung oder Belüftungen 22 können in anderen Bereichen des Fahrzeugs 10 angeordnet sein.
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Jede Belüftung 22 kann einen Wirbelring 24 erzeugen, der Kühlluft zu der zweiten und dritten Sitzreihe 14, 16 richtet bzw. projiziert. Die Richtung des Wirbelringes 24 in Bewegung ist durch Pfeil E gezeigt. Eine Belüftung 22 braucht nicht vorwärts des ersten Sitzes 12 angeordnet zu sein. Die Belüftung oder Belüftungen 22 können auch in Fahrzeugen ohne dritte Sitzreihe 16 oder in Fahrzeugen mit mehr als drei Sitzreihen verwendet sein. Die Luftströmung des Wirbelringes 24 ist nachfolgend detaillierter mit Bezug auf 4 beschrieben.
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Nun Bezug nehmend auf 2 weist eine Belüftung 22 ein Gehäuse 30 und eine elektromechanische Membran 38 auf. Das Gehäuse 30 kann aus einem Metall, einem Nichtmetall oder irgendeinem anderen geeigneten Material bestehen. Die elektromechanische Membran 38 kann flexibel sein und kann aus einem nichtporösen Material hergestellt sein. Die elektromechanische Membran 38 kann aus einem Metall, einem Nichtmetall, einem beschichteten Gewebe, einem Kompositmaterial oder einer Kombination dieser Materialien hergestellt sein. Die elektromechanische Membran 38 kann durch einen elektromechanischen Aktor 40 bewegbar (zurückziehbar und ausrichtbar) und betätigbar sein. Die elektromechanische Membran 38 kann den elektromechanischen Aktor 40 aufweisen.
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Das Gehäuse 30 definiert einen Lufteinlass 32 zum Aufnehmen von Kühlluft von dem HLK-Modul 18. Das Richten der Kühlluftströmung in den Lufteinlass 32 ist durch Pfeil A gezeigt. Der Lufteinlass 32 kann an dem gesteuerten Lufteinlass 52 gesteuert werden und kann ein Ventil 42 für die an den Lufteinlass 32 eintretende Luft aufweisen. Das Ventil 42 kann ein Einwegventil oder ein Lamellen- bzw. Flatterventil (von engl.: ”reed valve”) sein.
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Das Gehäuse 30 definiert auch eine Luftkammer 34 zum Umschließen der aufgenommenen Kühlluft. Die Luftkammer 34 kann als ein hohles konisches Element konfiguriert sein oder kann im Wesentlichen kegelstumpfförmig sein. Die Luftkammer 34 kann auch im Wesentlichen zylindrisch sein.
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Das Gehäuse 30 definiert auch einen Luftauslass 36, der derart konfiguriert ist, die Erzeugung von Wirbelringen zu unterstützen. Wenn die Luftkammer voll mit Kühlluft ist, kann die Kühlluft, die in den Lufteinlass 32 eintritt, aus dem Luftauslass 36 in der Richtung von Pfeil B ausströmen. Das Gehäuse 30 kann ein Merkmal 48 an dem Luftauslass 36 aufweisen. Das Merkmal 48 kann als eine ringförmige Rippe 50 konfiguriert sein, die den Luftauslass 36 umgibt.
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Die Belüftung 22 kann so konfiguriert sein, dass sie auf einer Seite des Lufteinlasses 32 die ringförmige Rippe 50, die den Luftauslass 36 bildet, und an der anderen Seite des Lufteinlasses 32 die elektromechanische Membran 38 aufweist.
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Nun Bezug nehmend auf 3 ist die elektromechanische Membran 38 mit dem Gehäuse 30 verbunden und wirkt mit dem konfigurierten Luftauslass 36 und der Aufnahme von Kühlluft von dem HLK-Modul 18 (1) zusammen, um die aufgenommene Kühlluft in der Luftkammer 34 zu erzeugen und aus dem Luftauslass 36 als erzeugte Wirbelringe 24 heraus zu richten. Genauer kann der elektromechanische Aktor 40 eine Kraft (Ausrichtung) auf die elektromechanische Membran 38 aufbringen, wobei diese in der Richtung von Pfeil C bewegt wird, um die Kühlluft innerhalb der Luftkammer 34 zu komprimieren und mit Druck zu beaufschlagen. Der erhöhte Druck in der Luftkammer 34 kann das Ventil 42 schließen und den Wirbelring 24 erzeugen, wenn die elektromechanische Membran 38 richtet. Der resultierende Wirbelring 24, der somit erzeugt ist, wird dann in der Richtung von Pfeil E zu der zweiten und dritten Sitzreihe 14, 16 gerichtet, wie am besten in 1 gezeigt ist.
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Wie am besten in 2 gezeigt ist, kann der elektromechanische Aktor 40 dann die Kraft, die auf die elektromechanische Membran 38 ausgeübt wird, entfernen oder zurückziehen. Dies erlaubt, dass die elektromechanische Membran 38 in ihre ursprüngliche Position zurückkehrt oder zurückgezogen wird, wodurch ermöglicht wird, dass das Ventil 42 öffnet und Kühlluft erneut in die Luftkammer 34 zur Vorbereitung für eine Erzeugung des nächsten Wirbelringes 24 eintritt und diese füllt.
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Diese Abfolge wird mit einer vorbestimmten Häufigkeit wiederholt, die zur Erzeugung ausreichender Wirbelringe 24 zum Richten zu und zum Erreichen der zweiten und dritten Sitzreihe 14, 16 sowie jeglicher Fahrgäste, die diese Sitze besetzen, geeignet ist. Die elektromechanische Membran 38 kann mit einer Frequenz von weniger als 20 Hertz betätigbar sein.
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Gegebenenfalls kann die Belüftung 22 auch als eine herkömmliche HLK-Belüftung betrieben werden, indem sie einfach nicht durch die elektromechanische Membran 38 betätigt wird. In diesem Betriebsmodus, wie am besten in 2 gezeigt ist, strömt Kühlluft in die Belüftung 22 an dem Lufteinlass 32 in der Richtung von Pfeil A, gelangt durch die Kammer 34 und strömt aus der Belüftung 22 an dem Luftauslass 36 in der Richtung von Pfeil B. Dieser Betriebsmodus kann erwünscht sein, nachdem der gesamte Raum auf eine Temperatur gekühlt worden ist, die für alle Insassen komfortabel ist.
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Nun Bezug nehmend auf 4 sind ausreichend Wirbelringe, wie der Wirbelring 24 aus Kühlluft, in der Richtung von Pfeil E aus dem Luftauslass 36 und zu der zweiten und dritten Sitzreihe 14, 16 gerichtet, um jegliche Fahrgäste, die diese Sitze besetzen, zu erreichen. Die gerichteten Wirbelringe 24 aus Kühlluft besitzen eine toroidale (oder kreisringförmige) Form 56. Die toroidale Form 56 jedes Wirbelringes 24 wird durch eine poloidale Strömung 58 der Kühlluft in der toroidalen Form 56 geformt. Die poloidale Strömung ist als eine Fluidströmung definiert, die um eine Kreisachse dreht, die eine Umfangsschleife um eine Polachse bildet. In 4 ist die Polachse Pfeil E, der an dem Zentrum des Luftauslasses 36 und rechtwinklig dazu angeordnet ist. Die toroidale Form 56 weist eine Kreisachse (nicht gezeigt) auf, die eine Umfangsschleife um die Polachse an dem Zentrum der toroidalen Form 56 bildet. Die poloidale Strömung 58 aus Kühlluft in der toroidalen Form 56 jedes Wirbelringes 24 ist durch den kreisförmigen Pfeil D gezeigt.
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Jeder Wirbelring 24 läuft in der Richtung von Pfeil E, wobei er seine poloidale Strömung 58 aus Kühlluft mitführt. Die poloidale Strömung 58 jedes Wirbelringes 24 verringert die Reibung zwischen dem Wirbelring 24 und der umgebenden Luft, wenn sich der Wirbelring in der Richtung von Pfeil E bewegt. Dies ermöglicht, dass jeder Wirbelring 24 eine lange Distanz mit wenig Verlust an Masse und kinetischer Energie durchläuft. Somit kann ein gerichteter Wirbelring 24 Kühlluft weiter tragen als eine gerichtete stabile Strömung oder ein gerichteter stabiler Strahl aus Kühlluft.
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Die bereitgestellte HLK-Belüftung findet Anwendung auf einen beliebigen Typ von Fahrzeug, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, Autos, Lastwägen, Geländewägen, Lieferwägen, Busse, Züge, Flugzeuge und Schiffe. Sie kann auch auf Nichtfahrzeugräume Anwendung finden, bei denen eine schnelle Insassenkühlung gewünscht ist. Diese Räume können umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, Räume und Flure in Gebäuden, teilweise umschlossene Räume und nicht umschlossene Räume. Die bereitgestellte HLK-Lüftung findet Anwendung auf Räume, in denen die Insassen entweder sitzen oder nicht sitzen.
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Während die besten Moden zur Ausführung der vielen Aspekte der vorliegenden Lehren detailliert beschrieben worden sind, erkennt der Fachmann verschiedene alternative Aspekte zur Ausführung der vorliegenden Lehren, die in den Schutzumfang der angefügten Ansprüche fallen.
