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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug sowie ein Klimatisierungsgerät für ein Kraftfahrzeug.
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Für eine angenehme und gesunde Luftqualität im Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeugs wird dieser typischerweise mit Frischluft aus der äußeren Umgebung des Kraftfahrzeugs versorgt. Um zu verhindern, dass in der Frischluft enthaltene Schadstoffe wie z.B. Kohlenwasserstoffe oder Geruchserzeuger wie z.B. Trimethylamin in den Fahrzeuginnenraum gelangen, wird die Frischluft vor dem Eintritt in den Fahrzeuginnenraum in der Regel gefiltert. Auf diese Weise wird im Fahrzeuginnenraum eine erhebliche Verbesserung der Luftqualität erzielt.
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Als Luftfilter kommen typischerweise sog. Hybridfilter zum Einsatz. Um sicherzustellen, dass ausreichend Frischluft in den Fahrzeuginnenraum transportiert wird, dürfen solche Hybridfilter keine zu hohen Druckverluste in der zu filternden Luft erzeugen. Daher sind solche Hybridfilter nur bedingt zum Filtern von Feinstaub aus der Frischluft geeignet. Dies wiederum führt dazu, dass die Feinstaub-Konzentration der in den Fahrzeuginnenraum des Kraftfahrzeugs geführten Frischluft oftmals ein inakzeptabel hohes Niveau erreicht.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Kraftfahrzeug zu schaffen, bei welchem die voranstehend genannten Probleme beseitigt sind oder zumindest nur mehr in abgeschwächter Form auftreten.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Grundidee der Erfindung ist demnach, in einem Frischluftpfad eines Kraftfahrzeugs, über welchen Frischluft aus der äußeren Umgebung des Kraftfahrzeugs in den Fahrzeuginnenraum gefördert werden kann, mit zwei in Reihe geschalteten Filtereinrichtungen auszustatten. Eine erste Filtereinrichtung dient dabei zum Filtrieren von Feinstaub aus der durch den Frischluftpfad geführten Frischluft. Eine zweite Filtereinrichtung dient zum Filtern von Schadstoffen und Geruchserzeugern aus der Frischluft. Die als Feinstaubfilter ausgebildete Filtereinrichtung erzeugt dabei in der durch den Frischluftpfad geführten Frischluft einen höheren Druckverlust als die nicht als Feinstaubfilter ausgeführte zweite Filtereinrichtung.
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Um sicherzustellen, dass aufgrund des von der ersten Filtereinrichtung erzeugten, relativ hohen Druckverlusts ein hinreichend großer Volumenstrom an Luft in den Fahrzeuginnenraum eingebracht werden kann, ist beim erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug zusätzlich zum Frischluftpfad ein Umluftpfad vorgesehen, welcher den Fahrzeuginnenraum fluidisch mit einem zwischen den beiden Filtereinrichtungen im Frischluftpfad angeordneten Mündungspunkt verbindet. Auf diese Weise kann die über den Frischluftpfad in den Fahrzeuginnenraum eingebrachte Frischluft als Umluft zirkuliert werden. Aufgrund der Anordnung des Mündungspunktes zwischen den beiden Filtereinrichtungen wird die Umluft ausschließlich durch die einen - insbesondere im Vergleich zur ersten Filtereinrichtung - relativ geringen Druckverlust hervorrufende zweite Filtereinrichtung geführt. Somit kann im Fahrzeuginnenraum ein hoher Umluft-Volumenstrom zirkulieren, der iterativ mittels der zweiten Filtereinrichtung gefiltert wird. Der zusätzlich aus der äußeren Umgebung in den Fahrzeuginnenraum transportierte Frischluft-Volumenstrom wird durch beide Filtereinrichtungen geführt und dabei gegenüber der Umluft zusätzlich von der ersten Filtereinrichtung gefiltert. Dabei wird insbesondere die mit Feinstaub beladene Frischluft von Feinstaub befreit. Die mittels der erfindungsgemäßen Lösung erzeugte Kombination aus einem hohen Volumenstrom an Umluft mit einem relativ geringen Volumenstrom an Frischluft sorgt dafür, dass im Fahrzeuginnenraum eine hohe Luftqualität erzeugt werden kann.
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Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst einen Fahrzeuginnenraum sowie einen Frischluftpfad, welcher zum Führen von Frischluft aus der äußeren Umgebung des Kraftfahrzeugs in den Fahrzeuginnenraum ausgebildet ist. Der Fahrzeuginnenraum kommuniziert hierzu mittels des ersten Frischluftpfads fluidisch mit der äußeren Umgebung des Kraftfahrzeugs. Somit kann, bevorzugt mithilfe einer geeigneten im Frischluftpfad angeordneten Fördereinrichtung - zweckmäßig kann diese ein Gebläse oder einen Lüfter umfassen -, in der äußeren Umgebung des Kraftfahrzeugs vorhandene Frischluft über den Frischluftpfad in den Fahrzeuginnenraum transportiert werden.
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Erfindungsgemäß ist im Frischluftpfad eine erste Filtereinrichtung angeordnet. Stromab der ersten Filtereinrichtung ist im Frischluftpfad eine zweiten Filtereinrichtung angeordneten. Die Bezeichnung „stromab“ bezieht sich dabei auf eine Strömungsrichtung der Frischluft durch den Frischluftpfad, also von der äußeren Umgebung des Kraftfahrzeugs zum Fahrzeuginnenraum. Die erste Filtereinrichtung ist somit zwischen der zweiten Filtereinrichtung und der äußeren Umgebung im Frischluftpad angeordnet. Entsprechend ist die zweite Filtereinrichtung zwischen der ersten Filtereinrichtung und dem Fahrzeuginnenraum im Frischluftpfad angeordnet. Der Frischluftpfad kann durch einen oder mehrere, im Kraftfahrzeug verbaute (erste) Luftkanäle gebildet sein, welche zusammen ein Kanalsystem ausbilden.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist ferner einen Umluftpfad auf, welcher den Fahrzeuginnenraum fluidisch mit einem zwischen den beiden Filtereinrichtungen im Frischluftpfad angeordneten Mündungspunkt verbindet. Auch der Umluftpfad kann durch einen oder mehrere, im Kraftfahrzeug verbaute (zweite) Luftkanäle gebildet sein, welche einen Teil des Kanalsystems mit dem ersten Luftkanal/den ersten Luftkanälen bilden können.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Kraftfahrzeugs ist die erste Filtereinrichtung als Feinstaubfilter zum Reinigen der dem Fahrzeuginnenraum zuzuführenden und in der Umgebung des Kraftfahrzeugs vorhandenen Frischluft ausgebildet. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die aus der äußeren Umgebung des Kraftfahrzeugs durch den Frischluftpfad geführte Frischluft zumindest teilweise von Feinstaub befreit wird, bevor sie erstmals in den Fahrzeuginnenraum gelangt.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Kraftfahrzeugs umfasst die erste Filtereinrichtung ein Aktivkohlefilter zum Abscheiden von in der Frischluft enthaltenem Feinstaub. Mittels eines solchen Aktivkohlefilters kann in der Frischluft enthaltener Feinstaub besonders wirksam aus dieser separiert werden.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des Kraftfahrzeugs ist die zweite Filtereinrichtung als Hybrid-Umluftfilter ausgebildet. Ein solches Hybrid-Umluftfilter ermöglicht die besonders effektive Filtrierung von Schadstoffen aus der Luft unter relativ geringem Druckverlust.
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Zweckmäßig bilden im Kraftfahrzeug der Umluftpfad und der stromab des Mündungspunkts verlaufende Teilabschnitt des Frischluftpfad einen Luftkreislauf zum Zirkulieren der dem Fahrzeuginnenraum zugeführten Frischluft aus. Da in besagtem Teilabschnitt stromab des Mündungspunkts die zweite Filtereinrichtung angeordnet ist, kann die erstmals in den Fahrzeuginnenraum eingebrachte Frischluft als Umluft durch Zirkulation in besagtem Luftkreis iterativ gereinigt werden. Auf diese Weise wird im Fahrzeuginnenraum eine besonders hohe Luft-Güte erzielt.
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Besonders zweckmäßig kann im Luftkreislauf des Kraftfahrzeugs ein Gebläse angeordnet sein. Das Gebläse wiederum kann zum Zirkulieren der in den Fahrzeuginnenraum geführten Frischluft bzw. Luft in dem Luftkreislauf vorzugsweise zumindest ein Lüfterrad aufweisen. Auf diese Weise kann Umluft durch Zirkulation im Luftkreislauf durch iteratives Durchströmen der zweiten Filtereinrichtung mehrfach gereinigt werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst der Frischluftpfad des Kraftfahrzeugs einen Filterbypass, mittels welchem Frischluft an der ersten Filtereinrichtung vorbei geführt werden kann. Wird im Fahrzeuginnenraum - insbesondere temporär, also vorübergehend - besonders viel Frischluft benötigt, etwa um ein Beschlagen der Frontscheibe des Kraftfahrzeugs zu verhindern, so kann mittels des Filterbypasses zusätzliche Frischluft aus der äußeren Umgebung des Kraftfahrzeugs in den Fahrzeuginnenraum gefördert werden. Da die durch den Filterbypass geführte, zusätzliche Frischluft an der ersten Filtereinrichtung vorbeigeleitet wird, kann dem Fahrzeuginnenraum im Bedarfsfall ohne größeren Druckverlust eine relative große Menge an zusätzlicher Frischluft zugeführt werden.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des Kraftfahrzeugs umfasst der Filterbybass einen Bypasspfad. Bei dieser Weiterbildung ist in dem Bypasspfad ein verstellbares Bypassventil vorhanden, mittels welchem die durch den Filterbypass geführte Menge an Frischluft variiert bzw. eingestellt werden kann.
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Besonders wenig Bauraum erfordert eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Kraftfahrzeugs, bei welcher die erste und die zweite Filtereinrichtung sowie ein Teil des Frischluftpfads und zumindest ein Teil des Umluftpfads in ein im Kraftfahrzeug verbautes Klimatisierungsgerät integriert sind. Besonders bevorzugt ist der gesamte Umluftpfad in ein solches Klimatisierungsgerät integriert. Diese Variante ermöglicht es, den Frischluftpfad, den Umluftpfad sowie die beiden Filtereinrichtungen als Baueinheit in einem Kraftfahrzeug zu verbauen.
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Die Erfindung betrifft auch ein Klimatisierungsgerät für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein voranstehend erläutertes, erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug. Voranstehende Erläuterungen zum erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug geltend daher, soweit sinnvoll, mutatis mutandis auch für das erfindungsgemäße Klimatisierungsgerät. Insbesondere übertragen sich die voranstehend erläuterten Vorteile des Kraftfahrzeugs auch auf das erfindungsgemäße Klimatisierungsgerät.
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Ein erfindungsgemäßes Klimatisierungsgerät umfasst einen Frischluftpfad, in welchem eine erste Filtereinrichtung und stromab von dieser eine zweite Filtereinrichtung angeordnet sind. Ferner umfasst das erfindungsgemäße Klimatisierungsgerät einen Umluftpfad, welcher in einem Mündungspunkt zwischen den beiden Filtereinrichtungen in den Frischluftpfad mündet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Klimatisierungsgeräts ist die erste Filtereinrichtung als Feinstaubfilter zum Reinigen der dem Fahrzeuginnenraum zuzuführenden und in der Umgebung des Kraftfahrzeugs vorhandenen Frischluft ausgebildet. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die aus der äußeren Umgebung des Kraftfahrzeugs durch den Frischluftpfad geführte Frischluft zumindest teilweise von Feinstaub befreit wird, bevor sie erstmals in den Fahrzeuginnenraum gelangt.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Klimatisierungsgeräts umfasst die erste Filtereinrichtung ein Aktivkohlefilter zum Abscheiden von in der Frischluft enthaltenem Feinstaub. Mittels eines solchen Aktivkohlefilters kann in der Frischluft enthaltener Feinstaub besonders wirksam aus dieser separiert werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Klimatisierungsgeräts ist die zweite Filtereinrichtung als Hybrid-Umluftfilter ausgebildet. Ein solches Hybrid-Umluftfilter ermöglicht die besonders effektive Filtrierung von Schadstoffen aus der Luft unter relativ geringem Druckverlust.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Die einzige 1 zeigt in stark vereinfachter Darstellung - in Form eines einfachen Rechtecks - einen Fahrzeuginnenraum 2 eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1. Im Kraftfahrzeug 1 ist ein von Luft L durchströmbarer Frischluftpfad 3 vorgesehen, welcher die äußere Umgebung 4 des Kraftfahrzeugs 1 fluidisch mit dem Fahrzeuginnenraum 2 verbindet. Auf diese Weise kann Luft L in Form von Frischluft FL aus der äußeren Umgebung 4 des Kraftfahrzeugs 1 in den Fahrzeuginnenraum 2 geführt werden.
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Wie 1 erkennen lässt, sind im Frischluftpfad 3 eine erste Filtereinrichtung 5a und zweite Filtereinrichtung 5b angeordnet. Da eine Strömungsrichtung S der durch den Frischluftpfad 3 geführten Frischluft FL von der äußeren Umgebung 4 zum Fahrzeuginnenraum 2 verläuft, ist gemäß 1 die zweite Filtereinrichtung 5b stromab der ersten Filtereinrichtung 5a im Frischluftpad 3 angeordnet.
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Des Weiteren umfasst das Kraftfahrzeug 1 einen Umluftpfad 6, der ebenfalls von Luft L durchströmt werden kann. Der Umluftpfad 6 verbindet den Fahrzeuginnenraum 2 fluidisch mit dem Frischluftpfad 3 und mündet hierzu in einem Mündungspunkt 7 in den Frischluftpfad 3, der zwischen den beiden Filtereinrichtungen 5a, 5b angeordnet ist. Der Umluftpfad 6 und der stromab des Mündungspunkts 7 verlaufende Teilabschnitt 3a des Frischluftpfads 3 bilden einen Luftkreislauf 11 zum Zirkulieren der dem Fahrzeuginnenraum 2 aus der äußeren Umgebung 4 zugeführtenluft L bzw. Frischluft FL als Umluft UL. Die in dem Luftkreislauf 11 zirkulierende Umluft UL strömt demnach nur durch die zweite Filtereinrichtung 5b, nicht aber durch die erste Filtereinrichtung 5a. Der Frischluftpfad 3 erstreckt sich von einem außen am Kraftfahrzeug 1 vorgesehenen Frischlufteinlass 19 zu einem im Fahrzeuginnenraum 2 vorgesehenen Frischluftauslass 20. Der Umluftpfad 6 erstreckt sich von einem im Fahrzeuginnenraum 2 vorgesehenen Umlufteinlass 21 zum Mündungspunkt 7. Da der Teilabschnitt 3a des Frischluftpfads 3 als Teil des Luftkreislaufs 11 auch von Umluft UL durchströmt werden kann, fungiert der Frischluftauslass 20 zusätzlich auch als Umluftauslass 22. Der Frischluftpfad 3 und der Umluftpfad 6 können durch jeweils einen oder mehrere im Kraftfahrzeug 1 verbaute erste bzw. zweite Luftkanäle 23, 24 gebildet sein, welche einen Teil eines Kanalsystems 25 bilden.
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Die erste Filtereinrichtung 5a ist im Beispiel der 1 als Feinstaubfilter 8 ausgebildet. Auf diese Weise kann die Frischluft FL, welche aus der äußeren Umgebung 4 des Kraftfahrzeugs 1 über die Frischluftleitung 3 in den Fahrzeuginnenraum 2 geführt wird, gereinigt werden. Insbesondere kann in der Frischluft FL enthaltener Feinstaub filtriert werden. Hierzu kann die erste Filtereinrichtung 5a bzw. das Feinstaubfilter 8 mit einen Aktivkohlefilter 9 zum Abscheiden des in der Frischluft FL enthaltenen Feinstaubs ausgestattet sein.
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Die zweite Filtereinrichtung 5b kann hingegen als Hybrid-Umluftfilter 10 ausgebildet sein. Die zweite Filtereinrichtung 5b, also das Hybrid-Umluftfilter 10, weist im Gegensatz zur ersten Filtereinrichtung 5a keinen Feinstaubfilter auf. Denkbar ist es, die beiden Filtereinrichtungen 5a, 5b so auszugestalten, dass sie sich - insbesondere hinsichtlich ihres für die erzielte Filterwirkung relevanten Aufbaus - nur durch das in der ersten Filtereinrichtung 5a vorhandene und in der zweiten Filtereinrichtung 5b fehlende Feinstaubfilter 8 voneinander unterscheiden.
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Zum Zirkulieren der in den Fahrzeuginnenraum geführten Luft L, also der Frischluft FL bzw. der Umluft UL, im Luftkreislauf 11 kann in diesem ein Gebläse 12 angeordnet sein. Ein solches Gebläse 12 kann beispielsweise ein Lüfterrad 13 umfassen, welches im Betrieb die gewünschte Zirkulation der Luft L bewirkt.
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Optional kann der Frischluftpfad 3 einen in 1 in gestrichelter Darstellung gezeigten Filterbypass 14 aufweisen, mittels welchem die Frischluft FL im Bedarfsfall teilweise oder sogar vollständig an der ersten Filtereinrichtung 5a vorbei geführt werden kann. Ein solcher Filterbybass 14 kann einen Bypasspfad 15 umfassen, in welchem ein verstellbares Bypassventil 16 angeordnet ist. Somit kann mit Hilfe des Bypassventils 16 die durch den Filterbypass 14 geführte Menge an Frischluft FL variiert bzw. eingestellt werden. Auch der Bypasspfad 15 kann, in analoger Weise zum Frischluftpfad 3 bzw. zum Umluftpfad 6, durch jeweils einen oder mehrere, im Kraftfahrzeug 1 verbaute zweite Luftkanäle 26 gebildet sein, welche einen Teil des Kanalsystems 25 bilden.
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Wie in 1 zumindest schematisch veranschaulicht, können die erste und die zweite Filtereinrichtung 5a, 5b sowie zumindest ein Teil des Frischluftpfads 3 und zumindest ein Teil des Umluftpfads 6, vorzugsweise der gesamte Umluftpfad, in ein im Kraftfahrzeug 1 angeordnetes Klimatisierungsgerät 17 integriert sein. Somit kann das Klimatisierungsgerät 17 als Baueinheit im Kraftfahrzeug 1 verbaut werden. Bevorzugt kann der gesamte Umluftpfad 6 in das Klimatisierungsgerät 17 integriert sein. Das Klimatisierungsgerät 17 kann ein Gehäuse 18 umfassen, in welchem die voranstehend genannten Komponenten angeordnet sein können.
