DE1192537B - Vorrichtung zur Belueftung und/oder Beheizung von Fahrzeugkabinen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Belüftung und/oder Beheizung von Fahrzeugkabinen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Belüftung und/oder Beheizung von Fahrzeugkabinen mit einem motorisch angetriebenen Gebläse, einem Wärmetauscher, über welchen die Gebläseluft geleitet werden kann, und einem Einströmkanal mit einer im Bereich des Fahrzeugstaudruckes angeordneten Einströmöffnung für die Gebläseluft.
• Bisher wurden für den genannten Zweck Radial-oder Axialgebläse verwendet. Diese Gebläse besitzen die Eigenschaft, bei gleicher Richtung des Luftstroms ihre Läuferdrehrichtung beim übergang von der Verwendung als Gebläse zur Verwendung als Turbine beizubehalten. Die Verwendung dieser Gebläsearten zur Fahrzeuglüftung ergibt daher bei Anwachsen des Fahrzeugstaudruckes eine immer größere Luftförderung in die Fahrzeugkabine, was auch durch Abschalten des Gebläsemotors nicht verhindert werden kann, da der Gebläseläufer in diesem Teil durch den vom Staudruck erzeugten Luftdurchsatz turbinenartig angetrieben wird und in gleicher Umdrehungsrichtung weiterläuft.
• Zur Behebung dieses Nachteils sind bereits komplizierte elektrische Schaltungen bekanntgeworden, welche die Läuferdrehgeschwindigkeit und die Drehrichtung des Läufers in Abhängigkeit von dem Staudruck verändern. Solche Schaltungen sind aufwendig und infolge ihrer Kompliziertheit gegen Störungen anfällig.
• Erfindungsgemäß wird der obengenannte Nachteil dadurch beseitigt, daß als Gebläse mindestens ein an sich bekanntes Querstromgebläse verwendet wird.
• Das Querstromgebläse hat im Gegensatz zu den vorhergenannten Gebläsearten die Eigenschaft, daß seine Läuferdrehrichtung beim übergang von der Verwendung als Gebläse zur Verwendung als Turbine umgekehrt wird. Dies bedeutet, daß die Förderleistung des Querstromgebläses von dem am Fahrzeug auftretenden Staudruck nahezu unabhängig bleibt. Steigt nämlich der Staudruck vor dem Gebläse an, so stellt der mit gleicher Geschwindigkeit weiterlaufende Querstromgebläseläufer für die den Gebläsedurchsatz übersteigende einströmende Luftmenge ein nahezu unüberwindliches Hindernis dar. Die Verwendung des Querstromgebläses bewirkt also, daß die Förderung durch den Einströmkanal für die Gebläseluft vom Stillstand des Fahrzeugs bis zu hohen Ge- schwindigkeiten ohne die bei anderen Gebläsearten zusätzliche Einrichtung praktisch konstant bleibt.
• Querstromläufer können eine sehr große axiale Länge aufweisen. Dies hat für die Fahrzeugbelüftung den großen Vorteil, daß ein beliebig breiter, beispielsweise die ganze Breite des Fahrzeuginneren bestreichender Luftstrahl aus dem Gebläse austritt. Die bisher für den genannten Zweck ausschließlich verwendeten Axial- oder Ikadialgebläse erzeugen Luftstrahlen mit rundem oder quadratischem Querschnitt, und es müssen besondere Leiteinrichtungen für die Gebläseluft vorgesehen werden, welche die Luft gleichmäßig in der Fahrzeugkabine verteilen. Diese Leiteinrichtungen bedingen einen ins Gewicht fallenden Leitungsverlust.
• Weiter belastet die Leistungsaufnahme der bisher üblichen Gebläse das Bordnetz des Fahrzeugs bei gleicher Förderleistung wesentlich stärker als ein modernes Querstromgebläse, insbesondere ein Tangentialgebläse. Daher werden diese bisher üblichen Gebläse für einenDurchsatz ausgelegt, der fürNormalbetrieb, d. h. bei normalen klimatischen Verhältnissen, gerade ausreicht und bei extremen Bedingungen zu klein ist. Bei der Beheizung einer Fahrzeugkabine tritt daher z. B. die Erscheinung auf, daß bei Stillstand -des Fahrzeugs bzw. bei kleiner Geschwindigkeit desselben die Luft am Wärmetauscher unangenehm stark erhitzt wird und in unmittelbarer Nähe der Austrittsöffnungen in der Fahrzeugkabine die Luft viel zu heiß ist, während gleichzeitig die austretende Wärmemenge bei diesen kleinen Durchsatzmengen für die Erwärmung des ganzen Fahrzeuginneren nicht ausreicht. Andererseits steigt die Durchsatzmenge mit zunehmender Geschwindigkeit des Fahrzeugs so stark an, daß bei sehr tiefen Außentemperaturen eine genügende Aufheizung des Luftdurchsatzes nicht mehr erzielt werden kann. Das Querstromgebläse bietet demgegenüber den Vorteil, daß die dem Bordnetz entnommene Leistung wesentlich geringer ist, da gerade im Bereich kleiner Reynolds-Zahlen, wie sie im allgemeinen für für die Fahrzeugbelüftung verwendete Gebläse gültig sind, der Wirkungsgrad eines als Tangentialgebläse ausgebildeten Querstromgebläses den eines vergleichbaren Axial- oder Radialgebläses wesentlich übersteigt.
• Unter Umständen ist es wünschenswert, kurzzeitig eine größere Luftmenge in die Fahrzeugkabine zu fördern, um beispielsweise schlechte Luft in der Fahrzeugkabine möglichst schnell durch Frischluft zu ersetzen. Erfindungsgemäß ist deshalb im Einströmkanal ein Luftfilter angeordnet, dessen Stellung so veränderlich ist, daß der Einströmkanal ganz oder teilweise überdeckt oder vollständig freigegeben wird. Bei einer Durchspülung der Fahrzeugkabine wird dann eine mangelnde oder fehlende Filterung der Luft in Kauf genommen, wodurch der vom Luftfilter gebildete Widerstand teilweise oder ganz wegfällt und dadurch eine Zunahme des Förderluftstromes erreicht wird.
• Bei einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung wird der Lufteinströmkanal in zwei Teile aufgespalten, von denen einer durch das Gebläse und der andere am Gebläse vorbeiführt. Dabei ist gemäß der Erfindung eine einfache, vom Staudruck gesteuerte Einrichtung vorgesehen, welche bei Stillstand oder kleinen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs beide Teile des Einströmkanals freigibt, bei mittleren Geschwindigkeiten den vom Querstromgebläse eingenommenen Teil des Einströmkanals versperrt und bei hohen Geschwindigkeiten zusätzlich den am Gebläse vorbeiführenden Teil drosselt. Dadurch bleibt die einströmende Luftmenge bei jeder Geschwindigkeit etwa konstant. Bei vollständiger Drosselung des Querstromgebläses ist die Leitungsaufnahme des Gebläsemotors praktisch Null, wodurch das Bordnetz bei höheren Geschwindigkeiten des Fahrzeugs nicht mehr belastet wird, obwohl der Gebläsemotor weiterläuft.
• An Hand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.
• F i g. 1 zeigt schematisch einen Vertikalschnitt und F i g. 2 eine Draufsicht bei abgenommener oberer Abdeckung eines Ausführungsbeispieles nach dieser Erfindung.
• In den Figuren ist eine Kraftfahrzeugheizung dargestellt, die aus einem kastenförmigen Gehäuse 1, einem als Tangentialgebläse ausgebildeten Querstromgebläse 2, einem als Rahmenmotor ausgebildeten Antriebsmotor 3, einem Wärmetauscher 4 und einem Filter 5 besteht. Unter dem Gehäuse ist ein um die Achse 6 verschwenkbar angeordneter Deckel 7 vorgesehen, der über eine Stulpe 8 mit dem Gehäuse 1 verbunden ist. In den dadurch gebildeten Dreiecksraum 9 ragt ein Rohr 10 hinein, das den Staudruck der in Richtung des Pfeiles 11 einströmenden Luft abtastet. Im Betrieb fördert bei geringen Geschwindigkeiten das Gebläse durch den als Diffusor ausgebildeten Kanalabschnitt. Die Luft tritt durch das Filter 5, welches von Hand senkrecht zu der dargestellten Stellung eingeschwenkt ist. Nachdem die Luft gefiltert wurde, strömt sie durch den Wärmetauscher 4, wenn die Klappe 13 in der gestrichelt dargestellten Stellung 14 steht. Wird Kaltluftbetrieb gewünscht, dann wird die Klappe 13 in die ausgezogen gezeichnete Stellung gestellt. Die Luft strömt dann in Richtung des Pfeiles 17. Bei erhöhter Fahrzeuggeschwindigkeit wird durch den Staudruck ein Drehmoment auf den Deckel 7 ausgeübt, wobei die Feder 18 gespannt wird. Bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit wird der Kanal 12 durch die Klappe 19 geschlossen. Eine weitere Klappe 20, die vorher geschlossen war, öffnet sich nach einer vorgegebenen Funktion derart, daß sie sich in dem Augenblick, in dem die Klappe 19 geschlossen ist, ganz in die geöffnete Stellung einstellt und sich beispielsweise durch eine Kurvenführung 21 im Zusammenwirken mit dem Faden 22 wieder langsam um so mehr schließt, je höher der Staudruck ist. Hierdurch bleibt die insgesamt geförderte Menge über alle Geschwindigkeitsbereiche konstant.
• Wird eine besonders große Luftmenge zur Erzeugung einer großen Heizleistung, z. B. im Stand, oder zur Erzeugung einer intensiven Lüftung benötigt, wird das Filter 5 in die gezeigte Stellung verschwenkt. Dieses Filter ist erfindungsgemäß aus Lochblenden 23 aufgebaut, die zwischen sich Kohlegranulate 24 oder andere aktive Schichten einschließen.
• Bei Verlangsamung der Fahrzeugbewegung kehren sich die Bewegungsrichtungen der Klappen 19 und 20 um, und bei Unterschreitung einer bestimmten Geschwindigkeitsgrenze übernimmt das Gebläse wieder allein die Förderung. Da das Gebläse bei völlig gedrosseltet Stellung der Klappe 19 nur wenige Prozente seiner Nennleistung aufnimmt, braucht der Motor nicht abgeschaltet zu werden. Das Bordnetz wird in diesem Fall nur sehr gering belastet. Hierzu kommt, daß Tangentialgebläse an sich schon im Bereich kIeiner Reynolds-Zahlen hohe Wirkungsgrade besitzen und bei vorgegebener Umfangsgeschwindigkeit und vorgegebener Lautstärke hohe Drücke zulassen. Statt Leerlaufbetrieb kann natürlich auch eine Abschaltung, gesteuert von der Bewegung des Deckels 7, erfolgen.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Belüftung und/oder Beheizung von Fahrzeugkabinen mit einem motorisch angetriebenen Gebläse, einem Wärmetauscher, über welchen die Gebläseluft geleitet werden kann, und einem Einströmkanal mit einer im Bereich des Fahrzeugstaudruckes angeordneten Einströmöffnung für die Gebläseluft, d a d u r c h gekennzeichnet, daß als Gebläse (2) mindestens ein an sich bekanntes Querstromgebläse verwendet wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein im Einströmkanal angeordnetes Luftfilter (5), dessen Stellung so veränderlich ist, daß der Einströmkanal ganz oder teilweise überdeckt oder vollständig freigegeben wird, 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einströmkanal zweiteilig ausgebildet ist, dergestalt, daß der eine Teil als Zuleitung zum Querstromgebläse (2) dient und der zweite Teil am Querstromgebläse vorbeiführt, und daß aus mittels einer flexiblen Stulpe (8) verbundenen Wandungsteilen ein mit der Einströmöffnung über eine Luftleitung in Verbindung stehender Stauraum (9) gebildet ist, dessen einer beweglicher Wandungsteil (7) über ein Gestänge eine Drosseleinrichtung (19, 20) steuert, die in einer Endstellung beide Teile des Einströmkanals und in einer Mittelstellung den vom Querstromgebläse eingenommenen Teil des Einströmkanals freigibt sowie in der anderen Endstellung den vom Querstromgebläse eingenommenen Teil des Einströmkanals ganz, den anderen Teil teilweise versperrt.
3. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 948 764, 898 856, 822 053; deutsche Auslegeschriften Nr. 1049 721, 1036669.