DE19944530C1 - Vehicle interior ventilation system has an air collection box with a smaller air outflow than inflow and an inner deflection bar to separate water from the air flow by deflection for a longer air filter life - Google Patents
Vehicle interior ventilation system has an air collection box with a smaller air outflow than inflow and an inner deflection bar to separate water from the air flow by deflection for a longer air filter lifeInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Luftzuführeinrichtung für die Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an air supply device for the Passenger cell of a motor vehicle according to the preamble of Claim 1.
Bei einer bekannten Luftzuführeinrichtung dieser Art (DE 33 30 951 C2) ist der als mehrfach gefaltete Papierfilter mit vertikal orientierten Falten ausgebildete Staubfilter schräg im Luftstrom liegend mit nach unten geneigter Lufteintrittsfläche angeordnet, damit der von seiner Lufteintrittsseite durch Schwerkrafteinfluß abrieselnde Staub nach unten fällt. Der Umlenksteg ist an der oberen Kante eines den Staubfilter austauschbar aufnehmenden Filtergehäuses befestigt und erstreckt sich vertikal nach unten, wodurch der obere Teil des Luftfilters von der direkten Luftanströmung abgeschirmt wird. Der Umlenksteg bildet mit der seiner vom Luftfilter abgekehrten Seite gegenüberliegenden Kastenwand einen vertikal nach unten zum Wasserablauf gerichteten Strömungskanal, an dessen oberem Ende der Lufteinlaß liegt. Durch das von dem Umlenksteg bewirkte Umlenken der Luftströmung um nahezu 180° auf ihrem Weg vom Lufteinlaß zum Luftauslaß werden durch Schwerkraft und Zentrifugalkraft in der Luft enthaltende Wassertropfen ausgeschieden. Die nach dem Umlenksteg folgende aufsteigende Strömung der Luft mit deutlich geringerer Geschwindigkeit verhindert das Mitführen von einzelnen Wassertropfen, die sich vielmehr im Wasserablauf sammeln und dort abgeführt werden.In a known air supply device of this type (DE 33 30 951 C2) is the multi-folded paper filter Dust filter designed with vertically oriented pleats lying diagonally in the air flow with downward inclination Air inlet surface arranged so that of its Air inlet side due to gravitational dust falls down. The deflection bar is at the top of a the dust filter interchangeably accommodating filter housing attached and extends vertically downwards, causing the upper part of the air filter from the direct air flow is shielded. The deflection bridge forms with that of the Air filter on the opposite side of the box wall one directed vertically downwards to the water drain Flow channel, at the upper end of which is the air inlet. By the deflection caused by the diverting web Airflow almost 180 ° on its way from the air inlet to the Air outlet are in by gravity and centrifugal force water drops containing air are excreted. The after Deflection bridge with the following rising flow of air significantly slower speeds prevent carrying of individual water drops, which are rather in the water drain collect and be discharged there.
Eine solche Luftzuführeinrichtung arbeitet sehr effektiv, wenn Lufteinlaß- und -auslaß gleich breit und zueinander symmetrisch angeordnet sind. Bei asymmetrischem Versatz dieser beiden Öffnungen und einem großem Breitenunterschied, was aus konstruktiven Gründen häufig erforderlich ist, strömt die Luft mit hoher Geschwindigkeit diagonal und reißt die Wassertropfen mit. Der Luftfilter wird feucht und seine Standzeit erheblich reduziert.Such an air supply device works very effectively when Air inlet and outlet equal width and to each other are arranged symmetrically. If there is an asymmetrical offset two openings and a big difference in width what from is often required for design reasons, the air flows diagonally at high speed and tears the water drops With. The air filter becomes damp and its service life is considerable reduced.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Luftzuführeinrichtung der eingangs genannten Art eine von der Anordnung und Ausbildung von Luftein- und -auslaß unabhängige effektive Wasserabscheidung sicherzustellen, um so die Standzeit des Luftfilters zu vergrößern.The invention has for its object in a Air supply device of the type mentioned one of the Arrangement and design of independent air inlet and outlet ensure effective water separation to ensure that To increase the service life of the air filter.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.The object of the invention is through the features of Claim 1 solved.
Die erfindungsgemäße Luftzuführeinrichtung hat den Vorteil, daß durch die paralellen Trennwände in dem unmittelbar dem Lufteinlaß nachgeordneten Einlaßbereich des Luftsammelkastens, die bis hin zur Umlenkung der Luft durch den Umlenksteg reichen, eine diagonale Strömung der Luft im Bereich hoher Strömungsgeschwindigkeiten unterbunden ist. Erst im Strömungsbereich des Luftsammelkastens, in dem nach Umlenkung die aufsteigende Luftströmung eine wesentlich geringere Strömungsgeschwindigkeit besitzt, kann sich eine direkte Diagonalströmung zum kleineren oder asymmetrisch angeordneten Luftauslaß ausbilden. In diesem Bereich ist aber die Luft bereits weitgehend entfeuchtet und die Strömungsgeschwindigkeit reduziert, so daß dieser Diagonalströmung hin zum Luftauslaß keinerlei Bedeutung mehr zukommt.The air supply device according to the invention has the advantage that through the parallel partition walls in the directly the Air inlet downstream of the air collection box, the up to the redirection of the air through the deflection bar range, a diagonal flow of air in the high range Flow speeds is prevented. Only in Flow area of the air collection box, in the after deflection the rising air flow a much lower one Has flow velocity, can be a direct Diagonal flow to the smaller or asymmetrically arranged Form air outlet. But in this area is the air already largely dehumidified and the Flow rate reduced so that this Diagonal flow towards the air outlet no longer matters comes to.
Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Luftzuführeinrichtung mit zweckmäßigen Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben. Advantageous embodiments of the invention Air supply device with appropriate training and Embodiments of the invention are in the further Claims specified.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung setzt der Luftumlenksteg unmittelbar an dem Lufteinlaß an und bildet mit der gegenüberliegenden, vom Lufteinlaß wegstrebenden, die Trennwände haltenden Kanalwand und den Trennwänden mehrere bis in den Bereich des Wasserablaufs am Kanalboden reichende Strömungskanäle mit einem vom Lufteinlaß zu ihrem freien Ende sich verjüngenden Kanalquerschnitt. Durch den mit diesen Strömungskanälen erreichten Düseneffekt wird insbesondere mit der konkaven Wölbung des Kastenbodens im Bereich des Wasserablaufs und der siebartigen Ausbildung des Kastenbodens gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung der Effekt der Wasserabscheidung verstärkt, wobei das abgeschiedene Wasser aus der unter dem siebartigen Boden verlaufenden, strömungsberuhigten Zone gut ablaufen kann.According to a preferred embodiment of the invention sets the air deflecting web directly on the air inlet and forms with the opposite, striving from the air intake, the Partition holding duct wall and the partition walls several to reaching into the area of the water drain on the channel floor Flow channels with one from the air inlet to their free end tapered channel cross section. By with these Flow channels achieved nozzle effect is particularly with the concave curvature of the box bottom in the area of the Water drainage and the sieve-like formation of the box bottom according to a further embodiment of the invention the effect the water separation intensified, whereby the separated Water from the bottom of the sieve, flow-calmed zone can run off well.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Es zeigen in prinzipieller Darstellung:The invention is based on one shown in the drawing Embodiment described in more detail below. Show it in principle:
Fig. 1 einen Längsschnitt einer im Vorderbau eines Kraftfahrzeugs angeordneten Luftzuführeinrichtung für die Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs gemäß Schnittlinie I-I in Fig. 2, Fig. 1 is a longitudinal section of a disposed in the front section of a motor vehicle air supply means for the passenger compartment of the motor vehicle on the section line II in Fig. 2,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1. FIG. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1.
Die in Fig. 1 und 2 in verschiedenen Schnittdarstellungen schematisiert skizzierte Luftzuführeinrichtung für die Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs ist im Motorraum 10 des Kraftfahrzeugs angeordnet, der in bekannter Weise durch eine Stirnwand 11 hermetisch von der Fahrgastzelle 12 getrennt ist. Die Stirnwand 11 reicht vom Fahrzeugboden bis zu einem Querholm 13 der Fahrgastzellenstruktur, an dem eine Windschutz- oder Frontscheibe 14 ansetzt, die die Fahrgastzelle 12 oberhalb der Stirnwand 11 begrenzt. Der Motorraum 10 ist mittels einer doppelwandigen Motorhaube 15 oberseitig abgeschlossen, wobei zwischen dem der Frontscheibe 14 zugekehrtem Ende der Motorhaube 15 und der Frontscheibe 19 ein Spalt verbleibt, der unterseitig von einer Wasserauffangschale 16 abgedeckt ist, die sich an der Unterseite der Motorhaube 15 bis hin zu einer am Querholm 13 festgelegten Wasserablaufrinne 17 erstreckt.The air supply device for the passenger compartment of a motor vehicle, schematically sketched in different sectional views in FIGS. 1 and 2, is arranged in the engine compartment 10 of the motor vehicle, which is hermetically separated from the passenger compartment 12 in a known manner by an end wall 11 . The end wall 11 extends from the vehicle floor to a cross member 13 of the passenger compartment structure on which a windshield or front window 14 attaches, which delimits the passenger compartment 12 above the end wall 11 . The engine compartment 10 is closed on the upper side by means of a double-walled engine hood 15 , a gap remaining between the end of the engine hood 15 facing the front window 14 and the front window 19 which is covered on the underside by a water collecting pan 16 which extends from the underside of the engine hood 15 to extends to a water drainage channel 17 fixed on the cross member 13 .
Wasserauffangschale 16 und Wasserablaufrinne 17 verlaufen an der Unterseite der Frontscheibe 14 über deren gesamte Breite.Water collecting tray 16 and water drainage channel 17 run on the underside of the front window 14 over its entire width.
Die in den Motorraum 15 unmittelbar angrenzend an die Stirnwand 11 eingesetzte Luftzuführeinrichtung weist einen mit einem Lufteinlaß 18 und einem Luftauslaß 19 versehenen Luftsammelkasten 20 auf, von dem ein Wandteil die Wasserauffangschale 16 bildet. Der Luftsammelkasten 20 ist einerseits an der Unterseite der Motorhaube 15 und andererseits an der Stirnwand 11 befestigt und zweigeteilt ausgeführt, so daß beim Öffnen der Motorhaube 15, was durch Schwenken der Motorhaube 15 in Richtung Pfeil 21 erfolgt, der mit der Motorhaube 15 verbundene Kastenoberteil von dem mit der Stirnwand verbundenen Kastenunterteil abhebt. Der Lufteinlaß 18 des Luftsammelkastens 20 ist in der Motorhaube 15 mit Abstand von derem der Frontscheibe 14 zugekehrten Ende ausgebildet und mit einem Gitter 22 zum Zurückhalten größerer Verschmutzungsteile abgedeckt. Der Luftauslaß 19 des Luftsammelkastens 20 ist kongruent mit einer Öffnung in der Stirnwand 11. Auf die vom Luftsammelkasten 20 abgekehrte Seite der Stirnwand 11 ist ein in der Fahrgastzelle 12 angeordneter Luftverteiler 23 aufgesetzt, der ebenfalls die Stirnwandöffnung umschließt. Bei Verwendung der Luftzuführeinrichtung in Verbindung mit einer Klimaanlage ist anstelle des Luftverteilers 23 ein Klimakasten der Klimaanlage an die Stirnwand 11 angesetzt. Wie aus der schematisierten Zeichnung in Fig. 2 entnommen werden kann, erstreckt sich der Lufteinlaß 18 über die gesamte Breite des Luftsammelkastens 20, während der strichliniert angedeutete Luftauslaß 19 mit einer wesentlich geringeren Breite asymmetrisch zum Lufteinlaß 18 angeordnet ist. The air supply device inserted into the engine compartment 15 immediately adjacent to the end wall 11 has an air collecting box 20 provided with an air inlet 18 and an air outlet 19 , of which a wall part forms the water collecting tray 16 . The air collection box 20 is fixed on the one hand to the underside of the hood 15 and on the other hand to the end wall 11 and made in two parts, so that when the hood 15 is opened , which is done by pivoting the hood 15 in the direction of arrow 21 , the bonnet 15 connected to the hood 15 of the lower part of the box connected to the bulkhead. The air inlet 18 of the air collection box 20 is formed in the hood 15 at a distance from the end facing the windshield 14 and covered with a grille 22 for retaining larger parts of dirt. The air outlet 19 of the air collection box 20 is congruent with an opening in the end wall 11 . On the side of the end wall 11 facing away from the air collection box 20 , an air distributor 23 is placed in the passenger compartment 12 , which also encloses the end wall opening. When using the air supply device in connection with an air conditioning system, a climate box of the air conditioning system is attached to the front wall 11 instead of the air distributor 23 . As can be seen from the schematic drawing in FIG. 2, the air inlet 18 extends over the entire width of the air collection box 20 , while the air outlet 19 indicated by the broken lines is arranged asymmetrically with respect to the air inlet 18 with a substantially smaller width.
Im Innern des Luftsammelkastens 20 ist ein von der die Wasserablaufrinne 16 bildenden Kastenwand frei abstehender Luftumlenksteg 24, der sich über die gesamte Kastenbreite erstreckt, sowie stromabwärts davon ein Luftfilter 25 angeordnet, der die lichte Querschnittsfläche des Luftsammelkastens 20 überdeckt. Der Luftumlenksteg 24 bewirkt eine Umlenkung der Luftströmung im Luftsammelkasten 20 um nahezu 180°, wodurch deren Strömungsgeschwindigkeit herabgesetzt wird und in der Luft enthaltende Wassertröpfchen aus der Luft abgesondert werden. Die ausgefällten Wassertropfen werden über einen im Kastenboden unterhalb des Luftumlenkstegs 24 vorgesehenen Wasserablauf 26 abgeführt. Der Luftfilter 25 dient zur Zurückhaltung von Staubpartikeln in der Frischluft und ist als gefalteter Papierfilter ausgeführt, dessen Faltrichtung längs der Breite des Luftsammelkastens 20 verläuft. Für eine gute Filterwirkung und einer langen Standzeit des Luftfilters 25 ist es wichtig, daß der Luftfilter 23 nicht feucht oder naß wird, so daß der Wasserabscheidung aus der den Luftsammelkasten 20 durchströmenden Frischluft durch den Luftumlenksteg 24 größte Bedeutung zukommt.In the interior of the air collection box 20 there is an air deflecting web 24 which projects freely from the box wall forming the water drainage channel 16 and extends over the entire width of the box, as well as an air filter 25 downstream thereof, which covers the clear cross-sectional area of the air collection box 20 . The air deflecting web 24 causes the air flow in the air collecting box 20 to be deflected by almost 180 °, as a result of which its flow speed is reduced and water droplets containing air are separated from the air. The precipitated water drops are discharged via a water outlet 26 provided in the box bottom below the air deflection web 24 . The air filter 25 serves to retain dust particles in the fresh air and is designed as a folded paper filter, the direction of folding of which runs along the width of the air collection box 20 . For a good filter effect and a long service life of the air filter 25 , it is important that the air filter 23 does not become damp or wet, so that the water separation from the fresh air flowing through the air collecting box 20 through the air deflection web 24 is of the greatest importance.
Um eine größtmögliche Effizienz in der Wasserabscheidung zu erreichen, sind zwischen dem Luftumlenksteg 24 und der Kastenwand 201, die auf der vom Luftfilter 25 abgekehrten Seite des Luftumlenkstegs 24 verläuft, mehrere, voneinander beabstandete, parallele Trennwände 27 angeordnet, die einerseits bis nahe dem Lufteinlaß 18 und andererseits bis zum freien Ende des Luftumlenkstegs 24 reichen. Diese Trennwände 27, von denen in Fig. 1 nur eine zu sehen ist, sind in Fig. 2 dargestellt. Dort ist auch erkennbar, daß die Abstände der Trennwände 27 über die Breite des Luftsammelkastens 20 variieren und in dem in Längsrichtung des Luftsammelkastens 20 gesehen dem Luftauslaß 19 vorgelagerten Bereich (rechts in Fig. 2) deutlich größer sind als im übrigen Bereich. Diese Trennwände 27 stellen eine Vertikalströmung der Luft in dem unmittelbar an dem Lufteinlaß 18 sich anschließenden Einlaßbereich des Luftsammelkastens 20 sicher, wie dies in Fig. 2 durch Pfeile 28 angedeutet ist, und erlauben eine Vertikalströmung der Luft hin zum asymmetrisch angeordneten und flächenkleineren Luftauslaß 19 nur in dem Bereich nach dem Luftumlenksteg 24.In order to achieve the greatest possible efficiency in water separation, a plurality of spaced-apart, parallel partition walls 27 are arranged between the air deflection web 24 and the box wall 201 , which runs on the side of the air deflection web 24 facing away from the air filter 25 , which, on the one hand, are close to the air inlet 18 and on the other hand extend to the free end of the air deflecting web 24 . These partitions 27 , of which only one can be seen in FIG. 1, are shown in FIG. 2. There it can also be seen that the spacings of the dividing walls 27 vary over the width of the air collecting box 20 and in the area in front of the air outlet 19 in the longitudinal direction of the air collecting box 20 (on the right in FIG. 2) are significantly larger than in the rest of the area. These dividing walls 27 ensure a vertical flow of the air in the inlet area of the air collection box 20 directly adjoining the air inlet 18 , as indicated by arrows 28 in FIG. 2, and only allow a vertical flow of the air towards the asymmetrically arranged and smaller-sized air outlet 19 in the area after the air deflecting web 24 .
Um den Effekt der Wasserabscheidung noch zu verbessern, sind der Luftumlenksteg 24 und die die Trennwände 27 haltende, gegenüberliegende Kanalwand 201 so ausgebildet, daß sie einen von dem Lufteinlaß 18 ausgehenden und bis in den Bereich des Wasserablaufs 26 am Kanalboden reichenden Strömungskanal mit vom Lufteinlaß 18 bis zum freien Ende sich verjüngenden Kanalquerschnitt bilden. Dieser Strömungskanal ist noch durch die Trennwände 27 in voneinander separierte Strömungskanäle 281-287 unterteilt.In order to further improve the effect of the water separation, the air deflecting web 24 and the opposite duct wall 201 holding the partition walls 27 are designed such that they flow from the air inlet 18 and extend into the region of the water outlet 26 on the duct floor with the air inlet 18 form a tapered channel cross-section up to the free end. This flow channel is further divided by the partition walls 27 into separate flow channels 281-287 .
Der Kastenboden ist im Bereich des Wasserablaufs 26 ausgehend von dem freien Ende der Strömungskanäle 281-287 konkav, hier kreisbogenförmig, gewölbt und durch Perforation oder eine gitterartige Struktur siebartig ausgebildet. Unterhalb des siebartigen Kastenbodenbereichs 31 ist der Wasserablauf 26 angesetzt, der einen über die Breite des Luftsammelkastens 20 verlaufenden Sammelkanal 29 und an den Kanalenden angeordnete Ablauföffnungen 30 (Fig. 2) umfaßt. Durch die düsenartig verengten, gebogenen Strömungskanäle 281-287 wird in der Frischluft enthaltenes Wasser durch die Schwerkraft und die Zentrifugalkraft auf den gewölbten, siebartigen Bereich 31 des Kastenbodens gebracht, das nach Durchtritt durch das Sieb 31 in der strömungsberuhigten Zone des Sammelkanals 29 über die Ablauföffnungen 30 zuverlässig abfließen kann. Die Luft ist weitgehend frei von mitgeführtem Wasser, so daß ein Feuchtwerden des Luftfilters 25 vermieden wird.The box bottom is concave in the area of the water outlet 26 starting from the free end of the flow channels 281-287 , here in the form of a circular arc, arched and is sieve-shaped by perforation or a grid-like structure. Below the sieve-like box bottom area 31 , the water drain 26 is attached, which comprises a collecting channel 29 running across the width of the air collecting box 20 and drain openings 30 ( FIG. 2) arranged at the channel ends. Through the nozzle-like, narrowed, curved flow channels 281-287 , water contained in the fresh air is brought by gravity and centrifugal force onto the curved, sieve-like area 31 of the box bottom, which after passing through the sieve 31 in the flow-reduced zone of the collecting channel 29 via the drain openings 30 can drain reliably. The air is largely free of entrained water, so that the air filter 25 is prevented from becoming damp.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
| D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
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| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
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| 8320 | Willingness to grant licenses declared (paragraph 23) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |