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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Klimatisierungsvorrichtung für Interieurbauteile
eines Fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Gattungsgemäße Vorrichtungen
werden bspw. zur Klimatisierung von Fahrzeugsitzen oder Armauflaufen
in einem Fahrzeug benutzt.
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Stand der
Technik
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Aus
DE 296 03 771 ist eine
Absaugeinrichtung für
eine Sägewerkbank
bekannt, bei der über eine
Vielzahl von Löchern
im Tisch Sägespäne von einem
Ventilator abgesaugt werden. Es gibt jedoch Anwendungen, für die eine
Vielzahl verschiedener Öffnungen
oder Kanäle
unterschiedlich stark durchströmt
werden soll. Dies ist mit einer solchen Absaugvorrichtung nicht
möglich.
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Von
Wasserkraftwerken sind Pelton-Turbinen bekannt. Dort werden Düsen kreisförmig um
eine Turbine angeordnet, um die Turbine mit einer Vielzahl von Wasserstrahlen
anzutreiben. Dieses Konzept dient jedoch nur der Energiegewinnung.
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Aus
DE 34 24 853 ist eine Gasturbine
mit mehreren Schaufelblättern
bekannt. Diese Schaufelblätter
sind untereinander über
eine Vielzahl von teilweise verzweigten Kanälen miteinander verbunden. Jedoch
ist es auch hier so, dass die von einem jeweiligen Schaufelblatt
geförderten
Fluidströme
anhand der Querschnittsöffnungen
der Kanalverzweigungen in einem feststehenden Verhältnis zueinander
aufgeteilt werden und nicht voneinander unabhängig sind. Eine Druckveränderung
in einem Kanal bewirkt auch eine Druckveränderung in den weiteren abzweigenden
Kanälen.
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Aus
DE 201 06 595 ist ein Radialventilator bekannt,
der eine große
Menge Luft durch seinen Auslass-Stutzen fördern kann. Um hierfür eine ausreichende
Luftversorgung zu gewährleisten,
saugt der Ventilator von beiden Seiten der Rota tionsebene des Schaufelrades
Luft ein. Auch dieses Konzept ermöglicht keine kostengünstige Luftversorgung
mehrerer Verbraucher mit unterschiedlichem Durchströmungsbedarf.
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Aus
DE 198 47 384 ist ein Fahrzeugsitz
bekannt, bei dem ein Ventilator direkt unterhalb eines Abspanngrabens
in der Sitzfläche
angeordnet ist. Dadurch soll der Luftstrom des Ventilators auf die
beiden von dem Abspanngraben getrennten Zonen des Sitzteiles aufgeteilt
werden. Nachteilig bei dieser Ausführungsform ist die starre Festlegung
der Position des Ventilators, die relativ geringe erzeugbare Druckdifferenz
zwischen Druckseite und Saugseite des Ventilators und die Abhängigkeit
der Luftströmung
jeweils eines Sitzteils von der Luftströmung im anderen Sitzteil.
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Gegenstand der Erfindung
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist die kostengünstige Versorgung einer Vielzahl
von Verbrauchern in einem Fahrgastraum mit einem individuell einstellbaren
Fluidstrom bei gleichzeitigem Erhalt der Druckverhältnisse
in den übrigen
Fluidströmen.
Sie wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 erfüllt.
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Eine
weitere Aufgabe ist die Gewährleistung eines
möglichst
hohen Wirkungsgrades. Dies wird durch Vorrichtungen mit den Merkmalen
der Ansprüche
2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 und/oder 12 gewährleistet.
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Eine
Vorrichtung nach Anspruch 2 gestattet die bestmögliche Versorgung jedes einzelnen
Abganges mit dem Fördermedium.
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Eine
Vorrichtung nach den Ansprüchen
3 und 12 gestattet auch die Erzeugung größerer Druckunterschiede.
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Eine
Vorrichtung nach Anspruch 5 gestattet die Förderung größtmöglicher Volumenströme.
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Eine
Vorrichtung mit den Merkmalen der Ansprüche 6 oder 7 gestattet eine
klare Trennung der von der Fördereinrichtung
geförderten,
abgehenden Fluidströme.
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Eine
Vorrichtung mit den Merkmalen der Ansprüche 8 oder 11 stellt sicher,
dass den einzelnen Abgängen
der Fördereinrichtung
ausreichend Fluid zugeführt
wird.
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Eine
Vorrichtung mit den Merkmalen der Ansprüche 9 oder 10 bewirkt minimierte
Reibungsverluste in der Fluidströmung
in den Abgängen.
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Eine
weitere Aufgabe ist, insbesondere den Transport von Luft zu ermöglichen.
Dies wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 4
ermöglicht.
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Figuren
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Die
nachfolgende Beschreibung behandelt Möglichkeiten zur Ausgestaltung
der Erfindung. Diese Ausführungen
sind nur beispielhaft zu verstehen und erfolgen unter Bezug auf:
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1 Perspektivische
Ansicht eines geöffneten
Ventilators
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2 Perspektivische
Ansicht eines Sitzes im Längsschnitt
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Beschreibung der Erfindung
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1 und 2 zeigen
ein Ausführungsbeispiel
eines klimatisierten Sitzes mit einem erfindungsgemäßen Ventilator.
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In 1 ist
dargestellt ist in perspektivischer Ansicht eine Vorrichtung 1 zur
Förderung
eines Fördermediums 3.
Diese weist eine Strömungsmaschine 7 in
Gestalt eines Ventilators 25 auf. Der Ventilator 25 ist
im vorliegenden Ausführungsbeispiel
als Radialventilator ausgestaltet, um auch höhere Druckdifferenzen zwischen
Saugseite 45 und Druckseite 47 überwinden
zu können.
Er könnte
jedoch auch einem anderen Typus, bspw. einem Axialventilator, angehören.
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Der
Ventilator 25 weist ein Gehäuse 29 und ein darin
gelagertes Schaufelrad 9 auf.
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Das
Schaufelblatt 9 ist um eine Rotationsachse 11 drehbar
gelagert. Es weist eine Vielzahl von Schaufeln 43 auf.
Die Schaufeln sind gekrümmt,
wobei der Bauch der Krümmung
von der Rotationsachse 11 wegweist. Das Schaufelrad 9 und
seine Schaufeln 43 überstreichen
bei einer Rotation um die Rotationsachse 11 einen Arbeitsraum 13.
Dieser ist definiert als der vom Schaufelrad 9 zumindest
zeitweise ausgefüllte
Raum 15. Das Schaufelrad 9 ist über eine konzentrisch
zur Rotationsachse 11 angeordnete Welle 10 drehbar
an der Unterseite des Gehäuses 29 gelagert.
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Das
Gehäuse 29 hat
in etwa die Form eines flachen Kästchens
mit in etwa quadratischer Außenkontur.
An seiner Oberseite ist ein Eintrittsbereich 17 mit einer
in etwa kreisförmigen
Querschnittsfläche 33 vorgesehen.
Dieser Eintrittsbereich kann von einem Schutzgitter abgedeckt sein.
Vorliegend ist er offen, um das Innere des Ventilators zu zeigen.
Die Unterseite des Gehäuses 29 ist
im vorliegenden Ausführungsbeispiel
geschlossen. Sie könnte
jedoch weitere Eintrittsbereiche aufweisen, um eine zusätzliche Fluidversorgung
der Strömungsmaschine 7 zu
ermöglichen.
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Das
Gehäuse 29 weist
an jeder seiner vier Seitenflächen
jeweils einen Abgang 21 auf. Ein solcher Abgang 21 weist
einen Stutzen 22 auf. Dieser Stutzen ist in seinem dem
Schaufelrad 9 zugewandten Mündungsbereich 37 vorzugsweise
tangential zum Arbeitsraum 13 angeordnet. Der Stutzen 22 selbst
ist vor zugsweise gekrümmt,
bspw. parabelförmig.
Dadurch wird er von der Mündung 23 des
Abganges 21 aus einer radial zur Rotationsachse orientierten
Richtung in eine etwa parallele Richtung zur jeweiligen Seitenkante
an seinem Ende umgelenkt.
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Ein
Abstand 45 zwischen dem Arbeitsraum 13 und den
Mündungen 23 der
Abgänge 21 darf
einen Mindestabstand von vorzugsweise 2 bis 3 mm nicht unterschreiten,
um ein Schleifen des Schaufelrades 9 am Gehäuse 29 bspw.
bei Erschütterung
des Ventilators 25 auszuschließen. Gleichzeitig darf der Abstand 45 einen
Maximalbetrag von vorzugsweise 5 bis 10 mm nicht überschreiten.
Dadurch ist die Trennung und Unabhängigkeit der Fluidströme der einzelnen
Abgänge 21 gewährleistet.
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Es
ist denkbar, die Strömungsmaschine 7 auch
ohne Gehäuse
zu betreiben. Dies setzt voraus, dass das Schaufelrad 9 so
in eine andere technische Vorrichtung oder in ein übergeordnetes
System integriert ist, dass dieses dem beschriebenen Gehäuse entsprechende
Ausnehmungen für
den Eintrittsbereich 17, die Abgänge 21 und die Aufnahme
des Schaufelrades 9 aufweist.
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Ein
klimatisierter Sitz 100 weist eine Lehne 102 und
ein Sitzteil 104 auf. Darin ist ein Lehnenpolster 106 bzw.
ein Sitzpolster 108 vorzugsweise aus Schaumstoff angeordnet.
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Sowohl
das Sitzteil 104 als auch die Lehne 102 weisen
an ihrer zum Benutzer hin gerichteten Oberfläche jeweils mindestens eine
Luftverteilungsschicht 120 auf. Diese ist von einem die
Oberfläche des
Sitzes bildenden Stoff- oder Lederbezug verdeckt. Die Luftverteilungsschicht
ist vorzugsweise gebildet aus einem Abstandsgewirke, einem mittels Spiralen
oder Röhren
in seinem Querschnitt weitgehend freien Einleger oder ähnliches.
Die Abstandsschicht ist im vorliegenden Beispiel in passende Ausnehmungen
des Lehnenpolsters 6 bzw. des Sitzpolsters 108 aufgenommen.
Sie könnte
jedoch auch die Polsterteile zumindest auf ihrer dem Benutzer zugewandten
Seite vollflächig überdecken.
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Der
Ventilator 25 ist vorzugsweise an einer Position angeordnet,
an der er einerseits nahe einer Frischluftquelle mit ausreichend
kühler
Umgebungsluft ist. Andererseits ist er vorzugsweise beabstandet zum
Benutzer des Sitzes und einem evtl. hinter dem Sitz befindlichen
weiteren Passagier angeordnet. Dazu eignen sich insbesondere der
untere Teil der Lehne 102 und das Sitzteil 104.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist der Ventilator 25 auf der von dem Benutzer abgewandten
Rückseite
des Sitzteils 104 angeordnet. Er ist vorzugsweise in einer
entsprechenden Ausnehmung des Sitzpolsters 108 aufgenommen.
Er kann jedoch auch daran aufgesetzt werden.
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In 2 ist
der Ventilator 25 mit drei Abgängen 21 dargestellt.
Diese sind jeweils mit einem ersten Strömungskanal 110, einem
zweiten Strömungskanal 111 und
einem dritten Strömungskanal 112 verbunden.
Die beiden ersten Strömungskanäle 110 und 111 sind
an voneinander beabstandeten Stellen an die Luftverteilungsschicht 120 des
Sitzteils 104 angeschlossen. Der dritte Strömungskanal 112 ist
mit der Luftverteilungsschicht 120 der Lehne 102 verbunden. Alle
Strömungskanäle 110, 111, 112 blasen
an Ausströmöffnungen 140 das
von ihnen geförderte
Fluid 3 in die jeweilige Luftverteilungsschicht 120 aus.
Die Strömungskanäle können bspw.
durch Schläuche aus
einem flexiblen Kunststoffmaterial gebildet sein. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel
sind die Strömungskanäle durch
Aussparungen im Lehnenpolster 106 bzw. im Sitzpolster 108 gebildet.
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Vorteilhaft
bei dieser Ausführung
ist, dass sowohl das Sitzteil 104 als auch die Lehne 102 mit
demselben Ventilator belüftbar
sind. Es braucht also pro Sitz nur ein Ventilator vorgesehen sein.
Außerdem
ist zweckmäßig, dass
die Ausströmöffnungen 140 der Strömungskanäle an beliebiger
Stelle im Sitz angeordnet werden können. Beispielsweise können dadurch
durch Abspanngräben
voneinander getrennte Zonen einer Luftverteilungsschicht 120 trotzdem
mit einem Ventilator 25 belüftet werden. Dabei kann die Position
des Ventilators unabhängig
vom Design der Polsteroberfläche
gewählt
werden. Vorteilhaft ist außerdem,
dass der Ventilator 25 von der dem Passagier zugewandten
Sitzoberfläche
und den daran angeordneten Teilen der Luftverteilungsschicht 21 beabstandet
angeordnet sein kann. Dadurch spürt
der Benutzer keine harten Teile im Sitz und der Ventilator wird
weniger stark belastet.