Воздуховыпускное устройство - RU2518092C2
Код документа: RU2518092C2
Чертежи
Описание
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к воздуховыпускному устройству, в частности, для кондиционирования салона транспортного средства.
Уровень техники
Из уровня техники известны различные варианты воздуховыпускных устройств. Они служат для того, чтобы быстро создавать комфортный климат в салоне транспортного средства. С этой целью ее задачей является подача достаточного объема воздуха в салон.
Так, в публикации DE 10036776 А1 описано устройство для кондиционирования салона, в частности устройство для кондиционирования воздуха транспортного средства с кондиционером с подводом воздуха от кондиционера, а также отопителем с подводом теплого воздуха. Подвод воздуха от кондиционера и подвод теплого воздуха соединены с салоном и сведены посредством выпускного элемента в форме сдвоенного жиклера, имеющего внутреннюю трубку и концентрический внешний трубчатый кожух. При этом в кольцевом пространстве между внутренней трубкой и внешним трубчатым кожухом может быть предусмотрено направляющее устройство для завихренного потока, предпочтительно с возможностью регулирования. Речь идет о двухканальном воздуховыпускном устройстве с внутренним воздухопроводным каналом для концентрированного воздушного потока (также называемым "участком с малым углом рассеивания") и внешним воздухопроводным каналом для завихренного потока (также называемым "рассеянным участком"). В полностью открытом положении в рассеянном участке имеет место большое падение давления и повышенное шумообразование. Это снижает эффективность участка с малым углом рассеивания.
В публикации DE 29914962 U1 описано одноканальное воздуховыпускное устройство, в частности, для вентиляции автомобиля с преобразователем завихрения, имеющим несколько ведущих лопаток, соответственно с возможностью поворота вокруг поворотной оси. Поворотные оси расположены почти радиально вокруг общей центральной оси, причем вращательное движение центральной оси может передаваться как поворотное движение на поворотные оси ведущих лопаток. Соответствующие ведущим лопаткам поворотные оси соединены без возможности поворота соответственно с фрикционным или зубчатым колесом, находящиеся в приводной взаимосвязи с центральным фрикционным или зубчатым колесом центральной оси. Центральная ось несет на своей оси со стороны выхода потока вращающуюся рукоятку, приводимую в действие вручную. Такое воздуховыпускное устройство может производить только поток со слабым завихрением вследствие незначительной глубины и незначительной эффективности отклонения потока преобразователем завихрения.
Из публикации ЕР 0936091 В1 известно воздуховыпускное устройство, в котором предлагается направляющее устройство спиральной формы или в форме винтовой спирали. Оно производит поток с сильным завихрением, а вместе с тем большее распределение направляемого в нем воздушного потока в виде рассеянного участка. Однако постоянный завихренный поток в рассеянном участке этого воздуховыпускного устройства не позволяет приспосабливать воздействие кондиционирования к соответствующим условиям внешней среды.
Из публикации DE 102005036159 А1 известно другое устройство управления воздушным потоком, имеющее несколько подвижных воздухонаправляющих элементов для создания концентрического воздушного потока и, по меньшей мере, для одного разведения потока в виде завихрения, причем, по меньшей мере, один в виде завихрения воздушный поток можно плавно регулировать.
Раскрытие изобретения
В основе изобретения лежит задача создать воздуховыпускное устройство, позволяющее при простой конструкции приспосабливать воздействие кондиционирования, причем с широким диапазоном вариантов согласования.
Задача решается согласно изобретению воздуховыпускным устройством для выпуска воздушного потока, в частности, в салон транспортного средства, по меньшей мере, с одним воздухопроводным каналом и, по меньшей мере, с одним расположенным в нем воздухонаправляющим элементом в виде лопаточного венца, по меньшей мере, с одной лопаткой, причем каждая из лопаток образована, по меньшей мере, из двух расположенных друг за другом в осевом направлении сегментов с возможностью перемещения, по меньшей мере, под углом относительно друг друга между положением, вызывающим режим "Рассеивание" и положением, вызывающим режим "Общий воздух", с возможностью регулирования изменяющегося в осевом направлении поперечного сечения потока воздухопроводного канала. Благодаря такому потоку с возможностью регулирования изменяющегося в осевом направлении поперечного сечения реализуют многофункциональный, в частности бифункциональный, жиклер с режимом "Рассеянный" - с рассеянным потоком или завихренным потоком и режимом "Общий воздух" - в значительной мере с обычным, в частности одинаково направленным, потоком (называемым также "Потоком с малым углом рассеивания").
Предпочтительно для воздухонаправляющего элемента предусматривают от одной до двадцати, особенно предпочтительно - от трех до семи, в частности - пяти лопаток в виде лопаточного венца.
В возможной форме выполнения сегменты можно перемещать, по меньшей мере, под углом относительно друг друга между положением, вызывающим режим "Рассеянный", в котором они уменьшают поперечное сечение потока при максимальном завихрении воздушного потока и положением, вызывающим режим "Общий воздух", в котором они минимально уменьшают поперечное сечение потока при минимальном завихрении воздушного потока. При этом сегменты лопаток расположены в значительной мере идентично друг над другом в положении с минимально уменьшенным поперечным сечением потока в осевом направлении воздуховыпускного устройства, так что со стороны выхода потока получают в значительной мере направленный поток.
В другом положении, с максимально уменьшенным поперечным сечением, сегменты соответствующей лопатки можно так перемещать под углом относительно друг друга, что образуют веерообразную направляющую воздух поверхность в направлении движения потока. Посредством веерообразной направляющей воздух поверхности воздушный поток поворачивают в поперечном направлении к продольной оси канала, а вследствие этого завихряют его. До тех пор пока завихренный воздушный поток протекает по воздухопроводному каналу, стенки канала действуют навстречу центробежной силе завихренного воздушного потока. На выходе из воздуховыпускного устройства воздушный поток срывается в радиальном направлении и устремляется рассеянно в салон транспортного средства. Таким образом, в воздуховыпускном устройстве на стороне выхода потока возникает завихренный или турбулентный поток. Устанавливаемые под углом сегменты лопатки могут также альтернативно образовывать крыльчатую форму или форму винтовой спирали или спиральную форму или витую направляющую воздух поверхность. Кроме того, сегменты соответствующей лопатки можно устанавливать в любое промежуточное положение между названными положениями (также называемыми, как конечные положения или положения упора). Предпочтительно лопаточный венец расположен сразу перед выходом воздуховыпускного устройства. Благодаря лопаточному венцу воздушный поток завихряется, проходя всего лишь по самому короткому пути, вследствие чего воздушный поток заранее сильно не отклоняется и имеет вследствие этого меньшее падение давления. К тому же посредством использования большего поперечного сечения и завихрения воздушного течения на более коротком пути получают меньшие обтекаемые поверхности и меньшие скорости потока. В результате из этого опять же следуют меньшее падение давления и лучшие акустические свойства.
Целесообразно, если сегменты установлены концентрически вокруг продольной оси воздуховыпускного устройства. В частности, сегменты расположены центрировано вокруг окружности внутреннего канала или закрытого цилиндра. При этом воздухонаправляющий элемент может быть выполнен из отдельной в форме винтовой спирали содержащей несколько сегментов лопатки. Альтернативно воздухонаправляющий элемент может быть выполнен из нескольких концентрически расположенных вокруг продольной оси воздуховыпускного устройства лопаток и с их веерообразно или в форме винтовой спирали возможностью регулирования сегментов. В следующей альтернативной форме выполнения может быть образована многорядная винтовая спираль посредством нескольких лопаточных венцов, расположенных друг за другом в продольной протяженности воздуховыпускного устройства. В частности, для получения завихренного или рассеянного потока с возможностью регулирования соответствующим образом так перемещают воздухонаправляющий элемент, в частности, лопатки или лопаточные венцы, что образуют, по меньшей мере, одну винтовую спираль. Согласно изобретению в качестве винтовой спирали для лопаточного венца рассматривают любую структуру, продолжающуюся при вращении в глубину пространства воздуховыпускного устройства. Такая структура может быть выполнена, в частности, веерообразной, в форме спирали или как винтообразный завиток.
Можно снабдить воздуховыпускное устройство устройством для углового ступенчатого позиционирования, вызывающим, по меньшей мере, в одной части положений воздухонаправляющего элемента определенное угловое ступенчатое расположение отдельных расположенных по оси друг за другом сегментов. Вследствие этого можно особенно просто вызывать определенное угловое положение поворота друг к другу всех предусмотренных сегментов или определенный диапазон угловых положений поворота друг к другу. Например, вследствие этого возможно приведение в движение внешним приводным механизмом только одного из сегментов. И напротив, остальные сегменты могут приводиться в движение устройством для углового ступенчатого позиционирования. Кроме того, предложенная конструкция позволяет размещать отдельные сегменты в разных положениях относительно друг друга вдоль определенной кривой. Это положение сегментов относительно друг друга можно выбрать, в частности, так, чтобы получить эффективную поверхность лопатки, дающей в итоге особенно подходящее положение, например, для режима "Общий воздух" или для режима "Рассеянный". В частности, также возможно, что в обоих упомянутых конечных положениях, в отдельных случаях также и в промежуточных положениях, получают поверхность лопатки, оказывающую по возможности небольшое сопротивление воздуху, протекающему через воздуховыпускное устройство. Устройство для углового ступенчатого позиционирования может быть реализовано, например, при применении неподвижно соединенного с сегментами эластичного элемента или с помощью элемента, снабженного чем-то вроде направляющего паза. В частности, возможно выполнение в форме одного или нескольких упорных элементов, допускающих определенный допустимый угловой диапазон.
Особенно предпочтительно, если отдельные расположенные в осевом направлении друг за другом сегменты, по меньшей мере, одной лопатки размещены вдоль нелинейной кривой, в частности вдоль дугообразно выгнутой линии, предпочтительно сплайновой линии. Именно нелинейное выполнение лопатки может быть особенно предпочтительным для режима "Рассеянный" (или для промежуточных положений, в которых происходит частично "рассеянный" выпуск воздуха). Такая нелинейная кривая может вызывать, например, "мягкое" и постоянно увеличивающееся изменение направления воздуха, протекающего через воздухонаправляющий элемент воздуховыпускного устройства. Вследствие этого можно значительно уменьшить нежелательное вихреобразующее действие, так что можно уменьшить падение давления протекающего воздуха. В частности, нелинейную кривую можно выбрать прогрессивно возрастающей. Особенно предпочтительными формами кривой может быть дугообразно выгнутая линия (в частности, выгнутая в форме дуги) или сплайновая линия.
Особенно благоприятные условия обтекания могут получаться, если угол втекания, по меньшей мере, одной лопатки составляет, по меньшей мере, временно от 30° до 150°, предпочтительно от 70° до 110°, особенно предпочтительно от 85° до 95°, и/или угол вытекания воздушного потока составляет, по меньшей мере, временно от 0° до 90°, предпочтительно от 10° до 70°, особенно предпочтительно от 20° до 40°. При этом соответственно указанные угловые параметры относятся к углу между соответственно локальным углом наклона лопатки (линия центральной точки лопатки, усредненная линия центральной точки лопатки, поверхность лопатки и/или усредненная поверхность лопатки) и плоскостью, параллельно расположенной к сегментам (т.е. плоскостью, которая обычно расположена на не подверженном воздействию направлении подвода воздуха). Испытания показали, что названные величины создают в итоге особенно благоприятные условия обтекания. Названные величины распространяются, в частности, на режим "Рассеянный", в отдельных случаях, однако, на промежуточное положение между режимом "Рассеянный" и режимом "Общий воздух".
Также может быть предпочтительным, если средний угол ступенчатой установки между двумя расположенными друг за другом по оси сегментами составляет от 0° до 90°, предпочтительно от 40° до 80°, особенно предпочтительно от 50° до 70°. Так же и в данном случае указанные величины распространяются, в частности, для положения сегментов в режиме "Рассеянный", а в отдельных случаях также для промежуточных положений между режимом "Рассеянный" и режимом "Общий воздух". При помощи указанных величин среднего угла ступенчатой установки можно получить также особенно подходящий для рассеянного выпуска воздуха контур лопатки (в отношении центральной линии лопатки, усредненной линии лопатки, поверхности лопатки и/или усредненной поверхности лопатки), являющийся результатом компоновки отдельных сегментов. Вследствие этого появляется особенно эффективное, рассеивающее воздуховыпускное устройство с особенно низким падением давления при протекании воздуха.
Может оказаться особенно целесообразным, если, по меньшей мере, два, предпочтительно все, из расположенных друг за другом по оси сегментов имеют различную форму. При этом к различиям формы могут относиться, в частности, форма поверхностей, свойства поверхностей, различные материалы (в частности, различные покрытия поверхностей), разные углы наклона, различные вырезы, предусмотрение вырезов и отверстий и толщина соответствующего сегмента. При этом различные формы отдельных сегментов можно выбирать, в частности, таким образом, что получают особенно предпочтительное результирующее выполнение получаемой в результате лопатки. При этом выполнение такого особенно предпочтительного результирующего образования, по меньшей мере, одной лопатки может распространяться на одно из обоих конечных положений (в режиме "Рассеянный" или в режиме "Общий воздух"), на оба конечных положения, но также и на промежуточные положения между этими обоими конечными положениями. При этом не обязательно следует достигать соответствующего оптимального значения точно в одном из возможных положений (или в ограниченном количестве возможных положений). Скорее может быть также предпочтительным допускать определенное отклонение от оптимального значения, в частности, если вследствие этого при особенно большом количестве возможных положений отдельных сегментов относительно друг друга получают форму поверхностей, относительно приближающуюся к оптимальному значению.
Особенно предпочтительное выполнение воздуховыпускного устройства можно получить, если, в частности, в режиме "Рассеянный" (в отдельных случаях, однако, в режиме "Общий воздух" и/или в одном или нескольких промежуточных положений) в результате имеют, по существу, находящийся в одной плоскости контур поверхности, по меньшей мере, одной лопатки, проходящий предпочтительно почти параллельно к кривой сегмента соответствующей лопатки. Такая "гладкая" форма поверхности позволяет в значительной степени избегать нежелательных завихрений воздуха при перекрытии соответствующей поверхности. Это особенно эффективно предотвращает падение давления, в частности, вдоль воздуховыпускного устройства. Именно в положении "Рассеянный" (или в положении с частично "рассеянной" частью), как правило, неизбежно возникает определенное падение давления протекающего воздуха. В этом отношении может оказаться особенно целесообразным снижать дополнительное возрастание падения давления из-за ненужных завихрений именно в этих положениях, в которых и так уже имеет место повышенное падение давления. Если контур поверхности лопатки проходит, кроме того, примерно параллельно кривой сегментов соответствующей лопатки, то лопатку можно изготавливать с минимальным в значительной мере расходом сырья и материалов. Это может снизить, в частности, производственные расходы.
Особенно целесообразным может быть, если, по меньшей мере, два расположенных по оси друг за другом сегмента перекрывают друг друга с напуском, по меньшей мере, участками, если смотреть в осевом направлении. Такое выполнение может эффективно уменьшать протекание воздуха между сегментами наподобие уплотнения створок. Вследствие этого можно еще раз повысить эффективность воздуховыпускного устройства. Такой напуск частичных участков расположенных друг за другом сегментов можно реализовать, например, посредством L-образных вырезов. При этом первый L-образный вырез сегмента располагают напротив второго "находящегося в перевернутом положении" L-образного выреза соседнего сегмента. Размеры L-образных вырезов могут быть рассчитаны при этом так, что обращенные друг к другу продольные стороны L-образных вырезов контактируют друг с другом в режиме "Прямой воздух". В других положениях может получиться наоборот полость, ограниченная поверхностями L-образных вырезов. При этом полость может занимать максимальный объем, если воздуховыпускное устройство находится в своем конечном положении в режиме "Рассеянный". При этом отдельные сегменты могут настолько плотно прилегать соответственно друг к другу, что, по существу, воздух не может протекать через имеющиеся щели. Если соответствующие щели выполнены особенно уплотненно, в отдельных случаях может оказаться необходимым предусматривать воздухопроводные каналы, проходящие к внутренним полостям с изменяющимся объемом. Благодаря этому можно производить вентиляцию увеличенной полости или выпуск воздуха из уменьшенной полости. Однако разумеется, возможны также другие формы выполнения.
Кроме того, может быть целесообразным предусматривать, по меньшей мере, один дополнительный воздухопроводный канал, который, по меньшей мере, в значительной степени предпочтительно, по существу, эксплуатируют длительное время в режиме "Общий воздух". Испытания с испытуемыми лицами показали, что большая часть испытуемых желает получать, по меньшей мере частично, продолжительный воздушный обдув с направленным воздушным потоком (так называемый воздушный обдув "с малым углом рассеивания"). Предусматривая такую продолжительную "долю участия" воздушного обдува "с малым углом рассеивания", можно реализовать воздуховыпускное устройство, удовлетворяющее особенно высоким требованиям комфорта. Само собой разумеется, это не исключает, что "долю участия" обдува "с малым углом рассеивания" можно, по меньшей мере, временно перекрывать, например, с помощью клапанов. Существенным в этой связи является то, что дополнительно (а не только альтернативно) с рассеянным выпуском воздуха может осуществляться направленный выпуск воздуха (выпуск воздуха "с малым углом рассеивания").
В частности, в этой связи может оказаться целесообразным, если, по меньшей мере, один из воздухопроводных каналов выполнен как кольцеобразный воздухопроводный канал и/или как круглый воздухопроводный канал. Например, возможно, что предусматривают канал "с малым углом рассеивания" с круглым поперечным сечением, охваченный кольцеобразно расположенным участком, в котором расположены (расположен) описанные прежде регулируемые воздухонаправляющие элементы (воздухонаправляющий элемент). При этом также возможно, что в середине круглого дополнительного воздухопроводного канала (например, центрально в середине) расположен орган ручного управления для воздуховыпускного устройства. В этом случае получают как будто два кольцеобразных воздухопроводных канала, причем воздухопроводный канал с воздухонаправляющими элементами расположен радиально снаружи, а дополнительный воздухопроводный канал для вентиляции "с малым углом рассеивания" - радиально в середине. Тем не менее радиальная установка может быть также "перевернутой", в частности получают находящееся радиально снаружи кольцо для вентиляции "с малым углом рассеивания", в середине которого расположен кольцеобразный или круглый воздухопроводный канал (с органом ручного управления или без него) с воздухонаправляющими элементами.
В возможной форме выполнения воздухопроводный канал выполнен как кольцевой канал или кольцевая труба, который или которая окружает в качестве внешнего воздухопроводного канала другой, внутренний воздухопроводный канал и проходит параллельно к нему. При этом оба воздухопроводных канала выполнены цилиндрическими и соосными. Другими словами: внешний кольцеобразный воздухопроводный канал окружает внутренний цилиндрический воздухопроводный канал. Таким образом, реализуют двухканальное воздуховыпускное устройство с внешним воздухопроводным каналом с лопаточным венцом в форме веера или в форме винтовой спирали с возможностью регулирования для режима "Рассеянный" и "Общий воздух" и с внутренним воздухопроводным каналом для режима "Направленный поток". Вследствие этого одновременно возможны различные виды вентиляции, например вентиляция с малым углом рассеивания и рассеянная вентиляция. За счет сниженного падения давления при рассеянной вентиляции можно достигать более высокой эффективности вентиляции. Кроме того, становится возможным простой монтаж и изготовление посредством составления сферических, в частности полусферических или четвертьсферических компонентов, например полусферических или четвертьсферических элементов корпуса, в которых кольцеобразные пластинчатые элементы расположены с возможностью наложения друг на друга.
Целесообразную возможность усовершенствованного варианта можно получить, если, по меньшей мере, один сегмент имеет подобное втулке продление, действующее как опорная втулка, по меньшей мере, для одной части других сегментов. Таким способом можно особенно просто, экономично и компактно создать конструктивный узел, имеющий отдельные сегменты. Поскольку сегменты изготавливают, как правило, из одинакового материала, можно также реализовать благодаря этому равномерную и с малыми потерями на трение (в частности, если подобран подходящий материал для сегментов) опору сегментов относительно друг друга. Кроме того, выполнение опорного участка в виде втулки позволяет эффективно препятствовать особенно простым и эффективным способом протеканию воздуха через находящуюся между двумя сегментами щель.
Также может быть целесообразным, если предусмотрено, по меньшей мере, одно самотормозящееся устройство, по меньшей мере, для одного сегмента, в частности, выполненного как ограничительное устройство, как работающий с трением материал, как прокладочное устройство и/или как шероховатость. Вследствие этого можно реализовать определенный характер трения соответствующего сегмента. В частности, трение может быть выбрано достаточно небольшое, что позволяет удобно манипулировать воздуховыпускным устройством, в частности положениями воздухонаправляющего элемента. С другой стороны, трение можно подобрать достаточно большим, чтобы предотвращать случайное движение перемещения соответствующего сегмента, прекращать стук сегментов из-за (незначительного) углового движения и избегать слишком легкого ("мягкого") манипулирования устройством ручного управления. В качестве прокладочного устройства возможно применение, например, материала из резины, материала из пенопласта или напиленного пенистого материала. Также возможно снабжать поверхности материала облицовкой, например, из материала из резины или похожего на резину материала. Также возможно выполнение шероховатой поверхности, например, на детали, выполненной литьем под давлением с помощью подходящего процесса (например, посредством придания шероховатости).
Целесообразно, если сегменты в двухканальной форме выполнения воздуховыпускного устройства установлены концентрически вокруг внутреннего воздухопроводного канала.
В предпочтительной форме выполнения сегменты выполнены соответственно как пластинчатый элемент, образованный, по меньшей мере, из одного элемента кольца, имеющего количество лопаток, соответствующее количеству радиально расположенных перемычек.
При этом элемент кольца в возможной конструктивной форме может быть выполнен как внутренний элемент кольца, по меньшей мере, с одной радиально обращенной наружу перемычкой, с отдельной лопаткой или с несколькими перемычками при нескольких лопатках. Альтернативно соответствующий пластинчатый элемент может быть образован из внутреннего элемента кольца и расположенного концентрически вокруг него внешнего элемента кольца, между которыми радиально расположена, по меньшей мере, одна перемычка или несколько перемычек.
Целесообразно если воздуховыпускное устройство выполнено, по меньшей мере, с захватывающим устройством, передающим движение, по меньшей мере, между двумя расположенными друг за другом по оси сегментами. Под захватывающим устройством речь может идти, в частности, об устройстве, захватывающем соответствующий соседний сегмент, как только превышен определенный диапазон регулировки угла между обоими, соседними друг с другом сегментами. Допустимый угловой диапазон для поворота соседних друг с другом сегментов можно определить, например, соответственно в соответствии с допустимым углом ступенчатой установки (который необязательно должен совпадать со средним углом ступенчатой установки). Возможно также при определенных обстоятельствах выбирать больший допустимый угловой диапазон. В качестве нижней границы для допустимого углового диапазона возможен, например, угол в 0°. Это позволяет оптимально располагать отдельные сегменты в режиме "непосредственный воздух" в одну линию друг за другом. В этом случае захватывающее устройство может служить, впрочем, дополнительно как упор для манипулирования устройством ручного управления. При соответствующем задании параметров допустимого углового диапазона (причем допустимый угловой диапазон должен быть также разным от сегмента к сегменту), можно реализовать соответствующие функциональные возможности также для режима "Рассеянный". В частности, захватывающее устройство может действовать, по меньшей мере, частично как устройство для углового ступенчатого позиционирования.
Для образования веерообразной воздухонаправляющей поверхности из сегментов лопатки посредством их соответствующего положения соответствующий внутренний элемент кольца может быть снабжен вырезом, в котором может перемещаться под углом штифт внутреннего элемента кольца следующего по оси в направлении движения потока сегмента между положением, вызывающим режим "Рассеянный", и положением, вызывающим режим "Общий воздух". Для этого сегменты могут быть образованы, в частности, из абсолютно идентичных пластинчатых элементов, расположенных в собранном положении друг над другом.
Можно предусматривать, по меньшей мере, один элемент управления, выполненный, предпочтительно, объединенно, предпочтительно как одно целое, предпочтительно неразъемно и/или неразделимо с приводным сегментом. Это предоставляет пользователю возможность регулировать воздуховыпускное устройство особенно непосредственно и напрямую в зависимости от его индивидуальных желаний. Кроме того, воздуховыпускное устройство можно выполнить особенно просто и экономично.
Предпочтительно сегменты, насаженные друг на друга по оси в направлении движения потока, можно прогрессивно или последовательно перемещать, в частности поворачивать, посредством органа ручного управления или регулировочного элемента. В данном случае сегменты поворачивают под углом посредством следующего друг за другом перемещения, в частности углового поворота между образующим веерообразную воздухонаправляющую поверхность положением (=режим "Рассеянный") и другим образующим абсолютно прямолинейную воздухонаправляющую поверхность положением (=режим "Общий воздух"). Перемещение происходит, по существу, таким образом, что перемещение, в частности поворот, первого сегмента после заданного хода перемещения или хода поворота активирует захват соседнего с первым сегментом второго сегмента, который снова после заданного хода перемещения или хода поворота активирует захват третьего сегмента, соседнего со вторым сегментом. Это может продолжаться до тех пор, пока предпоследний сегмент не переместит или не повернет последний сегмент.
Целесообразно, если орган ручного управления можно надеть центрально на последний по оси в направлении движения потока последний сегмент и первый выполнен как приводное или регулировочное кольцо. Сегменты можно перемещать под углом относительно друг друга посредством соединенных друг с другом по оси при помощи выреза и штифта сегментов лопатки и перемещения, в частности поворота последнего сегмента посредством органа ручного управления, так что в режиме "Рассеянный" образуется веерообразная направляющая воздух поверхность или в режиме "Общий воздух" - абсолютно прямолинейная направляющая воздух поверхность.
Для этого элемент управления может быть снабжен, например, штифтами, входящими в зацепление в вырезы последнего сегмента подвижного лопаточного венца и с возможностью фиксирования в них для предотвращения перекоса. Кроме того, орган ручного управления имеет со стороны выхода потока сформированный край, снабженный, например, соответствующей структурой, например структурой для захватывания, создающей возможность простой эксплуатации. В дополнение орган ручного управления может быть снабжен со стороны выхода потока фиксированными или с возможностью перемещения распорками или пластинами. Они служат, в частности, для придания жесткости кольцеобразному органу ручного управления.
В другой форме выполнения между органом ручного управления и последним сегментом расположен пружинный элемент. Это обеспечивает, что в собранном и фиксированном положении органа ручного управления сложенные один за другим сегменты расположены один за другим без зазора.
В возможной форме выполнения воздуховыпускного устройства сегменты могут повторять заданный контур края, в частности контур воздухопроводного канала и/или контур корпуса. Другими словами, внутренний диаметр или наружный диаметр сегментов можно выбирать различной величины. Вследствие этого можно оптимально использовать находящееся в распоряжении конструктивное пространство. В частности, можно уменьшить падение давления воздуха, протекающего через воздуховыпускное устройство. Также можно избежать наличие невентилируемых или только плохо вентилируемых полостей, которые приводили бы, например, к накоплению бактерий, которые опять же могли бы быть причиной плохих запахов. Например, внешний контур расположенных друг с другом сегментов мог бы быть выполнен в виде шарового сегмента для согласования с выполненной частично сферической полостью.
В следующей возможной форме выполнения внешние элементы кольца нескольких расположенных по оси по очереди сегментов образуют внутреннюю стенку внешнего воздухопроводного канала. Кроме того, внутренние элементы кольца нескольких расположенных по оси по очереди сегментов могут образовывать внутреннюю стенку внутреннего воздухопроводного канала. Альтернативно или дополнительно сегменты и вместе с ними пластинчатые элементы могут быть окружены, по существу, сферическим корпусом сегмента, причем пластинчатые элементы могут быть образованы соответственно только из внутреннего элемента кольца с радиально расположенными наружу перемычками или из внешнего и внутреннего элемента кольца с расположенными между ними радиально перемычками.
Для направления потока на выходе воздуховыпускного устройства внешний воздухопроводный канал окружен, по существу, сферическим корпусом, в котором внешний воздухопроводный канал, т.е. окружающий его корпус сегмента или его внешние, в частности сферические, элементы кольца установлены с возможностью поворота в виде шарикового шарнира. Сферический корпус воздуховыпускного устройства образует сферический вкладыш, в котором установлены с возможностью поворота сферический корпус сегмента с расположенными в нем сегментами или сферическими элементами кольца без дополнительного корпуса. Посредством надетого снаружи на последний сегмент, а в отдельных случаях - на корпус сегмента и с возможностью фиксации на нем, органа ручного управления можно перемещать воздухонаправляющий элемент в сферическом корпусе воздуховыпускного устройства в нескольких степенях свободы поворота, в то время как орган ручного управления можно перемещать как радиально, так и под углом, а воздухонаправляющий элемент может передвигаться соответственно в корпусе относительно продольной оси воздухопроводного канала. Посредством радиального перемещения можно регулировать любое направление потока и/или посредством углового перемещения - любой вид потока для воздуховыпускного устройства.
В следующей предпочтительной форме выполнения перемычки выполнены ровными и расположены с наклоном к поперечному сечению потока. Альтернативно перегородки могут быть выполнены изогнутыми и расположенными вертикально к поперечному сечению потока. Перегородки могут быть также образованы из гибкого, в частности эластичного материала, так что они могут изгибаться при повороте.
В усовершенствованном варианте изобретения несколько идентичных или разнообразных воздухонаправляющих элементов могут быть расположены по оси друг за другом и/или рядом друг с другом. В предусмотренной параллельно рядом друг с другом компоновке воздухонаправляющих элементов воздуховыпускное устройство выполнено как сдвоенный жиклер. При нескольких расположенных по оси друг за другом воздухонаправляющих элементах, а вследствие этого - нескольких расположенных по оси друг за другом лопаточных венцах, возможна, в частности, регулировка сегментов в форме многорядной винтовой спирали. Целесообразно, если воздухонаправляющие элементы можно асинхронно или синхронно регулировать посредством отдельных органов управления и/или общего органа ручного управления. В воздухопроводном канале могут быть расположены также клапаны или пластины или другие подходящие воздухопроводные элементы перед лопаточным венцом (венцами) и/или за ним (ними). В частности, служащий как внутренний воздухопроводный канал внутренний элемент кольца снабжен клапаном, полностью закрывающим или открывающим внутренний воздухопроводный канал для регулировки направленного потока.
Предпочтительно, если на участке воздухонаправляющего элемента воздуховыпускное устройство, а вместе с ним его воздухопроводный канал выполнены, по существу, сферическими для увеличения поперечного сечения потока, причем в них со стороны входа потока впадает цилиндрический воздухопроводный канал.
Краткое описание чертежей
Далее приводится более подробное разъяснение примеров выполнения изобретения при помощи чертежей. На чертежах показаны:
фиг.1 - выполненное как сдвоенный жиклер воздуховыпускное устройство с соответственно выполненным как лопаточный венец воздухонаправляющим элементом, сегменты которого, расположенные по оси друг за другом, могут перемещаться относительно друг друга под углом, схематичное изображение в разобранном виде;
фиг.2 - лопаточный венец согласно фиг.1 в перспективном изображении в смонтированном состоянии в положении режима "Рассеянный", схематичное изображение;
фиг.3 - лопаточный венец в разрезе III согласно фиг.4, схематичное изображение;
фиг.4 - лопаточный венец согласно фиг.2, вид сверху в смонтированном состоянии в положении режима "Рассеянный", схематичное изображение;
фиг.5 - лопаточный венец согласно фиг.1 в перспективном изображении в смонтированном состоянии в положении режима "Общий воздух", схематичное изображение;
фиг.6 - лопаточный венец в разрезе VI согласно фиг.7, схематичное изображение;
фиг.7 - лопаточный венец согласно фиг.5, вид сверху в смонтированном состоянии в положении режима "Общий воздух", схематичное изображение;
фиг.8 - схематичное изображение вида в перспективе сегмента лопаточного венца, расположенного в разрезанном корпусе на внутреннем элементе кольца;
фиг.9 - схематичное изображение вида в перспективе при разрезанном корпусе расположенного на внутреннем элементе кольца сегмента, следующего в осевом направлении наставного сегмента лопаточного венца;
фиг.10 - схематичное изображение вида в перспективе при разрезанном корпусе двух друг за другом установленных сегментов лопаточного венца в положении режима "Рассеянный";
фиг.11 - схематичное изображение вида в перспективе при разрезанном корпусе двух установленных один за другим сегментов лопаточного венца в промежуточном положении между положением режима "Рассеянный" и положением режима "Общий воздух";
фиг.12 - схематичное изображение в продольном разрезе формы выполнения воздуховыпускного устройства с несколькими надетыми на внутренний элемент кольца сегментами, которые могут перемещаться под углом при помощи органа ручного управления, надетого на последний со стороны выхода потока элемент кольца;
фиг.13 - схематичное изображение лопаточного венца согласно второму примеру выполнения в частично разрезанном перспективном изображении в смонтированном состоянии в положении режима "Общий воздух";
фиг.14 - схематичное изображение лопаточного венца согласно фиг.13 в положении режима "Рассеянный";
фиг.15 - схематичное изображение лопаточного венца согласно фиг.13, вид сверху, в смонтированном состоянии в положении режима "Прямой воздух";
фиг.16 - схематичное изображение лопаточного венца, разрез А, согласно фиг.15;
фиг.17 - схематичное изображение лопаточного венца, разрез В, согласно фиг.15;
фиг.18 - схематичное изображение лопаточного венца согласно фиг.14, вид сверху в положении режима "Рассеянный";
фиг.19 - схематичное изображение лопаточного венца, разрез Е, согласно фиг.18;
фиг.20 - схематичное изображение лопаточного венца, разрез F, согласно фиг.15, причем лопаточный венец находится в положении режима "Общий воздух";
фиг.21 - схематичное сопоставление лопатки в положении режима "Общий воздух", а также в положении режима "Рассеянный";
фиг.22 - схематичное изображение контура лопатки в поперечном сечении;
фиг.23 - схематичное изображение расчета размеров венца, вид сверху;
фиг.24 - схематичное изображение поперечного сечения примера выполнения венца с объединенной втулкой подшипника;
фиг.25 - схематичное изображение поперечного сечения другого примера выполнения венца с объединенной втулкой подшипника;
фиг.26 - схематичное изображение разных возможностей компоновки воздухопроводных каналов с лопаточным венцом и дополнительными воздушными каналами с малым углом рассеивания;
фиг.27 - другой пример выполнения воздуховыпускного устройства с венцом и объединенным дополнительным воздушным каналом с малым углом рассеивания;
фиг.28 - схематичное изображение поперечного сечения другого примера выполнения венца с согласованным с контуром корпуса элементом сегмента.
Соответствующие друг другу элементы имеют на всех фигурах одинаковые ссылочные обозначения.
Осуществление изобретения
На фиг.1 показано воздуховыпускное устройство 1, выполненное как сдвоенный жиклер 2 в разобранном состоянии. Альтернативно воздуховыпускное устройство 1 может быть выполнено в неизображенной детально форме, как одноканальный жиклер. Далее приводится более подробное описание изобретения со ссылкой на конструкцию одного из жиклеров.
Воздуховыпускное устройство 1 имеет на каждый жиклер воздухопроводный канал К1, имеющий со стороны входа потока участок К1.1 полого цилиндра, а со стороны выхода потока - сферический участок К1.2. Кроме того, воздуховыпускное устройство 1 имеет корпус 3, имеющий аналогично форме воздухопроводного канала К1 со стороны входа потока участок 3.1 полого цилиндра, а со стороны выхода потока - сферический участок 3.2. Корпус 3 образован, например, из двух полусфер 3.3 и 3.4. Корпус 3 может быть образован, например, из фасонированной детали из полимерного материала или другого подходящего материала.
В сферическом участке К1.2 воздухопроводного канала К1, а следовательно, сферического участка 3.2 корпуса 3 расположен воздухонаправляющий элемент 4 для регулировки различных видов потока и/или направлений R потока. При этом воздухонаправляющий элемент 4 имеет во внешнем профиле, по существу, шарообразную форму и установлен в виде шарикового шарнира в сферическом участке 3.2 корпуса 3 с возможностью поворота. Поэтому воздуховыпускное устройство 1 называют также шаровым жиклером.
Для изменения направления R потока воздуховыпускного устройства 1 на внутренней стороне в соответствующих полусферах 3.3 и 3.4 установлены направляющие желобки 5. В зависимости от заданной величины регулируемых степеней свободы устанавливают соответствующее количество направляющих желобков 5. Посредством линейного движения воздухонаправляющего элемента 3 вверх, вниз или в стороны и/или вращательного движения в воздуховыпускном устройстве 1 регулируют со стороны выхода потока воздуховыпускного устройства 1 соответствующее направление R потока или вид потока: рассеянный поток или направленный поток.
Воздухонаправляющий элемент 4 показан на фиг.1 как в собранном состоянии Z1, так и для лучшего изображения конструкции воздухонаправляющего элемента 4 - в разобранном состоянии Z2.
Воздухонаправляющий элемент 3 выполнен в виде лопаточного венца 6 с заданным количеством лопаток 6.1 до 6.n. При этом лопаточный венец 6, а следовательно, и каждая из лопаток 6.1 до 6.n собрана из заданного количества расположенных по оси друг за другом сегментов 7.1 до 7.m. Соответствующий сегмент 7.1 до 7.m выполнен как пластинчатый элемент, имеющий в примере выполнения согласно фиг.1 внутренний элемент 8 кольца и концентрически расположенный вокруг него внешний элемент 9 кольца, между которыми радиально расположено заданное количество перегородок 10.1 до 10.n. При этом внутренний элемент 8 кольца может образовывать дополнительный внутренний воздухопроводный канал К2. Кроме того, количество перегородок 10.1 до 10.n сегмента 7.1 до 7.m соответствует количеству лопаток 6.1 до 6.n. В альтернативной не изображенной подробнее форме выполнения сегменты 7.1 до 7.m могут быть образованы соответственно из внутреннего элемента 8 кольца, на котором радиально расположены обращенные наружу перемычки 10.1 до 10.n.
Сегменты 7.1 до 7.m могут быть окружены, как это изображено на фиг.1, корпусом 11 сегмента, в котором сегменты 7.1 до 7.m могут перемещаться, по меньшей мере, относительно друг к другу под углом. Корпус 11 сегмента выполнен для простого монтажа из нескольких деталей, в частности двухсферным - из первой полусферы 11.1 и второй полусферы 11.2, с возможностью установки друг в друга. Корпус сегмента 11 снабжен выступающими наружу направляющими перемычками 11.3, введенными в направляющие желобки 5 корпуса 3 и служащие для регулировки направления R потока посредством перемещения воздухонаправляющего элемента 4.
Для регулировки типа потока - режим "Рассеянный" и режим "Общий воздух" или промежуточное положение - по центру - на последний в осевом направлении в направлении R потока сегмент 7.1 надет орган 12 ручного управления в форме регулировочного кольца. При этом сегменты 7.1 до 7.m с возможностью соединения по оси друг за другом и друг с другом могут перемещаться относительно друг друга под углом при перемещении, в частности повороте, последнего сегмента 7.1 посредством органа 12 ручного управления, так что в режиме "Рассеянный" образуется веерообразная направляющая воздух поверхность, а в режиме "Общий воздух" - абсолютно прямолинейная направляющая воздух поверхность.
Для фиксации органа 12 ручного управления на последнем сегменте 7.1 орган 12 ручного управления может быть снабжен, например, не изображенным подробнее способом штифтами, входящими в зацепление в вырезы последнего сегмента 7.1 и с возможностью фиксации в них для предотвращения перекоса. Кроме того, орган 12 ручного управления имеет со стороны выхода потока формованный край 12.1, снабженный, например, соответствующей структурой, например структурой для захвата. Дополнительно орган 12 ручного управления может быть снабжен со стороны выхода потока фиксированными или регулируемыми перемычками 12.2 или пластинами.
На фиг.2 схематически показан лопаточный венец 6 согласно фиг.1 в перспективном изображении в смонтированном состоянии в положении режима "Рассеянный". В этом конечном положении сегменты 7.1 до 7.m соответствующей лопатки 6.1 до 6.n таким образом перемещены под углом, что образуется веерообразная или в форме винтовой спирали направляющая воздух поверхность в направлении R потока для производства завихренного потока.
На фиг.3 схематически показан в разрезе III согласно фиг.4 лопаточный венец 6 в смонтированном состоянии с позиционированными в положении режима "Рассеянный" сегментов 7.1 до 7.m соответствующей лопатки 6.1 до 6.n. На фиг.4 схематически показан вид сверху лопаточного венца 6 согласно фигуре 2 с позиционированными в положении режима "Рассеянный" сегментами 7.1 до 7.m. При этом сегменты 7.1 до 7.m лопаток 6.1 до 6.n максимально уменьшают поперечное сечение потока при максимальном завихрении воздушного потока посредством веерообразной направляющей воздух поверхности соответствующей лопатки 6.1 до 6.n. Полости 18, возникающие в положении "Рассеянный" вследствие формирования сегментов 7.1 до 7.m, уменьшаются при переходе в положение "Общий" или исчезают при полностью вложенном друг в друга положении сегментов 7.1 до 7.m.
На фиг.5 схематически показан лопаточный венец 6 согласно фиг.1 в перспективном изображении в смонтированном состоянии с позиционированными в положении режима "Общий воздух" сегментами 7.1 до 7.m. На фиг.6 изображен в разрезе VI лопаточный венец 6 согласно фиг.7, а на фиг.7 показан вид сверху лопаточного венца 6 согласно фиг.5 с позиционированными в положении режима "Общий воздух" сегментами 7.1 до 7.m. При этом сегменты 7.1 до 7.m лопаток 6.1 до 6.n минимально уменьшают поперечное сечение потока при минимальном завихрении воздушного потока, так что получают абсолютно направленный поток во внешнем воздухопроводном канале К1.2. В этом положении сегменты 7.1 до 7.m расположены абсолютно вертикально друг над другом в направлении R потока, так что получают абсолютно прямолинейную направляющую воздух поверхность для соответствующей лопатки 6.1 до 6.n.
На фиг.8 схематично в перспективном изображении показан пример выполнения для расположенных в корпусе 11 сегмента сегмента 7.1 с внутренним элементом 8 кольца и обращенными радиально наружу перемычками 10.1 до 10.n при разрезанном корпусе 11 сегмента. При этом корпус 11 сегмента может быть выполнен с расположенными в нем сегментами 7.1 до 7.m как объединенный конструктивный элемент, например как деталь, выполненная литьем под давлением, подвижно установленная в служащем в качестве шарикового шарнира корпусе 3 воздуховыпускного устройства 1.
Внутренний элемент 8 кольца расположен в этом примере выполнения на служащем в качестве внутреннего воздухопроводного канала К2 полом цилиндре 13. Для соединения расположенных друг за другом по оси сегментов 7.1 до 7.m соответствующий сегмент 7.1 до 7.m имеет вырез 14. В этот вырез 14 входит в зацепление штифт 15 следующего по оси в направлении R потока внутреннего элемента 7.2 кольца, как это изображено на фиг.9. При этом стенки выреза 14 служат в качестве упора для положения, вызывающего режим "Рассеянный", и положения, вызывающего режим "Общий воздух".
Альтернативно или дополнительно соответствующие друг другу перемычки 10.1 до 10.n соответствующей лопатки 6.1 до 6.n граничащих по оси сегментов 7.1 до 7.m могут быть снабжены соответствующими друг другу упорами 16 и 17, как показано на фиг.8 и фиг.9.
На фиг.10 показаны в перспективном изображении при разрезанном корпусе 11 сегмента два установленных один за другим сегмент 7.1 и сегмент 7.2 лопаточного венца 6 в положении режима "Рассеянный", а на фиг.11 - два установленных один за другим сегмент 7.1 и сегмент 7.2 в промежуточном положении между положением режима "Рассеянный" и положением режима "Общий воздух".
На фиг.12 показана другая форма выполнения воздухонаправляющего элемента 4 в продольном разрезе с несколькими установленными по оси один за другим на внутреннем воздухопроводном канале К2, образующем полый цилиндр 13, сегментами 7.1 до 7.m, перемещаемыми под углом посредством органа 12 ручного управления, надетого на последний со стороны выхода потока сегмент 7.1. При этом между последним сегментом 7.1 и органом 12 ручного управления расположен пружинный элемент 18, сжимающий в значительной мере без зазора в осевом направлении сегменты 7.1 до 7.m при фиксированном органе 12 ручного управления, так что при угловом перемещении сегментов 7.1 до 7.m перегородки 10.1 до 10.n граничащих друг к другу сегментов 7.1 до 7.m образуют в значительной мере герметичную поверхность, направляющую воздух.
В зависимости от заданного условия перегородки 10.1 до 10.n могут быть выполнены ровными и расположенными под углом к поперечному сечению потока. Альтернативно перегородки 10.1 до 10.n могут быть изогнутыми и расположенными вертикально к поперечному сечению потока. Кроме того, перегородки 10.1 до 10.n могут быть выполнены жесткими или гибкими. При гибком, в частности эластичном, выполнении перегородки 10.1 до 10.n могут изгибаться для установки веерообразной или в форме винтовой спирали направляющей воздух поверхности.
На фиг.13 и фиг.14 показан другой возможный пример выполнения воздухонаправляющего элемента 19 для воздуховыпускного устройства 1. Изображенный далее воздухонаправляющий элемент 19 можно, например, использовать вместо изображенного на фиг.1 воздухонаправляющего элемента 4. Воздухонаправляющий элемент 19 изображен на фиг.13 и фиг.14 соответственно в перспективном виде. Для иллюстрации внутренней конструкции воздухонаправляющего элемента 19 корпус 11 сегмента изображен на фиг.13 и фиг.14 только частично.
Воздухонаправляющий элемент 19 имеет внешний, регулируемый воздушный канал 20, имеющий в изображенном на чертежах примере выполнения почти кольцеобразное поперечное сечение. Во внешнем регулируемом воздушном канале 20, аналогично представленному на фиг.1 примеру выполнения, если смотреть в осевом направлении, расположены друг за другом несколько элементов 22.1 до 22.8 сегмента (на чертежах - 8 элементов сегмента). Комплект элементов 22.1 до 22.8 сегмента образует соответственно лопатку 21.1 до 21.5. В изображенном на чертежах примере выполнения воздухонаправляющего элемента 19 лопаточный венец 21 образован в целом из пяти лопаток 21.1 до 21.5. В зависимости от углового положения сегментов 22.1 до 22.m друг к другу внешний регулируемый воздушный канал 20 воздухонаправляющего элемента 19 находится в конечном положении режима "Прямой воздух", конечном положении режима "Рассеянный" или в промежуточном положении. На фиг.13 показан воздухонаправляющий элемент 19 в положении режима "Непосредственный воздух", в то время как на фиг.14 воздухонаправляющий элемент 19 показан в положении режима "Рассеянный".
Как это можно видеть на фиг.13 и на фиг.14, отдельные перемычки 23 разных сегментов 22.1 до 22.m расположены, если смотреть в осевом направлении, соосно друг к другу в положении режима "Непосредственный воздух" (фиг.13). И, напротив, в конечном положении "Рассеянный" (фиг.14) отдельные перемычки 23 сегментов 7.1 до 7.m расположены друг к другу под углом со смещением, так что лопатки 21.1 до 21.5 образуют веерообразную или витую поверхность, направляющую воздух (в этом отношении смотри, в частности, также фиг.19, фиг.21 и фиг.22).
В середине воздухонаправляющего элемента 19 расположена рукоятка 25 ручного привода. При этом рукоятка 25 ручного привода соединена без возможности поворота с расположенным на фиг.13 и фиг.14 впереди сегментом 22.1. В соответствии с этим самый передний сегмент 22.1 может поворачиваться под углом посредством вращательного движения рукоятки 25 ручного привода. И, напротив, самый задний на чертеже сегмент 22.8 расположен неподвижно. Вследствие этого посредством вращательного движения рукоятки 25 ручного привода получают угловое смещение между самым передним сегментом 22.1 и самым задним сегментом 22.8.
При этом вращательное движение самого переднего сегмента 22.1 "распределяется" на отдельные сегменты 22.1 до 22.8. Это значит, что общее угловое смещение разделяется между самым передним сегментом 22.1 и самым задним сегментом 22.8 на несколько угловых частей смещений, возникающих соответственно между двумя соседними друг с другом сегментами 22.i и 22.i+1. Это разделение углового общего смещения на несколько угловых частей смещения не обязательно должно происходить так, чтобы угловые части смещения были соответственно одинаковыми по величине. Скорее угловые частичные смещения могут выбираться абсолютно прогрессивно увеличивающимися. Более целесообразно, если угловое общее смещение разделяется так, что в итоге получают наиболее оптимальный контур отдельных лопаток 21.1 до 21.5 (сравни, в частности, фиг.22).
Чтобы вызвать такое разделение углового общего смещения на несколько угловых частей смещения, во внешнем участке 9 кольца сегментов 22 выполнена компоновка захватывающих кулис 26. Для этого в данном примере выполнения внешний элемент 9 кольца сегментов 22.1 до 22.8 имеет в передней части соответственно вырез 27. В этот вырез 27 входит в зацепление соответственно выступ 28 расположенного для этого рядом сегмента 22. Выступ 28 выполнен соответственно на обратной стороне внешнего элемента 9 кольца соответствующего сегмента 22. Вырез 27 имеет по отношению к соответствующему выступу 28 увеличенные угловые параметры. Это определяет максимальный угловой диапазон, в котором два соответственно расположенные рядом друг с другом сегмента 22.i и 22.i+1 могут поворачиваться относительно друг против друга. Только для полноты понимания следует указать на то, что в самом переднем сегменте 22.1 вырез 27, или в самом заднем сегменте 22.8 выступ 28 может отсутствовать.
Кроме того, на фиг.13 и на фиг.14 видно, что между рукояткой 25 ручного привода и кольцеобразным внешним регулируемым воздушным каналом 20 предусмотрен воздушный канал 29 с малым углом рассеивания. С помощью регулируемого воздушного канала 29 можно производить направленный воздушный поток независимо от положения внешнего, регулируемого воздушного канала 20. При этом само собой разумеется, возможно, что воздушный канал 29 с малым углом рассеивания также может закрываться не изображенным на чертежах клапаном. На направление направленного воздушного потока, выходящего из воздушного канала 29 с малым углом рассеивания, а в отдельных случаях - из внешнего регулируемого воздушного канала 20 (при соответствующем положении лопаточного венца 21), можно повлиять посредством движения перемещения рукоятки 25 ручного привода. Вследствие такого движения перемещения воздухонаправляющий элемент 19 может поворачиваться, например, внутри окружающего его корпуса.
На фиг.15 еще раз показан изображенный на фиг.13 воздухонаправляющий элемент 19 в положении режима "Прямой воздух" в виде сверху. На фиг.15 изображены плоскости А, В и F сечения, определяющие виды поперечного сечения на фиг.16, фиг.17 и фиг.20.
На фиг.16 показан воздухонаправляющий элемент 19 вдоль показанной на фиг.15 (ломаной) плоскости А поперечного сечения. В частности, можно видеть соосную компоновку внешнего, регулируемого воздушного канала 20 и воздушного канала 29 с малым углом рассеивания. Также хорошо показана форма самого переднего сегмента 22.1, причем передняя дуга 30 самого переднего сегмента 22.1 на фиг.16 не разрезана плоскостью А поперечного сечения (что в противоположность этому имеет место на фиг.17). Отдельные сегменты 22.1 изображены, чтобы их отличать, различно заштрихованными. Штриховка на фиг.16 и фиг.17 нанесена соответственно только в том случае, если соответствующий элемент конструкции разрезан плоскостью А сечения (или плоскостью В сечения). Другие элементы сегментов 22.1 до 22.8 не заштрихованы, однако видимые края изображены как простые линии.
Хорошо виден также внешний контур корпуса 11 сегмента, повторяющий дугообразную линию.
На фиг.17 показано поперечное сечение вдоль начерченной на фиг.15 площади В поперечного сечения (ломаной). Отчетливо можно увидеть, что отдельные сегменты 22.1 до 22.8 выполнены различно. Передняя дуга 30 выполнена неразделимо с остальными конструктивными элементами самого переднего сегмента 22.1. Кроме того, самый передний сегмент 22.1, как уже было отмечено, соединен без возможности поворота с рукояткой 25 ручного привода. Кроме того, на фиг.17 можно увидеть полости 32, образованные L-образными пазами 31 соседних друг с другом сегмента 22.i и сегмента 22.i+1. На фиг.18 показан аналогичный фиг.15 вид воздухонаправляющего элемента 19, причем воздухонаправляющий элемент 19 находится в положении режима "Рассеянный". В частности, на фиг.18 показано положение плоскости Е поперечного сечения, изображение поперечного сечения которой показано на фиг.19. В частности, на фиг.19 можно видеть внутреннюю конструкцию перемычек 23 сегментов 22.1 до 22.8. Также хорошо показаны положение и компоновка полостей 32, образованных L-образными вырезами 31 в перемычках 23 сегментов 22.1 до 22.8. Поскольку воздухонаправляющий элемент 20 на фиг.19 находится в положении режима "Рассеянный", размер полостей 32 максимальный.
Отчетливо на фиг.19 можно видеть форму поверхности образованной из отдельных перемычек 23 лопатки 21.1. Предпочтительно сегменты 22.1 до 22.8 выполнены так, что все лопатки 21.1 до 21.5 лопаточного венца 21 имеют аналогичную форму. Хорошо можно видеть, что контур поверхностей полученной лопатки 21.1 выполнен в значительной мере сплошным и ровным. Благодаря этому уменьшают образование нежелательных завихрений на участке поверхности лопатки 21.1, из-за чего снижается аэродинамическое сопротивление протекающего мимо воздуха, а вследствие этого - падение давления вдоль воздухонаправляющего элемента 19.
При перемещении воздухонаправляющего элемента 19 посредством вращения рукоятки 25 ручного привода из положения режима "Рассеянный" в направлении положения режима "Прямой воздух", перемычки 23 сегментов 21.1 до 21.8 передвигаются друг над другом, до тех пор, пока они не будут располагаться в осевом направлении друг за другом, по существу, соосно. Это показано на фиг.20. Изображенная на ней плоскость F поперечного сечения (ср. фиг.15) расположена аналогично плоскости Е поперечного сечения (ср. фиг.18). Отличается только положение воздухонаправляющего элемента 19. Как это видно на фиг.20, полости 32, образованные L-образными выемками 31 перемычек 23 отдельных сегментов 21.1 до 21.8, по существу закрыты. Другими словами, длинные стороны 33 L-образной выемки 31 прилегают друг к другу. Это может представлять собой, впрочем, упор для вращательного движения рукоятки 25 ручного привода.
Это движение перемещения отдельных перемычек 23 относительно друг друга еще раз для лучшего понимания изображено на фиг.21. На фиг.21, на левой стороне, изображено соосное положение 34 лопатки 21.1 (в соответствии с фиг.20). На фиг.21, на правой стороне, показано положение лопатки 21.1 в положении 35 "Рассеянный" лопатки (смотри фиг.19). На фиг.21 можно хорошо рассмотреть также внешнюю форму полученной лопатки 21.1 в положении 35 "Рассеянный" лопатки. В частности, выполнение лопатки 21.1 возможно в форме профиля крыла.
Далее разъясняется путь, с помощью которого можно реализовать предпочтительное выполнение отдельных лопаток 6.1 до 6.n или 21.1 до 21.n лопаточного венца 6, 21 воздухонаправляющего элемента 4, 19. Фиг.22, а также фиг.23 иллюстрируют описание используемых при этом параметров.
Сначала задают количество лопаток N. При этом N может быть выбрано от 1 до 20, предпочтительно между 3 и 7, а особенно предпочтительно около 5. Затем определяют шаг t. Шаг t получают из окружности и количества используемых лопаток. Из этого следует t=2·π·R/N, где R соответствует радиусу. Внешний радиус Rmax составляет предпочтительно от 1 см до 10 см, особенно предпочтительно от 2,5 см до 6 см. Rmin составляет в противоположность этому предпочтительно от 0 см до 5 см, особенно предпочтительно от 0,5 см до 2 см.
Затем задают угол βi втекания и угол β2 вытекания. βi находится в пределах, предпочтительно, между 90° и 70°, особенно предпочтительно около 90°. В противоположность этому В2 находится, предпочтительно, в пределах между 10° и 70°, особенно предпочтительно 20° и 40°.
Относительный шаг t:L получают как функцию угла втекания и угла вытекания. Относительный шаг t:L целесообразнее всего находится в пределах между 0 и 2, предпочтительно между 0,5 и 1,1, особенно предпочтительно между 0,6 и 0,8. Исходя из этого можно рассчитать длину лопатки L.
Оптимальный угол βs ступенчатой установки получают в зависимости от относительного шага t:L, а также от β2. Целесообразнее всего угол βs ступенчатой установки находится в пределах между 0° и 90°, предпочтительно между 40° и 80°, особенно предпочтительно между 50° и 70°.
Толщина d лопатки на участке 38 самого переднего сегмента 22.1 находится в пределах измерения в 0 мм (т.е. лопатка 21.1 заканчивается здесь острием), в то время как толщина d лопатки на участке 37 заднего сегмента 22.8 достигает своей самой большой величины dmax. Целесообразнее всего, если dmax находится в пределах между 0,1 мм и 20 мм, предпочтительно - между 1 мм и 10 мм, особенно предпочтительно - между 2 мм и 5 мм.
Центральная линия 36 лопатки следует по сплайновой кривой между обеими вершинами 37 и 38, причем обе касательные к сплайновой кривой 36 определены на вершинах 37, 38 углом βi втекания или углом β2 вытекания.
На фиг.24 и фиг.25 изображено, как один из сегментов 22.1 до 22.m может быть оснащен втулкой 39. В данном примере выполнения втулка 39 выполнена соответственно неразделимо с соответствующим ей сегментом 22.1 или 22.m. Это можно осуществить, например, посредством литья под давлением синтетического материала. На фиг.24 втулка 39 выполнена объединенной с задним сегментом 22.m (с фиксированно установленным сегментом). По отношению к нему втулка 39 изображенного на фиг.25 примера выполнения выполнена объединенной с самым передним сегментом 22.1. Втулка 39 действует для остальных сегментов 22.1 до 22.m соответственно как опорный элемент. Например, внутренний элемент 8 кольца соответствующего сегмента 22.1 до 22.m надет на втулку 39. При этом крепление самого заднего сегмента 22.m происходит при этом как это показано двумя, расположенными напротив друг друга по диагонали на окружности фиксирующими защелками 47, входящими в зацепление в соответствующие вырезы корпуса сегмента.
Кроме того, в фиг.24 и 25 на радиальном внешнем конце сегментов 22.1 до 22.m-1 предусмотрены тормозящие элементы 44. Тормозящие элементы 44 вызывают повышенное трение между сегментами 22.1 до 22.m-1 и выполненным рядом с ними участком корпуса. Тормозящие элементы могут быть изготовлены, например, из пенопласта, обеспечивающим определенное трение между внешним краем окружности внешнего элемента 9 кольца сегмента 22.1 до 22.m-1 и тормозящим элементом 44. Следует обратить внимание на то, что не требуется предусматривать тормозящий элемент 44 для фиксировано расположенного заднего сегмента 22.m. Так как он и без этого установлен неподвижно.
Дополнительно имеется возможность предусматривать, по меньшей мере, одну соответствующую фиксирующую защелку 47 также на всех сегментах 22.1 до 22.m-1, вводимую в вырез в виде паза корпуса сегмента. Вырезы имеют большую протяженность в направлении окружности, чем фиксирующие защелки, так что при повороте сегментов образуется упоры в обоих направлениях. Функцию захвата для отдельных сегментов 22.2 до 22.m-1, кроме того, берут на себя пазы 1 или полости 32. Вследствие того что часть функции передается на корпус, нагрузка на сегменты в отношении их прочности становится меньше. Если предусматривают, как было описано выше, тормозящие элементы 44, их предпочтительно располагают со смещением к вырезам по окружности. В следующем варианте фиксирующие защелки могли бы сами быть выполнены как повышающие трение тормозящие элементы.
На фиг.26 и фиг.27 изображены разные возможности компоновки воздушного канала 40 с малым углом рассеивания и регулируемого канала 41. На фиг.26а воздушный канал 40 с малым углом рассеивания выполнен как центральный, круглый воздушный канал во внутренней части воздухонаправляющего элемента 42. Регулируемый воздушный канал 42 окружает кольцеобразно воздушный канал 40 с малым углом рассеивания. На фиг.26b воздушный канал 40 с малым углом рассеивания расположен также во внутренней части выполненного кольцеобразно регулируемого воздушного канала 41. Однако в центре воздушного канала 40 с малым углом рассеивания дополнительно предусмотрена рукоятка 25 ручного привода. Вследствие этого в результате воздушный канал 40 с малым углом рассеивания также получает кольцеобразную форму. На фиг.26 изображено, что также вполне возможно располагать регулируемый воздушный канал 41 в центре воздухонаправляющего элемента 42. Поэтому воздушный канал 40 с малым углом рассеивания выполнен кольцеобразно и окружает регулируемый воздушный канал 41, расположенный внутри воздушного канала 40 с малым углом рассеивания. Аналогично фиг.26b также и в изображенном на фиг.26с примере выполнения воздухонаправляющего элемента 42, в середине воздухонаправляющего элемента 42 предусмотрена рукоятка 25 ручного привода. Разумеется, что также возможно, выбрать такое выполнение, в котором рукоятка 25 ручного привода предусмотрена в другом месте.
На фиг.27 при помощи схематичного поперечного сечения воздухонаправляющего элемента 42 изображено, что также можно предусматривать во внутренней части рукоятки 25 ручного привода центральный воздушный канал 43 с малым углом рассеивания. В изображенном на фиг.27 примере выполнения предусмотрен центральный воздушный канал 43 с малым углом рассеивания в дополнение к воздушному каналу 41 с малым углом рассеивания, окружающим рукоятку 25 ручного привода кольцеобразно. Регулируемый воздушный канал 41 опять же окружает кольцеобразно воздушный канал 40 с малым углом рассеивания.
Наконец, на фиг.28 еще изображено, как отдельные сегменты 22.1 до 22.m могут иметь разный внешний радиус, в частности разный внешний радиус внешних элементов 9 кольца. Вследствие разного радиуса лопаточный венец 21 может быть приспособлен в отношении его внешней формы к внутренней стороне элемента 45 корпуса. Вследствие этого можно оптимально использовать находящееся в распоряжении конструктивное пространство. Поверхность для протока воздуха внешнего регулируемого воздушного канала 20 может быть увеличена, по меньшей мере, частично за счет выбранных сегментов 22.1 до 22.m с различными размерами. Но вследствие этого все же можно уменьшить сопротивление протекающего через воздухонаправляющий элемент 46 воздуха. Вследствие этого опять же можно эффективно снизить падение давления. Как также видно на фиг.28, можно согласовывать не только внешний радиус сегментов 22.1 до 22.m, но и внешний контур сегментов 22.1 до 22.m.
Перечень условных обозначений.
1. Воздуховыпускное устройство.
2. Сдвоенный жиклер.
3. Корпус.
3.1.Участок корпуса в форме полого цилиндра.
3.2. Сферический участок корпуса.
3.3. Верхняя полусфера.
3.4. Нижняя полусфера.
4. Воздухонаправляющий элемент.
5. Направляющий желобок.
6. Лопаточный венец.
6.1 до 6.n. Лопатки.
7.1 до 7.m. Сегменты (пластинчатые элементы).
8. Внутренний элемент кольца.
9. Внешний элемент кольца.
10.1 до 10.n.Перемычки.
11. Корпус сегмента.
11.1. Верхняя полусфера.
11.2. Нижняя полусфера.
11.3. Направляющие перемычки.
12. Орган ручного управления.
12.1 Край.
12.2. Перемычки.
13. Полый цилиндр.
14. Вырез.
15. Штифт.
16. Упор.
17. Упор.
18. Полость.
19. Воздухонаправляющий элемент.
20. Внешний регулируемый воздушный канал.
21. Лопаточный венец.
21.1 до 21.n. Лопатки.
22.1 до 22.m. Сегменты (пластинчатые элементы)
23. Перемычка.
24. Воздушный канал с малым углом рассеивания.
25. Рукоятка ручного привода.
26. Захватывающая кулиса.
27. Вырез.
28. Выступ.
29. Воздушный канал с малым углом рассеивания.
30. Передняя дуга.
31. L-образный паз.
32. Полость.
33. Продольная сторона.
34. Соосное положение.
35.Рассеивающее положение лопаток.
36. Центральная линия лопатки.
37. Вершина.
38. Вершина.
39. Втулка.
40. Воздушный канал с малым углом рассеивания.
41. Регулируемый воздушный канал.
42. Воздухонаправляющий элемент.
43. Центральный воздушный канал.
44. Тормозящий элемент.
45. Элемент корпуса.
46. Воздухонаправляющий элемент.
47. Фиксирующая защелка.
Реферат
Изобретение относится к воздуховыпускному устройству для выпуска воздушного потока, в частности, в салон транспортного средства. Воздуховыпускное устройство содержит, по меньшей мере, один воздухопроводный канал (К1, 20, 41) и, по меньшей мере, один расположенный в нем воздухонаправляющий элемент (4, 19, 42, 44) в виде лопаточного венца (6, 21), по меньшей мере, с одной лопаткой (6.1 до 6.n, 21.1 до 21.n). Каждая из лопаток (6.1 до 6.n, 21.1 до 21.n) образована, по меньшей мере, из двух расположенных друг за другом в осевом направлении сегментов (7.1 до 7.m, 22.1 до 22.m) с возможностью перемещения, по меньшей мере, под углом относительно друг друга между положением, вызывающим режим "Рассеивание" и положением, вызывающим режим "Общий воздух", с возможностью регулирования изменяющегося в осевом направлении поперечного сечения потока воздухопроводного канала (К1, 20, 41). Достигается упрощение конструкции с увеличением диапазона функций кондиционирования воздуха. 14 з.п. ф-лы, 30 ил.
