空气出口的制作方法
【专利摘要】一种设计成挤压成型型材的空气出口，其具有空气输入侧和空气排出侧，空气出口包括：多个在型材纵向方向上定向的空气引导元件，它们形成至少两个彼此分开的空气出口孔，空气出口孔在空气出口型材的长度上延伸，其中空气出口孔在至少两个不同的排气方向上引导排出的空气；和一沿空气流动方向安置在空气引导元件之前的、横向于空气流动方向布置的板，其中，板具有凹部，凹部交替地释放通向空气出口孔的空气流量，其中空气出口孔在流动方向上具有流动横截面，流动横截面在第一部段中变窄地设计和在第二部段中加宽地设计，其中形成流动的空气引导元件之一在第二部段中设计用于形成低压区。
【专利说明】空气出口【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种用于向室内、特别是在轨道车辆的客舱内输送空气的空气出□。
【背景技术】
[0002]向轨道车辆的客舱内输送新鲜空气、或者加热的或冷却的空气通过空气通道和空气出口进行。在此力求达到一种流动，其能实现尽可能良好的空气混合并且因此实现客舱中均匀温度区域。为了实现尽可能高的舒适性，额外实现一种沿顶棚和随后沿窗户在地板的方向上定向的空气流动，以便如此避免乘客直接遭受强空气束。为此设有顶棚侧的空气出口，该空气出口使得被输送的空气相应地流出。不仅客舱内的速度分配而且温度分配都是标准化的主题，例如标准DIN EN 14813和DIN EN 14750都定义了在近距离交通车辆中的这种温度分配，标准DIN EN 13129则用于远距离交通车辆。按照用于均匀温度分配的空气的良好混合的要求在低流动速度同时是非常难以实现的，这是因为这两种要求彼此相反。此外空气出口必须能够尽可能成本经济地制造和安装，必须以较小的能量损耗提供流动优化的空气引导并且确保空气的尽可能低噪声的流出。此外应这样设计空气出口，使得潮湿的空气在其表面上不能凝聚，这是因为否则由此形成的水滴可能会滴到乘客身上。另一个对于空气出口的要求在于，该空气出口在运行期间尽可能少地被污染。由现有技术已知了空气出口，例如DE 20 2012 09 059 Ul展示出一种用于车辆中客舱的空气出口，然而其设计得非常复杂。特别是在该文献中公开的空气出口需要多个部件。
实用新型内容
[0003]因此本实用新型的目的是，提出一种空气出口，其确保了客舱内的良好的空气分配，并且在此是有利于流动地、无凝聚地、防污染地，并且在此与根据现有技术的空气出口相比可以明显更廉价地制造。
`[0004]所述目的通过一种具有权利要求1的特征的空气出口来实现。有利的设计方案是从属权利要求的主题。
[0005]根据本实用新型的基本思想描述了一种设计为挤压成型型材的空气出口，并且该空气出口包括:空气输入侧和空气排出侧以及多个在型材纵向方向上定向的空气引导元件，这些空气引导元件形成至少两个彼此分开的空气出口孔，所述空气出口孔在空气出口型材的长度上延伸，并且其中空气出口孔在至少两个不同的排气方向上引导排出的空气；和一沿空气流动方向安置在空气引导兀件之前的、横向于空气流动方向布置的板，其中，该板具有凹部，该凹部交替地释放通向空气出口孔的空气流量，并且其中空气出口孔在流动方向上具有流动横截面，该流动横截面在第一部段中变窄地设计并且在第二部段中加宽地设计，其中形成流动的空气引导元件之一在第二部段中设计用于形成低压区。
[0006]由此能实现的下述优点:被输送到室内的空气的流动能够被如此引导，使得它沿该室的顶棚流动并且不直接流过位于其中的人员。空气出口在室的顶棚上的安装在最常见的安装位置处，这是因为从该位置能够为整个室最佳地供给新鲜空气，其中为空气流特别是排除了例如由行李物品或服装引起的阻隔危险。
[0007]根据本实用新型为空气出口输送新鲜空气(或者加热的或冷却的空气)。空气出口或者说空气出口型材装配有多个空气引导元件，其中每两个对应的空气引导元件形成一个空气出口孔。该空气出口孔在空气出口型材的整个长度上延伸，其中设有至少两个空气出口孔。至少两个空气出口孔的流出方向设置为彼此不同。在此特别有利的是，使得流出方向相对于空气出口型材的纵侧之一转向，而第二流出方向朝向空气出口型材的第二纵侧定向。空气引导元件可以有利地设计成具有流动有利的形状-和表面构造的薄片。
[0008]板是空气出口的部件并且横向于空气流动方向、沿空气流动方向布置在空气引导元件之前。在该板中布置有多个凹部，新鲜空气能够经过该凹部从空气输入侧流向空气排出侧。在此，经过凹部仅流动到空气出口孔之一中。凹部交替地布置，从而通过空气出口型材的纵向走向交替地为空气出口孔供给新鲜空气。由于空气出口孔的分别相反的流出方向，因此提供了一种交错的流动结构，其中流动方向彼此交替。这样就实现了被输入的空气与在室内已经存在的空气的特别良好的混合。附加地利用新鲜空气均匀地围绕在空气排出侧上的表面，这一点在那个地方降低了凝聚风险。
[0009]空气出口孔如此设计，使得空气流动尽可能仅沿室顶棚实现。为此，相应的空气引导装置预先给定流动方向。由此还不能确保空气流动停留在顶棚区域中，因为空气引导装置通常不能这样布置，即空气流动沿着或者说平行于空气出口的安装平面(典型的是室顶棚或客舱顶棚)实现。为此可能明确需要从空气出口型材的横截面中伸出的空气引导元件，其相应地引导空气流动，然而在此可能在美观方面较差并且易于损伤。因此根据本实用新型提出，空气流动的偏转借助康达效应实现。为此，空气出口孔沿流动方向的横截面具有两级的流动横截面。在第一部段中，该流动横截面变窄地设计。在位于其后的第二部段中，该流动横截面加宽地设计，其中形成流动的空气引导元件之一在第二部段中设计用于形成低压区。该低压区通过在其中产生的压力下降而引起流动朝向该低压区的方向转移。这样就使得空气流动与相应于空气引导元件的纯几何造型的流动相比可更剧烈地转向。
[0010]有利地，低压区可以通过在一侧加宽流动横截面产生，其中那个引起低压区的空气引导元件在低压区上具有比第二个形成流动的空气引导元件更大的曲率。这样就能实现以下优点，能够在不施加表面干扰的情况下(特别借助其它部件、例如涡流器)产生低压区。
[0011]在本实用新型的另一种改进方案中提出，借助在那个引起低压区的空气引导元件上的干扰位置来引起低压区。在此可以设置边棱、凸出部或其它的造型，其布置在流动横截面中并且在此引起流动分离区域(Str0mungsabl0segebiet)、即润流区和进而低压区。该干扰位置或者说边棱在此也可以被用于视觉上美观地形成空气出口型材。
[0012]本实用新型的另一个优点在于，能够一体地制造整个空气出口、即空气出口型材。不需要其它部件、如扩散器，从而可以省去为此的安装成本。提出了，将空气出口型材设计为挤压成型型材，并且可通过切削加工而在板中制造所需的凹部。
[0013]通过根据本实用新型的空气出口实现了，将空气出口型材的、其它所有朝向待换气的室的表面保持为被所输送的空气环绕，由此有效防止了湿热室内空气在空气出口型材上的凝聚危险。由此排除了形成水滴的危险并且有效地防止了在空气出口型材上的灰尘积聚。[0014]通过空气出口的与空气排出侧对置的空气输入侧来将新鲜空气输送到空气出口中。在典型的使用环境中，该空气输送借助基本上平行于空气出口型材的空气通道实现。由此，从空气出口中排出的空气就会具有在纵向方向上的速度分量，这导致流体分配的干扰。为了防止这种效应，可以在空气出口的空气输入侧上布置多个横杆，其用于使空气正交于纵向方向进入空气出口型材中，由此消除了流动速度的不期望的纵向分量。值得推荐的是，将该横杆(流动整流器)设计成分开的部件，这是因为其不能作为挤压成型型材的部件来制造并且进而是根据本实用新型的空气出口的重要优点，其不允许简单和价廉的制造。然而如果借助其它方法、例如借助注塑来制造根据本实用新型的空气出口，则可以将空气出口型材、板中的凹部和横杆都一体制成。
[0015]根据本实用新型的空气出口适用于各种室内的换气，其中特别有利的是使用在轨道车辆的客舱中。另外有利的是，空气出口型材配有固定器件，该固定器件能实现安装在顶棚构造中。例如空气出口型材可以配有用于容纳滑块的所谓的C形槽。
[0016]所述排气方向在所述空气出口型材的两侧定向。
[0017]所述空气出口型材与所述空气弓I导元件共同一体制成。
[0018]所述空气出口型材由铝合金制成。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]示例性地示出:
[0020]图1示出了空气出口的斜视图。
[0021]图2示出了空气出口的俯视图。
[0022]图3示出了空气出口的第一截面图。
[0023]图4示出了空气出口的第二截面图。
[0024]图5示出了空气出口孔的截面图。
[0025]图6示出了空气出口的流动模拟。
[0026]图7示出了空气出口的流动模拟的细节。
[0027]图8示出了空气出口的流动模拟的压力评估。
[0028]图9示出了具有横向型材的空气出口。
[0029]附图标记列表
[0030]I空气出口
[0031]2空气输入侧
[0032]3空气排出侧
[0033]4空气引导元件A
[0034]5空气引导元件B
[0035]6空气引导元件C
[0036]7空气出口孔左侧
[0037]7a空气出口孔右侧
[0038]8 板
[0039]9 凹部
[0040]10第一部段[0041]11第二部段
[0042]12低压区
[0043]13横向型材
[0044]14静止压力的等压线。
【具体实施方式】
[0045]图1以斜视图示例性且示意性地示出了空气出口 I。形式为型材的空气出口 I包括板8和多个空气引导元件4、5、6。空气引导元件4、5、6固定地与板8相连接，或者说在一个共同的制造步骤(挤压成型)中与板8—起制成。空气出口 I具有空气排出侧3，从该空气排出侧中将空气吹到待换气的室内。该空气排出侧设计为可见表面，从而在表面质量、配色等方面能够采取相应措施。在空气排出侧3对面布置有空气出口 I的空气输入侧2，通过该空气输入侧为空气出口 I输送输入空气。为此所需的器件，如空气通道、密封件(Absichtungen)、固定器件等在图1中未示出。板8横向于空气流动方向布置。空气引导元件4、5、6在它们之间分别形成空气出口孔7、7a。在示出的实施方式中示出了使得空气向左转向的空气出口孔7和使得空气向右转向的空气出口孔7a。在此，向左转向的空气出口孔7由空气引导元件4和5形成，并且向右转向的空气出口孔7a由空气引导元件5和6形成。空气出口 I的在图1中示出的实施例配有六个空气出口孔，它们借助其它空气引导元件(无附图标记)将空气定向吹出。板8配有凹部9，该凹部交替地释放通向空气出口孔7、7a的空气流量。这样就实现了交错的空气流动，其中在空气出口 I的纵向方向上看交替地实现了向左的流出和向右的流出。由此在空气排出侧上的表面被均匀地以新鲜空气围绕并且因此就在那个地方降低凝聚风险。
[0046]图2以俯视图示例性且示意性地示出了空气出口 I。其示出了图1的空气出口 I的空气输入侧2的俯视图。板8中的凹部9如此布置，使得在空气出口 I的纵向部段中，所有凹部9都释放了向着吹出方向的所有空气出口的空气流动，并且在随后的纵向部段中释放了向着另外吹出方向的所有空气出口的空气流动。
[0047]图3示例性且示意性地示出了沿切线A-A的根据图2的空气出口 I的截面图。空气出口孔7在示出的空气出口 I的纵向部段中通过板8来封闭，而空气出口孔7a通过凹部9供给流入的空气，从而空气出口 I在示出的纵向部段中将空气吹向型材的右侧。
[0048]图4示例性且示意性地示出了沿切线B-B的根据图2的空气出口 I的截面图。在示出的空气出口 I的纵向部段中，空气出口孔7a通过板8来封闭，而空气出口孔7通过凹部9供给流入的空气，使得空气出口 I在示出的纵向部段中将空气吹向型材的左侧。
[0049]图5示例性且示意性地示出了空气出口孔的截面图。示出了横向于空气出口 I的纵轴线的截面，其中空气引导元件4和5形成了空气出口孔7，为了简化视图未示出空气出口 I的其它部件。在从上向下的流动方向走向中，空气流过空气出口孔7的第一部段10，该第一部段变窄地设计。在该第一部段10中空气流动加速，其在从第一部段10到第二部段11中的过渡部的狭窄位置上具有最大速度。第二部段设计有扩大的横截面并且使得吹出的空气在预先给定的方向上转向。在图5中示例性地示出了用于向左转向的空气出口孔
7。除了通过空气引导元件4和5的几何造型实现转向之外，还借助低压区12实现了空气流动的附加偏转。该低压区12通过空气引导元件4的造型来引起，该空气引导元件在低压区12的导入点上具有比对置的第二空气引导元件5明显更大的曲率。在该导入点上由空气引导元件4实现了空气流动的分离(abl0sen)并且因此实现压力下降，该压力下降基本上使得从空气出口孔7中流出的空气整体更剧烈地偏转。由此在空气出口的【具体实施方式】中实现了将空气流动保持在客舱的顶棚区域中。
[0050]图6示例性且示意性地示出空气出口的流动模拟。示出了空气出口 I的横向于纵轴线的截面，其中截线如在图4中所示地那样布置。沿流动方向在空气出口 I之前布置有收集通道或横向型材，其消除了所输送的新鲜空气的纵向分量。在所示出的位置上，空气出口 I包括三个向左定向的空气出口孔7，其分别由空气引导元件4、5形成。板8具有凹部9，输入空气能够经过该凹部流入空气出口孔7中。流动的空气的显示在图6中借助箭头形式的流动显示来实现，其中各个箭头的长度相应于在那个地点处的流动速度。这形成了低压区12。该低压区12与通过空气引导元件4、5的几何造型实现的相比引起了排出的输入空气的更剧烈的偏转。
[0051]图7示例性且示意性地示出了空气出口的流动模拟的细节。在空气出口孔7的区域中示出了根据图6的模拟的一个局部。在此可更明显地看出低压区12，其在空气引导元件4上沿空气的流动方向形成。该低压区12引起了流动方向沿空气引导元件4的表面反转以及从空气出口孔7中流出的空气流的偏转，该空气流由此与通过空气引导元件4、5的纯几何造型相比更强烈的偏转。这种作用方式与图7中的细节视图相比可在图6中的简图中更好地看出。由于在该位置处形成涡流，反向于低压区12的主流动方向输送的空气是所输送的新鲜空气的一部分并且仅为待通风的室内现存的旧有空气的一非常小的部分。
[0052]由于空气流动的主要部分通过低压紧密地在顶棚上被引导，因此其将流入低压区中的空气与客舱内的旧有空气相屏蔽。
[0053]在有空调的车辆中因此不会发生在潮湿空气中包含的水在空气引导元件4、5上凝聚，这是因为所述空气引导元件始终以(冷却的)新鲜空气围绕。
[0054]图8示例性且示意性地示出了根据空气出口的流动模拟的压力评估的压力变化。示出了根据图6和7的实施例，其中替代速度矢量而示出了静态压力的等压线14。示出了一条等压线14，其限定了空气出口孔7中的低压区12。在此，在空气引导元件4和等压线14之间的压力比在等压线14的右侧、即在等压线14和空气引导元件5之间的压力更低。在示出的实施例中，等压线14的形状和位置在三个空气出口孔7中的每个中略微不同，这是因为由于略微不同的几何形状和空气收集器方面的流入条件而同样形成略微不同的流动比例。在图8中示出的压力模拟基于对于轨道车辆典型的几何形状和流动速度。在此，等压线14相应于相对于室内压力的-4帕斯卡的压力。
[0055]图9示例性且示意性地示出了具有横向型材的空气出口。示出了根据图1的空气出口 1，其具有横向型材13。在示出的实例中为了更好地理解，横向型材13与空气出口 I间隔开地示出，但其还可以气密地直接安装到空气出口上。在此重要的是，空气通过横向型材以这个形状偏转，以便随后垂直地流到空气出口的空气输入侧上。横向型材13用作流动整流器，其中它消除了所输送空气的纵向速度分量。由于在常见的应用情况下，输入空气的输入通过在空气出口 I的纵向方向上定向的空气通道来实现，因此该输入空气具有在空气出口I的纵向方向上的流动分量并且因此也以一纵向速度分量离开空气出口I的空气排出侧3。横向型材13降低了纵向速度分量，从而空气出口 I的使得流动转向的作用能够不受干扰地发挥。为此，横向型材13具有多个横杆,其用于使得空气正交于纵向方向进入空气出口型材中，并且由此消除了流动速度的不期望的纵向分量。
【权利要求】
1.设计成挤压成型型材的空气出口(1)，其具有空气输入侧(2)和空气排出侧(3)，所述空气出口包括:多个在型材纵向方向上定向的空气引导元件(4、5、6)，所述空气引导元件形成至少两个彼此分开的空气出口孔(7)，所述空气出口孔在空气出口型材的长度上延伸，并且其中所述空气出口孔(7)在至少两个不同的排气方向上引导排出的空气；和一沿空气流动方向安置在所述空气引导兀件(4、5、6)之前的、横向于空气流动方向布置的板(8)， 其特征在于，所述板(8)具有凹部(9)，所述凹部交替地释放通向所述空气出口孔(7)的空气流量，并且其中所述空气出口孔(7)在流动方向上具有流动横截面，所述流动横截面在第一部段(10)中变窄地设计并且在第二部段(11)中加宽地设计，其中形成流动的空气弓I导元件之一在所述第二部段(11)中设计用于形成低压区(12 )。
2.根据权利要求1所述的空气出口(1)，其特征在于，所述排气方向正交于型材纵向方向取向。
3.根据权利要求2所述的空气出口(1)，其特征在于，所述排气方向在所述空气出口型材的两侧定向。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的空气出口(1)，其特征在于，在形成流动的空气引导元件(4、5、6)的第二部段(11)中的所述低压区(12)通过在一侧加宽流动横截面来形成。
5.根据权利要求4所述的空气出口(1)，其特征在于，那个引起所述低压区的空气引导元件在所述低压区上具有比第二个形成流动的空气引导元件更大的曲率。
6.根据权利要求4所述的空气出口(1)，其特征在于，那个引起所述低压区(12)的空气引导元件在所述低压区(12)上具有干扰位置。
7.根据权利要求6所述的空气出口(1)，其特征在于，所述干扰位置是边棱。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的空气出口(1)，其特征在于，所述空气出口(I)设计用于安装在车辆的客舱的顶棚结构上。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的空气出口(1)，其特征在于，所述空气出口型材与所述空气引导兀件(4、5、6)共同一体制成。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的空气出口(1)，其特征在于，所述空气出口型材由铝合金制成。
【文档编号】B61D27/00GK203623686SQ201320454852
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年7月29日 优先权日:2013年5月16日
【发明者】M.伊班施茨, C.克洛普施 申请人:奥地利西门子公司