专利名称：用于两股在空调中交叉的气流的混合元件以及混合模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于两股在空调中交叉的气流的混合元件、涉及一种混合模块以及涉及具有该混合元件的空调，它们可用于车辆中。
背景技术：
随着特别是用于车辆中的现代空调或空调系统的发展出现以下问题，车辆中用于空调系统(暖通空调、供暖器、通风器和空调)的安装空间越来越少且同时对于温度控制/温度分阶梯式的要求上升。为了完成这些任务，在暖通空调中，冷暖空气可在其中混合的混合室或安装空间是必须的。在许多已知的暖通空调中通过空气引导部和/或冷暖通道来实现温度控制/分阶梯式。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于两股在空调中交叉的气流的改进的混合元件、一种用于两股在空调中交叉的气流的改进的混合模块以及一种改进的空调。上述目的通过根据独立权利要求和并列权利要求的混合元件、混合模块和空调来实现。本发明基于以下认识，当使用具有H形截面轮廓的混合模块或H形混合模块时，具有不同温度的两股气流在很小的安装空间内可被最优地混合。该混合模块包括至少一个用于改进空调中空气混合、且适于两股不彼此平行流过的气流的混合元件。该混合元件形成有两个类似-平行的壁，它们在中间通过一个壁连接，该壁一般设置为对着两个壁且平行于交叉的气流。通过这样的混合元件将冷暖空气之间的接触面扩大多倍，借此显著地加快混合。该混合模块可例如安装在空调中的散热器之后。同时该混合元件作为不受干扰地引导具有确定温度的空气的通道。有利地，可通过使用根据本发明的混合模块来省略空调中对于温度控制和分阶梯式必需的引导部和通道，从而不会引起空调过高的压力损失和降低的功耗或可输送的空气量。借此在车辆中用于空调的安装空间也更小。上述以混合模块形式的内部设置在声学方面具有积极的作用，因此能够最小化噪声。其省略了上述引导部的优化，借此可节省特别是在试验和计算中的开发费用。因此，省略高开发费用来复杂地控制设备是可能的。开发成本得到大大降低。此外有利地借助于该混合空间解决在驾驶室通道出口的空气的温度辐射性(Temperaturstrahnigkeit)。借此积极地影响乘客的舒适性，因为在通道出口不存在温度辐射性。本发明提供一种用于两股在空调中交叉的气流的混合元件，其中该混合元件包括以下特征:用于将第一气流和与第一气流交叉的第二气流混合的混合区域的主壁，其中主壁设置为在混合元件工作期间使混合区域中第一气流的流入方向和混合区域中第二气流的流入方向相对于主壁的主延伸平面纵向延伸；以及
混合区域的第一和第二旁壁，其中的每一个通过主表面连接到主壁的相对的侧边缘，其中第一和第二旁壁设置为在混合元件工作期间使混合区域中第一气流的流入方向经过第一旁壁的侧边缘且垂直于第一旁壁的主表面延伸，使混合区域中第二气流的流入方向相对于第一旁壁的主表面纵向延伸，且使由第一和第二气流混合的气流从混合区域的流出经过第二旁壁的侧边缘且垂直于第二旁壁的主表面延伸。在此可将空调理解为例如在车辆中使用的空调系统或用于供暖、通风和空气调节的系统(暖通空调)。在这样的空调中可产生和引导不同温度的气流。在此为第一和第二气流。可这样引导气流，使它们在空调中的一个位置处交叉。在该表示气流混合区域的交叉位置设置有混合元件。该混合元件包括主壁和两个旁壁。穿过混合元件主壁和旁壁的截面轮廓可基本上为H形。两股气流的流入方向在混合元件工作期间跨越主壁的主延伸平面。因此可通过相应设置且形成的用于气流的进入开口或引导通道预定流入方向。混合元件的形状可适应于其中设置有用于阻隔的混合元件的空间几何形状。特殊地，其适用于未连接有旁壁的主壁，以及适用于混合元件的整个尺寸。主壁和旁壁的边缘可包括笔直的、弯曲的或由笔直和弯曲混合的线段，例如阶梯形或弧形线段。在此混合区域的主壁能够在其主延伸平面的两侧上由第一和第二气流环流。因此主壁设置在混合区域中。其两个主表面可触及两股气流。从而提供以下优点，能够更高效地实现第一和第二气流的混合，因为在主壁的两侧提供有混合区域。此外，第一旁壁的侧边缘和第二旁壁的侧边缘包括越过主壁主延伸平面的凸部。该凸部在主壁的主平面上方可在第一和第二旁壁处具有同样的度。可从主壁的两个主表面出来看到该凸部。旁壁的侧边缘通过该凸部凸出于主壁的各个主表面。从而提供以下优点，进一步改进两股气流的混合。因此可通过从主壁的主表面凸出的旁壁形成空气扰流，其有利于气流混合。根据一个实施方式，第一和第二旁壁各自经由主壁的侧边缘的至少一半长度延伸，它们连接到该侧边缘。该至少一半长度在此可意味着几乎整个长度。从而提供以下优点，气流的混合在混合区域的整个高度上通过由旁壁引起的扰流支持且因此更高效。因此一个旁壁的宽度最多为第一和第二旁壁之间的间距的1/5。该条件可适用于两个旁壁。旁壁中的一个的宽度可以是旁壁的两个侧边缘之间的间距，第一气流流经两个侧边缘。从而提供以下优点，在这种尺寸比中产生非常好的气流混合和扰流。本发明进一步提供了一种用于两股在空调中交叉的气流的混合模块，其中该混合模块包括至少两个根据本发明的混合元件。在该混合模块中可有利地使用根据本发明的混合元件。在此至少两个混合元件的主壁可彼此相对且彼此间隔设置，其中两个主壁的主延伸平面可具有共同的方向。至少两个混合元件的主壁的主延伸平面可在此基本上或几乎彼此平行延伸。至少两个混合元件中的一个的结构能够相对于至少两个混合元件中的另一个通过将其中一个向另一个混合元件在几乎垂直于其主壁的主平面的方向上移动来描述。从而提供以下优点，通过至少两个混合元件的该结构来进一步优化两股气流的混合。此外，至少两个混合元件中的相邻混合元件的旁壁的相对的侧边缘之间的间距最高为旁壁的宽度的5倍。通过该比例的条件可进一步改进两股气流的混合。此外本发明还提供一种空调，具有以下特征:
用于两股在混合空间中交叉的气流的混合空间；用于第一气流的第一进入通道，其设置为在第一侧流入混合空间；用于第二气流的第二进入通道，其设置为在相邻于第一侧的底侧流入混合空间；用于混合气流的流出通道，其设置为在相对于第一侧的第二侧从混合空间中出来；以及根据本发明的混合模块，其设置在混合空间中，其中来自流入通道的第一和第二气流可在混合模块中混合且混合气流可流出到流出通道中。在空调中可有利地使用根据本发明的混合模块。混合空间可以是在空调中的其中可装入混合模块的空间。混合空间的形状可由空调的结构状况预定义。第一和第二流入通道以及流出通道设置在混合空间的不同侧。第一流入通道的侧和流出通道的相对侧两者可在底侧与第二流出通道相邻。在此混合模块的两个混合元件的旁侧的相对侧边缘之间的间距最多为混合空间在该间距方向的尺寸的1/3。从而提供以下优点，通过该比例的条件能够优化两股气流的混
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以下参考附图进一步地详细描述本发明有利的实施例。其中:图1是根据本发明一个实施例的具有两个混合元件的混合模块的等轴视图；图2是图1中的混合模块的一个混合元件的侧视图；图3是图1的混合模块的俯视图；以及图4是图1的混合模块的前视图。
具体实施例方式在以下对于本发明优选实施例的说明中，对于在不同附图中示出的且具有类似作用的元件将使用相同或类似的附图标记，其中省略对该元件的重复说明。图1示出根据本发明一个实施例的具有两个混合元件100的混合模块的等轴视图。每个混合元件100分别具有主壁110、第一旁壁120以及第二旁壁130。旁壁120、130安装于主壁110上。两个混合元件100在结构和形状上是相同的，因此仅更精确地描述两个混合元件100中的一个。混合元件100的主壁110为板状体。因此主壁110具有两个主表面。主壁110的平面图为非对称的形状。在图1中示出主壁110的上边缘具有分阶梯式的线段。更精确地说，主壁110的上边缘具有分阶梯式线段，其包括从第一旁壁120侧到第二旁壁130侧的多个下降的阶梯。此外在图1中主壁110的左、右侧边缘以及主壁110的下边缘表示为凹形弯曲线段。主壁110沿着在第一旁壁120和第二旁壁130之间的主平面延伸。第一旁壁120在图1中示出为连接于主壁110的左边缘。第一旁壁120的平面图为矩形，其中长侧长度为短侧长度的多倍。换句话说，第一旁壁120的平面图相当于细长的矩形。在其沿着长侧的纵向方向的轨迹中第一旁壁120为弯曲或弧形。该弯曲沿着第一旁壁120连接的主壁110的侧边缘弯曲。第一旁壁120就这样连接于主壁110的相邻侧边缘，使得第一旁壁120遮盖整个侧边缘。在图1中，第一旁壁120沿着其纵向连续弯曲。第一旁壁120的主延伸平面与主壁110的主延伸平面成一角度。更精确地说，在此为直角。第一旁壁120沿着短侧的宽度这样分配，使得第一旁壁120凸出于主壁110的两个主表面。在图1中凸出的量大约为主壁110厚度的4倍，第一旁壁120通过该量凸出于主壁110的两个主表面。在图1中第二旁壁130具有与第一旁壁120大约相同的平面图、相对于主壁110相同的方向以及相同的尺寸。因此在这一点上仅讨论第二旁壁130相对于第一旁壁120的差异。第二旁壁130与第一旁壁120的区别在图1中在于其沿着纵向的弯曲。沿着第二旁壁130的纵向方向的弯曲适应于第二旁壁130连接到的主壁110的侧边缘的弯曲。在图1中示出，第二旁壁130沿着其纵向方向并不连续弯曲或成弧形。可以看出，第二旁壁130的弯曲主要位于上部。第二旁壁130在下部的轨迹近似笔直。第二旁壁130从主壁110的相邻侧边缘的一个上端不完全延伸到侧边缘的下端。连接到第二旁壁130的侧边缘的部分保持露出。该露出部分的长度约相当于芳壁120，130的宽度。混合模块包括的两个混合元件100彼此相对这样设置，使得混合元件100的主壁110的主表面彼此相对。混合兀件100沿着一方向彼此间隔,该方向垂直于混合兀件100的主壁110的主延伸平面延伸。在图1中在旁壁120，130的相对侧边缘之间的间距大约为旁壁120，130的宽度。在该实施例中描述的元件的形状、尺寸和结构仅仅是示例性的且其他实施例可根据在其中安装混合模块的空间几何形状具有不同的形状、尺寸和结构的元件。图2示出图1中的混合模块的混合元件100的侧视图。在此在图2中主壁110示出为位于第一旁壁120和第二旁壁130之间。此外在图2中通过箭头240表示具有气流方向的气流，该方向在图2平面图中从主壁110的下边缘沿着主壁110的主延伸方向延伸到主壁110的上边缘。气流240为具有温度Tu的气流。在图2中左侧示出第一旁壁120，右侧示出第二旁壁130。在图2中可看到主壁110的一个主表面。此外从图2中可以看到主壁110的所有边缘的轨迹。在图2的侧面是第一旁壁120和第二旁壁130，它们近似与主壁110成直角地连接到主壁，因此在侧面或面对面地示出一个侧边缘。因此可以明显地看出两个主壁120，130各自的弯曲。主壁110包括表示主壁110的轮廓的4个外围边缘。主壁110的上边缘包括分阶梯式的轨迹，其中阶梯具有不同高度和长度。在图2中例如示出6个这样的阶梯。主壁110的下边缘具有轻微的弯曲轨迹。在第二旁壁130侧，主壁110的下边缘与相邻侧边缘形成锐角。主壁110的侧边缘至少部分弯曲。在图1中左侧示出的主壁110的侧边缘基本上在其整个轨迹上弯曲或成弧形。在图1中右侧示出的主壁110的侧边缘在其上部区域、更精确地说在其上部1/4具有弯曲且在其剩余区域基本不具有弯曲。左侧示出的、第一旁壁120连接到的侧边缘的长度，大约小于右侧示出的、第二旁壁130连接到的侧边缘的长度。第一和第二旁壁120，130相应于主壁110的各个相邻侧边缘在纵向侧成弧形或弯曲。第一旁壁120的纵向侧按照主壁110的相邻的侧边缘(在图2中左侧示出的)的轨迹。因此第一旁壁120在纵向侧连续弯曲。第二旁壁130的纵向侧按照主壁110的相邻的侧边缘(在图2中右侧示出的)的轨迹。因此第二旁壁130在上部区域弯曲且在下部区域中基本笔直地延伸。第二旁壁130从主壁110相邻侧边缘的上端不完全相同延伸到下端。图3示出图1中混合模块的俯视图。在图3的俯视图中，除了两个混合元件100还示出了通过3个箭头表示的气流350、混合区域360、通过3个另外的箭头表示的混合气流370、旁壁宽度Rv以及第一旁壁120至第二旁壁130的间距T。从图3的俯视图中显示了每个混合元件100在侧面的H形平面图，每个混合元件由第一旁壁120、主壁110和第二旁壁130构成。气流350，在图3的平面图中从附图的左边缘向右流动，首先接触两个混合元件100的第一旁壁120。气流350接着在其侧边缘流动经过第一侧壁120并进入混合区域360。气流350具有温度T。。同样地，具有温度Tu的气流240进入到混合区域360中。虽然在图3中并未示出该气流240，但是其在该附图中在混合区域360中在图3观察者的方向从附图平面流出。因此具有温度Tu的气流240和具有温度T。的气流350在混合区域360中混合。在气流的流动方向看，混合区域360从与各自的第二旁壁130面对的第一旁壁120的主表面处开始。混合区域360延伸直到第二旁壁130，更精确地说直到与第一旁壁120面对的第二旁壁130的主表面，或也可以越过第二旁壁130直到图3右侧。混合区域360在图3中也可以在混合元件100之间延伸，以及在混合元件100的上方或下方延伸。混合区域360更精确的边界也可以取决于在其中安装混合模块的空间的形状。由气流240和气流350混合而来的混合气流370在混合元件100的第二旁壁130的区域中从混合区域360流出。混合气流370首先沿着和气流350 —样的方向流动。根据其中安装有混合模块的空间的形状，混合气流370也能够在离开混合区域360之后改变其方向。例如混合气流370可在离开混合区域360之后分开，像在图3中所示的那样。在图3中示例性地示出下混合元件100的旁壁宽度Rv和第一旁壁120至第二旁壁130之间的间距T，但当然也适用于图3中的上混合元件100。旁壁宽度Rv相当于混合元件100的第一旁壁120的短侧边缘的长度。在第一和第二旁壁120，130的彼此面对的主表面之间测量第一旁壁 120至第二旁壁130之间的间距T。为了在混合区域360中实现较好的混合效果，旁壁宽度Rv和间距T之间的比例通常适用于Rv/T彡0.2。在图3中，两个混合元件100的比例大约为0.5且两个混合元件100具有基本上相同的尺寸和比例。图4示出了图1中混合模块的前视图。图4中混合模块的混合元件100的视图为按照图3中气流350的流动方向。因此在混合元件100中，第一旁壁120面对气流350的主表面以及主壁110短侧的下部在图示中是可见的。两个混合元件100具有基本上相同的尺寸和比例。在图4的前视图中示出了两个混合元件100的不同尺寸和比例。因此在图4中示出了两个混合元件100的第一旁壁120的相对侧边缘之间的间距Rh、在其中安装有混合模块的空间中整个空气引导通道的宽度B、以及混合元件的第一旁壁120的高度H。混合元件100的第一旁壁120的高度H也可以相当于第二旁壁130的高度。该高度H相当于第一旁壁120的长侧边缘的长度。在图4中可任意选择宽度B，因为并未示出整个空气引导通道。间距Rh无需仅仅适用于第一旁壁120的相对侧边缘，同样也适用于第二旁壁130的相对侧边缘，尽管后者在图4中并未示出。此外在图4中再次示出了旁壁览度Rv。为了实现两股气流最优的混合效果，在混合模块中适用以下比例。因此整个空气弓丨导通道的宽度和间距Rh之间的关系通常适用比例B/Rh彡3。在图4中该比例大约为4。在此旁壁宽度Rv与间距Rh的比例通常为Rv/Rh > 0.2。在图4中该比例大约为I。此外在图4中的两个混合元件100中，高度H约为旁壁宽度Rv的4倍。以上描述的实施例仅仅是示例性选择且能够进行互相组合。本发明的实施例也能够仅包括在附图中示出元件的一部分。
权利要求
1.一种用于两股在空调中交叉的气流的混合元件(100)，其特征在于，该混合元件(100)包括以下特征: 用于将第一气流(350)和与第一气流(350)交叉的第二气流(240)混合的混合区域(360)的主壁(110)，该主壁(110)设置为在混合元件(100)工作期间使混合区域(360)中第一气流(350 )的流入方向和混合区域(360 )中第二气流(240 )的流入方向相对于主壁(110)的主延伸平面纵向延伸；以及 混合区域(360)的第一和第二旁壁(120，130)，分别通过主表面连接到主壁(110)的相对的侧边缘，该第一和第二旁壁(120，130)设置为在混合元件(100)工作期间使混合区域(360)中第一气流(350)的流入方向经过第一旁壁(120)的侧边缘且垂直于第一旁壁(120)的主表面延伸，使混合区域(360)中第二气流(240)的流入方向相对于第一旁壁(120)的主表面纵向延伸，且使由第一和第二气流(240，350)混合的气流(370)从混合区域(360)流出经过第二旁壁(130)的侧边缘且垂直于第二旁壁(130)的主表面延伸。
2.根据权利要求1所述的混合元件(100)，其特征在于，混合区域(360)的主壁(110)在其主延伸平面的两侧由第一和第二气流(240，350)环流。
3.根据上述权利要求中任一项所述的混合元件(100)，其特征在于，第一旁壁(120)的侧边缘和第二旁壁(130)的侧边缘包括越过主壁(110)的主延伸平面的凸部。
4.根据上述权利要求中任一项所述的混合元件(100)，其特征在于，第一和第二旁壁(120，130)各自经由主壁(110)的侧边缘的至少一半长度延伸，它们连接到该侧边缘。
5.根据上述权利要求中任一项所述的混合元件(100)，其特征在于，旁壁(120，130)的宽度(Rv)最多为第一和第二旁壁(120，130)之间的间距(T)的1/5。
6.一种用于两股在空调中交叉的气流(240，350)的混合模块，其特征在于，该混合模块包括至少两个根据上述权利要求中任一项所述的混合元件(100)。
7.根据权利要求6所述的混合模块，其特征在于，至少两个混合元件(100)的主壁(110)彼此相对且彼此间隔设置，两个主壁(110)的主延伸平面具有共同的方向。
8.根据权利要求7所述的混合模块，其特征在于，至少两个混合元件(100)中的相邻混合元件(100)的旁壁(120，130)的相对的侧边缘之间的间距(Rh)最高为旁壁(120，130)的宽度(Rv)的5倍。
9.一种空调，其特征在于，包括: 用于两股在混合空间中交叉的气流(240，350)的混合空间； 用于第一气流(350)的第一进入通道，其设置为在第一侧流入混合空间； 用于第二气流(240)的第二进入通道，其设置为在相邻于第一侧的底侧流入混合空间； 用于混合气流(370)的流出通道，其设置为在相对于第一侧的第二侧从混合空间中出来；以及 根据权利要求6至8之一所述的混合模块，其设置在混合空间中，使得来自流入通道的第一和第二气流(240，350)在混合模块中混合且混合气流(370)流出到流出通道中。
10.根据权利要求9所述的空调，其特征在于，在此混合模块的两个混合元件(100)的旁壁(120，130)的相对侧边缘之间的间距(Rh)最高为混合空间在该间距(Rh)方向的尺寸(B)的 1/3。
全文摘要
本发明涉及一种用于两股在空调中交叉的气流的混合元件(100)，该混合元件(100)包括用于将第一气流和与第一气流交叉的第二气流混合的混合区域的主壁(110)，其中主壁(110)(100)设置为使混合区域中第一气流的流入方向和混合区域中第二气流的流入方向相对于主壁(110)的主延伸平面纵向延伸。该混合元件(100)还包括混合区域的第一和第二旁壁(120,130)，其中的每一个通过主表面连接到主壁(110)的相对的侧边缘。在此第一和第二旁壁(120,130)设置为使混合区域中第一气流的流入方向经过第一旁壁(120)的侧边缘且垂直于第一旁壁(120)的主表面延伸。混合区域中第二气流的流入方向相对于第一旁壁(120)的主表面纵向延伸。由第一和第二气流混合的气流从混合区域的流出经过第二旁壁(130)的侧边缘且垂直于第二旁壁(130)的主表面延伸。
文档编号F24F13/04GK103153658SQ201180045769
公开日2013年6月12日 申请日期2011年9月6日 优先权日2010年9月23日
发明者文森佐·威尼斯 申请人:贝洱两合公司