DE102019002315A1

DE102019002315A1 - Konditioniereinrichtung für eine Luftströmung

Info

Publication number: DE102019002315A1
Application number: DE102019002315.3A
Authority: DE
Inventors: Jochen Pfaff; Alexander Rappl
Original assignee: Gentherm GmbH
Current assignee: Gentherm GmbH
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2020-10-01
Also published as: US20220176855A1; WO2020200343A1; CN113646207B; CN113646207A; US11673495B2; US20230234485A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Konditioniereinrichtung (10) für eine Luftströmung, insbesondere für die Verwendung in einem Fahrzeugsitz, mit zumindest einem Strömungserzeuger (18), welche dazu eingerichtet ist, eine Luftströmung zu erzeugen, zumindest einer Lufteinlassöffnung (22, 22a, 22b), welche zum Ansaugen von zu temperierender Luft fluidleitend mit einem Strömungseinlass des Strömungserzeugers (18) verbunden ist, zumindest einer Luftauslassöffnung (24), welche zum Ausblasen von temperierter Luft fluidleitend mit einem Strömungsauslass des Strömungserzeugers (18) verbunden ist, und einer Temperiereinrichtung (20), welche dazu eingerichtet ist, die durch die zumindest eine Lufteinlassöffnung (22, 22a, 22b) angesaugte Luft vor dem Ausblasen durch die zumindest eine Luftauslassöffnung (24) zu temperieren, wobei die zumindest eine Lufteinlassöffnung (22, 22a, 22b) und die zumindest eine Luftauslassöffnung (24), insbesondere unmittelbar, nebeneinander angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Konditioniereinrichtung für eine Luftströmung, insbesondere für die Verwendung in einem Fahrzeugsitz, mit zumindest einem Strömungserzeuger, welcher dazu eingerichtet ist, eine Luftströmung zu erzeugen, zumindest einer Lufteinlassöffnung, welche zum Ansaugen von zu temperierender Luft fluidleitend mit einem Strömungseinlass des Strömungserzeugers verbunden ist, zumindest einer Luftauslassöffnung, welche zum Ausblasen von temperierter Luft fluidleitend mit einem Strömungsauslass des Strömungserzeugers verbunden ist, und einer Temperiereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, die durch die zumindest eine Lufteinlassöffnung angesaugte Luft vor dem Ausblasen durch die zumindest eine Luftauslassöffnung zu temperieren.
Ferner betrifft die Erfindung eine Stützeinrichtung für einen Fahrzeugsitz, mit einem vorzugsweise gepolsterten Stützkörper, welcher eine Stützfläche für den Rücken und/oder Hinterkopf eines Benutzers aufweist, und einer Konditioniereinrichtung zum Ansaugen, Temperieren und Ausblasen einer Luftströmung, wobei die Konditioniereinrichtung innerhalb des Stützkörpers angeordnet ist.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Fahrzeugsitz mit einem, vorzugsweise gepolsterten, Gesäßaufnahmekörper, welcher eine Sitzfläche für einen Benutzer bereitstellt, und einer Stützeinrichtung zum Abstützen des Rückens und/oder des Kopfes des Benutzers.
Gattungsgemäße Konditioniereinrichtungen werden beispielsweise zum Erwärmen bzw. Aufheizen oder zum Abkühlen von Luftströmungen verwendet, welche dann in Richtung einer Person ausgeblasen werden.
Über die konditionierte Luftströmung soll ein angenehmes Temperaturempfinden bei der Person hervorgerufen werden.
Wenn entsprechende Konditioniereinrichtungen in Kombination mit einem Fahrzeugsitz verwendet werden, soll durch die temperierte Luftströmung eine Steigerung des Klimakomforts im Nahbereich des Fahrzeugsitzes erreicht werden. Beispielsweise können entsprechende Konditioniereinrichtungen zum Ausblasen einer temperierten Luftströmung in Richtung eines Nackenbereichs des Sitzbenutzers verwendet werden. Insbesondere bei Cabriolet-Fahrzeugen sorgt dies für eine erhebliche Steigerung des Komforts.
Im Stand der Technik sind als Nackenwärmer ausgebildete Konditioniereinrichtungen bekannt, welche Kaltluft aus der Umgebung ansaugen, wobei die Kaltluft anschließend durch die Konditioniereinrichtung von der Umgebungstemperatur auf die gewünschte Zieltemperatur erwärmt wird. Damit die von der Temperiereinrichtung der Konditioniereinrichtung temperierte Luft nicht durch den angesaugten Kaltluftstrom vor Erreichen des Benutzers wieder abgekühlt wird, ist die Lufteinlassöffnung bekannter Konditioniereinrichtungen üblicherweise derart entfernt von der Luftauslassöffnung angeordnet, dass ein Wärmeaustausch zwischen der angesaugten Luftströmung und ausgeblasenen Luftströmung vermieden wird.
Die bekannten Konditioniereinrichtungen weisen aufgrund der aufwendigen Luftführung häufig eine komplexe Konstruktion und eine hohe Teileanzahl auf. Ferner ist die wirksame Temperierfläche bzw. der wirksame Temperierbereich der ausgeblasenen temperierten Luft vergleichsweise gering, da sich bei bekannten Konditioniereinrichtungen eine Luftströmung mit einem vergleichsweise kleinen Strömungsquerschnitt ausgeblasen wird.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, die Wirksamkeit entsprechender Konditioniereinrichtungen zu verbessern, ohne dabei die Gerätekomplexität zu erhöhen und/oder die erforderliche Teileanzahl zu steigern.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Konditioniereinrichtung der eingangs genannten Art, wobei die zumindest eine Lufteinlassöffnung und die zumindest eine Luftauslassöffnung der erfindungsgemäßen Konditioniereinrichtung nebeneinander, insbesondere unmittelbar nebeneinander, angeordnet sind.
Eine derartige Anordnung der zumindest einen Lufteinlassöffnung und der zumindest einen Luftauslassöffnung erlaubt die Ansaugung von vortemperierter Luft durch die zumindest eine Lufteinlassöffnung, wobei die vortemperierte Luft zuvor durch die zumindest eine Luftauslassöffnung ausgeblasen wurde. Auf diese Weise kommt es zur Wieder- bzw. Mehrfachverwendung der temperierten Luft, sodass eine Wärmerekuperation umgesetzt wird. Dies erlaubt eine effizientere und schnellere Temperierung der Luft, da die durch die Konditioniereinrichtung umzusetzende Temperaturänderung verringert wird. Das Temperieren von Umgebungsluft, welche die Umgebungstemperatur aufweist, erfordert einen höheren Energieeinsatz und eine längere Temperierzeit im Vergleich zum Temperieren von bereits vortemperierter Luft. Die Temperierung kann dabei das Erwärmen bzw. Aufheizen oder das Abkühlen der Luft innerhalb des Konditioniereinrichtung betreffen. Außerdem kommt es durch die erfindungsgemäße Anordnung der zumindest einen Lufteinlassöffnung und der zumindest einen Luftauslassöffnung zusätzlich zu einer Aufspreizung bzw. Aufweitung des Ausströmwinkels, da ein Verwirbelungseffekt im Übergangsbereich zwischen der zumindest einen Lufteinlassöffnung und der zumindest einen Luftauslassöffnung zu einer nach außen gerichteten Ablenkung der ausgeblasenen temperierten Luftströmung führt. Somit wird auch der wirksame Temperierbereich der Konditioniereinrichtung vergrößert.
Die Luftzuführung zu dem und/oder die Luftabführung von dem Strömungserzeuger kann beispielsweise durch Luftführungskanäle erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die Luftzuführung zu dem und/oder die Luftabführung von dem Strömungserzeuger zumindest teilweise durch die Struktur des die Konditioniereinrichtung umgebenden Körpers umgesetzt werden. Die Temperiereinrichtung kann beispielsweise eine oder mehrere thermoelektrische Einrichtungen umfassen. Die eine oder die mehreren thermoelektrischen Einrichtungen können als Peltier-Elemente ausgebildet sein. Der Strömungserzeuger kann als Lüfter ausgebildet sein. Insbesondere ist der Strömungserzeuger als Radiallüfter ausgebildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Konditioniereinrichtung einen, insbesondere einstückigen, Blendenkörper auf, welcher die zumindest eine Lufteinlassöffnung und die zumindest eine Luftauslassöffnung umfasst. Der Blendenkörper ist vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet. Vorzugsweise liegen die zumindest eine Lufteinlassöffnung und die zumindest eine Luftauslassöffnung in einer gemeinsamen Luftdurchströmebene. Vorzugsweise ist der Blendenkörper dazu eingerichtet, in eine Stützeinrichtung eines Fahrzeugsitzes, beispielsweise in eine Kopfstütze oder eine Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes, eingesetzt oder an der Stützeinrichtung befestigt zu werden. Der Blendenkörper kann beispielsweise ein Kunststoff-Spritzgussteil sein.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Konditioniereinrichtung bilden die zumindest eine Lufteinlassöffnung und die zumindest eine Luftauslassöffnung eine gemeinsame Luftdurchtrittsöffnung aus. Die gemeinsame Luftdurchtrittsöffnung ist somit eine kombinierte Lufteinlass- und Luftauslassöffnung. Durch die gemeinsame Luftdurchtrittsöffnung wird vermieden, dass die zumindest eine Lufteinlassöffnung und die zumindest eine Luftauslassöffnung separat voneinander ausgebildet sind, wodurch eine hohe Gerätekomplexität vorliegen würde und eine hohe Teileanzahl erforderlich wäre. Die gemeinsame Luftdurchtrittsöffnung führt somit zu einer konstruktiv einfachen, kompakten und leichten Konditioniereinrichtung. Es kann somit eine Gewichts- und Bauraumeinsparung umgesetzt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Konditioniereinrichtung verläuft ein sich an die zumindest eine Lufteinlassöffnung unmittelbar anschließender Einlassströmungsbereich separat von einem Auslassströmungsbereich, an welchen sich die zumindest eine Luftauslassöffnung unmittelbar anschließt. Durch die Separierung des Einlassströmungsbereichs und des Auslassströmungsbereichs wird ein Fluidaustausch zwischen der zu temperierenden Luftströmung und der temperierten Luftströmung innerhalb der Konditioniereinrichtung vermieden. Ein entsprechender Fluidaustausch, welcher auch mit einem Wärmeaustausch zwischen der zu temperierenden Luftströmung und der temperierten Luftströmung führt, erfolgt lediglich außerhalb der Konditioniereinrichtung, sodass die durch die zumindest eine Lufteinlassöffnung angesaugte Luft bereits vortemperiert ist. Durch die Separierung des Einlassströmungsbereichs von dem Auslassströmungsbereich kommt es außerdem zu einer Reduzierung oder Vermeidung eines Wärmeaustauschs zwischen der zu temperierenden Luftströmung der temperierten Luftströmung innerhalb der Konditioniereinrichtung.
In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Konditioniereinrichtung weist der Auslassströmungsbereich einen sich in Strömungsrichtung der temperierten Luft vergrößernden freien Strömungsquerschnitt auf. Der Auslassströmungsbereich kann beispielsweise trichterförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet sein. Durch den sich vergrößernden freien Strömungsquerschnitt des Auslassströmungsbereichs wird der wirksame Temperierbereich außerhalb der Konditioniereinrichtung vergrößert, da sich die temperierte Luftströmung nach Verlassen der Konditioniereinrichtung durch die zumindest eine Luftauslassöffnung verstärkt seitlich ausbreitet. Somit kann beispielsweise eine umfassende Temperierung eines Nackenbereichs eines Sitzbenutzers umgesetzt werden. Die Aufspreizung der ausgeblasenen Luftströmung führt außerdem zu einer gesteigerten Temperaturgleichmäßigkeit, welche von einem Sitzbenutzer als komfortsteigernd empfunden wird.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Konditioniereinrichtung wird der Auslassströmungsbereich von seitlichen Bewandungsflächen begrenzt, wobei zwei gegenüberliegende Bewandungsflächen in Strömungsrichtung der temperierten Luft auseinander laufen und in einem Spreizwinkel zueinander angeordnet sind. Der Spreizwinkel kann beispielsweise in einem Winkelbereich zwischen 30 und 60 Grad liegen. Dadurch, dass die zwei gegenüberliegenden Bewandungsflächen in Strömungsrichtung der temperierten Luft auseinanderlaufen, wird eine Aufspreizung der ausgeblasenen temperierten Luft umgesetzt, sodass der von der temperierten Luftströmung durchströmte Bereich außerhalb der Konditioniereinrichtung erheblich vergrößert wird.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Konditioniereinrichtung sind in dem Auslassströmungsbereich und/oder in dem Einlassströmungsbereich und vorzugsweise im Nahbereich der zumindest einen Luftauslassöffnung und/oder der zumindest einen Lufteinlassöffnung mehrere, vorzugsweise fächerartig angeordnete, Luftleitlamellen angeordnet. Die Luftleitlamellen können jeweils voneinander abweichende Ausrichtungen, insbesondere voneinander abweichende Anstellwinkel, aufweisen. Einzelne oder sämtliche Luftleitlamellen können sich sowohl durch den Auslassströmungsbereich als auch durch den Einlassströmungsbereich erstrecken. Der Blendenkörper kann eine erste Gruppe von Luftleitlamellen und eine zweite Gruppe von Luftleitlamellen aufweisen. Die Luftleitlamellen der ersten Gruppe können im Wesentlichen vertikal ausgerichtet sein, wobei die Luftleitlamellen der zweiten Gruppe im Wesentlichen horizontal ausgerichtet sein können. In der vertikalen oder horizontalen Ausrichtung können die Luftleitlamellen unterschiedliche horizontale oder vertikale Anstellwinkel aufweisen. Durch die Luftleitlamellen kann eine horizontale und/oder vertikale Strömungsaufspreizung erreicht werden. Die Luftleitlamellen können unbeweglich und/oder starr befestigt sein. Alternativ können die Luftleitlamellen auch beweglich sein, insbesondere hinsichtlich ihres Anstellwinkels. Durch bewegliche Luftleitlamellen kann die Strömungsrichtung der ausgeblasenen temperierten Luft durch eine Veränderung der Anstellwinkel der Luftleitlamellen beeinflusst werden.
In einer Weiterbildung weist die erfindungsgemäße Konditioniereinrichtung zumindest zwei Einlassströmungsbereiche auf, wobei der Auslassströmungsbereich zwischen den zwei Einlassströmungsbereichen angeordnet ist. Vorzugsweise sind die zwei Einlassströmungsbereiche in vertikaler und/oder horizontaler Richtung außen von dem Auslassströmungsbereich angeordnet. Vorzugsweise ist jeweils ein Einlassströmungsbereich seitlich, insbesondere links und rechts, von dem Auslassströmungsbereich angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist ein Einlassströmungsbereich oberhalb und/oder ein Einlassströmungsbereich unterhalb von dem Auslassströmungsbereich angeordnet. Vorzugsweise weist die Konditioniereinrichtung zumindest zwei Lufteinlassöffnungen auf, wobei die Luftauslassöffnung zwischen den zwei Lufteinlassöffnungen angeordnet ist. Vorzugsweise sind die zwei Lufteinlassöffnungen in vertikaler und/oder horizontaler Richtung außen von der Luftauslassöffnung angeordnet. Vorzugsweise ist jeweils eine Lufteinlassöffnung seitlich, insbesondere links und rechts, von der Luftauslassöffnung angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist eine Lufteinlassöffnung oberhalb und/oder eine Lufteinlassöffnung unterhalb von der Luftauslassöffnung angeordnet. Durch die zumindest zwei Luftauslassöffnungen ergeben sich zumindest zwei Übergangsbereiche, in welchen ein Fluid- und Wärmeaustausch zwischen einer Einlassluftströmung und einer Auslassluftströmung außerhalb der Konditioniereinrichtung umgesetzt wird. Es kommt außerdem zur Ausbildung von zumindest zwei Luftverwirbelungsbereichen im Grenzbereich zwischen den mit den Einlassströmungsbereichen verbundenen Lufteinlassöffnungen und der mit dem Auslassströmungsbereich verbundenen Luftauslassöffnung.
Es ist darüber hinaus eine erfindungsgemäße Konditioniereinrichtung vorteilhaft, bei welcher die zumindest eine Lufteinlassöffnung und der Strömungserzeuger über einen oder mehrere Einlassströmungskanäle verbunden sind. Vorzugsweise sind der Strömungserzeuger und die zumindest eine Luftauslassöffnung über einen oder mehrere Luftauslassströmungskanäle verbunden. Der eine oder die mehreren Einlassströmungskanäle und der eine oder die mehreren Auslassströmungskanäle können separat voneinander ausgebildet und/oder benachbart zueinander angeordnet sein. Vorzugsweise sind zwischen dem einen oder den mehreren Einlassströmungskanälen und dem einen oder den mehreren Auslassströmungskanälen Trennlamellen angeordnet, welche die Einlass- und Auslassströmungen innerhalb des Blendenkörpers voneinander trennen. Vorzugsweise tragen die Trennlamellen die seitlichen Bewandungsflächen, welche den Auslassströmungsbereich seitlich begrenzen.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Konditioniereinrichtung umfasst der Blendenkörper den einen oder die mehreren Einlassströmungskanäle, den einen oder die mehreren Auslassströmungskanäle, den einen oder die zwei Einlassströmungsbereiche und/oder den Auslassströmungsbereich. Somit wird die Luftführung vor und hinter dem Strömungserzeuger und der Temperiereinrichtung im Wesentlichen vollständig durch den Blendenkörper umgesetzt. Bei einer einstückigen Ausbildung des Blendenkörpers können somit die Herstellungs- und Montagekosten erheblich reduziert werden.
Außerdem ist eine erfindungsgemäße Konditioniereinrichtung bevorzugt, bei welcher der Strömungserzeuger und die Temperiereinrichtung ein gemeinsames Lüftergehäuse aufweisen, wobei der Blendenkörper vorzugsweise an dem Lüftergehäuse befestigt ist. Somit ist die Konditioniereinrichtung modular ausgebildet, sodass durch den Austausch des den Strömungserzeuger und die Temperiereinrichtung umfassenden Lüftergehäuses und/oder durch den Austausch des Blendenkörpers die Betriebseigenschaften der Konditioniereinrichtung verändert werden können. Durch den modularen Aufbau ergibt sich eine geringe Systemkomplexität. Außerdem kommt es zu einer erheblichen Reduzierung der Teileanzahl. Darüber hinaus wird der Fertigungs- und Montageaufwand erheblich reduziert.
In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Konditioniereinrichtung sind die zumindest eine Lufteinlassöffnung und die zumindest eine Luftauslassöffnung derart nebeneinander angeordnet, dass sich im Betrieb der Konditioniereinrichtung außerhalb der Konditioniereinrichtung im Übergangsbereich zwischen der zumindest einen Lufteinlassöffnung und der zumindest einen Luftauslassöffnung eine Luftverwirbelung ausbildet, welche die durch die zumindest eine Luftauslassöffnung ausgeblasene Luft nach außen ablenkt. Somit wird der Ausströmwinkel der temperierten Luft weiter vergrößert. Dies führt letztendlich zu einer Vergrößerung des wirksamen Temperierbereichs der Konditioniereinrichtung, wodurch beispielsweise eine gleichmäßige und umfassende Nackenerwärmung eines Sitzbenutzers realisierbar ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch eine Stützeinrichtung der eingangs genannten Art gelöst, wobei die Konditioniereinrichtung der erfindungsgemäßen Stützeinrichtung nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Stützeinrichtung wird zunächst auf die Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Konditioniereinrichtung verwiesen.
Bei der erfindungsgemäßen Stützeinrichtung erfolgt die Ansaugung von vortemperierter Luft, welche sich beispielsweise im Nackenbereich eines Sitzbenutzers staut. Durch die Ausbildung der Konditioniereinrichtung wird der Ausströmwinkel der temperierten Luft aufgespreizt bzw. aufgeweitet, sodass der Ausströmbereich der temperierten Luft den gesamten Nackenbereich abdeckt. Aufgrund der Ansaugung von vortemperierter Luft kann die Konditioniereinrichtung außerdem äußerst energieeffizient betrieben werden, da die umzusetzende Temperaturanpassung verringert ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Stützeinrichtung als Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz ausgebildet. Alternativ kann die erfindungsgemäße Stützeinrichtung auch als Rückenlehne für einen Fahrzeugsitz ausgebildet sein. Die zumindest eine Lufteinlassöffnung und/oder die zumindest eine Luftauslassöffnung der Konditioniereinrichtung sind vorzugsweise in einem Nackenbereich der Stützeinrichtung positioniert und/oder derart angeordnet, dass die temperierte Luftströmung in einen Nackenbereich des Sitzbenutzers ausgeblasen wird.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stützeinrichtung sind die zumindest eine Lufteinlassöffnung und/oder die zumindest eine Luftauslassöffnung der Konditioniereinrichtung zumindest teilweise von der Stützfläche des Stützkörpers umgeben oder in die Stützfläche des Stützkörpers integriert. Die zumindest eine Lufteinlassöffnung und/oder die zumindest eine Luftauslassöffnung können von einem luftdurchlässigen Sitzbezug bedeckt sein. Der luftdurchlässige Sitzbezug kann als Filter fungieren, sodass eine Verschmutzung der Konditioniereinrichtung vermieden wird.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch einen Fahrzeugsitz der eingangs genannten Art gelöst, wobei die Stützeinrichtung des erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes wird auf die Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Konditioniereinrichtung und auf die Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Stützeinrichtung verwiesen.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Konditioniereinrichtung in einer Schnittdarstellung;
2 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Stützeinrichtung in ein einer Frontansicht;
3 die in der 2 gezeigte Stützeinrichtung in einer Schnittdarstellung von oben;
4 einen Blendenkörper einer erfindungsgemäßen Konditioniereinrichtung in einer Frontansicht;
5 einen Blendenkörper einer weiteren erfindungsgemäßen Konditioniereinrichtung in einer Frontansicht;
6 einen Blendenkörper einer weiteren erfindungsgemäßen Konditioniereinrichtung in einer Frontansicht; und
7 einen Blendenkörper einer weiteren erfindungsgemäßen Konditioniereinrichtung in einer Frontansicht.

Die 1 zeigt eine Konditioniereinrichtung 10, welche zum Temperieren einer Luftströmung eingesetzt und in einem Fahrzeugsitz verwendet werden kann.
Die Konditioniereinrichtung 10 umfasst eine Lüftereinheit 12, welche reversibel und zerstörungsfrei lösbar mit einem Blendenkörper 14 verbunden ist. Der Blendenkörper 14 ist auf ein Lüftergehäuse 16 der Lüftereinheit 12 aufgesteckt.
Innerhalb des aus Kunststoff ausgebildeten Lüftergehäuses 16 ist ein Strömungserzeuger 18 und eine Temperiereinrichtung 20 angeordnet. Der Strömungserzeuger 18 ist als Radiallüfter ausgebildet und dient zum Erzeugen einer Luftströmung. Die Temperiereinrichtung 20 umfasst eine oder mehrere thermoelektrische Einrichtungen, welche beispielsweise als Peltier-Elemente ausgebildet sein können. Die Temperiereinrichtung 20 dient zum Temperieren, beispielsweise zum Erwärmen oder Abkühlen, der von dem Strömungserzeuger 18 erzeugten Luftströmung. Die Temperiereinrichtung 20 weist eine Nutzluftseite und eine Abluftseite auf. Die zu temperierende Luftströmung wird an der Nutzluftseite der Temperiereinrichtung 20 vorbeigeführt, sodass ein entsprechender Wärmeaustausch erfolgen kann. Der Strömungserzeuger 18 kann ferner zur Erzeugung einer Abluftströmung verwendet werden, welche an der Abluftseite der Temperiereinrichtung 20 vorbeigeführt wird, sodass, je nach Anwendungsfall, die bei der Nutzlufttemperierung entstehende Wärme oder Kälte aus der Konditioniereinrichtung 10 abgeführt werden kann.
Der Blendenkörper 14 weist zwei seitliche Lufteinlassöffnungen 22a, 22b sowie eine zwischen den Lufteinlassöffnungen 22a, 22b angeordnete Luftauslassöffnung 24 auf. Die Lufteinlassöffnungen 22a, 22b dienen zum Ansaugen von zu temperierender Luft. Die Lufteinlassöffnungen 22a, 22b sind fluidleitend mit einem Strömungseinlass des Strömungserzeugers 18 verbunden. Die Luftauslassöffnung 24 dient zum Ausblasen von temperierter Luft. Die Luftauslassöffnung 24 ist fluidleitend mit einem Strömungsauslass des Strömungserzeugers 18 verbunden. Die Temperiereinrichtung 20 ist folglich dazu eingerichtet, die durch die Lufteinlassöffnungen 22a, 22b angesaugte Luft vor dem Ausblasen durch die Luftauslassöffnung 24 zu temperieren. Die Lufteinlassöffnungen 22a, 22b und die Luftauslassöffnung 24 sind unmittelbar nebeneinander angeordnet. Die Lufteinlassöffnungen 22a, 22b und die Luftauslassöffnung 24 bilden dabei eine gemeinsame Luftdurchtrittsöffnung aus.
Dadurch, dass die Lufteinlassöffnungen 22a, 22b und die Luftauslassöffnung 24 unmittelbar nebeneinander angeordnet sind, ist die durch die Lufteinlassöffnungen 22a, 22b eingesaugte Luft bereits vortemperiert, da diese aus einem Temperierbereich angesaugt wird, in welchen die temperierte Luft durch die Luftauslassöffnung 24 ausgeblasen wird. Der Temperierbereich kann beispielsweise der Nackenbereich eines Fahrzeugsitzbenutzers sein. In dem Nackenbereich des Fahrzeugsitzbenutzers staut sich aufgrund der kontinuierlichen Ausblasung von temperierter Luft Wärme, sodass die von der Konditioniereinrichtung 10 angesaugte Luft bereits vortemperiert ist.
An die Lufteinlassöffnungen 22a, 22b schließt sich jeweils unmittelbar ein Einlassströmungsbereich 26a, 26b an, wobei die Einlassströmungsbereiche 26a, 26b separat von einem Auslassströmungsbereich 28 ausgebildet sind, an welchen sich die Luftauslassöffnung 24 unmittelbar anschließt. Auf diese Weise wird ein Fluidaustausch zwischen der zu temperierenden Luftströmung und der temperierten Luftströmung innerhalb der Konditioniereinrichtung 10 vermieden. Ferner wird der Wärmeaustausch zwischen der zu temperierenden Luftströmung und der temperierten Luftströmung innerhalb der Konditioniereinrichtung 10 reduziert.
Der Auslassströmungsbereich 28 wird von seitlichen Bewandungsflächen 30a, 30b begrenzt, wobei die seitlichen Bewandungsflächen 30a, 30b von Trennlamellen 34a, 34b getragen werden. Die Bewandungsflächen 30a, 30b sind gegenüberliegend angeordnet und laufen in Strömungsrichtung der temperierten Luft auseinander. Die Bewandungsflächen 30a, 30b verlaufen derart, dass sich zwischen den Bewandungsflächen 30a, 30b ein Spreizwinkel α ausbildet. Der Spreizwinkel α kann abhängig von der Ausführungsform des Blendenkörpers 14 zwischen 40 und 55 Grad betragen. Durch die auseinanderlaufenden seitlichen Bewandungsflächen 30a, 30b weist der Auslassströmungsbereich 28 einen sich in Strömungsrichtung der temperierten Luft vergrößernden freien Strömungsquerschnitt auf. Ferner sind im Nahbereich der Luftauslassöffnung 24 mehrere fächerartig angeordnete Luftleitlamellen 32a-32f innerhalb des Auslassströmungsbereichs 28 positioniert. Die Luftleitlamellen 32a-32f weisen jeweils eine voneinander abweichende Ausrichtung auf.
Der Blendenkörper 14 der Konditioniereinrichtung 10 weist in den Einlassströmungsbereichen 26a, 26b Einlassströmungskanäle 36a, 36b auf, welche die Lufteinlassöffnungen 22a, 22b mit dem Strömungserzeuger 18 fluidleitend verbinden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine ergänzende Luftführung durch das Objekt, in welches die Konditioniereinrichtung 10 eingesetzt ist, erforderlich, damit die Einlassströmungskanäle 36a, 36b mit dem Strömungseinlass des Strömungserzeugers 18 verbunden werden. Der Strömungserzeuger 18 und die Luftauslassöffnung 24 des Blendenkörpers 14 sind über einen Auslassströmungskanal 38 verbunden. Der Einlassströmungskanal 36a und der Auslassströmungskanal 38 sind benachbart zueinander ausgebildet und durch die Trennlamelle 34a voneinander getrennt. Der Einlassströmungskanal 36b und der Auslassströmungskanal 38 sind benachbart zueinander angeordnet und durch die Trennlamelle 34b voneinander getrennt.
Die 2 zeigt, dass der Blendenkörper 14 eine Luftdurchtrittsöffnung aufweist, welche sowohl die Lufteinlassöffnungen 22a, 22b als auch die Luftauslassöffnung 24 umfasst. Die Luftdurchtrittsöffnung ist somit eine kombinierte Lufteinlass- und Luftauslassöffnung.
Der einstückige Blendenkörper 14 und die Lüftereinheit 12 der Konditioniereinrichtung 10 sind innerhalb eines Stützkörpers 102 einer Stützeinrichtung 100 angeordnet. Die Stützeinrichtung 100 ist dabei als Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz ausgebildet. Der Stützkörper 102 ist gepolstert ausgebildet und weist eine Stützfläche 104 für den Hinterkopf eines Benutzers auf. Bei der Verwendung der als Kopfstütze ausgebildeten Stützeinrichtung 100 sind die Lufteinlassöffnungen 22a, 22b und die Luftauslassöffnung 24 im Nahbereich des Nackens des Benutzers des Fahrzeugsitzes angeordnet. Die Lufteinlassöffnungen 22a, 22b und die Luftauslassöffnung 24 werden von der Stützfläche 104 des Stützkörpers 102 umgeben.
Durch die Anordnung der Konditioniereinrichtung 10 innerhalb einer als Kopfstütze ausgebildeten Stützeinrichtung 100 kann vorgewärmte Luft, welche sich im Nackenbereich staut, angesaugt werden. Die Temperierung von vorgewärmter Luft kann wesentlich schneller und energieeffizienter erfolgen, als die Temperierung von nicht-vorgewärmter Umgebungsluft. Aufgrund der Blendenkörperkonstruktion wird die temperierte Luft in einem ausgespreizten bzw. aufgeweiteten Auströmkegel ausgeblasen, sodass eine Temperierung des gesamten Nackenbereichs des Benutzers umgesetzt werden kann.
Die Lufteinlassöffnungen 22a, 22b und die Luftauslassöffnung 24 sind dabei derart nebeneinander angeordnet, dass sich im Betrieb der Konditioniereinrichtung 10 außerhalb der Konditioniereinrichtung 10 im Übergangsbereich zwischen den Lufteinlassöffnungen 22a, 22b und der Luftauslassöffnung 24 Luftverwirbelungen ausbilden, welche die durch die Luftauslassöffnung 24 ausgeblasene Luft nach außen ablenken. Durch die Luftverwirbelungen wird der Ausströmkegel der temperierten Luft somit nochmals vergrößert. Dies führt letztendlich zu einer Vergrößerung des wirksamen Temperierbereichs, welcher zur Nackenerwärmung genutzt werden kann.
Die 3 zeigt eine Konditioniereinrichtung 10, welche in eine als Kopfstütze ausgebildete Stützeinrichtung 100 integriert ist. Veranschaulicht wird auch die Einleitung der angesaugten Luft in den Strömungserzeuger 18 über die Einlassströmungsbereiche 26a, 26b des Blendenkörpers 14 und die sich an die Einlassströmungsbereiche 26a, 26b anschließenden Strömungskanäle 106a, 106b. Die Strömungskanäle 106a, 106b werden zumindest teilweise durch interne Strukturen des Stützkörpers 102 ausgebildet. Die internen Strukturen des Stützkörpers 102 können dabei Luftleitelemente umfassen, welche in Kombination mit dem Lüftergehäuse 16 der Lüftereinheit 12 die Strömungskanäle 106a, 106b ausbilden.
Alternativ zu der Anordnung in einer Kopfstütze kann die Konditioniereinrichtung 10 auch in eine Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes integriert werden. Die Stützfläche 104 würde in diesem Fall zum Stützen des Rückens und vorzugsweise des Hinterkopfes eines Benutzers dienen.
Die 4 zeigt einen Blendenkörper 14 mit nur einer Lufteinlassöffnung 22 und nur einer Luftauslassöffnung 24. Die Lufteinlassöffnung 22 und die Luftauslassöffnung 24 sind in horizontaler Richtung nebeneinander angeordnet. Die Lufteinlassöffnung 22 weist eine wesentlich kleinere Öffnungsfläche als die Luftauslassöffnung 24 auf. Der Einlassströmungsbereich 26 und der Auslassströmungsbereich 28 im Inneren des Blendenkörpers 14 sind durch die aufrechte Trennlamelle 34 voneinander getrennt. Durch den Einlassströmungsbereich 26 und den Auslassströmungsbereich 28 erstrecken sich mehrere Luftleitlamellen 32a-32e, 40a-40d. Die Luftleitlamellen 40a-40d verlaufen in horizontaler Richtung sowohl durch den Einlassströmungsbereich 26 als auch durch den Auslassströmungsbereich 28 und sind derart angestellt, dass die ausgeblasene temperierte Luftströmung der Auslassströmungsrichtung x folgt. Die Luftleitlamellen 32a-32e stehen aufrecht in dem Auslassströmungsbereich 28 und sind derart angestellt, dass sich die temperierte Luftströmung nach Verlassen des Blendenkörpers seitlich aufspreizt, sodass ein sich mit zunehmendem Abstand vom Blendenkörper 14 vergrößernder Strömungskegel entsteht. In der dargestellten Ausführungsform sind die Lufteinlassöffnung 22 und der Einlassströmungsbereich 26 links von der Luftauslassöffnung 24 bzw. dem Auslassströmungsbereich 28 angeordnet. Alternativ können die Lufteinlassöffnung 22 und der Einlassströmungsbereich 26 auch rechts von der Luftauslassöffnung 24 bzw. dem Auslassströmungsbereich 28 angeordnet sein.
Die 5 zeigt einen Blendenkörper 14 mit zwei Lufteinlassöffnungen 22a, 22b und nur einer Luftauslassöffnung 24. Die Lufteinlassöffnungen 22a, 22b sind auf gegenüberliegenden Seiten der Luftauslassöffnung 24 angeordnet. Somit ist die Luftauslassöffnung 24 zwischen den Lufteinlassöffnungen 22a, 22b angeordnet. Die Lufteinlassöffnungen 22a, 22b weisen eine wesentlich kleinere Öffnungsfläche als die Luftauslassöffnung 24 auf. Die Einlassströmungsbereiche 26a, 26b und der Auslassströmungsbereich 28 im Inneren des Blendenkörpers 14 sind durch die aufrechten Trennlamellen 34a, 34b voneinander getrennt. Durch die Einlassströmungsbereiche 26a, 26b und den Auslassströmungsbereich 28 erstrecken sich mehrere Luftleitlamellen 32a-32d, 40a-40d. Die Luftleitlamellen 40a-40d verlaufen in horizontaler Richtung sowohl durch die Einlassströmungsbereiche 26a, 26b als auch durch den Auslassströmungsbereich 28 und sind derart angestellt, dass die ausgeblasene temperierte Luftströmung der Auslassströmungsrichtung x folgt. Die Luftleitlamellen 32a-32d stehen aufrecht in dem Auslassströmungsbereich 28 und sind derart angestellt, dass sich die temperierte Luftströmung nach Verlassen des Blendenkörpers 14 seitlich aufspreizt, sodass ein sich mit zunehmendem Abstand vom Blendenkörper 14 vergrößernder Strömungskegel entsteht.
Die 6 zeigt einen Blendenkörper 14, bei welchem die Lufteinlassöffnungen 22a, 22b und die Einlassströmungsbereiche 26a, 26b nicht wie in der 5 seitlich neben der Luftauslassöffnung 24 bzw. dem Auslassströmungsbereich 28, sondern oberhalb und unterhalb der Luftauslassöffnung 24 bzw. dem Auslassströmungsbereich 28 angeordnet sind.
Die 7 zeigt einen Blendenkörper 14, bei welchem die Lufteinlassöffnung 22 und der Einlassströmungsbereich 26 nicht wie in der 4 seitlich neben der Luftauslassöffnung 24 bzw. dem Auslassströmungsbereich 28, sondern unterhalb der Luftauslassöffnung 24 bzw. dem Auslassströmungsbereich 28 angeordnet sind. Alternativ können die Lufteinlassöffnung 22 und der Einlassströmungsbereich 26 auch oberhalb der Luftauslassöffnung 24 bzw. dem Auslassströmungsbereich 28 angeordnet sein.
Bezugszeichenliste

10: Konditioniereinrichtung
12: Lüftereinheit
14: Blendenkörper
16: Lüftergehäuse
18: Strömungserzeuger
20: Temperiereinrichtung
22, 22a, 22b: Lufteinlassöffnungen
24: Luftauslassöffnung
26, 26a, 26b: Einlassströmungsbereiche
28: Auslassströmungsbereich
30a, 30b: Bewandungsflächen
32a-32f: Luftleitlamellen
34, 34a, 34b: Trennlamellen
36a, 36b: Einlassströmungskanäle
38: Auslassströmungskanal
40a-40d: Luftleitlamellen
100: Stützeinrichtung
102: Stützkörper
104: Stützfläche
106a, 106b: Strömungskanäle
α: Spreizwinkel
x: Auslassströmungsrichtung

Claims

Konditioniereinrichtung (10) für eine Luftströmung, insbesondere für die Verwendung in einem Fahrzeugsitz, mit - zumindest einem Strömungserzeuger (18), welche dazu eingerichtet ist, eine Luftströmung zu erzeugen; - zumindest einer Lufteinlassöffnung (22a, 22b), welche zum Ansaugen von zu temperierender Luft fluidleitend mit einem Strömungseinlass des Strömungserzeugers (18) verbunden ist; - zumindest einer Luftauslassöffnung (24), welche zum Ausblasen von temperierter Luft fluidleitend mit einem Strömungsauslass des Strömungserzeugers (18) verbunden ist; und - einer Temperiereinrichtung (20), welche dazu eingerichtet ist, die durch die zumindest eine Lufteinlassöffnung (22, 22a, 22b) angesaugte Luft vor dem Ausblasen durch die zumindest eine Luftauslassöffnung (24) zu temperieren; dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Lufteinlassöffnung (22, 22a, 22b) und die zumindest eine Luftauslassöffnung (24), insbesondere unmittelbar, nebeneinander angeordnet sind.
Konditioniereinrichtung (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen, insbesondere einstückigen, Blendenkörper (14), welcher die zumindest eine Lufteinlassöffnung (22, 22a, 22b) und die zumindest eine Luftauslassöffnung (24) umfasst.
Konditioniereinrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Lufteinlassöffnung (22, 22a, 22b) und die zumindest eine Luftauslassöffnung (24) eine gemeinsame Luftdurchtrittsöffnung ausbilden.
Konditioniereinrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich an die zumindest eine Lufteinlassöffnung (22, 22a, 22b) unmittelbar anschließender Einlassströmungsbereich (26, 26a, 26b) separat von einem Auslassströmungsbereich (28) verläuft, an welchen sich die zumindest eine Luftauslassöffnung (24) unmittelbar anschließt.
Konditioniereinrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslassströmungsbereich (28) einen sich in Strömungsrichtung der temperierten Luft vergrößernden freien Strömungsquerschnitt aufweist.
Konditioniereinrichtung (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslassströmungsbereich (28) von seitlichen Bewandungsflächen (30a, 30b) begrenzt wird, wobei zwei gegenüberliegende Bewandungsflächen (30a, 30b) in Strömungsrichtung der temperierten Luft auseinanderlaufen und in einem Spreizwinkel (α) zueinander angeordnet sind.
Konditioniereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Auslassströmungsbereich (28) und/oder in dem Einlassströmungsbereich (26, 26a, 26b) und vorzugsweise im Nahbereich der zumindest einen Luftauslassöffnung (24) und/oder der zumindest einen Lufteinlassöffnung (22, 22a, 22b) mehrere, vorzugsweise fächerartig angeordnete, Luftleitlamellen (32a-32f, 40a-40d) angeordnet sind.
Konditioniereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, gekennzeichnet durch zumindest zwei Einlassströmungsbereiche (26, 26a, 26b), wobei der Auslassströmungsbereich (28) zwischen den zwei Einlassströmungsbereichen (26, 26a, 26b) angeordnet ist.
Konditioniereinrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Lufteinlassöffnung (22, 22a, 22b) und der Strömungserzeuger (18) über einen oder mehrere Einlassströmungskanäle (36a, 36b) verbunden sind und der Strömungserzeuger (18) und die zumindest eine Luftauslassöffnung (24) über einen oder mehrere Auslassströmungskanäle (38) verbunden sind, wobei der eine oder die mehreren Einlassströmungskanäle (36a, 36b) und der eine oder die mehreren Auslassströmungskanäle (38) separat voneinander ausgebildet und/oder benachbart zueinander angeordnet ist.
Konditioniereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Blendenkörper (14) den einen oder die mehreren Einlassströmungskanäle (36a, 36b), den einen oder die mehreren Auslassströmungskanäle (38), den einen oder die zwei Einlassströmungsbereiche (26, 26a, 26b) und/oder den Auslassströmungsbereich (28) umfasst.
Konditioniereinrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungserzeuger (18) und die Temperiereinrichtung (20) ein gemeinsames Lüftergehäuse (16) aufweisen, wobei der Blendenkörper (14) vorzugsweise an dem Lüftergehäuse (16) befestigt ist.
Konditioniereinrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Lufteinlassöffnung (22, 22a, 22b) und die zumindest eine Luftauslassöffnung (24) derart nebeneinander angeordnet sind, dass sich im Betrieb der Konditioniereinrichtung (10) außerhalb der Konditioniereinrichtung (10) im Übergangsbereich zwischen der zumindest einen Lufteinlassöffnung (22, 22a, 22b) und der zumindest einen Luftauslassöffnung (24) eine Luftverwirbelung ausbildet, welche die durch die zumindest eine Luftauslassöffnung (24) ausgeblasene Luft nach außen ablenkt.
Stützeinrichtung (100) für einen Fahrzeugsitz, mit - einem, vorzugsweise gepolsterten, Stützkörper (102), welcher eine Stützfläche (104) für den Rücken und/oder Hinterkopf eines Benutzers aufweist; und - einer Konditioniereinrichtung (10) zum Ansaugen, Temperieren und Ausblasen einer Luftströmung, wobei die Konditioniereinrichtung (10) innerhalb des Stützkörpers (102) angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Konditioniereinrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist.
Stützeinrichtung (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinrichtung (100) als Kopfstütze oder als Rückenlehne für einen Fahrzeugsitz ausgebildet ist.
Stützeinrichtung (100) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Lufteinlassöffnung (22, 22a, 22b) und/oder die zumindest eine Luftauslassöffnung (24) der Konditioniereinrichtung (10) zumindest teilweise von der Stützfläche (104) des Stützkörpers (102) umgeben sind oder in die Stützfläche (104) des Stützkörpers (102) integriert sind.
Fahrzeugsitz, mit - einem, vorzugsweise gepolsterten, Gesäßaufnahmekörper, welcher eine Sitzfläche für einen Benutzer bereitstellt; und - einer Stützeinrichtung (100) zum Abstützen des Rückens und/oder des Kopfes des Benutzers; dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinrichtung (100) nach einem der Ansprüche 13 bis 15 ausgebildet ist.