DE69322625T2

DE69322625T2 - Düse und verfahren zur belüftung

Info

Publication number: DE69322625T2
Application number: DE69322625T
Authority: DE
Inventors: Ernest W. Jr. Columbia Md 21046 Chesnutis; Milan Columbia Md 21046 Kuklik; Ronald D. Silver Spring Md 20901 Stouffer
Original assignee: Bowles Fluidics Corp
Current assignee: Bowles Fluidics Corp
Priority date: 1992-03-17
Filing date: 1993-03-17
Publication date: 1999-07-22
Anticipated expiration: 2013-03-18
Also published as: EP0630328A1; EP0630328A4; AU3801693A; AU665321B2; US5356336A; CA2131724A1; ES2128420T3; ATE174556T1; BR9306093A; EP0630328B1; CA2131724C; WO1993018931A1; JPH07504632A; DE69322625D1

Description

Diese Erfindung betrifft eine Düse zum Auslassen von Luft aus einer Luftversorgung in einen geschlossenen Raum, wie ein Zimmer, oder in ein Wageninneres, mit einer Steuerungseinrichtung zum Steuern der Ablenkung von Luft aus der Düse durch ein Gitter mit einem hohen Grad von optischer Abdeckfähigkeit um Elemente hinter dem Gitter zu verbergen, bei Aufrechterhaltung einer hohen Frontgeschwindigkeit und ohne die Ablenkung des Luftstroms, wie sie ihm durch das stromauf gelegene Einsatz-Steuerglied erteilt worden ist, merklich zu beeinflussen oder zu behindern.
Gegenwärtige Düsengitter, wie sie z. B. in Fahrzeugen gefunden werden, sind optisch sehr transparent insoweit als große Flächen hinter dem Gitter gesehen werden können sogar bei großen außeraxialen Winkeln, bis zu 70 Grad. Viele Gitter sind dünne gelochte Metall- oder Kunststoffscheiben, die, während sie eine verhältnismäßig hohe optische Abdeckfähigkeit aufweisen, einen Abfall oder Verlust in der Frontgeschwindigkeit des Luftstroms verursachen.
Wenn die Dicke (T) der körperlichen Zwischenstruktur, die das Gitter bildet, vermindert wird, mit einer damit einhergehenden Vermehrung in der Frontgeschwindigkeit (z. B. Verminderung von Verlusten), nimmt die optische Abdeckfähigkeit ab und große Flächen hinter dem Gitter können gesehen werden. Wenn die körperliche Dicke (T) des Zwischenmaterials dünn gemacht wird mit luftleitplattenartiger Tiefe L, greift das Gittermaterial störend in die Richtung ein, die dem Luftstrom durch die stromauf gelegene Steuerungseinrichtung erteilt worden ist.
Im Patent US-A-4 686 890 von Stouffer et al. ist eine Luftdüse mit einem Einsatzglied ('intruder-member') mit einer offenen Rahmenplatte zum Steuern der Richtung von aus der Düse ausgelassener Luft gezeigt. Im Patent US-A-4 413 551 von Jackson werden Frontplatten und Richtungssteuerung durch relative seitliche Bewegungen zwischen den Front- und Hinterplatten erreicht und der einzige Teil des Gitters, der sichtbar ist, ist die Frontplatte. Ein einigermaßen ähnliches Richtungssteuerungsystem ist im Patent US-A-4 928 582 von Elfverson erläutert. Im Patent US-A-3 672 293 von Gona et al. werden gemeinsam ausgerichtete parallele Luftleitplatten für die Richtungssteuerung verwendet.
Die vorliegende Erfindung schafft in einer Düse zum Auslassen von Luft zur Umgebung und mit einem Lufteinlaß und einem axialen Zentrum und stromauf gelegenen und stromab gelegenen Enden, am stromauf gelegenen Ende gelegene Einsatzeinrichtungen, um die Ablenkung von Luft in verschiedene Richtungen relativ zu besagtem axialem Zentrum zu verursachen, wobei besagtes stromauf gelegenes Ende einen Eingang mit begrenzenden Wänden und einer Fläche A1 hat, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Einsatzeinrichtungen ein Rahmen sind, mit einer Fläche A2, die auf eine Ebene, die quer zu besagtem axialem Zentrum ist, projiziert wesentlich weniger als 50% der besagten Fläche A1 ist, wobei besagter Rahmen in der Mitte offen ist und Wände hat, die konvergieren, einer Handsteuerwelle, die an einem Ende an besagtem Rahmen befestigt ist und Einrichtungen hat, um besagte Welle drehbar in koaxialer Ausrichtung zu besagter axialer Mitte anzubringen, wobei besagte Handsteuerwelle darauf eingerichtet ist, besagten Rahmen in verschiedenen Stellungen relativ zu den Seitenwänden besagten Lufteinlasses anzuordnen.
Die vorliegende Erfindung schafft auch einen Fahrzeug-Luftstromauslaß, gekennzeichnet durch ein Glied mit einem Einlaßkanal, divergierenden Wänden, die an besagten Einlaßkanal angeschlossen sind, wobei besagter Einlaßkanal eine Fläche A1 und ein erstes axiales Zentrum hat, ein Einsatzglied mit einer Achse, die zu besagtem ersten axialen Zentrum ausrichtbar ist, wobei besagtes Einsatzglied eine maximale Fläche A2 zum Luftstrom, wenn besagte Achse und axiales Zentrum aufeinander ausgerichtet sind, hat, die ein vorbestimmter kleiner Bruchteil der Fläche A1 besagter Einlaßöffnung ist, wobei besagter kleiner Bruchteil von ungefähr 5 Prozent bis ungefähr 30 Prozent besagter Fläche A1 ist, und ein zweites axiales Zentrum hat, und eine Steuerwelleneinrichtung, die an besagtem Einsatzglied befestigt ist, um besagtes Einsatzglied einzustellen von wo besagtes zweites axiales Zentrum mit besagtem ersten axialem Zentrum ausgerichtet ist und besagter Luftstrom einen Fließvektor hat, der zu besagtem ersten axialen Zentrum ausgerichtet ist, dorthin, wo besagtes zweites axiales Zentrum von besagtem ersten axialem Zentrum versetzt ist und Luft um eine entgegengesetzte Seite besagten Einsatzgliedes aus der Richtung besagter Versetzung und hin zu besagten divergierenden Wandeinrichtungen herumfließt und besagter Luftstrom einen Fließvektor hat, der sich in einem Winkel zu einer Achslinie durch besagtes erstes axiales Zentrum befindet und zu besagter Welle ausgerichtet ist.
Die Luftauslaßdüse kann ein Gitter aufweisen. Das Gitter kann ein solches sein, das einen hohen Grad an optischer Abdeckfähigkeit hat, um die Schönheit des Entwurfs zu vergrößern, einen geringen Widerstand, so daß die Frontgeschwindigkeit groß bleibt, und das nicht die Richtungen der Luft, wie sie dem Luftstrom durch einen stromaufwärts gelegenen Steuermechanismus erteilt worden ist, beeinflußt, und das, vorzugsweise, gegossen werden kann.
Das Gitter kann aus einer Einschicht polygonaler Zellen in einer Zellenanordnung bestehen, wobei jede Zelle durch ebene Wände begrenzt ist, die eine Tiefe "L", eine Stegdicke "T" und einen Durchmesser oder größte Erstreckung "D" aufweisen, wobei die Zwischenraumtiefe L kurz genug ist derart, daß die ebenen Wände nicht als Luftleitplatten wirken um die Richtung der Luft wie sie durch den stromauf gelegenen Richtungssteuermechanismus erteilt worden ist, wesentlich zu beeinflussen, die Stegdicke T einen Wert hat derart, daß der Widerstand gegenüber dem Luftstrom gering ist und das Verhältnis von T/D derart ist, daß es geringe Reibungsverluste am Gitter gibt und das Verhältnis Länge zu Durchmesser L/D nicht größer als ungefähr 0,7 und nicht geringer als ungefähr 0,3 ist, derart, daß die relative optische Abdeckfähigkeit des Gitters, wenn es von irgendeinem Winkel aus gesehen wird, groß ist. Um modernere Gießtechniken zu ermöglichen, ist, in der bevorzugten Ausführungsform, die Tiefe L nicht größer als ungefähr 5 mal die Stegdicke T. In der bevorzugten Ausführungsform muß die Fläche Ao der offenen Zellen mindestens ungefähr 76% der verfügbaren (totalen) Fläche sein, um eine annehmbare 549 m/min (1800ft/min) Frontgeschwindigkeit bei einem Gebläsedruck von 0,61 cm (0,24 inch) H&sub2;O zu erhalten. Wie hier definiert, reicht die optische Abdeckfähigkeit von 0 Prozent für eine offenen Düse (z. B. kein Gitter) bis, wo das Gitter sich an seinem Platz befindet, 24 Prozent die verdeckt sind, wenn der Beobachter direkt auf die Zellen sieht, und der Sichtwinkel des Beobachters ändert sich von einer axialen Ausrichtung zu den Zellen und wird mehr und mehr optisch abgedeckt bis dahin, wo, in dem Falle des L/D-Verhältnisses von 0,67 oder einem 56 Grad Betrachtungswinkel, einer 100 Prozent Abdeckfähigkeit gleichkommt.
Der stromauf gelegene Richtungensteuermechanismus weist, in einer bevorzugten Ausführungsform, einen offenen Einsatz-Rahmen mit einem stromauf gelegenen Begrenzungsrand, der mit seinem stromab gelegenen Begrenzungsrand durch konvergierende Wände verbunden ist, auf, so daß die Querschnittsfläche der Gesamtschattenfläche des Rahmens, projiziert auf eine Ebene, die zu dem axialen Zentrum senkrecht ist, im wesentlichen konstant ist, so daß der Widerstand zum Luftstrom im wesentlichen konstant ist. Ein Querglied, das dem mit dem Rahmenglied verbunden ist, hat eine axial hervorragende Steuerwelle, die ein kugelförmiges Glied trägt, das reibend in einer kugelförmigen Pfanne, die in dem Gitter ausgebildet ist, aufgenommen wird, derart, daß die Steuerwelle leicht von Hand bewegt werden kann. Wenn das Ende der Welle in Form eines Steuerknopfes über das Gitter hinausragt, deutet der Knopf in die Richtung, in die die Luft zu fließen veranlaßt wird. Darüber hinaus, da das Einsatzteil ('intruder') ein offener Rahmen ist, ist der Grad der Winkelbewegung der Steuerwelle wesentlich vermindert. In einer weiteren Ausführungsform ist das Einsatzglied eine Scheibe mit kleiner Fläche am stromauf gelegenen Ende der Steuerwelle.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die obigen und andere Gegenstände, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden deutlicher werden, wenn sie mit der nachfolgende Beschreibungen und den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden, in denen:
Fig. 1a eine isometrische Erläuterung einer Fahrzeug-Luftauslaß Düse, die die Erfindung beinhaltet, ist,
Fig. 1b und 1c ähnliche Ansichten, die weggebrochen sind, um das Einsatzteil zu zeigen, sind,
Fig. 2 eine Schnittansicht der Luftauslaßdüse, die in Fig. 1a-c gezeigt ist, ist,
Fig. 3a, 3b, 3c und 3d Beispiele von Gitterzellenmustern sind,
Fig. 4 eine Grafik, die die Prüfungsergebnisse vom Prozentsatz der offenen Zellfläche gegen die Spitzenfrontgeschwindigkeit in Metern pro Minute (feet per minute) zeigt, ist,
Fig. 5 die Wirkung des Zellenverhältnisses L/D auf die Fähigkeit, den Luftstrom abzulenken, zeigt, und eine grafische Darstellung des Verhältnisses des Ablenkwinkels mit Gitter zur Ablenkung ohne Gitter, aufgetragen gegen das Verhältnis Zellentiefe/Durchmesser (L/D), ist,
Fig. 6 eine Kurve der relativen Abdeckung gegen den Sichtwinkel für verschiedene Verhältnisse L/D ist,
Fig. 7 eine isometrische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Luftstromauslasses, der die Erfindung beinhaltet, ist,
Fig. 8 eine schematische Schnittansicht der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform, die das Einsatzglied mittig und koaxial angeordnet zeigt, um den Hauptluftstromvektor direkt nach außen zu richten, ist,
Fig. 9 eine schematische Schnittansicht der Ausführungsform der Fig. 7 ist, die das Einsatzglied, das versetzt vom axialen Zentrum angeordnet ist, so daß der Hauptluftstromvektor unter einem Winkel zu einer Achslinie durch das axiale Zentrum gerichtet ist, zeigt, und
Fig. 10 eine schematische Schnittansicht einer Abwandlung des in Fig. 7 gezeigten Auslasses mit einer weiteren Abwandlung des Einsatzgliedes ist.

INS EINZELNE GEHENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG:

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 (die ein waagrechter Schnitt durch Fig. 1 ist), hat eine Düse 10, die die Erfindung beinhaltet, ein stromauf gelegenes Ende 11, das an einen Luftzuführkanal 12 angeschlossen ist. In dieser Ausführungform ist der Kanal rechteckig, aber er könnte kreisförmig oder oval im Querschnitt sein. Die divergierenden Decke 14, Boden 15, Seiten 16 und 17 bilden den Stromab-Auslaß, der durch Gitter 20 abgeschlossen ist, welches aus einer Einschicht polygonaler Zellen (hexagonal) in einer Anordnung von Zellen, die durch ebene Wände 21 mit einer Tiefe L, einer Stegdicke T und einem Hauptdurchmesser D begrenzt sind, gebildet wird. Das Gitter 20 ist angebracht, um das stromab gelegene Auslaßende durch einen ringförmigen Rand 22 abzuschließen, könnte jedoch Teil eines größeren Gußteils sein mit anderen funktionellen Eigenschaften beim stomab gelegenen Auslaßende, befestigt durch Befestigungsteile oder Klebstoffe usw. (nicht gezeigt).
In der bevorzugten Ausführungsform wird die Richtung des Luftstroms durch das Offenrahmen-Einsatzglied 30 gesteuert, das in der dargestellten Ausführungsform rechteckig ist, mit Decken- und Boden Einsatzgliedern 31 und 32 und Seiteneinsatzgliedern 33 und 34, um einen endlosen offenen Rahmen zu bilden. Einsatzglieder 31, 32, 33 und 34 konvergieren von ihren stromauf gelegenen Rändern her leicht zu ihren stromab gelegenen Rändern, so daß, in Grenzen, unabhängig von der Winkelausrichtung des offenen Rahmens des Einsatzteils 30 zum axialen Zentrum AC seine Querschnittsfläche, die auf eine Ebene senkrecht zum axialen Zentrum AC projiziert ist, im wesentlichen konstant ist bis dahin, wo eines der Glieder 31 oder 32 und eines der Glieder 33 oder 34 parallel zum axialen Zentrum ist (siehe die gestrichelte Stellung in Fig. 2). Während ein Glied eine größere Fläche auf die Ebene projiziert, wirft oder projiziert das andere Glied eine entsprechend kleinere Fläche, wodurch der Widerstand im wesentlichen konstant gehalten wird.
Darüber hinaus, da jedes Einsatzglied sich vom axialen Zentrum im Abstand befindet, wenn das Offenrahmen-Einsatzteil zentriert ist (und nicht irgendeine Luftablenkung bewirkt, ist das Ausmaß der Bewegung der Steuerwelle 35 wesentlich geringer, als es der Fall ist, wo ein einzelnes Einsatzglied von einem Begrenzungswall zum anderen schwingt). Jedoch, die Vorteile der Gittermerkmale, die vorher hier erörtert wurden, sind ebenso gut auf einzelne Einsatzglieder wie auf das Offenrahmen-Einsatzglied anwendbar.
Ein Querglied 36 befestigt das stromauf gelegene Einsatzteil 30 am stromauf gelegenen Ende der Steuerwelle 35. Eine Kugel 37 auf der Welle 35 wird in einer gespaltenen Kugelpfanne 38 aufgenommen, die, vorzugsweise, im axialen Zentrum des Gitters 20 ausgebildet ist, und ein Handsteuerknopf 40 ist am Ende der Welle 35 ausgebildet. Die Glieder 31, 32, 33, 34 des Einsatzteils 30 arbeiten im Zusammenwirken mit einer jeweiligen Seite der Düse, auf die sie gerichtet sind, um den Luftstrom an die entgegengesetzte Seite zu leiten, wie in Durchsichtslinien in Fig. 2 gezeigt ist, was der Ablenkrichtung des in Fig. 1c gezeigten Einsatzteils 30 entspricht. In Fig. 1a und 1c ist das Einsatzteil axial zentriert, so daß keine Ablenkung vorliegt. Dieser Aufbau ermöglicht aufwärts, abwärts, linke und rechte Ablenkungen ebenso wie solche dazwischen. An Stelle eines Knopfes 40 oder einer kugeligen Oberfläche mit einer Erhöhung, um das axiale Zentrum anzuzeigen, und durch Daumen oder Zeigefinger gehandhabt.
Die Wirkung des neuartigen Gitterzellenentwurfs und -Geometrie auf die optische Abdeckfähigkeit ebenso wie ihre Wirkung auf Wirk-Parameter von Frontgeschwindigkeit und Ablenkbarkeit des Luftstromes werden in Beziehung zu den Kurven der Fig. 4, 5 und 6 beschrieben. Die Wirkung der Zwischenwanddicke auf die Frontgeschwindigkeit ist in der Kurve der Fig. 4 dargestellt, wie sie zum Prozentsatz der offenen Zellfläche in Beziehung steht. Der Grund, warum % offen gewählt wurde, ist, daß die richtige Dicke auch von der Zellenformgröße abhängt.
Eine akzeptable Frontgeschwindigkeit liegt in der Größenordnung von 539 m/min (1800 ft/min), was einer offenen Zellfläche von ungefähr 76% in der Kurve der Fig. 4 entspricht.
Der nächste zu erwägende Parameter ist die Wirkung der Zellen-L/D auf die Fähigkeit, den Strom abzulenken. Das heißt, die Zelle sollte dünn genug sein in ihrer Tiefe, um den abgelenkten Luftstrom nicht zurückzulenken. Die Prüfungsergebnisse sind in Fig. 5 gezeigt, wo das Verhältnis des Ablenkwinkels mit Gitter zum Ablenkwinkel ohne Gitter gegen die Zellen- Tiefe/Durchmesser (L/D) aufgetragen ist.
Wie in der Kurve der Fig. 5 gesehen werden kann, kann ein Verhältnis L/D bis zu 0,6 hinauf verwendet werden, um einen annehmbaren Ablenkwinkel zu erhalten. Wenn die Zelle tiefer ist, d. h. L/D > 0,6, dann wird die Ablenkung durch das Gitter behindert.
Schließlich wurde die Abdeckfähigkeit des Gitters untersucht, wo der Prozentsatz der verfügbaren Zellfläche die sichtundurchlässig ist gegen den Blickwinkel (aus der Senkrechten auf die Vorderseite des Gitters) in Fig. 6 aufgetragen ist. Beim Studieren der Fig. 6 muß man sich daran erinnern, daß die geläufigen Gitter sehr durchsichtig sind insoweit als große Flächen hinter dem Gitter sogar bei großen Winkeln gesehen werden können; bis zu 70 Grad.

ZELLENABMESSUNGEN FÜR DIE RICHTIGE FRONTGESCHWINDIGKEIT

Gemäß der Erfindung ist die offene Zellfläche Ao vorzugsweise mindestens ungefähr 76% der verfügbaren (totalen) Fläche, um eine annehmbare 459 m/min (1800 ft/min) Frontgeschwindigkeit bei Gebläsedruck von 0,61 cm (0,24 inch) H&sub2;O zu erhalten.
Mathematisch dargestellt bedeutet dies:
Ao/Ao + Ai ≥ 0,76 wobei Ao die offene Zellfläche und wobei Ai die Zwischenfläche ist.
Wenn man dies durch Ao teilt erhält man:
oder Ai/Ao ≤ 0,316
Die Zellabmessungen ausgedrückt durch t/D ändern sich für jede Zellenform, d. h.
Ai/Ao = Kt/D
wobei t = die Stegdicke
D = Zellen-"Durchmesser"
(In der obigen Tabelle sind die L/T-Zahlen für Gießzwecke)
Verschiedene Zellenabmessungen sind in den Fig. 3a-3b gezeigt. Fig. 3a zeigt eine Zellanordnung, in der die Zellen rautenförmig sind und der Hauptdurchmesser der größte Durchmesser ist; in Fig. 3b. Fig. 3b-3d zeigen verschiedene Formen von im wesentlichen quadratischen Zellmustern, wo der Hauptdurchmesser D ein Durchschnitt von Zellendurchmessern ist. Während ein dreieckiges Zellenmuster verwendet werden könnte, ist dies eine weniger bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.
In der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform nutzt die Erfindung anstelle eines Offenrahmen- Einsatzgliedes eine Scheibe. Der Luftstromauslaß hat eine Einlaßöffnung oder Düse mit einer mittleren axialen Achse, die an eine großflächigere Auslaßöffnung durch einen gewölbten Bereich (cusp region) und divergierende kurze Wände angeschlossen ist. Gemäß dieser Ausführungsform ist das stromauf gelegene Einsatzteil-Ablenkglied eine schmale Scheibe oder Platte, die, wie das in Fig. 1b, 1c und 2 gezeigte Rahmeneinsatzteil eine Oberflächen-Fläche hat, die ein kleiner Bruchteil der Oberflächen-Fläche der Einlaßöffnung ist. Die Scheibe hat ein axiales Zentrum, das, wenn es zum axialen Zentrum der Einlaßöffnung ausgerichtet ist, einen Luftstrom verursacht, der im wesentlichen gleichförmig um alle Seiten des Einsatzteiles oder Abschirmgliedes ist, aber wenn das axiale Zentrum des Einsatzteils oder Abschirmgliedes vom axialen Zentrum des Einsatzteils oder Abschirmgliedes versetzt ist, fließt Luft an der entgegengesetzten Seite von der Richtung der Versetzung und, im Zusammenwirken mit dem gewölbten Bereich und den divergierenden Seitenwänden an jener entgegengesetzten Seite, die Luft veranlaßt in einer abgelenkten Richtung zu fließen, die sich unter einem Winkel zu einer Achse, die durch das axiale Zentrum der Ein- und Auslaßöffnung hindurchgeht, befindet. Der gewölbte oder Zwischenraum-Bereich begrenzt den Umfang der Einlaßöffnung oder Düse und, wenn das Einsatzglied axial ausgerichtet ist, sind die normalen Wandhafteffekte möglichst gering gehalten durch den gewölbten Bereich und eine Versetzung.
Das Einsatzteil ist auf einer Welle, die durch eine allgemeine Verbindung in dem axialen Zentrum der Auslaßöffnung angebracht ist, derart, daß die Richtung der Ausrichtung der Welle im wesentlichen in die Richtung des Luftstroms weist. Jedoch könnte das Einsatzglied auf einem ebenen Rahmen angebracht sein, der in seiner Ebene durch einen Einstellmechanismus verschieblich ist, um die Stellung des Einsatzteils im Verhältnis zur Mittenachse der Einlaßöffnung einzustellen. Das Scheiben-Einsatzglied kann an Stelle des bevorzugten Rahmen-Einsatzglied-Gitters, das in den vorhergehenden Ausführungsformen gezeigt ist, benutzt werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 7-9 ist ein Luftstromauslaß 110, der die Erfindung beinhaltet, an einem Kanal 111 angebracht, der mit einer Quelle von Luft unter Druck verbunden ist, wie einem Fahrzeug-Luftheizer und Klimaanlagen-Versorger. Der Eingabebereich 112 verengt sich zu einer Düse 113, die, wie in Fig. 7 gezeigt, leicht rechteckig ist, aber quadratisch, kreisförmig oder oval in ihrer Form sein könnte. Ein eine Wölbung (cusp) bildender Abschnitt oder Bereich 114 ist zwischen Düse 113 und kurzen divergierenden Wänden 115-1, 115-2, 115-3 und 115-4 angeschlossen, die stromaufwärts gelegene Enden 16, die um einen Abstand D von der Düse 113 versetzt sind, haben. Die Versetzung, der Wölbbereich, die kurze Länge der Wände 115 und der Winkel der Wanddivergenz (ungefähr 45 Grad in dieser Ausführungsform) sind hinreichend, um jegliche wesentlichen Wand-Anhaftwirkungen an die Wände 115-1, 115-2, 115-3 und 115-4 auszuschließen, wenn die Steuereinsatzteil-Scheibe 117 mittig angeordnet und axial ausgerichtet ist, wie in Fig. 8 gezeigt, so daß die Luft einen Hauptflußvektor 118 hat, der axial mit der Achse des Eingangsbereiches 112 ausgerichtet ist.
Die Wölbung 114 kann, wenn gewünscht, Umlenkplatten 119-1, 119-2, 119-3 und 119-4 aufweisen, um den Umfangsfluß von Luft im wesentlichen auszuschließen und das Verhalten zu verbessern.
Das Steuereinsatzglied 117 ist an einer Steuerwelle 120 angebracht, die eine Anbringungskugel 121 hat, die durch eine Kugelpfanne 122 getragen wird, die, wiederum, durch sternförmige Beine 123-1, 123-2, 123-3 und 123-4 getragen wird, deren jeweilige Enden an divergierenden Wänden 115-1, 115-2, 115-3 bzw. 115-4 befestigt sind oder mit diesen gebildet sind.
In Fig. 7 bis 9 wird das Einsatzscheibenglied 117 durch ein Paar von Einsatzplatten 124, 125 gebildet, wobei Platte 125 einen kleineren Durchmesser als Platte 124 hat um dem Luftfluß ein abgestuftes Einsatzglied darzubieten, wenn es sich in der Stellung, die in Fig. 8 gezeigt ist befindet. Das Einsatzglied hat eine kleine Fläche (bei seiner Platte mit größter Abmessung) im Verhältnis zu der Fläche der Einlaßdüse 13 (5 bis 30% sind bevorzugte Verhältnisse, aber andere Verhältnisse können auch nützlich befunden werden). Obwohl kreisförmige Einsatzglieder gezeigt sind, sollte zur Kenntnis genommen werden, daß ovale und rechteckige Einsatzplatten benutzt werden können, wenn dies gewünscht ist.
Nach Wunsch kann ein Knopf 125 am Ende der Steuerwelle 120 vorgesehen sein, aber aus einigen ästhetischen Gründen kann es wünschenswert sein, jegliche Hervorragungen über die Enden der divergierenden Wände 115-1, 115-2, 115-3 und 115-4 zu vermeiden, so wird die Steuerung bloß die Einstellkugel 121 in der Kugelpfanne 122 sein (in der Art eines "trackball" bei einem Computer). Darüber hinaus kann das Einsatzglied eine Platte sein, die eine Umfangsgestalt hat,
die der Form der Auslaßdüse 113 entspricht, gehalten durch einen sternförmigen Rahmen und in ihrer Ebene verschieblich durch einen Getriebe - oder Verbindungs - Einstellmechanismus und bei entfernter Steuerwelle und Kugelanbringung.
In Betrieb, wenn die Achse der Einsatzplatte axial zu der Achse der Düse 113 ausgerichtet ist, gibt es praktisch keine Wandanhaftwirkungen (kurze Wände, großer Divergenzwinkel und gewölbte (cusped) Versetzung) so daß die Luft gerade aus dem Auslaß fließt wie durch den Pfeil 118 in Fig. 8 angezeigt. Wenn die Einsatzplattenanordnung 117 zu einer Seite abgelenkt ist, wird Luft zur entgegengesetzten Seite gerichtet und zu derselben jegliche Luft, die um die entgegengesetzte Seite fließt und durch die Wölbung umgelenkt wird. Diese Wirkungen verstärken einander, und in Verbindung mit den Wandwirkungen benachbart der kurzen divergierenden Wand, gegen die der Luftstrom durch das Einsatzglied und die Wölbung abgelenkt worden ist und hat einen Hauptflußvektor, der durch Pfeil 118' angezeigt ist.
In der in Fig. 10 gezeigten Ausführungsform, ist das übereinander angeordnete Platteneinsatzglied durch eine einzelne Platte 124' ersetzt, und der Hauptluftstromvektor 130 ist als teilweise zur kurzen Wand 115-4 abgelenkt gezeigt.
Während eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gezeigt und beschrieben worden ist, und verschiedene weitere Ausführungsformen erläutert und abgebildet worden sind, wird verständlich sein, daß verschiedene andere Ausführungsformen und Abwandlungen den Fachleuten offensichtlich sein werden.

Claims

1. Eine Düse zum Auslassen von Luft zur Umgebung und mit einem Lufteinlaß und einem axialen Zentrum und stromauf gelegenen und stromab gelegenen Enden, am stromauf gelegenen Ende gelegenen Einsatzeinrichtungen (30) um die Ablenkung von Luft in verschiedene Richtungen relativ zu besagtem axialen Zentrum zu verursachen, wobei besagtes stromauf gelegenes Ende einen Eingang mit begrenzenden Wänden und einer Fläche A1 hat,

dadurch gekennzeichnet, daß besagte Einsatzeinrichtungen (30) ein Rahmen sind mit einer Fläche A2, die auf eine Ebene quer zu besagtem axialem Zentrum projiziert, wesentlich kleiner ist als 50% besagter Fläche A1, wobei besagter Rahmen im Zentrum offen ist und Wände (31, 32, 33, 34) hat, die konvergieren, einer Handsteuerwelle (35), die an einem Ende an besagtem Rahmen befestigt ist und Einrichtungen (37, 38) aufweist, um besagte Welle drehbar in koaxialer Ausrichtung zu besagtem axialem Zentrum anzubringen, wobei besagte Handsteuerwelle (35) so ausgebildet und angeordnet ist, daß sie besagten Rahmen an verschiedenen Stellungen relativ zu den Seitenwänden besagten Lufteinlasses anordnen kann.

2. Eine Düse wie in Anspruch 1 angegeben, aufweisend ein Gitter (20) am stromab gelegenen Ende besagter Düse, wobei besagtes Gitter aus einer Schicht von Zellen (21) in einer Anordnung von Zellen die durch ebene Wände mit einer Tiefe L, einer Stegdicke T und einem Durchmesser D begrenzt ist, besteht, und worin:

L kurz genug ist derart, daß besagte ebene Wände die Richtung der Luft, wie sie durch besagte stromauf gelegene Einrichtungen zur Richtungsgebung erteilt worden ist, nicht wesentlich beeinflussen, und

T einen Wert hat derart, daß der Widerstand gegen den Luftstrom sehr gering ist, das Verhältnis Länge L zu Durchmesser D (L/D) nicht größer ist als 0,6 und nicht kleiner ist als 0,3, derart, daß die relative Abdeckfähigkeit besagten Gitters, wenn es unter irgendeinem Winkel gesehen wird, groß ist.

3. Die Düse wie in Anspruch 2 angegeben, wobei besagte Steuerwelle eine Kugel darauf aufweist, und eine Kugelpfanne (38), die mittig an besagtem Gitter befestigt ist, um besagte Kugel aufzunehmen und festzuhalten, wobei besagte Kugelpfanne (38) so eingerichtet und angeordnet ist, daß sie eine Bewegung besagter Welle (35) erlaubt derart, daß besagter Rahmen (36) koaxial ausgerichtet zu besagtem axialem Zentrum angeordnet werden kann und in einem bogenförmigen Weg in besagtem stromauf gelegenen Ende zum Zusammenwirken mit besagtem stromauf gelegenen Ende zu wirken, um Luft durch besagtes Gitter in einer entgegengesetzten Richtung zu lenken.

4. Die Düse wie in Anspruch 2 angegeben, wobei besagte Zellen sechseckig geformt sind und das Verhältnis von T/D derart ist, daß:

Ao/Ao + Ai > = 0,76

, wobei

Ao die offene Zellfläche ist und Ai die Stegfläche ist.

5. Die Düse wie in Anspruch 2 angegeben, wobei besagtes Gitter ein gegossener Kunststoff ist und L nicht größer als 4 T ist.

6. Die Düse wie in Anspruch 1 angegeben, wobei besagte Düse einen Lufteinlaß aufweist und aufweisend ein Auslaßgitter (20) am stromab gelegenen Ende besagter Düse, wobei besagtes Auslaßgitter (20) eine optische Abdeckfähigkeit unter vorbestimmten Sichtwinkeln hat, und im wesentlichen jede Richtung, die besagter Luft durch besagtes Rahmenglied erteilt worden ist, unbeeinflußt läßt.

7. Die Düse wie in irgendeinem der Ansprüche 1-6 angegeben, wobei besagte Düse eine Fahrzeugluftauslaßdüse ist.

8. Ein Fahrzeug - Luftstromauslaß, gekennzeichnet durch ein Glied mit einem Einlaßkanal 12, divergierenden Wänden (14, 15, 16, 17, Fig. 1b) (115-1, 115-2, 115-3, 115-4, Fig. 7 und 8), die an besagtem Einlaßkanal angeschlossen sind, wobei besagter Einlaßkanal eine Fläche A1 und ein erstes axiales Zentrum hat, ein Einsatzglied (30) (144, 125) mit einer Achse, die zu besagtem ersten axialen Zentrum ausrichtbar ist, wobei besagtes Einsatzglied eine maximale Fläche A2 zum Luftstrom hat, wenn besagte Achse und axiales Zentrum zueinander ausgerichtet sind, die ein vorbestimmter kleiner Bruchteil der Fläche A1 besagter Einlaßöffnung ist, wobei besagter kleiner Bruchteil von ungefähr 5 Prozent bis ungefähr 30 Prozent besagter Fläche A1 ist, und mit einem zweiten axialen Zentrum, und Steuerwelleneinrichtungen (35), die an besagtem Einsatzglied (30) (124, 125) befestigt sind, um besagtes Einsatzglied einzustellen von wo besagtes zweites axiales Zentrum zu besagtem ersten axialem Zentrum ausgerichtet ist und besagter Luftstrom einen Fließvektor hat, der zu besagtem ersten axialem Zentrum ausgerichtet ist, dorthin, wo besagtes zweites axiales Zentrum von besagtem ersten axialem Zentrum versetzt ist und Luft um eine entgegengesetzte Seite besagten Einsatzgliedes aus der Richtung besagter Versetzung und zu besagten divergierenden Wandeinrichtungen (14, 15, 16, 17) (115-1, 115-2, 115-3, 115-4) herumfließt und besagter Luftstrom einen Fließvektor hat, der sich unter einem Winkel zu einer axialen Linie durch besagtes erstes axiales Zentrum befindet und zu besagter Welle ausgerichtet ist.

9. Der Fahrzeugluftstromauslaß wie in Anspruch 8 angegeben, wobei besagte Einrichtungen, die besagte divergierende Wände mit besagter Einlaßöffnung verbinden eine Wölbung (114) sind, die besagten Einlaß umgibt.

10. Der Fahrzeugluftstromauslaß wie in Anspruch 8 angegeben, wobei besagte divergierende Seitenwände unter einem Winkel divergieren, und von einer Länge sind, derart, daß es keine wesentlichen Wandanhaftwirkungen gibt, wenn besagtes Einsatzglied mittig angeordnet ist und besagtes erstes und zweites axiales Zentrum im wesentlichen axial ausgerichtet sind.

11. Der Fahrzeugluftstromauslaß wie in Anspruch 9 angegeben, wobei besagtes Einsatzglied eine Platte ist und besagte gewölbte Einrichtungen eine oder mehrere Prallglieder (119) aufweisen.

12. Der Fahrzeugluftstromauslaß wie in Anspruch 8 angegeben, wobei besagtes Einsatzglied gestuft (124, 125) ist und besagte Fläche A2 der größte Flächenbereich besagten gestuften Einsatzteils ist.

13. Der Fahrzeugluftstromauslaß wie in Anspruch 8 angegeben, aufweisend eine Kugelpfanne (121) und Einrichtungen, die besagte Kugelpfanne entlang besagten ersten axialen Zentrums besagten Auslasses anbringen und eine Anbringkugel in besagter Kugelpfanne und Einrichtungen, die besagte Welleneinrichtungen an besagter Anbringkugel befestigen.

14. Der Fahrzeugluftstromauslaß wie in Anspruch 8 angegeben, wobei besagtes Einsatzglied ein offener Rahmen (30) ist.

15. Der Fahrzeugluftstromauslaß wie in Anspruch 11 angegeben, aufweisend ein Auslaßgitter (20) am stromab gelegenen Ende besagten Auslasses, wobei besagtes Gitter aus einer Schicht polygonaler Zellen (21) in einer Anordnung von Zellen, die durch ebene Wände mit einer Tiefe L, einer Stegdicke T begrenzt werden, wobei besagte Zellen einen größeren Durchmesser D haben, und wobei:

T einen Wert hat derart, daß der Widerstand gegen den Luftstrom sehr gering ist, das Verhältnis Länge L zu Durchmesser D (L/D) nicht größer ist als ungefähr 0,7 und nicht kleiner ist als ungefähr 0,3, derart, daß der Grad der (Sicht-)Abdeckfähigkeit besagten Gitters verhältnismäßig hoch ist.

16. Die Düse wie in Anspruch 15 angegeben, wobei besagte Zellen (21) sechseckig geformt sind und das Verhältnis von T/D derart ist, daß:

Ao/Ao + Ai > = 0,76

, wobei

Ao die offene Zellfläche ist und Ai die Stegfläche ist.

17. Die Düse wie in Anspruch 15 angegeben, wobei besagtes Gitter ein gegossener Kunststoff ist und L nicht größer als 5 T ist.

18. Die Düse wie in Anspruch 15 angegeben, wobei besagte ebene Wände im wesentlichen parallel sind.