WO2005012013A1 - Lüftungskanal für eine innenraumbelüftung - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lüftungskanal für eine Innenraumbelüftung, insbesondere für eine Innenraumbelüftung eines Kraftfahrzeugs, der in zu einer Hauptströmungsrichtung senkrechter Richtung ringsum durch Kanalwände 1 begrenzt ist, wobei mindestens eine Kanalwand 1 an einer dem Lüftungskanal zugewandte Seite eine aus Erhebungen und Vertiefungen bestehende Oberflächenstruktur aufweist. Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechende Innenraumbelüftung sowie eine Instrumententafel, die eine solche Innenraumbelüftung aufweist. Ein derartiger Lüftungskanal bringt neben einer erhöhten Steifigkeit den Vorteil einer gleichmässigeren Geschwindigkeitsverteilung einer den Lüftungskanal durchströmenden Luftströmung mit sich.

Description

Lüftungskanal für eine Innenraumbeluftung

Die Erfindung betrifft einen Lüftungskanal für eine Innenraumbeluftung, insbesondere für eine Innenraum- belüftung eines Kraftfahrzeugs, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Derartige Lüftungskanäle können beispielsweise Bestandteile eines in einer Instrumentententafel eines Kraftfahrzeugs untergebrachten Belüftungssystems sein und enden typischerweise jeweils an einer Luftaustrittsöffnung für eine Frontscheiben-, Fußraum- oder Frontalbelüftung. Andere Einsatzbereiche wären Innen- raumbelüftungen von Reisebussen, von Eisenbahnwagons oder auch Luft- oder Wasserfahrzeugen. Gattungsgemäße Lüftungskanäle können zur bloßen Versorgung eines Innenraums mit Frischluft dienen oder auch im Zusammenhang mit einem Heizungssystem zur Versorgung mit Warmluft .

Nach dem Stand der Technik weisen gattungsgemäße Lüftungskanäle glatte Kanalwände auf. Eine solche, nahe liegende Ausführung bringt jedoch Nachteile mit sich. In einem Lüftungskanal nach dem Stand der Technik hat eine Luftströmung aufgrund von Grenzschichteffekten eine zu den Kanalwänden hin stark abnehmende und an den Kanalwänden verschwindende Geschwindigkeit. Es baut sich dadurch eine so genannte Mittenströmung auf, bei der hohe Strömungsgeschwindigkeiten nur mit- tig im Lüftungskanal auftreten. Bei gegebenem Kanaldurchmesser und gegebener maximaler Strömungsgeschwindigkeit führt das zu einem insgesamt verhältnismäßig geringen Luftstrom. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass dem Kanaldurchmesser bei gegebenen Raumverhältnissen Grenzen gesetzt sind und dass zu hohe maximale Strömungsgeschwindigkeiten unter ande- rem wegen einer damit verbundenen Geräuschentwickluήg unerwünscht sind, ergibt sich damit eine unter Umständen nachteilig begrenzte Luftversorgung. Auch wird eine den Lüftungskanal abschließende und typi- scherweise mit einem Lüftungsgitter versehene Luftaustrittsöffnung dadurch sehr ungleichmäßig, nämlich hauptsächlich mittig, mit Luft beaufschlagt. Das wiederum ist insbesondere dort von Nachteil, wo ein möglichst diffuser Luftaustritt gewünscht ist, bei- spielsweise bei einer Frontscheibenbelüftung, mit der eine Frontscheibe möglichst großflächig mit Luft beaufschlagt werden soll.

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, einen Lüftungskanal zu entwickeln, der die genannten

Nachteile und insbesondere eine Ausbildung einer ausgeprägten Mittenströmung vermeidet und der für eine möglichst gleichmäßige Beaufschlagung von Luftaustrittsöffnung mit Luft geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Lüftungskanal mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Ausges- taltungen der Erfindung ergeben sich mit den Merkmalen der Unteransprüche.

Dadurch, dass mindestens eine Kanalwand, vorzugsweise sämtliche Kanalwände an den dem Lüftungskanal zuge- wandten Seiten mit einer aus Erhebungen und Vertiefungen bestehenden Oberflächenstruktur versehen sind, wird dort eine von dem Lüftungskanal geführte Luftströmung schon bei verhältnismäßig geringen Strömungsgeschwindigkeiten in Turbulenzen versetzt, wobei die Turbulenzen entweder nur eine turbulente Grenzschicht bilden oder aber den ganzen Lüftungskanal er- fassen können. Beides führt, insbesondere wenn die Oberflächenstruktur die Kanalwände zumindest bereichsweise flächendeckend überzieht, mit Ausnahme einer sehr kleinen, unmittelbaren Umgebung der Kanal- wände zu einem wesentlich gleichmäßigeren Geschwindigkeitsprofil einer Luftströmung im Lüftungskanal. Dabei sind im Fall einer turbulenten Luftströmung für das Geschwindigkeitsprofil die jeweils an einem Ort im Belüftungskanal zeitlich gemittelte Strömungsge- schwindigkeiten relevant. Bei gegebenem Gesamtluftstrom (durchgesetzte Luftmenge durch Zeit) hat das eine reduzierte maximale Strömungsgeschwindigkeit sowie eine gleichmäßigere Geschwindigkeitsverteilung über eine von einer Luftaustrittsöffnung gebildete Fläche zur Folge. Das ist mit Blick auf eine möglichst geräuscharme und diffuse Belüftung von Vorteil.

Ein im Sinne der vorliegenden Erfindung mit Oberflä- chenstruktur versehene Kanalwand kann dabei verschiedene Effekte auslösen. Bei sehr geringen Strömungsgeschwindigkeiten, die bei herkömmlichen, glatten Kanalwänden noch zu einer weitestgehend laminaren Strömung führen würden, kann die Oberflächenstruktur eine frühzeitige Verwirbelung bewirken. Verglichen mit einer laminaren Strömung hat eine dadurch sich ergebende turbulente Strömung bereits ein deutlich gleichmäßigeres, breiteres, also weniger um eine Mittenströmung konzentriertes Geschwindigkeitsprofil und führt damit zu den genannten Vorteilen.

Wichtiger und von größerer Relevanz ist ein anderer, bei höheren Strömungsgeschwindigkeiten eintretender Effekt. Bei solchen höheren Strömungsgeschwindigkei- ten, die schon bei normalem Betrieb einer Innenraumbeluftung erreicht werden, wäre die Luftströmung be- reits bei einem Lüftungskanal mit glatten Kanalwänden turbulent. Nun kann aber die Luftströmung - abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit - im Bereich der Kanalwände durch deren Oberflächenstruktur in Turbulen- zen von in gewissen Grenzen vorgegebenen Größenordnungen gezwungen werden, wobei die Turbulenzen oder Wirbel dann gegenüber einer unkontrolliert turbulenten Strömung tendenziell durch größere Längenskalen (definiert z.B. durch größte oder mittlere Wirbel- durch esser) charakterisiert sind. Diese Turbulenzen können nun eine von der Kanalwänden geringfügig weiter entfernte Luftschicht derart beschleunigen, dass sich ein deutlich größerer Geschwindigkeitsgradient, also ein stärkerer Zuwachs der Strömungsgeschwindig- keit von den Kanalwänden weg, ergibt. Ein wesentlich breiteres Geschwindigkeitsprofil mit nicht nur mittig im Lüftungskanal, sondern fast bis zu den Kanalwänden ausgesprochen hohen Strömungsgeschwindigkeiten ist die Folge. Erkauft wird dieser Vorteil unter Umstän- den mit einer in der Regel allerdings nicht allzu starken Erhöhung des Strömungswiderstands.

Um eine Verwirbelung der Luftströmung gewünschter Art an den Kanalwänden zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn die Oberflächenstruktur so beschaffen ist, dass sich längs einer in Hauptströmungsrichtung verlaufenden Linie an einer der Kanalwände jeweils Erhebungen und Vertiefungen abwechseln, dass die Kanalwände also nicht nur quer zur Hauptströmungsrichtung einen nicht trivialen Verlauf haben.

Eine besonders effiziente Beeinflussung des Geschwindigkeitsprofils bei gleichzeitig nicht unnötig stark erhöhtem Strömungswiderstand erhält man dabei, wenn die Oberflächenstruktur eine typische Skalenlänge von zwischen 0,05 und 0,03, vorzugsweise zwischen 0,15 und 0,25 Kanaldurchmessern hat. Dabei sei die typische Skalenlänge der Oberflächenstruktur definiert als mittlerer Abstand zweier benachbarter Erhebungen und/oder Vertiefungen, der Kanaldurchmesser als größ- ter Durchmesser des Lüftungskanals quer zur Hauptströmungsrichtung. Ebenfalls mit Blick auf eine gute Verwirbelung der Luftströmung an den Kanalwänden bei nicht mehr als nötig erhöhtem Strömungswiderstand sowie mit Blick auf eine nicht zu aufwendige Herstel- lung der Kanalwände sind solche Ausführungen der Erfindung vorzuziehen, bei denen zwischen Erhebungen der Oberflächenstruktur und benachbarten Vertiefungen ein mittlerer Höhenunterschied von mindestens 2 mm, vorzugsweise zwischen 2 mm und 6 mm, besteht. Beson- ders gute Ergebnisse erzielt man, wenn dieser mittlere Höhenunterschied zwischen 3 mm und 4,5 mm misst.

Der Lüftungskanal, der üblicherweise einen rechteckigen Querschnitt haben wird, eignet sich vor allem dann zu einer Auslegung der hier beschriebenen Art mit strukturierten Kanalwänden, wenn er einen Querschnitt mit einem Verhältnis von Länge zu Breite von zwischen 1:3 und 3:1, vorzugsweise zwischen 1:2 und 2:1 hat. Denn zum einen wird insbesondere bei einem solchen fülligen Querschnitt ein Interesse bestehen, eine gleichmäßig über den Querschnitt verteilte Strömungsgeschwindigkeit und damit einen ebenso gleichmäßigen Strömungsaustritt an einer Austrittsöffnung zu realisieren. Andererseits folgt gerade bei einem der- artigen Kanalquerschnitt in gewünschter Weise eine besonders signifikante Manipulierung der Luftströmung durch eine Oberflächenstruktur an den Kanalwänden.

Ein Lüftungskanal mit für einen Einsatz zur Innen- raumbelüftung eines Kraftfahrzeugs zweckmäßigen Proportionen und einer besonders effektiven Beeinflus- sung der Luftströmung durch die strukturierten Kanalwände hat dabei einen maximalen Durchmesser von zwischen 6 cm und 20 cm, vorzugsweise zwischen 9 cm und 14 cm. Auch von einem Rechteck abweichende Quer- schnittsformen des Lüftungskanals sind natürlich möglich.

Um in lohnender Weise von den Vorteilen der strukturierten Kanalwände für das Geschwindigkeitsprofil der Luftströmung profitieren zu können, sind solche In- nenraumbelüftungen vorzuziehen, die eine Erzeugung von maximalen Strömungsgeschwindigkeiten von bis zu 7 m/s, vorzugsweise zwischen 4 m/s und 6 m/s zulassen, beispielsweise durch entsprechend bemessene Gebläse.

Die Oberflächenstruktur der Kanalwände kann aus muldenartigen, gewölbten Vertiefungen bestehen, welche durch ein System von Graten voneinander getrennt sind, so dass die Grate die Erhebungen bilden. In gleicher Weise möglich ist eine Ausführung, bei der die Erhebungen der Oberflächenstruktur gewölbt ausgeführt sind und die Vertiefungen durch Grate gebildet werden, welche die Erhebungen voneinander trennen. Denkbar ist auch eine Kombination beider Ausführun- gen, insbesondere müssen nicht alle Kanalwände in gleicher Weise gestaltet sein. Eine Gestaltung der Kanalwände mit in beschriebener Weise gewölbten Erhebungen oder Vertiefungen, die durch Grate bzw. ein Gerüst von Graten voneinander getrennt sind, bringt den Vorteil einer bei gegebener Wandstärke der Kanalwände deutlich erhöhten Stabilität mit sich. Das gilt insbesondere dann, wenn die Erhebungen bzw. Vertiefungen eine hexagonale Form haben, so dass die Grate ein wabenartiges Gerüst bilden. Denkbar ist aber auch eine entsprechende Oberflächenstruktur, die aus aneinander gefügten Dreiecken oder auch aus einer Korn- bination verschiedener aneinander gereihter Mehrecke besteht. Eine Oberfläche mit in oben beschriebener Weise hexagonaler Oberflächenstruktur ergibt sich auch durch eine Struktur aneinander gefügter und vorzugsweise gleichseitiger Dreiecke, von denen jeweils sechs ein Hexagon bilden. Dann können die einzelnen reiecke auch flach sein, wobei Wölbungen der Hexagone dadurch entstehen, dass die Dreiecke längs leichter Knicke bzw. Grate aneinanderstoßen.

Kanalwände mit einer derartigen Oberflächenstruktur lassen sich in besonders einfacher Weise durch Prägen ursprünglich flacher, glatter Bauteile herstellen. Möglich sind aber auch Ausführungen, bei denen ein System aus Graten an eine ebene Fläche angeformt oder in anderer Weise auf eine solche Fläche aufgebracht wird.

Die Oberflächenstruktur verleiht den Kanalwänden nicht nur gewünschte aerodynamische Eigenschaften, sondern erhöht unter Umständen auch deren Stabilität. Das gilt vor allem für hexagonale Oberflächenstrukturen, aber auch für andere Strukturen, insbesondere dann, wenn die Kanalwände durch die Oberflächenstruk- tur mit einem Netz aus Graten überzogen sind. Dadurch wird es möglich, die Kanalwände ausgesprochen dünnwandig zu gestalten, was Material und Gewichtsersparnisse mit sich bringt. Bei einer Herstellung der Kanalwände aus Kunststoff bieten sich Wandstärken von zwischen 1 mm und 3 mm an, bei einer Herstellung aus Metall Wandstärken von zwischen 0,2 mm und 0,8 mm.

Lüftungskanäle der beschriebenen Art sind in erster Linie deshalb von Vorteil, weil aufgrund des geänder- ten Geschwindigkeitsprofils der entsprechenden Luftströmung ein Ausströmer oder Lüftungsgitter besser angeströmt werden kann und damit effektiver wirkt. Es ergeben sich aber auch weiter reichende Vorteile für ein Innenverkleidungsteil, das ein Belüftungssystem mit derartigen Lüftungskanälen aufweist, beispiels- weise eine Instrumententafel mit einem entsprechenden Belüftungssystem. Ein durch die Oberflächenstruktur der Kanalwände versteifter Lüftungskanal kann eine tragende Funktion für ein derartiges Innenverkleidungsteil haben und dadurch dem ganzen Innenverklei- dungsteil bei ausgesprochen geringem Materialaufwand eine signifikant erhöhte Steifigkeit verleihen. Durch das veränderte Geschwindigkeitsprofil der Luftströmung in dem Lüftungskanal kann dieser dabei bei gegebener Lüftungsleistung unter Umständen mit einem ge- genüber dem Stand der Technik reduzierten Kanaldurchmesser ausgelegt werden, was wiederum Platzersparnisse mit sich bringt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgen- den anhand der Figuren 1 bis 4 beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in perspektivischer Ansicht einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Lüftungskanals,

Fig. 2 in gleicher Darstellung einen anderen erfin- dungsgemäßen Lüftungskanal,

Fig. 3 ein Diagramm mit einem Geschwindigkeitsprofil für eine Luftströmung in einem erfindungsgemäßen Lüftungskanal im Vergleich zu einer entsprechenden Kurve für einen her- kömmlichen Lüftungskanal bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten und

Fig. 4 ein ähnliches Diagramm für höhere Geschwindigkeitswerte .

Der in der Figur 1 abgebildete Lüftungskanal ist Bestandteil eines für einen Einbau hinter einer Instru- mententafel vorgesehenen Belüftungssystems zur Innenraumbeluftung eines Kraftfahrzeugs. Der Lüftungskanal kann dazu mit Frischluft oder auch mit vorgewärmter Luft beaufschlagt werden und führt zu einer Luftaustrittsöffnung für eine Frontscheibenbelüftung. Zu erkennen sind in der Figur Kanalwände 1, die den Lüftungseinkanal einfassen. Diese Kanalwände sind aus Kunststoff gefertigt und haben eine Wandstärke von etwa 2 mm. Der Lüftungskanal hat eine Breite 2 von etwa 10 cm und eine Höhe 3 von etwa 5 cm.

Die Kanalwände 1 weisen eine ihnen eingeprägte Oberflächenstruktur auf, die aus wabenartig aneinander gefügten Hexagonen 4 besteht. Die einzelnen Hexagone 4 sind dabei als muldenartige Vertiefungen ausgeführt und durch ein System von Graten 5 voneinander getrennt. Die Grate 5 bilden dadurch Erhebungen, welche bei Betrachtung einer innen liegenden, dem Lüftungs- kanal zugewandten Seite ungefähr 4,5 mm höher liegen als die vertieften Zentren der Hexagone 4. Die Oberflächenstruktur der Kanalwände 1 ist dabei so bemessen, dass zwischen Hexagonzentren zweier benachbarter Hexagone 4 jeweils ein Abstand von ungefähr 3,4 cm besteht.

Ein anderer erfindungsgemäßer Lüftungskanal ist in der Figur 2 abgebildet. Auch dieser Lüftungskanal hat einen rechteckigen Querschnitt mit einer Höhe 3 von etwa 5 cm und einer Breite 2 von etwa 10 cm. Die Kanalwände 1 sind hier aus Metall gefertigt mit einer Wandstärke von etwa 0,5 mm und tragen wieder eine 0- berflächenstruktur aus Vertiefungen und Erhebungen in Form von Hexagonen 4, die hier allerdings nicht gleichmäßig gewölbt sind, sondern durch jeweils sechs etwa gleichseitige Dreiecke 6 gebildet werden. Diese Dreiecke 6, die eine Seitenlänge von etwa 15 mm haben und innerhalb derer die entsprechende Kanalwand 1 jeweils eben ist, berühren einander längs von Knicken bzw. Graten 5, wodurch sich Höhenunterschiede von et- wa 3,75 mm zwischen Hexagonzentren und Hexagonrändern ergeben.

In dem in Figur 3 abgebildete Diagramm sind als Ordinate Strömungsgeschwindigkeiten v einer langsamen Luftströmung in einem Lüftungskanal als Funktion einer Ortskoordinate aufgetragen. Diese Ortskoordinate bezeichnet dabei einen Abstand von einem mittig an einer Kanalwand liegenden Ursprung in eine quer zum Lüftungskanal und senkrecht zu dieser Kanalwand lie- gende Richtung, wobei der Lüftungskanal in dieser Richtung einen Durchmesser D hat.

Eine gestrichelte Linie zeigt eine typische Ortsabhängigkeit der Strömungsgeschwindigkeit für einen Lüftungskanal nach dem Stand der Technik mit glatten Wänden, bei dem die Luftströmung noch laminar ist. Deutlich ist zu sehen, dass die Strömungsgeschwindigkeit mittig im Lüftungskanal einen maximalen Wert annimmt und dann zu den Wänden hin rasch abnimmt. Es handelt sich bei der entsprechenden Luftströmung um eine so genannte Mittenströmung.

Ein entsprechendes Geschwindigkeitsprofil für einen erfindungsgemäßen Lüftungskanal gleicher Abmessungen mit einer Oberflächenstruktur ist mit einer durchgezogenen Linie veranschaulicht. Hier ist die Luftströmung trotz deren geringer Strömungsgeschwindigkeit aufgrund von Einflüssen der Oberflächenstruktur der Kanalwände bereits turbulent, was ein abweichendes Geschwindigkeitsprofil zur Folge hat. Für die turbulente und daher nicht streng stationäre Luftströmung sind in dem Diagramm zeitlich gemittelte Geschwindigkeitswerte aufgetragen. Auch hier hat die Strömungsgeschwindigkeit mittig im Lüftungskanal ein Maximum, sie nimmt aber zunächst deutlich langsamer zu den Wänden des Lüftungskanals hin ab. Entsprechend geringer ist dementsprechend auch bei gegebener Durchschnittsgeschwindigkeit oder bei gegebenem Gesamtluftstrom die maximale Strömungsgeschwindigkeit im Lüftungskanal. Insgesamt ergibt sich eine gleichmäßi- gere Geschwindigkeitsverteilung und ein breiteres Geschwindigkeitsprofil, was dazu führt, dass ein von dem entsprechenden Lüftungskanal versorgter Luftaustritt gleichmäßiger mit Luft beaufschlagt wird.

Ein ähnliches Diagramm ist in der Figur 4 abgebildet. Es zeigt eine ortsabhängige Strömungsgeschwindigkeit einer Luftströmung in einem Lüftungskanal der in Figur 2 gezeigten Art (durchgezogene Linie) , wobei zum Vergleich auch eine entsprechende Kurve für einen gleich dimensionierten, aber mit glatten Kanalwänden versehenen Lüftungskanal nach dem Stand der Technik eingezeichnet ist (gestrichelte Linie) . Beide Kurven beziehen sich auf einen Querschnitt ungefähr 2 m nach Eintritt der Luftströmung in den Lüftungskanal und dort auf eine mittig durch den Lüftungskanal und parallel zu dessen breiteren Kanalwänden verlaufende Linie. Als Abszisse ist eine Ortskoordinate aufgetragen, die einen Abstand eines Ortes auf dieser Linie zu einer der schmäleren Kanalwände bezeichnet.

Die gestrichelt gezeichnete Kurve entspricht einer bei den gegebenen Strömungsgeschwindigkeiten bereits turbulenten, und zwar unkontrolliert turbulenten, Strömung in einem Lüftungskanal mit glatten Kanalwän- den. Es ergibt sich ein Geschwindigkeitsprofil, das zwar bereits breiter ist als ein entsprechendes Ge- schwindigkeitsprofil für eine laminare Strömung (siehe Figur 3) , das aber immer noch einen deutlichen Geschwindigkeitsabfall zu den Kanalwänden hin zeigt, also zu hohen Strömungsgeschwindigkeiten hauptsäch- lieh mittig im Lüftungskanal führt.

Die als durchgezogene Linie gezeichnete Kurve zeigt, dass sich in dem erfindungsgemäßen mit strukturierten Kanalwänden ausgestatteten Lüftungskanal dagegen eine Strömung ausbildet, bei der die Strömungsgeschwindigkeit bis nah an die Kanalwände heran nicht merklich abfällt. Das entsprechende Geschwindigkeitsprofil ist also breiter und steht für einen über den Querschnitt gleichmäßiger verteilten Lufttransport mit der Folge einer gleichmäßigeren Beaufschlagung einer den Lüftungskanal abschließenden Austrittsfläche sowie eines größeren Luftdurchsatzes bei gegebener maximaler Strömungsgeschwindigkeit bzw. einer geringeren maximalen Strömungsgeschwindigkeit bei gegebenem Luft- durchsatz. Dieser Vorteil wird allerdings durch einen stärkeren Druckabfall (entsprechend einem größeren Strömungswiderstand) erkauft. So ergibt sich für die abgebildeten Geschwindigkeitsprofile ein Druckabfall von etwa 31 Pa nach 2 m durchströmter Strecke für den Lüftungskanal mit strukturierten Kanalwänden im Vergleich zu einem Wert von nur etwa 11 Pa für den entsprechenden Lüftungskanal nach dem Stand der Technik.

Vorgeschlagen wird mit der vorliegenden Erfindung ein anhand der diskutierten Ausführungsbeispiele veranschaulichter Lüftungskanal für einen Innenraumbeluftung, insbesondere für eine Innenraumbeluftung eines Kraftfahrzeugs, der in zu einer Hauptströmungsrichtung senkrechter Richtung ringsum durch Kanalwände begrenzt ist, wobei mindestens einer der Kanalwände an einer dem Lüftungskanal zugewandten Seite eine aus Erhebungen und Vertiefungen bestehende Oberflächenstruktur aufweist. Dabei sind die Kanalwände bei bevorzugten Ausführungen der Erfindung vollständig durchstrukturiert, wodurch zusätzlich zu der er- wünschten Strömungsbeeinflussung auch eine besonders gute Verstärkung des Kanals bei gleichem oder niedrigerem Materialeinsatz erreicht wird mit daraus folgenden weiteren Vorteilen wie beispielsweise einer nicht unerheblichen Gewichtsersparnis. Vorteilhafte Anwendungen solcher Lüftungskanäle können sich auch durch einen Einbau in Lüftungssysteme für andere Landfahrzeuge (beispielsweise Busse und Bahnen) oder für Wasser- und Luftfahrzeuge ergeben. Bei einer Verwendung in Luftfahrzeugen wird man insbesondere von der Gewichtsersparnis und - weil aufgrund der Strömungsbeeinflussung geringere Kanaldurchmesser hinreichend sind - auch von einer Raumersparnis profitieren. Die gleichen Vorteile ergeben sich bei einer Verwendung in Bussen oder Bahnen, wo aufgrund langer Luftwege und/oder große verbaute Mengen entsprechender Luftkanäle nicht nur die Gewichtsersparnis von besonderem Interesse sein kann, sondern - auch wegen einer eventuell verschachtelten Führung von Lüftungskanälen - der Vorteil der gezielten Strömungsbeein- flussung durch definierte Verwirbelungseffekte aufgrund der Oberflächenstruktur besonders stark und vorteilhaft ins Gewicht fallen.

Eine mit Blick auf einen geringen Strömungswiderstand und einen gleichmäßigen Luftstrom besonders vorteilhafte gezielte Verwirbelung erhält man, wenn der Lüftungskanal so ausgeführt ist, dass benachbarte Erhebungen und/oder Vertiefungen der Oberflächenstruktur zumindest in Hauptströmungsrichtung einen mittleren Abstand von zwischen 0,05 und 0,3, vorzugsweise von zwischen 0,15 und 0,25 Kanaldurchmessern haben. Auch lässt sich bei einer solchen Dimensionierung der 0- berflächenstruktur eine in besonders hohem Maß verbesserte Stabilität der Kanalwände erreichen.

Claims

Patentansprüche

1. Lüftungskanal für eine Innenraumbeluftung, insbesondere für eine Innenraumbeluftung eines Kraftfahrzeugs, der in zu einer Hauptströmungsrichtung senkrechter Richtung ringsum durch Ka- nalwände begrenzt ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens einer der Kanalwände (1) an einer dem Lüftungskanal zugewandten Seite eine aus Erhebungen und Vertiefungen bestehende Oberflä- chenstruktur aufweist.

2. Lüftungskanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur so beschaffen ist, dass sich längs einer in Hauptströmungsrichtung verlaufenden Linie an der den Lüftungskanal zugewandten Seite der entsprechenden Kanalwand (1) jeweils Erhebungen und Vertiefungen abwechseln.

3. Lüftungskanal nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen- Struktur die entsprechende Kanalwand (1) , vorzugsweise sämtliche Kanalwände (1), zumindest bereichsweise flächendeckend überzieht.

4. Lüftungskanal nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Erhe- bungen und/oder Vertiefungen der Oberflächenstruktur zumindest in Hauptströmungsrichtung einen mittleren Abstand von zwischen 0,05 und 0,3, vorzugsweise von zwischen 0,15 und 0,25 Kanaldurchmessern haben.

5. Lüftungskanal nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass er einen rechtecki- gen Querschnitt hat und/oder einen Querschnitt mit einem Verhältnis von Höhe zu Breite von zwischen 1:3 und 3:1, vorzugsweise zwischen 1:2 und 2:1 hat.

6. Lüftungskanal nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Kanaldurchmesser von zwischen 6 cm und 20 cm, vorzugsweise zwischen 9 cm und 14 cm hat.

7. Lüftungskanal nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Erhebungen der 0- berflächenstruktur zu benachbarten Vertiefungen einen mittleren Höhenunterschied von mindestens 2 mm, vorzugsweise zwischen 2 mm und 6 mm, besonders vorzugsweise zwischen 3 mm und 4,5 mm haben.

8. Lüftungskanal nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur aus muldenartigen, durch gratförmige Erhebungen voneinander getrennten Vertiefungen und/oder aus gewölbten, durch gratförmige Ver- tiefungen voneinander getrennten Erhebungen gebildet ist.

9. Lüftungskanal nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur aus vorzugsweise gleichseitigen und gleichwinkligen Hexagonen (4), aus Dreiecken o- der aus einer Kombination verschiedener Mehrecke besteht, die zumindest bereichsweise flächendeckend aneinander gefügt sind.

10. Lüftungskanal nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur den Kanalwänden (1) eingeprägt ist.

11. Lüftungskanal nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalwände aus Kunststoff und vorzugsweise mit einer Wandstärke von zwischen 1 mm und 3 mm oder aus Metall und vorzugsweise mit einer Wandstärke von zwischen 0,2 mm und 0,8 mm gefertigt sind.

12. Innenraumbeluftung, insbesondere Innenraumbeluftung für ein Kraftfahrzeug, enthaltend einen Lüftungskanal nach einem der Ansprüche 1 bis 11.

13. Innenraumbeluftung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Heizungssystem zur Versorgung des Lüftungskanals mit Warmluft aufweist .

14. Innenraumbeluftung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüftungskanal an einer Luftaustrittsöffnung für ei- ne Frontscheiben-, Fußraum- oder Frontalbelüftung endet .

15. Innenraumbeluftung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Erzeugung eines Luftstroms in dem Lüftungskanal mit einer maximalen Strömungsgeschwindigkeit in HauptStrömungsrichtung von bis zu 7 m/s, vorzugsweise zwischen 4 m/s und 6 m/s zulässt.

16. Instrumententafel für ein Kraftfahrzeug, enthaltend eine Innenraumbeluftung nach einem der An- Sprüche 12 bis 15.