ES2201568T3 - Dispositivo de aire acondicionado y calefaccion integrado en el tablero de instrumentos de un vehiculo automovil. - Google Patents
Dispositivo de aire acondicionado y calefaccion integrado en el tablero de instrumentos de un vehiculo automovil.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN DISPOSITIVO DE CALEFACCIONCLIMATIZACION DE VEHICULO A MOTOR DESTINADO A INTEGRARSE EN EL INTERIOR DEL TABLERO DE INSTRUMENTOS. ESTE COMPRENDE UN PULSADOR (26), UN EVAPORADOR (56), UN RADIADOR DE CALEFACCION (72) Y MEDIOS DE DISTRIBUCION DE AIRE. EL EVAPORADOR (56) ESTA DISPUESTO EN UNA POSICION PRACTICAMENTE VERTICAL PARA SER ATRAVESADO POR UN FLUJO DE AIRE (F2) PRACTICAMENTE HORIZONTAL; Y ESTE EVAPORADOR ESTA DISPUESTO DIRECTAMENTE ENTRE EL PULSADOR (26) Y EL RADIADOR DE CALEFACCION (72) PARA LIMITAR LAS PERDIDAS DE CARGA.
Description
Dispositivo de aire acondicionado y calefacción
integrado en el tablero de instrumentos de un vehículo
automóvil.
La invención se refiere a un dispositivo de
calefacción-climatización de vehículo
automóvil.
Se refiere más concretamente a un dispositivo del
tipo que comprende un impulsor, un evaporador, un radiador de
calefacción y medios de distribución de aire alojados en un volumen
en el interior del tablero de instrumentos del vehículo automóvil,
en el cual el evaporador está dispuesto en una posición
sensiblemente vertical de manera que sea atravesado por un flujo de
aire sensiblemente horizontal, y en el cual el evaporador está
dispuesto directamente entre el impulsor y el radiador de
calefacción de manera que limite las pérdidas de carga.
Un dispositivo de
calefacción-climatización de este tipo es conocido
por EP-A-0 713 798.
En un dispositivo de este tipo, el impulsor
habitualmente está alimentado selectivamente ya sea por aire
exterior procedente del exterior del habitáculo del vehículo, ya sea
por aire recirculado procedente del interior del habitáculo. El
impulsor envía el flujo de aire a través de un evaporador acoplado a
un circuito de climatización clásico y eventualmente a través de un
radiador de calefacción que de manera clásica es atravesado por un
fluido caliente, a saber el líquido de refrigeración del motor del
vehículo. El flujo de aire así enfriado y/o recalentado se
distribuye, gracias a medios de distribución, entre distintas
toberas que desembocan en el habitáculo.
Un dispositivo de este tipo comprende
generalmente un filtro de aire dispuesto en el trayecto del flujo de
aire para retener las impurezas vehiculadas por éste.
Se ha propuesto recientemente reagrupar los
elementos constitutivos del dispositivo en el interior de un volumen
oblongo, típicamente de forma general paralelepípeda, en el interior
del tablero de instrumentos.
Esta solución tiene la ventaja de procurar
ganancia de espacio y de permitir una estandarización de las
fabricaciones. Pero, impone una posición horizontal al evaporador,
que es nefasta para su buen funcionamiento. Además, impone un
trayecto largo de circulación al flujo de aire, lo que genera
pérdidas de carga y pérdidas térmicas.
El dispositivo del documento
EP-A-0 713 798 está dispuesto en el
tablero de instrumentos de un vehículo. Comprende un primer
subconjunto posicionado cerca del parabrisas y un segundo
subconjunto que agrupa los distintos elementos de
calefacción-
climatización.
climatización.
Ofrece la ventaja de tener un evaporador en
posición sensiblemente vertical pero presenta el inconveniente de
ser más voluminoso que la solución evocada anteriormente.
Además, la gestión de los flujos de aire frío y
de aire caliente no está optimizada.
La invención tiene especialmente por objeto
solventar los inconvenientes citados.
Propone a este efecto un dispositivo de
calefacción-climatización del tipo definido en la
introducción, en el cual el radiador de calefacción está alojado en
una rama de recalentamiento de aire que comunica con una rama de
aire frío mientras que está prevista una trampilla de mezcla para
permitir la distribución de un flujo de aire entre las dos ramas
para producir un flujo de aire mezclado de temperatura ajustada.
Así, el flujo de aire de temperatura ajustada se
obtiene por mezcla de un flujo de aire frío y de un flujo de aire
caliente.
Como ya se ha indicado, el evaporador está
dispuesto en una posición sensiblemente vertical, lo que significa
que sus caras mayores son sensiblemente verticales y que el flujo de
aire que penetra por una de las caras mayores para volver a salir
por la otra de las caras mayores es sensiblemente horizontal.
Con la expresión "dispuesto directamente",
se quiere decir que el evaporador se encuentra situado cerca del
impulsor y del radiador de calefacción, lo que permite minimizar la
longitud del trayecto del flujo de aire y limitar las pérdidas de
carga así como las pérdidas térmicas. Sin embargo, ello no impide
que un accesorio, en particular un filtro de aire, se interponga
entre el impulsor y el evaporador o entre el evaporador y el
radiador de calefacción.
Además, una disposición de este tipo contribuye a
disminuir el volumen global del dispositivo confiriéndole una
estructura compacta.
Debido a esto, el dispositivo de
calefacción-climatización de la invención puede
ocupar solamente una parte del volumen disponible en el interior del
tablero de instrumentos, dejando un espacio vacante susceptible de
alojar otros equipamientos.
El volumen así ocupado presenta poco volumen en
altura y/o en profundidad, lo que permite integrarlo fácilmente en
un tablero de instrumentos, incluso en un vehículo de pequeñas
dimensiones.
Según otra característica de la invención, los
medios de distribución de aire son adecuados para distribuir un
flujo de aire entre una salida desescarche, una salida ventilación
central y una salida pies.
La salida desescarche es adecuada para servir al
menos una tobera para el desescarche/desempañado del parabrisas,
mientras que la salida ventilación central es adecuada para servir
al menos una tobera prevista en el tablero de instrumentos del
vehículo, y que la salida pies es adecuada para alimentar al menos
una tobera y/o conductos orientados hacia la parte inferior del
habitáculo.
En un ejemplo de realización, los medios de
distribución de aire comprenden una trampilla para controlar la
salida desescarche y otra trampilla para controlar a la vez la
salida ventilación media y la salida pies.
En otro ejemplo, los medios de distribución de
aire comprenden una trampilla para controlar al mismo tiempo la
salida desescarche y la salida ventilación y otra trampilla para
controlar la salida pies.
Se comprenderá que los medios de distribución de
aire de la invención pueden de este modo estar dispuestos entre el
radiador de calefacción y una cara frontal del tablero de
instrumentos, lo que contribuye a reducir el espacio que
requieren.
El evaporador del dispositivo de la invención
puede estar orientado de distintas maneras, ya que sus caras mayores
son sensiblemente verticales.
Así, en un ejemplo de realización, el evaporador
tiene sus caras mayores sensiblemente verticales y paralelas al eje
medio del vehículo.
En otro ejemplo, el evaporador tiene sus caras
mayores sensiblemente verticales e inclinadas con respecto al eje
medio del vehículo.
Aún según otra característica ventajosa de la
invención, el evaporador tiene caras mayores verticales de manera
sensiblemente rectangular cuya relación entre la dimensión
horizontal (profundidad) y la dimensión vertical (altura) es mayor o
igual a 2, y preferentemente próxima a 2. Esto contribuye a reducir
el espacio que requiere el dispositivo en altura y a permitir su
implantación en un "volumen plano" dispuesto sensiblemente en
la horizontal.
En variante, el evaporador tiene lados mayores
verticales de forma sensiblemente rectangular cuya relación entre la
dimensión horizontal (profundidad) y la dimensión vertical (altura)
es menor o igual a 2,5, y preferentemente próxima a 0,5. Esto
contribuye a disminuir el volumen en profundidad del dispositivo y a
permitir su implantación en un "volumen plano" dispuesto
sensiblemente en la vertical.
La orientación del radiador de calefacción no es
particularmente crítica. Así, este radiador de calefacción puede
estar dispuesto inclinado con respecto a la horizontal.
También puede estar dispuesto verticalmente y
tener caras mayores que son ya sea paralelas al eje central del
vehículo, ya sea perpendiculares al eje central del vehículo.
Las caras mayores del radiador de calefacción
pueden ser también verticales e inclinadas con respecto al eje
central del vehículo.
Aunque el evaporador está en principio alojado
completamente en el volumen del tablero de instrumentos, es posible
en determinadas aplicaciones prever que un extremo del evaporador
esté alojado en un hundimiento del tablero que separa el
compartimento motor del habitáculo del vehículo.
El dispositivo de la invención comporta
ventajosamente además un filtro de aire dispuesto curso arriba del
radiador de calefacción.
Este filtro de aire puede estar dispuesto curso
arriba del impulsor, o entre el impulsor y el evaporador, o incluso
entre el evaporador y el radiador de calefacción.
Preferentemente, el filtro de aire está dispuesto
en una posición sensiblemente vertical.
Para facilitar su sustitución, el filtro de aire
es ventajosamente accesible a partir de una trampilla situada en una
cara inferior del tablero de instrumentos. Esta trampilla está
ventajosamente moldeada con la cara inferior del tablero de
instrumentos y acoplada a éste por una bisagra de cinta. De este
modo, la accesibilidad al filtro de aire se efectúa directamente a
partir del habitáculo.
En una forma de realización de la invención, los
medios de distribución de aire comprenden por lo menos un conducto
que se extiende al interior del tablero de instrumentos y
transversalmente al eje central del vehículo para alimentar las
toberas de ventilación alojadas en el tablero de instrumentos.
Así, se puede prever un conducto que sirva
toberas de desescarche/desempañado y otro conducto que sirva toberas
de ventilación medianas.
Según otra característica de la invención, el
dispositivo está situado contra el tablero que separa el
compartimento motor del habitáculo del vehículo. Esto permite
aplicar el dispositivo contra el tablero y ganar espacio. Si se da
el caso, el tablero puede comportar un hundimiento adecuado para
alojar un extremo del evaporador.
La invención prevé asimismo que una parte por lo
menos del dispositivo, en particular el impulsor de aire, esté
situada encima de la columna de dirección del vehículo.
En la siguiente descripción, hecha a título de
ejemplo, se hace referencia a los dibujos anexos, en los cuales:
- la figura 1 es una vista desde arriba y en
sección horizontal de un dispositivo según una primera forma de
realización de la invención;
- la figura 2 es una vista en sección según la
línea II-II de la figura 1;
- la figura 3 es una vista en sección según la
línea III-III de la figura 1;
- la figura 4 es una vista detallada y a mayor
escala correspondiente a la figura 2;
- la figura 5 es una vista en sección según la
línea V-V de la figura 4;
- la figura 6 es una vista desde arriba y en
sección horizontal de un dispositivo según una segunda forma de
realización de la invención;
- la figura 7 es una vista en sección según la
línea VII-VII de la figura 6;
- la figura 8 es una vista en sección según la
línea VIII-VIII de la figura 6;
- la figura 9 es una vista parcial desde arriba y
en sección horizontal de un dispositivo según una tercera forma de
realización de la invención;
- la figura 10 es una vista en sección según la
línea X-X de la figura 9;
- la figura 11 es una vista en sección según la
línea XI-XI de la figura 9;
- la figura 12 es una vista desde arriba y en
sección horizontal de un dispositivo según una cuarta forma de
realización de la invención;
- la figura 13 es una vista en sección según la
línea XIII-XIII de la figura 12;
- la figura 14 es una vista parcial desde arriba
y en sección horizontal de un dispositivo según una quinta forma de
realización de la invención;
- la figura 15 es una vista en sección según la
línea XV-XV de la figura 14;
- la figura 16 es una vista en sección según la
línea XVI-XVI de la figura 14;
- la figura 17 es una vista en sección
transversal vertical de los medios de distribución en una forma de
realización de la invención;
- la figura 18 es una vista análoga a la figura
17 en otra forma de realización de la invención;
- la figura 19 es una vista desde arriba y en
sección horizontal de un dispositivo según una sexta forma de
realización de la invención;
- la figura 20 es una vista en sección, a menor
escala, según la línea XX-XX de la figura 19;
- la figura 21 es una vista en sección, a menor
escala, según la línea XXI-XXI de la figura 19;
y
- la figura 22 es una vista análoga a la figura 2
en una variante de realización de la invención.
El dispositivo de
calefacción-ventilación representado en las figuras
1 a 3 comprende un cárter 10 de forma sensiblemente paralelepípeda
delimitado por una cara superior horizontal 12 que puede estar
revestida con un forro 14 que forma el revestimiento del tablero de
instrumentos y por una cara inferior horizontal 16. El cárter 12
está además delimitado por una cara anterior vertical 18 situada en
el lado del compartimento motor M y una cara posterior vertical 20
situada en el lado del habitáculo H, así como por una cara lateral
vertical 22 situada en el lado derecho y una cara lateral vertical
24 situada en el lado izquierdo.
En la realización representada, la cara anterior
18 está cerrada y está situada a lo largo del tablero T (figura 1 y
2) que separa el compartimento motor M del habitáculo H, lo que
permite aplicar el dispositivo contra el tablero T y especialmente
ganar espacio.
En una variante (no representada), la cara 18 es
abierta y el cárter 10 está cerrado por el tablero T, el cual
contribuye de este modo a delimitar el cárter y a formar los
conductos que comporta el dispositivo.
El cárter 10 tiene una anchura 1 (entre las caras
22 y 24) que puede estar comprendida por ejemplo entre 60 y 150 cm,
una profundidad p (entre las caras 18 y 20) que puede estar
comprendida por ejemplo entre 20 y 50 cm, preferentemente entre 30 y
40 cm, y una altura h (entre las caras 12 y 16) que puede estar
comprendida por ejemplo entre 10 y 30 cm, preferentemente entre 15 y
20 cm.
Se ha representado en la figura 1 el eje central
(también llamado plano central) YY del vehículo que corresponde al
eje longitudinal del vehículo que pasa por el centro de éste.
El cárter 10 aloja un impulsor de aire 26
dispuesto cerca de la cara lateral 24 es decir en el lado izquierdo
del habitáculo, en la parte del puesto de conducción, El paso de la
columna de dirección está representado esquemáticamente por las
letras CD en la figura 2.
El impulsor 26 comporta un motor eléctrico 28 que
arrastra un árbol 30 en rotación alrededor de un eje horizontal que
se extiende paralelamente al eje central YY del vehículo. En el
árbol 30 están caladas, a uno y otro lado del motor 28, dos turbinas
coaxiales 32.
Cada una de las turbinas es adecuada para ser
alimentada axialmente por un flujo de aire (flecha F1 de la figura
1) a partir de una cámara de entrada 34. cada una de las cámaras 34
comporta una entrada 36 adecuada para ser alimentada con aire
exterior (procedente del exterior del habitáculo H) y una entrada de
aire 38 adecuada para ser alimentada con aire reciclado (procedente
del interior del habitáculo H). Una trampilla 40 de tipo tambor
(figura 2) está montada giratoria alrededor de un eje 42 para
controlar las entradas 36 y 38 y alimentar el impulsor 26 ya sea por
aire exterior, ya sea por aire reciclado.
Las turbinas 32 están alojadas en el interior de
dos recintos 44, también llamados "volutas", en los cuales el
flujo de aire se acelera tangencialmente. Estos recintos desembocan
en una salida común 46 que constituye la salida del impulsor y que
permite enviar un flujo de aire en una dirección F2 (figuras 1 y 2)
sensiblemente horizontal. En el ejemplo, el flujo de aire es enviado
en una dirección paralela a las caras 18 y 20, es decir en una
dirección perpendicular al eje central YY. El flujo F2 está
canalizado entre paredes laterales 48 y 50 (figura 1) cada una de
las cuales se extiende cerca de las caras 18 y 20 del cárter 10.
Las paredes 48 y 50 delimitan, conjuntamente con
las caras 12 y 16 del cárter, un conducto 52 que tiene una sección
transversal de forma rectangular.
En el interior del conducto 52 están alojados
transversalmente un filtro de aire 54 y un evaporador 56. El filtro
de aire 54 está situado inmediatamente en la salida 46 del impulsor
y está dispuesto en posición vertical de manera que sus caras
mayores (caras principales) sean verticales y paralelas al eje
central YY.
El evaporador 56 está dispuesto inmediatamente
después del filtro 54. Tiene dos caras mayores (o caras
principales): una cara de entrada 58 y una cara de salida 60. Estas
caras 58 y 60 son verticales y paralelas al eje central YY. De este
modo, el flujo de aire F2 enviado por el impulsor puede atravesar
sucesivamente el filtro de aire 54 y el evaporador 56 para ser
sucesivamente filtrado y enfriado.
Las caras mayores 58 y 60 del evaporador tienen
una forma sensiblemente rectangular y presentan una relación entre
la dimensión horizontal (profundidad) y la dimensión vertical
(altura) que es mayor o igual a 2 y preferentemente próxima a 2.
Esto permite optimizar los rendimientos del evaporador alojándolo en
un volumen plano dispuesto sensiblemente en la horizontal y
presentando poca altura.
En una variante (no representada), las caras
mayores 58 y 60 del evaporador tienen una forma sensiblemente
rectangular y presentan una relación entre la dimensión horizontal
(profundidad) y la dimensión vertical (altura) que es menor o igual
a 0,5, y preferentemente próxima a 0,5. Esto permite optimizar los
rendimientos del evaporador alojándolo en un volumen plano dispuesto
sensiblemente en la vertical y presentando poca profundidad.
La profundidad y la altura del evaporador se
deben considerar con referencia a la profundidad y la altura del
cárter 10.
En la forma de realización representada, el
evaporador 56 está alojado completamente en el interior de la
sección transversal del cárter. Sin embargo puede preverse en
variante (véase la figura 9) que un extremo de este evaporador se
aloje en un hundimiento del tablero, y ello para aumentar aún más la
compacidad del dispositivo.
El evaporador 56 está acoplado a un conectador
61, situado en el lado del compartimento motor M (figura 1) para
permitir conectarlo a un circuito de climatización clásico (no
representado).
El flujo de aire (flecha F3) después de atravesar
el evaporador 56 penetra en una entrada lateral 62 de una caja
técnica 64 situada en una parte central del tablero de instrumentos,
a una y otra parte del eje central YY. Como se puede observar en la
figura 4, la caja técnica 64 comporta especialmente una pared
lateral 66 que es vertical y paralela al eje central YY, y en la
cual está practicada la entrada lateral 62 citada anteriormente. La
caja técnica comprende además una pared lateral opuesta 68 situada
en el lado de la cara lateral 22 del cárter 10.
La pared lateral 68 y la cara lateral 22
practican entre ellas un espacio libre 70 (figura 1 y 2) que pueden
alojar un equipamiento como por ejemplo, un airbag de seguridad, una
guantera, una tablilla escritorio, etc.
En el interior de la caja técnica 64 está alojado
un radiador de calefacción 72 que está dispuesto oblicuamente con
respecto a la horizontal. Este radiador 72 comporta dos tubos 73 y
75 (figuras 2 y 4) que permiten la entrada y la salida de un fluido
caliente, típicamente el líquido de refrigeración del motor del
vehículo.
Como se puede observar en a figura 3, el flujo de
aire (flecha F4) penetra en una cámara de entrada 74 delimitada en
el interior de la caja 64. Esta cámara comunica por un lado con una
rama de recalentamiento de aire 76 que tiene la forma de una bolsa
en U en la cual está alojado el radiador 72 y por otro lado con una
rama de transmisión de aire frío 78. Estas dos ramas comunican, en
su salida, con una cámara de mezcla 80.
Una trampilla de mezcla 82 de tipo mariposa está
montada giratoria alrededor de un eje 83 que se extiende
horizontalmente y transversalmente al eje central YY. La trampilla
de mezcla 82 permite distribuir el flujo F4 entre las ramas 76 y 78
citadas anteriormente para obtener un flujo de aire de temperatura
regulada en la cámara de mezcla 80.
Esta última comunica con una salida desescarche
84 adecuada para alimentar por lo menos una tobera de
desescarche/desempañado del parabrisas, una salida ventilación
central 86 adecuada para alimentar por lo menos una tobera de
ventilación situada en el tablero de instrumentos del vehículo y una
salida inferior 88 (salida pies) adecuada para servir por lo menos
una tobera que desemboca hacia la parte inferior del habitáculo. El
flujo de aire F5 de temperatura regulada producido en la cámara de
mezcla 80 puede ser distribuido entre las salidas 84, 86 y 88 por
medios de distribución que comprenden dos trampillas.
Estos medios comprenden una trampilla 90 de tipo
tambor montada giratoria alrededor de un eje 92 que se extiende
horizontalmente y transversalmente al eje YY. La trampilla 90
permite distribuir el flujo F5 entre la salida desescarche 84 y la
salida ventilación 86.
Los medios de distribución comprenden además una
trampilla 94 de tipo mariposa montada giratoria alrededor de un eje
96 paralelo al eje 92 citado anteriormente. Esta trampilla 94 es
adecuada para controlar la salida pies 88.
Así, la caja técnica 64 permite desviar el flujo
de aire, recalentarlo si fuera el caso a través del radiador 72 y
distribuirlo con el fin de repartirlo entre las salidas 84, 86 y 88
en función del confort aerotérmico deseado por los ocupantes del
vehículo.
La salida desescarche 84 alimenta un conducto
desescarche 96 mientras que la salida ventilación 86 alimenta un
conducto ventilación 98 (figuras 1 y 3). Estos conductos se
extienden al interior del tablero de instrumentos y transversalmente
al eje central YY del vehículo para alimentar las toberas citadas
anteriormente. Están implantados en el tablero de instrumentos cerca
de la cara posterior 20 situada en el lado del habitáculo H.
Se hace referencia ahora a las figuras 4 y 5. En
la figura 4 se vuelven a encontrar los elementos de la figura 2.
El cárter 10 está sostenido por una traviesa
horizontal 100 que se extiende transversalmente al eje central del
vehículo y que está fijada al chasis (no representado) de este
último.
El cárter 10 está provisto de una trampilla de
acceso 102 adecuada para permitir el intercambio del filtro de aire
54 gastado. Esta trampilla 102 está moldeada con la cara inferior
16, ventajosamente de material plástico, y está acoplada a la cara
16 por una bisagra de cinta 104 obtenida por un estrechamiento
localizado del material plástico. La trampilla 102 puede estar
bloqueado por un medio adecuado, por ejemplo uno o varios tornillos
106 que cooperan con un resalte 108 moldeado con la cara inferior 16
del cárter.
Se hace referencia ahora a la figura 5 que
muestra una variante de realización de las trampillas de
distribución de la figura 3.
En efecto, los medios de distribución comprenden
una trampilla 110 de tipo tambor montada giratoria alrededor de un
eje 112 paralelo al eje de la trampilla de mezcla 82. La trampilla
110 es adecuada para controlar la salida desescarche 84 y una cámara
114 que alimenta la salida ventilación 86 y la salida calefacción
pies 88. Estas dos salidas están controladas por una trampilla 116
de tipo bandera montada giratoria alrededor de un eje 118 paralelo
al eje 112 citado anteriormente.
Se hace referencia ahora a las figuras 6 a 8 para
describir un dispositivo según una segunda forma de realización de
la invención. Este dispositivo comprende también un cárter 10
análogo al descrito anteriormente y delimitado por caras 12, 16, 18,
20, 22 y 24.
En este cárter está alojado, en la parte lateral
correspondiente al puesto de conducción, un impulsor 120 que
comprende un motor eléctrico 122 que arrastra en rotación un árbol
124 en el cual está calado una sola turbina 126. El eje de rotación
del árbol 124 está inclinado con respecto a la vertical y la turbina
126 está dirigida hacia abajo, es decir hacia el lado de la cara
inferior 16 del cárter 10. La turbina 126 gira en el interior de una
voluta 128 que comunica con una cámara de entrada 130 que aloja un
filtro de aire 54. Este último está de este modo situado curso
arriba del impulsor 120.
La cámara de entrada 130 comunica con una entrada
de aire exterior 36 y una entrada de aire reciclado 38. Una
trampilla giratoria 40 de tipo tambor, análoga a la descrita
anteriormente, está montada en rotación alrededor de un eje 42 para
alimentar el impulsor con aire exterior o con aire reciclado
(F1).
El impulsor 120 tiene una salida de aire 132 que
permite enviar un flujo de aire F2 en una dirección sensiblemente
horizontal en dirección hacia un evaporador 56 análogo al descrito
anteriormente y que tiene una cara de entrada 58 y una cara de
salida 60. Este evaporador está acoplado a un conectador 61 situado
en el lado del compartimento motor M para establecer una conexión
con un circuito de climatización clásico (no representado).
El evaporador 56 está dispuesto verticalmente,
siendo sus caras 58 y 60 verticales pero inclinadas con respecto al
eje central YY del vehículo.
El evaporador 56 está alojado en una caja técnica
134 que está sensiblemente en la parte central del tablero de
instrumentos, es decir cerca del eje central YY.
La caja 134 comunica por una salida lateral 136
con otra caja 138 que aloja un radiador de calefacción 72 análogo al
descrito anteriormente. Sin embargo, el radiador de calefacción 72
está dispuesto verticalmente con sus caras mayores dispuestas
oblicuamente con respecto al eje central YY. La caja 138 delimita
interiormente una rama de recalentamiento de aire 140 en forma de U,
en la cual está alojado el radiador de calefacción 72, así como una
rama de transmisión de aire frío 142. Estas dos ramas se comunican
entre ellas y desembocan en una cámara de mezcla 144 en la cual está
montada giratoria una trampilla de mezcla 146, de tipo mariposa,
alrededor de un eje vertical 148.
La cámara de mezcla 144 comunica con una cámara
de distribución 150 acoplada a una salida desescarche 84, una salida
ventilación central 86 y una salida pies 88, análogas a las
descritas anteriormente con referencia a las figuras 1 a 5.
El control de estas tres salidas se efectúa por
tres trampillas. Una trampilla 152 de tipo tambor montada giratoria
alrededor de un eje 154 controla la salida desescarche 84. Una
trampilla 156 de tipo bandera montada giratoria alrededor de un eje
158 controla la salida ventilación 86 y una trampilla 160 de tipo
bandera montada giratoria alrededor de un eje 162 controla la salida
calefacción pies 88 (figura 8).
La salida 84 está acoplada a toberas de
desescarche/desempañado del parabrisas. La salida 86 está acoplada a
toberas de ventilación centrales situadas en el tablero de
instrumentos. La salida 88 está acoplada a toberas orientadas hacia
la parte inferior del habitáculo.
Se hace referencia ahora a las figuras 9 a 11
para describir una tercera forma de realización de la invención.
Esta forma de realización es muy semejante a la
de las figuras 1 a 3. Igualmente hay un cárter 10 delimitado por
caras 12, 16, 18, 20, 22 y 24. En este cárter está alojado, en el
lado del puesto de conducción, un impulsor de aire 26 análogo al de
las figuras 1 y 2, es decir que comporta un motor eléctrico 28 que
arrastra dos turbinas 32 por un árbol común 30 que se extiende
horizontalmente y paralelamente al eje central YY del vehículo.
El impulsor de aire 26 comporta una cámara de
entrada 34 acoplada a una entrada de aire exterior 36 y una entrada
de aire reciclado 38, que están controladas por una trampilla tambor
40 montada giratoria alrededor de un eje 42.
Aquí también las turbinas giran en dos volutas 44
que presentan una salida común 46 en la cual están alojados
sucesivamente un filtro de aire 54 y un evaporador 56, ambos
dispuestos verticalmente y paralelamente al eje central YY del
vehículo. El filtro 54 y el evaporador 56 se extienden entre dos
paredes paralelas 48 y 50 que delimitan un conducto 52.
El tablero T comporta un hundimiento 53 (figura
9) adecuada para alojar un extremo del evaporador 56, en el ejemplo
la acoplada al conectador 61.
El conducto 52 comunica con una caja técnica 64
análoga a la de las figuras 1 y 2 e implantada en la parte central
del tablero de instrumentos. En la caja 64 está alojado un radiador
de calefacción 164 que, a diferencia del radiador 72 de las dos
formas de realizaciones anteriores, es del tipo "de ajuste en
agua". En efecto, este radiador comporta un tubo de entrada 166
en el cual está montado un grifo regulable 168 que permite ajustar
el caudal del líquido caliente (habitualmente el líquido de
refrigeración del motor del vehículo) que atraviesa el radiador.
El radiador es adecuado para ser atravesado por
un flujo de aire F3 que accede a una cámara de distribución 170,
cuya temperatura está ajustada por regulación del grifo 168, según
una técnica conocida.
La cámara de distribución 170 comunica con una
salida desescarche 84, una salida ventilación central 86 y una
salida pies 88, análogas a las descritas anteriormente. Las salidas
84 y 86 están controladas por una trampilla común 90, de tipo
tambor, montada giratoria alrededor de un eje 92. La salida 88 está
controlada por una trampilla 94, de tipo mariposa, montada giratoria
alrededor de un eje 95. La salida 84 comunica con un conducto de
desescarche 96 y la salida 86 con un conducto de ventilación 98,
extendiéndose estos dos conductos al interior del tablero de
instrumentos y siendo adecuados para alimentar respectivamente
toberas de desescarche/desempañado y de las toberas de
ventilación.
Se hace referencia ahora a las figuras 12 y 13
para describir una cuarta forma de realización de la
invención.
invención.
Esta forma de realización es muy similar a la de
las figuras 9 a 11 y se puede hacer referencia a la descripción de
estas figuras. Con respecto a las figuras 9 a 11, las diferencias
principales se refieren al emplazamiento del filtro de aire 54 y al
radiador de calefacción 164.
El evaporador 56 conserva la posición descrita
anteriormente, es decir que es vertical y paralelo al eje central YY
del vehículo. Por el contrario, el filtro 54 que, en la forma de
realización anterior, estaba situado entre el impulsor 26 y el
evaporador 56, está colocado entre el evaporador 56 y el radiador de
calefacción 164. El filtro 54 ocupa prácticamente la posición del
radiador de calefacción 164 de la figura 9.
En otros términos, el filtro 54 está dispuesto
verticalmente y oblicuamente con respecto al eje central. Las caras
mayores del filtro 54 están ligeramente inclinadas con respecto a un
eje perpendicular al eje central YY. El radiador de calefacción 164
también es de tipo de ajuste en agua. Comprende un tubo de entrada
166 en el cual está montado un grifo 168 de regulación de caudal- El
radiador 164 está dispuesto verticalmente con sus caras mayores que
se extienden perpendicularmente al eje central YY. Por consiguiente
el radiador 164 puede ser atravesado por un flujo de aire que
circula en una dirección paralela al eje YY para llegar directamente
a una cámara de distribución 170 análoga a la de las figuras 9 a 11.
Esta cámara 170 comunica con salidas 84, 86 y 88 controladas por dos
trampillas 90 y 94 (véanse las figuras 3 y 11).
Se hace referencia ahora a las figuras 14 a 16
que muestran una quinta forma de realización, la cual constituye
también una variante de las figuras 9 a 11. Se puede por lo tanto
referirse a la descripción de las citadas figuras.
Con respecto a la forma de realización de las
figuras 9 a 11, la diferencia esencial consiste en la posición del
radiador de calefacción 164. En efecto, el filtro 54 y el evaporador
56 conservan la misma posición vertical, con sus caras mayores
paralelas al eje central YY del vehículo. El radiador de calefacción
164 también es de tipo "de ajuste en agua" y comprende un tubo
de entrada 166 en el cual está montado un grifo de regulación 168.
El radiador 164 está situado cerca del evaporador 56 de manera que
sus caras mayores sean verticales y paralelas al eje central YY. Por
consiguiente, el filtro 54, el evaporador 56 y el radiador de
calefacción 164 están dispuestos verticalmente con sus caras mayores
respectivas, paralelas entre ellas, lo que permite aumentar la
compacidad. Por consiguiente la caja técnica 64 tiene un volumen
menor que el de las figuras 9 a 11 o el de las figuras 12 y 13,
liberando de este modo un espacio libre 70 mayor en el lado opuesto
al puesto de conducción.
Esto se traduce también por una modificación de
la forma geométrica de la cámara de distribución 170. Esta comunica
con una salida desescarche 84 y una salida ventilación central 86,
análogas a las descritas anteriormente.
Por el contrario, la salida pies 88 está
desdoblada (figuras 14 y 16) lo que permite, por ejemplo, prever un
ajuste distinto para el lado del conductor o el lado del pasajero, a
condición de que se prevean dos trampillas independientes 94 (figura
15). Cada una de estas trampillas está montada giratoria alrededor
de un eje 95 que es horizontal y paralelo al eje central YY.
Por consiguiente, la forma de realización de
las
figuras 14 a 16 permite una estructura particularmente compacta liberando un considerable espacio libre 70 para un equipamiento.
figuras 14 a 16 permite una estructura particularmente compacta liberando un considerable espacio libre 70 para un equipamiento.
Se hace referencia ahora a la figura 17 que
constituye de hecho un detalle de la figura 3. Se vuelve a encontrar
la salida desescarche 84, la salida ventilación central 86 y la
salida pies 88, así como la trampilla tambor 90 y la trampilla 94.
La salida ventilación comunica con distintos ventiladores (no
representados) situados en el tablero de instrumentos. Si se quiere
asegurar un cierre completo de la salida ventilación, es necesario
prever ventiladores cada uno de los cuales tenga una trampilla de
cierre específico.
En la forma de realización de la figura 18, se
vuelve a tener una estructura próxima a la de la figura 5. Se vuelve
a encontrar una trampilla 110 de tipo tambor, montada giratoria
alrededor de un eje 112 que se extiende transversalmente al eje
central del vehículo. La trampilla 110 permite controlar la salida
desescarche 84 y una cámara 114. Esta última alimenta la salida
ventilación central 86 y la salida calefacción pies 88.
El control de las salidas 86 y 88 se efectúa por
una trampilla 172 de tipo tambor montada giratoria alrededor de un
eje 174 que se extiende paralelamente al eje 112. La trampilla 172
dirige su concavidad del lado de la cámara 114. Sensiblemente hace
la misma función que la trampilla 116 de la figura 5. Sin embargo,
la forma de realización de la figura 18 es particularmente
interesante ya que las dos trampillas 110 y 172 permiten asegurar un
cierre total y una distribución completa para cada modo de
distribución.
Se hace referencia ahora a las figuras 19 a 21
para describir una sexta forma de realización de la invención.
En esta forma de realización, el dispositivo
comprende también un cárter 10 análogo al descrito anteriormente y
situado a lo largo del tablero T que está dispuesto entre el
habitáculo H y el compartimento motor M. El dispositivo está
destinado a un vehículo automóvil con el puesto de conducción a la
izquierda. Comporta un impulsor de aire 176 dispuesto en el lado
derecho del habitáculo en este ejemplo. El impulsor 176 (figuras 19
y 21) comprende un motor eléctrico 178 que arrastra en rotación un
árbol 180 en el cual está calado una turbina 182. El eje de rotación
del árbol 180 es sensiblemente vertical y la turbina 182 está
dirigida hacia arriba. La turbina 182 gira en el interior de una
caja 184, también llamada "voluta" que delimita una cámara de
entrada 186 situada en la parte superior y frente a la turbina 182.
Esta cámara 186 está delimitada en una caja de entrada de aire 188
provista de una entrada 190 para aire exterior y de una entrada 192
para aire reciclado. Estas dos entradas están controladas por una
trampilla 194 de tipo tambor montada giratoria alrededor de un eje
196 sensiblemente horizontal.
La voluta 184 tiene una salida 198 (figura 19)
que permite enviar un flujo de aire F2 acelerado tangencialmente por
la turbina, en una dirección sensiblemente horizontal. La salida 198
de la turbina aloja sucesivamente un filtro de aire 54 y un
evaporador 56. El filtro de aire está dispuesto verticalmente y sus
caras mayores están dirigidas oblicuamente con respecto al eje
central YY del vehículo.
El evaporador 56 tiene dos caras mayores,
respectivamente una cara de entrada 58 y una cara de salida 60.
Estas dos caras son verticales y paralelas con las caras mayores del
filtro 54 y forman igualmente un ángulo oblicuo con el eje central
YY. Así, el filtro 54 está situado entre el impulsor y el
evaporador.
La salida 198 de la voluta comunica con una caja
técnica 64 análoga a la descrita anteriormente e implantada en la
parte central del tablero de instrumentos, es decir a una y otra
parte del eje central YY. La caja 64 comunica con la salida 198 de
la voluta por una entrada de aire 200 (figura 20).
La caja técnica 64 aloja un radiador de
calefacción 72 análogo al descrito con referencia a las figuras 1 a
7. La caja técnica 64 delimita una rama de recalentamiento de aire
202 en forma de U en la cual está alojado el radiador 72 y una rama
de transmisión de aire frío 204, comunicándose estas dos ramas entre
ellas por su entrada y por su salida.
El radiador de calefacción 72 está dispuesto
transversalmente con respecto al eje central YY del vehículo, como
se puede observar en la figura 19. Además, el radiador 72 es
sensiblemente vertical, como se puede observar en la figura 20.
Las ramas 202 y 204 comunican con una rama de
mezcla 206 que puede ser alimentada por un flujo de aire de
temperatura regulable, haciendo variar la proporción entre los
flujos de aire que pasa respectivamente por las ramas 202 y 204,
según la técnica del "ajuste en agua".
Para ello, el dispositivo comporta un trampilla
208 de tipo mariposa montada giratoria alrededor de un eje 210 y
situada en la entrada de la rama de recalentamiento de aire 202, y
una trampilla 212 de tipo tambor montada giratoria alrededor de un
eje 214 y situada en la salida de la rama 204. Los ejes 210 y 214
son paralelos entre ellos y sensiblemente horizontales.
La cámara de mezcla 206 comunica con una caja de
distribución 216 provista de una salida desescarche 218, de una
salida ventilación central (no representada) y de una salida pies
220. La salida desescarche 218 es adecuada para alimentar toberas de
desescarche/desempañado del parabrisas, la salida ventilación de las
toberas de ventilación previstas en el tablero de instrumentos y la
salida 220 de las toberas orientadas hacia la parte inferior del
habitáculo H.
El dispositivo comporta además una trampilla 222
de tipo tambor montada giratoria alrededor de un eje 224 paralelo a
los ejes 210 y 214 citados anteriormente. La trampilla 222 es
adecuada para controlar la salida desescarche 218 y la salida
ventilación central. Además, está montada una trampilla 226 de tipo
mariposa giratoria alrededor de un eje 228, paralelo al eje 224,
para controlar la salida pies 220.
El dispositivo de la figura 22 constituye una
variante del de las figuras 1 y 2. Una parte del dispositivo, en
particular el impulsor de aire 26, está encima de la columna de
dirección CD del vehículo. Por consiguiente la cara lateral 24,
situada en el lado del impulsor de aire 26, tiene una altura h' que
es menor que la altura h de la cara lateral 22, que está situada en
el lado contrario al impulsor de aire 26. La altura h' puede estar
comprendida, por ejemplo, entre 10 y 15 cm.
Así, en todas las formas de realización descritas
anteriormente, el dispositivo de
calefacción-climatización de la invención ofrece una
estructura particularmente compacta alojada en un cárter de forma
general paralelepípeda que puede estar implantada en el tablero de
instrumentos ocupando un volumen plano dispuesto sensiblemente en la
horizontal y presentando poca altura.
Por ello es ventajoso que el evaporador presente
la relación dimensional próxima a 2, citada anteriormente con
relación a la primera forma de realización descrita.
Como se ha indicado anteriormente, es posible en
variante disponer este volumen plano en una posición sensiblemente
vertical para que presente poca profundidad. En este caso, es
ventajoso que la relación dimensional citada sea próxima a 0,5.
Para aumentar aún más la compacidad del
dispositivo, es posible en determinados casos, como ya se ha
indicado, hacer de manera que una parte del evaporador esté alojado
en un hundimiento realizado en el tablero de instrumentos del
vehículo.
En las formas de realización descritas, el
dispositivo sólo ocupa una parte de la dimensión transversal del
tablero de instrumentos es decir de la anchura del vehículo.
En consecuencia, por ejemplo, una parte del
dispositivo puede estar situada encima de la columna de dirección
del vehículo. En las formas de realización descritas anteriormente,
el impulsor está situado en el lado del puesto de conducción y la
caja técnica que aloja el radiador de calefacción está situada en
una parte central del tablero de instrumentos, liberando de este
modo un espacio libre en el lado del pasajero, para la colocación de
un equipamiento.
Es posible, en variante, disponer el impulsor en
el lado opuesto al puesto de conducción (lado del pasajero) y
liberar el espacio libre citado en el lado del puesto de conducción.
En este caso, este espacio libre permite dejar sitio por ejemplo
para la columna de dirección o de otros equipamientos, como el
tablero de instrumentos, etc.
Debido a la compacidad del dispositivo de la
invención, el flujo de aire circula según un trayecto corto, con un
mínimo de cambio de dirección, lo que limita las pérdidas de carga y
las pérdidas térmicas.
Claims (19)
1. Dispositivo de
calefacción-climatización de vehículo automóvil que
comprende un impulsor (26; 120; 176), un evaporador (56), un
radiador de calefacción (72) y medios de distribución de aire
alojados en un volumen en el interior del tablero de instrumentos,
en el cual el evaporador (56) está dispuesto en una posición
sensiblemente vertical de manera que esté atravesado por un flujo de
aire (F2) sensiblemente horizontal, y en el cual el evaporador está
dispuesto directamente entre el impulsor (26; 120; 176) y el
radiador de calefacción (72) de manera que limite las pérdidas de
carga, caracterizado por el hecho de que el radiador de
calefacción (72) está alojado en una rama de recalentamiento de aire
(76; 140; 202) que comunica con una rama de aire frío (78; 142; 204)
y por el hecho de que una trampilla de mezcla (82; 146; 208, 212)
está prevista para permitir la distribución de un flujo de aire
entre las dos ramas para producir un flujo de aire mezclado de
temperatura regulada.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que los medios de distribución
de aire son adecuados para distribuir un flujo de aire entre una
salida desescarche (84), una salida ventilación central (86) y una
salida pies (88).
3. Dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado por el hecho de que los medios de distribución
de aire comprenden una trampilla (110) para controlar la salida de
desescarche y otra trampilla (116; 172) para controlar al mismo
tiempo la salida ventilación y la salida pies.
4. Dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado por el hecho de que los medios de distribución
de aire comprenden una trampilla (90) para controlar al mismo tiempo
la salida desescarche y la salida ventilación y otra trampilla (94)
para controlar la salida pies.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 4, caracterizado por el hecho de que el evaporador (56)
tiene caras mayores (58, 60) sensiblemente verticales y paralelas al
eje central (YY) del vehículo.
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 4, caracterizado por el hecho de que el evaporador (56)
tiene caras mayores (58, 60) sensiblemente verticales e inclinadas
con respecto al eje central (YY) del vehículo.
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 6, caracterizado por el hecho de que el evaporador (56)
tiene caras mayores verticales (58, 60) de forma sensiblemente
rectangular, cuya relación entre la dimensión horizontal
(profundidad) y la dimensión vertical (altura) es mayor o igual a 2,
y preferentemente cercana a 2.
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 6, caracterizado por el hecho de que el evaporador (56)
tiene caras mayores verticales (58, 60) de forma sensiblemente
rectangular, cuya relación entre la dimensión horizontal
(profundidad) y la dimensión vertical (altura) es inferior o igual a
0,5, y preferentemente próxima a 0,5.
9. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 8, caracterizado por el hecho de que un filtro de aire
(54) está dispuesto curso arriba del radiador de calefacción
(72).
10. Dispositivo según la reivindicación 9,
caracterizado por el hecho de que el filtro de aire (54) está
dispuesto curso arriba del impulsor (26; 120; 176).
11. Dispositivo según la reivindicación 9,
caracterizado por el hecho de que el filtro de aire (54) está
dispuesto entre el impulsor (26; 120; 176) y el evaporador (56).
12. Dispositivo según la reivindicación 9,
caracterizado por el hecho de que el filtro de aire (54) está
dispuesto entre el evaporador (56) y el radiador de calefacción
(72).
13. Dispositivo según una de las reivindicaciones
9 a 12, caracterizado por el hecho de que el filtro de aire
(54) está dispuesto en una posición sensiblemente vertical.
14. Dispositivo según una de las reivindicaciones
9 a 13, caracterizado por el hecho de que el filtro de aire
(54) es accesible a partir de una trampilla (102) situada en una
cara inferior (16) del tablero de instrumentos.
15. Dispositivo según la reivindicación 14,
caracterizado por el hecho de que la trampilla (102) está
moldeada con la cara inferior (16) del tablero de instrumentos y
acoplada a éste por una bisagra de cinta (104).
16. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 15, caracterizado por el hecho de que los medios de
distribución de aire comprenden por lo menos un conducto (96, 98)
que se extienden en el interior del tablero de instrumentos y
transversalmente al eje central (YY) del vehículo para alimentar
toberas de alimentación alojadas en el tablero de instrumentos.
17. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 16, caracterizado por el hecho de que está situado contra
el tablero (T) que separa el compartimento motor (M) del habitáculo
(H) del vehículo.
18. Dispositivo según la reivindicación 17,
caracterizado por el hecho de que el tablero (T) comporta un
hundimiento (53) adecuado para alojar un extremo del evaporador
(56).
19. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 18, caracterizado por el hecho de que una parte por lo
menos del dispositivo, en particular el impulsor de aire (26), está
situado encima de la columna de dirección (CD) del vehículo.
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