ES2330249T3 - Unidad modular de calefaccion y acondicionamiento de un vehiculo equipado con dicha unidad. - Google Patents
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Abstract
Unidad de calefacción y acondicionamiento de un vehículo que comprende: una envoltura (1); un conducto principal de circulación del aire (10); un intercambiador de calor (8) capaz de alimentarse con el refrigerante del motor del vehículo; dicha unidad o bien comprende o está diseñada para añadir: un conducto secundario de circulación del aire (11) capaz de contener un calentador adicional (12); medios (13) para distribuir un flujo de aire entre dicho conducto principal y dicho conducto secundario; medios (15, 18) capaces de transportar un flujo de aire que circule a través de dicho segundo conducto alternativamente entre una salida en común con dicho conducto principal o una salida (18) utilizada para transportar aire hacia la zona inferior y hacia el lado posterior del compartimiento de pasajeros; caracterizada por el hecho que dicho medios (15, 18) para transportar el flujo de aire que circule a través de dicho segundo conducto son adecuados para generar un paso para el flujo que viene del conducto secundario, paso que intersecta parcialmente el conducto principal en un punto aguas arriba de dichos intercambiador de calor (8).
Description
Unidad modular de calefacción y
acondicionamiento de un vehículo y vehículo equipado con dicha
unidad.
La presente invención se refiere a una unidad de
calefacción y acondicionamiento para el compartimiento de pasajeros
de un vehículo, en concreto un vehículo industrial o similar y un
vehículo equipado con dicha unidad.
Los vehículos están generalmente equipados con
sistemas de calefacción y ventilación para el compartimiento de
pasajeros. Incluyen un ventilador, capaz de absorber aire del
exterior o del interior del vehículo, un calentador, que es un
intercambiador de calor, al cual generalmente se alimenta con el
refrigerante del motor en el lado de las tubería para así
transferir calor al aire que se va a suministrar al compartimiento
de pasajeros. Si no se precisa la calefacción, será posible detener
o regular el caudal del fluido en el calentador, o, como sucede
cada vez más frecuentemente, será posible regular el flujo de aire
que entra en contacto con el intercambiador y simultáneamente un
flujo de aire que circula en el interior del compartimiento de
pasajeros sin entrar en contacto con el intercambiador. Por
ejemplo, una solución común implica una o más aletas o boquillas
deflectoras utilizadas para distribuir el flujo de aire suministrado
por el ventilador o solamente por el movimiento del vehículo entre
dos conductos, uno de los cuales incluye el intercambiador mientras
el otro es un conducto de derivación. Las corrientes de aire
recogidas son posteriormente distribuidas al compartimiento de
pasajeros a través de una serie de conductos y aberturas en el
salpicadero del
vehículo.
vehículo.
Los sistemas pueden incluir además un evaporador
para refrigerar el aire, si se precisa, en otras palabras un
intercambiador donde se evapora el fluido de un circuito común de
refrigeración, generalmente en el lado de la tubería, de este modo
extrayendo calor del aire que entra en contacto con el evaporador.
El aire que se suministra posteriormente al intercambiador de calor
o al conducto de derivación generalmente fluye a través del
evaporador; esto no provoca problemas ya que el último sólo extrae
calor si el circuito de refrigeración está en funcionamiento.
Además, con vehículos industriales, un
calentador adicional es de uso común para calentar el compartimiento
de pasajeros, especialmente si el vehículo no está en
movimiento.
Dicho calentador puede ser de un tipo distinto:
a menudo es un quemador de combustible - alimentado con aire que se
toma del exterior o parte del aire absorbido de dentro por el
ventilador, de este modo desembocando los gases de escape hacia el
exterior - capaz de transferir calor al aire que se va a suministrar
al compartimiento de pasajeros; puede ser además un intercambiador
aire-aire alimentado por un lado con gases quemados
producidos por un quemador situado en otra posición más adecuada.
Según otra posible solución, puede ser un calentador eléctrico,
alimentado con baterías o por un generador accionado por un motor de
combustión auxiliar, o un intercambiador alimentado por un circuito
de refrigeración de un motor auxiliar o por un circuito calentado
por el aire de refrigeración de un motor auxiliar.
Los anteriores componentes están generalmente
alojados en la zona central delantera del compartimiento de
pasajeros, bajo el salpicadero o dentro de él, entre los pedales y
el espacio utilizado para los pies de los pasajeros al lado del
conductor. Los conductos de aire están conectados a los pasos en el
salpicadero, conectados a las diversas aberturas en el vehículo
(por ejemplo aquéllas utilizadas para enviar aire hacia los pies,
parabrisas y a medio camino hacia los pasajeros); el salpicadero
contiene además sistemas de regulación y desviación para distribuir
adecuadamente el aire a través de las aberturas.
El calentador adicional, si hay, a veces está
situado en otra posición, por ejemplo detrás de un asiento, en
lugar de con los otros componentes situados frontalmente en el
compartimiento de pasajeros. Esto sucede especialmente cuando se
utilizan quemadores o intercambiadores aire-aire,
pero también cuando se utilizan resistencias eléctricas o cuando es
imposible combinar el calentador adicional con el principal. También
se ha recomendado instalar el calentador adicional con los otros
componentes bajo el salpicadero o en el salpicadero. Sin embargo,
surgen dificultades debido a las dimensiones generales, por lo tanto
posibles interferencias entre la masa térmica del intercambiador
principal que puede estar frío, en el caso de que los dos
intercambiadores estén combinados, o sujetos a la misma corriente
de aire, y por el hecho de que los pasos de distribución contenidos
en el salpicadero del vehículo están diseñados generalmente para
distribuir aire cuando está en marcha, por lo tanto en la zona
delantera del compartimiento de pasajeros, a los pies del conductor
y a los pies de los pasajeros si se precisa la calefacción. De
hecho, si se precisa la calefacción (a través del calentador
adicional) durante las paradas, sería necesario dirigir aire
caliente hacia abajo y hacia la parte posterior del compartimiento
de pasajeros, donde se localizan habitualmente las literas.
Por último, la copresencia del calentador
adicional en un módulo junto con otros componentes genera
considerables problemas de dimensiones. Esto es un obstáculo cuando
se precisan módulos estandarizados, adecuados para diversos tipos
de vehículos equipados con un calentador adicional o sin dicho
componente. Un módulo diseñado para la instalación de dicho
calentador, a pesar de la ausencia de él, podría ser demasiado
voluminoso para algunos tipos de vehículos, sin mencionar los
costes sin utilidad de materiales.
El documento US 4 625 911 describe una unidad de
calefacción y de acondicionamiento de acuerdo con el preámbulo de
la reivindicación 1.
Los problemas anteriores se han solucionado, de
acuerdo con la presente invención, mediante una unidad de
calefacción y acondicionamiento de un vehículo de acuerdo con la
reivindicación 1 adjunta.
Las reivindicaciones adjuntas están dirigidas a
objetos concretos de la invención.
Esta invención se describirá a continuación a
través de una detalla descripción de realizaciones preferidas pero
no exclusivas, dadas sólo como un ejemplo, con la ayuda de las
figuras adjuntas, en las cuales:
La figura 1 muestra una vista esquemática de una
sección longitudinal de una zona de un compartimiento de pasajeros
de un vehículo, según un plano vertical que atraviesa la línea
central del vehículo, que comprende una unidad de acuerdo con una
realización de la invención;
la figura 2 muestra esquemáticamente una sección
similar a aquella de la figura 1 que comprende una unidad de
acuerdo con otra realización de la invención.
La figura 1 representa esquemáticamente una
sección de una unidad basada en la presente invención. Puede
alojarse en la zona central delantera del vehículo.
Se puede distinguir una envoltura 1 que contiene
un ventilador 2, que puede incluir un motor eléctrico y uno o más
impulsores; en el caso mostrado, hay un motor central y dos
impulsores laterales alineados a lo largo de un eje perpendicular
al eje del dibujo. Se utiliza el ventilador para absorber aire de
las aberturas con deflectores 3, preferentemente regulables, para
así permitir entrar el aire que viene del exterior del vehículo.
Pueden presentarse otras entradas (no mostradas), por ejemplo
situadas lateralmente (es decir en una dirección perpendicular al
plano del dibujo) para así absorber aire del interior del
compartimiento de pasajeros, si se precisa la recirculación. El
ventilador se utiliza para enviar aire al filtro 4. El filtro, que
puede ser de un tipo conocido, puede situarse en soportes
especiales 5 sostenidos por la envoltura 1, o formar parte de
ellas; de acuerdo con una realización de la invención, puede
extraerse o eliminarse perpendicularmente al dibujo de modo que
pueda cambiarse fácilmente, después de abrir una puerta especial en
una pared lateral de la envoltura, cuando la unidad no está
instalada en el vehículo. El filtro además podría estar situado en
otra posición, por ejemplo aguas arriba del ventilador.
De acuerdo con una posible realización de la
invención, la envoltura incluye dos paredes laterales (no mostradas)
desplazadas en paralelo al plano del dibujo (por lo tanto
perpendicular a las paredes mostradas de la envoltura) para así
cerrarla lateralmente.
De acuerdo con otra realización de la invención,
la unidad puede incluir un evaporador 6, que puede sostenerse
mediante los soportes 7, que pueden ser similares a los soportes del
filtro. El evaporador, de un tipo en sí conocido, puede ser
adecuadamente conectado a una entrada y a una salida del
refrigerante, por ejemplo mediante tuberías o juntas que pueden
discurrir parcialmente por el interior de la envolturas, de este
modo atravesándola, preferentemente fuera del compartimiento de
pasajeros, y pueden presentarse protecciones y aislantes para
tuberías y juntas conforme al punto donde atraviesa.
La envoltura incluye el intercambiador de calor
8, que se sostiene además por los soportes 9, preferentemente
fijados a la envoltura. Pueden llevarse a cabo las conexiones a las
tuberías del fluido utilizadas para transferir calor, similarmente
a aquellas descritas por el evaporador. Preferentemente, hay
porciones de tuberías en el interior de la unidad que conectan el
intercambiador 8 con tuberías exteriores para la circulación del
agua ya que pueden conectarse a estas tuberías al atravesar de la
envoltura en una posición que es exterior al compartimiento de
pasajeros, por ejemplo lateralmente a los conductos laterales cuya
anchura puede ser más pequeña que aquélla del resto de la
unidad.
De acuerdo con una primera realización de la
invención, hay un conducto principal 10 para el flujo de aire en el
interior de la envoltura y un conducto secundario 11. El conducto
secundario puede contener un calentador auxiliar 12 que puede
posicionarse adecuadamente, por ejemplo sostenido y conectado con
ramales de suministro y ramales externos de escape como todos los
otros componentes. De forma similar a toda la técnica anterior
conocida, dicho calentador auxiliar puede ser de un tipo diferente,
como los que se enumeran anteriormente, y su forma y posición en el
interior del conducto secundario 11 puede depender además de su
estructura. Por ejemplo, puede ser un quemador en forma de una
tubería aleteada.
Puede conectarse a una tubería de entrada del
aire de combustión que lo conecta al exterior de la unidad en una
posición adecuada, a las tuberías de escape de los gases quemados
(de nuevo, al exterior de la unidad) y a las tuberías de suministro
de combustible, el combustible que puede ser el mismo que se utiliza
para el motor del vehículo.
De acuerdo con una realización preferida de la
invención, el quemador auxiliar se localiza en el exterior del
compartimiento de pasajeros tras instalar la unidad.
De acuerdo con otra posible realización de la
invención, la envoltura puede tener además puertas, por ejemplo en
las paredes laterales, de manera que los componentes pueden
introducirse o sacarse sin extraer la pared lateral. Los soportes
pueden ser correderas, o simples asientos, que pueden incluir además
dispositivos de muelles para sostener los componentes.
La envoltura contiene preferentemente medios
para transportar y distribuir el flujo de aire, tales como una
serie de aletas o deflectores; el primer deflector 13, que puede
desplazarse entre la posición mostrada y la posición 13', se
utiliza para distribuir el flujo de aire entre el conducto principal
y secundario, de acuerdo con una realización preferida, de este
modo desviarlo completamente a uno o al otro de los dos
conductos.
El segundo deflector 14 se utiliza para
distribuir el flujo, que viene del conducto principal, entre el
intercambiador 8, que es capaz de calentar el flujo que circula a
través de él, o en una derivación 16 si el aire no necesita
calentarse; su posición puede ser la representada o la indicada con
14', por lo tanto regulando el calor que se transfiere al
compartimiento de pasajeros. De acuerdo con una realización
preferida de la invención, comprende dos aletas 35 y 36 solidarias
entre sí y sensiblemente desplazadas en un ángulo entre sí,
preferentemente en un ángulo recto o aproximadamente recto, y
articuladas para así girar alrededor de su borde común. Al cooperar
con las paredes 37, el segundo deflector puede regular continuamente
el flujo de aire entre la derivación y el intercambiador hasta que
el flujo se excluya completamente de un lado o del otro.
Tal y como se ha visto anteriormente, el
conducto principal transporta aire a través del intercambiador 8
y/o a través de la derivación 16, así como a través del evaporador
7, si hay, de ese modo cumpliendo los requerimientos de
refrigeración y ventilación así como los requerimiento de
calefacción en el caso de que el vehículo esté en marcha y si el
intercambiador 8 está activado.
El tercer y cuarto deflector 15 y 18 se utilizan
para transportar el flujo de aire que circula a través del conducto
secundario en el salpicadero, en el caso de la posición mostrada, o
(en el caso de las posiciones 15' y 18') hacia la zona inferior del
compartimiento de pasajeros, para que así el aire pueda dirigirse a
la parte posterior del compartimiento de pasajeros (en realidad, el
calentador auxiliar es útil frecuentemente para calentar las
literas, ya que se utiliza durante las paradas, aunque la
calefacción es aún posible a través de los pasos del salpicadero,
si es necesario). De hecho, la invención también está relacionada
con una unidad que comprende medios para transportar un flujo de
aire que atraviese dicho segundo conducto alternativamente entre
una salida en común con dicho conducto principal (el plano límite 19
entre el salpicadero del vehículo y la unidad), esto es, en común
con dicho intercambiador de calor 8 y dicha derivación 16, o una
salida (deflector 18) utilizada para transportar aire hacia la zona
inferior y hacia el lado posterior del compartimiento de pasajeros.
De hecho, dicho deflector se sitúa preferentemente cerca del suelo y
en una posición central en relación al compartimiento de pasajeros,
de este modo dirigiendo el aire hacia la zona posterior. De acuerdo
con una posible realización adicional de la invención, el cuarto
deflector 18 conduce a otro conducto especial utilizado para
transportar el aire donde se desee.
De acuerdo con la realización representada en la
figura, el tercer y cuarto deflectores son capaces de generar un
paso para el flujo que viene del conducto secundario, que intersecta
parcialmente el conducto principal. Esta realización concreta
permite localizar el conducto principal y el calentador adicional en
una posición al menos parcialmente por encima de aquélla del
conducto principal, que es bastante útil cuando se trata con
problemas estructurales y de instalaciones particulares, de este
modo conservando la simetría de la unidad en relación a un plano
longitudinal del vehículo. Sin embargo, son posibles distintas
configuraciones de los conductos, en el caso de que se considere
necesario.
Los deflectores 15 y 18 permanecen en la
posición representada en la figura 1 incluso cuando el aire circula
a través del conducto principal; de hecho, en este caso el
calentador adicional no está activado.
La unidad comunica con el salpicadero 21 del
vehículo (el límite entre el salpicadero y la unidad se representa
por el plano 19). El aire que circula a través de la unidad a través
del conducto principal, a través el intercambiador 8 o la
derivación 16 y el aire que fluye a través del conducto secundario 1
- excepto para el caso anterior, en el cual el aire se transporta a
través de los deflectores 18 - circula a través de este plano
terminando en los pasos del salpicadero, que lo distribuyen
adecuadamente en el compartimiento de pasajeros.
Si no se precisa, puede no haber un evaporador
6, aunque la unidad pueda diseñarse con los soportes 7 a fin de
instalarlo posteriormente.
La figura 2 muestra una unidad, de acuerdo con
una realización diferente de la invención, sin el conducto
secundario. En este caso, la pieza de la envoltura 1' en la figura 1
está ausente; la envoltura está delimitada mediante la pared 1''
que, en el caso previo, se utilizó para separar los dos conductos.
La unidad en la figura 2 se instala para la agregación de dicho
conducto, por lo tanto los deflectores 13, 15 y 18 se conservan
aunque están inoperativos y bloqueados en la posición mostrada; la
pared 22 puede romperse a fin de añadir el conducto secundario. Los
deflectores inoperativos pueden además ser sustituido con porciones
de pared que pueden romperse y cambiarse con los deflectores si es
necesario. De acuerdo con una realización preferida, la unidad es
tal que el conducto secundario puede agregarse al incrementarse el
volumen general de la unidad. De este modo la unidad puede ser
incluso utilizada en vehículos donde el espacio para el conducto
secundario está ausente u ocupada por otras estructuras, por lo
tanto será más fácil conseguir una producción normalizada adecuada
para diversos tipos de vehículo. La posición del posible conducto
secundario encima del conducto primario facilita la adaptabilidad a
diversos tipos de vehículo.
De acuerdo con una realización concreta de la
invención, la unidad puede introducirse a través de una abertura en
el lado frontal del vehículo. La unidad puede ser
pre-montada con todos los componentes, introducida a
través de la abertura y sujetarla con medios especiales, por
ejemplo medios capaces de fijarla al salpicadero y/o a las paredes
que delimitan el compartimiento de pasajeros.
La figura 1 representa una unidad, dotada con
medios de cierre hermético 23, para cerrar herméticamente con las
paredes 24 que delimitan el compartimiento de pasajeros, por ejemplo
una junta, o un reborde o abrazaderas que la fijan con pernos si es
necesario. Pueden haber preferentemente medios para sujetar el
salpicadero 25, tales como uno o más ojales utilizados para
atornillarse a los correspondientes ojales 26 del salpicadero
21.
La unidad puede introducirse, por ejemplo, al
extraer una rejilla de ventilación localizada en el lado frontal de
muchos vehículos, la posición de la cual se indica aproximadamente
por la línea 27. El vehículo mostrado tiene un motor posicionado
bajo el compartimiento de pasajeros. La pared 24 del compartimiento
de pasajeros lo separa de un compartimiento de ventilación 28, que
puede estar encima del compartimiento del motor, de este modo
alcanzando la abertura frontal. La rejilla puede ser la misma que la
que permite que el aire fluya al compartimiento del motor,
concretamente al radiador que pueda posicionarse bajo la unidad. Las
paredes de separación pueden instalarse entre el compartimiento del
motor y el compartimiento de ventilación 28. Parte de la unidad
alcanza el compartimiento de ventilación tras ser sujetada, por
ejemplo bajo una zona 20 que normalmente aloja el motor de los
limpiaparabrisas. De este modo la unidad cierra un orificio,
representado por el plano 30 localizado en la zona central
delantera del compartimiento de pasajeros, por ejemplo cerca del
suelo 31 bajo el salpicadero, en la pared del compartimiento de
pasajeros 24, de manera que la unidad pueda cerrarse con medios
23.
Otras realizaciones son posibles, las cuales
incluyen la instalación de componentes así como diferentes piezas
de la envoltura del interior y del exterior del compartimiento de
pasajeros o cualquier otra forma conocida. La envoltura consiste en
diversas piezas que son parcialmente instaladas desde el interior
del compartimiento de pasajeros; adicionalmente, los diversos
componentes puede además introducirse desde el exterior y desde el
interior, dependiendo de las soluciones estructurales tomadas en
cuenta.
La invención también se aplica en un vehículo
dotado con una unidad descrita anteriormente y puede ser, de
acuerdo a una posible realización de la invención, posicionada en el
interior del vehículo de acuerdo con uno de los procedimientos
descritos anteriormente.
Claims (16)
1. Unidad de calefacción y acondicionamiento de
un vehículo que comprende:
una envoltura (1);
un conducto principal de circulación del aire
(10);
un intercambiador de calor (8) capaz de
alimentarse con el refrigerante del motor del vehículo;
dicha unidad o bien comprende o está diseñada
para añadir:
un conducto secundario de circulación del aire
(11) capaz de contener un calentador adicional (12);
medios (13) para distribuir un flujo de aire
entre dicho conducto principal y dicho conducto secundario;
medios (15, 18) capaces de transportar un flujo
de aire que circule a través de dicho segundo conducto
alternativamente entre una salida en común con dicho conducto
principal o una salida (18) utilizada para transportar aire hacia
la zona inferior y hacia el lado posterior del compartimiento de
pasajeros;
caracterizada por el hecho que dicho
medios (15, 18) para transportar el flujo de aire que circule a
través de dicho segundo conducto son adecuados para generar un paso
para el flujo que viene del conducto secundario, paso que
intersecta parcialmente el conducto principal en un punto aguas
arriba de dichos intercambiador de calor (8).
2. Unidad según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho que dicho medios para distribuir
el flujo de aire comprenden un deflector (13) capaz de transportar
aire alternativamente en dicho conducto principal o dicho conducto
secundario.
3. Unidad según la reivindicación 2,
caracterizada por el hecho que dicho deflector (13) se
localiza aguas arriba de dichos conductos principal y
secundario.
4. Unidad según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho que dicho conducto secundario se
localiza en una posición al menos parcialmente por encima de dicho
conducto principal.
5. Unidad según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho que
comprende un calentador adicional (12) alojado en dicho conducto
secundario.
6. Unidad según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho que
dicho calentador adicional se localiza en el exterior del
compartimiento de pasajeros del vehículo, cuando se instala la
unidad, preferentemente en el interior del compartimiento de
ventilación.
7. Unidad según la reivindicación 5, en la cual
dicho calentador adicional es un quemador o un intercambiador
aire-aire alimentado con gases de escape
provenientes de un quemador.
8. Unidad según la reivindicación 7, en la cual
dicho quemador está conectado a un ramal de suministro de aire de
combustión y a un ramal de gases de escape quemados que pasan a
través de dicha envoltura, al exterior del compartimiento de
pasajeros.
9. Unidad según la reivindicación 5, en la cual
dicho calentador adicional es un calentador eléctrico.
10. Unidad según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho que
comprende una derivación (16) y medios (14) para distribuir el
flujo de aire entre dicha derivación y dicho intercambiador de
calor (8).
11. Unidad según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho que
comprende un evaporador (6) para refrigerar el aire.
12. Vehículo equipado con una unidad según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
13. Vehículo según la reivindicación 12, en el
cual dicha salida común conduce al salpicadero del vehículo.
14. Vehículo según cualquiera de las
reivindicaciones 12 o 13, en el cual dicha unidad se localiza en el
lado frontal del compartimiento de pasajeros.
15. Vehículo según la reivindicación 13, en el
cual dicha salida (18), utilizada para transportar aire hacia la
zona inferior y hacia el lado posterior del compartimiento de
pasajeros, se sitúa cerca del suelo del compartimiento de pasajeros
en una posición central.
16. Vehículo según la reivindicación 13, en el
cual dicha salida (18), utilizada para transportar aire hacia la
zona inferior y hacia el lado posterior del compartimiento de
pasajeros, está conectada a un conducto capaz de dirigir el flujo
de aire hacia la parte de atrás del compartimiento de pasajeros.
Applications Claiming Priority (2)
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| IT002266A ITMI20052266A1 (it) | 2005-11-28 | 2005-11-28 | Unita' componibile di riscaldamento e condizionamento di un veicolo e veicolo dotato di tale unita' |
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