ES2360138T3 - DEFROSTING OF WINDSHIELD. - Google Patents
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- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
Abstract
Un aparato para limpiar una ventanilla de un vehículo, que comprende: un recipiente (28), que tiene una admisión (34) a través de la cual se recibe un fluido de lavado procedente de un depósito (30) y una descarga (36) a través de la cual se descarga el fluido para limpiar la ventanilla (24); un elemento de calentamiento (50) para calentar el fluido contenido en el recipiente ; un detector (64) de temperatura, que detecta una temperatura en el recipiente (28); unos medios (74) (40) para controlar la circulación del fluido que atraviesa el recipiente; y un controlador (46); caracterizado porque los medios (74) (40) para controlar la circulación del fluido que atraviesa el recipiente están configurados bajo el control del controlador (46) para liberar intermitentemente unas cantidades de fluido a través de la descarga a una temperatura prevista, en respuesta a la temperatura detectada por el sensor.An apparatus for cleaning a window of a vehicle, comprising: a container (28), which has an intake (34) through which a washing fluid is received from a reservoir (30) and a discharge (36) through which the fluid is discharged to clean the window (24); a heating element (50) for heating the fluid contained in the container; a temperature detector (64), which detects a temperature in the container (28); means (74) (40) for controlling the circulation of fluid flowing through the container; and a controller (46); characterized in that the means (74) (40) for controlling the circulation of the fluid passing through the container are configured under the control of the controller (46) to intermittently release quantities of fluid through the discharge at a predicted temperature, in response to the temperature detected by the sensor.
Description
APLICACIONES RELACIONADAS RELATED APPLICATIONS
Esta solicitud reivindica el beneficio de la solicitud de patente provisional de EE.UU. Nº 610/076/30 This application claims the benefit of the US provisional patent application. No. 610/076/30
El presente invento se refiere en general al calentamiento de fluidos, y específicamente al calentamiento de un fluido para el fin de limpiar o descongelar una ventanilla de automóvil. The present invention relates generally to the heating of fluids, and specifically to the heating of a fluid for the purpose of cleaning or defrosting a car window.
Son conocidos en la técnica diversos métodos y dispositivos para proveer un chorro pulverizado de agua caliente o de otro fluido de lavado sobre las ventanillas de un vehículo. El fluido calentado resulta particularmente ventajoso en la eliminación de hielo del parabrisas de un vehículo en tiempo frío. Esta función de eliminación de hielo requiere que el conductor de un vehículo tenga que esperar mientras el fluido se calienta, hasta que se pueda descongelar el parabrisas. Los métodos y dispositivos conocidos en la técnica no son prácticos para este fin; sin embargo, usan típicamente calor o energía eléctrica generados por el propio motor del vehículo para calentar el fluido, lo que requiere que el conductor espere un tiempo inaceptablemente largo para que el fluido alcance una temperatura adecuada. Various methods and devices for providing a spray of hot water or other washing fluid on the windows of a vehicle are known in the art. The heated fluid is particularly advantageous in removing ice from the windshield of a vehicle in cold weather. This ice removal function requires that the driver of a vehicle have to wait while the fluid heats up, until the windshield can be defrosted. The methods and devices known in the art are not practical for this purpose; however, they typically use heat or electrical energy generated by the vehicle's own engine to heat the fluid, which requires the driver to wait an unacceptably long time for the fluid to reach an adequate temperature.
La utilización de la batería del vehículo para calentar el fluido, independientemente del motor del vehículo, resulta también problemática debido al gran consumo de corriente necesario para calentar una cantidad suficiente de líquido con el fin de descongelar eficazmente el parabrisas. Típicamente, la batería no es capaz de suministrar una intensidad de corriente razonable para calentar todo el depósito de fluido de lavado del vehículo en una cantidad de tiempo razonable. Aunque se han sugerido métodos y dispositivos para calentar el fluido sobre la marcha, cuando está a punto de ser rociado sobre el parabrisas, la batería tampoco es capaz de suministrar suficiente intensidad de corriente para calentar un chorro pulverizado de un volumen suficiente a una temperatura lo bastante alta como para conseguir una descongelación eficaz. The use of the vehicle's battery to heat the fluid, regardless of the vehicle's engine, is also problematic due to the large current consumption necessary to heat a sufficient amount of fluid in order to effectively defrost the windshield. Typically, the battery is not able to provide a reasonable current intensity to heat the entire tank of vehicle wash fluid in a reasonable amount of time. Although methods and devices have been suggested to heat the fluid on the fly, when it is about to be sprayed on the windshield, the battery is also not capable of supplying enough current to heat a spray of sufficient volume at a temperature high enough to achieve effective defrosting.
La patente de EE.UU. Nº 5.509.606 describe un dispositivo de lavado en caliente para el parabrisas de un vehículo, que incluye un recipiente en cuyo interior se bombea fluido de lavado procedente de un depósito y en el que el fluido se calienta mediante un elemento de calefacción eléctrico antes de que se rocíe sobre el parabrisas. El recipiente está aislado e incluye un termostato que se usa para asegurar que la temperatura del fluido no excede de un valor máximo predeterminado. El recipiente se mantiene lleno, aplicándosele calor cuando sea necesario para llevar al fluido frío bombeado al interior del recipiente hasta la temperatura prevista. U.S. Pat. No. 5,509,606 discloses a hot wash device for the windshield of a vehicle, which includes a container in whose interior washing fluid is pumped from a tank and in which the fluid is heated by an electric heating element before Spray on the windshield. The vessel is insulated and includes a thermostat that is used to ensure that the fluid temperature does not exceed a predetermined maximum value. The container is kept full, applying heat when necessary to bring the cold fluid pumped into the container to the expected temperature.
La patente de EE.UU. Nº 5.118.040 describe un aparato eléctrico para lavar los cristales de las ventanillas de un vehículo. Un recipiente aislado se coloca entre un depósito de fluido frío para lavado y unas descargas de chorro pulverizado a la ventanilla del vehículo, en una posición más baja que el depósito con objeto de mantenerse lleno de fluido. Cuando se pone en marcha el motor, un calentador eléctrico calienta el fluido del recipiente y permanece encendido mientras el vehículo esté en uso. Sin embargo, no existen medidas para un arranque y calentamiento rápidos para descongelar la ventanilla del vehículo. U.S. Pat. No. 5,118,040 describes an electrical apparatus for washing the windows of the windows of a vehicle. An insulated container is placed between a cold fluid reservoir for washing and sprayed jet discharges to the vehicle window, in a lower position than the reservoir in order to remain full of fluid. When the engine starts, an electric heater heats the fluid in the container and stays on while the vehicle is in use. However, there are no measures for rapid starting and heating to defrost the window of the vehicle.
La patente de EE.UU. Nº 4.090.668 describe un sistema de lavado y descongelación de parabrisas que incluye un depósito que tiene un recipiente herméticamente cerrado en el mismo. Una bomba trasiega fluido de lavado desde el depósito hasta el recipiente y desde el recipiente a una pluralidad de inyectores. El refrigerante caliente del motor se hace pasar a través de un conducto del depósito. Un hilo de resistencia eléctrica calienta el fluido del recipiente siempre que la temperatura descienda por debajo de un valor mínimo determinado. Unas válvulas de solenoide dirigen el chorro pulverizado desde el depósito hasta la ventanilla delantera o trasera del vehículo, pero no existe indicación alguna de utilizar las válvulas para cualesquiera otros fines de control de fluido. U.S. Pat. No. 4,090,668 describes a windshield washer and defrost system that includes a reservoir having a tightly closed container therein. A pump transfers washing fluid from the tank to the container and from the container to a plurality of injectors. The hot engine coolant is passed through a duct in the tank. An electric resistance wire heats the fluid in the container whenever the temperature drops below a certain minimum value. Solenoid valves direct the spray jet from the tank to the front or rear window of the vehicle, but there is no indication of using the valves for any other fluid control purposes.
La patente de EE. UU. Nº 5.012.977 describe un dispositivo para el lavado de ventanillas de vehículos en el que el fluido lavador contenido en un depósito se calienta, y en el que una bomba para rociar el fluido sobre una ventanilla de vehículo tiene una presión de descarga variable. Se detecta la temperatura del fluido del depósito, y la presión de descarga de la bomba se varía en consonancia de una manera inversa con la temperatura del fluido de lavado, con el fin de mantener un depósito de fluido más consistente en la ventanilla, puesto que la viscosidad del fluido varía con la temperatura. U.S. Patent UU. No. 5,012,977 describes a device for washing car windows in which the washing fluid contained in a tank is heated, and in which a pump for spraying the fluid on a vehicle window has a variable discharge pressure. The temperature of the reservoir fluid is detected, and the discharge pressure of the pump is varied in accordance with the temperature of the washing fluid in an inverse manner, in order to maintain a more consistent fluid reservoir in the window, since The viscosity of the fluid varies with temperature.
La patente de EE.UU, Nº 5.354.965 describe un sistema para calentar eléctricamente un volumen de fluido limpiador de parabrisas en un vehículo a motor. Se llena un recipiente con el volumen de fluido a calentar, utilizando termistores de coeficiente positivo de temperatura (en adelante PTC) u otros elementos de calefacción eléctrica. Un circuito de control regula la duración del período en que se calienta el fluido, de acuerdo con una temperatura ambiental predominante, antes de que el fluido se rocíe sobre el parabrisas. El circuito impide también que el calentamiento del fluido funcione cuando no esté enmarca el motor del vehículo. US Patent No. 5,354,965 describes a system for electrically heating a volume of windshield washer fluid in a motor vehicle. A container is filled with the volume of fluid to be heated, using thermistors with a positive temperature coefficient (hereinafter PTC) or other electric heating elements. A control circuit regulates the duration of the period in which the fluid is heated, according to a prevailing ambient temperature, before the fluid is sprayed on the windshield. The circuit also prevents the heating of the fluid from working when the vehicle's engine is not framed.
Un objeto del presente invento es proveer un aparato y un método perfeccionados para limpiar y descongelar una ventanilla de vehículo. An object of the present invention is to provide an improved apparatus and method for cleaning and defrosting a vehicle window.
Un objeto adicional de algunos aspectos del presente invento es proveer un aparato y unos métodos que habilitan una rápida iniciación de la descongelación de una ventanilla de vehículo. A further object of some aspects of the present invention is to provide an apparatus and methods that enable rapid initiation of defrosting of a vehicle window.
En realizaciones preferidas del presente invento, se provee un recipiente para calentar un fluido de lavado antes de que el fluido se descargue hacia una ventanilla de un vehículo. Antes de introducir el fluido en el recipiente, éste se precalienta, preferiblemente haciendo pasar una corriente eléctrica por un elemento de calentamiento contenido en el recipiente durante aproximadamente un minuto o menos. Una vez terminado el precalentamiento, se deja entrar al fluido en el recipiente y se calienta rápidamente por el contacto con el mismo, lo que conduce a un aumento en la presión en el recipiente debido a la vaporización de una fracción del fluido. Luego se descarga el fluido a una temperatura y una presión previstas con el fin de limpiar u descongelar el parabrisas. In preferred embodiments of the present invention, a container is provided for heating a washing fluid before the fluid is discharged into a window of a vehicle. Before introducing the fluid into the container, it is preheated, preferably by passing an electric current through a heating element contained in the container for about a minute or less. Once the preheating is finished, the fluid is allowed into the container and quickly heated by contact with it, which leads to an increase in the pressure in the container due to the vaporization of a fraction of the fluid. The fluid is then discharged at an expected temperature and pressure in order to clean or defrost the windshield.
Aunque el precalentamiento del recipiente consume solamente una cantidad de energía eléctrica moderada de la batería del vehículo, sí permite que se genere una cantidad suficiente de fluido caliente para descongelar la ventanilla antes de poner en marcha el vehículo con más rapidez que en cualquier sistema práctico de limpieza de ventanillas conocido en la técnica. Asimismo, la presión generada por la vaporización del fluido ayuda a liberar el hielo u otros bloqueos que puedan haberse formado en las tuberías o en los inyectores a través de los que se rocía el fluido sobre la ventanilla. Nótese asimismo que el rociado del fluido caliente sobre la superficie exterior del vehículo desempaña eficazmente también la superficie interior. Although the preheating of the container consumes only a moderate amount of electric power from the vehicle's battery, it does allow a sufficient amount of hot fluid to defrost the window before starting the vehicle faster than in any practical system. Window cleaning known in the art. Likewise, the pressure generated by the vaporization of the fluid helps to release the ice or other blockages that may have formed in the pipes or in the injectors through which the fluid is sprayed on the window. Note also that the spraying of the hot fluid on the exterior surface of the vehicle effectively also defrosts the interior surface.
En algunas realizaciones preferidas del presente invento, después que se ha calentado y descargado del recipiente una cantidad inicial del fluido, se introduce una cantidad adicional en el recipiente y se calienta inmediatamente. Una vez que la cantidad adicional ha alcanzado una temperatura prevista, también se descarga, preferiblemente tras un retardo de varios segundos. Este proceso continúa para ciclos repetidos de carga/descarga, hasta que las ventanillas se hayan limpiado y descongelado por completo. Preferiblemente, los ciclos de carga/descarga se temporizan en una secuencia cuyos parámetros, tales como la duración de cada descarga y los intervalos entre descargas, se varían de acuerdo con la temperatura ambiente del vehículo y del fluido no calentado. In some preferred embodiments of the present invention, after an initial amount of the fluid has been heated and discharged from the container, an additional amount is introduced into the container and immediately heated. Once the additional quantity has reached a predicted temperature, it is also discharged, preferably after a delay of several seconds. This process continues for repeated loading / unloading cycles, until the windows have been completely cleaned and thawed. Preferably, the charge / discharge cycles are timed in a sequence whose parameters, such as the duration of each discharge and the intervals between discharges, are varied according to the ambient temperature of the vehicle and the unheated fluid.
Se entenderá que el término “vehículo”, tal como se usa en el contexto de la presente solicitud de patente y en las reivindicaciones, se puede referir a cualquier tipo de vehículo con ruedas que tenga ventanillas, tal como un automóvil o un camión, así como un barco o un avión. Además, el término “ventanilla”, aunque típicamente se refiera al parabrisas de un vehículo, se puede referir a cualquier superficie transparente, incluyendo las ventanillas delanteras y traseras y los espejos retrovisores exteriores, así como las cubiertas de los faros y elementos similares. Adicionalmente, siempre que se use el término “limpieza” en la presente solicitud y en las reivindicaciones refiriéndose a una acción que implique el rociado con un fluido caliente sobre una ventanilla se entenderá que el término comprende también la descongelación. Los expertos en la técnica entenderán que los principios del presente invento se podrían adaptar para la limpieza y descongelación de otras superficies, incluyendo ventanillas y espejos internos, por ejemplo, así como para agua y fluidos calientes suministrados para otros fines. Y It will be understood that the term "vehicle", as used in the context of the present patent application and in the claims, may refer to any type of wheeled vehicle having windows, such as a car or a truck, as well. Like a ship or a plane In addition, the term "window", although typically referring to the windshield of a vehicle, can refer to any transparent surface, including the front and rear windows and exterior rearview mirrors, as well as headlight covers and similar elements. Additionally, whenever the term "cleaning" is used in the present application and in the claims referring to an action that involves spraying with a hot fluid on a window, it will be understood that the term also includes defrosting. Those skilled in the art will understand that the principles of the present invention could be adapted for cleaning and defrosting of other surfaces, including windows and internal mirrors, for example, as well as for water and hot fluids supplied for other purposes. Y
Por tanto, se provee, de acuerdo con una realización preferida del presente invento, un aparato para la limpieza de una ventanilla de un vehículo, que incluye: Therefore, according to a preferred embodiment of the present invention, there is provided an apparatus for cleaning a window of a vehicle, which includes:
un recipiente, que tiene una admisión a través de la cual se recibe un fluido de lavado procedente de un depósito y una descarga a través de la cual se descarga el fluido para limpiar la ventanilla; y a container, which has an intake through which a washing fluid is received from a reservoir and a discharge through which the fluid is discharged to clean the window; Y
un elemento de calentamiento para calentar el fluido del recipiente, cuyo elemento precalienta el recipiente antes de que el fluido de lavado se aloje en el mismo, por lo que al menos una cantidad inicial del fluido se calienta rápidamente y se descarga del recipiente. a heating element for heating the fluid in the container, whose element preheats the container before the washing fluid is lodged therein, whereby at least an initial amount of the fluid is rapidly heated and discharged from the container.
Preferiblemente, el recipiente se drena al menos parcialmente del fluido contenido en el mismo antes de que el elemento precaliente el recipiente, por lo que el recipiente incluye una válvula de drenaje, activada en cooperación con el funcionamiento del elemento de calentamiento, a través de la cual el recipiente se drena al menos en parte. Preferiblemente, la válvula de drenaje es una válvula unidireccional. Además, preferiblemente, el fluido drena al depósito, sustancialmente con independencia de la altura del depósito con respecto al recipiente. Preferably, the container is at least partially drained from the fluid contained therein before the element preheats the container, whereby the container includes a drain valve, activated in cooperation with the operation of the heating element, through the which vessel is drained at least in part. Preferably, the drain valve is a unidirectional valve. In addition, preferably, the fluid drains into the reservoir, substantially independent of the height of the reservoir relative to the vessel.
Preferiblemente, el aparato incluye una bomba, que transporta el fluido desde el depósito hasta el recipiente después que el elemento precaliente al recipiente, en donde la bomba y el depósito forman preferiblemente parte de un sistema pre-existente de limpieza del vehículo, en el cual el recipiente y el elemento de calentamiento se han reconstruido con partes nuevas. Alternativamente, todo el aparato se podría fabricar como una unidad integral. Incluyendo la bomba. Preferiblemente, el rápido calentamiento de la cantidad inicial del fluido causa que éste se descargue a una presión sustancialmente mayor que la presión generada por la bomba en la admisión del recipiente. Preferably, the apparatus includes a pump, which transports the fluid from the tank to the container after the preheating element to the container, wherein the pump and the tank are preferably part of a pre-existing vehicle cleaning system, in which The container and the heating element have been rebuilt with new parts. Alternatively, the entire device could be manufactured as an integral unit. Including the pump. Preferably, the rapid heating of the initial amount of the fluid causes it to discharge at a pressure substantially greater than the pressure generated by the pump at the intake of the vessel.
Preferiblemente, el aparato incluye una o varias válvulas, que regulan el paso de fluido a través del recipiente en respuesta al funcionamiento del elemento de calentamiento. Preferiblemente, las una o varias válvulas incluyen una válvula de solenoide, o bien, alternativamente, una válvula hidráulica, neumática o accionada por vacío. Como mínimo una de las una o varias válvula está fijada preferiblemente en la admisión del recipiente, o bien, alternativa o adicionalmente, en la descarga del recipiente, en donde la como mínimo una válvula fijada a la descarga se abre en respuesta a un aumento de presión en el recipiente, debido al contacto entre el fluido y el recipiente precalentado. Preferably, the apparatus includes one or more valves, which regulate the passage of fluid through the container in response to the operation of the heating element. Preferably, the one or more valves include a solenoid valve, or alternatively, a hydraulic, pneumatic or vacuum operated valve. At least one of the one or more valves is preferably fixed at the admission of the container, or alternatively or additionally, at the discharge of the container, where the at least one valve attached to the discharge opens in response to an increase in pressure in the container, due to the contact between the fluid and the preheated container.
En una realización preferida, el aparato incluye uno o varios sensores de temperatura, que generan unas señales en respuesta a una temperatura de funcionamiento del aparato, y un controlador, que recibe las señales y regula la descarga del fluido del recipiente en respuesta a las mismas. Preferiblemente, después de que se ha descargado la cantidad inicial de fluido, se vuelven a introducir en el recipiente una o varias cantidades adicionales del fluido y se descargan intermitentemente del mismo, en respuesta a las señales de temperatura, en donde las cantidades se descargan cuando las señales de temperatura indican que la temperatura del fluido en el recipiente está por encima de un valor umbral predeterminado, y la descarga se interrumpe cuando la temperatura del fluido desciende por debajo del valor umbral. Alternativa o adicionalmente, las cantidades se controlan de acuerdo con una secuencia de temporización predeterminada, que se selecciona en respuesta a las señales de temperatura, y el valor umbral de la temperatura podría variar entre las cantidades en la secuencia. In a preferred embodiment, the apparatus includes one or more temperature sensors, which generate signals in response to an operating temperature of the apparatus, and a controller, which receives the signals and regulates the discharge of fluid from the container in response to them. . Preferably, after the initial amount of fluid has been discharged, one or more additional amounts of the fluid are reintroduced into the vessel and intermittently discharged therefrom, in response to the temperature signals, where the quantities are discharged when The temperature signals indicate that the temperature of the fluid in the vessel is above a predetermined threshold value, and the discharge is interrupted when the temperature of the fluid drops below the threshold value. Alternatively or additionally, the quantities are controlled according to a predetermined timing sequence, which is selected in response to the temperature signals, and the threshold value of the temperature could vary between the quantities in the sequence.
En otra realización preferida, el controlador analiza las señale para detectar un fallo de funcionamiento del aparato e interrumpe el funcionamiento del elemento de calentamiento cuando se detecta el fallo. In another preferred embodiment, the controller analyzes the signals to detect a malfunction of the apparatus and interrupts the operation of the heating element when the fault is detected.
Preferiblemente como mínimo uno de los uno o varios sensores de temperatura está instalado dentro del recipiente, El como mínimo un sensor está preferiblemente sumergido de un modo sustancial en el fluido del recipiente. Alternativamente, el al menos un sensor está situado de manera que se encuentre sustancialmente fuera del fluido del recipiente mientras el elemento de calentamiento precalienta el recipiente. Preferiblemente, el funcionamiento del elemento de calentamiento se interrumpe cuando la temperatura dentro del recipiente excede a un valor máximo predeterminado. Preferably at least one of the one or more temperature sensors is installed inside the container. The at least one sensor is preferably substantially submerged in the container fluid. Alternatively, the at least one sensor is positioned so that it is substantially outside the container fluid while the heating element preheats the container. Preferably, the operation of the heating element is interrupted when the temperature inside the container exceeds a predetermined maximum value.
En una realización preferida, al menos uno de los uno o varios sensores de temperatura está fijado en una superficie exterior del recipiente. Adicional o alternativamente, el al menos uno de los uno o varios sensores de temperatura está fijado al depósito o en una superficie exterior del vehículo, con la máxima preferencia en una superficie exterior de la ventanilla que se va a limpiar, cubierto por una tapa al menos parcialmente reflectora, con el fin de neutralizar sustancialmente el efecto de la radiación solar sobre el mismo. Preferiblemente, el fluido contenido en el recipiente se calienta hasta una temperatura que se varía en respuesta a las señales generadas por el como mínimo un sensor fijado en la superficie exterior del vehículo, o de otro modo en respuesta a la temperatura exterior del vehículo. In a preferred embodiment, at least one of the one or more temperature sensors is fixed on an outer surface of the container. Additionally or alternatively, the at least one of the one or more temperature sensors is fixed to the tank or on an exterior surface of the vehicle, most preferably on an exterior surface of the window to be cleaned, covered by a cover to the less partially reflective, in order to substantially neutralize the effect of solar radiation on it. Preferably, the fluid contained in the container is heated to a temperature that is varied in response to the signals generated by at least one sensor fixed on the exterior surface of the vehicle, or otherwise in response to the external temperature of the vehicle.
Preferiblemente el recipiente incluye un compartimiento interior que comunica con la descarga, en cuyo compartimiento está situado el elemento de calentamiento, y un compartimiento exterior, que generalmente circunda al compartimiento interior, que comunica con la admisión. Preferiblemente, el recipiente incluye una envuelta exterior aislante que rodea al compartimiento exterior y una pared entre los compartimientos exterior e interior, que se precalienta mediante el elemento de calentamiento. Alternativamente, el compartimiento exterior está circundado por uno o más compartimientos adicionales de fluido, externos al mismo. Preferably the container includes an inner compartment that communicates with the discharge, in which compartment the heating element is located, and an outer compartment, which generally surrounds the inner compartment, which communicates with the intake. Preferably, the container includes an insulating outer shell surrounding the outer compartment and a wall between the outer and inner compartments, which is preheated by the heating element. Alternatively, the outer compartment is surrounded by one or more additional fluid compartments, external to it.
Preferiblemente, el aparato incluye una válvula de alivio de presión. Preferably, the apparatus includes a pressure relief valve.
Adicionalmente con preferencia, el aparato incluye una línea de derivación, que pone al recipiente en derivación, a través de la cual se transporta el fluido para limpiar la ventanilla sin calentar el fluido, en donde, cuando haya que limpiar la ventanilla , mientras el elemento esté precalentando el recipiente, se deriva el fluido a través de la línea de derivación. Preferiblemente, un usuario del vehículo selecciona si hay que activar el aparato de calentamiento, para que cuando el aparato se desactive, el fluido se transporte por la línea de derivación. Más preferiblemente, el aparato se conmuta automáticamente entre transportar el fluido a través del recipiente o a través de la derivación, en respuesta a un ciclo de calentamiento del recipiente. Cuando no se dispone de fluido del recipiente, el fluido sin calentar, preferiblemente, se transporta automáticamente a través de la línea de derivación. Additionally preferably, the apparatus includes a bypass line, which puts the container in bypass, through which the fluid is transported to clean the window without heating the fluid, where, when the window has to be cleaned, while the element If the container is preheating, the fluid is derived through the bypass line. Preferably, a user of the vehicle selects whether to activate the heating apparatus, so that when the apparatus is deactivated, the fluid is transported along the bypass line. More preferably, the apparatus automatically switches between transporting the fluid through the container or through the bypass, in response to a heating cycle of the container. When container fluid is not available, unheated fluid is preferably automatically transported through the bypass line.
En una realización preferida, el aparato incluye un dispositivo de entrada a distancia, que se activa por un usuario del vehículo para iniciar el precalentamiento del recipiente antes de poner en marcha el vehículo. In a preferred embodiment, the apparatus includes a remote entry device, which is activated by a vehicle user to initiate preheating of the container before starting the vehicle.
Preferiblemente, el elemento de calentamiento incluye un hilo resistivo de calentamiento. Alternativa o adicionalmente, el elemento de calentamiento transporta calor desde una fuente de calor del vehículo hasta el fluido del recipiente. Preferably, the heating element includes a resistive heating wire. Alternatively or additionally, the heating element transports heat from a heat source of the vehicle to the fluid in the container.
Se provee también, según una realización preferida del presente invento, un aparato para limpiar una ventanilla de un vehículo, que incluye: Also provided, according to a preferred embodiment of the present invention, is an apparatus for cleaning a window of a vehicle, which includes:
un recipiente, que tiene una admisión a través de la cual se recibe un líquido e lavado de un depósito y una descarga a través de la cual se descarga el fluido para limpiar la ventanilla; a container, which has an intake through which a liquid is received and washed from a reservoir and a discharge through which the fluid is discharged to clean the window;
un elemento de calentamiento para calentar el fluido contenido en el recipiente; a heating element for heating the fluid contained in the container;
un sensor de temperatura, que detecta la temperatura en el recipiente; a temperature sensor, which detects the temperature in the container;
una válvula para controlar el flujo del fluido que pasa por el recipiente, la cual libera intermitentemente cantidades del fluido a través de la descarga a una temperatura prevista, en respuesta a la temperatura detectada por el sensor. a valve to control the flow of the fluid that passes through the container, which intermittently releases quantities of the fluid through the discharge at a predicted temperature, in response to the temperature detected by the sensor.
Preferiblemente, un limpiaparabrisas se activa intermitentemente para limpiar la ventanilla en respuesta a la liberación intermitente del fluido. Preferably, a windshield wiper is activated intermittently to clean the window in response to intermittent fluid release.
Preferiblemente, el aparato incluye un controlador, que regula la liberación intermitente del fluido de acuerdo con una secuencia de temporización dada, preferiblemente una secuencia predeterminada o programable, en donde la secuencia de temporización se varía en respuesta a una temperatura ambiente en el vehículo o, alternativa o adicionalmente, a una temperatura de una superficie exterior de la ventanilla. Preferably, the apparatus includes a controller, which regulates the intermittent release of the fluid according to a given timing sequence, preferably a predetermined or programmable sequence, wherein the timing sequence is varied in response to an ambient temperature in the vehicle or, alternatively or additionally, at a temperature of an exterior surface of the window.
Preferiblemente, se libera una cantidad inicial del fluido a una presión sustancialmente más alta que la de las cantidades subsiguientes. Preferably, an initial amount of the fluid is released at a pressure substantially higher than that of subsequent amounts.
Además se provee, de acuerdo con una realización preferida del presente invento, un método para limpiar una ventanilla de un vehículo usando un fluido de lavado, que incluye: In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a method of cleaning a window of a vehicle using a washing fluid, which includes:
precalentar un recipiente; preheat a container;
introducir una cantidad del fluido en el recipiente precalentado, por lo que se elevan la presión y la temperatura del fluido; introducing a quantity of the fluid into the preheated container, whereby the pressure and the temperature of the fluid are raised;
descargar el fluido en la ventanilla a la presión y temperatura elevadas. discharge the fluid in the window at high pressure and temperature.
Preferiblemente, el recipiente se vacía de fluido antes de precalentar el recipiente. Preferably, the container is emptied of fluid before preheating the container.
Además y preferiblemente, la etapa de introducir el fluido incluye bombearlo al interior del recipiente a una presión de bombeo, en donde la presión elevada a la que se descarga el fluido es sustancialmente mayor que la presión de bombeo. In addition and preferably, the step of introducing the fluid includes pumping it into the vessel at a pumping pressure, wherein the elevated pressure at which the fluid is discharged is substantially greater than the pumping pressure.
En una realización preferida, el método incluye medir una temperatura del fluido, en el que la etapa de descargar el fluido incluye controlar la descarga del fluido en respuesta a la medida de temperatura. Adicional o alternativamente, se mide una temperatura de una superficie exterior del vehículo, en donde la etapa de descargar el fluido incluye controlar la descarga del fluido en respuesta a la temperatura de la superficie exterior. In a preferred embodiment, the method includes measuring a fluid temperature, in which the step of discharging the fluid includes controlling the discharge of the fluid in response to the temperature measurement. Additionally or alternatively, a temperature of an exterior surface of the vehicle is measured, wherein the step of discharging the fluid includes controlling the discharge of the fluid in response to the temperature of the exterior surface.
Se provee además, según una realización preferida del presente invento, un método para limpiar una ventanilla de un vehículo usando un fluido de lavado, que incluye repetir una pluralidad de veces en secuencia las etapas de: In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a method of cleaning a window of a vehicle using a washing fluid, which includes repeating a plurality of times in sequence the steps of:
calentar una cantidad del fluido; heat a quantity of the fluid;
monitorizar una temperatura de la cantidad del fluido; y monitor a temperature of the amount of fluid; Y
descargar la cantidad cuando se satisfaga una condición predeterminada en el calentamiento del fluido. Discharge the quantity when a predetermined condition in the heating of the fluid is satisfied.
Preferiblemente, la condición predeterminada se satisface cuando la cantidad del fluido llega a un nivel seleccionado. Alternativa o adicionalmente, la condición predeterminada se satisface cuando haya transcurrido un período predeterminado de tiempo desde el comienzo del calentamiento. Preferably, the predetermined condition is satisfied when the amount of the fluid reaches a selected level. Alternatively or additionally, the predetermined condition is satisfied when a predetermined period of time has elapsed since the beginning of the heating.
Se provee además, de acuerdo con una realización preferida del presente invento, un aparato de descongelación de parabrisas de vehículo que incluye: una pluralidad de unidades de calentamiento individuales; y un alojamiento de múltiples camisas en el que cada camisa circunda una de las unidades de calentamiento, estando conectadas entre sí las camisas mediante conductos para fluidos, incluyendo un lumbrera de admisión y de descarga, cuyo alojamiento está unido en la lumbrera de admisión a una fuente de fluido de lavado de parabrisas y en la lumbrera de descarga a una cabeza de rociado de parabrisas, haciéndose funcionar las unidades de calentamiento para calentar el fluido de lavado durante su circulación a la cabeza de rociado de parabrisas, proporcionando el fluido rociado calentado un efecto de descongelación de parabrisas. In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, a vehicle windshield defrosting apparatus is provided which includes: a plurality of individual heating units; and a multi-jacket housing in which each jacket surrounds one of the heating units, the shirts being connected to each other by means of fluid conduits, including an intake and discharge port, whose housing is attached at the intake port to a source of windshield washer fluid and at the discharge port to a windshield spray head, the heating units being operated to heat the washer fluid during its circulation to the windshield spray head, providing the heated sprayed fluid a windshield defrosting effect.
Adicionalmente se provee, según una realización preferida del presente invento, un dispositivo de descongelación de parabrisas activado eléctricamente para vehículos, que incluye un recipiente calentable para fluido de lavado de parabrisas que se puede conectar entre un depósito de fluido de lavado y unas cabezas de rociado situadas enfrente del parabrisas, y provisto de una lumbrera de admisión y de una lumbrera de descarga para el fluido, y que tiene un elemento calentador eléctrico instalado dentro del recipiente calentable, no excediendo de 300 ml la capacidad de líquido remanente del recipiente calentable, cuyo elemento calentador se puede conectar a la batería del vehículo y está dimensionado para calentar el fluido contenido en el recipiente calentable a la temperatura de descongelación en no más de un minuto de activación. Additionally, according to a preferred embodiment of the present invention, an electrically activated windshield defrosting device for vehicles is provided, which includes a heated vessel for windshield washer fluid that can be connected between a reservoir of washer fluid and spray heads located in front of the windshield, and provided with an intake port and a discharge port for the fluid, and having an electric heating element installed inside the heated container, not exceeding 300 ml the remaining liquid capacity of the heated container, whose The heating element can be connected to the vehicle's battery and is sized to heat the fluid contained in the heated container to the defrosting temperature in no more than one minute of activation.
El presente invento se entenderá más fácilmente a partir de la siguiente descripción detallada de sus realizaciones preferidas, considerada conjuntamente con los dibujos, en los que: The present invention will be more readily understood from the following detailed description of its preferred embodiments, taken in conjunction with the drawings, in which:
La Figura 1 es una ilustración pictórica esquemática que muestra un aparato para limpiar un parabrisas con fluido de lavado caliente, según una realización preferida del presente invento. Figure 1 is a schematic pictorial illustration showing an apparatus for cleaning a windshield with hot washing fluid, according to a preferred embodiment of the present invention.
La Figura 2 es un diagrama esquemático que muestra detalles del aparato de limpieza de la Figura 1, según una realización preferida del presente invento. Figure 2 is a schematic diagram showing details of the cleaning apparatus of Figure 1, according to a preferred embodiment of the present invention.
La Figura 3 es una ilustración esquemática que muestra un sensor de temperatura sobre el parabrisas del automóvil de la Figura 1, según una realización preferida del presente invento; Figure 3 is a schematic illustration showing a temperature sensor on the windshield of the car of Figure 1, according to a preferred embodiment of the present invention;
La Figura 4 es un diagrama esquemático de bloques que ilustra las funciones de un controlador electrónico en el aparato de la Figura 1, según una realización preferida del presente invento; Figure 4 is a schematic block diagram illustrating the functions of an electronic controller in the apparatus of Figure 1, according to a preferred embodiment of the present invention;
La Figura 5 es un diagrama de tiempos que muestra el funcionamiento del aparato de la Figura 1, según una realización preferida del presente invento; Figure 5 is a timing diagram showing the operation of the apparatus of Figure 1, according to a preferred embodiment of the present invention;
La Figura 6 es un diagrama esquemático que muestra detalles del aparato de limpieza de parabrisas, según otra realización preferida del presente invento; Figure 6 is a schematic diagram showing details of the windshield cleaning apparatus, according to another preferred embodiment of the present invention;
La Figura 7 es una vista en corte de un recipiente que se puede calentar para uso en un aparato de limpieza de parabrisas, según una realización preferida del presente invento; Figure 7 is a sectional view of a container that can be heated for use in a windshield cleaning apparatus, according to a preferred embodiment of the present invention;
La Figura 8 es una vista en corte de un recipiente, que se puede calentar, para uso en aparatos de limpieza de parabrisas, según otra realización preferida del presente invento; Figure 8 is a sectional view of a container, which can be heated, for use in windshield cleaning apparatus, according to another preferred embodiment of the present invention;
La Figura 9 es una vista en perspectiva de un recipiente, que se puede calentar, para uso en aparatos de limpieza de parabrisas, según todavía otra realización preferida del presente invento; Figure 9 is a perspective view of a container, which can be heated, for use in windshield cleaning apparatus, according to yet another preferred embodiment of the present invention;
La Figura 10 es un esquema eléctrico que muestra la conexión de las unidades de calentamiento de la Figura 9, según una realización preferida del presente invento; Figure 10 is an electrical diagram showing the connection of the heating units of Figure 9, according to a preferred embodiment of the present invention;
La Figura 11 es una vista lateral de una parte interna del recipiente de la Figura 10, según una realización preferida del presente invento; Figure 11 is a side view of an inner part of the container of Figure 10, according to a preferred embodiment of the present invention;
La Figura 12 es una vista en corte transversal del recipiente de la Figura 11, tomado a lo largo de la línea XII-XII: Figure 12 is a cross-sectional view of the container of Figure 11, taken along line XII-XII:
Las Figuras 13A y 13B son, respectivamente, una vista en planta desde arriba y una vista lateral en corte del recipiente de la Figura 11, habiéndose tomado la vista en corte a lo largo de la línea XIIIB-XIIIB; Figures 13A and 13B are, respectively, a plan view from above and a sectional side view of the container of Figure 11, the sectional view taken along line XIIIB-XIIIB;
La Figura 14 es una ilustración pictórica esquemática que muestra un aparato de limpieza de ventanilla en una configuración alternativa, según una realización preferida del presente invento; Figure 14 is a schematic pictorial illustration showing a window cleaning apparatus in an alternative configuration, according to a preferred embodiment of the present invention;
La Figura 15 es una ilustración esquemática de un recipiente de calentamiento para uso en un aparato de limpieza de ventanilla, según una realización preferida del presente invento; Figure 15 is a schematic illustration of a heating vessel for use in a window cleaning apparatus, according to a preferred embodiment of the present invention;
La Figura 16 es una ilustración esquemática que muestra un hilo de calentamiento para uso en el recipiente de la Figura 15, según una realización preferida del presente invento; y Figure 16 is a schematic illustration showing a heating wire for use in the container of Figure 15, according to a preferred embodiment of the present invention; Y
Las Figuras 17A hasta 17L son ilustraciones esquemáticas que muestran el funcionamiento del recipiente de la Figura 15 y el aparato en el que se usa el recipiente, según una realización preferida del presente invento. Figures 17A through 17L are schematic illustrations showing the operation of the container of Figure 15 and the apparatus in which the container is used, according to a preferred embodiment of the present invention.
Refiriéndose ahora a la Figura 1, es ésta una ilustración pictórica esquemática que muestra un aparato 20 de descongelación y limpieza de ventanillas alimentado eléctricamente para vehículos, según una realización preferida del presente invento, que se muestra armado para uso en un automóvil 22 que tiene un parabrisas 24 recubierto de hielo 26. Referring now to Figure 1, this is a schematic pictorial illustration showing an electrically powered window defrosting and cleaning apparatus 20 for vehicles, according to a preferred embodiment of the present invention, shown armed for use in a car 22 having a windshield 24 covered with ice 26.
Un recipiente 28, que se puede calentar, para fluido de lavado de parabrisas está conectado entre un depósito 30 de fluido de lavado del automóvil 22 y una cabezas de rociado 32, que rocían el fluido sobre el parabrisas 24 cuando un usuario 25 del automóvil las activa. El usuario podría activar el aparato desde dentro o desde fuera del automóvil 22, como se muestra en la figura y se describe adicionalmente más adelante en la presente memoria. El recipiente 28 tiene una lumbrera 34 de admisión, que recibe fluido de lavado del depósito 30, y una lumbrera 36 de descarga a través de la cual se descarga fluido calentado a las cabezas 32 de rociado. El fluido es conducido mediante una bomba 40, que en general ya existe en el automóvil 22 para rociar fluido sin calentar para limpiar el parabrisas 24. Una batería 42 suministra energía eléctrica y unos limpiaparabrisas 44 limpian el hielo fundido y la suciedad del parabrisas, como es conocido en la técnica. Un controlador 46 regula el funcionamiento del aparato 20, y opcionalmente también controla a los limpiaparabrisas 44 en conjunción con el funcionamiento del aparato. Otros aspectos y detalles del aparato se describen adicionalmente más adelante en la presente memoria. A container 28, which can be heated, for windshield washer fluid is connected between a reservoir 30 of car wash fluid 22 and a spray heads 32, which spray the fluid onto the windshield 24 when a user 25 of the car active The user could activate the apparatus from inside or outside of the car 22, as shown in the figure and described further herein below. The container 28 has an intake port 34, which receives wash fluid from the reservoir 30, and a discharge port 36 through which heated fluid is discharged to the spray heads 32. The fluid is driven by a pump 40, which in general already exists in the car 22 to spray unheated fluid to clean the windshield 24. A battery 42 supplies electric power and windshield wipers 44 clean the molten ice and dirt from the windshield, such as It is known in the art. A controller 46 regulates the operation of the apparatus 20, and optionally also controls the wipers 44 in conjunction with the operation of the apparatus. Other aspects and details of the apparatus are described further hereinafter.
La Figura 2 es un diagrama esquemático, parcialmente en corte, que muestra detalles del recipiente 28 y de otros elementos del aparato 20, según una realización preferida del presente invento. El recipiente 28 es generalmente de forma cilíndrica y comprende una cámara interior 52 rodeada por una cámara exterior 54. La cámara interior 52 se contiene y está definida por una pared interior 56, que preferiblemente está constituida por un metal tal como acero inoxidable. La cámara exterior 54 está rodeada por una pared exterior 58 del recipiente, preferiblemente constituida por un material aislante, tal como un plástico. Un elemento de calentamiento 50 instalado dentro de la cámara interior 52 calienta el fluido del recipiente 38. Como resultado de la disposición concéntrica de las cámaras 52 y 54, se minimizan las pérdidas de calor del recipiente 28, puesto que el calor perdido por el fluido caliente en la cámara 52 se utiliza en gran escala para precalentar el fluido más frío contenido en l cámara 54. Dado que el fluido contenido en la cámara 54 está más frío, sus pérdidas de calor a través de la pared exterior 58 son relativamente pequeñas. Figure 2 is a schematic diagram, partially in section, showing details of the container 28 and other elements of the apparatus 20, according to a preferred embodiment of the present invention. The container 28 is generally cylindrical in shape and comprises an inner chamber 52 surrounded by an outer chamber 54. The inner chamber 52 is contained and defined by an inner wall 56, which is preferably constituted by a metal such as stainless steel. The outer chamber 54 is surrounded by an outer wall 58 of the container, preferably constituted by an insulating material, such as a plastic. A heating element 50 installed inside the inner chamber 52 heats the fluid of the container 38. As a result of the concentric arrangement of the chambers 52 and 54, the heat losses of the container 28 are minimized, since the heat lost by the fluid Hot in chamber 52 is used on a large scale to preheat the coldest fluid contained in chamber 54. Since the fluid contained in chamber 54 is colder, its heat losses through the outer wall 58 are relatively small.
El elemento de calentamiento 50 comprende preferiblemente un elemento eléctrico calentado por una resistencia, que se alimenta de la batería 42 a través del controlador 46, según una secuencia de calentamiento que se describe adicionalmente más adelante en la presente memoria. De un modo alternativo adicional, el elemento 50 se podría calentar por el intercambio de calor con una fuente de calor del automóvil 22, tal como el fluido de refrigeración del motor o los gases del escape. Sin embargo, el calentamiento eléctrico por la batería 42 es ventajoso, puesto que permite que el recipiente 28 se caliente rápidamente incluso antes de que el motor se ponga en marcha. Preferiblemente, el elemento 50 consume aproximadamente 400 W, potencia que las baterías normales de los automóviles pueden suministrar fácilmente. Además, el recipiente 28 preferiblemente se ha dimensionado de tal manera que transcurrido aproximadamente un minuto o menos de la activación del elemento de calentamiento, es capaz de calentar y descargar fluido de un volumen y temperatura suficientes para fundir el hielo 26. Para ello, la cámara interior 52 preferiblemente contiene alrededor de 50 ml del fluido. Sin embargo, se observará que los principios del presente invento se podrían aplicar similarmente mediante la puesta en escala del volumen del recipiente 28 y de la potencia del elemento 50 a cualquier capacidad requerida. En particular, cuando el aparato 20 se usa en vehículos de mayor tamaño, tales como camiones o barcos, el volumen y el consumo de potencia del recipiente serán típicamente y de forma sustancial mayores que en el automóvil 22. The heating element 50 preferably comprises an electrical element heated by a resistor, which is fed from the battery 42 through the controller 46, according to a heating sequence which is further described hereinbelow. Alternatively, the element 50 could be heated by heat exchange with a heat source of the car 22, such as engine cooling fluid or exhaust gases. However, the electric heating by the battery 42 is advantageous, since it allows the container 28 to warm up quickly even before the engine starts. Preferably, element 50 consumes approximately 400 W, power that normal car batteries can easily supply. Furthermore, the container 28 has preferably been sized in such a way that after approximately one minute or less of the activation of the heating element, it is capable of heating and discharging fluid of a sufficient volume and temperature to melt the ice 26. To this end, the inner chamber 52 preferably contains about 50 ml of the fluid. However, it will be noted that the principles of the present invention could similarly be applied by scaling the volume of the container 28 and the power of the element 50 at any required capacity. In particular, when the apparatus 20 is used in larger vehicles, such as trucks or ships, the volume and power consumption of the container will typically be substantially greater than in the car 22.
Cuando un usuario 25 del vehículo 22 activa el aparato 20, el controlador 46 permite que la corriente de la batería 42 circule por el elemento de calentamiento 50. de tal manera que el recipiente 28 empiece a calentarse. A cualquier fluido contenido en el recipiente se le permite preferiblemente drenarse a través de una lumbrera 60 de drenaje, mediante la apertura de una válvula 62 de drenaje. La válvula 62, lo mismo que las otras válvulas utilizadas en el aparato 20, como se describe más adelante en la presente memoria, comprende preferiblemente una válvula de solenoide, o cualquier tipo adecuado de válvula conocido en la técnica, que se controla mediante el controlador 46. El controlador preferiblemente aplica una intensidad de corriente relativamente alta para abrir la válvula, pero luego reduce la intensidad a un nivel más bajo para mantener abierta la válvula. De ese modo, el elemento 50 precalienta el recipiente, incluyendo en particular la pared interior 56. El calor que se acumula en el recipiente tiende a vaporizar el fluido que permanece en el mismo, generando una presión que fuerza al fluido a salir a través de la lumbrera 60, independientemente de si el recipiente 28 está situado más alto o más bajo que el depósito When a user 25 of the vehicle 22 activates the apparatus 20, the controller 46 allows the battery current 42 to circulate through the heating element 50. such that the container 28 begins to heat up. Any fluid contained in the container is preferably allowed to drain through a drain port 60, by opening a drain valve 62. The valve 62, the same as the other valves used in the apparatus 20, as described hereinbelow, preferably comprises a solenoid valve, or any suitable type of valve known in the art, which is controlled by the controller 46. The controller preferably applies a relatively high current intensity to open the valve, but then reduces the intensity to a lower level to keep the valve open. Thus, the element 50 preheats the container, including in particular the inner wall 56. The heat that accumulates in the container tends to vaporize the fluid that remains therein, generating a pressure that forces the fluid out through the port 60, regardless of whether the container 28 is located higher or lower than the tank
30. Preferiblemente, un sensor 64 de temperatura mide la temperatura en el recipiente 28 y suministra realimentación al controlador 46. 30. Preferably, a temperature sensor 64 measures the temperature in the container 28 and supplies feedback to the controller 46.
Una vez que el recipiente ha alcanzado una temperatura prevista, preferiblemente con el elemento de calentamiento 50 llegando a una temperatura de varios centenares de grados centígrados, se cierra la válvula 62 de drenaje y se abre una válvula 66 de admisión. Alternativamente, las válvulas se podrían abrir simplemente después de que haya transcurrido un tiempo predeterminado, puesto que la presencia de una cantidad residual de fluido en el fondo del recipiente 28 impedirá eficazmente un grave sobrecalentamiento del recipiente. La bomba 40 se pone en marcha para transportar una cantidad inicial de fluido de lavado, preferiblemente entre 30 y 50 ml, desde el depósito 30 a la lumbrera 34 de admisión. Una válvula unidireccional 68 impide preferiblemente el contra-flujo del fluido hacia la lumbrera 60 de drenaje. Como la válvula 74 de descarga es preferiblemente una válvula de tres vías, es decir, de un tipo que tiene dos admisiones y una sola descarga (en la que el fluido podría entrar también a través de la descarga y circular hacia atrás a las admisiones), permitiendo que cualquiera de las dos admisiones esté en comunicación con la descarga. La válvula 74 se configura para permitir el flujo desde la lumbrera 36 de descarga a las cabezas de rociado 32, y para bloquear el flujo a través de una línea de derivación 76. Alternativamente, se podrían proveer válvulas separadas para la descarga y la línea de derivación. Once the container has reached an expected temperature, preferably with the heating element 50 reaching a temperature of several hundred degrees Celsius, the drain valve 62 is closed and an intake valve 66 is opened. Alternatively, the valves could be opened simply after a predetermined time has elapsed, since the presence of a residual amount of fluid at the bottom of the container 28 will effectively prevent serious overheating of the container. The pump 40 is started to transport an initial amount of wash fluid, preferably between 30 and 50 ml, from the reservoir 30 to the intake port 34. A unidirectional valve 68 preferably prevents the backflow of the fluid towards the drain port 60. As the discharge valve 74 is preferably a three-way valve, that is, of a type having two admissions and a single discharge (in which the fluid could also enter through the discharge and circulate back to the admissions) , allowing either of the two admissions to be in communication with the download. The valve 74 is configured to allow flow from the discharge port 36 to the spray heads 32, and to block the flow through a bypass line 76. Alternatively, separate valves could be provided for the discharge and the discharge line. derivation.
El fluido llena la cámara exterior 54 y circula a la cámara interior 52 a través de la aberturas 70 practicadas en la pared interior 56. Una abertura adicional 72 practicada cerca de la parte más alta de la pared 56 ayuda a la igualación de la presión entre las cámaras interior y exterior. Tras el contacto con el elemento caliente 50 y la pared 56, el fluido se calienta rápidamente, causando que se vaporice una parte del fluido. La presión generada en la vaporización fuerza al fluido caliente a salir por la lumbrera 36 de descarga y cabezas de rociado 32, a una temperatura y una presión elevadas. Opcionalmente, la válvula 74 de descarga se mantiene cerrada incluso después de abrir la válvula 66 de admisión, y se abre solamente cuando se haya acumulado suficiente presión en el recipiente 28, bien de forma autónoma o bien accionada por el controlador 46. El fluido presurizado caliente no sólo facilita la rápida fusión del hielo 26 en el parabrisas 24, sino que también es capaz de eliminar por soplado los bloqueos en las tuberías de fluido entre la lumbrera 36 de descarga y las cabezas de rociado 32 que pudieran ser causados por hielo o suciedad, Preferiblemente, una válvula unidireccional 78 pone en derivación la lumbrera 36 de descarga al aire ambiente para aliviar condiciones de vacío que puedan surgir. The fluid fills the outer chamber 54 and circulates to the inner chamber 52 through the openings 70 made in the inner wall 56. An additional opening 72 made near the highest part of the wall 56 helps equalize the pressure between the inner and outer chambers. After contact with the hot element 50 and the wall 56, the fluid heats up quickly, causing part of the fluid to vaporize. The pressure generated in the vaporization forces the hot fluid to exit through the discharge port 36 and spray heads 32, at a high temperature and pressure. Optionally, the discharge valve 74 is kept closed even after opening the intake valve 66, and is opened only when sufficient pressure has accumulated in the vessel 28, either autonomously or operated by the controller 46. The pressurized fluid Hot not only facilitates the rapid melting of ice 26 on windshield 24, but is also capable of blowing out blockages in the fluid lines between discharge port 36 and spray heads 32 that could be caused by ice or dirt, Preferably, a unidirectional valve 78 shunts the discharge port 36 to ambient air to relieve vacuum conditions that may arise.
Después que se ha descargado la cantidad inicial de fluido caliente, se accionan la bomba 40 y la válvula 66 de admisión para rellenar el recipiente 28. Aunque el elemento de calentamiento 50 y la pared 56 ya no estarán tan calientes como lo estaban antes de introducir la cantidad inicial del fluido en el recipiente, retendrán algo de calor residual, lo que facilita un rápido calentamiento del fluido rellenado. Cuando el fluido rellenado alcance una temperatura prevista o después de un período predeterminado de tiempo, se descarga por la válvula 74 y cabezas de rociado 32. Este proceso se repite un número previsto de veces en secuencia, hasta que se haya completado toda la secuencia de descargas según se describe más adelante en la presente memoria, o hasta que el parabrisas se haya limpiado o descongelado, o hasta que la temperatura en el recipiente 28 disminuya por debajo de un valor mínimo predeterminado, o hasta que el usuario interrumpa las descargas. (Nótese que, en condiciones normales, la temperatura del recipiente disminuirá en general desde una cantidad de fluido a la siguiente de la secuencia Si el controlador 46 recibe una indicación de un aumento en la temperatura, dicho aumento en general indicará un fallo de funcionamiento, por ejemplo, una falta del fluido para rellenar el recipiente, y el controlador preferiblemente interrumpirá el suministro d energía eléctrica al elemento 50). Entonces, el conductor podría activar de nuevo el aparato 20 y comenzar un nuevo ciclo de calentamiento y descarga de fluido. After the initial amount of hot fluid has been discharged, the pump 40 and the inlet valve 66 are actuated to refill the container 28. Although the heating element 50 and the wall 56 will no longer be as hot as they were before introducing The initial amount of fluid in the container will retain some residual heat, which facilitates rapid heating of the filled fluid. When the refilled fluid reaches an expected temperature or after a predetermined period of time, it is discharged by the valve 74 and spray heads 32. This process is repeated a planned number of times in sequence, until the entire sequence of discharges as described hereinbelow, or until the windshield has been cleaned or thawed, or until the temperature in the container 28 decreases below a predetermined minimum value, or until the user interrupts the discharges. (Note that, under normal conditions, the temperature of the vessel will generally decrease from an amount of fluid to the next in the sequence. If controller 46 receives an indication of an increase in temperature, such increase in general will indicate a malfunction, for example, a lack of fluid to refill the container, and the controller will preferably interrupt the supply of electrical power to element 50). Then, the driver could reactivate the apparatus 20 and start a new cycle of heating and fluid discharge.
Preferiblemente, cada vez que se rellena el recipiente 28, se descarga fluido calentado a través de las cabezas de rociado 32 durante aproximadamente 3 segundos, a intervalos de alrededor de 5 segundos o más entre rellenos, generalmente según lo determine el tiempo necesario para que el fluido alcance una temperatura prevista. La temperatura de las descargas posteriores de la secuencia podría ser menor que la descarga inicial y otras descargas anteriores. Adicionalmente con preferencia, los limpiaparabrisas se accionan en cooperación con la descarga de fluido del aparato 20, de tal manera que los limpiaparabrisas solamente están en marcha durante y un poco después de la descarga de fluido. Opcionalmente, se podría retrasar el accionamiento de los limpiaparabrisas, para que éstos no funcionen durante la descarga inicial, cuando todavía no se haya fundido el hielo 26, sino que solamente empiecen a funcionar a partir la segunda descarga y descargas subsiguientes. Preferably, each time the container 28 is filled, heated fluid is discharged through the spray heads 32 for about 3 seconds, at intervals of about 5 seconds or more between fillings, generally as determined by the time needed for the fluid reaches an expected temperature. The temperature of subsequent downloads of the sequence could be lower than the initial download and other previous downloads. Additionally preferably, the windshield wipers are operated in cooperation with the fluid discharge of the apparatus 20, such that the windshield wipers are only running during and shortly after the fluid discharge. Optionally, the operation of the windshield wipers could be delayed, so that they do not work during the initial discharge, when the ice 26 has not yet melted, but only begins to function after the second discharge and subsequent discharges.
Después de completada la secuencia de descargas de fluido calentado, se cierran las válvulas 66 y 74 (con respecto al recipiente 28), y preferiblemente se abre la válvula 62 de drenaje, para que cualquier fluido que permanezca en el recipiente pueda drenar de retorno al depósito 30. (La bomba 40 en general no está cerrada herméticamente contra el contra-flujo). Un extremo superior 61 de la lumbrera 60 de drenaje está preferiblemente elevado con respecto al fondo de la cámara 52, de tal manera que en el fondo del recipiente 28 quedará una cantidad mínima de fluido aún después de drenar. Entonces, el recipiente está listo para un funcionamiento rápido la próxima vez que se active el aparato 20. After completion of the sequence of heated fluid discharges, valves 66 and 74 (with respect to container 28) are closed, and preferably drain valve 62 is opened, so that any fluid remaining in the container can drain back to the reservoir 30. (Pump 40 in general is not tightly sealed against counterflow). An upper end 61 of the drain port 60 is preferably elevated with respect to the bottom of the chamber 52, such that a minimum amount of fluid will remain at the bottom of the container 28 even after draining. Then, the container is ready for quick operation the next time the apparatus 20 is activated.
La línea de derivación 76 permite que el fluido sin calentar del depósito 30 se bombee directamente a las cabezas de rociado 32, sin pasar por el recipiente 28. La línea 76 se abre para las cabezas de rociado siempre que la válvula 74, que preferiblemente es una válvula de tres vías, según se ha indicado anteriormente, esté cerrada con respecto a la lumbrera 36 de admisión. La línea 36 se puede usar en tiempo cálido, cuando no se necesite descongelación, o cuando se necesite inmediatamente un chorro pulverizado para limpieza, y no haya tiempo para calentar el fluido. Preferiblemente, la válvula 74 sigue abierta con respecto a la línea 76, para que el fluido de la línea se transporte a las cabezas de rociado 32, siempre que no esté activado el aparato 40. de calentamiento. Una válvula unidireccional 80 instalada en la línea 76 bloquea preferiblemente cualquier contra-flujo de fluido a través de la línea. Bypass line 76 allows unheated fluid from reservoir 30 to be pumped directly to spray heads 32, without passing through container 28. Line 76 opens for spray heads whenever valve 74, which is preferably A three-way valve, as indicated above, is closed with respect to the intake port 36. Line 36 can be used in warm weather, when defrosting is not needed, or when a spray jet is needed immediately for cleaning, and there is no time to heat the fluid. Preferably, the valve 74 remains open with respect to the line 76, so that the line fluid is transported to the spray heads 32, provided that the heating apparatus 40. is not activated. A unidirectional valve 80 installed in line 76 preferably blocks any counter-flow of fluid through the line.
De ese modo, el aparato 20 provee funcionalidad adicional para limpieza de ventanillas para un automóvil 22, a un coste relativamente pequeño y sin interferir con las capacidades de lavado de ventanillas que existían anteriormente. El aparato se podría instalar o bien como parte del sistema de lavado de ventanillas en un automóvil nuevo, o se podría modificar de forma retroactiva en un sistema de lavado actual. Aunque las partes del aparato 20 se han mostrado en las Figuras 1 y 2 estando en ciertas posiciones y orientaciones con respecto al automóvil 22 y al sistema de lavado contenido en el mismo, son claramente posibles otras posiciones y orientaciones. Por ejemplo, el recipiente 28 se podría instalar formando un ángulo diferente de la orientación mostrada en las figuras, siempre que las lumbreras 34, 36 y 60 estén adecuadamente posicionadas y orientadas en el recipiente. Thus, the apparatus 20 provides additional functionality for window cleaning for a car 22, at a relatively small cost and without interfering with the window washing capabilities that existed previously. The appliance could be installed either as part of the window washing system in a new car, or it could be modified retroactively in a current car wash system. Although the parts of the apparatus 20 have been shown in Figures 1 and 2 being in certain positions and orientations with respect to the car 22 and the washing system contained therein, other positions and orientations are clearly possible. For example, the container 28 could be installed at a different angle from the orientation shown in the figures, provided that the ports 34, 36 and 60 are properly positioned and oriented in the container.
Aunque en la realización preferida mostrada en la Figura 2, el aparato 20 incluye las válvulas 62, 66 y 74 que controlan las lumbreras 60, 34 y 36 del recipiente 28 en una cierta configuración de flujo de fluido, se entenderá que podrían usarse otras configuraciones. En particular, no es necesario usar las tres válvulas. Por ejemplo, se podría prescindir de las válvulas 66 y 74, junto con la línea 76, y usarse la bomba 40 para impulsar y controlar el flujo de fluido a través del recipiente 28. Además, aunque para mayor claridad se han mostrado las partes del aparato 20 como unidades separadas unidas por tubos, en realidad al menos una parte del aparato se construye preferiblemente como un bloque, para minimizar las pérdidas de calor. Además, en dicha configuración, se puede hacer que el fluido de lavado frío pase cerca de las válvulas de solenoide, extrayendo el calor de las mismas y aumentando el rendimiento del proceso de calentamiento del fluido. Se observará que, en este caso, como el aparato 20 está ampliamente cerrado y funciona en una serie de ciclos cortos de calentar/llenar/descargar, cualquier fuga o pérdida de fluido generalmente tendrá sólo un efecto mínimo en su funcionamiento. Although in the preferred embodiment shown in Figure 2, the apparatus 20 includes the valves 62, 66 and 74 that control the ports 60, 34 and 36 of the container 28 in a certain fluid flow configuration, it will be understood that other configurations could be used . In particular, it is not necessary to use all three valves. For example, valves 66 and 74 could be dispensed with, along with line 76, and pump 40 could be used to drive and control the flow of fluid through vessel 28. Furthermore, although for greater clarity the parts of the apparatus 20 as separate units connected by tubes, in reality at least a part of the apparatus is preferably constructed as a block, to minimize heat losses. In addition, in said configuration, the cold wash fluid can be made to pass near the solenoid valves, removing heat from them and increasing the performance of the fluid heating process. It will be noted that, in this case, since the apparatus 20 is widely closed and operates in a series of short heat / fill / discharge cycles, any leakage or loss of fluid will generally have only a minimal effect on its operation.
El control del aparato 20 mediante el controlador 46 se ha descrito antes en la presente memoria basándose en la realimentación al controlador provista por el sensor 64. Este sensor se ha mostrado en la Figura 2 instalado en el extremo superior del recipiente 28,donde medirá la temperatura o bien del vapor o bien del fluido contenido en la cámara 52, dependiendo de si la cámara está vacía o llena. El controlador46 preferiblemente sigue y monitoriza los cambios de temperatura detectados por el sensor 64 durante los ciclos de calentar/llenar/descargar del recipiente 28. Si la temperatura excede de un valor máximo predeterminado, o si los cambios de temperatura no siguen un perfil normal predeterminado, el controlador concluirá que se ha producido un fallo de funcionamiento, tal como un bloqueo de la admisión 34 o de la descarga 36 o una avería en el sensor 64, y preferiblemente interrumpirá el funcionamiento del aparato y lo comunicará al usuario mediante una señal apropiada. The control of the apparatus 20 by the controller 46 has been described hereinbefore based on the feedback to the controller provided by the sensor 64. This sensor has been shown in Figure 2 installed at the upper end of the container 28, where it will measure the temperature either of the steam or of the fluid contained in the chamber 52, depending on whether the chamber is empty or full. The controller46 preferably tracks and monitors the temperature changes detected by the sensor 64 during the heating / filling / discharging cycles of the container 28. If the temperature exceeds a predetermined maximum value, or if the temperature changes do not follow a predetermined normal profile , the controller will conclude that a malfunction has occurred, such as a blockage of the intake 34 or discharge 36 or a fault in the sensor 64, and will preferably interrupt the operation of the apparatus and communicate it to the user by means of an appropriate signal .
Adicionalmente o como alternativa al sensor 54, podría existir un sensor de temperatura más cerca del fondo del recipiente, para medir la temperatura en el mismo. Se podrían fijar también en el recipiente otros sensores, tales como un sensor de presión o presostato o un sensor de nivel de fluido, y suministrar realimentación al controlador 46. Se podrían utilizar también más sensores de temperatura, incluyendo un sensor en una superficie exterior del recipiente 28, un sensor 84 en el depósito 30 para medir la temperatura del fluido en el mismo, y un sensor 86 en una superficie exterior del automóvil 22, con la máxima preferencia en el parabrisas 24. Estos sensores suministran señales de entrada al controlador 46, el cual de acuerdo con ellas configura parámetros tales como la tensión aplicada al elemento 50 o los períodos de tiempo durante los que se calienta el elemento y el fluido en el recipiente Additionally or as an alternative to sensor 54, there could be a temperature sensor closer to the bottom of the container, to measure the temperature therein. Other sensors, such as a pressure sensor or pressure switch or a fluid level sensor, could also be attached to the vessel, and feedback could be provided to controller 46. More temperature sensors could also be used, including a sensor on an outer surface of the vessel 28, a sensor 84 in the reservoir 30 for measuring the temperature of the fluid therein, and a sensor 86 on an exterior surface of the car 22, most preferably on the windshield 24. These sensors provide input signals to the controller 46 , which according to them configures parameters such as the voltage applied to the element 50 or the periods of time during which the element is heated and the fluid in the container
28. 28.
Preferiblemente, el controlador configura los parámetros de tal manera que el fluido se rocíe sobre el parabrisas 24 a una temperatura suficientemente alta para fundir el hielo 26 rápidamente en las condiciones ambientales predominantes, según las indique el sensor 86, por ejemplo, pero no tan alta (con respecto a la temperatura del parabrisas) que cree un riesgo de agrietamiento en el parabrisas o que se infrinjan los reglamentos de seguridad en este sentido. La selección de los parámetros es preferiblemente automática, sin requerir intervención por parte del usuario 25 del automóvil 22, excepto para activar o desactivar el aparato 20 según se desee. , Preferably, the controller configures the parameters such that the fluid is sprayed on the windshield 24 at a temperature high enough to melt the ice 26 rapidly in the prevailing environmental conditions, as indicated by the sensor 86, for example, but not so high. (with respect to the windshield temperature) that creates a risk of cracking in the windshield or that safety regulations are violated in this regard. The selection of the parameters is preferably automatic, without requiring intervention by the user 25 of the car 22, except to activate or deactivate the apparatus 20 as desired. ,
La Figura 3 es una ilustración esquemática que muestra el posicionamiento del sensor 86 de temperatura en el parabrisas 24, según una realización preferida del presente invento. Con el fin de que el controlador 46 determine a qué temperatura se debería calentar el fluido, es necesario conocer la temperatura de la superficie exterior del parabrisas 24. Sin embargo, si el sensor 86 está colocado abiertamente en el parabrisas y expuesto al sol, típicamente leerá una temperatura más alta que la del propio parabrisas transparente. Por ello, preferiblemente al sensor 86 se le tapa con una cubierta reflectora 88, neutralizando ampliamente así el efecto de la radiación solar sobre la lectura de temperatura. Figure 3 is a schematic illustration showing the positioning of the temperature sensor 86 in the windshield 24, according to a preferred embodiment of the present invention. In order for the controller 46 to determine at what temperature the fluid should be heated, it is necessary to know the temperature of the outer surface of the windshield 24. However, if the sensor 86 is openly placed on the windshield and exposed to the sun, typically it will read a higher temperature than that of the transparent windshield itself. Therefore, preferably the sensor 86 is covered with a reflective cover 88, thus largely neutralizing the effect of solar radiation on the temperature reading.
Cuando el usuario se encuentra en el automóvil 22, activa el aparato20 o bien por medio de un interruptor instalado en el salpicadero, o bien mediante un controlador 46 de señalización utilizando un conmutador de lavar/limpiar que ya existe en el automóvil. Por ejemplo, podría pulsar o tirar del conmutador ya existente dos o tres veces en rápida sucesión para conectar o desconectar el aparato 20. When the user is in the car 22, he activates the apparatus20 either by means of a switch installed in the dashboard, or by means of a signaling controller 46 using a wash / clean switch that already exists in the car. For example, you could press or pull the existing switch two or three times in rapid succession to connect or disconnect the device 20.
Adicionalmente, como se ha mostrado en la Figura 1, el usuario 25 puede utilizar un mando a distancia opcional 90 para activar el aparato 20 antes de entrar en el automóvil 22. El mando a distancia 90 se podría usar también para iniciar el funcionamiento automático de los limpiaparabrisas 44, y de ese modo para limpiar y descongelar el parabrisas 24. El mando a distancia podría ser de cualquier tipo adecuado conocido en la técnica, incluyendo, o bien un dispositivo activo, tal como un transmisor de RF, o bien un dispositivo pasivo, tal como un retroflector óptico o de infrarrojos. Mediante la activación del aparato antes de entrar en el automóvil, el usuario puede reducir el tiempo gastado esperando que se caliente el fluido. Additionally, as shown in Figure 1, the user 25 can use an optional remote control 90 to activate the apparatus 20 before entering the car 22. The remote control 90 could also be used to start the automatic operation of the windshield wipers 44, and thereby for cleaning and defrosting the windshield 24. The remote control could be of any suitable type known in the art, including either an active device, such as an RF transmitter, or a device passive, such as an optical or infrared retroflector. By activating the device before entering the car, the user can reduce the time spent waiting for the fluid to warm up.
La Figura 4 es un diagrama esquemático de bloques que ilustra el funcionamiento del controlador 46 del aparato 20, según una realización preferida del presente invento. El controlador 46 preferiblemente está acoplado a una antena 92, para recibir las señales del mando a distancia 90. Según se ha indicado antes en la presente memoria, el controlador recibe las señales del sensor 64 de temperatura, así como de otros sensores, tal como el sensor 64. Recibe también energía eléctrica de la batería 42 y distribuye la energía, preferiblemente por medio de relés (que no se ha mostrado) a las válvulas 62, 66 y 74 y a la bomba 40 y elemento de calentamiento 50. Figure 4 is a schematic block diagram illustrating the operation of controller 46 of apparatus 20, according to a preferred embodiment of the present invention. The controller 46 is preferably coupled to an antenna 92, to receive the signals from the remote control 90. As indicated hereinbefore, the controller receives the signals from the temperature sensor 64, as well as from other sensors, such as the sensor 64. It also receives electrical energy from the battery 42 and distributes the energy, preferably by means of relays (not shown) to valves 62, 66 and 74 and to pump 40 and heating element 50.
Se puede usar también la antena 92 para el control inalámbrico del aparato 20 cuando el usuario 25 esté dentro del coche, de tal manera que no haya necesidad de conectar hilos o interruptores adicionales en el salpicadero del automóvil 22. Alternativamente, el controlador 46 se podría conectar por hilos a un interruptor de operación y a una lámpara indicadora (que no se han mostrado en las figuras), por medio de los cuales el usuario activa el aparato 20 y se le notifica el funcionamiento correcto o, posiblemente, un fallo de funcionamiento. The antenna 92 can also be used for wireless control of the apparatus 20 when the user 25 is inside the car, such that there is no need to connect additional wires or switches to the dashboard of the car 22. Alternatively, the controller 46 could be connect by wires to an operation switch and an indicator lamp (which have not been shown in the figures), by means of which the user activates the apparatus 20 and is notified of the correct operation or possibly a malfunction.
Antes de suministrar energía a las válvulas, bomba y elemento de calentamiento, el controlador 46 preferiblemente realiza una autocomprobación. La prueba incluye la medida de la tensión de entrada de la batería 42 (que preferiblemente debe ser como mínimo de 9 voltios para un típico automóvil 22 que tenga una batería de 12 voltios), así como comprobar que la resistencia eléctrica del elemento de calentamiento 50 está dentro de unos límites predeterminados. Si falla alguna parte de la autocomprobación, el controlador 46 no dejará que funcione el aparato 20, y preferiblemente suministrará una indicación de fallo de funcionamiento al usuario 25. Before supplying power to the valves, pump and heating element, the controller 46 preferably performs a self-test. The test includes measuring the input voltage of the battery 42 (which should preferably be at least 9 volts for a typical car 22 that has a 12-volt battery), as well as checking that the electrical resistance of the heating element 50 It is within predetermined limits. If any part of the self-test fails, the controller 46 will not allow the apparatus 20 to operate, and will preferably provide a malfunction indication to the user 25.
La Figura 5 es un diagrama de tiempos que ilustra una secuencia 96 de ciclos de calentar/llenar/descargar del aparato 20.según una realización preferida del presente invento. Inicialmente, como se ha descrito antes en la presente memoria, se acciona la válvula 62 de drenaje y se activa el elemento de calentamiento 50 para precalentar el recipiente 28. Se cierra la válvula 62, preferiblemente después de aproximadamente 15 segundos. Alternativamente, la válvula de drenaje se podría mantener cerrada durante un corto período, preferiblemente alrededor de 20 segundos, para que el fluido contenido en el recipiente 28 se caliente a una temperatura elevada antes de que se abra la válvula. Esta alternativa resulta particularmente útil si el controlador 46 determina que una de las válvulas, en particular la válvula 66 de admisión, se ha agarrotado y no se abrirá, en cuyo caso el fluido calentado se usa para forzar a abrirse a la válvula. Figure 5 is a timing diagram illustrating a sequence 96 of heating / filling / discharging cycles of apparatus 20. according to a preferred embodiment of the present invention. Initially, as described hereinbefore, the drain valve 62 is operated and the heating element 50 is activated to preheat the container 28. The valve 62 is closed, preferably after about 15 seconds. Alternatively, the drain valve could be kept closed for a short period, preferably about 20 seconds, so that the fluid contained in the container 28 is heated to an elevated temperature before the valve is opened. This alternative is particularly useful if the controller 46 determines that one of the valves, in particular the intake valve 66, has seized and will not open, in which case the heated fluid is used to force the valve to open.
El calentamiento continúa hasta que el sensor 64 alcanza una temperatura objetivo, preferiblemente alrededor de 85º C (dependiente de la posición exacta del sensor), en la cámara 52, o durante aproximadamente 70 segundos, si la temperatura no llega a la temperatura objetivo. En ese momento, la bomba 40 se pone en marcha y las válvulas de admisión 66 y de descarga 74 se abren, para admitir y descargar la cantidad inicial de fluido. La temperatura en la cámara 52 desciende, y subsiguientemente se recalienta, preferiblemente hasta alrededor de 60º C, tras lo cual se admite y descarga una segunda cantidad del fluido. El proceso de recalentar, llenar y descargar continúa durante un número predeterminado de ciclos, o hasta que lo termine el usuario 25. The heating continues until the sensor 64 reaches an objective temperature, preferably around 85 ° C (depending on the exact position of the sensor), in chamber 52, or for approximately 70 seconds, if the temperature does not reach the target temperature. At that time, the pump 40 is started and the intake and discharge valves 66 open, to admit and discharge the initial amount of fluid. The temperature in the chamber 52 drops, and subsequently it is reheated, preferably to about 60 ° C, after which a second quantity of the fluid is admitted and discharged. The process of reheating, filling and unloading continues for a predetermined number of cycles, or until the end of the user 25.
Después de la descarga final en secuencia 96, se abre la válvula de drenaje 62, y el elemento de calentamiento 50, que está activado sustancialmente de un modo continuo a lo largo de toda la secuencia, permanece activado durante aproximadamente 15 segundos o más, con el fin de calentar e impulsar fuera del recipiente 28 la mayor cantidad posible de fluido remanente en el mismo, hasta el nivel del extremo superior 61. El aparato está entonces listo para comenzar la próxima secuencia, cuando lo requiera el usuario. After the final discharge in sequence 96, the drain valve 62 is opened, and the heating element 50, which is activated substantially continuously throughout the entire sequence, remains activated for approximately 15 seconds or more, with in order to heat and drive out of the container 28 as much as possible of the remaining fluid therein, to the level of the upper end 61. The apparatus is then ready to begin the next sequence, when required by the user.
La Figura 6 es una ilustración esquemática que muestra una configuración alternativa del aparato 20, según una realización preferida del presente invento. Excepto en lo indicado más adelante en la presente memoria, las partes del aparato 20 mostradas en la Figura 6 son sustancialmente similares o idénticas a las mostradas en la Figura 2 y descritas con referencia a ésta. Esta realización difiere de la de la Figura 2 en que en la Figura 6, se ha eliminado la válvula de descarga 74, y la válvula de admisión 66 es una válvula de tres vías, según se ha indicado anteriormente en la presente memoria, que conecta alternativamente la lumbrera 34 de admisión o la línea de derivación 76 a la bomba 40. En lugar de la válvula de descarga 74, una válvula unidireccional 98, preferiblemente una válvula unidireccional cargada con muelle, impide que el fluido que pasa a través de la línea de derivación fluya hacia atrás por la descarga 36 al recipiente 28 cuando la válvula 66 esté abierta en la dirección de la línea de derivación. Por otra parte, cuando la válvula 66 esté abierta en la dirección de la lumbrera de admisión 34, la presión resultante en el recipiente 28 obliga a abrirse a la válvula 98, de tal manera que el fluido calentado se descarga a través de las cabezas de rociado 32. Figure 6 is a schematic illustration showing an alternative configuration of the apparatus 20, according to a preferred embodiment of the present invention. Except as indicated hereinbelow, the parts of the apparatus 20 shown in Figure 6 are substantially similar or identical to those shown in Figure 2 and described with reference thereto. This embodiment differs from that of Figure 2 in that in Figure 6, the discharge valve 74 has been removed, and the intake valve 66 is a three-way valve, as indicated hereinbefore, which connects alternatively the intake port 34 or the bypass line 76 to the pump 40. Instead of the discharge valve 74, a unidirectional valve 98, preferably a spring loaded unidirectional valve, prevents fluid from passing through the line Bypass flow back through discharge 36 to container 28 when valve 66 is open in the direction of the bypass line. On the other hand, when the valve 66 is open in the direction of the intake port 34, the resulting pressure in the container 28 forces the valve 98 to open, such that the heated fluid is discharged through the heads of sprayed 32.
Refiriéndose ahora a la Figura 7, se ve en una vista en corte un recipiente 128 que se puede calentar para uso en el aparato 20, según una realización alternativa del presente invento. Aunque la estructura del recipiente 128 es un poco diferente de la del recipiente 28, se podría usar de una manera sustancialmente similar. En este caso, la lumbrera de descarga 34 se podría usar también como una lumbrera de drenaje. Referring now to Figure 7, a vessel 128 that can be heated for use in the apparatus 20 is seen in a sectional view, according to an alternative embodiment of the present invention. Although the structure of the container 128 is slightly different from that of the container 28, it could be used in a substantially similar manner. In this case, the discharge port 34 could also be used as a drain port.
La Figura 8 ilustra otro recipiente 130, que se puede calentar, de forma cilíndrica, según una realización preferida del presente invento. Ventajosamente, el recipiente 130 tiene una envuelta exterior132 construida de un tubo de plástico rígido, que forma una de dos paredes espaciadas. Una pared interior 134 comprende un tubo de plástico 136 dentro de un tubo metálico 138. El tubo metálico 138 está hecho preferiblemente de acero inoxidable, que por ser un mal conductor de calor entre los metales, reduce las pérdidas de calor. Los tubos de plástico 132 y 136 son de un material que tiene un amplio intervalo de temperaturas de operación, por ejemplo poliéter-éter-cetona o sulfuro de polifenileno. Usando un par de tapones de extremo 140 y 142 que están rellenos de un material epoxídico, los tubos 132, 136 y 138 se sujetan fácilmente en alineación. La realización mostrada es particularmente útil para fabricar cantidades moderadas sin incurrir en unos costes elevados de herramientas. Figure 8 illustrates another vessel 130, which can be heated, cylindrically, according to a preferred embodiment of the present invention. Advantageously, the container 130 has an outer shell132 constructed of a rigid plastic tube, which forms one of two spaced walls. An inner wall 134 comprises a plastic tube 136 inside a metal tube 138. The metal tube 138 is preferably made of stainless steel, which, being a bad conductor of heat between metals, reduces heat losses. The plastic tubes 132 and 136 are of a material that has a wide range of operating temperatures, for example polyether ether ketone or polyphenylene sulfide. Using a pair of end plugs 140 and 142 that are filled with an epoxy material, the tubes 132, 136 and 138 are easily held in alignment. The embodiment shown is particularly useful for manufacturing moderate quantities without incurring high tool costs.
La lumbrera de admisión 34 y la lumbrera de descarga 36 comprenden unas boquillas para la respectiva fijación de los extremos de los tubos de plástico (vistos generalmente en las Figuras 1 y 2) utilizados para conectar entre el depósito 30 de fluido de lavado y las cabezas de rociado 32, que preferiblemente se dividen mediante el corte durante la instalación del aparato 20. La lumbrera de drenaje 60 permite que el fluido retorne al depósito 30 después de que se haya usado el aparato, según se describe anteriormente en la presente memoria. The intake port 34 and the discharge port 36 comprise nozzles for the respective fixing of the ends of the plastic tubes (generally seen in Figures 1 and 2) used to connect between the reservoir 30 of washing fluid and the heads spray 32, which is preferably divided by cutting during the installation of the apparatus 20. The drain port 60 allows the fluid to return to the reservoir 30 after the apparatus has been used, as described hereinbefore.
En la realización mostrada en la Figura 8, el elemento de calentamiento 50 es una combinación de tres elementos de resistencia eléctrica, que están conectados en paralelo. De ese modo, aunque se haya quemado un elemento, el dispositivo continúe funcionando, aunque con menos potencia. In the embodiment shown in Figure 8, the heating element 50 is a combination of three electrical resistance elements, which are connected in parallel. Thus, even if an element has been burned, the device continues to operate, although with less power.
Refiriéndose ahora a la Figura 9, se ha mostrado una vista en perspectiva de otro recipiente 150, que se puede calentar, para uso en el aparato 20, según una realización preferida del presente invento. Un terminal 152 está conectado internamente a un conjunto de unidades de calentamiento (mostradas en la Figura 11),.cada una de las cuales tiene una camisa exterior a través de la cual pasa el fluido de lavado. La conexión al polo negativo, o conexión de puesta a tierra del recipiente 150, se hace directamente al cuerpo de las unidades de calentamiento montadas en el mismo, por medio de un conector-puente 154 y una banda de retención (que no se ha mostrado) que sujeta el recipiente 150 al automóvil 22. Un material de aislamiento 156 provee al recipiente de aislamiento térmico, típicamente mediante un material liviano de poca conductividad. Referring now to Figure 9, a perspective view of another container 150, which can be heated, for use in the apparatus 20, according to a preferred embodiment of the present invention has been shown. A terminal 152 is internally connected to a set of heating units (shown in Figure 11), each of which has an outer jacket through which the washing fluid passes. The connection to the negative pole, or grounding connection of the container 150, is made directly to the body of the heating units mounted therein, by means of a bridge-connector 154 and a retention band (which has not been shown ) that holds the container 150 to the car 22. An insulation material 156 provides the thermal insulation container, typically by a lightweight material of low conductivity.
Según se describirá más adelante con referencia a las figuras que siguen, el recipiente 150 incluye tres unidades de calentamiento individuales y separadas.,cada una situada en una camisa de alojamiento a través de la cual circula el fluido del depósito 30 de fluido hasta las cabezas de rociado 32 de parabrisas. Mediante una novedosa disposición de las unidades de calentamiento y las camisas para fluido, el fluido se precalienta durante su circulación, y se recircula para obtener la temperatura de máximo rendimiento cuando salga como un chorro pulverizado de las cabezas de rociado. Las unidades de calentamiento son eléctricas y se han diseñado para suministrar una capacidad calorífica suficiente de tal manera que, durante la circulación del fluido en el sistema, se alcance inmediatamente una temperatura suficiente. Por tanto, el diseño del invento es eficaz en la provisión de un sistema de fluido de lavado para descongelar el parabrisas 24, sin requerir un largo retardo como ocurría en los sistemas de la técnica anterior basados en el calor del motor del vehículo. A diferencia de los sistemas de la técnica anterior, no se requiere precalentamiento del fluido de lavado, y la capacidad del fluido caliente de lavado inmediato está limitada solamente por el tamaño del depósito de fluido. La unidad del invento usa la tecnología de lavado, los tubos flexibles y la fuente de energía existentes en la actualidad. Como el recipiente 150 se ha diseñado para proveer un flujo sustancialmente continuo de fluido, que se calienta durante su circulación, típicamente será capaz de proveer un flujo más lento de fluido caliente sobre el parabrisas 24 que el elevado caudal de las ráfagas de fluido caliente procedentes del recipiente 28. As will be described later with reference to the following figures, the container 150 includes three individual and separate heating units, each located in a housing jacket through which the fluid from the fluid reservoir 30 circulates to the heads Spray 32 windscreen. By means of a novel arrangement of the heating units and the fluid liners, the fluid is preheated during its circulation, and it is recirculated to obtain the maximum performance temperature when it comes out as a spray of the spray heads. The heating units are electric and have been designed to provide a sufficient heat capacity such that, during the circulation of the fluid in the system, a sufficient temperature is reached immediately. Therefore, the design of the invention is effective in providing a washer fluid system for defrosting the windshield 24, without requiring a long delay as was the case in prior art systems based on the heat of the vehicle's engine. Unlike prior art systems, preheating of the wash fluid is not required, and the capacity of the immediate hot wash fluid is limited only by the size of the fluid reservoir. The unit of the invention uses the washing technology, the flexible tubes and the current energy source. Since the vessel 150 has been designed to provide a substantially continuous flow of fluid, which heats during its circulation, it will typically be able to provide a slower flow of hot fluid on the windshield 24 than the high flow rate of hot fluid bursts from of the container 28.
Refiriéndose ahora a la Figura 10, se ha mostrado en ella un esquema eléctrico de la conexión de las unidades de calentamiento en el recipiente 150. Una única unidad de calentamiento 166 de 100 vatios está conectada en paralelo con dos unidades de calentamiento 162 y 164 de 150 vatios, lo que proporciona una configuración total de 400 vatios. Esta capacidad de calentamiento logra un calentamiento casi instantáneo del fluido de lavado. En esta modalidad, no existe un retardo de tiempo significativo del funcionamiento del sistema de lavado de parabrisas hasta la salida del chorro pulverizado caliente. Ello se debe a que el calentamiento se consigue durante la circulación del fluido en el sistema, sin cambiar el caudal y la presión en el sistema. Opcionalmente, se podría usar solamente una de las dos unidades 162, 164 y 166 cuando se requiera una temperatura relativamente inferior, y por tanto menos potencia de calentamiento. Referring now to Figure 10, an electrical diagram of the connection of the heating units in the container 150 has been shown therein. A single heating unit 166 of 100 watts is connected in parallel with two heating units 162 and 164 of 150 watts, which provides a total setting of 400 watts. This heating capacity achieves an almost instantaneous heating of the washing fluid. In this mode, there is no significant time delay in the operation of the windshield washer system until the hot spray jet is exited. This is because heating is achieved during the circulation of the fluid in the system, without changing the flow rate and pressure in the system. Optionally, only one of the two units 162, 164 and 166 could be used when a relatively lower temperature is required, and therefore less heating power.
En operación, cuando se cierra el interruptor eléctrico 168, el recipiente 150 funciona inmediatamente para calentar el fluido de lavado del sistema de tal manera que salga por las cabezas de rociado 32 un chorro pulverizado de fluido caliente y comience a limpiar el parabrisas 24 por medio del funcionamiento normal de los limpiaparabrisas 44- Como el calor necesario no será continuo, el interruptor eléctrico 168 puede ser de un tipo intermitente, para interrumpir periódicamente la corriente eléctrica. Típicamente se usa u tipo de interruptor eléctrico resistente a la corrosión. In operation, when the electric switch 168 is closed, the container 150 immediately functions to heat the system wash fluid in such a way that a spray of hot fluid flows out of the spray heads 32 and begins to clean the windshield 24 by means of the normal operation of the windshield wipers 44- Since the necessary heat will not be continuous, the electric switch 168 can be of an intermittent type, to periodically interrupt the electric current. Typically, a type of corrosion-resistant electrical switch is used.
Además de pulsar el interruptor 168.para cerrarlo, el usuario 25 no necesita hacer nada más puesto que el sistema funciona rociando fluido de lavado a una temperatura de aproximadamente 50 grados por encima de la temperatura ambiente (o en otra temperatura apropiada, de acuerdo con las condiciones de operación), y conjuntamente con el movimiento de los limpiaparabrisas, el fluido funde y limpia el hielo del parabrisas. Dentro de un intervalo de sólo aproximadamente 15 segundos, el parabrisas se ha lavado y descongelado normalmente, y puede comenzar la conducción del automóvil. En este período muy corto no es probable que el líquido vuelva a congelarse. In addition to pressing switch 168. to close it, user 25 does not need to do anything else since the system works by spraying wash fluid at a temperature of approximately 50 degrees above room temperature (or at another appropriate temperature, according to operating conditions), and together with the movement of the windshield wipers, the fluid melts and cleans the windshield ice. Within a range of only about 15 seconds, the windshield has been washed and defrosted normally, and car driving can begin. In this very short period, the liquid is not likely to freeze again.
Refiriéndose ahora a las Figuras 11 y 12, se han mostrado, respectivamente, una vista lateral y una vista en corte de la parte interna del recipiente 150, según una realización preferida del presente invento. El recipiente 150 contiene un conjunto de tres unidades de calentamiento 232, 234 y 236. Cada una de las unidades de calentamiento 232 - 236 está provista típicamente de un calentador con carga resistiva, como se ha mostrado en el esquema de la Figura 10. Unas camisas exteriores individuales 238, 239 y 240 se han construido alrededor de cada una de las unidades de calentamiento 232-236 de tal manera que cada una rodee a su propio elemento interno de calentamiento para permitir que el fluido de lavado absorba rápidamente calor durante su circulación en las camisas exteriores 238-240. Referring now to Figures 11 and 12, respectively, a side view and a sectional view of the inner part of the container 150, according to a preferred embodiment of the present invention, have been shown. The container 150 contains a set of three heating units 232, 234 and 236. Each of the heating units 232-236 is typically provided with a heater with resistive load, as shown in the scheme of Figure 10. Some Individual outer sleeves 238, 239 and 240 have been constructed around each of the heating units 232-236 such that each surrounds its own internal heating element to allow the washing fluid to quickly absorb heat during its circulation. on outer shirts 238-240.
Como se ha indicado anteriormente, las unidades de calentamiento se han diseñado para funcionar a 12 voltios y están provistas de unidades cerradas herméticamente y resistentes a la corrosión. Alternativamente, las unidades se podrían diseñar para funcionar a 24 voltios, o a cualquier otra tensión adecuada continua o alterna. Sus dimensiones son tales que definen un conducto anular de paso de flujo (véase Figura 13A) entre cada unidad y su camisa exterior, de unas dimensiones que permitan la conservación de la presión prevista del fluido del sistema, según la haya configurado el fabricante. As indicated above, the heating units are designed to operate at 12 volts and are provided with tightly sealed and corrosion resistant units. Alternatively, the units could be designed to operate at 24 volts, or at any other suitable continuous or alternating voltage. Their dimensions are such that they define an annular flow passage duct (see Figure 13A) between each unit and its outer jacket, of dimensions that allow the preservation of the expected pressure of the system fluid, as configured by the manufacturer.
La tubería de admisión 34 de fluido se ha construido con el fin de que se extienda a lo largo de toda la longitud de las unidades de calentamiento 232-236, y está unida a la camisa exterior 239 de la unidad de calentamiento 234 en su extremo inferior 244. Esta unión provee una función de precalentamiento, de tal manera que el fluido de lavado que circule en la tubería 34 absorba la energía calorífica emitida por las unidades de calentamiento 232-236 antes de entrar en la camisa exterior 239. The fluid intake pipe 34 has been constructed so that it extends along the entire length of the heating units 232-236, and is attached to the outer jacket 239 of the heating unit 234 at its end lower 244. This joint provides a preheating function, such that the washing fluid circulating in the pipe 34 absorbs the heat energy emitted by the heating units 232-236 before entering the outer jacket 239.
La circulación del fluido de lavado a través de la camisa 239 causa que se caliente mediante la unidad de calentamiento 234, por la absorción del calor producido por el elemento de calentamiento. Una vez que el fluido de lavado ha llegado a la parte más alta de la camisa 239, circula a través de un tubo de unión 246 y vuelve a entrar al recipiente 150 en el extremo inferior de la camisa exterior 240, con el fin de calentarse durante su circulación a través del mismo mediante la unidad de calentamiento 236. Tras llegar a la parte más alta de la camisa 240, el fluido de lavado es dirigido de nuevo por medio de un tubo de unión 248 con el fin de volver a entrar al recipiente 150 en el extremo exterior de la camisa exterior 238. The circulation of the washing fluid through the jacket 239 causes it to be heated by the heating unit 234, by the absorption of the heat produced by the heating element. Once the washing fluid has reached the highest part of the jacket 239, it circulates through a connecting tube 246 and re-enters the container 150 at the lower end of the outer jacket 240, in order to warm up during its circulation through the heating unit 236. After reaching the highest part of the jacket 240, the washing fluid is directed again by means of a connecting tube 248 in order to re-enter the container 150 at the outer end of the outer jacket 238.
En la parte más alta de la camisa exterior 238, se ha conectado una tubería 36 de descarga de fluido, a través de la cual el fluido de lavado sale del recipiente 150 después de circular a través de la camisa exterior 238 y ser calentado por la unidad de calentamiento 232. De ese modo, después del paso a través de las camisas exteriores 238-240,al fluido de lavado se le proporciona el máximo nivel de calor posible antes de dirigirse a las cabezas de rociado 32 montadas enfrente del parabrisas 24. Las cabezas de rociado 32 se podrían diseñar especialmente con un ángulo ajustable para dirigir el chorro pulverizado en el punto más eficaz sobre el parabrisas. In the upper part of the outer jacket 238, a fluid discharge line 36 has been connected, through which the washing fluid leaves the container 150 after circulating through the outer jacket 238 and being heated by the heating unit 232. Thus, after passing through the outer sleeves 238-240, the washing fluid is provided with the highest possible heat level before heading to the spray heads 32 mounted in front of the windshield 24. Spray heads 32 could be specially designed with an adjustable angle to direct the spray jet at the most effective point on the windshield.
En la Figura 12 se ha mostrado una vista en corte transversal del recipiente 150, tomada a lo largo de las líneas de corte XII-XII de la Figura 11, revelando detalles de construcción adicionales de las unidades de calentamiento 232-236 y de las camisas exteriores 238-240. Se ha mostrado también la tubería 34 de admisión de fluido y la disposición de los tubos de unión 246 y 248. El diseño de las unidades de calentamiento 232-236 y de las camisas exteriores 238-240 en estrecha proximidad entre sí se suma al rendimiento térmico del diseño del recipiente. A cross-sectional view of the container 150, taken along the cutting lines XII-XII of Figure 11, is shown in Figure 12, revealing additional construction details of the heating units 232-236 and of the sleeves exterior 238-240. The fluid intake pipe 34 and the arrangement of the connecting pipes 246 and 248 have also been shown. The design of the heating units 232-236 and the outer sleeves 238-240 in close proximity to each other adds to the performance Thermal container design.
Las consideraciones de diseño para el rendimiento térmico afectan también a la elección de los materiales a utilizar en el recipiente 150. Por ejemplo, la elección de tubos de cobre o latón para el tubo de admisión 34 asegura una conductividad térmica elevada, mientras que los tubos 246,. 248 y 36 se deberían elegir de un material de baja conductividad térmica, para asegurar una mínima pérdida de calor. Los tubos 34 y 36 tienen unas partes de extremo dentadas para facilitar la conexión a ellos. Las camisas exteriores 238-240 se construyen también de materiales elegidos por consideraciones de rendimiento térmico, para que tengan baja conductividad térmica. Design considerations for thermal efficiency also affect the choice of materials to be used in the container 150. For example, the choice of copper or brass tubes for the intake tube 34 ensures high thermal conductivity, while the tubes 246 ,. 248 and 36 should be chosen from a material with low thermal conductivity, to ensure minimal heat loss. Tubes 34 and 36 have serrated end portions to facilitate connection to them. The outer sleeves 238-240 are also constructed of materials chosen for thermal performance considerations, so that they have low thermal conductivity.
En las Figuras 13A-B, se han mostrado, respectivamente, una vista en planta desde arriba y una vista lateral en corte del recipiente 150, en donde la vista en corte se ha tomado a lo largo de las líneas de corte XIIIB-XIIIB. Se muestra con detalle la construcción de las camisas exteriores 238-240, incluyendo el conducto anular 249 de paso de flujo definido alrededor de cada una de las unidades de calentamiento 232-236, y una cámara de recogida 252 definida en el extremo inferior del recipiente 150. In Figures 13A-B, respectively, a plan view from above and a sectional side view of the container 150, where the sectional view has been taken along the cut lines XIIIB-XIIIB, are shown. The construction of the outer sleeves 238-240, including the annular conduit 249 of defined flow passage around each of the heating units 232-236, and a collection chamber 252 defined at the lower end of the container is shown in detail 150
Basado en la descripción anterior, el diseño del recipiente 150 se caracteriza típicamente por una construcción de acero inoxidable de aproximadamente 200 mm de longitud, teniendo cada camisa exterior un diámetro máximo de 12-13 mm, y un espesor de pared de 1 mm. Cada una de las unidades de calentamiento tiene típicamente 8 mm de diámetro. El diámetro máximo del recipiente es aproximadamente de 51 mm. La tubería de admisión de fluido 34 y la tubería de descarga 36 se han construido típicamente de tubo de 4,76 mm (3/16 de pulgada) de diámetro. Este diseño asegura que el recipiente 150 sea una unidad compacta de buen rendimiento térmico que no limita los caudales o las presiones. Como entenderán los expertos en la técnica, varias de las dimensiones se pueden diseñar de acuerdo con los diseños actuales de sistemas de lavado o con fabricantes de vehículos particulares, con el fin de mantener el caudal y la presión nominales del flujo de fluido. Based on the above description, the design of the container 150 is typically characterized by a stainless steel construction of approximately 200 mm in length, each outer jacket having a maximum diameter of 12-13 mm, and a wall thickness of 1 mm. Each of the heating units is typically 8 mm in diameter. The maximum diameter of the container is approximately 51 mm. The fluid intake pipe 34 and the discharge pipe 36 have typically been constructed of a 3.76 mm (3/16 inch) diameter tube. This design ensures that the container 150 is a compact unit of good thermal efficiency that does not limit flow rates or pressures. As those skilled in the art will understand, several of the dimensions can be designed in accordance with current designs of washing systems or with manufacturers of private vehicles, in order to maintain the nominal flow and pressure of the fluid flow.
Como apreciarán los expertos en la técnica, el calentamiento del fluido de lavado durante su circulación a través del sistema es la principal ventaja del recipiente150, puesto que el calentamiento ocurre mientras el fluido se mueve, y no mientras está estacionario, Los caudales y dimensiones de diseño particulares se pueden establecer fácilmente de acuerdo con las técnicas de diseño familiares para los expertos en la técnica. Además, se puede ampliar la elección de capacidades de unidades de calentamiento para vehículos particulares, como los camiones y los autobuses. As those skilled in the art will appreciate, heating the washing fluid during its circulation through the system is the main advantage of the container150, since the heating occurs while the fluid moves, and not while it is stationary, The flow rates and dimensions of Particular design can be easily established according to the familiar design techniques for those skilled in the art. In addition, the choice of heating unit capacities for private vehicles, such as trucks and buses, can be expanded.
Refiriéndose ahora a la Figura 14, se ha mostrado un concepto alternativo de instalación para un aparato 220 de limpieza de ventanillas que incluye el recipiente 150, en el que las cabezas de rociado están situadas en los propios limpiaparabrisas 44, según una realización preferida del presente invento. En esta disposición, las cabezas de rociado 32 están conectadas por medio de unos tubos flexibles 255256, cada uno de los cuales está fijado dentro de una ranura 258 practicada en la cara inferior de los limpiaparabrisas 44. De ese modo, un chorro pulverizado caliente se descarga directamente al parabrisas en el lugar donde se obtiene el máximo efecto de descongelación, puesto que los limpiaparabrisas rompen físicamente el hielo. Se entenderá que los limpiaparabrisas se deben hacer funcionar mientras se esté rociando el fluido desde las cabezas de rociado 32. Referring now to Figure 14, an alternative installation concept has been shown for a window cleaning apparatus 220 including the container 150, in which the spray heads are located in the windshield wipers 44 themselves, according to a preferred embodiment of the present invention. In this arrangement, the spray heads 32 are connected by means of flexible tubes 255256, each of which is fixed within a groove 258 made on the underside of the windshield wipers 44. Thus, a hot spray jet is unload directly to the windshield at the place where the maximum defrosting effect is obtained, since the windshield wipers physically break the ice. It will be understood that the windshield wipers must be operated while the fluid is being sprayed from the spray heads 32.
En resumen, el aparato 220 del presente invento se puede proveer como un accesorio económico y de fácil fabricación para los sistemas actuales de limpiaparabrisas, o se puede suministrar en los diseños para vehículos nuevos. El diseño sencillo y robusto del recipiente 150 hace que constituya un atractivo accesorio adicional, que aporta una solución rápida y eficaz a los problemas de congelación de los parabrisas, aumentando la comodidad y la seguridad. El aparato 220, además de ser sencillo y de fácil instalación, no complica la línea de montaje de los coches nuevos a los fabricantes de vehículos, ni resulta una carga para los sistemas actuales de lavado a los que se aplica, en un proceso de instalación que dura cinco minutos. Para poner en funcionamiento la bomba del fluido del limpiaparabrisas se usa preferiblemente un mando manual de usuario existente en el vehículo. In summary, the apparatus 220 of the present invention can be provided as an economical and easily manufactured accessory for current windshield wiper systems, or it can be supplied in new vehicle designs. The simple and robust design of the container 150 makes it an attractive additional accessory, which provides a quick and efficient solution to windshield freezing problems, increasing comfort and safety. The apparatus 220, in addition to being simple and easy to install, does not complicate the assembly line of new cars to vehicle manufacturers, nor is it a burden for the current washing systems to which it is applied, in an installation process It lasts five minutes. To operate the windshield wiper fluid pump, a user manual control existing in the vehicle is preferably used.
La Figura 15 ilustra esquemáticamente un recipiente 300 para uso con aparatos 20 o 220, cambiando lo que se deba cambiar, según otra realización preferida del presente invento. En el recipiente 300 se usa una sola camisa 312 para sujetar a tres elementos de calentamiento separados, uno de los cuales, el elemento 304, se ha mostrado en la figura extendiéndose longitudinalmente a través del recipiente. La camisa 312 es preferiblemente de acero o de otro material generalmente de forma cilíndrica y tiene dos extremos opuestos. En un extremo hay un tapón 320 que define una cámara 322, que tiene un volumen preferiblemente entre 24 y 40ml, dependiendo del tamaño del vehículo en el que esté instalada. Una lumbrera de admisión 34 y una lumbrera de descarga 36 proporcionan comunicación a la cámara, como se describe más adelante en la presente memoria; en ciertas ocasiones, el fluido de lavado podría circular entrando por la lumbrera de descarga y saliendo por la lumbrera de admisión. Figure 15 schematically illustrates a container 300 for use with apparatus 20 or 220, changing what needs to be changed, according to another preferred embodiment of the present invention. In container 300 a single jacket 312 is used to hold three separate heating elements, one of which, element 304, has been shown in the figure extending longitudinally through the container. The jacket 312 is preferably made of steel or other material generally cylindrical in shape and has two opposite ends. At one end there is a plug 320 defining a chamber 322, which preferably has a volume between 24 and 40ml, depending on the size of the vehicle in which it is installed. An intake port 34 and a discharge port 36 provide communication to the camera, as described hereinbelow; on certain occasions, the washing fluid may circulate entering the discharge port and exiting the intake port.
La Figura 16 es una ilustración esquemática en corte de un hilo 100 del que se ha devanado el elemento 304, según una realización preferida del presente invento. El hilo 320 tiene sustancialmente una sección circular, y está formado de un alma 306 de óxido de magnesio rodeada por un manguito o recubrimiento cerámico 308. Preferiblemente, el alma tiene un diámetro en el intervalo de 0,07-0,14 mm. Por ejemplo, para coches estándar, es suficiente una unidad de 500 W, y el hilo 310 podría tener un alma de 0,07 mm. Para vehículos mayores, como los camiones, podría ser necesario un alma de 0,14 mm para generar hasta 700 W de energía calorífica. El manguito o recubrimiento 308 se deposita preferiblemente mediante un proceso de láser estándar usando un polvo cerámico de alta densidad, como es conocido en la técnica. Preferiblemente, el recubrimiento 308 tiene un espesor de aproximadamente 0,10 mm. Figure 16 is a schematic sectional illustration of a wire 100 from which element 304 has been wound, according to a preferred embodiment of the present invention. The wire 320 has substantially a circular section, and is formed of a core 306 of magnesium oxide surrounded by a sleeve or ceramic coating 308. Preferably, the core has a diameter in the range of 0.07-0.14 mm. For example, for standard cars, a 500 W unit is sufficient, and the wire 310 could have a 0.07 mm core. For larger vehicles, such as trucks, a 0.14 mm core may be necessary to generate up to 700 W of heat energy. The sleeve 308 is preferably deposited by a standard laser process using a high density ceramic powder, as is known in the art. Preferably, the coating 308 has a thickness of approximately 0.10 mm.
Los dos extremos 314 del elemento 304 están provistos de conectores de óxido de magnesio, que están acoplados para alimentarse eléctricamente a través del controlador 46 como se ha indicado anteriormente en la presente memoria. En esta realización, el controlador 46 preferiblemente detecta si está en marcha el motor del automóvil 22, por ejemplo mediante la detección de una ondulación de corriente alterna en la tensión de la batería 43, y no permite que se suministre energía al recipiente 300 a no ser que esté funcionando el motor, con el fin de evitar que se descargue la batería. The two ends 314 of the element 304 are provided with magnesium oxide connectors, which are coupled to be electrically powered through the controller 46 as indicated hereinbefore. In this embodiment, the controller 46 preferably detects if the motor of the car 22 is running, for example by detecting a ripple of alternating current in the voltage of the battery 43, and does not allow power to be supplied to the container 300 at any time. if the engine is running, in order to prevent the battery from discharging.
El tapón 320 se llena con un material epoxídico u otro material capaz de soportar altas temperaturas hasta 700º C. En una realización preferida, el controlador 46 está contenido en el tapón, como se muestra en la Figura 15. Adicionalmente, las lumbreras 34 y 36 están provistas de válvulas 366 y Cap 320 is filled with an epoxy material or other material capable of withstanding high temperatures up to 700 ° C. In a preferred embodiment, controller 46 is contained in the cap, as shown in Figure 15. Additionally, ports 34 and 36 they are provided with 366 valves and
374. Estas válvulas se construyen preferiblemente de un caucho silicónico y pueden funcionar a temperaturas elevadas tal como a 700º C. Las válvulas están acopladas al controlador 46 mediante unos hilos (que no se han mostrado en la figura) que sirven para indicar las posiciones de las válvulas y para controlar su funcionamiento. Esta clase de válvulas se fabrica en U.S. Plastics of Lima, Ohio. 374. These valves are preferably constructed of a silicone rubber and can operate at elevated temperatures such as 700 ° C. The valves are coupled to the controller 46 by means of wires (not shown in the figure) that serve to indicate the positions of the valves and to control its operation. This class of valves is manufactured in the U.S. Plastics of Lima, Ohio.
Las Figuras 17 A a 17L son esquemas que muestran estados del recipiente 300 y válvulas 366 y 374 ilustrativos del funcionamiento del recipiente, según una realización preferida del presente invento. Antes del funcionamiento, la cámara 322 del recipiente 300 está vacía, y las válvulas están abiertas. El usuario 25 entra en el automóvil 22, arranca el motor y, para descongelar el parabrisas 24, pone en marcha la bomba 40. La bomba genera una presión en la lumbrera de admisión 34. Esta presión se detecta mediante la válvula 366, que automáticamente se cierra sin ninguna orden del controlador 46. Esta posición se ha mostrado en la Figura 17 A. Figures 17 A to 17L are diagrams showing states of the container 300 and valves 366 and 374 illustrative of the operation of the container, according to a preferred embodiment of the present invention. Before operation, chamber 322 of container 300 is empty, and the valves are open. The user 25 enters the car 22, starts the engine and, to defrost the windshield 24, starts the pump 40. The pump generates a pressure in the intake port 34. This pressure is detected by the valve 366, which automatically it closes without any command from controller 46. This position is shown in Figure 17 A.
A continuación, la válvula 366 avisa al controlador 46 para iniciar un proceso de descongelación. La primera etapa de este proceso es calentar el elemento 304 mediante la conexión de la batería 42 a través del elemento 304. En ausencia de agua en la cámara 322, la cámara se calienta rápidamente hasta una temperatura muy alta. La temperatura de la cámara se monitoriza mediante un sensor, tal como el sensor 64, instalado en la cámara. Cuando el sensor alcanza un nivel pre-establecido, preferiblemente alrededor de 600º C, el controlador 46 abre la válvula 366 y, tras un corto período, cierra la válvula 374, permitiendo de ese modo que el fluido de lavado circule y se introduzca en la cámara 322 (Figura 17B). Next, valve 366 alerts controller 46 to start a defrosting process. The first stage of this process is to heat the element 304 by connecting the battery 42 through the element 304. In the absence of water in the chamber 322, the chamber quickly heats up to a very high temperature. The temperature of the camera is monitored by a sensor, such as sensor 64, installed in the camera. When the sensor reaches a pre-set level, preferably around 600 ° C, the controller 46 opens the valve 366 and, after a short period, closes the valve 374, thereby allowing the washing fluid to circulate and enter the camera 322 (Figure 17B).
A continuación, el controlador monitoriza la temperatura del fluido en la cámara. Cuando esta temperatura alcanza aproximadamente 58º C, el controlador desconecta el elemento 304 de la batería y espera a que el conductor vuelva a poner en marcha la bomba 40 (Figura 17 C). Cuando la bomba se ha vuelto a poner en marcha, la presión es detectada por la válvula 366 y causa que la válvula se abra. Cuando la válvula se abre, el controlador 46 detecta esta acción y hace que se abra también la válvula Next, the controller monitors the temperature of the fluid in the chamber. When this temperature reaches approximately 58º C, the controller disconnects element 304 from the battery and waits for the driver to restart pump 40 (Figure 17 C). When the pump has restarted, the pressure is detected by valve 366 and causes the valve to open. When the valve opens, controller 46 detects this action and causes the valve to open
374. El resultado es que circula agua caliente desde la cámara 322 a través de la descarga 36 al parabrisas 24 (Figura 17D). El chorro inicial es realmente una mezcla de agua caliente y vapor, que causa que el hielo depositado en las cabezas de rociado 32 se funda y deje libres los inyectores de las cabezas de rociado. El vapor se podría generar también en la posición de la Figura 17A, debido a que haya quedado un poco de agua en la cámara 322 después de la operación anterior. 374. The result is that hot water circulates from chamber 322 through discharge 36 to windshield 24 (Figure 17D). The initial jet is really a mixture of hot water and steam, which causes the ice deposited in the spray heads 32 to melt and free the spray head nozzles. The steam could also be generated in the position of Figure 17A, because some water has remained in the chamber 322 after the previous operation.
Después que la bomba 40 detiene el impulso de presión, las válvulas 366 y 374 permanecen abiertas, permitiendo que el agua circule en sentido contrario desde la descarga 36 a través de la cámara 322 y vuelva a salir a través de la admisión 34 al depósito 30 (Figura 17 E). Cuando cesa este contra-flujo, según se detecta mediante la válvula 374, esta válvula se cierra (Figura 17F). Entonces, el controlador 46 fuerza a la válvula 366 a cerrarse también (Figura 17G). De ese modo, una cantidad de fluido queda atrapada en la cámara 322, y el elemento 304 empieza a calentar el fluido. Cuando el fluido alcanza los 58º C, el elemento 304 se desconecta, y el recipiente 300 espera para la siguiente operación de la bomba 40 (Figura 17H). Esta operación se detecta (Figura 17I) según se ha indicado anteriormente, dando lugar a que se vuelva a repetir todo el proceso (Figura 17J). After the pump 40 stops the pressure pulse, the valves 366 and 374 remain open, allowing water to circulate in the opposite direction from the discharge 36 through the chamber 322 and back out through the intake 34 to the reservoir 30 (Figure 17 E). When this counterflow ceases, as detected by valve 374, this valve closes (Figure 17F). Then, controller 46 forces valve 366 to close as well (Figure 17G). Thus, an amount of fluid is trapped in chamber 322, and element 304 begins to heat the fluid. When the fluid reaches 58 ° C, the element 304 is disconnected, and the container 300 waits for the next operation of the pump 40 (Figure 17H). This operation is detected (Figure 17I) as indicated above, causing the entire process to be repeated (Figure 17J).
El controlador 46 temporiza el intervalo transcurrido entre el último contra-flujo y el próximo aumento brusco de presión de la bomba 40. Si se mide más de un minuto, y no se detecta presión, el controlador 46 purga la cámara 322 cerrando primero las válvulas 366 y 374 (Figura 17K) y activando el elemento 304, para elevar la temperatura del fluido contenido en la cámara a un valor muy alto. Luego, se cierran las válvulas (Figura 17L), permitiendo que el fluido escape en forma de vapor. Después, el controlador 46 corta la alimentación de energía y espera para la siguiente operación. Se podría aplicar un proceso similar al recipiente 150 (mostrado en las Figuras 9 a 13B). The controller 46 timing the interval between the last counterflow and the next sudden increase in pressure of the pump 40. If more than one minute is measured, and no pressure is detected, the controller 46 purges the chamber 322 by first closing the valves 366 and 374 (Figure 17K) and activating element 304, to raise the temperature of the fluid contained in the chamber to a very high value. Then, the valves are closed (Figure 17L), allowing the fluid to escape in the form of steam. Then, controller 46 cuts off the power supply and waits for the next operation. A similar process could be applied to container 150 (shown in Figures 9 to 13B).
Se observará que las realizaciones preferidas anteriormente descritas se han citado a título de ejemplo, y que el alcance total del invento está limitado solamente por las reivindicaciones. It will be noted that the preferred embodiments described above have been cited by way of example, and that the total scope of the invention is limited only by the claims.
Claims (16)
- 2. 2.
- Un aparato según la reivindicación 1, en el que un limpiaparabrisas (44) se activa intermitentemente para limpiar la ventanilla en respuesta a la liberación intermitente del fluido. An apparatus according to claim 1, wherein a windshield wiper (44) is intermittently activated to clean the window in response to intermittent fluid release.
- 3. 3.
- Un aparato según la reivindicación 1, en el que el controlador (46) regula la liberación intermitente del fluido de acuerdo con una secuencia de tiempos determinada. An apparatus according to claim 1, wherein the controller (46) regulates the intermittent release of the fluid according to a certain sequence of times.
- 4. Four.
- Un aparato según la reivindicación 3, en el que la secuencia de tiempos se varía en respuesta a una temperatura ambiente en el vehículo. An apparatus according to claim 3, wherein the sequence of times is varied in response to an ambient temperature in the vehicle.
- 5. 5.
- Un aparato según la reivindicación 3, en el que la secuencia de tiempos se varía en respuesta a una temperatura de una superficie exterior de la ventanilla. An apparatus according to claim 3, wherein the sequence of times is varied in response to a temperature of an exterior surface of the window.
- 6. 6.
- Un aparato según la reivindicación 1, en el que la cantidad inicial del fluido se libera a una presión sustancialmente más alta que las cantidades subsiguientes. An apparatus according to claim 1, wherein the initial amount of the fluid is released at a pressure substantially higher than the subsequent amounts.
- 7.7.
- Un aparato según la reivindicaación1, en el que el controlador analiza las señales del sensor para detectar un fallo de funcionamiento del aparato e interrumpe el funcionamiento del elemento de calentamiento An apparatus according to claim 1, wherein the controller analyzes the sensor signals to detect a malfunction of the apparatus and interrupts the operation of the heating element
- 8. 8.
- Un aparato según la reivindicación 1, en el que un sensor adicional (86) de temperatura está fijado en una superficie exterior de la ventanilla a limpiar. An apparatus according to claim 1, wherein an additional temperature sensor (86) is fixed on an exterior surface of the window to be cleaned.
- 9. 9.
- Un aparato según la reivindicación 8, en el que el sensor adicional (86) de temperatura está cubierto por una tapa al menos parcialmente reflectora (88) con el fin de neutralizar sustancialmente el efecto de la radiación solar sobre el mismo. An apparatus according to claim 8, wherein the additional temperature sensor (86) is covered by an at least partially reflective cover (88) in order to substantially neutralize the effect of solar radiation on it.
- 10. 10.
- Un aparato según la reivindicación 1, y que comprende un dispositivo de entrada a distancia, que se activa por un usuario del vehículo para iniciar el funcionamiento del aparato. An apparatus according to claim 1, and comprising a remote entry device, which is activated by a vehicle user to initiate operation of the apparatus.
- 11. eleven.
- Un aparato según la reivindicación 10, en el que el dispositivo de entrada a distancia activa un limpiaparabrisas para limpiar el fluido de la ventanilla. An apparatus according to claim 10, wherein the remote entry device activates a windshield wiper to clean the window fluid.
- (40)(40)
- para controlar la circulación del fluido a través del recipiente comprenden una válvula. To control the circulation of the fluid through the container comprise a valve.
- (40)(40)
- para controlar la circulación del fluido a través del recipiente comprenden una bomba. To control the circulation of the fluid through the vessel comprise a pump.
- 14. 14.
- Un método para limpiar una ventanilla de un vehículo usando un fluido e lavado, caracterizado por repetir una pluralidad de veces en secuencia las etapas de: calentar una cantidad del fluido; A method for cleaning a window of a vehicle using a fluid and washing, characterized by repeating a plurality of times in sequence the steps of: heating a quantity of the fluid;
- 15.fifteen.
- Un método según la reivindicación 14, en el que la condición predeterminada se satisface cuando la temperatura de la cantidad del fluido alcanza un nivel seleccionado. A method according to claim 14, wherein the predetermined condition is satisfied when the temperature of the amount of the fluid reaches a selected level.
- 16.16.
- Un método según la reivindicación 14, en el que la condición predeterminada se satisface cuando ha transcurrido un período predeterminado de tiempo desde el comienzo del calentamiento. A method according to claim 14, wherein the predetermined condition is satisfied when a predetermined period of time has elapsed since the beginning of the heating.
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