ES2884129T3 - Dispositivo de toma de aire para una unidad de acondicionamiento de aire de un vehículo - Google Patents

Abstract

Un dispositivo de toma de aire para una unidad de acondicionamiento de aire de un vehículo, que comprende una carcasa (11) sobre la que se forman una entrada (12) de aire fresco, una entrada (13) de aire de recirculación y una salida (14) de aire adaptada para asociarse a una entrada (4a) de aire de un ventilador de una unidad de acondicionamiento de aire, y un par de aletas (20, 30) de tambor montadas en la carcasa (11) de manera giratoria alrededor de un eje de rotación común (y), y movible entre un nuevo posición extrema de aire, en la que las aletas (20, 30) de tambor maximizan la comunicación de fluido entre la entrada (12) de aire fresco y la salida (14) de aire y evitan la comunicación de fluido entre la entrada (13) de aire de recirculación y la salida (14) de aire, y una posición extrema de recirculación, en la que las aletas (20, 30) de tambor maximizan la comunicación de fluido entre la entrada (13) de aire de recirculación y la salida (14) de aire y evitan la comunicación de fluido entre la entrada (12) de aire fresco y la salida (14) de aire, en el que entre las aletas (20, 30) de tambor hay medios elásticos (40) interpuestos por medio de los cuales una de las aletas de tambor (20) es capaz de accionar la otra de las aletas de tambor (30) durante el movimiento de rotación de las aletas (20, 30) de tambor entre la posición extrema de aire fresco y la posición extrema de recirculación, el dispositivo de toma de aire estando caracterizado porque en la posición extrema de aire fresco el espacio angular de la entrada (13) de aire de recirculación está parcialmente cubierto por una de las aletas de tambor (20) y parcialmente cubierto por la otra de las aletas de tambor (30), y en la posición extrema de recirculación, el espacio angular de la entrada (12) de aire fresco está completamente cubierto por una de las aletas de tambor (30), superponiéndose las aletas (20, 30) de tambor entre sí.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de toma de aire para una unidad de acondicionamiento de aire de un vehículo

La presente invención se refiere a un dispositivo de toma de aire para una unidad de acondicionamiento de aire de un vehículo.

Dispositivos de este tipo están acoplados a la entrada de aire del ventilador de la unidad de acondicionamiento de aire, y están conectados a las tomas de aire externas del vehículo y al tubo de recirculación de aire en el habitáculo del vehículo para permitir selectivamente la entrada de aire fresco o recirculación de aire al ventilador.

Los ejemplos se divulgan en los documentos DE19832337, FR2878469 y FR2920044.

Dado que en un vehículo la entrada de aire fresco debe estar orientada hacia adelante para permitir una fácil transferencia del aire exterior desde los enchufes externos hacia la unidad de acondicionamiento de aire, la entrada de aire de recirculación generalmente se gira hacia atrás, hacia el habitáculo, y por lo tanto puede ser un medio importante de difundir el ruido generado por el ventilador y por el funcionamiento de la unidad de acondicionamiento de aire.

Un objeto de la presente invención es proponer soluciones para incrementar la eficiencia de la unidad de acondicionamiento de aire y reducir el ruido percibido en el interior del habitáculo del vehículo y generado por el funcionamiento de esta unidad.

Este objeto se consigue de acuerdo con la invención mediante un dispositivo de toma de aire para una unidad de acondicionamiento de aire de un vehículo, que comprende

una carcasa en la que se forma una entrada de aire fresco, una entrada de aire de recirculación y una salida de aire adaptadas para asociarse a una entrada de aire de un ventilador de una unidad de acondicionamiento de aire, y un par de aletas de tambor montadas en la carcasa de manera giratoria alrededor de un eje de rotación común, y que se pueden mover entre una posición extrema de aire fresco, en la que las aletas de tambor maximizan la comunicación fluida entre la entrada de aire fresco y la salida de aire y evitan la comunicación fluida entre la entrada de aire de recirculación y la salida de aire, y una posición extrema de recirculación, en la que las aletas de tambor maximizan la comunicación de fluido entre la entrada de aire de recirculación y la salida de aire y evitan la comunicación de fluido entre la entrada de aire fresco y la salida de aire, en el que entre las aletas de tambor hay medios elásticos interpuestos por medio de los cuales una de las aletas de tambor es capaz de accionar la otra de las aletas de tambor durante el movimiento de rotación de las aletas de tambor entre la posición extrema de aire fresco y la posición extrema de recirculación,

caracterizándose el dispositivo de toma de aire porque en la posición extrema de aire fresco el espacio angular de la entrada de aire de recirculación está parcialmente cubierto por una de las aletas de tambor y parcialmente cubierto por la otra de las aletas de tambor, y en la posición extrema de recirculación el espacio angular de la entrada de aire fresco está completamente cubierto por una de las aletas de tambor, las aletas de tambor estando superpuestas entre sí.

Dado que la entrada de aire de recirculación se combina de manera combinada desde ambas aletas de tambor, se puede aumentar el espacio angular de la entrada de aire de recirculación. Esto significa que con el mismo flujo de aire se puede reducir la velocidad del flujo de aire entrante. Además, es posible modular la transición desde la posición extrema de aire fresco a la posición extrema de recirculación.

Todo esto permite por un lado incrementar el rendimiento de la unidad de acondicionamiento de aire, y por otro lado reducir el ruido percibido en el interior del habitáculo.

Preferiblemente, en la entrada de aire de recirculación se dispone una rejilla de amortiguación de ruido montada en la carcasa. Esta rejilla de amortiguación de ruido tiene una pluralidad de orificios, teniendo cada orificio paredes paralelas entre sí y paralelas a las paredes de los otros orificios. Este recurso permite reducir aún más el ruido, gracias a la reflexión y la interferencia recíproca de las ondas sonoras logradas debido a las paredes de los orificios de la rejilla de amortiguación.

Como un recurso adicional, es posible adoptar una tapa deflectora montada en la caja en la entrada de aire de recirculación, de modo que esta tapa deflectora define un conducto que tiene un puerto de entrada orientado hacia el orificio de aire fresco y un puerto de salida coincidente con la entrada de aire de recirculación. De esta forma, las ondas sonoras ya no se orientan hacia el habitáculo del vehículo, sino hacia delante, lo que permite obtener un efecto positivo en cuanto a reducción de ruido.

Otras características y ventajas del dispositivo de acuerdo con la invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de una realización de la invención, realizada con referencia a los dibujos adjuntos, proporcionados únicamente con fines ilustrativos y no limitativos, en los que:

- las figuras 1 a 3 son vistas en corte de un dispositivo de toma de aire de acuerdo con la invención, respectivamente en una posición de recirculación parcial, en una posición extrema de aire fresco y en una posición extrema de recirculación; y

- las figuras 4 y 5 son vistas en perspectiva del dispositivo de la figura 1.

En las figuras, un dispositivo de toma de aire se indica en su conjunto con el número de referencia 10. En las figuras 1 a 3, el dispositivo 10 se muestra instalado en un vehículo. En particular, las figuras 1 a 3 muestran un cortafuegos 2, que separa el compartimento del motor del vehículo (en las figuras, a la izquierda de la pared 2) del habitáculo del vehículo (a la derecha en las figuras). En el cortafuegos 2 se obtiene una abertura 2a, a través de la cual el aire fresco procedente de las tomas de aire externas (no mostradas) dispuestas en el compartimento del motor puede llegar al dispositivo 10 de toma de aire.

El dispositivo de toma de aire está acoplado a una unidad 4 de acondicionamiento de aire del vehículo, una parte de la pared la cual se muestra en las figuras 1a 3. Las figuras 1 a 3 también muestran una entrada 4a de aire de la unidad de acondicionamiento de aire, aguas abajo de la cual está dispuesto un ventilador eléctrico (no mostrado) para la circulación de aire.

El dispositivo 10 de entrada de aire comprende una carcasa 11 que encierra una cámara, que está en comunicación con el exterior de la carcasa 11 a través de una entrada 12 de aire fresco, una entrada 13 de aire de recirculación y una salida 14 de aire. La entrada 12 de aire fresco está en comunicación fluida con las tomas de aire externas, a través de la abertura 2a formada en el cortafuegos 2. La entrada 13 de aire de recirculación está en comunicación fluida con un tubo (no mostrado) para la recirculación de aire dentro del habitáculo del vehículo. La salida 14 de aire está acoplada a la entrada de aire 4a de la unidad 4 de acondicionamiento de aire.

En el interior de la carcasa 11 y en la salida 14 de aire está dispuesto un filtro 14a de aire, dibujado con una línea discontinua en la figura 1 y, por motivos de claridad, omitido en las figuras siguientes.

El dispositivo 10 de toma de aire comprende un par de aletas de tambor, indicadas con los números de referencia 20 y 30 en las figuras. Las aletas 20, 30 de tambor están montadas en la carcasa 11 de forma giratoria alrededor de un mismo eje de rotación y ortogonales al plano del dibujo en las figuras 1 a 3. De estas aletas coaxiales, la indicada con 20 se designará en lo sucesivo como aleta de accionamiento y está dispuesta radialmente más hacia dentro, mientras que la indicada con 30 se designará como aleta accionada y está dispuesta radialmente más hacia fuera. Por supuesto, son posibles otras disposiciones de las dos aletas. De manera completamente convencional, cada una de las aletas 20, 30 consta de un cuerpo monolítico de material plástico, que comprende un par de brazos laterales a través de los cuales la aleta se conecta de manera abisagrada a la carcasa 11, y una porción de conexión intermedia que interconecta los brazos laterales.

La aleta 20 de accionamiento está acoplada a un accionador y/o a un mecanismo de movimiento (no mostrado) configurado para ajustar la posición angular de la aleta 20 de accionamiento. La aleta 20 de accionamiento está operativamente conectada a la aleta accionada 30 por medios elásticos 40. En particular, estos medios elásticos pueden consistir en un resorte de torsión que tiene un extremo 42 acoplado a la aleta 20 de accionamiento y un extremo 43 acoplado a la aleta accionada 30, y representados de manera simplificada en las figuras 1 a 3. A través del resorte 40 de torsión, la aleta 20 de accionamiento es capaz de accionar la aleta accionada 30 en rotación. Las aletas 20, 30 de tambor se pueden mover entre una posición extrema de aire fresco (mostrada en la figura 2), en la que las aletas 20, 30 de tambor maximizan la comunicación de fluido entre la entrada 12 de aire fresco y la salida 14 de aire y evitan la comunicación de fluido entre la entrada 13 de aire de recirculación y la salida 14 de aire, y una posición extrema de recirculación (mostrada en la figura 3), en la que las aletas 20, 30 de tambor maximizan la comunicación de fluido entre la entrada 13 de aire de recirculación y la salida 14 de aire y evitan la comunicación de fluido entre la entrada 12 de aire fresco y la salida 14 de aire.

En el ejemplo ilustrado, las aletas 20, 30 de tambor tienen sustancialmente el mismo espacio angular. En el presente documento y en lo sucesivo, por espacio angular de un elemento se entiende la extensión angular del elemento considerado, medida con respecto al eje de rotación y que define el vértice del ángulo. De manera más general, siempre que se haga referencia a un ángulo o dirección angular, este ángulo o dirección angular se referirá a un vértice coincidente con el eje de rotación y. De manera similar, una dirección radial será una dirección ortogonal al eje de rotación y.

En las aletas también se proporcionan medios de golpeo que comprenden, en la aleta 20 de accionamiento, un par de salientes 21, 22 formados en extremos angularmente opuestos de la aleta 20 de accionamiento y que se extienden radialmente desde la aleta 20 de accionamiento hacia la aleta accionada 30. En los salientes 21 y 22 hay respectivamente una primera y una segunda superficie de apoyo, respectivamente 21a y 22a. En la aleta accionada 30, los medios de apoyo comprenden un saliente 31 que se extiende radialmente desde la aleta accionada 30 hacia la aleta 20 de accionamiento. En los extremos angularmente opuestos del saliente 31 están dispuestas una tercera y una cuarta superficie de apoyo, respectivamente 31a y 31b. La distancia angular entre la tercera superficie 31a de apoyo y la cuarta superficie 31b de apoyo es menor que la distancia angular entre la primera superficie 21a de apoyo y la segunda superficie 22a de apoyo.

La aleta accionada 30 también tiene un par de salientes 32, 33 que se extienden radialmente hacia fuera desde la aleta accionada 30 y dispuestas en extremos angularmente opuestos de la aleta accionada 30. En los salientes 32 y 33 hay respectivamente una quinta y una sexta superficie de apoyo, respectivamente 32a y 33a. Como se explicará a continuación, la quinta y la sexta superficie 32a y 33a de apoyo están adaptadas para aplicarse a un tope 15 formado en la carcasa 11 y dispuesto entre la entrada 12 de aire fresco y la entrada 13 de aire de recirculación. En la posición extrema de aire fresco que se muestra en la figura 2, el espacio angular de la entrada 13 de aire recirculado está parcialmente cubierto por la aleta 20 de accionamiento y parcialmente cubierto por la aleta accionada 30. Las aletas 20, 30 se superponen parcialmente entre sí.

En esta posición, uno de los salientes 21 de la aleta 20 de accionamiento se apoya contra un borde de la entrada 13 de aire de recirculación alejado del tope 15. La segunda superficie 22a de apoyo de la aleta 20 de accionamiento se apoya contra la cuarta superficie 31b de apoyo de la aleta accionada 30, mientras que la sexta superficie 33a de apoyo de la aleta accionada 30 se apoya contra el tope 15.

Al accionar la aleta 20 de accionamiento, esta gira alrededor del eje de rotación y, en el sentido contrario a las agujas del reloj en las figuras, y la aleta accionada 30, estando conectada a la aleta 20 de accionamiento por medio del resorte 40, se mueve junto con la aleta 20 de accionamiento. De esta manera, la entrada 13 de aire de recirculación se abre progresivamente, mientras que la entrada de aire fresco se cierra progresivamente. En este paso, por lo tanto, es posible modular la proporción entre aire fresco y aire de recirculación. En la figura 1 se muestra una de las posiciones intermedias asociadas con el movimiento desde la posición extrema de aire fresco a la posición extrema de recirculación.

Cuando la primera superficie 21a de apoyo de la aleta 20 de accionamiento entra en contacto con la tercera superficie 31a de apoyo de la aleta accionada 30, la aleta 20 de accionamiento comienza a arrastrar la aleta accionada 30 consigo. De esta manera, la entrada 13 de aire de recirculación continúa abriéndose progresivamente hacia la posición extrema de recirculación, mientras que la entrada 12 de aire fresco comienza a cerrarse progresivamente hacia la posición extrema de recirculación.

Cuando uno de los salientes, 33, de la aleta accionada 30 se apoya contra un borde de la entrada 12 de aire fresco alejándose del tope 15 y la quinta superficie 32a de apoyo de la aleta accionada 30 se apoya contra el tope 15, la aleta accionada 30 se detiene mientras que la aleta 20 de accionamiento puede continuar el movimiento de rotación contra la acción del resorte 40 que está comprimido. El movimiento de rotación de la aleta accionada se detiene cuando la primera superficie 21a de apoyo de la aleta 20 de accionamiento entra en contacto con la tercera superficie 31a de apoyo de la aleta accionada 30 y los salientes 22 de la aleta 20 de accionamiento tocan contra el borde de la entrada 12 de aire fresco lejos de la parada 15. Entonces se alcanza la posición extrema de recirculación que se muestra en la figura 3. En esta posición extrema, el espacio angular de la entrada 12 de aire fresco está completamente cubierto por la aleta accionada 30, y las aletas 20, 30 de tambor están completamente superpuestas entre sí.

En el movimiento opuesto desde la posición de la figura 3 a la posición de la figura 2, inicialmente solo gira la aleta 20 de accionamiento mientras que la aleta accionada 30 se mantiene quieta debido a la fuerza elástica ejercida por el resorte 40. El movimiento de la aleta accionada 30 continúa hasta que la segunda superficie 22a de apoyo de la aleta 20 de accionamiento se apoya contra la cuarta superficie 31b de apoyo de la aleta accionada 30. Luego, las dos aletas 20, 30 giran integralmente, pasando por la posición intermedia de la figura 1 y finalmente alcanzando la posición extrema de aire fresco de la figura 2.

Con referencia a las figuras 4 y 5, se describen ahora características adicionales del dispositivo 10 de toma de aire, que pueden estar presentes en combinación con las aletas descritas anteriormente pero también con otras configuraciones de aletas.

En la entrada 13 de aire de recirculación está dispuesta una rejilla 40 de amortiguación de ruido montada en la carcasa 11. Esta rejilla 40 de amortiguación de ruido tiene una pluralidad de aberturas 41. Cada abertura 41 está delimitada por superficies de pared paralelas entre sí, de modo que cada abertura tiene una forma sustancialmente prismática. Además, las superficies de pared de cada abertura 41 son paralelas a las superficies de pared de las otras aberturas 41.

Como se muestra en la figura 4, la entrada 13 de aire de recirculación puede comprender una entrada 13a de aire principal orientada en dirección radial y al menos una entrada 13b de aire secundaria orientada en una dirección ortogonal a la dirección radial. En el ejemplo ilustrado, hay dos entradas 13b de aire secundarias formadas en paredes laterales opuestas de la carcasa 11 y provistas de respectivas rejillas de amortiguación de ruido configuradas de manera similar a la rejilla 40 de amortiguación de ruido.

Al menos una tapa deflectora está montada en la carcasa al menos una de dichas entradas 13a de aire principal y entradas 13b de aire secundarias. En el ejemplo ilustrado, hay dos tapas deflectoras 50 aplicadas en las dos entradas 13b de aire secundarias. De acuerdo con una realización alternativa, puede proporcionarse una sola tapa deflectora que cubra la entrada 13a de aire principal y las entradas 13b de aire secundario. La tapa deflectora 50 define un conducto que tiene un puerto 50a de entrada orientado hacia el orificio 12 de aire fresco (es decir, hacia el compartimento del motor) y un puerto de salida que coincide con la respectiva entrada de aire de recirculación, 13a y/o 13b, del dispositivo 10.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. - Un dispositivo de toma de aire para una unidad de acondicionamiento de aire de un vehículo, que comprende una carcasa (11) sobre la que se forman una entrada (12) de aire fresco, una entrada (13) de aire de recirculación y una salida (14) de aire adaptada para asociarse a una entrada (4a) de aire de un ventilador de una unidad de acondicionamiento de aire, y

un par de aletas (20, 30) de tambor montadas en la carcasa (11) de manera giratoria alrededor de un eje de rotación común (y), y movible entre un nuevo posición extrema de aire, en la que las aletas (20, 30) de tambor maximizan la comunicación de fluido entre la entrada (12) de aire fresco y la salida (14) de aire y evitan la comunicación de fluido entre la entrada (13) de aire de recirculación y la salida (14) de aire, y una posición extrema de recirculación, en la que las aletas (20, 30) de tambor maximizan la comunicación de fluido entre la entrada (13) de aire de recirculación y la salida (14) de aire y evitan la comunicación de fluido entre la entrada (12) de aire fresco y la salida (14) de aire, en el que entre las aletas (20, 30) de tambor hay medios elásticos (40) interpuestos por medio de los cuales una de las aletas de tambor (20) es capaz de accionar la otra de las aletas de tambor (30) durante el movimiento de rotación de las aletas (20, 30) de tambor entre la posición extrema de aire fresco y la posición extrema de recirculación, el dispositivo de toma de aire estando caracterizado porque en la posición extrema de aire fresco el espacio angular de la entrada (13) de aire de recirculación está parcialmente cubierto por una de las aletas de tambor (20) y parcialmente cubierto por la otra de las aletas de tambor (30), y en la posición extrema de recirculación, el espacio angular de la entrada (12) de aire fresco está completamente cubierto por una de las aletas de tambor (30), superponiéndose las aletas (20, 30) de tambor entre sí.

2. - Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que entre las aletas de tambor hay medios de apoyo interpuestos, en el que en una de dichas aletas de tambor, en lo sucesivo la aleta (20) de accionamiento, dichos medios de apoyo comprenden la primera y la segunda superficie (21a, 22a) de apoyo dispuestas en extremos angularmente opuestos de la aleta de tambor, y en la otra de dichas aletas de tambor, en lo sucesivo aleta accionada (30), dichos medios de apoyo comprenden la tercera y la cuarta superficie (31a, 31b) de apoyo dispuestas en posiciones angulares distintas respectivas de la aleta de tambor, y en el que la distancia angular entre la tercera y la cuarta superficie (31a, 31b) de apoyo es menor que la distancia entre la primera y la segunda superficie (21a, 22a) de apoyo.

3. - Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dichos medios de apoyo están dispuestos en salientes (21, 22, 31) formados en cada una de las aletas de tambor y que sobresalen radialmente hacia la otra de las aletas de tambor.

4. - Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 2 o 3, en el que la aleta (20) de accionamiento es una aleta dispuesta radialmente hacia dentro y la aleta accionada (30) es una aleta dispuesta radialmente hacia fuera.

5. - Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 4, en el que la aleta accionada (30) comprende además la quinta y la sexta superficie (32a, 33a) de apoyo que se extienden radialmente hacia fuera y dispuestas en extremos angularmente opuestos de la aleta accionada (30), en el que en la carcasa (11) se forma un tope (15) dispuesto entre la entrada (12) de aire fresco y la entrada (13) de aire de recirculación, siendo dicho tope aplicable por la quinta superficie (32a) de apoyo y por la sexta superficie (33a) de apoyo en la posición extrema de recirculación y en la posición extrema de aire fresco, respectivamente.

6. - Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las aletas (20, 30) de tambor tienen sustancialmente el mismo espacio angular.

7. - Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos medios elásticos comprenden un resorte de torsión.

8. - Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que en la entrada (13) de aire de recirculación está dispuesta una rejilla (40) de amortiguación de ruido montada en la carcasa (11).

9. - Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la rejilla (40) de amortiguación de ruido tiene una pluralidad de aberturas (41), estando cada abertura (41) delimitada por superficies de pared paralelas entre sí y paralelas a las superficies de pared de las otras aberturas (41).

10. - Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la entrada (13) de aire de recirculación comprende una entrada (13a) de aire principal orientada en dirección radial y al menos una entrada (13b) de aire secundaria orientada en una dirección ortogonal a la dirección radial.

11. - Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 10, que comprende al menos una tapa deflectora (50) montada en la carcasa (11) en al menos una de dichas entradas de aire principal y de aire secundario, definiendo dicha tapa deflectora un conducto que tiene un puerto (50a) de entrada orientado hacia la entrada (12) de aire fresco y un puerto de salida que coincide con al menos una de dichas entradas de aire principal y entrada de aire secundario.