ES2229512T3 - Descongelacion de parabrisas. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un aparato (20) de limpieza de una luna (24) de vehículo (22) que comprende un recipiente (28) que tiene una entrada (32) a través de la cual se lleva un fluido de lavado contenido en un depósito y una salida (34) a través de la cual este fluido es expulsado para lavar la luna. Este aparato comprende también un elemento de calentamiento (50) que permite calentar el fluido contenido en el recipiente, dicho elemento precalienta el recipiente antes de que el fluido de lavado sea llevado dentro de éste, de manera que al menos una cantidad de fluido sea calentada rápidamente y expulsada del recipiente.

Description

Descongelación de parabrisas.

Ámbito de la invención

La presente invención se refiere en general al calentamiento de fluidos, y específicamente al calentamiento de un fluido con el propósito de limpiar o descongelar una ventana de un vehículo.

Antecedentes de la invención

En la técnica se conocen diversos métodos y dispositivos para aportar una pulverización de agua caliente u otro líquido de lavado sobre las ventanillas de un vehículo. El líquido calentado es particularmente ventajoso para eliminar hielo del parabrisas de un vehículo en tiempo frío. Esta función de eliminación de hielo requiere que un conductor del vehículo espere mientras el líquido se calienta antes de que se pueda descongelar el parabrisas. Los métodos y dispositivos conocidos en la técnica, sin embargo, no son prácticos para este propósito, ya que típicamente utilizan calor o electricidad generados por el propio motor del vehículo para calentar el líquido, lo que exige que el conductor espere un tiempo inaceptablemente largo hasta que el líquido alcanza una temperatura adecuada.

Utilizar la batería del vehículo para calentar el líquido con independencia del motor del vehículo también es problemático, a causa del gran consumo de corriente requerido para calentar una cantidad suficiente de líquido para descongelar eficazmente el parabrisas. Típicamente, la batería no puede aportar suficiente corriente para calentar todo el depósito de líquido de lavado del vehículo en un lapso de tiempo razonable. Aunque se han sugerido métodos y dispositivos para calentar el líquido en el momento en que va a ser rociado sobre el parabrisas, tampoco en este caso la batería puede aportar la corriente suficiente para calentar un chorro difuso del volumen necesario hasta una temperatura lo bastante elevada para descongelar eficazmente el parabrisas.

La patente US 5.509.606 describe un dispositivo de lavado en caliente para un parabrisas de automóvil, que incluye un recipiente al que se bombea el líquido de lavado desde un depósito y en el que el líquido es calentado por un elemento de calefacción eléctrica antes de ser rociado sobre el parabrisas. El recipiente está aislado e incluye un termostato que se utiliza para asegurar que la temperatura del líquido no supere un máximo predeterminado. El recipiente se mantiene lleno, y se aplica el calor necesario para llevar el líquido frío bombeado desde el depósito hasta la temperatura deseada.

La patente US 5.118.040 describe un aparato eléctrico para lavar cristales de ventana de un vehículo. Un recipiente aislado está situado entre un depósito de líquido de lavado frío y las salidas de riego a la ventanilla del vehículo, en una posición más baja que el depósito para que se mantenga lleno de líquido. Cuando se acciona el encendido del vehículo, un calentador eléctrico calienta el líquido en el recipiente y permanece activo mientras el vehículo está en uso. No se hace ninguna aportación, sin embargo, para el arranque y calentamiento rápido para descongelar la ventanilla del vehículo.

La patente US 4.090.668 describe un sistema para lavar y descongelar parabrisas que incluye un depósito que tiene un recipiente cerrado en su interior. Una bomba transfiere líquido de lavado del depósito al recipiente y del recipiente a una pluralidad de boquillas. Refrigerante del motor calentado pasa a través de un conducto en el depósito. Alambre de resistencia eléctrica calienta el líquido en el recipiente cuando la temperatura desciende por debajo de cierto mínimo. Válvulas magnéticas dirigen el chorro difuso del depósito hacia la ventanilla delantera o trasera del vehículo, pero no se sugiere el uso de las válvulas para otros fines de control del líquido.

La patente US 5.012.977 describe un dispositivo de lavado de ventanillas de un vehículo en el que se calienta el líquido de lavado de un depósito, y en el que una bomba para rociar el líquido sobre la ventanilla del vehículo tiene una presión de salida variable. La temperatura del líquido del depósito es detectada y la presión de salida de la bomba se modifica en consecuencia inversamente a la temperatura del líquido de lavado, a fin de mantener un depósito más consistente de líquido sobre la ventanilla, ya que la viscosidad del líquido cambia con la temperatura.

La patente US 5.354.965 describe un sistema para calentar eléctricamente un volumen de líquido para lavado de parabrisas en un vehículo de motor. Un recipiente se llena con el volumen de líquido por calentar, utilizando termistores de coeficiente de temperatura positivo u otros elementos de calentamiento eléctrico. Un circuito de control regula el periodo de tiempo durante el que se calienta el líquido, según una temperatura ambiente prevaleciente, antes de rociar el líquido sobre el parabrisas. El circuito también impide el funcionamiento del calentamiento de líquido cuando el motor del vehículo no está en marcha.

Resumen de la invención

Es un objeto de la presente invención aportar aparatos y métodos mejorados para limpiar o descongelar una ventanilla de un vehículo.

Es otro objeto de algunos aspectos de la presente invención aportar aparatos y métodos que permitan un inicio rápido de la descongelación de la ventanilla de un vehículo.

En el ejemplo de realización preferente de la presente invención, después de que una cantidad inicial del líquido ha sido calentada y descargada del recipiente, se introduce otra cantidad en el recipiente y se calienta de inmediato. Una vez que la nueva cantidad ha alcanzado una temperatura deseada, también es descargada, de preferencia tras una demora de varios segundos. Este proceso continúa durante repetidos ciclos de calentamiento/descarga hasta que la ventanilla queda completamente lavada y descongelada. De preferencia, los ciclos de calentamiento/descarga están sincronizados en una secuencia cuyos parámetros, como la duración de la descarga y los intervalos entre descargas, varían según las temperaturas ambiente del vehículo y del líquido sin calentar.

Se entenderá que el término "vehículo" tal como se utiliza en el contexto de la presente solicitud de patente y en las reivindicaciones puede referirse a cualquier tipo de vehículo con ruedas que tenga ventanillas, como un automóvil o un camión, así como una embarcación o un avión. Asimismo, el término "ventanilla" aunque típicamente se refiere al parabrisas de un vehículo, puede referirse a cualquier superficie transparente, incluyendo las ventanillas laterales y posteriores y los espejos exteriores, así como cubiertas de faros y similares. Además, cuando se utiliza el término "lavar" en la presente solicitud y en las reivindicaciones en referencia a una acción que conlleva rociar una ventanilla con líquido calentado, se entenderá que el término incluye también la descongelación. Los expertos en la técnica advertirán que los principios de la presente invención se pueden adaptar para el lavado y descongelación de otras superficies, incluyendo ventanillas y espejos interiores, por ejemplo, así como para suministrar agua y líquido calentado para otros propósitos.

Según el ejemplo de realización preferente de la presente invención, se aporta un aparato para lavar una ventanilla de un vehículo, que incluye:

un recipiente, provisto de una entrada a través de la cual se recibe un líquido de lavado desde un depósito y una salida a través de la cual el líquido es descargado para lavar la ventanilla;

un elemento calentador para calentar el líquido del recipiente;

un sensor de temperatura, que lleva una temperatura del recipiente; y

una válvula para regular el flujo del líquido a través del recipiente, que libera de forma intermitente cantidades de líquido a través de la salida a una temperatura deseada, en respuesta a la temperatura detectada por el sensor.

De preferencia, un limpiaparabrisas es activado de forma intermitente para lavar la ventanilla en respuesta a la descarga intermitente de líquido.

De preferencia, el aparato incluye un regulador, que regula la descarga intermitente de líquido según una secuencia temporal determinada, de preferencia una secuencia predeterminada o programable, en la que la secuencia temporal varía en respuesta a una temperatura ambiente en el vehículo o, de manera alternativa o adicional, a una temperatura de una superficie exterior de la ventanilla.

De preferencia, se libera una cantidad inicial del líquido a una presión sustancialmente mayor que las cantidades subsiguientes.

Se aporta además, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención, un método para lavar una ventanilla de un vehículo utilizando un líquido de lavado, que incluye:

precalentar un recipiente;

introducir una cantidad del líquido en el recipiente precalentado, con lo que la temperatura y la presión del líquido se elevan; y

descargar el líquido sobre la ventanilla a la temperatura y la presión elevadas.

De preferencia, el recipiente se vacía de líquido antes de precalentar el recipiente.

También de preferencia, introducir el líquido incluye bombear el líquido hacia el recipiente a una presión de la bomba, con lo que la presión elevada a la que se descarga el líquido es sustancialmente mayor que la presión de la bomba.

En un ejemplo de realización preferente, el método incluye medir una temperatura del líquido, y descargar el líquido incluye regular la descarga de líquido en respuesta a la medición de temperatura. Adicional o alternativamente, se mide una temperatura de una superficie exterior del vehículo, y descargar el líquido incluye regular la descarga de líquido en respuesta a la temperatura de la superficie exterior.

Se aporta además, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención, un método para lavar una ventanilla de un vehículo utilizando un líquido de lavado, que incluye repetir una pluralidad de veces en secuencia los pasos de:

calentar una cantidad del líquido;

monitorizar una temperatura de la cantidad del líquido; y

descargar la cantidad cuando se satisface una condición predeterminada del calentamiento del líquido.

De preferencia, la condición predeterminada se satisface cuando la temperatura de la cantidad del líquido alcanza un nivel seleccionado. Alternativa o adicionalmente, la condición predeterminada se satisface cuando ha transcurrido un periodo de tiempo predeterminado desde el inicio del calentamiento.

Se aporta además, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención, un aparato descongelador de parabrisas que incluye: una pluralidad de elementos calentadores individuales; y una carcasa con múltiples camisas en la que cada camisa envuelve una de las unidades de calentamiento, estando dichas camisas interconectadas por conductos para líquido, incluyendo aberturas de entrada y de salida, estando la carcasa conectada en la abertura de entrada con una fuente de líquido para el lavado de parabrisas y en la abertura de salida con una boquilla de rociado del parabrisas, siendo accionadas las unidades térmicas para calentar el líquido de lavado durante el recorrido hacia la boquilla de rociado del parabrisas, con lo que el líquido calentado rociado aporta un efecto descongelante.

Se aporta adicionalmente, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención, un dispositivo descongelador de parabrisas para vehículos alimentado eléctricamente, que incluye un recipiente calentable para líquido de lavado de parabrisas conectable entre un depósito de líquido de lavado y boquillas de rociado situadas ante el parabrisas, y está provisto de una abertura de entrada y una abertura de salida para el líquido, y tiene un elemento calentador eléctrico dispuesto en el interior del recipiente calentable, con una capacidad líquida restante del recipiente calentable que no supera 300 ml, siendo el elemento calentador conectable a la batería del vehículo y estando dimensionado para calentar el líquido contenido en el recipiente calentable hasta la temperatura de descongelación en no más de un minuto de funcionamiento.

La presente invención se entenderá más plenamente a partir de la siguiente descripción detallada y de los ejemplos preferentes de realización de la misma, tomados conjuntamente con las ilustraciones, en las que:

Breve descripción de las ilustraciones

La figura 1 es una representación pictórica esquemática en la que se muestra un aparato para lavar el parabrisas de un automóvil con líquido de lavado calentado, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención;

la figura 2 es un esquema en el que se muestran detalles del aparato de lavado de la figura 1, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención;

la figura 3 es una ilustración esquemática en la que se muestra un sensor de temperatura en el parabrisas del automóvil de la figura 1, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención;

la figura 4 es un diagrama de bloques que ilustra las funciones de un regulador electrónico en el aparato de la figura 1, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención;

la figura 5 es un diagrama de tiempos que ilustra el funcionamiento del aparato de la figura 1, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención;

la figura 6 es un diagrama en el que se muestran detalles del aparato para limpiar parabrisas, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención;

la figura 7 es una vista en sección de un recipiente calentable para ser utilizado en el aparato para limpiar parabrisas, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención;

la figura 8 es una vista en sección de un recipiente calentable para ser utilizado en el aparato para limpiar parabrisas, según otro ejemplo de realización preferente de la presente invención;

la figura 9 es una vista en perspectiva de un recipiente calentable para ser utilizado en el aparato para limpiar parabrisas, según aún otro ejemplo de realización preferente de la presente invención;

la figura 10 es un esquema eléctrico en el que muestra la conexión de unidades térmicas en el recipiente de la figura 9, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención;

la figura 11 es una vista lateral de una parte interna del recipiente de la figura 10, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención;

la figura 12 es una vista en sección transversal del recipiente de la figura 11, tomada sobre la línea XII-XII;

las figuras 13A y 13B son respectivamente vistas en alzado y en sección lateral del recipiente de la figura 11, la vista en sección tomada sobre la línea XIIIB- XIIIB;

la figura 14 es una representación pictórica esquemática en la que se muestra un aparato para lavar parabrisas en una configuración alternativa, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención;

la figura 15 es un esquema de un recipiente de calentamiento para ser utilizado en un aparato para lavar ventanillas, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención;

la figura 16 es un esquema en el que se muestra un alambre de calentamiento para ser usado en el recipiente de la figura 15, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención;

las figuras 17A-L son ilustraciones esquemáticas que muestran el funcionamiento del recipiente de la figura 15 y el aparato en que se utiliza el recipiente, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención.

Descripción detallada de ejemplos de realización preferentes

Ahora se hace referencia a la figura 1, que es una representación pictórica esquemática en la que se muestra un aparato 20 accionado eléctricamente para lavar y descongelar ventanillas de un vehículo, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención, que se muestra montado para su uso en un automóvil 22 que tiene un parabrisas 24 cubierto de hielo 26.

Un recipiente calentable 28 para el líquido de lavado del parabrisas está conectado entre un depósito de líquido de lavado 30 de un automóvil 22 y boquillas de rociado 32 que rocían el líquido sobre el parabrisas 24 al ser accionadas por un operador 25 del automóvil. El operador puede accionar el aparato ya sea desde el interior o desde el exterior del automóvil, como se muestra en la figura y se describe a continuación con más detalle. El recipiente 28 tiene una abertura de entrada 34 que recibe líquido de lavado del depósito 30 y una abertura de salida 36 a través de la cual se descarga el líquido calentado hacia las boquillas 32. El líquido es impulsado por una bomba 40, que por lo general ya está presente en el automóvil 22 para rociar líquido sin calentar para lavar el parabrisas 24. Una batería 42 suministra energía al aparato 20, y unos limpiaparabrisas 44 limpian el hielo derretido y la suciedad del parabrisas, como se conoce en la técnica. Un regulador 46 controla el funcionamiento del aparato 20, y opcionalmente también controla los limpiaparabrisas 44 en conjunción con el funcionamiento del aparato. Otros aspectos y detalles del aparato se describen más detenidamente a continuación.

La figura 2 es un diagrama esquemático y parcialmente en sección que muestra detalles del recipiente 28 y otros elementos del aparato 20, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención. El recipiente 28 es de forma generalmente cilíndrica y consta de una cámara interior 52 rodeada por una cámara exterior 54. La cámara interior 52 está contenida y definida por una pared interior 56, de preferencia compuesta por un metal como acero inoxidable. La cámara exterior 54 está rodeada por una pared exterior 58 del recipiente, de preferencia compuesta por un material aislante como un plástico. Un elemento calentador 50 dentro de la cámara interior 52 calienta el líquido del recipiente 28. A consecuencia de la disposición concéntrica de las cámaras 52 y 54, se minimizan las pérdidas de calor del recipiente 28, ya que el calor perdido por el líquido caliente en la cámara 52 se utiliza en gran medida para precalentar el líquido más frío de la cámara 54. Puesto que el líquido de la cámara 54 es más frío, sus pérdidas de calor a través de la pared exterior 58 son relativamente pequeñas.

El elemento calentador 50 de preferencia consta de un elemento eléctrico calentado por resistencia, que es alimentado por la batería 42 mediante el regulador 46, según una secuencia de calentamiento que se describe a continuación con más detalle. Alternativa o adicionalmente, el elemento 50 se puede calentar mediante intercambio térmico con una fuente de calor en el automóvil 22, como el líquido refrigerante del motor o los gases del escape. El calentamiento eléctrico por medio de la batería 42 es ventajoso, no obstante, ya que permite que el recipiente 28 se caliente rápidamente antes incluso de poner en marcha el automóvil. De preferencia, el elemento 50 requiere aproximadamente 400 W, que las baterías de automóvil típicas pueden suministrar fácilmente. Además, el recipiente 28 de preferencia está dimensionado de manera que en un minuto de funcionamiento o menos es capaz de calentar y descargar líquido con un volumen y una temperatura suficientes para derretir el hielo 26. Para este propósito, la cámara interior 52 de preferencia contiene unos 50 ml de líquido. Se advertirá, no obstante, que los principios de la presente invención pueden aplicarse de manera similar a cualquier capacidad requerida, escalando el volumen del recipiente 28 y la potencia del elemento 50. En particular, cuando el aparato 20 se utiliza en vehículos más grandes, como camiones o barcos, el volumen y los requerimientos de energía del recipiente típicamente serán sustancialmente mayores que en un automóvil 22.

Cuando el operador 25 del vehículo 22 acciona el aparato 20, el regulador 46 permite que pase corriente de la batería 42 al elemento calentador 50, de manera que el recipiente 28 empieza a calentarse. De preferencia se permite que cualquier líquido que haya en el recipiente se vacíe por una abertura de drenaje 60, abriendo una válvula de drenaje 62. La válvula 62, al igual que otras válvulas utilizadas en el aparato 20, como se describirá más adelante, de preferencia consiste en una válvula solenoide de cualquier tipo adecuado conocido en la técnica, que es controlada por el regulador 46. El regulador de preferencia aplica una corriente inicial relativamente alta para abrir la válvula, pero después reduce la corriente a un nivel inferior para mantener abierta la válvula. Así, el elemento 50 precalienta el recipiente, incluyendo particularmente la pared interior 56. El calor que se acumula en el recipiente tiende a vaporizar el líquido que queda en su interior, generando una presión que empuja el líquido hacia fuera por la abertura 60, sin que influya el hecho de si el recipiente 28 está situado más arriba o más abajo que el depósito 30. De preferencia, un sensor de temperatura 64 mide la temperatura del recipiente 28 y aporta esa información al regulador 46.

Una vez que el recipiente ha alcanzado una temperatura deseada, de preferencia con el elemento calentador 50 a una temperatura de varios centenares de grados centígrados, se cierra la válvula de drenaje 62 y se abre una válvula de entrada 66. Alternativamente, las válvulas se pueden abrir simplemente al transcurrir un lapso de tiempo predeterminado, ya que la presencia de una cantidad residual de líquido en el fondo del recipiente 28 impide efectivamente un sobrecalentamiento excesivo del recipiente. La bomba 40 se acciona para enviar una cantidad inicial de líquido de lavado, de preferencia entre 30 y 50 ml, del depósito 30 a la abertura de entrada 34. Una válvula unidireccional 68 de preferencia impide el reflujo del líquido hacia la abertura de drenaje 60. Una válvula de salida 74 es de preferencia una válvula de tres vías, es decir, de un tipo con dos entradas y una sola salida (en el que el líquido también puede entrar por la salida y refluir hacia las entradas), permitiendo que cualquiera de las entradas esté en comunicación con la salida. La válvula 74 está dispuesta para permitir el paso de líquido desde la abertura de salida 36 a las boquillas de rociado 32, y para bloquear el paso de líquido por un conducto de derivación 76. Alternativamente, se pueden aportar válvulas separadas para la salida y el conducto de derivación.

El líquido llena la cámara exterior 54 y fluye a la cámara interior 52 a través de aberturas 70 en la pared interior 56. Una abertura adicional 72 junto a la parte superior de la pared 56 contribuye a igualar la presión entre la cámara interior y la exterior. Al entrar en contacto con el elemento calentador 50 y la pared 56 caliente, el líquido se calienta rápidamente y una parte del mismo se evapora. La presión de la vaporización hace salir el líquido caliente por la abertura de salida 36 y las boquillas 32, a una presión y temperatura elevadas. Opcionalmente, la válvula de salida 74 se mantiene cerrada incluso después de abrir la válvula de entrada 66, y sólo se abre cuando se ha acumulado una presión suficiente en el recipiente 28, ya sea de manera autónoma o accionada por el regulador 46. El líquido caliente y bajo presión no sólo facilita una rápida fusión del hielo 26 en el parabrisas 24, sino que también es capaz de despejar bloqueos en los conductos de líquido entre la abertura de salida 36 y las boquillas 32 que podrían ser causados por el hielo o la suciedad. De preferencia, una válvula unidireccional 78 aporta una conexión entre la abertura de salida 36 y el aire atmosférico a fin de aliviar cualquier estado de vacío que se pueda crear.

Una vez que se ha descargado la cantidad inicial de líquido calentado, se accionan la bomba 40 y la válvula de entrada 66 para rellenar el recipiente 28. Aunque el elemento calentador 50 y la pared 56 ya no están tan calientes como antes de que se introdujera la cantidad inicial de líquido en el recipiente, todavía mantienen algún calor residual, lo que facilita el rápido calentamiento del líquido de relleno. Cuando el líquido de relleno alcanza una temperatura deseada y/o tras un periodo de tiempo predeterminado, es descargado a través de la válvula 74 y las boquillas 32. Este proceso se repite en secuencia el número de veces deseado, hasta completar una secuencia entera de descargas, como se describe más adelante, o hasta que el parabrisas se encuentra limpio y/o descongelado, o hasta que la temperatura del recipiente 28 desciende por debajo de un mínimo predeterminado, o hasta que es interrumpido por el operador 25. (Adviértase que en condiciones normales la temperatura del recipiente generalmente disminuirá de una cantidad a la siguiente en la secuencia. Si el regulador 46 recibe alguna indicación de un aumento de temperatura, dicho aumento por lo general será indicativo de un fallo en el funcionamiento, por ejemplo, una incapacidad de rellenar el recipiente con líquido, y el regulador de preferencia interrumpirá el suministro de energía al elemento 50.) A continuación el conductor podrá volver a accionar el aparato 20 y dar comienzo a un nuevo ciclo de calentamiento y descarga del líquido.

De preferencia, cada vez que se rellena el recipiente 28, el líquido calentado se descarga a través de las boquillas 32 durante unos 3 seg. A intervalos de unos 5 seg. o más entre cada llenado, por lo general como venga determinado por el tiempo necesario para que el líquido alcance una temperatura deseada. La temperatura de las posteriores descargas en la secuencia puede ser menor que en la descarga inicial y otras descargas anteriores. También de preferencia, los limpiaparabrisas 44 se accionan en cooperación con la descarga de líquido del aparato 20, de manera que los limpiaparabrisas funcionan sólo durante la descarga de líquido y un breve tiempo a continuación. Opcionalmente, el funcionamiento de los limpiaparabrisas se puede demorar, de manera que no actúen durante la descarga inicial, cuando el hielo 26 todavía no se ha derretido, sino que sólo empiecen a actuar durante la segunda descarga y las siguientes.

Una vez que se ha completado la secuencia de descargas de líquido calentado, las válvulas 66 y 74 se cierran (con respecto al recipiente 28) y de preferencia se abre la válvula de drenaje 62, de manera que cualquier resto de líquido que quede en el recipiente pueda vaciarse de nuevo en el depósito 30. (La bomba 40 generalmente no está cerrada contra el reflujo.) Un extremo superior 61 de la abertura de drenaje 60 de preferencia está elevado con respecto al fondo de la cámara 52, de manera que en el recipiente 28 queda una cantidad mínima de líquido incluso después del vaciado. A continuación, el recipiente queda preparado para un funcionamiento rápido en la siguiente ocasión en que se accione el aparato 20.

El conducto de derivación 76 permite que el
líquido sin calentar del depósito 30 sea bombeado directamente a las boquillas 32, sin pasar por el recipiente 28. El conducto 76 se abre hasta las boquillas cada vez que la válvula 74, que de preferencia es una válvula de tres vías, como se ha mencionado antes, se cierra con respecto a la abertura de salida 36. El conducto 76 se puede utilizar con tiempo cálido, cuando no sea necesaria la descongelación, o cuando el chorro de lavado se necesita inmediatamente y no hay tiempo para calentar el líquido. De preferencia, la válvula 74 permanece abierta con respecto al conducto 76, de manera que el líquido del conducto se transmite a las boquillas 32 cuando no se acciona el aparato calentador. Una válvula unidireccional 80 en el conducto 76 de preferencia impide cualquier reflujo de líquido por el conducto.

El aparato 20 aporta así una funcionalidad adicional de lavado de parabrisas para un automóvil 22, a un coste relativamente bajo y sin interferir con las capacidades de lavado de parabrisas preexistentes. El aparato puede venir instalado en un automóvil nuevo como parte del sistema de lavado de parabrisas o puede adaptarse fácilmente sobre un sistema de lavado ya existente. Aunque las piezas del aparato 20 se muestran en las figuras 1 y 2 en determinadas posiciones y orientaciones con respecto al automóvil 22 y el sistema de lavado del mismo, otras posiciones y orientaciones son claramente posibles. Por ejemplo, el recipiente 28 puede estar situado en un ángulo distinto de la orientación ilustrada en las figuras, siempre y cuando las aberturas 34, 36 y 60 estén adecuadamente posicionadas y orientadas en el recipiente.

Aunque en el ejemplo de realización preferente ilustrado en la figura 2 el aparato 20 incluye válvulas 62, 66 y 74 para controlar las aberturas 60, 34 y 36 del recipiente 28 en cierta configuración de flujo de líquido, se comprenderá que también pueden utilizarse otras configuraciones. En particular, no es necesario utilizar las tres válvulas. Por ejemplo, es posible prescindir de las válvulas 66 y 74, junto con el conducto 76, y utilizar la bomba 40 para impulsar y controlar el flujo de líquido a través del recipiente 28. Asimismo, aunque las piezas del aparato 20 se muestran, para mayor claridad, como unidades independientes conectadas por conductos, en realidad es preferible que al menos una parte del aparato esté construida como un bloque, para minimizar las pérdidas de calor. Además, en una configuración así, se puede hacer pasar el líquido de lavado frío cerca de las válvulas solenoides, para extraer el calor de las mismas y aumentar la eficiencia del proceso de calentamiento del líquido. Se advertirá que, en cualquier caso, como el aparato 20 está en gran medida encerrado y actúa en una serie de breves ciclos de calentamiento/llenado/descarga, cualquier fuga o pérdida de líquido generalmente sólo ejercerá un efecto mínimo sobre su funcionamiento.

El control del aparato 20 por parte del regulador 46, como se ha descrito antes, está basado en un feedback o envío de información recogida por el sensor 64 al regulador. El sensor se muestra en la figura 2 situado en el extremo superior del recipiente 28, donde mide la temperatura del líquido o el vapor contenido en la cámara 52, según si la cámara está llena o vacía. El regulador 46 de preferencia monitoriza y registra los cambios de temperatura detectados por el sensor 64 durante los ciclos de calentamiento/llenado/descarga del recipiente 28. Si la temperatura supera un máximo predeterminado, o si los cambios de temperatura no se ajustan a un perfil normal predeterminado, el regulador deducirá que se ha producido un fallo en el funcionamiento, como un bloqueo de la entrada 34 o la salida 36 o un fallo del sensor 64, y de preferencia interrumpirá el funcionamiento del aparato y avisará al operador 25 mediante una señal adecuada.

Además del sensor 64 o como alternativa al mismo, puede haber un sensor de temperatura más cerca del fondo del recipiente, para medir la temperatura del líquido en dicho lugar. El recipiente también puede estar provisto de otros sensores que aporten información al regulador 46, como un sensor de presión o presostato o un detector del nivel de líquido. Asimismo, se pueden utilizar sensores de temperatura adicionales, como un sensor 82 en una superficie exterior del recipiente 28, un sensor 84 en el depósito 30 para medir la temperatura del líquido en su interior y un sensor 86 en una superficie exterior del automóvil, más de preferencia en el parabrisas 24. Estos sensores aportan información al regulador 46, que en consecuencia determina parámetros como la tensión aplicada al elemento 50 y/o el lapso de tiempo durante el cual se calientan el elemento y el líquido del recipiente 28.

De preferencia, el regulador determina los parámetros de manera que el líquido sea proyectado sobre el parabrisas 24 a una temperatura lo bastante alta para derretir el hielo 26 rápidamente bajo las condiciones ambientales prevalecientes, según las indica el sensor 86, por ejemplo, pero no tan alta (con respecto a la temperatura del parabrisas) como para crear el riesgo de que se agriete el parabrisas o de incumplir los reglamentos de seguridad a este respecto. La selección de los parámetros de preferencia es automática, sin necesidad de que intervenga el operador 25 del automóvil 22 excepto para accionar o detener el aparato 20 según desee.

La figura 3 es un esquema que muestra la ubicación del sensor de temperatura 86 en el parabrisas 24, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención. Para que el regulador 46 pueda determinar con precisión hasta qué temperatura debe calentarse el líquido, es necesario conocer la temperatura de la superficie exterior del parabrisas 24. No obstante, si el sensor 86 se sitúa abiertamente sobre el parabrisas y expuesto al sol, típicamente registrará una temperatura superior a la del propio parabrisas transparente. Por consiguiente, el sensor 86 de preferencia va cubierto con una cubierta reflectante 88, lo que neutraliza en gran medida el efecto de la radiación solar sobre la lectura de la temperatura.

Cuando el operador 25 está en el automóvil 22, acciona el aparato 20 ya sea por medio de un interruptor en el salpicadero o bien enviando una señal al regulador 46 por medio de un interruptor de lavado/limpiaparabrisas ya existente en el automóvil. Por ejemplo, el operador puede apretar o tirar del interruptor existente dos o tres veces en rápida sucesión para conectar y desconectar el aparato 20.

Además, como se muestra en la figura 1, el operador 25 puede utilizar un control remoto 90 opcional para accionar el aparato 20 antes de subir al automóvil 22. El control remoto 90 también se puede utilizar para iniciar el funcionamiento automático de los limpiaparabrisas 44, a fin de limpiar y descongelar el parabrisas 24. El control remoto puede ser de cualquier tipo conocido en la técnica, ya sea un dispositivo activo como un transmisor de radiofrecuencia o un dispositivo pasivo como un retrorreflector óptico o infrarrojo. Accionando el aparato antes de subir al automóvil, el operador puede reducir el tiempo de espera mientras el líquido se calienta.

La figura 4 es una diagrama de bloques que ilustra el funcionamiento del regulador 46 del aparato 20, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención. El regulador 46 de preferencia va acoplado a una antena 92 para recibir señales del control remoto 90. Como se ha descrito antes, el regulador recibe señales del sensor de temperatura 64 así como de otros sensores, como el sensor 84. También recibe energía eléctrica de la batería 42 y distribuye la energía, de preferencia por medio de relés (que no se muestran), a las válvulas 62, 66 y 74, a la bomba 40 y al elemento calentador 50.

La antena 92 también se puede utilizar para permitir el control inalámbrico del aparato 20 cuando el operador 25 está dentro del automóvil, de manera que no sea necesario conectar cables e interruptores adicionales en el salpicadero del automóvil 22. Alternativamente, el regulador 46 puede estar conectado por cable con un interruptor de accionamiento y lámpara indicadora (que no se muestran en las figuras), por medio de las cuales el operador acciona el aparato 20 y recibe notificaciones sobre su correcto funcionamiento o un posible fallo.

Antes de aportar energía a las válvulas, la bomba y el elemento calentador, el regulador 46 de preferencia realiza un autotest. La prueba incluye medir la tensión de la batería 42 (que de preferencia debe ser de al menos 9 voltios para un automóvil 22 típico con una batería de 12 voltios) así como comprobar que la resistencia eléctrica del elemento calentador 50 se encuentra dentro de unos límites predeterminados. Si falla cualquier parte del autotest, el regulador 46 no permitirá que funcione el aparato 20, y de preferencia aportará un aviso de fallo al operador 25.

La figura 5 es un diagrama de tiempo que ilustra una secuencia 96 de los ciclos de calentamiento/llenado/descarga del aparato 20, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención. Inicialmente, como se ha descrito antes, se abre la válvula de drenaje 62 y se aporta energía al elemento calentador 50 para precalentar el recipiente 28. La válvula 62 está cerrada, de preferencia unos 15 segundos. Alternativamente, la válvula de drenaje puede mantenerse cerrada durante un breve periodo, de preferencia unos 20 segundos, para que el líquido del recipiente 28 se caliente hasta una temperatura elevada antes de que se abra la válvula. Esta alternativa es particularmente útil si el regulador 46 determina que una de las válvulas, particularmente la válvula de entrada 66, está atascada y no puede abrirse, en cuyo caso el líquido calentado se utiliza para forzar la apertura de la válvula.

El calentamiento continúa hasta que el sensor 64 alcanza una temperatura objetivo, de preferencia unos 85ºC (dependiendo de la ubicación exacta del sensor), en la cámara 52, o durante unos 70 segundos si la temperatura no alcanza la temperatura objetivo. En ese punto, la bomba 40 y las válvulas de entrada y de salida 66 y 74 se abren para admitir y descargar la cantidad inicial de líquido. La temperatura de la cámara 52 desciende, y a continuación es recalentada, de preferencia hasta unos 60ºC, en cuyo momento una segunda cantidad de líquido es admitida y descargada. El proceso de recalentamiento, llenado y descarga se repite durante un número predeterminado de ciclos o hasta que es interrumpido por el operador 25.

Después de la última descarga de la secuencia 96, se abre la válvula de drenaje 92, y el elemento calentador 50, que recibe energía de manera sustancialmente continua durante toda la secuencia, sigue recibiendo energía durante unos 15 segundos más, a fin de calentar el recipiente 28 para expulsar toda la cantidad posible de cualquier resto de líquido que permanezca en el mismo, hasta el nivel del extremo superior 61. El aparato queda entonces listo para iniciar la próxima secuencia, cuando el usuario lo requiera.

La figura 6 es una ilustración esquemática que muestra una configuración alternativa del aparato 20, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención. Excepto en lo que se indica más adelante, las piezas del aparato ilustradas en la figura 6 son sustancialmente similares o idénticas a las que se muestran en la figura 2 y se describen con referencia a la misma. Este ejemplo de realización difiere del de la figura 2 en que en la figura 6 se elimina la válvula de salida 74, y la válvula de entrada 66 es una válvula de tres vías, como se ha descrito anteriormente, que conecta alternativamente la abertura de entrada 34 o el conducto de derivación 76 con la bomba 40. En lugar de la válvula de salida 74, una válvula unidireccional 98, de preferencia una válvula unidireccional de resorte, impide que el líquido que pasa por el conducto de derivación 76 retorne al recipiente 28 a través de la salida 36 cuando la válvula 66 está abierta en la dirección de la línea de derivación. Por otra parte, cuando la válvula 66 está abierta en la dirección de la abertura de entrada 34, la presión resultante en el recipiente 28 fuerza la apertura de la válvula 98, de manera que el líquido calentado es descargado a través de las boquillas 32.

Con referencia ahora a la figura 7, se ilustra en vista de sección un recipiente calentable 128 para ser usado en el aparato 20, según un ejemplo de realización alternativo de la presente invención. Aunque la estructura del recipiente 128 es algo distinta de la del recipiente 28, se puede usar de una manera sustancialmente similar. En este caso la abertura de salida 34 también se puede utilizar como abertura de drenaje.

La figura 8 ilustra otro recipiente calentable 130 de forma cilíndrica, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención. Ventajosamente, el recipiente 130 tiene un recinto exterior 132 hecho de un tubo de plástico rígido, que forma una de dos paredes espaciadas. Una pared interior 134 consta de un tubo de plástico 136 dentro de un tubo metálico 138. El tubo metálico 138 de preferencia está hecho de acero inoxidable, que al ser mal conductor del calor entre metales reduce las pérdidas de calor. Los tubos de plástico 132 y 136 están hechos de un material con un amplio rango de temperaturas de funcionamiento, por ejemplo polieteretercetona o sulfuro de polifenileno. Utilizando un par de cofias 140 y 142 llenas de resina epoxi, los tubos 132, 136 y 138 se mantienen alineados fácilmente. El ejemplo de realización que se ilustra es particularmente útil para fabricar cantidades moderadas sin incurrir en costes de mecanización elevados.

La abertura de entrada 35 y la de salida 36 incluyen soportes conectores para el respectivo acoplamiento de los extremos de los tubos de plástico (que se muestran de manera general en las figuras 1 y 2) utilizados para conectar el depósito 30 de líquido de lavado con las boquillas rociadoras 32, que de preferencia se dividen mediante corte durante la instalación del aparato 20. La abertura de drenaje 60 permite que el líquido retorne al depósito 30 después de la utilización del aparato, como se ha descrito antes.

En el ejemplo de realización ilustrado en la figura 8, el elemento calentador 50 es una combinación de tres elementos de resistencia eléctrica que están conectados en paralelo. De esta manera, con un solo elemento quemado el dispositivo puede seguir funcionando, aunque con una potencia reducida.

Con referencia ahora a la figura 9, se muestra una vista en perspectiva de otro recipiente calentable 150 para ser usado en el aparato 20, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención. Un terminal 152 se conecta internamente a un conjunto de unidades térmicas (que se muestran en la figura 11), cada una de las cuales tiene una camisa exterior a través de la cual pasa el líquido de lavado. La conexión negativa o tierra del recipiente 150 se hace directamente con el cuerpo de las unidades térmicas montadas en el mismo, por medio de un puente de conexión 154 y una banda de retención (que no se muestra) que fija el recipiente 150 al automóvil 22. Un material aislante 156 proporciona aislamiento térmico al recipiente, típicamente un material ligero de baja conductividad.

Como se describirá con más detalle en referencia a las figuras siguientes, el recipiente 150 incluye tres unidades térmicas individuales y separadas, cada una alojada en una camisa a través de la cual fluye el líquido desde el depósito 30 de líquido de lavado hasta las boquillas rociadoras 32 del parabrisas. Mediante una nueva disposición de las unidades térmicas y las camisas de líquido, el líquido se precalienta durante el flujo y se recircula para obtener la máxima temperatura efectiva cuando sale como un chorro difuso desde las boquillas rociadoras. Las unidades térmicas son eléctricas y están diseñadas a fin de aportar la suficiente capacidad calorífica para que, durante la circulación del líquido en el sistema, se alcance inmediatamente una temperatura suficiente. Así, el diseño de la invención es eficaz para aportar un sistema de líquido de lavado para la descongelación de un parabrisas 24 sin exigir una demora prolongada como en los sistemas según la técnica anterior basados en el calor del motor del vehículo. A diferente de otros sistemas según la técnica anterior, no se requiere ningún precalentamiento del líquido de lavado, y la capacidad inmediata de líquido de lavado caliente sólo está limitada por el volumen del depósito de líquido. La unidad de la invención utiliza la tecnología de lavado, los tubos y la fuente de energía existentes. Puesto que el recipiente 150 está diseñado para aportar un caudal de líquido sustancialmente continuo, que se calienta durante el flujo, típicamente será capaz de aportar al parabrisas 24 un flujo de líquido caliente más lento que el elevado volumen de flujo de las ráfagas de líquido caliente del recipiente 28.

Con referencia a la figura 10, se muestra un esquema eléctrico de la conexión de la unidad de calentamiento del recipiente 150. Una sola unidad de calentamiento 166 de 100 vatios se conecta en paralelo con dos unidades 162 y 164 de 150 vatios, aportando una configuración total de 400 vatios. Esta capacidad de calentamiento permite un calentamiento casi instantáneo del líquido de lavado. De esta manera, no hay una demora significativa entre el accionamiento del sistema de lavado del parabrisas y la salida de líquido caliente. Esto es así porque el calentamiento se consigue durante el flujo de líquido en el sistema, sin cambiar el caudal de flujo ni la presión del sistema. Opcionalmente, es posible utilizar sólo una o dos de las unidades 162, 164 y 166 cuando se necesita una temperatura relativamente baja y, por tanto, menos potencia térmica.

En el funcionamiento, cuando se cierra el interruptor eléctrico 168, el recipiente 150 actúa inmediatamente para calentar el líquido de lavado contenido en el sistema de manera que un chorro difuso de líquido caliente sale por las boquillas rociadoras 32 y empieza a lavar el parabrisas 24 mediante la acción normal de los limpiaparabrisas 44. Puesto que no es necesario que el calentamiento sea continuo, el interruptor eléctrico 168 puede ser de tipo intermitente, para interrumpir periódicamente la corriente. Típicamente se utiliza un tipo de interruptor eléctrico resistente a la corrosión.

Aparte de pulsar el interruptor 168 para cerrarlo, el operador 25 no necesita hacer nada más, ya que el sistema opera rociando líquido de lavado a aproximadamente 50 grados por encima de la temperatura ambiente (a otra temperatura adecuada, según las condiciones de funcionamiento), y junto con el movimiento de los limpiaparabrisas, el líquido derrite el hielo y lava el parabrisas. En un lapso de sólo unos 15 segundos, el parabrisas queda normalmente limpio y descongelado, y se puede empezar a circular. La recongelación del líquido es muy improbable en un periodo de tiempo tan corto.

Con referencia a las figuras 11 y 12, se muestran, respectivamente, una vista lateral y una vista en sección de la parte interna del recipiente 150, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención. El recipiente 150 contiene un conjunto de tres unidades térmicas 232, 234 y 236. Cada una de dichas unidades 232-236 se aporta típicamente como un calentador por resistencia de carga, como se muestra en el esquema de la figura 10. Alrededor de cada una de las unidades 232-236 se construyen camisas externas individuales 238, 239 y 240 de manera que cada una envuelva su propio elemento calentador interno a fin de permitir que el líquido de lavado absorba el calor rápidamente durante su paso por las camisas externas 238-240.

Como se ha mencionado antes, las unidades térmicas están diseñadas para funcionar a 12 voltios y se aportan como unidades estancas resistentes a la corrosión. Alternativamente, las unidades se pueden diseñar para que funcionen a 24 voltios, o a cualquier otra tensión continua o alterna adecuada. Sus dimensiones son tales que definan un paso de caudal anular (véase la figura 13A) entre cada unidad y su camisa externa, de dimensiones que permitan el mantenimiento de la presión de líquido deseada, según las especificaciones del fabricante del vehículo.

El conducto 34 de entrada de líquido está construido de manera que se extienda a lo largo de toda la longitud de las unidades térmicas 232-236, y está conectado a la camisa exterior 239 de la unidad térmica 234 en su extremo inferior 244. Esta construcción aporta una función de precalentamiento, de manera que el líquido de lavado que circula por el conducto 34 absorbe la energía térmica emitida por las unidades térmicas 232-236 antes de entrar en la camisa externa 239.

La circulación del líquido de lavado por la camisa 239 hace que sea calentado por la unidad térmica 234, al absorber calor del elemento calentador. Una vez que el líquido de lavado ha llegado a lo alto de la camisa 239, fluye por un tubo de conexión 246 y vuelve a entrar en el recipiente 150 por el extremo inferior de la camisa exterior 240, a fin de ser calentado durante su paso a través de la misma por la unidad térmica 236. Al llegar a la parte superior de la camisa 240, el líquido de lavado se vuelve a dirigir por un tubo de conexión 248 para que vuelva a entrar en el recipiente 150 por el extremo inferior de la camisa exterior 238.

En la parte superior de la camisa externa 238 va conectado un conducto 36 de salida del líquido a través del cual el líquido de lavado sale del recipiente 150 después de pasar por la camisa exterior 238 y ser calentado por la unidad térmica 232. De esta manera, después de su paso por las camisas exteriores 238- 240, el líquido de lavado alcanza el máximo nivel de calor posible antes de circular hasta las boquillas rociadoras 32 montadas frente al parabrisas 24. Las boquillas 32 se pueden diseñar especialmente con un ángulo regulable para dirigir el chorro hacia el punto más eficaz del parabrisas.

En la figura 12 se muestra una vista en sección transversal del recipiente 150, tomada sobre la línea XII-XII de la figura 11, que ilustra otros detalles de construcción de las unidades térmicas 232-236 y las camisas externas 238-240. También se muestran el conducto de entrada de líquido 34 y la disposición de los conductos de conexión 246 y 248. El diseño de las unidades térmicas 232-236 y de las camisas externas 238-240 en estrecha proximidad mutua contribuye a la eficiencia térmica del diseño del recipiente.

Las consideraciones de eficiencia térmica del diseño también afectan a la elección de los materiales utilizados para el recipiente 150. Por ejemplo, la elección de tubos de cobre o latón para el conducto de entrada 34 asegura una elevada conductividad térmica, mientras que los tubos 246, 248 y 36 deben ser de un material con baja conductividad térmica, a fin de minimizar la pérdida de calor. Los tubos 34 y 36 tienen partes de extremo dentadas para facilitar su conexión. Las camisas exteriores 238-240 también están hechas de materiales elegidos según consideraciones de eficiencia térmica, para que tengan una baja conductividad térmica.

En las figuras 13A-B se muestran, respectivamente, una vista en alzado y una vista en sección lateral del recipiente 150, donde la vista en sección está tomada sobre la línea XIIIB-XIIIB. La construcción de las camisas externas 238-240 se muestra en detalle, incluyendo el paso anular 249 definido alrededor de cada una de las unidades térmicas 232-236 y una cámara de acumulación 252 definida en el extremo inferior del recipiente 150.

En base a la anterior descripción, el diseño del recipiente 150 típicamente presenta una construcción de acero inoxidable de aproximadamente 200 mm de longitud, y cada camisa externa tiene un diámetro total de 12-13 mm, y un espesor de pared de 1 mm. Las unidades térmicas 232-236 tienen típicamente 8 mm de diámetro cada una. El diámetro total del recipiente es de aproximadamente 51 mm. El conducto 34 de entrada del líquido y el conducto 36 de salida están típicamente construidos con tubo de 3/16'' de diámetro. Este diseño consigue que el recipiente 150 sea una unidad compacta y térmicamente eficiente que no
limita caudales ni presiones. Como comprenderán los expertos en la técnica, varias de las dimensiones pueden diseñarse según los diseños de sistemas de lavado existentes o de determinados fabricantes de vehículos, a fin de mantener el caudal nominal y la presión del líquido circulante.

Como comprenderán los expertos en la técnica, el calentamiento del líquido de lavado durante su paso por el sistema es la principal ventaja del recipiente 150, ya que el calentamiento se produce mientras el líquido está en movimiento y no mientras está en reposo. Las dimensiones particulares y los caudales del diseño pueden establecerse fácilmente según técnicas de diseño conocidas por los expertos en la técnica. Además, la elección de las capacidades de las unidades térmicas se puede aumentar para determinados vehículos, como camiones y autobuses.

Con referencia a la figura 14, se muestra un modelo de instalación alternativo para un aparato lava parabrisas 220, incluyendo un recipiente 150, en el que las boquillas rociadoras 32 están situadas en los propios limpiaparabrisas 44, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención. Con este arreglo, las boquillas 32 se conectan por medio de tubos flexibles 255-256, cada uno de los cuales está fijado dentro de una ranura 258 que se aporta en la parte inferior de los limpiaparabrisas 44. Así, el líquido caliente se rocía directamente sobre el parabrisas en el lugar donde se obtiene el mayor efecto de descongelación, ya que los limpiaparabrisas 44 rompen físicamente el hielo. Se comprenderá que los limpiaparabrisas 44 deben estar en funcionamiento mientras se rocía el líquido desde las boquillas 32.

En resumen, el aparato 220 de la presente invención se puede aportar como un accesorio de bajo costo y fácil fabricación para sistemas de lavado de parabrisas ya existentes o se puede aportar en diseños de vehículos nuevos. El diseño robusto y sencillo del recipiente 150 lo convierte en un atractivo accesorio adicional, que aporta una solución rápida y eficaz a los problemas de acumulación de hielo en el parabrisas, mejorando así la comodidad y la seguridad. El aparato 220, además de sencillo y fácil de instalar, no complica la línea de montaje del fabricante del vehículo nuevo ni sobrecarga los sistemas de lavado existentes a los que se aplica, en un proceso de instalación de cinco minutos. De preferencia, para accionar la bomba de líquido para el parabrisas se utiliza un control manual de usuario ya existente en el vehículo.

La figura 15 ilustra esquemáticamente un recipiente 300 para ser usado con el aparato 20 o 220, mutatis mutandis, según otro ejemplo de realización preferente de la presente invención. En el recipiente 300 se utiliza una sola camisa 312 para envolver tres elementos calentadores separados, uno de los cuales, un elemento 304, se muestra en la figura extendiéndose longitudinalmente a través del recipiente. La camisa 312 de preferencia está compuesta de acero u otro material de forma generalmente cilíndrica y con dos extremos opuestos. En un extremo, hay una cofia 320 que define una cámara 322, con un volumen de preferencia entre 24 y 40 ml, según el tamaño del vehículo en el que se instale. La abertura de entrada 34 y la abertura de salida 36 aportan comunicación con la cámara, aunque, como se describe más adelante, en ciertas ocasiones el líquido de lavado puede entrar por la abertura de salida y salir por la de entrada.

La figura 16 es un esquema que muestra la sección de un alambre 310 con el que se devana el elemento 304, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención. El alambre 310 es de sección sustancialmente circular y está formado por un núcleo 306 de óxido de magnesio envuelto por un recubrimiento o funda de cerámica. De preferencia, el núcleo tiene un diámetro del orden de 0,07 - 0,14 mm. Por ejemplo, para automóviles estándar, una unidad de 500 vatios es suficiente, y el alambre 310 puede tener un núcleo de 0,07 mm. Para vehículos más grandes, como camiones, puede ser necesario un núcleo de o,14 mm para generar hasta 700 vatios de calor. El recubrimiento o funda 308 de preferencia se deposita mediante un proceso láser estándar utilizando un polvo de cerámica de alta densidad, como es conocido en la técnica. De preferencia, el recubrimiento 308 tiene un grosor de aproximadamente 0,10 mm.

Los dos extremos 314 del elemento 304 se aportan con conectores de óxido de magnesio, que se acoplan para ser alimentados por medio del regulador 46 como se ha descrito antes. En este ejemplo de realización, el regulador 46 de preferencia detecta si el motor del automóvil 22 está funcionando, por ejemplo detectando una ondulación de corriente alterna en la tensión de la batería 42, y no permite que se aporte energía al recipiente 300 a menos que el motor esté en marcha, para evitar que se descargue la batería.

La cofia 320 está llena de una resina epoxi u otro material capaz de soportar temperaturas elevadas hasta 700ºC. En un ejemplo de realización preferente, el regulador 46 está contenido en la cofia, como se muestra en la figura 15. Además, las aberturas 34 y 36 están provistas de válvulas 366 y 374. Estas válvulas de preferencia están hechas de un caucho de silicona y son capaces de funcionar a temperaturas elevadas como 700ºC. Las válvulas van acopladas al regulador 46 por medio de cables (que no se muestran en la figura) que indican las posiciones de las válvulas y controlan su funcionamiento. Válvulas de este tipo pueden obtenerse de U.S. Plastics, en Lima (Ohio).

Las figuras 17A-L son diagramas que muestran estados del recipiente 300 y de las válvulas 366 y 374 para ilustrar el funcionamiento del recipiente, según un ejemplo de realización preferente de la presente invención. Antes de entrar en funcionamiento, la cámara 322 del recipiente 300 está vacía, y las válvulas están abiertas. El operador 25 sube al automóvil 22, pone el motor en marcha y, para descongelar el parabrisas 24, acciona la bomba 40. La bomba genera una presión en la abertura de entrada 34. La presión es detectada por la válvula 366, que automáticamente se cierra sin ninguna orden del regulador 46. Esta posición se muestra en la figura 17A.

A continuación, la válvula 366 despierta al regulador 46 para iniciar un proceso de descongelación. El primer paso de este proceso es calentar el elemento 304 conectando 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 elevada. La temperatura de la cámara es monitorizada por un sensor, como el sensor 64, situado en la cámara. Cuando el sensor alcanza un nivel predeterminado, de preferencia unos 600ºC, el regulador 46 abre la válvula 366 y tras un breve periodo cierra la válvula 374, permitiendo así el paso de líquido de lavado al interior de la cámara 322 (figura 17B).

A continuación, el regulador monitoriza la temperatura del líquido de la cámara. Cuando esta temperatura alcanza unos 58ºC, el regulador desconecta el elemento 304 de la batería y espera a que el conductor vuelva a activar la bomba 40 (figura 17C). Cuando se vuelve a activar la bomba, la presión es detectada por la válvula 366 y hace que la válvula se abra. Cuando se abre la válvula, el regulador 46 detecta esta acción y hace que la válvula 374 también se abra. El resultado es que el agua caliente pasa de la cámara 322 a través de la abertura 36 hasta el parabrisas 24 (figura 17D). La ráfaga inicial es en realidad una mezcla de agua caliente y vapor, lo que hace que cualquier hielo que pueda haber en las boquillas de rociado 32 se derrita y despeja los orificios de las boquillas. También se puede generar vapor en la posición de la figura 17A, debido a la presencia en la cámara 322 de restos de agua de un funcionamiento anterior.

Una vez que la bomba 40 detiene el impulso de presión, las válvulas 366 y 374 permanecen abiertas, permitiendo que el agua refluya desde la abertura de salida 36 y a través de la cámara 322, para salir de nuevo por la abertura de entrada 34 hacia el depósito 30 (figura 17E). Cuando se detiene este reflujo, según lo detecta la válvula 374, dicha válvula se cierra (figura 17F). A continuación el regulador 46 fuerza a la válvula 366 a cerrarse también (figura 17G). De esta manera, una cantidad de líquido queda atrapada en la cámara 322, y el elemento 304 empieza a calentar el líquido. Cuando el líquido llega a 58ºC, el elemento 304 se desconecta y el recipiente 300 espera la siguiente acción de la bomba 40 (figura 17H). Esta acción es detectada (figura 17I), como se ha descrito antes, y causa que se repita de nuevo todo el proceso (figura 17J).

El regulador 46 mide el intervalo de tiempo entre el último reflujo y el siguiente impulso de presión desde la bomba 40. Si se mide más de 1 minuto y no se detecta ninguna presión, el regulador 46 purga la cámara 322 cerrando primero las válvulas 366 y 374 (figura 17K) y activando el elemento 304, para calentar el líquido de la cámara hasta una temperatura muy elevada. A continuación se abren las válvulas (figura 17L), permitiendo que el líquido escape en forma de vapor. A continuación, el regulador 46 corta la alimentación de energía y espera el siguiente ciclo de funcionamiento. Un proceso similar puede aplicarse al recipiente 150 (como se muestra en las figuras
9-13B).

Se advertirá que los ejemplos de realización preferentes aquí descritos se citan a modo de ejemplo, y que el pleno alcance de la invención sólo está limitado por las reivindicaciones.

Claims (14)

1. Un aparato para limpiar una ventanilla de un vehículo, que consta de:

un recipiente (28) que tiene una entrada (34) a través de la cual se recibe un líquido de lavado de un depósito (30) y una salida (36) a través de la cual es descargado el líquido para lavar la ventanilla (24);

un elemento calentador (50) para calentar el líquido del recipiente;

un sensor de temperatura (64) que detecta una gama de temperaturas en el recipiente (28); y

un regulador (46) para controlar la circulación del líquido por el recipiente;

caracterizado porque dicho regulador (46) está en comunicación eléctrica con dicho sensor de temperatura, y dicho regulador (46) libera de manera automática e intermitente cantidades de líquido a través de la salida (36) a una temperatura deseada en respuesta a la temperatura detectada por el sensor (64).

2. Un aparato según la reivindicación 1, en el que un limpiaparabrisas (44) se activa de manera intermitente para limpiar la ventanilla en respuesta a la liberación intermitente de líquido.

3. Un aparato según la reivindicación 1, en el que dicho regulador (46) regula la liberación intermitente de líquido según una secuencia temporal determinada.

4. Un aparato según la reivindicación 3, en el que la secuencia temporal varía en respuesta a una temperatura ambiente en el interior del vehículo.

5. Un aparato según la reivindicación 3, en el que la secuencia temporal varía en respuesta a una temperatura de una superficie exterior de la ventanilla.

6. Un aparato según la reivindicación 1, en el que una cantidad inicial del líquido es liberada a una presión sustancialmente mayor que las cantidades subsiguientes.

7. Un aparato según la reivindicación 1 y que incluye un regulador que regula la descarga del líquido desde el recipiente en respuesta a la temperatura
detectada por el sensor, en el que dicho regulador analiza señales del sensor para detectar un fallo del aparato e interrumpe el funcionamiento del elemento calentador cuando se detecta el fallo.

8. Un aparato según la reivindicación 1, en el que un sensor de temperatura (86) adicional va fijado en una superficie exterior de la ventanilla por lavar.

9. Un aparato según la reivindicación 8, en el que el sensor de temperatura adicional (86) está cubierto por una cubierta (88) al menos parcialmente reflectante, a fin de neutralizar sustancialmente el efecto de la radiación solar sobre el mismo.

10. Un aparato según la reivindicación 1, y que incluye un dispositivo de control remoto que es accionado por un usuario del vehículo para iniciar el funcionamiento del aparato.

11. Un aparato según la reivindicación 10, en el que el dispositivo de control remoto acciona un limpiaparabrisas para enjugar el líquido de la ventanilla.

12. Un método para limpiar una ventanilla de un vehículo utilizando un líquido de lavado, que consta de:

introducir una cantidad de líquido de lavado en un recipiente (28);

calentar la cantidad de líquido que hay en el recipiente (28);

medir una temperatura exterior fuera de dicho recipiente; y

descargar el líquido sobre una ventanilla del vehículo en respuesta a la temperatura exterior.

13. Un método según la reivindicación 12, y que incluye medir una temperatura del líquido, en el que la descarga del líquido incluye regular la descarga del líquido en respuesta a la temperatura del líquido.

14. Un método según la reivindicación 12, y que incluye medir una temperatura de una superficie exterior del vehículo, en el que la descarga del líquido incluye regular la descarga del líquido en respuesta a la temperatura de la superficie exterior.