ES2230403T3 - Equipo de refrigeracion para vehiculos automoviles. - Google Patents
Equipo de refrigeracion para vehiculos automoviles.Info
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- F28D1/0408—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids
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Abstract
Equipo de refrigeración para camiones, con varios refrigeradores (1, 2, 3) individuales, que están dispuestos de modo que los tubos de refrigeración (4) de la red de refrigeración (20) de los refrigeradores (1, 2, 3) discurren transversalmente al eje (5) del rodete, que rota en el interior de la disposición, de un ventilador radial (6), que tiene paletas de descarga (7), disco de cubierta (8) y pared trasera (9), en que el ventilador radial (6) en sus fases de funcionamiento aspira aire fresco a través de una abertura de aspiración (11), dotada de una tobera (10), en la pared frontal (12) y lo impulsa como aire refrigerante a través de los refrigeradores (1; 2; 3) de la disposición, y en que además en fases de demanda baja de refrigeración la refrigeración es posible a través del viento de marcha entrante en el funcionamiento con presión dinámica, estando desconectado el ventilador radial (6), caracterizado porque uno de los refrigeradores (3) tiene una mayor profundidad (30) y una mayor anchura (31) de la red de refrigeración (20) que los otros refrigeradores (1; 2), y porque la pared frontal (12) tiene aberturas adicionales (13), que están esencialmente cerradas en las fases de funcionamiento del ventilador radial (6) y que permiten en el funcionamiento con presión dinámica la entrada del viento de marcha en el equipo de refrigeración.
Description
Equipo de refrigeración para vehículos
automóviles.
La invención se refiere a un equipo de
refrigeración para vehículos automóviles con las características
del preámbulo de la reivindicación 1.
El equipo de refrigeración se ha descrito en la
solicitud alemana DE 199 50 755.4, aún no publicada, pero también
en una serie de otras publicaciones (EP 1 045 217 A1). En la
solicitud aún no publicada, que pertenece a la misma solicitante,
se trata de seguir mejorando la eficiencia del equipo de
refrigeración, lo que se consigue en ese caso mediante una posición
optimizada del rodete radial dentro del equipo de
refrigeración.
Los equipos de refrigeración del tipo descrito en
el preámbulo son fundamentalmente más eficientes que los equipos
de refrigeración convencionales con refrigeradores individuales
dispuestos uno tras otro en la dirección de flujo del aire
refrigerante, ya que en los equipos de refrigeración del tipo
descrito pueden emplearse ventiladores radiales. Sin embargo,
cuando el equipo de refrigeración está previsto para vehículos
automóviles, debería considerarse la cuestión de la eficiencia
desde el punto de vista del balance de energía global del vehículo.
El ventilador, accionado la mayoría de las veces eléctricamente o
de forma directa por el motor y que aspira el aire refrigerante a
través de la red de refrigeración de los refrigeradores, sólo se
pone en marcha cuando es necesario. En fase de escasa demanda de
refrigeración es suficiente la presión dinámica para poner a
disposición una suficiente potencia de refrigeración, ya que la
sección transversal mayor en equipos de refrigeración
convencionales permite un caudal relativamente elevado del aire
refrigerante. Aquí existe un potencial de mejora para los equipos de
refrigeración del tipo en cuestión.
A partir del documento DE 197 24 728 A1 se conoce
un equipo de refrigeración en forma de caja, en el que la red de
refrigeración de uno de los refrigeradores puede ser cubierta o
abierta mediante una rejilla desplazable dispuesta exteriormente en
el refrigerador, para poder variar según las necesidades el caudal
sobre la superficie de red de refrigeración de los otros
refrigeradores.
La tarea de la presente invención consiste en
aumentar el caudal del aire refrigerante en el funcionamiento con
presión dinámica del equipo de refrigeración, sin perjudicar
considerablemente la efectividad del ventilador radial durante sus
fases de funcionamiento.
La solución conforme a la invención resulta en el
equipo de refrigeración con las características del preámbulo de
la reivindicación 1 a través de las características que hay en su
parte caracterizante. Otras características son el objeto de las
reivindicaciones 2 hasta 10.
Mediante la previsión de aberturas adicionales en
la pared frontal, que están abiertas en el funcionamiento con
presión dinámica y cerradas en las fases de funcionamiento del
ventilador radial, se consigue que en el funcionamiento con presión
dinámica esté disponible un mayor caudal de aire refrigerante, que
mejore el efecto de refrigeración sobre los medios que fluyen en
los tubos de los refrigeradores. Con ello, el equipo de
refrigeración del vehículo automóvil puede operar para un intervalo
mayor de funcionamiento en el funcionamiento con presión dinámica,
es decir sin poner en marcha el ventilador radial, con lo que se
necesita menos energía. La frecuencia de conexión y la duración de
conexión del ventilador radial han sido reducidas por la invención,
lo que lleva igualmente a un consumo de combustible reducido. En
el caso más sencillo, las aberturas poseen cubiertas (elementos de
cierre), que actúan como válvulas de retención. Este efecto puede
conseguirse de forma muy sencilla ya mediante la disposición de
orejetas de caucho vulcanizado en el lado interior de la pared
frontal, que son abiertas por la presión dinámica cuando el
ventilador radial no está en funcionamiento. Si el ventilador
radial está en funcionamiento, la presión existente en el interior
del equipo de refrigeración procura que las cubiertas permanezcan
cerradas. Las cubiertas están fijadas por encima de o lateralmente
respecto a las aberturas, y preferentemente por el lado interior de
la pared frontal.
Pueden emplearse sin embargo también otros
elementos de cierre y mecanismos de cierre, que cumplen la misma
función. Tales elementos de cierre y mecanismos son objeto de las
reivindicaciones 5 hasta 9. Se trata aquí de elementos de cierre
flexibles o rígidos con capacidad para moverse mediante mecanismos
apropiados, que son controlados o respectivamente movidos mediante
señales -por ejemplo junto con la puesta en marcha o desconexión
del ventilador radial. Tales mecanismos de cierre son en general
algo más costosos. Pueden tener sin embargo ventajas funcionales,
que consisten por ejemplo en la escasez de ruido o en el hecho de
que las aberturas pueden cerrarse mejor, de forma que se impide de
la forma más completa posible un escape de aire refrigerante no
utilizado en las fases de funcionamiento del ventilador radial. Por
ejemplo ha sido dado a conocer un mecanismo apropiado, que consta
de piñón y cremallera, en el documento DE 197 24 728 A1 ya citado,
mecanismo que mueve ahí una rejilla desplazable. Unas cubiertas o
similares que pueden moverse a través de rodillos accionados
resultan por ejemplo del documento DE-OS 25 01 013.
En el documento DE-OS se mueve mediante el
accionamiento de rodillos de ahí, a saber, un filtro de cinta de
rodillos, sin embargo el accionamiento de rodillos ahí mostrado es
apropiado incluso también en el presente contexto. La referencia a
estos documentos debe sustituir aquí una representación más
detallada. La cubierta puede constar en conjunto de material
flexible o ser flexible sólo en la zona enrollable o desenrollable,
en que la propia cubierta puede ser una placa rígida, que puede ser
movida mediante el accionamiento de rodillos en guías superiores e
inferiores, que están dispuestas en la placa frontal, a través de
lo cual son abiertas o cerradas las aberturas.
La forma, el número y la disposición de las
aberturas en la pared frontal pueden ser arbitrarios y se rigen por
la magnitud que debe tener el caudal adicional, cómo deber
distribuirse éste, qué elementos de cierre y mecanismos de cierre
se escogen, por supuesto también según aspectos de resistencia y
estabilidad, cuando la pared frontal sirve como elemento de soporte
del equipo de refrigeración y según otras restricciones de
construcción o funcionales.
Es conocido de la mejor manera, por ejemplo a
partir del documento DE 35 45 650 A1, en equipos de refrigeración
convencionales o en refrigeradores de aire de carga situados en el
flujo de aire refrigerante y montados dentro de una abertura de la
cápsula del motor, abrir rejillas abatibles o similares mediante el
viento de marcha o mediante un termostato que detecte la
temperatura en la cápsula del motor, para dejar fluir el viento de
marcha a través del refrigerador de aire de carga y hacia dentro de
la cápsula del motor. En estas soluciones sin embargo no hay por
regla general ningún ventilador, de forma que la refrigeración sólo
es posible por la presión dinámica. En tales soluciones, el o los
refrigeradores de agua y otros refrigeradores están dispuestos
separadamente, es decir en otro lugar en el espacio de motor del
vehículo automóvil, que por regla general deben tener
adicionalmente un ventilador axial que impulse el aire
refrigerante, para trabajar eficientemente. Esto es en conjunto
considerablemente más costoso -también desde el punto de vista de
un empleo ahorrativo de la energía. No resulta de la publicación
citada ninguna propuesta para mejorar la eficiencia en el
funcionamiento con presión dinámica en equipos de refrigeración del
tipo propuesto, sin empeorar la efectividad de la refrigeración en
el funcionamiento con ventilador.
La invención se describe a continuación en
ejemplos de realización. Las figuras adjuntas muestran lo
siguiente:
la figura 1 una vista en perspectiva sobre la
pared frontal del equipo de refrigeración;
la figura 2 un corte vertical conforme a la línea
II-II de la figura 1;
la figura 3 un corte vertical a lo largo de la
línea III-III de la figura 1;
El equipo de refrigeración consta conforme a la
figura 1 de refrigeradores de agua 1; 2 dispuestos a la derecha y a
la izquierda y de un refrigerador de aire de carga 3 dispuesto
arriba y está previsto para vehículos automóviles pesados. La red
de refrigeración 20 del refrigerador de aire de carga 3 tiene una
profundidad de bloque 30 considerablemente mayor que la profundidad
de bloque 30 de los refrigeradores de agua 1; 2. La anchura de
bloque tiene el número de referencia 31 y es igualmente mayor en el
refrigerador de aire de carga 3 que en los refrigeradores de agua
1; 2. En este ejemplo de realización no hay abajo ningún
refrigerador. El lado inferior está por ello cerrado por la pared
26 (figura 3). Además de ello, el lado trasero, no mostrado
claramente, del equipo de refrigeración está cerrado mediante una
pared. En la pared frontal 12 se encuentra una abertura de
aspiración 11 con una tobera 10, que en este ejemplo de realización
no se ha dispuesto centralmente en la pared frontal 12, sino de
forma desplazada ligeramente hacia la zona superior. En la abertura
de aspiración 11 pueden reconocerse las paletas de descarga 7 y la
pared trasera 9 del rodete del ventilador radial 6. El eje 5 del
ventilador radial 6 se ha expuesto mediante una línea discontinua.
En la dirección de este eje 5 es aspirado el aire refrigerante, es
desviado radialmente e impulsado en dirección a los refrigeradores
1; 2; 3. Los refrigeradores 1; 2; 3 tienen una red de refrigeración
20 conocida, que consta de tubos planos 22 con aletas onduladas 23
dispuestas entremedias, en que la red de refrigeración 20 se
muestra con más detalle en la figura 2. Los tubos planos 22 se
extienden cada uno entre las respectivamente dos cajas colectoras
21 de los distintos refrigeradores 1; 2; 3, de forma que discurren
transversalmente al eje de ventilador 5. En el ejemplo de
realización mostrado en la figura 1 existen en total nueve
aberturas 13 en la pared frontal 12, de las cuales dos aberturas 13
han sido dispuestas arriba, respectivamente una por cada lado, y las
restantes siete aberturas 13 han sido dispuestas por debajo de la
abertura de aspiración 11. La pared frontal 12 está expuesta
durante el funcionamiento de marcha del vehículo automóvil al
viento de marcha. En lo que respecta a las aberturas 13 se trata de
perforaciones esencialmente rectangulares, no siendo particularmente
importantes la forma, el número ni la disposición de las aberturas
13. En un ejemplo de realización no mostrado, las aberturas 13, que
pueden cubrirse, o respectivamente las partes esenciales de la
pared frontal 12 tienen forma de rejilla, es decir que están
conformadas por ejemplo a modo de una rejilla de refrigerador.
Ambas aberturas 13 superiores han sido dibujadas en el estado
abierto, es decir la cubierta 15 sobresale unilateralmente hacia
dentro, de forma que en el funcionamiento de marcha del vehículo
automóvil el aire refrigerante que fluye desde fuera a través de
las aberturas 13 puede penetrar en el interior del equipo de
refrigeración. Las aberturas 13 inferiores han sido dibujadas de
forma cerrada, entendiéndose que esto se ha dibujado así sólo por
motivos de claridad. En el funcionamiento con presión dinámica todas
las aberturas 13 están abiertas y en el funcionamiento del
ventilador radial 6 por el contrario todas las aberturas 13 están
cerradas mediante las cubiertas 14. Las cubiertas 14 están hechas
de un caucho vulcanizado apropiado. Están fijadas a la pared
frontal 12 por dentro, encima de las aberturas 13. La fijación es
posible por supuesto también por fuera a la pared frontal 12. Por
motivos funcionales, en este ejemplo de realización la propia
cubierta 14 debe estar dispuesta sin embargo por dentro en la pared
frontal 12. La fijación está realizada de forma estable, para que
se asegure la función duradera de las cubiertas 14 durante todo el
periodo de aprovechamiento del equipo de refrigeración. Una
cubierta 14 de este tipo puede reconocerse en la figura 2. La
figura 2 muestra la cubierta 14 en una posición, tal como está
disponible en el funcionamiento con presión dinámica del equipo de
refrigeración, pero en todas las aberturas 13. De igual modo que la
forma, el número y la disposición de las aberturas 13 pueden estar
configurados de modo diferente, también las cubiertas 14 pueden
estar construidas de modo diferente. Cada abertura 13 individual no
tiene que llevar asociada forzosamente una única cubierta 14. Varias
aberturas 13, preferentemente pequeñas, pueden ser cerrables
mediante una única cubierta 14.
La figura 2 muestra además de forma más clara que
la figura 1 que el refrigerador de aire de carga 3 tiene junto a
la mayor profundidad de bloque 30 adicionalmente una mayor
profundidad de bloque 31, de forma que existe un saliente 32 claro
del refrigerador de aire de carga 3 hacia adelante sobre la pared
frontal 12. Con tales medidas pueden satisfacerse del mejor modo
las demandas de refrigeración en cada refrigerador individual en un
caso concreto de aplicación. El saliente 32 es equilibrado
mediante una chapa de cubierta 25.
En el corte vertical en la figura 2 puede
reconocerse claramente la red de refrigeración 20, ya descrita
anteriormente, de uno de los refrigeradores de agua 1.
En la figura 3 se muestra que cada abertura 13
tiene una cubierta 14 extra, lo que es ventajoso para el tamaño
seleccionado de las aberturas 13, ya que se obtiene un cierre
estanco mejor durante el funcionamiento del ventilador radial 6.
Además, el tamaño de las cubiertas 14 debe seleccionarse por un
lado naturalmente de modo que no puedan llegar hasta el rodete
radial o ser dañadas y por otro lado de modo que puedan mantener
las aberturas 13 cerradas de forma suficientemente estanca.
Claims (9)
1. Equipo de refrigeración para camiones, con
varios refrigeradores (1, 2, 3) individuales, que están dispuestos
de modo que los tubos de refrigeración (4) de la red de
refrigeración (20) de los refrigeradores (1, 2, 3) discurren
transversalmente al eje (5) del rodete, que rota en el interior de
la disposición, de un ventilador radial (6), que tiene paletas de
descarga (7), disco de cubierta (8) y pared trasera (9), en que el
ventilador radial (6) en sus fases de funcionamiento aspira aire
fresco a través de una abertura de aspiración (11), dotada de una
tobera (10), en la pared frontal (12) y lo impulsa como aire
refrigerante a través de los refrigeradores (1; 2; 3) de la
disposición, y en que además en fases de demanda baja de
refrigeración la refrigeración es posible a través del viento de
marcha entrante en el funcionamiento con presión dinámica, estando
desconectado el ventilador radial (6), caracterizado porque
uno de los refrigeradores (3) tiene una mayor profundidad (30) y
una mayor anchura (31) de la red de refrigeración (20) que los
otros refrigeradores (1; 2), y porque la pared frontal (12) tiene
aberturas adicionales (13), que están esencialmente cerradas en las
fases de funcionamiento del ventilador radial (6) y que permiten
en el funcionamiento con presión dinámica la entrada del viento de
marcha en el equipo de refrigeración.
2. Equipo de refrigeración según la
reivindicación 1, caracterizado porque las aberturas (13)
pueden cerrarse mediante válvulas de retención (14).
3. Equipo de refrigeración según las
reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque las válvulas de
retención (14) son abiertas por el aire refrigerante que entra
durante el funcionamiento con presión dinámica y son mantenidas
cerradas en las fases de funcionamiento del ventilador radial (6) a
través de la presión más elevada existente en el interior del
equipo de refrigeración.
4. Equipo de refrigeración según las
reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque las válvulas de
retención (14) son cubiertas (15) flexibles, fijadas
preferentemente por dentro a la pared frontal (12), de las
aberturas (13), que están hechas por ejemplo de un caucho
vulcanizado apropiado.
5. Equipo de refrigeración según la
reivindicación 1, caracterizado porque los cierres de las
aberturas (13) son elementos de cierre, que pueden moverse mediante
señales a través de un mecanismo de cierre, de forma que las
aberturas (13) pueden ser cerradas y abiertas, en que las señales
son preferentemente las mismas que conectan y desconectan el
ventilador radial (6).
6. Equipo de refrigeración según las
reivindicaciones 1 y 5, caracterizado porque las aberturas
(13) tienen en la pared frontal (12) elementos de cierre, que
trabajan de forma similar al diafragma del objetivo de una
cámara.
7. Equipo de refrigeración según las
reivindicaciones 1 y 5, caracterizado porque los elementos
de cierre constan de cubiertas flexibles o rígidas, que pueden ser
enrolladas y desenrolladas o movidas mediante rodillos accionados y
que están fijadas preferentemente a la pared frontal (12).
8. Equipo de refrigeración según las
reivindicaciones 1 y 5, caracterizado porque los elementos
de cierre constan de cubiertas que pueden moverse mediante un piñón
a lo largo de una cremallera.
9. Equipo de refrigeración según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los
elementos de cierre están dispuestos delante o detrás de la pared
frontal (12).
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EP (1) | EP1251324B1 (es) |
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