ES2259772T3 - Sistema de aire acondicionado para un vehiculo automovil con un dispositivo mezclador y distribuidor de aire, con efecto coanda, que presenta salidas a temperaturas diferenciadas. - Google Patents
Sistema de aire acondicionado para un vehiculo automovil con un dispositivo mezclador y distribuidor de aire, con efecto coanda, que presenta salidas a temperaturas diferenciadas.Info
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Abstract
Sistema de aire acondicionado para un vehículo autSistema de aire acondicionado para un vehículo automóvil, que comprende: - un dispositivo de distribomóvil, que comprende: - un dispositivo de distribución de aire (1) que comprende: - una estructura ución de aire (1) que comprende: - una estructura (2) que comprende un conducto principal (3) y una (2) que comprende un conducto principal (3) y una pluralidad de conductos de salida (4, 5, 6) que sepluralidad de conductos de salida (4, 5, 6) que se comunica con el conducto principal (3) y que debe comunica con el conducto principal (3) y que debe conectarse con una pluralidad de salidas para la conectarse con una pluralidad de salidas para la salida de aire en el habitáculo de pasajeros del vsalida de aire en el habitáculo de pasajeros del vehículo automóvil, - unos medios de distribución cehículo automóvil, - unos medios de distribución con efecto Coanda montados en la estructura (2) delon efecto Coanda montados en la estructura (2) del dispositivo de distribución (1) y que se pueden m dispositivo de distribución (1) y que se pueden mover hasta una pluralidad de posiciones de funcionover hasta una pluralidad de posiciones de funcionamiento, cada una de las cuales provoca un desvío,amiento, cada una de las cuales provoca un desvío, por el efecto Coanda, del aire que fluye a través por el efecto Coanda, del aire que fluye a través del conducto principal en un conducto de salida s del conducto principal en un conducto de salida seleccionado de entre dichos conductos de salida, celeccionado de entre dichos conductos de salida, caracterizado porque dicho dispositivo de distribucaracterizado porque dicho dispositivo de distribución (1) comprende además: - una masa de radiación ión (1) comprende además: - una masa de radiación (10) dispuesta aguas arriba del conducto principal(10) dispuesta aguas arriba del conducto principal (3) de manera que sea atravesada por el flujo de (3) de manera que sea atravesada por el flujo de aireque llega al conducto principal (3) desde un caireque llega al conducto principal (3) desde un conducto de entrada (7) del dispositivo de distribuonducto de entrada (7) del dispositivo de distribución (1), para calentar dicho flujo de aire, - medción (1), para calentar dicho flujo de aire, - medios que determinan una variación de la temperaturaios que determinan una variación de la temperatura del flujo de aire transportado en dicho conducto del flujo de aire transportado en dicho conducto principal, siendo dichos medios controlados por diprincipal, siendo dichos medios controlados por dichos medios de distribución con efecto Coanda, de chos medios de distribución con efecto Coanda, de manera que la temperatura del aire que sale del dimanera que la temperatura del aire que sale del dispositivo de distribución es una función de la posspositivo de distribución es una función de la posición de funcionamiento de dichos medios de distriición de funcionamiento de dichos medios de distribución con efecto Coanda. bución con efecto Coanda.
Description
Sistema de aire acondicionado para un vehículo
automóvil con un dispositivo mezclador y distribuidor de aire, con
efecto Coanda, que presenta salidas a temperaturas
diferenciadas.
La presente invención se refiere a un sistema de
aire acondicionado para vehículos automóviles que comprende un
dispositivo distribuidor de aire que incluye una estructura que
comprende un conducto principal y una pluralidad de conductos de
salida comunicados con el conducto principal y para ser conectados
con una pluralidad de salidas para suministrar aire en el
habitáculo del pasajero de un vehículo automóvil, y medios de
distribución que aprovechan el efecto Coanda, que se montan en la
estructura del dispositivo de distribución y se pueden mover en una
pluralidad de posiciones de funcionamiento, provocando cada una de
las mismas una desviación, debido al efecto Coanda, del flujo de
aire procedente del conducto principal a un conducto de salida
seleccionado.
En la solicitud de patente italiana anterior nº
TO2001A000223, presentada el 12 de marzo de 2001 por el mismo
solicitante, así como en la solicitud de patente internacional (PCT)
correspondiente WO02072371, se daba a conocer un dispositivo de
distribución de aire que aprovecha el efecto Coanda del tipo
mencionado anteriormente. En un caso típico, el conducto principal
se ramifica en tres conductos de salida que se conectan con salidas
de aire respectivas para suministrar aire en el habitáculo de
pasajeros del vehículo automóvil. Las salidas están dispuestas en
la base del parabrisas (función "descongelación"), así como en
la parte frontal del salpicadero, para dirigir aire hacia el
conductor y el pasajero que ocupa el asiento delantero (función
"ventilación") y también debajo, adyacentes al suelo del
habitáculo de pasajeros del vehículo automóvil (función
"calefacción"). Asimismo según una configuración típica, el
sistema comprende una pluralidad (típicamente cuatro) de conductos
principales que se ramifican en tres conductos de salida, para
suministrar a las salidas situadas en el centro de los conductos, a
las salidas situadas en el centro del habitáculo de pasajeros o
adyacentes a un lateral del vehículo automóvil, respectivamente para
el lado del conductor y para el lado del pasajero.
Por otra parte, en los sistemas de refrigeración
y calefacción de aire para vehículos automóviles existe la necesidad
de conseguir que el aire que fluye de las salidas situadas
respectivamente adyacentes al parabrisas, en la parte frontal del
salpicadero y adyacentes al suelo se encuentre a una temperatura
diferente para un mismo ajuste del dispositivo de regulación de la
temperatura del aire.
El objetivo de la presente invención consiste en
proponer un nuevo sistema de refrigeración y calefacción de aire con
un dispositivo de distribución de aire que aproveche el efecto
Coanda, que presente las características ya propuestas en la
solicitud de patente anterior del solicitante ya identificada
anteriormente, y que permita asimismo cumplir con la necesidad
mencionada anteriormente de una diferenciación de la temperatura del
aire que fluye de los distintos conductos de salida del dispositivo
de distribución.
Con la intención de alcanzar dicho objetivo, la
invención se refiere a un sistema de refrigeración y calefacción de
aire para vehículos automóviles que
comprende:
comprende:
- un dispositivo de distribución de aire que
comprende:
- -
- una estructura que comprende un conducto principal y una pluralidad de conductos de salida que se comunican con el conducto principal y que se conectan a una pluralidad de salidas para suministrar aire en el habitáculo de pasajeros del vehículo automóvil,
- -
- medios de distribución que aprovechan el efecto Coanda, montados en la estructura del dispositivo de distribución y que se pueden mover en una pluralidad de posiciones de funcionamiento, provocando cada una de las mismas el desvío, debido al efecto Coanda, del aire que fluye a través del conducto principal en un conducto de salida seleccionado,
caracterizado porque dicho dispositivo comprende
además:
- una masa de radiación dispuesta aguas arriba
del conducto principal, de manera que se vea atravesada por el
flujo que alcanza el conducto principal desde un conducto de salida
del dispositivo de distribución, para calentar dicho flujo de
aire,
- medios para determinar una variación de la
temperatura del flujo de aire transportado en dicho conducto
principal, dependiendo de las distintas posiciones de dichos medios
de distribución con efecto Coanda, que provocan el desvío del flujo
de aire procedente del conducto principal en un conducto de salida
seleccionado,
de manera que la temperatura del aire que sale
del dispositivo de distribución presenta un valor diferente
dependiendo de cuál sea el conducto de salida seleccionado al que se
dirige el aire procedente del conducto principal.
Por lo tanto, en el dispositivo según la
invención, la posición de los medios de distribución mencionados
anteriormente con efecto Coanda en diferentes posiciones de
funcionamiento, no sólo provoca el desvío del flujo de aire
procedente del conducto principal en uno de los conductos de salida
seleccionados, sino que además, provoca asimismo una posición de los
medios para determinar una variación de la temperatura del flujo de
aire transportado en dicho conducto principal. Por lo tanto, resulta
posible, para un mismo ajuste de los medios de regulación de la
temperatura del sistema, provocar que el aire que sale del
dispositivo de distribución presente diferentes temperaturas,
dependiendo de si dicho aire se dirige hacia el parabrisas o
frontalmente hacia los ocupantes del vehículo automóvil, o hacia
abajo en la dirección del suelo.
El caso más deseable es el de proporcionar aire
menos caliente en las salidas situadas frontalmente en el
salpicadero del vehículo, un aire ligeramente más caliente en los
pies e incluso un aire más caliente en el parabrisas. Por lo tanto,
en el caso ideal se obtienen tres niveles de temperatura
diferentes.
Según una segunda forma de realización de la
invención, el sistema de aire acondicionado está caracterizado
además porque el dispositivo de distribución (1) comprende
además:
- un conducto de derivación que conecta
directamente el conducto de entrada con el conducto principal, en
paralelo con la parte del conducto en la que se dispone la masa de
radiación,
- medios para estrangular dicho conducto de
derivación, para obstruir de forma variable dicho conducto de
derivación dependiendo de las distintas posiciones de los medios de
distribución con efecto Coanda mencionados anteriormente que
provocan el desvío del flujo de aire procedente del conducto
principal a un conducto de salida seleccionado,
de manera que la temperatura del aire que sale
por el dispositivo de distribución presenta un valor diferente
dependiendo de cuál sea el conducto seleccionado al que se dirige el
aire procedente del conducto principal.
Por lo tanto, la posición de los medios de
distribución con efecto Coanda mencionados anteriormente en
distintas posiciones de funcionamiento provoca una posición
diferente de los medios para estrangular el conducto de derivación.
El aire que sale del conducto de salida seleccionado tendrá una
temperatura que dependerá de la mezcla del flujo de aire que pase
por el conducto principal (que en su mayor parte ha pasado a través
de la masa de radiación de calor) con el flujo de aire procedente
del conducto de derivación.
Obviamente, tal como se ha indicado, dicha
diferenciación en la temperatura del aire se consigue con un mismo
ajuste del sistema de regulación de la temperatura del aire. Dicho
sistema de regulación se puede construir obviamente de cualquier
manera conocida.
En un caso típico, el sistema de regulación de
la temperatura del aire comprende un obturador que puede pivotar,
que controla una abertura que pone el conducto de salida del
dispositivo de distribución de aire en comunicación directa con
dicho conducto principal, permitiendo así que parte del flujo de
aire frío proveniente de la entrada pase directamente al conducto
principal, sin circular a través de la masa de radiación. De acuerdo
con la técnica anterior, el obturador que puede pivotar se puede
mover entre una primera posición de funcionamiento en la que
obstruye la abertura en su totalidad, proporcionando así una
condición de temperatura máxima del aire que sale del dispositivo de
distribución, y una segunda posición de funcionamiento en la que la
abertura se encuentra abierta en su totalidad, mientras que el paso
a través de la masa de radiación se obstruye, de modo que se
proporciona una condición de temperatura mínima, con la totalidad de
la masa de aire que entra en el dispositivo de distribución y que
llega al conducto principal sin pasar a través de la masa de
radiación.
Obviamente, si el sistema de regulación de la
temperatura aprovecha una abertura de este tipo, con el obturador
que puede pivotar descrito anteriormente, el conducto de derivación
del sistema según la invención, que se controla por los medios de
estrangulamiento mencionados anteriormente en sincronismo con los
medios de distribución con efecto Coanda, representa una segunda
derivación (con una sección transversal mucho menor), además de la
derivación constituida por la abertura mencionada anteriormente
controlada por el obturador que puede pivotar del sistema de
regulación de temperatura.
Asimismo se podría dar el caso en el que el
sistema de regulación de temperatura no tenga una abertura del tipo
descrito anteriormente, con el obturador que puede pivotar asociado,
sino que simplemente aproveche una regulación de la temperatura de
la masa de radiación, obtenida regulando el caudal de flujo del
fluido de calefacción que circula en las placas de la masa de
radiación.
Finalmente, se deberá considerar que, a pesar de
que la forma de realización preferida de la invención hace que se
obtengan, en un mismo ajuste del sistema de regulación de la
temperatura, tres niveles de temperatura diferentes en los tres
conductos de salida del dispositivo de distribución, también se
puede conseguir una solución simplificada que comprende únicamente
dos niveles de temperatura diferentes, es decir, una temperatura
más elevada aprovechada tanto para la función "descongelación"
(parabrisas), como para la función de calefacción (suelo) y una
temperatura inferior para la función de ventilación (salidas
frontales del salpicadero).
Obviamente, tal como se ha mencionado
anteriormente, el dispositivo de distribución puede comprender una
pluralidad de conductos principales (preferentemente cuatro, dos
para el lado del conductor y dos para el lado del pasajero,
incluyendo cada uno de los pares un conducto que se comunica con las
salidas en el centro del salpicadero y un conducto que se comunica
con las salidas en el lado respectivo del mismo) estando cada uno de
los conductos principales provisto de los medios de distribución
con efecto Coanda y de un conducto de derivación respectivo con los
medios de estrangulamiento mencionados asociados al mismo. De este
modo, se puede, con un mismo ajuste del sistema de regulación de la
temperatura, enviar aire con distintas temperaturas simultáneamente
al parabrisas, a los pasajeros, y al suelo de la manera que se ha
descrito anteriormente.
Asimismo en el caso de la forma de realización
preferida de la invención, los medios de distribución con efecto
Coanda mencionados anteriormente comprenden por lo menos un elemento
de perturbación del flujo que consta por lo menos de dos posiciones
de funcionamiento diferentes para provocar el desvío, debido al
efecto Coanda, del flujo de aire que atraviesa el conducto
principal por lo menos en un primer o en un segundo conducto de
salida. En este caso, los medios mencionados para estrangular el
conducto de derivación están constituidos por un obturador,
conectado mecánicamente al elemento de perturbación del flujo
mencionado anteriormente. También preferentemente, el elemento de
perturbación de flujo es un elemento de brazo basculante que dispone
de dos extremos funcionales dispuestos en correspondencia con dos
aberturas configuradas en una pared del conducto principal,
presentando dicho elemento de perturbación de flujo una primera
posición de funcionamiento en la que un primer extremo sobresale de
la abertura respectiva dentro del conducto principal, una segunda
posición de funcionamiento en la que su extremo opuesto sobresale de
la abertura respectiva dentro del conducto principal, y una tercera
posición de funcionamiento, intermedia entre las anteriores, en la
que ninguno de los dos extremos sobresale de las aberturas
respectivas. En correspondencia con las tres posiciones de
funcionamiento mencionadas, se obtiene el desvío del flujo
proveniente del conducto principal respectivamente en un primer, en
un segundo y un tercer conducto de salida que se comunican con las
salidas en el suelo, con las salidas en el lado frontal del
salpicadero, y con las salidas en la base del parabrisas del
vehículo automóvil.
También en el caso de la forma de realización
preferida mencionada anteriormente, dichos medios de
estrangulamiento están constituidos por un obturador, conectado
mecánicamente con dicho elemento de brazo basculante de perturbación
de flujo. Por ejemplo, el obturador puede ser una parte de una
estructura única que incorpore dicho elemento de brazo basculante.
En el caso de la solución ideal que obtiene tres niveles de
temperatura diferentes en los tres conductos de salida diferentes
del dispositivo de distribución, la estructura que constituye el
elemento de brazo basculante y el obturador del conducto de
derivación se construye de tal manera que la posición de
funcionamiento intermedia del elemento de brazo basculante (en la
que ninguno de los dos extremos del brazo basculante sobresale de
las aberturas respectivas) el flujo de aire en el conducto principal
se desvía en la dirección del conducto de salida que se comunica con
las salidas en el suelo. Al mismo tiempo, el obturador obstruye
parcialmente el conducto de derivación, generando así una
temperatura de salida del flujo de aire de un nivel intermedio,
obtenida mezclando el flujo principal que atraviesa la masa de
radiación con un flujo menor de aire frío que atraviesa el conducto
de derivación.
Cuando el brazo basculante se encuentra en su
primera posición final, en la que uno de sus extremos sobresale
dentro del conducto principal de la abertura respectiva, el flujo de
aire del conducto principal se desvía hacia el conducto de salida
que se comunica con las salidas situadas en el lado frontal del
salpicadero. En este caso, el obturador deja el conducto de
derivación completamente sin obstruir, proporcionando así una
temperatura inferior del aire que fluye por las salidas frontales
mencionadas anteriormente, como resultado de la mezcla del aire que
atraviesa la masa de radiación con un flujo de aire que se desplaza
a través del conducto de derivación, que en esta condición se deja
completamente sin obstruir.
Finalmente, cuando el elemento de brazo
basculante se encuentra en su otra posición final, en la que su otro
extremo sobresale de la abertura respectiva dentro del conducto
principal, el flujo de aire en el conducto principal se desvía
hacia el conducto de salida que se comunica con las salidas en la
base del parabrisas del vehículo automóvil. En este caso el
obturador obstruye completamente el conducto de derivación,
estableciendo así una salida de aire a la temperatura máxima.
Obviamente, tal como ya se ha indicado, esta
descripción es aplicable para cualquier condición de ajuste
determinada del sistema de regulación de la temperatura del sistema
de calefacción y refrigeración del aire.
A partir de la siguiente descripción se pondrán
de manifiesto otras características y ventajas haciendo referencia a
los dibujos adjuntos, que se proporcionan únicamente a título de
ejemplo no limitativo, en los que:
las Figuras 1 a 3 muestran una vista esquemática
seccionada de un dispositivo distribuidor y mezclador de aire según
la invención en tres condiciones de funcionamiento diferentes,
la Figura 4 muestra una variante de la solución
que se muestra en las Figuras 1 a 3, y
la Figura 5 es una vista en sección parcial en
perspectiva de un conjunto de distribución según la presente
invención.
Haciendo referencia a las Figuras 1 a 3, el
número de referencia 1 generalmente designa un dispositivo mezclador
y distribuidor de aire que comprende una estructura 2, que por
ejemplo está constituida por elementos realizados en material
plástico conectados entre sí de cualquier modo conocido y que
definen un conducto principal 3 y tres conductos de salida 4, 5, 6
que se comunican con dicho conducto principal 3 y que se deben
conectar por medio de conductos (no representados) a salidas
respectivas (no representadas) para la salida del aire en el
habitáculo del pasajero del vehículo automóvil. El conducto de
salida 4 está conectado a las salidas que transportan el aire hacia
el suelo del habitáculo de pasajeros del vehículo automóvil,
mientras que el conducto de salida 5 está conectado a las salidas
situadas en la parte frontal del salpicadero del vehículo automóvil
y el conducto de salida 6 está conectado a las salidas situadas en
la base del parabrisas del vehículo automóvil. El conducto
principal 3 recibe el aire que entra en el dispositivo de
distribución de aire a través de un conducto de entrada 7 dirigido
ortogonalmente con respecto al plano de la Figura 1. El aire que
entra a través del conducto 7 en el dispositivo de distribución 1
alcanza el conducto principal 3 pasando a través de una cámara 8 y
de un conducto de comunicación 9. En dicha cámara 8 se dispone una
masa de radiación 10 constituida por un radiador de calefacción de
aire, que para este propósito se ve atravesado por fluido de
calefacción, proveniente del circuito de refrigeración del motor de
combustión interna del vehículo.
Se deberá considerar que se puede aplicar la
invención, en principio, a un dispositivo que simplemente presente
la estructura que se muestra en las Figuras 1 a 3, con un único
conducto principal 3 que se ramifique en tres conductos de salida
4, 5, 6. Sin embargo, en la práctica, normalmente existen múltiples
conductos principales 3, dispuestos uno al lado del otro, y cada uno
de los mismos se ramifica en tres conductos de salida y a cada uno
de ellos se asocia el sistema de distribución y mezcla que se
describirá a continuación. Tal como ya se ha mencionado, una
solución típica es la que comprende cuatro conductos principales,
dos para el lado del conductor y dos para el lado del pasajero, con
los dos conductos principales de cada par que cumplen
respectivamente el objetivo de suministrar aire a las salidas
situadas hacia el centro del salpicadero del vehículo automóvil y
de suministrar aire a las salidas situadas adyacentes a los lados
respectivos del vehículo automóvil. Con relación a este aspecto, la
Figura 5, que se describirá a continuación más detalladamente,
muestra una vista en perspectiva de un ejemplo de una mitad de un
conjunto de distribución que comprende los dos conductos principales
dispuestos en el lado del conductor con dos conjuntos respectivos
de tres conductos de salida.
Volviendo al caso teórico simplificado que se
muestra en las Figuras 1 a 3, el dispositivo de distribución
comprende un sistema para regular la temperatura del aire que puede
ser de cualquier tipo conocido. En el caso que se ilustra, un
sistema de regulación de temperatura está provisto de un obturador
de control de mezclado 11 montado de manera que pueda pivotar
alrededor de un eje 12 en la estructura del dispositivo 2, con el
fin de estrangular una abertura 13 que sitúa la entrada del
dispositivo en comunicación directa con el conducto principal 3, sin
pasar por la masa de radiación 10. El obturador de control de mezcla
11 se puede mover entre una primera posición de funcionamiento (que
se muestra con una línea continua en los dibujos), en la que
obstruye completamente la abertura de derivación 13, y una segunda
posición de funcionamiento (que se muestra con líneas
discontinuas), en la que deja la abertura 13 sin obstruir en
absoluto, mientras que obstruye completamente una abertura 14 que
pone la entrada del dispositivo en comunicación con la cámara 8, en
la que se encuentra la masa de radiación. En la primera posición
descrita anteriormente, la totalidad del aire que fluye al interior
del dispositivo alcanza el conducto principal 3 después de atravesar
la masa de radiación 10, de manera que la temperatura del aire en el
conducto principal 3 alcanza su valor máximo, mientras que en la
segunda posición de funcionamiento descrita anteriormente, la
totalidad del aire frío que entra en el dispositivo pasa por el
conducto principal 3 a través de una abertura 13 sin atravesar la
masa de radiación 10, de manera que la temperatura del aire en el
conducto principal 3 se encuentra en su nivel mínimo. Obviamente, si
el sistema de aire acondicionado comprende asimismo un sistema de
refrigeración de aire, aguas arriba de la salida 7 existirá un
dispositivo de evaporación que podrá refrigerar el aire que fluye
hacia el dispositivo 2.
Tal como se indica, a cualquier caudal el
sistema de regulación de la temperatura del aire puede ser de
cualquier tipo. Por ejemplo, se puede adoptar asimismo otro sistema
conocido, que no incluye la abertura de derivación 13 y el obturador
de control de mezcla 11 relacionado, sino sólo un sistema para
regular la temperatura del agua de calefacción que fluye a través
de la masa de radiación 10. Tal como se indica, la invención se
puede aplicar sea cual sea el tipo de sistema de regulación de la
temperatura del aire.
Haciendo referencia a la solución ilustrada en
los dibujos adjuntos, el sistema comprende un segundo conducto de
derivación 15 que pone la entrada 7 del dispositivo en comunicación
directa con el conducto principal 3, en paralelo con respecto a la
abertura 13 y también en paralelo con respecto al paso a través de
la masa de radiación 10.
El dispositivo distribuidor de aire según la
invención comprende medios de distribución con efecto Coanda, que
pueden desviar el flujo que atraviesa el conducto principal 3 en uno
de los tres conductos de salida 4, 5 ó 6 por medio de dicho efecto
Coanda. En el caso del ejemplo que se ilustra, dichos medios de
distribución están constituidos por un único elemento de
perturbación de flujo 16 del tipo que se da a conocer en la
solicitud de patente italiana nº TO2002A000617 del 16 de julio de
2002 del mismo solicitante, todavía secreta en virtud de la fecha
de prioridad de la presente solicitud. El elemento de perturbación
de flujo 16 es un elemento de brazo basculante montado de manera que
pueda pivotar en la estructura 2 del dispositivo de distribución en
un eje 17 y provisto de dos extremos de funcionamiento 18, 19
dispuestos en correspondencia con dos aberturas 20, 21 realizadas
en una pared lateral 3a del conducto principal 3.
Hace tiempo que se conoce y que se estudia el
efecto Coanda, y se ha aprovechado en muchas aplicaciones con el
objetivo de obtener un desvío de un flujo de aire sin utilizar
elementos de desvío mecánicos que siempre adolecen de la desventaja
de interferir con las características del flujo de aire principal
cuando éste se desvía. El efecto Coanda hace que un flujo de aire
proveniente de una salida y que fluye en una cámara amplia se
adhiera a la pared de dicha cámara que está más próxima a la
salida.
Por ejemplo, en el caso de la solución ilustrada
en las Figuras 1 a 3, el conducto principal 3 presenta una sección
estrechada 3b que termina en una cámara amplia 3c con la pared
lateral 3a mencionada anteriormente, situada inmediatamente próxima
a la sección de salida de flujo 3b, y una pared opuesta 3d más
separada de la misma. Por efecto de dicha geometría, cuando el
elemento de perturbación de flujo 16 se encuentra en una posición
intermedia en la que ambos extremos 18, 19 se retraen en las
aberturas respectivas 20, 21 y no sobresalen dentro del conducto
principal 3, el flujo de aire proveniente de dicho conducto
principal 3 permanece adherido a la pared lateral 3a, de manera que
se desvía en su totalidad en el conducto de salida 4. Dicha
condición se ilustra en la Figura 2. Cuando se gira el elemento de
perturbación de flujo 16 en el sentido contrario al de las agujas
del reloj (haciendo referencia a los dibujos) desde la posición
intermedia que se muestra en la Figura 2, de tal manera que se
disponga en la posición que se muestra en la Figura 3, el extremo 19
actúa como un elemento de perturbación de flujo provocando la
separación del flujo de aire de la pared 3a. En esta condición,
otra vez debido al efecto Coanda, el flujo de aire es atraído por la
pared lateral más próxima, que en este caso es la pared 3d, de
manera que se desvía el flujo en el conducto de salida 6.
Finalmente, cuando el elemento de perturbación de flujo 16 se
encuentra en su otra posición final, que se muestra en la Figura 1,
el extremo 18 provoca asimismo la separación del flujo de aire de la
pared 3a, pero en una posición situada aguas abajo de la entrada del
conducto 6, de manera que el flujo de aire se dirige hacia el
conducto de salida 5.
Los dibujos adjuntos no muestran los medios
utilizados para accionar la oscilación del elemento de brazo
basculante de perturbación de flujo 16 en el eje 17. Dichos medios
se pueden construir de cualquier manera conocida. En el caso que se
ilustra, el elemento de perturbación de flujo 16 comprende un brazo
16a con un extremo de accionamiento que se conecta a una
transmisión de accionamiento mecánico (no representado), por
ejemplo, una transmisión de leva. En cualquier caso, resulta
fácilmente evidente para los expertos en la materia que se pueden
aplicar distintos dispositivos accionadores diferentes, con
transmisiones mecánicas relacionadas, para accionar el elemento de
brazo basculante 16.
Según la invención, dicho elemento de brazo
basculante 16 forma parte de una estructura que también incorpora
un obturador 22 para estrangular el conducto de derivación 15.
Gracias a esta disposición, el grado de estrangulamiento de dicho
conducto de derivación 15 es diferente según la posición de
funcionamiento del elemento de brazo basculante 16. En particular,
en la condición de la Figura 1 (desvío hacia el conducto de salida 5
que comunica con las salidas dispuestas en el lado frontal del
salpicadero), el obturador 22 deja el conducto de derivación 15
completamente abierto, de manera que, una vez que se ajusta el
sistema de regulación de la temperatura del aire (el dibujo muestra,
por ejemplo, el obturador de control de mezcla 11 en la posición
correspondiente a la temperatura máxima) el flujo proveniente de la
masa de radiación 10 en el conducto principal 3 se mezcla con un
flujo de aire frío que atraviesa la totalidad de la sección del
conducto de derivación 15, de modo que la temperatura obtenida se
encuentra en el nivel más bajo que se puede conseguir para una misma
posición del obturador 11. En la condición de la Figura 2 (desvío
hacia el conducto de salida 4 que se comunica con las salidas
próximas al suelo), el estrangulamiento del conducto de derivación
es intermedio, de modo que la temperatura alcanza un valor
intermedio, mientras que en el caso de la Figura 3 (desvío hacia las
salidas adyacentes al parabrisas) el obturador 22 obstruye
completamente el conducto de derivación 15, de modo que la
temperatura del aire que sale alcanza su nivel máximo.
Tal como ya se ha indicado, una forma de
realización práctica puede comprender una pluralidad de dispositivos
del tipo que se ilustra esquemáticamente en las Figuras 1 a 3
dispuestos uno al lado del otro de manera que uno de ellos se pueda
utilizar para transportar aire muy caliente hacia el parabrisas,
mientras que el otro se pueda utilizar para enviar aire menos
caliente a los pies, o incluso aire aún menos caliente a las salidas
frontales del salpicadero, sin requerir un ajuste de la regulación
de la temperatura diferente. Obviamente, en el caso mencionado
anteriormente de sistemas múltiples de conductos dispuestos uno al
lado de otro, los medios para accionar los distintos elementos de
perturbación del flujo 16 y los obturadores relacionados 22 están
comprendidos en un dispositivo de accionamiento común, tal como ya
se ha ilustrado en la solicitud de patente del solicitante nº
WO02072371 mencionada anteriormente.
En el caso en el que sólo se precisen dos
niveles de temperatura en lugar de tres niveles diferentes, será
suficiente con conformar el obturador 22 de tal manera que produzca
una obstrucción total del conducto de derivación 15 dispuesta en la
condición de la Figura 2, en cuyo caso, obviamente, resultará
necesario permitir, en la condición de la Figura 3, que el
obturador 22 se mueva en una posición más avanzada, sin interferir
con las paredes del conducto 15.
Tal como se ha indicado, con el fin de
proporcionar simultáneamente dos configuraciones de distribución
diferentes, el conjunto de calefacción y refrigeración del aire en
su totalidad deberá estar constituido por un mínimo de dos
distribuidores para sistemas de acondicionamiento de aire de los
denominados del tipo "monozona" o por un mínimo de cuatro
distribuidores para sistemas de aire acondicionado de los
denominados del tipo "bizona": en este caso, cada uno de los
distribuidores deberá estar asociado a un conducto de derivación y a
una cámara de mezcla , mientras que deberá haber un obturador de
control de mezcla 11 en el sistema "monozona" y dos obturadores
en el sistema "bizona".
La Figura 4 muestra una variante en la que se
obtienen los distintos niveles de temperatura sólo cuando el
obturador de control de mezcla 11 no se encuentre en la condición de
temperatura máxima. En dicha condición, el obturador está provisto
de un apéndice 11a que obstruye el conducto de derivación 15 para
asegurar que cuando el sistema de regulación de temperatura se
ajuste a la temperatura máxima, siempre se obtenga la calefacción
máxima, sin tener en cuenta la configuración de la distribución
seleccionada.
Tal como ya se ha indicado anteriormente, la
solución descrita se aplica asimismo si el sistema de regulación de
la temperatura del aire aprovecha únicamente la regulación de la
temperatura del líquido de calefacción del radiador 10. En este
caso, no se dispone ni obturador de control de mezcla 11, ni una
abertura de derivación asociada 13. El conducto de derivación 15
permite sustraer una cantidad de aire frío e inyectarla directamente
aguas abajo de la masa de radiación.
Según otra configuración posible, cada
distribuidor con efecto Coanda del tipo del distribuidor 2 está
provisto de un obturador de control de mezcla respectivo 11,
independientemente de los obturadores de los dispositivos de
distribución dispuestos adyacentes al mismo. El obturador 11 se
puede conectar funcionalmente (mecánica o eléctricamente) al
elemento de brazo basculante perturbador de flujo 16 de tal manera
que establezca distintas temperaturas de salida de flujo del aire
según la configuración de distribución seleccionada para cada uno
de los distribuidores. En el caso de esta solución, ya no se precisa
el conducto de derivación 15, ni ningún sistema de estrangulamiento
22 relacionado. Dicho de otro modo, en esta variación, la abertura
13 se utiliza como un conducto de derivación y el obturador 11 como
un medio de estrangulamiento para dicho conducto de derivación.
Tal como se ha indicado anteriormente, la Figura
5 muestra una mitad de un conjunto distribuidor del tipo bizona, que
comprende dos conductos principales para el lado del conductor y dos
conductos principales para el lado del pasajero. La parte que se
muestra en la figura es la correspondiente al lado del conductor,
con un conjunto de tres conductos de salida para suministrar a las
salidas dispuestas en el lado izquierdo del salpicadero del
vehículo automóvil, y un conjunto de tres conductos de salida para
suministrar a las salidas dispuestas en el centro del salpicadero
del vehículo automóvil.
Obviamente, se proporciona una estructura
idéntica y simétrica para la otra mitad del grupo que suministra al
lado del pasajero. En la totalidad del conjunto descrito, los dos
distribuidores centrales permiten seleccionar, respectivamente para
el lado del conductor y para el lado del pasajero, para las salidas
del "suelo", el "parabrisas" y "central", mientras
que los distribuidores laterales permiten seleccionar las mismas
salidas para el lado izquierdo y para el lado derecho del
salpicadero. En este caso, existen dos obturadores de control de
mezcla, uno para el lado del conductor y el otro para el lado del
pasajero. Según una característica preferida adicional, cada
obturador presenta una discontinuidad en el paso del distribuidor
central al lateral, de manera que, en las posiciones intermedias,
favorece al paso de aire frío hacia el distribuidor central.
Sustancialmente, es como si cada obturador 11 estuviese constituido
por dos obturadores, encarado cada uno de los mismos al
distribuidor respectivo, desplazado angularmente por un ángulo A
(Figura 5), pero conectado fuertemente. Además, los soportes de
tope finales correspondientes con las posiciones "frío máximo"
y "calor máximo" están desplazados angularmente para asegurar
el rendimiento térmico límite para cada configuración de
distribuidor. Dado que, en configuraciones de mezcla intermedias,
siempre llegará más aire frío al distribuidor central que al
distribuidor lateral, la función denominada "binivel", es
decir, con dos niveles de temperatura diferentes dependiendo de la
salida seleccionada, se obtiene enviando aire más frío a las salidas
centrales y aire más caliente al suelo. De forma similar, si el
distribuidor central envía el aire al suelo y el distribuidor
lateral al parabrisas, se obtienen dos niveles de temperatura
también para esta configuración (en particular el aire que sale en
el parabrisas será más caliente que el aire que sale en el suelo).
Por lo tanto, en teoría, incluso podría utilizarse la solución con
obturador discontinuo ilustrada en la Figura 5 independientemente
del uso del sistema descrito anteriormente con un conducto de
derivación 15 y un obturador 22 asociados al elemento de brazo
basculante perturbador de flujo 16.
Claims (13)
1. Sistema de aire acondicionado para un
vehículo automóvil, que comprende:
- un dispositivo de distribución de aire (1) que
comprende:
- -
- una estructura (2) que comprende un conducto principal (3) y una pluralidad de conductos de salida (4, 5, 6) que se comunica con el conducto principal (3) y que debe conectarse con una pluralidad de salidas para la salida de aire en el habitáculo de pasajeros del vehículo automóvil,
- -
- unos medios de distribución con efecto Coanda montados en la estructura (2) del dispositivo de distribución (1) y que se pueden mover hasta una pluralidad de posiciones de funcionamiento, cada una de las cuales provoca un desvío, por el efecto Coanda, del aire que fluye a través del conducto principal en un conducto de salida seleccionado de entre dichos conductos de salida,
caracterizado porque dicho dispositivo de
distribución (1) comprende además:
- una masa de radiación (10) dispuesta aguas
arriba del conducto principal (3) de manera que sea atravesada por
el flujo de aire que llega al conducto principal (3) desde un
conducto de entrada (7) del dispositivo de distribución (1), para
calentar dicho flujo de aire,
- medios que determinan una variación de la
temperatura del flujo de aire transportado en dicho conducto
principal, siendo dichos medios controlados por dichos medios de
distribución con efecto Coanda, de manera que la temperatura del
aire que sale del dispositivo de distribución es una función de la
posición de funcionamiento de dichos medios de distribución con
efecto Coanda.
2. Sistema de aire acondicionado según la
reivindicación 1, caracterizado porque dicho dispositivo de
distribución (1) comprende además un conducto de derivación (15)
que conecta el conducto de entrada (7) al conducto principal (3) en
paralelo con respecto a la parte de conducto en la que se dispone la
masa de radiación (10) mencionada anteriormente, y medios (22) para
estrangular dicho conducto de derivación (15) para obstruir de
manera variable dicho conducto de derivación (15) dependiendo de
las distintas posiciones de funcionamiento de los medios de
distribución con efecto Coanda que determinan el desvío del flujo
del conducto principal (3) en uno de los conductos de salida (4, 5,
6) mencionados anteriormente, de manera que la temperatura del flujo
de aire que sale del dispositivo de distribución (1) presenta
valores diferentes dependiendo de qué conducto de salida (4, 5, 6)
se haya seleccionado a través de dichos medios de distribución con
efecto Coanda.
3. Sistema de aire acondicionado según la
reivindicación 2, caracterizado porque dichos medios de
distribución con efecto Coanda comprenden por lo menos un elemento
de perturbación de flujo (16) que presenta por lo menos dos
posiciones de funcionamiento diferentes para provocar el desvío, por
el efecto Coanda, del flujo de aire que se desplaza a través del
conducto principal (3) por lo menos en un primer o en un segundo
conducto de salida (4, 5, 6) y porque dichos medios de
estrangulamiento (22) están constituidos por un obturador, conectado
mecánicamente a dicho elemento de perturbación de flujo (16).
4. Sistema de aire acondicionado según la
reivindicación 3, caracterizado porque dicho elemento de
perturbación de flujo (16) es un elemento de brazo basculante que
presenta extremos funcionales opuestos (18, 19) dispuestos en
correspondencia con dos aberturas (20, 21) dispuestas en una pared
lateral (3a) del conducto principal (3) y porque dicho elemento de
brazo basculante (16) presenta una primera posición extrema de
funcionamiento, en la que uno de sus extremos opuestos (18, 19)
sobresale a través de la abertura respectiva (20, 21) dentro del
conducto principal (3), una segunda posición de funcionamiento en la
que el otro extremo funcional del elemento de brazo basculante (16)
sobresale a través de la abertura respectiva (20, 21) dentro del
conducto principal (3), y una tercera posición de funcionamiento,
intermedia entre las dos anteriores, en la que ninguno de los dos
extremos funcionales (18, 19) sobresale dentro del conducto
principal (3), y porque dicho obturador (22) se define por medio de
la misma estructura, que constituye el elemento de brazo basculante
mencionado anteriormente (16).
5. Sistema de aire acondicionado según la
reivindicación 4, caracterizado porque en la primera posición
de funcionamiento de extremo del elemento de brazo basculante (16)
mencionada anteriormente, el obturador (22) deja el conducto de
derivación mencionado anteriormente (15) completamente sin obstruir
y en la segunda posición de funcionamiento de extremo del elemento
de brazo basculante (16) mencionada anteriormente, el obturador
(22) obstruye completamente el conducto de derivación (15).
6. Sistema de aire acondicionado según la
reivindicación 5, caracterizado porque en dicha tercera
posición de funcionamiento intermedia del elemento de brazo
basculante (16), el obturador (22) obstruye parcialmente el conducto
de derivación (15).
7. Sistema de aire acondicionado según la
reivindicación 5, caracterizado porque en la tercera posición
de funcionamiento intermedia del elemento de brazo basculante (16)
mencionada anteriormente el obturador (22) obstruye completamente
el conducto de derivación (15).
8. Sistema de aire acondicionado según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque el dispositivo de distribución comprende además un obturador
de control de mezcla (11) que controla una abertura (13) que
dispone el conducto de entrada (7) en comunicación directa con el
conducto principal (3), en paralelo con respecto a la parte del
conducto en la que se dispone la masa de radiación (10).
9. Sistema de aire acondicionado según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque comprende un distribuidor de aire y un conjunto de mezcla
que comprenden una pluralidad de conductos principales dispuestos
uno al lado del otro y comunicándose cada uno de los mismos con una
pluralidad de conductos de salida, estando cada uno de dichos
conductos principales provisto de medios de distribución con efecto
Coanda, con un conducto de derivación respectivo y con medios de
estrangulamiento (22) respectivos.
10. Sistema de aire acondicionado según la
reivindicación 1, caracterizado porque comprende tres
conductos de salida (4, 5, 6) que se deben conectar respectivamente
a salidas que dirigen el aire adyacente al suelo del habitáculo de
pasajeros del vehículo automóvil, a salidas dispuestas en la parte
frontal del salpicadero del vehículo automóvil orientadas hacia los
ocupantes del vehículo automóvil, y a salidas dispuestas en la base
del parabrisas del vehículo automóvil, y porque los medios de
estrangulamiento mencionados anteriormente están conformados y
situados de manera que generen en el conducto principal (3) un flujo
que presenta una primera temperatura relativamente baja, cuando los
medios de distribución con efecto Coanda desvían el flujo de aire
en el conducto de salida (5) que se comunica con las salidas
frontales, un flujo de aire a una segunda temperatura relativamente
superior, cuando los medios de distribución con efecto Coanda envían
el flujo de aire desde el conducto principal (3) hasta el conducto
de salida (4) conectado a las salidas adyacentes al suelo del
habitáculo de pasajeros del vehículo automóvil, y un flujo de aire
que presenta una tercera temperatura aún más elevada, cuando los
medios de distribución con efecto Coanda desvían el flujo de aire
desde el conducto principal (3) hasta el tercer conducto de salida
(6) que se comunica con las salidas dispuestas en la base del
parabrisas del vehículo automóvil.
11. Sistema de aire acondicionado según la
reivindicación 1, caracterizado porque está provisto de
medios para regular la calefacción o la refrigeración del aire que
comprenden un obturador de control de mezcla (11) que controla una
abertura (13) que pone el conducto de entrada (7) del dispositivo de
distribución directamente en comunicación con el conducto principal
(3) en paralelo con la parte del conducto en la que se dispone la
masa de radiación (10), caracterizado porque dicho obturador
de control de mezcla (11) está conectado funcionalmente a dichos
medios de distribución con efecto Coanda, de manera que a distintas
posiciones de funcionamiento de los distribuidores con efecto Coanda
corresponden asimismo distintas posiciones de funcionamiento del
obturador de control de mezcla (11).
12. Sistema de aire acondicionado según la
reivindicación 5, caracterizado porque dicho obturador de
control de mezcla (11) está provisto de un apéndice (11a) que
obstruye completamente el conducto de derivación (15) cuando el
obturador de control de mezcla se encuentra en la posición de
obstrucción total de la abertura de derivación (13) mencionada
anteriormente.
13. Sistema de aire acondicionado según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende por lo
menos dos conductos principales (3) dispuestos uno al lado del otro,
que se comunican con conjuntos de conductos de salida (4, 5, 6)
respectivos que a su vez se conectan a una serie de salidas
dispuestas en la parte central del salpicadero del vehículo
automóvil y a una serie de salidas dispuestas en un lado del
salpicadero del vehículo automóvil, caracterizado porque se
asocia a ambos conductos principales mencionados anteriormente un
obturador de control de mezcla único (11) que comprende dos partes
(110, 111) desplazadas angularmente entre sí y dispuestas en una
cámara única para alimentar aire a los dos conductos principales, de
manera que se favorezca un mayor flujo de aire frío hacia el
conducto principal que se comunica con las salidas centrales que
hacia el conducto principal que se comunica con las salidas
laterales.
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