ES2279408T3 - Bomba de condensado para unidad de acondicionamiento de aire de techo. - Google Patents
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Abstract
Una unidad compacta de acondicionamiento de aire de techo (10) para un vehículo, teniendo dicha unidad un serpentín de evaporador (17) montado junto a un serpentín de condensador (15), en que dicha unidad incluye además: al menos un soplante cilíndrico (20) montado sobre un árbol horizontalmente dispuesto (30) para mover el aire de retorno desde una región acondicionada dentro de dicho vehículo sobre el serpentín de evaporador (17); un motor eléctrico de accionamiento (31) para hacer girar dicho árbol (30); una bandeja de recogida de goteos (63) montada debajo del serpentín de evaporador (17), teniendo dicha bandeja de recogida de goteos (63) un canal (65) para conducir el condensado hacia afuera del serpentín de evaporador (17); caracterizándose dicha unidad porque incluye además: un disco circular (51) asegurado a dicho árbol (30) para rotación dentro de un plano vertical; un alojamiento (53, 54) que rodea a dicho disco (51), teniendo dicho alojamiento un colector (62) y una lumbrera de admisión (60) en una sección inferior del mismo, comunicando dicha lumbrera de admisión (60) con dicho canal (65) de manera que el condensado contenido en dicho canal fluye al interior de dicho colector (62) y es llevado por dicho disco (51) a una altura mayor cuando dicho disco gira; una cámara (67) tangencialmente alineada con dicho disco en la parte superior del alojamiento, en que el condensado que es elevado por dicho disco es entregado a dicha cámara (67); y un tubo de descarga (70) conectado a dicha cámara (67) para pasar condensado desde dicha cámara (67) sobre las superficies (15) del serpentín de condensador.
Description
Bomba de condensado para unidad de
acondicionamiento de aire de techo.
Esta invención se refiere a una unidad de
acondicionamiento de aire de techo de bajo perfil para un vehículo
y, en particular, a una unidad de techo para un autocar o un
autobús.
El enfoque más corriente para climatizar el
interior de un autocar consiste en montar los componentes del
acondicionamiento de aire en el techo del vehículo. Ha sido práctica
común en la industria colocar el compresor de la unidad en el
compartimento del motor de los vehículos de manera que puede ser
accionado directamente desde el motor. El compresor, a su vez,
tiene que conectarse a la unidad de acondicionamiento de aire por
medio de tuberías de suministro y retorno de refrigerante. Esto
requiere pasar una cantidad extensiva de tubería a través del
autocar entre el compartimento del motor y el acondicionador de
aire.
Además, el serpentín de evaporador que está
contenido en la unidad de techo puede generar también mucho
condensado que tiene que eliminarse de algún modo. En muchos
sistemas de acondicionamiento de aire de techo de la técnica
anterior, el condensado producido por el serpentín de evaporador es
recogido en el panel o bandeja de piso de la unidad y es evacuado
al exterior del vehículo por medio de tubos de drenaje. El drenaje
pasa frecuentemente sobre la superficie del vehículo produciendo
manchas indeseables y películas en las ventanillas, lo que puede
ser peligroso. Técnicamente, los acondicionadores de aire de techo
son unidades relativamente grandes que tienen un perfil alto que
produce mucha resistencia incluso cuando el vehículo se mueve a una
velocidad relativamente baja.
El documento DE 41 10 081, que se considera como
la técnica anterior más próxima, describe una unidad compacta de
acondicionamiento de aire de techo, en la que se usa una bomba para
bombear condensado generado por el serpentín de evaporador al
exterior del vehículo.
Por consiguiente, un objeto de la presente
invención es mejorar las unidades de acondicionamiento de aire que
estén montadas sobre el techo de un autocar o de cualquiera otro
vehículo de tipo similar.
Otro objeto de la presente invención es mejorar
la retirada del condensado desde una unidad de acondicionamiento de
aire que esté montada sobre el techo de un vehículo de motor.
Todavía otro objeto de la presente invención es
retirar más eficazmente el condensado desde una unidad de
acondicionamiento de aire que esté montada sobre el techo de un
autocar.
Otro objeto de la presente invención es eliminar
la necesidad de tubos de drenaje para retirar el condensado desde
un acondicionador de aire que esté montado sobre el techo de un
autocar.
Aún otro objeto de la presente invención es
proporcionar un sistema de retirada de condensado que puede
funcionar eficazmente en un acondicionador de aire de techo de bajo
perfil de un autocar.
Este y otros objetos de la presente invención
son logrados por una unidad compacta de acondicionamiento de aire
que está montada sobre el techo de un autocar o vehículo de tipo
similar. La unidad contiene un compresor eléctricamente accionado y
un inversor para regular la alimentación eléctrica a los componentes
eléctricos contenidos dentro de la unidad. El serpentín de
evaporador de la unidad está montado junto al serpentín de
condensador, y al menos un ventilador cilíndrico está montado junto
al serpentín de evaporador sobre un árbol horizontalmente dispuesto
que, a su vez, es hecho girar por un motor eléctrico. Un disco
circular está montado sobre el eje y está confinado dentro de un
alojamiento. Una bandeja de recogida de goteos está situada debajo
del serpentín de evaporador y está dispuesta para hacer pasar el
condensado recogido al colector del alojamiento de la bomba a
través de una lumbrera de entrada. El condensado que hay en el
colector es bombeado por el disco a un tubo de descarga que está
dispuesto para distribuir el condensado sobre las superficies del
intercambiador de calor del serpentín de condensador, tras lo cual
el condensado es evaporado.
Para comprender con más detalle estos y otros
objetos de la invención, se hará referencia a la siguiente
descripción detallada de la invención que ha de leerse en
asociación con el dibujo que se acompaña, en el que:
La figura 1 es una vista en perspectiva de una
unidad compacta de acondicionamiento de aire para montaje sobre el
techo de un vehículo y, en particular, sobre el techo de un autocar
de pasajeros;
La figura 2 es una vista en perspectiva, a mayor
escala, de la unidad de acondicionamiento de aire mostrada en la
figura 1 con la cubierta retirada para ilustrar mejor los
componentes internos de la unidad;
La figura 3 es una vista en sección lateral
tomada a través de la unidad;
La figura 4 es una vista en perspectiva frontal,
a mayor escala, que ilustra la bomba de condensado empleada en la
presente unidad de techo;
La figura 5 es una vista lateral desde atrás en
despiece ordenado, que muestra en perspectiva parte de los
componentes de la bomba de condensado; y
La figura 6 es una vista en sección parcial, a
mayor escala, tomada a lo largo de las líneas 6-6 de
la figura 3.
Volviendo ahora a los dibujos, en la figura 1 se
ilustra una unidad compacta de acondicionamiento de aire de bajo
perfil, que lleva generalmente la referencia 10, que está idealmente
bien adecuada para montaje sobre el techo 11 de un vehículo de
motor tal como un autocar. Los componentes de trabajo de la unidad
están alojados en una cubierta protectora aerodinámica 12
preferiblemente fabricada de plástico. La cubierta contiene una
abertura alargada 13 que se extiende lateralmente a lo largo de la
parte superior de la cubierta. Una parte del serpentín de
condensador 15 de la unidad está situada dentro de la abertura de
manera que el aire exterior puede ser arrastrado por el ventilador
de condensador 16 (figura 3) sobre las superficies de intercambio de
calor del serpentín de condensador y luego descargado al ambiente
circundante.
Volviendo ahora a las figuras 2 y 3, se ilustra
la unidad con la cubierta externa retirada para mostrar más
claramente las partes componentes de la unidad. El serpentín de
evaporador 17 de la unidad está situado directamente delante del
serpentín de condensador 15. Las aletas del intercambiador de calor
de los dos serpentines están perfiladas para proporcionar una
cantidad máxima de área superficial de intercambio de calor dentro
de una cantidad mínima de espacio disponible. Los serpentines, a su
vez, están ajustados bajo un ángulo con respecto a la base de la
unidad para reducir al mínimo la altura global de la unidad. Como se
ha hecho observar anteriormente, el aire exterior es arrastrado
sobre las superficies del serpentín de condensador y es descargado a
través de la parte posterior del alojamiento al ambiente.
El conducto de aire de retorno 19 está dispuesto
en la unidad entre los dos serpentines. Delante del serpentín de
evaporador está situada una serie de ruedas de soplante cilíndricas
20-20 y cada soplante está contenido dentro de un
alojamiento de rueda de soplante separado 21. Las ruedas de soplante
están dispuestas para arrastrar aire de retorno desde el
compartimento de pasajeros al interior del conducto 19 y luego a
través del serpentín de evaporador. El aire de suministro
acondicionado es devuelto luego al interior del compartimento de
pasajeros a través de lumbreras de aire de suministro
23-23. Un tiro regulable 24 (figura 3) está situado
en el conducto de aire de retorno 19 que puede estar colocado para
regular la adición de aire exterior a la corriente de aire de
retorno que es arrastrada desde el interior del autocar.
Cada rueda de soplante está asegurada a un árbol
de accionamiento común 30 y el árbol de accionamiento es hecho
girar por un motor eléctrico 31 que está montado sobre el panel
lateral 33 de la unidad de acondicionamiento de aire.
Un compresor eléctricamente accionado 35 está
montado dentro de una ménsula 36 y la ménsula está asegurada a la
pared lateral previamente citada 33. El compresor está conectado a
los dos serpentines de intercambio de calor de la unidad mediante
tuberías adecuadas de refrigerante, y el refrigerante es regulado
desde el lado de alta presión del sistema a través de una válvula
de expansión 34. Un compresor funciona de manera convencional para
llevar refrigerante desde el lado de presión más baja del sistema de
acondicionamiento de aire al lado de alta presión. El compresor 35
así como también el motor 31 del ventilador de evaporador y el
motor (no mostrado) del ventilador de condensador son activados por
una alimentación eléctrica regulada desde un inversor 40 que está
asegurado al otro panel lateral 41 de la unidad. El inversor
contiene una serie de aletas de refrigeración 42 que se extienden
dentro de la región de evaporador para mantener el inversor a una
temperatura de funcionamiento deseada. Aunque no se muestra, la
corriente que pasa al inversor es proporcionada por un generador
que es accionado por el motor del vehículo.
Como deberá resultar ahora evidente, en esta
disposición de componentes, no hay necesidad de pasar tuberías de
refrigerante a través del compartimento de pasajeros del autocar.
Por consiguiente, se elimina la probabilidad de humedad generada
por las tuberías de refrigerante dentro del compartimento.
Una bomba de condensado, que lleva generalmente
la referencia 50, está montada delante del serpentín de evaporador
17 en alineación coaxial con las ruedas de soplante
20-20. Como se ilustra en las figuras
4-6, la bomba incluye un disco circular revestido
plano 51 que está asegurado al árbol de accionamiento 30 que pone en
servicio a los soplantes de evaporador. El disco está contenido
dentro de un alojamiento de dos piezas que incluye una sección de
cuerpo principal 53 y una sección de cubierta lateral 54. En la
sección de cuerpo principal del alojamiento está formada una
cavidad 55. La cavidad y la cubierta cooperan para formar las dos
paredes laterales verticales 57 y 58 (figura 6) de la cavidad.
En la sección de cuerpo principal del
alojamiento está prevista una lumbrera de entrada 60, a través de la
cual se permite que condensado desde el serpentín de evaporador
penetre en la región de colector inferior 62 de la cavidad de
bomba. Una bandeja de recogida de goteos 63 está situada debajo del
serpentín de evaporador. El piso 64 de la bandeja se inclina hacia
abajo en dirección a un canal 65 que, a su vez, se inclina hacia la
lumbrera de entrada de la bomba de manera que cualquier condensado
que sea recogido en el canal sea dirigido al interior del colector
del alojamiento de bomba. En la parte superior de la cavidad de
alojamiento está situada una cámara 67 que está tangencialmente
alineada con el disco.
Como se ilustra en la figura 6, las superficies
planas del disco están montadas en la proximidad inmediata con las
paredes laterales verticales de la cavidad del alojamiento de bomba
de manera que es desarrollada suficiente fricción por el disco de
giro para bombear el condensado contenido en el colector del
alojamiento al interior de la cámara superior 67. Un tubo de
descarga 70 está conectado a la cámara superior del alojamiento y,
como se ilustra en la figura 2, el tubo se extiende hacia atrás
alrededor del serpentín de evaporador y termina en una sección
extrema plana 71 que se encuentra adyacente a la superficie superior
del serpentín de condensador. En la sección extrema del tubo está
colocada una serie de lumbreras de descarga 73 que están dispuestas
para descargar condensado sobre las superficies de intercambio de
calor del serpentín de condensador. Como resultado, el condensado
se evapora y el vapor de agua se descarga desde la unidad al
ambiente circundante a través de la abertura que hay en la parte
superior de la cubierta.
Aunque la presente invención se ha mostrado y
descrito particularmente con referencia al modo preferido como se
ilustra en el dibujo, una persona versada en la técnica comprenderá
que pueden efectuarse en ella diversos cambios de detalle sin
apartarse del alcance de la invención como se define por las
reivindicaciones.
Claims (13)
1. Una unidad compacta de acondicionamiento de
aire de techo (10) para un vehículo, teniendo dicha unidad un
serpentín de evaporador (17) montado junto a un serpentín de
condensador (15), en que dicha unidad incluye además:
- al menos un soplante cilíndrico (20) montado sobre un árbol horizontalmente dispuesto (30) para mover el aire de retorno desde una región acondicionada dentro de dicho vehículo sobre el serpentín de evaporador (17);
- un motor eléctrico de accionamiento (31) para hacer girar dicho árbol (30);
- una bandeja de recogida de goteos (63) montada debajo del serpentín de evaporador (17), teniendo dicha bandeja de recogida de goteos (63) un canal (65) para conducir el condensado hacia afuera del serpentín de evaporador (17);
caracterizándose dicha
unidad porque incluye
además:
- un disco circular (51) asegurado a dicho árbol (30) para rotación dentro de un plano vertical;
- un alojamiento (53, 54) que rodea a dicho disco (51), teniendo dicho alojamiento un colector (62) y una lumbrera de admisión (60) en una sección inferior del mismo, comunicando dicha lumbrera de admisión (60) con dicho canal (65) de manera que el condensado contenido en dicho canal fluye al interior de dicho colector (62) y es llevado por dicho disco (51) a una altura mayor cuando dicho disco gira;
- una cámara (67) tangencialmente alineada con dicho disco en la parte superior del alojamiento, en que el condensado que es elevado por dicho disco es entregado a dicha cámara (67); y
- un tubo de descarga (70) conectado a dicha cámara (67) para pasar condensado desde dicha cámara (67) sobre las superficies (15) del serpentín de condensador.
2. La unidad de acondicionamiento de aire de la
reivindicación 1, en la que dicho canal (65) está inclinado hacia
abajo en dirección a dicha abertura de admisión (60) del
alojamiento.
3. La unidad de acondicionamiento de aire de la
reivindicación 1, en la que dicho alojamiento (53, 54) contiene
paredes laterales verticales internas (57, 58) que están espaciadas
una distancia dada respecto de lados opuestos de dicho disco (51)
de manera que el condensado contenido dentro del colector (62) es
movido por fricción desde el colector (62) al interior de dicha
cámara (67) cuando el disco (51) gira.
4. La unidad de acondicionamiento de aire de la
reivindicación 1, en la que dichos medios de accionamiento (31)
hacen girar a dicho disco (51) a una velocidad suficiente para
elevar el condensado que hay en el colector (62) al nivel de dicha
cámara
(67).
(67).
5. La unidad de acondicionamiento de aire de la
reivindicación 1, en la que dicho tubo de descarga (70) tiene una
sección extrema lineal (71) que pasa sobre el serpentín de
condensador (15), teniendo dicha sección extrema una serie de
lumbreras de descarga espaciadas (73) para distribuir el condensado
sobre la superficie de dicho serpentín de condensador
(15).
(15).
6. La unidad de acondicionamiento de aire de la
reivindicación 1, en la que dicho alojamiento (53, 54) está
dividido verticalmente en dos secciones que incluyen una sección de
cuerpo (53) y una sección de cubierta lateral (54).
7. La unidad de acondicionamiento de aire de la
reivindicación 1, en la que dicha unidad incluye además un
compresor eléctricamente accionado (35).
8. La unidad de acondicionamiento de aire de la
reivindicación 7, que incluye además un inversor (40) para regular
la alimentación eléctrica al compresor (35) y los medios de
accionamiento (31).
9. Una unidad compacta de acondicionamiento de
aire de techo (10) para un vehículo, teniendo dicha unidad un
serpentín de evaporador (17) montado delante de un serpentín de
condensador (15), en que dicha unidad incluye además:
- un compresor eléctrico (35) para mover el refrigerante entre dichos serpentines;
- al menos un soplante cilíndrico (20) montado sobre un árbol horizontalmente dispuesto (30) para mover el aire de retorno desde el interior del vehículo a través del serpentín de evaporador (17);
- medios de accionamiento eléctrico (31) para hacer girar dicho árbol (30);
- un inversor (40) para controlar la alimentación eléctrica a dicho compresor (35) y dichos medios de accionamiento (31);
- medios de bomba (50) asegurados a dicho árbol para bombear el condensado generado por el serpentín de evaporador (17), caracterizándose dicha unidad porque dichos medios de bomba (50) están dispuestos para bombear el condensado generado por el serpentín de generador sobre las superficies del serpentín de condensador (15).
10. La unidad de acondicionamiento de aire de la
reivindicación 9, en la que dichos medios de bomba (50) incluyen
además un disco plano (51) que tiene superficies laterales
verticales opuestas (57, 58), estando asegurado dicho disco (51) a
dicho árbol (30), y un alojamiento de bomba (53, 54) para confinar
dicho disco (51).
11. La unidad de acondicionamiento de aire de la
reivindicación 10, en la que dicho alojamiento de bomba (53, 54)
contiene un colector (62) en su sección inferior y una cámara de
recogida (67) que está tangencialmente alineada con dicho disco
contenido en la sección superior de dicho alojamiento.
12. La unidad de acondicionamiento de aire de la
reivindicación 11, en la que dicho alojamiento de bomba (53, 54)
contiene paredes verticales internas (57, 58) que están muy próximas
a superficies laterales opuestas del disco (51), en que el
condensado que es recogido en el colector (62) del alojamiento (53,
54) es bombeado al interior de la cámara (67) cuando el disco (51)
es hecho girar por el árbol (30).
13. La unidad de acondicionamiento de aire de la
reivindicación 12, que incluye además un tubo de descarga (70)
conectado a dicha cámara (67) para distribuir el condensado desde
dicha cámara (67) sobre la superficie del serpentín de condensador
(15).
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