ES2312029T3 - Dispositivo de recalentamiento del agua de los limpiaparabrisas de un vehiculo automovil. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de recalentamiento del agua de los limpiaparabrisas de un vehículo automóvil que comprende, montados dentro de su compartimento motor, por una parte una caja (1) de desgasificación a presión que forma parte del circuito de refrigeración del motor, y por otra parte al menos un depósito (3) de agua de lavado, estando asociado este depósito a una bomba (6) de circulación que extrae el agua de él y que la envía a boquillas de distribución y de reparto de esos cristales, caracterizado porque el depósito (3) rodea al menos en parte a la caja (1) de desgasificación creando entre ellos un espacio de separación de espesor determinado, y porque en este espacio está integrado un cuerpo (4) hueco de doble pared, que delimita un volumen aislante térmico, cerrado sobre sí mismo.

Description

Dispositivo de recalentamiento del agua de los limpiaparabrisas de un vehículo automóvil.

El presente invento se refiere a un dispositivo de recalentamiento del agua de los limpiaparabrisas de un vehículo automóvil a partir de las calorías procedentes de la caja de desgasificación del circuito de refrigeración de dicho vehículo. En el documento DE-A-3704325 se describe un dispositivo de recalentamiento del agua de los limpiaparabrisas de un vehículo automóvil según el preámbulo de la reivindicación 1.

Se sabe que, en un vehículo automóvil, la refrigeración del motor y de diversos accesorios unidos directamente a él se efectúa por medio de un circuito de refrigeración lleno de un líquido apropiado, normalmente agua a la que se ha añadido un producto apropiado para limitar en una cierta medida su evaporación, atravesando este circuito particularmente la culata del motor a través de tuberías en las que el agua entra a presión procedente de una bomba de circulación, existiendo tuberías y canalizaciones de unión que ponen este circuito en comunicación con un radiador, delante del cual gira un ventilador cuyo arranque es ordenado a partir de que la temperatura en el circuito alcanza un umbral predeterminado.

En este circuito de refrigeración, presente en todo vehículo automóvil, es necesario proporcionar un volumen libre en comunicación con él, confinado dentro de un conjunto cerrado, que se ha convenido en llamar "caja de desgasificación" y cuya función es garantizar la separación del líquido y de su vapor y, en caso necesario, de la fracción de los gases de combustión y del aire exterior que se han introducido en el circuito durante el funcionamiento del motor o con motivo del llenado de dicho circuito con el líquido que contiene.

Esta caja de desgasificación garantiza una función esencial para la regulación y la puesta en seguridad del circuito de refrigeración, en concreto reduciendo el nivel de gas contenido en este circuito a un valor límite fijado por el tarado correspondiente de una válvula de escape, pudiendo tener la presencia de una cantidad demasiado grande de gas graves consecuencias sobre el funcionamiento satisfactorio del circuito, como por ejemplo llevar a que se pare la bomba de circulación, a dañar la culata del motor en caso de refrigeración insuficiente, e incluso, si la circulación del líquido no alcanza un caudal apropiado, a crear fenómenos de cavitación que pueden degradar ciertas piezas esenciales o, por último, a aumentar los vertidos de agua al exterior a través de un orificio de rebose proporcionado en el circuito, siendo estos diversos efectos la consecuencia de una presencia excesiva de gas.

Sin embargo, la función determinante de la caja de desgasificación exige, para que ésta alcance la eficacia requerida, no sólo que esté situada con precisión por encima del nivel de la culata y del radiador, sino también que el aumento de temperatura del líquido del circuito de refrigeración sea relativamente rápido, del orden de 15 minutos para alcanzar 60º en un motor diesel, también de 60º pero en 5 minutos para un motor de gasolina, con un volumen de líquido comprendido generalmente entre 1,5 y 2 litros, y que esta temperatura se mantenga constantemente en la cercanía inmediata de estos niveles sin sacudidas notables.

En concreto, se comprueba que si durante el funcionamiento se produce una pérdida importante y brutal de calorías al nivel de la caja de desgasificación, que conduce a un descenso de presión en el circuito y a un aumento correlativo de la evaporación del líquido, existe el riesgo de que los inconvenientes antes citados que aparecen inmediatamente provoquen una refrigeración insuficiente de la culata y de las otras partes del vehículo afectadas por el circuito, con el riesgo máximo de provocar la rotura del motor y la inmovilización inmediata del vehículo, acarreando costes de reparación excesivos.

Por otro lado, se concibe que, para solucionar un problema totalmente diferente, a saber, el lavado óptimo de los cristales del parabrisas delantero y/o de la luneta trasera del vehículo y, en caso necesario, para limpiar los faros delanteros, por medio de una proyección de agua a presión sobre las correspondientes superficies acristaladas por medio de boquillas u otros órganos similares, que trabajan en conjunto con escobillas limpiaparabrisas o elementos de rascado análogos, sea particularmente interesante que el agua utilizada, almacenada en uno o varios depósitos alojados en el interior de la carrocería del vehículo, especialmente en el compartimento del motor cerca de la caja de desgasificación del circuito de refrigeración, sea calentada a una cierta temperatura, teniendo evidentemente el agua caliente un mejor poder de limpieza de los cristales, ayudando a despegar y eliminar mejor las diversas suciedades que se han depositado en ellos.

Para conseguir esta última mejora, una solución clásica puede consistir en proporcionar en el depósito de agua del limpiaparabrisas una resistencia de calentamiento, puesta en tensión de forma automática o por orden del propio conductor que dispone por ejemplo en su salpicadero de un botón apropiado.

Pero esta solución de recalentamiento del agua de un depósito de limpiaparabrisas por una orden específica, además de que no es práctica, presenta un grave inconveniente que consiste en un elevado consumo de energía y, como consecuencia de esto, para las mismas prestaciones del vehículo, en un aumento no despreciable del volumen de carburante necesario para producir dicha energía.

El presente invento tiene por objetivo paliar este inconveniente extrayendo las calorías necesarias para el aumento de la temperatura del agua de lavado de los cristales de un vehículo automóvil, contenida en un depósito alojado en el compartimento motor de este vehículo, a partir de la caja de desgasificación de su circuito de refrigeración, efectuándose esta extracción en condiciones particulares que evitan que la propia temperatura de esta caja sufra variaciones bruscas, con los riesgos que se pueden derivar en cuanto al buen funcionamiento del motor.

Para ello, el dispositivo considerado, que comprende, montados dentro de su compartimento motor, por una parte una caja de desgasificación a presión, que forma parte del circuito de refrigeración del motor, y por otra parte al menos un depósito de agua de lavado, estando este depósito asociado a una bomba de circulación que extrae el agua de éste y que la envía a boquillas de distribución y de reparto de esos cristales, se caracteriza porque el depósito rodea al menos parcialmente a la caja de desgasificación creando entre ambos un espacio de separación de espesor determinado, y porque en este espacio está integrado un cuerpo hueco de doble pared, que delimita un volumen aislante térmico, cerrado sobre sí mismo.

La presencia de este cuerpo hueco que realiza una función de aislante térmico, situado entre la caja de desgasificación y el depósito de líquido de lavado, limita muy sensiblemente la velocidad con la cual se efectúa la transferencia de las calorías desde esta caja hacia el depósito de manera que el circuito de refrigeración en el que está montada dicha caja no sufre ningún choque térmico brutal, siendo la transferencia de las calorías desde la caja hacia el depósito progresiva y continua.

Preferentemente, el cuerpo hueco aislante térmico, cerrado sobre sí mismo, alojado en el espacio intermedio, constituye un recinto en el que se ha hecho el vacío.

Según otra característica, el cuerpo hueco aislante térmico rodea la caja de desgasificación sólo sobre una parte de su superficie externa con el fin de dejar visible un nivel que lleva la caja para controlar permanentemente la cantidad de líquido contenida en ésta.

Ventajosamente, se proporcionan tuberías de unión entre la caja de desgasificación y el circuito de refrigeración en el exterior del cuerpo hueco.

Según otra característica del invento, el depósito de líquido de agua de lavado comprende en su interior al menos una pared de separación parcial del volumen líquido que contiene, delimitando dicha pared una cámara interna de regulación en la que el agua es la más cercana al cuerpo hueco y, como consecuencia de ello, es calentada a la temperatura más elevada, comprendiendo esta región un orificio de salida del depósito en comunicación con la bomba de circulación que extrae este agua del depósito y la reenvía a las boquillas.

Otras características de un dispositivo de recalentamiento del agua del depósito de los limpiaparabrisas de un vehículo automóvil, establecido conforme al invento, se pondrán aún más de manifiesto a través de la siguiente descripción de una realización que se da a título indicativo y no limitativo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

- La figura 1 es una vista esquemática en sección transversal del dispositivo considerado.

- La figura 2 es una vista en perspectiva y desde arriba del dispositivo de la figura 1, que ilustra diversos accesorios complementarios.

- Las figuras 3a, 3b, 3c son vistas de detalle de la caja de desgasificación y del depósito de agua asociado, con los medios que se proporcionan en este depósito para la extracción del agua que presenta la temperatura más elevada.

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En las figuras 1 y 2, la referencia 1 designa a la caja de desgasificación (no representada) del circuito de refrigeración de un vehículo automóvil, no afectando directamente al invento el detalle de la realización de este circuito, en concreto de sus tuberías de circulación dentro de la culata del motor y de unión con el radiador, y no describiéndose por lo tanto aquí.

La caja 1 de desgasificación comprende un tapón 2 móvil, para permitir el llenado del citado circuito de refrigeración con un líquido apropiado para este uso, constituido generalmente por agua a la cual se ha añadido en proporciones convenientes un aditivo, conocido por sí mismo en la técnica, apropiado para reducir la tensión superficial del líquido y para limitar su evaporación durante el funcionamiento del motor.

La caja de desgasificación llena del líquido del circuito de refrigeración cubierto por una cantidad residual de gas procedente de una fracción vaporizada del líquido en el propio circuito, o de la combustión del carburante en el motor, o también del aire exterior aprisionado en el circuito durante su llenado, comprende de forma clásica una válvula de seguridad (no representada), estando provisto el circuito de un orificio de rebose que limita la cantidad de líquido encerrado en dicho circuito con motivo de su puesta a nivel inicial o de su ajuste posterior, siendo el volumen de este líquido variable de un vehículo al otro, pero generalmente del orden de 1,5 a 2 litros.

Según el invento, la caja 1 de desgasificación está rodeada por un depósito 3 destinado a contener el volumen de agua necesario para la utilización de los limpiaparabrisas del vehículo, especialmente de su parabrisas delantero y también de su luneta trasera y, en su caso, en ciertos coches llamados de alta gama, de sistemas de limpieza de los focos de los faros delanteros.

Este depósito 3, cuya estructura concreta es también indiferente para el invento, dictada generalmente por el espacio disponible para su alojamiento en el compartimento motor, pudiendo el volumen de agua que contiene variar entre 1,5 y 8 litros según el vehículo, a título indicativo, está realizado de tal manera que rodea, al menos parcialmente, a la caja 1 de desgasificación, la cual está preferentemente confinada dentro de un cuerpo 4 hueco estanco, de doble pared.

Ventajosamente, en el cuerpo 4 se hace el vacío para formar una pantalla térmica entre la caja 1 de desgasificación que forma vaso de expansión y el depósito 3, de manera que la transferencia de calorías entre el líquido contenido en el circuito de refrigeración en el interior de la caja y el agua del depósito se efectúa de manera muy progresiva y sin sacudidas, particularmente extrayendo estas calorías sólo a partir de una cierta temperatura y evitando variaciones bruscas de ésta en la caja con los efectos negativos sobre el funcionamiento del motor explicitados anteriormente.

En la figura 2 se ilustra con más detalles el dispositivo que asocia según el invento la caja 1 de desgasificación y el depósito 3 de agua de lavado, con interposición del cuerpo 4 hueco aislante entre ellos, designando la referencia 5 al tapón que sirve para obturar el depósito 3 y, cuando se retira, para llenarlo hasta un nivel apropiado.

La referencia 6 designa a la bomba de circulación unida a este depósito para extraer el agua de éste y transmitirla a presión a las boquillas de los diversos limpiaparabrisas del vehículo.

En esta figura, la caja 1 de desgasificación comprende una zona 7 intermedia, preferentemente transparente, que permite controlar en todo momento el nivel del líquido dentro de la caja entre 2 marcas que delimitan respectivamente un máximo y un mínimo.

La caja 1 comprende también un detector 8 que controla el nivel con respecto a su valor mínimo, que permite avisar al usuario de un llenado insuficiente y de la necesidad de añadir líquido al circuito de refrigeración. En esta figura también se representan esquemáticamente tuberías 9 y 10, mediante las cuales la caja 1 está unida a dicho circuito.

En las figuras 3a, 3b, 3c se encuentra la caja 1 de desgasificación, el depósito 3 de líquido de los limpiaparabrisas y el cuerpo 4 hueco alojado en el espacio intermedio que separa estos dos elementos. También se representa esquemáticamente la bomba 6 de circulación.

En estas figuras se ve también que el depósito 3 puede comprender en su interior una cámara 11 intermedia, situada lo más cerca posible del cuerpo 4 hueco, de modo que el agua contenida en esta cámara sea calentada más rápidamente que la que ocupa el resto del depósito, extrayendo la bomba de circulación el agua de esta cámara 11 en la que se encuentra a temperatura ligeramente más alta.

Se realiza así una asociación simple entre la caja de desgasificación del circuito de refrigeración y el depósito del agua de lavado suministrada a presión y a una cierta temperatura a las boquillas y a otras escobillas de limpieza, mejorando la eficacia y el funcionamiento de estos últimos.

Esta asociación no impone ninguna restricción sobre la colocación de la caja de desgasificación enfrente del circuito de refrigeración al cual está unida dicha caja, siendo situada necesariamente por encima de las tuberías de circulación que atraviesan la culata del motor y de las canalizaciones de unión con el radiador.

Del mismo modo, no se impone ninguna limitación en cuanto a la propia estructura del depósito de agua de lavado, que puede estar realizada en un material plástico apropiado o, de manera diferente, pudiendo estar dicho depósito compartimentado o no, según sus diversos usos.

Por supuesto, resulta evidente que el invento no se limita a los ejemplos de realización más especialmente descritos y representados; por el contrario, el invento abarca todas las variantes.

Claims (5)

1. Dispositivo de recalentamiento del agua de los limpiaparabrisas de un vehículo automóvil que comprende, montados dentro de su compartimento motor, por una parte una caja (1) de desgasificación a presión que forma parte del circuito de refrigeración del motor, y por otra parte al menos un depósito (3) de agua de lavado, estando asociado este depósito a una bomba (6) de circulación que extrae el agua de él y que la envía a boquillas de distribución y de reparto de esos cristales, caracterizado porque el depósito (3) rodea al menos en parte a la caja (1) de desgasificación creando entre ellos un espacio de separación de espesor determinado, y porque en este espacio está integrado un cuerpo (4) hueco de doble pared, que delimita un volumen aislante térmico, cerrado sobre sí mismo.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo (4) hueco aislante térmico, cerrado sobre sí mismo, alojado en el espacio intermedio, constituye un cinturón en el que se ha hecho el vacío.

3. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el cuerpo (4) hueco aislante térmico rodea la caja (1) de desgasificación sobre sólo una parte de su superficie externa con el fin de dejar visible un nivel (7) que lleva la caja (1) de desgasificación para controlar permanentemente la cantidad de líquido contenida en ésta.

4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se proporcionan tuberías (9, 10) de unión entre la caja (1) de desgasificación y el circuito de refrigeración, en el exterior del cuerpo (4) hueco.

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el depósito (3) comprende al menos una pared de separación parcial del volumen líquido que contiene, delimitando dicha pared una cámara (11) interna de regulación en la cual el agua es la más caliente, desde donde la bomba (6) de circulación extrae este agua y la reenvía a las boquillas.