ES3051682T3 - Assembly for air treatment and ground vehicle comprising such an assembly for air treatment - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un conjunto de tratamiento de aire (44), que comprende un intercambiador de calor (26) y un dispositivo (46) para la limpieza de dicho intercambiador. El intercambiador de calor incluye una superficie de contacto (34), dispuesta perpendicularmente a un flujo de aire (36) para el intercambio de calor con dicho flujo. El dispositivo de limpieza comprende: - un elemento de soplado (50) para un chorro (64) de fluido; y - un elemento de desplazamiento (52) para dicho elemento de soplado, que desplaza el chorro de fluido en una dirección (X) paralela a la superficie de contacto. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Conjunto para tratamiento de aire y vehículo terrestre que comprende dicho conjunto para tratamiento de aire La presente invención se refiere a un conjunto para tratamiento de aire, del tipo que incluye un primer intercambiador de calor y un primer dispositivo de limpieza de dicho primer intercambiador de calor.

[0003] La invención se aplica en particular a los sistemas de tratamiento de aire de vehículos terrestres, en particular ferroviarios.

[0004] Los sistemas HVAC (calefacción, ventilación y aire acondicionado), destinados a la calefacción, la ventilación y el aire acondicionado de los vehículos terrestres, están equipados con intercambiadores de calor. A través de estos pasan flujos de aire para calentar o enfriar dichos flujos. El polvo o las partículas transportadas por estos flujos de aire se depositan con el tiempo en las superficies de los intercambiadores de calor, lo que compromete su eficiencia.

[0005] Se conoce el mantenimiento de los sistemas HVAC extrayéndolos del vehículo para realizar las operaciones de limpieza de los intercambiadores de calor. Sin embargo, el acceso a los sistemas HVAC puede verse dificultado por limitaciones ergonómicas. El documento US 2014/284027 A1 da a conocer un conjunto según el preámbulo de la reivindicación 1.

[0006] La presente invención pretende solucionar estos problemas proponiendo una solución para la limpieza de los intercambiadores de calor adecuada para condiciones de accesibilidad limitada.

[0007] A tal efecto, la invención tiene por objeto un conjunto para el tratamiento de aire del tipo antes citado, según la reivindicación 1, circulando el fluido en una dirección de desplazamiento, paralela a la primera superficie de contacto.

[0008] Según otros aspectos ventajosos de la invención, el conjunto incluye una o más de las siguientes características, tomadas individualmente o en todas las combinaciones técnicamente posibles:

[0009] - el primer órgano de soplado comprende al menos una boquilla y un dispositivo de alimentación de fluido, unido a dicha al menos una boquilla;

[0010] - el conjunto comprende una pluralidad de boquillas alineadas en una dirección de alineación, paralela a la primera superficie de contacto, estando unido el dispositivo de alimentación de fluido a la pluralidad de boquillas;

[0011] - el primer órgano de desplazamiento comprende: un soporte, solidario de la primera superficie de contacto; y un elemento móvil, solidario del primer órgano de soplado;

[0012] - el soporte comprende al menos un carril que se extiende en la dirección del desplazamiento; y el elemento móvil es capaz de deslizarse sobre el al menos un carril;

[0013] - el elemento móvil es desmontable con respecto al soporte;

[0014] - el primer intercambiador de calor incluye una pluralidad de aletas que se extienden en planos perpendiculares a la dirección de desplazamiento;

[0015] - el conjunto comprende además un segundo intercambiador de calor y un segundo dispositivo de limpieza de dicho segundo intercambiador de calor, comprendiendo el segundo intercambiador de calor una segunda superficie de contacto, destinada a estar dispuesta perpendicularmente a un flujo de aire para un intercambio térmico con dicho flujo, comprendiendo el segundo dispositivo de limpieza: un segundo órgano de soplado de un segundo chorro de fluido; y un segundo órgano de desplazamiento de dicho segundo órgano de soplado, al efecto de desplazar el segundo chorro de fluido en una dirección de desplazamiento, paralela a la segunda superficie de contacto;

[0016] - el conjunto comprende además un circuito de fluido frigorígeno, que une los intercambiadores de calor primero y segundo.

[0017] La invención se refiere además a un vehículo terrestre que comprende al menos un coche, comprendiendo dicho coche un conjunto para tratamiento de aire tal como se ha descrito anteriormente.

[0018] La invención se comprenderá mejor con la lectura de la descripción que sigue, dada únicamente a título de ejemplo no limitativo y hecha con referencia a los dibujos, en donde:

[0019] - la figura 1 es una vista esquemática, en sección, de un vehículo terrestre según un modo de realización de la invención, que comprende un conjunto para tratamiento de aire; y

[0021] - las figuras 2 y 3 son vistas en detalle del conjunto para tratamiento de aire de la figura 1.

[0023] La figura 1 es una vista esquemática, en sección, de un vehículo terrestre según un modo de realización de la invención. Se trata preferentemente de un vehículo ferroviario o, en una variante, de un vehículo de carretera.

[0024] El vehículo terrestre comprende al menos un coche 10, visible en la figura 1. El coche 10 incluye: una pared exterior 12, que delimita un espacio interno 14; y una trampilla de inspección 16, dispuesta en dicha pared exterior.

[0025] El coche 10 incluye además un módulo de tratamiento de aire 18, dispuesto en el espacio interno 14, frente a la trampilla de inspección 16.

[0027] El módulo 18 es preferentemente un módulo HVAC (calefacción, ventilación y aire acondicionado), es decir, destinado a la calefacción, la ventilación y el aire acondicionado del coche 10.

[0029] En particular, el módulo 18 está equipado con un sistema de bomba de calor. Más específicamente, el módulo 18 incluye: un circuito de fluido frigorígeno 20; un compresor 22; una válvula de expansión 24; y un primer 26 y un segundo intercambiadores de calor 28.

[0031] El módulo 18 incluye además una envoltura externa 30. Dicha envoltura externa 30 comprende en particular un panel desmontable 32, dispuesto frente a la trampilla de inspección 16.

[0033] El primer intercambiador de calor 26 se representa con más detalle en las figuras 2 y 3. En la siguiente descripción, a menos que se indique lo contrario, el primer 26 y el segundo 28 intercambiadores de calor se consideran sustancialmente idénticos.

[0035] El intercambiador de calor 26, 28 es un intercambiador de aire-fluido frigorígeno y está dispuesto en el circuito de fluido frigorígeno 20. Más específicamente, el intercambiador de calor 26, 28 comprende una superficie de contacto 34. En el módulo 18, la superficie de contacto 34 está dispuesta perpendicularmente a un flujo de aire 36. De este modo, se favorece un intercambio térmico entre el aire del flujo 36 y el fluido frigorígeno del circuito 20.

[0037] Preferiblemente, el intercambiador de calor 26, 28 incluye: un conducto 38, destinado a recibir el fluido frigorígeno; y una pluralidad de aletas 40 solidarias de dicho conducto 38 y colocadas paralelas al flujo de aire 36. El conducto 38 y las aletas 40 están fabricados con materiales termoconductores, como metales, para favorecer un intercambio térmico entre el flujo de aire 36 y el fluido frigorígeno.

[0039] En el modo de realización representado, la superficie de contacto 34 se materializa en unos bordes 42 de las aletas 40.

[0041] Más precisamente, consideramos una base ortonormal (X, Y, Z) asociada al intercambiador de calor 26 de las figuras 2 y 3. Las aletas 40 están dispuestas en planos (Y, Z) paralelos entre sí. Los bordes 42 que forman la superficie de contacto 34 están dispuestos en un plano (X, Z). El flujo de aire 36 se dirige a lo largo de Y.

[0042] En el modo de realización representado, el intercambiador de calor 26, 28 forma parte de un conjunto para tratamiento de aire 44, integrado en el módulo 18. Más precisamente, el conjunto 44 incluye el intercambiador de calor 26, 28 descrito anteriormente y un dispositivo de limpieza 46, asociado a dicho intercambiador de calor 26, 28.

[0044] El dispositivo de limpieza 46 incluye un órgano de soplado 50 y un órgano de desplazamiento 52.

[0046] El órgano de soplado 50 incluye: al menos una boquilla 54; y un dispositivo de alimentación de fluido 56, unido a dicha al menos una boquilla 54.

[0048] Preferentemente, el órgano de soplado 50 incluye: un canal de alimentación 58, unido al dispositivo de alimentación de fluido 56; y una pluralidad de boquillas 54, cada una en comunicación con el canal de alimentación 58.

[0050] El canal de alimentación 58 es, por ejemplo, un tubo rectilíneo, dispuesto a lo largo de un eje de canal 60. Un primer extremo de dicho tubo está conectado al dispositivo de alimentación 56. Un segundo extremo de dicho tubo está cerrado.

[0052] Las boquillas 54 están alineadas paralelamente al eje de canal 60 sobre una pared del canal de alimentación 58.

[0053] El dispositivo de alimentación de fluido 56 es preferentemente una entrada de gas, más preferiblemente una entrada de aire comprimido, por ejemplo, alimentada por una bomba (no representada). El dispositivo de alimentación 56 comprende, por ejemplo, una tubería flexible 62.

[0055] Las boquillas 54 están dispuestas de manera que soplen chorros de aire comprimido 64 sustancialmente coplanares, en un plano paralelo al eje de canal 60.

[0057] En el modo de realización representado, el órgano de desplazamiento 52 comprende: un soporte 66, solidario de la superficie de contacto 34 del intercambiador de calor 26, 28; y un elemento móvil 68, solidario del órgano de soplado 50.

[0059] Preferentemente, el soporte 66 comprende al menos un carril rectilíneo 70. El al menos un carril 70 define una dirección de desplazamiento del órgano de soplado 50 con respecto a la superficie de contacto 34. En el modo de realización representado, la dirección de desplazamiento está dispuesta a lo largo de X.

[0061] Más precisamente, la superficie de contacto 34 se extiende en la dirección de desplazamiento X entre un primer 71 y un segundo 72 bordes opuestos.

[0063] En el modo de realización representado, el soporte 66 comprende dos carriles laterales 70, estando cada carril 70 dispuesto sobre un borde de la superficie de contacto 34. En una modo de realización no representado, el soporte 66 incluye además un carril central, dispuesto entre los dos carriles laterales en la superficie de contacto 34, como se describirá más adelante.

[0065] El elemento móvil 68 incluye dos patines 73, estando dispuesto cada patín 73 en un extremo del canal de alimentación 58. Cada patín 73 es capaz de cooperar con uno de los carriles 70 para desplazar el órgano de soplado 50 a lo largo de dichos carriles 70. Por ejemplo, un patín 73 tiene forma de gancho, capaz de deslizarse sobre un carril 70. En una variante, un patín 73 está equipado con rodillos capaces de rodar a lo largo del carril 70.

[0067] Según un primer modo de realización, el elemento móvil 68 está unido con carácter permanente al soporte 66. Según un segundo modo de realización, el elemento móvil 68 es desmontable y puede disociarse del soporte 66, como se describirá más adelante.

[0069] La figura 3 muestra una vista esquemática en sección del órgano de soplado 50, en una configuración ensamblada del elemento móvil 68 con el soporte 66. En dicha configuración ensamblada, el elemento móvil 68 está en contacto con el soporte y es capaz de desplazarse en la dirección del desplazamiento.

[0071] En la configuración ensamblada, el eje 60 del canal de alimentación 58 es paralelo a la superficie de contacto 34 y una dirección 74 de cada chorro de aire comprimido 64 forma un ángulo a con dicha superficie 34, estando las boquillas 54 orientadas hacia el primer borde 71 de dicha superficie 34. El ángulo a está comprendido entre 30° y 60°.

[0073] Preferentemente, como en el modo de realización representado, el ángulo a es cercano a 45°.

[0075] En el modo de realización representado, en la configuración ensamblada, el eje 60 del canal de alimentación 58 es paralelo a Z y, por lo tanto, forma un ángulo de 90° con la dirección de desplazamiento. En una variante, el eje de canal 60 forma un ángulo no nulo, pero inferior a 90°, con la dirección de desplazamiento. Dicho ángulo está comprendido, por ejemplo, entre 60° y 90°.

[0077] En el modo de realización representado, el dispositivo de limpieza 46 está configurado de modo que la emisión de los chorros de aire comprimido 64 provoque, por reacción, el desplazamiento del órgano de soplado 50 a lo largo de los carriles 70. Más concretamente, en el modo de realización representado, el ángulo a se elige de modo que un ángulo incidente de los chorros 64 sobre la superficie de las aletas 40, dispuestas en planos (Y, Z), permita, por reacción, un desplazamiento del órgano de soplado 50 a lo largo de los carriles 70. Como se observa en la figura 3, dicho ángulo incidente de los chorros es igual al ángulo a. Por lo tanto, este modo de realización impone una dirección de desplazamiento del órgano de soplado 50 perpendicular a las aletas 40.

[0078] En una variante de realización, el desplazamiento del órgano de soplado no recae en los chorros de aire comprimido.

[0080] Según un modo de realización, el dispositivo de limpieza comprende además un actuador (no representado), manual o motorizado, para desplazar el órgano de soplado 50 a lo largo de los carriles 70. Dicho desplazamiento puede tener lugar durante el funcionamiento de las boquillas, o para devolver el órgano de soplado a una posición inicial como se describe a continuación.

[0082] El actuador es, por ejemplo, una varilla (no representada) unida al órgano de soplado 50. En una variante, el actuador se materializa en la tubería de entrada de aire 62.

[0084] En el modo de realización de la figura 2, el órgano de soplado 50 tiene una longitud a lo largo del eje de canal 60 similar a una altura a lo largo de Z de la superficie de contacto 34. De este modo, un desplazamiento a lo largo de X del órgano de soplado 50 barre toda la superficie de contacto 34.

[0086] En una variante no representada, el órgano de soplado 50 tiene una longitud a lo largo del eje de canal 60 igual a aproximadamente el 50 % de la altura a lo largo de Z de la superficie de contacto 34. Además, como en la variante indicada anteriormente, el soporte 66 incluye dos carriles laterales 70 y un carril central; y el elemento móvil 68 es desmontable y puede disociarse del soporte 66.

[0088] De este modo, es posible barrer una primera zona de la superficie de contacto 34 durante una primera pasada del órgano de soplado 50, dispuesta entre el carril central y uno de los carriles laterales 70; y luego, barrer una segunda zona de la superficie de contacto 34 durante una segunda pasada del órgano de soplado 50, dispuesta entre el carril central y el otro carril lateral 70. De este modo, es posible reducir el tamaño del órgano de soplado 50.

[0090] Según la invención, al menos uno de los intercambiadores de calor 26 y 28 está asociado a un dispositivo de limpieza 46, formando un conjunto para el tratamiento de aire 44. En el modo de realización representado, cada uno de los intercambiadores de calor 26 y 28 está asociado a un dispositivo de limpieza 46.

[0092] Según un modo de realización, la envoltura 30 del módulo 18 es fija dentro del espacio interno 14 del coche 10, o difícil de desplazar, con excepción del panel desmontable 32.

[0094] Como se puede ver en la figura 1, el primer intercambiador de calor 26 está situado frente al panel desmontable 32 y a la trampilla de inspección 16. De este modo, es posible equipar dicho primer intercambiador de calor 26 con un órgano de soplado 50 desmontable y desplazable entre dos juegos de carriles 70 como se ha descrito anteriormente.

[0096] En cambio, el segundo intercambiador de calor 28, alejado del panel desmontable 32, es de difícil acceso para un operador. En este caso, es preferible equipar el dispositivo de limpieza 46 con el actuador manual o motorizado descrito anteriormente.

[0098] A continuación se describirá un procedimiento de funcionamiento del dispositivo de limpieza 46.

[0100] En primer lugar, el órgano de soplado 50 se posiciona sobre los carriles 70 de manera que quede situado cerca del primer borde 71 de la superficie de contacto 34.

[0102] A continuación se pone en marcha el dispositivo de alimentación 56, de modo que cada boquilla 54 emita un chorro de aire comprimido 64 en la dirección de emisión 74. Dicho chorro de aire comprimido permite evacuar el polvo y las partículas que se encuentren en el intercambiador de calor, cerca de la superficie de contacto 34, en particular entre las aletas 40.

[0104] Además, por reacción mecánica al impacto de los chorros 64 sobre las aletas 40, el órgano de soplado 50 se desplaza a lo largo de los carriles 70 en dirección al segundo borde 72. De este modo, toda la superficie de contacto 34 es barrida y limpiada progresivamente por los chorros 64.

[0106] Según un modo de realización, cuando el órgano de soplado 50 alcanza el segundo borde 72, el actuador lo desplaza en el otro sentido. Por ejemplo, un operador ejerce una tracción sobre la tubería de entrada de aire 62, o sobre la varilla que forma dicho actuador, para acercar el órgano de soplado al primer borde 71.

[0108] En una variante, cuando el órgano de soplado 50 ha alcanzado el segundo borde 72, un operador lo desplaza manualmente o lo disocia de los carriles 70.

[0110] En el modo de realización descrito anteriormente que comprende un carril central, la limpieza se realiza en dos etapas sucesivas, sobre las dos zonas de la superficie de contacto 34 delimitadas por dicho carril central.

[0111] Un módulo HVAC como el módulo 18, equipado con conjuntos 44 descritos anteriormente, facilita el mantenimiento de los intercambiadores de calor 26 y 28. En particular, las operaciones de mantenimiento no requieren la extracción del módulo 18 del espacio interno 14, sino únicamente la ocasional apertura de la trampilla de inspección 16 y del panel desmontable 32.

Claims (8)

1. REIVINDICACIONES

1. Conjunto para tratamiento de aire (44), que comprende un primer intercambiador de calor (26) y un primer dispositivo de limpieza (46) de dicho primer intercambiador de calor (26),

comprendiendo el primer intercambiador de calor (26): una primera superficie de contacto (34), destinada a estar dispuesta perpendicularmente a un flujo de aire (36) para un intercambio térmico con dicho flujo (36), y una pluralidad de aletas (40) que se extienden en planos (Y, Z) perpendiculares a la primera superficie de contacto (34);

comprendiendo el primer dispositivo de limpieza (46):

- un primer órgano de soplado (50); y

- un primer órgano de desplazamiento (52) de dicho primer órgano de soplado (50), en una dirección de desplazamiento (X), paralela a la primera superficie de contacto (34) y perpendicular a las aletas (40); comprendiendo el primer órgano de soplado: una pluralidad de boquillas (54) alineadas a lo largo de un eje de canal (60), paralela a la primera superficie de contacto (34); y un dispositivo de alimentación de fluido (56), unido a la pluralidad de boquillas;

estando dispuestas las boquillas de manera que soplen unos primeros chorros de aire (64) sustancialmente coplanares en un plano paralelo al eje de canal (60);

caracterizándose el conjunto por que una dirección (74) de cada primer chorro de aire (64) forma un ángulo (a), comprendido entre 30° y 60°, con la primera superficie de contacto (34), eligiéndose dicho ángulo (a) de modo que forme un ángulo incidente de cada primer chorro de fluido (64) en el plano de cada aleta (40).

2. Conjunto (44) según la reivindicación 1, en donde el primer ángulo (a) entre cada primer chorro de aire (64) y la primera superficie de contacto (34) es cercano a 45°.

3. Conjunto (44) según la reivindicación 1 o 2, en donde el primer órgano de desplazamiento (52) comprende: un soporte (66), solidario de la primera superficie de contacto (34); y un elemento móvil (68), solidario del primer órgano de soplado (50).

4. Conjunto (44) según la reivindicación 3, en donde el soporte (66) comprende al menos un carril (70) que se extiende a lo largo de la dirección de desplazamiento (X); y el elemento móvil (68) es capaz de deslizarse sobre el al menos un carril.

5. Conjunto (44) según la reivindicación 3 o 4, en donde el elemento móvil (68) es desmontable con respecto al soporte (66).

6. Conjunto (44) según una de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo además un segundo intercambiador de calor (28) y un segundo dispositivo de limpieza (44) de dicho segundo intercambiador de calor (28),

comprendiendo el segundo intercambiador de calor (28) una segunda superficie de contacto (34), destinada a estar dispuesta perpendicularmente a un flujo de aire para un intercambio térmico con dicho flujo, comprendiendo el segundo dispositivo de limpieza:

- un segundo órgano de soplado (50) de un segundo chorro de fluido; y

- un segundo órgano de desplazamiento (52) de dicho segundo órgano de soplado, al efecto de desplazar el segundo chorro de fluido en una dirección de desplazamiento, paralela a la segunda superficie de contacto.

7. Conjunto (44) según la reivindicación 6, comprendiendo además un circuito de fluido frigorígeno (20), que une los intercambiadores de calor primero (26) y segundo (28).

8. Vehículo terrestre que comprende al menos un coche (10), comprendiendo dicho coche (10) un conjunto para tratamiento de aire (44) según una de las reivindicaciones anteriores.