IT202100016133A1 - Gruppo di climatizzazione con portella di distribuzione a film - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DELL?INVENZIONE INDUSTRIALE DAL TITOLO: "Gruppo di climatizzazione con portella di distribuzione a film"
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce in generale ai sistemi utilizzati nei veicoli per distribuire l?aria trattata da un gruppo di climatizzazione fra le varie uscite posizionate su un cruscotto o pi? in generale all?interno di un abitacolo del veicolo.
Tali sistemi prevedono generalmente un insieme di tubi configurati per collegare il gruppo di climatizzazione alle varie uscite distribuite all?interno dell?abitacolo. In genere, ai tubi di distribuzione aria sono associate portelle o analoghi dispositivi di intercettazione per gestire la distribuzione dell?aria fra i vari tubi. La geometria dei tubi di distribuzione aria ? definita dalla casa automobilistica in maniera pi? o meno specifica per ciascun singolo modello. Il produttore del gruppo di climatizzazione dal canto proprio provvede a realizzare un gruppo adatto a lavorare con la specifica geometria di distribuzione richiesta dal fabbricante del veicolo.
Un altro problema nasce dalla constatazione che, in generale, il flusso d?aria uscente da un gruppo di climatizzazione presenta una certa stratificazione in temperatura. In genere, ? previsto che tubi collegati ad aree del gruppo di climatizzazione in cui il flusso d?uscita ? relativamente caldo debbano portare l?aria in zone specifiche dell?abitacolo (ad esempio zona piedi), differenti da quelle in cui devono portare l?aria i tubi collegati ad aree del gruppo di climatizzazione in cui il flusso d?uscita ? relativamente pi? freddo (ad esempio zona plancia). Nel caso delle architetture note, ci? pone un vincolo riguardo alla configurazione delle uscite del gruppo di climatizzazione. Ad esempio, qualora nel gruppo di climatizzazione il flusso d?aria in uscita sia relativamente pi? caldo in corrispondenza della parte alta del gruppo, pu? essere problematico collegare tale parte con l?uscita zona piedi, mentre la parte bassa del gruppo deve essere ad esempio collegata con l?uscita zona plancia.
Il documento EP3741594A1, della stessa Richiedente, propone una soluzione basata su tubi flessibili e che permette di incrementare la versatilit? del gruppo di climatizzazione. Tale soluzione nota permette inoltre di ridurre il numero di parti e il numero di operazioni di assemblaggio, nonch? di ridurre i costi di fabbricazione e gli ingombri di imballaggio.
Uno scopo dell?invenzione ? quello di rendere disponibile un modo alternativo per gestire la distribuzione dell?aria, con un numero ridotto di parti e quindi di operazioni di assemblaggio.
A fronte di tale scopo, forma oggetto dell?invenzione un gruppo di climatizzazione, comprendente una scatola nella quale sono ricavati almeno un passaggio di trasporto aria per dirigere un flusso d?aria all?interno della scatola, e una schiera di uscite di distribuzione aria collegate con detto almeno un passaggio di trasporto aria,
una pluralit? di tubi di distribuzione aria rispettivamente raccordati con dette uscite di distribuzione aria e configurati per essere collegati con rispettive uscite aria per la distribuzione di aria all?interno di un abitacolo di un veicolo,
una portella comprendente un film avente bordi laterali e una pluralit? di aperture disposte fra detti bordi laterali, detta portella essendo supportata da detta scatola in modo tale da estendersi attraverso detta schiera di uscite di distribuzione aria,
una cremagliera estendentesi lungo detto film e avente denti disposti lungo di essa, e
una ruota dentata supportata in modo girevole da detta scatola per ruotare attorno a un asse, e impegnante detti denti per muovere linearmente detta cremagliera e detto film,
in cui detta cremagliera ? realizzata in un sol pezzo flessibile con detto film, e si adatta contro una parete della scatola sulla quale ? ricavata detta schiera di uscite di distribuzione aria, in modo tale da assumere il profilo di detta parete.
Secondo l?invenzione ? quindi possibile gestire, con un?unica portella, lo smistamento del flusso d?aria fra varie uscite di distribuzione aria, regolando la posizione delle aperture ricavate nel film della portella rispetto alle uscite di distribuzione aria. Qualora le aperture suddette presentino inoltre larghezze differenti, ? possibile inoltre modulare la quantit? d?aria indirizzata alle varie uscite di distribuzione aria.
Preferibilmente, il gruppo comprende inoltre uno strato di guarnizione fissato a detta parete della scatola, e sul quale insiste detto film della portella.
Il gruppo pu? comprende inoltre una schiera di elementi riscaldatori comandabili in modo indipendente l?uno dall?altro, detta schiera di elementi riscaldatori essendo posta in corrispondenza della schiera di uscite di distribuzione aria.
Secondo una forma di realizzazione, il gruppo comprende inoltre un ventilatore e un condotto di alimentazione aria collegati con detta scatola, detto condotto di alimentazione aria avendo un?estremit? a monte raccordata al ventilatore e un?estremit? a valle raccordata alla scatola, in cui detto condotto di alimentazione aria ? realizzato come un sacco comprendente un involucro di materiale flessibile e gonfiabile.
Secondo una forma di realizzazione, ciascuno di detti tubi di distribuzione aria ? flessibile. In particolare, ciascuno di detti tubi di distribuzione aria pu? presentare una struttura dispiegabile e ripiegabile lungo l?asse longitudinale del tubo, fra una condizione di massima retrazione e una condizione di massimo allungamento.
In tal caso, detta struttura pu? comprendere una parete di involucro e un?anima di rinforzo estendentesi ad elica attorno all?asse longitudinale del tubo.
In tal caso, possono inoltre essere previsti mezzi di aggancio per bloccare il tubo di distribuzione aria nella condizione di massima retrazione, detti mezzi di aggancio essendo rilasciabili o removibili.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del gruppo di climatizzazione secondo l?invenzione diverranno pi? chiari con la seguente descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione, fatta con riferimento ai disegni allegati, forniti a titolo puramente illustrativo e non limitativo, in cui:
- la figura 1 ? una vista prospettica di un gruppo di climatizzazione secondo l?invenzione;
- la figura 2 ? una vista in parziale esploso del gruppo di figura 1;
- le figure 3 e 4 sono viste prospettiche di un tubo di distribuzione aria del gruppo di figura 1, rispettivamente in una condizione di massima retrazione e in una condizione di allungamento;
- la figura 5 ? un?altra vista in parziale esploso del gruppo di figura 1;
- la figura 6 ? una vista prospettica di una parete della scatola del gruppo di climatizzazione;
- la figura 7 ? una vista prospettica che mostra l?interno del gruppo di climatizzazione;
- la figura 8 ? una vista in sezione del gruppo di climatizzazione; e
- la figura 9 ? una vista in sezione di un?altra forma di realizzazione del gruppo di climatizzazione.
Nelle figure ? rappresentato schematicamente un gruppo di climatizzazione, indicato con 10. Con 11 ? indicata una scatola di contenimento del gruppo di climatizzazione, generalmente di materiale plastico rigido. All?interno della scatola 11 sono ricavati uno o pi? passaggi per il trasporto dell?aria trattata dal gruppo di climatizzazione. Ad esempio, in figura 8 sono rappresentati tre passaggi aria, nello specifico due passaggi per il trasporto di aria fredda, indicati con 12, e un passaggio per il trasporto di aria calda, indicato con 13. All?interno del passaggio per il trasporto di aria calda 13 ? disposta una massa riscaldante, indicata con 14. Nell?esempio illustrato, i passaggi di trasporto aria confluiscono in una camera di miscelazione 19. Nel gruppo di climatizzazione possono essere presenti altri dispositivi convenzionali di trattamento aria, quali ad esempio un evaporatore o filtri (non rappresentati). Nel gruppo possono essere inoltre convenzionalmente presenti organi mobili, quali ad esempio portelle 18, comandabili per smistare l?aria fra condotti differenti. Al gruppo ? inoltre convenzionalmente associato un ventilatore 17 (mostrato in figura 1) previsto per generare un flusso d?aria all?interno dei condotti 12, 13 del gruppo di climatizzazione 10. Tale ventilatore 17 ? fluidicamente collegato alla scatola 11 nel modo che verr? descritto nel seguito.
Come si pu? vedere in particolare in figura 2, il gruppo di climatizzazione 10 comprende inoltre una schiera di uscite di distribuzione aria 21a, 21b, 21c fluidicamente collegate con i passaggi di trasporto aria 12 e 13, in particolare con la camera di miscelazione 19. La schiera di uscite di distribuzione aria 21a, 21b, 21c ? ricavata su una parete 11a della scatola 11. Lo smistamento del flusso d?aria fra le varie uscite di distribuzione aria 21a-c ? gestito da una portella a film, che verr? descritta pi? in dettaglio nel seguito.
Alle uscite di distribuzione aria 21a, 21b, 21c sono rispettivamente raccordati una pluralit? di tubi di distribuzione aria 23, 24, 25 configurati per essere collegati con rispettive uscite aria D, V, F per la distribuzione di aria all?interno di un abitacolo di un veicolo. Ad esempio, l?uscita aria indicata con D pu? essere un?uscita aria di defrost, dedicata allo sbrinamento/disappannamento del parabrezza e posizionata sulla parte sommitale del cruscotto al disotto del parabrezza, l?uscita aria indicata con V pu? essere un?uscita aria di ventilazione frontale posizionata sul cruscotto di fronte ai sedili anteriori, mentre l?uscita aria indicata con F pu? essere un?uscita aria di ventilazione piedi posizionata in basso nell?abitacolo. Il numero e la disposizione di uscite aria e quindi di tubi possono comunque essere differenti da quelli rappresentati.
Ciascuno dei tubi di distribuzione aria 23-25 ? di materiale flessibile e presenta una struttura dispiegabile e ripiegabile lungo l?asse longitudinale x del tubo, fra una condizione di massima retrazione, rappresentata in figura 3, e una condizione di allungamento, rappresentata in figura 4.
I tubi di distribuzione 23-25 possono essere dei tubi multistrato. In alternativa o in combinazione, i tubi di distribuzione aria possono comprendere uno strato formato da un tessuto o da un intreccio di fibre o fili. In alternativa o in combinazione, i tubi di distribuzione possono comprendere un rinforzo, ad esempio di filo metallico o fibra, immerso in una matrice che costituisce la parete del tubo, oppure accoppiato alla parete del tubo.
Nell?esempio delle figure 3 e 4, la struttura del tubo 23-25 comprende una parete di involucro 23-25a e un?anima di rinforzo 23-25b estendentesi ad elica attorno all?asse longitudinale del tubo.
In genere, si preferisce che la scelta e la disposizione dei materiali utilizzati e/o la configurazione geometrica e strutturale del tubo siano tali da evitare che le pareti del tubo possano collassare in corrispondenza di curve del tubo, e inoltre tali da evitare rumore di parete quando il tubo viene percorso dal flusso d?aria.
L?estremit? distale di ciascun tubo flessibile pu? essere fissata alla rispettiva uscita aria in modo di per s? noto, ad esempio tramite un anello elastico, una fascetta o una clip.
Preferibilmente, sono previsti dispositivi di aggancio per bloccare il tubo di distribuzione aria 23-25 nella condizione di massima retrazione. Tale disposizione facilita la manipolazione e il trasporto del gruppo di climatizzazione. I dispositivi di aggancio devono essere rilasciabili o removibili per consentire ai tubi di distribuzione aria 23-25 di essere distesi per consentirne l?allacciamento alle rispettive uscite aria, quando il gruppo di climatizzazione viene installato all?interno di un veicolo. Nell?esempio illustrato, il dispositivo di aggancio comprende un?asta rigida 26 avente un?estremit? prossimale fissata in corrispondenza dell?uscita di distribuzione aria 21a-c alla quale ? raccordato il tubo di distribuzione aria 23-25, e un elemento di ritegno 27 fissato a un?estremit? distale dell?asta 26 e disposto in modo tale da essere impegnato dall?estremit? distale del tubo di distribuzione aria 23-25 per trattenere il tubo nella condizione di massima retrazione e impedirne l?allungamento. Quando il gruppo di climatizzazione viene installato all?interno di un veicolo, il dispositivo di aggancio pu? essere rotto o comunque rimosso dall?installatore. Secondo forme di realizzazione alternative, non illustrate, il dispositivo di aggancio potrebbe essere disposto a bordo dello stesso tubo di distribuzione aria.
In figura 9 ? rappresentata una forma di realizzazione alternativa che comprende una schiera di elementi riscaldatori 40, al posto della massa riscaldante 14 che era invece prevista nella forma di realizzazione di figura 8. Gli elementi riscaldatori 40 sono posizionati in corrispondenza della schiera di uscite di distribuzione aria 21a-21c e sono comandabili in modo indipendente l?uno dall?altro. Gli elementi riscaldatori 40 possono essere del tipo a resistenza elettrica, ad esempio a coefficiente di temperatura positivo (PTC). Il tipo di tecnologia utilizzata per gli elementi riscaldatori non ? tuttavia essenziale ai fini dell?invenzione.
Gli elementi riscaldatori 40 possono essere cos? disposti in modo da formare una matrice bidimensionale o monodimensionale. La schiera di elementi riscaldatori 40 ? posta di fronte, cio? a monte, delle estremit? prossimali dei tubi di distribuzione 23-25 raccordati alle uscite di distribuzione aria 21a-21c.
Il fatto di avere una struttura con tutti i tubi di distribuzione 23-25 disposti secondo uno schema ordinato e planare rende quindi possibile associare ai tubi un insieme ordinato di elementi riscaldatori, assegnando un elemento riscaldante indipendente, o un sottoinsieme di elementi riscaldanti indipendenti, per ognuno di tali tubi. In questo modo ? possibile gestire la temperatura dell?aria in ciascun singolo tubo 23-25 controllando l?/gli elemento/i riscaldatore/i 40 ad esso associato/i.
Come si pu? osservare in figura 9, il gruppo di climatizzazione 10 collegato a monte dei tubi di distribuzione 23-25pu? essere semplificato rispetto ai gruppi convenzionali. Infatti, il gruppo pu? essere privo di riscaldatori al suo interno, e quindi altres? privo di canali dedicati e portelle per lo smistamento dell?aria fra i vari canali. Nel gruppo di climatizzazione di figura 9 ? infatti previsto, eventualmente, solo l?evaporatore (non illustrato).
Si ha quindi una maggior compattezza del layout del gruppo 10 rispetto ai gruppi convenzionali. Con la configurazione della figura 8 l?aria attraverser? sempre i singoli riscaldatori 40 e sar? il pilotaggio degli stessi ad imporre la temperatura desiderata in modo dedicato per ognuno dei condotti di uscita 23-25. Questa scelta impone un delta P aggiuntivo nel caso di flusso in ventilazione massimo freddo, ma la configurazione descritta, dotata di condotti flessibili e priva della necessit? di aggiungere rostri, camini o air-guide avr? una caduta di pressione totale comunque a vantaggio rispetto alle soluzioni convenzionali in uso.
Il fatto di pilotare la temperatura in modo indipendente per ogni uscita semplifica inoltre il raggiungimento delle prestazioni di linearit? di regolazione della temperatura e di stratificazione (differenza di temperatura tra diverse uscite, richieste per ragioni di confort). Oltre ad essere pi? semplice completare le messe a punto per queste prestazioni (si tratter? di mettere a punto un algoritmo software) il livello di prestazione stessa sar? decisamente superiore a quello dei moduli classici, in quanto non sar? pi? necessario accettare compromessi rispetto alla specifica.
Con riferimento in particolare alle figure 2 e 5-8, il flusso d?aria che perviene alla camera di miscelazione 19 viene smistato tramite una portella a film, indicata con 50. Nell?esempio illustrato vi sono due portelle a film perch? il gruppo di climatizzazione ? configurato per una climatizzazione bizona; tale disposizione non ? tuttavia essenziale per l?invenzione. La portella 50 comprende un film 51 di materiale flessibile avente bordi laterali 51a, 51b e una pluralit? di aperture 52, 53 disposte fra i bordi laterali 51a, 51b. La portella 50 ? supportata dalla scatola 11 del gruppo di climatizzazione, ad esempio tramite guide o un telaio di supporto, in modo tale da estendersi attraverso la schiera di uscite di distribuzione aria 21a-21c. Nell?esempio illustrato, i bordi laterali del film 51 della portella 50 sono disposti in, e sono in grado di scorrere lungo rispettive scanalature di guida 57a, 57b ricavate in pareti laterali della scatola 11 e delimitate frontalmente dalla parete 11a nella quale sono ricavate le aperture di distribuzione aria 21a-21c. Le scanalature di guida 57a, 57b corrono quindi lungo la parete 11a suddetta.
Sono inoltre previste una (preferibilmente, pi? di una) cremagliera 54 estendentesi lungo il film 51 e avente denti disposti lungo di essa, e una (preferibilmente, pi? di una) ruota dentata 55 supportata in modo girevole dalla scatola 11 del gruppo di climatizzazione per ruotare attorno a un asse, e impegnante i denti della cremagliera 54 per muovere linearmente la cremagliera 54 e il film 51.
La cremagliera 54 ? realizzata in un sol pezzo flessibile con il film 51, e si adatta contro la parete 11a della scatola 11 sulla quale ? ricavata la schiera di uscite di distribuzione aria 21a-21c, in modo tale da assumere il profilo della parete 11a. In altre parole, la cremagliera 54 e il film 51 si conformano al profilo della parete 11a.
Preferibilmente, ? inoltre previsto uno strato di guarnizione 56, ad esempio di materiale elastomerico o espanso, il quale ? fissato alla parete 11a della scatola 11. Lo strato di guarnizione pu? essere ad esempio di poliuretano con un rivestimento superficiale di fibre di nylon, per garantire resistenza e affidabilit?. Preferibilmente, le finestre nello strato di guarnizione 56 vengono realizzate in tale strato prima del suo fissaggio alla parete 11a, quando tale strato ? ancora piano; lo strato di guarnizione ? quindi virtualmente privo di difetti di forma. Sullo strato di guarnizione 56 insiste il film 51 della portella 50, in condizione di costante compressione garantita dalle modalit? di montaggio del film 51 (guide ed eventuali telai di supporto).
Essendo la portella 50 realizzata in piano ed essendo quindi adattata alla conformazione della parete 11a, garantisce un precarico costante verso lo strato di guarnizione 56. Ci? da una parte permette una tenuta ottimale rispetto alle perdite d?aria, e dall?altra evita vibrazioni/saltellamenti della portella.
Facendo quindi scorrere un?unica portella 50 ? possibile gestire lo smistamento del flusso d?aria fra le varie uscite di distribuzione aria 21a-21c, regolando la posizione delle aperture 52, 53 rispetto alle uscite di distribuzione aria 21a-21c. Dato che le aperture 52, 53 presentano inoltre larghezze differenti, ? possibile modulare la quantit? d?aria indirizzata alle uscite di distribuzione aria 21a-21c.
Si noti che la portella sopra descritta pu? essere applicata ai gruppi di climatizzazione convenzionali, oppure a un gruppo di climatizzazione dotato di tubi di distribuzione aria flessibili quali quelli descritti in EP3741594A1.
Con riferimento alla figura 1, il ventilatore 17 ? collegato con la scatola 11 del gruppo di climatizzazione attraverso un condotto di alimentazione 60. Il condotto di alimentazione aria 60 presenta un?estremit? a monte 61 raccordata al ventilatore 17 e un?estremit? a valle 62 raccordata alla scatola 11 del gruppo di climatizzazione. Il condotto di alimentazione aria 60 ? realizzato come un sacco comprendente un involucro di materiale flessibile e gonfiabile, ad esempio di tela.
Il gruppo di climatizzazione viene generalmente installato in prossimit? di una parete parafiamma che separa il vano motore dal vano passeggeri del veicolo. Il condotto di alimentazione aria 60 flessibile e gonfiabile permette pertanto di gestire le luci tecniche fra gruppo di climatizzazione e parete parafiamma, ammettendo eventualmente anche un contatto con quest?ultima, senza andare a discapito della portata d?aria trasportabile con il condotto. Inoltre, permette una maggior flessibilit? nel posizionamento del ventilatore, nonch? una riduzione del peso complessivo del gruppo di climatizzazione.
Si intende che l?invenzione non ? limitata alle forme di realizzazione qui descritte ed illustrate, ma ? invece suscettibile di modifiche relative a forma e disposizioni di parti, dettagli costruttivi e di funzionamento, secondo le numerose possibili varianti che appariranno opportune ai tecnici del settore, e che sono da intendersi comprese nell?ambito del trovato, cos? come definito dalle seguenti rivendicazioni.
Claims (8)
1. Gruppo di climatizzazione, comprendente
una scatola (11) nella quale sono ricavati almeno un passaggio di trasporto aria (12, 13) per dirigere un flusso d?aria all?interno della scatola (11), e una schiera di uscite di distribuzione aria (21a, 21b, 21c) collegate con detto almeno un passaggio di trasporto aria,
una pluralit? di tubi di distribuzione aria (23, 24, 25) rispettivamente raccordati con dette uscite di distribuzione aria e configurati per essere collegati con rispettive uscite aria (D, V, F) per la distribuzione di aria all?interno di un abitacolo di un veicolo,
una portella (50) comprendente un film (51) avente bordi laterali (51a, 51b) e una pluralit? di aperture (52, 53) disposte fra detti bordi laterali, detta portella essendo supportata da detta scatola in modo tale da estendersi attraverso detta schiera di uscite di distribuzione aria,
una cremagliera (54) estendentesi lungo detto film e avente denti disposti lungo di essa, e una ruota dentata (55) supportata in modo girevole da detta scatola per ruotare attorno a un asse, e impegnante detti denti per muovere linearmente detta cremagliera e detto film,
in cui detta cremagliera ? realizzata in un sol pezzo flessibile con detto film, e si adatta contro una parete (11a) della scatola (11) sulla quale ? ricavata detta schiera di uscite di distribuzione aria, in modo tale da assumere il profilo di detta parete.
2. Gruppo secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre uno strato di guarnizione (56) fissato a detta parete (11a) della scatola (11), e sul quale insiste detto film (51) della portella (50).
3. Gruppo secondo la rivendicazione 1 o 2, comprendente inoltre una schiera di elementi riscaldatori (40) comandabili in modo indipendente l?uno dall?altro, detta schiera di elementi riscaldatori essendo posta in corrispondenza della schiera di uscite di distribuzione aria (21a, 21b, 21c).
4. Gruppo secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre un ventilatore (17) e un condotto di alimentazione aria (60) collegati con detta scatola, detto condotto di alimentazione aria avendo un?estremit? a monte (61) raccordata al ventilatore (17) e un?estremit? a valle (62) raccordata alla scatola (11), in cui detto condotto di alimentazione aria ? realizzato come un sacco comprendente un involucro di materiale flessibile e gonfiabile.
5. Gruppo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascuno di detti tubi di distribuzione aria ? flessibile.
6. Gruppo secondo la rivendicazione 5, in cui ciascuno di detti tubi di distribuzione aria presenta una struttura (23-25a, 23-25b) dispiegabile e ripiegabile lungo l?asse longitudinale (x) del tubo, fra una condizione di massima retrazione e una condizione di massimo allungamento.
7. Gruppo secondo la rivendicazione 6, in cui detta struttura comprende una parete di involucro (23-25a) e un?anima di rinforzo (23-25b) estendentesi ad elica attorno all?asse longitudinale del tubo.
8. Gruppo secondo la rivendicazione 6 o 7, comprendente inoltre mezzi di aggancio (26, 27) per bloccare il tubo di distribuzione aria (23, 24, 25) nella condizione di massima retrazione, detti mezzi di aggancio essendo rilasciabili o removibili.
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