MXPA06009758A - Sistema de calefaccion suplementaria de vehiculo. - Google Patents

Abstract

Un sistema de calefaccion suplementaria de la modalidad preferida se puede conectar fluidicamente a un sistema (20) de enfriamiento de vehiculo e incluye un generador de calor liquido operable para calentar un fluido de enfriamiento distribuido al sistema (58) de calefaccion suplementaria del sistema de enfriamiento del vehiculo. El generador de calor liquido incluye un pasaje de descarga que se puede conectar a un nucleo (52) calefactor del vehiculo y un pasaje de entrada que se puede conectar al sistema de enfriamiento del vehiculo. El sistema de calefaccion suplementaria ademas incluye una valvula (34) de control que tiene una entrada que se puede conectar a un pasaje de salida de un nucleo calefactor del vehiculo, un pasaje de descarga conectado fluidicamente al generador de calor liquido, y un segundo pasaje de descarga que se puede conectar al sistema de enfriamiento del vehiculo. La valvula de control se puede operar para controlar la proporcion del fluido de enfriamiento que sale del nucleo calefactor que se regresa al sistema de enfriamiento del vehiculo y se vuelve a circular nuevamente al generador de calor liquido.

Description

SISTEMA DE CALEFACCIÓN SUPLEMENTARIA DE VEHÍCULO Campo de la Invención La presente invención se refiere en general a generadores de calor, y más particularmente, a un sistema de calefacción líquido suplementario para proporcionar calor suplementario a un compartimento del pasajero de un vehículo automotriz.

Antecedentes de la Invención Los vehículos automotrices convencionales típicamente incluyen un sistema de calefacción para suministrar aire caliente al compartimento del pasajero del vehículo. El sistema de calefacción incluye un sistema de control que permite al operador del vehículo regular la cantidad y/o temperatura de aire distribuido al compartimento del pasajero para lograr una temperatura de aire deseable dentro del compartimento del pasajero. El fluido de enfriamiento del sistema de enfriamiento del motor del vehículo comúnmente se utiliza como una fuente de calor para calentar el aire distribuido al compartimento del pasajero. El sistema de calefacción típicamente incluye un termointercambiador conectado fluídicamente al sistema de enfriamiento del motor del vehículo. El fluido de enfriamiento caliente del sistema de enfriamiento del motor pasa a través del termointercambiador donde proporciona calor a un suministro de aire de enfriamiento que fluye a través del sistema de calefacción. La energía calorífica transferida del fluido de enfriamiento caliente al suministro del aire frío provoca que la temperatura del aire se eleve. El aire calentado se descarga hacia el compartimento del pasajero para calentar el interior del vehículo a una temperatura de aire deseada. El sistema de enfriamiento de motor del vehículo proporciona una fuente conveniente de calor para calentar el compartimento del pasajero del vehículo. Sin embargo, una desventaja de utilizar el fluido de enfriamiento del motor como una fuente de calor, es que existe típicamente un retardo importante entre, cuando el motor del vehículo primero se arranca y cuando el sistema de calefacción comienza a suministrar el aire a una temperatura preferida. Esto es particularmente verdadero cuando el vehículo es operado en condiciones de ambiente muy frío o tiene marcha lenta retenida durante un período de tiempo. El retardo es debido al fluido de enfriamiento que está sustancialmente a la misma temperatura que el aire que fluye a través del sistema de calefacción y hacia el compartimento del pasajero cuando el motor primero se arranca. Cuando el motor continúa operando, una porción de calor generado como un subproducto de combustión de una mezcla de combustible y aire en los cilindros del motor se transfiere al fluido de enfriamiento, provocando que la temperatura del fluido de enfriamiento se eleve. Puesto que la temperatura del aire que se descarga desde el sistema de calefacción es una función de la temperatura del fluido de enfriamiento que pasa a través del termointercambiador, el sistema de calefacción producirá proporcionalmente menos calor mientras se calienta el fluido de enfriamiento del motor que cuando el fluido de enfriamiento está a una temperatura de operación preferida. De este modo, puede existir un período prolongado de tiempo entre, cuando el motor del vehículo primero se arranca y cuando el sistema de calefacción comienza a producir aire a un nivel de temperatura aceptable . El tiempo que toma para que esto ocurra variará dependiendo de varios factores, incluyendo la temperatura inicial del fluido de enfriamiento y la temperatura inicial del aire que se calienta. Es preferible que la temperatura del fluido de enfriamiento alcance su temperatura de operación preferida tan rápido como sea posible. Otra limitación potencial de utilizar el fluido de enfriamiento del motor como una fuente de calor para el sistema de calefacción del vehículo es que bajo ciertas condiciones de operación, el motor no puede estar expulsando suficiente calor al fluido de enfriamiento para permitir que la corriente de aire del sistema de calefacción del vehículo logre una temperatura deseada. Esto puede ocurrir, por ejemplo, cuando opera un vehículo con un motor muy eficiente bajo una condición de carga baja o en condiciones donde la temperatura ambiente exterior es inusualmente fría. Ambas de estas condiciones reducen la cantidad de calor que necesita transferirse desde el motor hacia el fluido de enfriamiento para mantener una temperatura de operación del motor deseada. Esto resulta en menos energía calorífica disponible para calentar el aire que fluye a través del sistema de calefacción del vehículo. Por consiguiente, es deseable desarrollar un sistema de calefacción suplementaria capaz de proporcionar intermitentemente calentamiento adicional de un fluido de enfriamiento del motor para mejorar la eficiencia de calor del sistema de calefacción del compartimento de pasajero del vehículo .

Breve Descripción de los Dibujos La presente invención se entenderá más completamente a partir de la descripción detallada y los dibuj os anexos , donde : La Figura 1 es una representación esquemática de un sistema de calefacción del compartimento del pasajero y enfriamiento del motor convencional; la Figura 2 es una representación esquemática de una modalidad preferida de un sistema de calefacción suplementaria de vehículo de la presente invención integrado con los sistema de enfriamiento y calefacción del motor mostrados en la Figura 1; la Figura 3 es una representación más detallada del sistema de calefacción suplementaria de la modalidad preferida mostrado en la Figura 2; la Figura 3a es una vista en corte transversal fragmentada de un generador de calor líquido utilizado junto con el sistema de calefacción suplementaria de la modalidad preferida; la Figura 4 es una vista en corte transversal de un sistema de calefacción suplementaria de la modalidad alternativa mostrado, que incluye una válvula proporcional para regular la cantidad de calor producido por el generador de calor líquido; la Figura 5 es una vista en corte transversal del sistema de calefacción suplementaria mostrado en la Figura 4 modificado, que incluye cámaras hidrodinámicas dobles; la Figura 6 es una vista en corte transversal de un sistema de calefacción suplementaria mostrado en la Figura 7 modificado, que incluye cámaras hidrodinámicas dobles; la Figura 7 es una vista en corte transversal del sistema de calefacción suplementaria adaptado para su unión directa a un cigüeñal de un motor; la Figura 8 es una vista en corte transversal de un sistema de calefacción suplementaria que incorpora una bomba de engranajes y válvula de solenoide para regular la cantidad de calor producido por el generador de calor líquido.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS La siguiente descripción de las modalidades preferidas es solamente ejemplar en naturaleza y de ninguna forma se pretende para limitar la invención, su aplicación o usos . Con referencia a la Figura 1, se muestra una representación esquemática de un sistema 20 de enfriamiento de vehículo convencional para regular la temperatura de operación de un motor 22. El sistema 20 de enfriamiento incluye una bomba 24 de agua que se puede operar para circular un fluido 21 de enfriamiento a través del motor 22 para absorber el exceso de calor producido por el motor 22. El exceso de calor es un subproducto de combustión de una mezcla de combustible y aire en los cilindros 23 del motor 22 para producir trabajo mecánico útil para propulsar el vehículo. La bomba 24 de agua puede impulsarse por una transmisión 25 auxiliar de motor por medio de la banda 27 de transmisión que acopla una polea 29 de la bomba 24 de agua. La transmisión 25 auxiliar se conecta típicamente a un cigüeñal (no mostrado) del motor 22. El fluido de enfriamiento se hace circular a través de los pasajes (no mostrados) en el motor donde el fluido absorbe parte del exceso de calor. Después de hacer circular a través del motor, el fluido de enfriamiento se descarga del motor 22 a través de un pasaje 26. Dependiendo de la temperatura del fluido de enfriamiento que sale del motor, el fluido de enfriamiento se dirige nuevamente a la bomba 24 de agua a través de una línea 28 de derivación para hacerse recircular a través del motor 22 o hasta un radiador 30 a través de una línea 32 de fluido. Un termostato 34 controla la distribución del fluido 21 de enfriamiento entre la línea 28 de derivación y la línea 32 de fluido. El termostato 34 puede ser una válvula térmicamente activada capaz de ajustar automáticamente su área de flujo directo dependiendo de la temperatura del fluido 21 de enfriamiento descargado del motor 22 a través del pasaje 26 de salida. Los termostatos tipo automotrices pueden calibrarse para comenzar a operar a una temperatura predeterminada de fluido de enfriamiento (medida dentro del termostato 34) , por ejemplo a 87.778°Celsius (190°Fahrenheít) . A temperaturas de fluido de enfriamiento por debajo de la temperatura calibrada, el termostato 34 puede cerrarse completamente para evitar que el fluido de enfriamiento se proporcione al radiador 30 a través de la línea 32. A temperaturas en o ligeramente arriba de la temperatura calibrada, el termostato 34 comienza a abrirse para permitir a una porción del fluido 21 de enfriamiento del motor 22 dirigirse al radiador 30. A temperaturas de fluido de enfriamiento significativamente mayores que la temperatura calibrada, el termostato 34 se abrirá completamente para aumentar la proporción de flujo del fluido 21 de enfriamiento hacia el radiador 30 para una condición de operación de vehículo particular. El fluido 21 de enfriamiento que pasa a través de la línea 32 de fluido entra al radiador 30 a través de una lumbrera 36 de entrada. El fluido 21 de enfriamiento fluye a través del radiador 30 donde el fluido expulsa una porción de su calor hacia una corriente de aire 38 ambiente que fluye a través del radiador. El fluido 21 de enfriamiento sale del radiador 30 a través de una lumbrera 40 de salida a una temperatura menor que la temperatura del fluido de enfriamiento que entra al radiador 30 en la lumbrera 36 de entrada. Al salir del radiador 30 en la lumbrera 40 de salida, el fluido 21 de enfriamiento se dirige a la bomba 24 de agua a través de una línea 42 de fluido.

Un tanque 42 de expansión se conecta fluídicamente a la bomba 24 de agua. El tanque 42 de expansión proporciona un depósito para capturar el fluido 21 de enfriamiento descargado del sistema 20 de enfriamiento conforme se calienta el fluido de enfriamiento, tal como puede ocurrir cuando el motor 22 se arranca después de estar apagado durante un período de tiempo. Una porción del fluido 21 de enfriamiento en exceso también puede extraerse del tanque 42 de expansión y regresarse al sistema 20 de enfriamiento cuando se disminuye la temperatura del fluido de enfriamiento dentro del sistema 20 de enfriamiento, tal como puede ocurrir después de que se apaga el motor 22. Los vehículos automotrices convencionales pueden incluir un sistema 46 de calefacción para proporcionar un suministro de aire caliente para calentar un compartimento 50 de pasajero del vehículo. El sistema 46 de calefacción incluye un termointercambiador 52, también conocido como núcleo calefactor, conectado fluídicamente al sistema 20 de enfriamiento a través de una manguera 54 calefactora de entrada y manguera 56 calefactora de salida. La manguera 54 calefactora de entrada puede conectarse al sistema 20 de enfriamiento en el termostato 34. Una porción del fluido 21 de enfriamiento que sale del motor 22 en la lumbrera 26 pasa a través de la manguera 54 calefactora hacia el núcleo 52 calefactor. El fluido 21 de enfriamiento expulsa una porción de su calor hacia una corriente 48 de aire formada para fluir sobre el núcleo 52 calefactor. La corriente 48 de aire puede incluir aire extraído desde fuera del vehículo, desde un compartimento 50 de pasajero del vehículo, o una combinación de los mismos. La corriente 48 de aire sale del núcleo 52 calefactor a una temperatura mayor que cuando entró. La corriente 48 de aire caliente puede descargarse hacia el compartimento 50 de pasajero para calentar el interior del vehículo. La corriente 48 de aire caliente también puede dirigirse para fluir sobre una superficie de vidrio interior (no mostrada) del vehículo para remover escarcha o condensación que puede haberse formado en la superficie del vidrio. El sistema 46 de calefacción también puede incluir varios dispositivos de control (no mostrados) para regular una temperatura y proporción de flujo de la corriente 48 de aire que se proporciona al compartimento 50 de pasajero. Con referencia a la Figura 2, un sistema 58 de calefacción suplementaria (SHS) de la presente invención se muestra esquemáticamente conectado fluídicamente entre el sistema 20 de enfriamiento y el sistema 46 de calefacción. El sistema 58 de calefacción suplementaria se puede operar para controlar la distribución del fluido 21 de enfriamiento entre el sistema 20 de enfriamiento y el sistema 46 de calefacción, así como proporcionar calor adicional, si es necesario, a esa porción de fluido 21 de enfriamiento proporcionada al núcleo 52 calefactor. El sistema 58 de calefacción suplementaria puede conectarse fluídicamente al sistema 20 de enfriamiento por medio de una manguera 54 "calefactora de entrada y manguera 56 calefactora de salida. El fluido 21 de enfriamiento desde el sistema 20 de enfriamiento puede distribuirse al sistema 58 de calefacción suplementaria a través de la manguera 54 calefactora de entrada conectada al sistema 58 de calefacción suplementaria en una lumbrera 60. El fluido 21 de enfriamiento puede regresarse al sistema 20 de enfriamiento a través de la manguera 56 calefactora de salida conectada al sistema 58 de calefacción suplementaria en una lumbrera 74. El sistema 58 de calefacción suplementaria puede conectarse fluídicamente al núcleo 52 calefactor mediante una manguera 54a calefactora de entrada y manguera 56a calefactora de salida. El fluido 21 de enfriamiento que circula dentro del sistema 58 de calefacción suplementaria puede salir del sistema 58 de calefacción suplementaria en una lumbrera 62 y viajar a través de la manguera 54a calefactora de entrada hacia el núcleo 52 calefactor, donde una porción del calor del fluido 21 de enfriamiento puede transferirse a la corriente 48 de aire. Al salir del núcleo 52 calefactor, el fluido 21 de enfriamiento se dirige nuevamente al sistema 58 de calefacción suplementaria a través de la manguera 56a calefactora de salida, donde reingresa al sistema 58 de calefacción suplementaria en una lumbrera 64. Con referencia a la Figura 3, el sistema 58 de calefacción suplementaria se muestra incluyendo un generador 76 de calor líquido (LHG) para proporcionar calefacción suplementaria de por lo menos una porción de fluido 21 de enfriamiento que se proporcionan en el núcleo 52 calefactor. Un ejemplo de tal generador de calor líquido se describe en la Patente Norteamericana No. 5,683,031, titulada Generador de Calor Líquido, que se expidió a Sanger el 4 de noviembre de 1997. La patente 5,683,031 se incorpora en la presente para referencia. El sistema 58 de calefacción suplementaria también puede incluir una válvula 66 de control para controlar la distribución de fluido 21 de enfriamiento dentro del sistema 58 de calefacción suplementaria, y un dispositivo 68 de control para regular la operación del generador 76 de calor líquido y la válvula 66 de control. El sistema 58 de calor suplementario puede proporcionarse con el fluido 21 de enfriamiento desde el sistema 20 de enfriamiento a través de la manguera 54 calefactora unida a la lumbrera 60 del sistema 58 de calefacción suplementaria. El fluido 21 de enfriamiento que entra al sistema 58 de calefacción suplementaria en la lumbrera 60 viaja a través de un pasaje 110 de suministro de congelante hacia una unión 112 de fluido. En la unión 112 de fluido, todo o una porción del fluido 21 de enfriamiento puede viajar a través de un pasaje 113 de suministro del LHG que conecta fluídicamente el pasaje 110 de suministro de congelante al generador 76 de calor líquido, o través de un pasaje 115 de derivación del LHG que desvía al generador 76 de calor líquido. El fluido 21 de enfriamiento que viaja a lo largo del pasaje 115 de derivación del LHG pasa a través de una válvula 114 de seguridad y se descarga hacia un pasaje 140 de descarga del LHG en la unión 142 de fluido. La válvula 144 de seguridad se configura de preferencia para permitir que el fluido fluya a través de la válvula en una sola dirección, la cual está en una dirección desde la unión 112 de fluido hasta la unión 142 de fluido. El pasaje 140 de descarga del LHG tiene un extremo 143 conectado fluídicamente al generador 76 de calor líquido y un segundo extremo 141 conectado fluídicamente a la lumbrera 62 de salida del sistema 58 de calefacción suplementaria. El fluido 21 de enfriamiento que entra al pasaje 140 de descarga del LHG desde el pasaje 115 de derivación del LHG fluye hacia la lumbrera 62 de salida y lejos del generador 76 de calor líquido. El fluido 21 de enfriamiento puede descargarse desde el sistema 58 de calefacción suplementaria hacia la manguera 54a calefactora unida al sistema 58 de calefacción suplementaria en la lumbrera 62. El fluido 21 de enfriamiento fluye a través de la manguera 54a calefactora de entrada hacia el termointercambiador 52 donde el calor del fluido de enfriamiento puede transferirse a la corriente 48 de aire. Al descargarse del termointercambiador 52, el fluido 21 de enfriamiento se regresa al sistema 58 de calefacción suplementaria a través de la manguera 56a calefactora de salida unida al sistema 58 de calefacción suplementaria en la lumbrera 64. El fluido 21 de enfriamiento que entra a la lumbrera 64 pasa a través de un pasaje 146 de retorno del termointercambiador que tiene un extremo conectado fluídicamente a la válvula 66 de control y otro extremo a la lumbrera 64. La válvula 66 de control se puede operar para controlar la distribución del fluido 21 de enfriamiento entre un pasaje 150 de retorno de congelante conectado fluídicamente a la manguera 56 calefactora de salida en la lumbrera 74, y un pasaje 148 de recirculación de congelante conectado fluídicamente al generador 76 de calor líquido. El fluido 21 de enfriamiento dirigido por la válvula 66 de control hacia el pasaje 150 de retorno de congelante se regresa a la bomba 24, mientras que el fluido de enfriamiento que pasa a través del pasaje 148 de recirculación de congelante se distribuye al generador 76 de calor líquido. Preferiblemente, la válvula 66 de control se puede operar para permitir que el fluido 21 de enfriamiento recibido por la válvula 66 de control se divida selectivamente entre el pasaje 150 de retorno de congelante y el pasaje 148 de recirculación de congelante basándose en ciertos parámetros preseleccionados . Esto puede incluir dirigir todo el fluido de enfriamiento que entra a la válvula 66 de control desde el pasaje 146 de retorno del termointercambiador a, ya sea el pasaje 150 de retorno de congelante o el pasaje 148 de recirculación de congelante, o dividir el fluido de enfriamiento entre los dos pasajes. La válvula 66 de control de preferencia se puede ajustar infinitamente. El generador 76 de calor líquido incluye un estator 80 y un rotor 82 coaxialmente alineado, colocado adyacente al estator 80. El estator 80 se une fijamente a un alojamiento 78 mientras que el rotor 82 se monta a un árbol 84 de transmisión para su rotación concurrente con el mismo sobre un eje 85 con relación al estator 80 y el alojamiento 78. El estator 80 y rotor 82 incluyen cada uno una cavidad 81 y 83 anular respectivamente, que en conjunto definen una cámara 86 hidrodinámica.

El fluido 21 de enfriamiento puede proporcionarse al generador 76 de calor líquido a través del pasaje 113 de suministro del LHG conectado al pasaje 110 de suministro de congelante y la unión 112 de fluido. El fluido 21 de enfriamiento puede descargarse hacia un impelente 116. El fluido 21 de enfriamiento fluye desde el impelente 116 hacia un pasaje 118 formado entre una circunferencia 120 exterior del árbol 84 y un diámetro 122 interior del estator 80. Al salir del pasaje 118, el fluido de enfriamiento entra al pasaje 125 colocado dentro de un cubo 126 del rotor 82. El fluido de enfriamiento sale del pasaje 125 y viaja a lo largo de por lo menos un pasaje 130 desde el cual se descarga el fluido de enfriamiento hacia la cámara 86 hidrodinámica. El fluido 21 de enfriamiento presente en la cámara 86 hidrodinámica viaja a lo largo de una trayectoria generalmente toroidal dentro de la cámara 86 hidrodinámica, que absorbe el calor conforme el fluido de enfriamiento viaja de atrás hacia delante entre las cavidades 81 y 83 anulares del estator 80 y rotor 82, respectivamente. El fluido 21 de enfriamiento presente en la cámara 86 hidrodinámica continúa viajando a lo largo de la trayectoria entre el rotor 82 y el estator 80 hasta que se descarga de la cámara 86 hidrodinámica. El fluido 21 de enfriamiento calentado sale de la cámara 86 hidrodinámica a través de uno o más pasajes 132. Una salida 136 del pasaje 132 está en comunicación de fluido con una zona 138 anular circunferencial formada en el alojamiento 78. El fluido 21 de enfriamiento sale del pasaje 132 y viaja a lo largo del pasaje 140 hacia la lumbrera 62 de salida. La válvula 144 de seguridad evita que el fluido 21 de enfriamiento que viaja a lo largo del pasaje 140 entre al pasaje 115 en la unión 142 de fluido. La potencia para impulsar rotativamente el rotor 82 de transmisión puede suministrarse por el motor 22. Un extremo 104 del árbol 84 de transmisión se extiende desde el alojamiento 78 del sistema 58 de calefacción suplementaria. Unido fijamente al extremo 104 del árbol 84 para su rotación con el mismo se encuentra un medio 106 de transmisión. El medio 106 de transmisión de preferencia incluye una polea 108 que se puede accionar con una banda 27a de transmisión auxiliar del motor. La banda 27a de transmisión auxiliar puede accionar la polea 25 unida a un cigüeñal del motor 22. La banda 27a de transmisión también puede utilizarse para distribuir potencia requerida para operar la bomba 24 de agua, así como otros accesorios del motor, tal como un alternador y compresor de acondicionamiento de aire. La banda 27a de transmisión auxiliar transfiere el par motor generado por el motor 22 hacia el árbol 84 conectado al rotor 82.

El medio 106 de transmisión de preferencia incluye un embrague 109, tal como un embrague electromagnético, el cual puede engranarse selectivamente dependiendo de los requerimientos de calentamiento del sistema 46 de calefacción. El embrague 108 permite al rotor 82 desengranarse operativamente del motor 22 dependiendo de los requerimientos de calentamiento del sistema 46 de calefacción. Esto es deseable para minimizar la cantidad de potencia que se extrae del motor 22, la cual puede mejorar la eficiencia del motor así como liberar potencia adicional del motor para otros propósitos, tal como acelerar el vehículo. Cuando los requerimientos del sistema 46 de calefacción dictan que el calor adicional se agregue al fluido de enfriamiento que pasa a través del termointercambiador 46, en lugar de derivar el generador 76 de calor, el fluido de enfriamiento que entra al sistema 58 de calefacción suplementaria en la lumbrera 60 se dirige al generador 76 de calor, donde el calor adicional puede agregarse al fluido de enfriamiento. El calentamiento adicional del fluido de enfriamiento se logra al engranar el embrague 108 para activar el generador 76 de calor líquido. El fluido de enfriamiento que entra al sistema 58 de calefacción suplementaria a través de la lumbrera 60 se dirige a lo largo del pasaje 110 de suministro de congelante en la unión 112. ^E lugar de proceder a lo largo del pasaje 115, el fluido de enfriamiento más bien viaja a lo largo de la trayectoria 113 hacia el generador 76 de calor líquido. El fluido 21 de enfriamiento calentado sale del sistema 58 de calefacción suplementaria en la lumbrera 62 y viaja a lo largo de la trayectoria 54a hacia el núcleo 62 calefactor, donde el calor del fluido de enfriamiento se transfiere a la corriente 48 de aire, la cual a su vez puede descargarse hacía el compartimento 50 de pasajero del vehículo . El fluido 21 de enfriamiento sale del núcleo 52 calefactor y viaja a lo largo de la trayectoria 56a hacia la lumbrera 64, donde el fluido reingresa al sistema 58 de calefacción suplementaria. El fluido de enfriamiento viaja a lo largo del pasaje 146 de retorno del termointercambiador hacia la válvula 66. Dependiendo de los requerimientos de calentamiento particular del sistema 46 de calefacción, la válvula 66 puede dirigir el fluido de enfriamiento ya sea, a la trayectoria 148, la cual regresa el fluido de enfriamiento hacia el generador 76 de calor, o a lo largo de la trayectoria 150, la cual regresa el fluido de enfriamiento al sistema 20 de enfriamiento. Ajustar la válvula 66 para provocar que todo el fluido de enfriamiento se regrese al generador 76 de calor a través del pasaje 148 de recirculación de congelante, con nada del fluido de enfriamiento regresando al sistema 20 de enfriamiento a través del pasaje 150 de retorno de congelante, resulta en el sistema 46 de calefacción y el sistema 20 de enfriamiento que operan sustancialmente en forma independiente entre sí. El fluido 21 de enfriamiento que viaja a lo largo de la trayectoria 148 puede descargarse hacia un impelente 152 anular formado en el alojamiento 78. Uno o más orificios 154 conectan fluídicamente el impelente 152 a la cámara 86 hidrodinámica. El fluido 21 de enfriamiento dirigido a lo largo de la trayectoria 150 mediante la válvula 66 sale del sistema 58 de calefacción suplementaria en la lumbrera 74. Desde ahí, el fluido de enfriamiento viaja a lo largo de la trayectoria 56 hacia la bomba 24 de agua del sistema 20 de enfriamiento del motor. Como se muestra en las Figuras 3 y 3a, la cámara 86 hidrodinámica del generador 76 de calor se ventila hacia la atmósfera a través del pasaje 156 de ventilación del LHG. Un extremo del pasaje 156 de ventilación del LHG se conecta fluídicamente al impelente 158 anular formado en el alojamiento 78, y un extremo opuesto se conecta a la lumbrera 160 de salida colocada a lo largo de la superficie exterior del alojamiento 78. Una lumbrera 162 de ventilación conecta fluídicamente el pasaje 156 de ventilación del LHG hacia el tanque 42 de expansión. Es preferible que un espacio 166 de aire esté continuamente presente sobre el fluido 21 de enfriamiento contenido en el tanque 42 de expansión. La manguera 162 de ventilación puede unirse al tanque 42 de expansión en una ubicación adyacente al espacio 166 de aire para evitar que la manguera 162 de ventilación esté en comunicación directa con el fluido 21 de enfriamiento contenido en el tanque 42 de expansión. El estator 80 incluye uno o más pasajes 164 de ventilación que conectan fluídicamente un impelente 158 a la cámara 86 hidrodinámica. La unidad 68 de control funciona para regular la operación del generador 76 de calor y la válvula 66. La unidad 68 de control de preferencia es un microprocesador programable. La unidad 68 de control se conecta operativamente a la válvula 66 a través del conector 168. La unidad 68 de control es capaz de enviar una señal de control a la válvula 66 para controlar la operación de la válvula 66 para propósitos de regular la distribución del fluido de enfriamiento entre los pasajes 150 y 148. La unidad 68 de control también puede funcionar para controlar la operación del embrague 106, que se conecta operativamente a la unidad 68 de control por medio del conector 170. La unidad 68 de control puede configurarse para enviar una señal de control al embrague 106 que dirige al embrague para engranarse o desengranarse dependiendo de los requerimientos de calentamiento del sistema 46 de calefacción. Engranar el embrague 106 permite que el par motor del motor 22 se transfiera al árbol 84 a través de la banda 27a de transmisión, la cual a su vez provoca que el rotor 82 gire sobre el eje 85 y caliente el fluido 21 de enfriamiento presente en la cámara 86 hidrodinámica. Desengranar el embrague 106 desconecta el árbol 84 y el rotor 82 del motor 22. Con el embrague 106 desengranado, el generador 76 de calor deja de producir calor, puesto que el árbol 84 y el rotor 82 ya no están impulsados rotativamente por la banda 27a. La unidad 68 de control puede configurarse para monitorear varios parámetros operativos del sistema 58 de calefacción suplementaria, tal como una velocidad rotacional del rotor 82, una temperatura del fluido 21 de enfriamiento que entra al generador 76 de calor a través del pasaje 148 de recirculación de congelante, y una presión de fluido 21 de enfriamiento que sale del generador 76 de calor a través del pasaje 140 de descarga del LHG. La velocidad rotacional del rotor 82 se monitorea por medio de un captador 172 de velocidad, el cual puede incluir cualquiera de una variedad de dispositivos captadores de velocidad conocidos, tales como un captador electromagnético. Utilizar un captador electromagnético para la captación 172 de velocidad conlleva a unir adecuadamente un material magnetizado a una pared 173 posterior del rotor 82. Un sensor 175 se une al alojamiento 78 en una forma que permite al sensor 175 detectar un campo magnético generado por el material magnetizado unido al rotor 82. El conector 174 conecta operativamente el captador 172 de velocidad a la unidad 68 de control. Una temperatura del fluido 21 de enfriamiento que entra al generador 76 de calor líquido a través del pasaje 148 de recirculación de congelante puede vigilarse por medio de una sonda 176 de temperatura, la cual puede incluir cualquiera de una variedad de dispositivos de detección de temperatura conocidos, tales como un termopar, detector de temperatura de resistencia, y similares. La sonda 176 de temperatura puede colocarse adecuadamente dentro del pasaje 148 de recirculación de congelante, o cualquier otra ubicación adecuada, para permitir que la sonda 176 detecte una temperatura del fluido 21 de enfriamiento que pasa a través del pasaje. Un conector 178 convencional conecta operativamente la sonda 176 de temperatura a la unidad 68 de control. La sonda 176 de temperatura es capaz de producir una señal que es indicativa de una temperatura del fluido de enfriamiento presente en el pasaje.

Una presión de fluido del fluido 21 de enfriamiento que sale del generador 76 de calor líquido a través del pasaje 132 puede vigilarse por medio de una sonda 180 de presión, la cual puede incluir cualquiera de una variedad de dispositivos de detección de presión conocidos. La sonda 180 de presión de preferencia se localiza dentro del pasaje 140 de descarga del LHG cerca del impelente 138, o cualquier otra ubicación adecuada, para permitir a la sonda 180 de presión detectar una presión del fluido 21 de enfriamiento que sale del generador 76 de calor líquido. La sonda 180 de presión es capaz de producir una señal que es indicativa de una presión del fluido de enfriamiento que pasa a través del pasaje 140 de descarga del LHG. Un conector 182 conecta operativamente la sonda 180 de presión a la unidad 68 de control . La unidad 68 de control regula la cantidad de calor generado por el generador 76 de calor líquido. Durante la operación, la unidad 68 de control puede monitorear continuamente las señales del sensor que se producen por varias sondas, incluyendo pero no limitándose a la sonda 176 de temperatura, la sonda 180 de presión, y el captador 172 de velocidad. La unidad 68 de control puede configurarse adecuadamente para interpretar automáticamente cada una de las señales recibidas para determinar una temperatura del fluido de enfriamiento que pasa a través del pasaje 148 de recirculación de congelante, una presión del fluido de enfriamiento que pasa a través del pasaje 140 de descarga del LHG, y una velocidad rotacional del rotor 82. La unidad 68 de control puede configurarse para asegurar automáticamente si el calor adicional debe agregarse al fluido 21 de enfriamiento basándose en la temperatura, presión, y velocidad rotacional previamente determinadas . Si se determina que el fluido 21 de enfriamiento requiere calentamiento adicional, la unidad 68 de control opera para permitir que una corriente eléctrica se aplique al embrague 106 para engranar el embrague. Con el embrague 106 engranado, el par motor producido por el motor 22 se transfiere al árbol 84 del LHG 58, que provoca que el rotor 82 gire y caliente el fluido de enfriamiento contenido en la cámara 86 hidrodinámica. El sistema 58 de calefacción suplementaria es capaz de operar en varios modos dependiendo del requerimiento de calentamiento del sistema 46 de calefacción. En un modo, referido como el modo de derivación, el generador 76 de calor líquido se desengrana del motor 22 al desactivar el embrague 106 y al colocar la válvula 46 de control en la posición de derivación. Con la válvula 66 de control colocada en la posición de derivación, el fluido 21 de enfriamiento recibido por la válvula 66 de control desde el pasaje 146 de retorno del termointercambiador se dirige nuevamente a la bomba 24 de agua a través del pasaje 150 de retorno de congelante. Para iniciar la operación del generador 76 de calor líquido, el dispositivo 68 de control puede enviar una señal de control al embrague 106 que provoca que el embrague se engrane y el rotor 82 comience a girar. La válvula 66 de control se coloca de preferencia en la posición de derivación cuando el embrague 106 primero se engrana. El fluido 21 de enfriamiento que entra al sistema 58 de calefacción suplementaria a través de la lumbrera 60 fluye a lo largo del pasaje 110 de suministro de congelante a la unión 112 de fluido. El fluido 21 de enfriamiento viaja a través del pasaje 113 hacia el generador 76 de calor liquido. El fluido de enfriamiento sigue la trayectoria previamente descrita a través del generador 76 de calor líquido que sale del generador de calor líquido en la lumbrera 136. El fluido 21 de enfriamiento viaja a lo largo del pasaje 140 de descarga del LHG. Al salir del sistema 58 de calefacción suplementaria en la lumbrera 62, el fluido 21 de enfriamiento viaja a lo largo de la manguera 54a calefactora hacia el termointercambiador 52, donde al salir del termointercambiador, el fluido de enfriamiento se dirige nuevamente al sistema 58 de calefacción suplementaria a través de la manguera 56a calefactora. Al entrar al sistema 58 de calefacción suplementaria en la lumbrera 64, el fluido 21 de enfriamiento pasa a través del pasaje 146 de retorno del termointercambiador hacia la válvula 66 de control. Puesto que la válvula 66 de control se coloca en la posición de derivación, todo el fluido de enfriamiento que entra a la válvula de control se dirige nuevamente a la bomba 24 de agua a través del pasaje 150 de retorno de congelante. Con el pasaje 148 de recirculación de congelante cerrado, se evita que el fluido 21 de enfriamiento regrese al generador 76 de calor líquido, de este modo provocando una reducción inicial en la cantidad del fluido de enfriamiento presente en la cámara 86 hidrodinámica. El aire del tanque 42 de expansión se extrae en la cámara 86 hidrodinámica a través de la manguera 162 de ventilación y el pasaje 156 de ventilación en respuesta a la reducción en la cantidad de fluido 21 de enfriamiento presente en la cámara 86 hidrodinámica . La válvula 66 de control también puede operarse en un modo de recirculación. Con el embrague 108 engranado y el generador 76 de calor líquido operando, el dispositivo 68 de control puede enviar una señal de control a la válvula 66 de control que provoca que la válvula se mueva desde la posición de derivación hacia la posición de recírculación. Con la válvula 66 de control colocada en la posición de recirculación, el fluido 21 de enfriamiento recibido del pasaje 146 de retorno del intercambiador fluye al pasaje 148 de recirculación y desde ahí al generador 76 de calor líquido. El fluido de enfriamiento evita entrar al pasaje 150 de retorno de congelante mientras que la válvula 66 de control se opera en el modo de recirculación. La válvula 66 de control también puede operarse en un modo de modulación, donde el fluido 21 de enfriamiento puede distribuirse selectivamente entre el pasaje 150 de retorno de congelante y el pasaje 148 de recirculación de congelante para poder ayudar a mantener un nivel de presión predeterminado de fluido de enfriamiento dentro de LHG 76. El dispositivo 68 de control monitorea continuamente la presión de fluido del fluido de enfriamiento en el LHG 76, y es capaz de variar la cantidad de fluido de enfriamiento que se regresa a la bomba 24 de agua a través del pasaje 150 de retorno de congelante como una forma de mantener un nivel de presión deseado dentro del LHG 76. Generalmente hablando, incrementar la cantidad de fluido de enfriamiento que fluye hacia la bomba 24 de agua a través del pasaje 150 de retorno de congelante provoca una disminución correspondiente en la presión de fluido dentro del LHG 76. La cantidad de fluido 21 de enfriamiento que entra al pasaje 150 de retorno de congelante mientras opera en el modo de modulación puede controlarse utilizando la válvula 66 de control. Si se determina que una disminución en la presión de fluido de enfriamiento dentro del LHG 76 es necesaria, el dispositivo 68 de control puede enviar una señal de control a la válvula 66 de control que provoca que la válvula ajuste la distribución del fluido de enfriamiento entre el pasaje 150 de retorno y el pasaje 148 de recirculación. El fluido 21 de enfriamiento continúa fluyendo hacia el pasaje 148 de recirculación de congelante mientras que opera en el modo de modulación. La Figura 4 muestra una modalidad alternativa de un LHG 184 en la cual una válvula 186 proporcional se utiliza para controlar una proporción de generación de calor del LHG 184. El LHG 184 incluye un rotor 188 y un estator 190 opuesto, de los cuales ambos son esencialmente los mismos que el rotor 82 y el estator 80 previamente descritos, respectivamente. El rotor 188 incluye un compresor 192 radial que funciona como una bomba para distribuir un fluido a una cámara 194 hidrodinámica. El LHG 184 además incluye un depósito 196 de fluido para retener un fluido 198. El depósito 196 se conecta fluídicamente al compresor 192 radial por medio de un conector 200 de fluido. En operación, el compresor 192 funciona para extraer el fluido 198 del depósito 196 y distribuir el fluido a la cámara 194 hidrodinámica donde se calienta en la forma previamente descrita con respecto al LHG 58. El fluido 198 calentado se descarga desde la cámara 194 hidrodinámica a través de una lumbrera 204 localizada en el estator 190 cerca de un diámetro exterior de la cámara 194 hidrodinámica. Un termointercambiador 206, u otro dispositivo similar, pueden utilizarse para extraer el calor del fluido 198. El termointercambiador 206 se conecta fluídicamente al pasaje 204 por medio de un pasaje 208. El fluido 198 distribuido al termointercambiador 206 pasa a través del termointercambiador donde una porción del calor del fluido se transfiere a otro medio 210, tal como un fluido o gas. El fluido 198 sale del termointercambiador 206 y se transporta nuevamente a la cámara 194 hidrodinámica a través del pasaje 212. El fluido 198 entra a la cámara 194 hidrodinámica a través de la lumbrera 214. La válvula 186 proporcional se conecta fluídicamente a una circunferencia exterior de la cámara 194 hidrodinámica por medio del pasaje 218. Un pasaje 216 conecta fluídicamente una salida de la válvula 186 proporcional al depósito 196. La válvula 186 proporcional se puede ajustar de preferencia infinitamente entre una posición completamente cerrada y una posición completamente abierta. La válvula 186 proporcional se puede operar para regular la cantidad de calor generado en la cámara 194 hidrodinámica al controlar la cantidad de fluido 198 que circula en la cámara 194 hidrodinámica. Durante la operación, la presión de fluido en la cámara 194 hidrodinámica es mayor que la presión de fluido en el depósito 196. La diferencia de presión provocará que el fluido fluya desde la cámara 194 hidrodinámica hasta el depósito 196 cuando se abra la válvula 186 proporcional. La proporción de flujo de fluido puede variarse al ajustar un área de flujo directo de la válvula 186 proporcional. Incrementar la proporción de flujo de fluido a través de la válvula 186 proporcional disminuye el volumen de fluido presente en la cámara 194 hidrodinámica, la cual a su vez reduce la cantidad de calor que se genera. De esta forma, la cantidad de calor que se genera por LHG 184 puede controlarse al ajustar el área de flujo directo de la válvula 186 proporcional para lograr un efecto de calentamiento deseado en el fluido 198 presente en la cámara 194 hidrodinámica. Un efecto de calentamiento máximo puede lograrse cuando la válvula 186 proporcional se cierra completamente para evitar que el fluido se transfiera desde la cámara 194 hidrodinámica nuevamente al depósito 196. Un efecto de calentamiento mínimo puede lograrse con la válvula 186 que abre completamente para aumentar la velocidad de transferencia de fluido entre la cámara 194 hidrodinámica y el depósito 196. Con la válvula 186 completamente cerrada, la cámara 194 hidrodinámica se llenará completamente con el fluido 198. Una vez que la cámara 194 hidrodinámica se llena completamente, cualquier exceso de fluido se regresará al depósito 196 a través del pasaje 202 a una proporción de flujo sustancialmente igual a la proporción de flujo de fluido que pasa a través del pasaje 200. La Figura 5 muestra un LHG 220 similar al LHG 184 mostrado en la Figura 4, la diferencia principal es que el LHG 220 incorpora dos cámaras 222 y 224 hidrodinámicas en lugar de una. Doblar el número de cámaras hidrodinámicas incrementa la capacidad de generación de calor del LHG. El LHG 220 incluye un rotor 226 de doble lado. Un primer lado del rotor 226 forma la mitad de la cámara 222 hidrodinámica y un lado opuesto forma la mitad de la cámara 224 hidrodinámica. Un primer estator 228 se yuxtapone al primer lado del rotor 226 para formar la otra mitad de la cámara 222 hidrodinámica. Un segundo estator 230 se yuxtapone al segundo lado del rotor 226 para formar la otra mitad de la cámara 224 hidrodinámica. Las cámaras 222 y 224 hidrodinámicas pueden configurarse sustancialmente igual que la cámara 86 hidrodinámica (véase Figuras 3 y 3a) . El rotor 226 incluye un compresor 232 radial que tiene una entrada 234 conectada fluídicamente al depósito 196 a través del pasaje 200. Durante la operación, el compresor 232 funciona como una bomba para extraer el fluido desde el depósito 194 y distribuir el fluido a las cámaras 222 y 224 hidrodinámicas a través de los pasajes 236 y 238, respectivamente. La válvula 186 proporcional puede operarse de la misma forma que se describe previamente para regular la proporción de flujo del fluido 198 que se transfiere desde las cámaras 222 y 224 hidrodinámicas nuevamente al depósito 196, con un máximo efecto de calentamiento en el fluido que ocurre con la válvula 186 completamente cerrada y un mínimo efecto de calentamiento que ocurre con la válvula completamente abierta. Con la válvula 186 completamente cerrada, ambas cámaras 222 y 224 hidrodinámicas se llenarán completamente con fluido 198. Una vez que ambas cavidades se llenan completamente, cualquier exceso de fluido se regresará al depósito 196 a través del pasaje 202 a una proporción de flujo sustancialmente igual a la proporción de flujo del fluido que pasa a través el pasaje 200. Con referencia a la Figura 6, un generador 240 de calor se muestra unido directamente a un cigüeñal 242 del motor 22. El generador 240 de calor puede utilizarse en lugar del generador 76 de calor del sistema 58 de calefacción suplementaria. El generador 240 de calor puede reemplazar la polea 25 del cigüeñal. Tal configuración puede ser ventajosa para su uso en un vehículo con un compartimento de motor particularmente sujetado. Puesto que el generador 240 de calor puede utilizarse en lugar de un componente ya existente (es decir, polea 25 de cigüeñal) , el generador 240 de calor generalmente no ocupará nada de espacio adicional dentro del compartimento del motor. El generador 240 de calor se muestra para incluir una cámara hidrodinámica doble similar a la mostrada en la Figura 5. Sin embargo, se debe apreciar también que el generador 240 de calor puede configurarse adecuadamente para incluir una sola cámara hidrodinámica, como se muestra en la Figura 4. El generador 240 de calor incluye un estator 244 que tiene un primer lado que forma la mitad de una primera cámara 246 hidrodinámica, y un segundo lado que forma la mitad de una segunda cámara 248 hidrodinámica. Un primer rotor 250 se yuxtapone al primer lado del estator 244 para formar la otra mitad de la primera cámara 246 hidrodinámica. Un segundo rotor 252 se yuxtapone al segundo lado del estator 244 para formar la otra mitad de la segunda cámara 248 hidrodinámica. Los rotores 250 y 252 se unen fijamente a un alojamiento 254 que encierra sustancialmente ambos rotores. Mientras opera el LHG 240, el alojamiento 254, el rotor 250 y el rotor 252 giran concurrentemente con respecto entre sí. Una abrazadera 256 de montaje en forma de copa puede utilizarse para unir al alojamiento 254 al cigüeñal 242 para su rotación concurrente con el mismo. Una porción 257 extrema de la abrazadera 256 de montaje en forma de copa puede unirse adecuadamente tal como por colocación de pernos, a una pestaña 258 formada en un extremo del cigüeñal 242. Una porción 260 de reborde para montar la abrazadera 256 puede unirse adecuadamente, tal como mediante colocación de pernos, en una circunferencia 262 exterior del alojamiento 254. Una circunferencia 264 exterior de la abrazadera 256 de montaje puede configurarse adecuadamente para incluir una polea 266 de transmisión auxiliar del motor. La polea 266 opera de la misma forma que la transmisión 25 auxiliar mostrada en la Figura 1, y puede utilizarse para operar la banda 27 de transmisión. El LHG 240 incluye una línea 268 de suministro conectada adecuadamente al sistema 22 de enfriamiento. El fluido 21 de enfriamiento del sistema 22 de enfriamiento del motor sale de la línea 268 de suministro a través de uno o más orificios 270 colocados alrededor de una circunferencia de la línea 268 de suministro. El fluido de enfriamiento se descarga en un impelente 272 de distribución anular formado en un diámetro interno del estator 244. Uno o más pasajes 274 conectan fluídicamente el impelente 272 a la cámara 246 hidrodinámica y uno o más pasajes 276 conectan fluídicamente el impelente 272 a la cámara 248 hidrodinámica. El fluido de enfriamiento que pasa a través de la línea 268 de suministro se divide sustancialmente a la mitad, con una mitad pasando a través de los pasajes 274 a la cámara 246 hidrodinámica y la otra mitad pasando a través de los pasajes 276 a la cámara 248 hidrodinámica. Cuando opera el LHG 240, el fluido de enfriamiento presente en las cámaras 246 y 248 hidrodinámicas se calienta sustancialmente de la misma forma que se describe previamente. El fluido 21 de enfriamiento calentado se descarga a través de una o más aberturas colocadas a lo largo de una circunferencia exterior de las cámaras 246 y 248 hidrodinámicas hacia un impelente 280 anular formado a lo largo de una circunferencia 282 interior del alojamiento 254. El fluido viaja a lo largo de un pasaje 284 colocado entre una superficie 286 posterior del segundo rotor 252, una superficie 288 interior del alojamiento 254 y se descarga en una cavidad 290 formada en el centro del segundo rotor 252 y colocada a lo largo del segundo eje del rotor de rotación. Un tubo 292 de salida para transportar el fluido de enfriamiento desde el generador 240 de calor hacia el núcleo 52 calefactor se coloca dentro de la línea 268 de suministro, de tal forma que el eje longitudinal de la línea 268 de suministro coincide sustancialmente con un eje longitudinal del tubo 292 de salida. Un extremo 294 del tubo 292 de salida se extiende hacia la cavidad 290. El fluido de enfriamiento presente en la cavidad 290 entra al extremo 294 del tubo 292 de salida y se transporta a través del tubo 292 de salida hacia el núcleo 52 calefactor. Un sello 296 evita que el fluido de enfriamiento en la cavidad 290 recircule nuevamente hacia las cámaras 246 y 248 hidrodinámicas . Con referencia a la Figura 8, un LHG 298 se muestra para incluir un generador 300 de calor líquido de cámara hidrodinámica doble similar a aquella mostrada en la Figura 5. Pero a diferencia del generador de calor mostrado en la Figura 5, el generador 300 de calor líquido no tiene un compresor radial para suministrar a las cámaras hidrodinámicas con fluido. El LHG 298 incluye un rotor 302 de doble lado. Un primer lado del rotor 302 forma la mitad de la cámara 304 hidrodinámica y un lado opuesto forma la mitad de la cámara 306 hidrodinámica. Un primer estator 308 se yuxtapone al primer lado del rotor 302 para formar la otra mitad de la cámara 304 hidrodinámica. Un segundo estator 310 se yuxtapone al segundo lado del rotor 302 para formar la otra mitad de la cámara 306 hidrodinámica. Las cámaras 304 y 306 hidrodinámicas pueden configurarse sustancialmente igual que la cámara 86 hidrodinámica (véase Figuras 3 y 3a) .

Debido a que el LHG 298 no incluye un compresor radial, una bomba 312 de engranajes eléctrica reversible puede utilizarse para regular operativamente la cantidad de fluido 198 presente en las cámaras 304 y 306 hidrodinámicas en cualquier caso dado. El pasaje 218 conecta fluídicamente la bomba 312 de engranajes a la circunferencia exterior de las cámaras 304 y 306 hidrodinámicas. Para evitar una posible descarga de fluido 198 a través de la bomba 312 de engranajes cuando la bomba de engranajes no se activa, puede desearse incorporar una válvula 314 de solenoide en el circuito de flujo de fluido que conecta a las cámaras 304 y 306 hidrodinámicas al depósito 196. Tal disposición se muestra en la Figura 8, donde las válvulas 314 de solenoide se colocan en el circuito de fluido entre la bomba 312 de engranajes y el depósito 196. El pasaje 316 conecta fluídicamente la bomba 312 de engranajes a la válvula 314 de solenoide. El pasaje 216 conecta fluídicamente la válvula 314 de solenoide al depósito 196. Generalmente es preferible que la válvula 314 de solenoide y la bomba 312 de engranajes se activen simultáneamente. Pueden existir casos, sin embargo, donde es deseable operar la válvula 314 de solenoide independiente de la bomba 312 de engranajes. Por ejemplo, para hacer ajustes relativamente finos en la cantidad del fluido presente en las cámaras 304 y 306 hidrodinámicas, puede ser benéfico operar continuamente la bomba 312 de engranajes mientras que se abre y se cierra selectivamente la válvula 314 de solenoide para controlar la transferencia de fluido entre las cámaras 304 y 306 hidrodinámicas. En operación, la bomba 312 de engranajes puede operarse para transferir el fluido 198 de atrás hacia delante entre las cámaras 304 y 306 hidrodinámicas y el depósito 196 para lograr un volumen deseado de fluido en las cámaras 304 y 306 hidrodinámicas. La válvula 314 de solenoide generalmente se abrirá cuando el motor 312 de engranajes esté operando, aunque como se discute previamente, pueden existir casos donde es deseable operar la válvula 314 de solenoide independientemente de la bomba 312 de engranajes. El fluido 198 presente en las cámaras 304 y 306 hidrodinámicas se calienta sustancialmente de la misma forma como se describe previamente con respecto al sistema 58 de calefacción suplementaria. El fluido 198 calentado se descarga desde una o más aberturas 318 y 320 colocadas a lo largo de una circunferencia exterior de las cámaras 304 y 306 hidrodinámicas, respectivamente, hacia un impelente 322 anular colocado a lo largo de una circunferencia exterior del estator 302. El fluido calentado entra al pasaje 208, el cual se conecta fluídicamente al termointercambiador 206. Cuando el fluido calentado pasa a través del termointercambiador 206, una porción de su calor se transfiere a un segundo medio 210, el cual puede ser un gas o fluido. Al salir del termointercambiador 206, el fluido se regresa al generador 300 de calor a través del pasaje 212. El fluido se descarga en un impelente 321 conectado fluídicamente a la cámara 306 hidrodinámica, y un impelente 323 conectado fluídicamente a la cámara 304 hidrodinámica. El impelente 321 se conecta fluídicamente al impelente 323. El fluido reingresa a la cámara 304 hidrodinámica a través de uno o más pasajes 325 y la cámara 306 hidrodinámica a través de uno o más pasajes 327. Una vez que las cámaras 304 y 306 hidrodinámicas se llenan completamente, cualquier exceso de fluido se regresará al depósito 196 a través del pasaje 202 a una proporción de flujo sustancialmente igual a la proporción de flujo de fluido que pasa a través del pasaje 218. La descripción de la invención solamente es ejemplar en naturaleza, y de este modo, variaciones que no se separan del alcance de la invención se pretenden para estar dentro del alcance de la invención. Tales variaciones no se tomarán como una separación del espíritu y alcance de la invención.

Claims (63)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención se considera como novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo descrito en las siguientes reivindicaciones.
2. REIVINDICACIONES 1. Un aparato de calefacción que se puede conectar a un sistema de enfriamiento de un vehículo para proporcionar calentamiento suplementario de un compartimento de pasajero del vehículo, el sistema de enfriamiento tiene un tanque de expansión para recolectar por lo menos una porción de un fluido que circula dentro del sistema de enfriamiento y un termointercambiador para transferir calor del fluido a una corriente de aire para calentar el compartimento del pasajero, el aparato de calefacción caracterizado porque comprende: un generador de calor líquido que tiene un pasaje de descarga y un pasaje de recirculación, el generador de calor líquido puede operar para calentar el fluido cuando se conecta al sistema de enfriamiento; una lumbrera de descarga adaptada para conectar fluídicamente el pasaje de descarga a una entrada del termointercambiador; una válvula de control conectada fluídicamente al pasaje de recirculación del generador de calor líquido; y la lumbrera de retorno adaptada para conectar fluídicamente la válvula de control a una salida del termointercambiador . 2. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el generador de calor líquido además incluye : un estator; un rotor alineado coaxialmente con y colocado adyacente al miembro estator, el rotor se puede hacer girar operativamente con relación al estator; un árbol unido al rotor para su rotación concurrente con el mismo; y medios para impulsar rotativamente el árbol.
3. 3. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de transmisión comprende una polea conectada operativamente al árbol para su co-rotación con el mismo que se engrana operativamente con un cigüeñal del motor.
4. 4. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el medio de transmisión además comprende un embrague para engranar selectivamente la polea con el árbol.
5. 5. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el embrague es un embrague electromagnético .
6. 6. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el embrague se puede operar en respuesta a una señal recibida de un dispositivo de control.
7. 7. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el dispositivo de control es un microprocesador.
8. 8. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el medio de transmisión comprende un motor eléctrico.
9. 9. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el estator y el rotor definen una cavidad para calentar el fluido, y además comprenden un pasaje de ventilación conectado operativamente a la cavidad para ventilar la cavidad a la atmósfera, el pasaje de ventilación tiene una lumbrera adaptada para conectar operativamente el pasaje de ventilación al tanque de expansión.
10. 10. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el generador de calor líquido además comprende un pasaje de suministro y además comprende una lumbrera de entrada adaptada para conectar fluídicamente el pasaje de suministro del generador de calor líquido al sistema de enfriamiento del vehículo.
11. 11. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque además porque comprende un pasaje de derivación que conecta fluídicamente el pasaje del suministro al pasaje de descarga.
12. 12. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el pasaje de derivación comprende una válvula de seguridad que puede operar para evitar que el fluido viaje desde el pasaje de descarga hasta el pasaje de suministro cuando el aparato de calefacción se conecta al sistema de enfriamiento y el generador de calor líquido está operando.
13. 13. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque sustancialmente toda la cantidad de fluido que pasa a través de la lumbrera de entrada pasa a través del generador de calor líquido cuando el aparato de calefacción se conecta al sistema de enfriamiento y el generador de calor líquido está operando.
14. 14. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque por lo menos una porción del fluido que entra al aparato de calefacción a través de la lumbrera de entrada pasa a través del pasaje de derivación cuando el aparato de calefacción se conecta al sistema de enfriamiento y el generador de calor líquido no está operando.
15. 15. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende una lumbrera de salida adaptada para conectar fluídicamente la válvula de control al sistema de enfriamiento del vehículo.
16. 16. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la válvula de control se puede operar para dividir selectivamente el fluido que pasa a través de la lumbrera de retorno en proporciones predeterminadas cuando el aparato de calefacción se conecta al sistema de enfriamiento, donde una primera porción se dirige al pasaje de retorno y una segunda porción se dirige al pasaje de recirculación.
17. 17. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la válvula de control puede ajustarse operativamente para dirigir sustancialmente toda la cantidad de fluido que pasa a través de la lumbrera de retorno hacia el pasaje de retorno cuando el aparato de calefacción se conecta al sistema de enfriamiento y el generador de calor líquido no está operando .
18. 18. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque comprende un dispositivo de control en comunicación operable con la válvula de control, el dispositivo de control capaz de enviar una señal de control a la válvula de control para controlar la distribución del fluido entre el pasaje de retorno y el pasaje de recirculación cuando el aparato de calefacción se conecta al sistema de enfriamiento.
19. 19. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el dispositivo de control comprende un microprocesador.
20. 20. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque comprende medios para detectar una temperatura de fluido que pasa a través del pasaje de recirculación cuando el aparato de calefacción se conecta al sistema de enfriamiento, el medio de detección de temperatura está en comunicación operable con el medio de control y es capaz de enviar una señal al medio de control que corresponde a la temperatura del fluido.
21. 21. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque comprende medios para detectar una presión de fluido que pasa a través del pasaje de descarga cuando el aparato de calefacción se conecta al sistema de enfriamiento, el medio de detección de presión está en comunicación operable con el medio de control y es capaz de enviar una señal al medio de control que corresponde a la presión del fluido de enfriamiento .
22. 22. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque comprende medios para detectar una velocidad rotacional de un rotor del generador de calor líquido cuando el aparato de calefacción se conecta al sistema de enfriamiento, el medio de detección de velocidad está en comunicación operable con el medio de control y es capaz de enviar una señal al medio de control que corresponde a la velocidad rotacional del rotor.
23. 23. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la válvula de control es operable para provocar que una porción predeterminada del fluido que pasa a través de la lumbrera de retorno se dirija a través del pasaje de recirculación y hacia el generador de calor líquido cuando el aparato de calefacción se conecta al sistema de enfriamiento y el generador de calor líquido está operando.
24. 24. Un sistema de calefacción para proporcionar calor a un compartimento de pasajero de un vehículo, el sistema de calefacción caracterizado porque comprende: un termointercambiador operable para transferir calor de un fluido a una corriente de aire que se puede distribuir al compartimento de pasajero; un generador de calor líquido operable para calentar el fluido; un pasaje de descarga que conecta fluídicamente el generador de calor líquido al termointercambiador para transferir el fluido del generador de calor líquido al termointercambiador; una válvula de control que tiene una lumbrera de entrada y una lumbrera de salida; un pasaje de descarga de termointercambiador que conecta fluídicamente el termointercambiador a la lumbrera de entrada de la válvula de control para transferir el fluido desde el termointercambiador hasta la válvula de control; y un pasaje de recirculación que conecta fluídicamente la lumbrera de salida de la válvula de control al generador de calor líquido para transferir el fluido desde la válvula de control hasta el generador de calor líquido, donde la válvula de control es operable para controlar selectivamente la cantidad de fluido que pasa a través del pasaje de recirculación y hacia el generador de calor líquido.
25. 25. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque el generador de calor líquido además incluye : un estator; un rotor colocado adyacente al estator, el rotor se puede hacer girar operativamente con relación al rotor; un árbol unido al rotor para su rotación concurrente con el mismo; y medios para impulsar rotativamente el árbol.
26. 26. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque el medio de transmisión se conecta operativamente al cigüeñal del motor para su rotación concurrente con el mismo, el medio de transmisión es capaz de desengranarse selectivamente, permitiendo de esta forma que el cigüeñal se haga girar independientemente del árbol .
27. 27. EX aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque comprende un dispositivo de control, donde el medio de transmisión se puede operar en respuesta a una señal recibida del dispositivo de control.
28. 28. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el dispositivo de control es un microprocesador.
29. 29. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque el rotor y el estator definen una cavidad para calentar el fluido y además comprende un tanque de expansión y un pasaje de ventilación que conecta la cavidad al tanque de expansión, el pasaje de ventilación operable para ventilar la cavidad a la atmósfera.
30. 30. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque la válvula de control es operable para provocar selectivamente que una porción predeterminada del fluido que pasa a través del pasaje de descarga del termointercambiador se dirija a través del pasaje de recirculación y hacia el generador de calor líquido.
31. 31. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado además porque comprende : una motor que tiene un pasaje de entrada para recibir el fluido y un pasaje de salida para descargar el fluido; y un pasaje de suministro que conecta fluídicamente el pasaje de salida del motor al generador de calor líquido.
32. 32. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado además porque comprende un pasaje de derivación que conecta fluídicamente el pasaje de suministro al pasaje de descarga.
33. 33. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el pasaje de derivación comprende una válvula de seguridad operable para evitar que el fluido fluya desde el pasaje de descarga hasta el pasaje de suministro.
34. 34. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque sustancialmente toda la cantidad de fluido que pasa a través del pasaje de suministro pasa a través del generador de calor líquido cuando el generador de calor líquido está operando.
35. 35. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque por lo menos una porción del fluido que pasa a través del pasaje de suministro pasa a través del pasaje de derivación cuando el generador de calor líquido no está operando.
36. 36. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado además porque comprende : una bomba que tiene una entrada; y un pasaje de retorno que conecta fluídicamente una segunda lumbrera de salida de la válvula de control a la entrada de la bomba.
37. 37. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado porque la válvula de control es operable para dividir selectivamente el fluido que pasa a través del pasaje de descarga del termointercambiador en proporciones predeterminadas, donde una porción se dirige al pasaje de retorno y una segunda porción se dirige al pasaje de recirculación.
38. 38. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado porque la válvula de control se puede ajustar operativamente para dirigir sustancialmente toda la cantidad del fluido que pasa a través del pasaje de descarga del termointercambiador al pasaje de retorno.
39. 39. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado porque la válvula de control se puede ajustar operativamente para dirigir sustancialmente toda la cantidad del fluido que pasa a través del pasaje de descarga del termointercambiador al pasaje de recirculación y hacia el generador de calor líquido.
40. 40. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado además porque comprende un dispositivo de control en comunicación operable con la válvula de control, el dispositivo de control es capaz de enviar una señal de control a la válvula de control para controlar la distribución del fluido entre el pasaje de retorno y el pasaje de recirculación.
41. 41. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado además porque comprende medios para detectar una temperatura del fluido de enfriamiento que pasa a través del pasaje de recirculación, el medio de detección de temperatura está en comunicación operable con el medio de control y es capaz de enviar una señal al medio de control que corresponde a la temperatura de fluido.
42. 42. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado además porque comprende medios para detectar una presión del fluido de enfriamiento que pasa a través del pasaje de descarga, el medio de detección de presión está en comunicación operable con el medio de control y es capaz de enviar una señal al medio de control que corresponde a la presión del fluido.
43. 43. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado además porque comprende medios para detectar una velocidad rotacional de un rotor del generador de calor líquido, el medio de detección de velocidad está en comunicación operable con el medio de control y es capaz de enviar una señal al medio de control que corresponde a la velocidad rotacional del rotor.
44. 44. Un aparato para calentar un fluido que se puede conectar a un cigüeñal de un motor, el aparato de calefacción caracterizado porque comprende: una polea de motor que se puede unir al cigüeñal para su rotación concurrente con el mismo; y un generador de calor líquido que tiene un alojamiento unido a la polea del motor para su rotación concurrente con el mismo.
45. 45. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 44, caracterizado porque el alojamiento se dispone por lo menos parcialmente dentro de un espacio interior definido por una extremidad exterior de la polea.
46. 46. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 44, caracterizado porque el alojamiento se dispone totalmente dentro de un espacio interior definido por una extremidad exterior de la polea.
47. 47. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 44, caracterizado porque el generador de calor líquido además comprende un estator y un rotor colocados adyacentes a un primer lado del estator, el rotor se une al alojamiento para su rotación concurrente con el mismo.
48. 48. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 47, caracterizado porque el generador de calor líquido además comprende un segundo rotor colocado adyacente a un segundo lado del estator, el segundo rotor se une al alojamiento para su rotación concurrente con el mismo.
49. 49. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado porque el estator y el primer rotor definen una primera cavidad y el estator y el segundo rotor definen una segunda cavidad, la primera cavidad se conecta fluidicamente a la segunda cavidad.
50. 50. Un aparato para calentar un fluido caracterizado porque comprende: un generador de calor líquido que tiene un pasaje de entrada y un pasaje de descarga; un depósito de fluido para contener el fluido, el depósito de fluido conectado fluídicamente a un pasaje de entrada del generador de calor líquido; y una válvula proporcional que tiene una entrada conectada fluídicamente al pasaje de descarga del generador de calor líquido y una salida conectada fluídicamente al depósito de fluido, la válvula proporcional operable para restringir selectivamente el flujo de fluido del generador de calor líquido hacia el depósito de fluido.
51. 51. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque el generador de calor líquido además comprende un segundo pasaje de descarga y un segundo pasaje de entrada, y además comprende un termointercambiador que tiene una lumbrera de entrada conectada fluídicamente al segundo pasaje de descarga y una lumbrera de salida conectada fluídicamente a la segunda entrada de generador de calor líquido .
52. 52. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque el generador de calor líquido además comprende un rotor y un estator colocado adyacente al primer lado del rotor, el estator y el rotor definen una cavidad toroidal en comunicación de fluido con el primer y segundo pasajes de descarga del generador de calor líquido.
53. 53. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado porque el generador de calor líquido además comprende un segundo estator colocado adyacente a un segundo lado del rotor, el rotor y el segundo estator definen una segunda cavidad toroidal, la primera cavidad toroidal se conecta fluídicamente a la segunda cavidad toroidal .
54. 54. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado además porque comprende un pasaje de ventilación operable para ventilar una región interior de la cavidad toroidal a la atmósfera.
55. 55. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado porque el generador de calor líquido además comprende un compresor radial que tiene una entrada en comunicación de fluido con el depósito de fluido y una salida en comunicación de fluido con la cavidad toroidal .
56. 56. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 55, caracterizado porque el rotor se puede hacer girar operativamente y el compresor radial se une al rotor para su rotación concurrente con el mismo.
57. 57. El aparato para calentar un fluido caracterizado porque comprende : un generador de calor líquido que tiene un pasaje de entrada y un pasaje de descarga; un depósito de fluido para contener el fluido; una bomba reversible; un primer pasaje que conecta fluídicamente la bomba al depósito de fluido y un segundo pasaje que conecta fluídicamente la bomba al generador de calor líquido, la bomba se puede operar para transferir el fluido de atrás hacia delante entre el depósito de fluido y el generador de calor líquido.
58. 58. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado porque el generador de calor líquido además comprende un pasaje de descarga y un segundo pasaje de entrada, y además comprende un termointercambiador que tiene una lumbrera de entrada conectada fluídicamente del segundo pasaje de descarga y una lumbrera de salida conectada fluídicamente a la segunda entrada del generador de calor líquido.
59. 59. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado porque el generador de calor liquido además comprende un rotor y un estator colocado adyacente a un primer lado del rotor, el estator y el rotor definen una cavidad toroidal en comunicación de fluido con la bomba y el termointercambiador.
60. 60. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado porque el generador de calor líquido además comprende un segundo estator colocado adyacente a un segundo lado del rotor, el rotor y el segundo estator definen una segunda cavidad toroidal, la primera cavidad toroidal se conecta fluídicamente a la segunda cavidad toroidal .
61. 61. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado además porque comprende un pasaje de ventilación conectado fluídicamente a la cavidad toroidal y operable para ventilar una región interior de la cavidad toroidal a la atmósfera.
62. 62. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado además porque comprende una válvula colocada dentro de por lo menos uno del primero y segundo pasajes, la válvula se puede operar para bloquear por lo menos parcialmente el flujo de fluido del generador de calor líquido al depósito de fluido.
63. 63. El aparato de calefacción de conformidad con la reivindicación 62, caracterizado porque la válvula se puede operar para evitar sustancialmente que el fluido fluya a través de la bomba cuando la bomba no esté operando .