PL236938B1 - Wyciągowe krzesło narciarskie wyposażone w układ podgrzewania oraz sposób sterowania układem podgrzewania wyciągowego krzesła narciarskiego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wyciągowe krzesło narciarskie wyposażone w układ podgrzewania oraz sposób sterowania układem podgrzewania wyciągowego krzesła narciarskiego.

Z amerykańskiego zgłoszenia patentowego opublikowanego za numerem US2008282928A1 znane jest podgrzewane wyciągowe krzesło narciarskie wyposażone w elementy ogrzewające ręce pasażera. Krzesełko narciarskie jest wyposażone w pierwsze źródło zasilania zawierające ogniwo fotowoltaiczne i drugie źródło zasilania - baterię. Wadą tego rozwiązania jest kłopotliwe ładowanie baterii w warunkach, kiedy nasłonecznienie jest niedostateczne. Takie ładowanie wymagałoby dodatkowej infrastruktury, gdyż pojemność baterii nadających się do umieszczenia na krzesłach narciarskich jest niewystarczająca na cały dzień, a szybkość ładownia niewystarczająca do naładowania na krótkich odcinkach przy stacjach, w których łatwo można zapewnić zasilanie.

W europejskim zgłoszeniu patentowym, opublikowanym za numerem EP3197740, ujawniono zastosowanie superkondensatorów jako magazynów energii elektrycznej w wyciągowych krzesłach narciarskich pozbawionych zasilania. Superkondensatory te są ładowane w wyznaczonych obszarach i magazynują energię elektryczną, wykorzystywaną w trakcie ruchu gdy nie ma dostępu do zewnętrznych źródeł zasilania. Krzesła są wyposażone w przewodowe lub bezprzewodowe złącza, umożliwiające dołączenie - czerpanie energii z zewnętrznych układów zasilających w trakcie ruchu krzesełka. w opisie wynalazku ujawniono zastosowanie energii elektrycznej zmagazynowanej w superkondensatorach m.in. do zasilania grzałek. Wadą tego rozwiązania jest to, że grzałki i elementy sterujące są zasilane z jednego źródła. Takie rozwiązanie nie zapewnia wystarczających zasobów energii do zapewnienia komfortu na dłuższych trasach i wiąże się z ryzykiem odcięcia układu sterującego od energii elektrycznej przy szybkim rozładowaniu.

Celem wynalazku jest zapewnienie krzesełka narciarskiego z bezpiecznym i niezawodnym układem ogrzewania dłoni działającym bez zasilania zewnętrznego w przerwach pomiędzy ładowaniem w punktach ładowania.

Wyciągowe krzesło narciarskie zawierające siedzisko z oparciem oraz poręcz wyposażone w układ podgrzewania z grzałką elektryczną zgodnie z wynalazkiem cechuje się tym, że układ podgrzewania jest wyposażony w kanał zawierający wentylator napędzany silnikiem i poprowadzony przynajmniej w części w poręczy poprzez obszar przystosowany do dawania oparcia dłoniom. Grzałka jest umieszczona w komorze zawierającej medium o dużej pojemności cieplnej, przez którą przebiega kanał wyposażony w przynajmniej jeden bimetaliczny zawór termiczny. Taka konfiguracja pozwala odsunąć medium w komorze nagrzane do temperatury przekraczającej temperaturę komfortu, a nawet grożącej poparzeniem dłoni i ciał pasażerów zapewniając im bezpieczeństwo. Gdyby nawet powietrze w kanale nagrzało się do temperatur zagrażających wygodzie lub zdrowiu, obieg zostanie odcięty przez zawór termiczny. w komorze jest umieszczony pierwszy czujnik temperatury, a w obszarze jest umieszczony drugi czujnik temperatury. Układ podgrzewania jest wyposażony ponadto w układ pomiarowo-sterujący połączony z pierwszym czujnikiem temperatury, drugim czujnikiem temperatury oraz silnikiem, zasilany z układu podtrzymującego zasilanie zawierającego baterię superkondensatorów. Układ podtrzymujący zasilanie jest połączony z układem ładowania wyposażonym w złącze przystosowane do podłączania do zewnętrznych układów zasilających w trakcie ruchu krzesełka. Grzałka jest połączona z układem ładowania oraz z układem podtrzymującym zasilanie poprzez obwód zawierający sterowany klucz połączony z układem pomiarowo-sterującym. Taka konfiguracja umożliwia, w krótkich odcinakach czasu w których układ ładowania jest połączony z infrastrukturą wyciągu narciarskiego, zgromadzenie energii cieplnej w komorze oraz naładowanie układu podtrzymania zasilania. w trakcie ruchu krzesełka po odłączeniu zasilania uzyskuje się możliwość regulowania tempa poboru ciepła z komory poprzez regulację obrotów silnika D, stosownie do wskazań czujników temperatury. w sytuacji, gdy pozostają rezerwy energii elektrycznej można je spożytkować na dogrzanie grzałki z układu podtrzymania zasilania.

Korzystnie krzesełko jest wyposażone w drut oporowy zapewniony w obszarze H, połączony z układem podtrzymującym zasilanie za pośrednictwem drugiego klucza sterowanego z układu pomiarowo-sterującego. w takiej konfiguracji rezerwy energii elektrycznej mogą być doprowadzane wprost do obszaru H bez pośrednictwa grzałki, kanału i wentylatora.

Korzystnie komora jest umieszczona pod siedzeniem lub za oparciem krzesełka, dzięki czemu jest całkowicie odizolowana od pasażerów, zarówno w trakcie jazdy jak i przy wsiadaniu i wysiadaniu.

PL 236 938 B1

W sposobie sterowania układem ogrzewania wyciągowego krzesła narciarskiego dla utrzymania zadanej temperatury, według wynalazku stosuje się krzesło narciarskie zawierające siedzisko z oparciem oraz poręcz wyposażone w układ podgrzewania z grzałką elektryczną w którym, że układ podgrzewania jest wyposażony w kanał zawierający wentylator napędzany silnikiem i poprowadzony przynajmniej w części w poręczy poprzez obszar przystosowany do dawania oparcia dłoniom. Grzałka jest umieszczona w komorze zawierającej medium o dużej pojemności cieplnej, przez którą przebiega kanał wyposażony w przynajmniej jeden bimetaliczny zawór termiczny. w komorze jest umieszczony pierwszy czujnik temperatury, a w obszarze jest umieszczony drugi czujnik temperatury. Układ podgrzewania jest wyposażony ponadto w układ pomiarowo-sterujący połączony z pierwszym czujnikiem temperatury, drugim czujnikiem temperatury oraz silnikiem, zasilany z układu podtrzymującego zasilanie zawierającego baterię superkondensatorów. Układ podtrzymujący zasilanie jest połączony z układem ładowania wyposażonym w złącze przystosowane do podłączania do zewnętrznych układów zasilających w trakcie ruchu krzesełka. Grzałka jest połączona z układem ładowania oraz z układem podtrzymującym zasilanie poprzez obwód zawierający sterowany klucz połączony z układem pomiarowo-sterującym. Za pomocą układu pomiarowo-sterującego odczytuje się temperaturę z pierwszego czujnika temperatury i drugiego czujnika temperatury, zaś silnik załącza się, gdy odczyt temperatury z pierwszego czujnika temperatury jest wyższy od predefiniowanej wartości a odczyt z drugiego czujnika temperatury jest niższy od wartości temperatury zadanej.

Przedmiot wynalazku został ukazany w przykładzie wykonania na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia schemat ideowy systemu podgrzewania w krześle według wynalazku, natomiast Fig. 2 przedstawia krzesło z zainstalowanym systemem podgrzewania.

Wyciągowe krzesło narciarskie w przykładzie wykonania wynalazku ukazano na Fig. 2. Krzesło zawiera siedzisko S z oparciem oraz poręcz R z podgrzewanym obszarem H zapewniającym oparcie dłoniom. Przez poręcz R z obszarem H przebiega kanał P gorącego powietrza układu podgrzewania.

Schemat ideowy krzesła z układem podgrzewania ukazano na Fig. 1. Układ podgrzewania jest wyposażony w grzałkę elektryczną G umieszczoną w komorze K, zlokalizowanej pod siedzeniem, zawierającej gacz parafinowy stanowiący medium o dużej pojemności cieplnej. Układ podgrzewania jest wyposażony w kanał P, zawierający wentylator napędzany silnikiem D i poprowadzony przez poręcz R. Kanał P zawiera przeguby obrotowe pozwalające na dołączenie do poręczy R. Wewnątrz poręczy kanał P przebiega poprzez obszar H przystosowany do dawania oparcia dłoniom. w kanale zapewniono dwa zawory bimetaliczne-termostaty na wejściu i na wyjściu.

Jako wypełnienie komory można zastosować różne media o dużej pojemności cieplnej, w tym typowe, chociaż ze względu na zakres temperatur i warunki pracy woda byłaby raczej kłopotliwym rozwiązaniem. Można stosować zarówno konwencjonalne substancje jak i media PMC (ang. phasechange materials) pozwalające dodatkowo na wykorzystanie energii przemian fazowych. Przy tych ostatnich, do których zalicza się też gacz parafinowy uzyskuje się wyższe pojemności przy niewielkiej masie.

W komorze K znajduje się pierwszy czujnik temperatury Tl, a w obszarze H drugi czujnik temperatury T2.

Oba czujniki są podłączone do układu pomiarowo-sterującego M połączeniem przewodowym w standardzie I2C zapewniającym odporność na błędy w szerokim zakresie warunków pracy. Dopuszczalne są również inne połączenia, w tym bezprzewodowe. Układ pomiarowo-sterujący M zapewnia sygnał sterujący i zasilanie silnika D, napędzającego wentylator umieszczony w kanale P. w ten sposób układ pomiarowo-sterujący M jest wykorzystywany do regulacji szybkości odbioru ciepła z komory K.

Układ pomiarowo-sterujący jest zasilany z układu podtrzymującego zasilanie C, zawierającego baterię superkondensatorów, połączonego z układem ładowania Z, wyposażonym w złącze przystosowane do podłączania do zewnętrznych układów zasilających w trakcie ruchu krzesełka. Grzałka G jest połączona z układem ładowania z oraz z układem podtrzymującym zasilanie S poprzez obwód zawierający sterowany klucz L połączony z układem pomiarowo-sterującym M. Dodatkowo obszar H można wyposażyć w grzejny drut oporowy połączony (niepokazany na rysunku) z układem podtrzymującym zasilanie C za pośrednictwem drugiego klucza sterowanego z układu pomiarowo-sterującego M. Takie rozwiązanie umożliwia dostarczenie ewentualnego nadmiaru energii elektrycznej wprost do obszaru H w warunkach, w których zmagazynowana w komorze K energia termiczna okaże się niewystarczająca.

PL 236 938 B1

Komorę K z uwagi na jej szybkie nagrzewanie należy umieścić poza zasięgiem pasażerów - najlepiej pod siedzeniem S lub za oparciem.

Układ według wynalazku umożliwia regulację temperatury do zadanej wartości w prosty sposób - za pomocą wentylatora sterowanego silnikiem D i pierwszego i drugiego czujnika temperatury. Za pomocą układu pomiarowo-sterującego M odczytuje się temperaturę z pierwszego czujnika temperatury T1 i drugiego czujnika temperatury T2 i załącza się silnik D, gdy odczyt temperatury z pierwszego czujnika temperatury T1 jest większy od predefiniowanej wartości, a odczyt z drugiego czujnika temperatury T2 jest niższy od temperatury zadanej. Jeżeli wskazanie z czujnika T1 spada poniżej predefiniowanej wartości to oznacza, że energia termiczna wyczerpuje się i tracenie energii elektrycznej na ruch silnika D jest niecelowe. Wówczas, jeżeli krzesło jest zaopatrzone w drut oporowy, a wciąż są rezerwy energii elektrycznej, można ją spożytkować na ogrzewanie obszaru H bezpośrednio drutem oporowym.

Optymalna predefiniowana wartość temperatury zależy od rozmiaru krzesła i długości kanału. w większości konstrukcji testowanych przez Twórców wartość ta mieściła się między 20 a 40° C.

Wynalazek zapewnia wyciągowe krzesło narciarskie z bezpiecznym i niezawodny układem ogrzewania rąk, który może być zasilany dedykowanymi układami w wybranych obszarach np. na stacjach, dzięki czemu unika się większych zmian w infrastrukturze. Magazynowanie energii w postaci ciepła nie zaś tylko energii elektrycznej pozwala zgromadzić jej więcej i wykorzystywać ją bardziej efektywnie. Zastosowanie kanału pozwala odsunąć magazyn energii cieplnej od pasażerów i ograniczyć ryzyko poparzeń.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Wyciągowe krzesło narciarskie zawierające siedzisko (S) z oparciem oraz poręcz (R), wyposażone w układ podgrzewania z grzałką elektryczną (G), znamienne tym, że układ podgrzewania jest wyposażony w kanał (P), zawierający wentylator napędzany silnikiem (D) i poprowadzony przynajmniej w części w poręczy (R) poprzez obszar (H), przystosowany do dawania oparcia dłoniom, grzałka (G) jest umieszczona w komorze (K), zawierającej medium o dużej pojemności cieplnej, przez którą przebiega kanał (P) wyposażony w przynajmniej jeden bimetaliczny zawór termiczny, w komorze (K) jest umieszczony pierwszy czujnik temperatury (T1),w obszarze (H) jest umieszczony drugi czujnik temperatury (T2), a ponadto układ podgrzewania jest zaopatrzony w układ pomiarowo-sterujący (M), połączony z pierwszym czujnikiem temperatury (T1), drugim czujnikiem temperatury (T2) oraz silnikiem (D), i zasilany z układu podtrzymującego zasilanie (C) zawierającego baterię superkondensatorów, połączonego z układem ładowania (Z) wyposażonym w złącze przystosowane do podłączania do zewnętrznych układów zasilających w trakcie ruchu krzesła, przy czym grzałka (G) jest połączona z układem ładowania (Z) oraz z układem podtrzymującym zasilanie (S) poprzez obwód zawierający sterowany klucz (L) połączony z układem pomiarowo-sterującym (M).
2. 2. Wyciągowe krzesło narciarskie według zastrz. 1, znamienne tym, że jest wyposażone w drut oporowy, zapewniony w obszarze (H), połączony z układem podtrzymującym zasilanie (C) za pośrednictwem drugiego klucza sterowanego z układu pomiarowo- sterującego (M).
3. 3. Wyciągowe krzesło narciarskie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że komora (K) jest umieszczona pod siedzeniem (S).
4. 4. Wyciągowe krzesełko narciarskie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że komora (K) jest umieszczona za oparciem.
5. 5. Sposób sterowania układem ogrzewania wyciągowego krzesła narciarskiego dla utrzymania zadanej temperatury, znamienny tym, że steruje się układem ogrzewania krzesła narciarskiego zawierającego siedzisko (S) z oparciem oraz poręcz (R), wyposażonego w układ podgrzewania z grzałką elektryczną (G), który jest wyposażony w kanał (P), zawierający wentylator napędzany silnikiem (D) i poprowadzony przynajmniej w części w poręczy (R) poprzez obszar (H), przystosowany do dawania oparcia dłoniom, przy czym grzałka (G) jest umieszczona w komorze (K), zawierającej medium o dużej pojemności cieplnej, przez którą przebiega kanał (P) wyposażony w przynajmniej jeden bimetaliczny zawór termiczny, w komorze (K) jest umieszczony pierwszy czujnik temperatury (T1), w obszarze (H) jest umieszczony drugi czujnik temperatury (T2), a ponadto układ podgrzewania jest zaopatrzony w układ po

   PL 236 938 Β1 miarowo-sterujący (M), połączony z pierwszym czujnikiem temperatury (T1), drugim czujnikiem temperatury (T2) oraz silnikiem (D), i zasilany z układu podtrzymującego zasilanie (C) zawierającego baterię superkondensatorów, połączonego z układem ładowania (Z) wyposażonym w złącze przystosowane do podłączania do zewnętrznych układów zasilających w trakcie ruchu krzesła, przy czym grzałka (G) jest połączona z układem ładowania (Z) oraz z układem podtrzymującym zasilanie (S) poprzez obwód zawierający sterowany klucz (L) połączony z układem pomiarowo-sterującym (M) a za pomocą układu pomiarowo-sterującego (M) odczytuje się temperaturę z pierwszego czujnika temperatury (T1) i drugiego czujnika temperatury (T2) i załącza się silnik (D) gdy odczyt temperatury z pierwszego czujnika temperatury (T1) jest większy od predefiniowanej wartości zaś odczyt z drugiego czujnika temperatury (T2) jest niższy od temperatury zadanej.