Устройство кондиционирования транспортного средства, содержащее сеть противообледенительных каналов
Группа изобретений относится к технике предотвращения обледенения лобового и боковых стекол транспортного средства. Предложен короб-распределитель, содержащий входной участок и выходной участок, расширяющийся по отношению к входному участку. Во входном участке выполнен воздушный вход, соединенный с выходом кондиционера, а во входном участке выполнены первые и второй выходы, соединенные с сетью каналов распределения нагнетаемого воздуха в сторону отверстия противообледенительной защиты лобового стекла и боковых отверстий. Первые воздуховоды соединяют вход с первыми выходами и расположены между стенками разделения каналов и боковыми стенками короба. Второй воздуховод соединяет вход со вторым выходом и по меньшей мере частично расположен между стенками разделения канала. Со стороны воздушного входа второй воздуховод выходит в центр воздушного входа, а первые воздуховоды выходят по обе стороны от второго воздуховода. Первые и второй воздуховоды имеют различный профиль в вертикальной продольной плоскости короба. Группа изобретений позволяет исключить неравномерное распределение скорости воздушного потока в воздуховодах и улучшить противообледенительную защиту лобового и боковых стекол. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к устройству кондиционирования транспортного средства, содержащему сеть противообледенительных каналов, расположенных в приборной панели.
В частности, изобретения относится к такому устройству, в котором сеть содержит короб-распределитель, имеющий выходной и входной участки, и в котором:
- вход воздуха выполнен с возможностью сообщения с противообледенительным отверстием кондиционера,
- первые выходы выполнены с возможностью сообщения с отверстием противообледенительной защиты лобового стекла,
- второй выход выполнен с возможностью сообщения с боковыми противообледенительными отверстиями,
- первые воздуховоды соединяют вход с первыми выходами и расположены между стенками разделения каналов и боковыми стенками короба,
- второй воздуховод соединяет вход со вторым выходом и, по меньшей мере, частично расположен между стенками разделения канала,
- со стороны входа воздуха второй воздуховод открыт к центру воздушного входа,
- первые воздуховоды проходят с разных сторон второго воздуховода.
В документе FR 2876958 описано устройство, в котором осуществляют разделение между центральным каналом и двумя отдельными боковыми каналами, что обеспечивает лучшее распределение воздушного потока по всему отверстию противообледенительной защиты лобового стекла, а также улучшение противообледенительной защиты боковых стекол за счет нагнетания воздушного потока через боковые отверстия.
Вместе с тем, это устройство имеет свои недостатки, так как в нем появляется значительная потеря напора в результате вихревых отрывов воздуха, приводящих к неравномерному распределению скорости воздушного потока в каналах. Кроме того, в этом случае в центральную зону отверстия противообледенительной защиты лобового стекла воздух подается недостаточно. Наконец, сопротивление потоку мешает прохождению воздуха через боковые каналы, в результате чего противообледенительная защита боковых стекол оказывается недостаточной.
Задачей изобретения является создание в устройстве кондиционирования транспортного средства, содержащем сеть противообледенительных каналов в приборной панели, короба-распределителя, позволяющего устранить вышеуказанные недостатки.
Поставленная задача решается тем, что описанный выше короб-распределитель в плоскости L-V имеет различный профиль первого (340) и второго (350) воздуховодов.
Согласно частным вариантам выполнения, короб-распределитель содержит один или несколько следующих отличительных признаков:
- выходной участок второго воздуховода содержит первую и вторую стенки, расположенные в боковом направлении между стенками разделения канала, причем эти стенки по существу параллельны друг другу и в основном прямолинейны, ограничивая сопротивление потоку воздуха, выходящего из кондиционера;
- первые выходы выполнены в количестве двух и расположены в боковом направлении вокруг второго выхода, а каждый воздуховод сообщается с отверстием противообледенительной защиты лобового стекла, при этом отверстие противообледенительной защиты лобового стекла образовано двумя отстоящими друг от друга щелями;
- первые воздуховоды в плоскости L-V имеют S-образный профиль;
- во втором воздуховоде на уровне передних стенок боковых каналов установлен дефлектор, содержащий выпуклость в сторону входа по существу на половине расстояния между стенками разделения канала для направления воздушного потока к боковым отверстиям;
- во втором воздуховоде на уровне передних стенок боковых каналов установлен дефлектор с дополнительным отверстием для борьбы с обледенением центральной зоны лобового стекла и выпуклостями, направленными в сторону входа и расположенными вокруг этого дополнительного отверстия, для направления воздушного потока к боковым отверстиям;
- между стенками дополнительного канала, расположенными во втором воздуховоде, выполнено дополнительное отверстие, при этом направляемый к боковым отверстиям воздух проходит по обе стороны от дополнительного отверстия между стенками разделения каналов и боковыми дефлекторами, расположенными между передними кромками стенок дополнительного канала и передней стенкой боковых каналов;
- боковые дефлекторы имеют изогнутую форму для ограничения сопротивления потоку воздуха в сторону боковых отверстий;
- стенки разделения канала и/или стенки дополнительного канала выполнены подвижными с возможностью поступательного и/или вращательного движения для изменения пропорции воздушного потока между выходами короба-распределителя;
- короб-распределитель состоит из первого элемента и второго элемента, образующего крышку, при этом на по меньшей мере одном из них установлена уплотнительная прокладка.
Объектом настоящего изобретения является также устройство кондиционирования транспортного средства, содержащее сеть противообледенительных каналов в приборной панели, при этом указанная сеть включает в себя короб-распределитель в соответствии с настоящим изобретением, который содержит выходной участок, соответствующий сети каналов, для распределения воздуха, нагнетаемого в сторону отверстия противообледенительной защиты лобового стекла и боковых отверстий, и входной участок, соответствующий выходу кондиционера.
Объектом изобретения является также транспортное средство, содержащее устройство кондиционирования в соответствии с настоящим изобретением, расположенное в приборной панели транспортного средства таким образом, чтобы выходящий из кондиционера воздух доходил до отверстия противообледенительной защиты лобового стекла и до боковых отверстий.
Другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут более понятны из нижеследующего описания неограничивающего варианта его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 показан приборная панель, выполненная с возможностью установки в ней устройства в соответствии с настоящим изобретением, общий вид сверху в изометрии;
на фиг.2 показан короб-распределитель в соответствии с настоящим изобретением, общий вид сзади в изометрии;
на фиг.3 показан короб, изображенный на фиг.2, общий вид спереди в изометрии;
на фиг.4 - разрез короба по линии IV-IV на фиг.3;
на фиг.5 - разрез короба по линии V-V на фиг.3;
на фиг.6А - боковые каналы и сеть каналов, общий вид сзади сверху в изометрии;
на фиг.6В - схема прохождения потока воздуха в воздуховодах согласно первому варианту осуществления изобретения;
на фиг.7 - схема прохождения потока воздуха в воздуховодах согласно второму варианту осуществления изобретения;
на фиг.8 - схема прохождения потока воздуха в воздуховодах согласно третьему варианту осуществления изобретения.
В дальнейшем описании направление, обозначенное буквой L, является продольным направлением, соответствующим оси движения транспортного средства; направление, обозначенное буквой Т, является поперечным; направление, обозначенное буквой V, является вертикальным. Ось L ориентирована от передней к задней части транспортного средства, ось Т ориентирована слева направо, а ось V - снизу вверх. Кроме того, элементы обозначены в зависимости от их положения в воздушном потоке, поэтому воздух проходит через так называемые «входные» элементы, прежде чем пройти через так называемые «выходные» элементы.
Обычно кабина водителя автотранспортного средства, как показано на фиг.1, содержит приборную панель 10 и кондиционер, скрытый за приборной панелью 10 и не видимый пользователю. Кондиционер предназначен для подачи в кабину подогретого или охлажденного воздуха.
Для защиты от лобового стекла воздух подается в кабину через отверстие 14 противообледенительной защиты лобового стекла, выполненное в приборной панели 10. Для защиты от запотевания или обледенения передних боковых стекол воздух поступает в кабину также через выполненные в приборной панели 10 боковые отверстия 16.
Отверстие 14 противообледенительной защиты лобового стекла и боковые отверстия 16 соединены с кондиционером сетью каналов. В частности, они соединены с одним противообледенительным выходом, через который кондиционер должен подавать воздух, предназначенный для защиты от запотевания или обледенения.
Для повышения комфорта находящихся в кабине людей в приборной панели выполнены также выпускные отверстия 18 для подачи воздуха. Выпускные отверстия 18 также соединены через воздуховоды с по меньшей мере одним выходным отверстием кондиционера.
В данном случае отверстие 14 противообледенительной защиты лобового стекла расположено по существу посередине лобового стекла и проходит в поперечном направлении. В представленном примере его длина составляет от одной четверти до одной трети поперечного размера приборной панели. Для оптимизации воздушного потока на лобовом стекле отверстие 14 противообледенительной защиты лобового стекла состоит из двух щелей 22, отстоящих друг от друга в поперечном направлении. Каждая щель 22 оборудована решеткой. При наличии центрального отверстия 14 противообледенительной защиты лобового стекла отдельные, независимые, отстоящие друг от друга и смещенные в поперечном направлении щели 22 позволяют также распределять подачу воздуха в зоны лобового стекла, через которые водитель должен иметь обзор для обеспечения нормального вождения.
Решетки разделены поперечной заглушкой 24. В представленном примере заглушка 24 ограничивает отверстие, соответствующее месторасположению датчика 26 измерения интенсивности солнечного воздействия, данные от которого поступают на кондиционер.
Боковые отверстия 16 находятся на расстоянии 60-70 см от середины отверстия 20 кондиционера, тогда как отверстие 14 противообледенительной защиты лобового стекла отстоит на 10-20 см от указанного отверстия 20. Сечение воздуховодов, соединяющих отверстие 20 с отверстиями 16, отличается от сечения воздуховодов, соединяющих отверстие 20 со щелями 22, образующими отверстие 14 противообледенительной защиты лобового стекла. Потеря напора в воздуховодах, соединяющих отверстие 20 с отверстиями 16, отличается от потери напора в воздуховодах, соединяющих отверстие 20 со щелями 22.
Расход воздуха для осуществления противообледенительной защиты следует распределять по существу следующим образом: 60-90% для отверстия 14 противообледенительной защиты лобового стекла, 5-20% для каждого из отверстий 16 с учетом того, что в описанном примере расстояние между отверстием 14 противообледенительной защиты лобового стекла и обрабатываемыми зонами лобового стекла по существу равно расстоянию между каждым отверстием 16 и соответствующим боковым стеклом.
На фиг.2 и 3 показан короб-распределитель 30 создаваемого кондиционером воздушного потока.
На этом коробе-распределителе 30 имеются два участка: первый, так называемый входной участок 31, и второй, так называемый выходной участок 32. Как правило, короб-распределитель 30 размещают в приборной панели 10 по существу вертикально, поэтому входной участок 31 можно называть нижним, а выходной участок 32 - верхним.
Входной участок 31 короба-распределителя 30 содержит вход 33, взаимодействующий с выходом кондиционера.
Выходной участок 32 короба-распределителя 30 содержит первые выходы 34 и второй выход 35.
Первые выходы 34 расположены в верхнем участке 32 короба 30 по бокам второго выхода 35 и взаимодействуют с каналами отверстия 14 противообледенительной защиты лобового стекла.
Второй выход 35 расположен по существу в центре верхнего участка 32 короба-распределителя 30 и взаимодействует с боковыми каналами 28, направляющими воздух к боковым отверстиям 16.
В целом в плоскости V-T короб-распределитель имеет расширяющуюся форму, ограниченную боковыми стенками 36, при этом размеры входного отверстия 33 меньше с суммарных размеров первых выходов 34 и второго 35 выхода, находящихся в верхнем участке 32.
Короб-распределитель 30 по существу является симметричным по отношению к плоскости L-V, проходящей через центр второго выхода 35.
Профиль короба-распределителя 30 в плоскости L-V изменяется между его центральной зоной и боковыми зонами, в частности, изменяются профили первой и второй стенок, расположенных в боковом направлении между боковыми стенками 36 короба. Эти первая и вторая стенки расположены по существу параллельно друг другу.
На фиг.4 показан разрез короба-распределителя 30 в области его боковых зон, вдоль оси IV-IV. В этих боковых зонах первая 37L и вторая 38L стенки имеют S-образный профиль с первым и вторым криволинейными участками.
Первый криволинейный участок находится по существу во входном или нижнем участке 31 короба 30. Этот криволинейный участок образует вогнутость на наружной стороне первой стенки 37L, расположенной перед второй стенкой 38L, когда короб 30 находится в приборной панели 10.
Второй криволинейный участок в основном расположен в выходном или верхнем участке 32 короба 30. Этот криволинейный участок образует вогнутость на наружной стороне второй стенки 38L, расположенной над первой стенкой 37L, когда короб 30 находится в приборной панели 10.
Первый криволинейный участок позволяет подавать воздух в сторону передней верхней части приборной панели 10 от кондиционера, который, как правило, находится за приборной панелью 10 в нижней ее части.
Второй криволинейный участок позволяет подавать воздух к первым выходам 34 и ориентировать воздушный поток в направлении отверстия 14 противообледенительной защиты лобового стекла.
Радиусы первого и второго криволинейных участков определяют таким образом, чтобы ограничивать потери напора воздуха.
На фиг.5 показан короб-распределитель в разрезе на уровне центральной зоны по оси V-V и, в частности, на уровне первой 37С и второй 38С стенок короба-распределителя 30.
В этой центральной зоне и в входном участке 31 короб-распределитель 30 имеет криволинейный участок, подобный криволинейному участку, образованному в боковых зонах, но отличающийся в выходном участке 32.
В этом участке 32 первая 37С и вторая 38С стенки в основном прямолинейны и расположены параллельно относительно друг друга. Когда короб-распределитель 30 находится в приборной панели 10, первая стенка 37С находится под второй стенкой 38С.
Этот выходной участок 32 короба-распределителя 30 находится в его центральной зоне, не содержит перегородок или других препятствий для потока и позволяет увеличить воздушный поток в направлении боковых каналов 28 и, следовательно, в направлении боковых отверстий 16.
Во время использования короба-распределителя согласно документу FR 2876058 воздушный поток распределяется по существу примерно на 85% для отверстия противообледенительной защиты лобового стекла, а также распределяется между водителем и пассажиром и примерно на 7,5% на каждое боковое отверстие. При использовании короба-распределителя 30 в соответствии с настоящим изобретением получают относительное увеличение воздушного потока в боковых отверстиях 16 примерно на 15-30%.
На фиг.6А показано расположение боковых каналов 28 на коробе-распределителе 30. Эти боковые каналы 28 содержат общий вход 28Е, взаимодействующий со вторым выходом 35 короба-распределителя 30, и расположенные по бокам короба 30 два участка, направленных в сторону боковых краев приборной панели 10 и выходящих на уровне боковых отверстий 16.
В верхнем участке 32 короба-распределителя 30 расположены стенки 39 разделения канала.
Первые боковые воздуховоды 34 в этом случае ограничены в плоскости V-L первой 37L и второй 38L стенками и боковыми стенками 36, а в плоскости V-T - стенками 39 разделения канала короба 30 и доходят до первых выходов 34.
Второй центральный воздуховод 35 в этом случае в плоскости V-L ограничен первой 37L и второй 38L стенками, а в плоскости V-T - стенками 39 разделения канала короба-распределителя 30 и доходит до второго выхода 35.
В этом случае поток делится между тремя воздуховодами: первыми боковыми воздуховодами 34 в количестве двух и вторым единственным центральным воздуховодом 35.
На фиг.6 В схематично показан воздушный поток, проходящий в различных воздуховодах короба-распределителя 30 согласно первому варианту осуществления изобретения.
Согласно этому первому варианту, стенки 39 разделения каналов проходят от входа к выходу по существу параллельно друг другу.
На уровне выхода к боковым каналам 28 второй центральный воздуховод 350 содержит дефлектор 40, расположенный в боковом направлении между стенками 39 разделения канала на уровне передних стенок боковых каналов 28. Этот дефлектор 40 предназначен для практически равнозначного деления центрального воздушного потока в направлении боковых каналов 28. Согласно этому первому варианту, разделение потока осуществляется выпуклостью 41 в сторону входа, расположенной по существу посередине между двумя стенками 39 разделения канала.
Предпочтительно кромки выпуклости 41 выполнены закругленными для оптимизации потока воздуха.
Поскольку разделение потока на две части происходит максимально близко к выходу, стенки 39 разделения канала можно сблизить, что дает дополнительное пространство для направления потока. Кроме того, сближение стенок 39 позволяет увеличить размер первых боковых воздуховодов 340 и, следовательно, воздушный поток в сторону лобового стекла.
В результате радиус кривизны траектории потока уменьшается, поток воздуха проходит более свободно, потеря напора уменьшается, что позволяет увеличить расход воздуха через боковые каналы 28.
На фиг.7 схематично показаны воздушные потоки, протекающие через различные воздуховоды короба-распределителя 30 согласно второму варианту осуществления изобретения.
Этот второй вариант отличается от первого изменением конструкции дефлектора 400, расположенного во втором центральном воздуховоде 350. Дефлектор 400 содержит дополнительное отверстие 420 для прохода воздуха, расположенное по существу посередине между двумя стенками 39 разделения канала, вокруг которого выполнены две выпуклости 410, 411 в сторону входа.
Предпочтительно кромки выпуклостей 410, 411 выполнены закругленными для оптимизации потока воздуха.
Дополнительное отверстие 420 взаимодействует с дополнительным каналом противообледенительной защиты лобового стекла. Посредством указанного дополнительного канала обеспечивается противообледенительная защита центральной части лобового стекла.
Благодаря этому дополнительному отверстию 420, воздушный поток на лобовом стекле распределяется лучше, чем в первом варианте, при этом воздушный поток поступает на лобовое стекло из двух первых боковых воздуховодов 34, а также из центрального дополнительного канала 421.
На фиг.8 схематично показаны воздушные потоки, проходящие в различных воздуховодах короба-распределителя 30 согласно третьему варианту осуществления изобретения.
Согласно этому варианту, размеры первых боковых воздуховодов 36 уменьшены за счет первого центрального воздуховода 350 путем поперечного размещения стенок 39 разделения канала ближе к боковым стенкам 36 короба 30, чем в двух первых вариантах. Стенки 39 разделения канала образуют угол, приближающийся к углам боковых стенок 36 короба 30.
Во второй центральный воздуховод 350 заходит расширенный дополнительный канал 4200. Этот дополнительный канал 4200 ограничен дополнительными стенками 430А, 430В. Стенки 39 разделения каналов и дополнительные стенки 430А, 430В по существу расположены на одинаковой длине.
Дефлекторы 4000 изогнутой формы соединяют входные кромки 431А, 431В дополнительных стенок 430А, 430В с соответствующими боковыми каналами 28. Кривизна этих дефлекторов 4000 позволяет направлять воздушный поток в боковые каналы 28 постепенно, чтобы ограничить потери напора.
Этот вариант специально адаптирован к отверстию 14 противообледенительной защиты лобового стекла, выполненному из трех частей для улучшения противообледенительной защиты лобового стекла в его центральной части.
Как вариант, можно выполнить входные кромки 431А, 431В дополнительных стенок 430А, 430В закругленными для ограничения сопротивления потоку воздуха.
Что касается изготовления и сборки, то короб-распределитель 30 можно выполнить из двух элементов: первого элемента 310, образующего канал, и второго элемента 320, включенного в приборную панель 10. В этом случае второй элемент 320 образует крышку для закрывания короба 30, а между этими двумя элементами 310, 320 установлена прокладка.
Если профиль сторон элементов не содержит много углов, то на по меньшей мере один из элементов 310, 320 можно наклеить простую прямую прокладку для обеспечения герметичности.
Согласно первой версии выполнения, стенки 39 разделения канала и/или стенки 430А, 430В дополнительного канала выполнены с возможностью поступательного и/или вращательного движения, чтобы изменять пропорцию воздушного потока между выходами короба-распределителя 30.
Согласно второй версии выполнения, второй центральный воздуховод 350, направляющий воздух ко второму выходу 35, находящемуся в центре короба-распределителя 30, можно выполнить в виде элемента, независимого от других элементов короба 30.
Согласно третьей версии выполнения, на внутренней передней стенке входной части короба 30 можно расположить ребра для направления воздуха с целью увеличения его расхода через второй центральный воздуховод 350.
1. Короб-распределитель (30), содержащий входной участок (31) и выходной участок (32), расширяющийся вдоль поперечной оси (Т) по отношению к входному участку (31), при этом во входном участке (31) выполнен вход (33) воздуха, приспособленный к присоединению к выходу кондиционера, в выходном участке (32) выполнены первые (34) и второй (35) выходы, приспособленные к присоединению к сети каналов для распределения нагнетаемого воздуха в сторону отверстия (14) противообледенительной защиты лобового стекла и боковых отверстий (16), вход (33) соединен с первыми выходами (34) посредством первых воздуховодов (340), расположенных между стенками (39) разделения каналов и боковыми стенками (36) короба (30), вход (33) соединен со вторым выходом (35) посредством второго воздуховода (350), по меньшей мере частично расположенного между стенками (39) разделения канала, со стороны воздушного входа (33) второй воздуховод (350) открыт к центру воздушного входа (33), а первые воздуховоды (340) проходят с разных сторон от второго воздуховода (350), отличающийся тем, что короб (30) в вертикальной продольной плоскости (L-V) имеет различный профиль первого (340) и второго (350) воздуховодов.
2. Короб по п.1, отличающийся тем, что выходной участок (32) второго воздуховода (350) содержит первую (37С) и вторую (38С) стенки, расположенные в боковом направлении между стенками (39) разделения канала, причем эти стенки (37С, 38С) выполнены в основном прямолинейными и расположены, по существу, параллельно друг другу, ограничивая сопротивление потоку воздуха, выходящему из кондиционера.
3. Короб по п.2, отличающийся тем, что отверстие (14) противообледенительной защиты лобового стекла состоит из двух щелей (22), а первые выходы (34) выполнены в количестве двух и расположены в боковом направлении вокруг второго выхода (35), при этом каждый воздуховод (340) сообщен с щелью (22).
4. Короб по п.1, отличающийся тем, что первые воздуховоды (340) имеют S-образное сечение в вертикальной продольной плоскости (L-V).
5. Короб по п.1, отличающийся тем, что во втором воздуховоде (350) на уровне передних стенок боковых каналов (28) установлен дефлектор (40), содержащий выпуклость (41) в сторону входа, по существу, посредине между стенками (39) разделения канала для направления воздушного потока к боковым отверстиям (16).
6. Короб по п.1, отличающийся тем, что во втором воздуховоде (350) на уровне передних стенок боковых каналов (28) установлен дефлектор (400) с дополнительным отверстием (420) для борьбы с обледенением центральной зоны лобового стекла и выпуклостями (410, 411), расположенными вокруг этого дополнительного отверстия и направленными в сторону входа для направления воздушного потока к боковым отверстиям (16).
7. Короб по п.1, отличающийся тем, что между стенками (430А, 430 В) дополнительного канала, расположенными во втором воздуховоде (350), выполнено дополнительное отверстие (4200), при этом воздух, направляемый к боковым отверстиям (16), проходит по обе стороны от дополнительного отверстия (4200) между стенками (39) разделения каналов и боковыми дефлекторами (4000), расположенными между передними кромками (431 А, 431 В) стенок (430А, 430 В) дополнительного канала и передней стенкой боковых каналов (28).
8. Короб по п.7, отличающийся тем, что боковые дефлекторы (4000) имеют изогнутую форму для ограничения сопротивления потоку воздуха в сторону боковых отверстий (16).
9. Короб по п.1, отличающийся тем, что стенки (39) разделения канала и/или стенки (430А, 430В) дополнительного канала выполнены с возможностью поступательного и/или вращательного движения для изменения пропорции воздушного потока между выходами короба-распределителя (30).
10. Короб по п.1, отличающийся тем, что состоит из первого элемента и второго элемента, образующих крышку, при этом, по меньшей мере, на одном из них установлена уплотнительная прокладка.
11. Транспортное средство, характеризующееся тем, что содержит короб по любому из пп.1-10, при этом короб расположен в приборной панели транспортного средства с возможностью подачи воздуха, выходящего из кондиционера, к отверстию (14) противообледенительной защиты лобового стекла и к боковым отверстиям (16).
