Устройство вентиляции кресла транспортного средства и способ вентиляции
VEHICLE SEAT VENTILATION DEVICE AND VENTILATION METHOD

1. Название изобретения: «Устройство вентиляции кресла транспортного средства и способ вентиляции».
2. Область техники.
Изобретения относятся к устройствам вентиляции кресел транспортных средств и способам вентиляции кресел транспортных средств. Также данные изобретения могут применяться в медицинской мягкой мебели (креслах, кроватях), рабочей мягкой мебели, бытовой мягкой мебели.
3.Уровень техники.
На сегодняшний день известны способы вентиляции кресел транспортных средств и реализующие эти способы устройства вентиляции кресел транспортных средств, в которых используются следующие принципы работы:
1. Для предотвращения повышенного потоотделения в местах контакта кресла и тела пассажира и связанного с этим дискомфорта осуществляют вентиляцию зоны контакта и вблизи зоны контакта тела пассажира и кресла путем создания с помощью электровентиляторов непрерывного обдува через кресло (постоянного приточного потока) воздухом, забираемым вентиляторами из салона транспортного средства (см. www.e-lion.ru/uslugi/ventiljatsija-sidenijj-avtomobilejj-i-mototsiklov/).
При этом, недостатками такой системы вентиляции являются:
- Создание «эффекта сквозняка», связанного с местным охлаждением участков тела непрерывным воздушным потоком, что вызывает неприятные ощущения в теле и может даже привести к заболеванию.
- Воздух с границы тела, загрязненный испарениями пота, другими газами, которые могут выделяться телом, бактериями, находящимися на теле и т.д., выдувается далее в салон транспортного средства, что может вызвать распространение неприятных запахов и дискомфорт.
2. Существуют также более совершенные способы и устройства, которые осуществляют вентиляцию зоны контакта и зоны вблизи контакта тела пассажира и кресла путем создания с помощью управляемых электровентиляторов непрерывного обдува через кресло (также постоянного приточного потока) специально подготовленным (подогретым, подсушенным) воздухом, забираемым вентиляторами из системы вентиляции транспортного средства (см.znanieavto.ru/komfort/ventilyaciya-sidenij-avtomobilya.html). Также используются специальные алгоритмы регулировки работы вентиляторов с помощью компьютеризованных устройств управления для предотвращения местного переохлаждения тела. При этом, данные системы вентиляции имеют следующие недостатки:
- Все равно остается «эффект сквозняка», так как остается непрерывное местное охлаждение участков тела постоянным воздушным потоком (хотя частично этот эффект удается уменьшить за счет использования более теплого воздуха)
- Также как и в решениях из первой группы, воздух с границы тела, загрязненный испарениями пота, другими газами, которые могут выделяться телом, бактериями, находящимися на теле и т.д., выдувается далее в салон транспортного средства, что может вызвать распространение неприятных запахов и дискомфорт.
3. К наиболее совершенным известным способам и устройствам относятся способы и устройства, которые осуществляют не только приток свежего подготовленного воздуха в зону контакта и в зону вблизи зоны контакта тела пассажира и кресла, но и забор в систему вытяжной вентиляции загрязненного воздуха с границы тела. (Устройство и способы работы кресел Мерседес см. https://motor.ru/lab/newclass.htm, https://popmech.ru/vehicles/416372-chto-pryachetsya-v-kreslah-mercedes-benz-s-klassa). Такие способы и устройства можно рассматривать в качестве прототипов данных изобретений. В них решена проблема удаления и обработки загрязненного воздуха с границы тела. Однако, эти способы и устройства обладают следующими недостатками:
- «Эффект сквозняка», хоть и меньше выражен, остается, так как используется непрерывный воздушный поток, только в данном случае, всасываемого воздуха, который непрерывно охлаждает одни и те же участки тела.
4. Раскрытие сущности изобретения.
Для решения проблем, связанных с распространением загрязненного воздуха в салоне транспортного средства и с неприятными ощущениями в теле и вредными для здоровья пассажиров эффектами, связанными с постоянным местным охлаждением отдельных участков тела непрерывным потоком воздуха, предлагается следующее решение. Гармонизировать работу вентиляции с работой тела пассажира и организовать циклическую приточно-вытяжную вентиляцию зоны контакта кресла и тела пассажира и зоны вблизи тела пассажира по аналогии с циклом дыхания «выдох-вдох» следующим образом:
1. Основой вентиляционного цикла сделать всасывание загрязненного воздуха из зоны контакта кресла и тела пассажира и зоны вблизи тела пассажира в фазе цикла «вдох» и отведение загрязненного воздуха в систему вытяжной вентиляции транспортного средства, либо (варианты) в автономную систему фильтрации кресла для очистки и подготовки к повторному использованию в приточной вентиляции.
2. Для предотвращения «эффекта сквозняка» циклы «вдохов» чередовать с циклами «выдохов», когда очищенный и подготовленный (подогретый, подсушенный, дезинфицированный (варианты)) воздух возвращается в зону контакта кресла и тела пассажира и зону вблизи тела пассажира.
3. Для обеспечения комфортного самочувствия пассажира длительность цикла регулировать и согласовывать с циклом дыхания пассажира с помощью датчика дыхания пассажира и устройства управления по специальным программам.
5. Краткое описание чертежей.
Чертежи представлены на Фиг. 1 - Фиг. 3.
На Фиг. 1 представлен пример размещения конечных устройств входа-выхода воздуха приточно-вытяжной вентиляции в конструкции кресла транспортного средства.
На Фиг. 2 представлена схема устройства приточно-вытяжной вентиляции кресла транспортного средства при подключении к системе вентиляции транспортного средства.
На Фиг. 3 представлена схема устройства приточно-вытяжной вентиляции кресла транспортного средства, работающего автономно (варианты).
Обозначения:
1 - кресло транспортного средства;
2 - конечное устройство входа-выхода воздуха приточно-вытяжной вентиляции кресла транспортного средства;
3 - управляемая воздушная заслонка;
4, 5 - управляемые электрические вентиляторы;
6 - устройство управления;
7 - датчик дыхания пассажира, встраиваемый в спинку кресла;
8 -устройство фильтрации и подготовки воздуха, включающее в себя (варианты):
9 - устройство подогрева воздуха;
10 - устройство УФ облучения воздуха для обеззараживания;
11 - угольный фильтр.
6. Осуществление изобретения.
В качестве примера реализации изобретения на Фиг. 1 - Фиг. 3 приведено устройство вентиляции кресла транспортного средства. Для обеспечения приточно-вытяжной вентиляции на поверхности кресла транспортного средства (Фиг. 1, (1)), соприкасающиеся с телом пассажира, и поверхности вблизи тела пассажира выведены конечные устройства входа-выхода воздуха приточно-вытяжной вентиляции кресла транспортного средства (Фиг. 1, (2)). Эти устройства могут иметь различную конструкцию, они содержат специальным образом сформированные вентиляционные каналы и вентиляционные решетки и предназначены для сбора (всасывания) загрязненного воздуха из зоны контакта кресла и тела пассажира и зоны вблизи тела пассажира в цикле вытяжки и последующего отведения загрязненного воздуха в систему вентиляции для очистки, а также для доставки и распространения в зону контакта кресла и тела пассажира и зону вблизи тела пассажира очищенного воздуха из системы вентиляции в цикле притока. Для этого (см. схемы на Фиг. 2 и Фиг. 3) конечные устройства входа-выхода воздуха (2)соединены воздуховодами с управляемой воздушной заслонкой с электроприводом (3), которая в положении А соединяет конечное устройство входа-выхода воздуха (2) с управляемым вытяжным электровентилятором (5) и далее с входом вытяжной вентиляции транспортного средства, либо (варианты, см. Фиг. 3) входом устройства фильтрации и подготовки воздуха (8) автономной системы вентиляции кресла транспортного средства, а в положении Б соединяет конечное устройство входа-выхода воздуха (2) с управляемым приточным электровентилятором (4) и далее с выходом приточной системы вентиляции транспортного средства, либо (варианты, см. Фиг. 3) выходом устройства фильтрации и подготовки воздуха (8) автономной системы вентиляции кресла транспортного средства. Для управления работой вентиляционной системы служит программируемое микропроцессорное цифровое управляющее устройство (6) и датчик дыхания контактного типа, размещаемый в спинке кресла (7). Устройство работает следующим образом:
Цикл работы вентиляционной системы задается управляющим устройством на основании выбранной пользователем (пассажиром) одной из программ, которые при изготовлении вентиляционной системы вводятся изготовителем в память управляющего устройства. Общая идея для программ в том, чтобы для повышения комфортности пребывания в кресле транспортного средства приблизить цикл работы вентиляционной системы к циклу дыхания человека, который является пользователем данного кресла. Однако, в разных функциональных и физиологических состояниях цикл дыхания человека может быть разным. Например, глубокое медленное дыхание в спокойном состоянии. Или более частое быстрое дыхание в состоянии физической активности и возбуждения. Спокойное состояние медитации или сна может подходить пассажиру, если он хочет отдохнуть, но для водителя, очевидно, будет подходить другое состояние. Поэтому совершенствование и создание более эффективных программ работы должно проводиться, это выходит за пределы данных патентных заявок, здесь приведены только 2 примера программ для объяснения работы устройства приточно-вытяжной вентиляции кресла транспортного средства и способа вентиляции.
Пример программы 1.
Основной цикл: 8 секунд всасывание, «вдох», 4 секунды пауза (затухание «вдоха»), 8 секунд приток, «выдох», 4 секунды пауза (затухание «выдоха»).При переходе от «выдоха» к «вдоху» управляемый приточный электрический вентилятор (4) в течение 2 секунд уменьшает обороты от максимальных до 0, управляемая воздушная заслонка (3) переключается в положение А, управляемый вытяжной электрический вентилятор (5) в течение 2 секунд увеличивает обороты от 0 до максимальных, далее начинается цикл «вдох», управляемый вытяжной электрический вентилятор (5) продолжает на максимальных оборотах работать до окончания цикла «вдох»», далее начинается переход от «вдоха» к «выдоху», в течение 2 секунд управляемый вытяжной электрический вентилятор (5) уменьшает обороты от максимальных до 0, управляемая воздушная заслонка (3) переключается в положение Б, управляемый приточный электрический вентилятор (4) в течение 2 секунд увеличивает обороты от 0 до максимальных, переход от «вдоха» к «выдоху» закончен. Далее начинается цикл «выдох», управляемый приточный электрический вентилятор (4) продолжает на максимальных оборотах работать до окончания цикла «выдох». Далее снова начинается переход от «выдоха» к «вдоху», цикл повторяется. Датчик дыхания (7) измеряет ритм дыхания пассажира и по информации датчика (7) компьютеризованное устройство управления (6) корректирует цикл работы вентиляции, меняя ритм и интенсивность «вдохов -выдохов» в пределах +-50%, стремясь к тому, чтобы ритм вентиляции приближался к ритму дыхания, но был немного медленнее, запаздывал примерно на 0,25 секунды, либо, при быстром дыхании пассажира, ритм вентиляции приближался к ритму, кратному ритму дыхания пассажира и запаздывал примерно на 0,25 секунды. Задачей данной программы регулировки является через согласование ритма работы системы вентиляции и дыхания пассажира установить связь с телом пассажира и создать пассажиру спокойные комфортные условия.
Пример программы 2.
Основной цикл: 4 секунды всасывание, «вдох», 2 секунды пауза (затухание «вдоха»), 4 секунды приток, «выдох», 2 секунды пауза (затухание «выдоха»).При переходе от «выдоха» к «вдоху» управляемый приточный электрический вентилятор (4) в течение 2 секунд уменьшает обороты от максимальных до 0, управляемая воздушная заслонка (3) переключается в положение А, управляемый вытяжной электрический вентилятор (5) в течение 2 секунд увеличивает обороты от 0 до максимальных, далее начинается цикл «вдох», управляемый вытяжной электрический вентилятор (5) продолжает на максимальных оборотах работать до окончания цикла «вдох»», далее начинается переход от «вдоха» к «выдоху», в течение 2 секунд управляемый вытяжной электрический вентилятор (5) уменьшает обороты от максимальных до 0, управляемая воздушная заслонка (3) переключается в положение Б, управляемый приточный электрический вентилятор (4) в течение 2 секунд увеличивает обороты от 0 до максимальных, переход от «вдоха» к «выдоху» закончен. Далее начинается цикл «выдох», управляемый приточный электрический вентилятор (4) продолжает на максимальных оборотах работать до окончания цикла «выдох». Далее снова начинается переход от «выдоха» к «вдоху», цикл повторяется. Датчик дыхания (7) измеряет ритм дыхания водителя и по информации датчика дыхания (7) компьютеризованное устройство управления (6) корректирует цикл работы вентиляции, меняя ритм и интенсивность «вдохов-выдохов» в пределах +-50%, стремясь к тому, чтобы ритм вентиляции приближался к ритму дыхания, но был немного быстрее, опережал примерно на 0,25 секунды, либо, при быстром дыхании водителя, ритм вентиляции приближался к ритму, кратному ритму дыхания водителя и опережал его примерно на 0,25 секунды. Задачей данной программы регулировки является через согласование ритма работы системы вентиляции и дыхания водителя установить связь с телом водителя и создать водителю комфортные условия, при которых его работоспособность будет наилучшей.
Таким образом, с помощью данного устройства приточно-вытяжной вентиляции кресла транспортного средства и данного способа приточно-вытяжной вентиляции кресла транспортного средства, достигается технический результат: загрязненный воздух из зоны контакта кресла и тела пассажира и зоны вблизи тела пассажира отводится в систему вентиляции и очищается, при этом за счет чередования циклов вытяжки и притока удается предотвратить эффект постоянного местного охлаждения тела потоком воздуха как при сквозняке. Для повышения комфорта пассажира (или водителя, или оператора - пользователей кресла транспортного средства) устройство может работать по программам, согласовывающим цикл работы устройства с циклом дыхания пользователя и через согласование позволяющим оказывать корректирующее (улучшающее) воздействие на самочувствие пользователя.