ОТОПИТЕЛЬНО-ВЕНТИЛЯЦИОННАЯ СИСТЕМА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
VEHICLE HEATING-AND-VENTILATION SYSTEM

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к вентиляции, отоплению салона и созданию комфортных условий в транспортных средствах, например в легковых автомобилях.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой конструкции является устройство для системы отопления и вентиляции салона транспортного средства (прототип - патент РФ №2178744, класс В60Н 1/12, публикация от 27.01.2002 г., бюл. №3), содержащее вентиляторную установку, расположенную сбоку от корпуса отопителя, в котором расположен теплообменник, рабочая заслонка управления отопителем с вынесенной осью вращения и камера смешивания, имеющая выход к воздуховодам салона. На рабочей заслонке расположено вертикально ребро-турбулизатор, который обеспечивает срыв потока воздух, создающий турбулизацию.
Недостатком данного устройства является то, что расположенное поперек вентиляционного канала ребро-турбулизатор уменьшает его сечение и полезную площадь для прохода воздушного потока, тем самым ухудшаются расходно-напорные характеристики и создается дополнительный шум при прохождении воздушного потока, на выходе из камеры смешивания отопителя по всему сечению выходного окна воздушный поток не выровнен по скорости и температуре, в результате в салон в сторону водителя подается более интенсивный и с меньшей по температуре воздушный поток, а в сторону пассажира, наоборот, аналогично и с обдувом ветрового стекла.
Задача изобретения направлена на выравнивание скорости и температуры воздушного потока на выходе из отопителя в распределительное устройство панели приборов и далее к воздуховодам салона во всех диапазонах регулирования режимов отопительно-вентиляционной системы.
Для решения поставленной задачи предлагается отопительно-вентиляционная система транспортного средства, содержащая вентиляторную установку, расположенную сбоку от корпуса отопителя, в котором расположен теплообменник, рабочая заслонка управления отопителем с осью вращения и камера смешивания, выполненная смещенной относительно боковых стенок корпуса отопителя и имеющая выход к воздуховодам салона. На верхней поверхности рабочей заслонки выполнен направляющий аппарат в виде воздуховода, обращенный боковой открытой частью к вентиляторной установке, а задней открытой частью - к камере смешивания, также вдоль боковой части направляющего аппарата расположен спойлер, сформированный в виде криволинейного ребра и часть которого выполнена вынесенной за пределы рабочей заслонки относительно ее оси вращения.
Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежных рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения не была известна - следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».
Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенное устройство имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование их в заявленной совокупности признаков дает возможность получить новый технический эффект, следовательно, предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.
Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».
Сущность технического решения поясняется на чертежах.
Фиг.1 - общий вид системы;
Фиг.2 - сечение А-А;
Фиг.3 - сечение отопителя в режиме вентиляции;
Фиг.4 - сечение отопителя в режиме отопления;
Фиг.5 - сечение отопителя в промежуточном режиме;
Фиг.6 - общий вид рабочей заслонки;
Фиг.7 - общий вид отопителя.
Отопительно-вентиляционная система транспортного средства включает в себя вентиляторную установку (1), фильтр (2) очистки воздуха и отопитель (3), который состоит из корпуса (4), в котором установлен теплообменник (5), заслонка (14) отопительного канала, камера (7) поступления воздуха, в которой расположена рабочая заслонка (8) управления отопителем с осью (9) вращения и дугообразное ребро (10), также в корпусе (4) отопителя имеется камера (11) смешивания, имеющая выход к воздуховодам салона.
Для выравнивания скорости воздушного потока и поля температур на верхней поверхности рабочей заслонки (8), ближе к оси (9) ее вращения, установлен направляющий аппарат (12) в виде воздуховода, одна из боковых сторон которого открыта и обращена к вентиляторной установке (1), а задняя открытая часть обращена к камере (11) смешивания. Другая боковая, а также передняя и верхняя части воздуховода (12) выполнены закрытыми в форме стенок. Передняя и боковая стенки воздуховода сопрягаются по радиусу, величина которого достаточна для плавного изменения направления воздушного потока. Между боковой стенкой воздуховода (12) и корпуса (4) отопителя, на верхней поверхности рабочей заслонки (8), ближе к стенке корпуса, противоположной вентиляторной установке (1), выполнен спойлер (13) для плавного изменения направления воздушного потока. Спойлер (13) выполнен в виде криволинейного ребра, часть которого вынесена за пределы рабочей заслонки (8), относительно ее оси вращения.
На верхней и боковых стенках корпуса (4) расположено дугообразное ребро (10), выполненное с минимально постоянным зазором к передней кромке рабочей заслонки (8) при ее работе. На выходе из отопительного канала под теплообменником (5) расположена заслонка (14) канала, которая кинематически связана с рабочей заслонкой (8) управления отопителем для синхронизации работы заслонок в различных режимах работы системы.
На боковой стенке корпуса (4) отопителя, обращенной к вентиляторной установке (1), выполнен фигурный вырез (15), по форме совпадающий с контуром открытой боковой части воздуховода (12) при совмещении передней кромки рабочей заслонки (8) и среза дугообразного ребра (10), что соответствует 1/4-1/3 хода рабочей заслонки. Дугообразное ребро (10) и кромки фигурного выреза (15) в боковой стенке корпуса (4) турбулизируют воздушный поток, что способствует более эффективному его перемешиванию в камере (11) в промежуточных режимах работы системы.
Для оптимального выравнивания по скорости и температуре изменяемого по направлению воздушного потока камера смешивания (11) выполнена смещенной относительно боковых стенок корпуса (4) отопителя.
В режиме вентиляции (фиг.3) рабочая заслонка (8) полностью перекрывает поверхность теплообменника (5) и открывается канал вентиляции, а заслонка (14) перекрывает канал под теплообменником, и воздушный поток свободно проходит через камеру смешивания (11) к воздуховодам салона, при этом кромки бокового фигурного выреза (15) и дугообразное ребро (10) турбулизируют воздушный поток.
В режиме отопления (фиг.4) рабочая заслонка (8) находится в крайнем верхнем положении, перекрывая канал из камеры (7) поступления воздуха в камеру (11) смешивания, при этом заслонка (14) находится в открытом положении, так что воздушный поток движется через теплообменник (5), нагреваясь идет в камеру смешивания (11) и далее к распределительному устройству и воздуховодам салона.
В промежуточном режиме, при ходе рабочей заслонки (8) из режима максимального обогрева, для вентиляционного воздуха открывается только вход в направляющий аппарат (12) (фиг.5), при этом направляющий аппарат полностью открывается при совмещении с фигурным вырезом (15) в боковой стенке корпуса (4) отопителя, что соответствует 1/3-1/4 хода рабочей заслонки (8), что позволяет прижимать вентиляционный поток воздуха к боковой стенке корпуса (4) и перемешивать его с воздухом из теплообменника в камере смешивания (11). Кроме того, заслонка (14) канала отопителя направляет поток нагретого воздуха под прямым углом к вентиляционному потоку, что способствует эффективному перемешиванию воздушного потока.
Таким образом, использование направляющего аппарата (12) и спойлера (13) позволяет уменьшить аэродинамическое сопротивление с плавным изменением направления воздушного потока при поступлении его в камеру смешивания (11), получить на выходе из отопителя (3) по всему сечению канала более равномерный по скорости и температуре воздушный поток во всем диапазоне регулирования.