Отопитель для транспортного средства

[01] Область техники
[02] Полезная модель относится к области транспорта, а именно к отопителям, предназначенным для обогрева пассажирского салона или кабины водителя транспортного средства (автомобиля).
[03] Уровень техники
[04] Из уровня техники широко известны конструкции отопителей для транспортных средств, включающие корпус, в котором установлены жидкостной теплообменник (радиатор) и примыкающий к нему электровентилятор (см., например, патент РФ RU 174795, 02.11.2017). В таких конструкциях применяются осевые вентиляторы, обеспечивающие вывод воздуха через верхнюю или боковую часть корпуса. Недостатком указанных устройств является низкая эффективность обогрева салона из-за однонаправленной подачи воздуха, что приводит к необходимости использования большего количества отопителей и увеличению скорости вращения вентилятора. При этом центробежные вентиляторы сами по себе обладают достаточно высоким уровнем шума, а при увеличении частоты вращения крыльчатки ситуация усугубляется.
[05] Наиболее близким аналогом полезной модели является отопитель для салона транспортного средства, раскрытый в заявке на патент Франции FR 1409936 A, 03.09.1965 (далее - Д1). Указанное устройство содержит корпус, в котором установлены жидкостной теплообменник и примыкающий к нему радиальный (центробежный) электровентилятор. Указанный электровентилятор размещен с возможностью радиального вывода нагретого воздуха через выходные отверстия в боковой части корпуса, образованные вращающейся направляющей в виде улитки, которая формирует выходной поток в одном или в двух направлениях. Использование центробежного электровентилятора, обеспечивающего радиальный вывод нагретого воздуха из корпуса, позволяет повысить эффективность обогрева при сравнительно тихой работе устройства, по отношению к осевым вентиляторам. Однако вращающаяся направляющая создает турбулентные потоки выходящего воздуха, которые по-прежнему создают дискомфортный шум в салоне транспортного средства.
[06] Раскрытие сущности полезной модели
[07] Задачей полезной модели, определяющей техническую проблему, является разработка эффективного и тихого в работе устройства для обогрева салона автомобиля
[08] Технический результат полезной модели заключается в снижении уровня шума при работе отопителя с сохранением производительности обогрева.
[09] Указанный технический результат достигается в полезной модели за счет того, что отопитель для транспортного средства содержит корпус, в котором установлены жидкостной теплообменник и центробежный электровентилятор, размещенный с возможностью радиального вывода из корпуса нагретого теплообменником воздуха. При этом корпус содержит стенку, имеющую зону с отверстиями ячеистой структуры для выхода нагретого воздуха.
[010] Согласно частным вариантам реализации полезной модели:
[011] - корпус выполнен в форме прямоугольного параллелепипеда и содержит четыре стенки, по меньшей мере одна из которых имеют указанную зону с отверстиями ячеистой структуры,
[012] - корпус состоит из соединенных верхней и нижней частей,
[013] - зона с отверстиями ячеистой структуры образована просечками стенки корпуса,
[014] - зона с отверстиями ячеистой структуры размещена напротив лопастей электровентилятора.
[015] - жидкостной теплообменник имеет входной и выходной патрубки для теплоносителя, винт для сброса воздуха и внешний электроразъем для подключения питания,
[016] - жидкостной теплообменник размещен в нижней части корпуса и снабжен верхней панелью с диффузором, на которой установлен электровентилятор,
[017] - электровентилятор имеет бесколлекторный электродвигатель с электронным управлением и внешний электроразъем для подключения питания
[018] Применение в заявленном устройстве центробежного электровентилятора в сочетании с жидкостным теплообменником позволяет повысить производительность обогрева (по сравнению с осевым вентилятором) и, как следствие, использовать меньшую частоту вращения крыльчатки, что приводит к снижению уровня шума при работе отопителя. При этом в отличие от ближайшего аналога, в рассматриваемом отопителе нагретый воздух выводится из корпуса непосредственно от лопастей электровентилятора через отверстия ячеистой структуры, выполненные в стенке. Это позволяет рассеивать выходящий поток и делать его более равномерным (ламинарным), по сравнению с конструкциями, использующими дополнительные направляющие средства, что обеспечивает более тихую работу устройства. Таким образом, все указанные признаки полезной модели направлены на достижение единого технического результата, заключающегося в снижении уровня шума работы отопителя.
[019] Кроме того, в рассматриваемой конструкции повышается эффективность и равномерность обогрева салона при меньшем количестве отопителей за счет возможности подачи воздуха в нескольких направлениях (от двух до четырех в зависимости от конфигурации стенок).
[020] Краткое описание чертежей
[021] Полезная модель поясняется фигурами, где:
[022] На фиг. 1 показан общий вид отопителя,
[023] На фиг. 2 показана конструкция отопителя.
[024] Элементы конструкции обозначены на фигурах следующими позициями:
1 - корпус,
2 - жидкостной теплообменник,
3 - электровентилятор,
4 - нижняя часть корпуса;
5 - основание корпуса,
6 - стенка корпуса,
7 - верхняя часть корпуса,
8 - крышка корпуса,
9 - патрубки теплообменника,
10 - винт для сброса воздуха теплообменника,
11 - панель теплообменника,
12 - зона с отверстиями ячеистой структуры,
13 - электроразъем.
[025] Осуществление полезной модели
[026] Заявленный отопитель в качестве основных элементов конструкции включает корпус (1), жидкостной теплообменник (радиатор) (2) и центробежный (радиальный) электровентилятор (3).
[027] Корпус (1), предпочтительно, имеет форму прямоугольного параллелепипеда. При этом корпус (1) может состоять из нижней П-образной части, образованной горизонтальным основанием (5) и двумя вертикальными стенками (6), а также верхней части (7), образованной горизонтальной крышкой (8) и двумя стенками (6). Возможно выполнение корпуса иной формы, например, цилиндрической. В такой конструкции корпус (1) будет иметь единую цилиндрическую стенку (6).
[028] На основании (5) размещен жидкостной теплообменник (2), имеющий входной и выходной патрубки (9) для теплоносителя и винт (10) для развоздушивания (сброса воздуха).
[029] Сверху теплообменник (5) имеет панель (11) с диффузором. На указанной панели (1) смонтирован центробежный (радиальный) электровентилятор (3), вращающийся в плоскости, параллельной основанию (5) В указанном электровентиляторе, предпочтительно, применяется бесколлекторный (бесщеточный) электродвигатель с электронным управлением. В отличие от коллекторного двигателя бесколлекторный электродвигатель обладает более низким уровнем шума, имеет возможности бесступенчатой регулировки скорости вращения (точнее регулировать температуру в салоне), а также является более безопасным с точки зрения возможности возгорания при механической блокировке крыльчатки вентилятора даже при неисправности защиты. Питание электровентилятора осуществляется через внешний герметичный электроразъем (13) расположенный на стенке (6).
[030] В верхней части по меньшей мере одной стенки (6) напротив электровентилятора (3) выполнена зона (12) с отверстиями ячеистой структуры для рассеивания потока выходящего воздуха. В предпочтительном варианте реализации полезной модели указанная зона (12) образована просечкой листа с образованием регулярных вытянутых горизонтально отверстий (см. фиг. 1 и 2). Такая конфигурация обеспечивает наиболее равномерный поток с минимизацией шума. Также возможно выполнение данной зоны за счет перфорации листа или установки сетки, или решетки с отверстиями различной формы.
[031] Зона (12) с отверстиями ячеистой структуры может быть выполнена с одной, двух, трех или четырех сторон корпуса (1) в зависимости от места установки отопителя. В частности, на фигурах 1 и 2 показан корпус, в котором имеется три стенки (6) с отверстиями для выхода воздуха, а одна из стенок (6) выполнена глухой. В случае использования цилиндрической стенки корпуса зона (12) может быть выполнена локально с одной или нескольких сторон.
[032] Отопитель используют следующим образом.
[033] Для установки отопителя осуществляют подвесной открытый монтаж корпуса внутри салона или кабины транспортного средства. Электроразъем (13) подключают к бортовой электрической сети с напряжением 24 В, а патрубки (9) теплообменника (9) - к системе охлаждения (радиатору) двигателя транспортного средства.
[034] При работе устройства центробежный электровентилятор (3) осуществляет съем тепла с поверхности теплообменника (3) и напрямую подает нагретый воздух в салон транспортного средства через зону (12) в одном или нескольких направлениях в зависимости от конфигурации стенок. Регулировка температуры в салоне осуществляется путем изменения рабочей частоты вращения двигателя электровентилятора (3).
[035] На основе полезной модели заявителем изготавливаются автомобильные отопители модельного ряда А1-605. Испытания устройств показали высокую эффективность обогрева с использованием радиального электровентилятора, что позволяет снижать уровень шума при работе на 10-12 ДБа по сравнению с аналогами.