Пристрій для опалювання і вентиляції автомобіля

Изобретение относится к автомобилестроению и может быть использовано для обогрева и вентиляции различных транспортных средств. Известно устройство для вентиляции и отопления [1], содержащее вентилятор с улиткой и корпус с теплообменником и заслонками, установленными с разных сторон от него» и в определенном режиме изолирующими последний от входного потока воздуха для образования канала теплого воздуха, проходящего через теплообменник, и холодного воздуха, проходящего вне последнего, которые затем соединены в канал выхода воздуха из устройства. Недостатком устройства является то. что в известном устройстве теплообменник сориентирован под острым углом по отношению к направлению потока воздуха, последний должен при входе в теплообменник развернуться на 90° для распределения по его входной поверхности, однако при этом часть теплообменника все равно остается перекрытой, что приводит к значительным аэродинамическим потерям, а в результате к недостаточной эффективности работы. К тому же проходные сечения каналов воздуха постоянно меняются, что создает дополнительные аэродинамические потери. Устройство имеет сложную систему заслонок управления. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство, в котором содержится вентилятор с улиткой и корпус с теплоизоляционной камерой, внутри которой установлен теплообменник и которая ограничена с обеих сторон одной спаренной заслонкой на входе в камеру и на выходе из нее. а также каналами теплого воздуха, проходящего вне теплообменника [2]. Несмотря на то, что в последнем известном устройстве конструкция усовершенствована в отношении управляемых заслонок, причем образована теплоизоляционная камера, а теплообменник установлен внутри последней, аэродинамические потери остались значительными, из-за того, что входное окно камеры по отношению к оси рабочего колеса вентилятора сориентировано под острым углом, из-за чего с одной стороны теплообменника образован карман, куда доступ воздуха совершенно ограничен. Кроме того, дополнительные аэродинамические потери и потери напора создаются в момент выхода воздуха из теплоизоляционной камеры, когда поток меняет несколько раз направление движения, В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для отопления и вентиляции автомобиля, путем оптимальной ориентации теплообменника по отношению к направлению потока обдуваемого его воздуха, что обеспечивает снижение аэродинамических потерь и за счет этого повышается эффективность его работы. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для отопления и вентиляции автомобиля, содержащем вентиляторе улиткой, корпус с теплоизолирующей камерой, внутри которой размещен теплообменник с поворотными заслонками, установленными как со стороны входной, так и со стороны выходной поверхности теплообменника для образования в корпусе каналов холодного и теплого воздуха, и выходной патрубок, согласно изобретению, теплообменник установлен в корпусе горизонтально, при этом ось симметрии теплообменника отстоит от вертикальной оси симметрии рабочего колеса вентилятора на расстоянии, не превышающем величины радиуса рабочего колеса. Кроме того, согласно изобретению, устройство снабжено обтекателем, закрепленным в корпусе и примыкающим к боковой стенке теплообменника, при этом площади выходных сечений воздушных каналов равны площади сечения выходного патрубка. Со стороны входной поверхности теплообменника установлена, по меньшей мере, одна заслонка, которая выполнена из двух поворотных частей. А со стороны выходной поверхности теплообменника также установлена, по меньшей мере, одна заслонка, причем заслонки кинематически связаны между собой и снабжены приводом их перемещения, имеют Профиль криволинейной формы и являются продолжением наружной стенки улитки. Указанная совокупность существенных признаков изобретения способствует оптимальной ориентации теплообменника по от-ношению к направлению потока обдуваемого его воздуха, Выходящего из улитки вентилятора, что обеспечивает снижение аэродинамических потерь и за счет этого повышается эффективность его работы. Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг. 1 - схема устройства с одной заслонкой на входе воздуха в теплоизолирующую камеру (режим вентиляции); на фиг. 2 - то же, что и на фиг. 1 (режим отопления); на фиг. 3 - схема устройства с несколькими заслонками на входе воздуха в термоизолирующую камеру, (режим вентиляции); на фиг. 4 - то же, что и на фиг. 3 (режим отопления). Устройство состоит из центробежного вентилятора 1 с двумя рабочими колесами 2, вращающимися вокруг оси 3 и улитками на каждом из колес 4, имеющими выходные окна 5, а также корпуса 6. Внутри корпуса установлен горизонтально теплообменник 7 с входной поверхностью 8, имеющей ось симметрии Х-Х. Над входной поверхностью 8 теплообменника 7 установлена одна заслонка 9 или три заслонки 10, 11 и 12 по форме криволинейные и являющиеся продолжением наружной стенки улитки 4, при установке их. При этом на выходе из теплообменника 7 установлена одна заслонка 13 для обоих случаев. Полость вокруг теплообменника 7, ограниченная заслонками 9 или 10, 11 и 12 со стороны его Входной поверхности 8 и заслонкой 13 на выходе из него, образуя теплоизолирующую камеру 14 с входным окном 15. Теплоизолирующая камера 14 расположена относительно выходного окна улитки 5 так, что плоскость V-V, проходящая через ось 3 рабочего колеса 2, перпендикулярна к входной поверхности 8 теплообменника 7 и пересекает выходное окно улитки 5 вентилятора и входное окно теплоизолирующей камеры 15. причем ось симметрии Х-Х входной поверхности 8 теплообменника 7 относительно указанной плоскости отстоит на расстояние L^R. где R - радиус рабочего колеса 2. В корпусе имеется канал холодного воздуха 16, в который воздух попадает извне через вентилятор и по каналу проходит мимо теплообменника 7 и канал теплого воздуха 17, образованный боковыми 18 и передней 19 стенками корпуса 6 и обтекателем 20, примыкающего к боковой стенке 21 теплообменника. Каналы холодного 16 и теплого 17возду-ха вливаются в зоне "А" в канал выхода воздуха из устройства 22, из которого воздух поступает на вентиляцию или на обогрев салона и ветрового стекла автомобиля. В связи с установкой обтекателя 20. канал теплого воздуха 17 имеет проходное сечение, равное сечению канала холодного воздуха 16,, а канал для выхода воздуха из устройства 22 имеет сечение, равное сечению обоих указанных каналов. Заслонки 9 или 10.11,12 и 13. ограничивающие камеру 14, кинематически связаны между собой и имеют общий привод (на чертеже не показан). Для выхода воздуха к ногам водителя и переднего пассажира в нижней части устройства имеются окна 23 на обеих боковых стенках и 24 на передней стенке корпуса 6. которые перекрываются заслонками 25 и 26. Конструктивно заслонки 25 и 26 могут быть функционально совмещены и иметь общий привод. Количество воздуха, подаваемого в нижнюю часть салона, определяется степенью открытия заслонок 25 и 26. Устройство работает следующим образом. Свежий воздух из выходного окна улитки 5 вентилятора поступает в направлении, показанном стрелкой. Когда заслонки 9 или 10, 11 и 12 перекрывают входное окно 15 теплоизолирующей камеры 14, а заслонка 13, кинематически связанная с ними - выход из нее, свежий воздух п0 каналу холодного воздуха 16 направляется к каналу выхода воздуха из устройства 22, а из него распределяется на вентиляцию и на обдув ветрового стекла. Одновременно, воздух через окна 23 и 24 выходит в нижнюю часть салона к ногам водителя и переднего пассажира. В этом случае устройство работает в режиме вентиляции, при этом исключается съем тепла с теплообменника за счет изоляции его в теплоизолирующей камере от воздушного потока. Для работы устройства в режиме отопления необходимо перевести заслонки 9 или 10.11, 12 и 13 в положение, показанное на фиг. 2 и 4. При этом свежий воздух поступает на теплообменник 7, а выйдя из него - в канал теплого воздуха 17 и далее - в канал выхода воздуха из устройства 22, после чего распределяется на обогрев салона и на обогрев внутренней поверхности ветрового стекла. Одновременно,, в зависимости от степени открытия заслонок 25 и 26 через окна 23 и 24, теплый воздух поступает на обогрев ног водителя и переднего пассажира. Для дальнейшего распределения воздуха после выхода его из канала 22 предусмотрено специальное устройство (на чертеже не показано). Регулирование теплопроизводительности устройства при работе его в режиме отопления осуществляется путем изменения положения заслонок 9 или 10, 11, 12, а также заслонки 13, что обеспечивает поступление различного количества свежего воздуха на теплообменник 7 через окно 15 и непосредственно в канал 16. Далее оба воздушных потока смешиваются в зоне "А", из которой воздух поступает в канал 22. Предлагаемая конструкция устройства позволяет снизить аэродинамические потери при пОдаче воздуха как на вентиляцию, так и на отопление транспортного средства.. Этот эффект достигается за счет ориентации теплоизолирующей камеры по отношению к выходному окну вентилятора и за счет сохранения постоянства проходного сечения каналов для подачи холодного и теплого воздуха, при этом свежий воздух равномерно обдувает всю входную поверхность 8 теплообменника 7, благодаря отсутствию затенений и карманов, препятствующих прохождению прямого потока воздуха на обдув теплообменника.