Устройство вентиляции кресла транспортного средства и способ вентиляции Российский патент 2020 года по МПК B60N2/56 A47C7/74 

1. 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.

2. 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). 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. Известно решение, где осуществляется приточно-вытяжная вентиляция кресел и поток приточного воздуха пропускается к выходным отверстиям перфорированной обивки сиденья под обивкой сиденья, что позволяет созать комфортную температуру на поверхности сиденья (Источник конфигуратор БМВ Х5 опция «Активная вентиляция передних сидений», см. https://configure.bmw.ru/ru_RU/configure/G05/CV01/FMCHF). Это решение можно рассматривать как прототип данного изобретения в части прокладки каналов для приточного воздуха. Но данное решение обладает следующими недостатками:

- «Эффект сквозняка», хоть и меньше выражен, остается, так как используется непрерывный воздушный поток, который непрерывно охлаждает одни и те же участки тела.

5. Известно также решение, являющееся прототипом данного изобретения (пат. RU 2 704 651 C1, приоритет от 31.08.2018, автор Лукашев П.А.), в котором приточно-вытяжная вентиляция зоны контакта кресла и тела пассажира и зоны вблизи тела пассажира выполняется в циклическом режиме «выдох-вдох», частота которого задается управляющим устройством с учетом ритма дыхания пассажира. Однако, в указанном решении, в отличие от данного изобретения, не указан способ прокладки вентиляционных каналов в зону контакта и в зону вблизи зоны контакта тела пассажира и кресла.

3. 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.

4. Для обеспечения комфортного самочувствия пассажира подводимый воздух проводить по мягким эластичным воздушным каналам вблизи поверхности кресла с созданием эффекта пульсации (циклического расширения и сужения эластичных мягких воздушных каналов вследствие изменения давления приточного воздуха) для осуществления микромассажа тела пассажира.

В отличие от всех известных решений, и, в том числе, от прототипа (пат. RU 2 704 651 C1, приоритет от 31.08.2018), применение особого способа прокладки вентиляционных каналов для подводимого приточного воздуха и для удаляемого загрязненного воздуха в сочетании с применением циклического режима вентиляции «выдох-вдох», частота которого задается управляющим устройством с учетом ритма дыхания пассажира, позволило создать новое качество, которым не обладает ни одно из известных решений. При циклическом, согласованном с дыханием пользователя, вдувании приточного воздуха в эластичные мягкие воздушные каналы вдоль поверхности кресла, устройство, за счет циклического расширения и сужения эластичных мягких воздушных каналов вследствие изменения давления приточного воздуха, осуществляет микромассаж тела пользователя, что позволяет стимулировать капиллярное кровообращение, предотвратить застой крови в тканях тела и повысить комфорт и безопасность для здоровья пребывания в кресле.

4. Краткое описание чертежей.

Чертежи представлены на Фиг. 1 – Фиг. 5.

На Фиг. 1 представлен пример размещения конечных устройств входа воздуха вытяжной вентиляции в конструкции кресла транспортного средства.

Обозначения:

1 – кресло транспортного средства;

2 – входы вытяжной вентиляции;

3 – коллекторы вытяжной вентиляции.

На Фиг. 2 представлен пример размещения конечных устройств выхода воздуха приточной вентиляции в конструкции кресла транспортного средства.

Обозначения:

1 – кресло транспортного средства;

4 – выходы приточной вентиляции;

5 – коллекторы приточной вентиляции.

На Фиг. 3 представлена схема входа устройства вытяжной вентиляции кресла транспортного средства.

Обозначения:

2 – конечное устройство входа воздуха вытяжной вентиляции кресла транспортного средства.

На Фиг. 4 представлена схема выхода устройства приточной вентиляции кресла транспортного средства.

Обозначения:

4 – выход приточной вентиляции;

6 – наружная часть мягкой эластичной оболочки вентилируемого элемента кресла транспортного средства;

7 – внутренняя часть мягкой эластичной оболочки вентилируемого элемента кресла транспортного средства;

8 – сформированные рельефные элементы наружной части мягкой эластичной оболочки вентилируемого элемента кресла транспортного средства, обеспечивающие циркуляцию воздуха внутри мягкой эластичной оболочки;

9 – отверстия для выхода приточного воздуха.

На Фиг. 5 представлена схема устройства приточно-вытяжной вентиляции кресла транспортного средства. В целях упрощения схемы, вентиляционные коллекторы для вытяжной (3) и приточной (5) вентиляции на схеме не показаны.

Обозначения:

2 – вход вытяжной вентиляции;

4 – выход приточной вентиляции;

10, 14 – управляемые воздушные заслонки с электроприводом;

11, 15 – управляемые электрические вентиляторы;

12 – датчик дыхания пассажира, встраиваемый в спинку кресла;

13 – устройство управления.

5. Осуществление изобретения.

В качестве примера реализации изобретения на Фиг. 1 – Фиг.5 приведено устройство вентиляции кресла транспортного средства. Для обеспечения вытяжной вентиляции на поверхности кресла транспортного средства (Фиг. 1, (1)), соприкасающиеся с телом пассажира, и поверхности вблизи тела пассажира выведены конечные устройства входа воздуха вытяжной вентиляции кресла транспортного средства (Фиг. 1, (2)). Точки входа вытяжной вентиляции расположены вдоль центральной вертикальной осевой линии кресла и по краям кресла для предотвращения распространения запахов. Конечное устройство приема воздуха вытяжной вентиляции (2) показано на Фиг. 3. Далее, после забора в устройства приема, воздух по воздуховодам отводится в коллекторы (3). Дальнейший путь принятого воздуха показан на схеме на Фиг. 5. Для упрощения схемы в целях лучшего понимания множество точек приема воздуха и коллекторы на схеме на Фиг. 5 не показаны. Вместо этого показан путь принятого воздуха от единичного устройства приема вытяжной вентиляции (2) по воздуховоду к управляемой воздушной заслонке с электроприводом (10), далее к управляемому вытяжному электрическому вентилятору (11) и далее в вытяжную часть системы вентиляции транспортного средства, в которой осуществляется очистка загрязненного воздуха, осушение, если необходимо, подогрев или охлаждение, дезинфекция, обогащение наружным воздухом из атмосферы, вся необходимая подготовка для возвращения воздуха в приточную вентиляцию. На Фиг. 5 показан путь воздуха по воздуховодам из приточной части системы вентиляции транспортного средства к приточному управляемому электрическому вентилятору (15), далее к управляемой воздушной заслонке с электроприводом (14), далее к коллекторам приточной вентиляции (5 на Фиг. 2), далее к устройствам выхода приточной вентиляции (4 на Фиг. 2). Для упрощения схемы в целях лучшего понимания множество точек выхода воздуха и коллекторы на схеме на Фиг. 5 не показаны, вместо них на Фиг. 5 показано единичное устройство выхода приточной вентиляции (4). Конструкция устройства выхода воздуха приточной вентиляции показана на Фиг. 4. Вентилируемые части кресла транспортного средства имеют двойную эластичную мягкую оболочку, работающую как мягкий воздуховод, содержащую наружную (6) и внутреннюю (7) части, в пространство между которыми при помощи воздуховодов подается приточный воздух, который может циркулировать и распространяться в этом пространстве за счет сформированных рельефных элементов наружной части мягкой эластичной оболочки вентилируемого элемента кресла транспортного средства (8), и далее выходить в вентилируемую зону через отверстия (9). 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», управляемая воздушная заслонка (14) переключается в положение «закрыто», управляемая воздушная заслонка (10) переключается в положение «открыто», управляемый электрический вентилятор (11) в течение 2 секунд увеличивает обороты от 0 до максимальных, управляемый электрический вентилятор (15) в течение 2 секунд уменьшает обороты от максимальных до 0. Далее начинается цикл «вдох», управляемый вытяжной электрический вентилятор (11) продолжает на максимальных оборотах работать до окончания цикла «вдох»», далее начинается переход от «вдоха» к «выдоху», в течение 2 секунд управляемый вытяжной электрический вентилятор (11) уменьшает обороты от максимальных до 0, управляемая воздушная заслонка (10) переключается в положение «закрыто», управляемый приточный электрический вентилятор (15) в течение 2 секунд увеличивает обороты от 0 до максимальных, управляемая воздушная заслонка (14) переключается в положение «открыто», переход от «вдоха» к «выдоху» закончен. Далее начинается цикл «выдох», управляемый приточный электрический вентилятор (15) продолжает на максимальных оборотах работать до окончания цикла «выдох». Далее снова начинается переход от «выдоха» к «вдоху», цикл повторяется. Датчик дыхания (12) измеряет ритм дыхания пассажира и по информации датчика (12) компьютеризованное устройство управления (13) 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 (15) в течение 2 секунд уменьшает обороты от максимальных до 0, управляемая воздушная заслонка (14) переключается в положение «закрыто», управляемая воздушная заслонка (10) переключается в положение «открыто», управляемый вытяжной электрический вентилятор (11) в течение 2 секунд увеличивает обороты от 0 до максимальных. Далее начинается цикл «вдох», управляемый вытяжной электрический вентилятор (11) продолжает на максимальных оборотах работать до окончания цикла «вдох»». Далее начинается переход от «вдоха» к «выдоху», в течение 2 секунд управляемый вытяжной электрический вентилятор (11) уменьшает обороты от максимальных до 0, управляемая воздушная заслонка (10) переключается в положение «закрыто», управляемая воздушная заслонка (14) переключается в положение «открыто», управляемый приточный электрический вентилятор (15) в течение 2 секунд увеличивает обороты от 0 до максимальных, переход от «вдоха» к «выдоху» закончен. Далее начинается цикл «выдох», управляемый приточный электрический вентилятор (15) продолжает на максимальных оборотах работать до окончания цикла «выдох». Далее снова начинается переход от «выдоха» к «вдоху», цикл повторяется. Датчик дыхания (12) измеряет ритм дыхания водителя и по информации датчика дыхания (12) компьютеризованное устройство управления (13) 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.

Параметры системы вентиляции должны быть выбраны таким образом, чтобы обеспечить выраженный массажный эффект от периодической циклической подачи приточного воздуха в пространство между внешней и внутренней частями мягкой эластичной оболочки вентилируемых частей кресла транспортного средства.

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 воздухиз 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. Кроме того, достигается другой технический результат: при циклическом, согласованном с дыханием пользователя, вдувании приточного воздуха в эластичные мягкие воздушные каналы вдоль поверхности кресла, устройство, за счет циклического расширения и сужения эластичных мягких воздушных каналов вследствие изменения давления приточного воздуха, осуществляет микромассаж тела пользователя, что позволяет стимулировать капиллярное кровообращение, предотвратить застой крови в тканях тела и повысить комфорт и безопасность для здоровья пользователя пребывания в кресле. 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.

Изобретения относятся к устройствам вентиляции кресел транспортных средств и способам вентиляции кресел транспортных средств. Устройство приточно-вытяжной вентиляции кресла транспортного средства, соединяющееся с системой вентиляции транспортного средства или включающее устройство фильтрации воздуха и имеющее возможность работать автономно от системы вентиляции транспортного средства, содержит конечные устройства впуска-выпуска воздуха в зоне контакта кресла и тела пассажира и вблизи этой зоны, воздушные каналы, управляемые электрические вентиляторы. Устройство управления производит приточно-вытяжную вентиляцию зоны контакта кресла и тела пассажира и зоны вблизи тела пассажира в циклическом режиме «выдох-вдох», частота которого задается устройством управления с учетом ритма дыхания пассажира. Конечные устройства впуска-выпуска воздуха в зоне контакта кресла и тела пассажира и вблизи этой зоны и воздушные каналы проложены так, что отводимый воздух отводится из зоны контакта вглубь кресла, а подводимый воздух проходит по мягким воздушным каналам вдоль поверхности кресла. Повышается удобство при эксплуатации. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство приточно-вытяжной вентиляции кресла транспортного средства, соединяющееся с системой вентиляции транспортного средства или включающее устройство фильтрации воздуха и имеющее возможность работать автономно от системы вентиляции транспортного средства, содержащее конечные устройства впуска-выпуска воздуха в зоне контакта кресла и тела пассажира и вблизи этой зоны, воздушные каналы, управляемые электрические вентиляторы, управляемые воздушные заслонки, датчик дыхания, устройство управления, производящее приточно-вытяжную вентиляцию зоны контакта кресла и тела пассажира и зоны вблизи тела пассажира в циклическом режиме «выдох-вдох», частота которого задается устройством управления с учетом ритма дыхания пассажира, отличающееся тем, что для повышения комфорта пассажира конечные устройства впуска-выпуска воздуха в зоне контакта кресла и тела пассажира и вблизи этой зоны и воздушные каналы проложены так, что отводимый воздух отводится из зоны контакта вглубь кресла, а подводимый воздух проходит по мягким воздушным каналам вдоль поверхности кресла.

2. Способ приточно-вытяжной вентиляции кресла транспортного средства, заключающийся в том, что приточно-вытяжная вентиляция зоны контакта кресла и тела пассажира и зоны вблизи тела пассажира выполняется в циклическом режиме «выдох-вдох», частота которого задается управляющим устройством с учетом ритма дыхания пассажира, отличающийся тем, что подводимый воздух проходит по мягким воздушным каналам вдоль поверхности кресла, усиливая теплообмен и создавая для пассажира эффект микромассажа.