RU2585520C1 - Vehicle ventilation system with selective removal of products of exhalation - Google Patents
Vehicle ventilation system with selective removal of products of exhalation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2585520C1 RU2585520C1 RU2015113723/11A RU2015113723A RU2585520C1 RU 2585520 C1 RU2585520 C1 RU 2585520C1 RU 2015113723/11 A RU2015113723/11 A RU 2015113723/11A RU 2015113723 A RU2015113723 A RU 2015113723A RU 2585520 C1 RU2585520 C1 RU 2585520C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- vehicle
- ventilation system
- passengers
- passenger compartment
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/24—Devices purely for ventilating or where the heating or cooling is irrelevant
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
- B61D27/00—Heating, cooling, ventilating, or air-conditioning
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области транспорта и может использоваться в автомобилестроении, на железнодорожном транспорте, в авиастроении для создания селективных, «интеллектуальных» систем кондиционирования и вентиляции салонов и кабин.The invention relates to the field of transport and can be used in the automotive industry, in railway transport, in the aircraft industry to create selective, “intelligent” air conditioning and ventilation systems for salons and cabins.
Известно устройство для экономичного контроля системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для транспортного средства, имеющего салон и наружную обшивку кузова, содержащее отверстие для свежего воздуха, отверстие для рециркулируемого воздуха, кондиционер для нагревания и охлаждения воздуха, поступающего из отверстия для свежего воздуха, или рециркулируемого воздуха, поступающего из отверстия для рециркулируемого воздуха, подвижный механизм впуска воздуха, эксплуатационно связанный с по меньшей мере одним из указанных отверстий, контроллер для управления подвижным механизмом впуска воздуха, датчик уровня влажности/точки росы, сообщающийся с салоном транспортного средства, контроллер, к которому подключены указанные датчики и механизм впуска воздуха, причем указанный контроллер содержит программный алгоритм, заставляющий датчик выборочно передвигать указанный механизм до положения, в котором 100% кондиционированного воздуха транспортного средства являются свежим воздухом, и до положения, в котором 100% кондиционированного воздуха транспортного средства являются рециркулированным воздухом, и в любое положение между указанными положениями, в ответ на возможность запотевания, основанную на информации от указанного датчика (см. заявку РФ 2011127891/11, 07.07.2011, F01P 7/00).A device is known for economical control of a heating, ventilation and air conditioning system for a vehicle having a passenger compartment and an outer skin of a body comprising an opening for fresh air, an opening for recirculated air, an air conditioner for heating and cooling air coming from an opening for fresh air, or recirculated air coming from the recirculated air hole, a movable air intake mechanism, operationally associated with at least one of these apertures, a controller for controlling a movable air intake mechanism, a humidity / dew point sensor communicating with the vehicle interior, a controller to which said sensors and an air intake mechanism are connected, said controller comprising a program algorithm forcing the sensor to selectively move said mechanism to a position in which 100% of the vehicle’s conditioned air is fresh air, and to a position in which 100% of the vehicle’s conditioned air is TWA is recycled air, and to any position between the indicated positions, in response to the possibility of fogging, based on information from the specified sensor (see RF application 2011127891/11, 07/07/2011,
В полезной модели CN 203093693 (U), 2013-07-31, B60H 3/00; B60J 7/057 описан автоматический воздухообменник в виде автомобильного люка с очистителем воздуха, контрольной системой, датчиками CO, дыма, CO2, температуры, скорости и вентилятором.In the utility model CN 203093693 (U), 2013-07-31,
Обе описанные системы вентиляции обеспечивают поддержание температуры и состава воздуха в салоне автомобиля интегрально, усредненно, следовательно, недостаточно экономично и эффективно, поскольку в исходном состоянии распределение загрязнений и паров в салоне было неравномерным. Кроме того, в обоих случаях забор воздуха из внешней среды производится без предварительного анализа ее состава, что также снижает эффективность системы.Both described ventilation systems ensure that the temperature and composition of the air in the passenger compartment are maintained integrally, averaged, and therefore are not economically and efficiently enough, since in the initial state the distribution of contaminants and vapors in the passenger compartment was uneven. In addition, in both cases, air is taken from the external environment without a preliminary analysis of its composition, which also reduces the effectiveness of the system.
В патенте Японии 2001153417 (A), F24F 7/08, 2001-06-08 описан вентиляционный прибор, в котором датчик CO2 расположен вблизи выпускного коллектора.Japanese Patent 2001153417 (A), F24F 7/08, 2001-06-08 describes a ventilation device in which a CO 2 sensor is located near an exhaust manifold.
Данное решение может в некоторых случаях способствовать повышению эффективности и экономичности системы вентиляции, поскольку предполагает некоторую избирательность в том случае, если концентрация CO2 вблизи выпускного коллектора максимальна, однако на практике это справедливо далеко не всегда и в указанном приборе отсутствуют средства, позволяющие распознать упомянутую ситуацию.This solution may in some cases increase the efficiency and economy of the ventilation system, since it assumes some selectivity if the concentration of CO 2 near the exhaust manifold is maximum, however, in practice this is far from always the case and there are no means in this device for recognizing the mentioned situation .
Так же и в JPS 5938536 (A), F24F 11/00, 1984-03-02 датчик CO2 через контроллер управляет скоростью вращения лопастей вентиляторных установок в гараже с целью минимизации энергозатрат. Но дальнейшему их снижению препятствует отсутствие селективного контроля распределения загрязнений в помещении.In the same way, in JPS 5938536 (A), F24F 11/00, 1984-03-02, the CO 2 sensor, through the controller, controls the rotational speed of the fan blades in the garage in order to minimize energy consumption. But their further reduction is hindered by the lack of selective control of the distribution of pollution in the room.
В патенте США №2014370796 (A1), B61D 27/00; F24F 7/04, 2014-12-18 описана селективная система подачи кондиционированного воздуха в купе и иные помещения движущегося железнодорожного вагона или автомобиля, однако назначение установки препятствует решению поставленной выше задачи, поскольку подача воздуха в известном решении зависит не от условий в той или иной точке транспортного средства, а от априорных данных и установок.U.S. Patent No. 20134370796 (A1),
Известны также попытки повысить эффективность работы системы вентиляции и кондиционирования за счет приближения вентиляционных отверстий к водителю, размещения их на руле автомобиля (см. пат. Тайваня №201429757 (A), B60H 1/32, 2014-08-01).Attempts are also known to increase the efficiency of the ventilation and air conditioning system by bringing the ventilation openings closer to the driver, placing them on the steering wheel of a car (see Taiwan Pat. No. 201429757 (A),
Понятно, что этим достигается лишь незначительное повышение эффективности.It is understood that this achieves only a slight increase in efficiency.
Известно использование сенсоров CO2 для предупреждения отравления пассажиров в случае утечки из системы кондиционирования или перегрева (см. JPH 10288429, B60H 3/00, 27.10.1998 и DE 10348164, B60H 1/00, 2005-05-25 соответственно). В последнем источнике информации датчик CO2 используется для определения наличия пассажиров в салоне, а сигнал тревоги включается при достижении пороговой температуры.It is known to use CO 2 sensors to prevent poisoning of passengers in the event of a leak from the air conditioning system or overheating (see JPH 10288429,
Однако в нормальном режиме работы системы вентиляции ни то, ни другое устройство не оказывают какого-либо влияния на эффективность или экономичность системы вентиляции.However, in the normal operation of the ventilation system, neither one or the other device has any effect on the efficiency or economy of the ventilation system.
Более «селективная» задача решается в патенте Японии №60252019, B60H 1/24, 12.12.1985, в котором для предотвращения распространения табачного дыма по салону автомобиля используются датчики дыма, впускные и выпускные узлы, управляемые контроллером, так что при обнаружении загрязнения над креслом водителя система вентиляции выпускает задымленный воздух. Рассмотрим данное устройство более подробно.A more “selective” task is solved in Japan Patent No. 60252019,
Пока водитель не курит, система вентиляции, образованная отводящими воздуховодами, расположенными над пассажирскими местами, выпускным вентилятором, впускным узлом, кондиционером и подводящими воздуховодами, расположенными в полу салона транспортного средства, работает в обычном режиме. В момент обнаружения табачного дыма соответствующими датчиками, размещенными в отводящих воздуховодах, контроллер перестраивает работу как выпускного вентилятора, так и впускного узла таким образом, что все они работают на усиленное удаление внутреннего воздуха из салона.While the driver is not smoking, the ventilation system formed by the exhaust ducts located above the passenger seats, the exhaust fan, inlet assembly, air conditioning and the supply ducts located in the vehicle interior floor is operating normally. When tobacco smoke is detected by the appropriate sensors located in the exhaust ducts, the controller rebuilds the operation of both the exhaust fan and the intake unit in such a way that they all work for enhanced removal of internal air from the passenger compartment.
Таким образом, можно указать на два обстоятельства, препятствующих повышению эффективности и экономичности описанной системы вентиляции: средства удаления, выпуска воздуха из салона установлены неподвижно, фиксированы и удаление порции загрязненного воздуха из салона происходит в экстренном порядке, импульсно, одновременно всеми имеющимися средствами, то есть невозможно в обычном режиме. Кроме того, переключение в известном решении происходит при срабатывании датчика дыма, то есть оно предназначено и настроено на удаление именно табачного дыма, а не поддержание необходимой концентрации CO2.Thus, two circumstances can be pointed out that impede the efficiency and economy of the described ventilation system: the means for removing and discharging air from the passenger compartment are fixed, fixed, and the portion of contaminated air is removed from the passenger compartment in an emergency, impulse, simultaneously with all available means, i.e. impossible in normal mode. In addition, the switching in the known solution occurs when the smoke sensor is triggered, that is, it is designed and configured to remove precisely tobacco smoke, rather than maintaining the required concentration of CO 2 .
Тем не менее, данное устройство представляется наиболее близким к предложенному.Nevertheless, this device seems to be closest to the proposed one.
Техническим результатом, ожидаемым от использования изобретения, является повышение эффективности работы и экономичности системы вентиляции транспортного средства.The technical result expected from the use of the invention is to increase the efficiency and economy of the ventilation system of the vehicle.
Указанный результат достигается тем, что в известной системе вентиляции транспортного средства с избирательным удалением продуктов выдоха, содержащей сенсорный элемент, средства удаления воздуха из салона транспортного средства и средства подачи воздуха в салон транспортного средства, а также средства управления указанными средствами с использованием сигнала сенсорного элемента, сенсорный элемент выполнен с возможностью регистрации выдоха пассажиров, а средства удаления воздуха из салона транспортного средства выполнены с возможностью удаления преимущественно выдыхаемой пассажирами порции воздуха.This result is achieved by the fact that in the known ventilation system of a vehicle with selective removal of exhalation products containing a sensor element, means for removing air from the passenger compartment of the vehicle and means for supplying air to the passenger compartment of the vehicle, as well as means for controlling said means using the signal of the sensor element, the sensor element is configured to register the exhalation of passengers, and means for removing air from the vehicle interior are made with the possibility of awn removal advantageously exhaled air passengers portions.
Целесообразно также выполнить средства удаления воздуха из салона транспортного средства и средства подачи воздуха в салон транспортного средства с возможностью учета ритма дыхания пассажиров и/или задержки распространения выдыхаемой и вдыхаемой пассажирами порции воздуха.It is also advisable to implement means for removing air from the passenger compartment of the vehicle and means for supplying air to the passenger compartment of the vehicle with the possibility of taking into account the rhythm of breathing of passengers and / or delaying the spread of exhaled and inhaled by the passengers portion of air.
Кроме того, сенсорный элемент может быть выполнен в виде группы датчиков CO2 и/или O2, и/или влажности, и/или давления, и/или инфракрасного излучения, и/или ультразвуковых волн, а также в виде видеокамеры или накладного акселерометра.In addition, the sensor element can be made in the form of a group of sensors CO 2 and / or O 2 , and / or humidity, and / or pressure, and / or infrared radiation, and / or ultrasonic waves, as well as in the form of a video camera or surface accelerometer .
При этом датчики группы могут выполняться с выходным фильтром, настроенным на полосу частот дыхания.In this case, the group sensors can be performed with an output filter tuned to the respiratory frequency band.
Кроме того, средства удаления воздуха из салона транспортного средства могут быть выполнены с элементами формирования для последующего удаления выдыхаемой пассажирами струи воздуха.In addition, means for removing air from the passenger compartment of the vehicle can be made with forming elements for subsequent removal of the exhaled air stream of passengers.
Целесообразно также выполнить средства подачи воздуха в салон транспортного средства в виде элементов формирования для последующего удаления выдыхаемой пассажирами струи воздуха.It is also advisable to make means for supplying air to the vehicle interior in the form of forming elements for subsequent removal of the air stream exhaled by the passengers.
При этом средства подачи воздуха в салон транспортного средства могут быть выполнены с возможностью замены только удаленной средствами удаления воздуха из салона транспортного средства порции воздуха.In this case, the means of supplying air to the vehicle interior can be made with the possibility of replacing only a portion of air removed by means of removing air from the vehicle interior.
Кроме того, средства подачи воздуха в салон транспортного средства могут быть выполнены с входным анализатором состава наружного воздуха, подключенным к средствам управления средствами подачи воздуха в салон транспортного средства.In addition, the means of supplying air to the vehicle interior can be performed with an input analyzer of the composition of the external air connected to the controls of the means of supplying air to the vehicle interior.
Целесообразно также выполнить средства управления средствами подачи воздуха в салон транспортного средства с возможностью приема, учета и передачи информации о составе наружного воздуха аналогичным узлам других транспортных средств (имеется в виду обмен информацией о составе наружного воздуха с другими транспортными средствами с целью учета данной информации при выработке рекомендаций водителю об оптимальной дистанции, оптимальном маршруте, формировании управляющих сигналов на средства подачи воздуха в салон и т.п.).It is also advisable to implement controls for supplying air to the vehicle interior with the ability to receive, record and transmit information about the composition of the outdoor air to similar nodes of other vehicles (meaning the exchange of information on the composition of the outdoor air with other vehicles in order to take this information into account when generating recommendations to the driver about the optimal distance, the optimal route, the formation of control signals for air supply to the cabin, etc.).
При этом система вентиляции может быть снабжена средствами распознавания состояния пассажиров по сигналам датчиков сенсорного элемента, а также средствами реагирования на состояния, представляющие опасность.In this case, the ventilation system can be equipped with means for recognizing the state of passengers by signals from sensors of the sensor element, as well as means for responding to conditions that are dangerous.
Кроме того, средства подачи воздуха в салон транспортного средства могут быть выполнены с впускным отверстием для наружного воздуха, расположенным выше верхнего элемента корпуса транспортного средства (в частности, такие воздуховоды могут располагаться в антенне, телескопической трубе, на штанге и т.п., расположенных выше крыши салона).In addition, the means for supplying air to the vehicle interior can be made with an external air inlet located above the upper element of the vehicle body (in particular, such air ducts can be located in the antenna, telescopic tube, rod, etc., located above the roof of the cabin).
При этом средства подачи воздуха в салон транспортного средства могут быть выполнены с впускным отверстием для наружного воздуха, расположенным на подвижном элементе, а средства управления средствами подачи воздуха в салон транспортного средства выполнены с возможностью регулировки положения подвижного элемента в зависимости от состава наружного воздуха и/или скорости транспортного средства (здесь имеется в виду управление положением элемента конструкции с впускным отверстием по вертикали или горизонтали с целью забора наиболее чистого воздуха, для чего в заборном тракте или даже в салоне, ближе к соплам, подающим воздух, могут быть установлены датчики, контролирующие качество забортного воздуха и не допускающие поступления загрязнений. Во избежание повреждения вынесенных на удаление (высоту) конструктивных элементов воздухозабора такое удаление может также регулироваться в зависимости от скорости транспортного средства.)In this case, the means of supplying air to the passenger compartment of the vehicle can be made with an inlet for outside air located on the movable element, and the controls for supplying air to the passenger compartment of the vehicle are configured to adjust the position of the movable element depending on the composition of the outdoor air and / or vehicle speed (here we mean the control of the position of the structural element with the inlet vertically or horizontally in order to take the most For this reason, sensors can be installed in the intake path or even in the passenger compartment closer to the air supply nozzles to monitor the quality of the outside air and prevent the ingress of contaminants. To avoid damage to the structural elements of the air intake removed for removal (height), this removal may also adjustable according to vehicle speed.)
Целесообразно также средства подачи воздуха в салон транспортного средства выполнить с возможностью резервирования воздуха или кислорода, причем средства управления средствами подачи воздуха в салон транспортного средства могут быть выполнены с возможностью пополнения и дозированного расхода из емкости для резервирования воздуха (кислорода).It is also advisable to supply air to the vehicle interior with the possibility of reserving air or oxygen, and control means to supply air to the vehicle interior can be made with the possibility of replenishment and dosed flow from the tank for air (oxygen) reservation.
И, наконец, средства управления средствами удаления воздуха из салона транспортного средства и средства управления средствами подачи воздуха в салон транспортного средства, а также средства учета ритма дыхания пассажиров и/или задержки распространения выдыхаемой и вдыхаемой пассажирами порции воздуха, средства управления элементами формирования и последующего удаления выдыхаемой пассажирами струи воздуха, средства выбора и анализа информации от группы датчиков, средства фильтрации выходной информации группы датчиков, средства обработки информации от анализатора состава наружного воздуха (а также средства управления положением подвижных элементов воздухозабора) и средства распознавания состояния пассажиров по сигналам датчиков сенсорного элемента могут быть объединены в контроллер или являться частью (входить в состав) контроллера, управляющего работой климатической установки транспортного средства.And, finally, controls for removing air from the passenger compartment of a vehicle and controls for supplying air to a passenger compartment of a vehicle, as well as means for recording the rhythm of respiration of passengers and / or delaying the spread of exhaled and inhaled by passengers a portion of air, means for controlling the elements of formation and subsequent removal air jet exhaled by passengers, means for selecting and analyzing information from a group of sensors, means for filtering the output information of a group of sensors, means for processing Botko analyzer information from external air composition (as well as the position of the movable elements intake control means) and passenger status recognition means from the signals of sensors of the sensor element can be combined into the controller, or be a part of (part of) the controller controlling operation of the air conditioner of the vehicle.
При этом контроллер может быть выполнен с возможностью выдачи, на основании показаний датчиков анализатора состава наружного воздуха или внешней информации, рекомендаций водителю транспортного средства об изменении дистанции или маршрута. С этой целью используются известные средства контроля состава наружного воздуха (относящиеся к упомянутому выше входному анализатору состава наружного воздуха), внешние данные о направлении ветра, температуре и т.п., через соответствующий интерфейс поступающие в контроллер, который и принимает решение о выдаче соответствующих рекомендаций водителю, например, голосовым сообщением, с использованием навигационной системы, дисплея и т.п. В результате, упомянутая выше связь анализатора состава наружного воздуха со средствами управления средствами подачи воздуха в салон транспортного средства осуществляется через контроллер. На него же может поступать информация о текущей скорости (ее производной, изменении оборотов двигателя и пр.) от других систем транспортного средства, на основании чего контроллером принимается решение о положении (например, высоте) элементов конструкции воздухозабора (по закону обратной пропорциональности высоты к значению скорости, либо к его квадрату, например).In this case, the controller can be configured to issue, based on the readings of the sensors of the analyzer of the composition of the external air or external information, recommendations to the driver of the vehicle about changing the distance or route. For this purpose, well-known means of monitoring the composition of the outdoor air (related to the above-mentioned input analyzer of the composition of the outdoor air), external data on the direction of the wind, temperature, etc., through the appropriate interface coming into the controller, which makes the decision on the issuance of relevant recommendations, are used. to the driver, for example, by voice message, using a navigation system, display, etc. As a result, the aforementioned connection of the outdoor air composition analyzer with the controls for supplying air to the vehicle interior is carried out through the controller. It can also receive information about the current speed (its derivative, change in engine speed, etc.) from other vehicle systems, on the basis of which the controller decides on the position (for example, height) of the air intake structure elements (according to the law of inverse proportionality of height to value speed, or to its square, for example).
В условиях городских пробок представляется целесообразным длительное движение автомобиля в режиме, близком к изолированной от внешней среды системе (т.е. почти без притока внешнего воздуха). Несмотря на то, что запаса кислорода в салоне автомобиля для одного человека может хватить более чем на час, эффект духоты, а затем и отравления проявляется гораздо раньше (через 5-10 минут) из-за недопустимого повышения концентрации CO2. Происходит это ввиду того, что в окружающем воздухе концентрация CO2 составляет 0,04…0,1%, а вредным для внимания и работоспособности (что важно для водителя) является уже значение 0,5%, тогда как выдыхаемый человеком воздух содержит 4% углекислого газа. В случае автомобиля ситуация усугубляется еще и тем, что выдох содержит также много водяного пара, который, конденсируясь на стеклах, ухудшает видимость.In conditions of urban traffic jams, it seems advisable to drive the car for a long time in a mode close to a system isolated from the external environment (i.e., almost without the influx of external air). Despite the fact that the supply of oxygen in the car for one person can last more than an hour, the effect of stuffiness and then poisoning manifests itself much earlier (after 5-10 minutes) due to an unacceptable increase in the concentration of CO 2 . This is due to the fact that in the ambient air the concentration of CO 2 is 0.04 ... 0.1%, and the value 0.5% is already harmful to attention and performance (which is important for the driver), while the air exhaled by a person contains 4% carbon dioxide. In the case of a car, the situation is further aggravated by the fact that the exhalation also contains a lot of water vapor, which, when condensed on the windows, impairs visibility.
Предлагаемое устройство дополнительной, избирательной вентиляции салона автомобиля основано на обнаружении и отборе только (преимущественно) локальной порции выдыхаемой струи (направленной из носовой и ротовой полости пассажира или водителя, далее - пассажира) с последующей заменой именно этого воздуха (порцией взятой извне или полученной в результате регенерации). Такая селективность многократно снижает требования к необходимым объемам приточной вентиляции или производительности устройств регенерации и очистки (мембранные фильтры, кислородные генераторы и т.п.).The proposed device for additional, selective ventilation of the passenger compartment is based on the detection and selection of only (mainly) a local portion of the exhaled stream (directed from the nose and mouth of the passenger or driver, hereinafter - the passenger), followed by the replacement of this particular air (portion taken from the outside or resulting from regeneration). Such selectivity repeatedly reduces the requirements for the required volume of supply ventilation or the performance of regeneration and cleaning devices (membrane filters, oxygen generators, etc.).
Преимущественное удаление выдыхаемой пассажирами порции воздуха означает, что систему настраивают на удаление именно выдыхаемого воздуха, что объем удаляемого воздуха стараются приблизить к объему выдоха. Тем не менее, не следует понимать это выражение как удаление выдыхаемого воздуха полностью и при каждом выдохе или невозможность удалить несколько больший объем. Иными словами, в предложенное техническое решение включаются случаи настройки системы вентиляции на удаление стандартного объема, равного усредненному объему выдоха, либо удаление объема, несколько превышающего или несколько меньшего среднего объема выдоха или определенного датчиками объема или полученного расчетным путем или иным образом определенного как выдыхаемая пассажиром или пассажирами порция воздуха.The preferential removal of a portion of air exhaled by passengers means that the system is set up to remove precisely exhaled air, that they try to bring the volume of the removed air closer to the exhalation volume. However, this expression should not be understood as removing expired air completely and with each exhalation or inability to remove a slightly larger volume. In other words, the proposed technical solution includes cases where the ventilation system is configured to remove a standard volume equal to the average expiratory volume, or to remove a volume slightly exceeding or slightly lower than the average expiratory volume or determined by the sensors or obtained by calculation or otherwise determined to be exhaled by a passenger or passengers a portion of air.
Важно подчеркнуть, что предлагаемая система вентиляции может заменять удаленный из салона воздух наружным и/или регенерированным в любой пропорции, определяемой упомянутыми средствами управления, которые в этой части выполнены так же, как и в известных системах вентиляции (климатических установках) транспортных средств.It is important to emphasize that the proposed ventilation system can replace the air removed from the passenger compartment with outside and / or regenerated air in any proportion determined by the mentioned controls, which in this part are made in the same way as in the well-known ventilation systems (climatic installations) of vehicles.
Как отмечено выше, система может иметь емкость для резервного объема очищенного воздуха или кислорода. Средства управления средствами подачи воздуха в салон осуществляют пополнение запаса, хранящегося в емкости (используя, разумеется, соответствующую систему клапанов) при хорошем качестве наружного воздуха и использование запаса при плохом, а также выработку рекомендаций по прокладке маршрута, если запас необходимо срочно пополнить.As noted above, the system may have a capacity for a reserve volume of purified air or oxygen. The controls for supplying air to the passenger compartment replenish the stock stored in the tank (using, of course, the appropriate valve system) with good quality outdoor air and use the stock when bad, as well as develop recommendations for route planning if the stock needs to be replenished urgently.
Выполнение сенсорного элемента в виде накладного акселерометра означает, что акселерометр закрепляют на подвижном основании и таким образом он получает возможность регистрировать колебания воздуха в салоне транспортного средства (в частности, выдох пассажира) или на ремне безопасности или иным образом, позволяющим регистрировать колебания грудной клетки человека для тех же целей.The implementation of the sensor element in the form of a surface accelerometer means that the accelerometer is mounted on a movable base and thus it is able to register air fluctuations in the vehicle interior (in particular, the exhalation of a passenger) or on a seat belt or in another way, allowing to register human chest oscillations for the same goals.
Таким образом, предлагаемая система вентиляции содержит:Thus, the proposed ventilation system contains:
сенсорный элемент, обеспечивающий распознавание факта выдоха пассажиров (одного пассажира, нескольких, водителя),a sensor element that provides recognition of the fact of exhalation of passengers (one passenger, several, driver),
средства удаления (отведения) воздуха из салона транспортного средства, выполненные с возможностью удаления только (преимущественно) выдыхаемой пассажирами порции воздуха,means for removing (removing) air from the passenger compartment, made with the possibility of removing only (predominantly) a portion of air exhaled by passengers,
средства подачи воздуха в салон транспортного средства,means for supplying air to the vehicle interior,
а также средства управления упомянутыми средствами удаления и подачи воздуха.as well as controls for said air removal and supply means.
При этом, говоря о средствах управления, мы имеем в виду любые их разновидности и модификации, в том числе единый контроллер, несколько контроллеров, обменивающихся сигналами и информацией, отдельные схемы и блоки управления и т.д.At the same time, speaking of controls, we mean any of their varieties and modifications, including a single controller, several controllers that exchange signals and information, individual circuits and control units, etc.
Особенностью сенсорного элемента в предложении является то, что он предназначен для регистрации выдоха тем или иным образом. И выходной сигнал сенсорного элемента используется непосредственно, или после анализа и обработки, с задержкой или без нее - для запуска средств удаления выдыхаемой одним или несколькими пассажирами порции (струи) воздуха с повышенным содержанием CO2 и паров воды.A feature of the sensor element in the proposal is that it is designed to register exhalation in one way or another. And the output signal of the sensor element is used directly, or after analysis and processing, with or without a delay, to launch the means of removing the portion (stream) of air exhaled by one or more passengers with a high content of CO 2 and water vapor.
При этом предполагается, что если между средствами удаления (подачи) воздуха, например вентиляционными отверстиями, раструбами, жалюзи или соплами и органами дыхания пассажира(ов) или водителя имеется некоторое расстояние, априорно определенное, например, посадочным местом, то в контроллере есть вся необходимая информация для отбора выдыхаемой порции или подачи заменяющей ее новой порции воздуха в нужный момент времени, с нужной фазой, с тем расчетом, чтобы в тот момент, когда выдыхаемый воздух достигнет воздухозаборных отверстий, включался отсасывающий вентилятор, а нагнетающий вентилятор, наоборот, включался с опережением, необходимым для прохождения струи заменяющего воздуха от отверстий подачи воздуха до органов дыхания пассажира. Именно в этом смысле следует понимать упомянутый выше учет ритма дыхания, как возможность и средства синхронизации работы средств удаления и средств подачи воздуха с дыханием, его периодом, изменениями этого периода, задержкой распространения, что осуществляется с целью удаления преимущественно выдыхаемого воздуха и замены преимущественно только удаленной порции наружным воздухом и/или регенерированным климатической установкой.It is assumed that if there is a certain distance between the air removal (supply) means, for example, ventilation openings, bells, shutters or nozzles, and the respiratory organs of the passenger (s) or driver, a priori determined, for example, by a seat, then the controller has everything necessary information for the selection of the exhaled portion or the supply of a new portion of air replacing it at the right time, with the right phase, so that at the moment when the exhaled air reaches the air intakes, including a suction fan was used, and the blower fan, on the contrary, was turned on with the advance required to pass the jet of replacement air from the air supply openings to the respiratory organs of the passenger. It is in this sense that the aforementioned accounting of the rhythm of respiration should be understood as the possibility and means of synchronizing the operation of the means of removal and means of supplying air with breathing, its period, changes in this period, and delayed propagation, which is carried out with the aim of removing mainly exhaled air and replacing mainly only remote servings with outside air and / or a regenerated air conditioner.
Рассмотренные ниже варианты реализации заявленного решения исходят из указанных предпосылок. Однако, существо предложения, изложенное выше (удаление и замена именно и преимущественно продуктов выдоха, порции выдоха пассажиров), не ограничивается циклом регистрация выдоха - удаление порции выдоха, замена удаленного воздуха регенерированным или новым, а включает и варианты, приближенные к существующим и широко используемым в автотранспорте системам климат-контроль, в которых имеются стационарные средства для забора и подачи воздуха, управляемые соответствующими блоками или контроллерами. В этом случае возможна установка сенсорного элемента, распознающего порцию выдоха в уже захваченном из салона воздухе (избегая при этом его перемешивания), например, просто по превышению порогового содержания CO2 и H2O или по понижению содержания O2 - непосредственно уже в тракте откачки (забора) воздуха из салона. Тогда выработка контроллером команды на возврат очередной порции воздуха в рециркуляцию дается, если концентрация CO2 и H2O ниже нормы, а на удаление и замену - если выше (возврат и удаление производятся теми же стационарными средствами, разработка соответствующих узлов и механизмов в соответствии с описанным алгоритмом не представляет сложности для инженера, работающего в данной области). В указанном режиме системы нет необходимости регистрировать ритм дыхания в салоне и эти данные можно получить опосредованно по периодическим изменениям концентрации CO2, O2 и H2O.The options for implementing the claimed solution discussed below proceed from the above premises. However, the essence of the proposal described above (removal and replacement of precisely and mainly expiratory products, expiratory portion of passengers) is not limited to the exhalation registration cycle - removal of expiratory portion, replacement of removed air with regenerated or new, but also includes options that are close to existing and widely used in vehicles, climate control systems, in which there are stationary means for intake and air supply, controlled by the respective units or controllers. In this case, it is possible to install a sensor element that recognizes the portion of exhalation in the air already captured from the passenger compartment (while avoiding mixing), for example, simply by exceeding the threshold content of CO 2 and H 2 O or by lowering the content of O 2 - directly in the pumping path (intake) air from the passenger compartment. Then the development by the controller of a command to return the next portion of air to recirculation is given if the concentration of CO 2 and H 2 O is below normal, and to remove and replace if it is higher (return and removal are carried out by the same stationary means, the development of the corresponding units and mechanisms in accordance with the described algorithm is not difficult for an engineer working in this field). In this mode of the system, there is no need to register the rhythm of respiration in the cabin and these data can be obtained indirectly from periodic changes in the concentration of CO 2 , O 2 and H 2 O.
Точно также сенсорный элемент или его датчики могут размещаться в любой точке салона и решение о включении средств удаления воздуха из салона и замены удаленного воздуха принимается контроллером или иными средствами управления по результатам анализа внешней информации и сигнала сенсорного элемента, как и в известных решениях, но с тем отличием, что и сенсорный элемент и контроллер выполняются, настраиваются и программируются таким образом, чтобы решение об удалении очередной порции воздуха означало преимущественное удаление порции с продуктами выдоха, т.е. порции, поступившей от пассажира или пассажиров.In the same way, the sensor element or its sensors can be located anywhere in the cabin and the decision to turn on the means for removing air from the cabin and replacing the removed air is made by the controller or other controls based on the analysis of external information and the signal of the sensor element, as in well-known solutions, but with the difference is that both the sensor element and the controller are executed, adjusted and programmed in such a way that the decision to remove the next portion of air means preferential removal of the portion from Recreatives Products exhalation, ie, portion received from a passenger or passengers.
Разумеется, при этом струи выдыхаемого и вдыхаемого воздуха должны быть разнесены пространственно или во времени, если только струи вдыхаемого воздуха не используются для формирования струй выдыхаемого воздуха (см. ниже). В самом деле, поскольку на вход контроллера подаются выходные сигналы от группы датчиков, уже через несколько секунд после включения, измеряя период выходных сигналов датчиков, можно его фиксировать или определить, что увеличение концентрации CO2 отсутствует или носит постоянный характер и, соответственно, продолжить поиск направления, в котором будет зафиксирован факт выдоха пассажирами (например, управляя углом поворота вентиляционных отверстий средств удаления воздуха с размещенными в них датчиками CO2 и/или влажности, либо перевести эти средства в режим «постоянно включено»). Кроме того, как отмечено выше, положение пассажира в салоне транспортного средства относительно вентиляционных отверстий удаления воздуха или задержка между сигналами различных датчиков группы (например, акселерометра или ультразвукового датчика, фиксирующего границу раздела воздушных слоев с различной концентрацией влаги, и датчика концентрации CO2) позволяют определить или рассчитать интервал времени, необходимый для распространения выдыхаемой порции воздуха до вентиляционных отверстий удаления воздуха и от вентиляционных отверстий подачи воздуха до органов дыхания. При этом использование видеокамеры в качестве датчика и последующая обработка изображений известными способами позволяет не только определить направление лица (органов дыхания) пассажира, но также сделать вывод о направлении воздушных струй (например, по отклонениям и колебаниям различных легких декоративных элементов, нитей и т.п.) и факте выдоха. Все описанные здесь расчеты, операции, действия, разумеется, производятся упомянутыми выше средствами управления, в частности, контроллером или иными средствами автоматизации и управления, относящимися к рассматриваемой системе вентиляции и/или входящими в состав климатической установки транспортного средства.Of course, in this case the jets of exhaled and inhaled air must be spaced spatially or in time, unless the jets of inhaled air are used to form jets of exhaled air (see below). In fact, since the output signals from the group of sensors are fed to the controller input, just a few seconds after switching on, measuring the period of the sensor output signals, you can fix it or determine that there is no increase in CO 2 concentration or is permanent and, accordingly, continue the search the direction in which the exhalation of passengers will be recorded (for example, by controlling the angle of rotation of the ventilation holes of the air removal devices with CO 2 and / or humidity sensors located in them, or translate these funds are in the “always on” mode). In addition, as noted above, the position of the passenger in the passenger compartment of the vehicle relative to the air vents or the delay between the signals of various sensors of the group (for example, an accelerometer or an ultrasonic sensor that fixes the interface between air layers with different moisture concentrations and a CO 2 concentration sensor) allows determine or calculate the time interval necessary for the distribution of the exhaled portion of air to the vents to remove air and from vents sti air supply to the respiratory system. In this case, the use of a video camera as a sensor and subsequent processing of images by known methods allows not only to determine the direction of the passenger's face (respiratory organs), but also to draw a conclusion about the direction of air jets (for example, from deviations and vibrations of various light decorative elements, threads, etc. .) and the fact of exhalation. All calculations, operations, actions described here, of course, are performed by the above-mentioned controls, in particular, by a controller or other automation and control means related to the ventilation system in question and / or included in the vehicle air conditioning system.
Далее, особенностью заявленного устройства является наличие средств формирования струи или порции выдыхаемого воздуха с тем, чтобы она не распространялась по салону, а транспортировалась наиболее компактным образом от органов дыхания к вентиляционным отверстиям удаления воздуха. К таким средствам могут относиться дефлекторы дутьевого типа или механические, закручивающие поток выдыхаемого воздуха, ограничивающие его распространение. Причем в первом случае удобно использовать потоки находящегося в салоне воздуха для закручивания струи выдыхаемого воздуха, ускорения и доставки очередной порции к вентиляционным отверстиям удаления воздуха, а забираемый извне и подаваемый в салон на замену выдыхаемого воздуха - для отсечения очередной порции выдыхаемого воздуха, ограничения ее снаружи, то есть ограничения распространения. То есть формирующие потоки воздуха из салона направляются в ту же сторону или под острым углом, что и выдыхаемый пассажиром воздух, а потоки извне - навстречу или под тупым углом.Further, a feature of the claimed device is the availability of means of forming a jet or portion of exhaled air so that it does not spread through the cabin, but is transported in the most compact way from the respiratory system to the air vents. Such means may include blast-type deflectors or mechanical deflectors that swirl the flow of exhaled air, limiting its distribution. Moreover, in the first case, it is convenient to use the streams of air inside the cabin to swirl the exhaled air stream, accelerate and deliver the next portion to the air vents, and taken from the outside and supplied to the cabin to replace the exhaled air - to cut off the next portion of exhaled air, restricting it from the outside , that is, distribution restrictions. That is, the forming air flows from the passenger compartment are directed in the same direction or at an acute angle as the air exhaled by the passenger, and the external flows towards or at an obtuse angle.
Настройка выходных полосовых фильтров датчиков, входящих в группу, на частоту дыхания означает, что эти фильтры пропускают сигнал в диапазоне частот, характерных для частоты дыхания, и отсекают сигналы прочих частот, прежде всего, более высоких, что способствует повышению помехоустойчивости системы в целом, или иным алгоритмическим способом в контроллере отфильтровывают (выделяют) информацию о событиях вдоха и выдоха. Такой способ наиболее удобен при стабильном и ритмичном дыхании пассажира, в других случаях могут дополнительно использоваться методы, описанные выше.Setting the output bandpass filters of the sensors included in the group to the respiration rate means that these filters pass the signal in the frequency range characteristic of the respiration rate and cut off signals of other frequencies, especially higher ones, which improves the noise immunity of the system as a whole, or In another algorithmic way, information on events of inspiration and expiration is filtered out (extracted) in the controller. This method is most convenient with stable and rhythmic breathing of the passenger, in other cases, the methods described above can be additionally used.
Следующей особенностью предложения является выполнение средств подачи воздуха в салон транспортного средства с входным анализатором состава наружного воздуха, подключенным к средствам управления средствами подачи воздуха в салон транспортного средства. В результате указанные средства управления получают возможность принять решение о том, забрать ли очередную порцию наружного воздуха в данный момент или отложить до момента, когда автомобиль окажется в менее «загазованной» точке, забрать ли полную порцию или ее часть и т.п. В простейшем случае такое решение может приниматься просто по факту превышения содержания CO, либо CO2 или, например, H2S в наружном воздухе. Более сложные алгоритмы будут рассмотрены ниже.The next feature of the proposal is the implementation of means for supplying air to the vehicle interior with an input analyzer of the composition of the external air connected to the controls for supplying air to the vehicle interior. As a result, these controls get the opportunity to decide whether to take another portion of the outside air at the moment or to postpone until the car is at a less “polluted” point, whether to take a full portion or part of it, etc. In the simplest case, such a decision can be made simply upon exceeding the content of CO, or CO 2, or, for example, H 2 S in the outside air. More complex algorithms will be discussed below.
На фиг. 1-4 показаны примеры реализации избирательной системы вентиляции.In FIG. Figures 1-4 show examples of the implementation of a selective ventilation system.
На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, которое содержит сенсорный элемент 1, средства удаления воздуха 2 из салона транспортного средства, средства подачи воздуха 3 в салон транспортного средства, средства управления (контроллер) 4, при этом пассажир (водитель) располагается в пассажирском кресле 5, позицией 6 обозначена порция выдыхаемого пассажиром воздуха, а позицией 7 - вдыхаемого. Элементы 1-3 расположены (в показанном на фиг. 1 варианте) на руле 8.In FIG. 1 shows a block diagram of a device that contains a
На фиг. 2 изображена временная диаграмма работы системы вентиляции по фиг. 1, здесь T1 - момент, в который порция 6 выдыхаемого пассажиром воздуха достигает сенсорный элемент 1, сигнал которого анализируется контроллером 4, который практически в тот же момент T1 включает средство удаления воздуха 2. Позицией T2 обозначен момент, в который контроллер 4 включает средства подачи воздуха 3 для отсечения и замещения порции 6 выдыхаемого пассажиром воздуха порцией 7 - вдыхаемого.In FIG. 2 shows a timing diagram of the operation of the ventilation system of FIG. 1, here T1 is the moment at which the
В системе вентиляции, изображенной на фиг. 3, сенсорный элемент 1 выполнен в виде группы датчиков, инфракрасного или ультразвукового датчика 9, размещенного, например, над пассажирским креслом 5 и фиксирующего момент выдоха, и датчика 10 концентрации CO2, расположенного на руле и срабатывающего в момент, когда порция 6 выдыхаемого пассажиром воздуха достигает его чувствительной поверхности. Блок 11 измерения интервала фиксирует текущее значение интервала времени между сигналами датчиков 9 и 10, а блок 12 измерения частоты - частоту сигнала датчика 10 (частоту дыхания, при этом возможно усреднение в данном блоке за несколько периодов). Информация о значениях указанного интервала и частоты поступает в блок 13 управления впуском, который, суммируя интервал времени между сигналами датчиков 9 и 10 и интервал между срабатываниями датчика 10 (обратный частоте дыхания), включает средства подачи воздуха 3 в салон транспортного средства, установленные, в данном примере, в боковинах пассажирского кресла 5. Как показано на фиг. 3, выход датчика 9 соединен с первым входом блока 11, выходы датчиков 9,10 соединены соответственно со вторым входом блока 11 и входом блока 12, выходы блоков 11 и 12 подключены к входам блока 13, выходы которого соединены с управляющими входами средств подачи воздуха 3, а блоки 11-13 образуют контроллер 4.In the ventilation system shown in FIG. 3, the
Как отмечено выше, средства удаления воздуха из салона транспортного средства могут быть выполнены с элементами формирования для последующего удаления выдыхаемой пассажирами струи воздуха. Процесс формирования поясняется фиг. 4, на которой показано выполнение средств удаления воздуха из салона транспортного средства при использовании в железнодорожном вагоне или салоне 14 самолета, когда пассажирские кресла 5 установлены друг за другом. Правые нагнетательные сопла 15 расположены в боковинах кресел 5, нагнетательные сопла 16 с противоположной стороны кресел могут, как показано на фиг. 4, быть установлены на стенках салона 14, при этом сопла 15 и 16 направлены таким образом, чтобы закручивать поток 17 выдыхаемого пассажирами воздуха и направлять его к отверстию 18, за которым установлен вытяжной вентилятор (не показан). Направление выхода воздуха из сопел 15, 16 показано на фиг. 4 стрелками 19, направления закручивания (формирования) потока 17 - стрелками 20.As noted above, means for removing air from the passenger compartment of the vehicle can be made with elements of formation for the subsequent removal of the exhaled air stream of passengers. The forming process is illustrated in FIG. 4, which shows the implementation of means for removing air from the passenger compartment of a vehicle when used in a railway carriage or
При этом если в сопла 15, 16 подается воздух из салона транспортного средства, то подачу воздуха в салон осуществляют другие, отдельно предусмотренные средства. Однако, если совместить средства подачи воздуха в салон транспортного средства с элементами формирования для последующего удаления выдыхаемой пассажирами струи воздуха, то будет достигнута дополнительная экономия энергии. Какой именно из двух указанных вариантов исполнения или режимов, когда в транспортном средстве предусмотрена реализация обоих, выбрать, зависит от условий эксплуатации, состава наружного воздуха в данный момент. Решение принимают либо конструкторы транспортного средства, либо контроллер 4, причем последнему нужно лишь определить достаточно ли объема подаваемого наружного воздуха для замещения выдыхаемого количества в данный момент. Если достаточно, то контроллер 4, регулируя потоки воздуха путем изменения режима приточных вентиляторов и положение заслонок (на фиг. 4 не показаны), подает в сопла 15,16 наружный воздух, если нет - смесь наружного и воздуха из салона, либо только из салона. Отметим, что средства для этого широко известны и применяются в системах климат-контроль автомобилей. Более того, известные алгоритмы и средства построения систем климат-контроль позволяют без труда синтезировать средства управления в предложении применительно к любому из описанных выше алгоритмов работы (вариантов построения системы), а также их сочетаний. Тем не менее, ниже рассмотрим более подробную блок-схему (фиг. 5) реализации предлагаемой системы.Moreover, if air from the passenger compartment of the vehicle is supplied to the
В данном варианте выдох фиксируется по совпадению выходных сигналов датчика 10 и акустического датчика 21. С этой целью выходы указанных датчиков через соответствующие полосовые фильтры 22 и 23, настроенные на пропускание полосы частот дыхания и формирование потенциальных выходных сигналов, поступают на схему совпадения 24, выход которой через схемы задержки 25 и 28 (τ28<τ25, где τ - задержка соответствующего элемента) управляет соответствующими клапанами 26 и 29. Первый клапан установлен на воздуховоде вакуумного блока 27, а второй - на воздуховодах блока 30 нагнетания. Давление воздуха в блоке 27 ниже атмосферного, а в блоке 30 - выше, так что сначала, с задержкой τ28 порция свежего воздуха начинает поступать из блока 30 через сопла 15, 16 в салон 14, а затем, с задержкой τ25, блок 27 через отверстие 18 начинает засасывать порцию 6 выдыхаемого пассажиром воздуха.In this embodiment, the exhalation is recorded by the coincidence of the output signals of the
Таким образом, устройство содержит систему формирования засасывающей струи, расположенной в направлении выдоха или корректирующую соответствующим образом направление потока для избирательного поглощения выдыхаемых человеком воздушных масс. Эти элементы устройства могут быть расположены на руле, на передней панели, на ремне безопасности для передних пассажиров,и спинках передних кресел - для задних пассажиров автомобиля. При этом их работа может носить как непрерывный, так и пульсирующий характер, ориентированный на факт вдоха/выдоха (что легко измеряется дистанционно различными датчиками) и/или ритм дыхания. Тогда на вдохе обеспечивается свежий приток и оптимизируется засасывание струи выдоха (организация разрежения в окрестностях ближайшего заборного отверстия, например).Thus, the device comprises a system for forming a suction jet located in the exhalation direction or adjusting the flow direction accordingly to selectively absorb air exhaled by a person. These elements of the device can be located on the steering wheel, on the front panel, on the seat belt for front passengers, and the backs of the front seats - for the rear passengers of the car. Moreover, their work can be either continuous or pulsating, focused on the fact of inspiration / expiration (which is easily measured remotely by various sensors) and / or the rhythm of breathing. Then, a fresh inflow is ensured during inspiration and the suction of the exhalation stream is optimized (organization of rarefaction in the vicinity of the nearest intake opening, for example).
Приточная часть системы вентиляции также может быть ориентирована не только на обеспечение комфорта, но и на правильное формирование струй (вихрей) для улучшения поглощения выдыхаемых масс (т.е. элементы системы вентиляции располагаются с учетом этого, причем также может использоваться пульсирующий режим подачи воздуха на прогнозе вдоха).The supply part of the ventilation system can also be focused not only on providing comfort, but also on the correct formation of jets (vortices) to improve the absorption of exhaled masses (i.e. the elements of the ventilation system are located with this in mind, and a pulsating air supply mode can also be used prognosis of inspiration).
Кроме того, предложенная система может быть использована для оперативного реагирования на изменения состояния пассажира, особенно в случае, когда им является страдающий различными заболеваниями пациент. Поскольку в процессе применения данной системы становится доступной различная дополнительная информация о состоянии пассажира (водителя, пилота): ритм дыхания; направление и мимика лица (если используется видеокамера с последующей обработкой изображения); сердечный ритм (например, получаемый по модуляции струи выдоха и т.п.); а также количественный индивидуальный состав продуктов выдоха (особенно, если помимо датчиков CO2 задействованы и другие для анализа газовой смеси) - это позволяет комплексно использовать данную информацию как диагностическую, оперативно определять состояние пассажира и применять соответствующие меры.In addition, the proposed system can be used to quickly respond to changes in the state of a passenger, especially when he is a patient suffering from various diseases. Since in the process of applying this system various additional information about the state of the passenger (driver, pilot) becomes available: breathing rhythm; direction and facial expression (if using a video camera with subsequent image processing); heart rate (for example, obtained by modulating the exhalation stream, etc.); as well as the quantitative individual composition of expiratory products (especially if, in addition to CO 2 sensors, others are also used to analyze the gas mixture) - this allows you to comprehensively use this information as diagnostic, quickly determine the state of the passenger and apply appropriate measures.
Так, если в системе присутствует определение ритма дыхания, контроллер может быть дополнен анализом физиологических параметров водителя/пассажиров и сообщать об экстренных случаях (например, водителю о том, что пассажиру с астмой, CF или другим заболеванием, сидящему сзади, плохо и у него критический ритм дыхания). Диагностировать можно также по сочетанию ритма дыхания с видеокартинкой (по сопутствующей мимике лица, степени открытости и движениям глаз, и т.п.). Если дополнить анализ выдыхаемой струи определением некоторых типичных и известных в медицине компонентов, можно персонально и оперативно оказывать экстренную помощь. Так, у диабетиков, непосредственно перед впадением в кому, в выдохе появляется высокая концентрация ацетоносодержащих паров (!), тогда водителю (если это не он) должны последовать рекомендации по поводу измерения уровня сахара в крови, вызова медиков и даже срочной инъекции (инсулина, например). Возможно также дополнительное введение лекарств через вентиляцию при дыхании, если такая индивидуальная настройка системы для пациента одобряется врачом, либо подача смеси с повышенным содержанием кислорода и др.So, if there is a definition of breathing rhythm in the system, the controller can be supplemented with an analysis of the physiological parameters of the driver / passengers and report emergency cases (for example, the driver that the passenger with asthma, CF or another disease sitting behind is bad and critical rhythm of breathing). You can also diagnose it by the combination of the rhythm of breathing with a video image (by the accompanying facial expressions, the degree of openness and eye movements, etc.). If we supplement the analysis of the exhaled stream with the definition of some typical and well-known components in medicine, you can personally and quickly provide emergency assistance. So, for diabetics, immediately before falling into a coma, in the exhale, a high concentration of acetone-containing vapors (!) Appears, then the driver (if it is not him) should follow the recommendations for measuring blood sugar, calling a doctor and even an urgent injection (insulin, eg). It is also possible the additional administration of drugs through ventilation during breathing, if such an individual system setting for the patient is approved by the doctor, or the supply of a mixture with a high oxygen content, etc.
Иными словами, в вентиляционные струи данного посадочного места может быть добавлено распыленное ультразвуком или испаренное лекарство (сердечное, против приступа астмы и т.п.). Таким же образом можно бороться со сном водителя, вбрасывая индивидуально разрешенные взбадривающие препараты и ароматизаторы. Причем локальный субмодуль вентиляции данного посадочного места должен обеспечить режим последующего захвата и исключения из общей циркуляции воздушных масс с парами этих веществ во избежание их распространения в салоне.In other words, ultrasonic atomized or vaporized medicine (cardiac, against asthma attack, etc.) can be added to the ventilation jets of a given seat. In the same way, you can deal with the driver’s sleep by throwing in individually authorized energizing preparations and flavors. Moreover, the local ventilation submodule of this footprint should provide a mode of subsequent capture and exclusion from the general circulation of air masses with vapors of these substances in order to avoid their spread in the cabin.
При применении в малолитражном или грузовом автомобиле основным назначением системы следует считать максимальное обеспечение комфорта и притока чистого воздуха при движении в загазованных пробках. Даже в случае отсутствия элементов регенерации воздуха и пополнения запасов кислорода, позволяющих совсем исключить общение с внешней средой на некоторое время, т.е. при использовании упрощенной системы с подкачкой отфильтрованного внешнего воздуха, техническим результатом является существенное сокращение поступающего извне забортного воздуха со всеми его вредными составляющими и увеличение комфорта дыхания. При этом необходимый комплект датчиков (имеются в виду датчики состава наружного воздуха, определяющие концентрацию в нем CO2, O2, CO и др.) может использоваться как для правильной регулировки воздухозабора при изменяющихся внешних условиях (при движении автомобиля среди выхлопов окружающих транспортных средств может оказаться целесообразным кратковременно переходить на внутреннюю циркуляцию или запасные источники (сжатый воздух или кислород) нежели потреблять чрезмерно загрязненный забортный воздух), так и для выдачи водителю рекомендаций по увеличению дистанции с особо загрязняющими воздух объектами (с индикацией, например, градаций по измеряемым параметрам загрязнения, таким как CO и др.).When used in a small car or a truck, the main purpose of the system should be considered to maximize the comfort and flow of clean air when driving in gassed traffic jams. Even in the absence of elements of air regeneration and replenishment of oxygen reserves, which completely eliminate communication with the external environment for a while, i.e. when using a simplified system with pumping of filtered external air, the technical result is a significant reduction in outside air coming from outside with all its harmful components and increasing breathing comfort. At the same time, the necessary set of sensors (referring to outdoor air composition sensors that determine the concentration of CO 2 , O 2 , CO, etc.) in it can be used to correctly adjust the air intake under changing environmental conditions (when the car moves among the exhausts of surrounding vehicles it can it may be advisable to briefly switch to internal circulation or spare sources (compressed air or oxygen) rather than consuming excessively contaminated outboard air), and it is recommended to give the driver Distances for increasing the distance with objects that are particularly polluting the air (with an indication, for example, of gradations in the measured pollution parameters, such as CO, etc.).
Ввиду существенного сокращения объемов подкачиваемого извне воздуха (несколько литров в секунду) даже для простых вариантов предложенной системы можно использовать воздухозабор малого сечения и целесообразно при этом заборные отверстия располагать как можно выше - дальше от выхлопных труб, в область свободного перемещения воздушных масс. Таким образом, для воздухозабора может использоваться, например, конструкция телескопической полой штыревой антенны, либо другой декоративный элемент, расположенный над поверхностью крыши автомобиля. Причем в этом случае высота забора воздуха может регулироваться с максимальным выдвижением вверх на малой скорости или при стоянии в пробке,- позволяя этим забирать более чистый воздух, чего трудно добиться в других системах при обычных объемах обмена и режимах вентиляции салона.Due to a significant reduction in the volume of air pumped from the outside (several liters per second), even for simple versions of the proposed system, a small air intake can be used and it is advisable to place the intake openings as high as possible - further from the exhaust pipes, in the area of free movement of air masses. Thus, for the intake, for example, the design of a telescopic hollow whip antenna or another decorative element located above the surface of the car roof can be used. Moreover, in this case, the air intake height can be adjusted with maximum extension upward at low speed or when standing in a traffic jam, allowing them to take in cleaner air, which is difficult to achieve in other systems with normal air volumes and ventilation modes.
Claims (16)
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015113723/11A RU2585520C1 (en) | 2015-04-14 | 2015-04-14 | Vehicle ventilation system with selective removal of products of exhalation |
| PCT/RU2016/000216 WO2016167690A2 (en) | 2015-04-14 | 2016-04-14 | Vehicle ventilation system (variants) |
| JP2017553254A JP2018514436A (en) | 2015-04-14 | 2016-04-14 | Vehicle ventilation system |
| CN201680034401.6A CN107848362A (en) | 2015-04-14 | 2016-04-14 | Vehicle ventilation systems |
| EP16739282.8A EP3284621A2 (en) | 2015-04-14 | 2016-04-14 | Vehicle ventilation system |
| CA2982737A CA2982737A1 (en) | 2015-04-14 | 2016-04-14 | Vehicle ventilation system |
| KR1020177032727A KR20170137832A (en) | 2015-04-14 | 2016-04-14 | Vehicle ventilation system |
| US15/564,620 US20180079278A1 (en) | 2015-04-14 | 2016-04-14 | Vehicle ventilation system (variants) |
| ZA2017/06802A ZA201706802B (en) | 2015-04-14 | 2017-10-09 | Vehicle ventilation system (variants) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015113723/11A RU2585520C1 (en) | 2015-04-14 | 2015-04-14 | Vehicle ventilation system with selective removal of products of exhalation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2585520C1 true RU2585520C1 (en) | 2016-05-27 |
Family
ID=56096176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015113723/11A RU2585520C1 (en) | 2015-04-14 | 2015-04-14 | Vehicle ventilation system with selective removal of products of exhalation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2585520C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10393399B2 (en) | 2016-07-15 | 2019-08-27 | Koninklijke Philips N.V. | Targeted clean air delivery |
| RU215538U1 (en) * | 2022-05-24 | 2022-12-16 | Игорь Валентинович Торопов | Automotive chimney |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60252019A (en) * | 1984-05-28 | 1985-12-12 | Nippon Denso Co Ltd | Personal ventilating apparatus for car |
| US20030109214A1 (en) * | 2000-03-31 | 2003-06-12 | Tsuneichiro Yamashiro | Cabin ventilator for car |
| RU2236035C2 (en) * | 1994-04-27 | 2004-09-10 | Ауто Электроникс Корпорейшн | Sensor system for switching ventilation installations in transport vehicles |
| JP2009035173A (en) * | 2007-08-02 | 2009-02-19 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | Air-conditioning system for vehicle |
| JP2011162096A (en) * | 2010-02-12 | 2011-08-25 | Yazaki Corp | Cabin carbon dioxide concentration increase determination device and cabin safety support system |
-
2015
- 2015-04-14 RU RU2015113723/11A patent/RU2585520C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60252019A (en) * | 1984-05-28 | 1985-12-12 | Nippon Denso Co Ltd | Personal ventilating apparatus for car |
| RU2236035C2 (en) * | 1994-04-27 | 2004-09-10 | Ауто Электроникс Корпорейшн | Sensor system for switching ventilation installations in transport vehicles |
| US20030109214A1 (en) * | 2000-03-31 | 2003-06-12 | Tsuneichiro Yamashiro | Cabin ventilator for car |
| JP2009035173A (en) * | 2007-08-02 | 2009-02-19 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | Air-conditioning system for vehicle |
| JP2011162096A (en) * | 2010-02-12 | 2011-08-25 | Yazaki Corp | Cabin carbon dioxide concentration increase determination device and cabin safety support system |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10393399B2 (en) | 2016-07-15 | 2019-08-27 | Koninklijke Philips N.V. | Targeted clean air delivery |
| RU2748666C2 (en) * | 2016-07-15 | 2021-05-28 | Конинклейке Филипс Н.В. | Targeted clean air supply |
| RU215538U1 (en) * | 2022-05-24 | 2022-12-16 | Игорь Валентинович Торопов | Automotive chimney |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2016167690A2 (en) | Vehicle ventilation system (variants) | |
| CN110722962B (en) | Vehicle air purification method and device and vehicle | |
| CN104228524B (en) | Vehicle extract system and method | |
| US20180356113A1 (en) | Ventilation system for building and vehicle interiors | |
| US20210386900A1 (en) | Exhaled air purification unit and system for indoor multi-person venues or environments | |
| RU2585520C1 (en) | Vehicle ventilation system with selective removal of products of exhalation | |
| US20150075371A1 (en) | Ionization air purification system for the passenger cabin of a vehicle | |
| JP2009035173A (en) | Air-conditioning system for vehicle | |
| RU159881U1 (en) | VEHICLE VENTILATION SYSTEM WITH SELECTIVE REMOVAL OF EXHAUST PRODUCTS | |
| SE1950840A1 (en) | Combined vehicle mounted breath analyzing and hvac system and method | |
| JPH06171353A (en) | Air-conditioner for vehicle | |
| KR100704772B1 (en) | Air conditioning system for vehicle | |
| RU2600896C1 (en) | Ventilation system with removal of products of exhalation | |
| JPH04201618A (en) | Humidifying device for vehicle | |
| JPH06227241A (en) | Ventilation device | |
| EP4286237A2 (en) | Enhancing antiviral capabilities of rail vehicles and air filter | |
| US20210170832A1 (en) | Vehicle, information processing apparatus, and information processing method | |
| JP2008254638A (en) | Vehicular humidifying device | |
| JP2825335B2 (en) | Ventilation and in-car cooling system | |
| JP4285336B2 (en) | Clean gas supply device for vehicles | |
| KR20210011576A (en) | Vehicle air conditioning system | |
| JP2003025991A (en) | Ventilation equipment | |
| WO2021169667A1 (en) | Vehicle compartment air replacement | |
| JP4396393B2 (en) | Air conditioner for vehicles | |
| JP2022145667A (en) | Ventilation system and air conditioning equipment |