專利名稱：用于公共汽車的模塊化空調裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及空調系統(tǒng)，尤其涉及一種用于公共汽車的車頂?shù)目照{系統(tǒng)。
背景技術：
對公共汽車進行空氣調節(jié)的最普通的方式是將空氣調節(jié)部件設置在其車頂上。由于可從驅動公共汽車的發(fā)動機獲得動力，因此通常將空調壓縮機定位在驅動發(fā)動機附近，以便驅動發(fā)動機與壓縮機以驅動方式連接，壓縮機隨后與在公共汽車車頂上的空調系統(tǒng)在流體上互連。當然，這需要增加安裝和維護成本。
這種現(xiàn)有系統(tǒng)的另一問題在于，被驅動的壓縮機的速度取決于運轉的驅動發(fā)動機的速度。因此，當驅動發(fā)動機例如在停車場中怠速時，壓縮機以較低的速度運轉，這不足以提供所需程度的空氣調節(jié)。因此通常需要增加壓縮機的尺寸以便在這些情況下獲得所需的性能。
涉及這種馬達驅動的壓縮機系統(tǒng)的其它問題在于，開放式驅動的壓縮機需要軸封和機械離合器，這兩個部件容易出現(xiàn)需要維修的問題。另外，由于在公共汽車上可獲得直流電，因此對于空調系統(tǒng)而言使用直流馬達。通常，直流馬達沒有交流馬達可靠，這是因此其具有易磨損的電刷，而且無電刷的馬達比較昂貴。
除了上述所涉及的問題之外，應當理解由于公共汽車類型和場合要求是多種多樣的，因此需要提供不同類型和變型的空調系統(tǒng)，以便滿足這些不同的要求和車輛界面。因此，制造和安裝成本較高，并且對這些單元進行適當維護和維修所需的工程維護資源也較高。
因此，本發(fā)明的一目的在于提供一種改進的公共汽車車頂空調系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種在公共汽車發(fā)動機的所有轉速下有效工作的公共汽車空調系統(tǒng)，同時不需要增加壓縮機的尺寸。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種降低制造、安裝、和維護成本的公共汽車空調系統(tǒng)。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種制造便宜且工作有效的公共汽車車頂空調系統(tǒng)。
通常結合附圖并參照以下的詳細描述，可更好地理解本發(fā)明的這些目的以及其它的特征和優(yōu)點。

發(fā)明內容
簡單地說，依據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種空調模塊，其設置有冷凝器盤管、蒸發(fā)器盤管、以及位于該模塊內的相應風機，該空調模塊如此定位，即，使得標準模塊可適合于各種安裝界面，所述安裝界面具有在公共汽車上的不同類型和位置的送風和回風風道。
依據(jù)本發(fā)明的另一方面，多個模塊中的每一模塊相對于公共汽車的縱向中心線以定中心的方式安裝，并且沿公共汽車的寬度橫向延伸。模塊的數(shù)量和長度取決于公共汽車所需的總的空調供應能力。
依據(jù)本發(fā)明的再一方面，每一相同的模塊包括所有必需的部件，電力由逆變器/控制器供應給電氣部件，由發(fā)動機驅動的發(fā)電機向逆變器/控制器提供電力。
依據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了這樣的效果，即，借助一對縱向延伸的導軌可在公共汽車車頂上將多個模塊的框架安裝在相鄰或縱向間隔開的位置。
依據(jù)本發(fā)明的又一方面，該模塊的蒸發(fā)器部分具有的回風腔室橫跨公共汽車的大致整個寬度，由此可適應于各種尺寸和類型的回風界面要求。
依據(jù)本發(fā)明的再一方面，每一模塊的蒸發(fā)器部分具有三個不同的垂直級，以便適應相應的回風流和補充的新風流的流入，并且蒸發(fā)器部分包括混合器以便選擇性改變流經(jīng)風扇并隨后流經(jīng)蒸發(fā)器盤管的回風流和新風流的量。
以下參照附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例；然而在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可對本發(fā)明進行不同的其它變型和結構的改變。


圖1是依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的在公共汽車的車頂上安裝的模塊的立體圖；圖2是頂蓋拆下的模塊的立體圖；圖3是依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的在模塊內的制冷劑回路和電路的示意圖；圖4是模塊的冷凝器部分的正視圖；圖5是模塊的蒸發(fā)器部分的正視圖；圖6-8是應用于不同類型的公共汽車車頂?shù)恼舭l(fā)器部分的正視圖；圖9是帶有其風機和混合器的蒸發(fā)器部分的立體圖；圖10是底視透視圖；圖11是蒸發(fā)器部分的立體圖，其中示出了新風翼片處于完全打開的位置；圖12示出了翼片處于中間位置的立體圖；圖13是新風翼片處于關閉位置的立體圖；圖14是成相鄰關系的一對模塊的立體圖；圖15是成相鄰關系的三個模塊的立體圖；圖16是成相鄰關系的四個模塊的立體圖；和圖17是模塊框架和相關安裝導軌的立體圖。
具體實施例方式
依據(jù)本發(fā)明，由圖1中的附圖標記10總體上表示的本發(fā)明的模塊應用在公共汽車的車頂11上。電力借助線路12供應給模塊10，該線路從由如圖所示的公共汽車發(fā)動機14驅動的發(fā)電機13接收電力。
模塊10在公共汽車車頂中與開口以界面方式連接，以便在模塊10中的風扇使得來自乘客車廂的回風向上流入模塊10，在其中對空氣狀態(tài)進行調節(jié)，并且被調節(jié)的空氣隨后向下流入送風風道，該風道將被調節(jié)的空氣送入乘客車廂內。以下將詳細描述與公共汽車車頂11界面連接的各種結構和方式。
在圖2中，所示的蓋被拆下的模塊10包括框架16，其中蒸發(fā)器部分17裝接到其一端上，冷凝器部分18裝接到其另一端上。動力部分19靠近冷凝器部分18，該動力部分包括壓縮機21和逆變器/控制器22。以下將詳細描述將原動力提供給制冷劑回路以及將電力提供給模塊的電氣部件的方式。
蒸發(fā)器部分17包括一對呈端對端抵靠關系的相同的單元，每一單元包括蒸發(fā)器風機23及其蒸發(fā)器風機馬達24以及蒸發(fā)器盤管26。簡單而言，蒸發(fā)器風機23吸入來自公共汽車的乘客車廂的回風和來自外界的新風，并且使得這兩股風的混合氣流流經(jīng)蒸發(fā)器盤管26以便進行空氣調節(jié)，其后氣流經(jīng)由送風風道返回到乘客車廂。這將在以下進行詳細描述。
在冷凝器部分18中，設置有由電機驅動的冷凝器風扇27以及一對冷凝器盤管28和29。簡單地說，冷凝器風扇向上吸入空氣以便在下面形成真空，這又使得新風吸入以便流經(jīng)冷凝器盤管28和29，從而使流經(jīng)冷凝器盤管28和29的制冷劑冷凝。所形成的暖風隨后由風扇27向上排放到大氣中。
現(xiàn)參照圖3，所示的模塊10借助線路12與發(fā)電機13和驅動車輛的發(fā)動機14電氣連接。逆變器/控制器22接受來自發(fā)電機或交流發(fā)電機的交流電，又向蒸發(fā)器風機馬達24、冷凝器風扇27的驅動馬達31、和壓縮機21的驅動馬達32提供離散控制的交流電。由附圖標記33總體表示的多個控制傳感器向逆變器/控制器22提供反饋，這對于控制傳輸給不同驅動馬達的交流電而言是必要的。
如圖所示，制冷劑回路是封閉的回路，經(jīng)過該回路，制冷劑從壓縮機21流向冷凝器29、膨脹閥34、蒸發(fā)器26、并最終流回到壓縮機21。這是借助常規(guī)方式來實現(xiàn)的。
還可看出，模塊10是具有所有的所需部件的整裝單元，對其的輸入只有經(jīng)由線路12的電力。由附圖標記2-6表示的其它模塊的結構相同并且以相同的方式來供電和控制。
現(xiàn)參照如圖4所示的冷凝器部分18，由冷凝器風扇27產(chǎn)生的空氣流如圖中的箭頭所示。新風經(jīng)新風吸入口36和37吸入，并流經(jīng)相應的冷凝器盤管28和29，并且隨后如圖所示地向上流經(jīng)冷凝器風扇27和冷凝器空氣出口38。
如圖5所示，在蒸發(fā)器部分17內，相對較暖的回風從與乘客車廂連通的回風風道向上流并且如圖中的箭頭所示進入蒸發(fā)器部分17的回風腔室39。蒸發(fā)器風機23使得回風向上流到其在頂部的入口，并且同時，新風可經(jīng)由新風翼片以上述方式被引入。因此兩股空氣流的混合流動在蒸發(fā)器風機23的吸入口處進入并且如圖中的箭頭所示地向下且向外流向蒸發(fā)器盤管26。在流經(jīng)蒸發(fā)器盤管26之后，隨后彎曲的引流套41使得其向下流向通向乘客車廂的送風風道。因此，當該模塊處于工作時，來自乘客車廂的回風以及返回到乘客車廂內的經(jīng)過空氣調節(jié)的空氣進行恒定的循環(huán)流動。排放到外界的回風的量以及從外界引入到該循環(huán)中的新風的量由新風翼片的選擇性移動來控制，以便將詳細描述。圖6-8示出了適于各種類型的公共汽車及其相關回風和送風風道的模塊10的安裝情況。在圖6中，例如，示出了在寬體公共汽車上的安裝情況，其中現(xiàn)有的在公共汽車中的風道系統(tǒng)包括靠近公共汽車側面的送風風道43和44以及更靠近公共汽車的中心線的回風風道46和47，而且它們基本上是分開的?？梢钥闯龌仫L風道46和47與模塊10的回風腔室39直接連通，而且位于靠近其出口端的位置。
在圖7中，示出了窄體公共汽車的安裝情況，同樣地送風風道48和49靠近公共汽車的側面。但是回風風道51和52在公共汽車的中心線處彼此抵靠。同樣地，回風風道51和52與回風腔室39流體連通，而且位于其另一端的位置處。
最后，在圖8中示出了頂部彎曲的公共汽車的情況，其中送風風道53和54同樣地靠近公共汽車的側面，但是回風風道56和57位于中間位置，相對地靠近中心線而且基本上是分開的。同樣地，回風風道56和57與回風腔室39流體連通，而且位于其兩端中間的位置處。
因此，可以看出相同模塊可以如此構造和設計，即，使得其可適于這些所有的不同安裝要求，并且不需要對模塊本身進行改動。即，被調節(jié)空氣的排出口40足夠大，并且該橫向方向適合于各種送風風道取向，并且更重要的是回風腔室39沿橫向較大，以便適合于如圖所示的不同類型的回風風道構形中的每一種。
以下參照圖9-13來描述蒸發(fā)器部分17以及回風流與新風流的混合方式。在圖9中，所示的蒸發(fā)器風機23具有接收待冷卻的空氣的風機入口58，該待冷卻的空氣如圖中的箭頭所示地向下且隨后向外流向蒸發(fā)器盤管26并流經(jīng)蒸發(fā)器盤管。冷空氣隨后進一步如圖中的箭頭所示地向外且向下流向在左側的送風風道。流入風機入口58的空氣是如圖中的箭頭所示的向上流經(jīng)通道59的回風以及經(jīng)新風吸入窗41流入的新風的混合流。即，參照圖10，進入在蒸發(fā)器風機23下面的回風腔室39的回風如圖中的箭頭所示地流入開口61并向上流經(jīng)通道59。當回風流到達通道59的頂部時，回風量以及流經(jīng)新風吸入窗41的新風量取決于新風翼片42的位置。
在圖11中，新風翼片42如圖所示地裝接到鉸接件62上，該鉸接件又連接到可旋轉的桿63上，以便選擇性地使得新風翼片在其軸上旋轉，由此改變新風吸入窗41的開口尺寸。新風翼片42的位置處于完全打開的位置，在這種情況下對于進入新風吸入窗41的新風的流動沒有節(jié)流。當處于該位置時，新風翼片還封閉回風向上流動的流動通道59的出口側面。因此，當新風翼片42處于完全打開的位置時，沒有回風向上流入蒸發(fā)器風機23，流入蒸發(fā)器風機23且流過蒸發(fā)器盤管26的空氣只有經(jīng)新風吸入窗41進入的新風。因此在通道59內的回風經(jīng)由以下詳細描述的開口向外流向大氣環(huán)境。
在圖12中，桿63和與其連接的鉸接桿62選擇性地移動，以便對于新風流動32而言調節(jié)到中間位置，在該位置時，在通道59頂部的出口開口沒有被覆蓋，而且同時新風翼片42趨向于對于進入新風吸入窗41的新風流動提供一定程度的節(jié)流。因此，被吸入到風機入口58的空氣是回風和新風的混合流，這時僅一部分回風被排放到外界。
圖13示出了新風翼片處于關閉位置，在該位置，該新風翼片完全地封閉新風吸入窗41并且通道59是完全暢通的。因此，當處于該位置時，所有的回風流入風機入口58且流經(jīng)蒸發(fā)器盤管26并流向公共汽車的送風風道，而沒有新風流入風機入口58。當然，應當理解，新風翼片42可以處于未示出的任何中間位置，以便獲得所需的且適當?shù)幕旌希瑥亩鴿M足由公共汽車的乘客車廂的負荷確定的冷卻要求。
對于上述的蒸發(fā)器部分17的結構而言，可理解成在蒸發(fā)器部分內提供了三級程度的氣流流動。當處于較低級時，回風腔室39提供了從回風風道到蒸發(fā)器部分17的回風流動。當處于中間級時，提供了用于向上引導回風的通道，并且該通道以并聯(lián)路徑提供了向下流經(jīng)蒸發(fā)器風機23的混合氣流。在第三級即較高級程度時，具有用于使得新風流經(jīng)新風吸入窗41的空間，以便新風與向上吹入的回風混合，并且便于該混合流流入風機入口58。
當所示的單個單元處于如圖1所示的公共汽車上的其安裝位置時，本發(fā)明的模塊可設計成與一個或其它多個模塊成組地匹配，以便共同提供所需的空調能力，從而滿足公共汽車的需求。在圖14中，一對模塊設置在一起，如圖所示，其中一個反向從而兩個模塊端對端地設置在一起。在該結構中，兩個冷凝部分位于組合模塊的前端和后端，并且兩個蒸發(fā)器部分彼此相互抵靠。在一個單元中由附圖標記64表示格柵開口，在另一單元中由附圖標記66表示格柵開口，當新風翼片打開時，該格柵開口用于將新風流引入到蒸發(fā)器部分中，并且當新風翼片完全打開或部分打開時，其便于回風排出。開口67用于增大進入蒸發(fā)器的新風流。
在圖15中，一對模塊68和69以上述的成組關系的方式來設置。第三模塊71設置在模塊69的另一端處，以便其與模塊69平行，并且沒有按上述方式反轉端部以便端對端。因此，模塊71的蒸發(fā)器部分靠近模塊69的冷凝器部分，并且特別是，格柵開口72靠近模塊69的冷凝器風扇。
在圖16中，示出了四個模塊72、73、74、和76，其中模塊72和73彼此平行，模塊74和76彼此平行，而且端部相對于模塊72和73旋轉反向。
應當理解，單獨的模塊可以按任何組合形式成組匹配，以便滿足公共汽車的所需負荷，同時還可如此定位，即，以便公共汽車上的回風開口與在蒸發(fā)器部分中的相應入口和出口開口對齊。盡管未示出，但是應當理解，模塊還可安裝就位成便于它們縱向地間隔開并且不必如圖所示地彼此抵靠。
為了安裝作為單個單元或如圖所示的組合單元的所述模塊，所希望的是，提供用于容易地將模塊裝接到公共汽車車頂上的方法和裝置。一種優(yōu)選的方式是借助適當?shù)木o固裝置等將一對橫向間隔開的且縱向延伸的導軌77和78裝接到公共汽車上。單獨模塊的框架隨后再借助適當?shù)木o固裝置例如螺釘?shù)妊b接到導軌77和78上。在圖17中，示出了一對模塊框架79和81，其中框架81以上述方式反向反轉。這種布置使得模塊可容易地裝接到導軌上，由此其相對于公共汽車的中心線完全對中心，并且其可在所需的任何縱向位置處裝接到導軌77和78上。
盡管本發(fā)明參照附圖描述了以上所披露的特定結構，但是應當理解本發(fā)明不限于在實施例中詳細描述的情況，本發(fā)明旨在覆蓋落在后附權利要求的范圍內的所有變型和變化。
權利要求
1.一種類型為用于公共汽車車頂?shù)目照{模塊，其具有至少一個用于引導來自乘客車廂的回風流的回風開口以及至少一個用于向該乘客車廂引導被調節(jié)的空氣流的送風開口，該空調模塊包括冷凝器部分，該冷凝器部分包括至少一個冷凝器盤管以及使得周圍空氣流經(jīng)該冷凝器盤管的冷凝器風扇；蒸發(fā)器部分，該蒸發(fā)器部分具有至少一個蒸發(fā)器盤管以及至少一個使得來自該回風開口的回風流經(jīng)該蒸發(fā)器部分并流向至少一個送風開口的蒸發(fā)器風扇；其中該蒸發(fā)器部分還包括設置在該蒸發(fā)器部分的下部中的回風腔室，其適于接收來自該回風開口的回風流；設置內部區(qū)域中的垂直腔室，其在一側上具有用于來自該回風腔室的回風向上流的通道并且在另一側上具有用于向下抽吸空氣并且隨后使空氣向外流向蒸發(fā)器盤管的風扇；設置在上部區(qū)域中的混合腔室，其借助新風開口與所述通道和所述風扇以及周圍空氣在流體上連通，以便在該混合腔室內使得新風選擇性地與回風混合并且使得混合流流入所述風扇。
2.如權利要求1所述的空調模塊，其特征在于，所述至少一個送風開口包括兩個送風開口，在公共汽車的每一側上有一個送風開口。
3.如權利要求1所述的空調模塊，其特征在于，所述的冷凝器盤管和冷凝器風扇的位置確定成便于使得該冷凝器風扇吸入空氣以便使空氣流經(jīng)所述冷凝器盤菅。
4.如權利要求1所述的空調模塊，其特征在于，所述至少一個蒸發(fā)器盤管包括兩個蒸發(fā)器盤管，在公共汽車的每一側上有一個蒸發(fā)器盤管。
5.如權利要求4所述的空調模塊，其特征在于，所述至少一個蒸發(fā)器風扇包括兩個蒸發(fā)器風扇，每一風扇在工作中使得空氣吹過其各自的蒸發(fā)器盤管。
6.如權利要求5所述的空調模塊，其特征在于，所述蒸發(fā)器風扇是離心式的。
7.如權利要求5所述的空調模塊，其特征在于，該風扇取向成使得其軸為垂直的。
8.如權利要求1所述的空調模塊，其特征在于，包括與該新風開口相關的翼片，其可選擇性地改變該新風開口的尺寸。
9.如權利要求1所述的空調模塊，其特征在于，包括與該通道相關的翼片，其可選擇性地改變該通道開口的尺寸。
10.如權利要求8所述的空調模塊，其特征在于，該翼片同時可改變在該通道內的上開口的尺寸。
11.如權利要求10所述的空調模塊，其特征在于，該翼片可相反地改變在該新風開口和該通道內的空氣流。
12.一種用于安裝在公共汽車的車頂上的空調模塊，該公共汽車具有至少兩個在該車頂中以便與通向乘客車廂的送風風道流體連通的送風開口以及至少一個在該車頂中以便與從該乘客車廂引離的回風風道流體的回風開口，該空調模塊包括殼體；設置在該殼體內的至少一個制冷回路，其包括至少一個蒸發(fā)器盤管和至少一個冷凝器盤管；包含在該殼體內的冷凝器部分，其具有一對冷凝器盤管和用于使得外界空氣流經(jīng)該盤管的冷凝器風扇；包含在該殼體內的蒸發(fā)器部分，其具有一對蒸發(fā)器盤管以及相關風扇，該風扇用于使得來自回風風道的空氣流流經(jīng)該蒸發(fā)器盤管并流經(jīng)在該殼體中的送風排出開口以便流向車頂送風開口。
13.如權利要求12所述的空調模塊，其特征在于，包括在該殼體中的第三部分，其包括壓縮機和逆變器/控制器，該壓縮機在工作中連接到該制冷回路中，并且該逆變器/控制器在工作中向該壓縮機提供電力并驅動所述風扇的馬達。
14.如權利要求12所述的空調模塊，其特征在于，冷凝器風扇的位置確定成便于使得吸入空氣以便流經(jīng)所述冷凝器盤管。
15.如權利要求12所述的空調模塊，其特征在于，該蒸發(fā)器風扇在操作中使得空氣吹過其各自的蒸發(fā)器盤管。
16.如權利要求12所述的空調模塊，其特征在于，該車頂送風開口靠近該公共汽車的外側。
17.如權利要求12所述的空調模塊，其特征在于，該車頂回風開口靠近公共汽車的縱向中心線。
18.一種帶有至少一個安裝在公共汽車車頂上的空調模塊的公共汽車空調系統(tǒng)，該車頂具有一對在車頂外側附近用于向下引導被調節(jié)的空氣流的送風開口以及在公共汽車的縱向中心軸線附近的回風開口，該公共汽車空調系統(tǒng)包括用于使得制冷劑順序地流經(jīng)壓縮機、冷凝器盤管、膨脹閥、和蒸發(fā)器盤管的制冷回路；包括蒸發(fā)器風機的蒸發(fā)器部分，以便使得回風從該回風開口流入該蒸發(fā)器部分的回風腔室，并流經(jīng)該風機和該蒸發(fā)器盤管并隨后流向該送風開口；和用于使得外界空氣流過該冷凝器盤管并隨后排向外界的冷凝器風扇；其中，該蒸發(fā)器回風腔室的尺寸和在該模塊中的位置如此確定，即，使得當該模塊在車頂上處于其安裝位置時，該蒸發(fā)器回風腔室設置在公共汽車的回風開口的正上方并且與該回風開口流體連通。
19.如權利要求18所述的空調模塊，其特征在于，該車頂送風開口靠近公共汽車的側邊緣。
20.如權利要求18所述的空調模塊，其特征在于，該車頂回風開口靠近公共汽車的縱向中心線。
21.如權利要求18所述的空調模塊，其特征在于，該回風腔室至少延伸該模塊的長度的30％。
全文摘要
一種用于裝接到公共汽車的車頂上的模塊，其包括用于對來自乘客車廂的回風進行調節(jié)并且將被調節(jié)的空間送入乘客車廂的所有的所需的部件。模塊可以按各種方式成組地布置，以便共同地提供公共汽車所需的總的供應能力。每一模塊包括蒸發(fā)器部分、冷凝器部分、以及包括壓縮機和逆變器的動力部分。蒸發(fā)器部分具有回風腔室，其在公共汽車車頂上橫向延伸較長距離，以便整體結構可滿足不同類型的公共汽車的各種回風風道安裝的要求。可提供對于回風與新風選擇性地混合，該混合流隨后流經(jīng)蒸發(fā)器風機和蒸發(fā)器盤管從而進入送風風道。該模塊的框架借助導軌裝接到公共汽車的車頂上，導軌適當?shù)亻g隔以便容納模塊框架并且允許其選擇性的縱向設置。
文檔編號B60H1/32GK1784322SQ200480012302
公開日2006年6月7日 申請日期2004年4月26日 優(yōu)先權日2003年5月5日
發(fā)明者P·R·布什內爾, S·斯托派拉, R·C·賴曼, B·切霍維奇 申請人:開利公司