CN100415553C - 从车顶式空调装置中除去冷凝水的装置 - Google Patents

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Abstract

一种从用于车辆的车顶式空调单元中除去由多个蒸发器盘管产生的冷凝水的装置。该单元还包括冷凝器壳体，其中两个相对的端壁由一对冷凝器盘管形成。冷凝器风扇安装成在壳体的顶壁的开口中旋转并且沿风扇马达的中心轴线轴向对准，该马达在壳体内在风扇下面悬伸。甩液器盘固定到该冷凝器风扇马达上位于该马达下方靠近壳体的基板。该基板从所有侧面朝向壳体中心向内倾斜，并且由该单元的蒸发器盘管产生的冷凝水引导到壳体中并收集在马达下面的凹部中。该甩液器盘布置成便于将收集在该基板凹部中的冷凝水甩射并分配到两个冷凝器盘管的表面上，由此使得该冷凝水以蒸气形式离开该单元。

Description

从车顶式空调装置中除去冷凝水的装置
技术领域
本发明涉及安装在机动车的车顶上的尤其是公共客车的车顶上的小型面的空调单元。
背景技术
多年来，车顶式空调装置一直安装在公共汽车或类似车辆上。通常，该单元的冷凝器部分和蒸发器部分均安装在机动车的乘客车厢的外侧上位于车顶上。来自该单元的被调节的空气经车顶中的开口进入机动车，回风经第二车顶开口返回该单元。用于该单元的压缩机通常位于机动车的发动机舱并由发动机直接驱动。制冷剂管路从发动机舱经机动车内部返回到该车顶式单元。由于这些管路的泄漏或结露，这将不利地影响内部管路。
在美国专利4870833中，披露了一种机动车的车顶式空调单元，其使用与逆变器设置在车顶式单元中的电动压缩机。提供给该单元的电力由发电机来供应，发电机直接由车辆的发动机来驱动。在这种结构中，因此可省去在发动机舱与空调单元之间的制冷剂管路，以避免管路在车辆内的泄漏或结露的任何风险。然而，从车顶式单元上拆卸冷凝器仍然存在问题。
美国专利5337580披露了一种窗式空调装置，其中轴流式冷凝器风扇与冷凝器盘管和在该单元的室外部分中的压缩机安装在一起。蒸发器盘管设置在单元的室内部分中。锥形的冷凝水甩液器与冷凝器风扇马达连接并且布置呈便于将由室内蒸发器盘管产生的冷凝水甩到室外的冷凝器盘管上。冷凝水的与冷凝器盘管的热表面接触的一部分被蒸发，以便提高该单元的效率。剩余的冷凝水收集在冷凝器盘中，并且被允许作为水分排到室外，从单元作为蒸气排放到冷却气流中。
许多安装在公共汽车或娱乐车辆上的车顶式空调单元简单地将冷凝水从蒸发器排到车辆的车顶上，或者需要多个排水管路，这使得安装和维护成本增加。长期使用之后，湿气在车辆的表面上形成难看的斑点，并且使得窗表面不清楚，这降低了司机的可视性并增加了潜在的风险。对于这些类型的车顶式单元而言，可提供更有效的冷凝水除去系统，但是这肯定增加该单元的高度，这又增加了车辆行驶时空气对其的阻力。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种改进的用于车辆的尤其是公共汽车、娱乐车辆等的车顶式空调单元。
本发明的另一目的在于更有效地从机动车的车顶式空调单元中除去冷凝水。
本发明的再一目的在于提供一种有效地从包括多个冷凝器盘管和蒸发器盘管的机动车的车顶式空调单元中除去冷凝水的方法
本发明的另一目的在于一种用于公共汽车等的车顶式空调单元的冷凝水有效除去的系统，其不增加该单元的高度和尺寸。
本发明的再一目的在于以便外观整洁且美观的方式从公共汽车的车顶式空调单元中除去冷凝水。
本发明的再一目的在于省去冷凝水软管和连接件的安装和维护。
根据本发明，提供了一种从用于车辆的车顶式空调单元中除去冷凝水的装置，其包括：包括多个蒸发器盘管的蒸发器部分；包括安装在该蒸发器部分附近的壳体的冷凝器部分，该壳体具有垂直侧壁和由一对冷凝器盘管形成的相对的端壁；该壳体还包括具有中心开口的顶壁，该开口包围围绕该壳体的中心垂直轴线旋转的冷凝器风扇，还具有底壁，该底壁布置成便于朝向该壳体的该中心引导冷凝水；用于收集由该蒸发器盘管产生的冷凝水并且将该冷凝水引导到该壳体中以便借助该壳体的底壁将该冷凝水引向该壳体的中心的装置；安装在该壳体内侧上位于冷凝器风扇下方的冷凝器风扇马达，其具有与该冷凝器风扇连接的驱动轴；和固定到该冷凝器风扇马达驱动轴上位于该马达下方的甩液器盘，该甩液器盘具有一中心吸入端口用于将收集在该壳体中心上的冷凝水吸入并甩射到相对的冷凝器盘管的表面上，由此使得该冷凝水在冷凝器盘管的热交换表面上蒸发。
借助本发明的车顶式空调单元可满足上述目的和其它的目的，该车顶式空调单元包括多个蒸发器盘管和冷凝器盘管。该壳体靠近该单元的蒸发器部分安装，该蒸发器部分包括一对垂直侧壁和一对相对的冷凝器盘管，其形成壳体的端壁。该壳体还包括底部和顶壁，顶壁具有容纳冷凝器风扇的开口。冷凝器风扇与在壳体内悬伸的风扇马达的驱动轴连接。该马达的驱动轴与壳体的中心轴线对准，并且甩液器盘安装在马达下面并且固定到该轴上。壳体底壁从壳体的端壁和侧壁朝向壳体中心轴线向内倾斜。由蒸发器盘管产生的冷凝水引导到壳体中并收集在甩液器盘下面的壳体中心处。该甩液器盘朝向该马达向上敞开，并且包括吸入端口，其用于将收集在该壳体中心的冷凝水吸入到该盘中。一系列的分配端口使得冷凝水分配到盘的内侧表面上，并且冷凝水随后向外分布到两个冷凝器盘管的表面上。该冷凝器盘管相对于该壳体的中心轴线成一锐角，以便明显减小该单元的高度。优选的是，每一冷凝器盘管相对于该壳体的中心轴线形成40-50度的角度。
附图说明
通常结合附图并参照以下的详细描述，可更好地理解本发明的这些目的以及其它的特征和优点，在附图中：
图1是依据本发明的在公共汽车的车顶上安装的空调单元的立体图；
图2是顶盖拆下的空调单元的立体图，其中部分截去以便示出该单元的内部部件；
图3是该空调单元的冷凝器部分的部分侧视图；
图4是本发明的甩液器盘在使用中的放大立体图，该甩液器将冷凝水分配到两个冷凝器盘管的热交换表面上；和
图5是沿图3的线5-5截取的截面图。
具体实施方式
首先参照图1，机动公共汽车由图1中的附图标记10总体上表示。公共汽车发动机11安装在机动车的后部位于其自身的发动机舱内。空调单元13安装在公共汽车的车顶14上并且布置成便于向车辆的乘客车厢提供经空气调节的空气。空调单元容纳在小型面的盖15中，其设计成减小公共汽车在前进中的空气阻力。一对开口16和17设置在该盖的顶表面中位于该单元的两个冷凝器盘管18和19上。圆形开口20也设置在该盖中位于开口16和17之间处于冷凝器风扇21的正上方。外界空气被吸入该风扇并在借助风扇21向上排出之前流经冷凝器盘管以便冷却该盘管的热交换表面。
如下所述，本发明的空调单元包含电动的制冷剂压缩机和逆变器，该逆变器用于向压缩机和其它电气部件提供被调节的电流，这些部件包括冷凝器风扇和蒸发器风扇。发电机24安装在车辆的发动机舱内并且由发动机11直接驱动。该发电机经由沿公共汽车车顶内侧延伸的电气线路25向该单元提供所需的电输入。
另外参照图2和3，其中示出了车顶式单元的内部部件。该单元包括三个主要部分，即蒸发器部分27、冷凝器部分28、以及压缩机和交流发电机部分29。蒸发器部分27包括两个相对的蒸发器盘管30和31，它们在该单元的支承框架33的每一端处倾斜一角度。每一蒸发器盘管设置有其自身的蒸发器风扇35，蒸发器风扇从支承在框架顶部的横梁件37悬伸。每一蒸发器风扇布置成从乘客车厢经顶板开口38吸入回风并且使得该回风经由风道39流过一体的蒸发器盘管。当空气流经该盘管的热交换表面时，该空气被调节，并且经由公共汽车的顶板中的(未示出的)送风开口返回输送到乘客车厢中。
该空调单元的冷凝器部分28安装在紧靠蒸发器部分28的单元框架33上。冷凝器部分包括总体上由附图标记40表示的壳体，其容纳冷凝器部分的部件。该壳体包括一对相对的垂直侧壁，其中一个侧壁由附图标记41表示，还包括由上述的冷凝器盘管18和19形成的两个相对的端壁。该壳体还包括顶壁42和底壁43。圆形开口设置在壳体的顶壁上，并且与壳体的垂直中心轴线50轴向对准。单个冷凝器风扇21与马达52的驱动轴51连接，该马达借助任何公知的适当装置在壳体内悬伸。该马达和驱动轴沿壳体的垂直轴线50同轴地对准。
该壳体的底壁43从壳体的侧壁和端壁向内倾斜，以便在冷凝器风扇的正下方的基板上形成较低部分或凹部55。
参照图5，通道60位于壳体的蒸发器部分和冷凝器部分之间。由两个蒸发器盘管产生的冷凝水借助重力经适当的出口端口或以其它方式经从每一冷凝器部分引出的管或类似件从而流入该通道。该通道又布置成便于借助重力将冷凝水输送到在冷凝器壳体的侧壁41中的至少一个入口端口62。冷凝水随后由壳体的倾斜基板引导到位于冷凝器马达下面的凹形的收集区域55。
冷凝器风扇的驱动轴延伸穿过马达壳体并且从马达的底部向下延伸。凹形的甩液器盘65(参见图4)安装在驱动轴的下部上，以便使得该甩液器盘与保持在收集区域55中的冷凝水连通。参照图3，该盘安装在马达轴上，以便该盘朝向马达向上敞开。柱形安装毂67居中地位于该盘的内侧上并且与该盘成一体。中心孔68穿过该毂，并且马达驱动轴部分地向下延伸到该孔内。该轴由固定螺钉69锁定到毂上，以便使得该盘与马达轴一起旋转。该孔的底部与吸入端口70连通，该吸入端口从壳体基板的收集区域穿过该盘向上开口。一系列的分配端口71围绕凸缘的底部沿周向间隔开并且布置成进入下部孔开口。
在工作中，该盘布置成以较高速度与冷凝器风扇一起旋转，该速度足够高，足以使得在收集区域中的冷凝水经吸入端口被吸入到凸缘的孔中。在该孔中的冷凝水从该凸缘经分配端口排出，以便使其与盘的内表面接触。旋转的盘使得较大的离心力，所作用的离心力迫使冷凝水从该盘表面向外出，并且分散分布在两个冷凝器盘管的热交换表面上。冷凝器在两个冷凝器盘管上至少部分地蒸发，并且以蒸气形式离开该单元。没有蒸发的冷凝水滴落到壳体的基板上，并且在重力的作用下返回到壳体的中心收集区域并且重新分散到冷凝器盘管上，以便最终使得所有冷凝水以蒸气形式离开该单元。
电动压缩机80安装在该单元的压缩机和交流发电机部分中位于与逆变器81共同的壳体内。如上所述，逆变器设置成从发电机接受电力并且向压缩机和蒸发器风扇以及冷凝器风扇提供经调节的电输出。
尽管本发明参照附图描述了以上所披露的特定结构，但是应当理解本发明不限于在实施例中详细描述的情况，本发明旨在覆盖落在后附权利要求的范围内的所有变型和变化。

Claims (9)

1. 一种从用于车辆(10)的车顶式空调单元(13)中除去冷凝水的装置，其包括：
包括多个蒸发器盘管(30、31)的蒸发器部分(27)；
包括安装在该蒸发器部分(27)附近的壳体(40)的冷凝器部分(28)，该壳体(40)具有垂直侧壁(41)和由一对冷凝器盘管(18、19)形成的相对的端壁；
该壳体(40)还包括具有中心开口的顶壁(42)，该开口包围围绕该壳体的中心垂直轴线(40)旋转的冷凝器风扇(21)，还具有底壁(43)，该底壁布置成便于朝向该壳体(40)的该中心引导冷凝水；
用于收集由该蒸发器盘管(30、31)产生的冷凝水并且将该冷凝水引导到该壳体(40)中以便借助该壳体的底壁(43)将该冷凝水引向该壳体的中心的装置(60、62、55)；
安装在该壳体内侧上位于冷凝器风扇(21)下方的冷凝器风扇马达(52)，其具有与该冷凝器风扇(21)连接的马达驱动轴(51)；和
固定到该冷凝器风扇马达驱动轴(51)上位于该马达下方的甩液器盘(65)，该甩液器盘具有一中心吸入端口用于将收集在该壳体中心上的冷凝水吸入并甩射到相对的冷凝器盘管(18、19)的表面上，由此使得该冷凝水在冷凝器盘管(18、19)的热交换表面上蒸发。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，该甩液器盘(65)是圆形的凹盘，其朝向该马达(52)向上敞开。
3. 如权利要求2所述的装置，其特征在于，该甩液器盘(65)包括位于该盘内侧上的中心安装毂(67)，以便使得该甩液器盘(65)与该马达驱动轴(51)连接。
4. 如权利要求3所述的装置，其特征在于，该中心安装毂(67)包括穿过该中心安装毂(67)向上的孔(68)。
5. 如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述在该甩液器盘(65)中的吸入端口(70)将收集在该壳体内的冷凝水吸入到该中心安装毂(67)的孔(68)中。
6. 如权利要求5所述的装置，其特征在于，该毂(67)包括一系列的分配端口(71)，其围绕该毂(67)周向分隔开并且与该孔(68)连通。
7. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，该冷凝器盘管(18、19)相对于该壳体的中心轴线(50)是倾斜的。
8. 如权利要求7所述的装置，其特征在于，每一冷凝器盘管(18、19)相对于该壳体的中心轴线(50)形成40-50度的角度。
9. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，用于收集来自所述至少一个蒸发器盘管(30、31)的冷凝水的所述装置(60、62、55)包括安装在该蒸发器盘管(30、31)下面的液滴收集盘(43)以及用于将所述收集的冷凝水引导到形成在壳体的一个所述垂直侧壁(41)上的入口端口的通道装置。
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