CN102985269B - 用于动力机械的通风系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于动力机械(10)的通风系统。通风系统包括第一管道系统部分(302)和第二管道系统部分(315)。未密封的中间空腔(330)定位在第一管道系统部分与第二管道系统部分之间。设置具有主风扇的空气源。所述空气源使空气通过第一管道系统部分移动到中间空腔(330)中。辅助风扇(322)从中间空腔抽吸空气，重新加压空气并迫使空气从第二管道系统部分(315)中出来。

Description

用于动力机械的通风系统

技术领域

本发明涉及一种动力机械的加热、通风和空调系统(HVAC)以及相关联的将空气的路线设置到动力机械的驾驶室中。

背景技术

动力机械包括各种作业车，例如滑移装载机、履带式装载机、挖掘机、伸缩臂叉装车(telehandler)和多用途运载车。各种动力机械包括驾驶室和操作室，所述驾驶室保护动力机械的操作者并限定或有助于限定动力机械的框架，操作者在操作动力机械时位于所述操作室中。封闭的驾驶室提供通过加热、通风和空调(HVAC)系统提供操作者气候控制工作条件的选择。然而，由于动力机械中的操作者驾驶室的有限空间和整体结构，调节过的空气的生成和分布可能受到挑战。例如，诸如滑移装载机的一些动力机械非常紧凑，并且需要将为高度、宽度和长度外形尺寸的轮廓在对于每一种模式具有或没有HVAC系统的情况下保持相同。其它动力机械表现出相似的问题。于2001年5月1日授权给Asche等人的美国专利第6,223,807号公开了一种HVAC系统，所述HVAC系统通过选择HVAC系统的位置和结构有助于克服上述问题中的一些问题。然而，对于用于布置导管路线的可用空间的限制在一些动力机械结构中仍然还存在问题。例如，操作者驾驶室的侧面板或壁经常受到诸如对布置配线路线的要求、对使驾驶室的内部空间最大化的要求等的内部几何形状影响的限制。因此，可能难以提供用于管道的足够空间，其中HVAC系统使空气通过所述管道移动以远离驾驶室的位置。

发明内容

本发明涉及一种用于动力机械的加热、通风和空调(HVAC)系统。更具体地，设置通风系统，其中在侧面板或驾驶室部件中不具有封闭管道的情况下，空气从HVAC系统的管道移动通过侧面板或其它动力机械驾驶室部件而。通风系统包括第一管道系统部分和第二管道系统部分。未密封的中间空腔定位在第一管道系统部分与第二管道系统部分之间。HVAC系统还包括具有主风扇的空气源，所述主风扇使空气通过第一管道系统部分移动到中间空腔中。辅助风扇从中间空腔抽吸空气，重新加压空气并迫使空气从第二管道系统部分中出来。提供发明内容从而以简化的形式介绍概念的选择，所述概念在以下详细说明中被进一步说明。该发明内容不旨在表示所主张的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用作有助于确定所主张的主题的保护范围。

附图说明

图1是具有通风系统的动力机械的一个示例实施例的示意性立体图，所述通风系统使来自加热、通风及空调系统(HVAC)的空气移动通过位于操作室内的面板；图2是图1所示的动力机械的多个部分的图解侧剖视图；

图3是图1所示的动力机械的一部分的部分分解后视立体图，显示了根据一个示例实施例的通风系统的部件；图4是图1所示的动力机械的一部分的部分分解立体图，更详细地显示另外的部件；图5是图1所示的动力机械的一部分的部分分解立体图，更详细地显示另外的部件；

图6是图1所示的驾驶室的内部的一部分的部分分解图，更详细地显示通风系统的另外部件；以及图7是图6所示的驾驶室的内部的部件的视图。

具体实施方式

在详细说明本发明的任何实施例之前，将要认识到的是在此公开的原理不限于对在下面说明中阐述或在下面附图中显示的结构的细节和部件的布置的应用。相反地，公开的原理能够以各种其它实施例实现或实施。在此使用的措词和术语是为了说明且将不会被认为是限制作用。在此使用的诸如“包括”、“包含”和“具有”的词语及其变形表示包含之后所列的项目、其等效形式以及另外的项目。除非另外说明或限制，术语“安装”、“连接”、“支撑”和“连结”及其变形宽范围地使用，并且包含直接和间接的安装、连接、支撑和连结。在一些动力机械中用于放置用于将由HVAC系统处理或调节的空气(例如，过滤和/或加热或冷却)移动到操作室的远距离区域的管道系统的空间受到限制。例如，采用位于驾驶室后面的HVAC系统，经常需要将处理空气移动到操作室的下部前底部区域。由于驾驶室部件的封装、可用空间以及操作室限制，可能在空气必须移动过的整个距离上不具有用于传统的管道系统的足够的可用空间。管道系统工具通常昂贵且复杂。用于管道的空间可能具有不利影响，例如对除去操作室中的后储存室或其它部件的潜在需要以及可能需要的几何结构的改变以及(一个或多个)侧操纵台中的许多部件或者操作室中的其它部件的重新定位。另外，上述情况可能导致管道的尺寸受到很大限制，从而使得难以将足够的处理空气供应到期望位置，例如操作室的底部区域。参照图1和2，为滑移装载机形式的动力机械10作为使用本发明的通风系统的机器的一个示例性实施例显示。然而，公开的实施例不限于滑移装载机中的通风系统的使用，而是公开的实施例中所述的原理可以被结合到任何动力机械的通风系统中。例如，在其它实施例中，公开的通风系统可以用于诸如履带式装载机、挖掘机、伸缩臂叉装车和多用途运载车的动力机械中。在示例性实施例中，动力机械10包括框架12，所述框架由适当的动力传动系(未示出)驱动的车轮14支撑。动力传动系可以包括由液压动力源驱动的液压发动机。履带可以代替车轮用作履带式装载机实施例中的拖曳元件。在一个实施例中包括双联静液力泵的液压动力源由安装在发动机舱18(图1所示的大致位置)中的发动机16(图2所示)驱动，所述发动机舱位于框架12内且通常用于支撑在框架12上的驾驶室或操作者外壳20。装载机具有可以在动力下升起和下降的枢转臂27。装载机铲斗或其它工具或附件29由臂27支撑。在该示例性实施例中，驾驶室20连同框架12的一部分一起限定和围起操作室30。然而，在其它动力机械中，驾驶室可以限定整个操作室。驾驶室20具有一对相对的侧壁40和42、顶部44以及包括后窗48和后壁34的后部46(图2所示)。驾驶室20在动力机械的前侧具有孔(图1中未示出)，所述孔允许进入和退出操作室30，所述操作室被大致限定为由侧壁40和42、顶部44、后部46和后壁34围起的空间。另外，操作室30可以在驾驶室20下方以及在动力机械的框架12的一部分内延伸。在一些实施例中，门(图1中未示出)枢转地连接到驾驶室，使得当旋转到关闭位置时，进入及退出孔被遮盖或基本上被遮盖。驾驶室20的侧壁40和42显示为由侧板(优选地为钢)构成，所述侧板具有穿过该侧板形成的多个孔。另外，透明窗可以连接到侧板。还可选地，侧壁40和42可以不具有图1所示的孔的图案，而是作为替代可以具有由透明窗遮盖的大孔。当驾驶室20装备有门且窗连接到侧壁40和42时，基本上围起操作室。操作者座89定位在操作室30中并在图2中以虚线显示轮廓。包括整体由32(图2所示)表示的系统壳体的加热、通风和空调(HVAC)系统沿着驾驶室20的后壁34相邻于发动机舱18安装以将处理处理提供到操作室30中。HVAC系统壳体32以HVAC系统33的形式容纳处理空气源。包括主HVAC系统风扇31以通过一个或多个管道推动调节空气进入操作室30中，如下面更详细地说明。HVAC系统33在示例性实施例中可以根据于2001年5月1日授权给Asche等人的美国专利第6,223,807号中公开的HVAC系统来构造。然而，本发明还允许将HVAC系统的调节空气分配到诸如操作室30的下部前部的区域而不需要对该区域使用连续的管道，例如沿着操作室的侧部定位的管道。公开的实施例不限于特定的HVAC系统壳体和/或显示的发动机舱结构。替代地，这些例示被提供作为非限制性示例。以下参照图3，图3显示了包括驾驶室20的示出根据示例性实施例的通风系统的部件的部分的动力机械10的一部分的部分分解后视立体图。如图3所示，主管道304连接到HVAC壳体32或与HVAC壳体32一体形成。主管道304从HVAC系统33接收处理空气并例如通过在一些实施例中为图2所示的后壁34的后面板306将该空气供应到操作室30中。与主管道相比横截面面积较小的第一管道系统部分302连接到主管道304，并且至少部分地在主风扇31的影响下允许通过该第一管道系统部分使处理空气流动。第一管道系统部分302与后面板306中的孔402(图4所示)连通或者延伸通过该孔，以允许处理空气通过孔402流动通过后面板306。图3还包括驾驶室20的面板或侧操纵台310，所述面板或侧操纵台沿着驾驶室20的侧部延伸并被定位成抵靠且在一些实施例中固定到侧壁40和42中的一个或另一个。侧操纵台310有时被称为防护面板。虽然图3中未显示侧壁42，但是显示的侧操纵台310为从坐着的操作者的视角来看的右手操纵台并被构造成定位成抵靠侧壁42。侧操纵台310的视图为从驾驶室20的外面看到的内部视图，而操作室视角与显示的视图相反。侧操纵台310提供对图3中未显示的诸如束线、节流电缆、路线通过操作室的线束托架以及用于窗组件的紧固件和类似部件的多个部件的保护。侧操纵台310后面所需的几何形状或结构可以留出很少或不留有用于第一管道系统部分302与操作室的前底部区域之间的封闭管道系统的空间。公开的实施例通过消除对通过侧操纵台310的封闭管道的需要克服管道限制和现有部件的几何结构。在从来自HVAC系统的主管道304抽出的处理空气的情况下，空气通过第一管道系统部分302被发送到驾驶室的下后部中。来自HVAC系统的处理空气接着被倾出到在后面板306的前方且在侧操纵台310的后部中的中间空腔330中。该内部空间或中间空腔330由驾驶室20的侧壁和诸如操纵台310的内部部件限定。由侧壁和侧操纵台大致围起的中间空腔330不是与第一管道系统部分302相比具有大很多的横截面面积的封闭管道且不是密封隔室。如上所述，线束、电缆和类似部件的路线设置成穿过空腔330。另外，储存室被构造成装配到空腔330中。结果是虽然在中间空腔330中具有相当大的横截面面积，但是很难将坚硬管道的路线设置成穿过中间空腔330中的体积，并且软管道易于被压碎。另外，中间空腔330中的障碍物阻止气流通过，使得在不具有密封管道的情况下，空气失去动量且趋向于排出。挡板314通过螺钉或其它紧固件316固定到侧操纵台310，以在中间空腔330的与后面板306相对的侧部在挡板314与侧操纵台310之间建立为充气间(plenum)315形式的第二管道系统部分。挡板314示例性地包括被构造成容纳辅助风扇322的开口或孔318，所述辅助风扇通过螺钉或其它紧固件326安装到挡板。充气间315除了为用于重新加压空气的入口的风扇之外被完全密封。在一个示例性实施例中，辅助风扇322为紧凑的高速风扇，所述高速风扇允许远距离放置，同时提供极好的气流和压力升高特性。这些风扇的尺寸从20mm变化到200mm，并且在一个示例性实施例中使用80mm的风扇。辅助风扇322从中间空腔330向前抽出处理空气，并且空气在充气间315内被加压。增压空气接着通过孔334被从充气间315中引导出来，所述孔示例性地由其中的可致动的放气窗338遮盖。放气窗338的操纵可以阻挡空气从一个或多个孔334离开，或者可选地可以将气流例如引导到操作室30的底部区域中。在一个示例实施例中，放气窗338是70mm的圆形放气窗，但是也可以使用其它放气窗尺寸和形状。空气通过第一管道系统部分302由主HVAC风扇31推动，同时定位在侧操纵台310后面的辅助风扇322通过所述几何结构向前抽出空气。在不具有辅助风扇的情况下，空气由于上述理由将停留在空腔中，并因此使不足够的气流到孔334。充气间允许在一个示例性实施例中使用多个孔334，但是辅助风扇也可以被直接连接到单个孔334。另外，多个辅助风扇可以用于充气间315中以通过多个孔推动空气。虽然公开的示例性实施例使用单个风扇、单个充气间和两个放气窗遮盖孔，但是其它实施例也在本发明的保护范围之内。

以下参照图4显示动力机械10的一部分，其中第一管道系统部分302在后面板中的孔402上连接到后面板306。连接件使用螺钉或其它紧固件404制成。参照图5显示动力机械10的一部分，其中第一管道系统部分302在孔或管道开口502处连接到主管道304。以分解图示例性地显示第一管道系统部分302。在管道302与304之间的连接处还使用密封件504以防止空气和压力损失。图6是侧面板310的驾驶室20的内部的立体图。显示放气窗338和其中安装放气窗的孔334。还显示了驾驶室20的后面板306和孔402，第一管道系统部分302通过所述孔将处理空气提供到中间空腔330中。在处理空气在第一管道系统部分302的外部移动的同时，隔离件用于使处理空气与驾驶室外部的周围环境相隔离以保持处理空气的温度。在一个示例性实施例中，单个隔离薄板702用于屏蔽空气与传导外部空气温度的驾驶室壁，但是在其它实施例中也可以使用更多的隔离件。隔离薄板702显示在图7中，图7为除了侧操纵台310被移除之外与图6所示相同的立体图。必须认识到的是虽然在所述示例实施例中，公开的原理和部件用于通过动力机械的侧面板从HVAC系统管道推动/抽出调节或处理的空气而不需要使用穿过侧面板的全封闭管道，但是其它实施例也在公开的范围内。例如，在另一个实施例中，其中HVAC系统被定位成将空气的路线设置到驾驶室的下部中，可以采用公开的原理以将空气的路线设置成通过顶篷或具有用于封闭管道的不足空间的其它驾驶室结构。可以以各种不同的方式实现辅助风扇通过驾驶室壁或其它几何结构抽出/推动空气以及重新给空气提供动力以吹送通过放气窗的使用。虽然已经参照优选实施例说明了本发明的原理，但是本领域的技术人员将认识到在不背离本发明的精神和保护范围的情况下可以在形式和细节上作出改变。

Claims (13)

1.一种通风系统，所述通风系统用于提供分配来自空气源的处理空气的路径，所述空气源具有主风扇，所述主风扇将空气从所述空气源排出到动力机械(10)上的操作者外壳中，所述通风系统包括：

第一管道系统部分，所述第一管道系统部分与所述空气源连通，并且能够接收通过所述主风扇被推动通过该第一管道系统部分的处理空气；

第二管道系统部分；

未密封的中间空腔，该未密封的中间空腔定位在所述第一管道系统部分与所述第二管道系统部分之间并由能够连接到所述操作者外壳的侧壁的内部侧面板限定，未密封的中间空腔从所述第一管道系统部分接收处理空气；和辅助风扇，所述辅助风扇从所述中间空腔抽吸空气，重新加压空气并迫使空气从所述第二管道系统部分中出来。

2.根据权利要求1所述的通风系统，其中，所述空气源为通过主HVAC管道连接到所述第一管道系统部分的HVAC系统。

3.根据权利要求1所述的通风系统，其中，所述第二管道系统部分包括具有入口孔的充气间，空气通过所述入口孔从所述中间空腔进入所述充气间，其中所述辅助风扇安装在所述入口孔中。

4.根据权利要求3所述的通风系统，其中，所述充气间形成在所述内部侧面板与连接到所述内部侧面板的挡板之间。

5.根据权利要求4所述的通风系统，其中，所述中间空腔至少部分地形成在所述操作者外壳的后面板与所述内部侧面板之间。

6.根据权利要求5所述的通风系统，还包括：

所述充气间的出口孔，所述出口孔形成在所述操作者外壳的所述内部侧面板中；和

放气窗，所述放气窗安装在所述出口孔中，以控制重新加压的空气从所述充气间到所述动力机械的所述操作者外壳中的运动。

7.一种动力机械，包括：

框架；

支撑在所述框架上的操作者外壳；

HVAC系统，所述HVAC系统定位在HVAC壳体中，所述HVAC壳体支撑在所述框架上并具有主风扇，所述HVAC系统被构造成处理空气；

第一管道系统部分，所述第一管道系统部分相对于所述HVAC系统壳体布置，使得所述第一管道系统部分在来自所述主风扇的动力下从所述HVAC系统接收处理且加压的空气；

第二管道系统部分；

由定位在所述操作者外壳内的限定结构限定的中间空腔，所述限定结构包括所述操作者外壳的一部分，所述中间空腔未被密封并且所述限定结构定位在所述第一管道系统部分与所述第二管道系统部分之间，使得来自所述第一管道系统部分的加压空气移动到所述中间空腔中，所述中间空腔的横截面比所述第一管道系统部分和所述第二管道系统部分中的任一个大；和

辅助风扇，所述辅助风扇用于将来自所述中间空腔的空气抽吸到所述第二管道系统部分中并重新加压空气，并且迫使重新加压的空气通过所述第二管道系统部分。

8.根据权利要求7所述的动力机械，其中，所述第一管道系统部分通过主管道连接到所述HVAC系统，并且通过所述操作者外壳的面板连接到所述限定结构。

9.根据权利要求7所述的动力机械，其中，所述第二管道系统部分包括具有入口孔的充气间，空气通过所述入口孔从所述中间空腔进入所述充气间，其中所述辅助风扇安装在所述入口孔中。

10.根据权利要求9所述的动力机械，其中，所述充气间形成在所述操作者外壳的内部侧面板与连接到所述内部侧面板的挡板之间。

11.根据权利要求10所述的动力机械，其中，所述限定结构包括所述操作者外壳的后面板的一部分和所述操作者外壳的所述内部侧面板的一部分。

12.根据权利要求11所述的动力机械，还包括：

隔离件，所述隔离件将所述中间空腔和所述第二管道系统部分中的至少一个与传导外部空气温度的所述操作者外壳的壁隔离开。

13.根据权利要求11所述的动力机械，还包括：

所述充气间的出口孔，所述出口孔形成在所述操作者外壳的所述内部侧面板中；和

放气窗，所述放气窗安装在所述出口孔中，以控制重新加压的空气从所述充气间到所述动力机械的所述操作者外壳中的运动。