CN1260078C

CN1260078C - 车用空调系统

Info

Publication number: CN1260078C
Application number: CNB031067999A
Authority: CN
Inventors: 米野刚; 长谷川敦; 广濑幸裕; 神谷博
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2006-06-21
Anticipated expiration: 2023-02-28
Also published as: US20030159450A1; CA2419964A1; CA2419964C; US6698220B2; EP1340634B2; EP1340634B1; JP4110906B2; JP2003320841A; BR0302596A; DE60309229T2; KR20030071569A; DE60309229T3; KR100780488B1; CN1440888A; DE60309229D1; BR0302596B1; EP1340634A1

Abstract

在根据本发明的车用空调系统中，冷凝部件部分10的薄冷凝器2安装在车辆(例如公共汽车)的平坦车顶，从车辆前部到后部向下倾斜，冷凝器风扇4直接设在冷凝器上面，冷凝器的空气入口51设置在冷凝器的前面，而空气出口52设置在冷凝器的上面。

Description

车用空调系统

技术领域

本发明涉及一种空调系统，其设计安装在车辆(例如公共汽车)的车顶。

背景技术

在设计安装在车辆(例如公共汽车)车顶的传统空调系统中，由于车辆高度的限制，风扇和电动机应在车顶上水平放置，不能垂直地与冷凝器重叠。图9和10说明了空调系统传统布局的实例。

即，根据图9所示的空调系统冷凝部件部分A的布局，以空气入口和空气出口水平放置的方式，在车辆车顶的表面放置散热片和管式冷凝器C，并且风扇和电动机D放在冷凝器的两边。此外，冷却部件部分B沿车辆纵向方向与冷凝部件部分A相邻放置。

另外，在图10中，相同的散热片和管式冷凝器C用于空调系统的冷凝部件部分A，冷凝器C在车辆的横向分成两个冷凝器部分，并风扇和电动机D放在具有空气入口的被分开的冷凝器部分之间的中部并朝向车辆的横向。与图9中实例相似，冷却部件部分B沿车辆纵向与冷凝部件A相邻放置。

根据传统覆盖在车辆车顶的空调系统的布局，如图9和10所示，当部件高度能够减小时，其纵向和横向尺寸变大。此外，冷凝器的空气入口不朝向车辆的前端，因此，当车辆在运行时，产生的冲压压力不能有效地得到利用，这样会产生一种问题，即吸入冷凝器的空气数量不能增加。

发明内容

本发明考虑到了上述问题，其目的是提供一种车用空调系统，能够减小冷凝部件部分的纵向尺寸，从而使冷凝部件部分紧凑，并且能够有效地利用车辆行驶时产生的冲压压力，从而增加吸入冷凝器的空气数量，因此能够减小压缩机的排放压力，同时增加其性能系数，因而有可能大大减小施加于车辆发动机上的负载功率。

此外，根据本发明的车用空调系统的结构，当冷却部件部分和冷凝部件部分安装在车辆车顶，进而流动的空气能够被有效地吸入冷凝部件部分时，异物容易被聚集在冷凝器顶和冷凝器中部的上游，因而使冷凝器的性能减弱，增加了制冷循环的压力，这导致设备可能发生故障的危险。由于这个原因，本发明的另一个目的是提供一种车用空调系统，适于安装在车辆车顶，其中聚集的异物易于除掉。

根据本发明的一个方面，提供了一种车用空调系统，其中，冷凝部件部分的冷凝器沿车辆纵向倾斜，冷凝器风扇直接设在冷凝器上面，其中入冷凝器的空气入口设在冷凝器的前面，出冷凝器的空气出口设在冷凝器的上面，冷凝器从车辆的前部朝后部向下倾斜。因此减小了冷凝部件部分的纵向尺寸以使冷凝部件部分紧凑。此外，通过有效利用车辆运行时产生的冲压压力，增加了吸入冷凝器的空气数量，进而能够减小压缩机的排放压力，增加压缩机的性能系数。因此，能够大大降低施加于车辆发动机的负载功率，并且能够最有效地利用吸入冷凝器的空气数量的增量。

根据本发明的另一方面，提供了一种车用空调系统，其中冷凝器风扇水平放置，因此能够减小车辆的高度。

根据本发明的一个方面，提供了一种车用空调系统，其中用于盖住冷凝器和冷凝器风扇的部件盖在其前部敞开，在其后部和部件盖的两侧关闭，因此没有浪费任何所吸入的空气，吸入的空气数量能够有效地通向冷凝器。

根据本发明的另一方面，提供了一种车用空调系统，其中，在放置冷凝部件部分的位置确定在车辆(例如公共汽车)的车顶的一部分，在该位置，当车辆运行时沿车顶流动的空气流成为层流，因此空气流能够被有效地吸入冷凝器。

根据本发明的另一方面，提供了一种车用空调系统，其中冷凝部件部分放置在车辆(例如公共汽车)总长度的第一个三分之二的后面，结果车辆的末端的上部形成尖锐形，因此冷凝部件部分能够不放在车顶上空气流成为湍流处的区域，而是放在车顶长空气流成为层流的区域，并且空气流能够稳定并有效地被吸入冷凝部件部分的内部。

根据本发明的一方面，提供了一种车用空调系统，其中冷凝器的倾斜角大体上被限制在6-12度，倾斜角的这个范围使得空气流能被有效地吸入冷凝器，并且不增加车辆的高度。

根据本发明的另一方面，提供了一种车用空调系统，其中冷凝器的空气入口用网覆盖，并且其中在车辆框架上制成凹槽，所述凹槽用于在冷凝器的后部附近的车辆车顶上安装车用空调系统，因此，依靠流动的空气，大的异物被网聚集，而小的异物从车辆框架上的凹槽排出至其外部，从而防止由于异物聚集在该处而降低冷凝器效能。

根据本发明的另一方面，提供了一种车用空调系统，还包括用于冷凝器风扇电动机的控制装置，其中每隔给定的时间冷凝器风扇电动机被控制装置强制切断，因此通过减少一定数量的进入冷凝器并从冷凝器排出的流动空气和增加一部分从车辆框架上的凹槽排出的同样的流动空气，能够使在冷凝器空间聚集的异物从凹槽排出。

根据本发明的另一方面，提供了一种车用空调系统，还包括用于冷凝器风扇电动机的控制装置，其中在车用空调系统启动之后，在一个给定的时间控制装置使冷凝风扇电动机向相反的方向转动，因此能够把异物强制地从车辆框架的凹槽中排出。

根据本发明的另一方面，提供了一种车用空调系统，还包括用于冷凝器风扇电动机的控制装置和用于检测压缩机排出压力的压力检测装置，其中根据压缩机的排出压力而控制冷凝器风扇电动机。即，当异物聚集并且排出压力增加时，冷凝器电动机切断，因此聚集的异物从凹槽排出。

通过下面结合附图对本发明的优选实施方案进行说明，可以使本发明得到更充分的理解。

附图说明

图1是说明了根据本发明的一个实施方案的车用空调系统的整体结构的透视图；

图2A是冷凝部件部分的平面图，图2B是冷凝部件部分的侧面截面图；

图3是冷凝部件部分的部件盖的透视图；

图4是冷凝部件部分的部件壳体的透视图；

图5说明了在一个公共汽车车顶的风速分布状态(a)、(c)和总压强分布状态(b)、(d)，所述分布状态由公共汽车末端的形状的差别产生；

图6是说明了根据本发明的车用空调系统的冷凝器风扇电动机的控制(I)的一个实例的曲线图；

图7是说明了相同冷凝器风扇电动机的控制(II)的另一个实例的曲线图；

图8是说明了相同冷凝器风扇电动机的控制(III)的又一个实例的曲线图；

图9是说明了传统车用空调系统的整体结构的透视图；和

图10说明另一种传统车用空调系统的平面图和截面图。

具体实施方式

下面将参照附图说明根据本发明实施方案的车用空调系统。图1是说明了根据本发明的一个实施方案的车用空调系统的整体结构的透视图，图2A是冷凝部件部分的平面图，图2B是冷凝部件部分的侧面截面图，图3是冷凝部件部分的部件盖的透视图，图4是冷凝部件部分的部件壳体的透视图。

车用空调系统放在车辆(例如公共汽车)的平坦的车顶上，并由冷凝部件部分10和冷却部件部分20组成。冷凝器和冷凝器风扇(将在下面对其进行说明)设置在冷凝部件部分10的内部，蒸发器和吹风机(未示出)设在冷却部件部分20的内部。这两类部件都沿车辆的纵向彼此相邻放置。

冷凝器部件部分10主要由部件壳体1和部件盖5组成，所述部件盖5盖在部件壳体1上。如图1所示，在部件盖5内设有：空气入口51，其朝向车辆的前面极大地敞开；和四个空气出口52，其朝向车辆上面敞开。在空气入口51的上面设置了网54，覆盖其开口，由流动的空气携带来的大的异物被网54捕获，因此能够防止异物进入冷凝器室。在四个空气出口52的每一个上固定了格栅53。因此，如所示在车辆的纵向上，部件盖5构造成在前部极大地敞开，而在后部和其两侧关闭。

在部件壳体1内部安装了薄冷凝器2、四个冷凝器风扇电动机3和冷凝器风扇4。在部件壳体1内制成护罩13，分别围绕冷凝器风扇4。此外，在部件壳体1上设置了三个沿车辆的纵向延伸的框架11，用于在其上安装冷凝部件部分10和冷却部件部分20，并且薄冷凝器2安装在框架11上，从车辆前部朝向后部倾斜。当考虑安装时的系统高度与吸入冷凝器的空气数量之间地关系时，倾斜角优选范围为6-12度。

此外，对于冷凝器2的类型，当没有优选的特定类型时，通常，优选地用薄散热片和管型热交换器。

另外，在部件壳体1中设置了四对安装材料12，其沿车辆纵向延伸。冷凝器风扇4分别可旋转地安装在冷凝器风扇电动机3的旋转轴上。冷凝器风扇4与在部件盖5中制成的四个空气出口52分别对应设置，并相对于车辆的平坦车顶直接水平地放在冷凝器2上面。

另外，冷凝部件部分10和冷却部件部分20用框架11彼此制成整体，并通过设在框架11与车顶之间的车辆框架14安装并固定在车辆的车顶。即，框架11分别连接到车辆框架14上。车辆框架14的长度大体上与框架11的长度相同，并在冷凝器2的后部附近的位置上制成凹槽14a(沿车辆纵向所示)，异物从所述凹槽14a排出。把车辆框架14分成两部分并以在之间形成缝隙(凹槽)，从而形成凹槽14a。因此，在冷凝器室内和冷凝器2的中心上游聚集的异物能够从在车辆框架14上的凹槽14a处排出。

在具有上述结构的冷凝部件部分10中，从在部件盖5上制成的空气入口51处吸入的空气通过冷凝器2并从四个空气出口52吹出部件盖5上。在这种情况下，通过直接在冷凝器2上面放置冷凝器风扇4和冷凝器风扇电动机3，冷凝部件部分10的纵向尺寸能够被缩小。即，当传统冷凝部件部分10的纵向尺寸是180cm时，根据本发明的冷凝部件部分10的纵向尺寸能够减小到70cm。此外，通过倾斜薄冷凝器2并在其上直接放置冷凝器风扇电动机3，空间可以得到有效利用，因此能够使冷凝部件部分10的高度保持较低。

此外，通过打开部件盖5的前侧并相对车辆的纵向倾斜冷凝器2，能够有效利用车辆运行时产生的冲压压力，因此通过冲压压力吸入的空气能够被送至冷凝器2，吸入的空气不会逃离到冷凝部件部分10的外部，因此能够增加吸入冷凝器2的空气数量。由于这能够减小压缩机的排放压力和增加压缩机的性能系数，因此能够大大地减小施加于车辆发动机上的负载功率(COP)。

另外，由于在冷凝器2的空气入口51上设置了网54，并在车辆框架14上制成凹槽14a，因此大的异物能够被网54捕获，而不能被网54捕获的相对小的异物依靠流动空气从凹槽14排出，因此能够防止冷凝器2性能降低。

图5(a)、(b)分别说明了当公共汽车的末端被制成尖锐形时，风速分布状态(m/s)和总压强分布状态(Pa)。而(c)、(d)分别说明了当公共汽车的末端是圆形时，风速分布状态(m/s)和总压强分布状态(Pa)。请注意测量条件是车辆速度为29.5km/h且风速为8.2m/s。从图5能够看出，当公共汽车的末端被制成尖锐形时，空气流中产生湍流的负压区在公共汽车的车顶上从末端至其整个长度L的三分之一附近的位置处延伸。然后，空气流在围绕除与总长度L的三分之一相符的位置外的位置成为层流。此外，在产生湍流的负压区，风速在1-3m/s的数量级上，因此，风速低且不能有效地利用冲压压力。由于这个原因，作为在公共汽车的平坦车顶上的车用空调系统的安装位置La，其优选地位于从车顶末端的总长L的三分之一相符的点的后面或与总长L的三分之二相符的点的后面。

与此相反，当公共汽车的末端是圆形(5R)时，如图5(c)、(d)所示，沿公共汽车的平坦车顶的全长L上的空气流没有产生湍流，而是仅存在层流。由于这个原因，在车顶上不存在负压区，在车顶的风速是9-10m/s的数量级上。因此，在这种情况下，车用空调系统能够安装在沿公共汽车车顶全长L上的任何位置La。

此外，在本发明中，当冷凝器风扇电动机3旋转时，吸入冷凝器室的大部分流动空气通过冷凝器2的中心从冷凝器风扇4中吹出，其中仅有部分从车辆框架14的凹槽14a中吹出，因此，可能引起已经进入冷凝器的异物不能从其中排出的危险。

为了处理这个问题，为了有效地排出聚集在冷凝器中的异物，本发明采用了用于冷凝器风扇电动机3的控制装置，下面将对其进行说明。

根据本发明实施方案的冷凝器风扇电动机3的控制(I)，例如定时器等控制设备(未示出)可用作控制装置，如图6所示，每隔一定的时间，冷凝器风扇被强制性地切断。即，冷凝器风扇电动机3在一定的时间间隔内反复地接通和切断。采用这种结构，当冷凝器风扇电动机3被断开时，吸入冷凝器空间的流动空气中，从冷凝器风扇4中吹出的空气减小，而从凹槽14a中吹出的空气增加，因此在冷凝器内部聚集的异物能够从凹槽14a中有效地除去。

根据本发明另一个实施方案的冷凝器风扇电动机3的控制(II)，例如定时器等控制设备(未示出)可用作控制装置，如图7所示，在空调系统启动之后，冷凝器风扇电动机3在一定时间内反转，其后，允许冷凝器风扇电动机3受驱动正常地正向旋转。因此，在车用空调系统启动后，通过引起冷凝器风扇电动机3进而冷凝器风扇4在一定时间内反转，从空气入口51和空气出口52处进入冷凝器空间的空气从凹槽14a排出，因此在冷凝器内的异物能够有效地从凹槽14a排出。

另外，根据本发明另一实施方案的冷凝器风扇电动机3的控制(III)，提供一种控制设备(未示出)，作为控制装置和压力检测装置，所述控制装置用于控制冷凝风扇电动机3的驱动，所述压力检测装置用于检测空调系统的压缩机(未示出)的排放压力和输出所检测的压力信息至控制装置，因此，如图8所示，基于压缩机的排放压力控制冷凝器风扇电动机3。通常，当异物聚集在冷凝器内部或其中心时，制冷循环的排放压力增加。然后，当排放压力增加时，冷凝器风扇电动机3被切断，因此异物被有效地从凹槽14a排出。具体地，如图8所示，假设存在关系：低排放压力P1＜中间排放压力P2＜高排放压力P3，当排放压力是低排放压力P1时，冷凝器风扇电动机3以低速(L_o)驱动；当异物聚集，排放压力增加到达到中间排放压力P2时，冷凝器风扇电动机3被切断，因此异物有效地从凹槽14a排出；当排放压力进一步增加到达到高排放压力P3时，冷凝器风扇电动机3以高速(Hi)驱动，这一系列的操作反复运行。

因此，通过上述的方式有效地控制冷凝器风扇电动机3的驱动，在冷凝器和冷凝器2的中心上游聚集的相对小的异物能够从在车辆框架14上的凹槽14a排出，因此能够防止冷凝器性能降低。

为了进行例证，参照具体实施方案说明了本发明，应该理解，没有脱离本发明的基本原理和范围下，本领域一般技术人员可以另外进行许多的修改。

Claims

1.一种车用空调系统，包括放置在例如公共汽车等车辆的平坦车顶上的冷却部件部分和冷凝部件部分，其中

所述冷凝部件部分的冷凝器沿所述车辆的纵向倾斜，冷凝器风扇直接设置在所述冷凝器上面，并且其中所述冷凝器的空气入口设在所述冷凝器的前面，所述冷凝器的空气出口设在所述冷凝器的上面，

所述冷凝器从所述车辆的前部朝后部向下倾斜。

2.根据权利要求1所述的车用空调系统，其中所述冷凝器风扇水平放置。

3.根据权利要求1所述的车用空调系统，其中盖住所述冷凝器和冷凝器风扇的部件盖在其前部敞开，并在其后部和两侧关闭。

4.根据权利要求1所述的车用空调系统，其中，所述冷凝器部件部分放置的位置位于例如公共汽车等的所述车辆的所述车顶的部分，在此位置，当所述车辆运行时，沿所述车顶流动的空气流成为层流。

5.根据权利要求4所述的车用空调系统，其中如果所述车辆的顶部的末端被制成尖锐形，所述冷凝部件部分放在例如公共汽车等的所述车辆的总长的第一个三分之二的后部。

6.根据权利要求1所述的车用空调系统，其中所述冷凝器的倾斜角大体上为6-12度。

7.根据权利要求1所述的车用空调系统，其中所述冷凝器的所述空气入口用网覆盖，所述车用空调系统通过车辆框架放在所述车辆的所述车顶，其中在所述冷凝器的后部附近制成凹槽，其用于把异物排放到所述车辆框架的外面。

8.根据权利要求7所述的车用空调系统，还包括控制装置，其用于控制冷凝器风扇电动机的驱动，所述冷凝器风扇电动机用于运行所述冷凝器风扇，其中所述冷凝器风扇电动机每隔给定时间被所述控制装置强制性地切断。

9.根据权利要求7所述的车用空调系统，还包括控制装置，其用于控制冷凝器风扇电动机的驱动，所述冷凝器风扇电动机用于运行所述冷凝器风扇，其中在所述车用空调系统被启动时，所述冷凝器风扇电动机在给定的时间内反转。

10.根据权利要求7所述的车用空调系统，还包括：控制装置，用于控制冷凝器风扇电动机的驱动，所述冷凝器风扇电动机用于运行所述冷凝器风扇；和压力检测装置，用于检测所述车用空调系统的压缩机的排放压力，其中根据所述压缩机的排放压力控制所述冷凝器风扇电动机的驱动。

11.根据权利要求1所述的车用空调系统，其中所述车用空调系统通过车辆框架设置在车辆的车顶上，并且凹槽形成在车辆框架的冷凝器后部附近。