CN1717342A - 用于机动车,尤其是用于大轿车的车顶空调设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车顶空调设备(4)，特别是涉及大轿车的车顶空调设备，具有高压端的热交换装置(54)序列，所述高压端的热交换装置序列被内部的致冷剂顺序加载，包括通风装置(16)、膨胀装置(52)和蒸发装置(36)，具有内部的管路装置(12)，所述管路装置用于输送有待空调的空气，所述空气用于与蒸发装置(36)进行热交换，和具有高压端的热交换装置(54)的模件结构(6)。根据本发明设有、准备有或形成用于对同类型的这种模件(6a、6b)进行栅格状接合的连接件，和所述模件具有相同的功率和/或所述模件具有分级的功率。

Description

用于机动车，尤其是用于大轿车的车顶空调设备

本发明涉及一种用于机动车，尤其是用于大轿车的车顶空调设备。其中特别加以考虑的是陆上运输车辆，在所述陆上运输车辆中尤其是载重车辆。必须总体上满足有轨的和无轨的载重车辆的要求。主要的应用是作为大轿车上的车顶空调设备。

在US-A4679616中披露了具有权利要求1前序部分的特征的车顶空调设备。在这种已知的车顶空调设备中带有所属的通风装置的整个高压端的热交换装置在一固有的机壳内被组装成第一模件。具有所属的风机的整个蒸发装置构成第二模件，下面出于简化起见称作蒸发装置。但其中并没有披露将这两个模件再分成分模件。仅仅披露可分别将这两个模件中的一个模件进行拆卸或对这两个模件中的另一模件重新进行安装，这两个模件中的一个模件是可更换的或整个车顶空调设备由这样两个模件构成。另外通常分别根据车辆的要求确定车顶空调设备的结构设计。但其中没有考虑到针对不同的车辆的不同的功率要求采用相同的模件。而且也没有考虑到在高压端的热交换装置的范围内或在蒸发装置的范围内采用分别有关的多个模件，或甚至采用根据功率分级的或相同的模件。所以通过模件结构实现的合理效果相应较小。

本发明的目的在于对具有权利要求1前序部分的特征的车顶空调设备进一步合理化，其中的重点在于高压端的热交换装置。其中亚临界的工作涉及的是液化装置和超临界的工作涉及气体冷却器(参见权利要求29)。

采用权利要求1的特征实现本发明的目的。

本发明是建立在如下认识的基础上的，与车顶空调设备的通常的部件相比出于制造成本以及在车辆顶部占用空间的考虑，高压端的热交换装置具有突出的作用。基于该认识本发明的出发点是，根据车辆类型对高压端的热交换装置进行尺寸设计。确切地说将重点放置在标准构件上，在本发明中也被称作对模件的制造、储存和提供。其中在理想的情况下甚至仅采用构成高压端的热交换装置的唯一一种类型的模件。这样的一种模件不受车辆类型的，例如大轿车的结构种类的影响，至少就额定功率和压力损耗和优选也就所有部件的结构和尺寸设计而言，具有最小的尺寸设计。在需要较高的额定功率时分别根据要求可以采用这种标准的模件进行标准构件组装。

如在下面结合权利要求8的论述，对各个模件的结构的标准化特别是也涉及各个模件的机壳的标准化。此点不仅涉及其外部尺寸，例如六面体模件的长度、宽度和高度，而且在理想的情况下从总体上也涉及标准成型的机壳，因此所述机壳本身也构成模件制造的批量生产的构件。

本发明的构思在于，至少两个相同类型的这种模件可以相互连接在一起，此点从几何形状可以清楚地看出。但即使在仅采用唯一一个这种模件的情况下，当该模件由所述的标准构件构成，可以用于通过将两个相同的模件结合在一起例如实现双额定功率的高压端的热交换装置时，就已经实现了本发明的构思。

对此不要与所述的本发明的现有技术US-A4679616的结构方式混淆在一起，在该文件中的发明点在于，对于高压端的热交换装置总是仅采用唯一一个模件，但针对不同的车辆类型必须重新对这种模件的尺寸进行设计，因此并不是可适用于不同车辆类型的标准结构件。

另一点不容混淆的事实是，即使在相应的公开文件中披露了这种作为模件的批量生产的构件，但根据本发明的设计结构是分别根据额定功率将不同数量的批量生产的构件在车辆特有的机壳内相互连接在一起。

在US5121613A中披露了这样一种批量生产的构件，所述构件作为具有带散热片的管的热交换件，所述管用于输送致冷剂，可以选用不同数量的热交换件，设置在固定的制冷设备的机壳内。

另外在DE19505403C2中披露的汽车的车顶空调设备中将高压端的热交换装置和蒸发装置的不同的批量生产的构件仅在唯一的一个汽车特有的机壳内，在汽车的纵向和横向上分别以可变的数量相互连接，确切地说涉及的是蒸发器件和液化器件。同样在DE7714617U1中披露的车辆的车顶空调设备中，冷凝器组件和蒸发器组件分别为批量生产构件，所述冷凝器组件和蒸发器组件具有标准的结构长度和相同的批量生产的构件横向连接，所述冷凝器组件和蒸发器组件在车辆的纵向上延伸。

本发明的车顶空调设备的发明点在于，总体上讲为具有不同的额定功率的高压端的热交换装置提出一种标准结构件结构，具有额定功率相同的模件，分别根据所需的额定功率至少采用一个模件，或将两个和两个以上的相同的模件相互嵌接在一起。但本发明也并不排除涵盖在高压端热交换装置的已有的模件的标准构件系统中针对不同的额定功率调整的不同的基本模件，其中此点例如可以是额定功率最小的基本模件的根据功率的整数倍或根据实际要求根据功率进行分级。但其中在任何情况下的力求实现的目标都是根据这种模件的标准结构件原则上提供数量尽可能少的具有不同的额定功率的模件。如在下面还将详细阐述的是，实际上采用最多三种具有不同额定功率的高压端热交换装置的模件即可以满足大轿车的所有要求，另外甚至所述模件的几何外部尺寸可以是相同的(参见权利要求16中的最后一种情况)。

在通常的一台车辆上，大多数情况是供安装车顶空调设备的车顶上的面的在车辆纵向上的长度明显大于横向上的长度。通常的大轿车上的情况就是如此。出于对此点的考虑，建议在将多个模件根据标准结构件方式在车辆的纵向上进行连接。因此也可以在模件上预先设置或在连接时设置连接件。所述的连接件可以是多个。除了任意方式的连接外也可以例如是钎焊焊接、热熔焊接、螺丝连接或铆接。

而且在车辆纵向上对模件的连接这一构思不仅涉及总体的考虑，此外还涉及在车顶上模件的具体延伸的几何形状。因此模件基本上可以具有任意形状的基本面，所述基本面取车辆顶部的面结构。其中特殊的情况下是正方形的基本面。但在大多数情况下模件具有纵向伸展的基面，所述基面大多数情况具有带有角的或倒圆的矩形形状。在车辆纵向上对模件的连接的构思还可以联想到在垂直车辆顶部纵轴的方向上设置高压端的热交换装置的模件和其中在车辆的纵向上侧对侧地进行连接。另外优选模件的基面是纵向伸展的和模件的纵轴与车辆或车顶面的纵轴重合或平行于后者伸展或至少基本在车辆的纵向上定向。

另外本发明的构思就针对空调设备采用圆管或扁管的决定是不变的。优选(权利要求5)为实现对内部致冷剂的输送，高压端的热交换装置的模件具有的机壳的尺寸设计应能选用安装圆管或扁管。此点实现在标准构件中或在制造厂商的或推销商的供货仓库中可以仅对作为半成品的模件加以准备和留待客户做出决定，根据其要求可以在汽车上采用圆管或扁管。但此点并不排除大批量生产的厂家预先已经将圆管或扁管安装好。

本发明的车顶空调设备根据其基本结构旨在对有待空调的空气进行冷却(见权利要求1的部分)。就空调设备的总体概念而言，本发明的空调设备也可以被进一步设计成可以被选择应用作为对有待空调的空气的加热设备，其中所述车顶空调设备还包括用于对有待空调的空气加热的设备。权利要求7涉及的是结构上优选的设置。其中以作为主要的设计方案的通常的技术为基础，以通常的方式提供一种热载体，所述载体大多数情况下来自汽车内燃机的冷却回路。如果不存在此回路或出于其它原因，也可以采用例如电热装置或将电热装置作为补充加以安装。

在只采用一种高压端热交换装置模件的情况下，所述的模件由于批量生产，所以具有相同的基面。但在上述讨论的已有的标准结构件的情况下制备不同的额定功率的多种模件时，将力求在车辆的顶部设置至少几个，优选所有的分别具有相同的纵向延伸长度的模件。其中特别要对上述已经讨论过的优选情况加以考虑，即模件为纵向伸展结构，其纵向延伸轴沿车辆的或车顶的轴定向或特别是与后者重合或与后者平行。但其中也并不排除在栅格中采用至少几个，优选所有的分别具有相同的横向延伸长度的模件的方案，甚至此实施是优选的方式。

每个本发明的车顶空调设备还具有用于输送有待空调的空气的管路装置。根据本发明优选对内部管路装置与高压端的热交换装置的模件分隔开单独制备，必要时为具有自己的机壳的模件结构，并在热交换装置模件的侧面上接合。本发明并不排除一种将高压端的热交换装置高度集成的方案，其中内部管路装置的至少一个区段被包含在高压端的热交换装置的模件内，其中优选除此之外在高压端热交换装置的模件内还可以包含有一个蒸发装置。后者的方案不得与下述的现有技术的构思混淆，即对每个车型生产作为一个单元的车顶空调设备，所述单元也被称作模件和在预先制造后成批地安装在相同类型的车辆上。其中根据本发明仅考虑采用标准结构件具有调整到相同的额定功率和其中最好调整到相同的压力损耗的单元，在需要大于一个最小功率的情况下，作为模件成栅格状地接合在一起，或在预先应制备较小的单元的额定功率的情况下，可以在车辆顶部接合设置。

不管蒸发装置是否安装在高压端的热交换装置的模件内，都要将蒸发装置设置在内部管路装置的侧面，从而在任何情况下实现车顶空调设备有利的面积分布。

根据一优选的实施方式蒸发装置和/或内部管路装置分别为具有自己的机壳的模件结构。其中可以联想到，对高压端的热交换装置的不同的额定功率的所有模件，内部管路装置或内部管路装置的至少一个区段和/或蒸发装置分别仅具有唯一一个模件。为实现整个车顶空调设备的结构的高度的标准结构件的灵活性，根据本发明的进一步设计，蒸发装置本身最好仅有少许的功率分级和分别根据整个车顶空调设备的设计可以对所有模件的标准结构进行选择。对该总体构思(见权利要求12)可以做出进一步设计(见权利要求16)，高压端的热交换装置的模件和/或蒸发装置的模件的结构最好保持不变和优选仅仅或主要通过对在高压端热交换装置的模件内的或在蒸发装置内的分别适配的相同的通风单元或风机单元的数量实现根据额定功率的分级。其中对有关的模件进行准备，使仅功率不同的风机单元或通风单元的相同的结构以相对很小的数量变化安装在模件上或在改变额定功率时可以进行追加安装。该构思实现了在分级的有关模件的外部结构形状相同的情况下仅对在内部进行的热交换功率或蒸发功率的所有额定功率的分级。

如上所述，高压端热交换装置及其模件最好在汽车的纵向上延伸。根据该构思的进一步设计，最好蒸发装置和内部管路装置的至少一个区段分别在汽车或在高压端的热交换装置的模件的纵向上延伸(见权利要求17)，蒸发装置和内部管路装置的至少一个区段最好为模件结构。

不管内部管路装置和蒸发装置本身是否是模件结构的，其中它们最好特别是在横向上具有一个自己的区段，都可以通过汽车横向上的车顶空调设备的特殊的几何形状实现汽车车顶在横向上的弯曲伸展的适配。在不同的模件或甚至仅相应的设置区段具有在汽车的纵向上伸展或定向的接缝或连接线时，此点实现了至少一对在横向上相互邻接的区段、模件或区段和模件顺序以水平线为基准，或甚至以相邻的区段或相邻的模件为基准的弯曲设置，其中从整个横向上看甚至可以有多个弯曲，所述弯曲与车辆顶部的安装面的圆弧或通常的弯曲相符或至少与之适配。其中在相邻的区段、模件或区段或模件对之间可以采用可固定的铰链式的连接，此点特别对横向顺序连接的模件是很重要的。对横向接续的区段或区的序列或模件序列也可以采用固定的弯头连接方式。弯头连接的一特别优选的方案在于，在相邻的模件、区段或模件和区段对之间设置有作为弯头的给定弯曲架。此点不仅在结构上是特别简单的，而且便于在车顶上的安装作业，因为对车顶安装作业时相邻的相互弯曲的车顶空调设备的范围的重量可被用于对在车辆顶部上所需的弯头的端位置的调整。在利用车顶空调设备的范围的自重的情况下，甚至可以省去用于固定弯角位置的固有的手段，这是因为该固定将由于模件或区段的重量得到持续的保证。此点并不排除出于对安全的考虑还对弯头安装位置加以固定。

上面的措施涉及与汽车横向上的平面不相同的车顶安装面的空间伸展的适配，而权利要求15涉及的对汽车横向上的不同的安装面(只要该安装面的宽度不同)的另一种适配方式。出于对重量均匀分布的考虑，建议在这种情况下将车顶空调设备分布在汽车的安装面的整个宽度上，为此为了对至少为模件结构的或在宽度方向上的固定的结构进行补偿在横向上相邻的区段和模件对或模件和区段对之间设置有至少一个跨接装置(参见权利要求15)。

最好(根据权利要求18)车顶空调设备在横向上以其中心为基准成对称结构，其中高压端的热交换装置设置在所述中心上。在其两侧的外面首先接有内部管路装置和接着在内部管路装置的两侧外面接有蒸发装置，其中后者最好与膨胀装置接合。

在大轿车上，但也可以在一些其它的车辆上最好车顶空调设备的设置应可以实现对车辆的内部空气的空调、导入车辆内的外部空气的空调和/或两种工作方式之间的混合工作等工作方式之间的转换阀的调整。特别是在车顶空调设备的内部管路装置的至少一个区段为模件结构时，最好安装在内部管路装置内设置有一个安装空间，在所述安装空间内安装有或可以安装这种转换阀。所述转换阀以完全通常的方式由调整翻板构成。

高压端的热交换装置通常在车顶空调设备中在内部致冷剂的流向上接在压缩装置的后面，所述压缩装置与高压端的热交换装置不同，不是安装在车顶空调设备内，而是设置在汽车的发动机的空间内或至少被汽车机械地或液压地驱动。根据本发明的另一实施方式优选将这样的一个压缩装置安装在车顶空调设备内，确切地说最好安装在至少一个带有通风装置的高压端热交换装置的模件内。其中补充的压缩装置是一个具有自己的机壳的单独的模件。

在权利要求22至28表述了在本发明的车顶空调设备中另外补充一个具有通风装置的高压端热交换装置的模件，所述权利要求涉及根据本发明的进一步设计对燃料电池装置的添加。其中所述燃料电池在将压缩装置安装在车顶空调设备内时至少作为该压缩装置的工作电流的发生器，另外例如在必要时也补充用于当车顶空调设备也用于加热时产生电流。而且通风器和风机也需要提供电流。此点并不排除燃料电池装置满足于其它目的，例如作为车辆本身的发电机组。

可以根据几十年历史的通常的技术对车顶空调设备进行低临界的设计，或根据现代技术对车顶空调设备进行超临界的设计，其中超临界的工作例如采用二氧化碳作为内部致冷剂的工作介质。在后者的情况下高压端的热交换装置或其模件优选还包括一个用于内部致冷剂的气体冷却器(参见权利要求29)。

下面对照说明多个实施例的附图对本发明做进一步说明。图中示出：

图1为车顶空调设备的第一实施方式的带有切面的斜俯视图；

图2为与图1相同的具有与第一实施方式相同的结构的第二实施方式的视图，但没有切面并且额定功率不同；

图3为图2所示的高压端的热交换装置的具有局部切面的视图；

图4为图3所示的高压端的热交换装置的一个模件的具有局部切面的视图；

图5示出具有较高的额定功率的相同的基本结构的图4的变型；

图6和7为与图4和5类似的视图，但内部致冷剂的导管采用不同的管几何形状；

图8本发明的车顶空调设备的截面图；

图8a为图8的局部放大图；

图9示出图8a的变型；

图10为作为独立的具有机壳的模件的内部管路装置区段的放大图；

图10a与图10相同，但附加安装有在不同的空调的工作方式之间进行切换的转换阀的调整翻板；

图11为本发明的车顶空调设备的管路图；

图12为图11的替代方案；

图13为本发明的车顶空调设备的实施方式的仰视图；

图13a沿图13中XIII-XIII线的剖视图；

图14安装在本发明的车顶空调设备的燃料电池的独立的模件的截面图；

图15为所述燃料电池的燃料的独立的容器的截面图，其中所述容器本身是具有用于安装在本发明的车顶空调设备的机壳的独立的模件；和

图16为图11的替代方案。

在图1中用虚线表示在图中未示出的大轿车的车顶上的安装面，在所述安装面上安装有车顶空调设备4的第一实施方式。

在此，车顶空调设备与大多数的其它的实施方式相同仅由标准结构的模件构成，所述模件可以根据具体情况具有分级的额定参数。在所示的实施方式中，一种特定类型的所有模件与其额定参数无关具有预定的外部的几何形状，该几何形状由有关的模件的机壳决定。

如图1所示的车顶空调设备4具有分别带有大致为矩形的基面的不同的模件，所述模件平行于安装面2的纵轴3延伸。其中在安装面2的宽度方向上设置有具有不同的额定功率的高压端热交换装置的两个模件6构成的序列，所述模件的端侧相互没有错位地接合在一起。为实现相互的接合，模件6设置有用于相互重叠的壁凸肩7，所述壁凸肩7被螺钉或铆钉8相互固定在一起。

在模件6的两侧和分别具有基本相同的纵向延伸侧对侧地分别设置有用于对有待空调的空气进行导向输送的内部管路装置12的模件10。沿模件的两个外侧延伸有分别具有相同的配置的蒸发装置的模件14。

在图1中的热交换装置的两个模件6的区别在于额定功率不同，其中在模件6a上安装有三个通风器16，而另一个模件6b在模件纵向延伸相同的情况下仅具有一个通风器16。

在图1中仅用格栅示出通风器。在模件6b上附加设有一个没有通风器和栅格的预留安装位置17，在所述预留安装位置上可以与在图中未示出的第三个预留安装位置17相同有选择地安装带有格栅的通风器16。在预留安装位置17没有被使用的情况下，必须用图中未示出的罩盖将其闭合。

在模件6和10之间设置与横向连接件7、8相同的同类型的侧横向连接件18、19。尽管图中未示出，还可以附加联想到在模件10和14之间也设有横向连接件。

图2与图1的区别仅在于在图1中的模件6上未使用的预留安装位置17上也安装有通风器16以及图中示出的格栅。

通过对图1和2的比较可以看出，在模件6外形几何形状通常相同的情况下可以有选择地安装一个通风器(图1)、两个通风器16(图2)或三个通风器16(图1和2中的模件6a)。其中通过模件6相同的结构可以分别在一个模件6上实现三种不同的额定功率。

另外在图1和2中还示出，可以通过将分别具有不同的额定功率(在图1中的一个和三个额定功率和在图2中的两个和三个额定功率)的两个模件的组装实现高压端热交换装置的总功率。

其中还可以采用其它的变化的方案，对此图中未示出。尤其是一方面可以考虑将两个以上的模件6轴向连接，另一方面也可以考虑分别为一个模件装设有三个以上的通风器16。就大轿车而言经实践证实，采用如实施例中所述的具有通常相同的外形几何形状的模件，根据对功率的需要采用在两个、三个和四个通风器之间变化的方式，足以满足要求。

在图3至9中进一步详细地示出模件的结构。

首先一方面从图4和5中，另一方面从图6和7中可以看出，在外部几何形状或模件大小和特别是模件的高度保持不变的情况下用于输送内部致冷剂的管路的几何形状可以是任意的。例如图3-5中示出的圆管20以及图6和7中示出的扁管21可以说明此点，其中这些管子分别具有一种散热片筋22。所述散热片筋22被周围的空气加载，内部的致冷剂以通常的方式对周围的空气进行冷却，将在制冷空调时吸收的热导出。

在图8中，但部分也在其它的图中用附图标记23、24和25表示模件6或5、6a和6b、模件10和模件14的固有的机壳。

在图10和10a中还进一步清楚地示出内部管路装置的机壳24。

在图10a中还示出在机壳内的具有调整板28的转换阀26，采用所述的转换阀以通常的方式实现对通过内部的管路装置10输送的有待空调的空气以循环风、新鲜空气或混合的方式的处理。

在机壳24上通常形成一个由车辆的内部空间进入的有待空调的空气的入口孔29、一个用于从外部进入的通过隔板31输送给转换阀26的新鲜的空气的入口孔30和一个出口孔32，所述出口孔将有待空调的内部空气或外部空气输送给模件14上的蒸发装置。另外，图10中还示出对横向连接件18、19的进一步设计，对此还将在下面结合图8做进一步的说明。

在图8a中的中间位置清楚地示出模件10。

另外还可以看出，蒸发装置的模件14还含有下述的其它构件：一方面始终要包含有一个蒸发热交换器36，所述蒸发热交换器内部被内部的致冷剂加载和外部被通过内部管路装置输送的有待空调的空气加载。其中蒸发热交换器36的整个高度延伸与机壳25适配。可以通过改变风机38的数量实现功率的变化，但图中仅示出一个风机。可以考虑每个模件采用1-4个风机，从而对应于模件6两侧对称实际上具有两倍的风机数量，因此在采用一个左侧的和一个右侧的蒸发热交换器36的情况下也可以实现双倍的蒸发功率。但也可以增大风机38的数量或在另外的极限情况下放弃仅对一个风机的采用。

在车顶空调设备不仅用于对有待空调的空气进行制冷，而且还另外可以附加用于加热时，在蒸发装置模件14上还可以安装一加热热交换器，所述加热热交换器在具有圆管的所示的实施方式中最好用大轿车的驱动内燃机的冷却剂进行加热和外部同样用有待空调的空气加载。此点当然也同样适用于采用扁管的情况。但也可以替代上述采用其它的加热件，所述加热件用电流加热，对此在图中未示出。

在图8a中仅绘出圆管，但同样也可以用扁管替代圆管。

在图8a和9中一方面可以看出，为了与安装面2的宽度尺寸进行适配，模件6、10和14的侧面可以分别用一跨接装置42保持一定间隔，所述跨接装置在模件6的两侧安装在模件6与模件10之间。另一跨接装置大多数情况下不是绝对必要的，但在必要时也可以同样设置在模件10和14之间。从图中可以看出，跨接装置42是由机壳状的结构构成的模件(仅在图9中示出)。

另外在图8a和9中还示出，模件10可以对应于模件6与在车辆的宽度方向上安装面的表面弧度适配进行相对弯曲。其中在图9中示出一铰链型的连接件44，而在图8a中示出一种弯曲转辙连接件46，

下面将对照图11等并结合一些其它重要的补充对迄今的所述的设置的工作方式加以说明。

如内部的致冷剂的管路图11和12所示，首先可以将内部致冷剂的下述回路视为一种可能的工作方式：压缩装置或压缩机50被大轿车的驱动电机48机械驱动，所述压缩机用于将内部致冷剂从低压状态通过压缩效应提升到高压状态并从内部馈送给模件6内部的热交换装置的热交换管路20或21，其中在热交换管路的外部的筋将热释放给周围的空气。然后内部的致冷剂被输送给蒸发模件14内的膨胀装置52，在此处内部的致冷剂重新被转换到低压状态并在该状态下被输送给模件14内的蒸发装置36。膨胀装置52与蒸发装置36机械地连接。内部的致冷剂从蒸发装置重新被输送给压缩装置50。

在图11的中间部位用符号清楚地示出致冷剂的循环方向。

在图11中蒸发装置分别设置在各自的模件14内，但也可以如图12所示设置在高压端的热交换装置的模件6内。

其中出于简化起见统一用附图标记54表示主要由管件20或21及其外部的筋22构成的高压端的热交换装置。

在图11和12中另外压缩装置50设置在本发明的车顶空调设备外面的汽车的驱动电机的范围内的。图13示出根据本发明的优选的变型方案，其中压缩装置50设置在一自己的具有单独的机壳的模件56和嵌入本发明的车顶空调设备的一相应的下凹内。出于直观起见，在图13中模件56的下面的盖板被取下。从图中可以看出，在此的模件56的纵向延伸小于模件10和14的纵向延伸和压缩装置50嵌入因此赢得的空间内。用附图标记58表示电源和所属的电气部件的控制单元的通常的安装组件。

其中在图13a的剖视图中示意示出模件56的机壳60，两个所述的部件50和58安装在所述的机壳内。从机壳60穿过一其外面示出的套管引出电源线62。

与模件56类似，在模件6的轴向延伸上还可以安装或附加安装一个作为具有自己的机壳66的独立的模件的燃料电池装置64，所述燃料电池装置形成自己的模件68。

在图中仅示出燃料电池装置必要的固有的冷却回路70，所述冷却回路同样也被包含在机壳66内。另外在图中还可以看到在燃料电池装置内产生的电能的电气连线以及具有所属的燃料电池装置的供给管路用于输入和排出燃料的套管74，所述套管同样也穿过机壳66引出。

图14示出一种实施方式，其中燃料从外部被输送入模件68内和废气从模件内被重新排出。

与上述相对应，图15示出另一个具有自己的机壳78的独立的模件76，所述机壳具有燃料电池装置64的燃料的容器80。该模件76可以与上述的模件56和/或68相同同样可以是单独的或与两个模件56和68或与其中的一个模件结合设置在车顶空调设备4内。另外在此还可以联想到为燃料电池装置最好补充设置有用于对容器充注的单独的孔以及用于提取燃料的提取管路。

图16示出对图11扩展的管路图，其中对车顶空调设备补充一个具有燃料电池装置68的模件。在此设置有用于对燃料电池64进行冷却的内部的冷却剂。为此利用一个膨胀装置52对处于高压状态的冷却剂进行扼流，使之处于低压状态并输送给蒸发装置36。在燃料电池的冷却回路70内对冷却剂以所示的方式进行冷却(参见权利要求25)。另外还可以设置有作为单独的对车顶空调设备进行补充的模件的冷却回路。当然，另外也可以或同时用被内部的致冷剂冷却的空气对燃料电池进行冷却。

Claims (29)

1.一种车顶空调设备(4)，采用内部的致冷剂根据冷冻剂压缩原理工作，用于载重汽车，特别是用于大轿车，其中设有

高压端的热交换装置(54)的被内部的致冷剂顺序加载的序列，具有所属的通风装置(16)、膨胀装置(52)和蒸发装置(36)，

针对车顶空调设备(4)的内部的管路装置(12)，所述管路装置用于输送有待空调的空气，所述空气与蒸发装置(36)进行热交换，

和高压端的热交换装置(54)的一模件结构(6)，具有在自身的机壳(16、14)内的所属的通风装置(16)，

其特征在于，

为高压端的热交换装置(54)的同类型的这种模件(6a、6b)的接合设有、准备有或形成连接件(34)，和

所述模件(6或6a、6b)的设计应实现具有相同功率的模件和/或具有分级功率的模件的栅格状的接合(7、8；34)。

2.按照权利要求1所述的车顶空调设备，其特征在于，模件(6或6a、6b)在车辆的纵向上被接合。

3.按照权利要求1或2所述的车顶空调设备，其特征在于，高压端的热交换装置(54)具有用于输送内部的致冷剂的圆管(20)。

4.按照权利要求1或2所述的车顶空调设备，其特征在于，高压端的热交换装置(54)具有用于输送内部的致冷剂的扁管(20)。

5.按照权利要求1至4中任一项所述的车顶空调设备，其特征在于，高压端的热交换装置(54)的机壳(23)的尺寸大小应能实现为对内部的致冷剂的输送可以选用圆管(20)或扁管(21)。

6.按照权利要求1至5中任一项所述的车顶空调设备，其特征在于，所述车顶空调设备还包括一个用于对有待空调的空气进行加热的加热装置(40)。

7.按照权利要求6所述的车顶空调设备，其特征在于，加热装置具有至少一个加热热交换器(40)，所述加热热交换器在具有外部的散热筋片的蒸发装置(36)中沿至少一个蒸发热交换器的外部筋片的有待空调的空气的气路串接设置。

8.按照权利要求1至7中任一项所述的车顶空调设备，其特征在于，在栅格中至少设置有几个，优选全部的分别具有相同的纵向延伸长度的模件(6a、6b)。

9.按照权利要求1至8中任一项所述的车顶空调设备，其特征在于，所述模件(6或6a、6b)还包含蒸发装置(36)和至少一个内部管路装置(12)的区段。

10.按照权利要求1至8中任一项所述的车顶空调设备，其特征在于，内部的管路装置(12)与模件(6或6a、6b)分开设置和接在模件的侧面。

11.按照权利要求1至10中任一项所述的车顶空调设备，其特征在于，蒸发装置(36)设置在内部管路装置(12)的侧面。

12.按照权利要求1至11中任一项所述的车顶空调设备，其特征在于，蒸发装置(36)和/或内部管路装置(12)分别具有自己的机壳(24；25)，成模件(10；14)结构。

13.按照权利要求1至12中任一项所述的车顶空调设备，其特征在于，车顶空调设备在车辆的横向上被分成区段和/或模件(6、10、14)和在相邻的区段、模件或区段和模件对之间在其相对的角位置垂直于车辆可对车顶空调设备进行调整。

14.按照权利要求13所述的车顶空调设备，其特征在于，至少一区段对、模件或区段对，和模件通过铰链式的连接(44)和/或弯曲转辙式连接(46)相互结合在一起。

15.按照权利要求13或14所述的车顶空调设备，其特征在于在区段、模件或区段和模件对之间安装有跨接装置(42)。

16.按照权利要求1至15中任一项所述的车顶空调设备，其特征在于，可以通过对安装在蒸发装置(36)内的不同数量的相同的风机单元(38)和/或通过对安装在高压端的热交换装置(54)内的不同数量的相同的通风单元(16)实现对模件(6、14)的不同的功率级的选择。

17.按照权利要求1至16中任一项所述的车顶空调设备，其特征在于，高压端的热交换装置(54)、蒸发装置(36)和至少内部管路装置(12)的一个区段分别在车辆(或模件6、10、14)的纵向上延伸。

18.按照权利要求1至17中任一项所述的车顶空调设备，其特征在于车顶空调设备(4)的结构，高压端热交换装置(54)设置在所述车顶空调设备横向上的中间位置，在所述中间装置的两侧外面接有内部的管路装置(12)和在管路装置的两侧外面接有蒸发装置(36)，所述蒸发装置分别与膨胀装置(52)接合。

19.按照权利要求1至18中任一项所述的车顶空调设备，其特征在于，车顶空调设备(4)的内部的管路装置(12)具有一个安装空间(24)，在所述安装空间内安装有或可以安装一个转换阀(26)，所述转换阀用于在对车辆内部的空气进行空调、对引入车辆内的外部的空气进行空调和/或这两种工作方式之间的混合工作的工作方式之间进行切换。

20.按照权利要求1至19中任一项所述的车顶空调设备，其特征在于，在至少一个模件(6或6a、6b)中对带有通风装置(16)的高压端的热交换装置(54)还补充又一个压缩装置(50)。

21.按照权利要求20所述的车顶空调设备，其特征在于，补充的压缩装置(50)本身为具有自己的机壳的模件(56)结构。

22.按照权利要求1至21中任一项所述的车顶空调设备，其特征在于，在至少一个模件(6或6a、6b)中对带有通风装置(16)的高压端的热交换装置(54)还补充有一个燃料电池装置(64)。

23.按照权利要求22所述的车顶空调设备，其特征在于，补充的燃料电池装置(64)本身为具有自己的机壳(66)的模件(68)结构。

24.按照权利要求22或23所述的车顶空调设备，其特征在于，一个独立的冷却装置(70)或冷却模件与车顶空调设备内的燃料电池装置(64)配合。

25.按照权利要求23或24所述的车顶空调设备，其特征在于，内部致冷剂也作为燃料电池装置(64)的冷却剂。

26.按照权利要求22至25中任一项所述的车顶空调设备，其特征在于，燃料电池装置(64)的燃料的容器(80)被安装在车顶空调设备(4)内。

27.按照权利要求26所述的车顶空调设备，其特征在于，容器(80)本身是一个独立的模件(76)。

28.按照权利要求23和26所述的车顶空调设备，其特征在于，容器(80)安装在燃料电池装置(64)的模件(68)内。

29.按照权利要求1至28中任一项所述的车顶空调设备，其特征在于，所述的工作方式是高标准设计的和高压端的热交换装置(54)具有一个用于致冷剂的气体冷却器。

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