DE602004004536T2

DE602004004536T2 - Kondensatpumpe für eine dachklimaanlage

Info

Publication number: DE602004004536T2
Application number: DE602004004536T
Authority: DE
Inventors: C. Robert LaFayette REIMANN; Andreas Hille; Belin Dewitt CZECHOWICZ
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 2003-05-05
Filing date: 2004-04-26
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2024-04-27
Also published as: CN100415552C; US20040221606A1; ATE352444T1; KR100718633B1; CA2523560A1; KR20060011843A; HK1082233A1; CN1822964A; WO2004098922A3; WO2004098922A2; US6880354B2; EP1638793A2; EP1638793B1; DE602004004536D1; ES2279408T3; JP2006525187A; MXPA05011904A; MY129854A; BRPI0410061A

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft eine Dachklimaanlage flacher Bauform für ein Fahrzeug und insbesondere eine Dachanlage für einen Bus.
Hintergrund der Erfindung
Der am meisten verbreitete Ansatz, das Innere eines Busses zu klimatisieren, ist es, die Klimatisierungs-Bauelemente auf dem Dach des Fahrzeugs anzubringen. Es ist bis heute die übliche Praxis in der Industrie, den Kompressor für die Anlage in dem Kraftfahrzeug-Motorraum anzuordnen, so dass er direkt von dem Motor angetrieben werden kann. Der Kompressor hingegen muss mit der Klimaanlage mittels Kühlmittel-Versorgungs- und -Rücklaufleitungen verbunden werden. Dies erfordert das Verlegen einer erheblichen Menge von Rohrleitungen durch den Bus zwischen dem Motorraum und der Klimaanlage.
Zusätzlich kann die Verdampferwindung, die in der Dachanlage enthalten ist, auch einen großen Anteil von Kondensat erzeugen, der auf irgendeine Weise weggeschafft werden muss. In vielen Stand der Technik-Dachklimaanlagen wird das durch die Verdampferwindung erzeugte Kondensat in der Bodenplatte oder Schale der Anlage aufgesammelt und wird mittels Ableitungsschläuchen zu der Außenseite des Fahrzeugs abgeleitet. Der Abfluss läuft oft über die Oberfläche des Fahrzeugs und erzeugt ungewollte Flecken und lässt Fenster anlaufen, was gefährlich sein kann. Typischerweise sind Dachklimaanlagen relativ große Einheiten mit einer hohen Bauform, was ziemlich viel Widerstand erzeugt, sogar wenn das Fahrzeug mit relativ geringer Geschwindigkeit bewegt wird.
Das Dokument DE 41 10 081 , das als der nächstliegende Stand der Technik angesehen wird, offenbart eine kompakte Dachklimaanlage, wobei eine Pumpe verwendet wird, um von der Verdampferwindung erzeugtes Kondensat zur Außenseite des Fahrzeugs zu pumpen.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Klimaanlagen zu verbessern, die auf dem Dach eines Busses oder irgendeines anderen Fahrzeugs ähnlichen Typs angebracht sind.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Entfernen des Kondensats von einer Klimaanlage, die auf dem Dach eines Kraftfahrzeugs angebracht ist, zu verbessern.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Kondensat von einer Klimaanlage, die auf dem Dach eines Busses angebracht ist, noch effizienter zu entfernen.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Bedarf an Ableitungsschläuchen zum Entfernen von Kondensat von einer Dachklimaanlage, die auf dem Dach eines Busses angebracht ist, zu vermeiden.
Es ist noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kondensatentfernungssystem bereitzustellen, das effizient in einer Klimaanlage flacher Bauform für einen Bus effizient betrieben werden kann.
Diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch eine kompakte Dachklimaanlage erreicht, die auf dem Dach eines Busses oder eines Fahrzeugs von ähnlichem Typ angebracht ist. Die Anlage umfasst einen elektrisch an getriebenen Kompressor und einen Inverter, um die Stromzufuhr zu den in der Anlage enthaltenen elektrischen Bauelementen zu regulieren. Die Verdampferwindung der Anlage ist benachbart zu der Kondensatorwindung angebracht, und wenigsten ein zylindrisches Gebläse ist benachbart der Verdampferwindung auf einer horizontalen angeordneten Welle angeordnet, die wiederum durch einen Elektromotor rotiert wird. Eine Kreisscheibe ist auf der Welle angebracht und von einem Gehäuse umgeben. Eine Tropfschale ist unterhalb der Verdampferwindung positioniert und so angeordnet, dass das gesammelte Kondensat in die Sammelwanne des Pumpengehäuses durch eine Einlassöffnung geleitet wird. Das Kondensat in der Sammelwanne wird durch die Scheibe in eine Ablaufröhre gepumpt, die so angeordnet ist, dass sie das Kondensat über die Wärmetauscher-Oberflächen der Kondensatorwindung verteilt, worauf das Kondensat verdampft wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Zum besseren Verständnis davon und der Aufgaben der Erfindung wird nun auf die folgende detaillierte Beschreibung der Erfindung Bezug genommen, die zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen zu lesen ist, worin:
1 eine Perspektivansicht einer kompakten Dachklimaanlage ist, die geeignet ist, auf das Dach eines Fahrzeugs und insbesondere das Dach eines Fahrgastbusses angebracht zu werden;
2 eine vergrößerte Perspektivansicht der in 1 gezeigten Klimaanlage mit abgenommener Abdeckung ist, um die internen Bauelemente der Anlage besser zu veranschaulichen;
3 eine seitliche Schnittansicht durch die Anlage ist;
4 eine vergrößerte Perspektivansicht von vorne ist, welche die in der vorliegenden Dachanlage eingesetzte Kondensatpumpe veranschaulicht;
5 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Rückseite ist, welche die Bauelemente der Kondensatpumpe zeigt; und
6 eine vergrößerte teilweise Schnittansicht entlang der Linie 6-6 in 3 ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Unter Bezugnahme auf die Figuren, ist in 1 eine kompakte Dachklimaanlage flacher Bauform, die generell mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist, gezeigt, die ideal geeignet ist, um auf dem Dach 11 eines Kraftfahrzeugs wie einem Bus angebracht zu werden. Die Arbeits-Bauelemente der Anlage sind in einer stromlinienförmigen Schutzabdeckung 12 untergebracht, die vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt ist. Die Abdeckung beinhaltet eine längliche Öffnung 13, die sich seitwärts entlang der Oberseite der Abdeckung erstreckt. Ein Bereich der Kondensatorwindung 15 der Anlage ist innerhalb der Öffnung angeordnet, so dass Außenluft durch das Kondensatorgebläse 16 (3) über die Wärmetauscher-Oberflächen der Kondensatorwindung angesaugt und dann an die Umgebung abgeleitet werden kann.
Mit Bezugnahme auf die 2 und 3 ist die Anlage mit abgenommener Außenabdeckung veranschaulicht, um noch klarer die Bauelemente der Anlage zu zeigen. Die Verdampferwindung 17 der Anlage ist direkt vor der Kondensatorwindung 15 angeordnet. Die Wärmetauscher-Rippen der zwei Windungen sind mit einer solchen Kontur versehen, dass sie die maximale Menge an Wärmetauscher-Oberfläche innerhalb einer minimalen Menge von verfügbarem Raum bereitstellen. Die Windungen hingegen sind in einem Winkel zu dem Boden der Anlage festgelegt, um die Gesamthöhe der Anlage zu minimieren. Wie oben bemerkt, wird Außenluft über die Oberflächen der Kondensatorwindung angesaugt und durch die Rückseite des Gehäuses an die Umgebung abgegeben.
Eine Rückluft-Leitung 19 ist in der Anlage zwischen den zwei Windungen vorgesehen. Eine Anzahl von zylindrischen Gebläserädern 20-20 ist vor der Verdampferwindung positioniert, und jedes Gebläse ist innerhalb eines separaten Gebläserad-Gehäuses 21 beinhaltet. Die Gebläseräder sind so angeordnet, dass sie Rückluft von dem Fahrgastraum in die Leitung 19 und dann durch die Verdampferwindung ansaugen. Die klimatisierte Versorgungsluft wird dann zurück in den Fahrgastraum durch die Versorgungs-Lufteinlässe 23-23 geleitet. Eine einstellbare Klappe 24 (3) ist in der Rückluftleitung 19 angeordnet, die so positioniert werden kann, dass sie die Zugabe von Außenluft zu der Rückluftströmung, die von innerhalb des Busses angesaugt worden ist, reguliert.
Jedes Gebläserad ist an einer gemeinsamen Antriebswelle 30 befestigt, und die Antriebswelle wird durch einen Elektromotor 31 rotiert, der auf der Seitenplatte 33 der Klimaanlage angebracht ist.
Ein elektrisch angetriebener Kompressor 35 ist innerhalb einer Halterung 36 angebracht und die Halterung ist an der zuvor erwähnten Seitenwand 33 befestigt. Der Kompressor ist mit den zwei Wärmetauscherwindungen der Anlage durch geeignete Kühlmittelleitungen verbunden, und das Kühlmittel wird von der Hochdruckseite des Systems über ein Expansionsventil 34 gedrosselt. Ein Kompressor wird in üblicher Weise betrieben, um Kühlmittel von der Seite der Klimaanlage mit geringerem Druck zu der Hochdruckseite zu bringen. Der Kompressor 35 sowie der Verdampfergebläse-Motor 31 und der Kondensatorgebläse-Motor (nicht gezeigt) werden alle durch eine regulierte elektrische Stromzufuhr von einem Inverter 40 mit Energie versorgt, der an der anderen Seitenplatte 41 der Anlage befestigt ist. Der Inverter beinhaltet eine Anzahl von Kühlrippen 42, die sich in die Verdampferregion erstrecken, um den Inverter auf einer gewünschten Betriebstemperatur zu halten. Dabei wird der Strom für den Inverter durch einen Generator erzeugt, der durch den Motor des Kraftfahrzeugs angetrieben wird, was nicht gezeigt ist.
Wie es nun klar sein sollte, gibt es bei dieser Anordnung von Bauelementen keinen Bedarf, Kühlmittelleitungen durch den Fahrgastraum des Busses zu führen. Demgemäß wird die Möglichkeit, dass Feuchtigkeit durch die Kühlmittelleitungen innerhalb des Fahrgastraums erzeugt wird, ausgeschaltet.
Eine Kondensatorpumpe, die generell mit dem Bezugszeichen 50 versehen ist, wird vor der Verdampferwindung 17 in koaxialer Ausrichtung mit den Gebläserädern 20-20 angeordnet. Wie es in den 4 bis 6 gezeigt ist, beinhaltet die Pumpe eine flache Kreisscheibe 51, die an der Antriebswelle 30 befestigt ist, welche die Verdampfergebläse betreibt. Die Scheibe ist innerhalb eines zweistückigen Gehäuses beinhaltet, das einen Hauptkörperabschnitt 53 und einen Seitenabdeckungsabschnitt 54 beinhaltet. Eine Vertiefung 55 ist in dem Hauptkörperabschnitt des Gehäuses ausgebildet. Die Vertiefung und die Abdeckung wirken miteinander zusammen, um zwei vertikale Seitenwände 57 und 58 (6) der Vertiefung zu bilden.
Eine Einlassöffnung 60 ist in dem Hauptkörperabschnitt des Gehäuses vorgesehen, durch die Kondensat von der Verdampferwindung in die untere Sammelwannenregion 62 der Pumpenvertiefung eindringen kann. Eine Tropfschale 63 ist unterhalb der Verdampferwindung angeordnet. Der Boden 64 der Schale fällt nach unten zu einer Rinne 65 hin ab, die hingegen zu der Einlassöffnung der Pumpe abfällt, sodass sämtliches Kondensat, das in der Rinne gesammelt wird, in die Wanne des Pumpengehäuses geleitet wird. Eine Kammer 67 ist in dem oberen Teil der Gehäusevertiefung angeordnet, und die Kammer ist tangential mit der Scheibe ausgerichtet.
Wie in 6 gezeigt, sind die flachen Oberflächen der Scheibe in enger Nachbarschaft mit den vertikalen Seitenwänden der Pumpengehäuse-Vertiefung angebracht, so dass genügend Reibung durch die drehende Scheibe entwickelt wird, um das Kondensat in der Wanne des Gehäuses in die obere Kammer 67 zu pumpen. Ein Ablaufrohr 70 ist mit der oberen Kammer des Gehäuses verbunden und wie in 2 dargestellt, erstreckt sich das Rohr nach hinten um die Verdampferwindung und endet in einem Planaren Endabschnitt 71, welcher der oberen Oberfläche der Kondensatorwindung benachbart ist. Eine Anzahl von Ablauföffnungen 73 sind in dem Endabschnitt des Rohrs platziert, und sie sind so angeordnet, dass sie Kondensat über die Wärmetauscher-Oberflächen der Kondensatorwindung auslassen. Als ein Ergebnis wird das Kondensat verdampft, und der Wasserdampf wird von der Anlage in die Umgebung durch die Öffnung in dem oberen Teil der Abdeckung abgegeben.
Während der vorliegenden Erfindung insbesondere mit Bezug auf die bevorzugte Ausführungsform, wie sie in den Zeichnungen dargestellt ist, gezeigt und beschrieben worden ist, wird ein Fachmann verstehen, dass viele Änderungen im Einzelnen vorgenommen werden können, ohne vom Rahmen der Erfindung, wie er durch die Ansprüche definiert ist, abzuweichen.

Claims

Kompakte Dachklimaanlage (101 für ein Fahrzeug, wobei die Anlage eine Verdampferwindung (17) umfasst, die benachbart zu einer Kondensatorwindung (15) angebracht ist, wobei die Anlage folgendes umfasst: wenigstens ein zylindrisches Gebläse (20), das auf einer horizontal angeordneten Welle (30) angebracht ist, um Rückluft aus einem klimatisierten Bereich innerhalb des Fahrzeugs über die Verdampferwindung (17) zu bewegen; einen elektrischen Antriebsmotor (31), um die Welle (30) zu drehen; eine Tropfschale (63), die unterhalb der Verdampferwindung (17) angebracht ist, wobei die Tropfschale (63) eine Rinne (65) umfasst, um Kondensat von der Verdampferwindung (17) weg zu leiten; wobei die Anlage dadurch gekennzeichnet ist, dass sie weiterhin umfasst: eine Kreisscheibe (51), die an der Welle (30) befestigt ist, um sich innerhalb einer vertikalen Ebene zu drehen; ein Gehäuse (53, 54), das die Scheibe (51) umgibt, wobei das Gehäuse eine Sammelwanne (62) und eine Einlassöffnung (60) in einem unteren Abschnitt davon aufweist, wobei die Einlassöffnung (60) mit der Rinne (65) in Verbindung steht, so dass Kondensat in der Rinne in die Sammelwanne (62) fließt und durch die Scheibe (51) auf eine größere Höhe befördert wird, wenn sich die Scheibe dreht; eine Kammer (67), die tangential mit der Scheibe in dem oberen Teil des Gehäuses ausgerichtet ist, wobei Kondensat, das durch die Scheibe aufwärts befördert wird, in die Kammer (67) abgegeben wird; und ein Ablaufrohr (70), das mit der Kammer (67) verbunden ist, um das Kondensat von der Kammer (67) über Kondensatorwindung-Oberflächen (15) zu leiten.
Klimaanlage nach Anspruch 1, wobei die Rinne (65) abwärts zu der Einlassöffnung (60) in dem Gehäuse geneigt ist.
Klimaanlage nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (53, 54) innere vertikale Seitenwände (57, 58) beinhaltet, die um eine vorgegebene Entfernung von entgegengesetzten Seiten der Scheibe (51) beabstandet sind, so dass das Kondensat innerhalb der Sammelwanne (62) durch Reibung von der Sammelwanne (62) in die Kammer (67) bewegt wird, wenn sich die Scheibe (51) dreht.
Klimaanlage nach Anspruch 1, wobei das Antriebsmittel (31) die Scheibe (71) mit einer Geschwindigkeit dreht, die ausreichend ist, um das Kondensat in der Sammelwanne (62) auf die Ebene der Kammer (67) anzuheben.
Klimaanlage nach Anspruch 1, wobei das Ablaufrohr (70) einen linearen Endabschnitt (71) hat, der über die Kondensatorwindung (15) verläuft, wobei der Endabschnitt eine Reihe von beabstandeten Ablauföffnungen (73) hat, um das Kondensat über die Oberfläche der Kondensatorwindung (15) zu verteilen.
Klimaanlage nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (53, 54) vertikal in zwei Abschnitte geteilt ist, die einen Hauptteilabschnitt (53) und einen Seitenabdeckungsabschnitt (54) beinhalten.
Klimaanlage nach Anspruch 1, wobei die Anlage des weiteren einen elektrisch angetriebenen Kompressor (35) umfasst.
Klimaanlage nach Anspruch 7, die weiterhin einen Inverter (40) beinhaltet, um die Stromzufuhr zu dem Kompressor (35) und dem Antriebsmittel (31) zu regulieren.
Kompakte Dachklimaanlage (10) für ein Fahrzeug, wobei die Anlage eine Verdampfungswindung (17) umfasst, die vor einer Kondensatorwindung (15) angebracht ist, wobei die Anlage weiter umfasst: einen elektrischen Kompressor (35), um Kühlmittel zwischen den Windungen zu bewegen; wenigstens ein zylindrisches Gebläse (20), das auf einer horizontal angeordneten Welle (30) befestigt ist, um Rückluft von innerhalb des Fahrzeugs durch die Verdampferwindung (17) zu bewegen; ein elektrisches Antriebsmittel (31), um die Welle (30) zu drehen; einen Inverter (40), um die Stromzufuhr zu dem Kompressor (35) und dem Antriebsmittel (31) zu steuern; ein Pumpmittel (50), das an der Welle befestigt ist, um das von der Verdampferwindung (17) erzeugte Kondensat zu pumpen; wobei die Anlage dadurch gekennzeichnet ist, dass das Pumpmittel (50) zum Pumpen von von der Verdampferwindung erzeugtem Kondensat über die Oberflächen der Kondensatorwindung (15) angeordnet ist.
Klimaanlage nach Anspruch 9, wobei das Pumpmittel (50) des weiteren eine flache Scheibe (71) beinhaltet, die einander entgegengesetzte vertikale Seitenoberflächen (57, 58) hat, wobei die Scheibe (51) an der Welle (30) befestigt ist, und ein Pumpengehäuse (53, 54), um die Scheibe (51) zu umschließen.
Klimaanlage nach Anspruch 10, wobei das Pumpengehäuse (53, 54) eine Sammelwanne (62) in dem unteren Abschnitt davon und eine Sammelkammer (67) umfasst, die tangential zu der Scheibe ausgerichtet ist und in dem oberen Abschnitt des Gehäuses beinhaltet ist.
Klimaanlage nach Anspruch 11, wobei das Pumpengehäuse (53, 54) innere vertikale Wände (57, 58) beinhaltet, die nahe den entgegengesetzten Seitenoberflächen der Scheibe (51) mit Zwischenraum angeordnet sind, wobei Kondensat, das in der Sammelwanne (62) des Gehäuses (53, 54) gesammelt worden ist, in die Kammer (67) gepumpt wird, wenn die Scheibe (51) durch die Welle (30) gedreht wird.
Klimaanlage nach Anspruch 12, die des weiteren ein Ablaufrohr (70) umfasst, das mit der Kammer (67) verbunden ist, um Kondensat von der Kammer (67) über die Oberfläche der Kondensatorwindung (15) zu verteilen.