Кондиционер воздуха, устанавливаемый на/или в крыше транспортного средства

 

Использование: в области транспортного машиностроения, а именно для кондиционирования воздуха в транспортных средствах. Сущность изобретения: кондиционер, устанавливаемый на или в крыше транспортного средства, содержащий раму, которая выполнена в виде плоского опорного лотка с горизонтальной промежуточной частью для секций конденсатора и испарителя и боковыми краями, опущенными ниже уровня промежуточной ее части для вмещения опорной балки или ребра жесткости изогнутой крышки транспортного средства, на котором будет закреплен кондиционер, при этом продольная ось рамы совпадает с продольной осью транспортного средства. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится главным образом и кондиционерам воздуха, и в частности к кондиционеру воздуха, который можно установить на или в крыше транспортного средства, такого, как автобус.

В кондиционерах воздуха, устанавливаемых на или в крыше транспортного средства, обычно функции конденсатора и испарителя разделены между двумя или более отдельными узлами, что требует значительного пространства крыши, а также создания потока воздуха. Устанавливаемые на крыше кондиционеры воздуха, объединяющие функции испарителя и конденсатора в одном узле, имеют ограниченную площадь поверхности змеевика, конкретно площадь змеевика конденсатора, что ограничивает мощность кондиционера.

В патенте США N 4926655 описан кондиционер воздуха, пригодный в основном для установки на крыше, который осуществляет функции как испарителя, так и конденсатора, совмещенные в одном компактном узле, имеющем достаточно малую длину, что позволяет устанавливать кондиционер между двумя соседними структурными ребрами транспортного средства спереди, сзади или между передней и задней частями транспортного средства, при этом достигается достаточная площадь поверхности и змеевика испарителя и конденсатора в одном узле, для того чтобы конденсат отвечал требованиям, связанным с охлаждением обычного транзитного автобуса. Опорная рама кондиционера содержит и полностью охватывает компоненты кондиционера, отделяя их вертикальными краевыми и промежуточными стенными частями, определяющими наружную конфигурацию кондиционера, а также дизайн прикрепленной крышки.

Было бы желательно, и это является предметом изобретения, иметь возможность приспосабливать расположение компонентов одинарного кондиционера воздуха согласно соответствующей заявке этого же автора, к транспортным средствам, имеющим изогнутую крышку и изогнутые опоры крышки, а также возможность приспособления кондиционера для установки в или на крыше транспортного средства.

Изобретение представляет собой кондиционер воздуха, который можно устанавливать на или в крыше транспортного средства, которое имеет заднюю и переднюю части, первую и вторую боковые стороны и продольную ось, совпадающую с продольной осью транспортного средства. Кондиционер имеет несколько холодильных компонентов, включая первую и вторую секции конденсатора и первую и вторую секции испарителя и раму, которая служит опорой для охладительных компонентов.

Рама имеет наружную периферию, которая имеет первый и второй продольные концы, а продольная ось проходит между первым и вторым продольными концами и параллельно продольной оси транспортного средства. Наружная периферия рамы также включает первый и второй боковые края, которые соответственно примыкают к первой и второй боковым частям соответствующего транспортного средства.

Рама включает промежуточную секцию, которая образует, по существу, плоскую, расположенную лицевой стороной вверх опорную поверхность, проходящую между первым и вторым концами рамы и на расстоянии от первого и второго краев рамы. Промежуточная опорная поверхность удерживает первую и вторую секции конденсатора. Промежуточная секция также имеет первую и вторую отогнутые вверх боковые части, которые проходят между первым и вторым продольными концами рамы.

Первая и вторая вертикальные стенки расположены на промежуточной секции и примыкают к первому и второму продольным концам рамы. Вертикальные стенки взаимодействуют с загнутыми вверх боковыми частями промежуточной секции для образования пространства конденсатора.

Рама также образует первую и вторую по существу плоские, обращенные лицевой поверхностью вверх боковые опорные поверхности, примыкающие соответственно к первому и второму боковым краям рамы, которые удерживают первую и вторую секции испарителя.

Большая часть наружной периферии рамы не имеет вертикальных стенных частей и включает целиком первый и второй края рамы и части первого и второго продольных концов рамы.

В кондиционере воздуха используется такое же расположение компонентов, что и в патенте США N 4926655. Однако в нем компоненты устанавливаются совершенно на другой раме. Новая рама позволяет устанавливать кондиционер на или в крыше транспортного средства, имеющего изогнутый верх и изогнутые опорные ребра крышки, это позволяет изготавливать раму легче с количеством частей на тринадцать меньше по сравнению с рамой в соответствии с патентом США N 4926655, это облегчает установку охладительных компонентов, охлаждающих трубок и электрической проводки на раме, а также установку и обслуживание кондиционера и позволяет изготовителю соответствующего транспортного средства конструировать и выполнять наружную оболочку или колпак для кондиционера, который имеет крышку, эстетически соответствующую дизайну транспортного средства.

Рама обеспечивает полную структурную опору для компонентов, и, следовательно, тип крышки, оболочки или колпака над кондиционером не является важным с точки зрения конструкции. Изготовителю транспортного средства только следует знать наружные размеры кондиционера, критические уплотненные поверхности и габаритную высоту, при этом нет других точек, которые бы должны соответствовать в размерном отношении. Максимальная габаритная высота рамы высока лишь настолько, насколько это требуют сами компоненты. Таким образом, вместо коробчатой формы, имеющей несколько вертикальных стенных частей, которые образуют отсеки с открытыми концами для разных компонентов, рама имеет форму опорного лотка, имеющего горизонтальную промежуточную часть для секций конденсатора и первую и вторую горизонтальные части для секций испарителя. Новая конструкция рамы облегчает сваривание компонентов рамы друг с другом, так как сварные швы легко доступны для сварщика, новая конструкция рамы облегчает сборку и крепление охладительных компонентов, охладительных трубок и электрической проводки к раме, поскольку сборщикам не надо достигать внутренней части коробчатых отсеков, образованных несколькими вертикальными стенными частями, и конструкция рамы делает все компоненты кондиционера более доступными для осуществления обслуживания и ухода.

Кроме того, боковые края рамы опущены ниже уровня промежуточной части рамы, для того чтобы вмещать опорные балки или ребра изогнутой крыши транспортного средства, которые помогают поддерживать раму и позволяют крышке, оболочке или колпаку кондиционера проходить наверху от боковых частей транспортного средства и вписываться в линии конструкции крыши транспортного средства без резких изменений направлений линий, образующих сопротивление и нежелательных с эстетической точки зрения.

На фиг. 1 дано изображение кондиционера воздуха, который установлен в конструкции крыши транспортного средства с охладительными компонентами, показанными толстой линией, и контуром рамы, показанным пунктирной линией; на фиг. 2 изображение рамы, показанной пунктирной линией на фиг. 1 без установленных на ней охладительных компонентов; на фиг. 3 изображение в разобранном виде рамы, показанной на фиг. 1 и 2, с обозначением предпочтительной группы элементов рамы для сборки.

Компоненты и расположение компонентов по существу такие же, как и в ранее упомянутой соответствующей заявке этого же автора.

На чертежах, в частности на фиг. 1, показано транспортное средство 10, такое, как автобус, имеющее переднюю часть 12, заднюю часть 14, первую и вторую боковые части 16 и 18 соответственно, крышку 20 и пассажирское отделение 22. Конструкция автобуса, которая удерживает изогнутую обшивку 23, включает несколько изогнутых или выгнутых ребер или стержней, таких, как стержни 24 и 24', которые обычно расположены на расстоянии друг от друга приблизительно 50 дюймов (1270 мм) в промежутке от передней части 12 до задней части 14 автобуса 10. Горизонтальные структурные элементы (не показаны) проходят между изогнутыми стержнями 24 и 24'.

Автобус 10 включает систему 28 кондиционирования воздуха, включающую один кондиционер 30 воздуха и блок питания с компрессором или компрессор, приводимый в действие главным двигателем автобуса (не показан).

Кондиционер воздуха 30 устанавливается на или в крыше 20 автобуса 10 с помощью любого подходящего монтажного средства, при этом кондиционер воздуха 30 проходит между двумя любыми соседними ребрами или стержнями 24 и 24' и жестко прикреплен к ним. Кондиционер 30 можно установить примыкающим к передней части 12 автобуса 10, примыкающим к задней части 14 или между передней и задней частями, как это необходимо.

Кондиционер воздуха 30 содержит раму 32, которая подробно описана ниже, на которой устанавливают охладительные компоненты кондиционера воздуха 30. Кондиционер воздуха 30 осуществляет функцию испарителя в форме первой и второй секций 31 и 33 испарителя, имеющих удлиненные выемки 32 и 54 испарителя соответственно. Змеевик 54 испарителя имеет такую же конструкцию, и его компоненты обозначены такими же ссылочными позициями со знаком прим.

Секции 31 и 33 испарителя также содержат первый и второй узлы 68 и 72 подачи воздуха соответственно. Первый узел 68 подачи воздуха предпочтительно имеет первый и второй центробежные вентиляторы 154 и 156 с двумя входами и передним изгибом, приводимые в действие электрическим мотором 158. Таким же образом узел 72 подачи воздуха второго испарителя имеет первый и второй центробежные вентиляторы 160 и 162, приводимые в действие электрическим мотором 164.

Кондиционер воздуха 30 выполняет функцию конденсатора в виде первой и второй секций 35 и 37 конденсатора, имеющих удлиненные змеевики 74 и 76 конденсатора. Змеевик 74 конденсатора имеет первый и второй концы 78 и 80, продольную ось 82, которая проходит между концами, и большие противоположные лицевые панели 84 и 86 прохождения воздуха соответственно. Змеевик 76 конденсатора имеет такую же конструкцию и его компоненты обозначены такими же позициями со знаком прим.

Для функции конденсатора также имеется первый и второй узлы 90 и 92 подачи воздуха конденсатора. Первый и второй узлы 90 и 92 подачи воздуха конденсатора имеют вентиляторы осевого потока, имеющие лопасти 166 и 168 вентиляторов, приводимых в действие соответственно электрическими моторами 170 и 172.

Рама 32, как это лучше показано на фиг. 2 и 3, изготовлена на нескольких металлических элементов, таких, как алюминиевые, сваренных вместе для получения легкой, но высокопрочной конструкции, имеющей продольную ось 174, первый и второй продольные концы 176 и 178, первую и вторую боковые части 180 и 182, верхнюю часть 184 и нижнюю части 186. Рама 32, которая по существу имеет такую же конструкцию на каждой стороне оси 174, таким образом, имеет наружную периферию, связанную первым и вторым концом 176 и 178 и первой и второй боковыми частями 180 и 182.

Рама 32 имеет центральную или промежуточную, по существу плоскую, обращенную лицевой стороной вверх опорную поверхность 188 для поддержки узла конденсатора, включающего как секции 35 и 37 конденсатора, так и первый и второй узлы 90 и 92 подачи воздуха конденсатора. Рама 32 также имеет первую и вторую, по существу плоские, направленные лицевой стороной вверх боковые опорные поверхности 190 и 192 для поддержки функции испарителя, т.е. первой и второй секций 32 и 33 испарителя, имеющих первый и второй змеевики 52 и 54 испарителя и первый и второй узлы 68 и 72 подачи воздуха испарителя.

Промежуточная опорная поверхность 188 предпочтительно выполнена из плоского металлического листового элемента 194 прямоугольной формы, имеющего опорную поверхность 188 и нижнюю поверхность 189. Листовой элемент 194 также имеет загнутые вверх края 196 и 198 вдоль противоположных боковых частей прямоугольной формы, края которых проходят вдоль продольных концов 176 и 178 рамы 32 соответственно. Каждый из остальных противоположных краев листового элемента 194 загнуты по первым продольно проходящим линиям, таким, как линии 199 изгиба, для образования наклонных и направленных вверх частей 200 и 202, которые наклонены вверх под заданными одинаковыми тупыми углами от плоской промежуточной опорной поверхности 188. Каждый из остальных противоположных краев листового элемента 194 также согнут по вторым, продольно подходящим линиям изгиба, таким, как линия изгиба 201, для образования вертикальных частей 204 и 206, которые образуют заданные одинаковые тупые углы с частями 200 и 202 соответственно. Заданные углы выбираются таким образом, чтобы части 204 и 206 были расположены перпендикулярно плоскости плоской большей опорной поверхности 188.

Первый и второй элементы 208 и 210 вертикальной торцевой стенки прикреплены к промежуточной опорной поверхности 188, примыкая к загнутым вверх краям 196 и 198. Элементы 208 и 210 стенки взаимодействуют с первой и второй загнутыми вверх и наклонными вверх частями 200 и 202 для образования пространства 215 конденсатора. Элементы 208 и 210 стенок имеют такую форму, чтобы образовать опорные поверхности 211 и 213 для змеевиков 74 и 76 конденсатора. Продольно проходящий канальный элемент 212 крепится к опорной поверхности 188 для образования продольного укрепляющего ребра для плоской опорной поверхности 188. Центрально расположенный и поперечно проходящий опорный элемент 214 проходит поперек опорной поверхности 188 и крепится к опорной поверхности и к каждой из наклонных боковых частей 200 и 202.

Опорный элемент 214 обеспечивает промежуточную опору для удлиненных змеевиков 74 и 76 конденсатора, а концевые стенки 208 и 210 вместе с промежуточным опорным элементом 214 усиливают поперечную жесткость рамы 32. Вертикальные стойки 216 и 218 для мотора предназначены соответственно для моторов 170 и 172 вентиляторов конденсатора. Кронштейны 217, 219 и 221, которые лучше показаны на фиг. 2, также прикреплены к опорной поверхности 188 для монтажа охлаждающих компонентов, таких, как резервуар хладагента и сушилка.

Опорные поверхности 190 для первой секции 31 испарителя образованы несколькими взаимодействующими рамными элементами, включая прямоугольный элемент 220, который обеспечивает комбинированную опорную поверхность и лоток 222 испарителя для змеевика 52 испарителя, элемент 224, который имеет плоскую опорную поверхность 226 для удерживания первого узла 68 для подачи воздуха испарителя, первую и вторую вертикальные концевые стенки 228 и 230 соответственно и удлиненный полосовой элемент 234. Первая и вторая концевые стенки 228 и 230 и полосовой элемент 234 взаимодействуют с прямоугольным элементом 220, а отогнутые вверх части 200 и 204 промежуточного элемента 194 образуют пространство 232 испарителя для обратного воздуха.

Более конкретно прямоугольный элемент 220 имеет первую и вторую части 236 и 238 ножки, причем часть 236 ножки является горизонтально направленной частью, которая образует опорную поверхность 222 змеевика испарителя. Края первой части 236 ножки, которые не смыкаются со второй частью 238 ножки, загнуты вверх для образования лотка для содержания и направления конденсации испарителя в выполненные отверстия в поверхности 222, так же как отверстие 239. Вторая часть 238 ножки проходит вертикально вверх и образует большое отверстие 240, которое позволяет воздуху, возвращающемуся из транспортного средства 10, проходить из пространства 232 обратного воздуха испарителя через змеевик 52 испарителя в пространство 241 выпускаемого воздуха испарителя, а затем в узел 68 подачи воздуха. Часть второй части 238 ножки, которая находится рядом с наиболее высоким краем, изогнута горизонтально наружу, а затем вниз, образуя по существу горизонтально направленную сварную поверхность 242. Удлиненная полоса 234 приваривается к сварной поверхности 242 и к части 204 промежуточного опорного элемента 194, отделяя отклоняющуюся вверх часть 200 листового элемента 194 от второй части 238 ножки прямоугольного элемента 220 для образования ранее упомянутого приемного пространства 232 воздуха испарителя. Вертикальные элементы 228 и 230 концевых стенок приварены к концам рамных элементов, которые образуют пространство 232 для завершения приемного пространства 232 воздуха испарителя. Стенка 228 показана с отверстием 244, которое может взаимодействовать с заслонкой (не показана) для впускания свежего или наружного воздуха в пространство 232 для регулируемого смешения с обратным воздухом из транспортного устройства 10.

Элемент 224 имеет первую горизонтально расположенную часть 246, которая проходит ниже и приварена к первой части 236 ножки прямоугольного элемента 220. Этот металлический сэндвич обеспечивает дополнительную прочность для рамы 32, где установлен змеевик 52 испарителя, и также обеспечивает прочную опору для второй горизонтально расположенной части 248 элемента 224, который образует ранее упомянутую опорную поверхность 226, на которую устанавливается узел 68 подачи воздуха испарителя. Монтажная плита 246 для мотора прикреплена к опорной поверхности 226 около одного продольного конца рамы 32, а вертикально расположенная несущая опора 247 крепится около продольной средней точки поверхности 226.

Элемент 224 проходит от второй горизонтально расположенной части 248 до части 250, которая наклонена вниз от части 248 через линию изгиба 252, которая образует заданный тупой угол между частями 248 и 250. Заданный угол выбирается так, чтобы опорный фланец 254, выполненный примыкающим к наиболее наружному краю 255 элемента 224, находился на заданном расстоянии ниже нижней поверхности 189 промежуточной рамной части 188. Этот заданный размер выбирается так, чтобы вместить основную кривую транспортных средств с изогнутым верхом, позволяя раме удерживаться продольно отстоящими друг от друга опорными ребрами 24 и 24 транспортного средства 10, и горизонтально расположенные балки, которые проходят между продольно отстоящими друг от друга ребрами, позволяя при этом центру рамы 32 отстоять от венка ребер. Отверстия 256 и 258 выполнены в смежных частях 248 и 250 элемента 224, над которыми установлены выходы вентилятора 156 и 154 испарителя через подходящие соединительные переходные детали 256 и 261 так, чтобы кондиционированный воздух испарителя можно было вытягивать из пространства 241 кондиционированного воздуха и выпускать в распределительные каналы внутри транспортного средства 10.

Часть рамы 32, которая проходит сбоку от продольной оси 174 и к вторым боковым опорным поверхностям 192, так же, как было описано ранее в отношении рамной части, которая проходит от продольной оси 174 к первым боковым опорным поверхностям 190. Одинаковым элементам на противоположных боковых сторонах рамы даны одинаковые камеры для ссылки на чертежах с добавлением знака прим. на стороне, относящейся к вторым боковым поверхностям 192.

Следует отметить, что соединения между рамными элементами и, следовательно, все сварные швы между различными элементами рамы 32 легко доступны сварщику, так как их можно доставать, не достигая коробчатых отсеков с закрытыми концами, которые являются характерными для конструкций большинства навесных рам для кондиционеров воздуха.

Следует отметить, что установка охладительных компонентов, трубок и проводки также облегчается в результате вышеотмеченного, при этом различные монтажные элементы и монтажные отверстия для вмещения монтажных деталей можно достать сверху рамы без необходимости проникать в отсеки или ячейки с открытыми концами. Змеевики 52 и 54 испарителя просто помещают в их положение на опорных поверхностях 222 и 222' и закрепляют болтами. Различные элементы узлов 68 и 72 подачи воздуха испарителя помещают из их опорные поверхности 226 и 226', взаимосоединяют и закрепляют соосно с помощью болтов. Змеевики 74 и 76 конденсатора помещают на опоры для змеевиков конденсатора, образованных концевыми стенками 208 и 210 и промежуточным опорным элементом 214, и прикрепляют болтами. Моторы 170 и 174 узлов 90 и 92 подачи воздуха конденсатора крепят болтами к их вертикальным опорам 216 и 218.

Наружная оболочка, колпак или крышка 260 завершает кондиционер воздуха 30, при этом крышка 260 покрывает весь узел 30, включая раму 32. Крышка 260 специально не показана полностью, т.к. признаком изобретения является то, что крышка может быть различной, закрывает раму 32, раму 32 не нужно окрашивать, так как ее не будет видно при установке в транспортном средстве 10. Образующая кривая может быть создана изготовителем кондиционера воздуха 30, или же крышку может выполнить изготовитель транспортного средства, как это требуется. Следует отметить, что боковые части 180 и 182 рамы 32 совершенно не имеют вертикальных стенных частей, как первый и второй концы 176 и 187 в большей части их участков, примыкающих к боковым сторонам 180 и 182 рамы 32. Таким образом, крышка 260 может иметь такую конструкцию, чтобы плавно проходить вверх от боковых частей 16 и 18 транспортного средства 10 и повторять линию изогнутой крыши транспортного средства. Необходимо только выполнить отверстия в крышке для допуска входящего воздуха конденсатора и для выпуска нагретого воздуха конденсатора. В предпочтительном варианте осуществления путь потока воздуха конденсатора таков, что холодный наружный воздух втягивается вертикально вниз узлами 90 и 92 для воздуха конденсатора и нагнетается вверх через змеевики 74 и 76 конденсатора так, как это обеспечивает поток холодного воздуха над мотором 168 и 170. Однако лопасти 166 и 168 вентилятора могут иметь такую конструкцию, чтобы толкать воздух вниз через змеевики 74 и 76 конденсатора и выпускать нагретый воздух конденсатора вертикально вверх от лопастей 166 и 168 вентиляторов. Крышка 260 также будет иметь такую форму, чтобы завершить образование пространства кондиционированного воздуха испарителя, такого, как пространство 241.

Формула изобретения

1. Кондиционер воздуха, устанавливаемый на/или в крыше транспортного средства, имеющей переднюю и заднюю части, первую и вторую боковые части с продольной осью, совпадающей с продольной осью транспортного средства, содержащий охладительные компоненты с первой и второй секциями конденсатора и первой и второй секциями испарителя и раму для монтажа упомянутых охладительных компонентов, отличающийся тем, что рама выполнена с наружной периферией, ограниченной первым и вторым продольными концами и первым и вторым боковыми краями, примыкающими соответственно к первой и второй боковым частям крыши транспортного средства, и с продольной осью, совпадающей с продольной осью транспортного средства, и кондиционер содержит промежуточную секцию, образующую плоскую, направленную лицевой стороной вверх, промежуточную опорную поверхность, расположенную между первым и вторым концами рамы, расположенных на расстоянии внутри от первого и второго боковых краев рамы, служащую для удержания первой и второй секции конденсатора и выполненную с первой и второй загнутыми вверх боковыми частями, размещенными между первым и вторым продольными концами рамы, и с первой и второй вертикальными стенками, примыкающими к первому и второму продольным концам рамы с возможностью взаимодействия с загнутыми вверх боковыми частями промежуточной секции с образованием пространства для установки конденсатора, при этом рама выполнена с первой и второй плоскими, обращенными лицевой стороной вверх, боковыми опорными поверхностями для удержания упомянутых первой и второй секций испарителя и соответственно примыкающими к первому и второму боковым краям рамы.

2. Кондиционер по п. 1, отличающийся тем, что часть первого и второго продольных концов рамы выполнена с частями, примыкающими к первой и второй секциям испарителя.

3. Кондиционер по п.1, отличающийся тем, что каждая из первой и второй вертикальных стенок ограничивает первую опорную поверхность для первой секции конденсатора и вторую поверхность для второй секции конденсатора.

4. Кондиционер по п.1, отличающийся тем, что рама содержит вертикальную стенную часть с отверстием, выполненным между первым и вторым продольными концами рамы с взаимодействием с загнутыми вверх сторонами промежуточной секции для образования первого и второго пространств обратного воздуха для воздуха, кондиционируемого первой и второй секциями испарителя, и выполненную на первой и второй боковых частях.

5. Кондиционер по пп. 1 4, отличающийся тем, что первый и второй боковые края рамы содержат первую и вторую изогнутые опоры для опирания на крышу транспортного средства, которые расположены между собой с промежутками между передней и задней частями транспортного средства перпендикулярно продольной оси, равномерно разнесенными ниже нижней поверхности промежуточной секции для размещения элементов изогнутой крыши транспортного средства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3