专利名称：运输机械的温度控制装置的制作方法
背景技术：
本发明涉及一种用于使空调空间(conditioned space)保持预定温度的运输机械的温度控制装置，更具体的说，本发明涉及一种安装在空调空间外部的运输机械的温度控制装置。其中，上述温度控制装置具有方向为背靠背的冷凝器组件和蒸发器组件，以便能让这两种部件安装在上述空调空间的外部。
运输机械的温度控制装置是用来使一个封闭的空调空间，例如拖车、卡车或集装箱保持所需要的温度。现有的运输机械的温度控制装置通常包括一台致冷剂压缩机，一台冷凝器，一个蒸发器，以及用于控制向蒸发器供应致冷剂的阀门装置。在典型的温度控制装置的安装工作中，能用于在空调空间外部安装普通的温度控制装置的空间很小。空间主要是因为前翻式驾驶室的卡车所需要的间距而受到限制。因此，就必须把运输机械的温度控制装置的尺寸减小到最小的程度，以便能保证将其装在由拖车、卡车、和集装箱提供的空间内。要设计一种能安装在有限的空间内，而且又能产生所希望的具有必要的冷却和加热能力的气流的大容量的温度控制装置是很困难的。
由于车辆中包容温度控制装置的空间有限，所以只有蒸发器安装在空调空间内，而温度控制装置的其余部件都用一个壳体包裹起来，安装在空调空间的外部。然而，有许多理由可以说明为什么不希望把蒸发器组件放在空调空间内。因为把蒸发器放在空调空间内将占据可以用来装载货物的空调空间。此外，用于把货物搬进或搬出空调空间的叉车或其他重型机械常常会碰到蒸发器组件，结果，会使蒸发器损坏。
以上说明了存在于现有装置和方法中公知的缺点。因此，很明显，提供一种目的为克服以上所列举的一个或多个缺点的替代装置将是很有益的。因此，提供了一种适当的替代装置，它具有将在下文中完整描述的特点。
发明概述为达到上述目的，本发明的一个方面是提供了一种运输机械的温度控制装置，它包括方向为背靠背的一个冷凝器组件和一个蒸发器组件，并且，上述冷凝器组件和蒸发器组件安装在空调空间的外部。本发明的运输机械的温度控制装置比现有的装置更加紧凑，并且能安装在空调空间外部形成的有限的空间里。此外，因为蒸发器放置在空调空间的外部，所以在装货和卸货时不大可能损坏蒸发器组件。
在本发明中，蒸发器电动机驱动的向后倾斜叶轮安装在蒸发器蛇形管的上方。空调空间内较温暖的空气被蒸发器的风机抽入蒸发器内。首先，把空气垂直向上抽吸通过蒸发器蛇形管，然后，用风机将空气基本上沿水平方向排入空调空间内。在这种蒸发器组件中巧妙地使用了很小的垂直方向电机驱动的风机，使得有可能达到当今市场上任何具有竞争力的设计的最有效的空间利用率，除了使用水平安装的轴流风机这一种情况之外，这种方式由于在蛇形管上会结霜，因此气流量将很快减小。
相邻的各叶轮用一块绝缘的扇形隔板与外界的环境条件隔离开来。这种构思的进一步演变是在各叶轮之间形成附加的绝缘屏障，以便用于多条通道/多种温度的用途。
本发明的组件可通过减小或增大冷凝器和蒸发器蛇形管的高度或厚度，而每一个组件的所有其他尺寸都保持不变，将其缩放成容量较小或较大的组件。
以上所建议的蒸发器结构还具有高速的、基本上沿着整个卡车宽度位于中央的顶部排气口。对于在全部货物的周围完成有效的空气循环来说，这种设计是很理想的。
本发明的紧凑的结构和有效的空间利用是由于利用了高效率的蛇形管，例如，直径7mm的，间距很小的管子。上述冷凝器使用一种“摩电”(modine)风格的蛇形管，这种蛇形管在空间的利用率方面也优于普通的蛇形管。正是因为有效地利用了蛇形管空间和空气驱动部件的定位，使得这种蒸发器组件和冷凝器组件能够背靠背地放置，同时又能具有前翻式驾驶室所需要的间距。
下面参照附图详细描述本发明的实施例，将使本发明的以上和其他优点变得更加明了。附图中图1是安装和使用于一辆卡车上的本发明的温度控制装置的立体图；图2是背靠背的蒸发器与冷凝器组件的侧剖视图；图3是图2中的蒸发器的放大后的侧剖视图；图4是图1中的温度控制装置将其盖子卸下来后的正视图；图5是图4中的温度控制装置的后视立体图；图6是背靠背的冷凝器组件的框架和蒸发器组件的框架的立体图；图7是图1中的温度控制装置的示意顶视图；以及图8是图1中的运输机械的温度控制装置的后视图。
优选实施例说明请看附图，附图中，同样的零件在所有附图中都使用同样的标号。具体的请看图1，本发明的温度控制装置10用普通的方式安装在沿着车辆12的空调空间13的外部。如图1所示，车辆12最好是一辆卡车，而图中所示的温度控制装置10是安装在驾驶员的驾驶室14上方的车辆空调空间13上的凸前安装(nosemount)的装置。虽然图中所示的装置10是凸前安装式的，但温度控制装置10也可以悬挂在空调空间13下方的卡车车架上，或者安装在拖车前面。图1中，空调空间13的一部分被切掉了，但是，应该理解，在本说明书中，术语“空调空间”的意思是指由装置10维持恒定温度的任何封闭的容积。除了卡车12的空间13之外，上述空调空间可以是一个集装箱，或者牵引车拖车的拖车部分。该装置的所有部件都在空调空间13的外部。本发明的装置10足够紧凑，当需要接近卡车的发动机时，能让驾驶室14翻转，通过装置10。
电力是由卡车的发动机(图中未表示)产生的，通过把装置10与安装在卡车发动机上的交流发电机电连接在一起的电缆15供应给装置10。
装置的盖子17包围着冷凝器组件。周围的空气通过设置在盖子上的格栅状开口11，流入冷凝器内。
现在请看图4，装置10通常由冷凝器组件16、蒸发器组件18、压缩机20和基于微处理器的控制器22所组成。冷凝器和蒸发器组件以背靠背的方式装配在一起，冷凝器组件16可拆卸地连接在蒸发器组件18上。部件16和18的背靠背装配方式形成了两个侧面21和23。如图4和5所示，压缩机20的位置靠近侧面21，而控制器装置22的位置靠近侧面23。压缩机20可以是任何一种适当的普通压缩机，但最好是常用的气密密封式涡旋压缩机。
常用的蓄能器罐和储存器罐23、24位于侧面21的附近。蓄能器罐23直接固定在压缩机的机壳上。普通的储存器罐与冷凝器蛇形管的排出口以及蒸发器的换热器74连通。普通的蓄能器罐23与换热器74以及压缩机的吸气口连通。储存器罐和蓄能器罐都用常用的管道与另一个装置的部件连通。
装置的控制器22位于侧面23附近。控制器22通过电缆15从卡车发动机的电力系统(即，一台交流发电机)取得电能，以驱动电力致动的装置上的部件，例如冷凝器和蒸发器的风扇，以及将要在下文中详细描述的叶轮的电动机。由于控制器和压缩机都是本领域的技术人员公知的常用装置，所以就不需要对它们作进一步说明了。
现在请看图2、4和6，冷凝器组件22由一个具有前面41和后面43的独立的冷凝器支架40支承。支架侧面42a、42b和沿纵向延伸的顶壁和底板47、48围成了冷凝器腔室49。支架的顶壁47上有开口50，用于让吸入冷凝器组件16内的周围的空气从冷凝器组件以及装置10的顶部、底部和侧面流出。侧面42a和42b上有入口45a和45b，以及在支架40的顶部与底部之间向内延伸的凸缘46a、46b。入口45a、45b能让操作者或技术人员进入腔室49内，以便维修装置的部件及管道。支架40在其凸缘46a、46b处用常用的紧固件连接在蒸发器支架60上，并且可以拆卸。沿着支架40的前面41设有凸缘44a、44b、44c和44d。
沿纵向延伸的冷凝器风扇支承板52把腔室49分隔成前腔室和后腔室(见图2)。
冷凝器风扇支承板52在框架44的前面下游的侧面42a与42b之间沿纵向延伸，而且板52上有开口54a、54b和54c，这些开口分别用于容纳冷凝器风扇56a、56b和56c。吸入冷凝器组件内的周围的空气只能通过这些风扇的开口54a-c流经冷凝器组件。
如图4所示，沿侧向延伸的隔板55a把相邻的冷凝器风扇56a、56c隔开，而隔板55b则把相邻的冷凝器风扇56b和56c隔开。上述隔板在两个相邻的风扇开口之间把蒸发器支架前板62的外部与冷凝器风扇支承板52的内部联结在一起。
冷凝器蛇形管53用常用的手段安装在支架40的凸缘44a-d上，并且它的位置处于风扇56a、56b和56c的上游。这种冷凝器蛇形管是该技术领域的技术人员公知的“摩电”型的。这种“摩电”型蛇形管的厚度大大小于其他类型的冷凝器蛇形管的厚度，因此有助于制造出本发明的紧凑而高效的装置。
冷凝器风扇56a-c使周围的空气沿着箭头31a-c的方向通过开口11，穿过蛇形管53后吸入腔室49内，然后流出开口50。上述周围的空气的作用是对从压缩机20流入冷凝器蛇形管中的经过热压缩的致冷剂气体进行冷却和液化。
蒸发器组件18由单独的框架60支承。如图2和6所示，冷凝器支架40可以拆卸地固定在支架60上。这样，冷凝器组件和蒸发器组件就形成了背靠背的方位，并且互相对齐。冷凝器支架40的后凸缘46a和46b固定在蒸发器支架的前壁62上。蒸发器支架的前壁62的作用是封闭冷凝器支架的后面43。由于把冷凝器组件直接固定在蒸发器组件上，并且使冷凝器组件与蒸发器组件互相对齐，因此装置10比等容量的普通温度控制装置更加紧凑。
蒸发器支架60有一个前面33和一个后面35，还有前板62、底板63和侧板64a和64b。底板63用螺钉连接件与前板62连成一体，在侧板64a和64b的后方有向内弯曲的凸缘66a和66b。向外延伸的刚性平台68a和68b分别固定在支架的侧面64a和64b上。这两个刚性平台可以用焊接或其他适当的手段固定在侧面64a和64b上。如图8所示，平台构件68a用于支承装置10的控制器壳体22，而平台68b则用于支承压缩机20。
请看图2和3，蒸发器组件18具有沿纵向延伸的托架69。该托架69的横断面基本上呈L形，安装在由蒸发器支架60所形成的蒸发器内部70中。托架的纵向后边缘插入底板63中相配的凹槽中，以使托架能固定在内部70中。托架的前部终止于基本水平的纵向凸缘65处。如图2和3所示，在托架69中设有冷凝水排出口92。
进口壁76上有一系列沿纵向对齐的蒸发器排气开口96和进气口83，在进气口中有若干用于引导空气从空调空间进入蒸发器内部70的格栅77。
换热器74设置在壁76的后方，并与储存器罐24和分配器75连通，分配器75用于把致冷剂或其他热交换介质输送到蒸发器蛇形管80中，蛇形管绕成圆圈，以消除任何空气的分布不均。如图3所示，蒸发器的蛇形管在托架69与换热器74之间延伸，并且其方向成一个角度A。优选地，蒸发器蛇形管的直径大约为7mm。这种较小的直径有助于本发明的装置设计得更加紧凑。
在蒸发器蛇形管80上方的底座87上安装了一组蒸发器叶轮71。为了说明本发明的优选实施例，上述蒸发器叶轮组中包括四个叶轮86a、86b、86c和86d，这四个叶轮沿着台架的纵向长度排成一排(请参见图7)。
在底座87上装有绝热的扇形护罩88。这个护罩有四个弧形部分97a、97b、97c和97d，这四个护罩分别罩在一台叶轮电动机上，并且相邻的弧形部分用共同的隔板98a、98b和98c连接。护罩88和底座87及顶壁90组合在一起，形成了各自独立的排气通道96a、96b、96c和96d。这些独立的排气通道使得装置10有可能与一个空调空间联合使用，而这个空调空间具有许多条需要保持各种不同温度的巷道或空调空间。在这样使用时，空调空间的回流空气可以以不同的温度通过这些独立的蒸发器排气通道供给各条巷道。上述护罩可以用塑料或金属制作。顶壁90的位置在风机86a-d和护罩88的上方。
托架69、壁76、底座87、护罩88，以及顶壁90形成了一条C形的蒸发器空气流道95。蒸发器的叶轮和蒸发器蛇形管都在这条C形空气流道中。当装置10工作时，在风机的作用下，空调空间内的空气通过隔板100后，再通过进口83吸入蒸发器内。空调空间内的空气基本上沿着水平方向被吸入蒸发器的流道内。上述叶轮86a-d通过蒸发器蛇形管80吸入空调空间的空气，并使其向上流过叶轮86a-d。然后，这些空气通过排气开口96a-d基本上沿着水平方向均匀地流回空调空间内。
现有的温度控制装置的另一个缺点是蒸发器不能将空气均匀地分布在整个空调空间中。结果，所有的货物都不能保持在所要求的预定温度下来保证货物的质量。现有的温度控制装置的蒸发器具有轴流式叶轮，这些叶轮对准蒸发器蛇形管，使吸入的空气经过这些蛇形管。这种现有的叶轮的特性是，由于在蛇形管上积聚了霜，流量会很快减小。这些叶轮常常设置在蒸发器蛇形管的各个侧面的端部，或沿着蛇形管的进口侧或排气侧，安装在蒸发器蛇形管的前方或后方。这样确定叶轮的方向就要求这种装置做得很大，以便为气流提供更大的空间，来弥补不良的气流分布，这样才能够实现所要求的温度控制能力。本发明的装置的蒸发器叶轮的强大的气流特性，消除了现有移动温度控制装置所固有的许多问题，有助于实现本发明的紧凑的结构设计。
虽然以上描述了本发明的优选实施例，但应该理解，这个实施例是可以改进的，因此，本发明不应局限于以上所陈述的一些细节，其保护范围应由本申请的权利要求书来限定。
权利要求
1．一种运输机械的温度控制装置，用于使空调空间保持在所要求的温度，上述空调空间具有内部和外部，其特征在于，上述运输机械的温度控制装置包括压缩机；冷凝器组件；以及蒸发器组件；上述压缩机、冷凝器组件和蒸发器组件是互相流通的，上述压缩机组件和蒸发器组件位于上述空调空间的外部。
2．如权利要求1所述的运输机械温度控制装置，其特征在于，上述蒸发器组件由蒸发器支架支承，上述冷凝器组件由冷凝器支架支承，上述冷凝器支架与上述蒸发器支架连接在一起。
3．如权利要求2所述的运输机械温度控制装置，其特征在于，上述冷凝器支架可拆卸地连接在上述蒸发器支架上。
4．如权利要求1所述的运输机械温度控制装置，其特征在于，上述蒸发器组件形成了一条C形的蒸发器空气流道。
5．如权利要求1所述的运输机械温度控制装置，其特征在于，上述蒸发器组件包括位于上述蒸发器流道中的蒸发器蛇形管，还包括把空调空间中的空气吸入上述蒸发器流道中的装置，上述装置位于上述蒸发器蛇形管上方的空气流道中。
6．如权利要求5所述的运输机械温度控制装置，其特征在于，上述把空调空间中的空气吸入上述流道内的装置包括许多电动的叶轮。
7．如权利要求5所述的运输机械温度控制装置，其特征在于，上述把空调空间中的空气吸入上述蒸发器流道内的装置由一个护罩包围着。
8．如权利要求7所述的运输机械温度控制装置，其特征在于，上述护罩包括许多用非弧形部分连接的弧形部分。
9．如权利要求2所述的运输机械温度控制装置，其特征在于，上述冷凝器组件和蒸发器组件是背靠背设置的。
10．如权利要求9所述的运输机械温度控制装置，其特征在于，上述蒸发器组件与冷凝器组件是互相对齐的。
11．一种组合体，其特征在于，它包括(a)一辆带有空调空间的车辆；以及(b)用于使上述空调空间保持所要求的预定温度的温度控制装置，该空调空间具有内部和外部，上述运输机械的温度控制装置包括压缩机；冷凝器组件；以及蒸发器组件；上述压缩机、冷凝器组件和蒸发器组件是互相流通的，上述压缩机组件和蒸发器组件位于上述空调空间的外部。
12．如权利要求11所述的组合体，其特征在于，上述车辆是一辆卡车。
全文摘要
一种运输机械的温度控制装置,它包括:一台压缩机;一个冷凝器组件;以及一个蒸发器组件;上述压缩机、冷凝器组件和蒸发器组件是互相连通的,上述压缩机组件安装在上述蒸发器组件上,可以拆卸,并且,压缩机组件和蒸发器组件背靠背地连接,位于上述空调空间的外部。
文档编号B60H1/00GK1302367SQ00800729
公开日2001年7月4日 申请日期2000年3月20日 优先权日1999年4月28日
发明者唐纳德·J·邦加德斯 申请人:塞莫金公司