专利名称：用于拖车制冷的蒸发器空气管理系统的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及运输制冷，更具体地涉及拖车制冷系统的蒸发器空气管理系统。
背景技术：
拖车制冷系统大体包括动力系统、制冷循环、空气管理系统以及控制系统，它们都 封装在安装到拖车上的单元中。这些系统构造有隔热层(或隔热舱)，以使单元的制冷拖车 侧与包含发动机、压縮机和冷凝器的外侧分离。动力系统传统上由柴油机和机械动力传递 装置(例如轴、离合器和皮带传动器)构成。近来，将发电机联接至柴油机，于是动力电力 地传递至其它系统部件。基本制冷回路包括压縮机、蒸发器热交换器、冷凝器热交换器、膨 胀装置、管路和阀。压縮机如上所述由动力系统机械地或电力地驱动，并代表动力系统上的 初级负载。蒸发器和冷凝器空气管理系统由机械地或电力地动力驱动(机动化)的风扇构 成，这些风扇驱动流动经过热交换器以及与设备相关联的其它流路系统。风扇通常消耗比 压縮机少得多的功率，但是另一方面表现出剩余的显著功率负载。空气管理系统的设计涵 盖风扇、热交换器和流路布置的协调，并且设计的选择对于风扇功率要求具有显著影响。最 后，控制系统包括管理系统操作的所有方面必需的硬件(电路和传感器)及软件。
本发明具体涉及用于拖车制冷的蒸发器空气管理系统，其功能是使空气通过拖车 货载循环并通过蒸发器盘管返回，蒸发器盘管随后除去来自空气流的热从而冷却货物。
离心式风扇习惯上用于拖车蒸发器空气管理，这代表了多数现有技术。在机械 驱动系统的情况下，典型地利用单个大离心式风扇(然而，也制造出利用单个横流扇的系 统)。利用电动风扇的更新系统也利用离心式风扇。在这些电系统中典型地利用两个较小 的风扇。在任一情况下，离心式风扇通常封装在涡室外壳中，这改进了风扇性能并且在某些 情况下提供自然的90度转流，这会是有利的。风扇典型地以蒸发器盘管直接排放到拖车 中的抽吸穿流式布置取向。传统皮带传动蒸发器扇通常取向成使得轴水平以降低机械复杂 性。电动扇可具有垂直轴取向。 上述离心式风扇系统尤其由于其大的涡室外壳而倾向于在拖车制冷系统中占据 太大量的空间。在多数情况下，这会引起与蒸发器热交换器的非优化协调以及过量流损失。 于是这些损失必须由风扇克服，从而引起过度的风扇功率消耗。此外，相对于冷凝器空气管 理系统的设计来说该空间问题将会是侵害性的。也就是说，在设计冷凝器空气系统时，可利 用的可使用空间和选择较少。 因此，存在对用于拖车制冷系统的紧凑高效蒸发器空气管理系统布置的真实需 求。申请人开发了满足该需求的构造，其利用单个或两个高速电动轴流风扇布置。因此，该 设计适用于利用可为风扇和/或压縮器供能的发动机驱动发电机的系统。该设计结合具有 近似90度转流的圆形到矩形出口喷嘴。利用包括三维计算流体动力学在内的风扇和流路 分析技术开发了该设计。性能和封装优点也已在实验中得以证实。
发明内容
简单地说，根据本发明的一个方面，布置电动的垂直轴线的轴流风扇，从而将空气 抽吸流过水平安装的蒸发器盘管并向上驱动其通过使气流转过90°的喷嘴，然后排放到拖 车中。 通过本发明的另一方面，喷嘴形状从圆形截面逐渐变成宽的高宽比的矩形截面 (宽高比大于3)，同时转过90。。 通过本发明的另一方面，可使用一对并排的轴流风扇或可使用单个风扇/喷嘴并 可将其居中或横向偏置地放置在系统中。 通过本发明的另一方面，所述风扇具体为结合有出口导流叶片的叶片式轴流类 型。 在后面所述的附图中，绘出了优选实施方式；然而，在不背离本发明的精神和范围 的情况下，可对其做出各种其它修改和替换构造。
图1是根据现有技术的拖车制冷单元的后视立体图。 图2是根据现有技术的一部分的另一后视立体图。 图3是根据本发明的具有轴流风扇和喷嘴构造的蒸发器空气系统的后视立体图。 图4是根据本发明的具有轴流风扇和喷嘴的蒸发器空气系统的立体剖视图。 图5是其侧剖视图。 图6是根据本发明的等角投影图。 图7是根据本发明另一实施方式的等角投影图。
具体实施例方式
在图1中以附图标记11示出了安装到卡车拖车12前端的根据现有技术的卡车拖 车制冷系统。系统11包括外部部分13和内部部分14。外部部分13包括冷凝器和风扇，用 于使外界空气穿过其循环以使系统中的制冷剂冷凝。 在位于拖车内部的内部部分14中，与一个或多个风扇一起设有蒸发器盘管，该风 扇用于抽吸空气经过盘管。来自拖车的回流空气因此被吸入开口16中，该空气经过蒸发器盘 管以被冷却，然后被从顶部开口 17吹出以在卡车拖车12中向后循环，从而冷却其中的货物。
尽管冷凝器风扇和蒸发器风扇都通常由位于外部部分13的下部中的系统发动机 皮带传动，然而近来应用的方式已经为由系统发动机直接驱动发电机，然后提供电力以驱 动离心式蒸发器风扇。 在图2中示出了现有技术的具有蒸发器盘管19的蒸发器部分18的示例，该蒸发 器盘管大致水平布置但优选如所示般倾斜，并暴露于与图1中所示的开口 16流体连通的开 口 21。接近蒸发器部分18的顶部布置具有相应涡壳24和26的一对电动离心式风扇22和 23。在风扇22和23后方为与图1中所示的开口 17流体连通的相应开口 27和28。在操作 中，风扇22和23通过开口 16吸入空气并使其穿过蒸发器盘管19以被冷却，之后该空气通 过风扇22和23从开口 17排出而分布在拖车12内。 图3至图6中示出了安装在蒸发器部分31的根据本发明的蒸发器风扇布置。不是如现有技术那样利用离心式风扇，而是设置单个轴流风扇与相关联的喷嘴。
蒸发器盘管32布置在蒸发器部分31的下部，并优选以所示的角度放置，从而增大 有效表面积并帮助冷凝物排放。设置入口 33以使来自拖车单元内部的回流空气向内流动。
在支撑平台34上安装有风扇和喷嘴单元36。在风扇和喷嘴单元36底部安装有轴 流风扇37及其电驱动马达38，它们的轴线垂直取向，并且驱动马达38布置在轴流风扇37 上方。轴流风扇为结合有出口导流叶片的叶片式轴流类型。 喷嘴39当然在其下端附近为圆形从而围绕轴流风扇37。随着从圆形下端上升， 其横截面积减小而逐渐从圆形形状过渡为宽的高宽比的矩形截面，同时向面向后的开口 41 转动9(T 。开口41具有大于3的宽高比，以保持将通过其携带至拖车中的一致的气流型 式。 尽管示出了风扇和喷嘴单元36居中位于蒸发器部分31内，然而应当理解为了具 体期望的应用可将其置于向中心线任一侧横向偏置的位置。例如，这样的偏置位置可容纳 其它部件在其一侧或另一侧的安装。 现在参照图7，另选实施方式提供了成所示并排关系的一对风扇和喷嘴单元42和 43。各单元以与上述单元36相同的方式操作，但是这两个单元配合而吸入回流空气并将冷 却的空气输送至拖车单元。 尽管已参照图中所示的具体示例性实施方式而特别示出并描述了本发明，然而本 领域技术人员应理解，在不背离本发明的精神和范围的情况下可实现各种修改或改变，这 些修改或改变中的某些已在这里论述。
权利要求
一种拖车制冷系统，包括蒸发器盘管和风扇；冷凝器盘管和接近其布置的风扇；用于向所述蒸发器风扇和冷凝器风扇提供电力的发动机驱动发电机；其中所述蒸发器风扇包括用于将空气抽吸流过所述蒸发器盘管并垂直向上排放的至少一个轴流风扇；以及布置在所述轴流风扇下游以使气流从其向上的流路转过大致90°的喷嘴。
2. 如权利要求1所述的拖车制冷系统，其中所述至少一个轴流风扇包括在所述系统中 以横向并排关系布置的一对轴流风扇。
3. 如权利要求1所述的拖车制冷系统，其中所述喷嘴形状从圆形过渡至宽的高宽比的 矩形截面，同时转过90° ，所述宽的高宽比即宽高比大于3。
4. 如权利要求1所述的拖车制冷系统，其中所述至少一个轴流风扇包括向所述系统的 一侧横向偏置的单个风扇。
5. 如权利要求1所述的拖车制冷系统，其中所述轴流风扇为具有出口导流叶片的叶片 式轴流风扇。
6. —种具有冷凝器、蒸发器、压縮机以及用于向这些部件供应电力的发动机驱动发电 机的类型的卡车拖车制冷系统，所述系统包括布置在蒸发器盘管下游用于将空气抽吸流过该盘管并大致向上排放的至少一个轴流 风扇；以及布置在所述轴流风扇下游以使气流从其大致向上的方向转成大致水平方向的喷嘴。
7. 如权利要求6所述的卡车拖车制冷系统，其中所述至少一个轴流风扇包括在所述系 统中以横向并排关系布置的一对轴流风扇。
8. 如权利要求6所述的卡车拖车制冷系统，其中所述喷嘴形状从圆形过渡至宽的高宽 比的矩形截面，同时转过90° ，所述宽的高宽比即宽高比大于3。
9. 如权利要求6所述的卡车拖车制冷系统，其中所述至少一个轴流风扇包括向所述系 统的一侧横向偏置的单个风扇。
10. 如权利要求6所述的卡车拖车制冷系统，其中所述至少一个轴流风扇为具有出口 导流叶片的叶片式轴流风扇。
全文摘要
一种改进的用于拖车制冷系统的蒸发器空气管理系统，其包括电动的垂直轴线的轴流风扇，该风扇布置成将空气抽吸流过水平安装的蒸发器盘管。然后向上驱动气流穿过喷嘴并排放到拖车中。喷嘴形状从圆形截面逐渐变成宽的高宽比矩形截面，同时转过90°。本发明的轴流风扇的优选选择为结合有出口导流叶片的叶片式轴流类型。提供了单个风扇-喷嘴构造，其可相对于蒸发器盘管居中或横向偏置。附加选择提供了具有一对并排的风扇-喷嘴的布置。
文档编号B60H1/32GK101755181SQ200780100009
公开日2010年6月23日 申请日期2007年7月24日 优先权日2007年7月24日
发明者P·R·布什内尔 申请人:开利公司