专利名称：改进的空调装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改进的空调装置。同样还涉及ー种配备有这种改进的空调装置的机动车辆。
背景技术：
在现有的空调装置中，已知吸收式空调装置的工作原理是依靠吸收剂流体吸收气态的制冷剂流体。与传统的机械压缩空调装置不同，这种吸收式空调装置由于没有机械压缩，因此少有运动部件，这样限制了噪音和震动，简化了维护，提高了装置的使用寿命和可靠性。
人们已经致カ于改善吸收式空调装置的性能，以使它们以简便、可靠的方式安装在机动车辆上。所以，FR2900723文献对这种空调装置例举说明，其包括由其中分布有流体的多孔板组成的蒸发器/吸收器组件，待蒸发的制冷剂流体(例如水)流经某些板；吸收剂流体(例如溴化锂溶液)流经另外ー些板。这类空调装置还应该得到改善，使其在机动车辆中能有效运转。吸收式空调装置包括两条流体回路,一条为吸收剂流体回路，另一条为制冷剂流体回路，每条回路均需要具有分开的流体收集容器。这些容器占地很大，而且容器填充的液体很重。这样，这些现有装置的体积和重量相对很大，必须要縮小其体积和重量，以便使这种系统能有效地适应机动车辆内的狭小空间。縮小容器的体积遇到多种技术障碍。事实上，吸收式空调装置的每条回路必须长期填充有充足的液体。尤其是，使液体在回路中流动的泵应该永久得到液体的供给，以确保它们工作良好和可靠。此外，当吸收式空调装置停止时，各种液体趋于向下流动至回路最低点，一般是收集容器的位置。如果容器的体积相对于回路中的液体的体积来说不足，就有液体溢出的危险。最后，由于吸收式空调装置需要一般来自车辆发动机的热量供应，以进行解吸，发动机未热之前无法有效进行解吸工作。因此，车辆运转的最初几分钟里，吸收式空调装置开始工作是利用留存的，未被立即更新的那些吸收剂流体和制冷剂流体。所以，留存的吸收剂流体和制冷剂流体应该数量充足，以确保空调装置在解吸器尚未工作时能正常工作。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供ー种适用于机动车辆的空调装置，与现有技术已知的吸收式空调装置或冷却装置相比，其工作性能得到改进。尤其本发明的目的在于提供一种吸收式空调装置，与现有技术的装置相比，其能以减小的体积提供相同的性能。本发明的另ー个目的在于提供一种吸收式空调装置，其设计简单，实施中所需技术设备不昂贵。本发明的宗g还在于提供一种吸收式空调装置，其依靠具有简便有效的传动机构引导系统提供良好的可靠性。这些目的以及后面清楚描述的其它目的均通过ー种尤其用于机动车辆的空调装置实现，包括至少ー个液体收集容器，所述液体收集容器包括液体入口和处在比所述液体入口更低位置的液体出口，所述容器配备有自动封堵设备，当容器中的液面位置高于预先确定的位置时，所述自动封堵设备自动封堵所述入ロ。这些封堵装置能避免容器发生溢出，尤其在空调装置停止工作吋。 有利地，所述封堵设备由浮动阀构成，所述浮动阀包括例如可枢转地装配在所述容器中的杠杆，所述杠杆承载封堵入ロ的塞块和由杠杆的自由端承载的浮子。这种阀使用特别简単。有利地，所述容器包括阻止其所容纳的液体做紊流运动的内部叶片。根据ー种有益的实施例，所述容器包括气体排放通道。该通道能将容器内液体蒸发时生成的气体排出容器外从而不干扰到达容器中的流体。优选地，该空调装置是吸收式空调装置。优选地，所述容器被放置成在空调装置的泵停止时引起容器内液面位置的升高，从而引起自动封堵设备关闭。这样，当空调装置停止工作时，该装置能够使液体返回容器内，同时避免容器出现溢出。有利地，自动封堵设备阻止液体完全填充容器，以使容器容纳的液体的膨胀不损坏容器。有利地，所述容器至少部分由柔性材料制成，以使容器容纳的液体的膨胀不损坏容器。因此，容器在液体冻结出现膨胀的情况下没有被损坏的危险。本发明还涉及ー种机动车辆，其包括根据以上进行改进的空调装置。
下面将结合附图，通过描述对本发明申请的范围和目的不加以限制的优选实施例来了解本发明的其它目的，特征和优点等，其中ー图I简略表示吸收式空调装置的工作原理；ー图2简略表示吸收式空调装置的工作回路；ー图3表示按照本发明ー种实施例的吸收式空调装置的蒸发器/吸收器组件的透视图；ー图4表示按照本发明ー种实施例的空调装置的液体收集容器或容器的剖视图；ー图5和图6表示按照本发明另一种实施例的空调装置的液体收集容器或容器的剖视图。
具体实施方式
本发明优选但并非唯一使用的一种吸收式空调装置使用双流体回路，一条输送制冷剂流体，例如水；另一条输送吸收剂流体，如溴化锂(LiBr)盐溶液。图I简略表示吸收式空调装置的组成元件和工作原理。其包括其中进行解吸的元件，后文中被称作“解吸器” 100、冷凝器200，蒸发器300和吸收器400。解吸器100和吸收器400中填充有至少两种可混溶物质的混合物，所述混合物由制冷剂流体和吸收剂流体形成。该混合物在吸收器400内混合，吸收剂流体在所述吸收器中吸收蒸汽相的制冷剂流体。制冷剂流体和吸收剂流体的蒸发压カ完全不同，以便当混合物在解吸器100中被加热时，挥发性更强的制冷剂流体蒸发，使两种流体能够分离。分离所必需的热量(箭头A简略所示)可有利地由车辆发动机的冷却液供给解吸器。蒸汽态的制冷剂流体通过管路120被引导至冷凝器200，并通过外部空气的冷却作用冷凝(箭头B简略表示提供的冷却)。随后，液相的制冷剂流体通过管路210被引导至蒸发器300。制冷剂流体蒸发时产生的冷量被传送到车辆驾驶室内(未示出)，如箭头C简略所示。为此目的，设置暖风机320，通过管路311和313与泵310和蒸发器300相连。离开蒸发器300的制冷剂流体蒸汽通过管道21被引入吸收器400，该管道实际上由吸收器/蒸发器组件的外壳形成。已经在吸收剂溶液的回路中被外部空气冷却后的吸收剂流体(箭头D简略表示提供冷却)吸收制冷剂流体蒸汽，以便重新形成混合物。吸收剂溶液的回路由散热器420形成，所述散热器通过管路416，417和419与泵410和吸收器400相连。吸收器400通过管路414，415和416与解吸器100相连。图2表示一种应用本发明的吸收式空调的工作回路图。作为非限定性的示例，其涉及利用溴化锂一水组合的吸收式机械装置(溴化锂为吸收剂流体，水为制冷剂流体)。通常都用相同的附图标记来表示与图I的元件相同或类似的回路元件。标记100和200分别标志用于制冷剂流体的解吸器和冷凝器。标记320和420分别标志用于制冷剂流体的暖风机和用于吸收剂流体的散热器。标记310和410分别标志制冷剂流体回路的泵和吸收剂流体回路的泵。标记350和450分别标志留存的制冷剂流体和留存的吸收剂流体。标记62和63标志止回阀，标记120标志将解吸器100中的水蒸气引导至冷凝器200的管路。标记500标志将吸收式空调装置的吸收器和蒸发器组合在一起的组件。制冷剂流体液流和吸收剂流体液流经该蒸发器/吸收器组件，一部分制冷剂流体在该蒸发器/吸收器组件中被蒸发，这种吸热的蒸发作用起到了冷却剰余制冷剂流体液流的作用，产生的蒸汽被吸收剂流体液流直接吸收。图3是该蒸发器/吸收器组件的某些元件的透视图，示出两条不同的回路，一条回路流经制冷剂流体，起到蒸发器作用；另一条回路流经吸收剂流体，起到吸收器的作用。液态制冷剂流体流经的回路包括制冷剂流体供应管301，以便向制冷剂流体分配 盒302供应流体，所述分配盒能将制冷剂流体分配至彼此平行且竖直延伸的多个蒸发框架330内。在每个蒸发框架330中，制冷剂流体(必要时通过重力)在分布板(图3未示出)中循环，且一部分流体蒸发。通过蒸发作用被冷却的没有蒸发的制冷剂流体，通过蒸发框架330的流体出ロ332离开蒸发框架330，并且到达制冷剂流体收集容器350。吸收剂流体流经的回路与制冷剂流体流经的回路非常相似。其因而包括吸收剂流体供应管401，以便向吸收剂流体分配盒402供应流体，所述分配盒将吸收剂流体分配至彼此平行且竖直延伸的多个吸收框架430中，所述吸收框架与蒸发框架330平行并且交替分布。吸收剂流体(必要时通过重力)在吸收框架430的分布板(图3未示出)中循环，并吸收制冷剂流体蒸汽。吸收 剂流体通过流体出ロ 432离开吸收框架430，并且到达吸收剂流体容器450。显然，图3所示的蒸发器/吸收器组件合并在密闭箱内(未示出)，以避免与外部发生气体交換。制冷剂流体容器350和吸收剂流体容器450用于储备未被安置在容器下游的泵输送至回路中之前的液态流体。以使得系统工作时两条回路中的每条都填充有充足的流体。事实上，当吸收剂流体吸收制冷剂流体蒸汽时，其体积増大，而制冷剂流体的体积几乎減少相同的数量。体积之差会相对较大，例如在起动空调阶段。这样，如果吸收剂流体负载极少制冷剂流体，其体积减小，而其盐浓度增加。吸收作用会更有效。根据其盐浓度，该吸收剂流体对冻结或结晶具有或多或少的影响，浓度过高或不足的溶液影响更大。举例说明，质量浓度为10%的溴化锂盐溶液在温度为-5°C时冻结，浓度为50%的同种盐溶液在温度为_42°C时冻结，浓度为54%的盐溶液在温度为-16°C时冻结，以及浓度为62%的盐溶液在+28°C时冻结。回路中要有足够量的流体，以使盐溶液中的盐浓度能够维持在无论空调装置处于哪种工作阶段(起动，最大功率工作等)都能够正常工作的限度范围内。此外，当空调装置停止工作时，容器能储备至少一部分流体。事实上，如果车辆在低温情况下停车，则存在流体冻结、损坏或堵塞回路的危险。由于容器隔绝冷量相对容易，它们能在一定时间内保护其容纳的液体免遭冻结。另外，这些容器可以被设计成在其容纳的流体冻结时容器不被损坏。其容器可以用具有一定弹性的材料制造，例如塑料，或优选具有变形区，所述变形区能够在流体冻结时出现弹性变形，引起膨胀。还可以在容器内设有只填充气体不能填充液体的体积部分。在流体从液相向固相变化时，这些体积能够吸收流体的膨胀。当然应该注意，容器的体积及储备的流体的体积相对于回路中存有的全部流体体积必须保持相对较小，以避免空调装置体积过大过重。图4表示按照本发明ー种可能实施例的液体收集容器的剖面图。该容器I上部包括入口 11，液体通过该入口进入容器，所述容器下部包括出口 12，液体通过该出ロ流出容器。泵2装配在出ロ管路靠近出ロ 12的位置上，以便将容纳在容器I内的液体输送至回路中。在本示例中，该泵2为离心泵，包括电机21和围绕轴23旋转的轮22 (用虚线标志)，所述泵通过容器I的出口 12抽吸液体，并将液体压送到管路24中。当空调停止吋，无论是使用者关闭电机或切断空调，或是出现了故障，泵2都不再使液体运动，此时，液体有回落到回路最低点的趋势。由于容器I置于回路的低处，回路中容纳的大部分液体在按照与液体正常循环相反的方向穿过泵2之后，通过出ロ 12返回容器Io车辆在低温条件下停车的情况下，这种液体返回容器中很有益处。事实上，在这种情况下，回路中存有的液体会冻结，会引起管路的破裂或堵塞。由于容器I能够相对容易隔热，因此其能够保护其所容纳的液体不冻结。然而，如果回流入容器的液体量过大，液体会有从容器的入口 11溢出并且在蒸发器/吸收器组件处造成溢出的危险，会有引起吸收剂流体和制冷剂流体混合的风险。
为了避免这种溢出，容器I的入口 11配备有浮动阀4。该浮动阀包括装配在杠杆43上的塞块41和浮子42，所述杠杆本身装配成可绕轴44相对于容器I枢转。浮子一体连接至杠杆43的自由端。当容器I内液面位置低时，依照液面位置的浮子也处于低位并将塞块维持在打开位置，塞块在这个位置不封堵入口 11。反之，当容器I内液体体积较高时，如图4所示，浮子处于高位并将塞块维持在关闭位置，以便封堵入口 11。这样，当容器I装满或液面达到足够位置时，浮动阀4系统关闭流体回路，阻止处于容器下游管路中(而非处于高于容器位置)的液体返回容器。反之，当容器I内没有填充足够的液体时，浮动阀4系统打开，一方面使空调装置正常工作，在此期间，液体经过入口 11进入容器I ;另ー方面，使得当空调装置停止时，容纳在容器下游管路中的液体返回容器。当空调装置停止后又重新起动时，泵2使容纳在容器内的流体在装置的管路和不同机构中重新循环。流体位置由此降低，阀4会自然打开。阀4系统尤其便于实施，因此，造价便宜，能够优化空调装置的工作。 图5和图6表示浮动阀4的使用，该浮动阀包括装配在杠杆43上的塞块41和浮子42，杠杆本身装配成在容器3(与图4表示的容器类型不同)内可绕轴44枢转。当容器内液面位置较低时，如图5所示，塞块41处在不封堵容器3的入口 31的位置。然而，当液面处于高位时，如图6所示，塞块41处在封堵容器3的入口 31的位置。因此，避免了该容器的溢出。应该指出，在容器有多个入ロ的情况下，浮动阀4可以配备有多个塞块，如图3所示。另外，它同样可以包括堵塞容器其它孔ロ(比如气体排放通道)的堵塞设备。容器没有完全充满液体时，将浮动阀预置在关闭位置是有好处的。这在容器冻结导致冻结流体膨胀的情况下尤为有利。没有填充流体的那部分容器实际上可以吸收这种膨胀，若非如此则会引致容器损坏。根据本发明实施例中采用的ー种特殊特征，叶片在容器I内能竖直延伸，以避免液体通过旋转或紊流运动返回容器。这种叶片有助于固化容器。通过避免液体紊流运动，叶片可以避免液体上表面形成锥形，这样的锥形顶部有可能使气体进入泵2，并干扰泵的エ作。应该指出，这些叶片可以独立于本发明的其它特征在空调系统的容器内使用。根据能够在图示类型容器中使用的另ー个特征，为了避免热制冷剂流体的到来所产生的蒸汽对制冷剂流体容器造成干扰，可以给该容器配备通到蒸发器/吸收器组件中的蒸汽排放通道。图3示范表示在制冷剂流体容器350上使用的这样的通道9的示例。该通道必须高出回路中流体的最大允许高度，以阻止流体的任何溢出。必要时，可以使用类似阀4的浮动阀，以便在容器被充分填充时封堵通道。
本发明具有多种优点，其中包括下述优点—本发明利用エ艺简单、造价低廉的设备，改善了适用于机动车辆的吸收式空调装置的功能，ー减小了空调装置的体积。当然，本发明不限于上述列举说明的实施例，本领域技术人员能设计出不超出本 发明框架和作用范围的其它实施例。
权利要求
1.一种尤其用于机动车辆的空调装置，包括至少ー个液体收集容器(350，450，1，3)，所述液体收集容器包括液体入口(11，31)和处在比所述液体入口更低位置的液体出口(12)， 其特征在干，所述容器配备有自动封堵设备，当容器中的液面位置高于预先确定的位置时，所述自动封堵设备自动封堵所述入ロ。
2.根据权利要求I所述的空调装置，其特征在于，所述封堵设备由浮动阀(4)构成。
3.根据权利要求2所述的空调装置，其特征在于，所述浮动阀(4)包括可枢转地装配在所述容器(1，3)中的杠杆(43)，所述杠杆承载封堵入口的塞块(41)和由杠杆(43)的自由端承载的浮子(42)。
4.根据权利要求I至3项中任意一项所述的空调装置，其特征在于，所述容器包括阻止其所容纳的液体做紊流运动的内部叶片。
5.根据权利要求I至4项中任意一项所述的空调装置，其特征在于，所述容器(350)包 括气体排放通道(9)。
6.根据权利要求I至5项中任意一项所述的空调装置，其特征在于，其构成吸收式空调装置。
7.根据权利要求I至6项中任意一项所述的空调装置，其特征在于，所述容器(350，450，1，3)被放置成在空调装置的泵(2)停止时引起容器内液面位置升高，从而促使自动封堵设备关闭。
8.根据权利要求I至7项中任意一项所述的空调装置，其特征在干，自动封堵设备阻止液体完全填充容器(350，450，1,3)，以使容器容纳的液体的膨胀不损坏容器。
9.根据权利要求I至8项中任意一项所述的空调装置，其特征在于，所述容器(350，450，1,3)至少部分由柔性材料制成，以使容器容纳的液体的膨胀不损坏容器。
10.ー种机动车辆，其特征在于，其包括根据权利要求I至9项中任意一项所述的空调装置。
全文摘要
本发明涉及一种尤其用于机动车辆的空调装置，包括至少一个液体收集容器(1)，所述液体收集容器包括液体入口(11)和较低的液体出口(12)，所述容器配备有自动封堵设备，当容器(1)中的液面位置高于预先确定的位置时，所述自动封堵设备自动封堵所述入口(11)。
文档编号F25B43/00GK102656412SQ201080056546
公开日2012年9月5日 申请日期2010年10月8日 优先权日2009年10月12日
发明者E·布达尔, V·布鲁佐 申请人:标致·雪铁龙汽车公司