專利名稱：用于拖車制冷的蒸發器空氣管理系統的制作方法
技術領域：
本發明總體涉及運輸制冷，更具體地涉及拖車制冷系統的蒸發器空氣管理系統。
背景技術：
拖車制冷系統大體包括動力系統、制冷循環、空氣管理系統以及控制系統，它們都 封裝在安裝到拖車上的單元中。這些系統構造有隔熱層(或隔熱艙)，以使單元的制冷拖車 側與包含發動機、壓縮機和冷凝器的外側分離。動力系統傳統上由柴油機和機械動力傳遞 裝置(例如軸、離合器和皮帶傳動器)構成。近來，將發電機聯接至柴油機，于是動力電力 地傳遞至其它系統部件。基本制冷回路包括壓縮機、蒸發器熱交換器、冷凝器熱交換器、膨 脹裝置、管路和閥。壓縮機如上所述由動力系統機械地或電力地驅動，并代表動力系統上的 初級負載。蒸發器和冷凝器空氣管理系統由機械地或電力地動力驅動(機動化)的風扇構 成，這些風扇驅動流動經過熱交換器以及與設備相關聯的其它流路系統。風扇通常消耗比 壓縮機少得多的功率，但是另一方面表現出剩余的顯著功率負載。空氣管理系統的設計涵 蓋風扇、熱交換器和流路布置的協調，并且設計的選擇對于風扇功率要求具有顯著影響。最 后，控制系統包括管理系統操作的所有方面必需的硬件(電路和傳感器)及軟件。
本發明具體涉及用于拖車制冷的蒸發器空氣管理系統，其功能是使空氣通過拖車 貨載循環并通過蒸發器盤管返回，蒸發器盤管隨后除去來自空氣流的熱從而冷卻貨物。
離心式風扇習慣上用于拖車蒸發器空氣管理，這代表了多數現有技術。在機械 驅動系統的情況下，典型地利用單個大離心式風扇(然而，也制造出利用單個橫流扇的系 統)。利用電動風扇的更新系統也利用離心式風扇。在這些電系統中典型地利用兩個較小 的風扇。在任一情況下，離心式風扇通常封裝在渦室外殼中，這改進了風扇性能并且在某些 情況下提供自然的90度轉流，這會是有利的。風扇典型地以蒸發器盤管直接排放到拖車 中的抽吸穿流式布置取向。傳統皮帶傳動蒸發器扇通常取向成使得軸水平以降低機械復雜 性。電動扇可具有垂直軸取向。 上述離心式風扇系統尤其由于其大的渦室外殼而傾向于在拖車制冷系統中占據 太大量的空間。在多數情況下，這會引起與蒸發器熱交換器的非優化協調以及過量流損失。 于是這些損失必須由風扇克服，從而引起過度的風扇功率消耗。此外，相對于冷凝器空氣管 理系統的設計來說該空間問題將會是侵害性的。也就是說，在設計冷凝器空氣系統時，可利 用的可使用空間和選擇較少。 因此，存在對用于拖車制冷系統的緊湊高效蒸發器空氣管理系統布置的真實需 求。申請人開發了滿足該需求的構造，其利用單個或兩個高速電動軸流風扇布置。因此，該 設計適用于利用可為風扇和/或壓縮器供能的發動機驅動發電機的系統。該設計結合具有 近似90度轉流的圓形到矩形出口噴嘴。利用包括三維計算流體動力學在內的風扇和流路 分析技術開發了該設計。性能和封裝優點也已在實驗中得以證實。
發明內容
簡單地說，根據本發明的一個方面，布置電動的垂直軸線的軸流風扇，從而將空氣 抽吸流過水平安裝的蒸發器盤管并向上驅動其通過使氣流轉過90°的噴嘴，然后排放到拖 車中。 通過本發明的另一方面，噴嘴形狀從圓形截面逐漸變成寬的高寬比的矩形截面 (寬高比大于3)，同時轉過90。。 通過本發明的另一方面，可使用一對并排的軸流風扇或可使用單個風扇/噴嘴并 可將其居中或橫向偏置地放置在系統中。 通過本發明的另一方面，所述風扇具體為結合有出口導流葉片的葉片式軸流類 型。 在后面所述的附圖中，繪出了優選實施方式；然而，在不背離本發明的精神和范圍 的情況下，可對其做出各種其它修改和替換構造。
圖1是根據現有技術的拖車制冷單元的后視立體圖。 圖2是根據現有技術的一部分的另一后視立體圖。 圖3是根據本發明的具有軸流風扇和噴嘴構造的蒸發器空氣系統的后視立體圖。 圖4是根據本發明的具有軸流風扇和噴嘴的蒸發器空氣系統的立體剖視圖。 圖5是其側剖視圖。 圖6是根據本發明的等角投影圖。 圖7是根據本發明另一實施方式的等角投影圖。
具體實施例方式
在圖1中以附圖標記11示出了安裝到卡車拖車12前端的根據現有技術的卡車拖 車制冷系統。系統11包括外部部分13和內部部分14。外部部分13包括冷凝器和風扇，用 于使外界空氣穿過其循環以使系統中的制冷劑冷凝。 在位于拖車內部的內部部分14中，與一個或多個風扇一起設有蒸發器盤管，該風 扇用于抽吸空氣經過盤管。來自拖車的回流空氣因此被吸入開口16中，該空氣經過蒸發器盤 管以被冷卻，然后被從頂部開口 17吹出以在卡車拖車12中向后循環，從而冷卻其中的貨物。
盡管冷凝器風扇和蒸發器風扇都通常由位于外部部分13的下部中的系統發動機 皮帶傳動，然而近來應用的方式已經為由系統發動機直接驅動發電機，然后提供電力以驅 動離心式蒸發器風扇。 在圖2中示出了現有技術的具有蒸發器盤管19的蒸發器部分18的示例，該蒸發 器盤管大致水平布置但優選如所示般傾斜，并暴露于與圖1中所示的開口 16流體連通的開 口 21。接近蒸發器部分18的頂部布置具有相應渦殼24和26的一對電動離心式風扇22和 23。在風扇22和23后方為與圖1中所示的開口 17流體連通的相應開口 27和28。在操作 中，風扇22和23通過開口 16吸入空氣并使其穿過蒸發器盤管19以被冷卻，之后該空氣通 過風扇22和23從開口 17排出而分布在拖車12內。 圖3至圖6中示出了安裝在蒸發器部分31的根據本發明的蒸發器風扇布置。不是如現有技術那樣利用離心式風扇，而是設置單個軸流風扇與相關聯的噴嘴。
蒸發器盤管32布置在蒸發器部分31的下部，并優選以所示的角度放置，從而增大 有效表面積并幫助冷凝物排放。設置入口 33以使來自拖車單元內部的回流空氣向內流動。
在支撐平臺34上安裝有風扇和噴嘴單元36。在風扇和噴嘴單元36底部安裝有軸 流風扇37及其電驅動馬達38，它們的軸線垂直取向，并且驅動馬達38布置在軸流風扇37 上方。軸流風扇為結合有出口導流葉片的葉片式軸流類型。 噴嘴39當然在其下端附近為圓形從而圍繞軸流風扇37。隨著從圓形下端上升， 其橫截面積減小而逐漸從圓形形狀過渡為寬的高寬比的矩形截面，同時向面向后的開口 41 轉動9(T 。開口41具有大于3的寬高比，以保持將通過其攜帶至拖車中的一致的氣流型 式。 盡管示出了風扇和噴嘴單元36居中位于蒸發器部分31內，然而應當理解為了具 體期望的應用可將其置于向中心線任一側橫向偏置的位置。例如，這樣的偏置位置可容納 其它部件在其一側或另一側的安裝。 現在參照圖7，另選實施方式提供了成所示并排關系的一對風扇和噴嘴單元42和 43。各單元以與上述單元36相同的方式操作，但是這兩個單元配合而吸入回流空氣并將冷 卻的空氣輸送至拖車單元。 盡管已參照圖中所示的具體示例性實施方式而特別示出并描述了本發明，然而本 領域技術人員應理解，在不背離本發明的精神和范圍的情況下可實現各種修改或改變，這 些修改或改變中的某些已在這里論述。
權利要求
一種拖車制冷系統，包括蒸發器盤管和風扇；冷凝器盤管和接近其布置的風扇；用于向所述蒸發器風扇和冷凝器風扇提供電力的發動機驅動發電機；其中所述蒸發器風扇包括用于將空氣抽吸流過所述蒸發器盤管并垂直向上排放的至少一個軸流風扇；以及布置在所述軸流風扇下游以使氣流從其向上的流路轉過大致90°的噴嘴。
2. 如權利要求1所述的拖車制冷系統，其中所述至少一個軸流風扇包括在所述系統中 以橫向并排關系布置的一對軸流風扇。
3. 如權利要求1所述的拖車制冷系統，其中所述噴嘴形狀從圓形過渡至寬的高寬比的 矩形截面，同時轉過90° ，所述寬的高寬比即寬高比大于3。
4. 如權利要求1所述的拖車制冷系統，其中所述至少一個軸流風扇包括向所述系統的 一側橫向偏置的單個風扇。
5. 如權利要求1所述的拖車制冷系統，其中所述軸流風扇為具有出口導流葉片的葉片 式軸流風扇。
6. —種具有冷凝器、蒸發器、壓縮機以及用于向這些部件供應電力的發動機驅動發電 機的類型的卡車拖車制冷系統，所述系統包括布置在蒸發器盤管下游用于將空氣抽吸流過該盤管并大致向上排放的至少一個軸流 風扇；以及布置在所述軸流風扇下游以使氣流從其大致向上的方向轉成大致水平方向的噴嘴。
7. 如權利要求6所述的卡車拖車制冷系統，其中所述至少一個軸流風扇包括在所述系 統中以橫向并排關系布置的一對軸流風扇。
8. 如權利要求6所述的卡車拖車制冷系統，其中所述噴嘴形狀從圓形過渡至寬的高寬 比的矩形截面，同時轉過90° ，所述寬的高寬比即寬高比大于3。
9. 如權利要求6所述的卡車拖車制冷系統，其中所述至少一個軸流風扇包括向所述系 統的一側橫向偏置的單個風扇。
10. 如權利要求6所述的卡車拖車制冷系統，其中所述至少一個軸流風扇為具有出口 導流葉片的葉片式軸流風扇。
全文摘要
一種改進的用于拖車制冷系統的蒸發器空氣管理系統，其包括電動的垂直軸線的軸流風扇，該風扇布置成將空氣抽吸流過水平安裝的蒸發器盤管。然后向上驅動氣流穿過噴嘴并排放到拖車中。噴嘴形狀從圓形截面逐漸變成寬的高寬比矩形截面，同時轉過90°。本發明的軸流風扇的優選選擇為結合有出口導流葉片的葉片式軸流類型。提供了單個風扇-噴嘴構造，其可相對于蒸發器盤管居中或橫向偏置。附加選擇提供了具有一對并排的風扇-噴嘴的布置。
文檔編號B60H1/32GK101755181SQ200780100009
公開日2010年6月23日 申請日期2007年7月24日 優先權日2007年7月24日
發明者P·R·布什內爾 申請人:開利公司