專利名稱：用于機動車,尤其是用于大轎車的車頂空調設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于機動車，尤其是用于大轎車的車頂空調設備。其中特別加以考慮的是陸上運輸車輛，在所述陸上運輸車輛中尤其是載重車輛。必須總體上滿足有軌的和無軌的載重車輛的要求。主要的應用是作為大轎車上的車頂空調設備。
在US-A4679616中披露了具有權利要求1前序部分的特征的車頂空調設備。在這種已知的車頂空調設備中帶有所屬的通風裝置的整個高壓端的熱交換裝置在一固有的機殼內被組裝成第一模件。具有所屬的風機的整個蒸發裝置構成第二模件，下面出于簡化起見稱作蒸發裝置。但其中并沒有披露將這兩個模件再分成分模件。僅僅披露可分別將這兩個模件中的一個模件進行拆卸或對這兩個模件中的另一模件重新進行安裝，這兩個模件中的一個模件是可更換的或整個車頂空調設備由這樣兩個模件構成。另外通常分別根據車輛的要求確定車頂空調設備的結構設計。但其中沒有考慮到針對不同的車輛的不同的功率要求采用相同的模件。而且也沒有考慮到在高壓端的熱交換裝置的范圍內或在蒸發裝置的范圍內采用分別有關的多個模件，或甚至采用根據功率分級的或相同的模件。所以通過模件結構實現的合理效果相應較小。
本發明的目的在于對具有權利要求1前序部分的特征的車頂空調設備進一步合理化，其中的重點在于高壓端的熱交換裝置。其中亞臨界的工作涉及的是液化裝置和超臨界的工作涉及氣體冷卻器(參見權利要求29)。
采用權利要求1的特征實現本發明的目的。
本發明是建立在如下認識的基礎上的，與車頂空調設備的通常的部件相比出于制造成本以及在車輛頂部占用空間的考慮，高壓端的熱交換裝置具有突出的作用。基于該認識本發明的出發點是，根據車輛類型對高壓端的熱交換裝置進行尺寸設計。確切地說將重點放置在標準構件上，在本發明中也被稱作對模件的制造、儲存和提供。其中在理想的情況下甚至僅采用構成高壓端的熱交換裝置的唯一一種類型的模件。這樣的一種模件不受車輛類型的，例如大轎車的結構種類的影響，至少就額定功率和壓力損耗和優選也就所有部件的結構和尺寸設計而言，具有最小的尺寸設計。在需要較高的額定功率時分別根據要求可以采用這種標準的模件進行標準構件組裝。
如在下面結合權利要求8的論述，對各個模件的結構的標準化特別是也涉及各個模件的機殼的標準化。此點不僅涉及其外部尺寸，例如六面體模件的長度、寬度和高度，而且在理想的情況下從總體上也涉及標準成型的機殼，因此所述機殼本身也構成模件制造的批量生產的構件。
本發明的構思在于，至少兩個相同類型的這種模件可以相互連接在一起，此點從幾何形狀可以清楚地看出。但即使在僅采用唯一一個這種模件的情況下，當該模件由所述的標準構件構成，可以用于通過將兩個相同的模件結合在一起例如實現雙額定功率的高壓端的熱交換裝置時，就已經實現了本發明的構思。
對此不要與所述的本發明的現有技術US-A4679616的結構方式混淆在一起，在該文件中的發明點在于，對于高壓端的熱交換裝置總是僅采用唯一一個模件，但針對不同的車輛類型必須重新對這種模件的尺寸進行設計，因此并不是可適用于不同車輛類型的標準結構件。
另一點不容混淆的事實是，即使在相應的公開文件中披露了這種作為模件的批量生產的構件，但根據本發明的設計結構是分別根據額定功率將不同數量的批量生產的構件在車輛特有的機殼內相互連接在一起。
在US5121613A中披露了這樣一種批量生產的構件，所述構件作為具有帶散熱片的管的熱交換件，所述管用于輸送致冷劑，可以選用不同數量的熱交換件，設置在固定的制冷設備的機殼內。
另外在DE19505403C2中披露的汽車的車頂空調設備中將高壓端的熱交換裝置和蒸發裝置的不同的批量生產的構件僅在唯一的一個汽車特有的機殼內，在汽車的縱向和橫向上分別以可變的數量相互連接，確切地說涉及的是蒸發器件和液化器件。同樣在DE7714617U1中披露的車輛的車頂空調設備中，冷凝器組件和蒸發器組件分別為批量生產構件，所述冷凝器組件和蒸發器組件具有標準的結構長度和相同的批量生產的構件橫向連接，所述冷凝器組件和蒸發器組件在車輛的縱向上延伸。
本發明的車頂空調設備的發明點在于，總體上講為具有不同的額定功率的高壓端的熱交換裝置提出一種標準結構件結構，具有額定功率相同的模件，分別根據所需的額定功率至少采用一個模件，或將兩個和兩個以上的相同的模件相互嵌接在一起。但本發明也并不排除涵蓋在高壓端熱交換裝置的已有的模件的標準構件系統中針對不同的額定功率調整的不同的基本模件，其中此點例如可以是額定功率最小的基本模件的根據功率的整數倍或根據實際要求根據功率進行分級。但其中在任何情況下的力求實現的目標都是根據這種模件的標準結構件原則上提供數量盡可能少的具有不同的額定功率的模件。如在下面還將詳細闡述的是，實際上采用最多三種具有不同額定功率的高壓端熱交換裝置的模件即可以滿足大轎車的所有要求，另外甚至所述模件的幾何外部尺寸可以是相同的(參見權利要求16中的最后一種情況)。
在通常的一臺車輛上，大多數情況是供安裝車頂空調設備的車頂上的面的在車輛縱向上的長度明顯大于橫向上的長度。通常的大轎車上的情況就是如此。出于對此點的考慮，建議在將多個模件根據標準結構件方式在車輛的縱向上進行連接。因此也可以在模件上預先設置或在連接時設置連接件。所述的連接件可以是多個。除了任意方式的連接外也可以例如是釬焊焊接、熱熔焊接、螺絲連接或鉚接。
而且在車輛縱向上對模件的連接這一構思不僅涉及總體的考慮，此外還涉及在車頂上模件的具體延伸的幾何形狀。因此模件基本上可以具有任意形狀的基本面，所述基本面取車輛頂部的面結構。其中特殊的情況下是正方形的基本面。但在大多數情況下模件具有縱向伸展的基面，所述基面大多數情況具有帶有角的或倒圓的矩形形狀。在車輛縱向上對模件的連接的構思還可以聯想到在垂直車輛頂部縱軸的方向上設置高壓端的熱交換裝置的模件和其中在車輛的縱向上側對側地進行連接。另外優選模件的基面是縱向伸展的和模件的縱軸與車輛或車頂面的縱軸重合或平行于后者伸展或至少基本在車輛的縱向上定向。
另外本發明的構思就針對空調設備采用圓管或扁管的決定是不變的。優選(權利要求5)為實現對內部致冷劑的輸送，高壓端的熱交換裝置的模件具有的機殼的尺寸設計應能選用安裝圓管或扁管。此點實現在標準構件中或在制造廠商的或推銷商的供貨倉庫中可以僅對作為半成品的模件加以準備和留待客戶做出決定，根據其要求可以在汽車上采用圓管或扁管。但此點并不排除大批量生產的廠家預先已經將圓管或扁管安裝好。
本發明的車頂空調設備根據其基本結構旨在對有待空調的空氣進行冷卻(見權利要求1的部分)。就空調設備的總體概念而言，本發明的空調設備也可以被進一步設計成可以被選擇應用作為對有待空調的空氣的加熱設備，其中所述車頂空調設備還包括用于對有待空調的空氣加熱的設備。權利要求7涉及的是結構上優選的設置。其中以作為主要的設計方案的通常的技術為基礎，以通常的方式提供一種熱載體，所述載體大多數情況下來自汽車內燃機的冷卻回路。如果不存在此回路或出于其它原因，也可以采用例如電熱裝置或將電熱裝置作為補充加以安裝。
在只采用一種高壓端熱交換裝置模件的情況下，所述的模件由于批量生產，所以具有相同的基面。但在上述討論的已有的標準結構件的情況下制備不同的額定功率的多種模件時，將力求在車輛的頂部設置至少幾個，優選所有的分別具有相同的縱向延伸長度的模件。其中特別要對上述已經討論過的優選情況加以考慮，即模件為縱向伸展結構，其縱向延伸軸沿車輛的或車頂的軸定向或特別是與后者重合或與后者平行。但其中也并不排除在柵格中采用至少幾個，優選所有的分別具有相同的橫向延伸長度的模件的方案，甚至此實施是優選的方式。
每個本發明的車頂空調設備還具有用于輸送有待空調的空氣的管路裝置。根據本發明優選對內部管路裝置與高壓端的熱交換裝置的模件分隔開單獨制備，必要時為具有自己的機殼的模件結構，并在熱交換裝置模件的側面上接合。本發明并不排除一種將高壓端的熱交換裝置高度集成的方案，其中內部管路裝置的至少一個區段被包含在高壓端的熱交換裝置的模件內，其中優選除此之外在高壓端熱交換裝置的模件內還可以包含有一個蒸發裝置。后者的方案不得與下述的現有技術的構思混淆，即對每個車型生產作為一個單元的車頂空調設備，所述單元也被稱作模件和在預先制造后成批地安裝在相同類型的車輛上。其中根據本發明僅考慮采用標準結構件具有調整到相同的額定功率和其中最好調整到相同的壓力損耗的單元，在需要大于一個最小功率的情況下，作為模件成柵格狀地接合在一起，或在預先應制備較小的單元的額定功率的情況下，可以在車輛頂部接合設置。
不管蒸發裝置是否安裝在高壓端的熱交換裝置的模件內，都要將蒸發裝置設置在內部管路裝置的側面，從而在任何情況下實現車頂空調設備有利的面積分布。
根據一優選的實施方式蒸發裝置和/或內部管路裝置分別為具有自己的機殼的模件結構。其中可以聯想到，對高壓端的熱交換裝置的不同的額定功率的所有模件，內部管路裝置或內部管路裝置的至少一個區段和/或蒸發裝置分別僅具有唯一一個模件。為實現整個車頂空調設備的結構的高度的標準結構件的靈活性，根據本發明的進一步設計，蒸發裝置本身最好僅有少許的功率分級和分別根據整個車頂空調設備的設計可以對所有模件的標準結構進行選擇。對該總體構思(見權利要求12)可以做出進一步設計(見權利要求16)，高壓端的熱交換裝置的模件和/或蒸發裝置的模件的結構最好保持不變和優選僅僅或主要通過對在高壓端熱交換裝置的模件內的或在蒸發裝置內的分別適配的相同的通風單元或風機單元的數量實現根據額定功率的分級。其中對有關的模件進行準備，使僅功率不同的風機單元或通風單元的相同的結構以相對很小的數量變化安裝在模件上或在改變額定功率時可以進行追加安裝。該構思實現了在分級的有關模件的外部結構形狀相同的情況下僅對在內部進行的熱交換功率或蒸發功率的所有額定功率的分級。
如上所述，高壓端熱交換裝置及其模件最好在汽車的縱向上延伸。根據該構思的進一步設計，最好蒸發裝置和內部管路裝置的至少一個區段分別在汽車或在高壓端的熱交換裝置的模件的縱向上延伸(見權利要求17)，蒸發裝置和內部管路裝置的至少一個區段最好為模件結構。
不管內部管路裝置和蒸發裝置本身是否是模件結構的，其中它們最好特別是在橫向上具有一個自己的區段，都可以通過汽車橫向上的車頂空調設備的特殊的幾何形狀實現汽車車頂在橫向上的彎曲伸展的適配。在不同的模件或甚至僅相應的設置區段具有在汽車的縱向上伸展或定向的接縫或連接線時，此點實現了至少一對在橫向上相互鄰接的區段、模件或區段和模件順序以水平線為基準，或甚至以相鄰的區段或相鄰的模件為基準的彎曲設置，其中從整個橫向上看甚至可以有多個彎曲，所述彎曲與車輛頂部的安裝面的圓弧或通常的彎曲相符或至少與之適配。其中在相鄰的區段、模件或區段或模件對之間可以采用可固定的鉸鏈式的連接，此點特別對橫向順序連接的模件是很重要的。對橫向接續的區段或區的序列或模件序列也可以采用固定的彎頭連接方式。彎頭連接的一特別優選的方案在于，在相鄰的模件、區段或模件和區段對之間設置有作為彎頭的給定彎曲架。此點不僅在結構上是特別簡單的，而且便于在車頂上的安裝作業，因為對車頂安裝作業時相鄰的相互彎曲的車頂空調設備的范圍的重量可被用于對在車輛頂部上所需的彎頭的端位置的調整。在利用車頂空調設備的范圍的自重的情況下，甚至可以省去用于固定彎角位置的固有的手段，這是因為該固定將由于模件或區段的重量得到持續的保證。此點并不排除出于對安全的考慮還對彎頭安裝位置加以固定。
上面的措施涉及與汽車橫向上的平面不相同的車頂安裝面的空間伸展的適配，而權利要求15涉及的對汽車橫向上的不同的安裝面(只要該安裝面的寬度不同)的另一種適配方式。出于對重量均勻分布的考慮，建議在這種情況下將車頂空調設備分布在汽車的安裝面的整個寬度上，為此為了對至少為模件結構的或在寬度方向上的固定的結構進行補償在橫向上相鄰的區段和模件對或模件和區段對之間設置有至少一個跨接裝置(參見權利要求15)。
最好(根據權利要求18)車頂空調設備在橫向上以其中心為基準成對稱結構，其中高壓端的熱交換裝置設置在所述中心上。在其兩側的外面首先接有內部管路裝置和接著在內部管路裝置的兩側外面接有蒸發裝置，其中后者最好與膨脹裝置接合。
在大轎車上，但也可以在一些其它的車輛上最好車頂空調設備的設置應可以實現對車輛的內部空氣的空調、導入車輛內的外部空氣的空調和/或兩種工作方式之間的混合工作等工作方式之間的轉換閥的調整。特別是在車頂空調設備的內部管路裝置的至少一個區段為模件結構時，最好安裝在內部管路裝置內設置有一個安裝空間，在所述安裝空間內安裝有或可以安裝這種轉換閥。所述轉換閥以完全通常的方式由調整翻板構成。
高壓端的熱交換裝置通常在車頂空調設備中在內部致冷劑的流向上接在壓縮裝置的后面，所述壓縮裝置與高壓端的熱交換裝置不同，不是安裝在車頂空調設備內，而是設置在汽車的發動機的空間內或至少被汽車機械地或液壓地驅動。根據本發明的另一實施方式優選將這樣的一個壓縮裝置安裝在車頂空調設備內，確切地說最好安裝在至少一個帶有通風裝置的高壓端熱交換裝置的模件內。其中補充的壓縮裝置是一個具有自己的機殼的單獨的模件。
在權利要求22至28表述了在本發明的車頂空調設備中另外補充一個具有通風裝置的高壓端熱交換裝置的模件，所述權利要求涉及根據本發明的進一步設計對燃料電池裝置的添加。其中所述燃料電池在將壓縮裝置安裝在車頂空調設備內時至少作為該壓縮裝置的工作電流的發生器，另外例如在必要時也補充用于當車頂空調設備也用于加熱時產生電流。而且通風器和風機也需要提供電流。此點并不排除燃料電池裝置滿足于其它目的，例如作為車輛本身的發電機組。
可以根據幾十年歷史的通常的技術對車頂空調設備進行低臨界的設計，或根據現代技術對車頂空調設備進行超臨界的設計，其中超臨界的工作例如采用二氧化碳作為內部致冷劑的工作介質。在后者的情況下高壓端的熱交換裝置或其模件優選還包括一個用于內部致冷劑的氣體冷卻器(參見權利要求29)。
下面對照說明多個實施例的附圖對本發明做進一步說明。圖中示出
圖1為車頂空調設備的第一實施方式的帶有切面的斜俯視圖；圖2為與圖1相同的具有與第一實施方式相同的結構的第二實施方式的視圖，但沒有切面并且額定功率不同；圖3為圖2所示的高壓端的熱交換裝置的具有局部切面的視圖；圖4為圖3所示的高壓端的熱交換裝置的一個模件的具有局部切面的視圖；圖5示出具有較高的額定功率的相同的基本結構的圖4的變型；圖6和7為與圖4和5類似的視圖，但內部致冷劑的導管采用不同的管幾何形狀；圖8本發明的車頂空調設備的截面圖；圖8a為圖8的局部放大圖9示出圖8a的變型；圖10為作為獨立的具有機殼的模件的內部管路裝置區段的放大圖；圖10a與圖10相同，但附加安裝有在不同的空調的工作方式之間進行切換的轉換閥的調整翻板；圖11為本發明的車頂空調設備的管路圖；圖12為圖11的替代方案；圖13為本發明的車頂空調設備的實施方式的仰視圖；圖13a沿圖13中XIII-XIII線的剖視圖；圖14安裝在本發明的車頂空調設備的燃料電池的獨立的模件的截面圖；圖15為所述燃料電池的燃料的獨立的容器的截面圖，其中所述容器本身是具有用于安裝在本發明的車頂空調設備的機殼的獨立的模件；和圖16為圖11的替代方案。
在圖1中用虛線表示在圖中未示出的大轎車的車頂上的安裝面，在所述安裝面上安裝有車頂空調設備4的第一實施方式。
在此，車頂空調設備與大多數的其它的實施方式相同僅由標準結構的模件構成，所述模件可以根據具體情況具有分級的額定參數。在所示的實施方式中，一種特定類型的所有模件與其額定參數無關具有預定的外部的幾何形狀，該幾何形狀由有關的模件的機殼決定。
如圖1所示的車頂空調設備4具有分別帶有大致為矩形的基面的不同的模件，所述模件平行于安裝面2的縱軸3延伸。其中在安裝面2的寬度方向上設置有具有不同的額定功率的高壓端熱交換裝置的兩個模件6構成的序列，所述模件的端側相互沒有錯位地接合在一起。為實現相互的接合，模件6設置有用于相互重疊的壁凸肩7，所述壁凸肩7被螺釘或鉚釘8相互固定在一起。
在模件6的兩側和分別具有基本相同的縱向延伸側對側地分別設置有用于對有待空調的空氣進行導向輸送的內部管路裝置12的模件10。沿模件的兩個外側延伸有分別具有相同的配置的蒸發裝置的模件14。
在圖1中的熱交換裝置的兩個模件6的區別在于額定功率不同，其中在模件6a上安裝有三個通風器16，而另一個模件6b在模件縱向延伸相同的情況下僅具有一個通風器16。
在圖1中僅用格柵示出通風器。在模件6b上附加設有一個沒有通風器和柵格的預留安裝位置17，在所述預留安裝位置上可以與在圖中未示出的第三個預留安裝位置17相同有選擇地安裝帶有格柵的通風器16。在預留安裝位置17沒有被使用的情況下，必須用圖中未示出的罩蓋將其閉合。
在模件6和10之間設置與橫向連接件7、8相同的同類型的側橫向連接件18、19。盡管圖中未示出，還可以附加聯想到在模件10和14之間也設有橫向連接件。
圖2與圖1的區別僅在于在圖1中的模件6上未使用的預留安裝位置17上也安裝有通風器16以及圖中示出的格柵。
通過對圖1和2的比較可以看出，在模件6外形幾何形狀通常相同的情況下可以有選擇地安裝一個通風器(圖1)、兩個通風器16(圖2)或三個通風器16(圖1和2中的模件6a)。其中通過模件6相同的結構可以分別在一個模件6上實現三種不同的額定功率。
另外在圖1和2中還示出，可以通過將分別具有不同的額定功率(在圖1中的一個和三個額定功率和在圖2中的兩個和三個額定功率)的兩個模件的組裝實現高壓端熱交換裝置的總功率。
其中還可以采用其它的變化的方案，對此圖中未示出。尤其是一方面可以考慮將兩個以上的模件6軸向連接，另一方面也可以考慮分別為一個模件裝設有三個以上的通風器16。就大轎車而言經實踐證實，采用如實施例中所述的具有通常相同的外形幾何形狀的模件，根據對功率的需要采用在兩個、三個和四個通風器之間變化的方式，足以滿足要求。
在圖3至9中進一步詳細地示出模件的結構。
首先一方面從圖4和5中，另一方面從圖6和7中可以看出，在外部幾何形狀或模件大小和特別是模件的高度保持不變的情況下用于輸送內部致冷劑的管路的幾何形狀可以是任意的。例如圖3-5中示出的圓管20以及圖6和7中示出的扁管21可以說明此點，其中這些管子分別具有一種散熱片筋22。所述散熱片筋22被周圍的空氣加載，內部的致冷劑以通常的方式對周圍的空氣進行冷卻，將在制冷空調時吸收的熱導出。
在圖8中，但部分也在其它的圖中用附圖標記23、24和25表示模件6或5、6a和6b、模件10和模件14的固有的機殼。
在圖10和10a中還進一步清楚地示出內部管路裝置的機殼24。
在圖10a中還示出在機殼內的具有調整板28的轉換閥26，采用所述的轉換閥以通常的方式實現對通過內部的管路裝置10輸送的有待空調的空氣以循環風、新鮮空氣或混合的方式的處理。
在機殼24上通常形成一個由車輛的內部空間進入的有待空調的空氣的入口孔29、一個用于從外部進入的通過隔板31輸送給轉換閥26的新鮮的空氣的入口孔30和一個出口孔32，所述出口孔將有待空調的內部空氣或外部空氣輸送給模件14上的蒸發裝置。另外，圖10中還示出對橫向連接件18、19的進一步設計，對此還將在下面結合圖8做進一步的說明。
在圖8a中的中間位置清楚地示出模件10。
另外還可以看出，蒸發裝置的模件14還含有下述的其它構件一方面始終要包含有一個蒸發熱交換器36，所述蒸發熱交換器內部被內部的致冷劑加載和外部被通過內部管路裝置輸送的有待空調的空氣加載。其中蒸發熱交換器36的整個高度延伸與機殼25適配。可以通過改變風機38的數量實現功率的變化，但圖中僅示出一個風機。可以考慮每個模件采用1-4個風機，從而對應于模件6兩側對稱實際上具有兩倍的風機數量，因此在采用一個左側的和一個右側的蒸發熱交換器36的情況下也可以實現雙倍的蒸發功率。但也可以增大風機38的數量或在另外的極限情況下放棄僅對一個風機的采用。
在車頂空調設備不僅用于對有待空調的空氣進行制冷，而且還另外可以附加用于加熱時，在蒸發裝置模件14上還可以安裝一加熱熱交換器，所述加熱熱交換器在具有圓管的所示的實施方式中最好用大轎車的驅動內燃機的冷卻劑進行加熱和外部同樣用有待空調的空氣加載。此點當然也同樣適用于采用扁管的情況。但也可以替代上述采用其它的加熱件，所述加熱件用電流加熱，對此在圖中未示出。
在圖8a中僅繪出圓管，但同樣也可以用扁管替代圓管。
在圖8a和9中一方面可以看出，為了與安裝面2的寬度尺寸進行適配，模件6、10和14的側面可以分別用一跨接裝置42保持一定間隔，所述跨接裝置在模件6的兩側安裝在模件6與模件10之間。另一跨接裝置大多數情況下不是絕對必要的，但在必要時也可以同樣設置在模件10和14之間。從圖中可以看出，跨接裝置42是由機殼狀的結構構成的模件(僅在圖9中示出)。
另外在圖8a和9中還示出，模件10可以對應于模件6與在車輛的寬度方向上安裝面的表面弧度適配進行相對彎曲。其中在圖9中示出一鉸鏈型的連接件44，而在圖8a中示出一種彎曲轉轍連接件46，下面將對照圖11等并結合一些其它重要的補充對迄今的所述的設置的工作方式加以說明。
如內部的致冷劑的管路圖11和12所示，首先可以將內部致冷劑的下述回路視為一種可能的工作方式壓縮裝置或壓縮機50被大轎車的驅動電機48機械驅動，所述壓縮機用于將內部致冷劑從低壓狀態通過壓縮效應提升到高壓狀態并從內部饋送給模件6內部的熱交換裝置的熱交換管路20或21，其中在熱交換管路的外部的筋將熱釋放給周圍的空氣。然后內部的致冷劑被輸送給蒸發模件14內的膨脹裝置52，在此處內部的致冷劑重新被轉換到低壓狀態并在該狀態下被輸送給模件14內的蒸發裝置36。膨脹裝置52與蒸發裝置36機械地連接。內部的致冷劑從蒸發裝置重新被輸送給壓縮裝置50。
在圖11的中間部位用符號清楚地示出致冷劑的循環方向。
在圖11中蒸發裝置分別設置在各自的模件14內，但也可以如圖12所示設置在高壓端的熱交換裝置的模件6內。
其中出于簡化起見統一用附圖標記54表示主要由管件20或21及其外部的筋22構成的高壓端的熱交換裝置。
在圖11和12中另外壓縮裝置50設置在本發明的車頂空調設備外面的汽車的驅動電機的范圍內的。圖13示出根據本發明的優選的變型方案，其中壓縮裝置50設置在一自己的具有單獨的機殼的模件56和嵌入本發明的車頂空調設備的一相應的下凹內。出于直觀起見，在圖13中模件56的下面的蓋板被取下。從圖中可以看出，在此的模件56的縱向延伸小于模件10和14的縱向延伸和壓縮裝置50嵌入因此贏得的空間內。用附圖標記58表示電源和所屬的電氣部件的控制單元的通常的安裝組件。
其中在圖13a的剖視圖中示意示出模件56的機殼60，兩個所述的部件50和58安裝在所述的機殼內。從機殼60穿過一其外面示出的套管引出電源線62。
與模件56類似，在模件6的軸向延伸上還可以安裝或附加安裝一個作為具有自己的機殼66的獨立的模件的燃料電池裝置64，所述燃料電池裝置形成自己的模件68。
在圖中僅示出燃料電池裝置必要的固有的冷卻回路70，所述冷卻回路同樣也被包含在機殼66內。另外在圖中還可以看到在燃料電池裝置內產生的電能的電氣連線以及具有所屬的燃料電池裝置的供給管路用于輸入和排出燃料的套管74，所述套管同樣也穿過機殼66引出。
圖14示出一種實施方式，其中燃料從外部被輸送入模件68內和廢氣從模件內被重新排出。
與上述相對應，圖15示出另一個具有自己的機殼78的獨立的模件76，所述機殼具有燃料電池裝置64的燃料的容器80。該模件76可以與上述的模件56和/或68相同同樣可以是單獨的或與兩個模件56和68或與其中的一個模件結合設置在車頂空調設備4內。另外在此還可以聯想到為燃料電池裝置最好補充設置有用于對容器充注的單獨的孔以及用于提取燃料的提取管路。
圖16示出對圖11擴展的管路圖，其中對車頂空調設備補充一個具有燃料電池裝置68的模件。在此設置有用于對燃料電池64進行冷卻的內部的冷卻劑。為此利用一個膨脹裝置52對處于高壓狀態的冷卻劑進行扼流，使之處于低壓狀態并輸送給蒸發裝置36。在燃料電池的冷卻回路70內對冷卻劑以所示的方式進行冷卻(參見權利要求25)。另外還可以設置有作為單獨的對車頂空調設備進行補充的模件的冷卻回路。當然，另外也可以或同時用被內部的致冷劑冷卻的空氣對燃料電池進行冷卻。
權利要求
1.一種車頂空調設備(4)，采用內部的致冷劑根據冷凍劑壓縮原理工作，用于載重汽車，特別是用于大轎車，其中設有高壓端的熱交換裝置(54)的被內部的致冷劑順序加載的序列，具有所屬的通風裝置(16)、膨脹裝置(52)和蒸發裝置(36)，針對車頂空調設備(4)的內部的管路裝置(12)，所述管路裝置用于輸送有待空調的空氣，所述空氣與蒸發裝置(36)進行熱交換，和高壓端的熱交換裝置(54)的一模件結構(6)，具有在自身的機殼(16、14)內的所屬的通風裝置(16)，其特征在于，為高壓端的熱交換裝置(54)的同類型的這種模件(6a、6b)的接合設有、準備有或形成連接件(34)，和所述模件(6或6a、6b)的設計應實現具有相同功率的模件和/或具有分級功率的模件的柵格狀的接合(7、8；34)。
2.按照權利要求1所述的車頂空調設備，其特征在于，模件(6或6a、6b)在車輛的縱向上被接合。
3.按照權利要求1或2所述的車頂空調設備，其特征在于，高壓端的熱交換裝置(54)具有用于輸送內部的致冷劑的圓管(20)。
4.按照權利要求1或2所述的車頂空調設備，其特征在于，高壓端的熱交換裝置(54)具有用于輸送內部的致冷劑的扁管(20)。
5.按照權利要求1至4中任一項所述的車頂空調設備，其特征在于，高壓端的熱交換裝置(54)的機殼(23)的尺寸大小應能實現為對內部的致冷劑的輸送可以選用圓管(20)或扁管(21)。
6.按照權利要求1至5中任一項所述的車頂空調設備，其特征在于，所述車頂空調設備還包括一個用于對有待空調的空氣進行加熱的加熱裝置(40)。
7.按照權利要求6所述的車頂空調設備，其特征在于，加熱裝置具有至少一個加熱熱交換器(40)，所述加熱熱交換器在具有外部的散熱筋片的蒸發裝置(36)中沿至少一個蒸發熱交換器的外部筋片的有待空調的空氣的氣路串接設置。
8.按照權利要求1至7中任一項所述的車頂空調設備，其特征在于，在柵格中至少設置有幾個，優選全部的分別具有相同的縱向延伸長度的模件(6a、6b)。
9.按照權利要求1至8中任一項所述的車頂空調設備，其特征在于，所述模件(6或6a、6b)還包含蒸發裝置(36)和至少一個內部管路裝置(12)的區段。
10.按照權利要求1至8中任一項所述的車頂空調設備，其特征在于，內部的管路裝置(12)與模件(6或6a、6b)分開設置和接在模件的側面。
11.按照權利要求1至10中任一項所述的車頂空調設備，其特征在于，蒸發裝置(36)設置在內部管路裝置(12)的側面。
12.按照權利要求1至11中任一項所述的車頂空調設備，其特征在于，蒸發裝置(36)和/或內部管路裝置(12)分別具有自己的機殼(24；25)，成模件(10；14)結構。
13.按照權利要求1至12中任一項所述的車頂空調設備，其特征在于，車頂空調設備在車輛的橫向上被分成區段和/或模件(6、10、14)和在相鄰的區段、模件或區段和模件對之間在其相對的角位置垂直于車輛可對車頂空調設備進行調整。
14.按照權利要求13所述的車頂空調設備，其特征在于，至少一區段對、模件或區段對，和模件通過鉸鏈式的連接(44)和/或彎曲轉轍式連接(46)相互結合在一起。
15.按照權利要求13或14所述的車頂空調設備，其特征在于在區段、模件或區段和模件對之間安裝有跨接裝置(42)。
16.按照權利要求1至15中任一項所述的車頂空調設備，其特征在于，可以通過對安裝在蒸發裝置(36)內的不同數量的相同的風機單元(38)和/或通過對安裝在高壓端的熱交換裝置(54)內的不同數量的相同的通風單元(16)實現對模件(6、14)的不同的功率級的選擇。
17.按照權利要求1至16中任一項所述的車頂空調設備，其特征在于，高壓端的熱交換裝置(54)、蒸發裝置(36)和至少內部管路裝置(12)的一個區段分別在車輛(或模件6、10、14)的縱向上延伸。
18.按照權利要求1至17中任一項所述的車頂空調設備，其特征在于車頂空調設備(4)的結構，高壓端熱交換裝置(54)設置在所述車頂空調設備橫向上的中間位置，在所述中間裝置的兩側外面接有內部的管路裝置(12)和在管路裝置的兩側外面接有蒸發裝置(36)，所述蒸發裝置分別與膨脹裝置(52)接合。
19.按照權利要求1至18中任一項所述的車頂空調設備，其特征在于，車頂空調設備(4)的內部的管路裝置(12)具有一個安裝空間(24)，在所述安裝空間內安裝有或可以安裝一個轉換閥(26)，所述轉換閥用于在對車輛內部的空氣進行空調、對引入車輛內的外部的空氣進行空調和/或這兩種工作方式之間的混合工作的工作方式之間進行切換。
20.按照權利要求1至19中任一項所述的車頂空調設備，其特征在于，在至少一個模件(6或6a、6b)中對帶有通風裝置(16)的高壓端的熱交換裝置(54)還補充又一個壓縮裝置(50)。
21.按照權利要求20所述的車頂空調設備，其特征在于，補充的壓縮裝置(50)本身為具有自己的機殼的模件(56)結構。
22.按照權利要求1至21中任一項所述的車頂空調設備，其特征在于，在至少一個模件(6或6a、6b)中對帶有通風裝置(16)的高壓端的熱交換裝置(54)還補充有一個燃料電池裝置(64)。
23.按照權利要求22所述的車頂空調設備，其特征在于，補充的燃料電池裝置(64)本身為具有自己的機殼(66)的模件(68)結構。
24.按照權利要求22或23所述的車頂空調設備，其特征在于，一個獨立的冷卻裝置(70)或冷卻模件與車頂空調設備內的燃料電池裝置(64)配合。
25.按照權利要求23或24所述的車頂空調設備，其特征在于，內部致冷劑也作為燃料電池裝置(64)的冷卻劑。
26.按照權利要求22至25中任一項所述的車頂空調設備，其特征在于，燃料電池裝置(64)的燃料的容器(80)被安裝在車頂空調設備(4)內。
27.按照權利要求26所述的車頂空調設備，其特征在于，容器(80)本身是一個獨立的模件(76)。
28.按照權利要求23和26所述的車頂空調設備，其特征在于，容器(80)安裝在燃料電池裝置(64)的模件(68)內。
29.按照權利要求1至28中任一項所述的車頂空調設備，其特征在于，所述的工作方式是高標準設計的和高壓端的熱交換裝置(54)具有一個用于致冷劑的氣體冷卻器。
全文摘要
本發明涉及一種車頂空調設備(4)，特別是涉及大轎車的車頂空調設備，具有高壓端的熱交換裝置(54)序列，所述高壓端的熱交換裝置序列被內部的致冷劑順序加載，包括通風裝置(16)、膨脹裝置(52)和蒸發裝置(36)，具有內部的管路裝置(12)，所述管路裝置用于輸送有待空調的空氣，所述空氣用于與蒸發裝置(36)進行熱交換，和具有高壓端的熱交換裝置(54)的模件結構(6)。根據本發明設有、準備有或形成用于對同類型的這種模件(6a、6b)進行柵格狀接合的連接件，和所述模件具有相同的功率和/或所述模件具有分級的功率。
文檔編號B60H1/32GK1717342SQ200480001484
公開日2006年1月4日 申請日期2004年9月14日 優先權日2003年10月2日
發明者卡爾-海因茨·哈塞爾, 西格貝特·舍恩, 瓦弗利克·米洛斯拉夫 申請人:德國皇家恒溫技術設備有限公司