DE102005020499A1

DE102005020499A1 - Verdampfer, insbesondere Heckverdampfer für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102005020499A1
Application number: DE102005020499A
Authority: DE
Inventors: Gottfried Dipl.-Ing. Dürr; Michael Dipl.-Ing. Kranich; Karl-Heinz Dipl.-Ing. Staffa; Christoph Dipl.-Ing. Walter
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2005-04-29
Filing date: 2005-04-29
Publication date: 2006-11-09
Also published as: EP1717530A2; EP1717530B1; EP1717530A3

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere einen Heckverdampfer für ein Kraftfahrzeug, mit Rohren (6) und einem Sammelkasten (5), der eine Verteilerplatte (7), ein Umlenkblech (8) und eine Bodenplatte (9) umfasst, in welchem die Rohre (6) mit mindestens einem ihrer Enden enden, und der von Kältemittel durchströmbar ist, wobei der Sammelkasten (5) genau eine Öffnung (8) in der Verteilerplatte (7) aufweist, durch welche Kältemittel in den Sammelkasten (5) gelangt und direkt nach welcher der Kältemittelstrom auf mindestens zwei Stränge verteilt wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verdampfer, insbesondere einen Heckverdampfer für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 2.

Aus der DE 102 60 107 A1 ist ein Wärmeübertrager bekannt, der Rohre aufweist, die von einem ersten Medium entlang mehrerer hydraulisch paralleler, aus Abschnitten aufgebauter Strömungspfade (Flachrohre), durchströmbar und von einem zweiten Medium umströmbar sind. Der Wärmeübertrager weist einen Einlass- und einen Auslassabschnitt auf, wobei im Einlass- oder Auslassabschnitt jeweils eine Mehrzahl voneinander beabstandeter Kältemittelein- bzw. -auslässe vorgesehen ist. Durch die Kältemitteleinlässe wird das Kältemittel von der entsprechenden Sammelkammer auf die Strömungspfade verteilt, und durch die Kältemittelauslässe wird das Kältemittel in der entsprechenden Sammelkammer gesammelt und dem Auslassabschnitt zugeführt.

Bei Heckverdampfern befindet sich häufig das Expansionsorgan vorn im Fahrzeug (z.B. im vorne liegenden Motorraum bzw. im Bereich der Kabinen-Spritzwand), so dass expandiertes Kältemittel im zweiphasigen Zustand über lange Leitungen, ggf. über 2 m, nach hinten zum Heckverdampfer geführt werden muss. Auf Grund der Länge der Leitung führt dies zu Problemen in Hinblick auf eine Entmischung der Gas- und Flüssigphase. Wird der Heckverdampfer überhitzt betrieben, so kann es bei herkömmlichen Bauformen dazu kommen, dass einzelne Stränge bevorzugt mit dem entmischten Gasanteil versorgt werden, so dass ein ungünstiges Temperaturprofil entstehen kann, wodurch die Leistung und der Wirkungsgrad des Heckverdampfers beeinträchtigt werden. Dies trifft beispielsweise auch im Falle einer Bauweise des Heckverdampfers gemäß der zuvor genannten DE 102 60 107 A1 zu.

Eine ungleichmäßige Temperaturverteilung ist insbesondere bei den in der Regel relativ klein ausgebildeten Heckverdampfern (bspw. 10 cm hoch und 15 cm breit) unerwünscht, die insbesondere bei hochwertigen, mehrzonigen Klimaanlagen verwendet werden, wobei der Heckverdampfer der Kühlung zweier Zonen dient, da sie den Komfort der Insassen stark beeinträchtigen kann.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Wärmeübertrager mit einem verbesserten Temperaturprofil zur Verfügung zu stellen, so dass auch bei einem am Wärmeübertragereintritt getrennt zweiphasig, d.h. nicht als feiner Nebel, vorliegenden Kältemittel eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung sichergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Wärmeübertrager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Dazu wird ein Wärmeübertrager, insbesondere ein Heckverdampfer für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, der von Kältemittel durchströmbar ist, und der derart aufgebaut ist, dass der in den Wärmeübertrager einströmende Kältemittelstrom durch eine Verteileinrichtung auf mindestens zwei voneinander getrennte Stränge verteilt wird, derart, dass es zu keiner gegenseitigen Durchmischung des jeweils darin strömenden Kältemittelteilstroms kommt. Eine Zusammenführung der Kältemittelteilströme, insbesondere im Ausgangsbereich des Wärmeübertragers soll jedoch nicht ausgeschlossen werden. Diese Ausbildung ermöglicht insbesondere in Fällen, wenn das Kältemittel in einem zweiphasigen, entmischten Zustand am Verdampfereingang vorliegt, eine gleichmäßige Temperaturverteilung über den Wärmeübertrager hinweg, und damit auch eine möglichst große Kälteleistung bei geringen Abmessungen des Wärmeübertragers. Bei anderen Verdampfern führt ein solches zweiphasiges, entmischtes Kältemittel üblicherweise zu einem stark uneinheitlichen Temperaturprofil. Durch die gleichmäßige Kältemittelverteilung kann also der Komfort der hinteren Kraftfahrzeug-Insassen deutlich erhöht werden, wobei die Maßnahmen hierfür sehr kostengünstig sind. Das gesagte gilt insbesondere für R744 (Kohlendioxid) als Kältemittel, da es sich gezeigt hat, dass hier die Temperaturverteilung besonders gut homogenisiert werden kann.

Einem anderen Aspekt der Erfindung folgend ist ein Wärmeübertrager vorgesehen, insbesondere ein Heckverdampfer für ein Kraftfahrzeug, mit Rohren und einem Sammelkasten, der eine Verteilerplatte, ein Umlenkblech und eine Bodenplatte umfasst, in welchem die Rohre mit mindestens einem ihrer Enden enden, und der von Kältemittel durchströmbar ist, wobei der Sammelkasten genau eine Öffnung in der Verteilerplatte aufweist, durch welche Kältemittel in den Sammelkasten gelangt und direkt nach welcher der Kältemittelstrom auf mindestens zwei Stränge verteilt wird. Dabei erfolgt die Kältemittelverteilung bevorzugt gleichmäßig auf genau zwei Stränge. Die gleichmäßige Kältemittelverteilung in Folge der einen Öffnung in der Verteilerplatte, die mit einer Einspritz-Verteileröffnung in dem danach angeordneten Umlenkblech vorgesehen ist, ermöglicht eine gleichmäßig Verteilung des Kältemittels, insbesondere auch, wenn das Kältemittel in einem zweiphasigen, entmischten Zustand vorliegt, der bei anderen Verdampfern zu einem stark uneinheitlichen Temperaturprofil führt. Durch die gleichmäßige Kältemittel verteilung wird also der Komfort der hinteren Kraftfahrzeug-Insassen deutlich erhöht, wobei die Maßnahmen hierfür sehr kostengünstig sind. Das gesagte gilt insbesondere für R744 (Kohlendioxid) als Kältemittel, da es sich gezeigt hat, dass hier die Temperaturverteilung besonders gut homogenisiert werden kann.

Die beiden oben genannten Aspekte der Erfindung sind einzeln und unabhängig voneinander von Vorteil. Denkbar sind jedoch auch Kombinationen aus diesen Aspekten.

Die an die Öffnung in der Verteilerplatte anschließende Einspritz-Verteileröffnung ist vorzugsweise H-förmig ausgebildet. Diese Form ermöglicht auf besonders einfache und kostengünstige Weise eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Kältemittels auf die beiden Stränge.

Das Umlenkblech weist bevorzugt nicht nur eine H-förmige Einspritz-Verteileröffnung sondern auch mehrere H-förmige Öffnungen zur Umlenkung des Kältemittelstroms von einem Rohr zum benachbarten Rohr auf. Durch die H-förmige Ausgestaltung wird das Kältemittel bei jedem Umlenken im Sammelkasten vermischt, so dass das Temperaturprofil über die Flachrohre selbst sehr gleichmäßig ist.

Bevorzugt weist auch das Umlenkblech eine H-förmige Kältemittelauslass-Öffnung auf, welche nach der entsprechenden Öffnung in der Verteilerplatte angeordnet ist und durch die das Kältemittel aus dem Sammelkasten gesaugt wird. Die symmetrische Ausgestaltung der Auslassöffnung unterstützt ein gleichmäßiges Temperaturprofil.

Die H-förmige Öffnung ist zur Lenkung und Optimierung der Strömung mit abgerundeten Ecken ausgebildet.

Die H-förmige Öffnung ist bevorzugt an ihren Schenkelenden abgerundet ausgebildet, wobei sich die Breite des Schenkels etwas erweitert. Der Schenkel selbst endet bevorzugt gerade.

Die H-förmige Öffnung weist bevorzugt eine Schenkelbreite auf, die etwa der Breite der Querverbindung zwischen den beiden Schenkeln entspricht. Diese Ausgestaltung ermöglicht zum Einen eine gute Vermischung des Kältemittels im Bereich der Umlenkung und zum Anderen ermöglicht sie eine ausreichend belastbare Ausgestaltung und Anlötbarkeit des Umlenkblechs.

Der Wärmeübertrager ist bevorzugt zweireihig ausgebildet, wobei er vorzugsweise auch sehr klein gebaut ist.

Um ein möglichst gleichmäßiges Temperaturprofil und einen guten Wirkungsgrad des Wärmeübertragers zu ermöglichen, ist die Einspritz-Verteileröffnung – in Strömungsrichtung der den Wärmeübertrager durchströmenden Luft gesehen – vorzugsweise in der letzten Rohrreihe angeordnet. Entsprechend ist die Auslassöffnung gegenüberliegend auf der anderen Seite, d.h. in der – in Strömungsrichtung der den Wärmeübertrager durchströmenden Luft gesehen – ersten Rohrreihe angeordnet.

Der Wärmeübertrager ist, um ein möglichst gleichmäßiges Temperaturprofil zu erhalten, vorzugsweise spiegelbildlich zur Mittelquerachse und/oder punktsymmetrisch zur Mittelachse ausgebildet, wobei – im Falle einer hierfür ungeeigneten Rohranzahl – die entsprechenden Ein- und Auslassöffnungen auch jeweils um eine Reihe versetzt angeordnet sein können. Bei einer asymmetrischen Luftanströmung kann es jedoch auch vorteilhaft sein, eine unterschiedliche Weglänge der beiden Stränge, durch welche das Kältemittel den Wärmeübertrager durchströmt, vorzusehen. Entsprechendes gilt auch in anderen Fällen, z.B. wenn aufgrund der Verdampferbreite oder aufgrund der Einbaugegebenheiten keine symmetrische Aufteilung möglich ist.

Das Einspritzrohr und/oder das Saugrohr sind vorzugsweise mit dem Wärmeübertrager verlötet, wodurch sich eine Komplettlösung mit möglichst wenig Löt-/Verbindungsstellen ergibt. Das Verlöten – einschließlich des Sammelkastens – kann in einem Schritt erfolgen, so dass die Herstellungskosten minimiert werden können.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit mehreren Varianten unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine Ansicht eines Heckverdampfers mit Expansionsventil, Einspritzrohr und Saugrohr,
2 eine Seitenansicht des Heckverdampfers von 1 mit Expansionsventil, Einspritzrohr und Saugrohr,
3 eine Ansicht von unten auf den Heckverdampfer von 1 mit Expansionsventil, Einspritzrohr und Saugrohr,
4 eine Ansicht des Einspritzrohres,
5 eine Ansicht von unten auf das Einspritzrohr von 4,
6 eine vergrößerte Darstellung eines Schnitts entlang der Linie VI-VI von 4,
7 eine Detailansicht des Bereichs VII von 6,
8 eine Darstellung eines Schnitts entlang der Linie VIII-VIII von 7,
9 eine Ansicht des Saugrohrs,
10 eine Ansicht von unten auf das Saugrohr von 9,
11 eine vergrößerte Darstellung eines Schnitts entlang der Linie XI-XI von 10,
12 eine Detailansicht des Bereichs XII von 11,
13 eine Darstellung eines Schnitts entlang der Linie XIII-XIII von 12,
14 eine Draufsicht auf die Verteilerplatte des Heckverdampfers von 1,
15 einen Schnitt entlang der Linie XV-XV von 14,
16 eine Draufsicht auf das Umlenkblech des Heckverdampfers von 1,
17 eine Detailansicht des Bereichs XVII von 16,
18 eine Seitenansicht des Umlenkblechs von 16,
19 eine Draufsicht auf die Bodenplatte des Heckverdampfers von 1,
20 eine Seitenansicht der Bodenplatte von 19,
21 eine Ansicht der Anschlüsse einer Variante eines Heckverdampfers mit einer Breite von zwölf Flachrohren,
22 eine Draufsicht auf das Umlenkblech des Heckverdampfers von 21 mit durch Pfeilen angedeutetem Strömungsverlauf,
23 eine erste Variante der Anschlüsse für den Heckverdampfer von 21,
24 eine zweite Variante der Anschlüsse für den Heckverdampfer von 21,
25 eine dritte Variante der Anschlüsse für den Heckverdampfer von 21,
26 eine Ansicht der Anschlüsse einer zweiten Variante eines Heckverdampfers mit einer Breite von zwölf Flachrohren,
27 eine Draufsicht auf das Umlenkblech des Heckverdampfers von 26 mit durch Pfeilen angedeutetem Strömungsverlauf,
28 eine erste Variante der Anschlüsse für den Heckverdampfer von 26,
29 eine zweite Variante der Anschlüsse für den Heckverdampfer von 26,
30 eine dritte Variante der Anschlüsse für den Heckverdampfer von 26,
31 eine Ansicht der Anschlüsse einer dritten Variante eines Heckverdampfers mit einer Breite von zwölf Flachrohren,
32 eine Draufsicht auf das Umlenkblech des Heckverdampfers von 31 mit durch Pfeilen angedeutetem Strömungsverlauf,
33 eine Ansicht der Anschlüsse einer Variante eines Heckverdampfers mit einer Breite von zehn Flachrohren,
34 eine Draufsicht auf das Umlenkblech des Heckverdampfers von 33 mit durch Pfeilen angedeutetem Strömungsverlauf,
35 eine Variante der Anschlüsse für den Heckverdampfer von 33,
36 eine Draufsicht auf das Umlenkblech eines Heckverdampfers mit einer Breite von acht Flachrohren mit durch Pfeilen angedeutetem Strömungsverlauf,
37 eine Draufsicht auf das Umlenkblech eines Heckverdampfers mit einer Breite von acht Flachrohren mit durch Pfeilen angedeutetem Strömungsverlauf gemäß einer Anschlussvariante bezüglich des Heckverdampfers von 36,
38 eine Ansicht der Anschlüsse einer Variante eines Heckverdampfers mit zwölf Flachrohren, bei dem die beiden Stränge unterschiedlich lang sind, und
39 eine Draufsicht auf das Umlenkblech des Heckverdampfers von 38.
Ein Wärmeübertrager 1, vorliegend ein Heckverdampfer eines Kraftfahrzeugs, der über ein Einspritzrohr 2 und ein Saugrohr 3 mit einem Expansionsorgan 4 verbunden ist, weist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Sammelkasten 5 und eine Mehrzahl von zweireihig angeordneten, U-förmig gebogenen Flachrohren 6 auf. Der Sammelkasten 5 weist eine Verteilerplatte 7 mit je einer Öffnung 8 mit nach außen leicht überstehendem Rand 9 für das Einspritzen und Absaugen des Kältemittels mit Hilfe des Einspritzrohres 2 bzw. des Saugrohres 3, ein mit der Verteilerplatte 7 verlötetes Umlenkblech 10 und eine mit dem Umlenkblech 10 verlötete Bodenplatte 11 mit einer Mehrzahl von langlochförmigen Öffnungen 12 auf, in welche die Enden der Flachrohre 6 eingeführt sind.
Das Einspritzrohr 2 ist an seinem Ende mit einem Verschlussdeckel 13 verschlossen. Der Kältemittelaustritt aus dem Einspritzrohr 2 in den Wärmeübertrager 1 ist in Form genau einer Bohrung 14 vorgesehen, die in der Fügenaht des Rohres angeordnet ist und einen Bohrungsdurchmesser aufweist, der kleiner als der Innendurchmesser des Einspritzrohres 2 ist (vgl. 8). Die Bohrung 14 ist fluchtend mit der entsprechenden Öffnung 10 in der Verteilerplatte 6 angeordnet.
Das Saugrohr 3 ist entsprechend dem Einspritzrohr 2 ausgebildet und bezüglich der Verteilerplatte 6 angeordnet, jedoch weist die Bohrung 14 am Ende des Saugrohres 3 einen Bohrungsdurchmesser auf, der dem Innendurchmesser des Saugrohres 3 entspricht (vgl. 13).
Das Einspritzrohr 2 wie auch das Saugrohr 3 sind vorliegend direkt mit der Verteilerplatte 6 fest verbunden, wofür der jeweilige nach außen leicht überstehende Rand 9 der Öffnungen 8 in der Verteilerplatte 6 in die entspre chende Bohrung 14 im jeweiligen Rohr ragt. Hierbei entspricht die Höhe des Randes etwa der Rohrwandstärke.
Alternativ können die Rohre auch in die Verteilerplatte mit ihren Enden eingeführt sein oder kann eine mehrteilige Ausführungsform vorgesehen sein, wobei in diesem Fall der mit der Verteilerplatte fest verbundene oder ggf. auch einstückig ausgebildete Teil in Hinblick auf seine Funktion noch als ein Teil des Einspritzrohres bzw. Saugrohres bezeichnet wird.
Im Folgenden wird das Umlenkblech 10 näher erläutert. Die Funktion des Umlenkblechs 10 ist in erster Linie die Umlenkung des von einem Flachrohr 6 ausströmenden Kältemittels zum benachbarten Flachrohr 6, wobei das Kältemittel zusätzlich gemischt werden soll, damit ein möglichst gleichmäßiges Temperaturprofil vorliegt. Dies erfolgt vorliegend innerhalb der Reihen mit Hilfe der zweireihig angeordneten H-förmigen Öffnungen 15 im Umlenkblech 10. Prinzipiell wäre jedoch auch eine andere Ausgestaltung der Öffnungen 15, insbesondere diejenige der Öffnungen 15, die nur der Umlenkung von einem Flachrohr 6 zum benachbarten Flachrohr 6 und ggf. auch der Ausleitung aus den letzten zwei durchströmten Flachrohren 6 in das Saugrohr 3 dienen, möglich. Auf Grund der in Folge der hohen Drücke erforderlichen Festigkeit ist jedoch eine H-förmige Ausgestaltung besonders vorteilhaft.
An beiden längsseitigen Enden des Umlenkblechs 10 ist jeweils eine langlochartig ausgebildete Öffnung 16 vorgesehen, welche sich in ihrer Länge über beide Reihen von H-förmigen Öffnungen 15 erstreckt und das Kältemittel von einer Reihe in die andere Reihe leitet (siehe 16).
Die H-förmige Ausgestaltung einer Einspritz-Verteileröffnung 15a, die gegenüber dem Kältemittelauslass der Verteilerplatte 7 angeordnet ist, entspricht vorliegend exakt derjenigen der anderen Öffnungen 15, wobei genau diese Ausgestaltung in Hinblick auf eine gleichmäßige Verteilung des Kältemittels auf die beiden Stränge besonders vorteilhaft ist. Vorliegend ist auch die dem Kältemittelauslass der Verteilerplatte 7 gegenüberliegende Auslassöffnung 15b des Umlenkblechs 10 entsprechend ausgebildet.
Die H-Form der Öffnungen 15, 15a und 15b weist abgerundete Kanten in allen Bereichen auf, wobei die Enden der Schenkel mit nach außen überstehenden Abrundungen versehen sind, so dass die Schenkelbreite an den Enden etwas vergrößert ist (vgl. 17). Die Querverbindung weist die gleiche Breite wie die Schenkel auf. Die Schenkelbreite entspricht etwa dem Breite der Öffnung der Flachrohre 6, die Schenkellänge ist entsprechend ausgebildet.
Der vorliegende Heckverdampfer weist, wie allgemein üblich, im Verhältnis zu üblichen Verdampfern, wie sie für frontseitige Kraftfahrzeugklimaanlagen verwendet werden, verringerte Abmessungen auf. Während übliche Abmessungen für Frontverdampfer im Bereich von 180 mm bis 310 mm für die Breite, 180 mm bis 260 mm für die Höhe und 40 mm bis 50 mm für die Tiefe liegen, weist der vorliegende Verdampfer eine Breite von 130 mm und eine Höhe von 130 mm bei einer Tiefe von 40 mm auf. Es sind jedoch alle Werte im Bereich von 100 mm bis 160 mm, insbesondere 110 mm bis 150 mm, besonders 120 mm bis 140 mm für Höhe und/oder Breite des Heckverdampfers besonders günstig.
21 und 22 zeigen eine Variante eines zweireihigen Heckverdampfers, welcher zwölf Rohre in der Breite aufweist. Hierbei erfolgt die Kältemittelzu- und -abführung parallel in Längsrichtung des Sammelkastens in der Mitte desselben (vgl. 22). Der Kältemittelstrom wird nach dem Einspritzen auf Grund der symmetrischen Ausgestaltung (spiegelbildliche Ausgestaltung bezüglich der Mittelquerachse des Wärmeübertragers) der Einspritz- Verteileröffnung 15a in beide Richtungen gleichmäßig verteilt, so dass sich ein relativ gleichmäßiges Temperaturprofil ergibt.
Die 23, 24 und 25 zeigen andere Anordnung des Einspritz- und Saugrohres, nämlich in 23 eine parallele Anordnung, bei welcher die Strömungsrichtung in den beiden Rohren gleich ist, in 24 eine seitliche Anordnung, bei der beide Rohre relativ kurz vor dem Anschluss an den Heckverdampfer einen Knick (45°-Bogen) aufweisen, und in 25 eine seitliche Anordnung, bei der ein Rohr gerade und das andere Rohr mit einem Knick versehen ausgebildet ist. Der prinzipielle Aufbau des Sammelkastens einschließlich der Einspritz-Verteileröffnung 15a ist jedoch identisch mit dem in 22 dargestellten.
Die 26 und 27 zeigen eine zweite Variante eines zweireihigen Heckverdampfers, welcher zwölf Rohre in der Breite aufweist. Hierbei erfolgt die Kältemittelzu- und -abführung diagonal versetzt, jeweils an der seitlich äußersten H-förmigen Öffnung. Der Kältemittelstrom wird wiederum gleichmäßig auf beide Stränge verteilt, wobei der in Luftströmungsrichtung hinten liegende Strang zuerst die entsprechende Flachrohrreihe durchströmt und der andere Teilstrom nach Durchströmen des entsprechenden seitlichsten hinteren Flachrohrs in Tiefenrichtung des Heckverdampfers umgelenkt wird und dann die vordere Reihe durchströmt, bis er bei Erreichen der letzten H-förmigen Öffnung zum Saugrohr gelangt. Das Einspritz- und das Saugrohr können parallel in Richtung der Längserstreckung des Sammelkastens verlaufend angeordnet sein, wie in 26 dargestellt. Alternative Ausführungsformen sind in den 28 bis 30 dargestellt.
31 und 32 zeigen eine zweite Variante eines zweireihigen Heckverdampfer mit zwölf Rohren in der Breite, bei welchem die Einspritz-Verteileröffnung zwischen derjenigen der beiden zuvor beschriebenen Varianten liegt. Der Anschluss ist entsprechend der zuvor beschriebenen Varian te ausgebildet. Weitere Anschlussmöglichkeiten entsprechen denen der 28 bis 30.
In den 33 und 34 ist eine Variante eines zweireihigen Heckverdampfers mit zehn Rohren in der Breite dargestellt, in 35 eine Anschlussvariante zum Anschluss von 33, wobei jedoch auch andere Anordnung der Einspritz- und Saugrohre möglich ist, insbesondere wie in den 23–25 dargestellt. Natürlich ist auch eine weiter auseinanderliegende Zu- und Ausleitung des Kältemittels möglich, d.h. bezüglich der Darstellung von 34 um je eine H-förmige Öffnung 15 nach rechts bzw. nach links versetzt.
In den 36 und 37 sind noch zwei Varianten der Kältemittelzu- und -ausleitung für einen zweireihigen Heckverdampfer mit je acht Rohren in der Breite dargestellt. Die Anordnung der Einspritz- und Saugrohre kann entsprechend den vorigen Varianten ausgebildet sein.
Die 38 und 39 zeigen eine Variante eines Heckverdampfers mit unterschiedlicher Weglänge der beiden Stränge. Eine unterschiedliche Weglänge der beiden Stränge kann bei einer ungleichen Verteilung des Luftstroms durch den Heckverdampfer sinnvoll sein, um das Temperaturprofil zu optimieren.
Wie aus sämtlichen zuvor beschriebenen Varianten ersichtlich, ist die Einspritz-Verteileröffnung 15a bevorzugt in Luftströmungsrichtung gesehen in zweiter (bzw. der hintersten) Reihe angeordnet, die Auslassöffnung 15b jedoch in der ersten Reihe. Dies ermöglicht eine Optimierung der Kühlleistung.
Der Wärmeübertrager gemäß dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ist auf Betriebsdrücke von vorliegend 90 bar, mindestens jedoch 50 bar, ausgelegt (Prüfdruck vorliegend 160 bar), so dass als Kältemittel insbesondere auch R744, also CO₂, verwendet werden kann.

1: Wärmeübertrager
2: Einspritzrohr
3: Saugrohr
4: Expansionsorgan
5: Sammelkasten
6: Flachrohr
7: Verteilerplatte
8: Öffnung (Verteilerplatte)
9: Rand
10: Umlenkblech
11: Bodenplatte
12: langlochförmige Öffnung (Bodenplatte)
13: Verschlussdeckel
14: Bohrung (Einspritz- bzw. Saugrohr)
15: H-förmige Öffnung
15a: Einspritz-Verteileröffnung
15b: Auslassöffnung
16: langlochartig ausgebildete Öffnung

Claims

Wärmeübertrager, insbesondere Heckverdampfer für ein Kraftfahrzeug, der von Kältemittel durchströmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der in den Wärmeübertrager einströmende Kältemittelstrom durch eine Verteileinrichtung auf mindestens zwei voneinander getrennte Stränge verteilt wird, derart, dass es zu keiner gegenseitigen Durchmischung des jeweils darin strömenden Kältemittelteilstroms kommt.
Wärmeübertrager, insbesondere Heckverdampfer für ein Kraftfahrzeug, mit Rohren (6) und einem Sammelkasten (5), der eine Verteilerplatte (7), ein Umlenkblech (8) und eine Bodenplatte (9) umfasst, in welchem die Rohre (6) mit mindestens einem ihrer Enden enden, und der von Kältemittel durchströmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelkasten (5) genau eine Öffnung (8) in der Verteilerplatte (7) aufweist, durch welche Kältemittel in den Sammelkasten (5) gelangt und direkt nach welcher der Kältemittelstrom auf mindestens zwei Stränge verteilt wird.
Wärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kältemittelverteilung gleichmäßig auf genau zwei Stränge erfolgt.
Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einspritz-Verteileröffnung (15a) im Umlenkblech (10) ausgebildet ist.
Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an die Öffnung (8) anschließende Einspritz-Verteileröffnung (15a) H-förmig ausgebildet ist.
Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkblech (10) mehrere H-förmige Öffnungen (15) zur Umlenkung des Kältemittelstroms von einem Rohr zum benachbarten Rohr aufweist.
Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkblech (10) eine H-förmige Kältemittelauslass-Öffnung (15b) aufweist.
Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die H-förmige Öffnung (15, 15a, 15b) mit abgerundeten Ecken ausgebildet ist.
Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die H-förmige Öffnung (15, 15a, 15b) an ihren Schenkelenden abgerundet ausgebildet ist, wobei sich die Breite des Schenkels erweitert.
Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die H-förmige Öffnung (15, 15a, 15b) eine Schenkelbreite aufweist, die der Breite der Querverbindung zwischen den beiden Schenkeln entspricht.
Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager zweireihig ausgebildet ist.
Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritz-Verteileröffnung – in Strömungsrichtung der den Wärmeübertrager durchströmenden Luft gesehen – in der letzten Rohrreihe angeordnet ist.
Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass genau eine Auslassöffnung vorgesehen ist, die – in Strömungsrichtung der den Wärmeübertrager durchströmenden Luft gesehen – in der ersten Rohrreihe angeordnet ist.
Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (1) spiegelbildlich zur Mittelquerachse und/oder punktsymmetrisch zur Mittelachse ausgebildet ist.
Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzrohr (2) und/oder das Saugrohr (3) mit dem Wärmeübertrager (1) verlötet sind.