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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Kältemittel-Verflüssiger für ein Kältegerät, der ein
zu einer mehrere Rohrschleifen umfassenden Rohrlage gebogenes Verflüssigerrohr
umfasst, wobei die Rohrschleifen durch Streben in ihrer Lage zueinander
fixiert sind. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zur Herstellung eines Verflüssigers
für ein
Kältegerät mit einem
mehrfach gebogenen Verflüssigerrohr.
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Ein
derartiger Verflüssiger
ist beispielsweise aus der
DE 20 2004 017 652 U1 bekannt. Bei dem dort
in
2 gezeigten Drahtrohrverflüssiger sind
die Streben durch Drahtstäbe
gebildet, die an dem Verflüssigerrohr
durch Schweißen
befestigt sind. Die Drahtstäbe
dienen einerseits zur Stabilisierung des mehrfach gebogenen Verflüssigerrohres
und unterstützen
andererseits die Wärmeableitung
vom Verflüssigerrohr
zur Umgebung. Um jedoch eine ausreichende Abstützung der Verflüssigerrohrstruktur
und eine gute Wärmeableitung
zu erreichen, sind eine Vielzahl an Drahtstäben notwendig. Das Aufschweißen der
Drähte
auf das Verflüssigerrohr
bedeutet einen großen
Fertigungsaufwand.
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Aus
DE 28 43 197 A1 ist
ein Verflüssiger
bekannt, bei dem zunächst
eine Rohrlage mit einer Mehrzahl von in Reihe zusammenhängenden
Rohrschleifen geformt und geradlinige Abschnitte diese Rohrlager
dann ein- oder zweimal umgebogen werden, um einen kompakten Verflüssiger mit
geradlinigen Abschnitten in zwei oder drei Lagen zu erhalten.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Verflüssiger der
eingangs genannten Art anzugeben, bei welchem die Streben eine gute
Wärmeabgabe
vom Kältemittel
zur Umgebung, eine Abstützung
des mehrfach gebogenen Verflüssigerrohres gewährleisten
und der Verflüssiger
zugleich kostengünstig
in der Herstellung ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist zudem,
ein kostengünstiges
Verfahren zur Herstellung eines Verflüssigers mit einem mehrfach
gebogenen Verflüssigerrohr
anzugeben.
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Die
Aufgabe wird gelöst
mit einem Verflüssiger
nach Anspruch 1 und einem Herstellungsverfahren nach Anspruch 11.
Die abhängigen
Ansprüche beziehen
sich auf bevorzugte Ausgestaltungen.
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Demnach
wird ein Verflüssiger
für ein
Kältegerät, beispielsweise
ein Haushalts-Kühlgerät oder Haushalts-Gefriergerät bereitgestellt,
der ein zu einer mehrere Rohrschleifen umfassenden Rohrlage gebogenes
Verflüssigerrohr
umfasst, wobei die Rohrschleifen durch Streben in ihrer Lage zueinander
fixiert sind, wobei erfindungsgemäß. die Streben ebenfalls durch
ein Verflüssigerrohr
gebildet sind. Die im Stand der Technik zur Stabilisierung der Rohrlage üblichen
Drahtstäbe
können
zugunsten von ein oder mehreren selbst von Kältemittel durchflossenen Rohrabschnitten
wegfallen. Damit wird die zur Wärmeabgabe
zur Verfügung
stehende Rohrlänge
des Verflüssigers
bei gleichbleibender Grundfläche
vergrößert. Zudem
entfallen die mit der Fertigung und dem Anbringen der großen Anzahl
an Drahtstäben verbundenen
aufwändigen
Herstellungsschritte.
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Vorzugsweise
sind die Rohrlage und die Streben Abschnitte eines zusammenhängenden Rohrstücks.
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Die
Streben sind vorzugsweise durch Rohrschleifen einer weiteren Rohrlage
des Verflüssigerrohres
gebildet. Bei dieser Ausführung
umfasst der Kältemittel-Verflüssiger demnach
eine weitere, zweite Rohrlage, die wie die erstgenannte Rohrlage
aus dem mehrfach gebogenen Verflüssigerrohr
gebildet ist, wobei die Rohrschleifen einer Rohrlage der jeweils
anderen Rohrlage als Streben dienen.
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Die
Rohrlagen sind bei dem erfindungsgemäßen Verflüssiger vorzugsweise durch Schweißen, beispielsweise
durch Punktschweißen,
miteinander verbunden. Damit besteht die Möglichkeit die Rohrlagen auf
einfache Weise miteinander zu verbinden, indem die sich kreuzenden,
geradlinigen Abschnitte der Rohrlagen an ihren Rohraußenwänden miteinander
verbunden werden. Damit ist eine kostengünstige Herstellung möglich. Alternativ
besteht die Möglichkeit,
die geradlinigen Abschnitte an ihren Kreuzungsstellen durch Rast-,
Binde- oder Steckelemente miteinander zu verbinden oder die Rohrlagen
miteinander zu verflechten. Damit ist ein Befestigen der Rohrlagen
auch ohne unmittelbaren Stoffschluss, wie er beim Schweißen oder
Löten entsteht,
möglich.
Durch Rast- oder Steckelemente besteht die Möglichkeit, die Rohrlagen an
ihren Kreuzungsstellen voneinander beabstandet aneinander zu befestigen.
Temperaturinduzierte Spannungen im Rohrmaterial aufgrund von großen Temperaturunterschieden
des durchfließenden
Kältemittels
können
damit vermieden werden.
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Vorzugsweise
kreuzen sich bei dem erfindungsgemäßen Verflüssiger die Rohrlagen in Draufsicht
betrachtet an zumindest einer Stelle und sind an dieser Kreuzungsstelle
aneinander befestigt.
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Vorzugsweise
umfasst jede Rohrschleife zwei geradlinige, in der Regel parallele
Abschnitte umfasst, die durch einen gekrümmten Abschnitt miteinander
verbunden sind, d.h. das Verflüssigerrohr ist
innerhalb einer Rohrlage mäanderförmig gebogen.
Hierdurch ist ein einfacher Aufbau des Verflüssigers mit mehreren Rohrlagen
möglich.
Die geradlinigen Abschnitte der zwei Rohrlagen kreuzen einander vorzugsweise
rechtlwinklig. Jeder geradlinige Abschnitt sollte an wenigstens
einem Kreuzungspunkt, vorzugsweise an allen seinen Kreuzungspunkten,
mit einem geradlinigen Abschnitt der anderen Rohrlage an diesem
befestigt sein.
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Vorzugsweise
hängen
bei dem erfindungsgemäßen Verflüssiger die
erste Rohrlage und die zweite Rohrlage einen einzigen Rohrabschnitt
zusammen. Bei der Herstellung des Verflüssigers muss daher nur dieser
eine Rohrabschnitt ge- bzw. verformt werden, um beide Rohrlagen
in ihre vorbestimmte Lage zueinander zu bringen. Bei dem in der
DE 28 43 197 A1 offenbarten
Verflüssiger
müssen zur
Bildung der Lagen des Verflüssigers
alle geradlinigen Rohrabschnitte gemeinsam umgebogen werden, was
die Herstellung aufwändig
macht und somit teuer werden lässt.
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Vorzugsweise
hängen
die Rohrlagen über den
die Rohrlagen verbindenden Rohrabschnitt einteilig zusammen. Damit
ist es möglich,
den gesamten Verflüssiger
aus einem einzelnen Rohr durch Biegen desselben zu bilden. So wird
zur Herstellung des Verflüssigers
nur ein einziger Typ von Halbzeug benötigt.
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Vorzugsweise
hängen
die Rohrlagen an einer Ecke des Verflüssigers miteinander zusammen. Damit
ist ein einfacher Aufbau und damit eine kostengünstige Herstellung des Verflüssigers
möglich.
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Der
erfindungsgemäße Verflüssiger kann auch
mehr als zwei Rohrlagen, beispielsweise drei, umfassen, die in gleicher
Weise geformt und miteinander verbunden sind, wie dies vorstehend
erläutert ist.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Herstellung
eines beispielsweise voranstehend beschriebenen Verflüssigers,
das folgende Schritte aufweist: (a) Bilden einer ersten Rohrlage durch
mehrfaches Biegen eines ersten Verflüssigerrohrteils, (b) Bilden
einer zweiten Rohrlage durch mehrfaches Biegen eines zweiten Verflüssigerrohrteils,
(c) Auflegen der ersten Rohrlage auf die zweite Rohrlage derart,
dass sich die Rohrlagen an zumindest einer Stelle kreuzen und (d)
Befestigen der Rohrlagen aneinander an zumindest diesem einen Kreuzungspunkt.
Durch dieses einfache und kostengünstige Verfahren wird ein Verflüssiger erhalten,
bei dem die herkömmlicherweise
zur Formstabilisierung eingesetzten Drähte entfallen können.
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Vorzugsweise
hängen
die Rohrlagen über
einen Rohrabschnitt zusammen, der beim Aufeinanderlegen der Rohrlagen
in Schritt (c) gebogen wird. Wie bereits vorstehend beschrieben
hat dies den Vorteil, dass bei der Herstellung des Verflüssigers
nur dieser eine Rohrabschnitt ge- bzw. verformt werden, um beide
Rohrlagen in ihre vorbestimmte Lage zueinander zu bringen.
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Vorzugsweise
werden die erste Rohrlage und die zweite Rohrlage und ein beide
Rohrlagen verbindender Rohrabschnitt aus dem Verflüssigerrohr
einteilig ausgebildet. Der Verflüssiger
kann damit durch Formen eines einzigen Rohres, d.h. aus einem einzelnen
Teil, hergestellt werden.
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Vorzugsweise
werden die Rohrlagen als eine Mehrzahl von in Reihe verbundener
Rohrschleifen ausgeformt, wobei jede Rohrschleife zwei parallele, geradlinige
Abschnitte umfasst, die durch einen gekrümmten Abschnitt miteinander
verbunden sind. Damit ist ein mehrlagiger Aufbau des Verflüssigers einfach
realisierbar.
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Vorzugsweise
werden die Rohrschleifen der ersten Rohrlage und die Rohrschleifen
der zweiten Rohrlage in einem Durchgang und in einer Ebene geformt.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
werden die geradlinigen Abschnitte der ersten Rohrlage vorzugsweise
in einer Länge
ausgebildet werden, die sich von der Länge der geradlinigen Abschnitte
der zweiten Rohrlage unterscheidet. Hierdurch besteht die Möglichkeit,
den Verflüssiger
in seinen Abmessungen optimal an die zur Verfügung stehende Rückwandfläche eines
Kältegeräts anzupassen.
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Der
die erste Rohrlage und die zweite Rohrlage verbindende Rohrabschnitt
wird vorzugsweise zunächst
mit einem Krümmungsradius
geformt, der größer ist
als der Krümmungsradius
der gekrümmten Abschnitte
der Rohrschleifen. Durch das Umbiegen dieses Rohrabschnitts in Schritt
(c) des Verfahrens wird sein Krümmungsradius
verkleinert, so dass er beim fertigen Verdichter den gleichen Krümmungsradius
aufweist wie die gekrümmten
Abschnitte innerhalb der Rohrlagen.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch ein Kältegerät bereitgestellt,
das einen vorstehend beschriebenen Verflüssiger aufweist. Es handelt
sich hierbei vorzugsweise um ein Kühl- oder Gefriergerät vorzugsweise
für einen
privaten Haushalt.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Figuren. Es zeigen:
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1 eine
stark vereinfachte perspektivische Rückansicht eines Haushalts-Kältegeräts mit einem
erfindungsgemäßen Rückwandverflüssiger;
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2 eine
perspektivische Schnittansicht eines Ausschnittes aus dem in 2 gezeigten
Rückwandverflüssiger;
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3 einen
ersten Schritt bei der Herstellung des in den 1 und 2 gezeigten
Rückwandverflüssigers
in einer vereinfachten Darstellung;
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4 einen
zweiten Schritt bei der Herstellung des Rückwandverflüssigers;
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5 einen
dritten Schritt bei der Herstellung des Rückwandverflüssigers;
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6 ein
Steckelement zur Verbindung von Rohren;
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1 zeigt
eine perspektivische Rückansicht
eines Haushalts-Kältegeräts. In einem
rückwärtigen,
hinteren Bereich des Korpus 1 befindet sich ein nicht dargestellter
Verdichter, von dem aus dampfförmiges
Kältemittel
in einen an der Rückwand 2 des Korpus 1 befindlichen
erfindungsgemäßen Kältemittel-Verflüssiger 3 eingeleitet
wird. Beim Durchströmen
des Verflüssigers 3 gibt
das Kältemittel über das mit
der Bezugsziffer 4 bezeichnete Verflüssigerrohr Wärme an die
Umgebung des Kältegeräts ab und verflüssigt sich.
Das aus dem Verflüssiger 3 ausströmende, verflüssigte Kältemittel
wird zu einem im Innenraum des Kältegeräts befindlichen
Verdampfer zur Kühlung
des Innenraums geleitet.
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Der
Verflüssiger 3 ist
aus einem einstückigen Verflüssigerrohr 4 durch
mehrfaches Biegen gebildet, das sich, wie insbesondere aus 2 zu
ersehen ist, über
eine erste Rohrlage 5 und eine zweite Rohrlage 6 erstreckt,
die in zwei zur Rückwand
des Korpus 1 parallelen Ebenen liegen. Innerhalb der Rohrlagen 5 oder 6 bildet
das Verflüssigerrohr 4 eine
Mehrzahl von in Reihe verbundenen Rohrschleifen 8 bzw. 8'. Jede Rohrschleife 8 bzw. 8' umfasst zwei
geradlinige, zueinander parallele Abschnitte 9 bzw. 9', die durch einen
gekrümmten
Abschnitt 10 bzw. 10' miteinander verbunden sind. Die
beiden Rohrlagen 5 und 6 hängen über eine Rohrschleife 11 an
einer Ecke 12 des Verflüssigers 3 zusammen.
Hier erfolgt die Überleitung
des Kältemittels
von der ersten Rohrlage 5 zur zweiten Rohrlage 6.
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Die
geradlinigen Abschnitte 9 der Rohrlage 5 und die
geradlinigen Abschnitte 9' der
Rohrlage 6 kreuzen sich in einer Draufsicht auf die Rohrlagen 5 und 6 an
einer Vielzahl von Stellen 14, hier in einem Winkel von
etwa 90°.
An den Kreuzungsstellen 14 sind die Rohrabschnitte 9, 9' durch Punktschweißen miteinander
verbunden. So stabilisieren die Rohrlagen 5 und 6 sich
gegenseitig. Herkömmlicherweise zur
Stabilisierung einer Rohrlage eingesetzte Drahtstreben oder Bleche
werden nicht mehr benötigt,
da die geradlinigen Abschnitte 9 oder 9' einer der Rohrlagen 5 oder 6 für die jeweils
andere Rohrlage 6 bzw. 5 die Funktion der Drahtstreben übernehmen.
Der Rückwandverflüssiger 3 besitzt
hierdurch eine kompakte Bauform mit einer großen zum Wärmeaustausch zur Verfügung stehenden
Verflüssigerrohrlänge.
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In
Abweichung zu der in den 1 und 2 dargestellten
Ausführungsform
besteht die Möglichkeit,
die Rohrabschnitte 9 und 9' der Rohrlagen 5 und 6 an
ihren Kreuzungspunkten durch Rast-, Binde- oder Steckelemente miteinander
zu verbinden und somit in ihrer Lage zueinander zu fixieren. Ein Beispiel
eines Steckelementes 20 ist in 6 gezeigt.
Es besteht aus einem geringfügig
elastischen Kunststoff und weist eine zylinderförmige Gestalt mit zwei sich
kreuzenden, unterschiedlich tiefen Schlitzen 24, 25 auf,
die vorgesehen sind, um an einem Kreuzungspunkt 14 aufgesteckt
zu werden und dabei jeweils einen Rohrabschnitt 9, 9' der zwei Rohrlagen 5, 6,
aufzunehmen. Um die Rohrabschnitte in den Schlitzen 24, 25 formschlüssig zu
verankern, weisen letztere an ihrem Boden jeweils eine Aufweitung 21 bzw. 22 auf.
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Wenn
der Tiefenunterschied der Schlitze 24, 25 groß genug
ist, können
die in den Aufweitungen 21, 22 reibschlüssig gehaltenen
Rohrabschnitte einander nicht unmittelbar berühren. Ein direkter Wärmeaustausch
zwischen den Rohrabschnitten, die je nach ihrer Lage im Wärmetauscher
stark unterschiedliche Temperaturen haben können, wird so verhindert.
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Das
Steckelement 20 kann an allen Kreuzungspunkten 14 angebracht
sein. Alternativ besteht die Möglichkeit,
eine kleine Zahl der Steckelemente an der Rückwand des Korpus zu befestigen
und an diesen den Verflüssiger
durch Hineindrücken
jeweils eines Rohrabschnitts 9, 9' der zwei Lagen 5, 6 zu
befestigen. In diesem Fall sind die Rohrabschnitte 9, 9' vorzugsweise
an einer Mehrzahl von Kreuzungspunkten 14, zumindest solchen,
die nicht in einem der Steckelemente 20 gehalten sind,
miteinander verschweißt.
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Der
mit Bezug auf die 1 und 2 beschriebene
Rückwandverflüssiger 3 kann
auch, was jedoch nicht dargestellt ist, noch weitere Rohrlagen aufweisen,
die in gleicher Weise geformt und miteinander verbunden sind, wie
dies in Bezug auf die 1 und 2 erläutert ist.
So kann der Rückwandverflüssiger auch
drei, vier oder mehr Rohrlagen aufweisen.
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Die 3 bis 5 zeigen
ein Verfahren zur Herstellung des in 1 bis 2 beschriebenen Rückwandverflüssigers 3.
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Zunächst wird,
wie in 3 dargestellt, ein einstückiges Rohr 4 in einer
Ebene mäanderförmig gebogen,
sodass dieses eine Mehrzahl von in Reihe miteinander verbundenen
Rohrschleifen 8 bzw. 8' bildet. Jede Rohrschleife 8 bzw. 8' umfasst zwei
geradlinige, zueinander parallele Abschnitte 9 bzw. 9', die durch
einen gekrümmten
Abschnitt 10 bzw. 10' miteinander verbunden sind. Wie
aus 3 zu ersehen ist, wird das Verflüssigerrohr 4 in
Rohrschleifen 8 und 8' gebogen, deren geradlinige Abschnitte 10 und 10' unterschiedliche
Längen
aufweisen. Die geradlinigen Abschnitte 9 eines ersten Verflüssigerohrteils 41,
das die erste Rohrlage 5 des Verflüssigers 3 bilden wird, werden
länger
ausgebildet als die geradlinigen Abschnitte 9' eines zweiten
Verflüssigerrohrteils 42,
das die zweite Rohrlage 6 bilden wird. Die Rohrschleifen 8 und 8' werden in einem
Durchgang geformt. Der Abstand zwischen den geradlinigen Abschnitten 9 und
zwischen den geradlinigen Abschnitte 9' wird bei beiden Verflüssigerrohrteilen 41 bzw. 42 gleich
ausgebildet. Im Übergang
vom ersten Verflüssigerrohrteil 41 zum
zweiten Verflüssigerrohrteil 42 wird
ein gekrümmter
Abschnitt 11 ausgebildet, dessen Krümmungsradius größer ist
als der der gekrümmten
Abschnitte 10, 10'.
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4 zeigt
einen zweiten Schritt des Herstellungsverfahrens. In diesem Schritt
wird das erste Verflüssigerrohrteil 41 über das
zweite Verflüssigerrohrteil 42 geschwenkt,
um die Rohrlagen 5, 6 zu bilden. Dabei verengt
sich der Krümmungsradius
des Abschnitts 11. Nach dem Schwenken kreuzen die geradlinigen
Abschnitte 9, 9' der
Rohrlagen 5, 6 in einem Winkel von etwa 90°, wie in 5 gezeigt,
und der Krümmungsradius
des Abschnitts 11 ist im Wesentlichen der gleiche wie bei
den Abschnitten 10, 10'.
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Anschließend werden
an mehreren, vorzugsweise allen der in 5 gezeigten
Kreuzungsstellen 14 die geradlinigen Abschnitte 9, 9' der Rohrlagen 5 und 6 durch
Punktschweißen
und/oder Aufstecken eines Steckelements 20 oder durch Zusammenbinden,
z.B. mit Hilfe eines Kabelbinders, aneinander befestigt.
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Abweichend
von dem in den 3 bis 5 dargestellten
Herstellungsverfahren besteht auch die Möglichkeit, in dem in 4 dargestellten
Herstellungsschritt die beiden Verflüssigerrohrteile 5 und 6 miteinander
zu verflechten und damit in ihrer Lage zueinander zu fixieren. Ein
Verschweißen
ist dann nicht mehr notwendig.