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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage, welcher insbesondere als interner Wärmetauscher zur Effizienzsteigerung der Klimaanlage ausgebildet ist.
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Zur Leistungs- und Effizienzsteigerung von Kraftfahrzeug-Klimaanlagen sind klimaanlageninterne Wärmetauscher, sogenannte Internal Heat Exchanger (IHX) bekannt, die einen zwischen Verdampfer und Kompressor verlaufenden Abschnitt des Kältemittelkreislaufs thermisch mit einem zwischen Kondensator und Expansionsventil verlaufenden Abschnitt des Kältemittelkreislaufs koppeln. Auf diese Art und Weise kann das vom Verdampfer zum Kompressor strömende, relativ kalte Kältemittel zur (Vor-)Kühlung oder Unterkühlung des der Expansionseinrichtung auf der Hochdruckseite des Kältemittel-Kreislaufs zugeführten und vergleichsweise warmen Kältemittels Verwendung finden.
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So beschreibt beispielsweise die
DE 10 2005 052 972 A1 ein doppelwandiges Wärmetauscherrohr mit einem Außenrohr und einem Innenrohr, die einen Kanal zwischen sich definieren. Hierbei strömt das Hochdruck-Kältemittel durch den Kanal und das Niederdruck-Kältemittel strömt durch das Innenrohr.
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Zur Optimierung der Funktionsweise derartiger Wärmetauscher im Kältemittelkreislauf sind die geometrischen Abmessungen und Formen der Rohre von Bedeutung. In einem bestehenden Fahrzeug-Package, welches kaum Spielraum zur individuellen Adaption oder Veränderung der Außenkontur, bzw. Außengeometrie des Wärmetauschers bietet, ist es verhältnismäßig schwierig, derartige Wärmetauscher hinsichtlich ihrer Wärmetauscherkapazität an vorgegebene Anforderungen individuell, etwa fahrzeugtypenspezifisch anzupassen.
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Aus der älteren
DE 10 2012 010 521.5 sind klimaanlageninterne Wärmetauscher bekannt, welche mehrere Innenrohre oder Innenrohrabschnitte aufweisen. Um das Wärmetauschermedium etwa eingangs des Wärmetauschers auf mehrere Rohre aufzuteilen, kann das Außenrohr in seinem inneren zum Beispiel einen Verteilerraum bereitstellen, der über eine Trennwand vom Innenraum des übrigen Außenrohrs zu trennen ist. Vom Verteilerraum können mehrere Innenrohre abzweigen, die sich in einen Innen- oder Zwischenraum des Außenrohrs erstrecken, welcher der Richtung, in welcher das Wärmetauschermedium durch die Innenrohre strömt, entgegengesetzt von einem etwa überwiegend gasförmigen und unter vergleichsweise geringem Druck stehenden Wärmetauschermedium durchströmbar ist.
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Bei einer Fluidverteilung auf mehrere Innenrohre ist ferner eine Durchführung für das die Innenrohre umspülende Wärmetauschermedium vorzusehen, die den Verteilerraum abdichtend durchsetzt. Bei solchen Ausgestaltungen kann es ferner erforderlich sein, das durch eine solche Durchführung in das Außenrohr geleitete Wärmetauschermedium mittels geeigneter Prall- oder Diffusorplatten räumlich, etwa über den gesamten Innenquerschnitt des Außenrohrs zu verteilen. Das Vorsehen mehrerer Innenrohre für einen nach dem Gegenstromprinzip ausgelegten internen Klimaanlagen-Wärmetauscher erweist sich in konstruktiver und fertigungstechnischer Hinsicht als vergleichsweise aufwendig.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt insoweit die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Wärmetauscher für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage bereitzustellen, welcher sich durch eine möglichst einfache und kostengünstige sowie gewichts- und bauteilreduzierte Fertigung auszeichnet. Der Wärmetauscher soll ferner bei vorgegebenen Außenabmessungen eine vergleichsweise hohe Wärmeaustauschkapazität bereitstellen und hinsichtlich seiner Wärmeübertragungsleistung, möglichst ohne Veränderung seiner Außengeometrie, an unterschiedliche Leistungsanforderungen anpassbar sein.
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Der Wärmetauscher soll ferner zur Substitution bestehender Wärmetauscherkonfigurationen und insbesondere an vorgegebene bzw. bereits bestehende Anschlüsse von Kraftfahrzeug-Klimaanlagen anpassbar sein. Der Wärmetauscher soll im Betrieb eine möglichst geringe Geräuschentwicklung und eine verbessertes Druckverlustverhalten auf der Hochdruck- und/oder Niederdruckseite aufweisen.
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Diese Aufgabe wird mit einem Wärmetauscher gemäß Patentanspruch 1 sowie mit einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage nach Patentanspruch 14, schließlich mit einem Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 15 gelöst, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen jeweils Gegenstand abhängiger Patentansprüche sind.
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Demgemäß ist ein Wärmetauscher für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage vorgesehen, welche zumindest zwei Innenrohre und ein Außenrohr aufweist. Das Außenrohr umschließt zumindest bereichsweise die beiden Innenrohre unter Bildung eines von einem Wärmetauschermedium durchströmbaren Zwischenraums. Die Innenrohre münden hierbei ferner in einen außerhalb des Außenrohres vorgesehenen oder außerhalb des Außenrohres gelegenen Verteiler- oder Sammlerraum. Der Verteiler- oder Sammlerraum ist dabei von einer von außen am Außenrohr angeordneten Endkappe begrenzt.
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Durch Vorsehen einer außen am Außenrohr angeordneten Endkappe kann ein zum Verteilen oder Sammeln des die Innenrohre beaufschlagenden Wärmetauschermediums vorgesehener Verteiler- und/oder Sammlerraum nach außen verlagert werden, wodurch sich konstruktive und fertigungstechnische Vorteile ergeben. Bislang übliche, den Innenraum des Außenrohres unterteilende Trennwände zur Bildung eines Verteiler- oder Sammlerraums können in vorteilhafter Weise entfallen. Zudem kann die hier vorgeschlagene Endkappe universell für unterschiedlichste Innenrohrausgestaltungen des Wärmetauschers Verwendung finden. Auch erweist sich die Montage und Anbringung der Endkappe an einer Außenseite des Außenrohres als vorteilhaft. Diese ist in einem Fertigungsprozess besonders leicht zugängig, sodass die Endkappe relativ einfach und fertigungsrationell abdichtend am Außenrohr befestigbar, insbesondere mit dem Außenrohr verschweißbar ist.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Verteiler- oder Sammlerraum zum einen von einer Außenseite des Außenrohrs und zum anderen von einer Innenseite der Endkappe begrenzt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Verteiler- oder Sammlerraum ausschließlich von der Außenseite des Außenrohrs und von der Innenseite der Endkappe gebildet ist. Bei vorgegebener Geometrie oder Außenkontur des Außenrohrs kann der Verteiler- oder Sammlerraum durch eine modifizierte Ausgestaltung der Endkappe hinsichtlich seiner Größe und Form verändert werden.
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Alternativ ist denkbar, dass auch eine Endkappe mit vorgegebenen und gleichbleibenden geometrischen Abmessungen mit unterschiedlich ausgestalteten Außenrohren kombinierbar ist, sofern der außenrohrseitig vorgesehene Anschlussbereich auf einen hiermit korrespondierenden Anschlussbereich der Endkappe passt.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Außenrohr angrenzend an den Verteiler- oder Sammlerraum einen querschnittsverjüngenden oder querschnittserweiternden Endabschnitt auf. Jener Endabschnitt kann zum Beispiel als Trichter oder als Diffusor für das aus dem Zwischenraum heraus- oder in den Zwischenraum hineinströmende Wärmetauschermedium fungieren. Die Angaben querschnittsverjüngend oder querschnittserweiternd beziehen sich hierbei jeweils auf die Strömungsrichtung des Wärmetauschermediums.
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Da das Außenrohr und die Innenrohre bevorzugt in Gegenstromrichtung mit dem Wärmetauschermedium beaufschlagbar sind, weist der Endabschnitt des Außenrohrs, bezogen auf das den Innenrohren zugeführte Wärmetauschermedium und bezogen auf die Innenrohrströmungsrichtung im Bereich des Verteilerraums einen querschnittserweiternden Endabschnitt auf. Umgekehrt ist für den stromabwärts der Innenrohre vorgesehenen Sammlerraum ein querschnittsverjüngender Endabschnitt des Außenrohrs ausgebildet.
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Für das dem Zwischenraum in Gegenrichtung zuführbare Wärmetauschermedium, fungiert der, an den Verteilerraum angrenzende Endabschnitt des Außenrohrs als eine Art Trichter, während der einem gegenüberliegenden, einem Sammlerraum zugewandte Endabschnitt des Außenrohrs als Diffusor für das dem Außenrohr zuführbare Wärmetauschermedium fungieren kann.
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Der Endabschnitt des Außenrohrs kann, bezogen auf die Strömungsrichtung des ihn durchströmenden Wäremtauschermediums trichterartig verjüngend oder diffusorartig erweiternd ausgebildet sein. Es ist aber auch denkbar, dass der Endabschnitt des Außenrohrs eine Art Stirnwand bildet, die sich in etwa in einer senkrecht zur Längsrichtung des Außenrohrs verlaufenden Querschnittsebene erstreckt und den Innenquerschnitt bzw. den Innenraum des Außenrohrs in Rohrlängsrichtung (z) verschließt. Ein Übergang vom etwa zylindrischen Außenrohr zum querschnittsverjüngten Fortsatz kann hierbei auch sprungartig ausgebildet sein.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ragen die Innenrohre in den Verteiler oder Sammlerraum hinein. Hierbei durchsetzen die Innenrohre den, wie auch immer ausgebildeten, an den Verteiler- oder Sammlerraum angrenzenden Endabschnitt des Außenrohrs. Anstelle eines Durchsetzens ist hierbei ferner denkbar, dass die Innenrohre etwa flächenbündig in den Endabschnitt des Außenrohrs hineinragen, sodass zumindest eine Strömungsverbindung von Verteiler- oder Sammlerraum mit dem jeweiligen Innenrohr bereitgestellt werden kann.
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Der in Längsrichtung des Außenrohrs außen liegende Endabschnitt fungiert hierbei als eine Art Trennwand zwischen dem Verteiler- oder Sammlerraum und dem zwischen Innenrohren und der Innenseite des Außenrohrs gebildeten, vom Wärmetauschermedium durchströmbaren Zwischenraum.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung durchsetzt ein mit dem Außenrohr bzw. mit dem von Außen- und Innenrohren gebildeten Zwischenraum in Strömungsverbindung stehender Fortsatz die Endkappe. Der Fortsatz ist hierbei insbesondere als Anschlussstück, etwa für die Niederdruckseite des Wärmetauschers ausgebildet. Fertigungstechnisch kann die Endkappe etwa eine Ausnehmung oder eine Durchgangsöffnung aufweisen, die zur Aufnahme des zum Beispiel einstückig mit dem Außenrohr ausgebildeten Fortsatzes geeignet ist.
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Die Hindurchführung des Fortsatzes des Außenrohrs durch die Endkappe ist bevorzugt fluiddicht sowie gasdicht ausgebildet. Es kann insbesondere hierfür eine stoffschlüssige Verbindung von Fortsatz und Endkappe, etwa ein Verschweißen oder Verlöten von Endkappe und Fortsatz vorgesehen sein.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung durchsetzt der Fortsatz des Außenrohrs die Endkappe in etwa radial mittig. Der von Endkappe und Außenseite des Außenrohrs gebildete Verteiler- oder Sammlerraum erstreckt sich hierbei in etwa radialsymmetrisch um den Fortsatz herum. Eine radialsymmetrische Ausgestaltung des Verteiler- oder Sammlerraums begünstigt insbesondere eine gleichmäßige Verteilung des dem Verteilerraum zugeführten Wärmetauschermediums auf die an den Verteilerraum angrenzenden und hiermit in Strömungsverbindung stehenden Innenrohre.
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Die Innenrohre sind bevorzugt gleichmäßig über den Querschnitt des Verteiler- oder Sammlerraums angeordnet, insbesondere um fluidverteilungsbedingte Druckverluste im Wärmetauscher möglichst gering zu halten.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist die Endkappe mit einem von außen in den Verteiler- oder Sammlerraum mündenden Anschlussstück versehen. Über das Anschlussstück kann der Verteilerraum mit dem Wärmetauschermedium beaufschlagt werden. Das Anschlussstück fungiert hierbei als Zulauf. Sofern die Endkappe zur Bildung eines Sammlerraums fungiert und folglich stromabwärts der Innenrohre am Außenrohr angeordnet ist, erfüllt das an der Endkappe vorgesehene Anschlussstück die Funktion eines Ablaufs für das aus den Innenrohren strömende Wärmetauschermedium.
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Das Anschlussstück kann die Endkappe durchsetzen oder es kann flächenbündig in die Endkappe eingelassen sein. Das Anschlussstück ist ähnlich wie der Fortsatz des Außenrohres abdichtend mit der Endkappe verbunden.
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Es ist hierbei nach einer Weiterbildung ferner denkbar, dass das Anschlussstück sogar einstückig mit der Endkappe ausgebildet ist. Insoweit kann das Anschlussstück bereits vorkonfiguriert an der Endkappe ausgebildet sein, sodass eine gesonderte und abdichtende Montage von Anschlussstück und Endkappe in vorteilhafter Weise entfallen kann. Das Anschlussstück, aber auch der Fortsatz kann der Endkappe abgewandt, mit standardisierten Verbindungsmitteln, etwa mit Dichtungen und Schraubgewinden versehen sein, um eine abdichtende Integration des Wärmetauschers in den Kältemittelkreislauf der Kraftfahrzeug-Klimaanlage zu ermöglichen.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Endkappe als Gussteil, als Formteil, als Pressteil oder als Tiefziehteil ausgebildet. Die Endkappe als auch das Außenrohr ist typischerweise aus Metall, insbesondere aus einem Leichtmetall, wie zum Beispiel aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung gefertigt. Die Ausbildung der Endkappe als Gussteil, als Formteil, als Pressteil oder als Tiefziehteil ermöglicht es, die Endkappe hinsichtlich ihrer Geometrie an unterschiedliche geometrische Vorgaben nahezu beliebig anzupassen. Insbesondere bei Ausbildung eines Gussteils oder eines Tiefziehteils kann das an der Endkappe vorzusehende Anschlussstück quasi kostenneutral in die Endkappe integriert sein.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die Endkappe stoffschlüssig mit dem Außenrohr verbunden. Die Endkappe ist insbesondere an einem Übergangsbereich des Außenrohrs befestigt, in welchem das zum Beispiel zylindrisch ausgebildete Außenrohr entweder kontinuierlich oder sprungartig eine Querschnittsverjüngung zum Fortsatz aufweist. Die Endkappe weist insbesondere im Anschlussbereich an das Außenrohr einen Durchmesser bzw. eine Außenkontur auf, die derjenigen des Außenrohrs im Wesentlichen entspricht. Insbesondere ist der lichte Durchmesser des Anschlussbereichs der Endkappe in etwa so groß wie der Außendurchmesser des Außenrohrs.
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Auch die Endkappe kann ihrem Anschlussbereich abgewandt einen sich verjüngenden Querschnitt aufweisen. Die geometrische Ausgestaltung der Endkappe kann unterschiedliche Formen aufweisen. Die Endkappe kann eine zylindrische, aber auch eine kalottenartige Struktur aufweisen. Die konkrete geometrische Ausgestaltung kann insbesondere an die Anordnung und Konfiguration des querschnittsverjüngenden oder querschnittserweiternden Endabschnitts des Außenrohrs sowie an die jeweilige Positionierung und Konfiguration der Innenrohre angepasst sein.
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Durch Bereithalten eines Satzes hinsichtlich ihrer geometrischen Form unterschiedlich ausgebildeter Endkappen können je nach Wahl der Endkappe die Strömungsverhältnisse und Strömungswiderstände innerhalb des von Endkappe und Außenrohr gebildeten Verteiler- oder Sammlerraums verändert und an entsprechende Vorgaben angepasst werden. Die stoffschlüssige Verbindung der Endkappe mit dem Außenrohr kann insbesondere durch Löten oder Verschweißen gebildet sein.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann die Endkappe und der hiervon begrenzte Verteiler- oder Sammlerraum ein rundes, ein elliptisches oder auch anderweitig ovales Querschnittsprofil aufweisen. Runde oder ovale Querschnittsprofile erweisen sich hinsichtlich eines Druckverlusts im Wärmetauscher in strömungstechnischer Hinsicht gegenüber eckigen Querschnittsprofilen meist als vorteilhaft.
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Nach einer Weiterbildung sind ferner die in Längsrichtung (z) gebenüberliegenden Endabschnitt des Außenrohrs jeweils mit einer einen Verteiler- oder Sammlerraum bildenden Endkappe versehen. In fertigungstechnischer Hinsicht erweist es sich hierbei als besonders vorteilhaft, wenn das Außenrohr mehrteilig ausgebildet ist und zum Beispiel zwei etwa in Rohrlängsrichtung (z) miteinander verbindbare Außenrohrsegmente aufweist. Die mehrteilige Ausgestaltung des Außenrohrs erweist sich für die Fertigung des Wärmetauschers insoweit als vorteilhaft, um die Innenrohre innerhalb des Außenrohrs anzuordnen.
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Die an gegenüberliegenden Längsenden des Außenrohrs vorzusehenden Endkappen können je nach Einsatzzweck entweder weitgehend identisch ausgebildet sein. Zur strömungstechnischen Optimierung des Wärmetauschers kann aber auch vorgesehen werden, dass zum Beispiel die den Verteilerraum bildende Endkappe von der einen gegenüberliegenden Sammlerraum bildenden Endkappe hinsichtlich ihrer geometrischen Ausbildung abweicht und dementsprechend unterschiedlich ausgebildet ist.
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Selbiges kann hierbei natürlich auch für die an den jeweiligen Verteilerraum oder Sammlerraum angrenzenden Endabschnitte des Außenrohres zutreffen.
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Schließlich ist nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass das Außenrohr als Niederdruckleitung und dass das zumindest eine Innenrohr als Hochdruckleitung ausgebildet ist. Dementsprechend sind der Zulauf für den Zwischenraum des Wärmetauschers stromabwärts eines Verdampfers, der Ablauf des Zwischenraums stromabwärts eines Kompressors, ein mit dem zumindest einen Innenrohr in Strömungsverbindung stehender Zulauf stromabwärts eines Kondensators und ein Ablauf für das zumindest eine Innenrohr stromaufwärts einer Expansionseinrichtung im Kältemittelkreislauf einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage anordenbar.
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Es gilt hierbei generell, dass die Niederdruckleitungen zur strömungstechnischen Kopplung von Verdampfer und Kompressor, die Hochdruckleitungen hingegen zur strömungstechnischen Kopplung von Kondensator und Expansionseinrichtung des Kältemittelkreislaufs der Klimaanlage ausgelegt sind.
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Das zumindest eine Innenrohr wird im Betrieb des Wärmetauschers insoweit überwiegend von einem verdichteten Fluid durchströmt, während das Außenrohr bzw. der von Innenrohr und Außenrohr gebildete Zwischenraum von einem überwiegend gasförmigen Wärmetauschermedium durchströmbar ist.
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Nach einem weiteren unabhängigen Aspekt ist schließlich eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage mit einem Kältemittelkreislauf vorgesehen, der zumindest einen Kompressor, einen Kondensator, eine Expansionseinrichtung sowie einen Verdampfer strömungstechnisch zum Zirkulieren eines Wärmetauschermediums miteinander koppelt. Hierbei weist der Kältemittelkreislauf ferner einen zuvor beschriebenen Wärmetauscher auf, dessen Zwischenraum strömungstechnisch zwischen Verdampfer und Kompressor und dessen zumindest ein Innenrohr strömungstechnisch zwischen Kondensator und Expansionseinrichtung des Kältemittelkreislaufs eingebunden ist.
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Auf diese Art und Weise kann ein zur Leistungssteigerung der Klimaanlage dienender Wärmeaustausch zwischen der stromabwärts des Verdampfers liegenden Niederdruckseite und der stromaufwärts der Expansionseinrichtung liegenden Hochdruckseite des Kältemittelkreislaufs bereitgestellt werden.
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In einem weiteren unabhängigen Aspekt ist schließlich ein Kraftfahrzeug mit einer zuvor beschriebenen Klimaanlage bzw. mit zumindest einem zuvor beschriebenen etwa rohrförmig ausgebildeten Wärmetauscher vorgesehen.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Ausgestaltungen werden in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Hierbei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage mit einem internen Wärmetauscher und
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2 eine schematische, in Längsrichtung geschnittene Darstellung durch den klimaanlagen-internen Wärmetauscher.
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Detaillierte Beschreibung
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Die in 1 schematisch dargestellte Kraftfahrzeug-Klimaanlage 20 weist einen Kältemittelkreislauf 22 auf, welcher die einzelnen Klimaanlagenkomponenten Kompressor 18, Kondensator 16, eine Expansionseinrichtung 12 sowie einen Verdampfer 14 in einer an sich bekannten Art und Weise strömungstechnisch miteinander koppelt. Ein interner Wärmetauscher 10 ist hierbei hochdruckseitig stromabwärts des Kondensators 16 und stromaufwärts der Expansionseinrichtung 12 angeordnet. Niederdruckseitig ist der interne Wärmetauscher 10 stromabwärts des Verdampfers 14 sowie stromaufwärts des Kompressors 18 vorgesehen.
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Ein vergleichsweise unter hohem Druck und hoher Temperatur stehendes Wärmetauschermedium wird durch das im Wärmetauscher 10 in entgegengesetzter Richtung vom Verdampfer 14 zum Kompressor 18 und unter vergleichsweise niedrigem Druck und niedriger Temperatur stehende Wärmetauschermedium der Expansionseinrichtung 12 vorgelagert unterkühlt. Durch diesen internen Wärmeaustausch im Kältemittelkreislauf 22 kann der Wirkungsgrad der Kraftfahrzeug-Klimaanlage 20 insgesamt verbessert werden.
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Der in einer Längsrichtung (z) geschnitten in 2 dargestellte Wärmetauscher 10 weist ein etwa zylindrisches Außenrohr 32 sowie zwei etwa helixartig gewendelte, ineinander verschachtelt angeordnete Innenrohre 34, 36 auf. In 2 ist lediglich einer der an gegenüberliegenden Längsenden des Wärmetauschers 10 ausgebildeten Anschlussbereiche gezeigt. Ein am anderen Längsende des Wärmetauschers vorgesehener, gegenüberliegender, vorliegend nicht explizit gezeigter Anschlussbereich ist typischerweise weitgehend identisch hierzu ausgebildet.
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Das Außenrohr 32 weist angrenzend an den Anschlussbereich einen sich etwa trichterartig verjüngenden Endabschnitt 42 auf, welcher in etwa einstückig in einen sich in Längsrichtung (z) des Wärmetauschers (10) erstreckenden Fortsatz 30 übergeht. Dieser fungiert hierbei als niederdruckseitiger Ablauf 30 des Wärmetauschers 10. Die beiden Innenrohre 34, 36 münden in jenen trichterartig verjüngenden Endabschnitt 42 und durchsetzen diesen strömungstechnisch. Der Endabschnitt 42 des Außenrohrs 32 begrenzt hierbei einen Sammlerraum 38, welcher mit Hilfe einer von außen auf das Außenrohr 32 aufgesetzten Endkappe 40 gebildet ist.
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Eine Innenseite 48 der Endkappe 40 und eine Außenseite 46 des Endabschnitts 42 des Außenrohrs 32 begrenzen bzw. bilden den hier als Verteilerraum 38 ausgebildeten, von Endkappe 40 und Außenrohr 32 geformten Zwischenraum. Die Endkappe 32 weist einen Durchgang 44 zur Aufnahme des Fortsatzes 30 auf. Die Endkappe 40 ist insbesondere abdichtend mit dem Fortsatz 30 verbunden.
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Ferner ist die Endkappe 40 mit einem radial vom Durchgang 44 bzw. radial vom Fortsatz 30 beabstandeten Anschlussstück 28 versehen. Das Anschlussstück 28 ragt hierbei in den Sammlerraum 38 hinein, durchsetzt diesen aber nicht. Das Anschlussstück 28 fungiert hierbei ferner als etwa hochdruckseitiger Zulauf für den Wärmetauscher 10, welcher stromabwärts des Kondensators 16 in den Kältemittelkreislauf 22 einzubinden ist.
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Über das Anschlussstück 28 kann das vom Kondensator 16 zum Wärmetauscher 10 strömende, unter vergleichsweise hohem Druck und hoher Temperatur stehende Wärmetauschermedium in den Verteilerraum 38 geleitet werden, wo es sich auf die vom Verteilerraum 38 abgehenden Innenrohre 34, 36 verteilt. An einem in 2 nicht explizit gezeigten, aber weitgehend identisch ausgebildeten gegenüberliegenden Endabschnitt münden die Innenrohre 34, 36 in einen entsprechend ausgebildeten Sammlerraum, über welchen das aus den Innenrohren 34, 36 strömende Wärmetauschermedium einem als hochdruckseitiger Ablauf 24 fungierenden Anschlussstück zugeführt werden kann.
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Der von dem Außenrohr 32 und den hierin angeordneten Innenrohren 34, 36 gebildete Zwischenraum 33 ist in entgegengesetzter Richtung von einem typischerweise überwiegend gasförmigen, vergleichsweise kalten und unter geringem Druck stehenden Wärmetauschermedium durchströmbar. Der in 2 dargestellte, etwa radialsymmetrisch zur Längsachse 50 des Wärmetauschers 10 ausgebildete Fortsatz 30 fungiert hierbei als niederdruckseitiger Ablauf, welcher stromaufwärts des Kompressors 18 in den Kältemittelkreislauf 22 einbindbar ist.
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An einem gegenüberliegenden, in 2 nicht explizit gezeigten Endabschnitt weist das Außenrohr 32 einen typischerweise weitgehend identisch mit dem Fortsatz 26 ausgebildeten Zulauf auf, mittels welchem der Wärmetauscher 10 stromabwärts des Verdampfers 14 in den Kältemittelkreislauf 22 der Kraftfahrzeug-Klimaanlage 20 eingebunden ist.
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Die in 2 schematisch dargestellte Endkappe 40 kann als Gussteil, als Formteil, als Pressteil oder als Tiefziehteil ausgebildet sein. Das Anschlussstück 28 kann ferner einstückig mit der Endkappe 40 ausgebildet sein. Herstellungs- und Montagekosten für den Wärmetauscher 10 können somit effektiv gesenkt werden. Die Endkappe 40 ist mit ihrem, dem Durchgang 44 abgewandten Ende insbesondere an einem Übergangsbereich 52 des Außenrohrs 32 des Wärmetauschers 10 befestigbar.
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In jenem Übergangsbereich 52 geht das in etwa zylindrisch ausgebildete Außenrohr 32 in den sich querschnittsverjüngenden Endabschnitt 42 über. Auch die Endkappe 40 weist vom Übergangsbereich 52 aus, in Richtung Durchgang 44 betrachtet, einen sich stetig verringernden Innenquerschnitt auf. So kann die Endkappe 40, wie zum Beispiel in 2 dargestellt, etwa nach Art einer Kalotte oder kugelsegmentartig ausgebildet sein. Hierdurch können die Strömungscharakteristik sowie ein durch die Verteilung des Wärmetauschermediums auf mehrere Innenrohre 36, 38 bedingter Druckverlust optimiert bzw. möglichst gering gehalten werden.
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Die dargestellten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche Ausgestaltung der Erfindung zu welcher weitere zahlreiche Varianten denkbar und im Rahmen der Erfindung sind. Die exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiele sind in keiner Weise hinsichtlich des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfigurationsmöglichkeiten der Erfindung als einschränkend auszulegen. Die vorliegende Beschreibung zeigt dem Fachmann lediglich eine mögliche Implementierung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels auf. So können an der Funktion und Anordnung von beschriebenen Elementen vielfältigste Modifikationen vorgenommen werden, ohne hierbei den durch die nachfolgenden Patentansprüche definierten Schutzbereich oder dessen Äquivalente zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Wärmetauscher
- 12
- Expansionseinrichtung
- 14
- Verdampfer
- 16
- Kondensator
- 18
- Kompressor
- 20
- Kraftfahrzeug-Klimaanlage
- 22
- Kältemittelkreislauf
- 24
- Ablauf
- 26
- Zulauf
- 28
- Anschlussstück
- 30
- Fortsatz
- 32
- Außenrohr
- 33
- Zwischenraum
- 34
- Innenrohr
- 36
- Innenrohr
- 38
- Verteiler- oder Sammlerraum
- 40
- Endkappe
- 42
- Endabschnitt
- 44
- Durchgang
- 46
- Außenseite
- 48
- Innenseite
- 50
- Längsachse
- 52
- Übergangsbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005052972 A1 [0003]
- DE 102012010521 [0005]
