DE102012105191A1

DE102012105191A1 - Kompressor für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102012105191A1
Application number: DE201210105191
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Wedowski Michael De
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2013-12-19

Abstract

Ein Kompressor für eine Klimaanlage, insbesondere eines Fahr- oder Flugzeuges, ist mit einem Kältemittelkreislauf zu verbinden. Ein Tank (3) ist mit dem Kompressor (1) über mindestens einen Strömungskanal (5), in den ein zu öffnendes Ventil (4) eingesetzt ist, verbunden, wobei der Tank (3) ein Mittel (6) zum Binden und/oder Neutralisieren des Kältemittels aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kompressor für eine Klimaanlage, insbesondere eines Fahr- oder Flugzeuges, der mit einem Kältemittelkreislauf zu verbinden ist, ein Fahr- oder Flugzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einer Klimaanlage und einen Nachrüstsatz für eine Klimaanlage.
In Klimaanlagen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, findet häufig als Kältemittel 2,3,3,3-Tetrafluorpropen Verwendung, da sich dieses Kältemittel auch in Klimaanlagen nach dem Stand der Technik, die beispielsweise für derzeit unzulässige Kältemittel entwickelt wurden, verwenden lässt. Dieses Tetrafluorpropen ist relativ klimafreundlich, aber brennbar. Dennoch soll 2,3,3,3-Tetrafluorpropen als Ersatzstoff für Tetrafluorethan als Kältemittel in Klimaanlagen zukünftiger Kraftfahrzeuge verwendet werden. Problematisch ist die Einstufung von 2,3,3,3-Tetrafluorpropen als hochentzündlich und die Bildung brennbarer Gas-Luft-Gemische. Der Explosionsbereich liegt in etwa zwischen 6,2 Vol% als untere Explosionsgrenze und 12,3 Vol% als obere Explosionsgrenze. Die Selbstentzündungstemperatur wird mit ca. 400 °C in der Literatur angegeben. Bei der Verbrennung wird giftiger und ätzender Fluorwasserstoff frei und beim Löschen eines Brandes, beispielsweise nach einem Unfall, kann Flusssäure entstehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kompressor und ein Fahr- oder Flugzeug sowie einen Nachrüstsatz der eingangs genannten Art zu schaffen, der bzw. das den Austritt von Kältemittel aus der Klimaanlage bei einer Beschädigung, insbesondere bei einem Unfall oder Brand, verhindert.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1, 8 und 13 gelöst.
Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung dar.
Ein Kompressor für eine Klimaanlage, insbesondere eines Fahr- oder Flugzeuges, ist mit einem Kältemittelkreislauf zu verbinden. Ein Tank ist mit dem Kompressor über mindestens einen Strömungskanal, in den ein zu öffnendes Ventil eingesetzt ist, verbunden, wobei der Tank ein Mittel zum Binden und/oder Neutralisieren des Kältemittels aufweist.
Ein Fahr- oder Flugzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einer Klimaanlage, umfasst einen solchen Kompressor.
Ein Nachrüstsatz für eine Klimaanlage umfasst einen Tank, der mit einem Kompressor der Klimaanlage über mindestens einen Strömungskanal zu verbinden ist, wobei der Tank ein Mittel zum Binden und/oder Neutralisieren des Kältemittels aufweist und mindestens ein Ventil zum Einsetzen in den Strömungskanal.
Beispielsweise kann im Fall einer Beschädigung des Kompressors bzw. des mit dem Kompressor verbundenen Kältemittelkreislaufs das Ventil selbsttätig öffnen oder geöffnet werden und das Kältemittel wird in dem ein Bindemittel und/oder Neutralisationsmittel für das Kältemittel aufweisenden Tank aufgefangen und für die Umwelt unschädlich gelagert. Der Tank kann beispielsweise abnehmbar an einer Verdichterstufe des Kompressors angeordnet sein. Selbstverständlich kann sich der Tank auch in der Nähe des Kompressors befinden und im Schadensfall bzw. bei Auslösung mit Kältemittelleitungen in Strömungsverbindung gebracht werden. Der Tank kann auch derart dem Kompressor sein, dass beim Öffnen des Ventils das Binde- bzw. Neutralisationsmittel in den Kompressor einströmt, um mit dem dort befindlichen Kältemittel zusammenzuwirken. Es ist für den Fachmann auch ersichtlich, dass es möglich ist, mehrere Tanks und/oder mehrere Ventile anzuordnen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es ist für de Fachmann auch erkennbar, dass der Tank im Zusammenhang mit unterschiedlichen Klimaanlagen einsetzbar ist und auch keine Beschränkung bezüglich seines Einsatzortes unterliegt. Es kann sich selbstverständlich um eine stationäre Klimaanlage oder eine auf einem Wasserfahrzeug, also einem Boot oder Schiff, einem Flugzeug oder einem beliebigen anderen Fahrzeug installierte Klimaanlage handeln.
In Ausgestaltung das Ventil entweder mechanisch oder elektromechanisch, oder pyrotechnisch, insbesondere durch einen elektrischen Impuls, vorzugsweise schlagartig zu öffnen ist. Zweckmäßigerweise ist das Ventil als ein Berstventil ausgebildet. Die Bauform des Ventils wird entsprechend der Anforderungen an seine Öffnungsgeschwindigkeit, also beispielsweise schlagartig oder kontinuierlich, seine Möglichkeit zum Öffnen und/oder Schließen oder seinen Einbauraum bestimmt und gewählt.
Zur gezielten Ansteuerung ist vorteilhafterweise das Ventil mit einem elektronischen Steuergerät verbunden.
Nach einer Weiterbildung ist herrscht in dem, insbesondere aus einem temperaturbeständigen Material gefertigten, Tank entweder ein Überdruck oder ein Unterdruck. Soll das Bindemittel und/oder Neutralisationsmittel für das Kältemittel bei einem geöffneten Ventil aus dem Tank ausströmen und sich beispielsweise im Kompressor bzw. den im Einbauzustand dem Kompressor zugeordneten Kältemittelleitungen verteilen, um mit dem Kältemittel zusammenzuwirken, wird der Tank mit dem Bindemittel und/oder Neutralisationsmittel mit einem Überdruck beaufschlagt. Bei einem Unterdruck aufweisenden Tank wird das Kältemittel bei geöffnetem Ventil aus dem Kompressor in den Tank gesaugt, um mit dem Bindemittel und/oder Neutralisationsmittel zusammenzuwirken, um insbesondere bei einem Löschen eines Kraftfahrzeuges das Entstehen von Flusssäure oder eine sonstige Umweltbelastung zu verhindern.
Bevorzugt ist der Tank integraler Bestandteil des Kompressorgehäuses. Der Tank kann demnach relativ platzsparend angeordnet und gemeinsam mit dem Kompressor gefertigt sowie installiert werden.
Vorzugsweise ist das Mittel als eine saugfähige Matte oder ein Bindemittel, insbesondere ein Zwei-Komponenten-Bindemittel, ausgebildet. Das Mittel kann zur Aufnahme, also Bindung des Kältemittels beispielsweise offenzellig sein und gleichzeitig chemisch mit dem Kältemittel zu dessen Neutralisation reagieren. Bei einem Zwei- oder Mehr-Komponenten-Bindemittel müssen zunächst die Komponenten, die auch in unterschiedlichen Tanks oder Tankabschnitten aufbewahrt werden, zusammengeführt werden, um die gewünschte Reaktion hervorzurufen.
Wenn der Kompressor mit dem Tank in dem Kraftfahrzeug verbaut ist, dann ist das Ventil an einen Daten-Bus des Kraftfahrzeugs angeschlossen und kommuniziert mit einem Steuergerät. Demnach wird für die Ansteuerung des Ventils zum Öffnen und gegebenenfalls zum Schließen auf im Kraftfahrzeug vorhandene Daten zurückgegriffen.
In weiterer Ausgestaltung ist das Steuergerät mit einem Temperatursensor und/oder Rauchsensor und/oder Airbagsensor und/oder Drucksensor und/oder Leckagesensor und/oder einem im Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordneten Schalter verbunden, um in Abhängigkeit von mindestens einem Sensorsignal das Ventil zum Öffnen anzusteuern. Die unterschiedlichen Sensoren bzw. Schalter befinden sich üblicherweise in einem Kraftfahrzeug und müssen daher nicht gesondert vorgesehen werden. Im Weiteren ist das Steuergerät auch zur Auswertung von Informationen dieser Sensoren ausgelegt. Zur Ansteuerung des Ventils müssen eventuell Grenzwerte von Sensorsignalen definiert werden, bei deren Erreichen das Ventil eine Information zum Öffnen erhält. Beispielsweise kann das Öffnen bei einem Kraftfahrzeugbrand, einem mit einem Öffnen eines Airbags einhergehenden Unfall oder einer Kombination bestimmter durch die Sensoren erfassbarer Ereignisse einhergehen. Es ist auch möglich, das Ventil mittels einer Betätigung des Schalters zu beaufschlagen. Ein Leckagesensor kann auch den, insbesondere schnellen, Verlust von Kältemittel feststellen und das Ventil zum Öffnen ansteuern.
Zweckmäßigerweise sind der Temperatursensor und/oder Rauchsensor und/oder Airbagsensor und/oder das Ventil und/oder das Steuergerät zur Energieversorgung mit einer Fahrzeugbatterie und/oder einer Not-Batterie verbunden.
Darüber hinaus ist bevorzugt das Steuergerät mit einer optischen und/oder akustischen Alarmeinrichtung und/oder einer Meldeeinrichtung und/oder einer Feuerlöscheinrichtung gekoppelt. Beispielsweise kann ein Brand oder Unfall signalisiert werden. Der Alarmeinrichtung oder der Meldeeinrichtung ist ein Datenverarbeitungsgerät zugeordnet, bei dem es sich um das kraftfahrzeugseitige Steuergerät handeln kann. Während die Alarmeinrichtung ein in der Umgebung des Kraftfahrzeuges wahrnehmbares Signal erzeugt, setzt die Meldeeinrichtung beispielsweise mittels eines GSM- oder Funk-Moduls eine Nachricht an eine vorgegebene Stelle ab. Es ist möglich, eine vordefinierte Nachricht an den Besitzer des Kraftfahrzeuges oder eine Servicestelle des Herstellers zu senden, die neben der Information, dass es sich um einen Brand oder einen Unfall handelt, auch Positionsdaten des Kraftfahrzeugs enthalten kann.
Der Nachrüstsatz ist zum nachträglichen Anbau des Tanks an eine Klimaanlage, also deren Kompressor oder Kältemittelleitungen, ausgelegt und umfasst beispielsweise neben dem Tank die erforderlichen Ventile sowie bevorzugt auch die Elektronik und/oder Sensorik, die zur Erfassung einer möglichen Schädigung und die darauffolgende Ansteuerung der Ventile.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert. Die einzige Fig. der Zeichnung zeigt eine schematische Teildarstellung eines in einem Kraftfahrzeug installierten Kompressors für eine Klimaanlage nach der Erfindung.
Der Kompressor 1 für die Klimaanlage des Kraftfahrzeugs, die beispielsweise mit 2,3,3,3-Tetrafluorpropen als Kältemittel betrieben wird, ist an einen Kältemittelkreislauf angeschlossen, wie durch die beiden Kältemittelleitungen 2 angedeutet ist. Dem Kompressor 1 ist ein Tank 3, über Ventile 4 aufweisende Strömungskanäle 5 zugeordnet. In dem Tank befindet 3 befindet sich ein Mittel 6 zum Binden und/oder Neutralisieren des Kältemittels, das vorliegend als eine saugfähige Matte 7 ausgebildet ist, die bestimmte mechanische und chemische Eigenschaften aufweist, die der Fachmann insbesondere in Abhängigkeit von dem verwendeten Kältemittel bestimmt.
Die Ventile 4 stehen über Leitungen 8 mit einem Bordnetz 9 des Kraftfahrzeuges in Verbindung, an das eine Batterie 10, ein Steuergerät 11 sowie verschiedene Sensoren 15 angeschlossen sind, die beispielsweise als mit einem Temperatursensor 12 und/oder Rauchsensor 13 und/oder Airbagsensor 14 ausgebildet sind. Wird durch die Sensoren 15 ein Unfall, insbesondere im Zusammenhang mit einem Brand, festgestellt, erfolgt eine Ansteuerung der Ventile 4 zum Öffnen der Strömungskanäle 5, damit das Kältemittel in den Tank 3 gelangt und von der Matte 7 gebunden wird, damit es keinen weiteren Schaden verursacht. Zur Unterstützung der Evakuation des Kältemittels kann beispielsweise eine Pumpe vorgesehen sein oder in dem Tank 3 herrscht ein Unterdruck.
Selbstverständlich kann auch in dem Tank 3 ein Überdruck angelegt werden und das flüssige und/oder gasförmige Mittel 6 wird beim Öffnen der Ventile 4 in den Kältemittelkreislauf eingeleitet.
Bezugszeichenliste

1: Kompressor
2: Kältemittelleitung
3: Tank
4: Ventil
5: Strömungskanal
6: Mittel
7: Matte
8: Leitung
9: Bordnetz
10: Batterie
11: Steuergerät
12: Temperatursensor
13: Rauchsensor
14: Airbagsensor
15: Sensor

Claims

Kompressor für eine Klimaanlage, insbesondere eines Fahr- oder Flugzeuges, der mit einem Kältemittelkreislauf zu verbinden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Tank (3) mit dem Kompressor (1) über mindestens einen Strömungskanal (5), in den ein zu öffnendes Ventil (4) eingesetzt ist, verbunden ist, wobei der Tank (3) ein Mittel (6) zum Binden und/oder Neutralisieren des Kältemittels aufweist.
Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (4) entweder mechanisch oder elektromechanisch, oder pyrotechnisch, insbesondere durch einen elektrischen Impuls, vorzugsweise schlagartig, zu öffnen ist.
Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (4) als ein Berstventil ausgebildet ist.
Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (4) mit einem elektronischen Steuergerät (11) verbunden ist.
Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem, insbesondere aus einem temperaturbeständigen Material gefertigten, Tank (3) entweder ein Überdruck oder ein Unterdruck herrscht.
Kompressor nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank (3) integraler Bestandteil des Kompressorgehäuses ist.
Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (6) als eine saugfähige Matte (7) oder ein Binde- und/oder Neutralisationsmittel, insbesondere ein Zwei-Komponenten-Bindemittel, ausgebildet ist.
Fahr- oder Flugzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einer Klimaanlage, die einen Kompressor (1) nach Anspruch 1 umfasst.
Fahr- oder Flugzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (4) an einen Daten-Bus angeschlossen ist und mit einem Steuergerät (11) kommuniziert.
Fahr- oder Flugzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (11) mit einem Temperatursensor (12) und/oder Rauchsensor (13) und/oder Airbagsensor (14) und/oder Drucksensor und/oder Leckagesensor und/oder einem im Innenraum des Fahr- oder Flugzeuges angeordneten Schalter verbunden ist, um in Abhängigkeit von mindestens einem Sensorsignal das Ventil (4) zum Öffnen anzusteuern.
Fahr- oder Flugzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (12) und/oder Rauchsensor und/oder Airbagsensor (14) und/oder das Ventil (4) und/oder das Steuergerät (11) zur Energieversorgung mit einer Fahrzeugbatterie und/oder einer Not-Batterie verbunden sind.
Fahr- oder Flugzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (11) mit einer optischen und/oder akustischen Alarmeinrichtung und/oder einer Meldeeinrichtung und/oder einer Feuerlöscheinrichtung gekoppelt ist.
Nachrüstsatz für eine Klimaanlage mit einem Tank (3), der mit einem Kompressor (1) der Klimaanlage über mindestens einen Strömungskanal (5) zu verbinden ist, wobei der Tank (3) ein Mittel (6) zum Binden und/oder Neutralisieren des Kältemittels aufweist und mindestens einem Ventil (4) zum Einsetzen in den Strömungskanal (5).
Nachrüstsatz nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Piercingelement vorgesehen ist, mit dem eine abgedichtete Verbindung zwischen einem Kältemittelkreislauf und dem Tank herstellbar ist.
Nachrüstsatz nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank (3), in dem entweder ein Überdruck oder ein Unterdruck herrscht, aus einem temperaturbeständigen Material gefertigt ist.
Nachrüstsatz nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (6) als eine saugfähige Matte (7) oder ein Binde- und/oder Neutralisationsmittel, insbesondere ein Zwei-Komponenten-Bindemittel, ausgebildet ist.
Nachrüstsatz nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Batterie, insbesondere zur Energieversorgung des Ventils beim Öffnen, und/oder eine Elektronikeinheit, insbesondere ein Steuergerät, zur Ansteuerung des Ventils zum Öffnen, und/oder mindestens ein Sensor, insbesondere Temperatursensor und/oder Rauchgassensor, vorhanden ist.