DE10220673C1 - Filtertrocknerpatrone - Google Patents

Abstract

Eine Filtertrocknerpatrone für den Sammler eines Kondensators, der seinerseits in einer Klimaanlage eingesetzt wird, umfasst ein oberes Trockenmittelgehäuse (5), in dem ein Trockenmittel (7) angeordnet ist und das Durchströmungsöffnungen (6) für das Kältemittel der Klimaanlage aufweist. Unterhalb des Trockenmittelgehäuses (5) ist ein Filterkäfig (10) angebracht, der in einer Mantelfläche mindestens eine erste eine Siebfläche (12) bildende Fensteröffnung (11) aufweist. Unterhalb dieser mindestens einen ersten Fensteröffnung (11) befindet sich in dem Filterkäfig (10) mindestens eine weitere eine Siebfläche (14) bildende Fensteröffnung (13), die von der darüber liegenden Fensteröffnung (11) durch einen in Umfangsrichtung verlaufenden Materialsteg (17) getrennt ist. Im Bereich des Materialstegs (17) ist an dem Filterkäfig (10) ein sich radial nach außen erstreckender Siebträger (21) befestigt. Dieser trägt ein verhältnismäßig grobmaschiges Sieb (26), das von dem Kältemittel auf dem Weg von oben zu der mindestens einen weiteren Fensteröffnung (13) durchströmt werden muss. Zusammen mit einer am unteren Ende des Filterkäfigs (10) angeformten, sich radial nach außen erstreckenden Ringschale (18) bildet der Siebträger (21) eine "Schmutzfalle", welche ein rasches Verstopfen des Siebes (12) der mindestens einen oberen Fensteröffnung (11) verhindert und so eine längere Standzeit der Filtertrocknerpatrone gestattet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Filtertrocknerpatrone für den Sammler eines Kondensators einer Klimaanlage, insbe­ sondere einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage, mit

• a) einem Trockenmittelgehäuse, in dem ein Trockenmittel untergebracht ist und das Durchströmungsöffnungen für das Kältemittel der Klimaanlage aufweist;
• b) einem unterhalb des Trockenmittelgehäuses angeord­ neten Filterkäfig, der in einer Mantelfläche minde­ stens eine erste eine Siebfläche bildende Fenster­ öffnung aufweist und der an seinem unteren Ende eine radial verlaufende ringförmige Schale aufweist.

Eine derartige Filtertrocknerpatrone ist in der EP 1 147 930 A1 beschrieben. Hier besitzt der Filterkäfig nur einen einzigen Satz von Fensteröffnungen, die sich alle in derselben axialen Höhe befinden. Die Siebe, welche diese Fensteröffnungen überdecken, können alle über ihre gesamte Fläche hinweg in gleicher Weise radial vom Kältemittel angeströmt werden. Es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß sich diese Siebe verhältnismäßig rasch mit Schmutz zusetzen, so daß bereits nach verhältnis­ mäßig kurzer Zeit die Filtertrocknerpatrone ausgetauscht oder gesäubert werden muß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Filter­ trocknerpatrone der eingangs genannten Art so auszubil­ den, daß ihre Standzeit länger ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

• a) der Filterkäfig mindestens eine weitere eine Siebfläche bildende Fensteröffnung aufweist, die unterhalb der mindestens einen ersten Fensteröffnung angeordnet ist und von dieser durch einen in Umfangsrichtung verlaufenden Materialsteg getrennt ist;
• b) im Bereich des Materialstegs an dem Filterkäfig ein sich radial nach außen erstreckender Siebträger befestigt ist, der ein verhältnismäßig grobmaschiges Sieb trägt, das von dem Kältemittel auf dem Weg von oben zu der mindestens einen weiteren Fenster­ öffnung durchströmt werden muß.

Der erfindungsgemäß vorgesehene Siebträger sorgt mit der am unteren Ende des Filterkäfigs bereits beim Stande der Technik vorhandenen ringförmigen Schale für eine Art "Schmutzfalle", in welcher von dem Kältemittel mit­ geführte Schmutzpartikel, beispielsweise Abrieb von dem Trockenmittel, zurückgehalten und längere Zeit ge­ sammelt werden können, ohne die Durchströmung des Filter­ käfigs zu behindern. Diese Schmutzpartikel können nämlich das verhältnismäßig grobmaschige Sieb des Siebträgers von oben nach unten durchtreten, wobei die Vibrationen und Erschütterungen, denen der gesamte Kondensator im Betrieb ausgesetzt ist, den Durchtritt der Schmutzpartikel fördert. Die Rückkehr der Schmutzpartikel von unten nach oben, die nicht durch derartige Vibrationen unterstützt ist, erfolgt dagegen mit sehr viel geringerer Wahrscheinlichkeit, so daß das Sieb des Siebträgers in gewissem Sinne ähnlich einem Rückschlagventil wirkt. Die oberhalb des Siebträgers angeordneten Fensteröffnungen bzw. die hierin angebrachten Siebe können daher von dem Schmutz, der sich in der unteren ringförmigen Schale angesammelt hat, nur noch mit gerin­ gerer Wahrscheinlichkeit erreicht werden. Zumindest diese oberen Fensteröffnungen bleiben daher lange Zeit für eine Durchströmung frei. Daß sich die darunter liegenden Fensteröffnungen des Filterkäfigs, für welche der Sieb­ träger eine Aufwärtsbewegung nicht verhindern kann, im Laufe der Zeit zusetzen, ist in diesem Zusammenhang ohne Interesse.

Insgesamt läßt sich mit der erfindungsgemäßen Ausgestal­ tung die Zeit erheblich verlängern, die der Kondensator ohne Wartung der Filtertrocknerpatrone in Betrieb sein kann.

Der Begriff "grobmaschig" versteht sich aus der Funktion des entsprechenden Siebes: Dieses muß auf alle Fälle den Durchtritt der Schmutzpartikel von oben nach unten gestatten. Im Übrigen erfüllt es seine Funktion als "Rückschlagventil" umso besser, je kleiner seine Maschen­ größe ist. Die für den jeweiligen Einzelfall geeignete Maschengröße läßt sich leicht durch Versuche ermitteln.

Zweckmäßig ist, wenn der Filterkäfig einen Satz von in derselben axialen Höhe angeordneten ersten Fenster­ öffnungen und einen Satz von darunter in einer anderen axialen Höhe angeordneten weiteren Fensteröffnungen aufweist. Der Durchströmungsquerschnitt für das Kältemittel wird auf diese Weise sehr groß, so daß die Drosselverluste klein bleiben.

Die Siebflächen des Filterkäfigs und/oder des Siebträgers können wahlweise aus Siebgewebe bestehen oder durch Perforationen in dem Filterkäfig und/oder dem Sieb­ träger gebildet sein.

Bevorzugt wird ferner, daß der Siebträger an seinem radial außen liegenden Rand mit einer Dichtlippe verse­ hen ist. Diese Dichtlippe legt sich in der Montageposi­ tion der Filtertrocknerpatrone an der inneren Mantel­ fläche des Sammlergehäuses an und stellt sicher, daß das Kältemittel auf seinem Weg nach unten tatsächlich die von dem Siebträger getragenen Siebe durchströmen muß.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; Es zeigen

Fig. 1 einen axialen Teilschnitt durch einen Sammler, der Teil eines Kondensators einer Fahrzeug­ klimaanlage ist;

Fig. 2 die Unteransicht eines Filterkäfiges, der Teil des Sammlers von Fig. 1 ist;

Fig. 3 die Seitenansicht des Filterkäfiges von Fig. 2;

Fig. 4 die Draufsicht auf den Filterkäfig der Fig. 2 und 3.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 das Gehäuse eines Sammlers bezeichnet, der Teil eines Kondensators ist, wie er in der oben erwähnten EP 1 147 930 A1 beschrieben ist. Links an das Gehäuse 1 angesetzt zu denken ist ein Rohr-Rippen-Block, welcher von Kältemittel durch­ strömt wird. Das teilweise in flüssiger Phase, teilweise in gasförmiger Phase vorliegende Kältemittel verlässt den oberen Bereich des Rohr-Rippen-Blockes und tritt über eine Einlaßöffnung 2 in den Innenraum des Gehäuses 1 des Sammlers ein, durchströmt dieses in nachfolgend zu beschreibender Weise und tritt durch eine Auslaßöff­ nung 3 aus dem Gehäuse 1 des Sammlers aus und in einen unteren Abschnitt des Rohr-Rippen-Blockes ein.

Innerhalb des Gehäuses 1 des Sammlers und koaxial zu diesem ist eine Filtertrocknerpatrone angeordnet, die insgesamt das Bezugszeichen 4 trägt. Auch diese ist in Fig. 1 nur in ihrem unteren Bereich dargestellt. Die Filtertrocknerpatrone 4 umfasst ein zylindrisches, rohrförmiges Trockenmittelgehäuse 5, das mit einer Viel­ zahl radialer Durchgangsöffnungen 6 versehen ist. Im Inneren des Trockenmittelgehäuses 5 befindet sich eine Schüttung 7 aus Trockenmittel, deren Körnung so groß ist, daß die einzelnen Trockenmittelpartikel die Durchgangsöf­ fnungen 6 des Trockenmittelgehäuses 5 nicht passieren können.

Das Trockenmittelgehäuse 5 ist an seinem unteren Rand, der hierzu radial nach innen ragende Vorsprünge 8 auf­ weist, in einer Umfangsnut 9 eines insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 versehenen Filterkäfiges elastisch verrastet. Der Filterkäfig 10 besitzt die Form eines auf dem Kopf stehenden, also nach unten offenen Topfes. Er weist in seiner Umfangsfläche einen ersten Satz von großflächigen Fensteröffnungen 11 auf, die von Siebmaterial 12 abgedeckt sind. Axial unterhalb des ersten Satzes von Fensteröffnungen 11 ist ein zweiter Satz von Fen­ steröffnungen 13 vorgesehen, die ebenfalls mit Sieb­ material 14 abgedeckt sind. Die in derselben axialen Höhe liegenden Fensteröffnungen 11 sind durch achsparallele Stege 15, die ebenfalls in derselben axialen Höhe liegenden Fensteröffnungen 13 durch achsparallele Stege 16 voneinan­ der getrennt, während die in unterschiedlichen axialen Höhen liegenden Fensteröffnungen 11 einerseits und 13 andererseits durch einen in Umfangsrichtung verlaufenden Steg 17 voneinander getrennt sind.

Im unteren Endbereich des Filterkäfiges 10 ist an diesen eine radial nach außen verlaufende Ringschale 18 ange­ formt, die in ihrem radial äußersten Bereich in eine Dichtlippe 19 ausläuft. Die Dichtlippe 19 liegt elastisch federnd an der Innenmantelfläche des Gehäuses 1 des Sammlers an.

In der axialen Höhe des in Umfangsrichtung verlaufenden Steges 17, der die oberen Fensteröffnungen 11 von den unteren Fensteröffnungen 13 trennt, ist in die äußere Mantelfläche des Filterkäfiges 10 eine Nut 20 eingeformt. In diese Nut 20 ist ein ringförmiger, sich nach unten konisch erweiternder Siebträger 21 eingesetzt. Dieser besitzt in seiner konischen Mantelfläche, wie insbe­ sondere der Fig. 4 zu entnehmen ist, vier ringsegment­ förmige Öffnungen 22, 23, 24, 25, die jeweils mit grob­ maschigem Siebmaterial 26 abgedeckt sind. Der untere, radial außen liegende Rand des Siebträgers 21 ist nach oben zurückgebogen und als Dichtlippe 27 ausgebildet, welche elastisch federnd an der Innenmantelfläche des Gehäuses 1 des Sammlers anliegt.

Der oben beschriebene Sammler arbeitet wie folgt:
Der in Gasform vorliegende Anteil des durch die Einlaß­ öffnung 2 in den Innenraum des Gehäuses 1 strömenden Kältemittels fließt primär in den oberhalb des in Fig. 1 dargestellten Bereich des Sammlers und tritt dort, aber auch in dem in der Zeichnung dargestellten Bereich des Trockenmittelgehäuses 5, über die Durchgangsöff­ nungen 6 in den Innenraum des Trockenmittelgehäuses 5 ein und wird dort von dem Trockenmittel 7 getrocknet. Die flüssige Phase des Kältemittels dagegen strömt haupt­ sächlich in der durch die Pfeile dargestellten Richtung in dem Ringspalt zwischen der Filtertrocknerpatrone 4 und dem Gehäuse 1 des Sammlers nach unten und dann mit einem ersten Teilstrom in radialer Richtung durch die oberen Fensteröffnungen 11 des Filterkäfiges 10 nach innen, wechselt dort wiederum seine Strömungsrichtung und fließt in axialer Richtung nach unten aus dem Filter­ käfig 10 und durch die Auslaßöffnung 3 des Gehäuses 1 aus dem Sammler aus und in den nicht dargestellten Rohr-Rippen-Block des Kondensators ein.

Ein zweiter Teilstrom des flüssigen Kältemittels durchtritt die Maschen des Siebmaterials 26, fließt dann radial nach innen durch die unteren Fensteröffnungen 13 des Filterkäfigs 10 und das diese Öffnungen 13 abdeckende Siebmaterial 14 hindurch, vereinigt sich mit dem Kälte­ mittelstrom, der die oberen Fensteröffnungen 11 durch­ treten hat und strömt gemeinsam mit diesem über die Auslaßöffnung 3 aus.

Schmutzteilchen, beispielsweise Abrieb des Trockenmittel­ materials 7, welches von dem Kältemittelstrom mitgeführt wird, wird durch das Siebmaterial 12 der oberen Fenster­ öffnungen 11 und das Siebmaterial 14 der unteren Fenster­ öffnungen 13 zurückgehalten. Aufgrund der Vibrationen, denen der gesamte Kondensator und insbesondere auch der Filterkäfig 10 im Betrieb der Anlage ausgesetzt ist, fällt Schmutz, der von dem Filtermaterial 12 der oberen Fensteröffnungen 11 zurückgehalten wurde, durch das grobmaschige Siebmaterial 26 über den Öffnungen 22 bis 25 des Siebträgers 21 hindurch und sammelt sich auf der ringförmigen Schale 18. Auch das Durchtreten des Sieb­ materials 26 wird durch die Vibrationen unterstützt, denen der Filterkäfig 10 ständig ausgesetzt ist.

Eine Rückkehr der Schmutzpartikel, die sich in der ring­ förmigen Schale 18 des Filterkäfiges 10 abgesetzt haben, in den Bereich der oberen Fensteröffnungen 11 des Sieb­ käfiges 10 wird durch das grobmaschige Siebmaterial 26 des Siebträgers 21 weitgehend verhindert. Die nach oben gerichtete Bewegung des Schmutzes ist - anders als die nach unten gerichtete Bewegung - nicht durch die Vibratio­ nen des Siebkäfiges 10 unterstützt, so daß durch den Siebträger 21 und das an ihm befindliche Siebmaterial eine Art "Rückschlagventil" für die Bewegung von Schmutz­ partikeln gebildet wird. Dieses unterbindet allerdings eine Bewegung in der Rückwärtsrichtung nicht vollständig sondern macht diese nur unwahrscheinlicher als die Bewegung der Schmutzpartikel in Vorwärtsrichtung, also nach unten.

Dies bedeutet, daß zwar ein Zusetzen des Siebmaterials 14, welches die unteren Fensteröffnungen 13 des Filter­ käfiges 10 überdeckt, mittelfristig nicht verhindert werden kann, daß aber das Siebmaterial 12, welches die oberen Fensteröffnungen 11 des Filterkäfiges 10 abdeckt, auf lange Zeit verstopfungsfrei und dadurch funktions­ fähig bleibt.

Der Siebträger 21 erfüllt daher im Zusammenspiel mit der ringförmigen Schale 18 des Filterkäfigs 10 die Funktion einer "Schmutzfalle".

Claims (5)

1. Filtertrocknerpatrone für den Sammler eines Konden­ sators einer Klimaanlage, insbesondere einer Fahrzeug- Klimaanlage mit

• a) einem Trockenmittelgehäuse, in dem-ein Trockenmittel untergebracht ist und das Durchströmungsöffnungen für das Kältemittel der Klimaanlage aufweist;
• b) einem unterhalb des Trockenmittelgehäuses angeordneten Filterkäfig, der in seiner Mantelfläche mindestens eine eine Siebfläche bildende Fensteröffnung aufweist und an seinem unteren Ende eine radial verlaufende, ringförmige Schale aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß

• a) der Filterkäfig (10) mindestens eine weitere eine Siebfläche (14) bildende Fensteröffnung (13) aufweist, die unterhalb der mindestens einen ersten Fensteröff­ nung (11) angeordnet ist und von dieser durch einen in Umfangsrichtung verlaufenden Materialsteg (17) getrennt ist;
• b) im Bereich des Materialstegs (17) an dem Filterkäfig (10) ein sich radial nach außen erstreckender Sieb­ träger (21) befestigt ist, der ein verhältnismäßig großmaschiges Sieb (26) trägt, das von dem Kälte­ mittel auf dem Weg von oben nach unten zu der minde­ stens einen weiteren Fensteröffnung (13) durchströmt werden muß.

2. Filtertrocknerpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Filterkäfig (10) einen ersten Satz von in derselben axialen Höhe angeordneten ersten Fensteröffnungen (11) und einen Satz von darunter in einer anderen axialen Höhe angeordneten weiteren Fensteröffnungen (13) aufweist.

3. Filtertrocknerpatrone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebe (12, 44, 26) des Filter­ käfigs (10) und/oder des Siebträgers (21) aus Siebgewebe bestehen.

4. Filtertrocknerpatrone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebe des Filterkäfigs und/ oder des Siebträgers durch Perforationen gebildet sind.

5. Filtertrocknerpatrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebträger (21) an seinem radial außen liegenden Rand mit einer Dichtlippe (27) versehen ist.