DE10352957B3 - Klimaanlage für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Klimaanlage für Kraftfahrzeuge mit einem Kompressor (1) zum Verdichten von Kältemittel mit einer in den Kompressor (1) mündenden Niederdruckleitung (4) zur Zufuhr von Kältemittel und weiter mit einer vom Kompressor (1) wegführenden Hochdruckleitung (6) zum Weitertransport des verdichteten Kältemittels. DOLLAR A Zwecks Verminderung der Druckdifferenz gegenüber der Umgebung und Reduzierung eines Kältemittelverlustes durch Permeation besitzt ein an den Kompressor (1) angesetzter Leistungsanschluß (12) der Hochdruckleitung (6) einen Kältemittel-Rückflusskanal (16), der in den Kompressor (1) mündet und darin über eine gehäuseseitige Verbindungsleitung (19) bis in den Anschlußbereich der Niederdruckleitung (4) reicht.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Klimaanlage für Kraftfahrzeuge mit einem Kompressor zum Verdichten vom Kältemittel mit einer in den Kompressor mündenden Niederdruckleitung zur Zufuhr von entspanntem Kältemittel und weiter mit einer vom Kompressor wegführenden Hochdruckleitung zum Weitertransport des verdichteten Kältemittels.
• Eine solchermaßen aufgebaute Klimaanlage ist beispielsweise durch die DE 102 03 293 A1 bekannt geworden. Diese wird mit Kohlendioxid (CO₂) als Kältemittel betrieben.
• Näheres zur Entwicklung von Klimaanlagen auf der Basis -Kohlendioxid- findet sich u. a. in den Aufsätzen „CO₂-Klimaanlagen auf dem Weg zur Serienreife", ATZ 9/2003, S. 808–816, und „Die Klimaanlage mit CO₂ als Kältemittel", ATZ 9/2003, S. 842–845.
• Da es systembedingt der Einsatz von Kohlendioxid erforderlich macht, dass das verdichtete Kältemittel den Kompressor sehr hoch verdichtet (>120 bar) verlässt ist es angezeigt, Maßnahmen zu ergreifen, um eine aufgrund der Druckdifferenz mit der Umgebung sich ergebende Permeation und damit einen Austritt des Kältemittels in die Umgebung zu verhindern.
• Eine Möglichkeit besteht darin, die Kältemittel- Hochdruckleitung zweischalig auszubilden und eine Kältemittel absorbierende Zwischenschicht vorzusehen. Entlang dieser Zwischenschicht wird das Kältemittel, welches durch den inneren Hochtemperatur- und -druckschlauch verloren geht, aufgenommen und dieses kann dann auf geeignete Weise, z. B. über die Niederdruckleitung, dem Kompressor wieder zugeführt werden.
• Auch in anderem Zusammenhang sind doppelwandige Rohrleitungen für Heizungs- und Belüftungs- bzw. Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge bekannt. In der DE 198 15 166 A1 bildet eine solche doppelwandige Rohrleitung die Vor- und Rücklaufleitung für einen Wärmetauscher. In der DE 199 45 223 A1 dient eine doppelwandige Rohrleitung in einem Wärmetauscher der Sicherheit gegen Bersten bei Betriebsdrücken über 100 bar, wie sie ja bei der Verwendung von Kohlendioxid als Kältemittel ohne weiteres auftreten können.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Klimaanlage der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art im Bereich des Kompressors die konstruktiven Vorraussetzungen dafür zu schaffen, dass auf einfache Weise eine Verminderung der Druckdifferenz und somit der Permeation zwischen Hochdruckseite und Umgebung erzielbar ist.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Patentanspruch 1 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Patentanspruch 2 beansprucht.
• Einzelheiten zum konstruktiven Aufbau von Kompressoren sind in der Patentliteratur bereits hinlänglich erläutert.
• Beispielsweise beschreibt die DE 41 19 557 A1 eine Vorrichtung mit Kühlkreislauf, in der ein Kompressor in Verdrängerbauweise als Kühlmittelkompressor verwendet wird. Um eine Überhitzung des Kompressors zu verhindern wird ein Teil eines in einem Kondensator eines Kühlkreislaufes verflüssigten und unter Hochdruck stehenden Kühlmittels in eine Kompressionskammer des Kompressors während eines Kompressionshubes des Kompressors über eine erste und eine zweite mit dem Kompressor verbundene Verbindungsleitung eingeführt.
• Die DE 196 21 414 A1 beschreibt einen Kompressor mit eingebauter Ausweichleitung. Der hier beschriebene Kompressor dient in erster Linie zum Verdichten von Ansaugluft für eine Brennkraftmaschine. Das Kompressorgehäuse weist in seinem Inneren einen Verbindungskanal zum Herstellen einer Verbindung zwischen der Ansaugöffnung und der Auslassöffnung auf. Weiterhin ist ein Ausweichventil zum Öffnen und Schließen des Verbindungskanals und ein Stellglied zum Betätigen des Ausweichventils vorgesehen.
• Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles nachstehend näher erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt schematisiert einen Kompressor einer Fahrzeug- Klimaanlage mit angeschlossener Hochdruck- bzw. Niederdruckleitung. Die weiteren einzelnen Komponenten der Klimaanlage sowie deren Zusammenwirken sind dem Fachmann bekannt bzw. auch in dem eingangs abgehandelten Stand der Technik erläutert, so dass ein detailliertes Eingehen darauf an dieser Stelle entbehrlich ist.
• Der Kompressor 1 weist stirnseitig eine angeschlossene Riemenscheibe 2 mit Antriebsriemen 3 auf. In den Kompressor 1 mündet eine Niederdruckleitung 4, über die das Kältemittel, z. B. Kohlendioxid, von einem hier nicht dargestellten Wärmetauscher/Wärmeüberträger in den Kompressor 1 transportiert wird (Pfeil 5).
• Nach dem Verdichten tritt das Kältemittel über eine Hochdruckleitung 6 aus (Pfeil 7) und wird als „Heißgas" einem hier ebenfalls nicht dargestellten weiteren Wärmetauscher, z. B. einem Kohlendioxid-Gaskühler, zugeleitet.
• Aufgrund der hohen Druckdifferenz zur Umgebung würde sich in der Hochdruckleitung 6 eine Permeation einstellen, so dass Kältemittel entweichen könnte. Um dies zu vermeiden besteht die Hochdruckleitung 6 aus einem Hochtemperatur- und Hochdruck-Innenschlauch 8, bei dessen Materialauswahl auch auf eine große Ermüdungsresistenz und hohe Geräuschminderungseigenschaften zu achten ist. Der Innenschlauch 8 ist von einer Kältemittel absorbierenden Zwischenschicht 9 umgeben, während diese wiederum in einen Außenschlauch 10 mit sehr geringer Permeationsneigung eingeschlossen ist. Das von der Zwischenschicht 9 aufgenommene Kältemittel wird entlang derselben zum kompressorseitigen Ende der Hochdruckleitung 6 geführt (Pfeil 11).
• Ein an den Kompressor 1 angesetzter Leitungsanschluss 12 der Hochdruckleitung 6 nimmt über einen Anschlussstutzen 13 den aus Innenschlauch 8, Zwischenschicht 9 und Außenschlauch 10 bestehenden Verbund auf, wobei die Zwischenschicht 9 nicht ganz bis zum Boden 14 des Anschlussstutzens 13 reicht, so dass ein ringförmiger Hohlraum 15 verbleibt.
• Aufgrund einer doppelwandigen Ausführung des Leitungsanschlusses 12 ergibt sich innerhalb desselben ein ringförmiger Kanal 16, der den Hohlraum 15 mit einer innerhalb des Kompressors 1 angeordneten Kammer 17 verbindet und so das Kältemittel in die Kammer 17 gelangen lässt (Pfeil 18).
• An die Kammer 18 ist eine Verbindungsleitung 19 angeschlossen, die in den Eintrittsbereich der Niederdruckleitung 4 in den Kompressor 1 mündet. Somit lässt sich auf einfache Weise eine die Druckdifferenz reduzierende und somit die Kältemittel-Permeation weitgehend verhindernde Verbindung von Hochdruck- und Niederdruckleitung 6, 4 verwirklichen.

Claims (2)

1. Klimaanalage für Kraftfahrzeuge mit einem Kompressor zum Verdichten von Kältemittel mit einer in den Kompressor mündenden Niederdruckleitung zur Zufuhr von entspanntem Kältemittel und weiter mit einer vom Kompressor wegführenden Hochdruckleitung zum Weitertransport des verdichteten Kältemittels, dadurch gekennzeichnet, dass ein an den Kompressor (1) angesetzter Leitungsanschluss (12) der Hochdruckleitung (6) einen in den Kompressor (1) mündenden Rückflusskanal (16) aufweist, an den innerhalb des Kompressors (1) eine Verbindungsleitung (19) angeschlossen ist, die bis zur Einmündung der Niederdruckleitung (4) reicht.
2. Klimaanlage nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsanschluss (12) doppelwandig mit einem zwischen den Wänden befindlichen ringförmigen Kanal (16) ausgebildet ist, der in eine innerhalb des Kompressors (1) angeordnete Kammer (17) mündet, an die die Verbindungsleitung (19) angeschlossen ist.