DE19608049A1 - Rohrleitung für ein Wärmeübertragersystem und diese verwendende Fahrzeugklimaanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrleitung für ein Wär­ meübertragersystem, die einen von einer Rohrwandung radial nach außen begrenzten Rohrraum aufweist, der von einem Wärme­ übertragungsfluid durchströmbar ist, sowie auf eine mit einer solchen Rohrleitung ausgerüstete Fahrzeugklimaanlage.

Bei üblichen Wärmeübertragersystemen wird das Wärmeübertra­ gungsfluid so durch die Rohrleitungsabschnitte des Systems geführt, daß es durch eine einteilige, massive Rohrwandung mit anwendungsfallabhängiger Wandungsdicke vom radial nach außen anschließenden Außenraum getrennt ist. Gegenwärtig wer­ den anstelle früher üblicher, FCKW-haltiger Kältemittel in Kühlanlagen, wie beispielsweise Fahrzeugklimaanlagen, zuneh­ mend umweltfreundlichere Kältemittel eingesetzt, die jedoch zum Teil brennbar sind, wie Propan und Isobutan. Wenn ein solches Wärmeübertragersystem wenigstens teilweise in einem Raum angeordnet ist, der vor einem Entzünden bzw. einer Ex­ plosion eines derartigen, brennbaren Wärmeübertragungsfluids geschützt werden soll, besteht der Bedarf, den in diesem Raum befindlichen Rohrleitungsabschnitt des Wärmeübertragersystems so auszulegen, daß dort leckbedingten Austritten des Wärme­ übertragungsfluids vorgebeugt wird. Zum Beispiel dürfen brennbare Medien nicht in den Innenraum von Fahrzeugen gelan­ gen, in welchem üblicherweise der Verdampfer einer Fahrzeug­ klimaanlage angeordnet ist.

Zur diesbezüglichen Sicherheitserhöhung beim Einsatz von brennbaren Kältemitteln in Fahrzeugklimaanlagen kommt als ei­ ne Möglichkeit in Betracht, den Verdampfer nicht wie üblich im Fahrzeuginnenraum, sondern im Motorraum anzuordnen und ei­ nen Sekundärkreislauf vorzusehen, dessen Wärmeübertragungs­ fluid vom Verdampfer abgekühlt und in den Fahrzeuginnenraum zur Kühlung desselben geleitet wird. Ein solcher Sekundär­ kreislauf vergrößert jedoch die Trägheit des gesamten Wärme­ übertragersystems und erhöht durch die zusätzlich erforderli­ chen Komponenten, wie einen weiteren Wärmeübertrager, eine Pumpe, die Verbindungsleitungen und das zweite Wärmeübertra­ gungsfluid, das Systemgewicht. Außerdem verringert sich der Gesamtwirkungsgrad der Wärmeübertragung, was den Energiebe­ darf für die Klimatisierung erhöht. Als alternative sicher­ heitserhöhende Maßnahme ist es denkbar, eine konventionelle Fahrzeugklimaanlage mit zusätzlichen Sensoren und Klappen derart aufzurüsten, daß sich damit ein Eindringen von leckbe­ dingt austretenden, brennbaren Kältemitteln in den Fahrzeug­ innenraum verhindern läßt. Dies erfordert allerdings sehr schnell reagierende Sensoren und Klappen, was einen entspre­ chenden technischen Aufwand bedeutet.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstel­ lung einer Rohrleitung der eingangs genannten Art für ein Wärmeübertragungssystem sowie einer damit ausgerüsteten Fahr­ zeugklimaanlage zugrunde, mit denen mit relativ geringem Auf­ wand ein verhältnismäßig hoher Schutz vor einem leckbedingten Austreten des hindurchgeführten Wärmeübertragungsfluids ge­ währleistet wird.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Rohrleitung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 2 sowie einer Fahrzeugklimaanlage mit den Merkmalen des An­ spruchs 4.

Die Rohrleitung nach Anspruch 1 besitzt einen Sicherheits­ raum, der einen oder mehrere Fluidabzugskanäle umfaßt, die entlang der Rohrleitung im Inneren von deren Rohrwandung ver­ laufen, die den wärmeübertragungsfluidführenden Rohrraum ra­ dial nach außen begrenzt. Wenn in dieser Rohrleitung bei­ spielsweise aufgrund mechanischer Spannungen in der Rohrwan­ dung, die durch Temperaturunterschiede zwischen dem Wärme­ übertragungsfluid einerseits und dem Außenraum andererseits bedingt sind, Risse auftreten, so münden diese mit hoher Wahrscheinlichkeit in einen der Fluidabzugskanäle. Der durch einen solchen Riß austretende Wärmeübertragungsfluid-Leck­ strom kann somit über den Sicherheitsraum aus dem durch die Rohrleitung geschützten Bereich abgezogen werden, ohne daß in diesem Bereich das Wärmeübertragungsfluid in den Außenraum gelangt.

Die Rohrleitung nach Anspruch 2 ist zweiteilig aus einem In­ nenrohr und einem dieses koaxial anliegend umgebenden Außen­ rohr gebildet. Auch dies bietet mit relativ geringem Aufwand eine Schutzmaßnahme vor einem leckbedingten Austreten von Wärmeübertragungsfluid in den Außenraum. Denn radial durchge­ hende Risse werden bei dieser Rohrleitung zunächst immer nur in einem der beiden Rohre auftreten, und es ist vergleichs­ weise unwahrscheinlich, daß sich ein radial durchgehender Riß im Innenrohr und ein weiterer radial durchgehender Riß im Au­ ßenrohr derart bilden, daß dadurch ein durchgehender Leckpfad für das Wärmeübertragungsfluid entsteht, zumal bei gegebener Gesamtdicke der Rohrwandung diese Doppelrohrausführung merk­ lich unempfindlicher gegen mechanische Spannungen ist als ei­ ne massive Einzelrohrausführung.

Des weiteren kann in Kombination der beiden obigen Maßnahmen eine Rohrleitung aus zwei Rohren aufgebaut sein, wie in An­ spruch 2 angegeben, und zusätzlich das oder die in Anspruch 1 angegebenen Fluidabzugskanäle aufweisen. Ein mit besonders geringem Aufwand herstellbarer Rohrabschnitt dieser Art ist durch eine Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 gege­ ben.

Bei der Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 4 sind wenigstens die Verdampferrohre eines fahrzeuginnenraumseitig angeordne­ ten Verdampfers jeweils durch eine erfindungsgemäße Rohrlei­ tung gebildet. Damit wird bei Einsatz eines brennbaren Kälte­ mittels einem leckbedingten Austreten desselben aus einem der Verdampferrohre in den Fahrzeuginnenraum vorgebeugt.

In einer Ausgestaltung der Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 5 münden die in den Verdampferrohren vorgesehenen Fluidab­ zugskanäle auf wenigstens einer Verdampferseite in einen dort gebildeten Abzugsraum, von dem eine Abzugsleitung aus dem Fahrzeuginnenraum herausführt. Leckbedingt in einen der Fluidabzugskanäle der Verdampferrohre eintretendes, gegebe­ nenfalls brennbares Kältemittel kann so über den Abzugsraum und die Abzugsleitung z. B. in den Fahrzeugaußenraum oder in einen ungefährlichen Bereich des Motorraums abgeführt werden, ohne in den Fahrzeuginnenraum zu gelangen.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeich­ nungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hier­ bei zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erste, als Verdampfer­ rohr in einer Fahrzeugklimaanlage verwendbare Rohr­ leitung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine zweite, als Verdampfer­ rohr in einer Fahrzeugklimaanlage verwendbare Rohr­ leitung,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine dritte, als Verdampfer­ rohr in einer Fahrzeugklimaanlage verwendbare Rohr­ leitung,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine vierte, als Verdampfer­ rohr in einer Fahrzeugklimaanlage verwendbare Rohr­ leitung,

Fig. 5 eine vereinfachte Seitenansicht eines Verdampfers ei­ ner Fahrzeugklimaanlage,

Fig. 6 eine schematische, teilweise weggebrochene Perspek­ tivansicht eines Umlenkseitenbereiches des Verdamp­ fers von Fig. 5,

Fig. 7 einen Querschnitt durch eine fünfte, als Verdampfer­ rohr in einer Fahrzeugklimaanlage verwendbare Rohr­ leitung,

Fig. 8 einen Querschnitt durch eine sechste, als Verdampfer­ rohr in einer Fahrzeugklimaanlage verwendbare Rohr­ leitung und

Fig. 9 einen Querschnitt durch eine siebte, als Verdampfer­ rohr in einer Fahrzeugklimaanlage verwendbare Rohr­ leitung.

Die in Fig. 1 im Querschnitt dargestellte Rohrleitung (1) ist aus einem Innenrohr (2) und einem dieses koaxial umgebenden Außenrohr (3) aufgebaut. Sie ist vor allem zum Einsatz als ein Rohrleitungsabschnitt eines Wärmeübertragersystems vorge­ sehen, speziell zur Bereitstellung der Verdampferrohre eines Verdampfers für eine Fahrzeugklimaanlage, bei der als Wärme­ übertragungsfluid ein brennbares Kältemittel verwendet wird. Als brennbare Kältemittel kommen zum Beispiel Propan und Iso­ butan zur Anwendung. Das Wärmeübertragungsfluid wird dabei von dieser Rohrleitung (1) in einem innenliegenden Rohrraum (4) geführt, der radial nach außen vom Innenrohr (2) begrenzt ist. Die Außenfläche (2a) des Innenrohres (2) ist als Zylin­ dermantelfläche gestaltet. Im Gegensatz dazu ist das Außen­ rohr (3) innenseitig mit mehreren, in Umfangsrichtung äquidi­ stant angeordneten, parallel zur Längsachse (5) der Rohrlei­ tung (1) verlaufenden Abstandsrippen (6) versehen, die mit ihren radial inneren Flächen gegen die Außenfläche (2a) des Innenrohres (2) anliegen. Auf diese Weise sind im Inneren der zweiteilig von Innenrohr (2) und Außenrohr (3) gebildeten Rohrwandung der Rohrleitung (1) mehrere, parallel zur Längs­ achse (5) der Rohrleitung (1) verlaufende Fluidabzugskanäle (7) gebildet, die in Umfangsrichtung äquidistant angeordnet sind.

Die solchermaßen aufgebaute Rohrleitung (1) bietet einen er­ höhten Schutz vor leckbedingtem Austreten des im inneren Rohrraum (4) strömenden Wärmeübertragungsfluids. Zum einen ist bei gegebener Dicke der Rohrwandung der Rohrleitung (1) die Gefahr des Auftretens eines radial vom inneren Rohrraum (4) bis zum Außenraum außerhalb des Außenrohres (3) durchge­ henden Risses durch den zweiteiligen Rohraufbau aus Innenrohr (2) und Außenrohr (3) gegenüber einer einstückigen Rohrlei­ tung mit massiver Rohrwandung merklich reduziert, da die me­ chanischen Spannungen, die beispielsweise aufgrund von Tempe­ raturunterschieden zwischen dem Wärmeübertragungsfluid im in­ neren Rohrraum (4) und dem Außenraum auftreten, bei dem dop­ pelwandigen Rohraufbau deutlich geringer sind. Zum anderen ist die Wahrscheinlichkeit eines vom inneren Rohrraum (4) bis zum Außenraum durchgehenden Risses bei der vorliegenden Rohr­ leitung (1) durch den aus den Fluidabzugskanälen (7) beste­ henden Sicherheitsraum im Inneren der Rohrwandung in hohem Maße verringert.

Denn wenn sich im Innenrohr (2) ein Leck bildet, so mündet dies radial nach außen entweder in den Bereich einer Ab­ standsrippe (6) des Außenrohrs (3) oder in denjenigen eines Fluidabzugskanals (7), wobei die jeweilige Wahrscheinlichkeit primär vom Verhältnis des von den Fluidabzugskanälen (7) ein­ genommenen Umfangsbereichs zu dem von den Abstandsrippen (6) eingenommenen Umfangsbereich bestimmt ist und folglich in je­ weils gewünschter Weise beeinflußt werden kann. Da die Ab­ standsrippen (6) aufgrund einer mechanischen Verbindung, z. B. durch Einfügen und Aufweiten des Innenrohres (2), gegen das Innenrohr (2) anliegen, ergeben sich in der Praxis auch in diesem Bereich kleine Spalte zwischen Innenrohr (2) und Au­ ßenrohr (3), die es ermöglichen, daß dann, wenn eine Leckage im Innenrohr (2) zu einer Abstandsrippe (6) hin ausmündet, das Wärmeübertragungsfluid in die Fluidabzugskanäle (7) hin­ eindiffundiert und dort in axialer Richtung abgezogen werden kann. Die Wahrscheinlichkeit, daß zusätzlich zu einer solchen Leckage gleichzeitig eine radial von dieser Abstandsrippe (6) nach außen durchgehende Leckage im Außenrohr (3) dergestalt auftritt, daß die beiden Leckagen zusammen einen durchgehen­ den Leckströmungspfad vom inneren Rohrraum (4) zum Außenraum bilden, ist äußerst gering. Wenn andererseits die Leckage im Innenrohr (2) in einen der Fluidabzugskanäle (7) mündet, so kann die betreffende Leckströmung an Wärmeübertragungsfluid über diesen Fluidabzugskanal (7) axial aus dem durch die Rohrleitung (1) zu schützenden Außenraumbereich herausgeführt werden, beispielsweise dadurch, daß die Rohrleitung (1) über den zu schützenden Außenraumbereich hinaus axial weiterge­ führt ist und die Fluidabzugskanäle (7) dort stirnseitig of­ fen ausmünden. Damit entsteht in den Abzugskanälen (7) kein Überdruck zum Außenbereich, wodurch die Belastung des Außen­ rohrs (3) gering und folglich die Wahrscheinlichkeit für Ris­ se äußerst klein bleibt.

In Fig. 2 ist eine zweite Rohrleitung (8) gezeigt, die sich für die gleichen Anwendungsfälle eignet wie diejenige (1) von Fig. 1. Die Rohrleitung (8) von Fig. 2 ist einteilig als ex­ trudiertes Rohrteil dergestalt gefertigt, daß im Inneren der Rohrwandung entsprechend dem Beispiel von Fig. 1 eine Mehr­ zahl von einen Sicherheitsraum bildenden, längsverlaufenden Fluidabzugskanälen (9) gebildet ist, die in Umfangsrichtung äquidistant verteilt angeordnet sind. Mit ihrer Rohrinnenflä­ che (8a) begrenzt die Rohrleitung (8) wiederum einen inneren, der Führung eines Wärmeleitungsfluids, insbesondere eines brennbaren Kältemittels einer Fahrzeugklimaanlage, dienenden Rohrraum (10). Der erhöhte Schutz vor einem Austreten von durch den inneren Rohrraum (10) strömendem Wärmeübertragungs­ fluid in den Außenraum radial außerhalb der Rohrleitung (8) besteht zum einen darin, daß Leckagen vom inneren Rohrraum (10) mit hoher Wahrscheinlichkeit in einen der Fluidabzugska­ näle (9) führen. Demgegenüber ist die Bildung von durchgehen­ den Leckpfaden vom inneren Rohrraum (10) zum Außenraum durch die Radialstege (11) hindurch, welche die Fluidabzugskanäle (9) voneinander beabstanden, sehr unwahrscheinlich. Zum ande­ ren ist es gleichermaßen unwahrscheinlich, daß neben einer Leckage, die vom inneren Ringraum (10) in einen der Fluidab­ zugskanäle (9) mündet, eine weitere Leckage auftritt, die ge­ nau von diesem Fluidabzugskanal in den Außenraum führt. Somit bietet auch die Rohrleitung (2) einen mit relativ geringem Aufwand verbundenen, vorbeugenden Schutz vor einem leckbe­ dingten Austritt von Wärmeübertragungsfluid in den Außenraum.

Eine in Fig. 3 gezeigte dritte Rohrleitung (12) entspricht funktionell völlig derjenigen von Fig. 1, ist gegenüber die­ ser jedoch in einer Art technischer Umkehrung gefertigt. Die­ se Rohrleitung (12) besteht aus einem Innenrohr (13) und ei­ nem dieses koaxial anliegend umgebenden Außenrohr (14), wobei in diesem Fall die Innenseite (14a) des Außenrohrs (14) eine glatte Zylindermantelfläche bildet, während die Außenseite des Innenrohres (13) mit einer Abstandsrippenstruktur verse­ hen ist. Diese Struktur beinhaltet eine Mehrzahl von radial nach außen abstehenden, in Umfangsrichtung äquidistant ange­ ordneten Abstandsrippen (15), die parallel zur Längsachse (16) der Rohrleitung (12) verlaufen. Auf diese Weise ist zwi­ schen diesen Abstandsrippen (15) und dem umgebenden Außenrohr (14) wiederum eine Mehrzahl von einen Sicherheitsraum bilden­ den Fluidabzugskanälen (17) gebildet. Das Innenrohr (13) be­ grenzt mit seiner Innenfläche (13a) wiederum einen zum Hin­ durchleiten eines Wärmeübertragungsfluids dienenden inneren Rohrraum (18). Bezüglich den Eigenschaften dieser Rohrleitung (12) hinsichtlich vorbeugendem Schutz vor einem Austreten von Wärmeleitungsfluid aus dem inneren Rohrraum (18) in den Außenraum gilt das oben zu Fig. 1 und 2 Gesagte entsprechend. Eine Leckage am Innenrohr (13) wird vom inneren Rohrraum (18) mit hoher Wahrscheinlichkeit in einen der Fluidabzugskanäle (17) führen, von wo leckbedingt eintretendes Wärmeübertra­ gungsfluid aus dem zu schützenden Außenraumbereich heraus­ geführt werden kann, oder die Leckage führt in selteneren Fällen durch eine der Abstandsrippen (15) hindurch, um dann radial nach außen vom Außenrohr (14) abgesperrt zu bleiben.

Eine vierte, in Fig. 4 dargestellte Rohrleitung (19) beinhal­ tet ein als massiver Ringzylinder gestaltetes Innenrohr (20) und ein gleichfalls als massiver Ringzylinder gestaltetes Au­ ßenrohr (21), welches das Innenrohr (20) ganzflächig anlie­ gend umgibt, während das Innenrohr (20) mit seiner Innenflä­ che (20a) einen wärmeübertragungsfluidführenden, inneren Ringraum (22) begrenzt. Der Schutz vor leckbedingtem Austre­ ten von Wärmeleitungsfluid aus dem inneren Ringraum (22) in den Außenraum besteht bei dieser Rohrleitung (19) im wesent­ lichen in deren Doppelrohrgestaltung, bei der es unwahr­ scheinlich ist, daß einerseits eine radial durchgehende Leckage im Innenrohr (20) und andererseits eine mit dieser Leckage fluchtende, weitere Leckage im Außenrohr (21) und so­ mit ein durchgehender Leckstrompfad vom inneren Rohrraum (22) in den Außenraum auftritt. Außerdem ist in der Praxis die ganzflächige Anlage von Innenrohr (20) und Außenrohr (21) nie ideal verwirklicht, vielmehr werden bei der mechanischen Ver­ bindung von Innenrohr (20) und Außenrohr (21) kleine Spalte zwischen den Rohren (20, 21) verbleiben, über die das durch eine eventuelle Leckage im Innenrohr hindurchtretende Wärme­ übertragungsfluid axial wegdiffundieren kann, so daß kein Überdruck auftritt.

Fig. 5 zeigt schematisch einen Verdampfer (23), der innerhalb eines Fahrzeuginnenraums als Teil einer Fahrzeugklimaanlage angeordnet werden kann, die mit einem brennbaren Wärmeüber­ tragungsfluid als Kältemittel arbeitet. Der Verdampfer ist mit einer Mehrzahl von parallel zueinander angeordneten Ver­ dampferrohren (24) ausgestattet, von denen stellvertretend nur zwei explizit gezeigt sind und die jeweils von einer Rohrleitung der zu Fig. 3 beschriebenen Art gebildet sind. Alternativ sind selbstverständlich auch Rohrleitungen der zu den Fig. 1, 2 und 4 beschriebenen Bauformen einsetzbar. Zwi­ schen den Verdampferrohren (24) befinden sich in herkömmli­ cher, nicht gezeigter Weise Wärmeleitungsrippen zur Verbesse­ rung der Wärmeübertragung von der zwecks Kühlung über den Verdampfer geleiteten Luft zu dem in den Verdampferrohren (24) strömenden Kältemittel. Durch den Einsatz der erfin­ dungsgemäßen Rohrleitungen als Verdampferrohre (24) wird ei­ nem Austritt an brennbarem Kältemittel in den Fahrzeuginnen­ raum vorgebeugt. Auf einer Seite des Verdampfers (23) sind die Verdampferrohre (24) mit ihrem Endbereich durch ein Ab­ schlußblech (25) hindurch in einen Umlenkbereich geführt, in welchem ihre wärmeübertragungsfluidführenden, inneren Rohr­ räume über Rohrbögen (26) paarweise untereinander verbunden sind, während die Fluidabzugskanäle (7, 9, 17) der Verbin­ dungsrohre (24) stirnseitig offen in diesen Umlenkbereich ausmünden, der mittels einer Abdeckhaube (27) als ein ge­ schlossener Fluidabzugsraum (28) gestaltet ist. Aus diesem Abzugsraum (28) führt eine Abzugsleitung (29) heraus, die vom fahrzeuginnenraumseitigen Unterbringungsort des Verdampfers (23) bis zu einer Auslaßstelle außerhalb des Fahrzeugs, bei­ spielsweise an der Unterseite des Fahrzeugs, oder alternativ zu einer hinsichtlich Selbstentzündung ungefährlichen Stelle im Motorraum geführt ist. Bei einer alternativen Ausführung kann vorgesehen sein, diesen Umlenk-Verdampferseitenbereich offen zu gestalten, und zwar mit seiner offenen Seite dem Mo­ torraum zugewandt. In diesem Fall ist in einer den Motorraum vom Fahrzeuginnenraum trennenden Fahrzeugstirnwand eine pas­ sende Aussparung vorzusehen, in die dann der Verdampfer in entsprechender Weise eingefügt ist.

Der diesem Umlenkbereich gegenüberliegende Seitenbereich des Verdampfers beinhaltet ein weiteres Abschlußblech (30) zur Durchführung und Halterung der Verdampferrohre (24) mit ihrem betreffenden Endbereich sowie eine weitere Abdeckhaube (31) zur Bildung eines weiteren, geschlossenen, kastenförmigen Verdampferseitenraums (32), in welchem Einspritz- und Absaug­ leitungen (33) für das Kältemittel sowie Rohrbögen (34) zur Verbindung der inneren, kältemittelführenden Rohrräume der verschiedenen Verdampferrohre (24) miteinander angeordnet sind. Auch dieser Verdampferseitenbereich (32) bildet einen Fluidabzugsraum, in welchen die Fluidabzugskanäle (7, 9, 17) der Verdampferrohre (24) mit ihren zugewandten Stirnenden einmünden. Ein Entlüftungsrohr (35) dient zur Abführung von eventuell in diesen Abzugsraum (32) leckbedingt eintretendem Wärmeübertragungsfluid an eine Auslaßstelle außerhalb des Fahrzeugs oder innerhalb eines entzündungsungefährdeten Be­ reichs des Motorraumes. Im letztgenannten Fall kann diese Ab­ zugsleitung (35) gleichzeitig zur Durchführung der die Ein­ spritzspinne bildenden Einspritzrohre sowie des Absaugrohres durch die Fahrzeugstirnwand hindurch dienen, wobei dann das Expansionsventil der Klimaanlage im Motorraum untergebracht ist, was insgesamt den Vorteil bietet, daß sich alle lösli­ chen Verbindungen der Klimaanlage im Motorraum befinden. In diesem Fall ist in der Spritzwand eine entsprechende Durch­ führungsöffnung für die Abzugsleitung (35) vorgesehen. Alter­ nativ kann das Expansionsventil innerhalb des die Einspritz- und Absaugkomponenten (33) beinhaltenden Verdampferseitenbe­ reichs (32) untergebracht sein.

Bei dem solchermaßen aufgebauten Verdampfer (23) sind folg­ lich alle kältemittelführenden Leitungen von einem zum Fahr­ zeuginnenraum hin hermetisch abgeschlossenen Sicherheitsraum umgeben, der im Bereich der Verdampferrohre (24) aus den Fluidabzugskanälen der verwendeten Rohrleitungen entsprechend Fig. 3 sowie aus den beiden geschlossenen Ventilseitenräumen (28, 32) besteht. Die Abzugsleitungen (29, 35) gewährleisten, daß in diesem Sicherheitsraum bei einer Leckage im wärmeüber­ tragungsfluidführenden Verdampferrohrsystem kein Überdruck durch dort eintretendes Wärmeübertragungsfluid entsteht.

Die Abdeckhauben (27, 31) können beispielsweise aus Aluminium bestehen und in diesem Fall dicht mit dem zugehörigen Ab­ schlußblech (25, 30) verlötet oder verschweißt sein. Wegen des großen Volumens der von den Hauben (27, 31) abgeschlosse­ nen Verdampferseitenräume (28, 32) und des folglich niedrig bleibenden Drucks selbst bei Ausströmen von Kältemittel in diese Räume (28, 32) kommt auch eine Kunststoffausführung der Abdeckhauben (27, 31) in Betracht. Dann ist eine Verbindung mit dem jeweiligen Abschlußblech (27, 30) durch Klipse mög­ lich. Die Abdichtung kann über Dichtungsringe erreicht wer­ den. Die Abschlußbleche (25, 30) dienen zudem zur Begrenzung der Verdampferberippung zwischen den Verdampferrohren (24).

Für die Ausführung der Umlenkungen durch die Rohrbögen (26, 34) kommen mehrere Möglichkeiten in Betracht, von denen eine in der Perspektivansicht von Fig. 6 auf den Umlenkseitenbe­ reich des Verdampfers von Fig. 5 zu erkennen ist. Die Innen­ rohre (13) jedes Verdampferrohres (24) sind in diesem Bei­ spiel als U-förmige Rohrgabeln ausgeführt, deren Bögen in dem in Fig. 6 gezeigten Verdampferseitenbereich (28) liegen. Die Außenrohre (14) der Verdampferrohre (24) enden hingegen als geradlinige Rohre kurz hinter ihrer Durchführung durch das betreffende Abschlußblech (25), so daß die Fluidabzugskanäle (17) in den diesseitigen Verdampferseitenbereich (28) münden. Alternativ zu dem in den Fig. 5 und 6 dargestellten Beispiel können die Umlenkbögen im Umlenkseitenbereich (28) des Ver­ dampfers ebenso wie die Verdampferrohre (24) doppelwandig ausgeführt sein, beispielsweise dadurch, daß die für die Ver­ dampferrohre (24) verwendeten Rohrleitungen insgesamt, d. h. mit ihrem Innenrohr und mit ihrem Außenrohr, als U-förmige Rohrgabeln gefertigt und dann entsprechend den Innenrohren (13) von Fig. 6 montiert sind. In diesem Fall werden folglich auch die Fluidabzugskanäle (17) in den Verdampferrohren (24) in diesem Umlenkseitenbereich des Verdampfers umgelenkt, so daß bei Bedarf auf die geschlossene Ausführung dieses Ver­ dampferseitenbereichs und damit auf die Abdeckhaube (27) von Fig. 5 verzichtet werden kann.

Die Herstellung von Verdampfern nach Art von Fig. 5 erfolgt unter Verwendung der erfindungsgemäßen Rohrleitungen als Ver­ dampferrohre (24) in ansonsten herkömmlicher Weise. Werden beispielsweise für die Verdampferrohre (24) Rohrleitungen (1) gemäß Fig. 1 verwendet, so kann das innenberippte Außenrohr (3) zweckmäßigerweise außenseitig eine Lotschicht zum Anlöten der Rippen zwischen den Verdampferrohren (24) aufweisen. Die­ se Lotschicht gewährleistet zudem eine Abdichtung zwischen dem jeweiligen Abschlußblech (25, 30) und den Verdampferroh­ ren (24). Alternativ dazu kann vorgesehen sein, den Kontakt zwischen den Verdampferrohren (24) und den zwischenliegenden Wärmeleitungsrippen durch hydraulisches Aufweiten des Außen­ rohrs (3) herzustellen, so daß in diesem Fall keine Lot­ schicht an der Außenseite des Außenrohrs (3) benötigt wird. Typischerweise verwendete Innenrohre besitzen Durchmesser zwischen 3 mm und 8 mm und Wandstärken im Bereich zwischen 0,3 mm und 1 mm. Der Anlagekontakt zwischen Innenrohr (2) und Außenrohr (3) kann zum Beispiel durch Aufweiten des Innen­ rohrs (2) hergestellt werden.

Wenn für die Verdampferrohre (24) Rohrleitungen (12) gemäß Fig. 3 mit von einem Außenrohr (14) umschlossenem, außenbe­ ripptem Innenrohr (13) verwendet werden, kann die Verbindung der Verdampferrohre (24) zu den zwischenliegenden Wärmeüber­ tragungsrippen und den Abschlußblechen (25, 30) wiederum durch eine außenseitig am Außenrohr (14) angebrachte Lot­ schicht bewirkt werden. Ohne Lotschicht kann eine mechanische Verbindung durch Aufweiten des Innenrohres (13) hergestellt werden, wodurch ein guter mechanischer Kontakt entsteht. Bei Verwendung der Rohrleitungen (8) gemäß Fig. 2 als Verdampfer­ rohre (24) werden selbige jeweils einteilig durch einen Ex­ trudiervorgang hergestellt. Das in diesem Fall einteilige Verdampferrohr kann wiederum außenseitig mit einer Lotschicht zur Verbindung mit den Wärmeübertragungsrippen und den Ab­ schlußblechen (25, 30) versehen sein. Alternativ dazu ist auch bei dieser Ausführungsform eine hydraulische Aufweitung der Verdampferrohre zur Bereitstellung dieser Verbindungen möglich.

Der beschriebene Verdampfer (23) mit dem Sicherheitsraum ge­ genüber Kältemittelleckagen bietet ein hohes Maß an Sicher­ heit gegenüber einem Austritt von Kältemittel in den Fahrzeu­ ginnenraum, ohne daß Zusatzeinrichtungen, wie ein Sekundär­ kreislauf oder Sensoren und schnell schließende Klappen benö­ tigt werden. Gegenüber einem System mit Sekundärkreislauf er­ gibt sich außerdem eine geringere Trägheit, ein besserer Wär­ meübergang und folglich ein geringerer Energiebedarf für die Klimatisierung mit diesem Verdampfer. Als Verdampfer wurde in Fig. 5 exemplarisch ein Rundrohrverdampfer dargestellt. Das gleiche Konstruktionsprinzip ist jedoch selbstverständlich auch auf Verdampfer mit extrudierten Flachrohren oder Oval­ rohren anwendbar, wozu dann Rohrleitungen entsprechend der Fig. 1 bis 4 mit passend modifizierter Querschnittsform als Verdampferrohre zum Einsatz kommen.

So sind in den Fig. 7 bis 9 Rohrleitungen gezeigt, die sich als Verdampferrohre für Flachrohr-Verdampfer eignen. Bei dem in Fig. 7 gezeigten Beispiel besteht die Rohrleitung (36) aus einem als Flachrohr ausgelegten Innenrohr (37) und einem ebenfalls als Flachrohr ausgelegten Außenrohr (38), wobei das Außenrohr (38) analog zu der Rundrohrauslegung von Fig. 4 das Innenrohr (37) koaxial so umgibt, daß es mit seiner Innenflä­ che ganzflächig gegen die Außenfläche des Innenrohrs (37) an­ liegt. Das Innenrohr (37) besitzt drei parallele, voneinander beabstandete, längsverlaufende Stützstege (39), durch die der von der Rohrwandung des Innenrohrs (37) umschlossene Raum in vier Kammern unterteilt ist, die zusammen einen wärmeübertra­ gungsfluidführenden Rohrraum (40) bilden. Die Leckschutz­ eigenschaften dieser Rohrleitung (36) entsprechen denen der Rundrohrausführung von Fig. 4, worauf an dieser Stelle ver­ wiesen werden kann. Die Doppelflachrohr-Rohrleitung (36) kann insbesondere als Verdampferrohr in einem sogenannten Serpen­ tinen-Verdampfer verwendet werden, in welchem eine durchge­ hende Rohrleitung in Serpentinenform zu einer Mäanderstruktur gebogen ist. Zwischen benachbarte, geradlinige Verdampfer­ rohrabschnitte wird dann die jeweilige Wärmeübertragungsrip­ penstruktur eingebracht und mit den einander zugewandten, flachen Außenseiten der geradlinigen Rohrleitungsabschnitte verbunden.

Fig. 8 zeigt als Variante von Fig. 7 eine Rohrleitung (41) mit zu demjenigen von Fig. 7 identischem Innenrohr (37), das innen die vier Kammern beinhaltet, welche den wärmeübertra­ gungsfluidführenden Rohrraum (40) bilden. Im Unterschied zu Fig. 7 wird bei dieser Rohrleitung (41) ein Außenrohr (42) verwendet, das gegenüber dem Innenrohr (37) mit Übermaß ge­ fertigt ist, so daß sich entlang jeder der beiden Rohrquer­ seiten ein Fluidabzugskanal (43) zwischen der Außenfläche des Innenrohres (37) und der Innenfläche des Außenrohres (42) bildet. Damit entsprechen die Leckschutzeigenschaften dieser Rohrleitung (41) denjenigen der Rundrohrausführungen der Fig. 1 und 3, worauf hier verwiesen wird. Die Verwendungsmöglich­ keiten dieser Rohrleitung (41) entsprechen denjenigen der Rohrleitung (36) von Fig. 7.

In Fig. 9 ist eine weitere Rohrleitung (44) in Doppelflach­ rohrweise gezeigt, bei der ein flaches Innenrohr (45) von ei­ nem flachen Außenrohr (46) umgeben ist. Das Innenrohr (45) entspricht in seiner Gestaltung demjenigen (37) der Fig. 7 und 8 mit der Ausnahme, daß es auf seinen beiden Schmalseiten abgeplattet ist. Dadurch bildet sich auf jeder dieser beiden Seiten ein Fluidabzugskanal (47) zwischen dem abgeplatteten Außenflächenbereich des Innenrohrs (45) und dem Außenrohr (46), während in den übrigen Bereichen das Außenrohr (46) flächig gegen die Außenseite des Innenrohres (45) anliegt. Funktionell entsprechen die durch die Abplattung des Innen­ rohres (45) gebildeten Fluidabzugskanäle (47) den durch das Übermaß des Außenrohrs (42) in Fig. 8 gebildeten Fluidabzugs­ kanälen (43). Für die Rohrleitung (44) von Fig. 9 ergeben sich dieselben Anwendungsmöglichkeiten wie für diejenigen der Fig. 7 und 8.

Es versteht sich, daß erfindungsgemäße Rohrleitungen nicht nur für Verdampfer von Fahrzeugklimaanlagen sondern auch in jedem anderen Wärmeübertragersystem eingesetzt werden können, bei dem der Bedarf besteht, wenigstens einen Abschnitt des­ selben vor einem leckbedingten Austritt von Wärmeübertra­ gungsfluid zu schützen.

Claims (8)

1. Rohrleitung für ein Wärmeübertragersystem, insbesondere eine Fahrzeugklimaanlage, mit

• - einem von einer Rohrwandung (2) radial nach außen begrenz­ ten, von einem Wärmeübertragungsfluid durchströmbaren Rohr­ raum (4),

gekennzeichnet durch

• - einen Sicherheitsraum mit einem oder mehreren Fluidabzugs­ kanälen (7), die entlang der Rohrleitung im Inneren von de­ ren den wärmeübertragungsfluidführenden Rohrraum (4) radial nach außen begrenzenden Rohrwandung (2, 3) verlaufen.

2. Rohrleitung für ein Wärmeübertragersystem, insbesondere eine Fahrzeugklimaanlage, mit

• - einem von einer Rohrwandung (2) radial nach außen begrenz­ ten, von einem Wärmeübertragungsfluid durchströmbaren Rohr­ raum (4),

dadurch gekennzeichnet, daß

• - sie aus einem Innenrohr (2) und einem Außenrohr (3) aufge­ baut ist, welches das Innenrohr unter Anlage an demselben koaxial umgibt.

3. Rohrleitung nach Anspruch 2 in Verbindung mit Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (3, 14) an seiner Innenseite und/oder das Innenrohr (2, 13) an seiner Außenseite mit längsverlaufenden Abstandsrippen (6, 15) der­ art versehen ist, daß zwischen diesen und der angrenzenden Wandungsfläche des jeweils anderen Rohres das bzw. die Fluidabzugskanäle (7, 17) gebildet sind.

4. Fahrzeugklimaanlage mit

• - einem fahrzeuginnenraumseitig angeordneten Verdampfer (23), der eine Mehrzahl von Verdampferrohren (24) beinhaltet, die sich zwischen zwei gegenüberliegenden Verdampferseitenbe­ reichen erstrecken,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Verdampferrohre (24) jeweils durch eine Rohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 gebildet sind.

5. Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 4, weiter dadurch ge­ kennzeichnet, daß die in den Verdampferrohren (24) vorgesehe­ nen Fluidabzugskanäle (13) in wenigstens einen der beiden Verdampferseitenbereiche münden, der als geschlossener Fluid­ abzugsraum (28, 32) ausgeführt ist, aus welchem eine Abzugs­ leitung (29, 35) zu einer Auslaßstelle außerhalb des Fahr­ zeuginnenraums herausführt.