DE19830329A1

DE19830329A1 - Kühl- bzw. Kältemittelkondensator mit Überkühlungsbereich

Info

Publication number: DE19830329A1
Application number: DE19830329A
Authority: DE
Inventors: Tetsuji Nobuta; Hiroki Matsuo; Masahiro Shimoya; Michiyasu Yamamoto; Etuo Hasegawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-07-10
Filing date: 1998-07-07
Publication date: 1999-01-14
Anticipated expiration: 2018-07-08
Also published as: US5875650A; FR2765956A1; DE19830329B4; JPH11304293A; FR2765956B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Kühl- bzw. Kältemittelkondensator für eine Fahrzeug- Klimaanlage, in dem ein Kondensierungsbereich, in dem das Kühl- bzw. Kälte mittel kondensiert wird, und ein Überkühlungsbereich, in dem das in einem Auf nahmebehälter abgeschiedene flüssige Kühl- bzw. Kältemittel überkühlt wird, ein stückig ausgebildet sind.

JP-A-8-219 588 offenbart einen Kühl- bzw. Kältemittelkondensator, der einen Überkühlungsbereich und einen Aufnahmebehälter einstückig aufweist. Das in dem Aufnahmebehälter abgeschiedene flüssige Kühl- bzw. Kältemittel wird in dem Überkühlungsbereich überkühlt, um die Kühlleistung zu verbessern. Der Aufnah mebehälter ist mit dem Kühl- bzw. Kältemittelkondensator zur kleinen Gestaltung eines Raums einstückig ausgebildet, in dem der Kühl- bzw. Kältemittelkondensa tor und der Aufnahmebehälter eingebaut sind.

Der herkömmliche Kühl- bzw. Kältemittelkondensator besitzt einen ersten und einen zweiten Sammelbehälter, die sich in der Richtung nach oben und nach un ten erstrecken, und einen dazwischen angeordneten Kernbereich, der mehrere Röhrchen aufweist, durch die das Kühl- bzw. Kältemittel horizontal hindurch strömt. Eine Kühl- bzw. Kältemittel-Einlaßleitungsverbindung ist an dem oberen Ende des ersten Sammelbehälters vorgesehen; und eine Kühl- bzw. Kältemittel- Auslaßleitungsverbindung ist an dem unteren Ende des ersten Sammelbehälters vorgesehen.

Die Innenräume der beiden Sammelbehälter sind in mehrere Räume in Richtung nach oben und nach unten unterteilt; somit strömt und fließt das Kühl- bzw. Käl temittel von der Kühl- bzw. Kältemittel-Einlaßleitungsverbindung aus und in dem Sammelbehälter und in dem Kernbereich.

Der Aufnahmebehälter ist einstückig mit dem zweiten Sammelbehälter ausgebil det, und sein Innenraum steht mit dem zweiten Sammelbehälter über ein erstes Verbindungsloch in kommunizierender Verbindung, das an dem unteren Bereich des Sammelbehälters ausgebildet ist. Das in dem Kondensierungsbereich kon densierte flüssige Kühl- bzw. Kältemittel strömt in den Aufnahmebehälter durch das erste Verbindungsloch hindurch ein und wird dort gespeichert.

Ein zweites Verbindungsloch ist unterhalb des ersten Verbindungslochs ausgebil det, und ein Trennelement bzw. Abscheider ist in dem zweiten Sammelbehälter zum Abtrennen des ersten Verbindungslochs von dem zweiten Verbindungsloch vorgesehen. Hierdurch strömt das flüssige Kühl- bzw. Kältemittel in den Aufnah mebehälter in den zweiten Sammelbehälter durch das zweite Verbindungsloch hindurch ein und durch die Überkühlungsbereich hindurch, während es überkühlt wird. Das überkühlte flüssige Kühl- bzw. Kältemittel strömt aus dem Kühl- bzw. Kältemittelkondensator durch den ersten Sammelbehälter und die Kühl- bzw. Kältemittel-Auslaßleitungsverbindung hindurch aus.

Bei dem herkömmlichen Kühl- bzw. Kältemittelkondensator strömt das flüssige Kühl- bzw. Kältemittel aus dem Aufnahmebehälter an einer Stelle in der Nähe des Bodens des Aufnahmebehälters zur konstanten Zuführung des flüssigen Kühl- bzw. Kältemittels in den Überkühlungsbereich sogar dann aus, wenn die Menge des flüssigen Kühl- bzw. Kältemittels in dem Aufnahmebehälter entsprechend der Veränderung der Kühllast schwankt. Das heißt, der Überkühlungsbereich ist an dem untersten Bereich des Kernbereichs angeordnet.

Wenn jedoch der Fahrzeugmotor im Leerlauf arbeitet, um beispielsweise auf ein Verkehrssignal zu warten, kann die Kühlluft, die durch den Kühl- bzw. Kältemittel kondensator und einen Fahrzeugkühler hindurchgetreten ist, zu der luftstromauf wärtigen Seite des Kondensators durch den unteren Bereich des Kondensators hindurch infolge des Betriebs eines Kühllüfters geführt werden, da es keinen durch die Fahrt des Fahrzeugs erzeugten Luftstrom gibt. Die Kühlluft besitzt eine hohe Temperatur, weil sie durch den Kondensator und den Fahrzeugkühler hin durchgetreten ist, und erhitzt bzw. erwärmt den unteren Bereich des Kondensa tors. Daher wird die Kühlleistung des Überkühlungsbereichs verringert, und wird die Größe der Unterkühlung des flüssigen Kühl- bzw. Kältemittels verringert.

Die Erfindung ist angesichts des vorstehend angegebenen Problems geschaffen worden, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Kühl- bzw. Kältemittelkon densator mit einem Überkühlungsbereich zu schaffen, der die Beeinträchtigung der Überkühlungsleistung verhindert, die durch die Luft mit der hohen Temperatur verursacht ist, die durch den Kühl- bzw. Kältemittelkondensator hindurchtritt.

Unter einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Überkühlungsbereich an einer oberen Stelle eines Kernbereichs angeordnet, das heißt, der Überkühlungsbereich ist oberhalb des Kondensierungsbereichs angeordnet.

Somit wird, wenn der Fahrzeugmotor im Leerlauf arbeitet und Kühlluft mit hoher Temperatur, die durch den Kühl- bzw. Kältemittelkondensator und den Fahrzeug kühler hindurchgetreten ist, zu der luftstromaufwärtigen Seite des Kondensators durch den unteren Bereich des Kondensators hindurch geführt wird, weil der Überkühlungsbereich an der oberen Stelle des Kondensierungsbereichs ange ordnet ist, der Überkühlungsbereich nicht durch die Hochtemperatur-Luft beein flußt.

Daher wird die Kühlleistung des Überkühlungsbereichs in einer guten Größe auf rechterhalten, und wird die Herabsetzung des Überkühlungsgrades des flüssigen Kühl- bzw. Kältemittels überwunden.

Unter einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt in einer Verbindungsfläche zwischen einem Aufnahmebehälter und einem Sammel behälter ausgebildet, und ist ein oberer Raum in dem Sammelbehälter ausgebil det, damit der Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt mit einem Überkühlungsbereich in kommunizierender Verbindung gebracht.

Somit wird das flüssige Kühl- bzw. Kältemittel in dem Aufnahmebehälter in den Überkühlungsbereich durch den Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt und den oberen Raum hindurch eingeführt, ohne eine äußere Kühl- bzw. Kältemittelleitung vorzu sehen, wodurch die Herstellung vereinfacht und deren Kosten herabgesetzt sind.

Weitere Aufgabe und Vorteile der Erfindung sind aus der nachfolgenden Detailbe schreibung bevorzugter Ausführungsformen bei gemeinsamer Betrachtung mit den beigefügten Zeichnungen leichter ersichtlich, in denen zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Kühl- bzw. Kältemittelkondensators gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1;

Fig. 3 eine auseinandergezogene Ansicht mit der Darstellung einer Verbin dungsfläche zwischen einem Aufnahmebehälter und einem zweiten Sammelbehälter bei dem Kühl- bzw. Kältemittelkondensator der ersten Ausführungsform;

Fig. 4 einen Schnitt mit der Darstellung eines Aufnahmebehälters und eines zweiten Sammelbehälter gemäß einer zweiten Ausführungsform, wo bei dieser Schnitt dem Schnitt entlang der Linie II-II in Figur entspricht;

Fig. 5 eine auseinandergezogene Ansicht mit der Darstellung einer Verbin dungsfläche zwischen einem Aufnahmebehälter und einem zweiten Sammelbehälter bei dem Kühl- bzw. Kältemittelkondensator der zwei ten Ausführungsform;

Fig. 6 eine Vorderansicht eines Kühl- bzw. Kältemittelkondensators gemäß einer dritten Ausführungsform;

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII von Fig. 6;

Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII von Fig. 6;

Fig. 9 eine auseinandergezogene Ansicht mit der Darstellung einer Verbin dungsfläche zwischen einem Aufnahmebehälter und einem zweiten Sammelbehälter bei dem Kühl- bzw. Kältemittelkondensator der dritten Ausführungsform;

Fig. 10 eine Vorderansicht eines Kühl- bzw. Kältemittelkondensators gemäß einer vierten Ausführungsform; und

Fig. 11 eine vergrößerte Ansicht mit der Darstellung des Hauptteils des Kühl- bzw. Kältemittelkondensators der vierten Ausführungsform.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen bevorzugte Ausfüh rungsformen der Erfindung beschrieben.

Erste Ausführungsform

Bei der ersten Ausführungsform wird ein erfindungsgemäßer Kühl- bzw. Kältemit telkondensator bei einem Kühl- bzw. Kältezyklus für eine Fahrzeug-Klimaanlage verwendet. Der Kühl- bzw. Kältezyklus umfaßt einen Kompressor 1, eine Kühl- bzw. Kältemittelkondensator 2, einen mit dem Kondensator 2 einstückig ausgebil deten Aufnahmebehälter, ein Schauglas 3, ein auf Temperatur ansprechendes Expansionsventil 4 und einen Kühl- bzw. Kältemittelverdampfer 5. Diese Bauteile sind miteinander über eine Kühl- bzw. Kältemittelleitung, die aus Metall oder Gummi hergestellt ist, in der angegebenen Reihenfolge verbunden.

Der Kompressor 1 ist durch die Aufnahme der Antriebskraft von einem Fahrzeug motor über eine elektromagnetische Kupplung 1a angetrieben. Der Kompressor 1 saugt das Kühl- bzw. Kältemittel an, komprimiert es und gibt es ab. Der Kühl- bzw. Kältemittelkondensator 2 kühlt das gasförmige Kühl- bzw. Kältemittel, das von dem Kompressor abgegeben wird, und kondensiert es zu flüssigem Kühl- bzw. Kältemittel und überkühlt dasselbe weiter. Der Kühl- bzw. Kältemittelkondensator 2 ist in bekannter Weise an der vordersten Stelle (an der Frontstelle eines Fahr zeugkühlers für einen Motor) in dem Motorraum des Fahrzeugs angeordnet. Der Kühl- bzw. Kältemittelkondensator wird mit Hilfe von Kühlluft gekühlt, die mittels eines Kühlgebläses sowie des Fahrzeugkühlers erzeugt wird.

Das auf Temperatur reagierende Expansionsventil 4 wirkt druckreduzierend und expandiert das flüssige Kühl- bzw. Kältemittel, das in dem Kühl- bzw. Kältemittel kondensator 2 überkühlt wird, zu Kühl- bzw. Kältemittel in gasförmiger/flüssiger Phase. Der Kühl- bzw. Kältemittelverdampfer 5 führt einen Wärmeaustausch zwi schen dem Kühl- bzw. Kältemittel in gasförmiger/flüssiger Phase und zu klimatisie render Luft durch. Das Kühl- bzw. Kältemittel in gasförmiger/flüssiger Phase wird verdampft, und die klimatisierende Luft wird in dem Verdampfer 5 gekühlt.

Der Kühl- bzw. Kältemittelkondensator 2 besitzt einen ersten und einen zweiten Sammelbehälter 21, 22. Diese Sammelbehälter 21, 22 sind in einer zylindrischen Gestalt ausgebildet und erstrecken sich in der Richtung nach oben und nach un ten. Ein Kernbereich 23 zur Durchführung eines Wärmeaustauschs ist zwischen dem ersten und dem zweiten Sammelbehälter 21, 22 vorgesehen.

In dem Kühl- bzw. Kältemittelkondensator 2 ist eine Vielzahl von ovalen, flachen Röhrchen 24, durch die hindurch das Kühl- bzw. Kältemittel horizontal strömt, zwi schen dem ersten und dem zweiten Sammelbehälter 21, 22 vorgesehen. Eine gewellte Rippe 25 ist zwischen allen benachbarten Röhrchen 24 zur Verbesse rung der Wärmeübertragungswirksamkeit vorgesehen. Ein Ende des ovalen, fla chen Röhrchens 24 steht mit dem Inneren des ersten Sammelbehälters 21 in kommunizierender Verbindung, und sein anderes Ende steht mit dem Inneren des zweiten Sammelbehälters 22 in kommunizierender Verbindung.

Ein Verbindungsblock 26, durch den hindurch das Kühl- bzw. Kältemittel in den Kühl- bzw. Kältemittelkondensator 2 einströmt und ausströmt, ist mit dem oberen Bereich des ersten Sammelbehälters 21 verbunden.

Der Verbindungsblock 26 ist aus Aluminium hergestellt und besitzt einen Kühl- bzw. Kältemitteleinlaß 26a und einen Kühl- bzw. Kältemittelauslaß 26b. Der Ver bindungsblock 26 weist des weiteren ein Einsetzloch 26c zum Verbinden mit einem Verbindungsblock (nicht dargestellt) einer äußeren Kühl- bzw. Kältemittel leitung auf.

Im Inneren des ersten Sammelbehälters 21 sind ein oberseitiger Abscheider 27 und ein unterseitiger Abscheider 28 vorgesehen. In gleicher Weise sind im Inne ren des zweiten Sammelbehälters 22 ein oberseitiger Abscheider 29 und ein vierter Abscheider 30 vorgesehen. Somit ist das Innere des ersten Sammelbe hälters 21 in drei Räume 21a, 21b, 21c in der Richtung nach oben und nach unten unterteilt, und ist das Innere des zweiten Sammelbehälters 22 in drei Räume 22a, 22b, 22c unterteilt. Der Kühl- bzw. Kältemitteleinlaß 26a des Verbindungsblocks 26 steht mit dem zentralen Raum 21b in kommunizierender Verbindung, und der Kühl- bzw. Kältemittelauslaß 26 steht mit dem oberen Raum 21a des ersten Sammelbehälters 21 in kommunizierender Verbindung.

Das Kühl- bzw. Kältemittel strömt durch den Kühl- bzw. Kältemitteleinlaß 26a hin durch und durchströmt das Innere des Kühl- bzw. Kältemittelkondensators 2, d. h. den ersten und den zweiten Sammelbehälter 21, 22 und den Kernbereich 23.

Ein Aufnahmebehälter 31, in dem das Kühl- bzw. Kältemittel in gasförmiges Kühl- bzw. Kältemittel und flüssiges Kühl- bzw. Kältemittel aufgeteilt wird und das flüs sige Kühl- bzw. Kältemittel gespeichert wird, ist außerhalb des zweiten Sammel behälters 22 einstückig ausgebildet. Auch der Aufnahmebehälter 31 ist in zylindri scher Gestalt ausgebildet, und seine Höhe ist etwas kürzer als diejenige des zweiten Sammelbehälters 22. Der Aufnahmebehälter 31 ist mit der Außenwand des zweiten Sammelbehälters 22 verschweißt.

Die detaillierte Bauweise, die den Aufnahmebehälter 31 mit den zweiten Sammel behälter 22 in kommunizierender Verbindung stehen läßt, ist in Fig. 2, 3 darge stellt. Der Aufnahmebehälter 31 und der zweite Sammelbehälter 22 besitzen fla che Verbindungsflächen 32 bzw. 33 zur Verbesserung der Verbindung zwischen dem Aufnahmebehälter 31 und dem Sammelbehälter 22. Der Aufnahmebehälter 31 und der zweite Sammelbehälter 22 sind an den flachen Verbindungsflächen 32, 33 einstückig miteinander verbunden. Bei der vorliegenden ersten Ausfüh rungsform besitzt die Verbindungsfläche 33 des zweiten Sammelbehälters 22 einen konkaven Bereich 33a, der sich in der Richtung nach oben und nach unten erstreckt.

Ein Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt 34 ist zwischen beiden Verbindungsflächen 33, 34 durch das Vorsehen des konkaven Bereichs 33a ausgebildet. Der untere End bereich des Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritts 34 ist genau oberhalb des unterseiti gen Verdampfers 30 angeordnet.

Ein erstes Verbindungsloch 34 ist in der Verbindungsfläche 32 des Aufnahmebe hälters 31 an einem tiefer gelegenen Bereich desselben und genau oberhalb des unterseitigen Verdampfers 30 ausgebildet. Der untere Endbereich des Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt 34 steht mit dem Raum innerhalb des Aufnahmebehälters 31 in kommunizierender Verbindung, in dem das flüssige Kühl- bzw. Kältemittel stets gespeichert wird. Hierbei bezeichnet in Fig. 1 das Bezugszeichen 31b den Flüs sigkeitslevel innerhalb des Aufnahmebehälters 31, wenn das Kühl- bzw. Kälte mittel in geeigneter Weise unter der Bedingung zirkuliert, daß der Kühl- bzw. Käl tezyklus normal betrieben wird.

Zweite Verbindungslöcher 36, 37 sind an den unteren Stellen des Aufnahmebe hälters 31 und des zweiten Sammelbehälters 22 ausgebildet. Die Stelle in der Nähe des Bodens des Aufnahmebehälters 31 steht mit dem unteren Raum 22c des zweiten Sammelbehälters 22 über diese Verbindungslöcher 36, 37 in kom munizierender Verbindung.

Das obere Ende des Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritts 34 ist oberhalb des obersei tigen Verdampfers 29 angeordnet. Ein drittes Verbindungsloch 38 ist oberhalb des oberseitigen Verdampfers 29 in dem zweiten Sammelbehälter 22 ausgebildet. Der obere Endbereich des Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritts 34 steht mit dem oberen Raum 22a des zweiten Sammelbehälters 22 über das dritte Verbindungsloch 38 in kommunizierender Verbindung.

In dem Kernbereich 23 ist ein Kondensierungsbereich 39 unterhalb der oberseiti gen Abscheider 27, 29 gebildet. Das von dem Kompressor 1 abgegebene gasför mige Kühl- bzw. Kältemittel erfährt einen Wärmeaustausch mit der Kühlluft, die mittels des Kühllüfters (nicht dargestellt) erzeugt wird, um in dem Kondensie rungsbereich 39 gekühlt und kondensiert zu werden. Oberhalb der oberseitigen Abscheider 27, 29 ist ein Überkühlungsbereich 40 ausgebildet. Das in dem Auf nahmebehälter 33 abgeschiedene flüssige Kühl- bzw. Kältemittel erfährt einen Wärmeaustausch mit der Kühlluft, um in dem Überkühlungsbereich 40 überkühlt zu werden.

Auf diese Weise sind in dem Kühl- bzw. Kältemittelkondensator 2 der vorliegen den Ausführungsform der Kondensierungsbereich 39, der Aufnahmebehälter 31 und der Überkühlungsbereich 40 in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite des Kühl- bzw. Kältemittelstroms aus ausgebildet. Diese Bereiche 39, 31, 40 sind aus Aluminium hergestellt und durch Verlöten einstückig zusammengefügt.

Als nächstes wird die Arbeitsweise der obenbeschriebenen Bauweise beschrie ben.

Wenn die Fahrzeug-Klimaanlage zu arbeiten beginnt, wird ein elektrischer Strom der elektromagnetischen Kupplung 1a zugeführt, und wird die elektromagnetische Kupplung 1a eingekuppelt. Die Dreh-Antriebskraft des Motors wird an den Kom pressor 1 übertragen, und der Kompressor 1 komprimiert das Kühl- bzw. Kälte mittel und gibt es ab. Das von dem Kompressor 1 abgegebene gasförmige Kühl- bzw. Kältemittel strömt in den zentralen Raum 21b des ersten Sammelbehälters 21 durch den Kühl- bzw. Kältemitteleinlaß 26a des Verbindungsblocks 26 hin durch ein. Das Kühl- bzw. Kältemittel strömt, wie mittels eines Pfeils A in Fig. 1 angegeben ist, durch Röhrchen 24 in dem oberen Bereich des Kondensierungs bereichs 39 und strömt in den zentralen Bereich 22b des zweiten Sammelbehäl ters 22 ein.

Das Kühl- bzw. Kältemittel führt, wie mittels eines Pfeils B angegeben ist, eine U- förmige Wende in dem zentralen Raum 22b durch und strömt durch die Röhrchen 24 in dem zentralen Bereich des Kondensierungsbereichs 39 und in den unteren Raum 21c des ersten Sammelbehälters 21 ein. Des weiteren führt das Kühl- bzw. Kältemittel, wie mittels eines Pfeils C angegeben ist, eine U-förmige Wende in dem unteren Raum 21c durch und strömt durch die Röhrchen 24 in dem unteren Bereich des Kondensierungsbereichs 39 und in den unteren Bereich 22c des zweiten Sammelbehälters ein.

Während das Kühl- bzw. Kältemittel durch den Kondensierungsbereich 39 strömt, erfährt das Kühl- bzw. Kältemittel einen Wärmeaustausch mit der zu kühlenden Luft zu gesättigtem flüssigen Kühl- bzw. Kältemittel, das wenig gasförmiges Kühl- bzw. Kältemittel enthält. Das gesättigte flüssige Kühl- bzw. Kältemittel strömt aus dem unteren Raum 22c durch die zweiten Verbindungslöcher 36, 37 aus und in den Aufnahmebehälter 31 ein, wie mittels eines Pfeils D angegeben ist. Das Kühl- bzw. Kältemittel wird in gasförmiges Kühl- bzw. Kältemittel und in flüssiges Kühl- bzw. Kältemittel durch Abscheidung aufgetrennt; und das flüssige Kühl- bzw. Käl temittel wird in dem Aufnahmebehälter 31 gespeichert. Das flüssige Kühl- bzw. Kältemittel in dem Aufnahmebehälter 31 strömt, wie mittels eines Pfeils E ange geben ist, durch das erste Verbindungsloch 35 hindurch und in den Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt 34 ein, der zwischen den flachen Verbindungsflächen 32, 33 ausgebildet ist. Das Kühl- bzw. Kältemittel strömt durch den Kühl- bzw. Kältemit teldurchtritt 34, durch das dritte Verbindungsloch 38 hindurch und in den oberen Raum 22a des zweiten Sammelbehälters 22 ein. Das Kühl- bzw. Kältemittel strömt, wie mittels eines Pfeils F angegeben ist, von dem oberen Raum 22a aus in die Röhrchen 24 in den Überkühlungsbereich 40 ein.

Das flüssige Kühl- bzw. Kältemittel wird in dem Überkühlungsbereich 40 weiter zu einem überkühlten flüssigen Kühl- bzw. Kältemittel gekühlt. Das überkühlte flüs sige Kühl- bzw. Kältemittel strömt durch den oberen Raum 21a des ersten Sam melbehälters 21 hindurch und strömt aus dem Kondensator 2 durch den Kühl- bzw. Kältemittelauslaß 26b des Verbindungsblocks 26 hindurch aus.

Das überkühlte flüssige Kühl- bzw. Kältemittel strömt durch das Schauglas 3 hin durch und in das auf Temperatur reagierende Expansionsventil 4 ein. In dem auf Temperatur reagierenden Expansionsventil 4 wird das überkühlte, flüssige Kühl- bzw. Kältemittel im Wege der Reduzierung seines Drucks zu Kühl- bzw. Kältemit tel in flüssiger/gasförmiger Phase mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck. Als nächstes erfährt das Kühl- bzw. Kältemittel in der flüssigen/gasförmigen Phase einen Wärmeaustausch mit der zu klimatisierenden Luft, und verdampft es zu gasförmigem Kühl- bzw. Kältemittel in dem Verdampfer 5. Hierbei absorbiert das Kühl- bzw. Kältemittel die latente Wärme der Luft, und kühlt es diese. Das in dem Verdampfer 5 verdampfte gasförmige Kühl- bzw. Kältemittel wird in den Kompressor 1 eingesaugt und wieder komprimiert.

Hier kann, wenn der Fahrzeugmotor im Leerlauf arbeitet, beispielsweise zum Warten auf ein Verkehrssignal, weil es dann keine durch den auf das Fahren zu rückgehenden dynamischen Druck erzeugte Luft gibt, die Kühlluft, die durch den Kühl- bzw. Kältemittelkondensator 2 und den Fahrzeugkühler hindurchgetretene Luft zu der luftstromaufwärtigen Seite des Kondensators hin durch den unteren Bereich des Kondensators 2 hindurch durch die Arbeit des Kühllüfters geführt werden. Diese Kühlluft besitzt eine hohe Temperatur, weil sie gerade durch den Kondensator 2 und den Fahrzeugkühler hindurchgetreten ist; somit erwärmt die Hochtemperatur-Kühlluft den unteren Bereich des Kondensators 2. Bei der vorlie genden Ausführungsform ist der Überkühlungsbereich 40 jedoch an der oberen Stelle des Kondensierungsbereichs 39 angeordnet, weshalb der Überkühlungs bereich 40 nicht durch die Hochtemperatur-Luft beeinflußt wird.

Daher ist, wenn der Fahrzeugmotor im Leerlauf arbeitet, die Kühllast des Über kühlungsbereichs 40 gut aufrechterhalten, und wird die Verringerung der Über kühlungsgröße des flüssigen Kühl- bzw. Kältemittels überwunden.

Weil hier das Kühl- bzw. Kältemittel in dem Kondensierungsbereich gesättigt ist und seine Temperatur höher als diejenige des überkühlten Kühlungsmittels ist, ist es sogar dann, wenn die Hochtemperatur-Luft durch den Kondensierungsbereich 39 hindurchtritt, weniger wahrscheinlich, daß die Kühlleistung des Gesamtkon densators 2 herabgesetzt wird.

Zweite Ausführungsform

Bei der zweiten Ausführungsform besitzt gemäß Darstellung in Fig. 4, 5 die flache Verbindungsfläche 32 des Aufnahmebehälters 31 einen konkaven Bereich 32a, der sich in der Richtung nach oben und nach unten erstreckt, und ist der Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt 34 zwischen den Verbindungsflächen 32, 33 ausgebildet. Die Arbeitsweise und die Leistung der zweiten Ausführungsform ist die gleiche wie bei der ersten Ausführungsform.

Dritte Ausführungsform

Bei der dritten Ausführungsform ist die Gas/Flüssigkeits-Abscheidung des von dem Sammelbehälter 31 aus in den Überkühlungsbereich 40 einströmenden Kühl- bzw. Kältemittels im Vergleich zu der ersten und der zweiten Ausführungsform verbessert.

Bei der ersten und der zweiten Ausführungsform sind die zweiten Verbindungslö cher 36, 37 in der Nähe des Bodens des Aufnahmebehälters 31 angeordnet, wäh rend das erste Verbindungsloch 35, durch das hindurch das Kühl- bzw. Kältemittel ausströmt, direkt über den unterseitigen Abscheider 30 angeordnet ist. Das heißt, das erste Verbindungsloch 35 ist höher als die zweiten Verbindungslöcher 36, 37 angeordnet.

Bei der obenbeschriebenen Gestaltung kann bewirkt sein, daß ein Dampf (gasförmiges Kühl- bzw. Kältemittel), der in dem Kühl- bzw. Kältemittel an dem Auslaß des Kondensierungsbereichs 39 enthalten ist, infolge des Auftriebs aus dem Aufnahmebehälter 31 durch das erste Verbindungsloch 35 ausströmt, bevor der Dampf vollständig aus dem flüssigen Kühl- bzw. Kältemittel abgeschieden ist.

Bei der dritten Ausführungsform sind jedoch gemäß Darstellung in Fig. 6-9 die zweiten Verbindungslöcher 36, 37, die das Kühl- bzw. Kältemittel in den Aufnah mebehälter 31 einführen, höher als das erste Verbindungsloch 35 angeordnet. Somit ist die Gas/Flüssigkeits-Abscheidung des von dem Aufnahmebehälter 31 aus in den Überkühlungsbereich 40 einströmenden Kühl- bzw. Kältemittels ver bessert.

Gemäß Darstellung in Fig. 6 sind bei der dritten Ausführungsform der unterseitige Abscheider 28 in dem ersten Sammelbehälter 21 und der unterseitige Abscheider 30 in dem zweiten Sammelbehälter 22 nicht vorgesehen. Daher strömt das Kühl- bzw. Kältemittel nur in einer Richtung von dem unteren Raum 21b des ersten Sammelbehälters 21 aus zu dem unteren Raum 22b des zweiten Sammelbehäl ters 22 hin, während es zu dem flüssigen Kühl- bzw. Kältemittel kondensiert wird, das nur wenig Dampf (gasförmiges Kühl- bzw. Kältemittel) enthält.

Das flüssige Kühl- bzw. Kältemittel, das wenig Dampf enthält, strömt in den unte ren Raum 22b des zweiten Sammelbehälters 22 ein. Hiernach strömt das Kühl- bzw. Kältemittel durch die zweiten Verbindungslöcher 36 und 37 hindurch und in den Aufnahmebehälter 31 ein. Die zweiten Verbindungslöcher 36, 37 sind als zwei rechteckige Löcher, die sich in Richtung nach oben und nach unten erstrecken und an beiden Seiten des Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritts 34 angeordnet sind, ausgebildet, dies derart, daß sie höher als das erste Verbindungsloch 35 ange ordnet sind.

Somit ist sogar dann, wenn der Dampf in dem in den Sammelbehälter 31 einge führten Kühl- bzw. Kältemittel durch die zweiten Verbindungslöcher 36, 37 ent halten ist, bewirkt, daß der Dampf infolge des Auftriebs von den zweiten Verbin dungslöchern 36, 37 aus nach oben aufsteigt. Somit strömt der Dampf nicht in das erste Verbindungsloch 35 ein, das tiefer als die zweiten Verbindungslöcher 36, 37 angeordnet ist.

Entsprechend wird das flüssige Kühl- bzw. Kältemittel von dem gasförmigen Kühl- bzw. Kältemittel in dem Aufnahmebehälter 31 vollständig getrennt, und strömt es in den Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt 34 durch das erste Verbindungsloch 35 ein. Hier ist das erste Verbindungsloch 35 gemäß Darstellung in Fig. 6, 9 in der Nähe des Bodens des Aufnahmebehälters 31 ausgebildet und steht mit dem unteren Endbereich des Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritts 34 in kommunizierender Verbin dung. Der obere Endbereich des Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritts 34 steht wie bei der ersten und bei der zweiten Ausführungsform mit dem oberen Raum 22a des zweiten Sammelbehälters 22 über das dritte Verbindungsloch 38 in kommunizie render Verbindung.

Bei der dritten Ausführungsform ist der zweite Sammelbehälter 22 durch einen halbzylindrisch gestalteten ersten Behälterbereich 220, in den das Ende des ova len flachen Röhrchens eingesetzt ist, und durch einen halbzylindrisch gestalteten zweiten Behälterbereich 221 gebildet, der mit dem ersten Behälterbereich 220 verbunden ist. In gleicher Weise weist der erste Sammelbehälter 21 zwei Behäl terbereiche auf.

Des weiteren ist bei der dritten Ausführungsform der konkave Bereich 33a an der flachen Verbindungsfläche 32 des zweiten Sammelbehälters 23 zur Ausbildung des Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritts 34 ausgebildet. Der konkave Bereich 34a kann wie bei der zweiten Ausführungsform (Fig. 4, 5) statt dessen an der flachen Verbindungsfläche 32 des Aufnahmebehälters 31 ausgebildet sein.

Vierte Ausführungsform

Bei der vierten Ausführungsform ist gemäß Darstellung in Fig. 10, 11 ein kleines Loch 41, das im Durchmesser etwa 1 mm mißt, an dem oberen Bereich des Auf nahmebehälters 31 ausgebildet, damit der Aufnahmebehälter 31 mit dem Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt 34 an den oberen Bereichen in kommunizierender Ver bindung steht.

Bei den obenbeschriebenen Ausführungsformen erwärmt die Kühlluft, die durch den Kühl- bzw. Kältemittelkondensator 2 und den Fahrzeugkühler hindurchgetre ten ist und die zu der luftstromaufwärtigen Seite des Kondensators geführt wird, den Sammelbehälter 31. Hierdurch verdampft das gesättigte flüssige Kühl- bzw. Kältemittel in dem Sammelbehälter 31, und wird das flüssige Kühl- bzw. Kältemit tel weniger wahrscheinlich in dem Aufnahmebehälter 31 gespeichert. Es ist weni ger wahrscheinlich, daß der Flüssigkeitspegel des Kühl- bzw. Kältemittels in dem Aufnahmebehälter 31 ansteigt, und es ist wahrscheinlich, daß das flüssige Kühl- bzw. Kältemittel in den Kondensierungsbereich 39 eingeführt wird. Demzufolge wird der Kondensierungsbereich, an dem das Kühl- bzw. Kältemittel praktisch kondensiert, klein, und steigt der Kondensationsdruck an, wodurch die Kondensa tion beeinträchtigt wird.

Weil jedoch bei der vierten Ausführungsform das kleine Loch 41 dazu vorgesehen ist, das Innere des Aufnahmebehälters mit dem Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt 34 an den oberen Bereichen zur kommunizierenden Verbindung zu bringen, wird der Dampf (das gasförmige Kühl- bzw. Kältemittel), das in dem Aufnahmebehälter 31 verdampft worden ist, in den Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt 34 durch das kleine Loch 41 hindurch abgegeben. Hierdurch ist es wahrscheinlich, daß das flüssige Kühl- bzw. Kältemittel in dem Aufnahmebehälter 31 gespeichert wird und daß der Flüssigkeitslevel des Kühl- bzw. Kältemittels konstant ausgebildet ist. Demzufolge fließt das flüssige Kühl- bzw. Kältemittel nicht zu dem Kondensierungsbereich 39 zurück, wodurch die Kondensation verbessert wird. Hierbei kann das kleine Loch 41 an dem oberen Bereich des Aufnahmebehälters 31 derart ausgebildet sein, daß der Aufnahmebehälter 31 mit dem oberen Raum 22a des zweiten Sammel behälters 22 direkt in kommunizierender Verbindung steht.

Da hierbei die Menge des durch das kleine Loch 41 hindurch abgegebenen gas förmigen Kühl- bzw. Kältemittels sehr klein ist, ist der Hauptstrom des Kühl- bzw. Kältemittels hierdurch fast nicht beeinflußt.

Modifikationen

Das Wesen der Erfindung ist nicht auf die obenbeschriebene Ausführungsform beschränkt und kann verschiedene Abwandlungen aufweisen. Beispielsweise können die beiden flachen Verbindungsflächen 32, 33 des Aufnahmebehälters 31 und des zweiten Sammelbehälters 22 konkave Bereiche 32a, 33a zur Ausbildung des Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritts 34 aufweisen.

Der Aufnahmebehälter 31 kann an derjenigen Seite des ersten Sammelbehälters 21 angeordnet sein, mit der der Verbindungsblock 26 verbunden ist.

Der Sammelbehälter 31 kann von den Sammelbehältern 21, 22 getrennt ange ordnet und mit einem der Sammelbehälter 21, 22 über eine Kühl- bzw. Kältemit telleitung verbunden sein. In diesem Fall sind der Kondensierungsbereich 39 und der Überkühlungsbereich 40 nur in dem Kühl- bzw. Kältemittelkondensator 2 ein stückig ausgebildet.

Des weiteren weist bei den obenbeschriebenen Ausführungsformen der Verbin dungsblock 26 sowohl den Kühl- bzw. Kältemitteleinlaß 26a als auch den Kühl- bzw. Kältemittelauslaß 26b auf. Alternativ kann der Verbindungsblock 26 in einen Einlaßverbindungsblock, der-den Kühl- bzw. Kältemitteleinlaß 26a aufweist, und in einen Auslaßverbindungsblock aufgeteilt sein, der den Kühl- bzw. Kältemittelaus laß 26b aufweist.

Der Kühl- bzw. Kältemittelkondensator der Erfindung kann bei anderen Kühl- bzw. Kältesystemen Anwendung finden, die für andere Einrichtungen als eine Fahr zeug-Klimaanlage verwendet werden.

Claims

1. Kühl- bzw. Kältemittelkondensator (2), umfassend:
einen Kernbereich (23) mit einer Vielzahl von Röhrchen (24), die sich horizontal erstrecken und parallel angeordnet sind, wobei der Kernbereich (23) einen Kon densierungsbereich (39) zum Kühlen und Kondensieren des Kühl- bzw. Kältemit tels und einen Überkühlungsbereich (40) bildet;
ein Paar Sammelbehälter (21, 22), die an beiden Seiten des Kernbereichs (23) angeordnet sind und mit denen die beiden Enden der Röhrchen (24) in kommuni zierender Verbindung stehen; und
einen Sammelbehälter (31), der mit einem Behälter des Paars von Sammelbe hältern (21, 22) einstückig ausgebildet ist, zum Aufteilen des in dem Kondensie rungsbereich (39) kondensierten Kühl- bzw. Kältemittels in gasförmiges Kühl- bzw. Kältemittel und in flüssiges Kühl- bzw. Kältemittel und zum dortigen Speichern des flüssigen Kühl- bzw. Kältemittels, wobei
der Aufnahmebehälter (31) und der eine Behälter des Paars von Sammelbehäl tern (21, 22) einen Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt (34) in einer Verbindungsfläche zwischen diesen bilden,
der eine Behälter der Sammelbehälter (21, 22) einen oberen Raum (22a) in sei nem oberen Bereich aufweist,
der Überkühlungsbereich (40) oberhalb des Kondensierungsbereichs (39) in dem Kernbereich (23) angeordnet ist und
das flüssige Kühl- bzw. Kältemittel in dem Sammelbehälter (31) in die Röhrchen (24) des Überkühlungsbereichs (40) zum Überkühlen durch den Kühl- bzw. Käl temitteldurchtritt (34) und den oberen Raum (22a) hindurch strömt.

2. Kühl- bzw. Kältemittelkondensator (2), umfassend:
einen Kernbereich (23) mit einer Vielzahl von Röhrchen (24), die sich horizontal erstrecken und parallel angeordnet sind, wobei der Kernbereich (23) einen Kon densierungsbereich (39) zum Kühlen und Kodensieren des Kühl- bzw. Kältemittels und einen Überkühlungsbereich (40) bildet;
einen ersten Sammelbehälter (21), der an einer Seite des Kernbereichs (23) an geordnet ist, mit der ein Ende der Röhrchen (24) in kommunizierender Verbindung steht;
einen zweiten Sammelbehälter (22), der an der anderen Seite des Kernbereichs (23) angeordnet ist, mit der die anderen Enden der Röhrchen (24) in kommunizie render Verbindung stehen;
einen ersten Abscheider (27), der innerhalb des ersten Sammelbehälters (21) vorgesehen ist, zum Aufteilen des Innenraums desselben in einen oberen Raum (21a) und in einen unteren Raum (21c);
einen zweiten Abscheider (29), der in dem Innenraum des zweiten Sammelbe hälters (22) vorgesehen ist, zum Aufteilen des Innenraums desselben in einen oberen Raum (22a) und in einen unteren Raum (22c); und
einen Aufnahmebehälter (31) zum Aufteilen des in dem Kondensierungsbereich (39) kondensierten Kühl- bzw. Kältemittels in gasförmiges Kühl- bzw. Kältemittel und in flüssiges Kühl- bzw. Kältemittel und zum dortigen Speichern des flüssigen Kühl- bzw. Kältemittels, wobei
der Kondensierungsbereich (39) durch das Röhrchen (24) gebildet ist, das an einem unteren Bereich des Kernbereichs (23) angeordnet ist, der Überkühlungsbereich (40) durch das Röhrchen (24) gebildet ist, das an einem oberen Bereich des Kernbereichs (23) angeordnet ist,
das überkühlte, gasförmige Kühl- bzw. Kältemittel durch die unteren Räume (21c, 22c) des ersten und des zweiten Sammelbehälters (21, 22) und durch das Röhrchen (24) in dem Kondensierungsbereich (39) hindurch strömt, um konden siert zu werden;
das in dem Röhrchen (24) kondensierte Kühl- bzw. Kältemittel in dem Kondensie rungsbereich (39) in den Aufnahmebehälter (31) zur Aufteilung in flüssiges Kühl- bzw. Kältemittel und in gasförmiges Kühl- bzw. Kältemittel einströmt und das flüssige Kühl- bzw. Kältemittel durch die oberen Räume (21b, 22a) des ersten und des zweiten Sammelbehälters (21, 22) und durch das Röhrchen (24) in dem Überkühlungsbereich (40) zum Überkühlen strömt.

3. Kühl- bzw. Kältemittelkondensator (2) nach Anspruch 2, wobei der Aufnahme behälter (31) mit einem Behälter von erstem und von zweitem Sammelbehälter (21, 22) einstückig ausgebildet ist.

4. Kühl- bzw. Kältemittelkondensator (2) nach Anspruch 1, weiter umfassend:
ein erstes Verbindungsmittel (35) zum Einführen des flüssigen Kühl- bzw. Kälte mittels in dem Aufnahmebehälter (31) in den Überkühlungsbereich (40) hinein und ein zweites Verbindungsmittel (36, 37) zum Einführen des in dem Kondensie rungsbereich (39) kondensierten Kühl- bzw. Kältemittels in den Aufnahmebehälter (31) hinein,
wobei das erste Verbindungsmittel (35) unterhalb des zweiten Verbindungsmittels (36, 37) angeordnet ist.

5. Kühl- bzw. Kältemittelkondensator (2) nach Anspruch 3, wobei der Aufnahmebehälter (31) und der eine Behälter von erstem und zweitem Sam melbehälter (21, 22), der mit dem der Aufnahmebehälter (31) einstückig ausgebil det ist, einen Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt (24) in einer dazwischenliegenden Verbindungsfläche bilden und das flüssige Kühl- bzw. Kältemittel in dem Aufnahmebehälter (31) durch den Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt (34) und den oberen Raum (21a, 22a) des einen Behäl ters von erstem und zweitem Sammelbehälter (21, 22) hindurch strömt und in das Röhrchen (24), das den Überkühlungsbereich (40) bildet, einströmt.

6. Kühl- bzw. Kältemittelkondensator (2) nach Anspruch 1, wobei die Verbindungsfläche ein erstes Verbindungsloch (35) zum Einführen des flüssi gen Kühl- bzw. Kältemittels in dem Sammelbehälter (31) in den Kühl- bzw. Kälte mitteldurchtritt (34) hinein und zweite Verbindungslöcher (36, 37), die an beiden Seiten des Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritts (34) ausgebildet sind, zum Einführen des in dem Kondensierungsbereich (39) kondensierten Kühl- bzw. Kältemittels in den Sammelbehälter (31) aufweist und das erste Verbindungsloch (35) unterhalb der zweiten Verbindungslöcher (36, 37) angeordnet ist.

7. Kühl- bzw. Kältemittelkondensator (2) nach Anspruch 1, wobei der Kühl- bzw. Kältemitteldurchtritt (24) durch einen konkaven Bereich (32a, 33a) gebildet ist, der in der Verbindungsfläche ausgebildet ist.

8. Kühl- bzw. Kältemittelkondensator (2) nach Anspruch 1, weiter umfassend einen Verbindungsblock (26) mit einem Kühl- bzw. Kältemitteleinlaß (26a) und mit einem Kühl- bzw. Kältemittelauslaß (26b), der in der Nähe der Grenze zwischen dem Kondensierungsbereich (39) und im Überkühlungsbereich (40) vorgesehen ist.

9. Kühl- bzw. Kältemittelkondensator (2) nach Anspruch 1, weiter umfassend ein Gasverbindungsmittel (41) zum Einführen des gasförmigen Kühl- bzw. Kältemittels in dem Sammelbehälter (31) in den Überkühlungsbereich (40) hinein.