DE19921975A1 - Kältemittelsammler für eine Fahrzeugklimaanlage - Google Patents
Kältemittelsammler für eine FahrzeugklimaanlageInfo
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Abstract
Ein Kältemittelsammler (1) für eine Fahrzeugklimaanlage besteht aus oberen und unteren Halbschalen (5, 6), die mittels einer Schweißnaht (7) miteinander verbunden sind.
Description
Die Erfindung betrifft einen Kältemittelsammler für eine Fahrzeugklimaanlage.
Insbesondere betrifft sie einen Kältemittelsammler zur Aufnahme und Abgabe von
flüssigem Kältemittel innerhalb eines Kälteprozesses einer Fahrzeugklimaanlage mit
speziellen Eigenschaften für hohe Betriebsdrücke, insbesondere für den Betrieb einer
mit CO2 als Kältemittel arbeitenden Fahrzeugklimaanlage.
Es ist bekannt, daß bei einem dynamischen Betrieb einer Fahrzeugklimaanlage auf der
Austrittsseite eines Verdampfers nicht verdampftes flüssiges Kältemittel austreten kann,
das zwischengespeichert werden muß und nur in kleinen Mengen den nachfolgenden
Bauteilen, z. B. Zwischenwärmetauschern, zugeführt werden darf, um Schäden am
Kompressor zu vermeiden. Ein entsprechender Kältemittelsammler ist z. B. in dem
Patent von Lorentzen et. al. in dem US-Patent mit der Nr. 5,245,836, ausgegeben am
21. September 1993, beschrieben.
Allerdings sind die bisher bekannten und beschriebenen Kältemittelsammler zylindrisch
und mit speziellen Anschlußböden, z. B., aus gewölbten Klöpperböden hergestellt. Diese
Bauform hat bei hohen Betriebsbrücken eine hohe Masse und auch große
Abmessungen zur Folge. Außerdem müssen mehrere Schweißnähte zur Befestigung
der Anschlußböden gefertigt werden, die erfahrungsgemäß nicht zuletzt aufgrund der
großen Anzahl Schwachstellen aufweisen können. Außerdem führen große
Abmessungen und hohe Massen dazu, daß diese Kältemittelsammler in kompakten
Kleinfahrzeugen nicht verwendet werden können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kältemittelsammler der eingangs
genannten Art anzugeben, der mit technisch einfachen Mitteln eine hohe Druckfestigkeit
bei gleichzeitig geringer Masse zur Verfügung stellt und außerdem leicht zu fertigen ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Kältemittelsammler der eingangs genannten Art dadurch
gelöst, daß er aus oberen und unteren Halbschalen besteht, die mittels einer
Schweißnaht miteinander verbunden sind.
Dies reduziert nicht nur die Abmessungen und auch die Masse eines
Kältemittelsammlers, sondern auch noch die Fertigungszeit, da lediglich eine einzige
Schweißnaht herzustellen ist.
Da nur eine einzelne Schweißnaht herzustellen ist, ist auch die Gefahr einer
Schwachstelle der Schweißnaht reduziert, da eine einzelne Schweißnaht wesentlich
einfacher und auch schneller zu überprüfen ist.
Die beiden Halbschalen können sowohl konkav als auch halbkugelförmig ausgebildet
sein, wobei diese Halbschalen vertikal übereinander angeordnet sind.
Die konkave oder halbkugelförmige Ausbildung der unteren Halbschale bewirkt in
vorteilhafter Weise das Zusammenlaufen von abgeschiedener Flüssigkeit im tiefsten
Punkt des Behälters.
Beide Halbschalen können sowohl aus Kunststoff als auch aus Metall bestehen, wobei
allerdings aus Metall gefertigte Halbschalen einem höheren Druck widerstehen können.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die obere Halbschale ein
Abscheiderohr auf, daß durch die Wandung der oberen Halbschale durchgeführt und mit
einem außerhalb der oberen Halbschale liegenden Rohranschluß an einer Eintrittsseite
versehen ist.
Wenn das Ende des Abscheiderohrs im Innern des Kältemittelsammlers seitlich
abgebogen ist, ist es vorteilhafterweise möglich, das strahlförmig eintretende Medium an
die Innenwand des Kältemittelsammlers zu leiten und die Flüssigkeitsanteile dadurch
dort abzuscheiden. Außerdem wird dadurch ein Aufschäumen abgeschiedener
Flüssigkeit in einem Flüssigkeitssumpf durch den eintretenden Strahl vermieden.
Wenn zudem die obere Halbschale an einer Austrittsseite einen Rohranschluß für ein
Mischrohr aufweist, das durch den tiefsten Bereich der unteren Halbschale und wieder
zurück in die obere Halbschale verläuft, ist es zudem nicht mehr möglich, daß das
eintretende Medium in das Mischrohr eintreten kann.
Wenn das Mischrohr im tiefsten Bereich der unteren Halbschale mindestens eine zur
Wandung der unteren Halbschale weisende Rohrbohrung aufweist, ist es möglich, daß
auf diese Weise eine nahezu vollständige Absaugung des abgeschiedenen Kältemittels
erfolgt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Mischrohr oberhalb des
maximal zu erwartenden Spiegels eines Flüssigkeitssumpfes mindestens eine Bohrung
auf. Dadurch ist die von Sammlern bekannte Funktion gewährleistet, daß sich eine
Mischung von flüssigen und gasförmigen Medien am Ausgang einstellt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die jeweiligen
Durchmesser der mindestens einen Rohrbohrung und der mindestens einen Bohrung
derart bemessen, daß sich ein von dem Massendurchsatz durch das Mischrohr nahezu
unabhängiges Mischungsverhältnis von der aus dem Flüssigkeitssumpf eingezogenen
Flüssigkeitsmasse und der durchströmten Gasmasse einstellt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie aus den Zeichnungen, auf die Bezug
genommen wird.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt in vertikaler Richtung durch eine Kältesammler; und
Fig. 2 einen Querschnitt in horizontaler Richtung durch den Kältemittelsammler
gemäß Fig. 1.
Wie in den Figuren zu sehen, besteht ein Kältemittelsammler 1 aus zwei konkav oder
halbkugelförmig ausgebildeten Halbschalen 5 und 6, nämlich einer oberen Halbschale 5
und einer unteren Halbschale 6, die lediglich über einzige Schweißnaht 7 miteinander
verbunden sind.
Dabei bewirkt die konkave Ausbildung der unteren Halbschale 6 in vorteilhafter Weise
das Zusammenlaufen von abgeschiedener Flüssigkeit im tiefsten Punkt des
Kältemittelsammlers 1.
Ein Ende eines Abscheiderohrs 3 ist durch die Wandung der oberen Halbschale 5
hindurchgeführt und mit einem Rohranschluß 2a an einer Eintrittsseite 8a verbunden.
Ein Ende eines Mischrohres 4 ist durch die Wandung der oberen Halbschale 5
hindurchgeführt und mit einem Rohranschluß 2b an einer Austrittsseite 8b verbunden.
Dieses Mischrohr 4 wird von dem Rohranschluß 2b nach unten zu dem tiefsten Bereich
bzw. tiefsten Punkt der unteren Halbschale 6 und von dort wieder zurück in die obere
Halbschale 5 geführt.
In vorteilhafter Weise sind in einem unteren Krümmungsbereich des Mischrohrs 4 eine
oder mehrere Rohrbohrungen 9 angebracht. Dabei ist es möglich, daß sich eine
Bohrungsöffnung am tiefsten Punkt der Rohrkrümmung des Mischrohrs 4 in einem
geringen Abstand oberhalb des tiefsten Punktes des Bodens der unteren Halbschale 6
befindet. Auf diese Weise erfolgt eine nahezu vollständige Absaugung des
abgeschiedenen Kältemittels.
Ferner weist das Mischrohr 4 in vorteilhafter Weise oberhalb eines maximal zu
erwartenden Flüssigkeitspegels eine weitere Bohrung 10 auf.
Durch die Rohrbohrung 9 und durch die Bohrung 10 ist die von Kältemittelsammlern
bekannte Funktion gewährleistet, daß sich eine Mischung von flüssigen und
gasförmigen Medien am Ausgang 8b einstellt.
Des weiteren ist das im Innern des Kältemittelsammlers 1 befindliche Ende des
Rohrstücks 3 in vorteilhafter Weise seitlich abgebogen. Dadurch wird erreicht, daß ein
eintretendes Medium 11 nicht in das Mischrohr 4 eintreten kann, das strahlförmig
eintretende Medium 11 an die Innenwand des Kältemittelsammlers 1 geleitet wird, die
Flüssigkeitsanteile dadurch abgeschieden werden und das Aufschäumen
abgeschiedener Flüssigkeit in einem Flüssigkeitssumpf 12 durch den eintretenden Strahl
vermieden wird.
Die jeweiligen Durchmesser der Rohrbohrung 9 und der Bohrung 10 des Mischrohrs 4
können dabei so bemessen sein, daß sich ein von dem Massendurchsatz durch das
Mischrohr 4 nahezu unabhängiges Mischungsverhältnis von der aus dem
Flüssigkeitssumpf 12 eingezogenen Flüssigkeitsmasse und der durchströmenden
Gasmasse einstellt.
Claims (11)
1. Kältemittelsammler (1) für eine Fahrzeugklimaanlage,
dadurch gekennzeichnet,
daß er aus oberen und unteren Halbschalen (5, 6) besteht, die mittels einer
Schweißnaht (7) miteinander verbunden sind.
2. Kältemittelsammler (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest die untere Halbschale (6) konkav ausgebildet ist.
3. Kältemittelsammler (1) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß auch die obere Halbschale (5) konkav ausgebildet ist.
4. Kältemittelsammler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß beide Halbschalen (5, 6) halbkugelförmig ausgebildet sind.
5. Kältemittelsammler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Halbschalen (5, 6) aus Kunststoff oder Metall bestehen.
6. Kältemittelsammler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die obere Halbschale (5) ein Abscheiderohr (3) aufweist, daß durch die
Wandung der oberen Halbschale (5) durchgeführt und mit einem außerhalb der
oberen Halbschale (5) liegenden Rohranschluß (2a) an einer Eintrittsseite (8a)
versehen ist.
7. Kältemittelsammler (1) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ende des Abscheiderohrs (3) im Innern des Kältemittelsammlers (1)
seitlich abgebogen ist.
8. Kältemittelsammler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die obere Halbschale (5) an einer Austrittsseite (8b) einen Rohranschluß
(2b) für ein Mischrohr (4) aufweist, das durch den tiefsten Bereich der unteren
Halbschale (6) und wieder zurück in die obere Halbschale (5) verläuft.
9. Kältemittelsammler (1) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Mischrohr (4) im tiefsten Bereich der unteren Halbschale (6)
mindestens eine zur Wandung der unteren Halbschale (6) weisende
Rohrbohrung (9) aufweist.
10. Kältemittelsammler (1) nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Mischrohr (4) oberhalb des maximal zu erwartenden Spiegels eines
Flüssigkeitssumpfes (12) mindestens eine Bohrung (10) aufweist.
11. Kältemittelsammler (1) nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die jeweiligen Durchmesser der mindestes einen Rohrbohrung (9) und der
mindestens einen Bohrung (10) derart bemessen sind, daß sich ein von dem
Massendurchsatz durch das Mischrohr (4) nahezu unabhängiges
Mischungsverhältnis von der aus dem Flüssigkeitssumpf (12) eingezogenen
Flüssigkeitsmasse und der durchströmten Gasmasse einstellt.
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