DE19924004A1 - Wärmeübertrager, insbesondere Verdampfer für Kraftfahrzeugklimaanlagen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere Verdampfer für Kraftfahrzeugklimaanlagen, mit mehreren gestapelten Scheiben (12), die aus jeweils ersten und zweiten Formblechen (14, 16), zwischen denen ein Hohlraum eingeschlossen ist, als flüssiges und/oder gasförmiges Fluid führende Rohrelemente ausgebildet sind, und mit zwischen den Scheiben (12) angeordneten luftbeaufschlagten Rippen (22), wobei die Scheiben (12) an jeder Seite wenigstens eine napfförmige Ausformung (18) aufweisen, die mit der napfförmigen Ausformung (20) der jeweils benachbarten Scheibe in Kontakt ist und die jeweils wenigstens eine Öffnung zur Fluidverbindung zwischen den Scheiben (12) aufweist, wobei der Wärmeübertrager wenigstens zwei Anschlußelemente (24, 26), von denen wenigstens eines im Mittenbereich des Wärmeübertragers gelegen ist, aufweist. Es ist Aufgabe der Erfindung, einen solchen Wärmeübertrager derart weiterzubilden, daß unter Beibehaltung der Anschlußstutzen-Anordnung im Mittenbereich die Anzahl der sich geometrisch unterscheidenden Formbleche verringert wird. Um diese Aufgabe zu lösen ist vorgesehen, daß das wenigstens eine im Mittenbereich gelegene Anschlußelement (24) zwischen einem ersten Formblech (14) und einem zweiten Formblech (16) angeordnet ist und daß zwischen dem Anschlußelement (24) und den beiden Formblechen (14, 16) jeweils ein Dichtblech (28, 30) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere Verdampfer für Kraftfahrzeugklimaanlagen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher Wärmeübertrager ist aus der Druckschrift EP 698 773 A1 be­ kannt. Dieser Verdampfer besteht aus mehreren aufeinander gestapelten Scheiben, die jeweils aus zwei Formblechen gefügt sind und in ihrem In­ nern einen Hohlraum einschließen, in dem ein Fluid geführt ist. Die Scheiben, zwischen denen luftbeaufschlagte Rippen angeordnet sind, besitzen an jeder Seite napfförmige Ausformungen, die mit der jeweils benachbarten Scheibe in Kontakt sind, wobei die napfförmigen Ausfor­ mungen jeweils Öffnungen zur Fluidverbindung zwischen den Scheiben aufweisen. Der Verdampfer besitzt zwei Anschlußelemente zur Fluidver­ bindung mit weiteren Komponenten der Kraftfahrzeugklimaanlage, wobei eines der Anschlußelemente als Fluidzufuhrelement und das andere als Fluidabfuhrelement ausgeführt ist. Die Anschlußelemente sind als An­ schlußstutzen ausgebildet, die jeweils aufgrund strömungstechnischer Gesichtspunkte im Mittenbereich des Verdampfers angeordnet sind, wo­ bei sie einstückig mit den Formblechen der jeweiligen Scheibe verbunden sind.

Nachteilig an einem solchen bekannten Wärmeübertrager ist, daß auf­ grund der einstückig mit den jeweiligen Formblechen verbundenen An­ schlußelemente die Anzahl der sich geometrisch unterscheidenden Formbleche und damit die Anzahl der für die Herstellung der Formbleche notwendigen Werkzeuge vergrößert ist, was eine Erhöhung der Ferti­ gungskosten bedingt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeübertrager der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß unter Beibehaltung der Anschlußstutzen-Anordnung im Mittenbereich die Anzahl der sich geometrisch unterscheidenden Formbleche verringert wird.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß wenigstens ein im Mittenbereich ge­ legenes Anschlußelement zwischen einem ersten Formblech und einem zweiten Formblech angeordnet ist und daß zwischen dem Anschlußelement und den beiden Formblechen jeweils ein Dichtblech angeordnet ist. Durch die Anordnung des Anschlußelements im Mittenbereich des Verdampfers, also nicht endseitig an den Schmalseiten, sondern mittig im Bereich der Scheiben bzw. Formbleche und beidseitig von diesen umschlossen, und der Trennung des Anschlußelements von den Formblechen werden geome­ trisch individuell gestaltete Formbleche, die spezielle für den Bereich der Anschlußelemente benötigt werden, vermieden. Auf Seite der Formbleche sind somit keine individuellen Gestaltungen nötig, da das Anschlußelement unmittelbar zwischen zwei gegenüber den weiteren Formblechen unverän­ derten Formblechen angeordnet ist und wie alle weiteren Bestandteile des Verdampfers in einem einzigen Arbeitsgang verlötet wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 2 schließt das Dichtblech mit dem Formblech einen Hohlraum ein und begrenzt diesen fluiddicht. Dabei weist das Dichtblech eine solche Größe auf, daß die sämtli­ che durch Ausformungen der Formbleche gestaltete Hohlräume durch das Dichtblech abgedichtet sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind gemäß Anspruch 3 zwischen den Dichtblechen Rippen angeordnet. Dadurch kann die Wärme des Fluids, das in die nach Anspruch 2 genannten Hohlräume eingebracht ist, über die luftbeaufschlagten Rippen an die Umgebungsluft abgeführt werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist das An­ schlußelement wenigstens im zwischen den Formblechen gelegenen Be­ reich durch ein abgeflachtes Anschlußrohr mit zwei parallelen Kontaktflä­ chen und darin eingebrachten Öffnungen gebildet. Durch eine solche Funktionsintegration auf Seiten des Anschlußrohres besitzt es dabei ne­ ben einer reinen Anschlußrohrfunktion auch die Funktion des Anschluß­ stutzens mit unmittelbarem Kontakt zu dem eigentlichen Wärmeübertra­ ger.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 5 weisen die Dichtbleche Öffnungen auf, die mit den Öffnungen der Kontaktflächen des Anschlußrohres korrespondierend ausgeführt sind. Dadurch wird ei­ ne Fluidkontakt zwischen den dem Anschlußelement und den Hohlräu­ men der Formbleche gewährleistet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 6 weisen die Scheiben an jeder Seite zwei napiförmige Ausformungen auf, und das Anschlußrohr besitzt im Bereich der Kontaktflächen zwischen den beiden napfförmigen Ausformungen ein senkrecht zur Rohrlängsachse gelege­ nes Trennblech und am Rohrende ein Abschlußblech. Durch das Trenn­ blech wird der abgeflachte Bereich des Anschlußrohres zwischen den Kontaktflächen in zwei fluiddicht voneinander getrennte Bereiche unter­ teilt, so daß der dem Anschlußrohr zugewandte Bereich der Fluidzufuhr bzw. -abfuhr dient, während der zwischen dem Trennblech und dem Ab­ schlußblech gelegene Bereich als Verbindungskanal zwischen den je­ weils benachbarten Hohlräume der Scheiben bzw. Formbleche dient.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine Frontansicht eines erfindungsgemäß ausgebilde­ ten Wärmeübertragers;

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Trennblech des Wärmeübertra­ gers;

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Mittenbereich des Wärmeüber­ tragers;

Fig. 4 eine Einzelansicht der dem Wärmeübertrager zuge­ wandten Seite eines Anschlußrohres.

Fig. 1 zeigt einen Verdampfer 10, der Teil einer nicht dargestellten Kli­ maanlage eines Kraftfahrzeuges ist. Dieser Verdampfer 10 besteht aus mehreren gestapelten Scheiben 12, wobei jede Scheibe 12 aus zwei an­ einanderliegenden Formblechen 14, 16 besteht. Die Formbleche 14, 16 weisen Ausformungen auf, so daß die aus jeweils zwei Formblechen 14, 16 gestalteten Scheiben 12 Hohlräume einschließen und in dieser Weise Rohrelemente bilden. Diese Rohrelemente sind von einem Kältemittel durchströmt. Im oberen Bereich des in Fig. 1 dargestellten Verdampfers weisen die Ausformungen 18, 20 eine Napfform auf, an denen die jeweils benachbarten Scheiben 12 zur gegenseitigen Anlage kommen. Zwischen den Scheiben 12 sind Rippen 22 angeordnet, die mit den Scheiben 12 verlötet sind. Sie gewährleisten dadurch einerseits eine Verbesserung des Wärmeübergangs, andererseits dienen sie zur jeweiligen Abstützung der Scheiben 12 gegeneinander.

Der Verdampfer 10 ist mit Anschlußrohren 24, 26 versehen, die unter­ schiedlich ausgestaltet sind und an unterschiedlichen Stellen des Ver­ dampfers 10 befestigt sind. Dabei ist das Anschlußrohr 26 endseitig am Verdampfer 10 angeordnet und mit einer abgeflachten Anlagefläche mit diesem fluiddicht verlötet. Das Anschlußrohr 24 ist im Gegensatz dazu nicht endseitig, sondern im Mittenbereich des Verdampfers 10 angeord­ net. Dazu ist es im in Fig. 1 dargestellten oberen Bereich des Verdamp­ fers 10 zwischen zwei Formblechen 14, 16 positioniert. Zur Abdichtung der offenen Hohlräume der Formbleche 14, 16 dienen zwei Dichtbleche 28, 30, die zwischen dem Anschlußrohr 24 und den Formblechen 14, 16 angeordnet sind. Die Dichtbleche 28, 30 sind in ihrer Größe so den Formblechen 14, 16 angepaßt, daß sie die durch sei gebildeten Hohl­ räume fluiddicht verschließen.

Fig. 2 zeigt ein solches Dichtblech 28, das mit dem Dichtblech 30 iden­ tisch ist. Dieses Dichtblech 28 weist an seiner Oberseite zwei Durchbrü­ che 32, 34 auf. Ansonsten verfügt es über äußerst einfache geometrische Strukturen, da es aus einem ebenen Blech besteht und - bis auf die Durchbrüche 32, 34 - keiner wesentlichen Blechumformungen bedarf.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf den Mittenbereich des Verdampfers nach Fig. 1. Das Anschlußrohr 24 besitzt eine im wesentlichen kreisförmige Querschnittsfläche, wobei es davon abweichend im Kontaktbereich zwi­ schen den beiden Dichtblechen 28, 30 abgeflacht ist und zwei Anlageflä­ chen 36, 38 aufweist, die mit den Dichtblechen 28, 30 in Kontakt sind.

Das Anschlußrohr 24 weist gemäß Fig. 4 etwa mittig im Kontaktbereich zwischen den beiden Dichtblechen 28, 30 eine senkrecht zur Rohrlängs­ achse gelegene Trennwand 40 auf, wodurch das Rohr in eine erste Kammer 42 und eine zweite Kammer 44 unterteilt ist. Des weiteren ist rohrendseitig ein Abschlußblech 46 in das Anschlußrohr 24 eingebracht. Sowohl die erste Kammer 42 als auch die zweite Kammer 44 weisen je­ weils zu jeder Seite eine Öffnung 48, 50, 52, 54 auf, von denen die Öff­ nungen 48 und 50 auf der Anlagefläche 36 und die Öffnungen 52 und 54 auf der Anlagefläche 38 gelegen sind. Diese Öffnungen sind mit den Durchbrüchen 32, 34 der Dichtbleche 28, 30 korrespondierend ausge­ führt. Des weiteren besitzen die napfförmigen Ausformungen 18, 20 wie­ derum mit den Öffnungen 48, 50, 52, 54 und den Durchbrüchen 32, 34 korrespondierend ausgeführte Öffnungen. Dadurch ist eine Fluidverbin­ dung zwischen dem Anschlußrohr 24 über die erste Kammer 42 durch die Öffnungen 48, 52, die Durchbrüche 34 der beiden Dichtbleche 28, 30 sowie der damit korrespondierend ausgeführten Öffnungen der napfför­ migen Ausformungen 18a, 20a bis zu den innerhalb der Scheiben gelege­ nen Hohlräumen und damit zum gesamten Innern des Verdampfers 10 gegeben.

Die Kammer 44 mit den ihr zugeordneten Öffnungen 50, 54, den Durch­ brüchen 32 der Dichtbleche 28, 30 sowie den damit korrespondierend ausgeführten Öffnungen der napfförmigen Ausformungen 18, 20 dient als Verbindungskanal zwischen dem beiden Hohlräumen der jeweils benach­ barten Scheiben und damit als Verbindungskanal zwischen dem in Fig. 3 links gelegenen und rechts gelegenen Teil des Verdampfers 10.

Claims (6)

1. Wärmeübertrager, insbesondere Verdampfer für Kraftfahrzeugklimaanla­ gen, mit mehreren gestapelten Scheiben (12), die aus jeweils ersten und zweiten Formblechen (14, 16), zwischen denen ein Hohlraum einge­ schlossen ist, als flüssiges und/oder gasförmiges Fluid führende Rohr­ elemente ausgebildet sind, und mit zwischen den Scheiben (12) ange­ ordneten luftbeaufschlagten Rippen (22), wobei die Scheiben (12) an je­ der Seite wenigstens eine napfförmige Ausformung (18) aufweisen, die mit der napfförmigen Ausformung (20) der jeweils benachbarten Scheibe in Kontakt ist und die jeweils wenigstens eine Öffnung zur Fluidverbin­ dung zwischen den Scheiben (12) aufweist, wobei der Wärmeübertrager wenigstens zwei Anschlußelemente (24, 26), von denen wenigstens ei­ nes im Mittenbereich des Wärmeübertragers gelegen ist, aufweist, da­ durch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine im Mittenbereich gele­ gene Anschlußelement (24) zwischen einem ersten Formblech (14) und einem zweiten Formblech (16) angeordnet ist und daß zwischen dem An­ schlußelement (24) und den beiden Formblechen (14, 16) jeweils ein Dichtblech (28, 30) angeordnet ist.

2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtblech (28, 30) mit dem Formblech (14, 16) einen Hohlraum ein­ schließt und diesen fluiddicht begrenzt.

3. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Dichtblechen (28, 30) Rippen (22) angeordnet sind.

4. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Anschlußelement (24) wenigstens im zwischen den Formblechen (14, 16) gelegenen Bereich durch ein ab­ geflachtes Anschlußrohr mit zwei parallelen Kontaktflächen (36, 38) und darin eingebrachten Öffnungen (48, 50, 52, 54) gebildet ist.

5. Wärmeübertrager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtbleche (28, 30) Öffnungen (32, 34) aufweisen, die mit den Öffnungen (48, 50, 52, 54) der Kontaktflächen (35, 38) des Anschluß­ rohres (24) korrespondierend ausgeführt sind.

6. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Scheiben (12) an jeder Seite zwei napfförmige Ausformungen (18, 20) aufweisen, und daß das An­ schlußrohr (24) im Bereich der Kontaktflächen zwischen den beiden napfförmigen Ausformungen (18, 20) ein senkrecht zur Rohrlängsach­ se gelegenes Trennblech (40) und am Rohrende ein Abschlußblech (46) aufweist.