DE4120651A1 - Verdampfer fuer ein kompressor-kuehlgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verdampfer für ein Kompressor-Kühl­ gerät, wobei der aus einer zweilagigen Verdampferplatine gefertigte Verdampfer einen zwischen den Lagen mäanderartig verlaufenden Kühlmittelkanal aufweist, dessen Eingang über eine als Drossel wirkende Kühlmittelzuführungsleitung kleinen Durchmessers, die in den Einlaufbereich des Kühlmittelkanales mündet, mit Kühlmittel beschickbar ist und der ausgangsseitig in einem Saugrohr größeren Durchmessers endet, welches an die Saugseite des Kompressors anschließbar ist. Derartig gestaltete Verdampfer sind beispielsweise in Haushaltskühlschränken zahlreich in Benutzung.

Die Erfindung befaßt sich nun bezüglich des Kühlmittelkreislaufes insbesondere mit dem Kühlmitteleinlaß in den Verdampfer, der bei den bekannten Kühlgeräten über ein dem benötigten Drosseleffekt entsprechend langes Drossel-Kapillarrohr, das nach dem praktizierten Stand der Technik die Kühlmittelzuführungsleitung darstellt, erfolgt. Dieses Drossel-Kapillarrohr ist regelmäßig bis in den Einlaßbereich des Kühlmittelkanales durch einen entsprechenden Einlaßanschluß hineingeführt und liegt beim sogenannten Einrohranschluß mit einem Abschnitt seiner Länge auch im Auslaßbereich des Kühlmittelkanales. Der Kühlmittelkanal selbst verläuft mäanderartig in einer aus zwei miteinander verschweißten Aluminiumblechen, beispielsweise nach dem sogenannten Rollbondverfahren hergestellten, ursprünglich ebenen, dann zum Kühlfach geformten Verdampferplatine und schließt auslaßseitig mit einem in das Kanalende druckdicht eingesetzten Aluminiumrohrstutzen, dem sogenannten Saugrohr ab.

Das Drossel-Kapillarrohr ist heute bei der Mehrzahl der hergestellten Kühlschranktypen so lang, daß es im Einlaufbereich des Kühlmittelkanals des Verdampfers nur noch zu einem kleinen Teil untergebracht werden kann und zum großen Teil, häufig mit einer Teillänge von mehreren Metern außerhalb des Verdampfers liegt. Diese Teillänge wird regelmäßig ringbundartig zu einer sogenannten Kapillarlocke aufgewickelt.

Mit der in jüngerer Zeit vollzogenen Einführung neuer Kältemittel, die andere Stoffeigenschaften als die bisherigen haben, aber auch ein eigenes Übergangsverhalten von der flüssigen zur gasförmigen Phase im Kühlmittelkreislauf zeigen, war die Drosselstrecke bei gleichem Kapillarrohrinnendurchmesser zu verlängern, wodurch sich die Kapillarlocke noch vergrößerte.

Eine erste Fertigungsvereinfachung konnte bereits dadurch erreicht werden, daß für Verdampfer verschiedenen Typs Drossel-Kapillar­ rohre verwendet werden, die alle einen Außendurchmesser von beispielsweise 1,9 mm haben, mit Innendurchmessern von beispielsweise 0,55 bis 1,05 mm eine typbedingte Anpassung ermöglichen. So lassen sich wenigstens Anschlüsse des Drossel-Kapillar­ rohres oder Durchbrüche hierfür einheitlich gestalten. Das Mitschleppen der Kapillarlocke in den Endschritten der Fertigung stellt jedoch nach wie vor eine Behinderung dar, wie auch die Kapillarlocke die Packungsdichte der Verdampfer beim Transport zu den Kühlgeräteherstellern ungünstig bestimmt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die durch die zahlreichen Kühlgerätetypen bedingte Vielfalt in der Fertigung der Verdampfer zu vereinfachen und dabei den Folgen des Einsatzes neuer Kühlmittel geringerer Viskosität Rechnung zu tragen.

Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß die Kühlmittelzuführungsleitung auf ihrem ersten Längenabschnitt ein an sich bekanntes Drossel-Kapillarrohr mit kapillarem Durchströmquerschnitt ist, das verdampferseitig in einem zumindest teilweise außerhalb der Verdampferplatine liegenden, vom Verdampfer direkt oder mittelbar gehaltenen Führungsrohr, mit dem es druckdicht verbunden ist, eingesteckt ist. Zwischen Drossel-Kapillarrohr und Führungsrohr wird regelmäßig ein lötpassungsgroßer Spalt eingestellt, durch dessen Füllung beim Löten die Verbindung der Rohre erfolgt.

Die Erfindung ermöglicht eine weitgehende Standardisierung der Verdampferfertigung und erlaubt im Fertigungsablauf grundsätzlich das getrennte Fertigen der noch drossel-kapillarrohrfreien Verdampfer und der zugehörigen Kapillarrohre bis zu einer Endmontage, bei der das Kapillarrohr in das Führungsrohr eingebaut, d. h. in dieses beliebig weit eingesteckt oder durch dieses hindurchgesteckt und schließlich mit diesem verlötet wird. Länge, Art und Einbau der Führungsrohre in die Verdampferplatinen kann auf eine geringe Zahl von Bauvarianten reduziert und damit der Fertigungsablauf vereinfacht werden.

Auf Ausgestaltungen der Erfindung gemäß den Unteransprüchen wird verwiesen.

Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 2 endet das Drossel-Kapillar­ rohr im Führungsrohr und das Führungsrohr bildet einen zweiten, kürzeren Längenabschnitt der Kühlmittelzuführungsleitung mit gegenüber dem kapillaren Durchströmquerschnitt des Drossel-Kapillar­ rohres erweiterten Durchströmquerschnitts.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Patentanspruch 3 niedergelegt, bei der das Führungsrohr mit Lötspaltpassung verdampferseitig auf ein weiteres Kapillarrohr aufgesteckt und mit diesem druckdicht verbunden ist, wobei das weitere Kapillarrohr einen dritten, verdampferseitig letzten Längenabschnitt der Kühlmittelzuführungsleitung bildet. Hierbei verbindet das Führungsrohr wie eine Muffe das Drossel-Kapillarrohr mit der weiteren Kapillare. Das Herstellen dieser Verbindung kann letzter Fertigungsschritt beim Verdampferhersteller oder ein Fertigungsschritt beim Kühlgerätebauer sein.

Bedeutend ist für eine Standardisierung der Verdampferfertigung, daß bei allen Verdampfern eines Typenbereiches ein und derselbe Innendurchmesser für das weitere Kapillarrohr gewählt werden kann, um dann mit einzeltypenbedingten variablen Innendurchmessern des Drossel-Kapillarrohres die erforderliche Anpassung vorzunehmen.

Macht man das Führungsrohr etwas länger und führt man es von außen gemäß Patentanspruch 4 bis in den Eingangsbereich des Kühlmittelkanales in den Kühlmittelkanal hinein, so kann sich eine Kühlmittelzuführungsleitung ergeben, die insgesamt zwei Längenabschnitte unterschiedlichen Innendurchmessers aufweist. Es ist dabei unerheblich, daß der doch relativ kurze letzte Abschnitt der Kühlmittelzuführungsleitung nur noch eine geringe Drosselwirkung entfalten kann, dafür aber ein strömungsgünstiges Einleiten des Kühlmittels in den Kühlmittelkanal ermöglicht.

Sehr viele der heute üblichen Verdampf er von Kühlgeräten haben, wie dies beispielsweise in dem deutschen Gebrauchsmuster Nr. 74 31 690 dargestellt ist, einen Einrohranschluß, nämlich mit Verdampfern, bei denen die Ein- und Auslaßrohre teilweise ineinanderliegen. Die Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 5 befaßt sich mit Verdampfern, die einen besonders gestalteten Einrohranschluß aufweisen, bei dem ein Saugrohr aus Aluminium und ein an das Saugrohr anschließendes in seinem Mittelbereich gebogenes Zwischenrohr aus Kupfer vorgesehen sind und das Zwischenrohr im Bogen etwa in Verlängerung der Saugrohrachse einen Wanddurchbruch für die teilweise im Zwischenrohr, teilweise im Saugrohr und teilweise in einem Abschnitt des Kühlmittelkanales liegende Kühlmittelzuführungsleitung aufweist. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Führungsrohr aus Kupfer in den Wanddurchbruch des Zwischenrohres eingesetzt und hier mit der Zwischenrohrwand dicht verschweißt oder verlötet ist.

Es sei erwähnt, daß bei Verdampfern häufig an das gerade Saugrohr ein in seinem Mittelbereich S-förmig gebogenes Zwischenrohr aus Kupfer angeschweißt oder angelötet ist, wobei hier der Wanddurchbruch im saugrohrseitig ersten Bogen und ebenfalls etwa in Verlängerung der Saugrohrachse liegt.

Die Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 6 sieht vor, daß ein im Kühlmittelkanal liegender Abschnitt des Führungsrohres länger ist als ein im Kühlmittelkanal liegender Abschnitt des Kapillarrohres. Dies führt wiederum zu der bereits erwähnten günstigen Gestaltung der inneren Ausströmverhältnisse.

Schließlich sieht die Ausgestaltung nach Patentanspruch 7 vor, daß das Führungsrohr eine Einschnürung als inneren Anschlag zur Fixierung des verdampferseitigen Endes des Drossel-Kapillarrohres aufweist. Diese kann entsprechend Patentanspruch 8 in Einströmrichtung gesehen hinter dem Durchbruch des Zwischenrohres und damit innerhalb des durch das Zwischenrohr, das Saugrohr und den Kühlmittelkanal gebildeten Bereiches liegen.

Es ist auch zweckmäßig, entsprechend Patentanspruch 9 das äußere Ende des Führungsrohres, in das das Drossel-Kapillarrohr bei der Produktion eingesteckt wird, trichterförmig zu erweitern. Dies erleichtert auch das Löten.

Insgesamt ermöglicht es die Erfindung, sich unterschiedlichen Konstruktionswünschen der Kühlgerätehersteller problemlos anzupassen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.

Es zeigt in chematischer und in ganz oder teilweise aufgeschnittener Darstellung

Fig. 1 einen, den Anschlußbereich enthaltenden Ausschnitt aus einem Verdampfer eines Kühlgerätes,

Fig. 2 einen Einrohranschluß für einen Verdampfer,

Fig. 3 einen weiteren Einrohranschluß für einen Verdampfer,

Fig. 4 einen Verdampfer eines Kühlgerätes mit einem Einrohranschluß,

Fig. 5 eine Ausgestaltung des Einrohranschlusses eines Verdampfers für ein Kühlgerät,

Fig. 6 eine weitere Ausgestaltung eines Einrohranschlusses.

In Fig. 1 ist der Ausschnitt aus einem Verdampfer für ein Kompressor-Kühlgerät dargestellt, der den Einlaß und den Auslaß beinhaltet. Sie zeigt eine Verdampferplatine 1, die aus zwei aufeinander liegenden, bis auf die Kanalbereiche miteinander verbundenen Aluminiumblechen hergestellt ist. In der Verdampferplatine 1 verläuft ein Kühlmittelkanal 2, zu dem ein Einlaßbereich 3 und ein Auslaßbereich 4 gehören. Ein Pfeil 5 deutet die Einströmrichtung, ein weiterer Pfeil 6 deutet die Ausströmrichtung an.

Der Einlaßbereich 3 des Kühlmittelkanales 2 wird über ein Drossel-Kapil­ larrohr 7 beschickt. Dieses Drossel-Kapillarrohr 7, das regelmäßig aus Kupfer ist, steckt in einem ebenfalls aus Kupfer hergestellten Führungsrohr 8, das mit einem Einlaßrohr 9 aus Aluminium durch eine Cu/Al-Lötung verbunden ist und vom Einlaßrohr 9 mittelbar von der Verdampferplatine 1 gehalten ist.

Dem Kühlmittelauslaß dient ein Saugrohr 10 mit gegenüber dem Einlaßrohr 9 wesentlich größeren Innendurchmesser. In Fig. 1 ist der Innendurchmesser des Einlaßrohres 9 zu groß gezeichnet.

Das Drossel-Kapillarrohr 7 bildet einen ersten Längenabschnitt L1 der Kühlmittelzuführungsleitung, während das Einlaßrohr 9 einen zweiten Längenabschnitt L2 der Kühlmittelzuführungsleitung bildet. In Fig. 2 und Fig. 3 sind sogenannte Einrohranschlüsse dargestellt, die - bis auf das Einstecken des Drossel-Kapillarrohres 7 - so hergestellt und in eine Verdampferplatine eingebaut werden.

Bei diesen Einrohranschlüssen schließt an das Saugrohr 10 aus Aluminium ein angelötetes Zwischenrohr aus Kupfer an. Im Saugrohr 10 und im Zwischenrohr 11 liegt ein weiteres Kapillarrohr 12, das in einer hier etwa S-förmigen Krümmung 14 des Zwischenrohres 11 durch die Wand des Zwischenrohres nach außen führt und in das verdampferseitige Ende des Führungsrohres 8 eingesteckt ist. Das Führungsrohr 8 wird über ein Element 13 am Zwischenrohr 11 gehalten.

In das andere Ende des Führungsrohres 8 ist die Drossel-Kapillare 7 mit Abstand zum weiteren Kapillarrohr 12 eingesteckt. Das Drossel-Kapillarrohr 7 und die weitere Drossel-Kapillare 12 sind mit dem Führungsrohr 8 durch Löten verbunden. Beim Löten sind geeignete Maßnahmen zu treffen, damit sich die Kapillaren nicht versehentlich durch Lot schließen.

Bei der Verdampferfertigung werden zunächst die in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellten Saugrohranschlüsse, jedoch noch ohne das Drossel-Kapillar­ rohr 7 hergestellt und dann an die Verdampferplatine 1 angebaut. Der Einbau des Drossel-Kapillarrohres 7 erfolgt erst, wenn der Verdampfer im übrigen fertig ist.

Die dargestellte Baueinheit ohne Drossel-Kapillarrohr stellt einen Standard-Saugrohranschluß dar, der für viele Verdampfertypen verwendbar ist und bei dem das weitere Kapillarrohr 12 beispielsweise einen Innendurchmesser von 1,1 mm hat. Dieser Standard-Saugrohranschluß wird nun mit den unterschiedlichsten, nur im Außendurchmesser dem weiteren Kapillarrohr 12 entsprechenden Drossel-Kapillarrohren 7 ergänzt, nämlich mit Drossel-Kapillar­ rohren 7 mehr oder weniger kleiner Innendurchmesser und unterschiedlicher Länge.

In Fig. 3 ist eine Kapillarlocke 15 angedeutet und gezeigt, wie besonders lange Kapillarrohre 7 räumlich komprimiert werden. Weiterhin zeigt Fig. 3 daß sich die Kühlmittelzuführungsleitung hier aus dem großen Längenabschnitt L1, dem zweiten Längenabschnitt L2, einem kurzen Bereich im Führungsrohr 8 und dem dritten Längenabschnitt des weiteren Kapillarrohres 12 zusammensetzt.

Bei den in Fig. 4 bis Fig. 6 dargestellten Ausführungsformen der Erfindung liegt das Führungsrohr 8 teilweise im Zwischenrohr 11.

Während Verdampfer von Kühlgeräten regelmäßig zu einem Kühlfach geformt sind, zeigt Fig. 4 einen ebenen Verdampfer, dessen Kühlmittelkanal 2 teilweise durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. Das Führungsrohr 8 durchdringt im S-förmigen Bogen 14 die Rohrwand des Zwischenrohres 11 und endet im Saugrohr 10, das über eine Lötverbindung 16 in der Verdampferplatine gehalten ist.

Eine Lötstelle 17 hält das Drossel-Kapillarrohr 7 und eine weitere Lötstelle 18 das weitere Kapillarrohr 12 im Führungsrohr 8. Das weitere Kapillarrohr 12 ist bis über eine Einlaßbereich 3 und Auslaßbereich 4 trennende Engstelle 19 im Kanalsystem geführt. Die Engstelle 19 bildet die innere Fixierung der Kühlmittelzuführungsleitung, während die äußere Fixierung in einem Durchbruch 20 der Rohrwand des Zwischenrohres 11, in den das Führungsrohr 8 eingelötet ist, erfolgt.

Von grundsätzlich einfacherem Aufbau sind die in Fig. 5 und Fig. 6 dargestellten Ausgestaltungen, bei denen das Führungsrohr 8 selbst zur Engstelle 19 und über diese hinaus in Einlaßbereich 3 geführt ist.

In Fig. 5 liegen sowohl das Drossel-Kapillarrohr 7 wie auch das Führungsrohr 8 teilweise im Einlaßbereich 3 des Kühlmittelkanales 2, jedoch ist der entsprechende Abschnitt des Drossel-Kapillarrohres 7 kürzer als der entsprechende Abschnitt des Führungsrohres 8. Diese Differenz bildet hier den zweiten Längenabschnitt L2 der Kühlmittelzuführungsleitung.

In Fig. 6 ist das äußere Ende des Führungsrohres 8 zu einem Trichter 21 erweitert und das Führungsrohr 8 weist weiterhin eine Einschnürung 22 als inneren Anschlag für das Drossel-Kapillarrohr 7 auf.

In Fig. 6 ist eine am verdampferseitigen Ende des Zwischenrohres 11 vorgesehene Aufdornung 23 gezeichnet, in die das Saugrohr mit Lötpassung eingesteckt ist. Es läßt sich so eine besonders zuverlässige Cu/Al-Lötverbindung herstellen.

Claims (9)

1. Verdampfer für ein Kompressor-Kühlgerät, wobei der aus einer zweilagigen Verdampferplatine gefertigte Verdampfer einen zwischen den Lagen mäanderartig verlaufenden Kühlmittelkanal aufweist, dessen Eingang über eine als Drossel wirkende Kühlmittelzuführungsleitung kleinen Durchmessers, die in den Einlaufbereich des Kühlmittelkanales mündet, mit Kühlmittel beschickt wird und der ausgangsseitig in einem Saugrohr größeren Durchmessers endet, welches an die Saugseite des Kompressors anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelzuführungsleitung auf ihrem ersten Längenabschnitt (L1) ein an sich bekanntes Drossel-Kapillarrohr (7) mit kapillarem Durchströmquerschnitt ist, das verdampferseitig in einem zumindest teilweise außerhalb der Verdampferplatine (1) liegenden, am Verdampfer direkt oder mittelbar gehaltenen Führungsrohr (8), mit dem es druckdicht verbunden ist, eingesteckt ist.

2. Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drossel-Kapillarrohr (7) im Führungsrohr (8) endet und daß das Führungsrohr (8) einen zweiten, kürzeren Längenabschnitt (L2) der Kühlmittelzuführungsleitung mit gegenüber dem kapillaren Durchströmquerschnitt erweiterten Durchströmquerschnitts bildet.

3. Verdampfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (8) mit Lötspaltpassung verdampferseitig auf ein weiteres Kapillarrohr (12) aufgesteckt und mit diesem druckdicht verbunden ist, wobei das weitere Kapillarrohr (12) einen dritten, verdampferseitig letzten Längenabschnitt (L3) der Kühlmittelzuführungsleitung bildet.

4. Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (8) im Eingangsbereich (3) des Kühlmittelkanals (2) in den Kühlmittelkanal (2) mündet und teilweise außerhalb desselben liegt.

5. Verdampfer nach Anspruch 4, mit einem Einrohranschluß, bei dem ein Saugrohr aus Aluminium und ein an das Saugrohr anschließendes in seinem Mittelbereich gebogenes Zwischenrohr aus Kupfer vorgesehen sind und das Zwischenrohr im Bogen und etwa in Verlängerung der Saugrohrachse einen Wanddurchbruch für die teilweise im Zwischenrohr, teilweise im Saugrohr und teilweise in einem Abschnitt des Kühlmittelkanales liegende Kühlmittelzuführungsleitung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (8) aus Kupfer ist, in den Wanddurchbruch (14) des Zwischenrohres (11) eingesetzt und hier mit der Zwischenrohrwand dicht verschweißt oder verlötet ist.

6. Verdampfer nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Kühlmittelkanal (2) liegender Abschnitt des Führungsrohres (8) länger ist als ein im Kühlmittelkanal (2) liegender Abschnitt des Kapillarrohres (7).

7. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (8) eine Einschnürung (22) als Anschlag für das verdampferseitige Ende des Drossel-Kapillarrohres (7) aufweist.

8. Verdampfer nach Anspruch 7, in Verbindung mit einem Verdampfer nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürung (22) in Einströmrichtung gesehen hinter dem Durchbruch (14) des Zwischenrohres (11) und damit innerhalb des durch das Zwischenrohr (11), das Saugrohr (10) und den Kühlmittelkanal (2) gebildeten Bereiches liegt.

9. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende des Führungsrohres (8) zu einem Trichter (21) erweitert ist.