DE4320536C2 - Kältemittelverdampfer für Fahrzeug-Klimaanlagen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kältemittelver­ dampfer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solcher Kältemittelverdampfer ist aus der EP 0 255 313 B1 bekannt. Bei diesem bekannten Verdampfer sind die Kältemit­ telrohre gerade ausgebildet, wobei die Rohrenden über ins­ gesamt drei Sammelgefäße miteinander verbunden sind. Da die Kältemittelrohre in zwei Abschnitten des Verdampfers eine unterschiedliche Länge besitzen, weist dieser eine L-Form auf.

Aus dem JP-Abstract 3-207969 A ist ein luftgekühlter Ver­ dampfer für eine Kälteanlage bekannt, bei dem Kältemittel­ rohre U-förmig ausgebildet sind und die an den Rohrenden vorgesehenen Sammelgefäße parallel nebeneinander angeordnet sind.

In der älteren, nicht vorveröffentlichten Anmeldung DE 42 13 509 A1 ist ein Kondensator für Fahrzeug-Klima­ anlagen beschrieben, der mehrere parallel zueinander ver­ laufende Wärmetauscherrohre aufweist, die in einen langge­ streckten Sammelkasten münden, der in zwei Kammern aufge­ teilt ist. Die Wärmetauscherrohre sind im Einmündungsbe­ reich in dem Kasten unterschiedlich lang ausgebildet und besitzen abschnittsweise eine unterschiedliche Länge, damit der Wärmetauscher in einem Fahrzeug-Motorraum platzsparend untergebracht werden kann.

Probleme treten nun beim Entwurf moderner Kraftfahrzeuge auf, indem der Umfang der in dem Kraftfahrzeug vorgesehenen zusätzlichen Ausrüstung mit dem in dem Kraftfahrzeug ver­ fügbaren Raum in Konflikt steht, um diese zusätzliche Aus­ rüstung unterzubringen. Infolgedessen ist das Volumen des verfügbaren Raumes um Klimaanlagen unterzubringen, in vie­ len modernen Kraftfahrzeugen so beschränkt, daß es in vie­ len Fällen nicht genügend Raum gibt, um einen rechteckig geformten Kühlmittelverdampfer hinreichender Wärmeübertra­ gungskapazität innerhalb des Fahrzeuges unterzubringen.

In der Vergangenheit sind mit Wärmetauschern verschiedener Bauart Versuche unternommen worden, um dieses Problem des verfügbaren Unterbringungsraumes zu überwinden, indem Wär­ metauscher mit einer L-förmigen Gesamt-Anordnung anstelle einer rechteckigen Anordnung verwendet wurden. So offenbart z. B. die FR 2 367 996 einen Wärmetauscher des Serpentinen-Typs. Ein derartiger Wärmetauscher hat den Nachteil, daß es einen erheblichen Druckabfall im Kühlmittelfluid gibt, das nacheinander durch die Rohre in zwei Rohrbänke fließt, und er ist insbesondere in Massenproduktionen kostspielig her­ zustellen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kälte­ mittelverdampfer zu schaffen, der nur einen geringen Kälte­ mittel-Druckabfall aufweist, einen einfachen Aufbau besitzt und leicht an den innerhalb eines Fahrzeugs zur Verfügung stehenden Raum anpaßbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Vorzugsweise wird der Kältemittelverdampfer aus drei zusam­ mengeschalteten Verdampferkernen gebildet und hat eine stu­ fenförmige Anordnung.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung umfaßt die Zusammenschaltung zwischen zwei Verdamp­ ferkernen eine direkte Zusammenschaltung zwischen benach­ barten Sammelgefäßen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung umfaßt die Zusammenschaltung zwischen zwei Verdampferkernen ein flaches hohles Verbindungselement, das zwischen benachbarten flachen Endrohren positioniert ist und das in einer Seite eine obere Öffnung und in der ande­ ren Seite eine untere Öffnung besitzt.

Vorzugsweise werden kommerziell erhältliche Standard-Ver­ dampferkerne, wie sie von den Anmeldern erzeugt und her­ gestellt werden und zwar mit Plattenhöhen von 204,4 mm (ungefähr 8 inch), 234,3 mm (ungefähr 9 inch) und 249,2 mm (ungefähr 10 inch).

Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben, in dieser zeigt:

Fig. 1 eine isometrische Ansicht eines bevorzugten Aus­ führungsbeispiels eines Kältemittelverdampfers gemäß der vorliegenden Erfindung mit ausgebroche­ nen Teilen;

Fig. 2 eine Vorderansicht eines Verdampferkerns, der ei­ nen Teil des in Fig. 1 gezeigten Verdampfers bil­ det;

Fig. 3 eine Draufsicht des in Fig. 2 gezeigten Verdamp­ ferkerns;

Fig. 4 eine schematische Explosionsansicht des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels eines Kältemittel­ verdampfers, mit ausgebrochenen Teilen, um den Aufbau der Verdampferkernabschnitte, die in dem Verdampfer verwendet werden, und das Kältemittel­ flußmuster in dem Verdampfer zu veranschaulichen;

Fig. 5 eine Seitenansicht eines anderen bevorzugten Aus­ führungsbeispiels eines Kältemittelverdampfers gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 eine schematische Querschnittsendansicht des in Fig. 5 gezeigten Verdampfers nach der Linie 6-6′ der Fig. 5; und

Fig. 7 eine schematische isometrische Ansicht eines fla­ chen hohlen Verbindungselementes mit ausgebroche­ nen Teilen, welches verwendet wird, um Verdamp­ ferkerne verschiedener Höhen miteinander zusammen in dem in Fig. 5 gezeigten Verdampfer zu verbin­ den.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Kältemittelver­ dampfers 10 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in den Fig. 1 bis 4 gezeigt. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, umfaßt der Kältemittelverdampfer 10 drei zusammengeschaltete U-Fluß-Verdampferkerne 12, 14 und 16, von denen jeder eine Anordnung gleichförmiger flacher U-Fluß-Rohre 18, 19 und 20 mit Luftzentren 21 dazwischen umfaßt.

Der Aufbau des Verdampferkerns 12 ist in den Fig. 2, 3 und 4 detaillierter gezeigt, aus welchen zu erkennen ist, daß der Kern 12 aus gleichförmigen flachen U-förmigen Rohren 18 mit dazwischen angeordneten Luftzentren 21 gebildet ist. Jedes gleichförmige flache Rohr 18 ist aus einem Paar Kern­ platten hergestellt, durch die innere Kernplatte 22 und die äußere Kernplatte 24 belegt wird, die in den Fig. 2 bis 4 detailliert gezeigt sind. Die Kernplatten 22, 24 sind aus Stanzlingen aus dünnem Aluminiumblech oder einem anderen geeigneten wärmeübertragenden Material hergestellt und ha­ ben eine Gesamtlänge 11 und eine Gesamtbreite w. Die Plat­ ten 22, 24 sind allgemein rechteckig in der Draufsicht mit abgerundeten Ecken. An den oberen Enden der Platten 22, 24 ist jeweils eine Einlaßöffnung 36 gebildet, die von einem allgemein konischen und mit einer Öffnung versehenen Vor­ sprung 26 umgeben ist, und eine Auslaßöffnung 44, die von einem allgemein konischen und mit einer Öffnung versehenen Vorsprung 28 umgeben ist. Die konischen Vorsprünge 26, 28 sind miteinander verbunden, wie in den Fig. 2 und 3 ge­ zeigt, um ein Paar von einstückigen Sammelgefäßen 30, 32 für den Fluß des Kältemittels in entweder der Flüssigphase oder der Flüssig/Dampfphase durch die flachen Rohre 18 zu bilden.

Der Verdampferkern 12 hat einen Einlaß 34 in das Sammelge­ fäß 30 hinein, und wie in Fig. 4 gezeigt ist, steht dieser Einlaß mit der Einlaßöffnung 36 in Verbindung, die in einem ersten Endrohr 18a innerhalb des Sammelgefäßes 30 gebildet ist, und zwar für den Fluß des Kältemittels durch einen Durchgang 38, der in dem Rohr 18a auf einer Seite einer er­ habenen Trennrippe 40 ausgebildet ist, die auf jeder der die Röhre 18a bildenden Kernplatten 22, 24 gebildet ist. Die Trennrippe 40 ist in der Mitte der Rohres 18a angeord­ net, um den Flußdurchgang 38 und einen zweiten Flußdurch­ gang 42 zu bilden, welcher mit dem Sammelgefäß 32 in Ver­ bindung steht. Die Auslaßöffnung 44 des Rohres 18a ist durch einen Stopfen 46 verschlossen. Der Verdampferkern 12 ist aus neun gleichförmigen, identischen Rohren 18a bis 18i gebildet, die zusammengeschweißt oder -hartgelötet sind, und umfaßt das erste Endrohr 18a, intervenierende Rohre 18b bis 18h (nicht in Fig. 4 gezeigt) und ein zweites Endrohr 18i. In jedem der Rohre 18b bis 18i tritt der Fluß von Käl­ temittel aus dem Sammelgefäß 30 durch den Durchgang 38, der in jedem Rohr 18b bis 18i auf einer Seite der erhabenen Trennrippe 40 gebildet ist, die auf jeder der Kernplatten 22, 24 gebildet ist, die jedes Rohr 18b bis 18i bilden. Die Trennrippe 40 ist im Zentrum jedes Rohres 18b bis 18i ange­ ordnet, um den Flußdurchgang 38 und den zweiten Flußdurch­ gang 42 zu bilden, welcher mit dem Sammelgefäß 32 in Ver­ bindung steht. Die Einlaßöffnungen 36 und die Auslaßöffnun­ gen 44 aller Rohre 18b bis 18i sind unversperrt, so daß sie den freien Fluß des Kältemittels in dem Sammelgefäß 30 durch alle Rohre 18a bis 18i in das Sammelgefäß 32 hinein ermöglichen. Der Verdampferkern 12 bildet somit einen Durchgang des Kältemittelverdampfers 10.

Wenn der Verdampferkern 12 in Benutzung ist, tritt das Käl­ temittelfluid, das an den Einlaß 34 geliefert wird, in das einstückige Sammelgefäß 30 hinein, das von den neun Rohren 18a bis 18i gebildet wird, und fließt in jedem der Rohre 18 durch den Flußdurchgang 38 und den zweiten Flußdurchgang 42 in das einstückige Sammelgefäß 32 hinein. Der Stopfen 46 verhindert jeden Fluß des Fluids durch die Auslaßöffnung 44 in dem ersten Endrohr 18a, aber der Fluß des Fluids tritt auffreie Weise durch die Auslaßöffnung in dem Rohr 18i in eine entsprechende Öffnung in einem Endrohr 19a in einem zweiten Teil des Kältemittelverdampfers 10.

Der zweite Teil des Kältemittelverdampfers 10 wird durch den Verdampferkern 14 gebildet, welcher dem Verdampferkern 12 ähnlich ist, aber wie in Fig. 4 zu sehen, von einem ge­ stuften Entwurf ist, der erzeugt wird, indem der Verdamp­ ferkern 14 aus zwei Kernabschnitten 48, 50 zusammengebaut wird, von welchen der erste 48 aus insgesamt sechs gleich­ förmigen flachen Rohren 19 gebildet ist, die das Endrohr 19a, vier intervenierende flache Rohre 19 (nicht in Fig. 4 gezeigt) und ein Endrohr 19b umfassen. Jedes der flachen Rohre 19 ist aus einem Paar Kernplatten produziert, belegt durch die innere Kernplatte 56 und die äußere Kernplatte 58, wie in Fig. 4 gezeigt, die aus Stanzlingen aus dünnem Aluminiumblech oder anderem geeigneten wärmeübertragenden Material hergestellt sind, und eine Gesamtlänge von 12 und
eine Gesamtbreite von w haben. Der zweite Kernabschnitt 50 ist aus insgesamt drei gleichförmigen flachen Rohren 20 ge­ bildet, die ein Endrohr 20a, ein intervenierendes flaches Rohr 20 (nicht in Fig. 4 gezeigt) und ein Endrohr 20b um­ fassen. Jedes flaches Rohr 20 ist aus einem Paar von Kern­ platten hergestellt, belegt durch die innere Kernplatte 60 und die äußere Kernplatte 62, wie in Fig. 4 gezeigt, die aus Stanzlingen aus dünnem Aluminiumblech oder anderen ge­ eignetem wärmeübertragenden Material hergestellt sind, und welche eine Gesamtlänge l₃ und eine Gesamtbreite von w ha­ ben. Die Einlaßöffnungen und die Auslaßöffnungen aller in­ tervenierender Rohre 19 zwischen den Endrohren 19a und 19b und in ähnlicher Weise der intervenierenden flachen Rohre 20 sind unverstopft und ermöglichen so den freien Fluß des Kältemittels in dem Sammelgefäß 32′ durch alle dieser in­ tervenierenden Rohre in das Sammelgefäß 30′ hinein. Obwohl der Verdampferkern 14 gestuft ist, sind die zwei Kernab­ schnitte 48, 50 miteinander verbunden, so daß der Verdamp­ ferkern 14 einen einzigen Durchgang des Kältemittelverdamp­ fers 10 bildet, wie in größerer Ausführlichkeit im folgen­ den diskutiert werden wird.

Ein drittes Teil des Kältemittelverdampfers 10 der Erfin­ dung wird durch den Verdampferkern 16 gebildet, welcher von dem Verdampferkern 12 ähnlich ist und aus insgesamt sechs gleichförmigen flachen Rohren 20 gebildet wird, die das Endrohr 20b, vier intervenierende flache Röhren 20 (nicht in Fig. 4 gezeigt) und ein Endrohr 20c umfassen. Der Ver­ dampferkern 16 wird aus gleichförmigen flachen Rohren 20 gebildet, von denen jedes aus einem Paar Kernplatten herge­ stellt ist, belegt durch die innere Kernplatte 60 und die äußere Kernplatte 62, wie in Fig. 4 gezeigt, die aus Stanz­ lingen aus dünnem Aluminiumblech oder anderem geeigneten wärmeübertragenden Material hergestellt sind, und welche eine Gesamtlänge l₃ und eine Gesamtbreite von w haben. Die Einlaßöffnungen und die Auslaßöffnungen aller intervenie­ render Rohre 20 sind unbehindert und erlauben so den freien Fluß des Kältemittels im Sammelgefäß 30′′ durch alle inter­ venierenden Rohre 20 in das Sammelgefäß 32′′ hinein. Der Verdampferkern 16 bildet auch einen einzigen Durchgang des Kältemittelverdampfers 10, wie im folgenden ausführlicher diskutiert werden wird.

Wie aus den Fig. 1 und 4 ersehen werden kann, wird der Käl­ temittelverdampfer 10 aus drei zusammengeschalteten Ver­ dampferkernen 12, 14 und 16 gebildet, die aus gleichförmi­ gen flachen Rohren gebildet sind und die eine im wesentli­ chen rechteckig geformte Anordnung besitzen. Der Verdamp­ ferkern 12 wird aus flachen Röhren 18 mit einer Gesamtlänge von l₁ und einer Breite von w gebildet; der Verdampferkern 14 wird aus zwei Kernabschnitten 48, 50 gebildet, von wel­ chen der erste 48 aus flachen Rohren 19 mit einer Gesamt­ länge von l₂ und einer Breite von w gebildet wird, und von welchen der zweite 50 aus flachen Rohren 20 mit einer Ge­ samtlänge von l₃ und einer Breite von w gebildet wird. Der Verdampferkern 16 ist aus flachen Rohren 20 mit einer Ge­ samtlänge l₃ und einer Breite von w gebildet. Der Kältemit­ telverdampfer 10 wird gebildet, indem die drei Verdampfer­ kerne 12, 14 und 16 Zusammengeschweißt oder -hartgelötet werden, und die Zusammenschaltung zwischen jedem Paar der Verdampferkerne 12, 14 und 14, 16 umfaßt einen direkten Zu­ sammenschluß zwischen benachbarten einstückigen Sammelgefä­ ßen, die an benachbarten flachen Endrohren der Verdampfer­ kerne gebildet sind, wie im folgenden mit Bezug auf Fig. 4 in größerer Ausführlichkeit beschrieben werden wird. Der Kältemittelverdampfer 10, der so gebildet ist, hat eine im wesentlichen stufenförmige Anordnung, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Es wird erkennbar sein, daß der Kältemittelverdampfer 10 eine konstante Breite w hat, aber daß er in der Höhe von einer Ausdehnung von l₁ über eine Ausdehnung von l₂ bis zu einer Ausdehnung von l₃ entlang seiner Länge variiert. Es wird auch erkannt werden, daß, weil jeder Verdampferkern 12, 14 und 16 aus einer Anzahl gleichförmiger flacher Rohre 18, 19 und 20 hergestellt wird, die Ausmaße und Anordnungen jedes Verdampferkerns 12, 14 und 16 nicht notwendigerweise die gleichen sind. Da die jeweiligen Durchgänge, die in ei­ nem Verdampferkern festgelegt sind, ohne weiteres durch das selektive Blockieren einer geeigneten Öffnung in einer oder mehreren der flachen Rohre während des Zusammenbaus dieses Kerns festgelegt werden können, ist die Anzahl der in dem Verdampfer 10 vorliegenden Durchgänge in den verdampferker­ nen 12, 14 und 16 wiederum nicht notwendigerweise die glei­ che in jedem Kern, obwohl es in der Praxis gebräuchlich ist, ein Maximum von drei getrennten Durchgängen in einem Kältemittelverdampfer zu haben und so jedweden unnötigen Anstieg des Druckabfalls über den Verdampfer zu vermeiden.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung der Weise, in welcher die drei Verdampferkerne 12, 14 und 16 miteinander zusammengeschaltet sind, um den Kältemittelverdampfer 10 der Erfindung zu bilden. Wie in Fig. 4 gesehen werden kann, ist der Auslaß des einstückigen Sammelgefäßes 32 des Ver­ dampferkerns 12 direkt mit einer Auslaßöffnung 64 in dem flachen Endrohr 19a des Verdampferkerns 14 zusammengeschal­ tet, wobei das Endrohr 19a direkt an dem flachen Endrohr 18i des Verdampferkerns 12 anliegt und daran gesichert ist. Eine Einlaßöffnung 53 des Rohres 19a ist durch einen Stop­ fen 54 verschlossen. Wenn der Kältemittelverdampfer 10 in Benutzung ist, tritt infolgedessen das Kältemittelfluid, das den Verdampferkern 12 über die (nicht gezeigte) Auslaß­ öffnung in dem Endrohr 18i verläßt, direkt in ein ein­ stückiges Sammelgefäß 32′ des Verdampferkerns 14 hinein und wird an jedes Rohr 19 und 20 in dem Verdampferkern 14 ver­ teilt, um so durch einen Flußdurchgang 42′ auf einer Seite einer Trennrippe 40′ in einen Flußdurchgang 38′ hinein und danach in ein einstückiges Sammelgefäß 30′ des Verdampfer­ kerns 14 hinein zu fließen, auf genau die gleiche Art, wie schon für den Betrieb des Verdampferkerns 12 beschrieben.

In ähnlicher Weise wird eine Auslaßöffnung 70 in dem Endrohr 20b durch einen Stopfen 69 verstopft, um so das Kältemittelfluid, das in das einstückige Sammelgefäß 32′ eintritt, dazu zu bringen, durch die jeweiligen Flußdurch­ führungen 42′ und 38′ in den intervenierenden flachen Roh­ ren 19 und 20 des Verdampferkerns 14 durchzutreten, um so das einstückige Sammelgefäß 30′ zu erreichen, und so weiter das einstückige Sammelgefäß 30′ über eine offene Öffnung 66 in der flachen Endplatte 20b des Verdampferkerns 14 zu ver­ lassen. Die flache Endplatte 20b bildet auch eine der fla­ chen Endplatten des Verdampferkerns 16. Wenn der Kältemit­ telverdampfer 10 in Gebrauch ist, tritt infolgedessen das Kältemittelfluid, das den Verdampferkern 14 über die Öff­ nung 66 verläßt, direkt in ein einstückiges Sammelgefäß 30′′ des Verdampferkerns 16 hinein ein und wird an jedes Rohr 20 in dem Verdampferkern 16 verteilt, um so durch einen Fluß­ durchgang 38′′ auf einer Seite einer Trennrippe 40′′ in einen Auslaßdurchgang 42′′ hinein zu fließen und dann in ein ein­ stückiges Sammelgefäß 32′′ des Verdampferkerns 16 hinein zu fließen, in einer genau gleichen Art wie schon für den Be­ trieb des Verdampferkerns 12 beschrieben. Der Rückfluß des Kältemittelfluids in den Verdampferkern 14 hinein aus dem einstückigen Sammelgefäß 32′′ wird durch den Stopfen 69 ver­ hindert. In ähnlicher Weise verstopft ein Stopfen 71 eine Einlaßöffnung 72 in dem flachen Endrohr 20c im Verdampfer­ kern 16, um so zu verhindern, daß das Kältemittelfluid in dem einstückigen Sammelgefäß 30′′ den Verdampferkern 16 über die Einlaßöffnung 72 verläßt, anstatt durch die jeweiligen Rohre 20 in dem Verdampferkern 16 und in das einstückige Sammelgefäß 32′′ hinein zu treten und dann den Kältemittel­ verdampfer 10 über eine Auslaßöffnung 80 in dem flachen Endrohr 20c des Verdampferkerns 16 zu verlassen.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das oben mit Bezug auf die Fig. 1 bis 4 der beigefügten Zeichnung beschrieben worden sind, umfaßt einen U-Fluß-Kältemittel­ verdampfer, in welchem die stufenförmige Anordnung, die durch die Zusammenschaltung der Verdampferkerne 12, 14 und 16 direkt durch die einstückigen Sammelgefäße 30, 30′, 30′′, 32, 32′ und 32′′ entlang der Basis des Kältemittelverdamp­ fers 10 auftritt. Es kann jedoch Fälle geben, wo die Be­ schränkungen des Raumes, der verfügbar ist, um den Kälte­ mittelverdampfer innerhalb eines Kraftfahrzeugs unterzu­ bringen, dazuzwingen, eine nichtlineare Anordnung zu produ­ zieren, wie eine stufenförmige Anordnung entlang des Ober­ teils des Kältemittelverdampfers. Ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches eine derartige nichtlineare Anordnung entlang des Oberteils eines Kälte­ mittelverdampfers erzeugt, ist ein U-Fluß-Kältemittel­ verdampfer wie in den Fig. 5 bis 7 der beigefügten Zeich­ nung veranschaulicht.

Im folgenden wird auf die Fig. 5 bis 7 der beigefügten Zeichnung Bezug genommen. Die Fig. 5 zeigt eine Seitenan­ sicht eines Teils eines Kältemittelverdampfers 110, der aus einer Anzahl von Verdampferkernen erzeugt wird, von welchen nur die ersten zwei in Fig. 5 als die Verdampferkerne 112 und 114 veranschaulicht sind. Das Verdampfermodul 112 ist von exakt dem gleichen Aufbau wie das oben beschriebene Verdampfermodul 12, das eine Anordnung von gleichförmigen flachen Rohren 18 mit Luftzentren 21 dazwischen ist. In gleicher Weise ist der Verdampferkern 114 von exakt dem gleichen Aufbau wie der erste Kernabschnitt 48 des Verdamp­ ferkerns 14, der oben beschrieben und ein Zusammenbau gleichförmiger flacher Rohre 19 mit Luftzentren 21 dazwi­ schen ist. Wie in Fig. 5 gesehen werden kann, sind die Ver­ dampferkerne 112, 114 des Kältemittelverdampfers 110 mit­ einander in einer Anordnung verbunden, in welcher die Basis des Verdampfers 110 eine im wesentlichen lineare Anordnung und das Oberteil des Verdampfers 110 eine stufenförmige An­ ordnung besitzt. Diese Anordnung wird erreicht, indem eine Zusammenschaltung zwischen jedem Paar der Verdampferkerne 112, 114 verwendet wird, welche ein flaches hohles Verbin­ dungselement (Zusammenschaltungsglied) 120 umfaßt, das zwi­ schen benachbarten einstückigen Sammelgefäßen 122 und 124 angeordnet ist, die auf benachbarten flachen Endrohren 18i und 19a des Paares der Verdampferkerne 112, 114 gebildet sind.

Das flache hohle Zusammenschaltungsmodul 120 ist in Fig. 7 der beigefügten Zeichnung detaillierter dargestellt, aus welcher ersehen werden kann, daß das Zusammenschaltungs­ glied 120 an beiden Enden geschlossen ist und mit einer oberen Öffnung 126 vorgesehen ist, die in der Seite des Zu­ sammenschaltungsgliedes 120 positioniert ist, welche direkt an das flache Endrohr 18i des Verdampferkerns 112 angela­ gert und an diesem befestigt ist, wobei die obere Öffnung 126 in exakter Ausrichtung mit einer ähnlichen Öffnung 128 in dem flachen Endrohr 18i des Verdampferkerns 112 positio­ niert ist, die in dem einstückigen Sammelgefäß 122 des Ver­ dampferkerns 112 angeordnet ist (siehe Fig. 6). Eine gegen­ überliegende Seite des Zusammenschaltungsgliedes 120 ist mit einer unteren Öffnung 130 vorgesehen, die in der Seite des Zusammenschaltungsgliedes 120 angeordnet ist, welche direkt an das flache Endrohr 19a des Verdampferkerns 114 angelagert und sicher gehalten ist, wobei die untere Öff­ nung 130 in exakter Ausrichtung mit einer ähnlichen (nicht gezeigten) Öffnung in dem flachen Endrohr 19a des Verdamp­ ferkerns 114 positioniert ist, die in dem einstückigen Sam­ melgefäß 124 des Verdampferkerns 114 angeordnet ist.

Wenn der Kältemittelverdampfer 110 in Benutzung ist, tritt infolgedessen das Kältemittelfluid, das in den ersten Ab­ schnitt des Verdampfers eintritt, der durch den Verdampfer­ kern 112 gebildet wird, durch die Rohrdurchgänge durch, die in diesem Verdampferkern 112 vorgesehen sind, wie oben mit Bezug auf den ähnlichen Verdampferkern 12 beschrieben, bis es die letzte Endplatte 18i des Verdampferkerns 112 er­ reicht. Das Kältemittelfluid tritt dann durch die Öffnung 128 in der Endplatte 18i und die obere Öffnung 126 durch, um in das Innere des flachen hohlen Zusammenschaltungsglie­ des 120 einzutreten und tritt dann in das einstückige Sam­ melgefäß 124 des Verdampferkerns 114 durch die untere Öff­ nung 130 im Zusammenschaltungsglied 120 hinein ein. Infol­ gedessen kann ein im wesentlichen freier Fluß des Kältemit­ telfluids zwischen den benachbarten Verdampferkernen 112 und 114 über das intervenierende hohle Zusammenschaltungs­ glied 120 auftreten. Das intervenierende hohle Zusam­ menschlußglied 120 hat Ausdehnungen, die mit den Verdamp­ ferkernen 112, 114 direkt kompatibel sind, um miteinander zusammen verbunden zu werden, es kann ohne weiteres und auf ökonomische Weise aus einem Paar der Kernplatten in einer ähnlichen Art wie oben mit Bezug auf die Herstellung des Verdampferkerns 12 beschrieben, hergestellt werden und es kann ohne weiteres zwischen Paaren benachbarter Verdampfer­ kerne während der Konstruktion eines U-Fluß-Kältemittel­ verdampfers gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet und installiert werden. Ein derartiges intervenierendes hohles Zusammenschaltungsglied 120 braucht nur einen Abstand zwi­ schen seinen Seitenwänden zu haben, der ausreichend ist, um sicherzustellen, daß ein Fluß von Kältemittelfluid durch das Zusammenschaltungsglied nur einen minimalen Druckabfall erleidet. Infolgedessen wird die Gesamtlänge eines U-Fluß-Käl­ temittelverdampfers gemäß der vorliegenden Erfindung, der eines oder mehrere dieser Zusammenschaltungsglieder in seinem Aufbau verwendet, nicht merklich gegenüber jener ei­ nes Standard-U-Fluß-Kältemittelverdampfers einer rechtecki­ gen Anordnung mit den gleichen Wärmeübertragungscharakteri­ stiken erhöht sein.

Es wird für den Fachmann einzuschätzen sein, daß das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel des Kältemittelverdampfers, wie in den Fig. 5 bis 7 veranschaulicht, denselben Grad an Entwurfsflexibilität hat, wie es das erste bevorzugte Aus­ führungsbeispiel des Kältemittelverdampfers, wie er in den Fig. 1 bis 4 veranschaulicht ist, hat. Darüber hinaus ist es, sofern es erwünscht wird, machbar, einen Kältemittel­ verdampfer gemäß der vorliegenden Erfindung zu erzeugen, in welchem einige der Paare der Verdampferkerne wie in den Fig. 1 bis 4 veranschaulicht, verbunden sind und die rest­ lichen Paare der Verdampferkerne wie in den Fig. 5 bis 7 veranschaulicht verbunden sind. Dies würde dann einen Käl­ temittelverdampfer zur Folge haben, welcher ein stufenför­ miges Oberteil und ein stufenförmiges Basisteil besitzt.

Die vorliegende Erfindung schafft eine sehr flexible Ge­ samtform eines Kältemittelverdampfers einer Kraftfahrzeug­ klimaanlage, so daß der Verdampfer innerhalb eines nicht rechteckig geformten Raumes innerhalb des Kraftfahrzeugs eingepaßt werden kann. Darüber hinaus schafft sie einen U-Fluß-Kältemittelverdampfer einer Kraftfahrzeugklimaanlage, der ökonomisch und auf einfache Weise aus einer Anzahl von Standard-U-Fluß-Verdampferplatten hergestellt wird, die schon in Mengen durch den Anmelder hergestellt werden, um Standard-U-Fluß-Verdampferkerne für andere Klimaanlagen-Zwecke herzustellen. So kann ein Kältemittelverdampfer, wie er in den Fig. 1 bis 4 offenbart ist, ohne weiteres aus kommerziell erhältlichen Standard-U-Fluß-Verdampferkernen zusammengebaut werden, wie sie von den Anmeldern erzeugt und hergestellt werden, wobei die Verdampferkerne Platten­ höhen von 204,4 mm (ungefähr 8 inch), 234,3 mm (ungefähr 9 inch) und 249,2 mm (ungefähr 10 inch) haben.

Claims (5)

1. Kältemittelverdampfer (10; 110) mit nebeneinander ange­ ordneten Kältemittelrohren (18, 19, 20) mit abschnitts­ weise unterschiedlicher Länge, zwischen denen mit Luft durchströmbare Luftzentren (21) ausgebildet sind, wobei die Rohrenden über Sammelgefäße (30, 32, 30′, 32′, 30′′, 32′′; 122, 124) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Kältemittelrohre (18, 19, 20) U-förmig ausgebildet sind;
• - daß Abschnitte von Rohren unterschiedlicher Länge mindestens zwei Verdampferkerne (12, 14, 16; 112, 114) bilden, die zu dem Kältemittelverdampfer zusammengeschaltet sind; und
• - daß die Sammelgefäße (30, 32, 30′, 32′, 30′′, 32′′; 122, 124) der einzelnen Verdampferkerne (12, 14, 16; 112, 114) parallel nebeneinander angeordnet sind.

2. Kältemittelverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelgefäße (30, 32, 30′, 32′, 30′′, 32′′) be­ nachbarter Verdampferkerne (12, 14, 16) in einer Ebene direkt miteinander verbunden sind.

3. Kältemittelverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelgefäße (122, 124) benachbarter Verdampfer­ kerne (112, 114) über ein hohles Verbindungselement (120) stufenförmig miteinander verbunden sind.

4. Kältemittelverdampfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Sammelgefäßen (122, 124) gegenüberliegenden Seiten der Verdampferkerne (112, 114) in einer Ebene liegen.

5. Kältemittelverdampfer nach einem der vorhergehenden An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines Verdampferkernes (14) Abschnitte (48, 50) von Rohren (19, 20) unterschiedlicher Länge (12, 13) vorgesehen sind.