DE69716008T2

DE69716008T2 - Verflüssiger mit lösbarem Sammler für Kühlkreislauf, insbesondere von einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE69716008T2
Application number: DE69716008T
Authority: DE
Inventors: Michel Guerand
Original assignee: Valeo Thermique Moteur SA
Current assignee: Valeo Thermique Moteur SA
Priority date: 1996-10-23
Filing date: 1997-10-21
Publication date: 2003-06-05
Anticipated expiration: 2017-10-22
Also published as: FR2754887A1; EP0838642B1; DE69716008D1; EP0838642A1; US5974828A; FR2754887B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Kondensator, der ein Teil eines Kühlkreises, insbesondere einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs sein kann.
Sie betrifft insbesondere einen Kondensator, der von einem Kältemittel durchströmt werden kann und einen abnehmbaren Vorratsbehälter aufweist, der mit einem Sammelbehälter des Kondensators verbunden ist und vom Kältemittel durchströmt werden kann.
In einem Kühlkreis dieser Art wird das Kältemittel in der überhitzten Dampfphase unter der Wirkung eines Verdichters zum Kondensator gesandt, in dem es nacheinander abgekühlt oder "heißdampfgekühlt" wird, in eine flüssige, warme Phase kondensiert und dann in eine flüssige, kalte Phase "unterkühlt" wird. Das so kondensierte und abgekühlte Kältemittel wird anschließend über einen Druckminderer zu einem Verdampfer gesandt, wo es mit einem in den Innenraum des Fahrzeugs zu sendenden Luftstrom Wärme austauscht. In diesem Verdampfer wird das Kältemittel in die Dampfphase überführt, während der Luftstrom abgekühlt wird, was es ermöglicht, klimatisierte Luft zu liefern. Das Kältemittel in der Dampfphase verläßt anschließend den Verdampfer, um den Verdichter zu erreichen, und so weiter und so fort.
Ein Kondensator dieser Art umfaßt gewöhnlich ein Bündel von Rohren, das zwischen zwei Sammelbehältern montiert ist, damit die Kondensation und dann die Abkühlung des kondensierten Kältemittels je nach dem Fortschritt von diesem letzteren in den Rohren des Bündels erfolgt.
Man kennt bereits nach EP-A-0 480 330 einen Kondensator dieser Art, in welchem der Vorratsbehälter abnehmbar ist und außerdem an einem Zwischenpunkt des Bündels, der sich zwischen einem ersten Teil des Bündels, in dem das Kältemittel kondensiert wird, und einem zweiten Teil des Bündels, in dem das kondensierte Kältemittel unterkühlt wird, befindet, angeschlossen ist.
Dieser Vorratsbehälter ist vorgesehen, um einen Teil des kondensierten und warmen Kältemittels aufzunehmen, um ihn zu unterkühlen und die Trennung der flüssigen und der Dampfphase des Kältemittels sicherzustellen, welches anschließend im zweiten Teil des Bündels mehr unterkühlt wird.
Außerdem enthält dieser Vorratsbehälter gewöhnlich ein Trocknungsmittel, um das Kältemittel zu entwässern.
In dem aus der Veröffentlichung EP-A-0 480 330 bekannten Kondensator umfaßt der Vorratsbehälter einen Aufnahmeteil, der mit einem Anpassungsteil zusammenwirken kann, der am Sammelbehälter des Kondensators vorgesehen ist, wobei diese zwei Teile durch ein Befestigungsmittel des Typs Schraube befestigt sind.
Daraus ergibt sich der Nachteil, daß man in dem Fall, in dem der Vorratsbehälter ausgetauscht werden muß, die gesamte Konstruktion austauschen muß, die aus dem eigentlichen Vorratsbehälter und dem Aufnahmeteil, mit dem er fest verbunden ist, besteht.
Außerdem ist dieser bekannte Vorratsbehälter besonders voluminös.
Man muß auch betonen, daß in diesem bekannten Kondensator die Möglichkeiten der Installation und der Orientierung des Vorratsbehälters begrenzt sind.
Daraus ergibt sich, daß ein und derselbe Kondensator jedes Mal nur für eine Art wohl definiertes Fahrzeug verwendet werden kann.
Die Erfindung hat insbesondere das Ziel, die vorstehend genannten Nachteile zu überwinden.
Sie schlägt dazu einen Kondensator der in der Einleitung definierten Art vor, bei dem der Vorratsbehälter gemäß den Eigenschaften des Anspruchs 1 ausgeführt ist.
In dem Fall, in dem der Vorratsbehälter ausgetauscht werden muß, reicht es folglich, einfach die Patrone auszubauen und sie gegen eine andere Patrone auszutauschen, ohne sich auf den Sockel auszuwirken, der immer mit dem Sammelbehälter fest verbunden bleibt.
Da dieser Sockel mit dem Sammelbehälter durch zwei Rohrstutzen verbunden ist, ist es außerdem möglich, diese zwei Rohrstutzen an gewählten Stellen des Sammelbehälters münden zu lassen und außerdem dem Sockel und folglich der Patrone eine gewählte Orientierung zu verleihen.
Daraus ergibt sich, daß ein und derselbe Kondensator eine Vielfalt von Installationspositionen des Vorratsbehälters bieten kann.
Vorteilhafterweise hängt dieses axiale Ansatzstück von einem durchlöcherten Boden herab, der in einer ringförmigen Aufnahme des Sockels aufgenommen werden kann, welche die axiale Aufnahme des Sockels umgibt.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung stehen die ringförmige Aufnahme und die axiale Aufnahme des Sockels in Verbindung, nämlich die eine mit der Eingangsleitung und die andere mit der Ausgangsleitung des Kältemittels.
Wenn die Patrone im Sockel angebracht wird, kann somit das Kältemittel die Patrone durchströmen.
Vorteilhafterweise stehen die ringförmige Aufnahme und die axiale Aufnahme des Sockels mit der Eingangsleitung bzw. mit der Ausgangsleitung in Verbindung. Daraus ergibt sich, daß das Kältemittel in die ringförmige Aufnahme eindringt, anschließend im Inneren der Patrone durch den durchlöcherten Boden hindurchtritt und die Patrone schließlich durch das hohle axiale Ansatzstück verläßt.
Natürlich sind andere Befestigungsarten für das Ansatzstück denkbar.
In einer Ausführungsform sind der Eingangsrohrstutzen und der Ausgangsrohrstutzen aus einem einzigen Stück mit dem Sockel ausgeführt. In einer weiteren Form sind der Eingangsrohrstutzen und der Ausgangsrohrstutzen durch Löten mit dem Sockel verbunden.
Vorteilhafterweise weist das Verbindungsstück der Patrone eine zylindrische kreisförmige Außenwand auf, die mit Zwischenfügung mindestens einer ringförmigen Dichtung in einer zylindrischen kreisförmigen Innenwand des Sockels aufgenommen werden kann.
Die Patrone kann verschiedene Formen annehmen.
Vorteilhafterweise weist sie ein zylindrisches Rohr auf, dessen eines Ende mit dem Verbindungsstück verbunden ist und dessen anderes Ende mit einem Deckel verbunden ist.
Vorteilhafterweise sind das Rohr, das Verbindungsstück und der Deckel durch Löten miteinander verbunden.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung enthält die Patrone ein Trocknungsmittel.
Die Erfindung gilt insbesondere für einen Kondensator, in dem der Sammelbehälter mit einem Bündel von Rohren verbunden ist. Vorteilhafterweise münden der Eingangsrohrstutzen und der Ausgangsrohrstutzen in zwei benachbarte Abteile des Sammelbehälters, von denen das eine mit einem Teil des Bündels, der zur Kondensation des Kältemittels dient, und das andere mit einem Teil des Bündels, der zur Unterkühlung des kondensierten Kältemittels dient, in Verbindung steht.
Gemäß noch einem weiteren Merkmal der Erfindung erstrecken sich der Sockel und die Patrone entlang einer Richtungsachse, die mit einem Winkel und einer Position angeordnet werden kann, die bezüglich des Sammelbehälters gewählt werden.
In der folgenden Beschreibung, die nur als Beispiel durchgeführt wird, bezieht man sich auf die beigefügten Zeichnungen, in denen gilt:
- Fig. 1 ist eine Teilschnittansicht eines Kondensators, der mit einem abnehmbaren Vorratsbehälter ausgestattet ist, gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
- Fig. 2 ist eine schematische Darstellung des Kondensators und des Vorratsbehälters der Fig. 1, welche die verschiedenen Installationspositionen des Vorratsbehälters zeigt; und
- Fig. 3 ist eine Ansicht analog zu jener von Fig. 1 in einer anderen Ausführungsform.
Man bezieht sich zuallererst auf Fig. 1, die einen Kondensator darstellt, der ein Teil einer Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug sein kann.
Der Kondensator weist ein Bündel 10 auf, das aus einer Vielzahl von ebenen Rohren 12 besteht, zwischen denen Einlagen 14 mit einer allgemein welligen Form angeordnet sind, die Wärmeaustauschlamellen bilden.
Das Bündel 10 ist zwischen zwei Sammelbehältern 16 und 18 mit Röhrenform, mit kreisförmigem Querschnitt und mit parallelen Achsen gemäß einer gut bekannten Technologie montiert.
Der Sammelbehälter 16 ist insbesondere mit einer inneren Trennwand 20 und mit einer Endtrennwand 22 versehen, was ermöglicht, ein oberes Abteil 24 und ein unteres Abteil 26 zu definieren.
Der Kondensator kann von einem Kältemittel gemäß einer Mehrdurchlauf- Zirkulation durchströmt werden, wie durch die Pfeile dargestellt. Somit zirkuliert das Kältemittel insbesondere in einem ersten Teil P1 (oder vorderen Teil) des Bündels, in dem das Kältemittel, das in der überhitzten Dampfphase ankommt, nacheinander abgekühlt oder "heißdampfgekühlt" und kondensiert wird.
Anschließend zirkuliert das vorher kondensierte Kältemittel in einem hinteren Teil P2 des Bündels (hinterer Teil), in welchem das kondensierte Kältemittel unterkühlt wird.
Der Kondensator weist außerdem einen Vorratsbehälter 28 auf, der mit dem oberen Abteil 24 und dem unteren Abteil 26 des Sammelbehälters 16 in Verbindung steht und der vom Kältemittel durchströmt werden soll.
Die abnehmbare Patrone 28 ist in einem Sockel 30 aufgenommen, der einen Körper 32 mit einer allgemeinen Rotationsform bezüglich einer Achse XX und zwei Rohrstutzen 34 und 36 aufweist, die sich jeweils in einer bezüglich der Achse XX im wesentlichen radialen Richtung erstrecken. Der Rohrstutzen 34 mündet in das obere Abteil 24 und bildet einen Eingangsrohrstutzen für das Kältemittel, während der Rohrstutzen 36 in das untere Abteil 26 mündet und einen Ausgangsrohrstutzen für das Kältemittel bildet.
Die Patrone 28 weist im wesentlichen drei Teile auf ein Verbindungsstück 38, das mit dem Sockel 30 zusammenwirken kann, ein Rohr 40, von welchem ein Ende mit dem Verbindungsstück 38 verbunden ist, sowie einen Deckel 42, der mit dem anderen Ende des Rohrs 40 verbunden ist.
Vorteilhafterweise sind das Verbindungsstück 38, das Rohr 40 und der Deckel 42 Metallstücke, beispielsweise aus Legierungen auf Aluminiumbasis, und sind durch Löten miteinander verbunden.
Der Deckel 42 endet in einem Kopf 44, der eine Einrichtung zum Greifen und eventuell zum Klemmen oder Lockern für die Patrone bildet. Obwohl der Deckel 42 vorteilhafterweise endgültig mit dem Rohr 40 verbunden ist, könnte es in einer Variante in Betracht gezogen werden, daß er bezüglich des Rohrs 40 getrennt werden kann.
Das Verbindungsstück 38 und der Sockel 30 weisen konjugierte Formen auf, um ihre Anpassung zu ermöglichen.
Das Verbindungsstück 38 der Patrone weist eine kreisförmige zylindrische Außenwand 46 auf, die in einer kreisförmigen zylindrischen Innenwand 48 des Sockels aufgenommen werden kann. In der Wand 46 sind zwei ringförmige Nuten 50 und 52 ausgebildet, die zwei torische Dichtungen 54 und 56 aufnehmen können.
Die zylindrische Wand 48 des Sockels 30 setzt sich durch einen koaxialen zylindrischen Schaft 58 fort, der mit der Wand 48 durch einen ringförmigen Teil 60 verbunden ist.
Die Rohrstutzen 34 und 36 münden in die zylindrische Wand 48 bzw. in den Schaft 58 des Sockels 30.
Der Sockel 30 definiert eine axiale Blindaufnahme 62, die mit dem Ausgangsrohrstutzen 36 in Verbindung steht, und eine ringförmige Aufnahme 64, die mit dem Eingangsrohrstutzen 34 in Verbindung steht.
Das Verbindungsstück 38 weist außerdem ein hohles axiales Ansatzstück 66 auf, das mit der zylindrischen Wand 46 durch einen durchlöcherten Boden 68 mit Ringform verbunden ist. Dieser durchlöcherte Boden ist mit einer oder mehreren Öffnungen 70 versehen, die das Innere der Patrone mit der ringförmigen Aufnahme 64 in Verbindung bringen, wenn diese Patrone in dem Sockel aufgenommen ist.
Wenn das axiale Ansatzstück 66 in der axialen Aufnahme 62 aufgenommen wird, wird das Verbindungsstück 38 in dichter Weise mit dem Sockel verbunden und das Kältemittel kann nacheinander vom oberen Abteil 24 zur ringförmigen Aufnahme 64 zirkulieren, indem es durch den Eingangsrohrstutzen 34 hindurchtritt. Anschließend erreicht das Kältemittel das Innere der Patrone 28 und verläßt dann diese letztere durch das hohle axiale Ansatzstück 66 und durch den Ausgangsrohrstutzen 36, um das untere Abteil 26 zu erreichen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das axiale Ansatzstück 66 mit einem Außengewinde 72 versehen, das mit einem Innengewinde 74 der axialen Aufnahme 62 des Sockels zusammenwirken kann.
Die Patrone 28 soll ein Trocknungsmittel (nicht dargestellt) zum Entwässern des Kältemittels enthalten. In der Ausführungsform der Fig. 1 ist der Sockel 30, einschließlich der Rohrstutzen 34 und 36, aus einem einzigen Stück hergestellt, beispielsweise durch Gesenkformen aus einem Metallmaterial, vorteilhafterweise einer Aluminiumlegierung.
Die Rohrstutzen 34 und 36 weisen freie Enden 76, 78 mit kleinerem Durchmesser auf, die mit geeigneten Öffnungen in Eingriff stehen können, die in der Wand des Sammelbehälters 16 ausgebildet sind.
Man versteht, daß die Öffnungen an gewählten Stellen des Sammelbehälters 16 hergestellt werden können, insbesondere in einer gewählten Winkelposition (siehe Winkel α1 der Fig. 2) bezüglich der Achse YY des Sammelbehälters 16. Der Winkel α1 kann von 0 bis 180º variieren.
Außerdem können die Rohrstutzen 34 und 36 in einer nicht-radialen Position bezüglich der Achse der axialen Aufnahme 62 angeordnet werden, um die Patrone bezüglich der Achse YY mehr oder weniger zu neigen, wie durch den Winkel α2 in Fig. 2 dargestellt.
In dieser Hinsicht kann der Winkel α2 zwischen 0 und 90º bezüglich der Mantellinien des Sammelbehälters variieren.
Schließlich ist es möglich, die Position der Patrone variieren zu lassen, indem sie um einen Winkel α3 von ± 90º bezüglich der Mantellinien des Sammelbehälters drehen lassen wird, wie ebenfalls in Fig. 2 gezeigt.
Somit versteht man, daß es möglich ist, der Patrone 28 eine Vielzahl von Positionen oder Orientierungen zu verleihen, entweder in Abhängigkeit von der Position der Aufnahmelöcher der Rohrstutzen oder in Abhängigkeit von der Anordnung des Sockels.
Die Patrone 28 enthält nur kondensiertes Kältemittel mit niedriger Temperatur und ermöglicht, die Volumenänderungen des Kältemittels in dem Kreis zu kompensieren, während das Kältemittel entwässert wird.
Wenn die Patrone 28 ausgetauscht werden muß, genügt es, durch Betätigen ihres Kopfs 44 ihr Abschrauben vorzunehmen, welcher beispielsweise in Form eines sechskantigen Kopfs ausgeführt sein kann, dann sie gegen eine neue Patrone auszutauschen.
Man bezieht sich nun auf Fig. 3, die eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung zeigt.
In dieser Variante ist die Patrone 28 zur Patrone 28 von Fig. 1 genau identisch.
Dagegen weist der Sockel 30 einen zylindrischen Körper 80 auf, in welchem eine axiale Aufnahme 62 und die ringförmige Aufnahme 64 ausgebildet sind.
Dagegen mündet die axiale Aufnahme 62, anstatt daß sie blind ist, an einer Stirnseite 82 des Körpers 80.
Außerdem mündet eine weitere axiale Bohrung 84, die sich parallel zur axialen Aufnahme 62 erstreckt, in der ringförmigen Aufnahme 64 und in der Stirnseite 82. In der Nähe ihrer Mündung an der Stirnseite 82 weisen die axiale Aufnahme 62 und die Bohrung 84 verbreiterte Teile 86 bzw. 88 auf. Diese verbreiterten Teile sollen die Enden von zwei Rohrstutzen 90 und 92 aufnehmen, die zum Eintritt bzw. zum Austritt des Kältemittels dienen.
Die Rohrstutzen 90 und 92 sind folglich vom Verbindungsstück unabhängig. Sie besitzen jeweils ein erstes Ende, das vorteilhafterweise durch Löten mit dem Sockel 30 verbunden wird, und ein zweites Ende, das ebenfalls vorteilhafterweise durch Löten mit der Wand des Sammelbehälters 16 verbunden wird.
Die Rohrstutzen 90 und 92 können in geeigneter Weise gebogen werden, um dem Sockel 30 und folglich der Patrone 28 eine gewählte Orientierung zu verleihen.
Es ist zu beachten, daß in Fig. 3 für die Zwecke der. Vereinfachung der Zeichnung die Rohre 12 des Kondensators nicht dargestellt wurden.
Die Funktion der Patrone 28 von Fig. 3 ist ähnlich zu jener der Patrone 28 von Fig. 1.
Es ist zu beachten, daß ein und dieselbe Patrone im Sockel 30 von Fig. 1 ebenso wie im Sockel 30 von Fig. 3 verwendet werden kann.
Natürlich ist die Erfindung nicht auf die vorher als Beispiel beschriebenen Ausführungsformen begrenzt.
Somit ist es möglich, Sockel mit anderen Gestaltungen zu verwenden, sofern sie die Aufnahme des Verbindungsstücks der Patrone ermöglichen.
Die Patrone könnte als Variante ebenfalls mit einem abnehmbaren Deckel versehen sein, um zu ermöglichen, bei Bedarf nur ihr Trocknungsmittel auszutauschen.
Obwohl die Erfindung in einer bevorzugten Anwendung auf eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs beschrieben wurde, muß es schließlich selbstverständlich sein, daß sie in anderen Kühlkreisen verwendet werden kann.

Claims

1. Kondensator für einen Kühlkreis, der von einem Kältemittel durchströmt werden kann und einen abnehmbaren Vorratsbehälter (28) aufweist, der mit einem Sammelbehälter (16) des Kondensators verbunden werden kann und vom Kältemittel durchströmt werden kann, wobei der Vorratsbehälter in Form einer austauschbaren Patrone (28) ausgeführt ist, die mit einem Verbindungsstück (38) versehen ist, das mit einem Sockel (30) von konjugierter Form zusammenwirken kann, welcher mit dem Sammelbehälter (16) fest verbunden ist und mit diesem letzteren durch einen Eingangsrohrstutzen (34; 90) und einen Ausgangsrohrstutzen (36; 92) für das Kältemittel verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (38) der Patrone (28) ein hohles axiales Ansatzstück (66) aufweist, das in einer axialen Aufnahme (62) des Sockels (30) aufgenommen werden kann, und daß das axiale Ansatzstück (66) der Patrone (28) ein Außengewinde (72) aufweist, das mit einem Innengewinde (74) der axialen Aufnahme (72) des Sockels zusammenwirken kann.

2. Patrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das axiale Ansatzstück (66) von einem durchlöcherten Boden (68) herabhängt, der in einer ringförmigen Aufnahme (64) des Sockels aufgenommen werden kann, welche die axiale Aufnahme (62) des Sockels umgibt.

3. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Aufnahme (64) und die axiale Aufnahme (62) des Sockels (30) in Verbindung stehen, nämlich die eine mit der Eingangsleitung (34; 90) und die andere mit der Ausgangsleitung (36; 92) des Kältemittels.

4. Kondensator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Aufnahme (64) und die axiale Aufnahme (62) des Sockels (30) mit der Eingangsleitung (34; 90) bzw. mit der Ausgangsleitung (36; 92) in Verbindung steht, so daß das Kältemittel in die ringförmige Aufnahme (64) eindringt, im Inneren der Patrone (28) durch den durchlöcherten Boden (68) hindurchtritt und die Patrone durch das hohle axiale Ansatzstück (66) verläßt.

5. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsrohrstutzen (34) und der Ausgangsrohrstutzen (36) aus einem einzigen Stück mit dem Sockel (30) ausgeführt sind.

6. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsrohrstutzen (90) und der Ausgangsrohrstutzen (92) durch Löten mit dem Sockel (30) verbunden sind.

7. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (38) der Patrone eine zylindrische kreisförmige Außenwand (46) aufweist, die mit Zwischenfügung mindestens einer ringförmigen Dichtung (54, 56) in einer zylindrischen kreisförmigen Innenwand (48) des Sockels aufgenommen werden kann.

8. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Patrone (28) ein zylindrisches Rohr (40) aufweist, dessen eines Ende mit dem Verbindungsstück (38) verbunden ist und dessen anderes Ende mit einem Deckel (42) verbunden ist.

9. Kondensator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (40), das Verbindungsstück (38) und der Deckel (42) durch Löten miteinander verbunden sind.

10. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Patrone (28) ein Trocknungsprodukt enthält.

11. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, in welchem der Sammelbehälter (16) mit einem Bündel (10) von Rohren (12) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsrohrstutzen (34; 90) und der Ausgangsrohrstutzen (36; 92) in zwei benachbarte Abteile (24, 26) des Sammelbehälters münden, vor denen das eine mit einem Teil (P1) des Bündels, der zur Kondensation des Kältemittels dient, und das andere mit einem Teil (P2) des Bündels, der zur Unterkühlung des kondensierten Kältemittels dient, in Verbindung steht.

12. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel (30) und die Patrone (28) eine Richtungsachse (XX) aufweisen, die mit einem Winkel und einer Position angeordnet werden kann, die bezüglich des Sammelbehälters (16) gewählt werden.