DE9219184U1 - Kondensator für eine Klimaanlage - Google Patents
Kondensator für eine KlimaanlageInfo
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Description
WILHELM &Ggr; "tr A O'S.J1 E g! ''I
PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT AND TRADEMARK**ATTORNEYS
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D - 70174 Stuttgart Hospitalstraße 8 Tel.: (0711) 228110
Anmelder:
Behr GmbH & Co. Stuttgart, den 01.03.1999
Mauserstraße 3 GA 10009
Da/mö
70469 Stuttgart 92-B-55
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Die Erfindung betrifft einen Kondensator für eine Klimaanlage eines Fahrzeuges, der einen Rohr-Rippenblock enthält, welcher
beidseits mit Sammelrohren versehen ist, die mittels Trennwänden derart unterteilt sind, daß der Rohr-Rippenblock einen
oberen Kondensierabschnitt für gasförmiges Kältemittel und einen unteren Unterkühlabschnitt für flüssiges Kältemittel bildet,
wobei neben einem der Sammelrohre und parallel dazu ein Sammler angeordnet ist, der mit diesem Sammelrohr verbunden
ist.
Bei einem bekannten Kondensator der eingangs genannten Art (EP
0 480 330 A2) ist der Sammler, der als eine Art Zwischenspeicher für flüssiges und gasförmiges Kältemittel dient, an eine
Verbindungsleitung zwischen dem Kondensierabschnitt und dem Unterkühlabschnitt angeschlossen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kondensator der eingangs genannten Art so auszubilden, daß relativ große konstruktive
Freiheiten bezüglich der Ausbildung des Kondensierabschnittes und insbesondere des Unterkühlabschnittes bestehen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Sammler über eine erste Verbindungsöffnung mit dem Kondensierabschnitt und mit
einer zweiten, im Bereich seines Bodens angebrachten Verbindungsöffnung mit dem ünterkühlabschnitt in Verbindung steht.
Die Anordnung des Sammlers, der über jeweils eigene Verbindungsöffnungen
mit dem Kondensierabschnitt und dem Unterkühlabschnitt in Verbindung steht, erlaubt größere konstruktive Freiheiten.
Insbesondere ist es möglich, den Unterkühlabschnitt innerhalb des Kondensators so zu gestalten, daß das flüssige
Kühlmittel der Unterkühlstrecke im Bereich des unteren Endes des Kondensators zugeführt wird, so daß das flüssige Kühlmittel
auf dem Weg zu einem Austrittsanschluß von unten nach oben den Kondensator mit mehreren gegenläufigen Bewegungen durchströmt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das Sammelrohr und der dazu parallele Sammler als ein Doppelrohr
ausgebildet sind, in dessen die beiden Rohrkammern trennende Wand die Verbindungsöffnungen angebracht sind. Damit ergibt
sich eine äußerst kompakte Bauweise, die keine nach außen abzudichtenden Verbindungs- oder Anschlußstellen enthält.
Bei einer ersten Ausführungsform wird vorgesehen, daß das Doppelrohr
aus wenigstens zwei Blechprofilen zusammengefügt ist.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird vorgesehen,
daß das Doppelrohr aus Blechprofilen und einem extrudierten Verbindungsprofil zusammengesetzt ist. Bei beiden Ausführungsformen
erfolgt zunächst eine Vormontage und dann ein Verlöten der einzelnen Elemente in einem Ofen.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird vorgesehen,
daß das Doppelrohr ein extrudiertes Zwei-Kammer-Rohr ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß die als Sammler dienende Rohrkammer gegenüber der Ebene des
Rohr-Rippenblockes versetzt angeordnet ist. Diese versetzte Anordnung
kann zu erheblichen Einbauvorteilen führen, insbesondere wenn der Kondensator zwischen einer Lüfterzarge und einem
Kühler für die Motorflüssigkeit eines Fahrzeuges im Motorraum angeordnet ist, in welchem üblicherweise nur wenig Bauraum zur
Verfügung steht.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt (entlang der Linie I-I
der Fig. 2) durch einen erfindungsgemäßen Kondensator,
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Kondensator der Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine abgewandelte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Kondensators mit seiner in ein Kraftfahrzeug eingebauten Position bezüglich weiterer
Elemente,
Fig. 4 und 5
abgewandelte Ausführungsformen für ein aus Blechprofilen Zusammengesetzes Doppelrohr, das als Sammelrohr
und Sammler dient,
Fig. 6 und 7
Ansichten von als Sammelrohr und als Sammler dienenden Doppelrohren, die als extrudierte Rohre hergestellt
sind,
Fig. 8 und 9
Draufsichten auf die als Sammelrohr und als Sammler dienende Doppelrohre, die jeweils aus einem Verbin-
dungsprofil und daran befestigten Blechprofilen bestehen.
Fig. 10 einen vertikalen Teilschnitt durch den unteren Bereich
einer abgewandelten Ausführungsform eines Kondensators mit integriertem Sammler, und
einer abgewandelten Ausführungsform eines Kondensators mit integriertem Sammler, und
Fig. 11 einen Querschnitt durch Sammelrohr und Sammler im
Bereich einer Verbindungsöffnung.
Bereich einer Verbindungsöffnung.
Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Kondensator besitzt einen Rohr-Rippenblock 10 mit horizontal liegenden Flachrohren 11 und
dazwischen angeordneten Rippen 12. Die Flachrohre 11 münden in Sammelrohren 13, 14, die beidseits über die gesamte Höhe des
Rohr-Rippenblockes 10 laufen. Das in der Zeichnung linke Sammelrohr 13 ist mit einem Zulaufanschluß 15 für von einem Verdichter
kommenden gasförmigen Kältemittel versehen. Das gleiche Sammelrohr 13 ist außerdem mit einem Anschluß 16 für eine Leitung
versehen, über die flüssiges Kältemittel zu einem Expansionsventil transportiert wird.
Die beiden Sammelrohre 13, 14 sind durch Trennwände 17, 18 in vertikaler Richtung unterteilt, die den Rohr-Rippenblock 10 in
einen oberen Kondensierabschnitt für das kondensierende gasförmige Kältemittel und einen Unterkühlabschnitt für das bereits
flüssige Kältemittel unterteilen. Die beiden Trennwände 17, 18 befinden sich auf gleicher Höhe. Die Sammelrohre 13, 14 sind in
dem oberhalb der Trennwände 17, 18 liegenden Kondensierabschnitt mittels weiterer Zwischen-Trennwände 19, 20; 21, 22
derart unterteilt, daß das gasförmige Kältemittel einen mäanderförmigen
Weg in dem Kondensierabschnitt beschreibt, wobei der Strömungsquerschnitt mit zunehmender Abkühlung entsprechend
dem sich dabei verringernden Volumen des gasförmigen Kältemittels ebenfalls verringert ist.
An eines der Saminelrohre (in der Zeichnung an das rechte Sammelrohr
14) ist ein Sammler 23 angeschlossen, der über eine Verbindungsöffnung 24 an den unteren Austrittsbereich des Kondensierabschnittes
angeschlossen ist. In dem Sammler 23 sammelt sich flüssiges Kältemittel bis zu einem gewissen Niveau. Darüber
befindet sich gasförmiges Kältemittel. Der Sammler 23 bewirkt durch seine Funktion als Dampfabscheider und Füllmengenreservoir,
daß der Zustand des aus der Verbindungsöffnung 24 in den Sammler 23 übertretenden Kältemittels im wesentlichen gesättigt
ist, d.h. das Kältemittel bereits dort also vollständig kondensiert ist.
Der Sammler 23 ist über eine Verbindungsöffnung 25, die sich im
Bereich des Bodens besonders befindet, mit dem Unterkühlabschnitt verbunden, in welchem flüssiges Kältemittel unterkühlt
wird. Die Sammelrohre 13, 14 sind in dem Unterkühlabschnitt durch jeweils eine Zwischen-Trennwand 26, 27 unterteilt, so daß
sich ein Z-förmiger Strömungsweg für das flüssige Kältemittel von der Verbindungsöffnung 25 zu dem Austrittsanschluß 16 ergibt.
Die Sammelrohre 13, 14 sind oben und unten durch Abschlußwände 28, 29, 30, 31 verschlossen. Dabei bilden die Abschlußwände
30, 31 des Sammelrohres 14 auch gleichzeitig die oberen und unteren Abschlußwände für den an das Sammelrohr 14 angesetzten
rohrförmigen Sammler 23.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist innerhalb des Sammlers 23 eine Trocknerpatrone 32 angeordnet. Bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 1 ist die Trocknerpatrone 32 nicht aus dem Sammler 23 herausnehmbar.Bei einer abgewandelten Ausführungsform wird
vorgesehen, daß die Verschlußwand 31, d.h. der Boden des Sammlers 23, mit einem Gewindestutzen versehen ist, in den ein den
Durchmesser der Trocknerpatrone 32 entsprechender Deckel dichtend eingeschraubt ist. Bei dieser Ausführungsform ist dann der
Trockner 32 aus dem Sammler herausnehmbar und austauschbar.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 besteht das in der Zeichnung linke Sammelrohr aus zwei Blechprofilen 33, 34
von etwa halb-ovalem Querschnitt, deren Ränder sich überlappen.
Auch das in der Zeichnung rechte Sammelrohr 14 ist aus zwei
Blechprofilen 35, 36 zusammengesetzt, die einander überlappen. Das Blechprofil 35 ist mit verlängerten Rändern 37 versehen,
die Anschlußflächen für den Sammler 23 bilden, der aus einem im wesentlichen zylindrisch gebogenen Blechprofil besteht.
Der gesamte Kondensator ist so aufgebaut, daß er in der bisher beschriebenen Form vormontiert werden kann, wobei die einzelnen
Elemente bereits kraft- oder formschlüssig zusammenhalten. In dieser zusammengebauten oder vormontierten Gestalt wird der
Kondensator in einen Lötofen verbracht, in welchem ein Verlöten und damit eine feste und dichte Verbindung zwischen den einseinen
Elementen erfolgt. Hierzu sind die einzelnen Elemente in bekannter Weise mit einer Lotplattierung versehen.
In Kraftfahrzeugen ist es allgemein üblich, daß ein Kondensator, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, in Fahrtrichtung vor
einem Kühler 4 0 für das Motorkühlmittel angeordnet ist. Vor dem Kondensator befindet sich dann noch ein Gebläse mit einer Lüfterzarge
41. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist der Sammler 231 derart an das Sammelrohr 14' angesetzt, daß er versetzt
gegenüber der Ebene des Rohr-Rippenblockes 10 ist. Dadurch ist es möglich, den rohrförmigen Sammler 23' an dem Sammelrohr 14'
anzubringen, ohne daß die bisherigen Einbaumaße verändert werden müssen. Dabei ist es selbstverständlich auch möglich, den
Sammler 23' noch weiter im Uhrzeigersinn verdreht gegenüber dem Sammelrohr 14' anzuordnen, daß der Rohr-Rippenblock 10 mit dem
Sammelrohr 14 noch dichter an den Kühler 40 herangerückt werden kann. Darüber hinaus ist es möglich, den Sammler 23' mit einer
Kontur zu versehen, die mit Abstand den angedeuteten Wasserkasten 42 des Kühlers umgibt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist vorgesehen, daß das
Sammelrohr 14'' mit dem angeformten Sammler 23'' ähnlich wie Fig. 1 aus drei Blechprofilen zusammengesetzt ist. Bei dieser
Ausführungsform ist jedoch das den Sammler 23'' bildende Blechprofil mit abgekanteten Laschen versehen, die sich von
außen an das Sammelrohr 14'' anlegen und dort mit diesem
dichtend verlötet werden.
Bei der Aus führungs form nach Fig. 5 ist vorgesehen, daß das Sammelrohr 14''' und der Sammler 23' ' ' nur aus zwei Blechprofilen
35 und 43 gebildet ist. Das Blechprofil 35 entspricht in seiner Form dem in Fig. 1 und 2 verwendeten Blechprofil 35. Das
den Sammler 23' ' ' bildende Blechprofil ist ein geschlossenes
Rohr 43, das in dem dem Sammelrohr 14' ' ' zugewandten Bereich
eine Abflachung aufweist. Selbstverständlich ist es auch möglich, ein vollständig zylindrisches Rohr oder auch ein rechteckiges
oder quadratisches oder sonstig geformtes Rohrs zu verwenden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist ein extrudiertes Doppelrohr
4 4 vorgesehen, das mit einer Rohrkammer ein Sammelrohr und mit einer anderen Rohrkammer den Sammler bildet.
Wie in Fig. 7 dargestellt ist, kann ein Doppelrohr 45 vorgesehen werden, das ein asymmetrisches Profil aufweist, sofern dies
aus Einbaugründen vorteilhaft ist.
Bei der Aus führungs form nach Fig. 8 ist ein extrudiertes Zwischenprofil
46 vorgesehen, das mit in vertikaler Richtung verlaufenden Aufnahmeschlitzen 47, 48 versehen ist, in die die
Ränder von etwa halbovalen Blechprofilen 49, 50 eingesetzt sind, die ein Sammelrohr und einen Sammler bilden.
Das gleiche Prinzip nach Fig. 8 ist auch bei der im Ausführungsbeispiel
nach Fig. 9 vorgesehen, d.h. mittels eines extrudierten Verbindungsprofils 51 werden zwei Blechprofile 52, 53
• )
zusammengefügt, die ein Sammelrohr und einen Sammler bilden.
Das Verbindungsprofil 51 ist mit in vertikaler Richtung verlaufenden Aufnahmeschlitzen 54, 55 versehen, in die die Ränder der
Blechprofile 52, 53 eingesteckt sind.
Wie schon erwähnt wurde, sorgen die in Abstand zueinander angeordneten
Verbindungsöffnungen 24, 25 zwischen dem Sammelrohr 14 und dem Sammler 23 dafür, daß der Sammler von dem Kühlmittel
durchströmt wird. Um sicher zu stellen, daß der Unterkühlabschnitt von der Verbindungsöffnung 25 möglichst nur flüssiges
Kühlmittel erhält, muß der Sammler 23 in möglichst idealer Weise auch die Funktion eines Flüssigkeitsabscheiders erfüllen.
Die Wirkung des Sammlers 23 besteht dann darin, daß sich abhängig vom Betriebszustand ein unterschiedlicher Flüssigkeitsstand
im Sammler 23 ausbildet, der dem Kondensationsdruck und damit die zugehörige Kondensationstemperatur so beeinflußt, daß
der Zustand des durch die Verbindungsöffnung 24 in den Sammler 23 zuströmenden Kältemittels in allen Betriebszuständen weitgehen
ebenfalls flüssig gesättigt ist. Die schlanke Bauweise des Sammlers 23 kann dazu führen, daß infolge hoher Strömungsgeschwindigkeit
des Kältemittel-Massenstroms im Sammler 23 von der Verbindungsöffnung 24 zur Verbindungsöffnung 25 Gasblasen
nach unten mitgerissen werden können, wodurch die gewollte, möglichst.gute Phasentrennung und damit die Trennung des Kondensatormoduls
in Kondensationsabschnitt und Unterkühlabschnitt beeinträchtigt würde. Um dies zu verhindern, wird gemäß dem
Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 und 11 vorgesehen, daß die Verbindungsöffnung 24 so gestaltet ist, daß sie einen Flüssigkeitswirbel
erzeugt, wodurch sich die schwereren Flüssigkeitsbestandteile des Kältemittel-Massenstroms nach außen bewegen
und dann an der Innenwandung nach unten strömen, während die leichteren Gasbestandteile im Zentrum bleiben und nach oben
wandern. Hierzu ist die Verbindungsöffnung 24 als eine Stanzöffnung
ausgebildet, aus der eine als Führungsmittel dienende Lasche 56 herausgeklappt ist. Die Lasche 56 ist zu der anschließenden
Innenwandung des Sammlers 23 gerichtet, so daß das
Kältemittel mit einem Wirbel in den Sammler einströmt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Sammler 23 einen
im wesentlichen zylindrischen Querschnitt, wobei die Lasche 56 annähernd tangential gerichtet ist.
Wie in Fig. 10 dargestellt ist, ist es möglich, die untere Verbindungsöffnung
25, durch welche hindurch Kältemittel aus dem Sammler 23 zu dem Unterkühlabschnitt strömt, in entsprechender
Weise auszubilden. Zweckmäßig wird hier dabei vorgesehen, daß die Lasche 57 gegensinnig ausgeklappt ist, so daß das flüssige
Kältemittel mit einer gleichsinnigen Strömung abströmt.
Wie ferner in Fig. 10 dargestellt ist, sind das Sammelrohr 14 und der daran anschließende Sammler 23 mittels eines gemeinsamen
Deckels 58 verschlossen, der mit den Konturen von Sammelrohr 14 und Sammler 23 entsprechenden Schlitzen versehen ist,
so daß dieser Deckel 58 auf die Enden von Sammelrohr 14 und Sammler 2 3 aufgesteckt wird und mit diesen verlötet wird. Im
Bereich des Sammlers 23 ist der Deckel 58 mit einer Gewindebohrung versehen, in die ein Verschlußstopfen 59 eingeschraubt
ist. Zwischen Verschlußstopfen 59 und dem Deckel 58 ist ein Dichtungsring 60 eingelegt, insbesondere ein O-Ring. Der Trockner
32 besteht aus in ein Säckchen eingefülltem Trocknergranulat. Dieser Trockner kann, nach Lösen des Verschlußstopfens
59 ausgetauscht werden. Zwechmäßigerweise ist der Trockner 32 in axialer Richtung so kurz gehalten, so daß er nicht in den
Bereich der Verbindungsöffnung 24 erreicht, so daß dort durch den Trockner 32 die Wirbelbildung in dem Sammler 23 nicht verhindert
wird.
Claims (9)
1. Kondensator für eine Klimaanlage eines Fahrzeuges, der
einen Rohr-Rippenblock enthält, welcher beidseits mit Sammelrohren versehen ist, die mittels Trennwänden derart unterteilt
sind, daß der Rohr-Rippenblock einen oberen Kondensierabschnitt für Kältemittel und einen unteren Unterkühlabschnitt für Kältemittel
bildet, wobei neben einem der Sammelrohre und parallel dazu ein rohrförmiger Sammler angeordnet ist, der mit diesem
Sammelrohr verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sammler (23) über eine Strömungsöffnung zwischen dem
Kondensierabschnitt und dem Unterkühlabschnitt bildet und über eine erste Verbindungsöffnung (24) mit dem Kondensierabschnitt
und über eine zweite Verbindungsöffnung (25) mit dem Unterkühlabschnitt
in Verbindung steht.
2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sammelrohr (14) und der dazu parallele Sammler als ein Doppelrohr
ausgebildet sind, in dessen die beiden Rohrkammern trennender Wand die Verbindungsöffnungen (24, 25) angebracht
sind.
3. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Doppelrohr aus wenigstens zwei Blechprofilen (35, 36, 38;
35, 43) zusammengefügt ist.
4. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Doppelrohr aus Blechprofilen (49, 50; 52, 53) und einem extrudierten
Verbindungsprofil (46; 51) zusammengesetzt ist.
5. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Doppelrohr ein extrudiertes Zwei-Kammer-Rohr (44, 45) ist.
6. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Sammler (23) ein Trockner (32) angeordnet ist.
7. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die als Sammler (23') dienende Rohrkammer gegenüber
der Ebene des Rohr-Rippenblockes (10) versetzt angeordnet ist.
8. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens die erste Verbindungsöffnung (24), die von dem Kondensatorabschnitt zu dem Sammler (23) führt, einen
Austritt mit einer in dem Sammler einen Strömungswirbel erzeugenden Form aufweist.
9. Kondensator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Austritt der Verbindungsöffnung (24) mit einem Führungselement
(56) versehen ist, das hin zu einer an die Verbindungsöffnung anschließenden Wand des Sammlers gerichtet ist.
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DE (1) | DE9219184U1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1249672A3 (de) * | 2001-04-10 | 2004-07-07 | Sanden Corporation | Mehrstromverflüssiger mit Unterkühlung |
DE102012105481B4 (de) | 2011-11-21 | 2022-02-10 | Hyundai Motor Company | Kondensator für ein Fahrzeug |
-
1992
- 1992-11-18 DE DE9219184U patent/DE9219184U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
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