DE9303177U1

DE9303177U1 - Trennvorrichtung für eine Fahrzeugklimaanlage

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Publication number: DE9303177U1
Application number: DE9303177U
Authority: DE
Original assignee: PAN CHI CHUAN TAIPEH/T'AI-PEI TW
Current assignee: PAN CHI CHUAN TAIPEH/T'AI-PEI TW
Priority date: 1993-03-04
Filing date: 1993-03-04
Publication date: 1993-04-29
Anticipated expiration: 2003-03-05

Description

4. März 1993 93-0189 La-mf

Chi Chuan PAN Taipei, Taiwan

Trennvorrichtung für eine Fahrzeugklimaanlage

Die Erfindung betrifft eine Trennvorrichtung für eine Fahrzeugklimaanlage und insbesondere eine Trennvorrichtung, die gleichzeitig als Filter und Separator dient.

Konventionelle Fahrzeugklimaanlagen beinhalten einen Kompressor, einen Kondensator mit Kühlventilator, einen Filter zum Ausfiltern von Wasser und anderen unerwünschten im Kühlmittel enthaltenen Bestandteilen, ein Expansionsventil, einen Verdampfer, einen Ventilator und einen Separator, der zwischen dem Kompressor und dem Kompensator zur Trennung von gasförmigem Kühlmittel und flüssigem Kühlmittel dient, um zu verhindern, daß das flüssige Kühlmittel in den Kompressor gelangt. Das Absenken der Temperatur des Kühlmittels, das den Kompressor verläßt durch den Kühlventilator des Kondensators, ist nicht effizient. Darüber hinaus ist der Filter unter einer Motorenhaube installiert, so daß er einer Hochtemperaturumgebung ausgesetzt ist, was dazu führt, daß die Filtertemperatur höher als die atmosphärische Temperatur liegt. Dadurch kann die Kühlmitteltemperatur nicht in effizienter Art und Weise vermindert werden, was zu einer schlechten Klimatisierung, einer uneffizienten Kompressorarbeitsweise und insgesamt zu einer Energieverschwendung führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Trennvorrichtung an die Hand zu geben, die die vorgenannten Probleme mindert bzw. vermeidet.

Nach der erfindungsgemäßen Lösung ist eine Trennvorrichtung vorgesehen, die einen äußeren und einen inneren Behälter aufweist, wobei der innere Behälter in dem äußeren Behälter angeordnet ist. Es wird eine erste Kammer zwischen dem äußeren und dem inneren Behälter und eine zweite Kammer durch den inneren Behälter selbst gebildet. Die erste Kammer ist mit einem Kühlmittel gefüllt. In einer Wand der äußeren Kammer ist ein Einlaß ausgebildet, der einen Kondensator mit der ersten Kammer verbindet. Ein erstes im inneren Behälter angeordnetes Rohr erstreckt sich über die Wandung des inneren Behälters mit einem ersten Ende hinaus, wobei dieses erste Ende in der ersten Kammer angeordnet ist. Ein zweites Ende des ersten Rohres steht mit einem Expansionsventil in Verbindung. Eine Filtervorrichtung ist in der ersten Kammer zwischen dem Einlauf und dem ersten Ende des ersten Rohres angeordnet, um Wasser und andere ungewünschte Bestandteile, die vom Kühlmittel mitgeschleppt werden, zu entfernen.

Im inneren Behälter ist ein zweites Rohr angeordnet, wobei ein erstes Ende des zweiten Rohres mit einem Verdampfer verbunden ist und wobei das zweite Ende dieses zweiten Rohres in der zweiten Kammer liegt. Ein im wesentlichen hakenförmiges Trennrohr ist ebenfalls im inneren Behälter angeordnet, wobei ein erstes Ende im unteren Teil der zweiten Kammer angeordnet ist und wobei das zweite Ende mit einem Kompressor verbunden ist. An der tiefliegendsten Stelle des Trennrohres ist eine Öffnung angeordnet, durch die flüssiges Gas in den Bodenbereich der zweiten Kammer strömen kann.

Nach Verlassen des Verdampfers durchströmt gasförmiges Kühlmit-

tel das Trennrohr und verläßt die zweite Kammer über das zweite Ende des Trennrohrs. Flüssiges Kühlmittel verbleibt in der zweiten Kammer und nimmt von der Wand der zweiten Kammer abgestrahlte Wärme auf, verdampft und verläßt dann die zweite Kammer durch das Kühlrohr.

An der Wand der zweiten Kammer erfolgt ein Wärmeaustausch derart, daß die Temperatur des Kühlmittels innerhalb der ersten Kammer weiter abnimmt und die Temperatur des Kühlmittels in der zweiten Kammer weiter zunimmt. Die Temperatur des Kühlmittels, welches in das Expansionsventil eintritt, ist erniedrigt, während die Temperatur des Kühlmittels, welches in den Kompressor eintritt, erhöht ist, wobei die Wäreineübertragung verbessert ist.

Hierdurch kann mittels der vorliegenden Erfindung eine Trennvorrichtung an die Hand gegeben werden, die die Temperatur des Kühlmittels weiter erniedrigt, bevor es in das Entspannungsventil eintritt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß mittels der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung die Kühlmitteltemperatur erhöht werden kann, bevor dieses in den Kompressor eintritt.

Schließlich trägt die vorliegende Erfindung dazu bei, daß eine Fahrzeugklimaanlage kompakt und billig gebaut werden kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Übersicht, teilweise geschnitten, einer Fahrzeugklimaanlage unter Verwendung

einer Trennvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung und

Fig. 2: einen Schnitt der Trennvorrichtung gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 umfaßt eine Fahrzeugklimaanlage unter Verwendung einer Trennvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung einen Kompressor 30, einen Kondensator 40 mit einem Kühlventilator 41, eine Trennvorrichtung 1, ein Expansionsventil 50, einen Verdampfer 60, einen Ventilator 70 zur Zuführung von Frischluft und ein Rohrleitungssystem 80 zur Verbindung der zuvorgenannten Einheiten und zur Aufnahme des Kühlmittels.

Entsprechend Fig. 2 umfaßt die Trenneinrichtung 1 einen äußeren Container 10 und einen inneren Container 20. Eine erste Kammer wird zwischen dem äußeren Container 10 und dem inneren Container 20 gebildet und eine zweite Kammer wird durch den inneren Container 20 gebildet. Die erste Kammer ist mit Kühlmittel gefüllt, was später näher erläutert wird. Ein Einlaß 12 ist in der Wand des äußeren Containers 10 gebildet, wobei dieser den Kondensator 40 mit der ersten Kammer verbindet. Ein erstes im inneren Container 20 angeordnetes Rohr 13 erstreckt sich über die Wandung des inneren Containers 20 hinaus, wobei ein erstes Ende 16 dieses Rohres 13 in der ersten Kammer angeordnet ist. Ein zweites Ende 15 des ersten Rohrs 13 steht mit dem Expansionsventil 50 in Verbindung. Eine Mehrzahl von Radiatorrippen 131 ist an dem äußeren Umfang des Rohres 13 ausgebildet, was im folgenden noch ausführlich erläutert wird. Eine Filtervorrichtung 11 ist innerhalb der ersten Kammer zwischen dem Einlaß 12 und dem ersten Ende 16 des ersten Rohres 13 angeordnet, um Wasser und andere unerwünschte Bestandteile herauszufiltern, die im Kühlmittel mitgeschleppt werden.

Im inneren Container 20 ist ein zweites Rohr 21 angeordnet, wobei ein erstes Ende 24 dieses zweiten Rohres 21 mit dem Verdampfer 60 verbunden ist und wobei das zweite Ende 26 in der zweiten Kammer angeordnet ist. Ein im wesentlichen hakenförmiges Trennrohr 22 ist ebenfalls im inneren Behälter 20 angeordnet, wobei ein erstes Ende 222 im unteren Teil der zweiten Kammer angeordnet ist und wobei das zweite Ende 23 mit dem Kompressor 30 in Verbindung steht. Am tiefsten Punkt des Trennrohres 22 ist eine Öffnung 221 vorgesehen, durch die flüssiges Gas in dem Bodenbereich der zweiten Kammer einströmen kann, was später beschrieben wird. Wahlweise kann ein Meßinstrument 14 an der Spitze des ersten Rohres 13 angeordnet sein, um den Kühlmitteldruck zu überwachen.

Während des Betriebs weist das den Kompressor verlassende Kühlmittel eine hohe Temperatur und hohen Druck auf. Nach Durchströmen des Kondensators 40 wird die Temperatur des Kühlmittels mittels des Kühlventilators 41 abgekühlt, während der Druck gleichbleibt. Das Kühlmittel tritt dann durch die erste Kammer über den Einlaß 12 ein und füllt die erste Kammer, in welcher Wasser und andere ungewünschte Bestandteile, die vom Kühlmittel mitgeschleppt werden, mittels der Filtervorrichtung 11 ausgefiltert werden. Anschließend verläßt das Kühlmittel die Trennvorrichtung 1 durch das erste Rohr 13 in Richtung des Verdampfers 50, in welchem das Kühlmittel in eine Flüssigkeit mit niedrigem Druck und niedriger Temperatur umgewandelt wird (vgl. die langen Pfeile in Fig. 2). Anschließend passiert das Kühlmittel den Verdampfer 60, in welchem das Kühlmittel die Wärme der Frischluft, die in das Fahrzeug abgegeben werden soll, aufnimmt und in ein gasförmiges Kühlmittel mit hoher Temperatur und niedrigem Druck umgewandelt wird.

Das Kühlmittel tritt dann in die zweite Kammer über ein zweites Rohr 21 ein. Gasförmiges Kühlmittel strömt durch das Trennrohr 23 und verläßt die zweite Kammer über das zweite Ende 23 (vgl. die kurzen Pfeile in Fig. 2). Das flüssige Kühlmittel fließt in die zweite Kammer zurück und nimmt Wärme von der Wandung der zweiten Kammer auf, wobei es in ein gasförmiges Kühlmittel umgewandelt wird und dann die zweite Kammer über das Trennrohr 22 (vgl. die gebrochenen Linien in Fig. 2) verläßt.

Ein derartiger Prozeß läuft kontinuierlich ab und es ist anzumerken, daß das Kühlmittel in der ersten Kammer im Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel in der zweiten Kammer steht. Obwohl die Temperatur des Kühlmittels in der ersten Kammer verhältnismäßig niedrig ist. Im Vergleich mit der Temperatur des Kühlmittels, das aus dem Kompressor ausströmt, ist sie dennoch höher als die Temperatur des Kühlmittels, das aus dem Verdampfer in die zweite Kammer einströmt. Demzufolge erfolgt ein Wärmeaustausch an der Wand der zweiten Kammer derart, daß die Temperatur des Kühlmittels in der ersten Kammer weiter abgesenkt wird und daß die Temperatur des Kühlmittels in der zweiten Kammer weiter erhöht wird. Radiatorrippen 131 am ersten Rohr 13 erleichtern die Wärmeabstrahlung des Kühlmittels. Hieraus wird deutlich, daß die Temperatur des Kühlmittels, welches in das Expansionsventil eintritt, erniedrigt wird, während die Temperatur des Kühlmittels, welches in den Kompressor eintritt, erhöht wird, was zur Vergrößerung des Wirkungsgrads der Wärmeübertragung beiträgt. Darüber hinaus werden das Trennrohr bzw. der Separator und die Filtervorrichtung, die in herkömmlichen Vorrichtungen getrennt waren, gemäß der vorliegenden Erfindung derart kombiniert, daß ein kompakter und kostengünstiger Aufbau resultiert.

Claims

4. März 1993 93-0189 La-mf Chi Chuan PAN Taipei, Taiwan Trennvorrichtung für eine Fahrzeugklimaanlage Ansprüche

1. Trennvorrichtung für eine Fahrzeugklimaanlage mit einem Kompressor (30), einem Kondensator (40), einem Expansionsventil (50), einem Verdampfer (60), einem Ventilator (70) zur Zuführung von Frischluft und einer Rohrleitung (80) zum gegenseitigen Verbinden der Trennvorrichtung (1), des Kompressors (30), des Kondensators (40), des Expansionsventils (50) und des Verdampfers (60) und zur Aufnahme des Kühlmittels,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Trennvorrichtung folgendes umfaßt:

einen äußeren Behälter (10) und einen inneren Behälter (20), eine erste Kammer, die zwischen dem äußeren und inneren Behälter gebildet ist, eine zweite Kammer, die durch den inneren Behälter gebildet ist, wobei die erste Kammer mit der Kühlflüssigkeit gefüllt ist,

einen Einlaß (12) in der Seitenwand des äußeren Behälters

(10), wobei dieser den Kondensator (40) mit der ersten Kammer (10) verbindet, ein im inneren Container angeordnetes erstes Rohr (13), das mit einem Ende über die Wandung des inneren Containers hinausgeführt ist, so daß dieses in der ersten Kammer angeordnet ist, und wobei das zweite Ende (15) des ersten Rohres (13) mit dem Expansionsventil (50) in Verbindung steht, einen Filtereinsatz (11), der in der ersten Kammer zwischen dem Einlaß und dem ersten Ende (16) des ersten Rohrs (13) angeordnet ist, um Wasser und andere ungewünschte Bestandteile, die in dem Kühlmittel mitgeschleppt werden, herauszufiltern,

ein zweites Rohr (21) mit einem ersten Ende (24), das mit dem Verdampfer (60) verbunden ist und einem zweiten Ende (26), das in der zweiten Kammer liegt, ein im wesentlichen hakenförmiges Trennrohr (22), das im inneren Behälter mit einem ersten Ende (222) im unteren Teil der zweiten Kammer angeordnet ist und einem zweiten Ende (23), das mit dem Kompressor (30) in Verbindung steht, wobei eine Öffnung (221) an der tiefsten Stelle des Trennrohrs (22) angeordnet ist, durch welche das flüssige Gas in die zweite Kammer eintreten kann.

2. Trennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Mehrzahl von Radiatorrippen (131) am äußeren Umfang des ersten Rohrs (13) angeordnet sind, um die Wärmeabstrahlung des durchströmenden Kühlmittels zu erleichtern.

3. Trennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich ein Überwachungsinstrument (14) umfaßt, das an der Spitze des ersten Rohres (18) angeordnet ist, um den Druck der Kühlflüssigkeit zu überwachen.