EP1436556B1 - Refrigerant condenser - Google Patents
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- F25B2339/044—Condensers with an integrated receiver
- F25B2339/0441—Condensers with an integrated receiver containing a drier or a filter
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen gelöteten Kältemittelkondensator, der aus einem Wärmetauschernetz mit Flachrohren und Wellrippen, aus Sammelrohren, die mit den Flachrohren in Fluidverbindung stehen, sowie aus einem parallel zu einem Sammelrohr angeordneten Sammler bestehen, der einen Trockner und/oder einen Filter in sich aufnimmt und über zwei Überströmöffnungen mit dem Sammler in Fluidverbindung steht - ein derartiger Kondensator ist aus der EP 0 669 506 A1 der Anmelderin bekannt.The invention relates to a brazed refrigerant condenser consisting of a heat exchange network with flat tubes and corrugated fins, of collecting tubes which are in fluid communication with the flat tubes, and of a collector arranged parallel to a collecting tube, comprising a dryer and / or a filter receives and via two overflow openings in fluid communication with the collector - such a capacitor is known from EP 0 669 506 A1 of the Applicant.
Bei diesem bekannten Kondensator handelt es sich um ein sogenanntes Kondensatormodul, bei welchem parallel zu einem der Sammelrohre ein Sammler angeordnet ist, der über zwei Überströmöffnungen mit dem Sammelrohr in Verbindung steht. Dadurch tritt das Kältemittel aus dem Sammelrohr in den Sammler über, wo sich ein Trockner befindet, d. h. ein Behälter, meistens aus Kunststoff, welcher mit einem Trocknergranulat zur Dehydrierung des Kältemittels gefüllt ist. Nachdem das Kältemittel den Trockner um- oder durchströmt hat, tritt es durch ein Filtersieb in den unteren Bereich des Sammlers. Das Sieb hat die Aufgabe, das Kältemittel von Verunreinigungen in Form von feinsten Partikeln zu reinigen. Danach tritt das Kältemittel über die untere Überströmöffnung wieder in das Sammelrohr des Kondensators ein. Bei dieser Bauweise werden sämtliche Metallteile, also Flachrohre, Rippen, Sammelrohre und Sammler im Lötofen hart gelötet, d. h. etwa bei einer Temperatur von 620 °C. Der Kunststoffeinsalz mit dem Granulat übersteht derartige Temperaturen nicht, weshalb er nach dem Löten in den Sammler verbracht wird, worauf dieser mittels eines Deckels verschlossen wird. Der Einsatz mit Trocknergranulat kann dann auch zu Wartungszwecken ausgetauscht werden.In this known capacitor is a so-called capacitor module in which a collector is arranged parallel to one of the manifolds, which is connected via two overflow openings with the manifold in combination. As a result, the refrigerant passes from the manifold into the collector, where there is a dryer, ie a container, usually made of plastic, which is filled with a dryer granules for dehydration of the refrigerant. After the refrigerant flows around or through the dryer, it passes through a filter screen into the bottom of the collector. The task of the screen is to clean the refrigerant from impurities in the form of very fine particles. Thereafter, the refrigerant enters via the lower overflow again in the manifold of the capacitor. In this design, all metal parts, ie flat tubes, ribs, headers and collectors are brazed in the brazing furnace, ie at a temperature of about 620 ° C. Of the Plastic salt with the granules does not survive such temperatures, so it is spent after soldering in the collector, whereupon this is closed by means of a lid. The use with dryer granules can then also be replaced for maintenance purposes.
Ähnliche Bauweisen mit einer eingesetzten Trocknerpatrone, die auch mit einem Filtersieb als Einbauteil integriert ist, gehen aus den weiteren Druckschriften der Anmelderin, der EP 0 689 014 B1 sowie der EP 0 867 670 A2, hervor. Darüber hinaus sind auch Kondensatormodule der Anmelderin bekannt geworden, die nur einen Trocknereinsatz mit Granulat, d. h. ohne Filtersieb aufweisen, d. h. die EP 0 668 986 B1 sowie die DE 43 19 293 C2. Allen diesen Bauweisen ist gemeinsam, daß der Trocknereinsatz mit oder ohne Filtersieb erst nach dem Lötprozess des Kondensators montiert, d. h. im Sammler positioniert wird. Nach diesem Einbringen des Trocknerfiltereinsatzes muß der Sammler fluid- und druckdicht verschlossen werden. Dies erfordert einerseits entsprechende konstruktive Maßnahmen in Form einer Öffnung am Sammler mit einem passenden Deckel und andererseits zusätzliche Arbeitsschritte nach dem Löten zur Montage des Trocknereinsatzes. Natürlich ist dies mit entsprechenden Kosten verbunden, die sich auf den Preis des Kondensatormoduls niederschlagen.Similar designs with a dryer cartridge used, which is also integrated with a filter as a built-in part, from the other documents of the applicant, the EP 0 689 014 B1 and EP 0 867 670 A2, forth. In addition, capacitor modules of the applicant have become known, the only one dryer insert with granules, d. H. without filter screen, d. H. EP 0 668 986 B1 and
Die US 5159821 offenbart einen Kondensator mit Sammler und Filter, bei welchem der Ausgang des Sammlers nicht wieder durch eine Überströmöffnung in den Kondensator zurückgeführt wird. Dieser Kondensator weist einen Trockner auf, der Zwischen ebenen Filtern vorgesehen wird.US 5159821 discloses a collector-filter capacitor in which the output of the collector is not returned to the condenser through an overflow port. This condenser has a dryer which is provided between planar filters.
Die US 5419141 offenbart einen Kondensator mit einem Sammler mit einem Einsatz mit einem Trockner, wobei der Einsatz in den nach dem Löten des Kondensators zu öffnenden Sammler eingesetzt wird und anschließend ein schraubbarer Verschluss wieder verschlossen wird.US 5419141 discloses a condenser with a collector with an insert with a dryer, wherein the insert is inserted into the collector to be opened after the soldering of the condenser and subsequently a screwable closure is resealed.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Kälternittelkondensator der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die Montage des Trockner-/Filtereinsatzes vereinfacht und die Herstellkosten des gesamten Kondensators reduziert werden können.It is therefore an object of the present invention to improve a Kälternittelkondensator of the type mentioned in that the assembly of the dryer / filter cartridge is simplified and the manufacturing cost of the entire capacitor can be reduced.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patenanspruches 1 sowie die des Verfahrensanspruches 9 gelöst. Dadurch, daß der Trockner einschließlich Filter mit dem Sammler verlötet wird, kann der Kondensator vor dem Lötprozess komplett montiert werden, d. h. einschließlich Trockner mit Trocknermaterial und Filter. Ein nachträgliches Einbringen des Trockner/Filtereinsatzes nach dem Löten entfällt somit. Trockner und/oder Filter können auch während des Lötprozesses mit dem Sammler verklebt werden, z. B. mittels eines temperaturbeständigen Klebers. Ebenso kann bereits vor dem Lötprozeß eine form- oder reibschlüssige Verbindung zwischen der Trockner- /Filtereinheit und dem Sammler hergestellt werden, so daß dieThis object is achieved by the features of
Einheit im Sammler fest positioniert ist und anschließend ohne Beeinträchtigung dem Lötprozeß unterworfen werden kann Voraussetzung ist bei allen Lösungen, daß das Trocknermaterial temperaturbeständig ist, d. h. durch die während des Lötprozesses auftretenden Temperaturen von ca. 620 °C nicht in seiner Funktion beeinträchtigt wird.Unit is firmly positioned in the collector and can then be subjected to the soldering process without affecting Condition for all solutions that the dryer material is temperature resistant, d. H. is not impaired by the occurring during the soldering process temperatures of about 620 ° C in its function.
Eine formschlüssige Verbindung kann beispielsweise durch die Anordnung von ringförmigen Sicken oberhalb und unterhalb der Trockner- /Filtereinheit hergestellt werden, und eine kraftschlüssige Verbindung kann dadurch erzielt werden, daß das Gehäuse der Trockner- /Filtereinheit in den Sammler gepresst, d. h. mittels eines Preßsitzes dort gehalten wird.A positive connection can be made, for example, by the arrangement of annular beads above and below the dryer / filter unit, and a frictional connection can be achieved by pressing the housing of the dryer / filter unit into the collector, i. H. held there by means of a press fit.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Das Trocknermaterial kann entweder in Form eines Granulats vorliegen, welches in einem perforierten Metallbehälter eingeschlossen ist, oder es wird als feste Masse verwendet, z. B. als zylindrischer Stab, der mit dem Filtereinsatz verbunden und somit im Sammler durch Löten befestigt ist. Der Trockner-/Filtereinsatz besteht also aus einem metallischen Material, vorzugsweise einer Aluminiumlegierung, die mit dem Sammler, der ebenfalls aus einer Aluminiumlegierung besteht, verlötbar ist.Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims. The drier material can either be in the form of granules enclosed in a perforated metal container, or it can be used as a solid mass, e.g. B. as a cylindrical rod which is connected to the filter element and thus secured in the collector by soldering. The dryer / filter cartridge thus consists of a metallic material, preferably an aluminum alloy, which can be soldered to the collector, which also consists of an aluminum alloy.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
- Fig. 1
- einen Ausschnitt aus einem Kondensatormodul mit Trockner/Filtereinsatz mit granulatförmigem Trocknermaterial,
- Fig. 2
- einen Ausschnitt aus einem Kondensatormodul mit einem Trockner-/Filtereinsatz mit stabförmigem Trockner aus fester Masse und
- Fig.3
- einen Ausschnitt aus einem Kondensatormodul mit einer eingelöteten Trocknerhülse und Filtersieb.
- Fig. 1
- a section of a capacitor module with dryer / filter cartridge with granular dryer material,
- Fig. 2
- a section of a capacitor module with a dryer / filter cartridge with rod-shaped solid-mass dryer and
- Figure 3
- a section of a capacitor module with a soldered dryer sleeve and filter.
Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines Kältemittelkondensators 1, wie er im Kältemittelkreislauf eines Kraftfahrzeuges für die Klimatisierung des Fahrgastraumes Verwendung findet. Dieser Kondensator weist ein Sammelrohr 2 (das andere ist nicht dargestellt) auf, in welches Flachrohre 3 münden, zwischen denen sich Wellrippen 4 befinden, die von Umgebungsluft zur Wärmeabfuhr beaufschlagt werden. Parallel zum Sammelrohr 2 ist ein Sammler 5 vorgesehen, der über zwei Überströmöffnungen 8 und 9, zwischen welchen sich im Sammelrohr 2 eine Trennwand 10 befindet, mit dem Sammelrohr in Fluidverbindung steht. Soweit ist dieser Kondensator bekannt: sämtliche Teile 2, 3, 4, 5 bestehen aus einer Aluminiumlegierung und werden in einem Arbeitsgang im Lötofen miteinander verlötet. Fig. 1 shows a section of a
In den Innenraum 6 des Sammlers 5 ist ein Trockner-/Filtereinsatz 11 eingebaut: Er besteht aus einem oberen Teil, einem perforierten metallischen Käfig 12, in welchem das Trocknermaterial in Form von Granulat 13 eingeschlossen ist. Der untere Teil des Einsatzes 11 besteht aus einem Filtersieb 14, dessen äußerer Rahmen 15 dem inneren Querschnitt des Sammlerraumes 6 angepasst und mit diesem verlötet oder nur mechanisch verbunden ist. Das relativ engmaschige Filtersieb 14 bildet eine etwa koaxial zum Sammler 5 angeordnete zylindrische Fläche, die jedoch einen Spalt 16 zur Trennwand 7 beläßt. Der Trockner-/Filtereinsatz 11, bestehend aus dem oberen Trocknerteil 12 und dem unteren Filterteil 14, wird also vor dem Lötprozess in den Innenraum 6 derart eingebracht und positioniert, daß er beim anschießenden Lötprozess mit der Innenwand 17 des Sammlers 5 verlötet oder nur mechanisch verbunden ist Damit ist dieser Einsatz nach dem Lötvorgang fest im Sammler angeordnet und kann somit seine Funktion, die wie folgt beschrieben wird, erfüllen:In the
Das Kältemittel, welches zuvor in bekannter Weise den Kondensator durchströmt hat, strömt, wie durch die Pfeile a und b angedeutet, durch die Überströmöffnung 8 in der Wand 7 vom Sammelrohr 2 in den Innenraum 6 des Sammlers 5 ein. Dort kommt es mit der Metallhülse 12. in Kontakt, durchströmt die Perforationsöffnungen 12' und gelangt somit ins Innere der Hülse 12, wo sich das Granulat 13 befindet - dieses entzieht dem Kältemittel das in ihm enthaltene Wasser. Das Granulat 13 ist handelsüblich und gegenüber Löttemperaturen, wie sie beim Hartlöten von Aluminium auftreten, beständig. Das Kältemittel strömt dann in den Innenraum des etwa zylinderförmigen Filtersiebes 14 und tritt von innen nach außen, d. h. etwa in radialer Richtung durch das Filtersieb 14 hindurch und tritt dann, wie durch den Pfeil c dargestellt, über die Überströmöffnung 9 in der Wand 7 wieder in das Sammelrohr 2, d. h. in die unterhalb der Trennwand 10 liegende Kammer 18 ein. Von dort strömt es durch die untersten Rohre des Kondensators zum Austritt des Kondensators.The refrigerant, which has previously flowed through the condenser in a known manner, flows, as indicated by the arrows a and b, through the overflow opening 8 in the
Eine weitere Ausführungsform des Trockner-/Filtereinsatzes ist in Fig. 2 dargestellt. Sie entspricht in allen wesentlichen Teilen der Ausführung gemäß der Fig. 1 mit dem einzigen Unterschied, daß der Trockner als Trocknerstab 20 aus einer festen Trocknermasse ausgebildet ist. Diese Masse enthält das bekannte Trocknermaterial und ist ebenfalls temperaturbeständig gegenüber dem Lötprozess. Dieser Trocknerstab 20 weist also keinen Käfig auf, er ist in nicht näher dargestellter Weise in dem unteren Filterrahmen 15 befestigt.Another embodiment of the dryer / filter cartridge is shown in FIG . It corresponds in all essential parts of the embodiment according to FIG. 1 with the only difference that the dryer is designed as a
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 dargestellt. Ein Kondensator 30 besteht aus einem Wärmetauschernetz 31, welches durch Flachrohre 32 und dazwischen angeordnete Wellrippen 33 gebildet wird. Die Enden der Flachrohre 32 münden in ein Sammelrohr 34 und sind mit diesem verlötet. Das Sammelrohr 34 weist in vereinfachter Darstellung eine obere Kammer 35 auf (es kann auch eine weitere Unterteilung in mehrere Kammern vorgesehen sein) sowie eine untere Kammer 36, die durch eine Trennwand 37 abgeteilt ist. Parallel zum Sammelrohr 34 ist ein rohrförmiger Sammler 38 angeordnet, der stirnseitig durch je einen Deckel 39 und 40 druck- und fluiddicht abgeschlossen ist. Die Kammer 35 des Sammelrohres 34 steht über eine Öffnung 41 mit dem Inneren des Sammlers 38 in Verbindung, und die untere Kammer 36 steht über eine Überströmöffnung 42 in Fluidverbindung mit dem unteren Teil 43 des Sammlers 38. Im Innenraum 44 des Sammlers 38 ist ein Trockner-/Filtereinsatz 45 angeordnet, der im Wesentlichen aus einer perforierten, metallischen rohrförmigen Hülse 46 besteht, die koaxial im Sammler 38 unter Belassung eines Ringspaltes 47 mittels zweier stirnseitig angeordneter ringförmiger Flansche 48 und 49 befestigt ist. Innerhalb der perforierten Hülse 46 befindet sich Trocknergranulat 50. Die rohrförmige Hülse 46 ist stirnseitig durch ebenfalls perforierte Stirnbleche (nicht dargestellt) abgeschlossen. Am unteren Ende der Hülse 46 befindet sich stirnseitig zusätzlich ein Filtersieb 51.Another embodiment is shown in FIG . A
Die gesamte Trockner-/Filtereinheit 45 einschließlich der Ringflansche 48, 49 wird vor dem Lötprozess des Kondensators in das Innere des Sammelrohres 44 eingebracht und dort positioniert. Anschließend wird der Sammler 38 durch die beiden Deckel 39, 40 verschlossen. Danach wird der gesamte für den Lötprozess vorbereitete Kondensator in den Lötofen verbracht und dort verlötet. Nach dem Lötprozess ist die Trockner-/Filtereinheit 45 voll funktionsfähig, was in folgender Weise geschieht:The entire dryer /
Das Kältemittel strömt - analog den vorherigen Ausführungsbeispielen - dem Pfeil a folgend über die Überströmöffnung 41 zunächst in den Ringraum 47 und von dort über die Perforation der Hülse 46 in deren Inneres. Dort kommt das Kältemittel mit dem Granulat 50 in Kontakt, wodurch die Dehydrierung erfolgt. Aus dem Inneren der Hülse 46 kann das Kältemittel sowohl nach oben in den Raum 44 als auch nach unten in den Raum 43 entweichen. Im oberen Teil 44 wird sich die gasförmige Phase des Kältemittels ansammeln, während die flüssige Phase durch das Filtersieb 51 in den unteren Raum 43 strömen wird, so daß sich dort vornehmlich flüssiges Kältemittel sammeln wird; dieses tritt dann über die Überströmöffnung 42 in die Kammer 36 und dann in die letzten Rohre des Kondensators ein, die in der Regel die sogenannte Unterkühlstrecke des Kondensators bilden.The refrigerant flows - analogous to the previous embodiments - following the arrow a via the
- 11
- KältemittelkondensatorRefrigerant condenser
- 22
- Sammelrohrmanifold
- 33
- Flachrohrflat tube
- 44
- Wellrippencorrugated fins
- 55
- Sammlercollector
- 66
- Innenrauminner space
- 77
- Wandwall
- 8/98.9
- Überströmöffnungoverflow
- 1010
- Trennwandpartition wall
- 1111
- Trockner/FiltereinsatzDryer / filter cartridge
- 1212
- Metallischer KäfigMetallic cage
- 12'12 '
- Öffnungenopenings
- 1313
- Granulatgranules
- 1414
- Filtersiebfilter screen
- 1515
- Rahmenframe
- 1616
- Spaltgap
- 1717
- Innenwandinner wall
- 1818
- Kammerchamber
- 2020
- Trocknerstabdryer bar
- 3030
- Kondensatorcapacitor
- 3131
- WärrnetauschernetzWärrnetauschernetz
- 3232
- Flachrohreflat tubes
- 3333
- Wellrippencorrugated fins
- 3434
- Sammelrohrmanifold
- 35/3635/36
- Kammerchamber
- 3737
- Trennwandpartition wall
- 3838
- Sammlercollector
- 39/4039/40
- Deckelcover
- 4141
- Überströmöffnungoverflow
- 4242
- Überströmöffnungoverflow
- 4343
- Unterer Teil des SammlersLower part of the collector
- 4444
- Innenraum des SammlersInterior of the collector
- 4545
- Trockner-/FiltereinsatzDryer / filter cartridge
- 4646
- Hülseshell
- 4747
- Ringraumannulus
- 48/4948/49
- Ringförmiger FlanschAnnular flange
- 5050
- Granulatgranules
- 5151
- Filtersiebfilter screen
Claims (9)
- Refrigerant condenser, made by brazing and consisting of a heat exchange network (31) with flat tubes (3, 32) and corrugated fins (4, 33), collector tubes (2, 34) which are in fluid connection with the flat tubes (3, 32), and a collector (5, 38) arranged in parallel with a collector tube, which accommodates inside itself a drier and/or filter and which is in fluid connection with the collector tube (2, 34) via overflow openings (8, 9; 41, 42), such that the drier (11, 20, 46) and/or the filter (14, 15; 51) is/are connected to the collector (5, 38) by a permanent joint made before or during the brazing process, characterised in that the drier consists of a perforated metallic container (12, 46) with a granulated desiccator (13, 50) in it and the metallic container (12, 46) is connected to the inside wall of the collector (5, 7; 38), the metallic container (12, 46) consisting of an alloy that can be brazed and being brazed to the collector (5, 7; 38).
- Refrigerant condenser according to Claim 1, characterised in that the drier (11, 20, 46) is connected to a filter screen (14, 51), which is connected to the inside wall of the collector (5, 38).
- Refrigerant condenser according to either of the preceding Claims, characterised in that the filter screen (14, 51) consists of an alloy that can be brazed.
- Refrigerant condenser according to any of the preceding claims, characterised in that the desiccator material consists of a solid mass (20).
- Refrigerant condenser according to Claim 4, characterised in that the solid desiccator mass (20) is connected to the filter element (15).
- Refrigerant condenser according to any of the preceding claims, characterised in that the drier and filter screen are made as an integrated unit (45) arranged in the collector (38) and connected thereto.
- Refrigerant condenser according to Claim 6, characterised in that the drier and filter screen are made as a tubular unit (45) arranged coaxially with an annular aperture in the collector (38) and connected to the collector (38) at its ends.
- Refrigerant condenser according to Claims 6 or 7, characterised in that the filter screen (51) is arranged at the front and/or coaxially.
- Process for the production of a refrigerant condenser according to any of the preceding claims, characterised in that the drier (11, 12; 20; 46) with desiccator material and/or the filter (14, 15; 51) are positioned in the collector (5, 38) before the brazing of the condenser (1, 30), and are connected to the collector either before or during the brazing process.
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