EP1656532A1

EP1656532A1 - Vorrichtung zum austausch von wärme

Info

Publication number: EP1656532A1
Application number: EP04763698A
Authority: EP
Inventors: Uwe FÖRSTER; Kurt Molt; Gerrit WÖLK
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2003-08-05
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2006-05-17
Also published as: JP2007501371A; DE102004037688A1; WO2005017437A1; US20060254760A1

Abstract

Eine Vorrichtung zum Austausch von Wärme, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Durchflusseinrichtung (8) und wenigstens einer Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung. Dabei weist die Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung mindestens zwei Formteile (2, 3) und wenigstens zwei Begrenzungselemente auf und die Formteile (2, 3) bilden wenigstens zwei Strömungswege (5, 6) für ein Fluid. Die Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung weist in wenigstens einem Abschnitt einen Übergangsbereich (11) auf, welcher die Strömungswege (5, 6) der Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung wenigstens teilweise miteinander verbindet. Die Formteile (2, 3) berühren sich in wenigstens drei Abschnitten flächig.

Description

BEHR GmbH & Co. KG Mauserstraße 3, 70469 Stuttgart

Vorrichtung zum Austausch von Wärme

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Austausch von Wärme, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Derartige Vorrichtungen zum Austausch von Wärme beispielsweise für Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen sind aus dem Stand der Technik bekannt.

Diese Vorrichtungen weisen im Stand der Technik eine Vielzahl von flach- rohrartigen Durchflusseinrichtungen für ein Kältemittel auf, an deren Enden Sammel- und/oder Verteilungseinrichtungen angeordnet sind. Dabei ist es bekannt, dass die Vielzahl von Durchflusseinrichtungen im wesentlichen in zwei zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind. Zu diesem Zweck weisen die Sammel- und Verteilungseinrichtungen zwei voneinander getrennte Strömungswege auf. Diese Strömungswege werden im Stand der Technik über Strömungsverbindungen zwischen den beiden Strömungswegen her- gestellt. Dabei besteht das Problem, dass dies einerseits in der Herstellung relativ teuer ist und andererseits die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zum Austausch von Wärme den teilweise geforderten hohen Drücken nicht gewachsen sind.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen gegenüber dem Stand der Technik in der Herstellung kostengünstigere Vorrichtung zum Austausch von Wärme zu schaffen. Dies wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Austausch von Wärme weist wenigstens eine Durchflusseinrichtung, bevorzugt eine Vielzahl von Durchflusseinrichtungen und wenigstens eine Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung auf. Dabei weist die Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung wenigstens zwei Formteile auf sowie gegebenenfalls vorteilhaft auch zumindest ein oder zwei Begrenzungselemente. Die Formteile bilden dabei wenigstens zwei Strömungswege für ein Fluid.

Vorteilhafter Weise weist die Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung in einem Ausführungsbeispiel wenigstens in einem Abschnitt einen Übergangsbereich auf, der wenigstens zwei Strömungswege der Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung wenigstens teilweise miteinander verbindet. Dabei berühren sich die Formteile in wenigstens drei Abschnitten flächig.

Unter einem Formteil wird dabei eine modulare Einheit verstanden, die eine vorgegebene Form aufweist.

Unter einem Begrenzungselement wird im Rahmen der vorliegenden Erfin- düng ein Element bzw. eine Einrichtung verstanden, welche zur Ab- bzw. Begrenzung einer weiteren Einrichtung, wie beispielsweise einer Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung, dient.

Unter einem miteinander Verbinden wird ein Verbinden in der Weise ver- standen, dass durch diese Verbindung ein flüssiges und/oder gasförmiges Fluid, wie beispielsweise ein Kältemittel, strömen kann. Unter einem flächigen Berühren wird verstanden, dass eine Berührung nicht nur punktuell in einzelnen Bereichen auftritt, sondern in einem durchgehenden Bereich, beispielsweise entlang einer Linie, welche eine endliche Breite aufweist.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Formteile aus einem Material hergestellt, welches aus einer Gruppe von Materialien ausgewählt ist, welche Aluminium, Aluminiumlegierungen, Eisen, Eisenlegierungen, Bronze, Kupfer, Kupferlegierungen und dergleichen aufweist. ln einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Formteile wenigstens entlang einer Längsachse im wesentlichen spiegelsymmetrisch. Dies bedeutet, dass in geometrischer Hinsicht die Formteile zu einer Ebene, welche die Längsachse enthält, im wesentlichen spiegelsymmetrisch sind. Da- bei handelt es sich um eine Ebene, die im wesentlichen senkrecht auf einer durch die beiden Strömungswege aufgespannten Ebene liegt. Unter im wesentlichen spiegelsymmetrisch wird verstanden, dass bei der Betrachtung der Symmetrie kleinere Unregelmäßigkeiten oder auch Vorsprünge und Ausnehmungen unberücksichtigt bleiben.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die sich berührenden Abschnitte voneinander räumlich beabstandet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist wenigstens ein Formteil randseitige Vorsprünge auf, die wenigstens teilweise ein zweites Formteil in wenigstens einer vorgege- benen Position fixieren. Dabei kann bevorzugt das zweite Formteil Ausnehmungen aufweisen, in welche die Vorsprünge eingreifen. Dabei dienen die Vorsprünge dazu, die beiden Formteile gegenüber einander zu fixieren, um dann in einem weiteren Schritt eine derartig vorfixierte Position endgültig zu fixieren.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung wenigstens ein inneres und ein äußeres Formteil auf. Dies ist dahingehend zu verstehen, dass beim Zusammenbau bzw. bei der Vorfixierung ein Formteil wenigstens in einem Abschnitt seiner Außenwände in wenigstens einen Abschnitt der Innenwände des zweiten Formteils eingreift bzw. damit in Berührung kommt. Dies wird unten im Zusammenhang mit den Figuren erläutert.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die einzelnen Formteile auch Bohrungen aufweisen, welche ebenfalls zur Vorfixierung dienen. Dabei sind bevorzugt die Bohrungen derart angeordnet, dass beispielsweise ein im wesentlichen langgestreckter Gegenstand durch beide Bohrungen hindurchgeführt werden kann und auf diese Weise die Formteile gegenüber einander fixiert werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform schließen die Begrenzungselemente wenigstens einen Strömungsweg des Sammelrohrs gas- und/oder flüssigkeitsdicht ab. Das heißt, dass an dem Begrenzungselement im wesentlichen keine Flüssigkeit und/oder ein Gas vorbeifließen kann.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Formteile Ausnehmungen für die wenigstens teilweise Aufnahme von Flachrohren auf, welche einen vorgegebenen Winkel in Bezug auf die Hauptausdehnungsrichtung der Sammelrohre aufweisen. Dabei können die Ausnehmungen ei- nen beliebigen geometrischen Querschnitt besitzen, beispielsweise rechtek- kartig, ellipsenförmig, allgemein polygonförmig oder Mischformen hieraus. Daneben können die Ausnehmungen zusätzliche Ausformungen aufweisen, welche beispielsweise als Einführschräge für die Flachrohre dienen. Der vorgegebene Winkel der einzelnen Durchflusseinrichtungen bzw. Flachrohre liegt zwischen 0° und 90°, bevorzugt zwischen 0° und 30° und besonders bevorzugt zwischen 0° und 10°.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Übergangsbereiche, welche die Strömungswege des Sammelrohrs wenigstens teilweise mit- einander verbinden, beliebige geometrische Querschnitte auf, welche aus einer Gruppe von Querschnitten ausgewählt sind, die polygonartig, kreis- oder ellipsenförmig sind oder Mischformen aus diesen Querschnitten aufweisen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Formteile wenigstens drei Verbindungsbereiche auf, innerhalb welcher wenigstens zwei Formteile kraft-, form- und/oder stoffflüssig verbunden sind. Dabei handelt es sich bevorzugt um diejenigen Abschnitte, in welchen sich die Formteile flächig berühren.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Strömungswege der Sammelrohre im Querschnitt eine Form auf, welche im wesentlichen kreisförmig, tropfenförmig, polygonförmig, elliptisch, Mischformen hieraus oder dergleichen ist. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Verbindungsbereich der Formteile zwischen den Strömungswegen wenigstens teilweise thermisch entkoppelt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist im Bereich der Übergangsbereiche der Verbindungsbereich der Formteile zwischen den Strömungswegen unterbrochen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Formteile im Querschnitt eine im wesentlichen W- oder ω-förmige Gestalt auf.

Dabei sind bevorzugt die innerhalb eines Strömungsweges befindlichen Kanten wenigstens teilweise abgerundet.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Übergangsbereich wenigstens in einem Abschnitt um einen vorgegebenen Winkel in Bezug auf die Längsachse der Sammel- oder Verteilungseinrichtung verdreht. Dieser Winkel liegt zwischen 0° und 90°, bevorzugt zwischen 15° und 75°, besonders bevorzugt zwischen 30° und 60° und insbesondere bei etwa 45°. Dies bedeutet, dass die Strömungsrichtung des Kältemittels in diesem Abschnitt gegenüber der Längsachse unter dem vorgegebenen Winkel verläuft.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Formteile wenigstens im Bereich der Aufnahme der Begrenzungselemente Ausnehmungen auf, in welche die Begrenzungselemente wenigstens teilweise eingreifen. Bevorzugt können Begrenzungselemente im wesentlichen in diese Ausnehmungen eingeschoben werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich eine Vielzahl von Durchflusseinrichtungen zwischen zwei Sammel- und/oder Verteilungseinrichtungen. Dabei sind bevorzugt die Vielzahl von Durchflusseinrichtungen an wenigstens zwei zueinander im wesentlichen parallelen Ebenen angeordnet. Es liegt jedoch auch im Bereich der Erfindung, die Vielzahl der Durchflusseinrichtungen in mehr als zwei im wesentlichen zueinander paral- lelen Ebenen anzuordnen. ln einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Vielzahl von Flachrohren an wenigstens einer Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung angeordnet und wenigstens zwei Strömungswege der Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung werden durch die Vielzahl von Durchflusseinrichtungen bzw. Flachrohren hydraulisch miteinander verbunden. Zu diesem Zweck weisen die Durchflusseinrichtungen wenigstens einen gebogenen bzw. gekrümmten Abschnitt auf. Bei dieser Ausführungsform werden bevorzugt nur insgesamt zwei Sammel- und/oder Verteilungseinrichtungen vorgesehen.

Innerhalb der bevorzugten Ausführungsform wird die thermische Entkopplung der Strömungswege durch wenigstens eine abschnittsweise Ausnehmung im Verbindungsbereich der Formteile zwischen den Strömungswegen bewirkt. Dabei kann sich diese Ausnehmung jedoch auch entlang im wesent- liehen der gesamten Länge der Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung erstrecken.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Oberflächen der Form- und/oder Bauteile der Vorrichtung mit Lot beschichtet.

Die Erfindung ist ferner auf ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zum Austausch von Wärme, insbesondere für Kraftfahrzeuge, gerichtet, welches wenigstens eine Durchflusseinrichtung bzw. ein Flachrohr und wenigstens eine Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung aufweist.

Dabei werden in einem ersten Schritt die Formteile zu einer Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung zusammengesetzt und anschließend fixiert. Danach werden in weiteren Schritten die übrigen Bauteile zusammengesetzt und fixiert. Schließlich werden die Form- und/oder Bauteile stoffschlüssig miteinander verbunden.

Bevorzugt wird die Fixierung der Formteile durch Umformen der Vorsprünge wenigstens eines Formteils bewirkt. Die Erfindung ist ferner auf eine Vorrichtung zum Klimatisieren der in einen Fahrzeuginnenraum einen Kraftfahrzeugs geleiteten Luft gerichtet, welche wenigstens einen Verdichter, einen Verdampfer, ein Expansionsventil und einen Kühler aufweist, wobei wenigstens ein Verdampfer und/oder Kühler eine Vorrichtung der oben beschriebenen Art aufweist.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Teildarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Austausch von Wärme in einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung;

Fig. 3 ein Formteil für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Austausch von Wärme;

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Formteil für eine erfindungsgemäße Vor- richtung zum Austausch von Wärme aus Fig. 3;

Fig. 5 eine Darstellung entlang der Linie A-A in Fig. 4;

Fig. 6 eine Darstellung eines weiteren Formteiles für eine erfindungsge- mäße Vorrichtung zum Austausch von Wärme;

Fig. 7 eine Darstellung entlang der Linie A-A in Fig. 6;

Fig. 8 eine teilweise Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Austausch von Wärme;

Fig. 9 eine weitere Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Austausch von Wärme; Fig. 10 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Austausch von Wärme in einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 11 eine Teildarstellung eines Formteils in einer weiteren Ausfüh- rungsform;

Fig. 12 eine weitere Teildarstellung des Formteils aus Fig. 11 ;

Fig. 3 eine Ansicht entlang der Linien A-A in Fig. 12;

Fig. 14 eine Ansicht entlang der Linien B-B in Fig. 12;

Fig. 15 eine Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Austausch von Wärme in ausein- andergebautem Zustand;

Fig. 16 eine Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung in einer weiteren Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Austausch von Wärme.

In Fig. 1 bezieht sich das Bezugszeichen 1 auf eine Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Austausch von Wärme.

Diese weist ein erstes Formteil 2, in diesem Fall einen Boden, und ein zweites Formteil 3, einen Deckel, auf. Im Folgenden wird das erste Formteil 2 als Boden und das zweite Formteil 3 als Deckel bezeichnet.

Das Bezugszeichen 4 bezieht sich auf am Deckel 3 angebrachte Laschen, welche der Vorfixierung mit dem Boden dienen. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Boden innenliegend und der Deckel außenliegend. Es könnte jedoch auch umgekehrt der Boden außenliegend und der Deckel innenliegend sein. Auch könnten die Laschen anstelle am Deckel auch am Boden angeordnet sein, oder ein Teil der Laschen am Deckel und ein weite- rer Teil am Boden. lm Boden 3 sind Aufnahmen bzw. Aufnahmeeinrichtungen 7 zur Aufnahme von Durchflusseinrichtungen bzw. Flachrohren 8 vorgesehen. Diese Aufnahmeeinrichtungen können eine beliebige, bevorzugt an die Geometrie der Durchflusseinrichtungen angepasste, Form aufweisen. Die Verdrehung der Endabschnitte 9 der Durchflusseinrichtungen 8 dient als Rohranschlag. Dies ist jedoch nicht unbedingt nötig. Bezugszeichen 13 bezieht sich auf eine Ausstanzung bzw. Ausnehmung im Boden 2 und/oder im Deckel 3, welche der thermischen Trennung dient. Das Bezugszeichen 11 bezeichnet einen Überströmkanal bzw. eine Verbindung zwischen dem linken und dem rechten Strömungsweg in Fig. 1. Zum Verschließen der Sammel- und/oder Verteilungseinrichtungen dienen Trennwände 10.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt der Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung aus Fig. 1. Dabei beziehen sich die Bezugszeichen 5 und 6 auf die beiden Strömungskanäle der Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung, die einen vorgegebenen hydraulischen Durchmesser aufweisen. Der Boden 2 und der Deckel 3 berühren sich in der hier gezeigten Darstellung in drei Bereichen flächig, nämlich in der Mitte entlang der vertikalen eingezeichneten Linie und im jeweils rechten und linken Rand in Fig. 2. Das Bezugszeichen 4 kennzeichnet einen Vorsprung bzw. eine Lasche, die der Vorfixierung des Bodens gegenüber dem Deckel dient.

Fig. 3 zeigt einen Boden 2 für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Austausch von Wärme. Dabei ist insbesondere die Ausstanzung 13 zur thermischen Trennung sowie der Übergangsbereich 11 gezeigt. Die Ausstanzung ist hier nicht entlang der gesamten Länge des Bodens vorgesehen, nur im Bereich zwischen einem Ende des Bodens und der Verbindung 11. Besonders in diesem Bereich kommt der thermischen Trennung eine beson- ders hohe Bedeutung zu, da in dem Bereich nach der Zuführung des Kältemittels sich die Temperatur des Kältemittels während des Durchflusses sehr stark und schnell ändert.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf den Deckel 2 aus Fig. 3 zur Veranschauli- chung der Geometrie. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Über- gangsbereich in einem Winkel von 45° gegenüber der Längsrichtung des Deckels und damit der Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung angeordnet.

Die Aufnahmeeinrichtungen für die Durchflusseinrichtungen weisen hier eine längliche Gestalt auf, und die Längsrichtung liegt im wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Bodens.

Fig. 5 zeigt eine Darstellung entlang der Linie A-A in Fig. 3. Dabei ist insbe- sondere der Übergangsbereich 11 gezeigt. Der Übergangsbereich 11 wird durch eine entsprechende Ausformung des Bodens 14 gebildet. Das Bezugszeichen 7 bezieht sich auf die Aufnahmeeinrichtungen für die Durchflusseinrichtungen.

Fig. 6 zeigt eine Deckeleinrichtung 3 für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Austausch von Wärme. Das Bezugszeichen 4 kennzeichnet Vorsprünge bzw. Laschen, welche zur Vorfixierung mit der Bodeneinrichtung 2 dienen. Das Bezugszeichen 12 kennzeichnet zwei Trennwände, welche in den beiden Strömungswegen angeordnet sind und dazu dienen, den Durchfluss des Kältemittels entlang der Längsrichtung der Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung zu verhindern. Weitere Trennwände 10 sind am Ende der Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung angeordnet.

Fig. 7 zeigt eine Ansicht aus Fig. 6 entlang der Linien A-A. Auch der Deckel 3 weist im Bereich des Übergangsbereiches eine Ausnehmung oder Ausformungen 15 auf.

Fig. 8 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Austausch von Wärme zur Veranschaulichung der Strömungswege für das Kältemittel. Das Käl- temittel gelangt über eine (nicht gezeigte) Zuführung in den mit 16 gekennzeichneten Bereich der Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung 1. In diesem Bereich kann sich das Kältemittel zwischen dem unteren Ende der Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung und der Trennwand 12 verteilen. Das Kältemittel gelangt über die Durchflusseinrichtungen 8, zwischen denen bevorzugt Kühlrippen 38 angeordnet sind, in die untere Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung 1a bzw. den Bereich 17a derselben. Dort kann es sich entlang der gesamten Länge der unteren Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung bzw. dem in der Figur dargestellten rechten Strömungsweg bzw. Bereich 17a verteilen.

Das Kältemittel strömt nun über die Durchflusseinrichtungen 8 in den Bereich 18 der obigen Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung 1. Von dort gelangt das Kältemittel über den Übergangsbereich 11 in den Abschnitt 19 der Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung 1. Dieser Abschnitt erstreckt sich im wesentlichen zwischen der in der Figur linken Trennwand 12 und dem unteren Ende der Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung 1. Von dort gelangt das Fluid über die Durchflusseinrichtungen 8 in den in der Fig. links gezeigten Bereich 17b der Sammel- und Verteilungseinrichtung 1. Hier kann es sich wieder entlang der gesamten Längsrichtung des Strömungsweges, das heißt der Sammel- und Verteilungseinrichtung, verteilen. Schließlich gelangt das Kältemittel über die Durchflusseinrichtungen 8 in Abschnitt 20 und fließt schließlich über eine (nicht gezeigte) Ableitung aus der Vorrichtung zum Austausch von Wärme ab.

In Fig. 9 ist eine weitere Möglichkeit für die Führung des Mediums, das heißt des Kältemittels, innerhalb der Vorrichtung zum Austausch von Wärme gezeigt. Dabei wird die Vorrichtung zuerst vollständig im unteren Bereich, das heißt sämtliche Durchflusseinrichtungen in beiden Ebenen unterhalb der Trennungen 12 werden von dem Kältemittel durchflössen. Schließlich wird das Kältemittel über die Verbindung 11 in den oberen Bereich der Vorrichtung geführt und durchläuft anschließend wieder die vollständige Vorrichtung in diesem oberen Bereich.

Zu diesem Zweck weist auch die in Fig. 9 gezeigte Sammel- und/oder Ver- teileinrichtung 1 ' (nicht gezeigte) Trennwände auf.

Fig. 10 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Austausch von Wärme in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform. In dieser Ausführungsform weist die Vorrichtung lediglich eine Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung 1 mit zwei Strömungswegen auf. Die Durchflusseinrichtungen 8 weisen einen gekrümmten Bereich 8a auf. Das Kältemittel fließt hier von dem in der Figur rechtsseitig gezeigten Strömungsweg in den linksseitigen Strömungsweg. Diese Vorrichtung weist (nicht gezeigte) Trennwände auf, die sich an den mit Bezugszeichen 33 und 34 gekennzeichneten Stellen befinden. Daneben ist ein Übergangsbereich 11 vorgesehen, der die beiden Strömungswege miteinander verbindet. Der Verlauf des Kältemittels in der in Fig. 10 gezeigten Vorrichtung entspricht demjenigen in Fig. 9.

In Fig. 11 ist eine weitere Draufsicht auf die Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind die Aufnahmeeinrichtungen nicht parallel zur Längsrichtung der Sammel- und/oder Verteilein- richtung 1 , sondern gegenüber der Längsrichtung in einem vorgegebenen Winkel angeordnet. Das Bezugszeichen 13 kennzeichnet die Ausnehmung, die zur thermischen Trennung der beiden Bereich 5 und 6 der Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung 1 dient. Der Deckel weist Vorsprünge 4 auf, welche zur Vorfixierung der Deckeleinrichtung gegenüber dem Boden die- nen.

In Fig. 12 ist eine Detaildarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Austausch von Wärme gezeigt. Dabei sind hier die Aufnahmeeinrichtungen 7 wieder im wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Sammel- und/oder Verteileinrichtung 1.

In Fig. 13 ist die Darstellung entlang der Linien A-A aus Fig. 12 gezeigt. Man erkennt, dass die Ausnehmung 7 gegenüber dem Boden 2 abgesenkt ist.

Fig. 14 zeigt einen Schnitt der Sammel- und/oder Verteileinrichtung aus Fig. 12 entlang der Linie B-B. Dabei kommt die im wesentlichen W- bzw. Ω- förmige Gestalt des Bodens zur Geltung.

Fig. 15 zeigt die Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung 1a beispielsweise nach Fig. 8, wobei hier der Deckel und der Boden voneinander getrennt wur- den, um eine Innenansicht zu ermöglichen. Es sind mehrere Einschubeinrichtungen 44 vorgesehen, in welche Trennwände 12 eingeschoben werden können. Die Bezugszeichen 10 beziehen sich auf eine Abschlusseinrichtung, welche die Vorrichtung zum Austausch von Wärme nach unten und oben abschließen.

Fig. 16 zeigt eine Darstellung eines Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Austausch von Wärme mit Blick in den Innenraum. Dabei kennzeichnen die Bezugszeichen 21 , 22, 23 und 24 die unter- schiedlichen Strömungsbereiche der Durchflusseinrichtung. Die Trennwände 12 unterteilen dabei die Bereiche 23 und 24 bzw. 21 und 23. Das Bezugszeichen 25 kennzeichnet einen Vorsprung, der zur Bildung des Übergangsbereichs 11 dient, entlang dessen eine Führung des Kältemittels zwischen den Bereichen 21 und 22 möglich ist. Die Vorrichtung kann eine oder auch eine Vielzahl derartiger Übergangsbereiche aufweisen. Dabei wirkt die Einrichtung 25 und die Einrichtung 25' zusammen, um die tatsächliche Führung des Kältemittels zu bewirken. Diese Verbindung kann, wie bereits oben ausgeführt, einen beliebigen Querschnitt aufweisen oder einen beliebigen Winkel zu den Strömungskanälen bzw. den Bereichen 21 , 22, 23 und 24 aufweisen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können jedoch auch entweder nur am Deckel oder nur am Boden derartige Versprungsteile 25, 25 für die Strömungsverbindung angeordnet sein. Weiter ist es auch möglich, die Strömungsverbindung auf die Weise herzustellen, dass zwei zueinander parallel liegende Trennwände mit Öffnungen in die Sammel- und/oder Ver- teilein richtung eingeschoben werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind der Deckel und der Boden einer Ebene, welche senkrecht durch alle Berührflächen verläuft, bezüglich zueinander spiegelsymmetrisch angeordnet.

Ferner ist es auch möglich, das Kältemittel in anderer Weise durch die Vorrichtung zum Austausch von Wärme zu führen, das heißt, mehrere Übergangsbereiche vorzusehen oder auch mehrere hintereinander angeordnete Strömungswege. So könnten die Durchflusseinrichtungen auch in mehr als zwei zueinander parallelen Ebenen angeordnet sein. Die Durchströmung zum Austausch von Wärme kann sowohl von oben nach unten als auch von unten nach oben erfolgen.

Die Zuführung und die Ableitung für das Kältemittel können entweder beide an einer Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung angeordnet sein oder auch in unterschiedlichen Sammel- und/oder Verteilungseinrichtungen.

Die Figuren 17 bis 19 zeigen weitere Ausführungsbeispiele, wobei in Figur 17 eine Sammel- und Verteileinrichtung 100, wie beispielsweise Sammelrohr, im Schnitt dargestellt ist. Dabei ist die Sammel- und Verteileinrichtung 100 aus zwei Formteilen 101 und 102 zusammengesetzt, wobei die beiden Formteile an mindestens drei Flächen und Gegenflächen flächig aneinander anliegen. Zwischen den beiden Formteilen 101 ,102 sind zwei Kanäle 103,104 gebildet. In die Formteile 101 und/oder 102 sind in Schlitze Trennwände 110 eingefügt, um einen Fluidstrom innerhalb der Sammel- und Verteileinrichtung zu lenken oder zu unterbinden. Dabei umgreift das eine Formteil 101 das andere Formteil 102 zumindest teilweise mittels seinen Endbereichen oder an diesem angeordnete oder angeformte Laschen 105,106.

In das Formteil 101 sind weiterhin Schlitze eingebracht, in welche Rohrenden eingesetzt sind, um mit dem Innenraum der Sammel- und Verteileinrichtung in Fluidkommunikation zu stehen. In diese Schlitze oder Öffnungen sind die Ende der Rohre 120 eingesetzt, wobei die Enden dazu tordiert sind, so daß die senkrecht in die Schlitze eingefügt werden.

Die Figur 18 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Figur 17 in einer Ansicht ohne den Deckel 102. Die Rohrenden 121 sind in den senkrecht ausgerichteten Schlitzen eingebracht. Der Übertritt von einem Kanal 130 in den anderen Kanal 131 erfolgt durch einen im wesentlichen quer veriaufenden Kanal 140, wobei die jeweils senkrecht verlaufenden Kanäle durch zwei Trennwände 141 ,142 blockiert werden.

Die Figur 18 zeigt eine Ansicht eines entsprechenden Sammelrohrs, wobei der Kanal als Überströmungsbereich 140a durch eine Auswölbung in zumin- dest einem der beiden Formteile der Sammel.- und Verteileinrichtung gebildet sind, wobei die Auswölbung entweder im Deckel 102, im Boden 101 oder in beiden Formteilen vorgesehen werden kann, und weiterhin zwei verstärkte Trennwände 141a, 142a zur Blockierung der senkrechten Kanäle vorgesehen sind.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Vorrichtung zum Austausch von Wärme, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit wenigstens einer Durchflusseinrichtung (7) und wenigstens o einer Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung (1 ), wobei die Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung (1 ) wenigstens zwei Formteile (2, 3) und die Formteile wenigstens zwei Strömungswege (5, 6) für ein Fluid bilden,5 dadurch gekennzeichnet, dass sich die Formteile (2,3) in wenigstens drei Abschnitten flächig berühren.0

2. Vorrichtung zum Austausch von Wärme, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit wenigstens einer Durchflusseinrichtung (7) und wenigstens einer Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung (1 ),

5 wobei die Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung (1 ) wenigstens zwei Formteile (2, 3) und gegebenenfalls zumindest ein oder zwei Begrenzungselemente aufweist und die Formteile wenigstens zwei Strömungswege (5, 6) für ein Fluid bilden,

0 dadurch gekennzeichnet, dass die Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung wenigstens in einem Abschnitt einen Übergangsbereich (12) aufweist, welcher die Strömungswege (5, 6) der Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung we-5 nigstens teilweise miteinander verbindet, und sich die Formteile (2,3) in wenigstens drei Abschnitten flächig berühren.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Formteile (2, 3) aus einem Material hergestellt sind, welches aus einer Gruppe von Materialien ausgewählt ist, welche Aluminium, Aluminumlegierungen, Eisen, Eisenlegierungen, Bronze, Kupfer, Kupferlegierungen und dergleichen aufweist.

4. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formteile (2, 3) wenigstens entlang einer Längsachse im wesentlichen spiegelsymmetrisch sind.

5. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sich berührenden Abschnitte voneinander räumlich beabstandet sind.

6. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Formteil (3) randsei- tige Vorsprünge (4) aufweist, die wenigstens teilweise ein zweites Formteil (2) in wenigstens einer vorgegebenen Position fixieren.

7. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung wenigstens ein inneres und ein äußeres Formteil aufweist.

8. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungselemente (10) wenigstens einen Strömungsweg der Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung gas- und/oder flüssigkeitsdicht verschließen.

9. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formteile (2, 3) Aufnahmeein- richtungen (7) für die wenigstens teilweise Aufnahme von Flachrohren (8) aufweisen, welche einen vorgegebenen Winkel in bezug auf die Hauptausdehnungsrichtung der Sammelrohre aufweisen.

10. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formteile (2, 3) wenigstens drei Verbindungsbereiche aufweisen, innerhalb welcher wenigstens zwei Formteile, kraft-, form- und/oder stoffschlüssig verbunden sind.

11. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungswege der Sammel- und/oder Verteilungseinrichtung im Querschnitt eine Form aufweisen, welche im wesentlichen kreisförmig, tropfenförmig, polygonförmig, elliptisch, Mischformen und/oder dergleichen ist.

12. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich der Formteile zwischen den Strömungswegen wenigstens teilweise thermisch entkoppelt ist.

13. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Übergangsbereiche (11) der Verbindungsbereich wenigstens eines Formteils zwischen den Strömungswegen unterbrochen ist.

14. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formteile (2, 3) im Querschnitt eine im wesentlichen W-förmige oder ω-förmige Gestalt aufweisen.

15. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die innerhalb eines Strömungswegs (5, 6) befindlichen Kanten abgerundet sind.

16. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich (11 ) in bezug auf seine Längsachse um einen vorgegebenen Winkel in Bezug auf die Längsachse des Sammelrohrs verdreht angeordnet ist, welcher zwischen 0° und 90°, bevorzugt zwischen 15° und 75°, besonders bevorzugt zwischen 30° und 60° und insbesondere bei etwa 45° liegt.

5 17. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formteile (2, 3) wenigstens im Bereich der Aufnahme der Begrenzungselemente Ausnehmungen aufweisen, in welche die Begrenzungselemente wenigstens teilweise0 eingreifen.

18. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Vielzahl von Flachrohren5 (8) zwischen zwei Sammel- und/oder Verteilungseinrichtungen mit jeweils zwei Strömungswegen (5, 6) erstrecken.

19. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Flachrohren (8) an o einem Sammelrohr angeordnet sind und wenigstens zwei Strömungswege des Sammelrohrs hydraulisch miteinander verbinden.

20. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die thermische Entkopplung der5 Strömungswege durch wenigstens eine abschnittsweise Ausnehmung (13) im Verbindungsbereich der Formteile (2, 3) zwischen den Strömungswegen (5, 6) bewirkt wird.

21. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, 0 dadurch gekennzeichnet, dass das die Oberflächen der Form- und Bauteile der Vorrichtung mit Lot beschichtet sind.

22. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zum Austausch von Wärme, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit wenigstens einem 5 Flachrohr und wenigstens einem Sammelrohr, mit den Schritten - Zusammensetzen der Formteile (2, 3) zu einem Sammelrohr (1) - Fixierung der Formteile - Zusammensetzung der übrigen Bauteile und deren Fixierung - Verbinden, insbesondere stoffschlüssiges Verbinden der Form- und Bauteile.

23. Verfahren gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung der Formteile durch Umformen der Vorsprünge (4) wenig- stens eines Formteils bewirkt wird.

24. Vorrichtung zum Klimatisieren der in einen Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeugs geleiteten Luft, mit wenigstens einem Verdichter, einem Verdampfer , einem Expansionsventil und einem Kühler, wobei wenigstens ein Verdampfer und/oder Kühler eine Vorrichtung gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 1 ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse einer Belüftungs-, Heizungs- oder Klimaanlage den Kühler auf- nimmt und gegebenenfalls weitere Elemente, wie Luftströmungswege oder Luftstromsteuerelemente aufweist.