WO2009010183A1

WO2009010183A1 - Wärmeübertrager

Info

Publication number: WO2009010183A1
Application number: PCT/EP2008/005354
Authority: WO
Inventors: Johannes Molitor
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2007-07-13
Filing date: 2008-07-01
Publication date: 2009-01-22
Anticipated expiration: 2010-01-13
Also published as: DE102007032717A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere Kondensator (10), für eine Kompressionskälteanlage eines Kraftwagens, welcher einen Zusammenbau einer Mehrzahl von Bauteilen mit zumindest einer Einrichtung (12) zum Hindurchleiten eines Fluids umfasst, wobei zumindest eines der Bauteile als Schalldämpfer (16) ausgebildet ist.

Description

Wärmeübertrager

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere Kondensator, für eine Kompressionskältanlage eines Kraftwagens der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art .

Die EP 1 439 367 Al beschreibt einen Wärmeübertrager für Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen, welcher an Bauteilen zwei Sammelkörper und mit den Sammelkörpern kommunizierende Leitungen zum Hindurchleiten eines Fluids aufweist. Mit einem der Sammelkörper ist ein Anschlusselement zum Anschließen einer Fluidleitung mittels eines durchströmbaren Stutzens kommunizierend und formschlüssig verbunden. Beim Löten der Bauteile des Wärmeübertragers in einem Lötofen bedarf das bereits formschlüssig mit dem Stutzen verbundene Anschlusselement keiner weiteren Fixierung vor dem Lötprozess. Das Anschlusselement ist nach dem Löten so fest mit dem Sammelkörper verbunden, dass es durch die angeschlossene Fluidleitung übertragene Kräfte, beispielsweise in Form von durch einen Verdichter in dem Fluid hervorgerufenen Pulsationen, aufnehmen kann.

Die DE 28 50 846 Al beschreibt einen Kühlwasserkühler eines Kraftfahrzeugs, welcher sich in vertikaler Richtung zwischen zwei Sammelkörpern erstreckende Leitungen für das Kühlwasser umfasst. Die Leitungen sind von Kühlrippen umgeben, wobei an einer der Leitung zugewandten Innenseite der Kühlrippe schalldämmendes Material • aufgespritzt ist, welches einer Reflexion von Geräuschen entgegenwirkt.

Die FR 2 795 812 Bl beschreibt einen Wärmeübertrager eines Kraftfahrzeugs, an welchem ein Lüfter festgelegt ist. Der Wärmeübertrager umfasst einen unteren Sammelkörper und einen oberen Sammelkörper, welche durch eine Mehrzahl von senkrechten Leitungen verbunden sind. Die Leitungen durchdringen eine Mehrzahl von flachen Kühlrippen. Zum Festlegen des Lüfters an dem Wärmeübertrager ist ein Trägerteil mit gummiartiger Elastizität vorgesehen, welches einzelne Leitungen und die an diesen angeordneten Kühlrippen umgibt. Das Trägerteil dient hierbei einem Absorbieren von Schwingungen eines Motors des Lüfters .

Die WO 97/42049 Al beschreibt einen Zusammenbau eines Heizkörpers und eines Kondensators. Der Heizkörper weist zwei Halteklammern mit jeweils einem Aufnahmegehäuse auf, welche zum Aufnehmen von Verschlussstopfen ausgelegt sind. Die Verschlussstopfen dienen zum Verschließen von Öffnungen in dem Kondensator. Beim Einfügen der Verschlussstopfen des Kondensators in die korrespondierenden Aufnahmegehäuse des Heizkörpers drückt der Verschlussstopfen gegen eine Zunge eines einstückig mit dem Heizkörper ausgebildeten Vibrationsdämpfers. Der Vibrationsdämpfer vermindert hierbei mögliche Relativbewegungen zwischen dem Heizkörper und dem Kondensator.

Die DE 34 35 262 C2 beschreibt ein Verfahren zum Anschließen eines Heizkörpers an einen Heizkörperanschluss . Hierbei wird eine in eine Gebäudewand eingesetzte Dose bereichsweise mit einem Hartschaum ausgeschäumt, um für eine Druckprüfung eines in der Gebäudewand verlegten Heizungsrohres einen Gegendruck zu erzielen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wärmeübertrager der eingangs genannten Art zu schaffen, in welchen weitere Funktionen integriert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Wärmeübertrager mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager, insbesondere Kondensator, für eine Kompressionskälteanlage eines Kraftwagens, welcher einen Zusammenbau einer Mehrzahl von Bauteilen mit zumindest einer Einrichtung zum Hindurchleiten eines Fluids umfasst, ist vorgesehen, dass zumindest eines der Bauteile als Schalldämpfer ausgebildet ist. Durch den Schalldämpfer werden beispielsweise von Pulsationen in einer Fluidleitung der Kompressionskälteanlage bewirkte Schallemissionen effizient eingedämmt. Ebenso wirkt der Schalldämpfer Schallemissionen entgegen, welche von einem Motor und/oder Zusatzaggregaten über den Verdichter auf das Fluid übertragen werden und insbesondere über einen Verdampfer der Kompressionskälteanlage in einen Fahrzeuginnenraum gelangen können.

Der Schalldämpfer ist besonders einfach vor dem Löten der Bauteile in den Zusammenbau des Wärmeübertragers integrierbar. Ein aufwendiges, nachträgliches Einsetzen und Löten des Schalldämpfers in die einfach und kostengünstig durch Umformen herstellbare Fluidleitung kann dadurch entfallen. Die Fluidleitung muss nicht von Rückständen des Lötprozesses, wie beispielsweise Flussmitteln, gereinigt werden und die Qualität der Fluidleitung ist nicht durch mögliche Leckagestellen an der Lötnaht eingeschränkt. Eine Fertigung der Kompressionskälteanlage mit integriertem Schalldämpfer ist somit vergleichsweise schnell und kostengünstig zu realisieren. Zudem beansprucht der in den Wärmeübertrager integrierter Schalldämpfer weniger Bauraum als ein in die Fluidleitung eingesetzter Schalldämpfer, auf welchen sich Bewegungen des mit der Fluidleitung verbundenen Motors übertragen und welcher den Bewegungen folgt.

Erfindungsgemäß umfasst die Einrichtung zum Hindurchleiten des Fluids zumindest einen Sammelkörper sowie eine Mehrzahl von mit dem zumindest einen Sammelkörper kommunizierenden Leitungen. Die Einrichtung zum Hindurchleiten des Fluids ermöglicht so ein besonders effizientes Abführen thermischer Energie des Fluids im Betrieb des Wärmeübertragers.

Erfindungsgemäß ist der Schalldämpfer außerhalb der Grundanordnung angeordnet ist, welche den zumindest einen Sammelkörper sowie die mit dem zumindest einen Sammelkörper kommunizierenden Leitungen umfasst. Hierbei beeinflusst der außerhalb der Grundanordnung angeordnete Schalldämpfer die Ausrichtung der die Grundanordnung bildenden Bauteile allenfalls unwesentlich.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Schalldämpfer der Einrichtung zum Hindurchleiten des Fluids zugeordnet. Dadurch sind die insbesondere durch Pulsationen in der Fluidleitung hervorgerufenen Schallemissionen besonders wirkungsvoll zu vermindern.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist an dem zumindest einen Sammelkörper zumindest ein Anschlusselement zum Anschließen der Fluidleitung vorgesehen. Die Fluidleitung ist so auf besonders einfache Weise mit dem Wärmeübertrager zu verbinden.

Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn der Schalldämpfer an dem zumindest einen Anschlusselement angeordnet ist. Dies erlaubt eine einfache Integration des Schalldämpfers in den Wärmeübertrager, bei welcher eine gegebene Anordnung der übrigen Bauteile des Zusammenbaus im Wesentlichen beibehalten werden kann.

Von besonderem Vorteil ist es weiterhin, wenn der Schalldämpfer an dem für einen Fluideintritt vorgesehenen Anschlusselement angeordnet ist. Der Schalldämpfer vermindert hierbei Schallemissionen des unter vergleichsweise hohem Druck stehenden, verdichteten Fluids bereits bei dessen Eintritt in den Wärmeübertrager und damit besonders effizient .

In alternativen, vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist eine Längsachse des Schalldämpfers im Wesentlichen parallel einer Längsschnittebene oder parallel einer Querschnittebene durch einen Durchtrittskanal des Anschlusselements ausgerichtet. Die Ausrichtung des Schalldämpfers ist somit an eine spezifische Bauraumsituation anpassbar, wodurch eine besonders flexible Unterbringung des Schalldämpfers ermöglicht ist.

Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn der Schalldämpfer in das Anschlusselement integriert ausgebildet ist. Dadurch ist ein besonders schnelles und prozesssicheres Zusammenfügen der Bauteile des Wärmeübertragers ermöglicht.

Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn der Schalldämpfer innerhalb der Grundanordnung angeordnet ist, welche den zumindest einen Sammelkörper sowie die mit dem zumindest einen Sammelkörper kommunizierenden Leitungen umfasst. Der innerhalb der Grundanordnung angeordnete Schalldämpfer beansprucht keinen über die Grundanordnung hinaus gehenden Bauraum.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine stark schematisierte Außenansicht auf einen Kondensator mit integriertem Schalldämpfer gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 eine stark schematisierte Ansicht auf den

Kondensator gemäß Fig. 1 mit in diesem angeordneten Bauteilen einer Einrichtung zum Hindurchleiten eines Fluids; und

Fig. 3 eine stark schematisierte Außenansicht auf einen Kondensator mit integriertem Schalldämpfer gemäß einer zweiten Ausführungsform.

In Fig. 1 ist stark schematisiert ein Kondensator 10 dargestellt, welcher Bestandteil einer vorliegend nicht dargestellten Kompressionskälteanlage eines Kraftwagens mit Verbrennungskraftmaschine oder Hybridantrieb und/oder anderen NVH (Noise Vibration Harshness) - kritischen Funktionseinheiten ist.

Der Kondensator weist eine Einrichtung 12 zum Hindurchleiten eines Fluids auf, von welcher in Fig. 1 ein Anschlusselement 14 zum Anschließen einer vorliegend nicht dargestellten Fluidleitung, ein Schalldämpfer 16 sowie ein Leitungselement 18 für einen Fluidaustritt erkennbar sind. Der Schalldämpfer 16 ist in das für einen Fluideintritt vorgesehene Anschlusselement 14 integriert ausgebildet. Das Anschlusselement 14 kann hierbei ein Anschlussstutzen oder eine anderweitig geeignet ausgebildete Eintrittsleitung sein. Der Schalldämpfer 16 kann alternativ als ein von dem Anschlusselement 14 separates Bauteil in den Kondensator 10 integriert sein.

In einer nicht gezeigten Ausführungsform ist es vorstellbar, dass der Schalldämpfer 16 ergänzend oder alternativ an dem Leitungselement 18 für den Fluidaustritt angeordnet ist. Der den Schalldämpfer 16 aufweisende Kondensator 10 gemäß Fig. 1 dämmt insbesondere hochdruckseitige Schallemissionen ein, wie sie beispielsweise von einem vorliegend nicht dargestellten Spiralverdichter der Kompressionskälteanlage verursacht werden. Der Schalldämpfer 16 ist jedoch auch zum Vermindern von Schallemissionen von einen Kolbenverdichter aufweisenden Kompressionskälteanlagen geeignet .

Es ist alternativ oder ergänzend vorstellbar, dass der Schalldämpfer 16 in den Kondensator 10 als von der Einrichtung 12 zum Hindurchleiten des Fluids separates Bauteil integriert ist. Das Integrieren des Schalldämpfers 16 in den Kondensator 10 kann beispielsweise in einem Lötprozess oder im Zuge eines anderen Fügeverfahrens erfolgen.

In Fig. 2 sind schematisch weitere der Einrichtung 12 zum Hindurchleiten des Fluids zugeordnete Bauteile des Kondensators 10 dargestellt. In dem Kondensator 10 sind hierbei zwei im Wesentlichen vertikal ausgerichtete Sammelkörper 20 durch eine Mehrzahl von im Wesentlichen einander parallel und horizontal ausgerichteten Leitungen 22 verbunden, welche vorliegend als Flachrohre ausgebildet sind. Die dargestellte Einrichtung 12 zum Hindurchleiten des Fluids ermöglicht mittels der Flachrohre ein besonders effizientes Abführen thermischer Energie des Fluids beim Betreiben der Kompressionskälteanlage .

Das Anschlusselement 14 zum Anschließen einer Fluidleitung und das Leitungselement 18 für den Fluidaustritt sind mit dem Sammelkörper 20 in nicht näher dargestellter Weise verbunden.

Der Schalldämpfer 16 ist in Fig. 1 und in Fig. 2 außerhalb einer Grundanordnung 24 angeordnet, welche die zwei Sammelkörper 20 und die sich zwischen den beiden Sammelkörpern 20 befindenden Leitungen 22 umgibt.

In Fig. 1 und in Fig. 2 ist eine Längsachse A des Schalldämpfers 16 parallel einer Querschnittebene ausgerichtet, welche vertikal durch einen vorliegend nicht dargestellten Durchtrittskanal des Anschlusselements 14 verläuft. Über den Durchtrittskanal des Anschlusselements 14 wird das Fluid beim Betreiben der Kompressionskälteanlage der Einrichtung 12 zum Hindurchleiten des Fluids zugeführt. In alternativen Ausführungsformen kann die Längsachse A des Schalldämpfers 16 parallel einer nicht vertikal, sondern geneigt durch den Durchtrittskanal verlaufenden Querschnittebene ausgerichtet sein.

In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform des Kondensators 10 verläuft die Längsachse A des Schalldämpfers 16 parallel einer Längsschnittebene durch den Durchtrittskanal, wobei die Längsschnittebene im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Gemäß Fig. 3 ist der Schalldämpfer 16 außerhalb der Grundanordnung 24 angeordnet. Alternativ ist es vorstellbar, den Schalldämpfer 16 ganz oder teilweise in die Grundanordnung 24 integriert anzuordnen.

Die Ausrichtung des Schalldämpfers 16 in Bezug auf den Durchtrittskanal und die Lage des Schalldämpfers 16 relativ zu der Grundanordnung 24 kann auf eine spezifische Bauraumsituation der Kompressionskälteanlage abgestimmt werden .

Claims

Patentansprüche

1. Wärmeübertrager, insbesondere Kondensator (10), für eine Kompressionskälteanlage eines Kraftwagens, welcher einen Zusammenbau einer Mehrzahl von Bauteilen mit zumindest einer Einrichtung (12) zum Hindurchleiten eines Fluids umfasst, wobei die Einrichtung (12) zum Hindurchleiten des Fluids zumindest einen Sammelkörper (20) sowie eine Mehrzahl von mit dem zumindest einen Sammelkörper (20) kommunizierenden Leitungen (22) umfasst, und wobei zumindest eines der Bauteile als Schalldämpfer (16) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer (16) außerhalb einer Grundanordnung (24) angeordnet ist, welche den zumindest einen Sammelkörper (20) sowie die mit dem zumindest einen Sammelkörper (20) kommunizierenden Leitungen (22) umfasst .

2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer (16) der Einrichtung (12) zum Hindurchleiten des Fluids zugeordnet ist.

3. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem zumindest einen Sammelkörper (20) zumindest ein Anschlusselement (14) zum Anschließen einer Fluidleitung vorgesehen ist.

4. Wärmeübertrager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer (16) an dem zumindest einen Anschlusselement (14) angeordnet ist.

5. Wärmeübertrager nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer (16) an dem für einen Fluideintritt vorgesehenen Anschlusselement (14) angeordnet ist.

6. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsachse (A) des Schalldämpfers (16) im Wesentlichen parallel einer Längsschnittebene durch einen Durchtrittskanal des Anschlusselements (14) ausgerichtet ist.

7. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsachse (A) des Schalldämpfers (16) im Wesentlichen parallel einer Querschnittebene durch einen Durchtrittskanal des Anschlusselements (14) ausgerichtet ist.

8. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer (16) in das Anschlusselement (14) integriert ausgebildet ist.

9. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer (16) innerhalb der Grundanordnung (24) angeordnet ist, welche den zumindest einen Sammelkörper (20) sowie die mit dem zumindest einen Sammelkörper (20) kommunizierenden Leitungen (22) umfasst.