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EP 1 505 358 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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09.09.2009 Patentblatt 2009/37 |
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Anmeldetag: 30.07.2004 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC):
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Kältemittelkondensator mit Trocknerflasche
Cooling medium condenser with drying bottle
Condenseur de fluide frigorifique avec bouteille de séchage
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Benannte Vertragsstaaten: |
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AT DE FR IT |
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Priorität: |
05.08.2003 DE 10336621
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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09.02.2005 Patentblatt 2005/06 |
(73) |
Patentinhaber: Behr GmbH & Co. KG |
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70469 Stuttgart (DE) |
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Erfinder: |
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- Gonzàlez Rechea, Pedro, Dipl.-Ing.
70182 Stuttgart (DE)
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(74) |
Vertreter: Grauel, Andreas |
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BEHR GmbH & Co. KG
Intellectual Property
G-IP
Mauserstrasse 3 70469 Stuttgart 70469 Stuttgart (DE) |
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Entgegenhaltungen: :
EP-A1- 0 769 666 JP-A- 2000 314 574
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DE-A1- 19 645 502 US-A- 5 394 710
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft einen Kältemittelkondensator, insbesondere für eine Kraftfahrzeugklimaanlage
nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 - bekannt durch die
JP-2000 314 574.
[0002] Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge weisen einen Kältemittelkreislauf auf, in welchem
sich neben anderen Komponenten ein Kältemittelkondensator und ein Sammler bzw. eine
Trocknerflasche befinden. Das Kältemittel tritt in dampfförmigem Zustand in den Kondensator
ein, durchströmt diesen, meistens in mehreren Durchgängen, d. h. mäanderförmig von
oben nach unten und durchströmt in den letzten Rohrreihen häufig eine so genannte
Unterkühlstrecke, wo das flüssige Kältemittel unter die Kondensationstemperatur abgekühlt
wird. Vor oder hinter der Unterkühlstrecke durchströmt das Kältemittel einen Sammler
oder eine Trocknerflasche, in welchen sich ein Trockner zum Entzug von Feuchtigkeit
aus dem Kältemittel befindet. Der Sammler bzw. die Trocknerflasche haben neben der
Funktion des Trocknens auch die Aufgabe, das Kältemittel von Partikeln zu reinigen
und ein Puffervolumen für das Kältemittel zur Verfügung zu stellen. Sammler bzw. Trocknerflasche
können mit dem Kondensator integriert sein, als separates Teil am Kondensator befestigt
oder beabstandet zum Kondensator im Motorraum des Kraftfahrzeuges untergebracht sein.
Der Kondensator selbst ist in der Regel vor einem Kühlmittelkühler angeordnet und
an diesem befestigt, sodass beide Wärmeübertrager hintereinander von Luft durchströmt
werden. Integrierte Bauweisen von Sammler und Kondensator wurden durch die
DE-A 42 38 853 der Anmelderin bekannt, wobei der Sammler parallel zu einem Sammelrohr, d. h. neben
dem Kondensator angeordnet ist. Eine andere Bauweise, mit montiertem, d. h. am Kondensator
befestigtem Sammler wurde durch die
EP-A 974 793 bekannt, wobei der Sammler entweder neben dem Kondensator oder unterhalb des Kondensators
angeordnet ist. Schließlich wurde durch die
DE-A 196 45 502 ein Kondensator mit einer Trocknerflasche bekannt, welche unterhalb des Kondensators
im Kühlluftstrom angeordnet und dem Kondensator kältemittelseitig nachgeschaltet ist.
Die Trocknerflasche ist mittels Halteelementen an einem Rohr/Rippenblock des Kondensators
befestigt und wird in einer Richtung durchströmt. Diese Bauweise mit unterhalb des
Kondensators angeordneter Trocknerflasche beansprucht zusätzlichen Bauraum in der
Höhe des Kondensators - ein solcher Einbauraum steht nicht bei allen Kraftfahrzeugen
zur Verfügung, weshalb diese Lösung nur bedingt verwendbar ist.
[0003] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für einen Kondensator der eingangs genannten
Art eine Anordnung zu finden, die weniger Bauraum, insbesondere in der Höhe beansprucht.
[0004] Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruches 1. Erfindungsgemäß
ist vorgesehen, dass die Trocknerflasche in Luftströmungsrichtung vor dem Kondensator
angeordnet ist. Damit wird der Vorteil erreicht, dass der Kondensator hinsichtlich
seiner Breite und Höhe keinen zusätzlichen Bauraum im Fahrzeug beansprucht. Vorteilhafterweise
kann der erfindungsgemäße Kondensator mit Trocknerflasche daher auch bei eingeschränkten
Bauraumverhältnissen im Kraftfahrzeug untergebracht werden. Die Trocknerflasche ist
bereits mit dem Kondensator mechanisch und kältemittelseitig zu einer Baueinheit vormontiert,
die so im Fahrzeug montiert, z. B. vor dem Kühler angeordnet und befestigt werden
kann. Die Trocknerflasche liegt dabei voll im Luftstrom, der auf den Kondensator und
gegebenenfalls auf den dahinter liegenden Kühler trifft. Damit wird das Kältemittel
beim Durchströmen der Trocknerflasche wirksam gekühlt, was ebenfalls von Vorteil ist.
[0005] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
So ist die Trocknerflasche vorteilhafterweise im unteren Bereich des Kondensators
angeordnet, wo sich in der Regel auch die Unterkühlstrecke des Kondensators befindet.
Damit lassen sich kurze Verbindungen kältemittelseitig zwischen Trocknerflasche und
Kondensator bzw. dessen Sammelrohr herstellen. Kurze Anschlüsse werden vorteilhafterweise
auch dadurch begünstigt, dass der Kältemitteleinlass und der Kältemittelauslass auf
derselben Stirnseite der Trocknerflasche angeordnet sind. Daraus ergibt sich auch
der Vorteil, dass die Trocknerflasche in zwei Richtungen durchströmt und damit effektiver
gekühlt wird. Nach der Erfindung ist die mechanische Befestigung der Trocknerflasche
am Rohr/Rippenblock des Kondensators durch Blechteile, die mit dem Rohr/Rippenblock
durch Nieten mechanisch fest verbunden sind. Der Rippenblock besteht vorzugsweise
aus miteinander verlöteten Flachrohren und Wellrippen und bietet somit eine stabile
Befestigungsmöglichkeit. Die vernieteten Haltelemente weisen hakenförmige Ansätze
auf, in welche die Trocknerflasche mit entsprechenden Laschen eingehängt und durch
Stellschrauben befestigt wird. Damit ist auch eine Justiermöglichkeit in Längs- und
Höhenrichtung gegeben.
[0006] Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und
wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
- Fig. 1
- eine perspektivische Teilansicht eines Kältemittelkondensators mit Trocknerflasche,
- Fig. 2
- eine Ansicht der Trocknerflasche vor dem Kondensator,
- Fig. 3
- ein Halteelement mit Nieten und Stellschraube,
- Fig. 4
- eine Rückansicht des Halteelements mit Unterlegscheiben,
- Fig. 5
- eine Vorderansicht des Halteelements in montiertem Zustand und
- Fig. 6
- einen Kondensator.
[0007] Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines Kältemittelkondensators 1, wie er in Figur 6
gezeigt ist, einer dargestellten Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Kältemittelkreislauf
mit Verdichter, Verdampfer, Klimaanlage und Expansionsventil, wobei der Kondensator
im Kältemittelkreislauf integriert ist.
[0008] Der Kondensator besteht aus einem Rippen/Rohrblock 2, welcher aus Flachrohren 2a
und zwischen diesen angeordneten Wellrippen 100 aufgebaut und zu einem Block verlötet
ist. Die Flachrohre 2a münden in ein Sammelrohr 3, welches ein- oder zweiteilig ausgebildet
sein kann und durch Trennwände 4, 5 in einzelne Kammern 6, 7 unterteilt ist. Der Kondensator
1 weist ein weiteres nicht dargestelltes Sammelrohr auf der gegenüber liegenden Seite
auf. Die Sammelrohre und der Rohr/Rippenblock 2 sind ebenfalls miteinander verlötet.
Der Kondensator 1 wird in Richtung eines Pfeils L von Luft durchströmt und ist im
Motorraum eines Fahrzeuges, vorzugsweise vor einem nicht dargestellten Kühlmittelkühler
angeordnet und befestigt. Der Rohr/Rippenblock 2 weist eine Stirnfläche 8 auf, die
direkt von der Luft beaufschlagt wird, die durch einen nicht dargestellten Kühlergrill
in den Motorraum des Fahrzeuges gelangt. In Luftströmungsrichtung L vor dem Kondensator
1 und dessen Stirnfläche 8 ist eine Trocknerflasche 9 angeordnet, die eine längliche,
zylinderförmige Ausbildung aufweist und liegend, d. h. parallel zu den Rohren 2a des
Rohr/Rippenblockes 2 angeordnet ist. Die Trocknerflasche 9 ist - auf hier nicht erkennbare
Weise - am Kondensator 1 befestigt und in den Kältemittelkreislauf der Kraftfahrzeug-Klimaanlage
eingebunden. Das Kältemittel tritt über ein Eintrittsrohr 10 in dampfförmigem Zustand
in den Kondensator 1 ein, durchströmt diesen mäanderförmig, u. a. durch die Umlenkkammer
6 und gelangt schließlich in die Endkammer 7, wo es sich in einem flüssigen und unterkühlten
Zustand befindet. Die unteren, in die Kammer 7 mündenden Rohrreihen sind als so genannte
Unterkühlstrecke ausgebildet. Die Trocknerflasche 9 weist einen Stirnflansch 11 für
den Kältemittelein- und -austritt auf. An die Endkammer 7 des Sammelrohres 3 ist ein
Kältemitteleintrittsleitung 12 angeschlossen, welches zum Stirnflansch 11 der Trocknerflasche
9 führt und dort befestigt ist. Ferner ist am Stirnflansch 11 ein Kältemittelaustrittleitung
13 angeschlossen, welches das Kältemittel aus der Trocknerflasche in den nicht dargestellten
Kältemittelkreislauf zurückführt. Die Trocknerflasche 9 wird somit U-förmig, d. h.
in zwei Richtungen durchströmt, wobei dem Kältemittel durch ein nicht dargestelltes
Trocknermaterial (z. B. ein in Granulatform vorliegendes Silikagel) Feuchtigkeit entzogen
wird. Darüber hinaus können in der Trocknerflasche 9 nicht dargestellte Siebe zur
Reinigung des Kältemittels von Schmutzpartikeln angeordnet sein. Die Trocknerflasche
9 ist - wie die Darstellung zeigt - voll dem Luftstrom ausgesetzt und wird daher von
außen gekühlt. Der Mantel der Trocknerflasche 9 ist daher aus einem Material guter
Wärmeleitfähigkeit, z. B. Aluminium hergestellt. Die in Luftströmungsrichtung hinter
der Trocknerflasche 9 gelegenen Rohrreihen der Unterkühlstrecke sind zwar durch die
Trocknerflasche 9 abgedeckt, jedoch ist dieser Abdeckeffekt infolge des runden Querschnittes
der Trocknerflasche 9 abgeschwächt, da sich der Kühlluftstrom zumindest teilweise
wieder hinter der Trocknerflasche 9 schließt.
[0009] Fig. 2 zeigt eine Ansicht auf die Trocknerflasche 9 in Luftströmungsrichtung bzw.
mit Blick auf die Stirnfläche 8 des Kondensators 1. Die Trocknerflasche 9 ist mittels
zweier Laschen 9a, 9b und zweier mit dem Rohr/Rippenblock 2 vernieteter Halteelemente
14, 15 am Kondensator 1 befestigt. Diese Haltelemente werden im Folgenden genauer
beschrieben.
[0010] Fig. 3 zeigt das Halteelement 14, welches als Blechteil ausgebildet ist und einen
flachen Bereich 14a mit drei Bohrungen 16, 17, 18 aufweist. An den flachen Bereich
14a schließt sich ein flacher, abgebogener Haken 14b an, der eine Gewindebohrung 19
zur Aufnahme einer Stellschraube 20 aufweist. Die Bohrungen 16, 17, 18 dienen der
Aufnahme von Nieten 21, 22, 23.
[0011] Fig. 4 zeigt das Haltelement 14 von seiner Rückseite, d. h. von der Seite, die auf
der Stirnfläche 8 des Kondensators 1 aufliegt. Die Bohrungen 16, 17, 18 sind so gesetzt,
dass sie jeweils zwischen Rohren 2a angeordnet sind und die zwischen den Rohren 2a
liegenden Rippen durchbohrt werden können. Auf der Rückseite (der Leeseite) des Kondensators
1 bzw. des Rohr/Rippenblockes 2 sind Unterlegescheiben 24, 25, 26 zur Aufnahme der
Nietschäfte und als Widerlager für die Gegennietköpfe vorgesehen.
[0012] Fig. 5 zeigt wiederum die Stirnseite 8 (wie in Fig. 3) des Rohr/Rippenblockes 2 mit
montiertem, d. h. vernietetem Haltelement 14. Die Nieten 21, 22, 23 sind mit ihren
Nietschäften durch die Zwischenräume der Flachrohre 2a gesteckt und auf der Rückseite
des Rohr/Rippenblockes 2 vernietet, wobei die Unterlegescheiben 24, 25, 26 als Anlagefläche
für die nicht dargestellten angestauchten Nietköpfe dienen. Die nicht dargestellte
Trocknerflasche 9 kann jetzt mit Hilfe von nicht dargestellten Laschen 9a, 9b (angedeutet
in Fig. 2) in die Haken 14 (15) eingehängt, justiert und positioniert und anschließend
mit der Stellschraube 20 fixiert werden. Damit ist die Trocknerflasche 9 hinreichend
fest am Kondensator 1 befestigt und kann gegebenenfalls auch wieder (durch Lösen der
Stellschrauben 20) gelöst und demontiert werden.
1. Kälternittelkondensator mit Trocknerflasche, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage,
bestehend aus einem Rohr/Rippenblock (2) und beiderseits angeordneten Sammelrohren
(3) mit einem Kältemitteleinlass (10) und einem Kältemittelauslass (12), mit einer
mittels Halteelementen am Rohr/Rippenblock (2) des Kondensators (1) befestigten, dem
Kondensator (1) kältemittelseitig nachgeschalteten Trocknerflasche (9), wobei der
Rohr/Rippenblock (2) eine von Luft beaufschlagte Stirnfläche (8) aufweist, wobei die
Trocknerflasche (9) in Luftströmungsrichtung L vor der Stirnfläche (8) angeordnet
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Haltelemente (14, 15) als Blechteile ausgebildet und mit dem Rohr/Rippenblock
(2) vernietet sind.
2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknerflasche (9) im unteren Bereich der Stirnfläche (8) angeordnet ist.
3. Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (1) eine Unterkühlstrecke aufweist und dass die Trocknerflasche (9)
in Luftströmungsrichtung L vor der Unterkühlstrecke angeordnet ist.
4. Kondensator nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknerflasche (9) einen etwa kreisrunden Querschnitt und einen Stirnflansch
(11) aufweist, an dem eine Kältemitteleintritts- und eine Kälternittelaustrittsleitung
(12, 13) befestigt sind.
5. Kondensator nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kälternitteleintrittsleitung (12) mit einer der Unterkühlstrecke zugeordneten
Kammer (7) des Sammelrohres (3) verbunden ist.
6. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknerflasche (9) Laschen (9a, 9b) und die Blechteile (14, 15) Haken (14b)
aufweisen und dass die Laschen (9a, 9b) in die Haken (14b) eingesetzt und durch eine
Stellschraube (20) gesichert sind.
1. Refrigerant condenser with drying bottle, in particular for a motor vehicle air conditioning
system, comprising a tube/fin block (2) with headers (3) having a refrigerant inlet
(10) and a refrigerant outlet (12) on both sides and with a drying bottle (9) attached
to the tube/fin block (2) of the condenser (1) by means of retaining elements and
disposed downstream of the condenser (1) on the refrigerant side, wherein the tube/fin
block (2) has an end face (8) to which air is applied, the drying bottle (9) being
located upstream of the end face (8) in the direction of air flow L, characterised in that the retaining elements (14, 15) are designed as sheet metal parts riveted to the
tube/fin block (2).
2. Condenser according to claim 1, characterised in that the drying bottle (9) is located in the lower region of the end face (8).
3. Condenser according to claim 1 or 2, characterised in that the condenser (1) comprises a supercooling section and in that the drying bottle (9) is located upstream of the supercooling section in the direction
of air flow L.
4. Condenser according to claim 1, 2 or 3, characterised in that the drying bottle (9) has an approximately circular cross-section and an end flange
(11) to which a refrigerant entry line and a refrigerant discharge line (12, 13) are
attached.
5. Condenser according to claims 3 and 4, characterised in that the refrigerant entry line (12) is connected to a chamber (7) of the header (3) which
is assigned to the supercooling section.
6. Condenser according to any of claims 1 to 5, characterised in that the drying bottle (9) has tabs (9a, 9b) and the sheet metal parts (14, 15) have hooks,
and in that the tabs (9a, 9b) are inserted into the hooks (14b) and secured by a set screw (20).
1. Condenseur de fluide frigorigène comprenant une bouteille de séchage, en particulier
pour un système de climatisation d'un véhicule automobile, se composant d'un bloc
(2) de tubes / d'ailettes, et de tubes collecteurs (3) disposés des deux côtés et
comportant une entrée (10) de fluide frigorigène et une sortie (12) de fluide frigorigène,
comprenant une bouteille de séchage (9) montée en aval du condenseur (1), côté fluide
frigorigène, et fixée sur le bloc (2) de tubes / d'ailettes du condenseur (1), au
moyen d'éléments de retenue, où le bloc (2) de tubes / d'ailettes présente une surface
frontale (8) sollicitée par de l'air, où la bouteille de séchage (9), dans la direction
L d'écoulement de l'air, est disposée en amont de la surface frontale (8),
caractérisé en ce que les éléments de retenue (14, 15) sont configurés comme des éléments en tôle et rivés
avec le bloc (2) de tubes / d'ailettes.
2. Condenseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bouteille de séchage (9) est disposée dans la zone inférieure de la surface frontale
(8).
3. Condenseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le condenseur (1) présente une zone de surrefroidissement et en ce que la bouteille de séchage (9), dans la direction L d'écoulement de l'air, est disposée
en amont de la zone de surrefroidissement.
4. Condenseur selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la bouteille de séchage (9) présente une section à peu près circulaire et une bride
frontale (11) sur laquelle sont fixées une conduite d'entrée (12) de fluide frigorigène
et une conduite de sortie (13) de fluide frigorigène.
5. Condenseur selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la conduite d'entrée (12) de fluide frigorigène est raccordée à une chambre (7) du
tube collecteur (3), associée à la zone de surrefroidissement.
6. Condenseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la bouteille de séchage (9) présente des pattes (9a, 9b), les éléments en tôle (14,
15) présentant des crochets (14b), et en ce que les pattes (9a, 9b) sont introduites dans les crochets (14b) et fixées par une vis
de réglage (20).
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