Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung betrifft einen Kondensator in Stapelscheibenbauweise, mit einem ersten
Strömungskanal für ein Kältemittel und mit einem zweiten Strömungskanal für ein Kühlmittel,
wobei eine Mehrzahl von Scheibenelementen vorgesehen ist, die aufeinandergestapelt
zueinander benachbarte Kanäle zwischen den Scheibenelementen ausbilden, wobei ein
erster Teil der Kanäle dem ersten Strömungskanal zugeordnet ist und ein zweiter Teil
der Kanäle dem zweiten Strömungskanal zugeordnet ist, wobei der Strömungskanal des
Kältemittels einen ersten Bereich zur Enthitzung und Kondensation des dampfförmigen
Kältemittels aufweist und einen zweiten Bereich zur Unterkühlung des kondensierten
Kältemittels aufweist.
Stand der Technik
[0002] In Kältemittelkreisläufen von Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge werden Kondensatoren
eingesetzt, um das Kältemittel auf die Kondensationstemperatur abzukühlen und dabei
das Kältemittel zu kondensieren. Das Kältemittel wird weiterhin in einem Bereich des
Kondensators, welcher nach dem Kondensationsbereich angeordnet ist, auf eine Temperatur
abgekühlt, die unterhalb der Kondensationstemperatur des Kältemittels liegt.
[0003] Kondensatoren nach dem Stand der Technik, weisen zum Teil einen Sammler auf, in welchem
ein Kältemittelvolumen vorgehalten ist, um Volumenschwankungen im Kältemittelkreislauf
auszugleichen und um eine stabile Unterkühlung des Kältemittels zu erreichen.
[0004] Zusätzlich sind in dem Sammler teilweise Mittel zur Trocknung und/oder Mittel zur
Filterung des Kältemittels vorgesehen. Der Sammler ist bei Kondensatoren nach dem
Stand der Technik teilweise in unmittelbarer Nähe des Kondensators angeordnet. Er
wird von dem Kältemittel durchströmt, welches bereits einen Teil des Kondensators
durchströmt hat. Nach dem Durchströmen des Sammlers wird das Kältemittel in den Kondensator
zurückgeleitet und in einer Unterkühlungsstrecke unter die Kondensationstemperatur
unterkühlt.
[0005] Bei konventionellen Kondensatoren in Rippe-Rohr-Bauweise wird das Kältemittel hierfür
aus einem, der seitlich am Rohr-Rippenblock angeordneten, Sammelrohre aus dem Kondensator
hinausgeleitet und in den Sammler eingeleitet.
[0006] Luftgekühlte Kondensatoren in Rippe-Rohr-Bauweise konkurrieren dabei, in modernen
Fahrzeugen mit hohen Anforderungen an die Ladeluftkühlung, mit den Ladeluftkühlern
um eine Position in der, in Luftdurchströmungsrichtung gesehen, vordersten Ebene des
Kühlmoduls.
[0007] Eine Alternative zu luftgekühlten Kondensatoren stellen daher die flüssigkeitsgekühlten
Kondensatoren dar, da diese auch in einem Bereich angeordnet werden können, in dem
sie nicht direkt von einem Luftstrom umströmt werden. Lediglich das durch den flüssigkeitsgekühlten
Kondensator strömende Kühlmittel muss dann eine Abkühlung durch beispielsweise einen
Luftstrom erfahren.
[0008] Bei Kondensatoren, welche in Stapelscheibenbauweise gebaut sind, sind Möglichkeiten
im Stand der Technik bekannt, den Sammler als eine zusätzliche Lage von Scheibenelementen
an den Kondensator anzufügen.
[0009] Weiterhin offenbart die
US 2006/0053833 einen Kondensator in Stapelscheibenbauweise, bei dem ein erster Stapel von Scheibenelementen
einen ersten Abkühlungs- und Kondensationsbereich darstellt und ein zweiter Stapel
von Scheibenelementen einen Unterkühlungsbereich darstellt. Der erste Stapel ist von
dem zweiten Stapel durch ein Gehäuse getrennt, welches einen Sammler und Trockner
beinhaltet.
[0010] Nachteilig an den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik ist, dass die Integration
von Sammlern und Unterkühlern in Kondensatoren in Stapelscheibenbauweise bisher recht
aufwändig gelöst ist. Neben einem komplexen Aufbau, zeichnen sich die Kondensatoren
aus dem Stand der Technik durch einen erhöhten Fertigungsaufwand aus. Dadurch ergeben
sich hinsichtlich der Verwendung der Kondensatoren Mehrkosten, die ihren Einsatz unattraktiv
machen.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
[0011] Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Kondensator bereitzustellen,
der geeignet ist ein Kältemittel zu kondensieren und es weiterhin zu unterkühlen,
wobei der Kondensator durch einen einfachen Aufbau gekennzeichnet ist und kostengünstig
herzustellen ist. Darüber hinaus soll der Kondensator auf einfach Weise mit einem
Sammler verbunden werden können.
[0012] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch einen Kondensator in Stapelscheibenbauweise
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
[0013] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft einen Kondensator in Stapelscheibenbauweise,
mit einem ersten Strömungskanal für ein Kältemittel und mit einem zweiten Strömungskanal
für ein Kühlmittel, wobei eine Mehrzahl von Scheibenelementen vorgesehen ist, die
aufeinandergestapelt zueinander benachbarte Kanäle zwischen den Scheibenelementen
ausbilden, wobei ein erster Teil der Kanäle dem ersten Strömungskanal zugeordnet ist
und ein zweiter Teil der Kanäle dem zweiten Strömungskanal zugeordnet ist, wobei der
Strömungskanal des Kältemittels einen ersten Bereich zur Enthitzung und Kondensation
des dampfförmigen Kältemittels aufweist und einen zweiten Bereich zur Unterkühlung
des kondensierten Kältemittels aufweist, wobei der erste Bereich von dem zweiten Bereich
durch eine Trennscheibe getrennt ist, mit einem Sammler zur Bevorratung und/oder Filterung
und/oder Trocknung eines Kältemittels, wobei ein Kältemittelübertritt aus dem ersten
Bereich in den zweiten Bereich durch den Sammler führt, wobei der Sammler über eine
erste Strömungsstrecke, welche mit dem Fluideinlass des Sammlers in Fluidkommunikation
steht, mit dem ersten Bereich in Fluidkommunikation steht, wobei ein Anschlusselement
als Fluidauslass des Sammlers mit dem zweiten Bereich in Fluidkommunikation steht,
wobei das Anschlusselement zumindest teilweise innerhalb der ersten Strömungsstrecke
verläuft.
[0014] Der Aufbau eines Kondensators in Stapelscheibenbauweise ist besonders vorteilhaft,
da der Kondensator im Wesentlichen aus einer Vielzahl von identischen Scheibenelementen
aufgebaut ist. Lediglich die den Kondensator nach Außen begrenzenden Scheibenelemente
und Scheibenelemente mit Sonderfunktionen bedürfen einer gesonderten Ausführung. Zu
Sonderfunktionen zählen etwa, das Umlenken von Strömungskanälen innerhalb des Kondensators
oder das Blockieren von Strömungskanälen im Kondensator.
[0015] Vorteilhafterweise wird an oder in der Nähe des Kondensators ein Sammler vorgesehen,
der ein definiertes Volumen des Kältemittels bevorratet und so Volumenschwankungen
im Kältemittelkreislauf ausgleichen kann. Zusätzlich kann der Sammler Mittel zur Trocknung
und/oder zur Filterung des Kältemittels enthalten.
[0016] Der Sammler ist vorteilhafterweise an einer Stelle des Kältemittelkreislaufes integriert,
die zwischen dem Kondensationsbereich und dem Unterkühlbereich des Kondensators gelegen
ist.
[0017] Um einen außerhalb des Kondensators liegenden Sammler an einen Stapelscheibenkondensator
anzuschließen, ohne dabei den Aufbau der einzelnen Scheibenelemente wesentlich abändern
zu müssen, ist es vorteilhaft, wenn sowohl der Zulauf, als auch der Ablauf des Sammlers
durch eine der bestehenden Öffnungen in den Scheibenelementen erfolgt. Besonders vorteilhaft
ist hierbei die Anordnung des Zulaufs und des Ablaufs des Sammlers zumindest teilweise
ineinander.
[0018] Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Zulauf zum Sammler über
eine Strömungsstrecke, welche entlang von zueinander benachbarten Öffnungen in den
Scheibenelementen gebildet ist, realisiert ist und der Ablauf aus dem Sammler durch
eine in der gleichen Strömungsstrecke angeordnete Leitung realisiert ist.
[0019] In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die
erste Strömungsstrecke entlang erster Öffnungen, in zueinander benachbarten Scheibenelementen
gebildet ist, wobei die Scheibenelemente Teil des ersten Bereiches des ersten Strömungskanals
sind.
[0020] Die erste Strömungsstrecke ist durch einen Bereich gebildet, welcher sich entlang
der aufeinanderfolgenden Öffnungen, von aufeinander gestapelten Scheibenelementen
ergibt. Die Öffnungen in den Scheibenelementen liegen dabei vorzugsweise in einer
Linie konzentrisch zueinander. Die erste Strömungsstrecke bildet dabei einen Teilbereich
des ersten Bereiches, des ersten Strömungskanals.
[0021] Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel, ist dadurch gekennzeichnet, dass
die Scheibenelemente, welche Teil des zweiten Bereiches des ersten Strömungskanals
sind, erste Öffnungen aufweisen, entlang welcher eine zweite Strömungsstrecke gebildet
ist
[0022] Die zweite Strömungsstrecke bildet einen Teilbereich des zweiten Bereiches des ersten
Strömungskanals. Die zweite Strömungsstrecke liegt dabei in der direkten Verlängerung
der ersten Strömungsstrecke und wird ebenfalls durch einen Bereich gebildet, welcher
sich entlang aufeinanderfolgender Öffnungen, von aufeinandergestapelten Scheibenelementen
ergibt.
[0023] Die Öffnungen, welche die zweite Strömungsstrecke bilden liegen vorteilhafterweise
konzentrisch mit den Öffnungen, welche die erste Strömungsstrecke bilden. Dies ist
durch die Verwendung von einheitlichen Scheibenelementen begünstigt.
[0024] Getrennt ist die erste Strömungsstrecke von der zweiten, durch eine Trennscheibe.
Sofern eine Öffnung in der Trennscheibe vorgesehen ist, kann diese beispielsweise
durch einen Stopfen verschlossen sein.
[0025] Auch ist es vorteilhaft, wenn die Trennscheibe eine zweite Öffnung aufweist, wobei
das Anschlusselement die Trennscheibe vom ersten Bereich aus zum zweiten Bereich durch
die zweite Öffnung durchdringt.
[0026] Um nur einen möglichst geringen Aufwand bei der Herstellung der Scheibenelemente
betreiben zu müssen ist es vorteilhaft, wenn die Trennscheibe ebenfalls eine Öffnung
aufweist. Um trotzdem eine funktionierende Trennung des ersten und des zweiten Bereiches
des ersten Strömungskanals realisieren zu können müssen zusätzlich Vorkehrungen getroffen
werden. Hierzu kann es vorteilhaft sein, die zweite Öffnung der Trennscheibe beispielsweise
durch einen Stopfen zu verschließen, oder ein Anschlusselement vorzusehen, welche
durch die zweite Öffnung der Trennscheibe oder den Stopfen geführt werden kann. Über
dieses Anschlusselement wird dann der Zu- oder Ablauf des Kältemittels in den zweiten
Bereich des ersten Strömungskanals realisiert.
[0027] Gemäß einer besonders günstigen Weiterbildung der Erfindung, kann es vorgesehen sein,
dass in der zweiten Öffnung der Trennscheibe ein Stopfen angeordnet ist, welche eine
dritte Öffnung aufweist, welche im Vergleich zur zweiten Öffnung der Trennscheibe
kleiner ist und das Anschlusselement durch die dritte Öffnung des Stopfens geführt
ist.
[0028] Die Öffnung in der Trennscheibe weist aufgrund der identischen Herstellungsmethode
mit den Scheibenelementen oberhalb und unterhalb der Trennscheibe mitunter den gleichen
Durchmesser auf.
[0029] Um nun erfindungsgemäß die Zuleitung zum Sammler, entlang der ersten Öffnungen in
den Scheibenelementen des ersten Bereiches des ersten Strömungskanals, darzustellen
und gleichzeitig eine Ableitung aus dem Sammler in den zweiten Bereich des ersten
Strömungskanals, innerhalb der ersten Strömungsstrecke, zu realisieren, muss die Öffnung
in der Trennscheibe vorteilhafterweise kleiner sein, als die Öffnungen der darüber
und darunter liegenden Scheibenelemente. Hierzu kann beispielsweise ein Stopfen in
die Öffnung eingesetzt werden, welcher eine im Vergleich zur Öffnung der Trennscheibe
kleinere Öffnung aufweist. In die Öffnung des Stopfens kann dann das Anschlusselement,
welches den Ausgang des Sammlers mit dem zweiten Bereich des ersten Strömungskanals
verbindet, eingesteckt werden.
[0030] Auf diese Weise kann eine Anordnung des Anschlusselementes, welches den Sammler mit
dem zweiten Bereich des ersten Strömungskanals verbindet, innerhalb der ersten Strömungsstrecke
erreicht werden.
[0031] In einer ebenfalls vorteilhaften Ausführung, kann die Trennscheibe selbst eine Öffnung
mit geringerem Durchmesser aufweisen. Das Anschlusselement kann dann direkt in die
Öffnung der Trennscheibe eingesteckt werden. Die Herstellung einer solchen Trennscheibe
ist jedoch aufwändiger.
[0032] Außerdem ist es zweckmäßig, wenn die Trennscheibe zumindest im Wesentlichen fluiddicht
mit dem Anschlusselement und/oder dem Stopfen verbunden ist.
[0033] Eine fluiddichte Verbindung zwischen der Trennscheibe und dem Anschlusselement oder
dem Stopfen ist besonders wichtig, da hierdurch der erste Bereich des ersten Strömungskanals
von dem zweiten Bereich des ersten Strömungskanals getrennt wird.
[0034] Eine fluiddichte Verbindung kann beispielsweise über durch das Einpressen des Stopfens
oder des Anschlusselementes in die Öffnung der Trennscheibe erreicht werden. Insbesondere,
wenn der Stopfen und/oder das Anschlusselement ein Übermaß im Vergleich zur Öffnung
in der Trennscheibe haben.
[0035] Es sei hier erwähnt, dass die fluiddichte Verbindung besonders vorteilhaft ist, jedoch
nicht ein entscheidendes Kriterium für die Funktionstüchtigkeit des Kondensators darstellt.
Zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich des ersten Strömungskanals herrscht
nur eine geringe treibende Druckdifferenz. Ein durch eine geringe Undichtigkeit entstehender
Leckagestrom, hat daher keinen wesentlichen Einfluss auf die Funktionstüchtigkeit
des Kondensators. Trotzdem ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung eine möglichst
hohe Abdichtung zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich des Strömungskanals
zu erreichen.
[0036] Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der
Stopfen eine erste radiale Aufdickung aufweist, und eine zur ersten Aufdickung benachbarte
zweite Aufdickung aufweist, wobei die Trennscheibe zwischen der ersten Aufdickung
und der zweiten Aufdickung eingefasst ist.
[0037] Über die erste und zweite Aufdickung, welche vorzugsweise am radialen Rand des Stopfens
angeordnet sind, kann der Stopfen in der Öffnung der Trennscheibe positioniert werden.
Dabei wird die Trennscheibe vorzugsweise zwischen den beiden Aufdickungen positioniert.
Durch die Aufdickungen wird wirksam das Verrutschen des Stopfens nach oben oder nach
unten vermieden.
[0038] Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Anschlusselement an seinem, dem zweiten Bereich
des ersten Strömungskanals zugewandten Endbereich, eine dritte radiale Aufdickung
aufweist und eine zur dritten Aufdickung benachbarte vierte Aufdickung aufweist, wobei
die Trennscheibe oder der Stopfen zwischen der dritten Aufdickung und der vierten
Aufdickung eingefasst ist.
[0039] Das Anschlusselement weist ebenfalls vorteilhafterweise zwei zueinander benachbart
liegende Aufdickungen auf. Zwischen den Aufdickungen kann der Stopfen positioniert
werden. Hierbei ist dann das Anschlusselement durch die Öffnung des Stopfens in den
Stopfen eingesteckt. Alternativ kann auch die Trennscheibe zwischen den Aufdickungen
des Anschlusselementes positioniert werden, für den Fall, dass das Anschlusselement
direkt in die Trennscheibe eingesteckt wird.
[0040] Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist es zu bevorzugen, wenn die
Aufdickungen am Anschlusselement und/oder am Stopfen durch radial zumindest teilweise
umlaufende Halteelemente und/oder durch Wülste gebildet sind.
[0041] Die Aufdickungen am Stopfen und/oder am Anschlusselement sind vorteilhafterweise
entweder durch Wülste gebildet, die beispielsweise durch eine Materialstauchung gebildet
sein können, oder durch das Vorsehen von zusätzlicher Materialstärke bei der Herstellung
des Stopfens oder des Anschlusselementes. Die Wülste können auch als zumindest teilweise
umlaufende Absätze oder Flansche realisiert werden.
[0042] Alternativ kann die Aufdickung an den beiden Elementen auch durch zumindest teilweise
umlaufende Haltelemente, wie etwa hervorstehende Schnapphaken gebildet sein.
[0043] Sofern die Elemente Schnapphaken aufweisen, können diese besonders einfach durch
die Öffnungen gesteckt werden. Die Schnapphaken werden beim Einsteckvorgang nach innen
gedrückt und springen nach dem Einstecken in eine Position zurück, welche radial über
den Außenradius des Elementes hinausragt. Dadurch werden die Elemente sicher fixiert
und in ihrer eingesteckten Position gehalten.
[0044] Auch ist es zweckmäßig, wenn die erste Aufdickung und/oder die zweite Aufdickung
und/oder die dritte Aufdickung und/oder die vierte Aufdickung eine zur Trennscheibe
und/oder zum Stopfen gerichtete Dichtung aufweist.
[0045] Um die Dichtwirkung zwischen den Elementen Trennscheibe, Stopfen und Anschlusselement
weiter zu erhöhen ist es besonders vorteilhaft, wenn die Aufdickungen Dichtungselemente
aufweisen, welche die Verbindungsstellen zwischen den Elementen zusätzlich abdichten.
[0046] Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel sieht vor, dass in die erste Strömungsstrecke
und/oder in die zweite Strömungsstrecke eine Hülse einführbar ist, welche radial umlaufend
angeordnete Aussparungen aufweist.
[0047] Eine Hülse, welche in die erste und/oder zweite Strömungsstrecke eingeführt werden
kann, kann die Stabilität des Kondensators erhöhen. Die Ränder der Öffnungen, welche
die erste bzw. die zweite Strömungsstrecke bilden können an der Außenwandung der Hülse
abgestützt werden. Außerdem kann ein Stopfen, welcher entweder in die Öffnung der
Trennscheibe eingesetzt ist, oder in die Hülse an sich, durch die Hülse abgestützt
werden.
[0048] Weiterhin ist es zu bevorzugen, wenn die Hülse durch einen zumindest teilweise radial
umlaufenden Absatz und/oder durch ein radial zumindest teilweise umlaufendes Halteelement
und/oder durch eine Presspassung an den Scheibenelementen fixiert ist.
[0049] Die Hülse kann beispielsweise durch einen umlaufenden Absatz in dem Scheibenstapel
des Kondensators fixiert werden, indem sie sich mit dem Absatz auf einem der Scheibenelemente
abstützt. Alternativ kann die Hülse ebenfalls Schnapphaken aufweisen, mit denen sie
sich an einem der Scheibenelemente fixieren lässt. Durch Absätze oder Halteelementen
lässt sich eine Hülse besonders vorteilhaft im Kondensator fixieren.
[0050] In einer besonders günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist es außerdem vorgesehen,
dass der Stopfen durch eine Presspassung und/oder einen zumindest teilweise umlaufenden
Absatz und/oder ein radial zumindest teilweise umlaufendes Halteelement in der Hülse
fixiert ist.
[0051] Dies ist besonders vorteilhaft, da durch den Stopfen, welcher im Inneren der Hülse
an der Hülse abgestützt ist, eine weitere Fixierung der Hülse erfolgen kann. Wenn
der Stopfen beispielsweise mit einer Presspassung in die Hülse eingepresst wird, übt
dies eine radial nach außen gerichtet Kraft auf die Hülse aus, wodurch diese gegen
den Scheibenstapel gedrückt wird.
[0052] Außerdem ist es günstig, wenn im Bereich der ersten Strömungsstrecke Mittel zur Trocknung
des Kältemittels vorgesehen sind.
[0053] Durch das Einbringen eines Trocknungsmittels, kann bereits ein Teil des Strömungskanals
im Kondensator dazu genutzt werden, um das Kältemittel zu trocknen. Der Sammler, welcher
sonst Mittel zur Trocknung enthalten kann, kann dann beispielsweise kleiner dimensioniert
werden.
[0054] Auch ist es zweckmäßig, wenn das Anschlusselement durch ein Tauchrohr gebildet ist.
[0055] Ein Tauchrohr ist ein besonders günstiges Bauteil, welches den Zweck eines weiteren
Strömungskanal innerhalb der ersten Strömungsstrecke besonders einfach realisiert.
Das Kältemittel strömt im Tauchrohr, in einer im Vergleich zu der Strömungsrichtung
in der ersten Strömungsstrecke, entgegengesetzten Richtung. Die Zuleitung und die
Ableitung können so besonders einfach realisiert werden.
[0056] Gemäß einer besonders günstigen Weiterbildung der Erfindung ist es zu bevorzugen,
wenn die ersten Öffnungen und/oder die zweiten Öffnungen und/oder die dritten Öffnungen
konzentrisch zueinander angeordnet sind.
[0057] Durch eine konzentrische Lage der ersten, der zweiten und der dritten Öffnungen ist
der grundsätzliche Aufbau des Kondensators wesentlich vereinfacht. Die Elemente, wie
etwa ein Stopfen, ein Anschlusselement oder eine Hülse können so einfacher in den
Kondensator eingeführt werden. Da oft versucht wird, die einzelnen Scheibenelemente
möglichst identisch aufzubauen, ist die konzentrische Lage der einzelnen Öffnungen
im Regelfall bereits vorgegeben.
[0058] Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen
und der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0059] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig.1
- eine Prinzipskizze eines Kondensators in Stapelscheibenbauweise mit einem externen
Sammler,
- Fig. 2
- eine Schnittansicht eines Kondensators in Stapelscheibenbauweise, mit einem Anschlusselement,
welches entlang der in einer Linie liegenden Öffnungen vom Kondensationsbereich durch
eine Trennscheibe in den Unterkühlbereich des Kondensators geführt ist,
- Fig. 3
- eine Schnittansicht eines Kondensators gemäß Figur 2, mit einem Anschlusselement mit
einem umlaufenden Absatz und einem umlaufenden Wulst, an dem durch die Trennscheibe
geführten Endbereich,
- Fig. 4
- eine Schnittansicht eines Kondensators gemäß der Figuren 2 und 3, mit einem Anschlusselement,
mit einem umlaufenden Absatz, welcher eine zur Trennscheibe gerichtete Dichtung aufweist
und Schnapphaken, welche die Trennscheibe in montiertem Zustand hintergreifen,
- Fig. 5
- eine Schnittansicht eines Kondensators gemäß der Figuren 2 bis 4, mit einem Anschlusselement,
mit einem umlaufenden Absatz und dazu benachbart angeordneten Schnapphaken, welche
die Trennscheibe in montiertem Zustand hintergreifen,
- Fig. 6
- eine weitere Schnittansicht eines Kondensators, mit einem Stopfen in der Trennscheibe
und einem Anschlusselement, welches durch den Stopfen geführt ist, wobei der Stopfen
einen Wulst und dazu benachbart Schnapphaken aufweist, welche in montiertem Zustand
die Trennscheibe hintergreifen,
- Fig. 7
- eine Schnittansicht eines Kondensators gemäß Figur 6, mit einem Stopfen mit zwei zueinander
benachbart liegenden umlaufenden Wülsten,
- Fig. 8
- eine Schnittansicht eines Kondensators gemäß der Figuren 6 und 7, mit einer in den
Kondensator eingeführten Hülse, welche im Unterkühlbereich des Kondensators durch
Schnapphaken fixiert ist,
- Fig. 9
- eine Schnittansicht eines Kondensators gemäß der Figuren 6 bis 8, mit einer in den
Kondensator eingesteckten Hülse, welche mittels eines zumindest teilweise umlaufenden
Flansches und mit Schnapphaken im Kondensator fixiert ist, und
- Fig. 10
- eine Schnittansicht durch einen Kondensator gemäß der Figur 9, mit ein einem Trocknungsmittel
in der in den Kondensator eingesteckten Hülse.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
[0060] Die Figur 1 zeigt eine Prinzipskizze eines Kondensators 1, welcher in Stapelscheibenbauweise
aufgebaut ist. Der Kondensator 1 unterteilt sich dabei in einen Kondensationsbereich
2 und einen Unterkühlbereich 3. Der Kondensationsbereich 2 dient zum Abkühlen und
Kondensieren des dampfförmig vorliegenden Kältemittels, welches durch den Kondensator
1 strömt. Der an den Kondensationsbereich 2 angeschlossene Unterkühlbereich 3 ist
für die Unterkühlung des vollständig flüssigen Kältemittels auf eine Temperatur unterhalb
der Kondensationstemperatur des Kältemittels vorgesehen.
[0061] Zwischen den Kondensationsbereich 2 und den Unterkühlbereich 3 ist ein Sammler 8
geschaltet. Dieser Sammler 8 übernimmt die Funktion der Kältemittelbevorratung und
eventuell der Trocknung des Kältemittels sowie der Filterung des Kältemittels. Zum
Trocknen des Kältemittels weist der Sammler 8 einen Trockner 9 im Inneren auf. Nach
dem Durchströmen des Sammlers 8 wird das Kältemittel weiter in den Unterkühlbereich
3 geleitet.
[0062] Der Kondensator 1 ist außer dem Kältemittel auch mit einem Kühlmittel durchströmt.
Das Kühlmittel strömt durch die im oberen Bereich des Kondensators 1 angedeutete Einströmstelle
16 in den Kondensator 1 hinein. Dort verteilt sich das Kühlmittel über den Kondensationsbereich
2 und den Unterkühlbereich 3 und durchströmt den Kondensator 1 hin zur Ausströmstelle
17.
[0063] Im Inneren des Kondensators 1 kann das Kühlmittel parallel, seriell oder parallel
und seriell durch die verschiedenen Strömungskanäle strömen, welche sich zwischen
den Scheibenelementen, aus denen der Kondensator 1 aufgebaut ist, ergeben.
[0064] Das Kältemittel strömt durch eine Einströmstelle 6 am oberen Bereich des Kondensators
1 in den Kondensator 1 ein und verteilt sich entlang des Kondensationsbereiches 2
über die Breite des Kondensators 1. Das Kältemittel strömt entlang des Strömungsweges
5 durch den Kondensationsbereich 2. Anschließend tritt das Kältemittel an der Ausströmstelle
7 aus dem Kondensator 1 aus und strömt entlang der Einströmrichtung 11 in den Sammler
8 hinein.
[0065] Dort wird, wie bereits erwähnt, das Kältemittel getrocknet, gefiltert und bevorratet.
Anschließend strömt das Kältemittel entlang der Ausströmrichtung 12 des Sammlers über
die Einströmstelle 13 zurück in den Kondensator 1. Die Einströmstelle 13 liegt konzentrisch
angeordnet mit der Ausströmstelle 7. Die Einströmstelle 13 ist durch ein Anschlusselement
4 gebildet, welches in der Figur 1 durch ein Rohr dargestellt ist. Das Anschlusselement
4 weist dabei einen kleineren Durchmesser, als die Ausströmstelle 7 auf.
[0066] Dieses Anschlusselement 4 steht in Fluidkommunikation mit dem Auslass des Sammlers
8. Durch das Anschlusselement 4 strömt das Kältemittel in den Unterkühlbereich 3 des
Kondensators 1. Dabei verläuft das Anschlusselement 4 durch den Kondensationsbereich
2 des Kondensators 1 direkt in den Unterkühlbereich 3, so dass das aus dem Sammler
8 ausströmende Kältemittel nur in den Unterkühlbereich 3 strömt. Im Unterkühlbereich
3 strömt das Kältemittel entlang des Strömungsweges 14 durch den Unterkühlbereich
3 und verlässt den Kondensator 1 schließlich über die Ausströmstelle 15.
[0067] Wie das Kühlmittel kann auch das Kältemittel die einzelnen zwischen den Scheibenelementen
des Kondensators 1 gebildeten Strömungskanäle seriell, parallel oder seriell und parallel
durchströmen. Ebenfalls kann sowohl für das Kältemittel, als auch für das Kühlmittel
eine von der gezeigten Ausführung abweichende Anordnung der Einströmstellen und Ausströmstellen
vorgesehen sein.
[0068] Die Figur 1 ist eine beispielhafte Darstellung für einen Kondensator 1 in Stapelscheibenbauweise
und soll grundsätzlich die Unterteilung in den Kondensationsbereich 2 und den Unterkühlbereich
3 zeigen sowie die Anordnung des Sammlers 8 außerhalb des Kondensators 1. Weiterhin
wird durch die Figur 1 die mögliche Durchströmung des Kondensators 1 erläutert.
[0069] Die Figur 2 zeigt eine Schnittansicht durch einen Kondensator 30, welcher in Stapelscheibenbauweise
aufgebaut ist. Den oberen Abschluss des Scheibenstapels bildet das obere Abschlussscheibenelement
32. Nach unten bildet das untere Abschlussscheibenelement 33 die Begrenzung des Scheibenstapels.
Die zwischen dem oberen Abschlussscheibenelement 32 und dem unteren Abschlussscheibenelement
33 verwendeten Scheibenelemente 42 sind im Wesentlichen identisch und unterscheiden
sich nur durch die Orientierung zueinander. Die einzige Ausnahme bildet hierbei die
Trennscheibe 31, welche eine von den Öffnungen 34 der anderen Scheibenelemente abweichende
Öffnung 41 aufweist.
[0070] Die Scheibenelemente 42 weisen jeweils eine Öffnung 34 auf. Die Öffnung 34 der Scheibenelemente
42 ist im Vergleich zur Öffnung 41 der Trennscheibe 31 größer.
[0071] Die Scheibenelemente 42 sind so aufeinandergestapelt, dass die einzelnen Öffnungen
34 der Scheibenelemente 42 konzentrisch aufeinanderliegen. Der Bereich entlang der
Öffnungen 34 im oberen Bereich des Kondensators, welcher oberhalb der Trennscheibe
31 liegt, bildet die erste Strömungsstrecke 35. Der Bereich entlang der Öffnungen
34 im unteren Unterkühlbereich des Kondensators, welcher unterhalb der Trennscheibe
31 liegt, bildet die zweite Strömungsstrecke 37. Der obere Bereich des Kondensators
30 und der untere Bereich des Kondensators 30 sind durch die Trennscheibe 31 getrennt.
[0072] Die erste Strömungsstrecke 35 steht in direkter Fluidkommunikation mit den Strömungskanälen
36, welche dem ersten Bereich des ersten Strömungskanals zugeordnet sind. Durch diesen
strömt das Kältemittel zum Zwecke der Kondensation. Die Strömungskanäle 36, sind jeweils
abwechselnd mit den Strömungskanälen 45 angeordnet, welche das Kühlmittel führen.
Auf diese Weise wird der Wärmübergang zwischen dem Kältemittel und dem Kühlmittel
realisiert.
[0073] Abweichend zu der Anordnung, welche in der Figur 2 gezeigt ist, kann auch eine Anordnung
von kühlmittel- und kältemittelführenden Strömungskanälen in einer anderen Reihung
erfolgen. So sind beispielsweise auch Reihungen mit zwei aufeinanderfolgenden Kühlmittelkanälen
und einem darauffolgenden Kältemittelkanal vorsehbar.
[0074] Im unteren Bereich des Kondensators 30 steht die zweite Strömungsstrecke 37 in Fluidkommunikation
mit den Strömungskanälen 40, welche dem zweiten Bereich des ersten Strömungskanals
zugeordnet sind. Die Strömungskanäle 40, sind hier abwechselnd mit Strömungskanälen
45 des Kühlmittels angeordnet. Wie auch für den oberen Bereich kann auch die Reihung
für den unteren Bereich je nach Ausführungsform variieren.
[0075] In Figur 2 ist ein Anschlusselement 38 gezeigt, welches in seinem Inneren einen Strömungskanal
39 ausbildet. Dieses Anschlusselement 38 ist konzentrisch mit den Öffnungen 34 in
den Scheibenelementen 42 angeordnet. In alternativen Ausführungsformen kann die Anordnung
des Anschlusselementes 38 auch nicht konzentrisch erfolgen. Das Anschlusselement 38
führt dabei durch den oberen Bereich des Kondensators 30 hindurch durch die Trennscheibe
31 und mündet in den oberen Strömungskanal 40 des zweiten Bereiches des ersten Strömungskanals.
[0076] Das in Figur 2 gezeigte Anschlusselement 38 übernimmt die Funktion des in Figur 1
beschriebenen Anschlusselementes 4. Es wird also durch das Anschlusselement 38 das
Kältemittel aus dem Sammler in den Unterkühlbereich des Kondensators 30 zugeführt.
Entlang der Strömungskanäle 36, welche den ersten Bereich des ersten Strömungskanals
zugeordnet sind, strömt das Kältemittel hin zur Strömungsstrecke 35 und von dort nach
oben hinaus in den in Figur 2 nicht gezeigten Sammler. Nach dem Durchströmen des Sammlers
strömt das Kältemittel durch den Strömungskanal 39 des Anschlusselementes 38 in die
zweite Strömungsstrecke 37 des Kondensators 30. Von dort strömt das Kältemittel entlang
der Kanäle 40 des zweiten Bereiches des ersten Strömungskanals durch den Kondensator
30.
[0077] Das Anschlusselement 38 ist in der Figur 2 durch die Öffnung 41 der Trennscheibe
31 gesteckt. Das Anschlusselement 38 kann dabei beispielsweise ein Kunststoffrohr
sein, welches im Vergleich zur Öffnung 41 mit einem Übermaß versehen ist. Durch das
Einstecken unter Kraftaufwendung in die Öffnung 41 kann das Anschlusselement 38 fluiddicht
mit der Trennscheibe 31 verbunden werden. Alternativ ist es ebenso vorsehbar, ein
Anschlusselement 38 beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff zu fertigen und
dieses nach dem Einstecken in die Öffnung 41 so aufzuweiten, dass eine fluiddichte
Verbindung mit der Trennscheibe 31 entsteht.
[0078] Die nachfolgenden Figuren 3 bis 5 zeigen jeweils eine Schnittansicht durch den bereits
in Figur 2 beschriebenen Kondensator 30. Abweichend zu der Figur 2 sind in den Figuren
3 bis 5 alternative Verbindungen des Anschlusselementes 52, 60, 70 mit der Trennscheibe
31 dargestellt. Der grundsätzliche Aufbau des Kondensators 30 mit seinen Scheibenelementen
42 und der Trennscheibe 31 bleibt unverändert. Wie auch in der Figur 2 wechseln sich
jeweils Strömungskanäle 45 des Kühlmittels mit Strömungskanälen 36 bzw. 40 des ersten
Bereiches des ersten Strömungskanals bzw. des zweiten Bereiches des Strömungskanals
ab. Nach oben sind die Kondensatoren 30 der Figuren 3 bis 5 ebenfalls durch ein oberes
Abschlussscheibenelement 32 und nach unten hin durch ein unteres Abschlussscheibenelement
33 begrenzt. Es wird daher in der Beschreibung zu den Figuren 3 bis 5 vorwiegend auf
die Verbindung des Anschlusselementes 52, 60, 70 mit der Trennscheibe 31 eingegangen.
[0079] Die Figur 3 zeigt ein Anschlusselement 52, welches im Inneren einen Strömungskanal
53 aufweist. Das Anschlusselement 52 verläuft ebenfalls konzentrisch zu den Öffnungen
34 der Scheibenelemente 42 und durchdringt die mit einer kleineren Öffnung 41 versehene
Trennscheibe 31 mit einem seiner Endbereiche.
[0080] Der dem unteren Abschnitt des Kondensators 30 zugewandte Endbereich des Anschlusselementes
52 weist einen umlaufenden Absatz 50 auf und dazu benachbart einen umlaufenden Wulst
51. Der untere Wulst 51 ist dabei von oben durch die Öffnung 41 der Trennscheibe 31
hindurch geschoben. Die Trennscheibe 31 ist somit zwischen dem umlaufenden Absatz
50 und dem umlaufenden Wulst 51 fixiert. Die Ausbildung des Absatzes 50 bzw. des Wulstes
51 dient hier zur Fixierung des Anschlusselementes 52 und gleichzeitig zur Abdichtung
des Anschlusselementes gegen die Trennscheibe 31.
[0081] Der untere Wulst 51 der Figur 3 weist eine geringere radiale Ausdehnung als der obere
Absatz 50 auf. Auf diese Weise ist es möglich das Anschlusselement 52 ohne großen
Kraftaufwand und ohne das Risiko einer Beschädigung der Trennscheibe 31 durch die
Öffnung 41 der Trennscheibe 31 zu stecken.
[0082] Es sei darauf hingewiesen, dass zwischen dem oberen Kondensationsbereich und dem
unteren Unterkühlbereich des Kondensators 30 im Regelfall keine große Druckdifferenz
herrscht. Daher können auch leichte Leckagen zwischen dem Anschlusselement 52 und
der Trennscheibe 31 hingenommen werden.
[0083] Leichte Leckageströme führen nicht zur Funktionsuntüchtigkeit des Kondensators 30.
An die Abdichtung der Anschlusselemente 38, 52, 60, 70 zur Trennscheibe 31 ist daher
nicht der höchste Maßstab anzulegen. Eine möglichst optimale Fluidabdichtung zwischen
den Anschlusselementen 38, 52, 60, 70 und der Trennscheibe 31 ist trotzdem wünschenswert.
[0084] Die Figur 4 zeigt ein Anschlusselement 60, welches durch die Öffnung 41 der Trennscheibe
31 geführt ist. Das Anschlusselement 60, welches im Inneren den Strömungskanal 61
ausbildet, weist an seinem dem Unterkühlbereich zugewandten Endbereich einen zumindest
teilweise umlaufenden Flansch 63 auf und dazu benachbart Schnapphaken 62. Der umlaufende
Flansch 63 weist weiterhin eine umlaufende Nut 65 auf, welche in der der Trennscheibe
31 zugewandten Fläche des Flansches 63 angeordnet ist. Innerhalb der Nut 65 verläuft
eine Dichtung 64. Im montierten Zustand ist die Dichtung 64 zwischen dem zumindest
teilweise umlaufenden Flansch 63 und der Trennscheibe 31 verklemmt, so dass sie eine
Dichtwirkung zwischen dem oberen Bereich des Kondensators 30 und dem unteren Bereich
des Kondensators 30 entfaltet.
[0085] Die Schnapphaken 62 sind so im Anschlusselement 60 angebracht, dass sie bei dem Einschieben
von oben durch die Öffnung 41 durch die Einschiebbewegung eingedrückt werden und nach
dem Durchdringen der Trennscheibe 31 nach außen in eine Position, welche radial über
den Außendurchmesser des restlichen Anschlusselementes 60 hinausragt, ausfedern und
somit die Trennscheibe 31 hintergreifen.
[0086] Die Schnapphaken 62 verhindern damit ein unbeabsichtigtes Herauslösen des Anschlusselementes
60 aus der Trennscheibe 31. Die Trennscheibe 31 wird somit zwischen dem Schnapphaken
62 und dem darüber liegenden zumindest teilweise umlaufenden Flansch 63 fixiert. Durch
eine optimale Positionierung der Schnapphaken relativ zu dem zumindest teilweise umlaufenden
Flansch 63 ist ein spielfreier Sitz des Anschlusselementes 60 in der Trennscheibe
31 zu erreichen. Je passgenauer dieser Sitz ist, umso höher ist die Abdichtwirkung,
welche aufgrund der Dichtung 64 entsteht.
[0087] Während es besonders vorteilhaft ist den Flansch 63 vollständig umlaufend um das
Anschlusselement 60 auszuführen, können die Schnapphaken 62 sowohl weitestgehend umlaufend
positioniert sein als auch nur in gewissen vorgesehenen Abständen.
[0088] Die Figur 5 zeigt ein Anschlusselement 70 mit einem in Inneren liegenden Strömungskanal
71. Das Anschlusselement 70 weist in seinem dem unteren Bereich des Kondensators 30
zugewandten Endbereich einen zumindest teilweise umlaufenden Absatz 72 auf und dazu
benachbart Schnapphaken 73.
[0089] Ähnlich dem Prinzip in Figur 4 sind die Schnapphaken so dimensioniert, dass sie bei
dem Einstecken in die Öffnung 41 der Trennscheibe 31 nach innen gedrückt werden und
nach dem Durchschieben durch die Trennscheibe 31 in eine radial über den Außenradius
des Anschlusselementes 70 hinausragende Position federn und die Trennscheibe 31 hintergreifen.
In der Figur 5 ist das Anschlusselement 70 durch die unteren Schnapphaken 73 und den
oberen zumindest teilweise umlaufenden Absatz 72 an der Trennscheibe 31 fixiert. Abweichend
zu der Figur 4 weist die Verbindung in Figur 5 keine zusätzliche Dichtung auf.
[0090] Alle in den Figuren 2 bis 5 gezeigten Verbindungsmittel, wie etwa zumindest teilweise
umlaufende Flansche, vollständig umlaufende Flansche, Schnapphaken, Absätze oder Wulste
sind in beliebiger Kombination miteinander verwendbar. Ebenso ist es vorsehbar, dass
mehr als eine Dichtung zur Abdichtung des Anschlusselementes 38, 52, 60, 70 gegen
die Trennscheibe 31 vorgesehen ist.
[0091] Die in den Figuren 2 bis 5 beschriebenen Ausführungsformen sind beispielhaft und
besitzen keinen beschränkenden Charakter.
[0092] Die Figuren 6 bis 10 zeigen einen Kondensator 90 in Stapelscheibenbauweise. Der grundsätzliche
Aufbau des Kondensators 90 entspricht dem Aufbau des Kondensators 30 der Figuren 2
bis 5. Abweichend zu den Figuren 2 bis 5 weist nun der Kondensator 90 der Figuren
6 bis 10 eine abweichende Trennscheibe 96 auf. Während die Trennscheibe 31 der Figuren
2 bis 5 eine Öffnung 41 aufweist, welche kleiner ist als die Öffnungen 34 der Scheibenelemente
42, weist nun die Trennscheibe 96 eine Öffnung 97 auf, welche im Durchmesser den Öffnungen
95 der Scheibenelemente 114 entspricht. Dies bringt insbesondere den Vorteil mit sich,
dass auch die Trennscheibe 96 nun den übrigen Scheibenelementen 114 des Kondensators
90 entspricht.
[0093] Die Figur 6 weist ein Anschlusselement 102 auf, welches in seinem Inneren den Strömungskanal
103 ausbildet. Das Durchströmungsprinzip der Figuren 6 bis 10 ist mit dem in den bereits
beschriebenen Figuren 2 bis 5 identisch. Die konzentrisch zueinander liegenden Öffnungen
95 der Scheibenelemente 114 bilden eine erste Strömungsstrecke 91 aus. Diese erste
Strömungsstrecke 91 erstreckt sich entlang der Öffnungen 95 im oberen Bereich des
Kondensators 90, in welchem die Kondensation stattfindet. Im unteren Bereich des Kondensators
90 ist durch die Öffnungen 95 die zweite Strömungsstrecke 92 gebildet. Die zweite
Strömungsstrecke 92 erstreckt sich über den gesamten Unterkühlbereich des Kondensators
90.
[0094] Das Kältemittel strömt entlang der Kanäle 93, welche dem ersten Bereich des ersten
Strömungskanals zugeordnet sind in die erste Strömungsstrecke 91 und von dort in den
Sammler. Nach dem Durchströmen des Sammlers strömt das Kältemittel entlang des Strömungskanals
103 in den unteren Unterkühlbereich des Kondensators 90 in die zweite Strömungsstrecke
92. Von dort strömt es durch die Kanäle 94, welche dem zweiten Bereich des ersten
Strömungskanals zugeordnet sind durch den Kondensator 90.
[0095] Das Anschlusselement 102 ist in einem Stopfen 98 aufgenommen. Der Stopfen 98 weist
eine Öffnung 104 auf, durch welche das Anschlusselement 102 geführt ist. An seinem
Umfang ist der Stopfen 98 an der Trennscheibe 96 und dem darunterliegenden Scheibenelement
114 abgestützt.
[0096] Der Stopfen 98 weist hierzu an seinem radialen Randbereich 101 einen umlaufenden
Wulst 99 auf sowie dazu benachbart Schnapphaken 100. Der Wulst 99 des Stopfens 98
liegt dabei auf der dem oberen Bereich des Kondensators 90 zugewandten Seite der Trennscheibe
96 auf. Die Schnapphaken 100 greifen von unten gegen das mit der Trennscheibe 96 in
Verbindung stehende Scheibenelement 114. Die Schnapphaken 100 sind so ausgestaltet,
dass sie beim Einschieben des Stopfens 98 in die Öffnung 97 der Trennscheibe 96 nach
innen gedrückt werden. Nach dem Durchschieben durch die Trennscheibe 96 und durch
das darunter liegende Scheibenelement 114 federn die Schnapphaken in eine radial über
den Außenradius des Stopfens 98 hinausragende Position nach außen. Die Schnapphaken
hintergreifen somit das Scheibenelement 114.
[0097] Durch die Kombination des umlaufenden Wulstes 99 und den Schnapphaken 100 ist der
Stopfen 98 gegenüber der Trennscheibe 96 und dem darunterliegenden Scheibenelement
114 im Kondensator 90 fixiert.
[0098] Die Verbindung zwischen dem Anschlusselement 102 und dem Stopfen 98 kann analog zu
den bereits in den Figuren 2 bis 5 gezeigten Verbindungen zwischen den Anschlusselementen
38, 5, 60, 70 und der Trennscheibe 31 erfolgen. Die in den Figuren 2 bis 5 gezeigten
Verbindungen der Anschlusselemente 38, 52, 60, 70 beziehen sich jeweils auf die Verbindung
dieser Anschlusselemente mit der Trennscheibe 31. Das Verbindungsprinzip ist jedoch
auch auf die Anschlusselemente 102, 120, 140 der Figuren 6 bis 10 übertragbar und
bezieht sich dann auf die Verbindung der Anschlusselemente 102, 120, 140 mit den Stopfen
98, 110, 122, 145.
[0099] Alternativ kann der Stopfen 98, 110, 122, 145 auch einteilig mit dem Anschlusselement
102, 120, 140 ausgeführt sein.
[0100] Die Figur 7 zeigt einen Kondensator 90 analog der Figur 6. Der Stopfen 110 weist
nun zwei zueinander benachbarte umlaufende Wülste 111 und 112 auf. Der Stopfen 110
ist an der Trennscheibe 96 sowie dem darunterliegenden Scheibenelement 114 über die
beiden Wülste 111 und 112 fixiert. Der Wulst 111 liegt dabei auf der dem oberen Bereich
des Kondensators 90 zugewandten Fläche der Trennscheibe 96 auf und der untere Wulst
112 liegt an der dem unteren Bereich zugewandten Fläche des Scheibenelementes 114
an.
[0101] Das Anschlusselement 102 ist in die Öffnung 113 des Stopfens 110 eingesteckt.
[0102] Der Aufbau des Stopfens 110 mit den umlaufenden Wülsten 111 und 112 führt dazu, dass
der Stopfen 110 ohne großen Kraftaufwand in die Öffnungen 95 des Kondensators 90 eingeführt
werden kann, bis er schließlich an seiner vorgesehenen Position an der Trennscheibe
96 und dem darunterliegenden Scheibenelement 114 positioniert werden kann.
[0103] Grundsätzlich ist es vorteilhaft, einen Kompromiss zwischen möglichst hoher Dichtwirkung
zwischen dem Stopfen 98, 110, 122, 145 und der Trennscheibe 96 sowie der einfachen
Einführbarkeit des Stopfens 98, 110, 122, 145 in den Kondensator 90 zu erreichen.
[0104] Die Figur 8 zeigt ein Anschlusselement 120 mit einem inneren Strömungskanal 121.
Zusätzlich ist in der Figur 8 in die zweite Strömungsstrecke 92 eine Hülse 124 eingesteckt,
welche entlang ihres Umfanges Aussparungen 128 aufweist. Durch diese Aussparungen
128 kann das Kältemittel, welches entlang des Strömungskanals 121 in die zweite Strömungsstrecke
92 strömt, in die Kanäle 94 des zweiten Bereiches des ersten Strömungskanals, welche
sich zwischen den Scheibenelementen 114 ausbilden, strömen.
[0105] Die Hülse 124 ist in der Figur 8 auf dem unteren Abschlussscheibenelement 107 des
Kondensators 90 abgestützt. Weiterhin weist die Hülse 124 an ihrem Umfang Schnapphaken
127 auf. Diese Schnapphaken sind so konstruiert, dass sie beim Einschieben der Hülse
124 entlang der Öffnungen 95 von den Scheibenelementen 114 nach innen gedrückt werden.
Nach dem Durchschieben der Trennscheibe 96 und des darunterliegenden Scheibenelementes
114 federn die Schnapphaken 127 analog der bereits im Vorfeld beschriebenen Schnapphaken
radial über die Außenkontur der Hülse 124 hinaus. Dadurch wird die Hülse 124 zwischen
dem unteren Abschlussscheibenelement 107 und dem Scheibenelement 114, welches unterhalb
der Trennscheibe 96 angeordnet ist, fixiert.
[0106] Die Fixierung der Hülse 124 wird weiterhin dadurch verstärkt, dass der Stopfen 122
in das Innere der Hülse 124 eingepresst ist. Dafür weist der Stopfen eine konisch
von oben nach unten zulaufende Außenkontur auf. Im Inneren der Hülse 124 sind oberhalb
der Schnapphaken 127 ein umlaufender Absatz 125 sowie darüber weitere Schnapphaken
126 angeordnet.
[0107] Der Stopfen 122 weist einen geringeren Außendurchmesser als die Öffnungen 95 des
Kondensators 90 auf. Er kann daher ohne Kraftaufwand von oben in die Öffnungen 95
eingeführt werden. Der Stopfen 122 weist jedoch zumindest in seinem breitesten Bereich
des konisch zulaufenden Bereiches einen größeren Außendurchmesser auf als der Innendurchmesser
der Hülse 124 oberhalb des zumindest teilweise umlaufenden Absatzes 125.
[0108] Der Stopfen 122 wird daher durch das Eindrücken in die Hülse in der Hülse 124 verklemmt.
Der Stopfen 122 kommt dabei auf dem zumindest teilweise umlaufenden Absatz 125 zu
liegen. Die im Inneren der Hülse 124 angeordneten Schnapphaken 126 sind so angeordnet,
dass sie durch das Einführen des Stopfens 122 nach außen gedrückt werden und nach
dem Durchschieben des Stopfens 122 über die Wandung der Hülse 124 nach innen in die
Hülse 124 hineinfedern. Dadurch wird der Stopfen 122 zwischen dem zumindest teilweise
umlaufenden Absatz 125 und den Schnapphaken 126 fixiert.
[0109] Die Abdichtung des oberen Bereiches des Kondensators 90, in dem die Kondensation
stattfindet, zum unteren Bereich des Kondensators, in dem die Unterkühlung stattfindet,
erfolgt durch die Hülse 124, welche sich gegen die Trennscheibe 96 und das darunterliegende
Scheibenelement 114 abstützt und im Inneren der Hülse 124 über den Stopfen 122, welcher
mit einer Presspassung in der Hülse 124 sitzt und zwischen dem zumindest teilweise
umlaufenden Absatz 125 und den Schnapphaken 126 der Hülse 124 fixiert ist.
[0110] In einer alternativen Ausführung kann der Stopfen auch nur durch die Fixierung zwischen
dem Absatz und den Schnapphaken in der Hülse fixiert werden. Die zusätzliche Dichtwirkung,
welche durch eine Presspassung hervorgerufen wird, ist als optional anzusehen und
ist nicht zwingend notwendig. Der Stopfen kann dabei auch eine nicht konische Form
aufweisen.
[0111] Die Figur 9 zeigt ein Anschlusselement 140 mit einem im Inneren liegenden Strömungskanal
141. Das Anschlusselement 140 ist in einen Stopfen 145, welcher eine Öffnung 146 aufweist,
eingesteckt. Der Stopfen 145 weist ähnlich dem Stopfen 122 in Figur 8 eine von oben
nach unten konisch zulaufende Form auf. Auf diese Weise ist der Stopfen vorteilhaft
in die Öffnungen 95 des Kondensators 90 einführbar.
[0112] Abweichend zur Figur 8 ist nun im oberen Bereich des Kondensators 90, in welchem
die Kondensation stattfindet, eine Hülse 142 eingebracht. Diese Hülse 142 entspricht
in ihrem Außenradius dem Radius der Öffnungen 95 der Scheibenelemente 114. Die Hülse
142 weist einen zumindest teilweise umlaufenden Flansch 143 auf, mit welchem die Hülse
142 auf dem oberen Abschlussscheibenelement 106 zu liegen kommt.
[0113] Die Hülse 142 weist weiterhin entlang ihres Umfanges Aussparungen 144 auf. Über diese
Aussparungen 144 kann das Kältemittel aus den Kanälen 93 des ersten Bereiches des
ersten Strömungskanals in die erste Strömungsstrecke 91 strömen. Im Inneren der Hülse
142 ist ein zumindest teilweise umlaufender Absatz 149 angeordnet. Dieser zumindest
teilweise umlaufende Absatz 149 ist im unteren Endbereich der Hülse 142 angeordnet.
Oberhalb dieses zumindest teilweise umlaufenden Absatzes 149 weist die Hülse 142 Schnapphaken
148 auf. Diese sind, wie auch in Figur 8 bereits beschrieben, nach innen gerichtet,
so dass sie durch das Einstecken des Stopfens 145 nach außen gedrückt werden und nach
dem Vorbeischieben des Stopfens 145 über die Innenwandung der Hülse 142 nach innen
heraus federn. Der eingesteckte Stopfen 145 wird somit zwischen dem teilweise umlaufenden
Absatz 149 und den Schnapphaken 148 in der Hülse 142 fixiert.
[0114] Zusätzlich kann je nach geometrischer Gestaltung der Stopfen 145 über seine konisch
zulaufende Form im Inneren der Hülse 142 verpresst sein. Durch eine solche Verpressung
kann die Abdichtwirkung der Hülse 142 gegen die Trennscheibe 96 und das darunterliegende
Scheibenelement 114 weiter erhöht werden. Durch eine Einpressung des Stopfens 145
entstehen radial nach außen gerichtete Kräfte, welche auf die Wandung der Hülse 142
einwirken. Diese Kräfte erhöhen die Abdichtung der Hülse 142 gegenüber dem Kondensator
90.
[0115] Die Hülse 142 weist ebenfalls an ihrem Außenbereich Schnapphaken 147 auf. Diese Schnapphaken
147 sind so positioniert, dass sie das Scheibenelement 114, welches direkt unter der
Trennscheibe 96 angeordnet ist, im voll eingeschobenen Zustand der Hülse 142 hintergreifen.
Die Hülse 142 wird somit durch die Schnapphaken 147 im Kondensator 90 fixiert. Der
zumindest teilweise umlaufende Absatz 143 der Hülse 142 definiert dabei die maximale
Einschubtiefe der Hülse 142 in den Kondensator 90.
[0116] Die Figur 10 zeigt den bereits in der Figur 9 gezeigten Aufbau. Zusätzlich ist nun
im Bereich der Hülse 142 ein zusätzliches Trocknungsmittel 150 eingebracht. Das Trocknungsmittel
150 entspricht dabei einem Trocknungsmittel, welches auch in einem externen Sammler
Verwendung findet. Durch die Anordnung des Trocknungsmittels 150 innerhalb der Hülse
142 kann das Kältemittel, welches durch den ersten Bereich des ersten Strömungskanals
in die erste Strömungsstrecke 91 einströmt und anschließend weiter zum Sammler strömt,
bereits innerhalb des Kondensators 90 teilgetrocknet werden.
[0117] In dem in Figur 10 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Bereich der ersten Strömungsstrecke
91 innerhalb der Hülse 142 mit Trocknungsmittel 150 befüllt.
[0118] Die Anordnung von Trocknungsmittel 150 ist in allen gezeigten Figuren 2 bis 10 vorsehbar.
Hierzu ist das Trocknungsmittel vorteilhafterweise insbesondere in einem Bereich,
welcher dem Sammler vorgelagert ist, im Kondensator 30, 90 vorzusehen. Es ist dabei
darauf zu achten, dass das Trocknungsmittel nicht frei durch den Kondensator strömen
kann, also von dem Kältemittel mitgerissen werden kann. Daher empfiehlt sich die Anordnung
des Trocknungsmittels 150, wie in Figur 10 gezeigt, innerhalb der Hülse 142 oder einer
anderen, die Verbreitung des Trocknungsmittels verhindernden, Vorrichtung.
[0119] Der Aufbau der Kondensatoren 30, 90 der Figuren 2 bis 10 soll den grundsätzlichen
Aufbau eines Kondensators 30, 90 in Stapelscheibenbauweise darstellen. Die gezeigte
Darstellung der Scheibenelemente 42 bzw. 114 oder der Trennscheiben 31 bzw. 96 hat
keinen beschränkenden Charakter und stellt nur ein mögliches Ausführungsbeispiel dar.
Ebenso ist die Anzahl der aufeinandergeschichteten Scheiben nicht beschränkend.
1. Kondensator (1, 30, 90) in Stapelscheibenbauweise, mit einem ersten Strömungskanal
(36, 40, 93, 94) für ein Kältemittel und mit einem zweiten Strömungskanal (45, 105)
für ein Kühlmittel, wobei eine Mehrzahl von Scheibenelementen (42, 114) vorgesehen
ist, die aufeinandergestapelt zueinander benachbarte Kanäle (36, 40, 45, 93, 94, 105)
zwischen den Scheibenelementen (42, 114) ausbilden, wobei ein erster Teil der Kanäle
(36, 40, 45, 93, 94, 105) dem ersten Strömungskanal (36, 40, 93, 94) zugeordnet ist
und ein zweiter Teil der Kanäle (36, 40, 45, 93, 94, 105) dem zweiten Strömungskanal
(45, 105) zugeordnet ist, wobei der Strömungskanal (36, 40, 93, 94) des Kältemittels
einen ersten Bereich (2) zur Enthitzung und Kondensation des dampfförmigen Kältemittels
aufweist und einen zweiten Bereich (3) zur Unterkühlung des kondensierten Kältemittels
aufweist, wobei der erste Bereich (2) von dem zweiten Bereich (3) durch eine Trennscheibe
(31, 96) getrennt ist, mit einem Sammler (8) zur Bevorratung und/oder Filterung und/oder
Trocknung eines Kältemittels, wobei ein Kältemittelübertritt aus dem ersten Bereich
(2) in den zweiten Bereich (3) durch den Sammler (8) führt, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammler (8) über eine erste Strömungsstrecke (35, 91), welche mit dem Fluideinlass
des Sammlers (8) in Fluidkommunikation steht, mit dem ersten Bereich (2) in Fluidkommunikation
steht, wobei ein Anschlusselement (4, 38, 52, 60, 70, 102, 120, 140) als Fluidauslass
des Sammlers (8) mit dem zweiten Bereich (3) in Fluidkommunikation steht, wobei das
Anschlusselement (4, 38, 52, 60, 70, 102, 120, 140) zumindest teilweise innerhalb
der ersten Strömungsstrecke (35, 91) verläuft.
2. Kondensator (1, 30, 90) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Strömungsstrecke (35, 91) entlang erster Öffnungen (34, 95), in zueinander
benachbarten Scheibenelementen (42, 114) gebildet ist, wobei die Scheibenelemente
(42, 114) Teil des ersten Bereiches (2) des ersten Strömungskanals (36, 40, 93, 94)
sind.
3. Kondensator (1, 30, 90) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenelemente (42, 114), welche Teil des zweiten Bereiches (3) des ersten
Strömungskanals (36, 40, 93, 94) sind, erste Öffnungen (34, 95) aufweisen, entlang
welcher eine zweite Strömungsstrecke (37, 92) gebildet ist.
4. Kondensator (1, 30, 90) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennscheibe (31, 96) eine zweite Öffnung (41, 97) aufweist, wobei das Anschlusselement
(4, 38, 52, 60, 70, 102, 120, 140) die Trennscheibe (31, 96) vom ersten Bereich (2)
aus zum zweiten Bereich (3) durch die zweite Öffnung (41, 97) durchdringt.
5. Kondensator (1, 30, 90) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweite Öffnung (97) der Trennscheibe (96) ein Stopfen (98, 110, 122, 145)
angeordnet ist, welcher eine dritte Öffnung (104, 113, 123, 146) aufweist, welche
im Vergleich zur zweiten Öffnung (97) der Trennscheibe (96) kleiner ist und das Anschlusselement
(102, 120, 140) durch die dritte Öffnung (104, 113, 123, 146) des Stopfens (98, 110,
122, 145) geführt ist.
6. Kondensator (1, 30, 90) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennscheibe (31, 96) zumindest im Wesentlichen fluiddicht mit dem Anschlusselement
(4, 38, 52, 60, 70, 102, 120, 140) und/oder dem Stopfen (98, 110, 122, 145) verbunden
ist.
7. Kondensator (1, 30, 90) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (98, 110, 122, 145) eine erste radiale Aufdickung aufweist, und eine
zur ersten Aufdickung benachbarte zweite Aufdickung aufweist, wobei die Trennscheibe
(96) zwischen der ersten Aufdickung und der zweiten Aufdickung eingefasst ist.
8. Kondensator (1, 30, 90) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (52, 60, 70) an seinem dem zweiten Bereich (3) des ersten Strömungskanals
zugewandten Endbereich, eine dritte radiale Aufdickung aufweist und eine zur dritten
Aufdickung benachbarte vierte Aufdickung aufweist, wobei die Trennscheibe (31) oder
der Stopfen zwischen der dritten Aufdickung und der vierten Aufdickung eingefasst
ist.
9. Kondensator (1, 30, 90) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufdickungen am Anschlusselement (52, 60, 70) und/oder am Stopfen (98, 110, 122,
145) durch radial zumindest teilweise umlaufende Halteelemente (62, 73, 100) und/oder
durch Wülste (50, 51, 63, 72, 99, 111, 112,) gebildet sind.
10. Kondensator (1, 30, 90) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Aufdickung und/oder die zweite Aufdickung und/oder die dritte Aufdickung
und/oder die vierte Aufdickung eine zur Trennscheibe (31) und/oder zum Stopfen gerichtete
Dichtung (64) aufweist.
11. Kondensator (1, 30, 90) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die erste Strömungsstrecke (91) und/oder in die zweite Strömungsstrecke (92) eine
Hülse (124, 142) einführbar ist, welche radial umlaufend angeordnete Aussparungen
(128, 144) aufweist.
12. Kondensator (1, 30, 90) nach dem vorhergehenden Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (124, 142) durch einen zumindest teilweise radial umlaufende Absatz (143)
und/oder durch ein radial zumindest teilweise umlaufendes Halteelement (127, 147)
und/oder durch eine Presspassung an den Scheibenelementen (114) fixiert ist.
13. Kondensator (1, 30, 90) nach dem vorhergehenden Anspruch 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (122, 145) durch eine Presspassung und/oder einen zumindest teilweise
umlaufenden Absatz (125, 149) und/oder ein radial zumindest teilweise umlaufendes
Halteelement (126, 148) in der Hülse (124, 142) fixiert ist.
14. Kondensator (1, 30, 90) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der ersten Strömungsstrecke (91) Mittel zur Trocknung (150) des Kältemittels
vorgesehen sind.
15. Kondensator (1, 30, 90) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (4, 38, 50, 60, 70, 102, 120, 140) durch ein Tauchrohr gebildet
ist.
16. Kondensator (1, 30, 90) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Öffnungen (34, 95) und/oder die zweiten Öffnungen (41, 97) und/oder die
dritten Öffnungen (104, 113, 123, 146) konzentrisch zueinander angeordnet sind.