DE19719261C2 - Zweiflutiger Flachrohrverdampfer einer Kraftfahrzeugklimaanlage - Google Patents
Zweiflutiger Flachrohrverdampfer einer KraftfahrzeugklimaanlageInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen zweiflutigen
Flachrohrverdampfer für den Kältemittelkreislauf einer Kraft
fahrzeugklimaanlage gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die Erfindung geht dabei von einem Wärmetauscher
gemäß der US-A-5 174 373 aus, der bereits von Außenluft im
Kreuzgegenstrom beaufschlagt ist. An beiden Enden der Flach
rohre, die ihrerseits zwischengeschaltete Zickzacklamellen
aufweisen, sind bei diesem bekannten Wärmetauscher vertikal
orientierte Sammelrohre angeordnet.
Um bei gleichbleibender Kanalzahl in einem den Flu
ten gemeinsamen Flachrohr oder auch bei Aufteilung der Fluten
auf hintereinandergeordnete einzelne Flachrohre zu verbes
sern, hat man bei einem Verdampfer bereits eine mehr als
zweiflutige Strömungsführung vorgesehen. Dies bietet den Vor
teil, daß pro Flut nur eine relativ kleine Anzahl von Kanälen
jeweils von dem zweiphasigen Flüssigkeits-Gas-Kältemittel be
aufschlagt werden, so daß es in den Kanälen der jeweiligen
Flut nicht zu einer bedeutenden Veränderung des jeweiligen
prozentualen Verhältnisses von gasförmiger und flüssiger
Phase kommt. Die mehr als zweiflutige Anordnung, die bis zur
Sechsflutigkeit und höherer Flutigkeit gehen kann, erfordert
aber einen relativ großen Bauaufwand bei der jeweiligen Um
leitung der Flute.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter
Beibehaltung eines zweiflutigen Aufbaus des Verdampfers
selbst dann, wenn pro Flut eine größere Anzahl von Kanälen im
jeweiligen Flachrohr vom gleichen Kältemittel beaufschlagt
wird, andere Maßnahmen vorzusehen, welche in der ausgangsseitigen
Flut das prozentuale Gas-Flüssigkeits-Verhältnis weit
gehend vergleichmäßigen. In der eingangsseitigen Flut stellt
sich dieses Problem weniger, da hier in üblicher Weise eine
Vormischung und eine Einleitung mit hoher Eintrittsgeschwin
digkeit erfolgen können, so daß eine unterschiedliche Entmi
schung der Phasen in den einzelnen Kanälen der eingangsseiti
gen Flut keine bedeutende Rolle spielt.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem
zweiflutigen Flachrohrverdampfer mit den Merkmalen des Ober
begriffs von Anspruch 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale
gelöst.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß man einen
ähnlichen Optimierungseffekt bezüglich des Wärmeübergangs,
wie man ihn bisher durch mehr als Zweiflutigkeit erzielt hat,
auch durch verhältnismäßig sehr einfache Gestaltungsmaßnahmen
einerseits in der Kanalverbindung zwischen den Fluten
und/oder andererseits in den Kanälen der weiterführenden Flut
erreichen kann. Bevorzugte derartige konstruktive Maßnahmen
sind in den Unteransprüchen im einzelnen aufgeführt. Soweit
in der jeweiligen Kanalverbindung zwischen den Fluten eine
Profilierung vorgesehen ist, verhindert diese den Effekt ei
nes normalen zweiflutigen Verdampfers, bei dem innerhalb der
Kanalverbindung die flüssige Phase von der Gasphase des Käl
temittels unter Einwirkung von Zentrifugalkräften bis in den
den Kanälen der eingangsseitigen Flut fernsten Kanal der aus
gangsseitigen Flut mitgerissen wird, so daß dieser Kanal im
Grenzfall alleine durch flüssige Phase verstopft wird und die
anderen Kanäle mit flüssiger Phase abgereichert werden bis zu
dem anderen Grenzfall, daß der der eingangsseitigen Flut
nächste Kanal der ausgangsseitigen Flut nur noch von gasför
miger Phase beaufschlagt ist. Die Profilierung, vorzugsweise
in Gestalt einer Wellung, staut demgegenüber flüssige Phase
im Umlenkungsbereich an. Dabei kann man die Profilierung so
gestalten, daß im Umlenkungsbereich eine annähernd gleichför
mige Einspeisung flüssiger Phase in die einzelnen Kanäle der
ausgangsseitigen Flut erfolgen kann. Alternativ oder zusätz
lich kann man dann auch noch durch Gestaltung bezüglich des
hydraulischen Durchflusses durch die einzelnen Kanäle sicher
stellen, daß nicht wie in dem geschilderten bekannten Fall
praktisch alle flüssige Phase nur durch einen Kanal durch
tritt, sondern auch durch diese Maßnahme eine zwangsweise
Aufteilung der Phasen auf die strömungsausgangsseitige Flut
erfolgt. Zwar nimmt bei dieser Ausbildung der Kanäle immer
noch der Kanal der ausgangsseitigen Flut, welcher den Kanälen
der eingangsseitigen Flut am meisten entfernt ist, nur noch
flüssige Phase auf. Diese kann man jedoch quantitativ so ge
ring einstellen, daß während des Durchgangs durch diesen Ka
nal immer noch eine vollständige Verdampfung dieser flüssigen
Phase eintritt. Analoges gilt mit entsprechender Abschwächung
auch für die anderen Kanäle der ausgangsseitigen Flut.
Es ist an sich bekannt (DE 195 15 527 A1), im
freien Strömungsquerschnitt im jeweiligen Flachrohr
turbulenzerzeugende Ein- oder Anbauten vorzusehen, die als
Eindellungen der Außenwand des jeweiligen Flachrohres
gebildet sein können.
Es ist auch an sich bekannt (DE 44 46 817 A1) im
Bereich der Umleitung benachbarter Fluten eines Flachrohres
die auslaufenden freien Zwischenstege der verschiedenen
Kanäle jeweils einer Flut des Flachrohres im Sinne der
Strömungsausrichtung abzubiegen und dabei den in freien Enden
der Flachrohre gegenüberliegenden Boden des
Umlenkungsvolumens so abgewinkelt auszubilden, daß im
Übergangsbereich der einen Flut in die andere das
Umlenkungsvolumen am größten ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schemati
scher Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher er
läutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Außenansicht und
Fig. 2 einen Querschnitt längs eines Flachrohrs
eines zweiflutigen Flachrohrverdampfers für eine Kraftfahr
zeugklimaanlage, wobei Fig. 2 eine erste Ausführungsform der
Erfindung zeigt;
Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Flachrohr sowie
Fig. 4 einen unteren Teilschnitt derselben Dar
stellungsweise wie in Fig. 2 einer zweiten Ausführungsform;
und
Fig. 5 und Fig. 6 Schnitte analog Fig. 4 einer
dritten und vierten Ausführungsform, bezogen auf die die bei
den Fluten umlenkende Kanalverbindung, wobei fakultativ in
den Kanälen der ausgangsseitigen Flut dieselbe Einrichtung
für eine Vergleichmäßigung des Gas-Flüssigkeits-Verhältnis
des Kältemittels in den verschiedenen Kanälen der ausgangs
seitigen Flut wie in Fig. 2 zusätzlich vorgesehen sein kann.
Der in den Figuren dargestellte Flachrohrverdampfer
ist in allen dargestellten Ausführungsbeispielen zweiflutig
ausgebildet und als Verdampfer eines Kältemittelkreislaufs
einer Kraftfahrzeugklimaanlage gestaltet.
Der Flachrohrverdampfer hat folgenden allgemeinen
Aufbau:
Eine größere Anzahl von typischerweise zwanzig bis
dreißig Flachrohren 2 wird mit konstanten gegenseitigen Ab
ständen und miteinander fluchtenden Stirnseiten 4 angeordnet.
Zwischen den Flachseiten der Flachrohre wird jeweils eine
Zickzacklamelle 8 sandwichartig eingeschachtelt. Ebenso wird
je eine Zickzacklamelle 8 auch noch an den beiden Außenflä
chen der außenliegenden Flachrohre angeordnet. Jedes Flach
rohr weist innere Versteifungsstege 10 auf, die im Flachrohr
als durchgehende Kanäle wirkende Kammern 12 abteilen. Je nach
Bautiefe ist eine Anzahl der Kammern 12 von zehn bis dreißig
typisch.
Die angegebenen typischen Bereiche der Anzahl der
Flachrohre und deren Kammern sind dabei nur vorzugsweise und
nicht beschränkend gedacht.
In einer Kraftfahrzeugklimaanlage wird im fertigen
Zustand die Blockanordnung aus den Flachrohren 2 sowie den
Zickzacklamellen 8 durch Außenluft in Richtung des in den
Fig. 2, 4 und 5 ersichtlichen Pfeils 13 in Bautiefenrichtung
als äußeres Wärmetauschmedium durchströmt.
Als inneres Wärmetauschmedium dient bei dem Verdampfer
ein Kältemittel wie insbesondere Fluorkohlenwasser
stoff, der in den Verdampfer über eine Zuleitung 14 eintritt
und über eine Ausgangsleitung 16 aus dem Verdampfer wieder
austritt. Die Zuleitung kommt im Kältemittelkreislauf von
dessen Verflüssiger. Die Ausgangsleitung 16 führt zum Ver
dichter des Kältemittelkreislaufs.
Bei der geradzahligen Anzahl von zwei Fluten im
Verdampfer erfolgt die eingangsseitige Verteilung des Kälte
mittels von der Zuleitung 14 her auf die einzelnen Flachrohre
2 durch einen sogenannten Verteiler. Ausgangsseitig wird das
Kältemittel gesammelt der Ausgangsleitung 16 zugeführt. Wenn
man auch die Verteilung und die Sammlung gesonderten Kästen
zuweisen kann, sind bei den Ausführungsbeispielen beide Funk
tionen in einem gemeinsamen Sammler 18 vereint.
Dieser Sammler 18 ist dann an einer Stirnseite 4
der Flachrohre 2 angeordnet, während an der anderen Stirn
seite 4 der Flachrohre 2 lediglich jeweils zwischen den Flu
ten eine Strömungsumkehr erfolgt, hier beispielsweise durch
die in Fig. 1 bildlich dargestellten Einzelnäpfe 20 oder un
ter Integration der Umlenkfunktionen solcher Einzelnäpfe 20
in einem gemeinsamen Umlenksammler, auch Umlenkkasten
genannt. Auch die Einzelnäpfe 20 gemäß Fig. 1 können
bedarfsweise zu einer Baueinheit durch nicht dargestellte
Verbindungsteile integriert sein. Die Einzelnäpfe 20, ein
gemeinsamer Umlenksammler oder eine entsprechende die beiden
Fluten umlenkende Kanalverbindung haben die in den Fig. 4 bis
6 gezeigten bevorzugten Querschnittsformen.
Die Zweiflutigkeit bedeutet eine einzige Strömungs
umkehr im Bereich der von den Kammern 12 gebildeten einzelnen
Kanäle in jedem Flachrohr 2. Bei der Zweiflutigkeit braucht
dann der Napf 20 bzw. die sonstige Kanalverbindung keine
weitere Zwischenkammerunterteilung, sondern es muß lediglich
die einmalige Umlenkfunktion gewährleistet sein.
Der Sammler 18 ist grundsätzlich aus einem Rohrbo
den 26 und einem Deckel 28 zusammengesetzt, wobei gegebenen
falls weitere Teile zum Aufbau des Sammlers 18 vorgesehen
sein können, die wenigstens zum Teil nachfolgend noch angege
ben sind.
Die den Näpfen 20 oder einer vergleichbaren Kanal
verbindung abgewandten freien Enden der Flachrohre 2 greifen
mit dem Innenraum des Sammlers 18 kommunizierend dicht in den
Rohrboden 26 ein, der dementsprechend mit Eingriffsschlitzen
sowie gegebenenfalls inneren und/oder äußeren Eingriffsstut
zen versehen ist.
Da in dem Sammler 18 die Eingangsfunktion und die
Ausgangsfunktion des Kältemittels vereint sind, benötigt der
Sammler 18 mindestens eine zweikammerige Ausbildung, welche
eine Eingangsseite von der Ausgangsseite abtrennt. Für diesen
Zweck hat die Kammerunterteilung mindestens einen Flachsteg
in Gestalt eines Längsstegs 32, welcher den mit der Zuleitung
14 kommunizierenden Eingangsbereich im Sammler 18 von einer
längs des Sammlers 18 durchgehenden Austrittskammer 34 ab
trennt, die mit der Ausgangsleitung 16 kommuniziert.
Bei dem Verdampfer bedarf es ferner einer möglichst
gleichmäßigen Zuführung des eingangsseitigen Kältemittels zu
allen Flachrohren 2. Im Grenzfall kann man jedem einzelnen
Flachrohr 2 über einen sogenannten Verteiler das zugeführte
Kältemittel gesondert zuführen. Meist erfolgt jedoch die Zu
führung zu benachbarten Gruppen von Flachrohren, bei denen
mindestens einige Gruppen eine höhere Flachrohranzahl als
eins haben, wobei auch die Zahl der Flachrohre pro Gruppe
wechseln kann. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist eine
jeweils gleiche Anzahl von vier Flachrohren pro Gruppe vorge
sehen bei einer Gesamtzahl von zwanzig Flachrohren. Jeder
Gruppe von Flachrohren 2 wird dabei eine eigene Eintrittskam
mer zugeordnet, welche unmittelbar mit der betreffenden
Gruppe der Flachrohre 2 kommuniziert. Die eigenen Eintritts
kammern werden im Eingangsbereich der Kammerunterteilung
durch als Flachstege ausgebildete Querstege voneinander abge
teilt, die rechtwinklig jeweils nur von einer Seite des
Längsstegs 32 abzweigen.
Die Zuleitung 14 kommuniziert mit den einzelnen
Eintrittskammern jeweils über eine im Sammler 18 verlaufende
und bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 nach außen
fortgesetzte und bogenförmig umgelenkte eigene Zuleitung 44.
Die dargestellten eigenen Zuleitungen 44, die in der rohrför
migen Zuleitung zusammengefaßt sind, kommunizieren jeweils
mit vier Flachrohren einer Gruppe von Flachrohren.
Bei dem Verdampfer ist ferner der Block aus Flach
rohren 2 sowie Zickzacklamellen 8 seitlich durch je ein an
der jeweils äußeren Zickzacklamelle 8 anliegendes Seitenblech
46 abgeschlossen, so daß die Seitenbleche 46 einen äußeren
Rahmen für die den Wärmetauscherblock gemäß dem Pfeil 13 an
strömende Außenluft bilden.
Die Flachrohre 2, die Zickzacklamellen 8, der Rohr
boden 26 und der Deckel 28 des Sammlers 18 mitsamt dessen
Kammerunterteilung, die Umlenknäpfe 20 o. dgl. sowie die Sei
tenbleche 46 des Verdampfers bestehen, zweckmäßig ebenso wie
die Zuleitung 14 und die Ausgangsleitung 16, aus Aluminium
und/oder einer Aluminiumlegierung und werden einschließlich
der dem Verdampfer benachbarten Abschnitte der Leitungsver
bindungen zum fertigen Verdampfer hartgelötet.
Ohne daß die Erfindung darauf beschränkt ist, wird
in der Praxis jedenfalls bei Kältemittelverdampfern für
Kraftfahrzeugklimaanlagen gemäß Fig. 1 die Zuleitung 14 und
die Ausgangsleitung 16, die über entsprechende Anschlußstut
zen in den Sammler 18 übergehen können, an zwei entsprechende
Anschlußstutzen 48 eines thermostatisch geregelten Blockven
tils 50 angeschlossen. Dieses weist an der nicht sichtbaren
gegenüberliegenden Seite zwei weitere zuleitungsseitige und
ausgangsseitige Anschlußstutzen auf.
Bei der Ausführungsform der zusammengehörigen Fig.
1 und 2 sind der Rohrboden 26 und der Deckel 28 aus mit Lot
vorbeschichtetem Blech gebildet. Der freie Rand des Deckels
greift dabei mit mindestens einseitiger Überlappung - in Fig.
2 ist eine zweiseitige Überlappung 52 dargestellt - in den
Rohrboden 26 ein.
Die eigenen Zuleitungen 44 der eigenen Eintrittskammern
der Gruppen von Flachrohren 2 sind in einem Verteil
rohr 54 integriert, welches einen Rohrmantel 56 und eine in
nere sternförmige Unterteilung hat, deren freie Segmente die
eigenen Zuleitungen 44 bilden. Um zu ermöglichen, daß diese
eigenen Zuleitungen 44 jeweils an derselben Umfangsstelle des
Rohrmantels 56 in die zugehörige eigene Eintrittskammer von
Gruppen der Flachrohre 2 einmünden, verläuft die sternförmige
Unterteilung wendel- bzw. schraubenlinienförmig. Die jewei
lige eigene Zuleitung 44 kommuniziert dabei mit der zugehöri
gen eigenen Eintrittskammer jeweils über eine im Rohrmantel
56 des Verteilrohrs 54 angeordnete Austrittsöffnung. Bedarfs
weise kann man diese jeweiligen Austrittsöffnungen auch für
Direkteinspritzungszwecke in die Eintrittskammer drosselartig
auslegen und so dimensionieren, daß das Druckgefälle zwischen
Verflüssigungs- und Verdampfungsdruck im wesentlichen abge
baut wird.
Bei allen Ausführungsbeispielen der Erfindung ist
zusätzlich zu dem oben beschriebenen allgemeinen Aufbau min
destens eine Einrichtung vorgesehen, welche das Gas-Flüssig
keits-Verhältnis des Kältemittels in den verschiedenen Kanä
len der ausgangsseitigen Flut des betreffenden Flachrohrs
vergleichmäßigt.
Diese Einrichtung kann gemäß der Darstellung in den
Fig. 2 bis 4 in den Kanälen der ausgangsseitigen Flut ausge
bildet sein. Stattdessen oder vorzugsweise zusätzlich ist
eine solche Einrichtung ferner innerhalb der jeweiligen Ka
nalverbindung für die Umlenkung der eingangsseitigen Flut
ausgebildet, hier innerhalb des jeweiligen Umlenknapfes 20
oder einer entsprechenden Kanalverbindung, wie einem Rohrbo
den, mit dem Querschnitt speziell der Darstellungen in den
Fig. 4 bis 6, wo diese umlenkende Kanalverbindung mit der ge
nannten Vergleichmäßigungseinrichtung für das Gas-Flüssig
keits-Verhältnis des Kältemittels in den verschiedenen Kanä
len der ausgangsseitigen Flut gestaltet ist.
Bei allen Ausführungsbeispielen ist die eingangs
seitige Flut von vier Kanälen des betreffenden Flachrohrs 2
gebildet, während die ausgangsseitige Flut bei den Ausfüh
rungsbeispielen der Fig. 2 bis 4 sieben Kanäle hat und in
Fig. 5 mit acht Kanälen und in Fig. 6 mit sechs Kanälen dar
gestellt ist, um anzudeuten, daß die Erfindung nicht auf eine
bestimmte Anzahl beschränkt ist.
Die Vergleichsmäßigungseinrichtung im Bereich der
Kanäle der ausgangsseitigen Flut ist dementsprechend auch nur
beispielsweise anhand der in diesem Zusammenhang dargestell
ten sieben Kanäle der ausgangsseitigen Flut beschrieben.
Wie man aus der Darstellung ersieht, haben die sie
ben Kanäle 12 der ausgangsseitigen Flut eine in Abhängigkeit
vom Abstand zu den Kanälen 12 der eingangsseitigen Flut
schrittweise zunehmende Drosselung aufgrund von lokalen Dros
selstellen in den fünf hinteren Kanälen gemäß Fig. 2 oder in
den drei hinteren Kanälen gemäß den Fig. 3 und 4. Dabei sind
die lokalen Drosselstellen durch lokale Eindellungen an min
destens einer Flachseite 64 gebildet, die die Wand des Flach
rohrs 2 so verformen, daß die Eindellung 64 als Drosselstelle
in den Kanal 12 des Flachrohrs hineinragt (Fig. 2). Fig. 3
zeigt dabei speziell eine Anordnung mit beidseitigen gegen
überliegenden Eindellungen 64 in einem mittleren Bereich zwi
schen den jeweiligen Versteifungsstegen 10 des Flachrohrs 2.
Die Anordnung der Eindellungen 62 in einem mittleren Bereich
zwischen den Versteifungsstegen 10 ist in Fig. 2 entsprechend
und nur für eine Flachseite 64 gezeigt, wobei eine Ergänzung
auf der gegenüberliegenden Flachseite fakultativ wie im Fall
der Fig. 3 vorgesehen sein kann.
Man erkennt in beiden Fig. 2 und 4, daß die Zahl
der Eindellungen 62 in dem Kanal 12, welcher den größten Ab
stand von den eingangsseitigen Fluten hat, am größten ist und
in Richtung zu den eingangsseitigen Fluten abnimmt, bis
schließlich in Nachbarschaft der eingangsseitigen Fluten (in
Fig. 2 in zwei Kanälen, in Fig. 4 in vier Kanälen) überhaupt
keine Eindellung mehr vorgesehen ist. Beispielsweise erfolgt
gemäß Fig. 2 in dem Kanal, welcher dem den eingangsseitigen
Fluten entferntesten Kanal benachbart ist, eine Eindellung in
gleicher Höhe in Längsrichtung des Flachrohrs, jedoch nur je
des zweite Mal. Man kann die Reduzierung jedoch auch anders
wählen, wie Fig. 4 zeigt, wo die reduzierte Anzahl der Ein
dellungen 62 in dem genannten Kanal teilweise in gleicher
Höhe, teilweise in unterschiedlicher Höhe angeordnet ist.
Statt einer gleichen Anzahl kann man in ebenso be
vorzugter Weise auch eine Einschachtelung jeweils zwischen
zwei Eindellungen eines Kanals mit größerer Zahl der Eindel
lungen vornehmen und dabei eine Eindellung zwischen benach
barten Dellen eines Kanals mit größerer Anzahl der Eindellun
gen überspringen, wie dies in Fig. 2 anhand der beiden den
eingangsseitigen Fluten benachbarten Kanälen mit Eindellungen
dargestellt ist.
Im Bereich der Kanalverbindung zwischen den ein
gangsseitigen und ausgangsseitigen Fluten erfolgt die Umlei
tung konventionell, während die betreffende Kanalverbindung
bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 3 bis 5 ihrerseits mit
einer Einrichtung ausgebildet ist, welche das Gas-Flüssig
keits-Verhältnis des Kältemittels in den verschiedenen Kanä
len 12 der ausgangsseitigen Flut des betreffenden Flachrohrs
2 vergleichmäßigt.
Hierzu wird bei allen drei Ausführungsbeispielen
der Fig. 3 bis 6 vorgesehen, daß die dem freien Ende, d. h.
den Stirnseiten 4 des jeweiligen Flachrohrs, gegenüberliegen
den Fläche des Napfes 20 oder einer entsprechenden Kanalver
bindung eine nach oben gerichtete Profilierung aufweist, wel
che bereits unterhalb der eingangsseitigen Flut ansetzt und
die umgelenkte Strömung auf die ausgangsseitige Flut ver
teilt.
Speziell hat bei den Ausführungsbeispielen diese
Profilierung eine quer zur Strömungsrichtung des umgelenkten
inneren Kältemittels stehende Wellung mit nur einer Welle 68
in Fig. 5, zwei in Strömungsrichtung aufeinanderfolgenden
Wellen 68a und 68b in Fig. 4 und drei in Strömungsrichtung
aufeinanderfolgenden Wellen 68x, 68y, 68z in Fig. 6. Die im
Falle der Fig. 4 und 6 aufeinanderfolgenden Wellen 68a und
68b bzw. 68x, 68y und 68z haben dabei eine Anordnung, bei der
die in Strömungsrichtung nachfolgende Welle jeweils einen hö
heren Scheitel als die in Strömungsrichtung vorhergehende
Welle aufweist.
Bei allen Ausführungsformen hat ferner jede Welle
68 bzw. 68a, 68b, 68x, 68y und 68z in Strömungsrichtung zu
nächst eine langgestreckte vordere Flanke 70 und eine relativ
zu dieser rasch abfallende hintere Flanke 72.
Im Falle von mehreren Wellen gemäß Fig. 6 liegt da
bei die in Strömungsrichtung erste Welle 66 etwa dem Verstei
fungssteg des Flachrohrs 2 gegenüber, welcher die eingangs
seitige Flut von der ausgangsseitigen Flut im Flachrohr
trennt. Diese Aussage bezieht sich auf den Scheitelpunkt der
betreffenden Welle. Bei den anderen Ausführungsbeispielen
liegen die Scheitelpunkte aller Wellen in Strömungsrichtung
um mindestens einen Kanal verschoben den Kanälen 12 der aus
gangsseitigen Flut gegenüber. In allen Ausführungsbeispielen
beginnt jedoch die vordere Flanke 70 der einzelnen Welle
(Fig. 5) oder der ersten Welle einer Wellung mit mehreren
Wellen (Fig. 4 und Fig. 6) bereits gegenüber den Kanälen 12
der eingangsseitigen Flut.
Wie die Fig. 4 und 5 ferner zeigen, kann die Wel
lung an einem rechtwinklig zu den Flachrohren 2 orientiert
bleibenden Umlenkboden oder an einem in Strömungsrichtung an
steigenden Umlenkboden ausgebildet sein, der jeweils die be
treffende Fläche 66 mit der Wellung bildet. Alternativ zu den
Wellen 68, die durch eine nach oben gerichtete Profilierung
der den freien Enden des Flachrohres gegenüberliegenden
Flächen des Napfes 20 entstehen, können auch in nicht
dargestellter Weise Längsseitenwände des Napfes 20 so
verformt sein, daß sich die gegenüberliegenden Wände in der
Mitte berühren.
Auf diese Art wird eine zu den Wellen 68 vergleich
bare Wirkung auf die gleichmäßige Verteilung von flüssiger
und gasförmiger Phase auf die Kanäle der ausgangsseitigen
Flut erreicht.
Im Falle einer seitlichen Einprägung des Napfes 20
kann anstelle der langgestreckten vorderen Flanke 70 im
Grenzfall auch ein zur Strömungsrichtung des Kältemittels
rechtwinkliger Verlauf der seitlichen Einprägung gewählt wer
den, um durch höhere Turbulenzen noch mehr Vermischung der
Phasen zu erreichen.
Die den jeweiligen Umlenkboden bildenden Näpfe 20
sind zweckmäßig aus einem Blech aus Aluminium oder einer Alu
miniumlegierung tiefgezogen, wobei das Blech auf der den
Flachrohren zugewandten Seite mit Hartlot vorbeschichtet sein
kann. Am stirnseitigen Rand des Napfes ist ein Anschlag 74
für die schmale Stirnseite des zugehörigen Flachrohrs 2 aus
gebildet. Dies wird vom Napfrand 76 unter Bildung eines sich
verjüngenden Lötspalts 78 übergriffen (Fig. 4 und 5). Alter
nativ kann gemäß Fig. 6 der freie Napfrand auch in eine Nut
80 in einem zwischen Napf 20 und Flachrohr 2 zwischengeschal
teten Bauteil 80, z. B. einer Dichtung oder eines Verkettungs
glieds von Näpfen, eingreifen. Die Näpfe sind in jeweils ver
gleichbarer Weise an die Flachseiten der Flachrohre direkt
angeschlossen.
Claims (15)
1. Zweiflutiger Flachrohrverdampfer für den Kältemit
telkreislauf einer Kraftfahrzeugklimaanlage, insbesondere in
Kreuzgegenstromschaltung, mit einer jeweils an einem Ende des
jeweiligen Flachrohrs (2) angeordneten Kanalverbindung (20)
für die Umlenkung der eingangsseitigen Flut in die ausgangs
seitige Flut, die in einer Mehrzahl von Kanälen (12) jeweils
desselben Flachrohres (2) geführt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den Kanälen (12) jeweils desselben Flachrohres (2) der
ausgangsseitigen Flut eine Einrichtung angeordnet ist, welche
das Gas-Flüssigkeits-Verhältnis des Kältemittels in den ver
schiedenen Kanälen (12) der ausgangsseitigen Flut des betref
fenden Flachrohrs (2) vergleichmäßigt.
2. Zweiflutiger Flachrohrverdampfer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die eingangsseitige Flut und die
ausgangsseitige Flut jeweils in demselben Flachrohr (2) ge
führt sind.
3. Zweiflutiger Flachrohrverdampfer nach Anspruch 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalverbindungen
(20) der einzelnen Flachrohre (2) von gesonderten Endkappen
(20) gebildet sind.
4. Zweiflutiger Flachrohrverdampfer nach Anspruch 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalverbindungen der
einzelnen Flachrohre (2) in einem gemeinsamen Umlenksammler
ausgebildet sind.
5. Zweiflutiger Flachrohrverdampfer in im wesentlichen
vertikaler Anordnung der Flachrohre (2)und Anordnung der je
weiligen Kanalverbindung (20) jeweils unten am Flachrohrver
dampfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die dem freien Ende des jeweiligen Flachrohrs
(2) gegenüberliegende Fläche (66) der Kanalverbindung (20)
eine nach oben gerichtete Profilierung aufweist.
6. Zweiflutiger Flachrohrverdampfer nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierung eine quer zur
Strömungsrichtung stehende Wellung (68; 68a, 68b; 68x, 68y, 68z)
aufweist.
7. Zweiflutiger Flachrohrverdampfer nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wellung nur eine Welle (68)
aufweist.
8. Zweiflutiger Flachrohrverdampfer nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wellung mindestens zwei in
Strömungsrichtung aufeinanderfolgende Wellen (68a, 68b;
68x, 68y, 68z) aufweist.
9. Zweiflutiger Flachrohrverdampfer nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die in Strömungsrichtung nachfol
gende Welle (68b; 68y, 68z) einen höheren Scheitel als die in
Strömungsrichtung vorhergehende Welle (68a; 68x, 68y) aufweist.
10. Zweiflutiger Flachrohrverdampfer nach einem der An
sprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine
Welle der Wellung (68; 68a, 68b; 68x, 68y, 68z) jeweils eine
langgestreckte in Strömungsrichtung vordere Flanke (70) und
eine relativ dazu rasch abfallende in Strömungsrichtung
hintere Flanke (72) aufweist.
11. Zweiflutiger Flachrohrverdampfer nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß alle Wellen der Wellung
(68; 68a, 68b; 68x, 68y, 68z) jeweils eine langgestreckte in Strö
mungsrichtung vordere Flanke (70) und eine relativ dazu rasch
abfallende in Strömungsrichtung hintere Flanke (72)
aufweisen.
12. Zweiflutiger Flachrohrverdampfer nach einem der An
sprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (12)
der ausgangsseitigen Flut des jeweiligen Flachrohres (2)
einen in Abhängigkeit vom Abstand zu Kanälen (12) der ein
gangsseitigen Flut schrittweise abnehmenden hydraulischen
Querschnitt haben.
13. Zweiflutiger Flachrohrverdampfer nach einem der An
sprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (12)
der ausgangsseitigen Flut des jeweiligen Flachrohres (2) eine
in Abhängigkeit vom Abstand zu Kanälen (12) der eingangssei
tigen Flut schrittweise zunehmende Drosselung (62) aufweisen.
14. Zweiflutiger Flachrohrverdampfer nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselung jeweils durch min
destens eine lokale Drosselstelle (62) im jeweiligen Kanal
(12) gebildet ist.
15. Zweiflutiger Flachrohrverdampfer nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige lokale Drossel
stelle durch lokale Eindellung (62) mindestens einer Flach
seite (64) des Flachrohrs (2) gebildet ist.
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- 1997-05-07 DE DE1997119261 patent/DE19719261C2/de not_active Expired - Fee Related
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