DE102014113793A1 - Kältemittelakkumulator, insbesondere für Kraftfahrzeugkältemittelkreisläufe - Google Patents

Kältemittelakkumulator, insbesondere für Kraftfahrzeugkältemittelkreisläufe Download PDF

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Felix Girmscheid
Stephan Köster
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kältemittelakkumulator (1), aufweisend einen Akkubehälter (2) und eine darin angeordnete Saugrohranordnung (3), wobei die Saugrohranordnung (3) aus einem äußeren Saugrohr (4) und einem inneren Saugrohr (5) gebildet ist, die koaxial und zueinander beabstandet angeordnet und über ein Verbindungsteil (6) an den unteren Enden der Saugrohre (4, 5) miteinander einen Strömungspfad (8) bildend verbunden sind und dass im Verbindungsteil (6) radial eine Ölschnüffelbohrung (7) angeordnet ist, die einen Ölsumpfbereich (9) des Akkubehälters (2) mit dem Strömungspfad (8) in der Saugrohranordnung (3) verbindet.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kältemittelakkumulator, insbesondere für Kraftfahrzeugkältemittelkreisläufe. Kältemittelakkumulatoren, auch als Kältemittelsammler bezeichnet, werden in Kältemittelkreisläufen eingesetzt, um flüssiges Kältemittel vom Kältemitteldampf zu trennen, wobei auch das Kältemittelöl separiert und gesammelt wird. Der Kältemittelakkumulator wird weiterhin dazu benutzt, um das Kältemittelöl dem Kältemitteldampf in feinster Verteilung zuzugegeben, damit das Kältemittelöl dem Kältemittelverdichter zugeführt wird.
  • Bei bestimmten Kältemittelkreisläufen kann es vorteilhaft sein, in den Kältemittelakkumulator eine weitere Funktion zu implementieren. Dabei wird ein Wärmeübertrager als Innerer Wärmeübertrager in die Komponente, beispielsweise als Unterkühlungsgegenströmer, integriert. In Kältemittelkreisläufen mit R744 als Kältemittel ist dies beispielsweise vorteilhaft einsetzbar.
  • Kältemittelakkumulatoren haben somit zusammengefasst die Aufgabe der Trennung von Flüssigkeit und Gasphase. Weiterhin wird mit der Konstruktion der Kältemittelakkumulatoren über das Absaugen der Gasphase die Ölrückführung in den Kältemittelverdichter realisiert und zusätzlich wird ein Filter für die flüssige Phase in den Kältemittelakkumulator implementiert.
  • Im Stand der Technik sind verschiedene Formen von Kältemittelakkumulatoren bekannt. Aus der US 2005 0229632 A1 ist ein Kältemittelakkumulator für die flüssige Phase eines Klimaanlagensystems bekannt, der speziell für die Anforderungen eines CO2 als Kältemittel nutzenden Kälteanlagensystems konzipiert ist. Die Absaugung des Kältemittels erfolgt über ein Rohrsystem, dessen Ende im oberen Bereich des Akkumulators zentriert angeordnet ist. Ein Innerer Wärmeübertrager ist in diesen Kältemittelakkumulator nicht integriert und das Rohr zur Absaugung des Kältemitteldampfes wird vom axial zentrierten oberen Ende nach unten in einem Bogen der Kontur des Bodens folgend wieder nach oben zum dezentrierten Ausgang geführt.
  • Nach der US 2004 0093894 A1 ist ein Kältemittelakkumulator für die flüssige Phase eines Klimaanlagensystems bekannt, welcher ein axial zentriertes gerades Rohr für die Absaugung des Kältemittels mit dem Eingang im oberen Bereich und dem Ausgang nach unten aufweist.
  • Die US 2008 0041093 A1 offenbart einen Kältemittelakkumulator für Klimaanlagen mit einem Rohrsystem aus koaxial angeordnetem äußeren und inneren Rohr mit dem Eingang im oberen Bereich des Akkumulators in das äußere Rohr und dem Ausgang am axial zentrierten Ausgang des inneren Rohres nach oben aus dem Akkumulator.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Kältemittelakkumulator, insbesondere für Kraftfahrzeugkältemittelkreisläufe, zur Verfügung zu stellen, der eine effektive Trennung von Flüssigkeit und Gasphase erlaubt und zudem ein Rohr zum Absaugen der Gasphase inklusive Ölrückführung aufweist. Der Kältemittelakkumulator soll kostengünstig herstellbar und fertigungstechnisch unaufwändig produzierbar sein. Weiterhin soll die Funktionsfähigkeit der Komponente durch die Integrierbarkeit einer Filteranordnung für das zurückzuführende Kältemittelöl über längere Zeiträume gesichert sein.
  • Die Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Insbesondere wird die Aufgabe der Erfindung durch einen Kältemittelakkumulator für Kraftfahrzeugkältemittelkreisläufe gelöst, der einen Akkubehälter und eine darin angeordnete Saugrohranordnung beinhaltet. Die Saugrohranordnung besteht aus einem äußeren Saugrohr und einem inneren Saugrohr, welche koaxial und zueinander beabstandet zentriert im Akkubehälter angeordnet sind. Das äußere Saugrohr und das innere Saugrohr ist über ein Verbindungsteil an den jeweils unteren Enden der Saugrohre miteinander verbunden. Über dieses Verbindungsteil erstreckt sich der Strömungspfad des Kältemittels im Ringspalt zwischen äußeren und inneren Saugrohr von oben kommend in das Verbindungsteil hinein, wird dort nach innen umgelenkt und verläuft weiter über das innere Saugrohr nach oben. Im Verbindungsteil ist radial eine Ölschnüffelbohrung angeordnet, die einen Ölsumpfbereich des Akkubehälters mit dem Strömungspfad in der Saugrohranordnung verbindet.
  • Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Ölschnüffelbohrung im Verbindungsteil in der Höhe der Hälfte des Abstandes zwischen dem unteren Ende des inneren Saugrohres und dem unteren Ende des Verbindungsteils angeordnet.
  • Bevorzugt wird das Verbindungsteil im Bereich der Ölschnüffelbohrung von einem Filter umgeben, der das angesaugte Öl aus dem Ölsumpfbereich vor dem Eintritt in die Ölschnüffelbohrung filtert.
  • Das Verbindungsteil ist zur 180° Strömungsumkehr des Strömungspfades für die Druckverlustminimierung speziell ausgestaltet. Bevorzugt wird eine ringartig ausgewölbte Kontur vorgesehen, sodass der Strömungspfad radial von außen nach innen und um 180° sich wendend geleitet wird.
  • Zur Aufnahme des äußeren Saugrohres ist ein Verbindungsteil am oberen Ende ein Tannenbaumprofil vorgesehen, auf welches das äußere Saugrohr fertigungstechnisch in einfacher Weise aufgeschrumpft werden kann.
  • Das Verbindungsteil weist im Bereich der Ölschnüffelbohrung bevorzugt eine Wandstärke von 0,4 mm bis 3 mm auf.
  • Die Ölschnüffelbohrung selbst besitzt bevorzugt einen Durchmesser von 0,2 mm bis 3 mm.
  • Zur Konzentrierung des Kältemittelöls im Akkubehälter ist der Ölsumpfbereich nach unten konisch verjüngt ausgebildet, sodass auch bei geringem Kältemittelölvolumen eine relativ große Höhe des Kältemittelölstandes erreicht ist und sich somit die Ölschnüffelbohrung immer im Bereich des separierten Kältemittelöls unterhalb des flüssigen Kältemittels befindet.
  • Der Filter für das Kältemittelöl wird bevorzugt als Filterring ausgebildet. Zur Aufnahme des Filterringes sind vorteilhaft am Verbindungsteil Ringwulste angeordnet. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Akkubehälter in einem druckfesten Außenbehälter angeordnet und zwischen dem Akkubehälter und dem Außenbehälter ist ein Innerer Wärmeübertrager für den Kältemittelkreislauf platziert. Die Ausbildung des Inneren Wärmeübertragers erfolgt gezielt im Ringspalt zwischen dem Akkubehälter und dem Außenbehälter als Rohrwendel. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass der Akkubehälter aus Kunststoff ausgebildet ist. Ein zusätzlicher Vorteil entsteht dann, wenn der Kunststoff mit geringer Wasseraufnahme, wie Polybutylenterephthalat, Polyethylen oder Polypropylen, ausgebildet ist.
  • Der Akkubehälter wird von einem Akkubehälterdeckel oben verschlossen, welcher im Bereich eines Krümmers eine Öffnung aufweist, die mit einer Kappe verschließbar ausgebildet ist. Für die effiziente Trennung des Flüssigkeitsdampfgemisches ist es vorteilhaft, den Akkubehälterdeckel als Zyklon zur Trennung dieses Gemisches auszugestalten.
  • Funktionsgemäß scheidet der Akkumulator nicht nur flüssiges Kältemittel sondern auch Kältemittelöl ab. Das Kältemittelöl muss jedoch aus dem Sumpf des Akkumulators wieder heraus befördert und dem im Kreislauf zirkulierenden Kältemittelmassenstrom wieder zu beziehungsweise zum Kältemittelverdichter rückgeführt werden. Dies erfolgt über ein Saugrohr, durch welches das gasförmige Kältemittel zum Austritt strömt. Im Akkumulatorsumpf ist eine kleine Ölschnüffelbohrung angeordnet, durch welche die Gasströmung das Kältemittelöl an- beziehungsweise absaugt. Durch die Ölschnüffelbohrung gelangt allerdings nicht nur Kältemittelöl sondern auch flüssiges Kältemittel, welches der ausströmenden Gasphase einen Flüssigkeitsanteil aufträgt, in den Kältemitteldampfstrom. Dieser unvermeidliche Flüssigkeitsanteil soll in der Regel 10 % vom Gesamtmassenstrom nicht überschreiten. Um dieses Problem zu minimieren wurde der passende Durchmesser der Ölschnüffelbohrung bestimmt, der in der Regel sehr klein ist und zwischen 0,2 bis 3 mm liegt. Übliche Fertigungstoleranzen fallen damit sehr schnell funktional ins Gewicht. Die geometrische Anordnung der Ölschnüffelbohrung hat weiterhin erheblichen Einfluss auf die Empfindlichkeit und die Menge an abgesaugter Flüssigkeit. Die geometrische Anordnung ist nach einem Aspekt der Erfindung entscheidend dafür, ob Fertigungstoleranzen kompensiert werden können oder nicht, beziehungsweise ob sich die abgesaugte Flüssigkeitsmenge stets im spezifizierten Bereich befindet.
  • Die Vorteile der Erfindung bestehen in der kosteneffizienten Fertigungsmöglichkeit des Kältemittelakkumulators. Weiterhin ist der Kältemittelakkumulatorbehälter aus Kunststoff fertigbar, wodurch eine gute Wärmedämmung gegenüber der Umgebung realisierbar ist. Konstruktiv ergibt sich ein großer Gestaltungsspielraum, der insbesondere bei der Konstruktion des Zyklons als Flüssigkeitsabscheider vorteilhaft ist. Durch den konisch zulaufenden Ölsumpfbereich wird das Ölsumpfvolumen minimiert und eine verlässliche Absaugung von Kältemittelöl und relativ geringem Anteil an Kältemittelflüssigkeit ermöglicht.
  • Bei der Ausgestaltung des Kältemittelakkumulators als Kombi-Bauteil mit der Integration des Akkumulators und des Inneren Wärmeübertragers in einer Komponente, wird der Innere Wärmeübertrager koaxial um den Akkubehälter herum angeordnet. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, dass die Wand des Akkubehälters nicht vom warmen Motorraum beheizt wird, sondern von der Niederdruckseite des Inneren Wärmeübertragers gegen Wärmeeintrag aus dem Motorraum isoliert ist.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
  • 1: Längsschnitt Kältemittelakkumulator
  • 2: Längsschnitt des Akkubehälters mit Saugrohranordnung
  • 3: Unteres Ende des Akkubehälters und der Saugrohranordnung
  • 4: Unteres Ende des Akkubehälters und der Saugrohranordnung
  • 5: Kältemittelakkumulator ohne Außenbehälter
  • 6: Unterer Bereich des Akkubehälters mit Strömungspfaden für das Kältemittel
  • 7a, b: Akkubehälterdeckel
  • 8: Unterer Bereich der Saugrohranordnung mit Filter im Schnitt und Ölschnüffelbohrung.
  • In 1 ist ein Kältemittelakkumulator 1 als Kombibauteil mit integriertem inneren Wärmeübertrager 15 im Längsschnitt dargestellt. Der Außenbehälter 14 des Kältemittelakkumulators 1 besteht in dieser Ausführungsform aus einem Deckelteil 18 und einem Bodenteil 19, welche über eine Zylindermantel 20 miteinander verbunden sind. Der Außenbehälter 14 ist mit seinen Bestandteilen druckfest ausgeführt und in seinem Inneren sind die einzelnen Komponenten des Kombibauteiles angeordnet. Unter einem Kombibauteil wird ein Kältemittelakkumulator verstanden, welcher neben der Akkumulatorfunktion für das Kältemittel auch die Funktion eines Inneren Wärmeübertragers realisiert.
  • Im Zylindermantel 20 des Außenbehälters 14, dem zylindrischen Verbindungsteil 6 von Bodenteil 19 und Deckelteil 18, sind radial von außen nach innen zunächst der Wärmeübertrager 15 als Rohrwendel, der Akkubehälter 2 zur Aufnahme des flüssigen Kältemittels sowie die Saugrohranordnung 3 zur Führung des Kältemitteldampfstromes jeweils konzentrisch zur Zylinderachse angeordnet. Der untere Bereich des Akkubehälters 2 wird als Ölsumpfbereich 9 bezeichnet, welcher konisch nach unten zulaufend ausgebildet ist, um das sich dort absetzende Kältemittelöl zu konzentrieren und zu sammeln.
  • 2 zeigt einen Längsschnitt des Akkubehälters 2 und der Saugrohranordnung 3. Die Saugrohranordnung 3 ist aus innerem Saugrohr 5 und äußerem Saugrohr 4 aufgebaut, wobei die Saugrohre 4, 5 über ein Verbindungsteil 6 an den unteren Enden der Saugrohre 4, 5 miteinander verbunden sind. Der Akkubehälter 2 ist zylindrisch ausgestaltet und wird oben von einem Akkubehälterdeckel 16 verschlossen. Im unteren Bereich ist der Akkubehälter 2 als Ölsumpfbereich 9 konisch zulaufend ausgebildet, wobei der Ölsumpfbereich 9 im Bereich des Verbindungsteiles 6 von äußerem Saugrohr 4 und innerem Saugrohr 5 liegt.
  • In den 3 und 4 ist der untere Bereich des Akkubehälters 2 auszugsweise vergrößert dargestellt. Eine konstruktive Besonderheit des Kältemittelakkumulators 1 besteht in der Verbindung von äußerem Saugrohr 4 und innerem Saugrohr 5. Diese Verbindung wird über das Verbindungsteil 6 realisiert. Das Verbindungsteil 6 besitzt an seinem oberen Ende ein Tannenbaumprofil 13 zur Aufnahme des äußeren Saugrohres 4. Vorteilhaft an dieser konstruktiven Ausgestaltung ist, dass trotz hoher Drücke des Kältemittels der Akkubehälter 2 selbst keinem Druck standhalten muss, da dieser auf der Innen- und Außenseite des Akkubehälters 2, der Niederdruckseite des Kältemittelkreislaufes, annähernd gleich ist mit der Ausnahme der Druckdifferenz aufgrund von Strömungsverlusten durch das Bauteil hindurch. Somit ist der Akkubehälter 2 aus Kunststoff ausbildbar, was zu diversen Vorteilen führt. Insbesondere sind Kunststoffe im allgemeinen mit wärmedämmenden Eigenschaften behaftet, so dass sie gegenüber der Umgebung und dem Inneren Wärmeübertrager wärmedämmend wirken. Somit wird die Wärme nur in den Niederdruckteil des Inneren Wärmeübertragers 15 übertragen und nicht in den Akkubehälter 2, wo sonst zusätzlich Kältemittelflüssigkeit im Akkubehälter 2 verdampfen würde und dieses Kältemittel folglich nicht wie erwünscht im Akkubehälter 2 gespeichert wird.
  • In der äußeren Wand des Verbindungsteils 6, welches die Strömungsführung des Niederdruckstroms vom äußeren Saugrohr 4 in das innere Saugrohr 5 übernimmt, ist eine Ölschnüffelbohrung 7 angeordnet, über welche der Kältemitteldampfstrom mit dem Ölsumpfbereich 9 und dem sich dort ansammelnden Kältemittelöl verbunden ist. Über die Ölschnüffelbohrung 7 gelangt Öl aus dem Ölsumpfbereich 9 in den Kältemitteldampfstrom, welcher am Ende des Verbindungsteils 6 um 180° umgelenkt wird und in das innere Saugrohr 5 hinein nach oben strömt. Am Verbindungsteil 6 sind zwei Ringwulste 12 angeformt, die zur dichtenden Aufnahme eines Filters 10 in Form eines Filterringes dienen.
  • Das äußere Saugrohr 4 wird mittels einer Schrumpfverbindung auf das Tannenbaumprofil 13 des Verbindungsteils 6 aufgebracht.
  • Die Ringwulste 12 bilden Dichtdurchmesser für den Filter 10 der die Ölschnüffelbohrung 7 vor Verunreinigungen schützt.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung ist das Trockenmittel im Ölsumpfbereich 9 des Akkubehälters 2 angeordnet, so dass die Ölschnüffelbohrung 7 nach wie vor von dem Filter 10 geschützt ist. Ein scheibenförmiges Sieb oder ein Filter drückt dann auf die Oberfläche der Trockenmittel-Granulatfüllung, um ein aufwirbeln oder umherfliegen des Granulates zu vermeiden. Das nicht dargestellte Sieb hat einen Außendurchmesser, der dem Innendurchmesser, beziehungsweise der Kontur des Akkubehälters 2 entspricht. In der Mitte befindet sich ein entsprechender Durchbruch für die Saugrohranordnung 3.
  • Die Ölschnüffelbohrung 7 ist radial in Bezug auf die Behälterachse des Kältemittelakkumulators 1 und unterhalb des unteren Endes des inneren Saugrohres 5, ungefähr in Höhe der Hälfte des Abstandes zwischen dem unteren Ende des inneren Saugrohres 5 und dem unteren Ende des Verbindungsteiles 6, angeordnet. Die Ölschnüffelbohrung 7 weist einen Durchmesser zwischen 0,29 mm bis 2,1 mm auf.
  • Die Wandstärke des Verbindungsteils 6 entspricht der Länge der Ölschnüffelbohrung 7 und liegt zwischen 0,49 mm bis 2,1 mm.
  • In 5 ist die Ausgestaltungsform des Kältemittelakkumulators 1 in der Ausführung als Kombibauteil mit Innerem Wärmeübertrager 15 ohne den druckfest ausgebildeten Zylindermantel 20 in perspektivischer Darstellung gezeigt.
  • Der Kältemittelakkumulator 1 wird in axialer Richtung begrenzt vom Deckelteil 18 und vom Bodenteil 19. Im oberen Bereich ist der Innere Wärmeübertrager 15 angeordnet. Der Akkubehälter 2 ist mit seinem unteren Bereich unterhalb des Inneren Wärmeübertragers 15 zu sehen.
  • In 6 sind der Strömungspfad 8 für das dampfförmige Kältemittel innerhalb der Saugrohranordnung 3 schematisch dargestellt. Der Strömungspfad 8 des Kältemittels verläuft entlang des Ringspaltes zwischen dem äußerem Saugrohr 4 und dem inneren Saugrohr 5 nach unten. Im unteren Bereich des Akkubehälters 2 befindet sich das Verbindungsteil 6, welches außen über eine Schrumpfverbindung das äußere Saugrohr 4 aufnimmt und mit diesem verbunden ist. Das Verbindungsteil 6 erstreckt sich dann weiter in Richtung des Bodens des Akkubehälters 2, wo Stege zur Aufnahme und Zentrierung für das innere Saugrohr 5 vorgesehen sind.
  • In ähnlicher Weise hält und beabstandet eine Abdeckplatte, die das äußere Saugrohr 4 gegen Ansaugen von flüssigem Kältemittel schützt, das innere Saugrohr 5 im oberen Bereich. Die Abdeckplatte wird auf das äußere Saugrohr 4 aufgesteckt und besitzt drei Stege, die das innere Saugrohr 5 in das äußere Saugrohr 4 führen und dafür sorgen, dass ein Ringspalt entsteht. Diese Stege sind ebenfalls im Verbindungsteil 6 vorgesehen. Axial wird das innere Saugrohr 5 über den Deckel 16 gegen das Verbindungsteil 6 gehalten.
  • Der Strömungspfad 8 des Kältemitteldampfgemisches verläuft zwischen dem Verbindungsteil 6 und dem inneren Saugrohr 5 weiter bis zum axialen Ende des Verbindungsteiles 6, wo der Strömungspfad 8 um 180° zunächst nach innen und dann nach oben umgelenkt wird. Somit gelangt das dampfförmige Kältemittel in das innere Saugrohr 5 und strömt wieder nach oben. Im Ölsumpfbereich 9 des Akkubehälters 2 ist im Verbindungsteil 6 eine Ölschnüffelbohrung 7 in radialer Richtung bezogen auf die Achse des Kältemittelakkumulators 1 angeordnet. Durch die Ölschnüffelbohrung 7 steht der Strömungspfad 8 innerhalb des Verbindungsteils 6 mit dem Ölsumpfbereich 9 in stofflicher Verbindung, so dass Öl aus dem Ölsumpfbereich 9 durch die Ölschnüffelbohrung 7 hindurch von dampfförmigem Kältemittel angesaugt und mitgerissen wird.
  • Im unteren Bereich des Verbindungsteiles 6 sind angrenzend an das Tannenbaumprofil 13 zur Aufnahme des äußeren Saugrohres 4 Ringwulste 12 oberhalb und unterhalb der Ölschnüffelbohrung 7 angeordnet, die der Aufnahme eines Filters 10 dienen.
  • Zur Umlenkung des Strömungspfades 8 um 180° am unteren Ende des Verbindungsteiles 6 ist in dieses eine ringartig ausgewölbte Kontur 11 eingearbeitet, um die Strömungsumkehr des Strömungspfades 8 strömungsmechanisch möglichst verlustarm auszuführen.
  • In 7a und 7b ist ein Akkubehälterdeckel 16 gezeigt, welcher in 7a mit unverschlossener Öffnung und in 7b mit durch eine Kappe 17 verschlossener Öffnung dargestellt ist. Der Akkubehälterdeckel 16 ist vorzugsweise wie der Akkubehälter 2 auch aus Kunststoff ausgeführt und weist die Funktionalität eines Zyklons zur Trennung der flüssigen von der gasförmigen Phase des einströmenden Kältemittels auf. Aufgrund der Komplexität ist der Akkubehälterdeckel 16 mit integriertem Zyklon nicht einteilig als Spritzgussteil erzeugbar. Zur Entformbarkeit bei der Herstellung im Spritzgussverfahren weist der Akkubehälterdeckel 16 im Bereich des Krümmers für einströmendes zweiphasiges Kältemittel eine Öffnung auf, die durch eine Kappe 17 verschlossen wird.
  • In 8 ist der untere Bereich der Saugrohranordnung 3 dargestellt. Das äußere Saugrohr 4 ist über das Tannenbaumprofil 13 des Verbindungsteils 6 geschrumpft dargestellt. Die Ölschnüffelbohrung 7 im unteren Bereich des Verbindungsteiles 6 wird nach außen hin vor Verunreinigungen und damit vor gegebenenfalls Verstopfung und Verblockung geschützt, indem ein Filter 10 als Ringfilter der Ölschnüffelbohrung 7 vorgeschaltet ist. Nach einer Besonderheit der Konstruktion des Kältemittelakkumulators 1 in der Ausgestaltung als Kombibauteil mit integrierten Inneren Wärmeübertrager 15 ist der Filter 10 zwar in den Kältemittelakkumulator 1 integriert aber außerhalb des Behälters für das flüssige Kältemittel im Bereich des Ölsumpfes 9 angeordnet. Zusätzlich zum Filter 10 ist unterhalb des Akkubehälters 2 im Bereich des konisch zulaufenden Ölsumpfbereiches 9 ein weiterer Filter eingesetzt, der den Gesamtkältemittelmassenstrom am Austritt der Niederdruckseite des Inneren Wärmeübertragers 15 filtert.
  • Für den Kältemittelakkumulator 1 ergibt sich damit eine 100 %-Filterung direkt vor dem niederdruckseitigen Austritt des Kältemitteldampfes, also nach dem Inneren Wärmeübertrager 15. Da der Kältemittelakkumulator 1 eine sehr große innere Oberfläche aufweist, ist das Potenzial für das unbeabsichtigte Einbringen von Schmutz vergleichsweise hoch. Ein Filter direkt vor dem Austritt des Kombibauteils bietet den Vorteil einer gewissen Eigensicherheit bezüglich unzulässiger Verunreinigungen.
  • Im Kältemittelkreislauf muss Trockenmittel vorhanden sein, das üblicherweise im Kältemittelakkumulator 1 untergebracht wird. Dazu werden beispielsweise Beutel aus Textilgewebe eingesetzt, die mit Silicagel als Trockenmittel gefüllt sind. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden hygroskopische Kunststoffe eingesetzt die bis zu 2 bis 3 % Wasser aufnehmen können. Dies entspricht bis zu 50 % des Absorptionsvermögens des Trockenmittels. Daher müssen Kältemittelakkumulatoren 1 aus hygroskopischem Kunststoff entweder während der Produktion und dem Handling und dem Transport vor Umgebungsfeuchte geschützt werden oder die Trockenmittelmenge muss äquivalent erhöht werden. Letzteres vermindert jedoch die Speicherkapazität des Kältemittelakkumulators 1 für flüssiges Kältemittel. Zu Verminderung des Risikos werden Kunststoffe mit sehr geringer Wasseraufnahme, wie PBT, PE oder PP eingesetzt.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, die Fähigkeit von Kunststoffen Feuchtigkeit aufzunehmen zu nutzen und diese Feuchtigkeitsaufnahmekapazität für die Kältemitteltrocknung einzusetzen. Damit können Kosteneinsparungen für das Trocknungsmittel sowie eine Erhöhung der Speicherkapazität des Akkumulators für mehr flüssiges Kältemittel erreicht werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Kältemittelakkumulator
    2
    Akkubehälter
    3
    Saugrohranordnung
    4
    äußeres Saugrohr
    5
    inneres Saugrohr
    6
    Verbindungsteil
    7
    Ölschnüffelbohrung
    8
    Strömungspfad
    9
    Ölsumpfbereich
    10
    Filter
    11
    ringartig ausgewölbte Kontur
    12
    Ringwulst
    13
    Tannenbaumprofil
    14
    Außenbehälter
    15
    Innerer Wärmeübertrager
    16
    Akkubehälterdeckel
    17
    Kappe
    18
    Deckelteil
    19
    Bodenteil
    20
    Zylindermantel
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 20050229632 A1 [0004]
    • US 20040093894 A1 [0005]
    • US 20080041093 A1 [0006]

Claims (15)

  1. Kältemittelakkumulator (1), insbesondere für Kraftfahrzeugkältemittelkreisläufe, aufweisend einen Akkubehälter (2) und eine darin angeordnete Saugrohranordnung (3), wobei die Saugrohranordnung (3) aus einem äußeren Saugrohr (4) und einem inneren Saugrohr (5) gebildet ist, die koaxial und zueinander beabstandet angeordnet und über ein Verbindungsteil (6) an den unteren Enden der Saugrohre (4, 5) miteinander einen Strömungspfad (8) bildend verbunden sind und dass im Verbindungsteil (6) radial eine Ölschnüffelbohrung (7) angeordnet ist, die einen Ölsumpfbereich (9) des Akkubehälters (2) mit dem Strömungspfad (8) in der Saugrohranordnung (3) verbindet.
  2. Kältemittelakkumulator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölschnüffelbohrung (7) im Verbindungsteil (6) in der Höhe der Hälfte des Abstandes zwischen dem unteren Ende des inneren Saugrohres (5) und dem unteren Ende des Verbindungsteils (6) angeordnet ist.
  3. Kältemittelakkumulator (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsteil (6) im Bereich der Ölschnüffelbohrung (7) von einem Filter (10) umgeben ist, der das angesaugte Öl filtert.
  4. Kältemittelakkumulator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsteil (6) zur 180° Strömungsumkehr des Strömungspfades (8) für die Druckverlustminimierung eine ringartig ausgewölbte Kontur (11) aufweist.
  5. Kältemittelakkumulator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsteil (6) zur Aufnahme des äußeren Saugrohres (4) ein Tannenbaumprofil (13) aufweist.
  6. Kältemittelakkumulator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsteil (6) im Bereich der Ölschnüffelbohrung (7) eine Wandstärke von 0,4 mm bis 3 mm aufweist.
  7. Kältemittelakkumulator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölschnüffelbohrung (7) einen Durchmesser von 0,2 mm bis 3 mm aufweist.
  8. Kältemittelakkumulator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkubehälter (2) im Ölsumpfbereich (9) konisch verjüngt ausgebildet ist.
  9. Kältemittelakkumulator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (10) als Filterring ausgebildet ist.
  10. Kältemittelakkumulator (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Verbindungsteil (6) für die Aufnahme des Filterringes und die Bildung einer Flüssigkeitsschicht vor der Ölschnüffelbohrung (7) Ringwulste (12) angeordnet sind.
  11. Kältemittelakkumulator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkubehälter (2) in einem druckfesten Außenbehälter (14) angeordnet ist und dass zwischen dem Akkubehälter (2) und dem Außenbehälter (14) ein Innerer Wärmeübertrager (15) für den Kältemittelkreislauf angeordnet ist.
  12. Kältemittelakkumulator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkubehälter (2) aus Kunststoff ausgebildet ist.
  13. Kältemittelakkumulator (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkubehälter (2) aus Kunststoff mit geringer Wasseraufnahme, wie Polybutylenterephthalat, Polyethylen oder Polypropylen, ausgebildet ist.
  14. Kältemittelakkumulator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkubehälter (2) von einem Akkubehälterdeckel (16) oben verschlossen ist und dass der Akkubehälterdeckel (16) im Bereich eines Krümmers eine Öffnung aufweist, die mit einer Kappe (17) verschließbar ausgebildet ist.
  15. Kältemittelakkumulator (1) nach nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkubehälterdeckel (16) als Zyklon für ein Kältemitteldampf-Flüssigkeitsgemisch ausgebildet ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018110358A1 (de) * 2018-04-30 2019-10-31 Fh Bielefeld Phasenseparatoreinheit für eine Kälteanlage und entsprechende Kälteanlage

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6537911B2 (ja) * 2015-07-17 2019-07-03 株式会社不二工機 アキュームレータ
DE102015121583B4 (de) * 2015-12-11 2021-02-11 Hanon Systems Vorrichtung zum Abscheiden von Öl eines Kältemittel-Öl-Gemisches sowie zum Abkühlen des Öls und zum Abkühlen und/oder Verflüssigen des Kältemittels in einem Kältemittelkreislauf
DE102016108312A1 (de) * 2016-05-04 2017-11-09 Hanon Systems Wärmeübertrager
CZ308314B6 (cs) * 2017-08-31 2020-05-06 Hanon Systems Cyklon pro separaci směsi plynu a kapaliny, akumulátor chladiva tento cyklon obsahující
CN110631298B (zh) * 2018-06-21 2022-04-05 浙江三花汽车零部件有限公司 一种气液分离器
DE102018214178A1 (de) * 2018-08-22 2020-02-27 Hanon Systems Akkumulator, optional in Kombination mit einem inneren Wärmeübertrager in einem gemeinsamen Gehäuse, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage
DE102019114100A1 (de) * 2019-05-27 2020-12-03 Mahle International Gmbh Innerer Wärmeübertrager
US20220049879A1 (en) * 2019-09-13 2022-02-17 Carrier Corporation Vapor compression system
EP4160116A4 (de) * 2020-05-29 2024-06-19 Shaoxing Sanhua New Energy Automotive Components Co Ltd Wärmetauscher und gas-flüssigkeits-abscheider
CN113739457A (zh) * 2020-05-29 2021-12-03 绍兴三花新能源汽车部件有限公司 一种热交换器以及气液分离器
DE102020117899B4 (de) 2020-07-07 2022-11-17 SPH Sustainable Process Heat GmbH Hochtemperaturwärmepumpe
DE102021125240A1 (de) * 2020-11-20 2022-05-25 Hanon Systems Vorrichtung zum Trennen einer gasförmigen und einer flüssigen Phase eines Arbeitsstoffes und zum Speichern der flüssigen Phase

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040093894A1 (en) 2000-11-24 2004-05-20 Peter Kuhn Collector for the liquid phase of a working medium of an air conditioning system
US20050229632A1 (en) 2004-02-17 2005-10-20 Obrist Engineering Gmbh Collector for the liquid phase of the working medium of an air-conditioning system
US20080041093A1 (en) 2006-08-18 2008-02-21 Kichun Sung Accumulator of air conditioner

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4194370A (en) * 1976-08-13 1980-03-25 Tecumseh Products Company Accumulator for refrigeration system
US4509340A (en) * 1983-11-10 1985-04-09 Sealed Power Corporation Accumulator-dehydrator assembly for an air conditioning system
EP1262348B1 (de) * 1997-07-31 2006-05-10 Denso Corporation Kältekreislaufgerät
JP4042220B2 (ja) * 1997-09-24 2008-02-06 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
DE19910775C1 (de) * 1999-03-11 2000-09-28 Hansa Metallwerke Ag Akkumulator für eine nach dem "Orifice"-Prinzip arbeitende Klimaanlage, insbesondere Fahrzeugklimaanlage
US6463757B1 (en) * 2001-05-24 2002-10-15 Halla Climate Controls Canada, Inc. Internal heat exchanger accumulator
US20060196223A1 (en) * 2005-03-07 2006-09-07 Halla Climate Control Canada Inc. Accumulator with oil vanes/indentations
DE102006031197B4 (de) * 2006-07-03 2012-09-27 Visteon Global Technologies Inc. Innerer Wärmeübertrager mit Akkumulator
DE102011102148A1 (de) * 2011-05-20 2012-11-22 Norma Germany Gmbh Fluidleitung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040093894A1 (en) 2000-11-24 2004-05-20 Peter Kuhn Collector for the liquid phase of a working medium of an air conditioning system
US20050229632A1 (en) 2004-02-17 2005-10-20 Obrist Engineering Gmbh Collector for the liquid phase of the working medium of an air-conditioning system
US20080041093A1 (en) 2006-08-18 2008-02-21 Kichun Sung Accumulator of air conditioner

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018110358A1 (de) * 2018-04-30 2019-10-31 Fh Bielefeld Phasenseparatoreinheit für eine Kälteanlage und entsprechende Kälteanlage

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Publication number Publication date
KR101666722B1 (ko) 2016-10-14
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