DE10220533A1 - Wärmetauscher - Google Patents

Abstract

Bei einem Wärmetauscher wie einem Scheibenverdampfer für eine Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug sind mehrere Scheiben gestapelt zu einem Wärmetauscherblock (10) zusammengesetzt, die jeweils aus zwei miteinander gefügten Blechelementen (2) bestehen und unter Einschluß eines Hohlraumes Rohrelemente ausbilden, welche zur Durchleitung eines Kältemittels fluidisch miteinander verbunden sind. DOLLAR A Um eine variable Herstellung von Verdampfern mit unterschiedlichen Dimensionen, insbesondere in Tiefenrichtung, entsprechend der Strömungsrichtung der abzukühlenden Luft durch den Verdampfer zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Blechelemente mindestens zwei zusammenhängende Grundelemente (3) umfassen, so daß die Scheiben als Scheibenmodule (2/II, 2/III, 2/IV) ausgebildet sind, die in der Tiefe des Wärmetauscherblockes ein ganzzahliges Vielfaches von aus Grundelementen (3) aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit einer Viel­ zahl von Scheibenelementen, insbesondere einen Scheiben­ verdampfer für eine Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

In der Fahrzeugklimatisierung bekannte Scheibenverdampfer bestehen aus mehreren gestapelt zusammengesetzten Scheiben, welche jeweils aus zwei Blechelementen miteinander gefügt sind. Die Blechelemente schließen dabei einen Hohlraum ein, wodurch sie Scheibenrohrelemente ausbilden, welche zur Durchleitung eines Kältemittels des Scheibenverdampfers fluidisch miteinander verbunden sind.

Die DE 198 38 215 A1 offenbart einen gattungsgemäßen Ver­ dampfer für eine Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug, wobei die Scheiben in einem Scheibenstapel beabstandet unter Aus­ bildung von Zwischenräumen zum Durchtritt von abzukühlender Luft aus dem Fahrzeuginnenraum angeordnet sind. In den Zwischenräumen der Scheiben sind bei den bekannten Schei­ benverdampfern Kühlrippen angeordnet, um die Kühlwirkung auf die den Scheibenverdampfer in Richtung der Tiefe durch­ strömende Luft zu verbessern. Die Kühlwirkung der Scheiben auf den Warmluftstrom, der durch die Zwischenräume der Scheiben strömt, wird wesentlich von der Tiefe der Scheiben in Durchströmungsrichtung der Luft beeinflußt. Ein höherer Bedarf an Kühlleistung kann daher beispielsweise durch eine größere Tiefe der Scheiben, also Verbreiterung der einzel­ nen Blechelemente erreicht werden.

Die US 5,855,240 beschreibt einen Scheibenwärmetauscher, bei dem die Scheiben jeweils einen U-förmig gestalteten Hohlraum für Kältemittel aufweisen. Die Blechelemente, die paarweise zu den Scheiben gefügt werden, werden jeweils durch Stege verbunden gefertigt und unter Biegung der Stege in Überdeckung zueinander gebracht.

Des weiteren sind Flachrohrwärmetauscher bekannt, bei denen in Durchströmungsrichtung der Luft hintereinander ange­ ordnete Teilblöcke vorgesehen sind, wobei die aus einem ersten Teilblock des Wärmetauschers austretende Luft in die Zwischenräume der in Flucht dahinterliegenden Flachrohre des nächsten Teilblocks eintritt. Die EP 0 838 641 A2 offenbart einen solchen Flachrohrwärmetauscher, bei dem zwei Teilblöcke parallel zueinander ausgerichtet und räum­ lich hintereinander angeordnet sind, wobei die Teilblöcke in Strömungsrichtung der Luft in Reihe geschaltet sind.

Insbesondere bei Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge steht meistens nur ein sehr begrenztes Platzangebot zum Einbau der Klimaanlage und des dazugehörenden Verdampfers zur Ver­ fügung. Bei der Konstruktion des Verdampfers für eine Klimaanlage ist daher besonders die mögliche Baugröße zu berücksichtigen. Um die jeweils optimale Kälteleistung beim vorliegenden Platzangebot in unterschiedlichen Fahrzeug­ modellen und entsprechend unterschiedlichen Dimensionen der Klimaanlage zu erreichen, ergeben sich auch unterschied­ liche Dimensionierungen des Verdampfers in seiner Länge, d. h., der Anzahl Scheiben in einem Scheibenstapel, und der Tiefe. Um Verdampfer mit unterschiedlichen Tiefen herzu­ stellen, sind bisher verschiedene Werkzeuge erforderlich gewesen, um die entsprechenden Blechelemente mit der ge­ wünschten Scheibenbreite herzustellen. Auf diese Weise ent­ stehen hohe Kosten bei der Herstellung von Verdampfern mit unterschiedlichen Dimensionen. Auch erfordert ein Wechsel des Verdampfermodells, der verbunden ist mit einer Änderung der Scheibenbreite, eine Umrüstung der Werkzeugmaschine mit dem benötigten Werkzeug. Die dadurch sinkende Fertigungs­ geschwindigkeit durch längere Umrüstzeiten erhöhen eben­ falls die Herstellungskosten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher zu schaffen, der bezüglich seiner Her­ stellung auf einfache Weise mit unterschiedlichen Dimen­ sionen in Richtung der Tiefe des Wärmetauscherblocks aus­ führbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß sind Blechelemente vorgesehen, die jeweils aus zwei oder mehr gleichartigen Grundelementen bestehen. Die Tiefe des Wärmetauschers ergibt sich so als ganz­ zahliges Vielfaches der Tiefe eines einzelnen Grund­ elementes. Auf diese Weise steht ein modulares Scheiben­ system zur Verfügung, wobei die vorgesehene Tiefe eines Verdampfers von der Fertigung der Blechelemente konstruktiv entkoppelt ist. Beispielsweise können Blechstreifen mit einer Vielzahl einteilig zusammenhängender Blechelemente angefertigt werden und nach dem Festlegen der gewünschten Tiefe eines anzufertigenden Verdampfers aus dem Blech­ streifen die Blechelemente der entsprechenden Anzahl der Grundelemente abgetrennt werden. Die streifenartigen Blech­ elemente werden vorzugsweise durch Stanzen gefertigt.

Mit dem erfindungsgemäßen modularen Aufbau des Scheiben­ verdampfers lassen sich Wärmetauscher mit bedarfsweise unterschiedlichsten Tiefen herstellen, ohne unterschied­ liche Werkzeuge zur Herstellung der Blechelemente einsetzen zu müssen. Auch ist eine kostengünstigere Herstellung von Verdampfern mit unterschiedlichen Dimensionen möglich, da gegenüber der herkömmlichen Fertigungstechnik erheblich ge­ ringere Rüstkosten bei einer Umstellung der Fertigung auf eine abweichende Tiefe des Verdampfers anfallen. Des weite­ ren ist der Zusammenbau des Verdampfers, insbesondere das Fügen der Scheiben vereinfacht gegenüber der herkömmlichen Reihenschaltung mehrerer Scheibenstapel, da aufgrund der einteiligen Ausbildung mehrerer Grundelemente im gemein­ samen Blechelement weniger Verbindungsteile verwendet werden müssen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Modulsystems ist darin zu sehen, daß bei gleicher Höhe und Breite eines Scheibenblockes die Kälteleistung entsprechend der Anforderung und dem Einsatzfall des Verdampfers durch Variation der Tiefe gemäß dem Vielfachen der Tiefe des ein­ zelnen Grundelementes variierbar ist.

Vorteilhaft sind die Grundelemente durch Stege miteinander verbunden, wodurch beispielsweise das Abtrennen eines Blechelementes von einem gestanzten Blechstreifen mit einer Vielzahl von Grundelementen möglich ist, gegebenenfalls so­ gar ohne zusätzliche Trennwerkzeuge. Die Blechelemente sind zweckmäßig langgestreckt ausgebildet, wobei die Stege be­ nechbart der Enden der Grundelemente vorgesehen sind. Die beiden Blechelemente einer Scheibe werden an ihren um­ laufenden Rändern unter Einschluß von Hohlräumen im Inneren der Scheiben gefügt, wobei die einzelnen Scheiben mittels Anschlußstutzen miteinander verbunden sind, die an den freien Ende der Grundelemente ausgebildet sind. Vorteilhaft ist bei mindestens einer der Verbindungen der Scheiben eines Scheibenstapels eine fluidische Verbindung der Scheiben vorgesehen, die durch jeweils eine Übertritts­ öffnung für Kältemittel in einem vom jeweiligen Anschluß­ stutzen definierten Bereich der Blechelemente gebildet ist. Die Anschlußstutzen können zweckmäßig durch Umformverfahren an den einzelnen Blechelementen angebracht werden, wobei die freiliegenden Öffnungen der aus den Blechelementen her­ vortretenden Anschlußstutzen miteinander verbunden werden. Die Verbindung aller Blechteile des Verdampfers kann mecha­ nisch erfolgen oder unter Wärmeeinwirkung, beispielsweise durch Löten.

Bei dem erfindungsgemäßen Modulsystem ist an den Blech­ elementen vorzugsweise an beiden Enden der Grundelemente ein Anschlußstutzen vorgesehen. In besonders vorteilhafter Weise werden dabei Blechelemente mit formähnlichen, aber bezüglich der Kühlmittelleitung unterschiedlichen Blech­ elementen vorgesehen, wobei eine Art der Grundelemente an beiden Enden Übertrittsöffnungen für Kältemittel in die be­ nachbarte Scheibe aufweisen, während bei anderen Blech­ elementen keine Übertrittsöffnung vorgesehen ist. An der Einbaustelle eines solchen Blechmoduls kann so ein Ver­ schluß im Strömungsweg des Kältemittels in den Verdampfer eingebaut werden. Auf diese Weise kann der Strömungsweg innerhalb des Scheibenverdampfers auch mehrflutig in den Scheiben erzwungen werden. Besonders vorteilhaft werden in einem Scheibenstapel in vorgegebenen Abständen Grund­ elemente ohne Übertrittsöffnung an den Enden vorgesehen. Werden die Grundelemente ohne Übertrittsöffnungen in alter­ nierender Folge der jeweiligen Übertrittsöffnungen an gegenüberliegenden Enden der Scheiben angeordnet, so wird der Strömungsweg des Kältemittels in der jeweils nach­ folgenden Scheibe in einem Scheibenstapel umgekehrt. Mit der Herstellung von lediglich zwei unterschiedlichen Blech­ elementen, nämlich zum einen solche mit Grundelementen mit beidseitig angeordneten Übertrittsöffnungen und solchen mit Grundelementen ohne Übertrittsöffnungen auf jeweils einer der Seiten der Scheibe kann bei der Konstruktion eines Wärmetauschers der Strömungsweg des Kältemittels beliebig variiert werden.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Modulsystems wird darin gesehen, daß durch Ausbildung von Überström­ kanälen in den Stegen zwischen den Grundelementen eine fluidische Verbindung zwischen den Hohlräumen in den Grund­ elementen einer Scheibe erreicht werden kann. Auf diese Weise kann gegebenenfalls auf die bisher erforderliche Ver­ bindung mehrerer Scheibenstapel durch Rohre oder ähnliches außerhalb des aus mehreren Scheibenstapel bestehenden Ver­ dampferblockes verzichtet werden. Ein Überströmkanal wird dabei in mindestens einem der Stege zwischen den Grund­ elementen vorgesehen. In einer vorteilhaften Gestaltung eines Verdampfers wird in der Folge von Grundelementen in dem jeweiligen Blechelement jeweils einer der Stege mit einem Überströmkanal versehen, wobei jeweils Überström­ kanäle aufeinanderfolgender Grundelemente auf gegenüber­ liegenden Seiten vorgesehen werden. Auf diese Weise wird beim Überströmen von Kältemittel in das jeweils benachbart liegende Grundelement die Strömungsrichtung des ein­ tretenden Kältemittels umgekehrt. In einer anderen vorteil­ haften Ausgestaltung kann in der Folge der Grundelemente in einem Blechelement an jedem zweiten Grundelement in beiden Stegen benachbart der Scheibenenden ein Überströmkanal vor­ gesehen werden, während an den jeweils dazwischen liegenden Grundelementen jeweils ein Überströmkanal in einem etwa mittig zwischen den Scheibenenden liegenden Steg ausge­ bildet wird. Die außenliegenden Stege werden bei diesen Stegverbindungen nicht mit Überströmkanälen versehen, wo­ durch in aufeinanderfolgenden Scheiben jeweils Strömungs­ richtungen von außen zur Mitte und entgegengesetzt erreicht werden.

Vorteilhaft wirkt sich der modulare Aufbau auch in Bezug auf das Wasserablaufverhalten aus, da das Wasser zwischen den Modulen besser nach unten abfließen kann.

Die Überströmkanäle in den entsprechenden Stegen der je­ weils zusammengefügten Blechelemente werden vorzugsweise bei der Herstellung eingeprägt, beispielsweise durch sin Umformwerkzeug.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an­ hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Stirnseite eines Scheibenverdampfers mit äußeren Rippen,

Fig. 2 eine Ansicht eines Blechstreifens mit einer Viel­ zahl von Grundelementen,

Fig. 3 eine Ansicht eines Blechstreifens mit Einteilung in Blechelemente,

Fig. 4 eine Ansicht eines Blechelementes für eine Ver­ dampferscheibe mit Durchströmung des Kältemittels in Richtung der Tiefe des Wärmetauscherblocks,

Fig. 5 eine Ansicht einer alternativen Gestaltung eines Blechelementes mit Überströmkanälen,

Fig. 6 eine schematische Ansicht eines Scheibenverdampfers in Modulbauweise,

Fig. 7 eine alternative Gestaltung eines Scheiben­ verdampfers in Modulbauweise.

Fig. 8 eine Ausführungsvariante zu Fig. 1 ohne äußere Rippen,

Fig. 9 eine Ansicht eines Blechelementes zur Bildung eines Verdampfers gemäß Fig. 8.

Der in Fig. 1 gezeigte Scheibenverdampfer 1 ist Bestandteil einer hier nicht näher dargestellten Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug. Der Scheibenverdampfer 1 weist eine Vielzahl Scheiben 4 auf, die zu einem Block 10 gestapelt zusammen­ gesetzt sind und jeweils aus zwei miteinander gefügten Blechelementen 2 bestehen. Die Scheiben 4 bilden unter Ein­ schluß eines Hohlraumes Rohrelemente zur Durchleitung eines Kältemittels aus. Die Scheiben 4 sind längsgestreckt ausge­ bildet und fluidisch miteinander derart verbunden, daß das Kältemittel in Pfeilrichtung 21 den Scheibenverdampfer 1 durchströmt. An den freien Enden 8, 9 der Scheiben 4 ist jeweils an den die Scheiben 4 bildenden Blechelementen 2 ein Anschlußstutzen 6 ausgebildet, welcher mit dem An­ schlußstutzen 6 der jeweils benachbart liegenden Scheibe 4 verbunden ist. Die Scheiben 4 liegen jeweils in Überdeckung zueinander in dem Scheibenblock 10 gleichmäßig beabstandet, wodurch Zwischenräume zum Durchtritt von abzukühlender Luft in Richtung der Tiefe 20 des Verdampferblocks gebildet sind. Die Tiefenrichtung 20 ist dabei die Richtung, die senkrecht zur. Blattebene der Zeichnung steht, d. h., die Erstreckung des Verdampferblocks in der senkrechten Rich­ tung zu seiner Stirnseite.

In den Zwischenräumen der Scheiben 4 sind Wellrippen 5 an­ geordnet, welche die Wärmeübertragungsleistung des Ver­ dampfers 1 erhöhen durch Vergrößerung der Wärme über­ tragenden Oberfläche.

Die Kältemittel führenden Hohlräume der Scheiben 4 sind zur Durchleitung des Kältemittels im Bereich der Anschluß­ stutzen 6 fluidisch miteinander verbunden, wobei eine Durchleitung auf beiden Endseiten 8, 9 der Scheiben 4 vor­ gesehen ist.

Zur Durchleitung des Kältemittels ist in den Blechelementen 2 jeweils eine Übertrittsöffnung 7 (siehe Fig. 2) vor­ gesehen, welche innerhalb des Anschlußstutzens 6 liegt. Um eine Umlenkung der Strömungsrichtung 21 durch die Scheiben 4 und damit eine Verlängerung des Strömungsweges durch den gestapelten Wärmetauscherblock 10 zu erreichen, wird in regelmäßigen Abständen eine Trennwand 19 zwischen zwei Scheiben 4 vorgesehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden so jeweils mehrere benachbart liegende Scheiben in gleichen Richtungen durchströmt, wobei die Anzahl parallel beaufschlagter Scheiben 4 je nach gestellten Anforderungen bemessen werden kann. Die Trennwand 19 kann wie in Fig. 1 angedeutet durch eine Blende oder ähnliches zwischen den Anschlußstutzen 6 zweier Scheiben 4 vorgesehen sein. Be­ sonders zweckmäßig werden jedoch zur Bildung der Trennwand 19 die Blechelemente 2 auf der Seite der jeweils anein­ anderliegenden Scheiben 4 ohne Übertrittsöffnung 7 (Fig. 2) ausgebildet, so daß keine zusätzlichen Bauteile für die Trennwand erforderlich sind.

Der Scheibenverdampfer 1 umfaßt abhängig von der ge­ wünschten Wärmeübertragungsleistung und der entsprechenden Tiefe des Scheibenblocks 10 Scheiben 4 mit mehreren Grund­ elementen, von denen in der vorliegenden Zeichnungsfigur der Stapel vorn liegender Grundelemente sichtbar ist und weitere, in Tiefenrichtung 20 in Flucht liegende Stapel verdeckt. Die Scheiben 4 des Scheibenverdampfers 1 können derart gestapelt sein, daß die Stapel von Grundelementen nacheinander vom Kältemittel der Klimaanlage durchströmt werden, wobei gemäß Pfeil 30 das Kältemittel dem nächst­ folgenden Stapel von Grundelementen zugeführt wird.

Fig. 2 zeigt einen Blechstreifen 3', der aus einer Vielzahl mittels Stegen 14, 15 zusammenhängender Grundelemente 3 be­ steht. Bei der Montage des Scheibenverdampfers werden dis Blechelemente 2, die aus einer der gewünschten Tiefe des Verdampferblocks entsprechenden Anzahl an Grundelementen 3 bestehen, im Bereich ihrer Ränder 13 paarweise dicht zu­ sammengefügt unter Einschluß des Hohlraumes zur Leitung des Kältemittels. Die Scheiben können so als Scheibenmodule mit variabler Tiefe ausgeführt werden, die jeweils mehrere Grundelemente 3 umfassen. Der Blechstreifen 3' wird ent­ sprechend der Länge des Halbzeuges mit einer Vielzahl von Grundelementen 3 beispielsweise durch Stanzen hergestellt. Die Grundelemente 3 hängen einteilig mittels der Stege 14, 15 zusammen, wobei die Stege 14, 15 bevorzugt benachbart der Enden 8, 9 der langgestreckten Grundelemente 3 vorge­ sehen sind. Im Bereich der Enden 8, 9 sind auf beiden Seiten der Grundelemente 3 Übertrittsöffnungen 7 ausge­ spart, welche mit einem entsprechend großen Querschnitt ge­ meinsam mit den die Scheiben verbindenden Anschlußstutzen 6 (Fig. 1) einen über die Länge des Scheibenblockes er­ streckten Sammeltank 29 für Kältemittel bilden.

Durch Umformen, wie Prägen oder dgl. wird in jedem Grund­ element 3 eine Einsenkung 25 geschaffen, welche nach dem Zusammenfügen zweier Blechelemente 2 den Kühlmittel führen­ den Hohlraum bilden. Dabei erheben sich aus dem Boden dar Einsenkung 25 Noppen 26, welche mit den Noppen 26 des gegenüberliegenden Blechelementes 2 in gestapeltem Zustand der Blechelemente zur Anlage kommen. Aus dem Blechstreifen 3' werden gemäß der vorliegenden Erfindung Blechelemente mit einer bestimmten Anzahl zusammenhängender Grundelemente durch Trennen der Stege an der entsprechenden Stelle ge­ löst, wobei die Anzahl der in den Blechelementen 2 zusammenhängenden Grundelemente 3 der gewünschten Tiefe des Verdampfers entspricht. Bei der Fertigung eines erfindungs­ gemäßen Scheibenverdampfers kann bei vorgegebenem Raum­ angebot zur Unterbringung des Verdampfers die erforderliche Tiefe des Verdampferblockes aus Scheibenmodulen mit einem ganzzahligen Vielfachen der Tiefe eines einzelnen Grund­ elementes bestimmt werden.

Fig. 3 veranschaulicht den modularen Aufbau des erfindungs­ gemäßen Scheibenverdampfers. Aus dem als Stanzteil vor­ liegenden Blechstreifen 3' mit einer Vielzahl einzelner Grundelemente 3 werden für eine Konstruktion eines Scheibenverdampfers mit einer erforderlichen Tiefe von zwei Grundelementen gemäß der strichlierten Linie Blechelemente mit jeweils zwei einteilig zusammenhängenden Grundelementen aus dem Blechstreifen 3' gelöst und paarweise zu Scheiben mit Scheibenmodulen 2/II zusammengefügt. Werden bei gleicher Stirnfläche des Wärmetauscherblocks und somit gleicher Scheibenanzahl höhere Ansprüche an die Kälte­ leistung des Verdampfers gestellt, so können auch Scheiben­ module 2/III mit jeweils drei einteilig zusammenhängenden Grundelementen 3 zusammengestellt werden. Für dieses Scheibenmodul 2/III sind die Grundelemente mit 3.1, 3.2 und 3.3 bezeichnet. In ähnlicher Weise können bei dem er­ findungsgemäßen modularen Aufbau Scheibenmodule 2/IV mit jeweils vier zusammenhängenden Grundelementen 3 oder einer entsprechend höheren Anzahl von Grundelementen gewählt werden. Die Gesamttiefe des Verdampfers ist entsprechend der Anzahl eines ganzzahligen Vielfachen der Tiefe eines Grundelementes 3 variabel und auf die gewünschte Leistung abstimmbar.

Fig. 4 zeigt ein Blechelement 2 für ein Scheibenmodul 2/III, in dem drei Grundelemente 3 einteilig ausgebildet sind, wobei in den Verbindungsstegen 14, 15 der Grund­ elemente 3 Überströmkanäle 17 vorgesehen sind, welche einen Übertritt von Kältemittel von einem ersten Grundelement in einem Scheibenmodul zum nächsten Grundelement desselben Scheibenmoduls gestatten. Die Überströmkanäle 17 werden zweckmäßig alternierend auf gegenüberliegenden Seiten der Blechelemente 2 in den jeweiligen Stegen 14, 15 vorgesehen, so daß eine gegenläufige Durchströmung 21 der durch die Überströmkanäle 17 verbundenen Scheibenmodule gegeben ist. Durch diese Anordnung der Überströmkanäle 17 können gegen­ läufige Durchströmungen der Scheiben bezüglich der Tiefen­ richtung des Verdampfers erreicht werden. Zusätzlich ist eine Mehrflutigkeit der auf gleicher Höhe in den Scheiben liegenden Module durch entsprechende Anordnung von Ver­ schlüssen der Sammeltanks 29 (Fig. 2) gegeben. Dabei werden beim Ausstanzen der Blechstreifen in entsprechenden Ab­ ständen die Übertrittsöffnungen 7 im Bereich der Anschluß­ stutzen bei einzelnen Grundelementen 3 nicht ausgestanzt.

Fig. 5 zeigt eine alternative Ausgestaltung einer Scheibe mit Überströmkanälen 17 in den Verbindungsstegen 14, 15, 16 der Grundelemente 3, wobei die Blechelemente dieser Scheibe jeweils im Abstand von zwei Grundelementen mit dritten, etwa mittig zwischen den beiden außenliegenden Stegen 14, 15 angeordneten Stegen 16 verbunden sind. Bei dieser Aus­ gestaltung der erfindungsgemäßen modularen Scheiben werden die mittig angeordneten Stege jeweils mit einem Überström­ kanal 18 versehen, während die außenliegenden Stege 14, 15 zwischen diesen jeweiligen Grundelementen 3 ohne Überström­ kanäle ausgeführt werden. Die in der regelmäßigen Reihe der ausgestanzten Grundelemente jeweils folgende Steg­ verbindung, die also lediglich aus den beiden außen­ liegenden Stegen besteht, weist hingegen in diesen außen­ liegenden Stegen 14, 15 Überströmkanäle 17 auf. Auf diese Weise strömt Kältemittel im Scheibenverdampfer zunächst von den außenliegenden Sammeltanks 29 zur Mitte des vordersten Grundelementes eines Scheibenmoduls und tritt dort durch den Überströmkanal 18 im mittigen Steg 16 in das in Strömungsrichtung folgende Grundelement über. Dort strömt das Kältemittel von der Mitte zu den außenliegenden Sammel­ tanks dieses Grundelementes und tritt dort über die Über­ strömkanäle 17 in den Stegen 14, 15 in den Sammeltank des nächsten Grundelementes der Scheibe ein.

In Fig. 6 ist schematisch ein Scheibenverdampfer 1 mit Scheibenmodulen aus drei Grundelementen 3.1, 3.2, 3.3 dar­ gestellt, welche jeweils in Richtung der Pfeile 21 vom Kältemittel durchströmt sind. Das Kältemittel wird dabei über einen Rohranschluß 28 in den Verdampfer 1 eingeleitet und strömt über den Rohranschluß 28' schließlich aus dem Verdampfer wieder ab. Die Strömungsverbindung zwischen den einzelnen Grundelementen 3.1, 3.2, 3.3 ist durch einen Um­ lenkkasten 23 und einen Umlenkkasten 29 an den gegenüber­ liegenden Stirnseiten der Scheibenstapel vorgesehen. Gegebenenfalls ist an dem Umlenkkasten 29 ein Deckel 24 vorgesehen. Um eine gegenläufige und damit gleichmäßige Durchströmung der einzelnen Stapel von Grundelementen zu erzwingen, ist in dem Umlenkkasten 29 auf entsprechender Höhe in Tiefenrichtung des Verdampfers 1 eine Trennwand 27 angeordnet, welche die Öffnungen der jeweils außenliegenden Scheibe benachbart liegender Grundelemente trennt.

Fig. 7 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Ver­ dampfers mit einem Scheibenstapel aus drei Grundelementen, wobei anstelle des in Fig. 6 vorgesehenen Umlenkkastens 29 mit fluidischer Trennung in Form der Trennwand 27 ein ein­ facher Umlenkkasten 23 oder ein Umlenkrohr 22 vorgesehen ist, welches den zur Erzwingung der Strömungswechsel inner­ halb der Scheibenstapel erforderlichen Leitungsverlauf schafft.

In Fig. 8 ist eine Ausführungsvariante des Scheiben­ verdampfers 1 gezeigt, dessen Scheiben 4 aus Blechelementen 32 bestehen, die derart geprägt sind, daß sie nach außen hervorstehende Kühlstege 33 in Form von Noppen, Rippen oder dergleichen aufweisen. Diese Kühlstege 33 befinden sich in Anlage an den spiegelbildlich angeordneten Kühlstegen der jeweils benachbarten Scheibe 4 und mit diesen verlötet. Es ergibt sich auf diese Weise nicht nur eine Vergrößerung der Oberfläche der Scheiben, sondern auch eine höhere Festigkeit des Scheibenverdampfers 1. Zusätzlich zu den nach außen gerichteten Ausprägungen der Blechelemente 32 sind auch nach innen gerichtete Noppen 26 vorgesehen, wie sie bereits zu Fig. 2 beschrieben sind. Im übrigen stimmen die Bezugszeichen für gleiche Teile mit denjenigen der Fig. 1 überein.

Die Fig. 9 zeigt einen Blechstreifen 34', der aus einer Vielzahl von Grundelementen 34 besteht, die über Stege 14, 15 zusammenhängen. Durch Umformen wird in jedem Grund­ element 34 eine Einsenkung 25 erzeugt, welche nach dem Zusammenfügen der Blechelemente den Strömungskanal für das Kältemittel bildet. Aus der Ebene der Einsenkung 25 erheben sich in einer Richtung Kühlstege 33 und in der anderen Richtung die Noppen 26. Die Kühlstege 33 sind im Aus­ führungsbeispiel der Fig. 9 als geneigt zur Längsrichtung des Grundelementes 34 verlaufende Rippen ausgebildet. Im übrigen stimmen für gleiche Teile die Bezugszeichen mit denjenigen der Fig. 2 überein.

Die Anzahl von Grundelementen der zuvor beschriebenen Aus­ führungsbeispiele ist je nach Anforderung frei wählbar, es wird jedoch als bevorzugt angesehen, wenn ein Blechelement zwei bis vier Grundelemente umfaßt.

Claims (18)

1. Wärmetauscher mit einer Vielzahl von Scheiben­ elementen, insbesondere für eine Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug, wobei die Scheibenelemente (4) zu einem Wärmetauscherblock (10) gestapelt sind und aus jeweils zwei miteinander gefügten Blechelementen (2) bestehen, die unter Einschluß eines Hohlraumes Rohr­ elemente bilden, welche zur Durchleitung eines Kälte­ mittels fluidisch miteinander verbunden sind, wobei die Scheiben (4) im Wärmetauscherblock (1) beab­ standet unter Ausbildung von Zwischenräumen zum Durchtritt von abzukühlender Luft in Richtung der Tiefe (20) des Wärmetauscherblockes (10) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf die Tiefe des Wärmetauscherblocks die Blechelemente (2, 32) min­ destens zwei zusammenhängende Grundelemente (3, 34) umfassen, so daß die Scheiben (4) als Scheibenmodule (2/II, 2/III, 2/IV) ausgebildet sind, die in der Tiefe des Wärmetauscherblocks ein ganzzahliges Viel­ faches der Grundelemente (3, 34) aufweisen.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundelemente (3, 34) eines Blechelementes (2, 32) einteilig verbunden sind.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundelemente (3, 34) eines Blechelementes (2, 32) durch Stege (14, 15, 16) miteinander verbunden sind.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundelemente (3, 34) längsgestreckt ausgebildet sind und benachbart der Enden (8, 9) der Grundelemente (3) jeweils die Stege (14, 15) vorgesehen sind.

5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (4) mittels an den Enden (8, 9) der Grundelemente (3, 34) ausge­ bildeten Anschlußstutzen (6) miteinander verbunden sind.

6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei mindestens einer der Verbindungen der Scheiben (4) eine fluidische Ver­ bindung benachbarter Scheiben (4) vorgesehen ist, die durch jeweils eine Übertrittsöffnung (7) für Kälte­ mittel in einem vom jeweiligen Anschlußstutzen (6) definierten Bereich der Blechelemente (2, 32) ge­ bildet ist.

7. Wärmetauscher nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden (8, 9) der Scheiben (4) Übertrittsöffnungen (7) in den Grundelementen (3, 34) vorgesehen sind.

8. Wärmetauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Scheibenstapel in vorgegebenen Abständen Trennwände (19) einer der Strömungsverbindungen dar jeweiligen Scheiben (4) vorgesehen sind.

9. Wärmetauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Trennwand (19) Blech­ elemente (2) ohne Übertrittsöffnung (7) an der zu verschließenden Stelle eingesetzt werden.

10. Wärmetauscher nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (19) in alternierender Folge benachbart der gegenüber­ liegenden Enden (8, 9) der Scheiben (4) angeordnet sind.

11. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechelemente (2, 32) Stanzteile sind.

12. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem der Stege (14, 15, 16) zwischen den Grundelementen (3) ein Überströmkanal (17, 18) ausgebildet ist, welcher die Hohlräume der Blechelemente (2) fluidisch ver­ bindet.

13. Wärmetauscher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Überströmkanäle (17, 18) in alternierender Folge in den gegenüberliegenden Stegen (14, 15) zu den Enden (8, 9) der Scheiben (4) angeordnet sind.

14. Wärmetauscher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Folge der Grund­ elemente (3) bei jeder zweiten Stegverbindung beide außenliegenden Stege (14, 15) jeweils mit einem Über­ strömkanal (17) versehen werden und die jeweils da­ zwischen liegenden Stegverbindungen einen etwa mittig zwischen den äußeren Stegen (14, 15) angeordneten Steg (16) aufweisen, welcher mit einem Überströmkanal (18) versehen ist.

15. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Überströmkanäle (17, 18) in die entsprechenden Stege (14, 15, 16) der Blechmodule (2) eingeformt, insbesondere eingeprägt sind.

16. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechelemente (2, 32) maximal vier Grundelemente (3, 34) umfassen.

17. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundelemente (3, 34) Ausprägungen (26, 33) aufweisen, die auf mindestens einer Seite der Ebene der Grundelemente hervorstehen.

18. Wärmetauscher nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausprägungen die Form von Kühlrippen (33) und/oder Noppen (26) aufweisen.