EP1612494A2 - Akkumulator für eine Klimaanlage, insbesondere Fahrzeug-Klimaanlage - Google Patents

Akkumulator für eine Klimaanlage, insbesondere Fahrzeug-Klimaanlage Download PDF

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EP1612494A2
EP1612494A2 EP05011291A EP05011291A EP1612494A2 EP 1612494 A2 EP1612494 A2 EP 1612494A2 EP 05011291 A EP05011291 A EP 05011291A EP 05011291 A EP05011291 A EP 05011291A EP 1612494 A2 EP1612494 A2 EP 1612494A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
pipe section
inlet
accumulator
outlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05011291A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1612494A3 (de
Inventor
Jürgen Schmid
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hansa Metallwerke AG
Original Assignee
Hansa Metallwerke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hansa Metallwerke AG filed Critical Hansa Metallwerke AG
Publication of EP1612494A2 publication Critical patent/EP1612494A2/de
Publication of EP1612494A3 publication Critical patent/EP1612494A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F25B43/006—Accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00—Problems to be solved
    • F25B2500/01—Geometry problems, e.g. for reducing size

Definitions

  • the refrigerant entering the accumulator generally contains a liquid phase in addition to the gaseous one.
  • the task of the accumulator is, in particular, to largely separate the gaseous from the liquid phase, but to bring oil, which is carried along by the refrigerant, back into the system.
  • the term "refrigerant” also means the refrigerating machine oil entrained by the actual refrigerant.
  • Object of the present invention is therefore to provide an accumulator of the type mentioned, which is to produce more cost-effective with sufficient satisfaction of the demand profile placed on it.
  • cup-shaped desiccant housing which is generally present in the accumulators of interest here is an integral part of the insert.
  • This desiccant housing can be produced by injection molding in a single operation with the inlet pipe section, the outlet pipe section and the rib connecting them together. Not only the injection process, but also the installation of the accumulator is simplified.
  • the curved pipe section can be plugged as a separate part.
  • a further one-piece insert which has a radially projecting, applied to the bottom of the desiccant housing flange and a substantially cylindrical wall in the at least one with Screen fabric covered window is formed.
  • This insert which can be produced in a uniform injection process, combines several functions in itself: First, he presses the bottom of the desiccant housing against the desiccant and keeps it under pressure; On the other hand, it forms a filter for the refrigerant which reaches the bottom of the housing.
  • the curved pipe section may be at least partially formed by the one-piece, the radially projecting flange having insert.
  • an inlet head is placed on the upper end of the inlet pipe section as a separate part, which has at least one covered with mesh fabric window.
  • This screen not only has the function of a particulate filter, but also contributes to the fact that possibly permeated liquid refrigerant is atomized and thereby at least partially converted into gaseous refrigerant.
  • the inlet head can also be assigned a second function be pressed by a stop surface by a spring against the upper end side of the interior of the housing.
  • the axes of the inlet pipe section and the outlet pipe section to a plane which is substantially parallel to the axis of the housing, but at a distance therefrom.
  • the accumulator shown in the figures and designated overall by the reference numeral 1 is intended for use with CO 2 as a refrigerant. It comprises a housing 2, which in turn is composed of a downwardly open cup-shaped housing upper part 2a and a dome-like downward curved housing lower part 2b. Upper housing part 2a and lower housing part 2b are suitably tightly connected to each other, for example, welded.
  • a terminal block 3 is formed, which, as is apparent in particular from Figure 2, in contrast to the rest of the housing 2 has no circular, but a rectangular cross-section, ie is cuboid.
  • inlet channel 4 for coming from the evaporator of the otherwise not shown air conditioning refrigerant, which still contains a certain proportion of liquid phase in addition to the gaseous phase.
  • outlet channel 5 is also in the side surface 3a of the terminal block 3 .
  • two threaded holes 6, 7 introduced, which serve to attach a flange, with which the corresponding channels 4, 5 refrigerant lines can be attached to the terminal block 3.
  • connection diagram in the side surface 3a of the terminal block 3 is given by the car manufacturers in general and forms a standard to which has to keep the producing the accumulator 1 supplier. Through this connection diagram, the construction of the entire accumulator 1 is subject to certain restrictions.
  • the inlet channel 4 extends at an angle through the connection block 3; it opens in the direction parallel to the axis via a conically widening portion 4a in the interior 8 of the housing 2.
  • the outlet channel 5 is angled passed through the terminal block 3;
  • the axially parallel and in Figure 3 downwardly facing portion 5a of this channel 5 is formed circular cylindrical.
  • an integrally molded insert which carries a total of the reference numeral 9 and on which a plurality of functional elements, which requires the accumulator 1, are united.
  • These functional elements include a substantially rectilinear inlet tube section 10 having an upper, enlarged diameter portion 10a, a conically downwardly tapered transitional portion 10b, a smaller diameter portion 10c adjacent to the transitional portion 10b, and finally an outer diameter and inner diameter rejuvenated insertion portion 10d includes.
  • the axis of the inlet pipe section 10 extends parallel to the axis of the housing 2 at a distance from this.
  • an outlet pipe section 11 is formed on the insert 9.
  • the outlet pipe section 11 has the same outer and inner diameter apart from a lower insertion piece 11d over its entire axial length. Its upper, a slot 11e exhibiting end is inserted into the section 5a of the outlet channel 5.
  • the axes of the inlet pipe section 10 and the outlet pipe section 11 span a plane which is not centered in the housing 2, that is, does not include the axis of the housing 2.
  • the inlet pipe section 10 and the outlet pipe section 9 are connected to each other by a thin rib 12.
  • the insert 9 comprises in addition to the inlet pipe section 10, the outlet pipe section 11 and the ribs 12 connecting these pipe sections 10, 11 a cup-shaped, downwardly open and circular in cross-section desiccant housing 13.
  • the axis of the desiccant housing 13 extends coaxially to the axis of the Housing 2, as can be seen in particular from Figure 5.
  • the upper, in the outer contour circular end face 13a of the desiccant housing 13, which is pierced by the inlet pipe section 10, the outlet pipe section 11 and the connecting rib 12 is provided with four windows 14, each through a screen injected at the edges 15 are covered (see Figure 6).
  • the diameter of the cylindrical surface 13b of the desiccant housing 13 is slightly smaller than the inner diameter of the upper housing part 2a, so that between this lateral surface 13b and the inner surface 2c of the upper housing part 2a, a gap 16 remains, which can be traversed by liquid refrigerant.
  • the downwardly facing opening of the cup-shaped desiccant housing 13 is closed by an inserted bottom 18 which is pierced by both the inlet pipe section 10 and the outlet pipe section 11.
  • This bottom 18 also contains openings 19, via which refrigerant can flow down from the interior of the desiccant housing 13.
  • the interior of the desiccant housing 13 is filled with a (not shown) desiccant granules, wherein between the desiccant granules and the bottom 18, a felt layer 20 is provided.
  • an integrally molded insert 21 which comprises a circular cylindrical wall 21a coaxial with the axis of the housing 2 and a radially projecting flange 21b at its upper edge.
  • the cylindrical wall 21a projects in its lower region into the interior 22 of the lower housing part 2b and abuts against its cylindrical lateral surface 22b. It includes a plurality of windows 23 which are covered (not shown in the drawing) by screens injected at their edges.
  • the radially projecting flange 21 b of the insert 21, which abuts with its outer edge on the inner circumferential surface of the desiccant housing 13, contains a plurality of flow openings 24. He is pressed by a coil spring 25 up against the bottom 18 of the desiccant housing 13, which coincides with their lower End at a step 26 of the inner contour of the housing lower part 2b is supported.
  • the spigot 10d and 11d of the pipe sections 10 and 11 of the upper insert 9 are connected by a curved tube 27 with each other, which for this purpose at its two leg ends corresponding extensions 27a, 27b.
  • a small through-hole 28 At the lowest point of the curved tube 27 is a small through-hole 28, through which the accumulated in the interior 22 of the lower housing part 2b refrigerator oil is sucked into the interior of the tube 27.
  • the inlet pipe section 10 of the insert 9 terminates at a certain distance from the upper end face of the interior 8 of the housing 2.
  • a cage-like inlet head 29 is mounted by means of a latching connection.
  • the inlet head 29 is a substantially cup-shaped, downwardly open part, the lateral surface is generously provided with windows 30, between which only relatively narrow webs 31 remain.
  • the windows 30 are covered with sieves not shown and injected at their edges.
  • the above in the mounting position "bottom" 32 of the inlet head 29 has no openings; it lies flat against the upper end face of the interior 8 of the housing 2.
  • the accumulator 1 described above is assembled as follows:
  • the inlet 9 is secured to the insert 9 by snapping.
  • the insert 9 is placed "upside down", so that the interior of the desiccant housing 13 can be filled with initially removed bottom 18 with desiccant granules.
  • the felt layer 19 launched and the bottom 18 is inserted.
  • the preassembled unit thus obtained is inserted into the upper housing part 2a, which is initially also "turned upside down” for this purpose.
  • the end of the outlet pipe section 11 is thereby inserted into the section 5a of the outlet channel 5 until the bottom 32 of the inlet head 29 abuts against the end face of the interior 8 of the housing 2.
  • the curved tube 27 is pushed onto the two Einsteckstutzen 10d and 11d.
  • the insert 21 is mounted with its flange 21b coming into contact with the floor 18.
  • the coil spring 25 is guided, one end of which abuts against the flange 21b of the insert 21.
  • the lower housing part 2b is placed on the upper housing part 2a and welded.
  • the coil spring 25 is compressed, so that it presses the entire insert 9 upwards and holds the bottom 32 of the inlet head 29 in abutment against the end face of the interior 8 of the housing upper part 2a.
  • the desiccant bed which is located in the interior of the desiccant housing 13, held under compression.
  • the refrigerant entering via the inlet channel 4 into the interior 8 of the housing 2 can therefore, without immediately flowing into the inlet pipe section 10, be distributed in the interior of the housing 2 and also reach down into the region of the desiccant housing 13.
  • the liquid phase and the oil contained in the refrigerant can flow down the jacket surface 13b of the desiccant housing 13; another part of the liquid but also the gaseous refrigerant passes through the sieves 15 in the upper end face 13a of the desiccant housing 13, the desiccant in the desiccant housing 13 and the openings 19 in the bottom 18 and flows from there into the openings 23 of the lower insert 21st
  • a "sump" of oil forms, above which stands a column of liquid refrigerant.
  • the level of this liquid refrigerant may vary within the housing 2; In particular, the entire desiccant housing 13 may be at least temporarily completely in liquid refrigerant.
  • the gaseous refrigerant exits the interior 8 of the upper housing part 2a through the windows 31 of the inlet head 29 and from there first into the portion 10a of larger diameter of the inlet pipe section 10 a. This is due to the relatively large diameter of this section 10a at a relatively low speed; therefore, there is little danger that an inadmissibly large amount of liquid refrigerant will be entrained in the inlet pipe section 10.
  • the gaseous refrigerant is accelerated in the tapered pipe section 10 b, then flows through the lower portion 10 c of the inlet pipe section 10 and the bent pipe 27 and the outlet pipe section 11 at a higher speed until finally through the outlet channel 5 in the terminal block 3 the accumulator 1 leaves again. Due to the relatively high velocity which the gaseous refrigerant has in the curved pipe 27, the oil which is at the bottom of the lower case 2b is sucked through the through-hole 28 and continued as desired by the refrigerant.

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Abstract

Ein Akkumulator (1) für eine Klimaanlage, insbesondere Fahrzeug-Klimaanlage, umfasst in bekannter Weise ein Gehäuse (2), das einen Einlass (4) und einen Auslass (5) für Kältemittel aufweist. Im Innenraum (8) des Gehäuses (2) ist ein im Wesentlichen U-förmiges Rohr (10, 27, 11) angeordnet, das einen im Wesentlichen geradlinigen Einlass-Rohrabschnitt (10) und einen im Wesentlichen geradlinigen Auslass-Rohrabschnitt (11) umfasst, die an ihren unteren Enden durch einen gekrümmten, ein Durchgangsloch (28) für Öl aufweisenden Rohrabschnitt (27) verbunden sind. Der Einlass-Rohrabschnitt (10) öffnet sich mit seinem oberen Ende in den Innenraum (8) des Gehäuses (2), während das obere Ende des Auslass-Rohrabschnittes (11) mit dem Auslass (5) des Gehäuses (2) verbunden ist. Um die Herstellungskosten des Akkumulators (1) möglichst gering zu halten, sind der Einlass-Rohrabschnitt (10) und der Auslass-Rohrabschnitt (11) an einem einstückigen Einsatz 9 ausgebildet und hierzu über zumindest einen Teil ihrer axialen Erstreckung durch eine Rippe (12) miteinander verbunden.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Akkumulator für eine Klimaanlage, insbesondere Fahrzeug-Klimaanlage, mit
    • a) einem Gehäuse, das einen Einlass und einen Auslass für Kältemittel aufweist;
    • b) einem im Innenraum des Gehäuses angeordneten, im Wesentlichen U-förmigen Rohr, das einen im Wesentlichen geradlinigen Einlass-Rohrabschnitt und einen im Wesentlichen geradlinigen Auslass-Rohrabschnitt umfasst, die an ihren unteren Enden durch einen gekrümmten, ein Durchgangsloch für Öl aufweisenden Rohrabschnitt verbunden sind;
      wobei
    • c) der Einlass-Rohrabschnitt sich mit seinem oberen Ende in den Innenraum des Gehäuses öffnet;
    • d) das obere Ende des Auslass-Rohrabschnittes mit dem Auslass des Gehäuses verbunden ist.
  • Bei einer nach dem Orifice-Prinzip arbeitenden Klimaanlage enthält das in den Akkumulator eintretende Kältemittel im Allgemeinen neben der gasförmigen eine flüssige Phase. Die Aufgabe des Akkumulators ist es insbesondere, die gasförmige von der flüssigen Phase weitgehend zu trennen, dagegen Öl, welches von dem Kältemittel mitgeführt wird, in das System zurückzubringen. Darüber hinaus dient der Akkumulator der Trocknung, Speicherung und Filterung des Kältemittels. Vorliegend wird unter "Kältemittel" auch das von dem eigentlichen Kältemittel mitgeführte Kältemaschinenöl verstanden.
  • Ein Akkumulator der eingangs genannten Art ist aus der DE 103 00 801 B3 bekannt. Dieser ist auf eine optimale Erfüllung aller an ihn gerichteten Anforderungen ausgelegt. Hierzu werden an den verschiedenen Einbauteilen komplizierte Formen benötigt, die spritztechnisch an gesonderten nachträglich miteinander zu verbindenden Teilen ausgebildet werden müssen. Dies ist mit einem gewissen Kostenaufwand verbunden.
  • Insbesondere in der Automobil-Zulieferindustrie gibt es einen erheblichen Kostendruck, der auch auf den ersten Blick nur gering anmutenden Kostenvorteilen ein erhebliches Gewicht gibt. Der Hersteller von Akkumulatoren hat daher die Aufgabe, ständig die Herstellungskosten zu senken und diese in einen Kompromiss zu dem technischen Anforderungsprofil an den Akkumulator zu bringen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Akkumulator der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei ausreichender Erfüllung des an ihn gestellten Anforderungsprofiles kostengünstiger herzustellen ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
    • e) der Einlass-Rohrabschnitt und der Auslass-Rohrabschnitt an einem einstückigen Einsatz ausgebildet und hierzu über zumindest einen Teil ihrer axialen Erstreckung durch eine Rippe miteinander verbunden sind.
  • Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung lässt sich eine Vielzahl von Teilen, die beim oben erwähnten Stand der Technik noch gesondert hergestellt werden mussten, in einem einheitlichen Spritzvorgang herstellen. Es ist offensichtlich, dass dies zu Kostenvorteilen führt. Damit der erfindungsgemäße, einstückige Einsatz realisiert werden kann, muss auf bestimmte komplizierte Formteile des Akkumulators, der in der oben erwähnten DE 103 00 801 B3 beschrieben ist, verzichtet werden. Diese bei der vorliegenden Erfindung nicht mehr zu findenden Formteile sind in erster Linie diejenigen, die bei dem bekannten Akkumulator die Aufgabe hatten, das eintretende Kältemittel in eine Wirbelströmung zu versetzen. Der Verzicht auf diese Wirbelströmung bedeutet für den erfindungsgemäßen Akkumulator zwar eine gewisse Einbuße der Effizienz bei der Trennung der beiden Phasen des Kältemittels. Diese Einbuße kann aber insbesondere bei mit Kohlendioxid arbeitenden Klimaanlagen in Kauf genommen werden, da hier ein gewisser Anteil der flüssigen Phase in dem den Akkumulator verlassenden Kältemittel nicht nur tolerierbar, sondern sogar gewünscht ist. Dies beruht darauf, daß das Kältemittel nachdem Verlassen des Akkumulators einen Wärmeaustauschprozeß im sogenannten "inneren Wärmetauscher" durchläuft. Der erfindungsgemäße Akkumulator eignet sich daher insbesondere für Klimaanlagen, deren Kältemittel CO2 ist.
  • Besonders effektiv im Blick auf die Kosten ist es, wenn auch das bei den hier interessierenden Akkumulatoren im Allgemeinen vorhandene becherförmige Trockenmittelgehäuse einstückiges Teil des Einsatzes ist. Auch dieses Trockenmittelgehäuse lässt sich spritztechnisch in einem einzigen Arbeitsgang mit dem Einlass-Rohrabschnitt, dem Auslass-Rohrabschnitt und der diese miteinander verbindenden Rippe herstellen. Nicht nur der Spritzvorgang, sondern auch die Montage des Akkumulators wird dadurch vereinfacht.
  • Auf die unteren Enden des Einlass-Rohrabschnittes und des Auslass-Rohrabschnittes kann dann der gekrümmte Rohrabschnitt als gesondertes Teil aufgesteckt sein.
  • Weitere Kosten, insbesondere Herstellungs- und Montagekosten, werden bei derjenigen Ausführungsform der Erfindung eingespart, bei welcher ein weiterer einstückiger Einsatz vorgesehen ist, der einen radial überstehenden, am Boden des Trockenmittelgehäuses anliegenden Flansch und eine im Wesentliche zylindrische Wand aufweist, in der mindestens ein mit Siebgewebe abgedecktes Fenster ausgebildet ist. Auch dieser Einsatz, der in einem einheitlichen Spritzvorgang herstellbar ist, vereint mehrere Funktionen in sich: Zum einen presst er den Boden des Trockenmittelgehäuses gegen das Trockenmittel an und hält dieses unter Druck; zum anderen bildet er ein Filter für das in den untersten Bereich des Gehäuses gelangende Kältemittel.
  • Auch der gekrümmte Rohrabschnitt kann zumindest teilweise durch den einstückigen, den radial überstehenden Flansch aufweisenden Einsatz gebildet sein.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist auf das obere Ende des Einlass-Rohrabschnittes als gesondertes Teil ein Einlasskopf aufgesetzt, der mindestens ein mit Siebgewebe abgedecktes Fenster aufweist. Dieses Sieb hat nicht nur die Funktion eines Partikelfilters, sondern trägt dazu bei, dass evtl. durchtretendes flüssiges Kältemittel zerstäubt und dabei zumindest teilweise in gasförmiges Kältemittel umgewandelt wird.
  • Auch dem Einlasskopf kann eine zweite Funktion zugewiesen werden, indem er mit einer Anschlagfläche durch eine Feder gegen die obere Stirnseite des Innenraumes des Gehäuses gedrückt wird.
  • Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung schließlich spannen die Achsen des Einlass-Rohrabschnittes und des Auslass-Rohrabschnittes eine Ebene auf, die im Wesentlichen parallel zur Achse des Gehäuses, jedoch in Abstand zu dieser verläuft. Durch diese Ausgestaltung wird es möglich, bei einem vorgegebenen Anschlussbild des Akkumulators und bei einem geringen Außendurchmesser des Gehäuses einen verhältnismäßig großen Abstand zwischen der Mündungsstelle des Gehäuseeinlasses in den Gehäuseinnenraum und dem oberen Ende des Einlass-Rohrabschnittes herzustellen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen
    • Figur 1:
    die Seitenansicht eines Akkumulators;
    Figur 2:
    die Draufsicht auf den Akkumulator der Figur 1;
    Figur 3:
    einen Vertikalschnitt durch den Akkumulator der Figuren 1 und 2 in einer Ebene, die keine Axialebene ist;
    Figur 4:
    einen anderen Vertikalschnitt durch den Akkumulator der Figuren 1 bis 3;
    Figur 5:
    einen Horizontalschnitt durch den Akkumulator der Figuren 1 bis 4 gemäß der Linie V-V in Figur 3;
    Figur 6:
    einen Horizontalschnitt durch den Akkumulator der Figuren 1 bis 4 gemäß der Linie VI-VI von Figur 3.
  • Der in den Figuren dargestellte und insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete Akkumulator ist zur Verwendung mit CO2 als Kältemittel bestimmt. Er umfasst ein Gehäuse 2, das seinerseits aus einem nach unten offenen becherförmigen Gehäuseoberteil 2a und einem kuppelartig nach unten durchgewölbten Gehäuseunterteil 2b zusammengesetzt ist. Gehäuseoberteil 2a und Gehäuseunterteil 2b sind in geeigneter Weise miteinander dicht verbunden, beispielsweise verschweißt.
  • An die obere Stirnseite des Gehäuseoberteiles 2a ist ein Anschlussblock 3 angeformt, der, wie sich insbesondere aus Figur 2 ergibt, im Gegensatz zum restlichen Gehäuse 2 keinen kreisförmigen, sondern einen rechteckigen Querschnitt aufweist, also quaderförmig ist.
  • In eine der beiden größeren Seitenflächen 3a des Anschlussblockes 3 mündet ein Einlasskanal 4 für vom Verdampfer der im Übrigen nicht dargestellten Klimaanlage kommendes Kältemittel, das noch einen gewissen Anteil an flüssiger Phase neben der gasförmigen Phase enthält. Ebenfalls in die Seitenfläche 3a des Anschlussblockes 3 mündet ein Auslasskanal 5, über den das Kältemittel, das nunmehr weitgehend gasförmig ist, den Akkumulator 1 wieder verlässt. Oberhalb der Mündungsstellen der beiden Kanäle 4, 5 sind in die Seitenfläche 3a des Anschlussblockes 3 zwei Gewindebohrungen 6, 7 eingebracht, die der Befestigung eines Anschlussflansches dienen, mit dem die mit den Kanälen 4, 5 korrespondierenden Kältemittelleitungen an dem Anschlussblock 3 befestigt werden können.
  • Das durch die Mündungen der Kanäle 4, 5 und die Gewindebohrungen 6, 7 vorgebene Anschlussbild in der Seitenfläche 3a des Anschlussblockes 3 ist von den Automobilherstellern im Allgemeinen vorgegeben und bildet einen Standard, an den sich der den Akkumulator 1 herstellende Zulieferer zu halten hat. Durch dieses Anschlussbild unterliegt die Bauweise des gesamten Akkumulators 1 bestimmten Restriktionen.
  • Wie insbesondere der Figur 5 zu entnehmen ist, verläuft der Einlasskanal 4 durch den Anschlussblock 3 gewinkelt; er mündet in achsparalleler Richtung über einen sich konisch erweiternden Bereich 4a in den Innenraum 8 des Gehäuses 2. In entsprechender Weise ist auch der Auslasskanal 5 gewinkelt durch den Anschlussblock 3 hindurchgeführt; der achsparallel verlaufende und in Figur 3 nach unten zeigende Abschnitt 5a dieses Kanales 5 ist jedoch kreiszylindrisch ausgebildet.
  • Im Innenraum 8 des Gehäuses 2 befindet sich ein einstückig gespritzter Einsatz, der insgesamt das Bezugszeichen 9 trägt und an dem mehrere Funktionselemente, die der Akkumulator 1 benötigt, vereinigt sind. Zu diesen Funktionselementen gehört ein im Wesentlichen geradliniger Einlass-Rohrabschnitt 10, der einen oberen, im Durchmesser erweiterten Bereich 10a, einen konisch nach unten sich verjüngenden Übergangsbereich 10b, einen sich unten an den Übergangsbereich 10b anschließenden Bereich 10c mit kleinerem Durchmesser und schließlich einen im Außen-und Innendurchmesser erneut verjüngten Einsteckabschnitt 10d umfasst. Die Achse des Einlass-Rohrabschnittes 10 verläuft parallel zur Achse des Gehäuses 2 in Abstand von dieser.
  • Erneut parallel zur Achse des Gehäuses 2 und parallel zur Achse des Einlass-Rohrabschnittes 10, jedoch von beiden beabstandet, ist an den Einsatz 9 ein Auslass-Rohrabschnitt 11 angeformt. Der Auslass-Rohrabschnitt 11 besitzt abgesehen von einem unteren Einsteckstutzen 11d über seine gesamte axiale Länge hinweg denselben Außen- und Innendurchmesser. Sein oberes, einen Schlitz 11e aufweisendes Ende ist in den Abschnitt 5a des Auslasskanales 5 eingeschoben.
  • Die Achsen des Einlass-Rohrabschnittes 10 und des Auslass-Rohrabschnittes 11 spannen eine Ebene auf, die im Gehäuse 2 nicht mittig liegt, also die Achse des Gehäuses 2 nicht enthält. Aus spritztechnischen und Stabilitätsgründen sind der Einlass-Rohrabschnitt 10 und der Auslass-Rohrabschnitt 9 durch eine dünne Rippe 12 miteinander verbunden.
  • Der Einsatz 9 umfasst neben dem Einlass-Rohrabschnitt 10, dem Auslass-Rohrabschnitt 11 sowie der diese Rohrabschnitte 10, 11 miteinander verbindenden Rippe 12 ein becherförmiges, nach unten offenes und im Querschnitt kreisförmiges Trockenmittelgehäuse 13. Die Achse des Trockenmittelgehäuses 13 verläuft koaxial zur Achse des Gehäuses 2, wie insbesondere der Figur 5 zu entnehmen ist. Die obere, in der Außenkontur kreisförmige Stirnseite 13a des Trockenmittelgehäuses 13, die von dem Einlass-Rohrabschnitt 10, dem Auslass-Rohrabschnitt 11 und der verbindenden Rippe 12 durchstoßen wird, ist mit vier Fenstern 14 versehen, die jeweils durch ein an den Rändern eingespritztes Sieb 15 abgedeckt sind (vgl. Figur 6).
  • Der Durchmesser der zylindrischen Mantelfläche 13b des Trockenmittelgehäuses 13 ist etwas kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuseoberteiles 2a, so dass zwischen dieser Mantelfläche 13b und der Innenmantelfläche 2c des Gehäuseoberteiles 2a ein Spalt 16 verbleibt, der von flüssigem Kältemittel durchströmt werden kann. Mehrere radiale Rippen 17, die sich achsparallel auf der Mantelfläche 13b des Trockenmittelgehäuses 13 erstrecken, zentrieren das Trockenmittelgehäuse 13 und damit den gesamten Einsatz 9 koaxial zum Gehäuse 2.
  • Die nach unten weisende Öffnung des becherförmigen Trockenmittelgehäuses 13 ist durch einen eingeschobenen Boden 18 verschlossen, der sowohl von dem Einlass-Rohrabschnitt 10 als auch von dem Auslass-Rohrabschnitt 11 durchstoßen wird. Auch dieser Boden 18 enthält Öffnungen 19, über welche Kältemittel nach unten aus dem Innenraum des Trockenmittelgehäuses 13 ausströmen kann. Der Innenraum des Trockenmittelgehäuses 13 ist mit einem (nicht dargestellten) Trockenmittelgranulat ausgefüllt, wobei zwischen dem Trockenmittelgranulat und dem Boden 18 eine Filzschicht 20 vorgesehen ist.
  • Unterhalb des Bodens 18 des Trockenmittelgehäuses 13 befindet sich ein einstückig gespritzter Einsatz 21, der eine kreiszylindrische, zur Achse des Gehäuses 2 koaxiale Wand 21a und an deren oberem Rand einen radial vorspringenden Flansch 21b umfasst. Die zylindrische Wand 21a ragt in ihrem unteren Bereich in den Innenraum 22 des Gehäuseunterteiles 2b hinein und liegt an dessen zylindrischer Mantelfläche 22b an. Sie enthält eine Mehrzahl von Fenstern 23, welche (in der Zeichnung nicht dargestellt) von Sieben abgedeckt sind, die an ihren Rändern eingespritzt sind.
  • Der radial überstehende Flansch 21b des Einsatzes 21, der mit seinem äußeren Rand an der Innenmantelfläche des Trockenmittelgehäuses 13 anliegt, enthält eine Mehrzahl von Durchströmungsöffnungen 24. Er wird von einer Spiralfeder 25 nach oben gegen den Boden 18 des Trockenmittelgehäuses 13 gedrückt, die sich mit ihrem unteren Ende an einer Stufe 26 der Innenkontur des Gehäuse-Unterteiles 2b abstützt.
  • Die Einsteckstutzen 10d und 11d der Rohrabschnitte 10 und 11 des oberen Einsatzes 9 sind durch ein gekrümmtes Rohr 27 miteinander verbunden, das hierzu an seinen beiden Schenkelenden entsprechende Erweiterungen 27a, 27b aufweist. Am tiefsten Punkt des gekrümmten Rohres 27 befindet sich eine kleine Durchgangsbohrung 28, durch welche das im Innenraum 22 des Gehäuse-Unterteils 2b angesammelte Kältemaschinenöl in das Innere des Rohres 27 eingesaugt wird.
  • Der Einlass-Rohrabschnitt 10 des Einsatzes 9 endet oben in einer gewissen Entfernung von der oberen Stirnfläche des Innenraumes 8 des Gehäuses 2. Auf dieses obere Ende ist ein käfigartiger Einlasskopf 29 mittels einer Rastverbindung aufgesetzt. Bei dem Einlasskopf 29 handelt es sich um ein im Wesentlichen becherförmiges, nach unten offenes Teil, dessen Mantelfläche großzügig mit Fenstern 30 versehen ist, zwischen denen nur verhältnismäßig schmale Stege 31 verbleiben. Die Fenster 30 sind mit nicht dargestellten und an ihren Rändern eingespritzten Sieben überdeckt. Der in der Montagestellung oben liegende "Boden" 32 des Einlasskopfes 29 besitzt keine Öffnungen; er liegt plan an der oberen Stirnfläche des Innenraumes 8 des Gehäuses 2 an.
  • Der oben beschriebene Akkumulator 1 wird wie folgt montiert:
  • Zunächst wird an dem Einsatz 9 der Einlasskopf 29 durch Aufrasten befestigt. Der Einsatz 9 wird "auf den Kopf" gestellt, so dass der Innenraum des Trockenmittelgehäuses 13 bei zunächst abgenommenem Boden 18 mit Trockenmittelgranulat angefüllt werden kann. Nunmehr wird die Filzschicht 19 aufgelegt und der Boden 18 eingeschoben.
    Die so erhaltene vormontierte Einheit wird in das Gehäuseoberteil 2a eingeschoben, das zu diesem Zwecke zunächst ebenfalls "auf den Kopf" gestellt wird. Das Ende des Auslass-Rohrabschnittes 11 wird dabei in den Abschnitt 5a des Auslasskanales 5 eingeschoben, bis der Boden 32 des Einlasskopfes 29 an der Stirnfläche des Innenraumes 8 des Gehäuses 2 anstößt. Nunmehr wird das gekrümmte Rohr 27 auf die beiden Einsteckstutzen 10d und 11d aufgeschoben. Der Einsatz 21 wird montiert, wobei sein Flansch 21b zur Anlage an den Boden 18 kommt.
  • Über die Zylinderwand 21a des Einsatzes 21 wird die Spiralfeder 25 geführt, deren eines Ende sich dabei an den Flansch 21b des Einsatzes 21 anlegt. Nunmehr wird, immer noch bei auf dem Kopf stehenden Gehäuseoberteil 2a das Gehäuseunterteil 2b auf das Gehäuseoberteil 2a aufgesetzt und verschweißt. Dabei wird die Spiralfeder 25 komprimiert, so dass diese den gesamten Einsatz 9 nach oben drückt und den Boden 32 des Einlasskopfes 29 in Anlage an der Stirnfläche des Innenraumes 8 des Gehäuseoberteiles 2a hält. Dabei wird gleichzeitig die Trockenmittelschüttung, die sich im inneren des Trockenmittelgehäuses 13 befindet, unter Kompression gehalten.
  • Die Funktion des oben beschriebenen Akkumulators 1 entspricht weitgehend derjenigen bekannter Akkumulatoren. Ihre Erläuterung kann daher kurz gehalten werden:
  • Das aus einer Gas- und einer Flüssigphase bestehende, vom Verdampfer kommende Kältemittel, im vorliegenden Falle CO2, wird über den Einlasskanal 4 und insbesondere dessen sich konisch erweiternden Abschnitt 4a in den Innenraum 8 des Gehäuseoberteiles 2a eingeleitet. Auf Grund der Versetzung der Ebene, in welcher die Achsen des Einlass-Rohrabschnittes 10 und des Auslass-Rohrabschnittes 11 des Einsatzes 9 gegenüber der Achse des Gehäuses 2 liegen, ist es möglich, dass die Mündungsstelle des Einlasskanalabschnittes 4a von dem Einlasskopf 29 einen verhältnismäßig großen Abstand besitzt. Dies ist deshalb wichtig, weil anderenfalls ein "Kurzschluss" zwischen dem Einlasskanalabschnitt 4a und dem Einlass-Rohrabschnitt 10 entstehen könnte, welcher eine ausreichende Trennung der flüssigen von der festen Phase verhindern würde.
  • Das über den Einlasskanal 4 in den Innenraum 8 des Gehäuses 2 eintretende Kältemittel kann sich daher, ohne sofort in den Einlass-Rohrabschnitt 10 einzuströmen, im Innenraum des Gehäuses 2 verteilen und auch nach unten in den Bereich des Trockenmittelgehäuses 13 gelangen. Insbesondere die flüssige Phase und das in dem Kältemittel enthaltene Öl kann an der Mantelfläche 13b des Trockenmittelgehäuses 13 entlang nach unten strömen; ein anderer Teil des flüssigen aber auch des gasförmigen Kältemittels durchsetzt die Siebe 15 in der oberen Stirnfläche 13a des Trockenmittelgehäuses 13, das im Trockenmittelgehäuse 13 befindliche Trockenmittelgranulat sowie die Öffnungen 19 im Boden 18 und strömt von dort in die Öffnungen 23 des unteren Einsatzes 21.
  • Im unteren Bereich des Innenraumes 22 des Gehäuseunterteiles 2b bildet sich dabei ein "Sumpf" von Öl, über dem eine Säule von flüssigem Kältemittel steht. Der Spiegel dieses flüssigen Kältemittels kann innerhalb des Gehäuses 2 schwanken; insbesondere kann sich das gesamte Trockenmittelgehäuse 13 zumindest zeitweise vollständig in flüssigem Kältemittel befinden.
  • Das gasförmige Kältemittel tritt aus dem Innenraum 8 des Gehäuseoberteiles 2a durch die Fenster 31 des Einlasskopfes 29 hindurch und von dort zunächst in den Abschnitt 10a größeren Durchmessers des Einlass-Rohrabschnittes 10 ein. Dies geschieht auf Grund des verhältnismäßig großen Durchmessers dieses Abschnittes 10a mit verhältnismäßig kleiner Geschwindigkeit; daher ist die Gefahr gering, dass eine unzulässig große Menge an flüssigem Kältemittel mit in den Einlass-Rohrabschnitt 10 mitgerissen wird.
  • Das gasförmige Kältemittel wird in dem sich verjüngenden Rohrabschnitt 10b beschleunigt, durchströmt dann mit höherer Geschwindigkeit den unteren Abschnitt 10c des Einlass-Rohrabschnittes 10 und das gektrümmte Rohr 27 sowie den Auslass-Rohrabschnitt 11, bis es schließlich über den Auslasskanal 5 im Anschlussblock 3 den Akkumulator 1 wieder verlässt. Auf Grund der verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit, welche das gasförmige Kältemittel im gekrümmten Rohr 27 besitzt, wird das Öl, welches im untersten Bereich des Gehäuseunterteiles 2b als Sumpf steht, durch die Durchgangsöffnung 28 hindurchgesaugt und von dem Kältemittel in gewünschter Weise fortgeführt.

Claims (8)

  1. Akkumulator für eine Klimaanlage, insbesondere Fahrzeug-Klimaanlage, mit
    a) einem Gehäuse, das einen Einlass und einen Auslass für Kältemittel aufweist;
    b) einem im Innenraum des Gehäuses angeordneten, im Wesentlichen U-förmigen Rohr, das einen im Wesentlichen geradlinigen Einlass-Rohrabschnitt und einen im Wesentlichen geradlinigen Auslass-Rohrabschnitt umfasst, die an ihren unteren Enden durch einen gekrümmten, ein Durchgangsloch für Öl aufweisenden Rohrabschnitt verbunden sind;
    wobei
    c) der Einlass-Rohrabschnitt sich mit seinem oberen Ende in den Innenraum des Gehäuses öffnet;
    d) das obere Ende des Auslass-Rohrabschnittes mit dem Auslass des Gehäuses verbunden ist;
    dadurch gekennzeichnet, dass
    e) der Einlass-Rohrabschnitt (10) und der Auslass-Rohrabschnitt (11) an einem einstückigen Einsatz (9) ausgebildet und hierzu über zumindest einen Teil ihrer axialen Erstreckung durch eine Rippe (12) miteinander verbunden sind.
  2. Akkumulator nach Anspruch 1, bei dem im Gehäuse ein becherförmiges Trockenmittelgehäuse vorgesehen ist, das durch einen Boden oder Deckel verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Trockenmittelgehäuse (13) ebenfalls einstückiges Teil des Einsatzes (9) ist.
  3. Akkumulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf die unteren Enden des Einlass-Rohrabschnittes (10) und des Auslass-Rohrabschnittes (11) der gekrümmte Rohrabschnitt (27) als gesondertes Teil aufgesteckt ist.
  4. Akkumulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein einstückiger Einsatz (21) vorgesehen ist, der einen radial überstehenden, am Boden (18) des Trockenmittelgehäuses (13) anliegenden Flansch (21b) und eine im Wesentlichen zylindrische Wand (21a) aufweist, in der mindestens ein mit Siebgewebe abgedecktes Fenster (23) ausgebildet ist.
  5. Akkumulator nach Anspruch 4 bei Rückbeziehung auf Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der gekrümmte Rohrabschnitt zumindest teilweise durch den einstückigen, den radial überstehenden Flansch aufweisenden Einsatz gebildet ist.
  6. Akkumulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf das obere Ende des Einlass-Rohrabschnittes (10) als gesondertes Teil ein Einlasskopf (29) aufgesetzt ist, der mindestens ein mit Siebgewebe abgedecktes Fenster (30) aufweist.
  7. Akkumulator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlasskopf (29) mit einer Anschlagfläche (30) durch eine Feder (25) gegen die obere Stirnseite des Innenraumes (8) des Gehäuses (2) gedrückt wird.
  8. Akkumulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen des Einlass-Rohrabschnittes (10) und des Auslass-Rohrabschnittes (11) eine Ebene aufspannen, die im Wesentlichen parallel zur Achse des Gehäuses (2), jedoch in Abstand von dieser verläuft.
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