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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Sammler-/Trockneranordnung zur
Verwendung in einer Klimaanlage.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Fahrzeugklimaanlagen
umfassen einen Verdichter, der ein Kältemittel verdichtet und überhitzt. Das
Kältemittel
tritt aus dem Verdichter aus und gelangt zuerst zu einem Kondensator
und dann zu einem Ausdehnungsgefäß. Von dem
Ausdehnungsgefäß tritt
das Kältemittel
in einen Verdampfer ein und kehrt dann zu dem Verdichter zurück, um den
Zyklus wieder zu beginnen. Zwischen dem Verdampfer und dem Verdichter
ist eine Sammler-/Trockneranordnung angeordnet, die ausgebildet
ist, um verschiedene Ziele zu erreichen.
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Der
Sammler/Trockner empfängt
und sammelt hauptsächlich
den Verdampferaustrag, der sowohl eine Flüssigkomponente wie auch eine
Dampfkomponente umfasst. Der Sammler/Trockner dient als ein Abscheider,
in dem sich Fluid an dem Boden des Behälters und Dampf oben sammelt.
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Typischerweise
umfasst eine Sammler-/Trockneranordnung zur Verwendung in einer
Klimaanlage einen Behälter
mit einem oberen Abschnitt, der verdampftes Kältemittel enthält, und
einem unteren Abschnitt, der flüssiges
Kältemittel
enthält.
An dem Behälter
ist ein Einlass befestigt, um Käl temittel
von dem Verdampfer zu dem Behälter
zu transportieren. Auch ein Auslass ist an dem Behälter befestigt,
um verdampftes Kältemittel
von dem Behälter
zu dem Verdichter zu transportieren. Ein Lieferrohr ist innerhalb
des Behälters
angeordnet, wobei ein erstes Rohrende in Fluidverbindung mit dem
oberen Abschnitt des Behälters
zum Aufnehmen des verdampften Kältemittels
steht und ein zweites Rohrende mit dem Auslass verbunden ist, um
verdampftes Kältemittel
an den Verdichter zu liefern. Das Lieferrohr erstreckt sich von
dem Auslass bis in die Nähe des
Bodens des Behälters
nach unten und dreht sich dann nach oben und erstreckt sich bis
in die Nähe
der Oberseite des Behälters.
Ein Ölansaugrohr
ist mit dem Lieferrohr verbunden, um Öl an das Lieferrohr zu liefern.
Das Öl
wird in dem dampfförmigen
Kältemittel
mitgerissen und an den Verdichter geliefert, um den problemlosen
Betrieb des Verdichters sicherzustellen und die Lebensdauer des
Verdichters zu verlängern.
Die oben stehend erläuterten
Merkmale sind in dem US-Patent Nr. 4 496 378 an Kish offen gelegt.
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Ein
allgemeines Problem bei Sammler-/Trockneranordnungen sind Geräusche in
Zusammenhang mit Pulsationen, die aus Druckschwankungen in dem System
resultieren. Pulsationen entstehen in dem Verdichter, laufen zurück durch
das System zu dem Behälter,
gelangen von dem ersten Rohrende des Lieferrohres in den Behälter und
treten durch den Einlass zu dem Verdampfer aus. In einem Fahrzeug
mit einer Klimaanlage ist das Ergebnis ein zusätzliches Geräusch, das
durch die Pulsationen verursacht wird und im Fahrzeuginnenraum zu
hören ist.
Im Stand der Technik weisen die Pulsationen verschiedene Wege auf,
wie sie durch den Einlass des Behälters in den Verdampfer hinein
austreten und ein Geräusch
erzeugen. Der Nachteil des Standes der Technik besteht daher in
dem Unvermögen,
die Bewegung dieser Pulsationen durch die Klimaanlage deutlich zu
reduzieren. Während
es bekannt ist, Schwallbleche zu verwenden, um zu verhindern, das flüssiges Kältemittel
von dem Einlass direkt zu dem Aislass des Sammlers/Trockners strömt, wie
in der
EP 1 059 496 ,
EP 1 046 872 ,
US 4 474 035 ,
US 5 201 195 ,
FR 2 690 980 und
US 4 611 750 gezeigt, verhindern solche
Schwallblechanordnungen nicht eine direkte Dampfverbindung zwischen
dem Einlass und dem Auslass und sind nicht auf das Problem von Pulsationen
und damit verbundener Geräusche,
die durch Druckschwankungen in dem System verursacht werden, gerichtet.
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Zusammenfassung
der Erfindung und Vorteile
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Sammler-/Trockneranordnung wie in Anspruch 1
beansprucht vorgesehen. In einer Ausführungsform umfasst die Anordnung
einen Behälter
mit einem oberen Abschnitt, der verdampftes Kältemittel enthält, und
einen unteren Abschnitt, der flüssiges
Kältemittel
enthält.
An dem Behälter
ist ein Einlass befestigt, um Kältemittel
von dem Verdampfer zu dem Behälter
zu transportieren, und ein Auslass ist an dem Behälter befestigt,
um verdampftes Kältemittel von
dem Behälter
zu dem Verdichter zu transportieren. Die Anordnung umfasst ein Lieferrohr,
auch als J-Rohr oder U-Rohr bekannt, mit einem ersten Rohrende,
das in dem oberen Abschnitt des Behälters angeordnet ist, um das
verdampfte Kältemittel
aufzunehmen, und ein zweites Rohrende ist mit dem Auslass verbunden,
um das verdampfte Kältemittel
an den Verdichter zu liefern. Ein Schwallblech ist innerhalb des
Behälters
angeordnet. Das Schwallblech besitzt ein erstes Ende, das mit dem
Behälter
verbunden ist, und ein zweites Ende, das derart angeordnet ist,
dass es eine Trennwand zwischen dem ersten Rohrende des Lieferrohres
und dem Einlass definiert.
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Der
Vorteil der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Stand der Technik ist
die Fähigkeit,
die Pulsationen, die typischerweise mit Drucksystemen im Zusammenhang
stehen, deutlich zu reduzieren. Die vorliegende Erfindung zwingt
die Pulsationen in das flüssige
Kältemittel,
bevor sie durch den Einlass in den Verdampfer austreten können. Dies
reduziert deutlich die Pulsationen, die in den Verdampfer gelangen
und reduziert dadurch das Geräusch.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Weitere
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch Bezugnahme auf
die nachfolgende detaillierte Beschreibung bei einer Betrachtung
in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen offensichtlich und
besser verständlich.
In den Zeichnungen ist:
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1 eine
perspektivische Darstellung des unteren Abschnitts des Behälters, die
die allgemeine Position des Lieferrohres und des Schwallblechs in der
Form eines Rohres zeigt;
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2 ein
vertikaler Querschnitt der vollständigen Anordnung wie 1,
zeigt aber das Schwallblech in der Form eines Rohres, das sich von
dem Einlass in der Seite des Behälters
weg erstreckt;
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3 ein
Querschnitt der vollständigen
Anordnung wie 2, zeigt aber das Schwallblechrohr, das
sich von dem Einlass in der Oberseite des Behälters weg erstreckt;
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4 eine
perspektivische Teilansicht, die die räumliche Beziehung zwischen
dem Schwallblech und dem Einlass, die in 3 gezeigt
sind, zeigt;
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5 ein
Querschnitt der vollständigen
Anordnung wie 2, zeigt aber das Schwallblech
in der Form einer Schale und im Wesentlichen den Einlass in der
Seitenwand des Behälters
bedeckend;
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6 eine
perspektivische Teilansicht, die die räumliche Beziehung zwischen
dem Schwallblech und dem Einlass, die in 5 gezeigt
sind, zeigt;
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7 ein
Querschnitt der vollständigen
Anordnung ähnlich 2,
zeigt aber das Schwallblech in der Form einer Platte und sich über einen
Einlass in der Seitenwand des Behälters erstreckend;
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8 eine
perspektivische Teilansicht, die die räumliche Beziehung zwischen
dem Schwallblech und dem Einlass, die in 7 gezeigt
sind, zeigt;
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9 ein
Querschnitt der vollständigen
Anordnung ähnlich 2,
zeigt aber das Schwallblech in der Form einer Platte, die sich von
dem Einlass in der Oberseite des Behälters weg erstreckt;
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10 eine
perspektivische Teilansicht, die die räumliche Beziehung zwischen
dem Schwallblech und dem Einlass, die in 9 gezeigt
sind, zeigt;
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11 ein
Querschnitt der vollständigen
Anordnung ähnlich 2,
zeigt aber das Schwallblech in der Form einer Platte, die unter
einem spitzen Winkel in Bezug auf die Seitenwand des Behälters angeordnet
ist;
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12 eine
perspektivische Teilansicht, die die räumliche Beziehung zwischen
dem Schwallblech und dem Einlass, die in 11 gezeigt
sind, zeigt;
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13 ein
Querschnitt der vollständigen
Anordnung ähnlich 2,
zeigt aber das Schwallblech in der Form einer gekrümmten Platte;
und
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14 eine
perspektivische Teilansicht, die die räumliche Beziehung zwischen
dem Schwallblech und dem Einlass, die in 13 gezeigt
sind, zeigt;
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Unter
Bezugnahme auf die Fig., wobei gleiche Bezugsziffern durchgehend
gleiche oder entsprechende Teile in den verschiedenen Darstellungen
bezeichnen, ist eine Sammler-/Trockneranordnung zur Verwendung in
einer Klimaanlage allgemein bei 10 gezeigt. Die Anordnung 10 umfasst
einen Verdampfer 12, ein Ausdehnungsgefäß 14, einen Kondensator 16 und
einen Verdichter 18.
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Die
bevorzugte Ausführungsform
der Sammler-/Trockneranordnung 10 umfasst ferner einen
Behälter 20 mit
einem oberen Abschnitt 22, der verdampftes Kältemittel
enthält,
und einem unteren Abschnitt 24, der flüssiges Kältemittel und Öl enthält. Ein
Einlass 26 ist an dem Behälter 20 befestigt,
um Kältemittel
von dem Verdampfer 12 zu dem Behälter 20 zu transportieren,
und ein Auslass 28 ist an dem Behälter 20 befestigt,
um verdampftes Kältemittel von
dem Behälter 20 zu
dem Verdichter 18 zu transportieren. Der Einlass 26 kann
mit einer Seitenwand 30 des Behäl ters 20 verbunden
sein oder mit einer Oberseite 32 des Behälters 20 verbunden
sein.
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Die
Anordnung umfasst ein Lieferrohr 34, auch als ein J-Rohr
oder U-Rohr bekannt,
mit einem ersten Rohrende 36, das in dem oberen Abschnitt 22 des
Behälters 20 angeordnet
ist, um das verdampfte Kältemittel
aufzunehmen, und ein zweites Rohrende 38 ist mit dem Auslass 28 verbunden,
um das verdampfte Kältemittel
an den Verdichter 18 zu liefern. 1 zeigt
die allgemeine Konfiguration des Lieferrohres 34. Ein Ölansaugrohr 40 ist
mit dem Lieferrohr 34 verbunden und steht in wirksamer
Verbindung mit dem Lieferrohr 34, um flüssiges Öl von dem unteren Abschnitt 24 des
Behälters 20 zu
dem Auslass 28 zu transportieren. Das flüssige Öl wird benötigt, um
den Verdichter 18 zu schmieren und die Lebensdauer des Verdichters 18 zu
verlängern.
Darüber
hinaus ist ein Filter 42 mit dem Lieferrohr 34 verbunden,
um das flüssige Öl vor dem
Eintreten in das Ölansaugrohr 40 zu
filtern. Die Anordnung 10 umfasst ferner eine Entwässerungsvorrichtung 44,
die mit dem Lieferrohr 34 verbunden ist, um Wasser von
innerhalb des Behälters 20 zu
entfernen. In den hierin erläuterten
Ausführungsformen
ist die Entwässerungsvorrichtung 44 ein poröser Behälter 46 mit
einer ersten Hälfte 48 und
einer zweiten Hälfte 50,
die jeweils mit einem Trocknungsmittel gefüllt sind. Eine Serviceöffnung,
nicht gezeigt, kann ebenfalls mit dem Behälter 20 verbunden
sein.
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Ein
Schwallblech 54 ist innerhalb des Behälters 20 angeordnet.
Das Schwallblech 54 besitzt ein erstes Ende 56,
das mit dem Behälter 20 verbunden ist,
und ein zweites Ende 58, das derart angeordnet ist, dass
es eine Trennwand 60 zwischen dem ersten Rohrende 36 des
Lieferrohres 34 und dem Einlass 26 definiert.
Das Schwallblech 54 kann aus Metall oder Kunststoff gebildet
sein und das erste Ende 56 kann mit dem Behälter unter
Verwendung verschiedener Verfahren einschließlich Schweißen, Lö ten, einstückige Ausbildung,
Kleben, Einschnappen etc. verbunden sein. Der Zweck des Schwallblechs 54 besteht
darin, Pulsationen von Kältemittel
zu reduzieren, das in den Einlass 26 von dem ersten Rohrende 36 des
Lieferrohres 34 eintritt. Das zweite Ende 58 des
Schwallblechs 54 kann an dem Lieferrohr 34 befestigt
sein, um die Steifigkeit des Schwallblechs 54 zu erhöhen.
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In
der in 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsform besitzt das Schwallblech 54 die
Form eines Rohres und das erste Ende 56 ist mit dem Behälter 20 um
den Einlass 26 herum verbunden. Das zweite Ende 58 des
Schwallblechs 54 ist in den unteren Abschnitt 24 des
Behälters 20 hinein
verlängert und
teilweise in das flüssige
Kältemittel
eingetaucht. Das Flüssigkeitsniveau
ist bei 52 gezeigt. Der Zweck des Positionierens des zweiten
Endes 58 des Schwallblechs 54 in dem flüssigen Kältemittel
besteht darin, ein Eintreten von Pulsationen in den Einlass 26 von
dem ersten Rohrende 36 des Lieferrohrs 34 zu reduzieren.
Die Pulsationen stehen typischerweise im Zusammenhang mit Drucksystemen
und können
ein zusätzliches
Geräusch
in dem Innenraum eines Fahrzeugs mit einer Klimaanlage erzeugen. Das
Geräusch
wird reduziert, indem die Pulsationen unter das Schwallblech 54 und
in die Flüssigkeit
gezwungen werden, bevor sie aus dem Einlass 26 austreten.
Das Schwallblech 54 kann für Behälter 20 verwendet
werden, bei denen der Einlass 26 in der Seitenwand 30 des
Behälters 20 angeordnet
ist, wie in den 1 und 2 gezeigt
ist, oder bei denen der Einlass in der Oberseite 32 des
Behälters 20 angeordnet
ist, wie in den 3 und 4 gezeigt
ist.
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Die
Ausführungsform
der 5 und 6 umfasst jedes Merkmal der
vorhergehenden Ausführungsform,
wobei der Unterschied darin besteht, dass das Schwallblech 54 die
Form einer Schale aufweist, die den Einlass 26 im Wesentlichen
umgibt und eine Stirnwand 62 und einen hinteren Rand 64 umfasst,
wobei der hintere Rand 64 mit dem Behälter 20 in Eingriff
steht. Wiederum ist das zweite Ende 58 des Schwallblechs 54 in
den unteren Abschnitt 24 des Behälters 20 hinein verlängert und
ist teilweise in das flüssige
Kältemittel
eingetaucht.
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Auch
die dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wie in den 7–14 gezeigt, umfasst
alle Merkmale der vorhergehenden Ausführungsformen, mit der Ausnahme,
dass das Schwallblech 54 in der dritten Ausführungsform
die Form einer Platte aufweist und ferner eine erste Seite 68,
die zu dem Einlass weist, und eine zweite Seite 68, die zu
dem Lieferrohr 34 weist, umfasst. Das zweite Ende 58 des
Schwallblechs 54 ist in den unteren Abschnitt 24 des
Behälters 20 hinein
verlängert
und ist teilweise in das flüssige
Kältemittel
eingetaucht. Des Weiteren ist das Schwallblech 54 parallel
zu der Seitenwand 30 des Behälters 20 angeordnet.
Das Schwallblech 54 kann jedoch auch unter einem spitzen
Winkel in Bezug auf die Seitenwand 30 des Behälters 20 angeordnet
sein, wie in den 11 und 12 gezeigt,
oder das Schwallblech 54 kann gekrümmt sein, wie in den 13 und 14 gezeigt.
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Das
Schwallblech 54 in der dritten Ausführungsform kann für Behälter 20 verwendet
werden, in denen der Einlass 26 in der Oberseite 32 des
Behälters 20,
siehe 9 und 10, oder in einer Seitenwand 30 des
Behälters 20 angeordnet
ist, siehe 7 und 8.
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Darüber hinaus
kann es in allen Ausführungsformen
erwünscht
sein, das zweite Ende 58 des Schwallblechs 54 neben
dem mit Trocknungsmittel gefüllten
porösen
Behälter 46 anzuordnen.
Dies mit der Absicht, ein Eintreten von Pulsationen in den Einlass 26 von
dem ersten Rohrende 36 des Lieferrohrs 34 weiter
zu reduzieren, indem die Pulsationen durch den porösen Behälter 46 und
das Trocknungsmittel gezwungen werden.
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Es
ist offensichtlich, dass viele Abwandlungen und Änderungen der vorliegenden
Erfindung angesichts der obigen Lehre möglich sind. Die Erfindung kann
anders ausgeführt
werden, als innerhalb des Umfangs der beiliegenden Ansprüche speziell beschrieben.