HEAT EXCHANGER FOR AN EVAPORATOR, ESPECIALLY FOR AIR CONDITIONING SYSTEMS

Abstract: 1. A heat exchanger for an evaporator, in particular for air conditioning systems, with a single header (1) of synthetic material subdivided into a entrance chamber and a backflow chamber, the header being in sealed relationship and firmly connected via a thermosetting synthetic material (4) which a pipe assembly of U-shaped metal pipes held together by air-guiding fins, the ends of the pipes being embedded in the synthetic material, characterized in that the header (1) consists of a manifold (5) comprising several mutually parallel tubular injection- and return chambers (Eo and Ro), respectively uniting a multitude of injection apertures (E) and a multitude of return apertures (R), and two collections chambers (Es and Rs) correspondingly joining the injection- and return chambers, and of a junction piece (6) which complements the collection chambers (Es and Rs) and forms connecting pipes (7 and 9) for an injection valve (8) and a compressor suction pipe, the manifold (5) and the junction piece (6) being held together in sealed relationship and firmly connected one with the other via grooves (14, 15) and springs (20, 21) by means of a thermosetting synthetic material.

Description: Wärmetauscher für Verdampfer, insbesondere für Klimaanlagen Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher für Verdampfer, insbesondere für Klimaanlagen, mit einem Aufbau entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die vorliegende Erfindung geht hierbei von einem Wärmetauscher aus, wie er in der älteren DE-AS 27 28 827 der Anmelderin vorgeschlagen worden ist, bei dem die Festigkeit der Verbindung zwischen den Wasserrohren aus Metall und den Anschlusskästen aus Kunststoff derart erhöht wurde, dass die Anwendung dieser Bauform nunmehr auch bei Verdampfern in Betracht gezogen werden kann. Weiterhin geht die Erfindung von einem Wärmetauscher aus, wie er aus der DE-OS 21 35 647 zu entnehmen ist, bei dem in Anschlusskästen aus Aluminium bereits Verteil- und Sammelräume mit jeweils mehreren Einfilhr- bzw. Rückführöffnungen angeordnet sind. Bei diesen bekannten Verdampfern müssen die vielen Durchführungen der Verdampferrohre in die Anschlusskästen durch verhältnismässig aufwendige Einroll- oder Aufweitvorgänge hergestellt werden, die neben der teueren maschinellen Einrichtung noch den Nachteil aufweisen, dafl solche Verbindungen verhältnismässig störanfällig sind. Obwohl auf den naheliegenden, technischen Sachgebieten der Wärme- tauscher in den letzten Jahren einfachere Bauformen mit aus Kunststoff bestehenden Anschlusskästen bekannt geworden sind, konnte diese bei Wärmetauschern mittlerweise in die Grossserienfertigung eingeführte Bauform nicht bei Verdampfern angewendet werden, da die bisher erzielte Festigkeit der Verbindung zwischen den Wasserrohren aus Metall und den Anschlusskästen aus Kunststoff nicht ausreichte, um den bei Verdampfern, insbesondere für Klimaanlagen auftretenden Betriebsdrücken bis zu ca. 40 bar standzuhalten. Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine solche einfachere Bauform auch für Verdampfer anzuwenden, wobei diese nicht nur übernommen werden sollte, sondern noch weitere, die Herstellungskosten senkende und die Kühlleistung verbessernde Massnahmen durchgeführt werden sollten. Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem ein Verdampfer der im Oberbegriff angegebenen bauart die im Kennzeichenteil des Patentanspruches 1 aufgezeigten Merkmale aufweist. Dadurch, dass der Ansohlusskasten aus einem Verteilerteil und einem Anschlussteil besteht , die miteinander über eine Nut- Federn Verbindung vermittels eines aushärtbaren Kunststoffes abgedichtet und festverbunden sind, wird die Herstellung eines solchen Anschlusskastens vereinfacht und damit dessen Herstellungskosten verringert. Dadurch, dass im Verteilerteil mehrere, jeweils eine Vielzahl von Einspritz¯ öffnungen bzw. eine Vielzahl von Rückführöffnungen zusammenfassende parallel zueinanderliegende Einspritz- und RückführrSume ausgebildet sind, die wieder über zwei diese entsprechend zusammenfüfirende Sammelräume zu sammengefasst werden, werden die FinsDritz- und RUckfUhrwege des XElte- mittels zum einen auf einem erstrebten Kleinstmass gehalten und zum anderen in isolierendem Kunststoff geführte, so dass der bei bekannten VerdamDfern kaum vermeidbare Kälteverlust unterbunden und damit die effektive KEhl- leistung des Verdampfers erhöht wird. Durch den Wegfall jeglicher Metallschmelz- oder Lötverbindungen wird die Verwendung von Verdampferröhren aus Aluminium ernoglicht, wodurch sich bei etwa gletohen Herstellungskosten erhebliche Gewichtseinsnarungen erzielen lassen, wie sie insbesondere fur Verdampfer in Kraftfahrzeugen und dergleichen angestrebt werden. Die Ausbildung der Anschlussrohre für das Einspritzventil und die Kompressorsaugleitung in einem Stück mit dem Anschlussteil und mit angeformten Pünden ermöglicht eine weitere Vereinfachung der Herstellung, wobei die Montage mittels geteilter, klappbarer Überwurfmuttern nach wie vor einfach und in zuverlässiger Weise erfolgen kann. Die Erfindung wird anhand eines in den beiliegenden Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Ansicht eines Verdampferblockes mit noch nicht montierten, teilweise im Schnitt gezeigten Anschlusskasten; Fig.2 eine Ansicht des Anschlussteiles in Richtung des Pfeiles II in Fig.1; Fig.3 eine Ansicht des Anschlussteiles in Richtung des Pfeiles III in Fig.2; Fig.4 eine Ansicht des Verteilerteiles in Richtung des Pfeiles II in Fig.l; Fig.5 einen Schnitt entlang der Linie V - V in Fig.4; Fig.6 einen Schnitt entlang der Linie VI - VI in Fig.5; Fig.7 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles VII in Fig.4; Fig.8 einen Schnitt entlang der Linie VIII - VIII in Fig.4; ; Fig.9 einen Schnitt entlang der Linie IX - IX in Fig. 4. Der in den Figuren gezeigte Verdampferblock besteht aus einem Anschlusskasten 1 aus Kunststoff, der mit einem durch Luftleitlamellen 2 aus Aluminium zu samrnengehaltenem Rohrbtindel von Verdampferrohren 3 aus Metall über einen die Rohrenden einbettenden aushärtbaren Kunststoff 4 abgedichtet und fest verbunden ist. Der Ansohlusskasten 1 besteht hierbei aus einem Verteilerteil 5 und einem An schlussteil 6, deren Aufbau nachfolgend im Zusammenhang mit den entsprechenden Figuren näher erläutert wird. In Fig.2 ist der Anschlussteil 6 gezeigt. Er weist ein Anschlussrohr 7 für das Einspritzventil 8 und ein Anschlussrohr 9 für die Kompressorsaugleitung (nicht gezeigt) auf. Beide Anschlussrohre 7 und 9 sind an ihren Enden mit einstückig angeformten Bünden 10 versehen, über die sie über geteilte, klappbare Uber- wurfmuttern 11 unter Zwischenschaltung eines Dichtringes 12 in einer Gewindebohrung 13 im Einspritzventil 8 bzw. an der Kompressorsaugleitung befestigt werden können. Wie aus Fig.3 zu ersehen ist, ist die Anschlussseite des Anschlussteiles 6 mit ineinanderübergehenden, endlose Schleifen bildenden Nuten 14 und 15 versehen, deren Zweck nachfolgend noch erläutert wird. In Fig.4 ist das Verteilerteil 5 gezeigt. Es weist einen Boden 6 auf, von dem eine Vielzahl von Rohrstutzen 17 hochragen, die von axial offene Ringnuten 38 bildenden Ringstegen 9 umfasst werden. Die Rohrstutzen ]7 hilden hierbei eine Vielzahl von mit E bezeichneten Einspritzöffnungen und eine Vielzahl von mit R bezeichneten RückfuYir- öffnungen. Jeweils ein Rohrstutzen einer Einspritzöffnung E ist mit dem Eintrittsende eines U-förmig verlaufenden Verdempferrohres 3 verbunden, dessen Austrittsende mit den in gestrichelten Linien (Figur 4) angedeuteten benachbarten Rohrstutzen der Rückführöffnung R verbunden ist. Jeweils eine Vielzahl von Einspritzöffnungen E bzw. eine Vielzahl von Rückführöffnungen R werden Wer parallel zueinanderliegende, rohrförmige Einspritz- und Rückführräume Eo bzw. Ro an der Anschlussseite des Verteilerteiles 5 über zwei Sammelräume Es bzw. Rs entsprechend zusammenge führt. Wie aus Fig. 7 zu ersehen ist, werden die Sammelräume Es und Rs von in einanderübergehende, endlose Schleifen bildende Federn 20 und 21 umfasst. Wie sich aus einer Betrachtung der Fig. 3 und der Fig. 7 ergibt, ist der Verlauf der Nuten 14 und 15 < n der Anschlussseite des Anschlussteiles 6 übereinstimmend mit dem Verlauf der Federn 20 und 21 an der Anschlussseite des Verteilerteiles 5. Durch Einbringen eines aushärtbaren Kunststoffes in die Nuten 14 und 15, Einsenken der Federn 20 und 21 in die mit Kunststoff gefüllten Nuten und darauffolgendem Aushärten des Kunststoffes werden der Verteilerteil 5 mit dem Anschlussteil 6 des Anschlusskastens 1 abgedichtet und fest verbunden. Darauffolgend können die am Boden 16 des Verteilerteiles 5 vorhandenen axial offenen Ringnuten 18 mit einem aushärtbaren Kunststoff 4 gefüllt werden und hierauf die Rohrenden des aus einer Vielzahl von Verdampferrohren 3 aus Metall bestehenden Rohrbündels durch Einsenken in die mit aushärtbarem Kunststoff gefüllten Ringnuten und nachfolgendem Aushärten des Kunststoffes mit dem Anschlusskasten 1 abgedichtet und fest verbunden werden. Die Ausbildung der am Boden 16 des Verteilerteiles 5 hochragenden Rohrstutzen in Verbindung mit dem den aushärtbaren Kunststoff 4 auf nehmenden Ringnuten 18 und den diese umschliessenden Ringstegen 19 und den auf die Rohrstutzen 17 aufschiebbaren und in die Ringnuten einsenkbaren Rohrkragen der Verdampferröhren 3 aus Metall wird entsprechend der Lehre der älteren Patentanmeldung P 27 28 827. 3-13 ausgeführt um eine entsprechend hohe Festigkeit der Verbindung zwischen dem Anschlusskasten 1 aus Kunststoff und den Verdampferrohren 3 aus Metall sicherzustellen. Aus den in den Figuren 8 und 9 gezeigten Schnitten durch das Verteilerteil 5 des Anschlusskastens 1 ist der Ubergang der rohrförmigen Einspritz- und Ruckfiihrräume Eo und Ro in die entsprechenden Sammelräume ES und RS zu ersehen. Die zweiteilige Ausführung des Anschlusskastens 1 ermöglicht eine einfache Herstellung der jeweiligen Einzelbauteile, des Verteilerteiles 5 und des Anschlussteiles 6 und ermöglioht die Verbindung dieser beiden Bauteile praktisch im Zuge der Herstellung der Verbindung zwischen dem Anschlusskasten 1 und dem Rohrbündel von Verdampferrohren 3. Das Einbringen des aushärtbaren Kunststoffes in die Nuten 14 und 15 des Anschlussteiles 6 kann hierbei etwa gleichzeitig zum Einbringen des Kunststoffes in die Ringnuten 18 am Verteilerteil 5 erfolgen, hierauf können die beiden Teile des Anschlusskastens 1 als auch die Verdampferrohre 3 mit dem Anschlusskasten 1 zusammengebracht werden und der gesamte Verdampferblock in einer Aushärtoperation fertiggestellt werden. Die Tiefen der Nuten 14 und 15 in Verbindung mit der Höhe der Federn 20 und 21 und der flanschartigen Ausbildung der Anschlussseiten der beiden Bauteile des Anschlusskastens 1 sorgen hierbei dafür, dass der aushärtbare Kunststoff bis zum Aushärtvorgang nicht in unerwünschter Weise ablaufen kann. Die Nut-Feder-Verbindung der beiden Bauteile des Anschlusskastens 1 sichert eine Verbindung hoher Festigkeit, die den Betriebbeanspruchungen eines Verdampfers voll gerecht werden.

Claims: Patentanspruch Wärmetauscher für Verdampfer, insbesondere für Klimaanlagen mit einem einzigen, in einen Vor-, und einen Rücklaufraum unterteilten Anschlusskasten aus Kunststoff, der rr.it einem von Luftleitlamellen zusarrmengehaltenen Rohrbündel von U-förmig verlaufenden Rohren aus Metall über einen die Rohrenden einbettenden, aushärt- baren Kunststoff abgedichtet und fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet. dass der Anschlusskasten (1) aus einem mit mehreren, jeweils eine Vielzahl von Einspritzöffnungen (E) und eine Vielzahl von Rückführöffnungen (R) zusammenfassenden, parallel zueinander liegenden, rohrförmigen Einspritz- und Rückführräumen (Eo und Ro) und zwei diese entsprechend zusammenführende Sammel räume (Es und Rs) aufweisenden Verteilerteil (5) und aus einem die Sammelräume (Es und Rs) ergänzenden und Anschlussrohre (7 un 9) für das Einspritzventil (8) und die Kompressorsaugleitung bildenden Anschlussteil (6) besteht, die miteinander über Nuten (14, 15) und Federn (20. 21) mittels aushärtbaren Kunststoffes abgedichtet und festverbunden sind.

Inventors: ALTDORF, ERICH, FORSTING, BERND, HAESTERS, HERMANN, LORENZ, SIEGFRIED
Applicants: FORD FRANCE SOCIETE ANONYME, FORD MOTOR COMPANY LIMITED, FORD-WERKE AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1979
Main classification: F28F9
IPC codes: F28F9, F28F21, F28D1