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Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 7.
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Wärmeübertrager werden für unterschiedliche technische Anwendungen zum Kühlen oder zum Erwärmen eines Fluids eingesetzt. In Kraftfahrzeugen mit einer Kraftfahrzeugklimaanlage werden Kältemittelverdampfer eingesetzt, um Kältemittel zu verdampfen und um andere Medien, vorzugsweise Luft abzukühlen.
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Wärmeübertrager umfassen im Allgemeinen zwei Sammelrohre bzw. Ein- und Ausströmrohre und Flachrohre. Das zu kühlende oder zu erwärmende Fluid durchströmt somit zunächst ein Einströmrohr, anschließend parallel die Flachrohre und anschließend strömt das Fluid nach dem Ausströmen aus den Flachrohren in das Ausströmrohr. Zwischen den Flachrohren sind zickzackartige oder ziehharmonikaartige Weltrippen angeordnet, um die Oberfläche des Wärmeübertragers zu vergrößern und dadurch den Wärmeübergang von dem zu erwärmenden oder zu kühlenden Fluid auf das Temperierfluid zu verbessern.
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Das Einströmrohr umfasst ein Innen- und Außenrohr, wobei das Innenrohr innerhalb des Außenrohres angeordnet ist, so dass sich zwischen dem Innen- und Außenrohr ein Ringspalt ausbildet. An dem Innenrohr sind Einspritzöffnungen ausgebildet, durch welche das Fluid, insbesondere Kältemittel, von dem Innenrohr in den Ringspalt zwischen dem Innen- und Außenrohr eingeleitet wird. Der Ringspalt weist dabei eine Dicke bzw. eine radiale Ausdehnung von ungefähr 1 mm auf. Fertigungsungenauigkeiten und thermische oder mechanische Beanspruchungen des Innen- und Außenrohres können somit dazu führen, dass die Dicke des Ringspaltes wesentlich verändert wird und dadurch eine gleichmäßige Durchströmung des Ringspaltes nicht mehr gewährleistet ist. Das Innen- und Außenrohr sind an Endabdichtungen form- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden, welche den Ringspalt axial begrenzen, so dass dadurch aufgrund von mechanischen und/oder thermischen Beanspruchungen die Gefahr besteht, dass beispielsweise das Innenrohr verformt ist und durchhängt und eine ungleichmäßige Dicke des Ringspaltes entsteht. Eine ungleichmäßige Durchströmung des Ringspaltes führt im Allgemeinen dazu, dass die als Flachrohre ausgebildeten Rohre thermisch und hydraulisch im Wesentlichen ungleichmäßig mit dem Fluid bzw. Kältemittel beaufschlagt werden. Dadurch wird in nachteiliger Weise die Kälte- bzw. Kühlleistung oder Wärmeübertragungsleistung des Wärmeübertragers verringert..
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Die
DE 10 2008 023 055 A1 zeigt einen Wärmeübertrager, insbesondere für eine Heizungs- oder Klimaanlage für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einem Einströmkanal und mindestens einem Ausströmkanal und mindestens einem Sammler, der mindestens zwei aneinander anliegende Bleche oder Platten aufweist und eine Durchflusseinrichtung, die von einem ersten Medium durchströmbar und von einem zweiten Medium umströmbar ist, wobei das erste Medium von einem Einströmkanal, auf den Sammler und auf die Durchflusseinrichtung verteilt wird und zu einem Ausströmkanal leitbar ist, wobei mindestens ein weiterer Kanal zur Verteilung des Kältemittels vorgesehen ist, der durch mindestens eine Öffnung mit dem Einströmkanal kommunizierend verbunden ist.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, einen Wärmeübertrager zur Verfügung zu stellen, bei dem die Flachrohre möglichst gleichmäßig in thermischer und hydraulischer Hinsicht mit dem Fluid beaufschlagt sind.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Wärmeübertrager, insbesondere Käl- temittelverdampfer, zum Durchleiten eines zu kühlenden oder zu erwärmenden Fluides, insbesondere zum Verdampfen von Kältemittel, umfassend ein Einströmrohr zum Einleiten des Fluides in Rohre mit einem Innenrohr und einem Außenrohr, wobei das Innenrohr innerhalb des Außenrohres angeordnet ist, so dass zwischen dem Innen- und Außenrohr ein Fluidspalt ausgebildet ist und an dem Innenrohr wenigstens einer Einspritzöffnung zum Leiten des Fluides von dem Innenrohr in den Fluidspalt ausgebildet ist, Rohre, insbesondere Flachrohre, die fluidleitend mit dem Fluidspalt verbunden sind, zum Einleiten des Fluides aus dem Fluidspalt in die Rohre, ein Ausströmrohr zum Sammeln des aus den Rohren ausströmenden Fluides, wobei das Innen- und Außenrohr mit wenigstens einem den Fluidspalt unterbrechenden Verbindungselement, vorzugsweise mehreren den Fluidspalt unterbrechenden Verbindungselementen, mechanisch zunächst nur berührend, später stoffschlüssig verlötet) miteinander verbunden sind. Zwischen dem Innen- und Außenrohr an dem Fluidspalt ist somit wenigstens ein Verbindungselement angeordnet, so dass dadurch das Innen- und Außenrohr mechanisch wesentlich verbessert miteinander verbunden sind und dadurch bei thermischen und mechanischen Beanspruchungen des Innen- und Außenrohres die Dicke bzw. die radiale Ausdehnung des Fluidspaltes im Wesentlichen gleichmäßig ist, da aufgrund des wenigstens einen Verbindungselementes auch bei thermischen und mechanischen Beanspruchungen des Innen- und Außenrohres die Dicke des Fluidspaltes im Wesentlichen unverändert bleibt. Dadurch kann ein im Wesentlichen gleichmäßiger Fluidspalt mit einer konstanten Dicke zur Verfügung gestellt werden im Betrieb des Wärmeübertragers, so dass dadurch die Rohre, insbesondere Flachrohre, im Wesentlichen gleichmäßig in thermischer und hydraulischer Hinsicht mit dem zu kühlenden und/oder zu erwärmenden Fluid beaufschlagt sind. Dadurch kann die Wärme bzw. Kühlleistung des Wärmeübertragers wesentlich verbessert werden.
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Insbesondere ist das wenigstens eine Verbindungselement als eine Prägung, insbesondere Ausprägung, an dem Innenrohr und/oder als eine Prägung, Insbesondere Einprägung, an dem Außenrohr ausgebildet und/oder mit dem wenigstens einen Verbindungselement ist aufgrund der Unterbrechung des Fluidspaltes eine Vermischung und/oder Verwirbelung des Fluides bewirkbar und/oder das wenigstens eine Verbindungselement ist in Längsrichtung zwischen zwei Endabdichtungen des Fluidspaltes ausgebildet. Bei der Herstellung des Innen- und Außenrohres kann eine Prägung, z. B. eine Ein- oder Ausprägung, besonders einfach hergestellt werden, so dass dadurch das wenigstens eine Verbindungselement in der Herstellung besonders preiswert ist. Es wird somit kein gesondertes Bauteil benötigt, sondern allein aufgrund einer Prägung, deren Größe im Wesentlichen der Dicke des Fluidspaltes entspricht, kann somit das wenigstens eine Verbindungselement besonders preiswert zur Verfügung gestellt werden. Zweckmäßig ist der Wärmeübertrager mit Lot plattiert, bzw. die Komponenten des Wärmeübertrages sind mit Lot plattiert und sind an einem Lötofen miteinander verlötet, so dass an der Prägung das Innen- und Außenrohr mittels einer Lötverbindung dadurch stoffschlüssig und besonders zuverlässig verbunden sind.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist das wenigstens eine Verbindungselement als ein gesondertes Verbindungsteil zwischen dem Innen- und Außenrohr ausgebildet. Das wenigstens eine Verbindungselement kann auch als ein gesondertes Verbindungsteil unabhängig von dem Innen- und Außenrohr sein. Bei der Herstellung des Wärmeübertragers wird somit zwischen dem Innen- und Außenrohr ein Verbindungselement bzw. ein Verbindungsteil angebracht und angeordnet und anschließend wird das Verbindungsteil sowohl mit dem Innen- und Außenteil verbunden, insbesondere mittels Löten.
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Vorzugsweise sind die Verbindungselemente in Längsrichtung des Innen- und Außenrohres im Wesentlichen gleichmäßig verteilt. Eine Ausrichtung in Längsrichtung bedeutet, dass die Richtung in Richtung einer Längsachse des Einströmrohres ausgerichtet sind. Im Wesentlichen gleichmäßig verteilt bedeutet dabei, dass an einem Längsabschnitt, z. B. ein Viertel der axialen Ausdehnung zwischen den beiden Endabdichtungen, des Innen- und Außenrohres im Wesentlichen eine gleiche Anzahl von Verbindungselementen oder wenigstens einem Verbindungselement ausgebildet sind. Im Wesentlichen bedeutet dabei, dass dies mit einer Abweichung von weniger als 50%, 40%, 30%, 20% oder 10% ausgebildet ist.
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In einer Variante sind das Innen- und Außenrohr im Querschnitt kreisförmig ausgebildet und der Fluidspalt ist als ein Ringspalt ausgebildet und vorzugsweise sind das Innen- und Außenrohr konzentrisch zueinander ausgerichtet.
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Zweckmäßig sind das Ein- und Ausströmrohr an einem ersten Ende der Rohre angeordnet und an einem zweiten, dem ersten Ende gegenüberliegenden Ende der Rohre ist eine Umlenkeinrichtung ausgebildet zum Leiten des Fluides von den Rohren, die mit dem Einströmrohr fluidleitend verbunden sind, zu Rohren, die mit dem Ausströmrohr fluidleitend verbunden sind und/oder zwischen den Rohren sind Wellrippen angeordnet und/oder die Rohre sind im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet und/oder die Komponenten des Wärmeübertragers sind mit einer Lötverbindung, insbesondere einer in einem Lötofen hergestellten Lötverbindung, miteinander verbunden. Der Fluidspalt ist somit in wenigstens zwei Fluidspaltteilräume unterteilt und dadurch kann eine kaskadenartige Verteilung des Fluides, insbesondere des Kältemittels, bei der Durchleitung durch den Fluidspalt zur Verfügung gestellt werden, so dass dadurch die Rohre, insbesondere Flachrohre, gleichmäßiger in thermischer und hydraulischer Hinsicht mit dem Fluid beaufschlagt sind.
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In einer zusätzlichen Ausführungsform bestehen die Komponenten, z. B. das Einströmrohr und/oder das Ausströmrohr und/oder die Rohre und/oder die Wellrippen und/oder die Sammeleinrichtung und/oder die Umlenkeinrichtung, des Wärmeübertragers, wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Metall, z. B. Aluminium oder Stahl, und sind vorzugsweise mit einem Lot plattiert.
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Erfindungsgemäße Wärmeübertrager, insbesondere Kältemittelverdampfer, zum Durchleiten eines zu kühlenden oder zu erwärmenden Fluides, insbesondere zum Verdampfen von Kältemittel, umfassend ein Einströmrohr zum Einleiten des Fluides in Rohre mit einem Innenrohr und einem Außenrohr, wobei das Innenrohr innerhalb des Außenrohres angeordnet ist, so dass zwischen dem Innen- und Außenrohr ein Fluidspalt ausgebildet ist und an dem Innenrohr wenigstens eine Einspritzöffnung zum Leiten des Fluides von dem Innenrohr in den Fluidspalt ausgebildet ist, Rohre, insbesondere Flachrohre, die fluidleitend mit dem Fluidspalt verbunden sind, zum Einleiten des Fluides aus dem Fluidspalt in die Rohre, ein Ausströmrohr zum Sammeln des aus den Rohren ausströmenden Fluides, wobei der Fluidspalt in wenigstens zwei Fluidspaltteilräume unterteilt ist und in wenigstens einen der wenigstens zwei Fluidspaltteilräumen je wenigstens eine Einspritzöffnung mündet. Vorzugsweise ist der Fluidspalt in zwei Querfluidspaltteilräume und/oder zwei Längsfluidspaltteilräume bzw. Kammern unterteilt und vorzugsweise sind diese im Wesentlichen gleich groß.
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In einer weiteren Ausführungsform ist der Fluidspalt in wenigstens zwei Längsfluidspaltteilräume in Längsrichtung des Innen- und Außenrohres unterteilt und in jeden der oder in die wenigstens zwei Längsfluidspaltteilräumen mündet je wenigstens eine Einspritzöffnung und wenigstens zwei getrennte Anzahl an Rohren sind fluidleitend getrennt mit den wenigstens zwei Längsfluidspaltteilräumen verbunden.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist der Fluidspalt senkrecht zu der Längsrichtung des Innen- und Außenrohres in wenigstens zwei Querfluidspaltteilräume unterteilt, vorzugsweise je in wenigstens einen Teil, insbesondere Hälfte, in welche wenigstens eine Einspritzöffnung unmittelbar mündet und in wenigstens einen Teil, insbesondere Hälfte, in welche keine Einspritzöffnung unmittelbar mündet und vorzugsweise eine Fluidverbindung zwischen wenigstens einem Querfluidspaltteilraum, in welchen wenigstens eine Einspritzöffnung unmittelbar mündet, zu dem Querfluidspaltteilraum, in welchen keine Einspritzöffnung unmittelbar mündet besteht und vorzugsweise ist das Fluid von dem wenigstens einen Querfluidspaltteilraum, in welchen keine Einspritzöffnung unmittelbar mündet, in die Rohre leitbar und das Fluid ist zuerst durch wenigstens einen Querfluidspaltteilraum leitbar, in welchen wenigstens eine Einspritzöffnung unmittelbar mündet, und anschließend ist das Fluid durch wenigstens einen Querfluidspaltteilraum leitbar, in welchen keine Einspritzöffnung unmittelbar mündet,. Mit den wenigstens zwei Querfluidspaltteilräumen ist somit der Fluidspalt senkrecht zu der Längsrichtung des Innen- und Außenrohres in wenigstens zwei Querfluidspaltteilräume unterteilt, beispielsweise einen oberen Querfluidspaltteilraum und einen unteren Querfluidspaltteilraum. Zweckmäßig sind die Längsfluidspaltteilräume und/oder die Querfluidspaltteilräume im Wesentlichen gleich groß bzw. weisen ein im Wesentlichen gleiches Volumen auf, z. B. mit einer Abweichung von weniger als 30%, 20%, 10% oder 5%.
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In einer weiteren Ausführungsform ist der Wärmeübertrager als ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebener Wärmeübertrager ausgebildet und/oder mit dem wenigstens einem Verbindungselement, insbesondere den mehreren Verbindungselementen, ist der Fluidspalt in die wenigstens zwei Fluidspaltteilräume unterteilt. Beispielsweise sind an dem Innenrohr entsprechende Ausprägungen ausgebildet, so dass dadurch mittels dieser Ausprägungen der Fluidspalt in Längsfluidspaltteilräume und Querfluidspaltteilräume unterteilt ist.
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Die Verbindungselemente reduzieren außerdem die freie Schwingungslänge des Innenrohrs und verringern somit auch akustische Effekte.
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Erfindungsgemäße Kraftfahrzeugklimaanlage, wobei die Kraftfahrzeugklimaanlage einen in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Wärmeübertrager, insbesondere Kältemittelverdampfer, umfasst.
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In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Kraftfahrzeugklimaanlage einen Kältekreis mit einem Kältemittelverdampfer, einem Kondensator und einem Verdichter, vorzugsweise ein Gehäuse, vorzugsweise eine Heizeinrichtung, vorzugsweise einen Luftfilter, vorzugsweise wenigstens ein Luftsteuerorgan, z. B. eine Luftklappe, vorzugsweise einen Luftkanal, wobei vorzugsweise der Luftkanal von dem Gehäuse begrenzt ist.
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Zweckmäßig besteht das Gehäuse wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Kunststoff.
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Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
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1 eine Vorderansicht eines Wärmeübertragers,
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2 eine Teilansicht des Wärmeübertragers gemäß 1,
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3 einen Querschnitt eines Einströmrohres in einem ersten Ausführungsbeispiel und einer Sammeleinrichtung mit einem Flachrohr
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4 eine perspektivische Ansicht eines Innen- bzw. Einspritzrohres des Einströmrohres gemäß 3,
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5 einen Längsschnitt eines Einströmrohres in einem zweiten Ausführungsbeispiel und
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6 eine perspektivische Ansicht des Innen- bzw. Einspritzrohres des Einströmrohres gemäß 5.
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Ein in 1 dargestellter, als Kältemittelverdampfer 2 ausgebildeter Wärmeübertrager 1 wird in einer nicht dargestellten Kraftfahrzeugklimaanlage eingesetzt, um durch den Kältemittelverdampfer 2 geleitete Luft durch das verdampfende Kältemittel zu kühlen.
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Eine Vielzahl von als Flachrohre 4 ausgebildete Rohre 3 sind parallel zueinander ausgerichtet und zwischen den Flachrohren 4 sind an den Breitseitenwandungen der Flachrohre 4 Wellrippen 5 angeordnet, wobei in 1 die Wellrippen 5 nur teilweise und in 2 die Wellrippen 5 nicht dargestellt sind. In Luftrichtung 35 sind dabei jeweils zwei Flachrohre 4 hintereinander angeordnet (2). An einem ersten, oberen Ende 16 der Rohre 3 bzw. Flachrohre 4 ist eine Sammeleinrichtung 18 angeordnet und an einem zweiten, unteren Ende 17 der Rohre 3 ist eine Umlenkeinrichtung 24 vorhanden. Die Sammeleinrichtung 18 (2) besteht aus einer unteren Sammlerhälfte 19 und einer oberen Sammlerhälfte 20, die miteinander verlötet sind. An der Sammeleinrichtung 18 sind eine Vielzahl von Teilräumen bzw. Kammern vorhanden, wobei in jede Kammer bzw. in jedem Teilraum jeweils zwei Flachrohre 4 münden. Die untere Sammlerhälfte 19 ist hierzu mit zwei Öffnungen 31 (3) versehen, in welchen das erste Ende 16 der Flachrohre 4 angeordnet ist und fluiddicht mit der unteren Sammlerhälfte 19 verlötet ist.
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Oberhalb der Sammeleinrichtung 18 ist ein Einströmrohr 6 und ein Ausströmrohr 10 angeordnet. Das Einströmrohr 6 weist eine Einströmöffnung 13 auf und durch die Einströmöffnung 13 wird das Kältemittel als das durch den Wärmeübertrager 1 durchzuleitende Fluid in das Einströmrohr 6 eingeleitet und damit in den Wärmeübertrager 1 eingeleitet und aus einer Ausströmöffnung 14 an dem Ausströmrohr 10 wird das Kältemittel aus dem Wärmeübertrager 1 bzw. aus dem Ausströmrohr 10 ausgeleitet. Bei der Anordnung des Wärmeübertragers 1 in einer Kraftfahrzeugklimaanlage ist zusätzlich an dem Einströmrohr 6 im Bereich der Einströmöffnung 13 ein Expansionsventil (nicht dargestellt) angeordnet.
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Das Einströmrohr 6 umfasst ein Innenrohr 7 bzw. ein Einspritzrohr 7 und ein Außenrohr 8. Dabei ist das Innenrohr 7 innerhalb des Außenrohres 8 angeordnet und sowohl das Innen- und Außenrohr 7, 8 sind im Querschnitt kreisförmig, so dass sich zwischen dem Innen- und Außenrohr 7, 8 als ein Ringspalt 12 ausgebildeter Fluidspalt 11 ausbildet. Das Innenrohr 7 ist dabei konzentrisch bzw. koaxial zu dem Außenrohr 8 angeordnet und an zwei Endabdichtungen 36, von denen in 2 nur eine sichtbar ist, ist der Ringspalt 12 in Richtung einer Längsachse 9, d. h. einer Längsrichtung, abgedichtet oder begrenzt bzw. beendet. An dem Innenrohr 7 sind Einspritzöffnungen 15 ausgebildet, durch welche das Kältemittel von dem Innenrohr 7 in den Ringspalt 12 eingeleitet wird. Das Außenrohr 8 besteht aus einer oberen Halbschale 29 und einer unteren Halbschale 30, die miteinander verlötet sind (2 und 3). Abweichend hiervon kann das Außenrohr 8 auch einteilig ausgebildet sein (nicht dargestellt). Am unteren Bereich des Außenrohres 8 sind Auslassöffnungen 32 ausgebildet, die in jeweils eine Kammer der Sammeleinrichtung 18 münden.
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Die Sammeleinrichtung 18 weist hierzu an der oberen Sammlerhälfte 20 eine Einlassöffnung 33 auf, welche in die Auslassöffnung 32 des Außenrohres 8 mündet. Die Sammeleinrichtung 18 weist dabei eine Vielzahl von Kammern auf, die in Fluidverbindung bzw. mechanischer Verbindung mit dem Außenrohr 8 stehen und außerdem in Ergänzung hierzu weitere Kammern, welche in Fluidverbindung bzw. mechanischer Verbindung mit dem Ausströmrohr 10 stehen. In 2 sind somit die in 2 rechts dargestellten Kammern der Sammeleinrichtung 18 diejenigen, die in mechanischer bzw. fluidleitender Verbindung mit dem Außenrohr 8 stehen und die in 2 links dargestellten Kammern sind diejenigen, welche mit dem Ausströmrohr 10 in mechanischer bzw. fluidleitender Verbindung stehen. Aus jeweils einer der rechten Kammern der Sammeleinrichtung 18 wird das Kältemittel in jeweils zwei Flachrohre 4 eingeleitet und gelangt somit vom ersten Ende der Rohre 16 nach unten zu dem zweiten Ende 17 der Flachrohre 4 (1). Am zweiten Ende 17 der Rohre 3 strömt das Kältemittel in die Umlenkeinrichtung 24 ein und wird dabei umgeleitet in andere Flachrohre 4 und strömt von diesen anderen Flachrohren 4 vom zweiten Ende 17 dieser anderen Flachrohre 4 zum ersten Ende 16 dieser anderen Rohre 3 zu der Sammeleinrichtung 18. Hier wird das Kältemittel an den linken Kammern der Sammeleinrichtung 18 gesammelt und in jede Kammer münden jeweils zwei der anderen Flachrohre 4 und jede Kammer der linken Kammern der Sammeleinrichtung 18 verfügt über eine Einlassöffnung 34, durch welche das Kältemittel in das Ausströmrohr 10 eingeleitet wird. In den in 2 rechts dargestellten Flachrohren 4 strömt somit das Kältemittel von oben nach unten und den in 2 links dargestellten Flachrohren 4 strömt das Kältemittel von unten nach oben. Mittels der Umlenkeinrichtung 24 wird somit das Kältemittel von den unterhalb des Einströmrohres 6 ausgebildeten Flachrohren 4 umgeleitet in die unterhalb des Ausströmrohres 10 ausgebildeten Flachrohre 4.
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Das Innenrohr 7 ist mit Ausprägungen 22 versehen und das Außenrohr 8 ist mit Einprägungen 23 versehen, so dass dadurch an den Aus- und Einprägungen 22, 23 das Innen- und Außenrohr 7, 8 mechanisch miteinander verbunden sind. Dabei sind die Aus- und Einprägungen 22, 23 jeweils mit dem Innen- bzw. Außenrohr 7, 8 mechanisch verlötet, d. h. stoffschlüssig verbunden. Der Ringspalt 12 ist dabei an den Aus- und Einprägungen 22, 23 unterbrochen und die Aus- und Einprägungen 22, 23 bewirken dadurch eine zusätzliche Verwirbelung und Vermischung des durch den Ringspalt 12 strömenden Kältemittels. Die Aus- und Einprägungen 22, 23 sind dabei im Wesentlichen gleichmäßig in Längsrichtung der Längsachse 9 zwischen den beiden Endabdichtungen 36 des Ringspaltes 12 vorhanden. Die Endabdichtungen 36 können dabei auch als Aus- und/oder Einprägungen 22, 23, d. h. als Verbindungselemente 21, ausgebildet sein. Die Aus- und Einprägungen 22, 23 stellen Verbindungselemente 21 zur mechanischen Verbindung des Innen- und Außenrohres 7, 8 dar. Das Innen- und Außenrohr 7, 8 sind dadurch in Ergänzung zur mechanischen Verbindung an den beiden Endabdichtungen 36 somit zusätzlich in Längsrichtung im Bereich des Ringspaltes 12 miteinander verbunden. Dabei sind eine Vielzahl von Verbindungselementen 21, z. B. mehr als 3, 15 oder 20 Verbindungselemente 21, an dem Innen- und/oder Außenrohr 7, 8 vorhanden. Die Verbindungselemente 21, insbesondere die Aus- und/oder Einprägungen 22, 23, können dabei geometrisch in beliebiger Weise an dem Innen- und/oder Außenrohr 7, 8 angeordnet sein. Beispielsweise sind die Verbindungselemente 21 spiralförmig, in wenigstens einer, zwei oder drei Reihen in Längsrichtung des Innen- und/oder Außenrohres, vorzugsweise gleichmäßig radial verteilt, ausgebildet. Weist beispielsweise das Außenrohr 8 in Längsrichtung drei Reihen von Einprägungen 23 auf, sind diese mit einem Winkel von 120° radial gleichmäßig bezüglich des Umfanges des Außenrohres 8 verteilt.
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In 5 und 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Einströmrohres 6 dargestellt. Der Ringspalt 12 ist in vier Fluidteilspalträume 25 unterteilt. In Längsrichtung des Einströmrohres 6 ist der Ringspalt 12 in zwei Längsfluidspaltteilräume 26 unterteilt. Dabei ist zwischen den beiden Endabdichtungen 36 mittig an dem Fluidspaltteilraum 25 tangential umlaufend an dem Innenrohr 7 eine Ausprägung 22 vorhanden. In 5 ist somit ein linker Längsfluidspaltteilraum 26a und ein rechter Längsfluidspaltteilraum 26b vorhanden. Diese beiden Längsfluidspaltteilräume 26a, 26b sind jeweils wiederum senkrecht zu der Längsachse 9 in zwei Querfluidspaltteilräume 27 unterteilt. Am linken Längsfluidspaltteilraum 26a ist somit ein oberer Querfluidspaltteilraum 27a und ein unterer Querfluidspaltteilraum 27b vorhanden und dies gilt analog auch für den rechten Längsfluidspaltteilraum 26b. Hierzu ist das Innenrohr 7 mit einer Ausprägung 22 (6) in Richtung der Längsachse 9 versehen. Das Innenrohr 7 bzw. Einspritzrohr 7 weist zwei Einspritzöffnungen 15 auf 6) die in die oberen Querfluidspaltteilräumen 27a jeweils münden. Das heißt, in jede der beiden Querfluidspaltteilräume 27a mündet jeweils eine Einspritzöffnung 15. Von diesen beiden oberen Querfluidspaltteilräumen 27a strömt das Kältemittel durch zwei Teilraumverbindungsöffnungen 28 (6) zu den beiden unteren Querfluidspaltteilräumen 27b. Die Teilraumverbindungsöffnungen 28 sind dabei als Unterbrechungen der Ausprägungen 22 in Längsrichtung des Einströmrohres 6 ausgebildet. Aus den beiden unteren Querfluidspaltteilräumen 27b strömt das Kältemittel durch die Auslassöffnungen 32 am Außenrohr 8 in die Kammern der Sammeleinrichtung 18 (nicht in 5 dargestellt). Das Kältemittel wird somit in dem mit 5 und 6 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel des Einströmrohres 6 kaskadenartig durch den in Fluidspaltteilräumen 25 unterteilten Ringspalt 12 geleitet. Dadurch kann das Kältemittel noch besser vermischt werden, so dass dadurch eine sehr gleichmäßige Einleitung des Kältemittels in die Flachrohre 4 gewährleistet ist. Abweichend von dem in 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel des Einströmrohres 6 kann auch an dem in 5 und 6 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel des Einströmrohres 6 der Ringspalt 12 analog zu dem ersten Ausführungsbeispiel punktuell durch Ein- und/oder Ausprägungen 22, 23 an dem Innen- und/oder Außenrohr 7, 8 unterbrochen und dadurch eine zusätzliche mechanische Verbindung zwischen dem Innen- und Außenrohr 7, 8 zur Verfügung gestellt sein (nicht dargestellt).
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Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager 1 als Kältemittelverdampfer 2 wesentliche Vorteile verbunden. Das Innen- und Außenrohr 7, 8 sind in Ergänzung zu den beiden Endabdichtungen 36 auch zwischen den beiden Endabdichtungen 36 mittels Aus- und/oder Einprägungen 22, 23 an dem Innen- und Außenrohr 7, 8 mechanisch miteinander verbunden, so dass der Ringspalt 12 mit einer Dicke von im Wesentlichen 1 mm, z. B. einer Dicke zwischen 0,5 mm und 2 mm, auch bei mechanischen und thermischen Belastungen des Einströmrohres 6 im Wesentlichen konstant gehalten werden kann. Dadurch ist auch bei einer mechanischen und thermischen Beanspruchung des Einströmrohres 6 eine gleichmäßige thermische und hydraulische Beaufschlagung der Flachrohre 4 gewährleistet. Eine Durchbiegung beispielweise des Innenrohres 7 bezüglich des Außenrohres 8 kann dadurch im Wesentlichen vermieden werden. In dem zweiten Ausführungsbeispiel des Einströmrohres 6 wird zusätzlich der Ringspalt 12 in verschiede Fluidspaltteilräume 25 mittels wenigstens eines Verbindungselementes 21 unterteilt, so dass dadurch eine zusätzliche Durchmischung und Homogenisierung des durch den Wärmeübertrages 1 an dem Ringspalt 12 durchgeleiteten Fluides gewährleistet ist und dadurch eine besonders gleichmäßige Beaufschlagung der Flachrohre 4 möglich ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008023055 A1 [0005]