BR102013030048A2

BR102013030048A2 - noise reducing device for household appliances

Info

Publication number: BR102013030048A2
Application number: BR102013030048A
Authority: BR
Inventors: Jorge Luis Fagundes Dias; Luiz Alberto Rainiak; Marcos Heinzle
Original assignee: Whirlpool Sa
Priority date: 2013-11-22
Filing date: 2013-11-22
Publication date: 2015-09-15
Also published as: WO2015074130A1

Abstract

dispositivo redutor de ruídos para aparelhos eletrodomésticos. a presente invenção refere-se a um dispositivo redutor de ruídos para eletrodomésticos, mais especificamente para auxiliar na redução de ruídos oriundos da vibração dos tubos capilares de sistemas de refrigeração produzida pela expansão do gás refrigerante que percorre seu interior. a invenção é caracterizada por compreender meios para promover o amortecimento de vibrações oriundas de frequências de funcionamento que variam de 250 hz a 630 hz em um dispositivo de expansão (100), sendo que tais meios compreendem pelo menos um corpo (2) compreendendo pelo menos uma ranhura (3) cooperante com o pelo menos um dispositivo de expansão (100), sendo que a massa do pelo menos um corpo (2) está compreendida dentro do intervalo que varia de 8 a 18 gramas.noise reducing device for household appliances. The present invention relates to a noise reduction device for household appliances, more specifically to assist in reducing noise from vibration of capillaries of refrigeration systems produced by expansion of refrigerant gas flowing therethrough. The invention is characterized by means for promoting vibration damping from operating frequencies ranging from 250 Hz to 630 Hz in an expansion device (100), such means comprising at least one body (2) comprising at least a slot (3) cooperating with the at least one expansion device (100), the mass of the at least one body (2) being within the range of 8 to 18 grams.

Description

Relatório Descritivo de Patente de Invenção para “DISPOSITIVO REDUTOR DE RUÍDOS PARA APARELHOS ELETRODOMÉSTICOS” Campo da invenção A presente invenção refere-se a um dispositivo redutor de ruídos para eletrodomésticos, mais especificamente para auxiliar na redução de ruídos oriundos da vibração dos tubos capilares de sistemas de refrigeração produzida pela expansão do gás refrigerante que percorre seu interior.Field of the Invention The present invention relates to a noise reducing device for appliances, more specifically to assist in the reduction of noise from the vibration of system capillaries. of cooling produced by the expansion of the refrigerant gas that travels inside.

Fundamentos da Invenção Conforme é do conhecimento da técnica, os sistemas de refrigeração compreendem, basicamente, um ciclo de refrigeração padrão compreendendo as etapas de expansão, evaporação, compressão e condensação de um fluido que percorre constantemente a tubulação do sistema. De maneira resumida, o fluido refrigerante que se encontra na forma líquida passa pelo dispositivo de expansão, também conhecido como válvula de expansão ou tubo capilar, permitindo que haja uma queda de pressão brusca do fluxo de fluido refrigerante, sendo que posteriormente tal fluido é conduzido para o evaporador, onde ocorre a vaporização do mesmo por meio da captação do calor do ambiente a ser refrigerado, o qual em seguida é conduzido para o compressor. Nesse local ocorre o aumento da temperatura e pressão do fluido, que na sequência seguirá para o dispositivo condensador.BACKGROUND OF THE INVENTION As is well known in the art, refrigeration systems basically comprise a standard refrigeration cycle comprising the expansion, evaporation, compression and condensation steps of a fluid that constantly runs through the system piping. Briefly, the liquid refrigerant passes through the expansion device, also known as the expansion valve or capillary tube, allowing a sudden drop in pressure from the refrigerant flow, and subsequently such fluid is conducted. to the evaporator, where it evaporates by capturing heat from the environment to be cooled, which is then conveyed to the compressor. In this place the temperature and pressure of the fluid increase, which will follow to the condenser device.

Conforme visto na breve descrição acima, um dos componentes essenciais de um sistema de refrigeração é um meio de expansão de fluido refrigerante localizado em um determinado ponto do ciclo, sendo que tal meio tem a capacidade de causar uma redução na pressão e na temperatura do refrigerante devido à expansão adiabática. No entanto o funcionamento desse meio de expansão pode causar ruídos oriundos de seus modos de frequência de vibração.As seen in the brief description above, one of the essential components of a refrigeration system is a refrigerant expansion medium located at a given point in the cycle, which has the ability to cause a reduction in refrigerant pressure and temperature. due to adiabatic expansion. However, the operation of this expansion medium may cause noise from its vibration frequency modes.

Nesse aspecto, são conhecidos no estado da técnica alguns documentos que revelam tentativas de soluções para permitir a diminuição dos ruídos gerados em virtude da alta pressão do fluido que passa pelos dispositivos de expansão como, por exemplo, o documento CN1171529 que descreve um abafador de ruídos em forma de tubo de seção tronco-cônica que interliga o tubo capilar e o tudo do evaporador. Tal solução, no entanto, não prevê meios de amortecer os ruídos oriundos especificamente da vibração do tubo, proporcionando, portanto, uma solução parcial para o problema. O documento KR2009080242 compreende um elemento de redução de ruído constituído por um elemento de redução de ruído constituído por um material isolante que envolve o tubo capilar sem, no entanto, prover nenhum tipo de massa adicional amortecedora para modificar as frequências de vibração. O objeto do documento CN201306899 prevê uma solução que compreende uma esponja em formato cilíndrico provida de furo central para acoplamento ao tubo capilar, e de anéis de fixação para auxiliar a manter a esponja fixa ao tubo. Porém, como nos demais documentos citados, o material esponjoso não possui efeito sobre a frequência de vibração por ausência de massa de amortecimento e, portanto, a solução do problema de ruídos acaba sendo limitada. A solução do documento CN202532792 descreve um dispositivo de fixação compreendendo basicamente uma placa contendo ranhuras para acoplamento dos anéis do tubo capilar de um sistema de refrigeração, com uma construção que visa fundamentalmente fixar e manter os passos do tubo capilar paralelos. Porém, tal dispositivo não possui características construtivas que proporcionem massa suficiente para prover um efeito de amortecimento significativo para a redução de ruídos do sistema.In this regard, some documents are known in the art which disclose attempts at solutions to allow the reduction of noise generated due to the high pressure of the fluid passing through the expansion devices such as CN1171529 which describes a noise damper. shaped as a trunk-conical section tube that connects the capillary tube and the evaporator everything. Such a solution, however, does not provide a means of dampening noise specifically arising from tube vibration, thus providing a partial solution to the problem. KR2009080242 comprises a noise reduction element consisting of a noise reduction element consisting of an insulating material surrounding the capillary tube, but without providing any additional damping mass to modify the vibration frequencies. The object of document CN201306899 provides a solution comprising a cylindrical shaped sponge provided with a central bore for coupling to the capillary tube and fixing rings to assist in holding the sponge fixed to the tube. However, as in the other documents cited, the spongy material has no effect on the vibration frequency due to the absence of damping mass and, therefore, the solution of the noise problem is limited. The solution of CN202532792 describes a clamping device basically comprising a plate containing grooves for coupling the capillary tube rings of a refrigeration system, with a construction which is primarily intended to clamp and maintain the capillary tube steps parallel. However, such a device does not have constructive features that provide sufficient mass to provide a significant damping effect for system noise reduction.

Dessa forma, com base no acima exposto, é possível observar que o atual estado da técnica carece de soluções técnicas e funcionais capazes de efetivamente prover um efeito de amortecimento passível de modificar as frequências de vibração dos dispositivos de expansão e, com isso, reduzir significativamente o grau de emissão de ruídos dos sistemas de refrigeração.Thus, based on the above, it can be seen that the current state of the art lacks technical and functional solutions capable of effectively providing a damping effect that can modify the vibration frequencies of expansion devices and thereby significantly reduce the degree of noise emission from cooling systems.

Objetivos da invenção Isto posto, é um dos objetivos da presente invenção prover um dispositivo redutor de ruídos para aparelhos eletrodomésticos que atua por meio da modificação das frequências de vibração do dispositivo de expansão de sistemas de refrigeração.OBJECTS OF THE INVENTION Thus, it is an object of the present invention to provide a noise reducing device for household appliances which acts by modifying the vibration frequencies of the cooling system expansion device.

Portanto, é um dos objetivos da presente invenção revelar um dispositivo redutor de ruídos que compreende um amortecedor para os tubos capilares do sistema de refrigeração.Therefore, it is an object of the present invention to disclose a noise reducing device comprising a damper for the capillaries of the cooling system.

Outro dentre os objetivos da invenção é revelar um dispositivo redutor de ruídos que, além de compreender uma massa de amortecimento de vibrações, também provê um meio de fixação dos tubos capilares do sistema, o qual foi cuidadosamente projetado e dimensionado para atuar especificamente nas faixas de frequência de interesse, da forma mais otimizada possível.Another object of the invention is to disclose a noise reducing device which, in addition to comprising a vibration damping mass, also provides a means for securing the system capillaries, which has been carefully designed and dimensioned to specifically act on frequency of interest as optimally as possible.

Sumário da Invenção Os objetivos e efeitos técnicos acima relatados são alcançados por meio do dispositivo redutor de ruídos para aparelhos eletrodomésticos da presente invenção, mais especificamente para sistemas de refrigeração de refrigeradores e aparelhos condicionadores de ar que compreendem pelo menos um dispositivo de expansão, caracterizado pelo fato de que o dito dispositivo redutor de ruídos compreende pelo menos um corpo compreendendo pelo menos uma ranhura cooperante com o pelo menos um dispositivo de expansão, sendo que a massa do pelo menos um corpo está compreendida dentro do intervalo que varia de 8 a 18 gramas.SUMMARY OF THE INVENTION The foregoing technical objectives and effects are achieved by the noise reduction device for household appliances of the present invention, more specifically for refrigerator cooling systems and air conditioners comprising at least one expansion device, characterized by said noise reducing device comprises at least one body comprising at least one groove cooperating with at least one expansion device, the mass of the at least one body being within the range of 8 to 18 grams .

Eu uma concretização preferencial da invenção, a massa do pelo menos um corpo do dito dispositivo redutor de ruídos está compreendida, mais especificamente, dentro do intervalo que varia de 11 a 15 gramas.In a preferred embodiment of the invention, the mass of at least one body of said noise reducing device is more specifically within the range of 11 to 15 grams.

Também em uma concretização preferencial, o corpo do dito dispositivo redutor de ruídos possui conformação substancialmente cilíndrica, e a dita pelo menos uma ranhura compreende, mais especificamente, uma ranhura contornante toroidal ao longo da espessura “e” e do comprimento “c” do corpo para acomodar, em seu interior, os passos do dispositivo de expansão.Also in a preferred embodiment, the body of said noise reducing device has substantially cylindrical conformation, and said at least one groove more specifically comprises a toroidal contour groove along the body thickness "e" and length "c" to accommodate inside the steps of the expansion device.

Uma das características principais da invenção aqui apresentada é prover amortecimento de vibrações para frequências compreendidas, principalmente, dentro do intervalo que varia de 250 Hz a 630 Hz.One of the main features of the invention presented herein is to provide vibration damping for frequencies comprised primarily within the range of 250 Hz to 630 Hz.

Assim sendo, em suma o dispositivo redutor de ruídos para aparelhos eletrodomésticos caracteriza-se, fundamentalmente, no fato de compreender meios para promover o amortecimento de vibrações oriundas de frequências de funcionamento que variam de 250 Hz a 630 Hz no dito dispositivo de expansão, sendo que tais meios compreendem pelo menos um corpo compreendendo pelo menos uma ranhura cooperante com o pelo menos um dispositivo de expansão, sendo que a massa do pelo menos um corpo está compreendida dentro do intervalo que varia de 8 a 18 gramas.Thus, in short, the noise reduction device for household appliances is fundamentally characterized by the fact that it comprises means for promoting vibration damping from operating frequencies ranging from 250 Hz to 630 Hz in said expansion device. such means comprising at least one body comprising at least one groove cooperating with the at least one expansion device, the mass of the at least one body being within the range of 8 to 18 grams.

Descrição Resumida dos Desenhos A presente invenção será pormenorizadamente descrita com base nas figuras abaixo indicadas, nas quais: A Figura 1 mostra uma vista lateral do dispositivo redutor de ruídos para aparelhos eletrodomésticos da presente invenção, devidamente acoplado a um dispositivo de expansão (tubo capilar) de um sistema de refrigeração genérico; A Figura 2 mostra uma vista em perspectiva do dispositivo representado na Figura 1, e A Figura 3 mostra um gráfico de níveis de ruído emitidos por dois sistemas de refrigeração, sendo um deles provido do dispositivo redutor de ruídos da presente invenção.Brief Description of the Drawings The present invention will be described in detail based on the following figures, in which: Figure 1 shows a side view of the noise reduction device for household appliances of the present invention, duly coupled to an expansion device (capillary tube) of a generic refrigeration system; Figure 2 shows a perspective view of the device shown in Figure 1, and Figure 3 shows a graph of noise levels emitted by two cooling systems, one provided with the noise reducing device of the present invention.

Descrição Detalhada da Invenção O objeto da presente invenção passará a ser mais detalhadamente descrito e explicado com base nos desenhos apensos, que possuem caráter meramente exemplificativo e não limitativo, posto que adaptações e modificações podem ser feitas sem que, com isso, se fuja do escopo da proteção reivindicada. O dispositivo redutor de ruídos 1 objeto da presente invenção foi desenvolvido para sistemas de refrigeração como, por exemplo, aqueles utilizados em equipamentos refrigeradores e de ar condicionado, que operam com sistemas de refrigeração compreendendo, basicamente, um compressor interligado a uma tubulação de sucção e a um tubo de descarga, sendo que o tubo de descarga se interliga a um condensador e, na sequência, o sistema de refrigeração compreende um dispositivo de expansão 100 (ou tubo capilar) e um evaporador cuja saída se conecta ao tubo de sucção que retorna para o dito compressor.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The object of the present invention will be further described and explained on the basis of the accompanying drawings, which are merely exemplary and not limiting, as adaptations and modifications may be made without thereby escaping the scope. of the claimed protection. The noise reducing device 1 object of the present invention has been developed for refrigeration systems such as those used in refrigeration and air conditioning equipment operating with refrigeration systems comprising basically a compressor connected to a suction pipe and to a discharge pipe, wherein the discharge pipe connects to a condenser and thereafter the refrigeration system comprises an expansion device 100 (or capillary pipe) and an evaporator whose outlet connects to the return suction pipe for said compressor.

Em uma concretização preferencial da invenção conforme ilustrado nas Figuras 1 e 2 anexas, o dispositivo redutor de ruídos 1 compreende um corpo 2 de conformação substancialmente cilíndrica com espessura “e” tal que seja capaz de comportar a existência, ao longo de seu comprimento “c”, de ranhuras 3 em formato contornante toroidal (rosca) passíveis de acomodar em seu interior os diferentes passos ou voltas da tubulação que constitui o dispositivo de expansão 100 do sistema de refrigeração.In a preferred embodiment of the invention as illustrated in the accompanying Figures 1 and 2, the noise reducing device 1 comprises a substantially cylindrical conformation body 2 having thickness "e" such that it is capable of holding existence along its length "c". ”Of toroidal contour grooves 3 (threaded) capable of accommodating in its interior the different steps or turns of the pipe forming the expansion device 100 of the cooling system.

Cabe destacar que a geometria do referido dispositivo redutor de ruídos 1 foi meticulosamente estudada, tendo em vista o conhecimento dos especialistas de que o amortecimento ideal para os dispositivos de expansão tem efeito em frequências de 250 Hz a 630 Hz, sendo que tais frequências são excitadas por uma força que tem relação direta com a massa envolvida - lembrando-se que F (força) = massa (m) x aceleração (a). Assim sendo, o peso do dispositivo redutor de ruídos 1 foi calculado para atuar nessas faixas de frequência e, para tanto, por meio de análises de simulação, chegou-se a um valor preferencial de 13 gramas.It should be noted that the geometry of said noise reduction device 1 has been meticulously studied, in view of the expert's knowledge that the optimum damping for expansion devices has an effect on frequencies from 250 Hz to 630 Hz, and such frequencies are excited. by a force that is directly related to the mass involved - remembering that F (force) = mass (m) x acceleration (a). Therefore, the weight of the noise reduction device 1 was calculated to act in these frequency ranges and, by means of simulation analysis, a preferential value of 13 grams was reached.

Nesse aspecto vale lembrar que se a massa do dispositivo redutor de ruídos 1 for excessiva corre-se o risco de transferir a vibração do dispositivo de expansão 100 para outras faixas de frequência que talvez já tenham tendência a ser praticamente nulas no sistema, o que pode causar um resultado indesejado de elevação de ruídos. Em contrapartida, se a massa do dispositivo 1 for muito menor que a especificada, não serão observados resultados práticos de redução de ruídos em função da aceleração e, portanto, o dispositivo não será eficaz.In this respect it is worth remembering that if the mass of the noise reducing device 1 is excessive, there is a risk of transferring the vibration of the expansion device 100 to other frequency bands that may already be practically zero in the system, which may cause an unwanted result of noise elevation. By contrast, if the mass of device 1 is much smaller than specified, practical noise reduction results as a result of acceleration will not be observed and therefore the device will not be effective.

Outro aspecto importante do dispositivo redutor de ruídos 1 objeto da presente invenção refere-se à quantidade de ranhuras 3 que o mesmo compreende, posto que a quantidade de voltas do dispositivo de expansão 100 gera um aumento no comprimento do tubo capilar e, consequentemente, reduzindo a velocidade do gás refrigerante de modo que, em função disso, a energia se dissipe com mais facilidade.Another important aspect of the noise reduction device 1 object of the present invention relates to the amount of slots 3 it comprises, since the amount of turns of the expansion device 100 generates an increase in the length of the capillary tube and thus reducing the velocity of the refrigerant so that as a result energy dissipates more easily.

As ranhuras 3 atuam como guias para o acoplamento dos diversos passos ou voltas do dispositivo de expansão 100, e também facilitam e proporcionam maior precisão à montagem do mesmo no dispositivo de redução de ruídos 1, proporcionando assim maior robustez ao processo. Nesse sentido, vale enfatizar que na concretização preferencial da invenção representada nas Figuras apensas, o dispositivo de redução de ruídos 1 é montado em local próximo do evaporador para proporcionar os resultados desejados, ou seja, para que a alteração dos modos de frequência de vibração geradas pela expansão do gás refrigerante seja tal, que minimize ao máximo a incidência de ruídos. A Figura 3 anexa permite observar a diferença, em Hertz, dos ruídos emitidos por sistemas operando sem e com o dispositivo de redução de ruídos 1 as presente invenção, demonstrando que efetivamente o nível de emissão sonora é significativamente reduzido quando da sua utilização.The grooves 3 act as guides for the coupling of the various steps or turns of the expansion device 100, and also facilitate and provide greater accuracy in mounting it on the noise reduction device 1, thereby providing greater process robustness. In this regard, it is worth emphasizing that in the preferred embodiment of the invention shown in the accompanying Figures, the noise reduction device 1 is mounted near the evaporator to provide the desired results, i.e. to change the vibration frequency modes generated expansion of the refrigerant gas is such as to minimize the incidence of noise. The accompanying Figure 3 shows the difference in Hertz of the noise emitted by systems operating without and with the noise reduction device 1 of the present invention, demonstrating that effectively the noise emission level is significantly reduced when used.

Ademais, a geometria em forma de mola do dispositivo de redução de ruídos 1 acaba por tornar a estrutura mais propícia a amortecer as vibrações do dispositivo de expansão, o que também é extremamente benéfico para a obtenção dos resultados desejados.In addition, the spring-shaped geometry of the noise reduction device 1 makes the structure more prone to dampen the vibration of the expansion device, which is also extremely beneficial for obtaining the desired results.

Percebe-se, portanto, que o dispositivo de redução de ruídos 1 objeto da presente invenção soluciona o problema técnico de emissão excessiva de ruídos oriundos do dispositivo de expansão 100 por meio de uma técnica de amortecimento de vibrações em função da geometria e da massa do dispositivo que, ademais, também atua como uma espécie de “gabarito” para facilitar a montagem do tubo capilar do sistema.It is therefore understood that the noise reduction device 1 object of the present invention solves the technical problem of excessive noise emission from the expansion device 100 by means of a vibration damping technique as a function of the geometry and mass of the noise. This device also acts as a kind of “jig” to facilitate the assembly of the capillary tube of the system.

Cabe esclarecer que para se atingir de uma forma mais fácil os resultados pretendidos, preferencialmente o dispositivo de redução de ruídos deverá ser produzido em material polimérico sendo que, no entanto, outros materiais podem ser empregados sem que com isso se fuja do escopo de proteção pretendido.It should be clarified that in order to achieve the desired results more easily, preferably the noise reduction device should be made of polymeric material, however, other materials may be employed without departing from the intended scope of protection. .

Vale ressaltar também que, embora tenham sido mostradas formas construtivas preferenciais da presente invenção, fica entendido que eventuais omissões, substituições e alterações construtivas podem ser feitas por um técnico no assunto, sem se afastar do espírito e escopo da proteção requerida. É também expressamente previsto que todas as combinações dos elementos que desempenham a mesma função substancialmente da mesma forma para alcançar os mesmos resultados estão dentro do escopo da invenção. Substituições de elementos de uma modalidade descrita por outros são também totalmente pretendidos e contemplados.It is also noteworthy that although preferred embodiments of the present invention have been shown, it is understood that any omissions, substitutions and constructive alterations may be made by a person skilled in the art, without departing from the spirit and scope of the protection required. It is also expressly provided that all combinations of elements that perform the same function in substantially the same way to achieve the same results are within the scope of the invention. Substitutions of elements of one embodiment described by others are also fully intended and contemplated.

Claims

1. Noise-reducing device for household appliances, more specifically for refrigerator cooling systems and air-conditioners comprising at least one expansion device (100), characterized in that said noise-reducing device (1) comprises at least one body (2) comprising at least one slot (3) cooperating with at least one expansion device (100), the mass of the at least one body (2) being within the range of 8 to 18 grams.

Device according to claim 1, characterized in that the mass of at least one body (2) of said noise reducing device (1) is more specifically within the range of 11 to 15 grams. .

Device according to claims 1 and 2, characterized in that the at least one body (2) of said noise reducing device (1) has substantially cylindrical conformation.

Device according to claim 1, characterized in that the at least one slot (3) more specifically comprises a toroidal contouring slot along the thickness (e) and length (c) of at least one body. (2) to accommodate within it the steps of the expansion device (100).

A device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it provides vibration damping for frequencies comprised primarily within the range of 250 Hz to 630 Hz.

6. Noise-reducing device for household appliances, more specifically for refrigeration refrigeration systems and air conditioners comprising at least one expansion device (100), characterized in that it comprises means for promoting dampening of frequency vibrations operating ranges ranging from 250 Hz to 630 Hz in said expansion device (100), such means comprising at least one body (2) comprising at least one slot (3) cooperating with at least one expansion device (100) ), wherein the mass of at least one body (2) is within the range of 8 to 18 grams.