BR102016013787A2

BR102016013787A2 - Acoustic compressor filter

Info

Publication number: BR102016013787A2
Application number: BR102016013787-0A
Authority: BR
Inventors: Mikio Doi Ricardo; Koerich Lohn Sergio
Original assignee: Whirlpool S.A.
Priority date: 2016-06-14
Filing date: 2016-06-14
Publication date: 2017-12-26
Also published as: EP3258105A1; CN107503905B; ES2806284T3; BR102016013787B1; EP3258105B1; JP2017223228A; CN107503905A; US10539126B2; US20170356433A1; JP7055600B2

Abstract

filtro acústico para compressor. a presente invenção pertence ao campo tecnológico da diminuição de ruído produzido por compressores herméticos, como os utilizados em sistemas de refrigeração de eletrodomésticos. o filtro acústico (1) da presente invenção compreende um duto de entrada (2), um duto de saída (3) e pelo menos uma câmara principal (4a), sendo que o duto de entrada (2) compreende uma entrada de fluido refrigerante (5) e uma extremidade de entrega de fluido refrigerante (6), sendo que a extremidade de entrega de fluido refrigerante (6) é oposta à referida entrada de fluido refrigerante (5) e capaz de conduzir o fluido refrigerante até a câmara principal (4a); o duto de saída (3) compreende uma saída de fluido refrigerante (7) e uma extremidade de coleta de fluido refrigerante (8), sendo que a extremidade de coleta de fluido refrigerante (8) é oposta à referida uma saída de fluido refrigerante (7) e capaz de conduzir o fluido refrigerante da câmara principal (4a) à dita saída de fluido (7). o filtro (1) compreende uma câmara do ressonador (9) disposto junto ao duto de entrada (2) e junto à câmara principal (4a), sendo a câmara do ressonador (9) e o duto de entrada (2) conectados fluidicamente por meio de pelo menos um tubo de ressonador (10a, 10b, 10c) e estando a câmara do ressonador (9) separado da câmara principal (4a) por meio de uma parede de vedação (11).

Description

“FILTRO ACÚSTICO PARA COMPRESSOR” Campo da Invenção [001] Refere-se a presente invenção a um filtro acústico para compressores, utilizados em sistemas de refrigeração de eletrodomésticos. O objeto da presente invenção revela uma solução que apresenta uma construção com maior eficiência na relação acústica/termodinâmica em relação aos outros filtros do estado da técnica.

Fundamentos da Invenção [002] Sabidamente, um compressor gera pulsações, as quais, por sua vez, geram ruído quando em operação. Por isso, uma série de soluções técnicas foram desenvolvidas ao longo dos anos para diminuir ou até mesmo tentar eliminar o ruído gerado. Dentre estas soluções, há o filtro acústico de sucção, que pode ser provido em compressores como os utilizados em aplicações para sistemas de refrigeração de eletrodomésticos^ [003] O filtro acústico de sucção é geralmente disposto no compressor entre a entrada de fluido refrigerante e a válvula, de modo que a sua entrada recebe o fluido refrigerante que passou pelo evaporador e a sua saída entrega este fluido ao cilindro, para que seja comprimido pelo pistão.

[004] O efeito acústico do filtro é obtido pelas várias configurações geométricas que este dispositivo pode adotar. Desta forma, de acordo com a configuração geométrica escolhida ou projetada, as pulsações das pressões podem ser atenuadas por efeito de cancelamento passivo.

[005] Um problema frequente para os especialistas no assunto é conseguir combinar um bom desempenho acústico com um bom desempenho termodinâmico. Geralmente, estes dois objetivos se relacionam de forma inversamente proporcional, ou seja, quando um filtro possui bom desempenho na atenuação das pulsações, o seu desempenho termodinâmico é relativamente reduzido, e vice-versa.

[006] Um exemplo que pode ser retirado do estado da técnica está no documento US 6,206,135. Este documento descreve um filtro acústico de sucção para compressores herméticos dotado de um percurso de fluido refrigerante. A partir das figuras deste documento, é possível perceber que o percurso tem um formato sinuoso específico, que liga a entrada de fluido refrigerante à saída de fluido refrigerante. Além disso, ao longo deste percurso há câmaras de ressonância paralelas ao fluxo.

[007] Porém, embora o filtro mostrado pelo documento US 6,206,135 possa atingir o efeito de reduzir os ruídos, deve-se notar que a sua construção é complexa. Tal complexidade tem origem no fato de que o dito percurso tem um formato pouco convencional, ou seja, é bastante sinuoso e estreito em algumas regiões, além do fato de haver mais de uma câmara de ressonância. Ainda, o fato deste filtro ter várias paredes internas aumenta a quantidade de material para a sua fabricação, o que encarece este produto. Por fim, aliada a todas estas desvantagens, é importante observar que os trechos sinuosos e estreitos possuem desempenho termodinâmico relativamente mais baixo, como devem rapidamente intuir os técnicos no assunto.

[008] Como se pode perceber, de modo geral, nota-se que o estado da técnica carece de um filtro que possua, simultaneamente, um bom desempenho termodinâmico e acústico.

Objetivos da invenção [009] Portanto, a presente invenção visa, basicamente, solucionar o problema de os filtros do estado da técnica não possuírem, ao mesmo tempo, bom desempenho acústico e termodinâmico.

Sumário da Invenção [010] Os objetivos da presente invenção são atingidos por meio de um filtro acústico que compreende um duto de entrada, um duto de saída e pelo menos uma câmara principal. O duto de entrada compreende uma entrada de fluido refrigerante e uma extremidade de entrega de fluido refrigerante, sendo que a extremidade de entrega de fluido refrigerante é oposta à referida entrada de fluido refrigerante e capaz de conduzir o fluido refrigerante até a câmara principal. O duto de saída compreende uma saída de fluido refrigerante e uma extremidade de coleta de fluido refrigerante, sendo que a extremidade de coleta de fluido refrigerante é oposta à referida uma saída de fluido refrigerante e capaz de conduzir o fluido refrigerante da câmara principal à dita saída de fluido. O filtro compreende ainda uma câmara do ressonador disposto junto ao duto de entrada e junto à câmara principal, sendo a câmara do ressonador e o duto de entrada conectados fluidicamente por meio de pelo menos um tubo de ressonador e estando a câmara do ressonador separado da câmara principal por meio de uma parede de vedação.

Descrição Resumida dos Desenhos [011 ]A presente invenção será pormenorizadamente descrita com base nas figuras abaixo indicadas, nas quais: [012] A figura 1 é uma vista lateral em corte do filtro acústico de acordo com uma primeira concretização da presente invenção;

[013] A figura 2 é uma vista lateral em corte do filtro acústico de acordo com uma segunda concretização da presente invenção;

[014] A figura 3 é uma vista em perspectiva da tampa e da base do filtro separados de acordo com a primeira concretização da invenção ilustrada na figura 1; e [015] A Figura 4 é uma vista em perspectiva da tampa, da base e da câmara do ressonador separados de acordo com a segunda concretização da invenção ilustrada na figura 2.

Descrição Detalhada da Invenção [016] 0 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.

[017] Conforme ilustrado na figura 1, o filtro da presente invenção compreende um duto de entrada 2, um duto de saída 3 e uma câmara principal 4A, além de uma câmara do ressonador 9 em um mesmo corpo. Em uma das concretizações da presente invenção, tal como a que está ilustrada de forma exemplificativa nas figuras, o filtro da presente invenção pode compreender uma segunda câmara principal 4B disposta em paralelo e comunicante fluidicamente com a primeira câmara principal 4A, sendo que entre as câmaras principais 4A e 4B é disposta pelo menos uma parede divisória 17A, 17B. Alternativamente, conforme ilustram as figuras 2 e 4, a câmara do ressonador 9 e a câmara principal 4A podem ser peças separadas que são unidas para formar o corpo do filtro.

[018] 0 duto de entrada 2 compreende uma entrada de fluido refrigerante 5 e uma extremidade de entrega de fluido refrigerante 6, oposta à referida entrada 5. Na concretização exemplificativa da invenção ilustrada nas figuras, o duto de entrada 2 é inclinado, sendo que a entrada de fluido refrigerante 5 é disposta na lateral do filtro 1 em uma posição mais elevada em relação à extremidade de entrega 6.

[019] Por sua vez, o duto de saída 3 compreende em uma de suas duas extremidades uma saída de fluido refrigerante 7, sendo a outra uma extremidade coleta de fluido refrigerante 8. Assim, a partir deste arranjo, o fluido passa pelo duto entrada 2, atravessa a extremidade de entrega 6, que conduz o fluido à câmara principal 4A e, dependendo da concretização da presente invenção, à segunda câmara principal 4B, para, em seguida atravessar a extremidade de coleta 8 em direção à saída 7. Na concretização exemplificativa ilustrada nas figuras, o duto de saída 3 é vertical.

[020] Conforme se pode notar a partir da figura 1, a câmara do ressonador 9 é disposta junto à câmara principal 4A, de forma adjacente, e separados por uma parede de vedação 11. Ainda, a câmara do ressonador 9 também é disposta junta, de forma adjacente, ao duto de entrada 2, estando conectado fluidicamente ao referido duto de entrada 2 por meio de um tubo de ressonador 10A. Na concretização ilustrada nas figuras 1 e 3, o tubo de ressonador 10A é um furo com geometrias topológicas variadas (circunferência, retângulo ou elipse) provido em uma parede lateral 12 do duto de entrada 2 e, mais precisamente, este furo é disposto na região inferior da câmara do ressonador 9, para favorecer a drenagem de eventual óleo lubrificante do compressor acumulado nesta região. Em uma concretização alternativa da presente invenção, conforme ilustrada nas figuras 2 e 4, a câmara de ressonador 9 envolve inteiramente o duto de entrada 2, estando conectado fluidicamente ao referido duto de entrada 2 por meio de um ou dois tubos ressonadores 10B e 10C. Estes tubos de ressonadores também são furos providos em duas regiões da lateral do duto de entrada 2 e ambos os furos também são dispostos na região inferior da câmara do ressonador 9, visando a drenagem do óleo.

[021] Mais precisamente, nota-se que a câmara do ressonador 9 compreende duas paredes laterais 15 e 11, uma parede superior 14B uma parede inferior 12A, que é a parede do duto de entrada 3, que compreende o pelo menos, ou seja, é uma parede compartilhada com a parede do duto 2, na qual é provido o tubo de ressonador 10A, 10B. Ainda, uma das paredes laterais 11 é a parede de vedação 11.

[022] Por outro lado, considerando a concretização exemplificativa com duas câmaras principais 4A e 4B, nota-se que estas compreendem um fundo 13, paredes laterais 11,16, uma parede superior 14A e, alternativamente, pelo menos uma parede divisória 17A, 17B, sendo que uma das paredes laterais é justamente a parede de vedação 11, que é compartilhada com a câmara do ressonador 9. Assim, a partir desta disposição, observa-se que entre o final da parede de vedação 11 e o fundo 13 da câmara principal 4A está localizada a extremidade de entrega 6 do duto de entrada 2, de modo que a extremidade de entrega é voltada para o fundo 13 da câmara principal 4A. Vale ainda notar que o duto 3 atravessa a parede superior 14B da câmara principal 4A (e da segunda câmara principal 4B, dependendo da concretização da presente invenção), de modo que a saída de fluido refrigerante 7 é disposta fora do corpo do filtro 1 e a extremidade de coleta 8 é voltada para o fundo 13 da câmara principal 4A.

[023] Quanto ao formato, observa-se a partir da figura 1 que a câmara do res-sonador 9 compreende uma seção substancialmente trapezoidal. Evidentemente, o volume da câmara do ressonador 9 pode variar-em função das frequências das pulsações que se deseja atenuar. O mesmo vale para as dimensões do tubo de ressonador 10A, que também pode variar de acordo com a faixa de frequências de interesse. Sobre as câmaras principais 4A e 4B, os formatos ilustrados também são meramente ilustrativos, sendo que, a depender da implementação da invenção, seus formatos podem variar dentro do escopo das reivindicações.

[024] Fazendo referência agora à figura 3, é possível observar que o filtro 1 é formado por uma tampa 18 e uma base 19 fixáveis entre si. A dita tampa 18 é formada em peça única e compreende o duto de saída 3, a saída de fluido refrigerante 7, a extremidade de coleta 8 e compreende ainda a parede superior 14A das câmaras principais 4A e 4B e a parede superior 14B da câmara do ressonador 9. Alternativamente, fazendo referência a figura 4, observa-se que o filtro 1 é formado por uma tampa 20, uma base 22 e o ressonador 23, fixáveis entre si. A tampa 20 também é formada em peça única e compreende o duto de saída 3, a saída de fluido refrigerante 7, a extremidade de coleta 8 e uma parede complementar 11C de encaixe na câmara do ressonador 9. Conforme já mencionado, o ressonador é formado pela câmara de ressonador 9, parede superior 14B, parede lateral 15, o duto 2, a entrada de fluido refrigerante 5, a extremidade de entrega de fluido 6 e os tubos do ressonador 10B e 10C. A partir da figura 1 pode-se ver que a parede de vedação 11 e a tampa 18, 20 compreendem encaixes 21A e 21B cooperantes entre si. Mais precisamente, os encaixes são um receptáculo 21B e um prolongamento 21A da parede de vedação 11, de tal forma que o receptáculo 21B está disposto na parte inferior da tampa 18 e é configurado para receber o dito prolongamento 21 A. Já na concretização da invenção ilustrada na figura 2, o receptáculo 21B é disposto na parede complementar 11C e também é configurado para receber o dito prolongamento 21A disposto na parede de vedação 11. A partir das figuras 3,4 pode-se ver que a parede de vedação 11 está na base 22 e a parede complementar 11C na câmara do ressonador 9. A fixação da tampa 20 na base 22 torna a parede 11C e a parede 11 coplanares de forma a se adequar para receber a câmara do ressonador 9. A união definitiva da câmara do ressonador 9, com a base 22 e com a tampa 20 é concretizada por meio de solda por ultrassom, cola ou adesivo, por exemplo.

[025] Por fim, vale observar que o filtro da concretização exemplificativa das figuras 2 e 4 permite a inserção e verificação do funcionamento isolado de elementos adicionais para um filtro de sucção, tais como um assento de válvula 23, no corpo do filtro 1 e, mais precisamente, junto à extremidade de entrega de fluido refrigerante, e um controle de válvula 24, disposto na parede superior 14A da pelo menos uma câmara principal 4A, 4B. Com estes elementos, o filtro da segunda concretização da presente invenção é capaz de atender o desempenho acústico demandado por alguns compressores particulares, tal como o descrito no pedido de patente brasileiro BR 10 2016 003051 0.

[026] Conforme se nota a partir das construções descritas acima, o filtro da presente invenção possui melhorias na relação desempenho acústico versus desempenho termodinâmico. Estas melhorias decorrem, por exemplo, do fato de a construção dos filtros permitir dutos com maiores diâmetros (melhoria no desempenho termodinâmico). Além disso, esta característica é combinada com o posicionamento da câmara do ressonador 9 junto ao duto de entrada 2 (melhoria no desempenho acústico).

[027] Adicionalmente a estas vantagens, vale notar que a primeira concretização exemplificativa da presente invenção ilustrada nas figuras 1 e 3 é relativamente mais simples em relação aos filtros do estado da técnica. Por exemplo, esta facilidade pode ser facilmente constatada pelo fato de o filtro da presente invenção poder ser construído em apenas duas partes, ou seja, pela tampa 18 e pelo corpo 19.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Filtro acústico (1) para compressor compreendendo: um duto de entrada (2), um duto de saída (3) e pelo menos uma câmara principal (4A), sendo que o duto de entrada (2) compreende uma entrada de fluido refrigerante (5) e uma extremidade de entrega de fluido refrigerante (6), sendo que a extremidade de entrega de fluido refrigerante (6) é oposta à referida entrada de fluido refrigerante (5) e capaz de conduzir o fluido refrigerante até a câmara principal (4A); o duto de saída (3) compreende uma saída de fluido refrigerante (7) e uma extremidade de coleta de fluido refrigerante (8), sendo que a extremidade de coleta de fluido refrigerante (8) é oposta à referida uma saída de fluido refrigerante (7) e capaz de conduzir o fluido refrigerante da câmara principal (4A) à dita saída de fluido (7), o filtro (1) sendo CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma câmara do ressonador (9) disposto junto ao duto de entrada (2) e junto à câmara principal (4A), sendo a câmara do ressonador (9) e o duto de entrada (2) conectados fluidica-mente por meio de pelo menos um tubo de ressonador (1OA, 10B, 10C) e estando a câmara do ressonador (9) separado da câmara principal (4A) por meio de uma parede de vedação (11).

2. Filtro, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a câmara do ressonador (9) e a câmara principal (4) são dispostos no mesmo corpo do filtro (1).

3. Filtro, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a câmara do ressonador (9) e a pelo menos uma câmara principal (4A) são peças separadas que são unidas para formar o corpo do filtro.

4. Filtro, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o tubo de ressonador (1 OA) é pelo menos um furo provido em uma parede lateral (12) do duto de entrada (2) provido na região inferior da câmara do ressonador (9).

5. Filtro, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o tubo de ressonador (1OB e 10C) são pelo menos dois furos providos em duas regiões da lateral do duto de entrada (2) providos na região inferior da câmara do ressonador (9).

6. Filtro acústico para compressor, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a câmara do ressonador (9) compreende uma parede inferior (12,12A), paredes laterais (15,11) e parede superior (14B), sendo que a parede inferior (12,12A) compartilhada com o duto de entrada 2 e uma das paredes laterais (11) é a parede de vedação (11).

7. Filtro acústico para compressor, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a parede inferior (12) é parede do duto de entrada (3) que compreende o tubo de ressonador (10A).

8. Filtro, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma câmara principal (4A) compreende um fundo (13), paredes laterais (11, 16) e uma parede superior (14A), sendo que uma das paredes laterais (11) é a parede de vedação (11), sendo que entre o final da parede de vedação (11) e o fundo (13) da câmara principal é disposta a extremidade de entrega (6) do duto de entrada (2).

9. Filtro, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a entrada de fluido refrigerante (5) é disposta na lateral do filtro e a extremidade de entrega (6) é voltada para o fundo (13) da câmara principal (4A).

10. Filtro, de acordo com as reivindicações 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o duto de saída (3) atravessa a parede superior (14B) da câmara principal (4A), sendo que a saída de fluido refrigerante (7) é disposta fora do corpo do filtro (1) e que a extremidade de coleta (8) é voltada para o fundo (13) da câmara principal (4A).

11. Filtro, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o duto de entrada (2) é inclinado e o duto de saída (3) é vertical.

12. Filtro, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que é formado por uma tampa (18) e uma base (19) fixáveis entre si.

13. Filtro, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que é formado por uma tampa (20), uma base (22) e pelo ressonador (23) fixáveis entre si.

14. Filtro, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a tampa (18) é formada em peça única e compreende o duto de saída (3), a saída de fluido refrigerante (7), a extremidade de coleta (8) e compreende ainda a parede superior (14B) de pelo menos uma câmara principal (4A) e a parede superior (14A) da câmara do ressonador (9).

15. Filtro, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que a tampa (20) é formada em peça única e compreende o duto de saída (3), a saída de fluido refrigerante (7) e a extremidade de coleta (8) e uma parede complementar (11C) de encaixe na câmara do ressonador (9).

16. Filtro, de acordo com as reivindicações 1 e 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a parede de vedação (11) e a tampa (18) compreendem encaixes (21 A, 21B) cooperantes entre si, sendo que os encaixes (21 A, 21B) compreendem um prolongamento (21 A) da parede de vedação (11) e um receptáculo (21B) disposto na tampa (18) configurado para receber o dito prolongamento (21 A).

17. Filtro, de acordo com as reivindicações 1 e 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a parede de vedação (11) e a tampa (20) compreendem encaixes (21 A, 21B) cooperantes entre si, sendo que os encaixes (21 A, 21B) compreendem um prolongamento (21 A) da parede de vedação (11) e um receptáculo (21B) disposto na parede complementar (11C) configurado para receber o dito prolongamento (21 A).

18. Filtro de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda uma segunda câmara principal (4B) disposta em paralelo e comunicante fluidicamente com a primeira câmara principal (4A), sendo que entre as câmaras principais (4A e 4B) é disposta pelo menos uma parede divisória (17A, 17B).

19. Filtro, de acordo com as reivindicações 1 e 8, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda um assento de válvula (6) disposto junto à extremidade de entrega de fluido refrigerante (19) e um controle de válvula (24) disposto na parede superior (14A) da pelo menos uma parede superior da câmara principal (4A, 4B).