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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, und einen in einem solchen Kältegerät verwendbaren Verdichter.
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Verdichter eines Kältegeräts verdichten gasförmiges Kältemittel zyklisch, was dazu führt, dass der Druck am Ausgang des Verdichters im Takt der Verdichterbewegung pulsiert. Diese Druckpulsation kann als störendes Geräusch wahrgenommen werden, wenn sie sich im Kältemittelkreislauf des Geräts ausbreitet und dabei Schwingungen von Oberflächen des Geräts anregt.
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Um die Ausbreitung solcher Druckpulsationen zu minimieren, ist z.B. in
DD 227 779 A1 vorgeschlagen worden, einen Filter unmittelbar an die Druckseite eines Verdichters anzuschließen. Ein solcher Filter kann zwar abrupte Druckschwankungen - die Schwingungen mit deutlich hörbaren harmonischen Frequenzen der Verdichterbewegung anregen würden - von einem stromabwärts vom Filter liegenden Bereich der Kältemittelleitung abschirmen, doch hat dies zur Folge, dass genau diese abrupten Druckschwankungen über der Filtermembran abfallen. Es wird daher eine hoch stabile, während der gesamten Nutzungsdauer des Kältegeräts betriebssichere Membran benötigt. Diese Anforderung ist der nach einer guten Filterwirkung bei möglichst geringem Druckabfall nicht ohne weiteres zu vereinbaren, so dass der vorgeschlagene Filter einen herkömmlicherweise weiter stromabwärts vor Druckschwankungen geschützten Filter nicht ohne weiteres ersetzen kann. Den Filter nach
DD 227 779 A1 als zusätzliche Komponente vorzusehen führt zu erhöhtem Fertigungsaufwand und - infolge der unvermeidlichen Vermehrung der Lötstellen - zu einer erhöhten Gefahr der Undichtigkeit des Kältemittelkreislaufs.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist, ein Kältegerät bzw. einen für ein solches Kältegerät geeigneten Verdichter anzugeben, die auf einfache und kostengünstige Weise eine Verminderung der auf Druckpulsationen des Kältemittels zurückzuführenden Geräuschemission ermöglichen.
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Die Aufgabe wird zum einen gelöst, indem bei einem Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, mit einem Verdichter, einem Verflüssiger und einer sich zwischen dem Verdichter und dem Verflüssiger erstreckenden Druckleitung, in der ein Druckpulsationsfilter angeordnet ist, der Druckpulsationsfilter durch wenigstens eine in die Druckleitung eingeschobene Blende gebildet ist.
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Indem die Blende an einer Stelle eingeschoben wird, in der die Druckleitung ohnehin zusammengefügt werden muss, um Verdichter und Verflüssiger miteinander zu verbinden, kann eine zusätzliche Lötstelle vermieden werden. Da sich die Abmessungen der Blende am Querschnitt der sie aufnehmenden Druckleitung orientieren müssen, ist die Blende zwangsläufig ein kompaktes, kostengünstig zu fertigendes Bauteil.
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Wenn an der Lötstelle in an sich bekannter Weise ein Endabschnitt eines ersten Rohres in einen Endabschnitt eines zweiten Rohres eingeschoben ist, kann zweckmäßigerweise die Blende ebenfalls in den Endabschnitt des zweiten Rohres eingeschoben sein, und der anschließend eingeschobene Endabschnitt des ersten Rohres kann einen Anschlag für die Blende bilden. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn das erste Rohr bezogen auf die Umlaufrichtung des Kältemittels stromabwärts vom zweiten Rohr angeordnet ist und die Blende somit durch den Druck des zirkulierenden Kältemittels gegen den Endabschnitt des ersten Rohres angedrückt gehalten wird.
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Der Endabschnitt des zweiten Rohrs kann eine Muffe umfassen, die gegenüber einem Restabschnitt des zweiten Rohrs aufgeweitet ist und in die die Blende und der Endabschnitt des ersten Rohrs eingeschoben sind. So kann eine Schulter zwischen der Muffe und dem Restabschnitt ebenfalls einen Anschlag für die Blende definieren. Vorzugsweise ist die Blende zwischen der Schulter und dem Endabschnitt des ersten Rohrs axial unbeweglich gehalten.
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Wenn die Muffe zum Restabschnitt hin abschüssig ist, erleichtert dies die Anbringung der Blende; im Idealfall kann sie am offenen Ende des zweiten Rohrs platziert werden und von dort ihrem Eigengewicht folgend in das zweite Rohr hineingleiten oder beim Einführen des ersten Rohrs hineingeschoben werden; ein Verlorengehen der Blende während des Zusammenbaus des Kältemittelkreises ist weitestgehend ausgeschlossen.
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Um die Geräuschemission wirksam zu dämpfen, sollte die Blende möglichst weit stromaufwärts im Kältemittelkreis angeordnet sein. Wenn der Verdichter in eine Kapsel eingeschlossen ist, ist daher bevorzugt, dass das erste oder das zweite Rohr, besonders bevorzugt das zweite Rohr, sich durch eine Wand der Kapsel erstreckt.
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Die Blende kann mit minimalen Kosten als Formkörper aus Kunststoff bereitgestellt werden. Da eine Lötstelle, an der das erste und das zweite Rohr miteinander verbunden werden, in der Praxis ein paar Zentimeter von der Blende entfernt ist, erreicht die Blende beim Löten nicht die Löttemperatur: Da der verwendete Kunststoff nicht gegen die Löttemperatur beständig sein muss, kann ein preiswerter, verbreiteter Kunststoffe verwendet werden.
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Um ein Verkanten der Blende beim Einschieben zu verhindern, sollte die Blende eine Ausdehnung in Längsrichtung der Druckleitung aufweisen, die wenigstens der Hälfte ihres Durchmessers entspricht.
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Um die Druckspitzen wirksam abzufangen, sollte die die Blende einen freien Querschnitt aufweist, der maximal der Hälfte, vorzugsweise maximal einem Viertel des freien Querschnitts der Druckleitung vor oder hinter der Blende entspricht.
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Damit die eventuell nicht exakt reproduzierbare Anlage der Blende an der Schulter oder an dem ersten Rohr bzw. ein eventuell infolge des Abschneidens variabler Querschnitt am Eingang des ersten Rohrs keinen Einfluss auf den Druckabfall hat, weist die Blende vorzugsweise einen einzigen mittigen Durchgang auf.
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Um falls nötig die Wirkung zu verstärken, können mehrere Blenden in Reihe angeordnet sein, um den Druckpulsationsfilter zu bilden. Insbesondere können, wenn die Druckleitung ein Rohr umfasst, das am Auslass des Verdichters und am Einlass des Verflüssigers verlötet ist, an beiden Lötstellen Blenden vorgesehen sein.
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Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Verdichterbaugruppe mit einem Verdichter, einer den Verdichter einschließenden Kapsel und einem sich von einem Auslass des Verdichters aus durch eine Wand der Kapsel erstreckenden Rohr, bei der das Rohr eine den Durchtritt des verdichteten Kältemittels verzögernde Blende enthält.
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Insbesondere kann das Rohr als das oben beschriebene zweite Rohr fungieren, d.h. die Blende kann von dessen stromabwärtigen Ende her in den Druckleitungsanschluss eingeschoben sein und ggf. in diesem an einer Schulter anliegen. Denkbar ist aber auch, die Blende der Verdichterbaugruppe einteilig mit deren Rohr zu formen, indem das Rohr lokal verformt wird, um es zu verengen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
- 1 ein Blockdiagramm eines Kältegeräts; und
- 2 einen schematischen Schnitt durch einen Teil eines Verdichters und eine sich daran anschließende Druckleitung.
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1 zeigt schematisch ein Haushaltskältegerät gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Einfachheit halber ist in einem Korpus 1 des Geräts nur ein einziges Lagerfach 2 mit einem es kühlenden Verdampfer 3 dargestellt; für den Fachmann dürfte auf der Hand liegen, dass auch mehrere Lagerfächer mit in einem Kältemittelkreislauf parallel oder in Reihe verbundenen Verdampfern vorgesehen sein können.
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Der Kältemittelkreislauf umfasst in an sich bekannter Weise neben dem wenigstens einen Verdampfer 3 einen Verdichter 4, einen Verflüssiger 5, eine Drosselstelle 6, typischerweise in Form einer Kapillare, eine Druckleitung 7, die sich von einem Auslass des Verdichters 4 über den Verflüssiger 5 bis zur Drosselstelle 6 erstreckt, und eine Niederdruckleitung 8, die von der Drosselstelle 6 über den Verdampfer 3 zurück zum Verdichter 4 verläuft. Da der Verflüssiger 5 eine große Oberfläche im direkten Kontakt mit der Umgebungsluft aufweist, kann insbesondere er, wenn er von Druckpulsationen des Kältemittels zum Schwingen angeregt wird, Betriebsgeräusch an die Umgebung abgeben. Um dies zu verhindern, ist in der Druckleitung 7 zwischen ihm und dem Verdichter 4 ein Druckpulsationsfilter 9 vorgesehen.
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Eine Ausgestaltung des Druckpulsationsfilters 9 ist in 2 gezeigt. Die Fig. zeigt bruchstückhaft den Verdichter 4 sowie eine Kapsel 10, die in an sich bekannter Weise den Verdichter 4 umschließt. Indem die Niederdruckleitung 8 an der Kapsel 10 endet und ein Einlass 11 des Verdichters 4 mit dem Innenraum 12 der Kapsel 10 kommuniziert, ist dieser während des Betriebs des Verdichters 4 unter niedrigem Druck gehalten, und Schwingungen des Verdichters 4 können die Kapsel 10 im Wesentlichen nur über eine den Verdichter 4 in der Kapsel fixierende Aufhängung, d.h. im Wesentlichen ein vom Auslass des Verdichters 4 ausgehendes, den Verdichter 4 mit der Kapsel 10 verbindendes und sich durch die Wand der Kapsel 10 hindurch erstreckendes Rohr 13, sowie über verdichtetes Kältemittel in dem Rohr 13 ins Freie gelangen.
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Um den Ausbreitungsweg über das verdichtete Kältemittel zu bedämpfen, ist in das Rohr 13 eine Blende 14 eingefügt. Die Blende 14 ist hier ein zylindrischer Körper mit einem sich entlang seiner Achse erstreckenden Durchgang 15 und einer axialen Länge, die hier in etwa dem Durchmesser der Blende 14 entspricht, und nicht kleiner als die Hälfte dieses Durchmessers sein sollte. Der freie Querschnitt des Durchgangs 15 muss klein genug sein, um den aus einem Hub des Verdichters 4 resultierenden Druckanstieg stromabwärts von der Blende 14 deutlich langsamer zu machen als stromaufwärts von dieser, und so insbesondere hochfrequente Anteile des Verdichtergeräuschs vom Verflüssiger 5 fernzuhalten. Andererseits sollte der freie Querschnitt auch groß genug sein, um zwischen zwei Hüben des Verdichters 4 den Druckabfall an der Blende 14 im Wesentlichen abklingen zu lassen, damit die Blende 14 nicht dauerhaft den Druck im Verflüssiger 5 verringert. Er sollte daher in jedem Fall größer sein als der der freie Querschnitt der Drosselstelle 6.
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Das Rohr 13 kreuzt eine Wand der Kapsel 10 in im Wesentlichen horizontaler Orientierung. An eine Biegung 16 außerhalb der Kapsel 10 schließt sich ein zu einem freien Ende schräg ansteigender Abschnitt des Rohrs 13 an. Ein Endabschnitt 17 des Rohrs umfasst eine Muffe 18, deren Innendurchmesser größer ist als ein stromaufwärtiger Restabschnitt 19 des Rohrs 13, und der mit diesem Restabschnitt 19 über eine Schulter 20 verbunden ist.
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Die Blende 14 ist vom offenen oberen Ende her in die Muffe 18 eingeschoben. Indem die Blende 14 an der Schulter 20 anliegt, ist ein eventuelles Spiel zwischen ihrer Umfangsfläche und der Innenfläche der Muffe 18 ohne Einfluss auf einen Druckabfall an der Blende 14 und damit auf ihre geräuschdämpfende Wirkung.
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Die Druckleitung 7 umfasst ferner ein Rohr 21, das in die Muffe 18 eingeschoben und durch eine umlaufende Lötstelle 22 am offenen Ende der Muffe 18 an dieser dicht befestigt ist.
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Das Rohr 21 kann einen auf seiner ganzen Länge gleichbleibenden Durchmesser haben, so dass es in die Muffe 18 eingeschoben werden kann, bis sein Ende an die Blende 14 anschlägt und diese so axial fixiert.
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In der Darstellung der 2 hat das Rohr 21 einen Endabschnitt 23, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der des Rests des Rohrs 21 und dessen Länge so bemessen ist, dass eine Stufe 24 zwischen dem Endabschnitt 23 und dem Rest des Rohrs 21 nur dann das offene Ende der Muffe 18 erreichen kann, wenn die Blende 14 fehlt. Insbesondere können die Länge des Endabschnitts 23 und der Muffe 18 gleich sein. So ist an der Tatsache, dass nach dem Einschieben des Rohrs 21 noch ein Stück des Endabschnitts 23 freiliegt, erkennbar, dass die Blende 14 am Platz ist und folglich die Rohre 13 und 21 verlötet werden dürfen.
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Das Bezugszeichen 25 bezeichnet einen einwärts gerichteten, den freien Querschnitt des Rohrs 21 verengenden Grat, der typischerweise beim Abschneiden des Rohrs 21 mit einem Rollschneider o. dgl. an dessen Ende entsteht. Solange dieser Grat 25 mit dem Durchgang 15 der Blende 14 nicht überlappt, beeinflusst er nicht den Fluss des Kältemittels: Deswegen braucht er vor dem Zusammenbau des Kältemittelkreises nicht oder zumindest nicht vollständig entfernt zu werden, was den Montageaufwand weiter verringert.
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Das Rohr 21 kann integraler Bestandteil des Verflüssigers 5 sein und insbesondere einteilig in ein Wärmetauscherrohr des Verflüssigers 5 übergehen. Alternativ kann zwischen dem Rohr 21 und dem Verflüssiger eine weitere Lötverbindung vorgesehen sein. Wenn dies der Fall ist, kann diese Lötverbindung zur Unterbringung einer weiteren Blende genutzt werden; insbesondere können das Rohr 21 und das Wärmetauscherrohr über eine Muffe analog zur oben beschriebenen Muffe 18 verbunden sein, die die weitere Blende und einen Endabschnitt des jeweils anderen Rohrs aufnimmt.
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Bei Bedarf kann das Rohr 21 auch aus mehreren Abschnitten zusammengefügt sein, zwischen denen jeweils wie oben beschrieben eine Blende eingefügt ist. Durch Hintereinanderschalten mehrerer Blenden kann eine gewünschte Dämpfung von hochfrequenten Geräuschanteilen bei gleichzeitig relativ großem freiem Querschnitt der einzelnen Blenden und dementsprechend geringer Beeinträchtigung des Wirkungsgrades erreicht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Korpus
- 2
- Lagerfach
- 3
- Verdampfer
- 4
- Verdichter
- 5
- Verflüssiger
- 6
- Drosselstelle
- 7
- Druckleitung
- 8
- Niederdruckleitung
- 9
- Druckpulsationsfilter
- 10
- Kapsel
- 11
- Einlass
- 12
- Innenraum
- 13
- Rohr
- 14
- Blende
- 15
- Durchgang
- 16
- Biegung
- 17
- Endabschnitt
- 18
- Muffe
- 19
- Restabschnitt
- 20
- Schulter
- 21
- Rohr
- 22
- Lötstelle
- 23
- Endabschnitt
- 24
- Stufe
- 25
- Grat
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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