DE1149851B

DE1149851B - Hermetisch gekapselter Motorverdichter

Info

Publication number: DE1149851B
Application number: DED34829A
Authority: DE
Inventors: Knud Roelsgaard
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1960-11-26
Filing date: 1960-11-26
Publication date: 1963-06-06
Also published as: US3187991A; GB1005925A

Description

Hermetisch gekapselter Motorverdichter Die Erfindung bezieht sich auf einen hermetisch gekapselten Motorverdichter, insbesondere für Kältemittel, mit Saug- und Druckschalldämpfern, die mit dem Zylinder verbunden sind.
Bei hermetisch gekapselten Motorverdichtern ist es ein großes Problem, die in der Kapsel entstehende Wärme, vor allem die Verlustwärme des Elektromotors, die Verdichtungswärme des Gases und die Reibungswärme der Maschinenteile, so aus der Kapsel abzuführen, daß keine störenden Temperaturüberhöhungen, auch keine örtlichen Temperaturüberhöhungen dieser Art, auftreten. Besonders unangenehm ist eine solche hohe Temperatur im Bereich des Zylinders und des Lagers, weil bei einer zu hohen Zylindertemperatur der Liefergrad des Verdichters stark absinkt und weil bei einer zu hohen Lagertemperatur die Schmiereigenschaften des Öles nachlassen. Zylinder und Lager haben etwa gleiche Temperatur, da sie beide an einem gemeinsamen Tragkörper ausgebildet oder montiert sind und somit in wärmeleitender Verbindung miteinander stehen.
Erfindungsgemäß soll eine Temperaturabsenkung an den erwähnten Stellen oder sogar in der gesamten Kapsel lediglich durch eine neue Anordnung der bisher verwendeten Teile erzielt werden.
Die Erfindung besteht darin, daß von den beiden Schalldämpfern nur der Saugschalldämpfer direkt wärmeleitend an den Zylinder anschließt, während der in der Druckleitung angeordnete Druckschalldämpfer nur unter Zwischenschaltung der Druckventilkammer mit dem Zylinder wärmeleitend verbunden ist.
Auf diese Weise kann man den Saugschalldämpfer mit einer optimalen Wärmeaustauschfläche am Zylinder anordnen, im Extremfall steht hierfür die gesamte Mantelfläche des Zylinders zur Verfügung. Infolgedessen erreicht man mit dem relativ kühlen Gas im Saugschalldämpfer eine intensive Kühlung des Zylinders. Auf der anderen Seite ist der Druckschalldämpfer, an dem wegen der Turbulenz des Gases in seinem Innern und wegen seiner relativ großen Oberfläche eine erhebliche Wärmeabgabe erfolgt, so angeordnet, daß er die Zylindertemperatur nicht beeinflussen kann. Zwar ist zwangläufig eine wärmeleitende Brücke zwischen Zylinder und Druckschalldämpfer durch die Leitung gegeben. Weil diese Wärmebrücke aber über die Druckventilkammer bzw. den sie enthaltenden Zylinderkopf führt, wo das Druckgas die höchste Temperatur hat, kann keine Wärme vom Druckschalldämpfer zum Zylinder fließen.
Wenn der Druckschalldämpfer nur über die Leitung mit der Druckventilkammer verbunden ist, wird auch die wärmeabstrahlende Oberfläche der Druckventilkammer am wenigsten beeinträchtigt. Außerdem kann man den Druckschalldämpfer weit entfernt von den durch seine Temperatur gefährdeten Stellen anordnen. Er kann sogar außerhalb der Kapsel liegen.
Eine solche spezielle Kombination von Saug- und Druckschalldämpfern, die zu einem Liefergrad bisher nicht erreichter Höhe und zu einer relativ geringen Kapseltemperatur führt, ist noch nicht bekannt. Es gibt Verdichter, die nur mit einem am Zylinder anschließenden Saugschalldämpfer versehen sind, bei denen aber der Druckschalldämpfer fehlt; diese Konstruktionen können zur Lösung des vorliegenden Problems nicht beitragen. Des weiteren kennt man Motorverdichter, bei denen sowohl der Saugschalldämpfer als auch der Druckschalldämpfer getrennt vom Verdichter in der zugehörigen Saugleitung bzw. Druckleitung angeordnet sind. Infolge der fehlenden Kühlung durch das angesaugte Gas haben Verdichter und Lager relativ hohe Temperaturen. Es ist auch bekannt, den Saugschalldämpfer entfernt vom Verdichter in der Saugleitung und den Druckschalldämpfer unmittelbar am Zylinder anzuordnen. Bei dieser Konstruktion herrschen noch schlechtere Temperaturverhältnisse. .Ähnliches gilt von einer Konstruktion, bei der der Saugschalldämpfer mit einer kleinen Wärmeaustauschfläche am Zylinderkopf angebracht ist und der Druckschalldämpfer großflächig an der seitlich am Zylinder angebrachten Druckventilkammer anliegt. Es gibt ferner hermetisch gekapselte Motorverdichter mit Saug- und Druckschalldämpfern, die mit dem Zylinder verbunden sind, wobei von den beiden Schalldämpfern der Saugschalldämpfer direkt wärmeleitend an den Zylinder anschließt, während der Druckschalldämpfer über die das Druckleitungsrohr aufweisende Druckventilkammer und über eine zusätzliche Verschraubung mit dem Zylinder wärmeleitend verbunden ist. Da über diese Verschraubung ein großer Teil der vom Druckschalldämpfer aufgenommenen Wärme auf den Zylinder zurückfließen kann und hierdurch sowohl der Liefergrad verschlechtert als auch die Druckgastemperatur. erhöht wird, fehlt die Erkenntnis, daß man den durch das angesaugte Gas bewirkten Kühleffekt nur dann beibehalten kann, wenn der Druckschalldämpfer nur über die an die Druckventilkammer angeschlossene Leitung mit dem Zylinder wärmeleitend verbunden ist. Noch schlechtere Temperaturverhältnisse ergeben sich bei der z. Z. häufigsten Konstruktion für gekapselte Motorverdichter, bei der sowohl der Saugschalldämpfer als auch der Druckschalldämpfer direkt am Zylinder anschließen.
Der Saugschalldämpfer kann aus einer oder mehreren Kammern bestehen, die beidseitig oder rings um die Umfangsfläche des Zylindermantels angeordnet sind. Durch die unmittelbare Nähe des Saugschalldämpfers zum Zylinder wird eine besonders gute Kühlung erreicht, die um so besser ist, je größer die vom angesaugten Gas umspülte Umfangsfläche des Zylindermantels ist.
Bei einem Motorverdichter, bei dem der Kapselinnenraum unter Saugdruck steht, kann man in vorteilhafter Weise den Druckschalldämpfer im Saugraum der Kapsel anordnen und mit Mitteln zur Verminderung der Wärmeabgabe versehen. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß trotz Anordnung des Druckschalldämpfers innerhalb der Kapsel die von ihm auf das dort befindliche angesaugte Gas übertragene Wärmemenge gering bleibt, so daß die Gesamttemperatur der Kapsel maßgeblich herabgesetzt werden kann.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung. Es zeigt Fig. 1 einen im Innenraum einer Kapsel angeordneten Motorverdichter gemäß der Erfindung und Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Tragkörper mit angegossenem Zylinder und Schalldämpferkammern gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
In Fig. 1 ist die Kapsel, bestehend aus dem Unterteil 1 und dem Deckel 2 im Schnitt veranschaulicht, während die übrigen Teile in Ansicht dargestellt sind. Der Motorverdichter 3 ist mit Hilfe der Federn 4 beweglich in der Kapsel aufgehängt. Die Federn greifen an einem Tragkörper 5 an, der den Stator des Motors 6 trägt und in einem Lager den zugehörigen Rotor hält. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Zentrifugalölpumpe 7 i.l den Ölsumpf 8 eintaucht. Der Tragkörper 5 trägt ferner über das Verbindungsstück 9 den Zylinder 10, von dem lediglich schematisch die Stirnseite, also der Ventildeckel 11 mit der Saugventil- und Druckventilkammer, sichtbar ist.
Seitliche Ansätze am Zylinder beherbergen die hintereinander oder parallel geschalteten Saugschalldämpferkammern 12 und 13. Von dem Schalldämpfer 13 führt eine Verbindungsleitung 14 zur Saugventilkammer. Von der Druckventilkammer führt eine Leitung 15 zum Druckschalldämpfer 16, an den dann der Rest der Druckleitung 17 anschließt.
Das durch die Saugschalldämpferkammer 12 und 13 strömende Gas kühlt den Zylinder und die damit verbundenen Teile, insbesondere den Tragkörper 5 mit dem Lager für die Motorkurbelwelle. Das verdichtete Gas wird sofort über die Leitung 15 aus der Zylinderkonstruktion herausgeführt und vermag frühestens in dem Druckschalldämpfer 16 Wärme in größerer Menge abzugeben. Eine Rückwirkung durch Wärmeleitung über das Rohr 15 ist im allgemeinen ausgeschlossen, weil kein entsprechendes Temperaturgefälle zwischen Druckschalldämpfer 16 und Zylinder 10 vorhanden ist. Um zu verhindern, daß das in der Kapsel befindliche Gas durch den Druckschalldämpfer 16 erwärmt und damit der erstrebte Effekt teilweise zunichte gemacht wird, ist der Druckschalldämpfer mit einer Wärmeisolation 18 versehen, die in der einfachsten Form aus einer Hüllfolie besteht, die den unmittelbaren Zutritt von Gas und Öl an die Wandung des Druckschalldämpfers 16 verhindert und damit auch eine den Wärmeübergang erhöhende Strömung an diese Oberfläche unterbindet. In ähnlicher Weise könnte auch die gesamte Druckleitung 17 mit einer die Wärmeabgabe mindernden Umhüllung versehen sein.
Bei dem in Fig. 2 veranschaulichten Ausführungsbeispiel eines Tragkörpers mit angegossenem Zylinder, Saugschalldämpferkammern und Lager ist der Querschnitt außerhalb der Mittelachse vor dem Lager geführt. Man erkennt, daß der Tragkörper 19 auf der dem Motor zugewandten Seite das Lager 20 aufweist und auf der gegenüberliegenden Seite den Zylinder 21, der von zwei rings um die freie Mantelfläche führenden Saugschalldämpferkammern 22 und 23 umgeben ist, die über die Öffnung 24 miteinander in Verbindung stehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Kühlung der Zylinderwand über den größtmöglichen Teil der Umfangsfläche.
Das erfindungsgemäße Prinzip läßt sich nicht nur bei Verdichtern für Kältemittel anwenden, sondern überall dort, wo es auf die Herabsetzung der Temperatur innerhalb eines gekapselten Verdichteraggregats ankommt, beispielsweise bei Luftkompressoren für Spritzpistolenanlagen, bei Luftkompressoren in Garagen und bei beliebigen anderen Gasverdichtern. In all diesen Fällen ist eine Verbesserung des Liefergrades und eine Verbesserung der Schmierung im Wellenlager gegenüber den bekannten Verdichtern erzielbar.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Hermetisch gekapselter Motorverdichter, insbesondere für Kältemittel, mit Saug- und Druckschalldämpfern, die mit dem Zylinder verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß von den beiden Schalldämpfern nur der Saugschalldämpfer direkt wärmeleitend an den Zylinder anschließt, während der in der Druckleitung angeordnete Druckschalldämpfer nur unter Zwischenschaltung der Druckventilkammer mit dem Zylinder wärmeleitend verbunden ist.
2. Motorverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugschalldämpfer aus einer oder mehreren Kammern besteht, die beidseitig oder rings um die Umfangsfläche des Zylindermantels angeordnet sind.
3. Motorverdichter nach den Ansprüchen 1 und 2, bei denen der Kapselinnenraum unter Saugdruck steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckschalldämpfer im Saugraum der Kapsel angeordnet und mit Mitteln zur Verminderung der Wärmeabgabe versehen ist.
4. Motorverdichter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckschalldämpfer außerhalb der Kapsel angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften. Nr. 962 804, 949 662, 95 428; USA.-Patentschrift Nr. 2 287 203.