DE29817924U1

DE29817924U1 - Schalldämpfer für eine Klimaanlage

Info

Publication number: DE29817924U1
Application number: DE29817924U
Authority: DE
Original assignee: Aeroquip Vickers International GmbH
Current assignee: Eaton Fluid Power GmbH
Priority date: 1997-10-25
Filing date: 1998-10-07
Publication date: 1999-01-07
Anticipated expiration: 2008-10-08

Description

Gleiss &

Patentanwälte
München Stuttgart

Dr. jur. Alf-Olav Gleiss, Dipl.-Ing. D-70469 STUTTGART

Rainer Große, Dipl.-Ing. MAYBACHSTRASSE 6A

Dr. Frhr. v. Uexküll, Dipl.-Chem. Telefon: +49(0)711 8145 55

Dr. Andreas Schrell, Dipl.-Biol. Telefax: +49(0)711 8130 32

Dr. Wilhelm Heuer, Dipl.-Phys.* Telex: 72 27 72 jura d

Dr. Alexander Esslinger, Dipl.-Phys.* e-mail: jurapat@aol.com

European Patent Attorneys D-80469 MÜNCHEN*

European Trademark Attorneys MORASSISTRASSE 20

Telefon: +49(0)89 21578080 Torsten Krüger Rechtsanwalt Telefax: +49(0)89 21578090

e-mail: GGpat@aol.com

Gebrauchsmusteranmeldung Schalldämpfer für eine Klimaanlage Aeroquip Vickers

International GmbH Dr. -Reckeweg-Straße

76532 BADEN BADEN

14856 GU-Ib 06. Oktobei 1998

Gleiss & Große

Patentanwälte Stuttgart Hamburg

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für eine Klimaanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

In Klimaanlagen werden Schalldämpfer der hier angesprochenen Art dazu verwendet, Geräusche, insbesondere durch Pulsation ausgelöste Geräusche, zu dämpfen. Dazu sind die Schalldämpfer im Kältemittelkreislauf vorgesehen und dort vorzugsweise in dem Bereich des Kreislaufs angeordnet, der von der gasförmigen Phase des Kältemittels durchströmt wird.

Es hat sich herausgestellt, daß in einigen Fällen die Wirkung des Schalldämpfers nicht ausreicht.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Schalldämpfer zu schaffen, der diesen Nachteil nicht aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Schalldämpfer vorgeschlagen, der insbesondere in Kraftfahrzeugen einsetzbar ist und der im Kältemittelkreislauf angeordnet ist. Der Schalldämpfer zeichnet sich dadurch aus, daß das Gehäuse ein Trocknersubstrat enthält, das beispielsweise durch seine Anordnung und/oder Gestalt Pulsations- beziehungsweise Schallwellen absorbiert. Die Schalldämpfung wird also durch das Trocknersubstrat verbessert. Gleichzeitig wird dem Kältemittelkreislauf Wasser entzo-

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06. Oktober 1998

gen. Die heute verwendeten Kältemittel, die beispielsweise als R134 bezeichnet werden, sind hygroskopisch. Sie ziehen also Wasser an, das durch Dichtungen und Schläuche des Kältemittelkreislaufs in das Kältemittel eindringt. Die Wirkung der Klimaanlage wird durch das Trocknersubstrat verbessert.

Bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel des Schalldämpfers, der sich dadurch auszeichnet, daß das Gehäuse mindestens eine Trennwand aufweist, die einen von dem Kältemittel durchströmten Gehäuseabschnitt abgrenzt. Die Dämpfungseigenschaften des Schalldämpfers können auf diese Weise gezielt beeinflußt werden. Das heißt, die Dämpfung kann besonders auf die zu erwartenden Pulsationen beziehungsweise Frequenzen abgestimmt werden.

Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel· des Schalldämpfers, der sich dadurch auszeichnet, daß der von dem Kältemittel· durchströmte Gehäuseabschnitt eine kegeistumpfförmige Begrenzungswand aufweist. Es ist also auch möglich, die Form des von dem Kältemittel durchströmten Gehäuseabschnitts so zu wählen, daß bestimmte Frequenzen besonders gut gedämpft werden.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figuren 1 bis 3 schematische Längsschnitte

durch verschiedene Ausführungsbeispiele von Schalldämpfern.

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In den Figuren sind zur Vereinfachung der Darstellung lediglich Ausschnitte einer Klimaanlage dargestellt, nämlich Schalldämpfer, die im Kältemittelkreislauf vorgesehen sind. Dieser umfaßt außer einer Pumpe beziehungsweise einem Kompressor einen dem unter Druck stehenden Kältemittel zugeordneten Wärmetauscher und einen dem entspannten, gasförmigen Medium zugeordneten zweiten Wärmetauscher, der von der zu kühlenden Luft durchströmt wird. In dem Rohrsystem des Kältemittelkreislaufs ist ein Schalldämpfer vorgesehen, der Pulsationen und darauf beruhende Schallwellen reduziert.

Figur 1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Schalldämpfers 1, der ein Gehäuse 3 umfaßt, welches von dem Kältemittel durchströmt wird. Im folgenden wird beispielhaft davon ausgegangen, daß das entspannte Kältemittel gasförmig durch den Schalldämpfer geleitet wird.

Das Kältemittel tritt über einen an einer linken Begrenzungswand L des Gehäuses 3 befestigten Einlaßstutzen 5 in das Innere des Gehäuses 3 ein und wird über einen an einer rechten Begrenzungswand R des Gehäuses 3 befestigten Auslaßstutzen 7 aus dem Gehäuse 3 abgeleitet.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Trennwand 9 vorgesehen, die das Innere 11 des Gehäuses quer zu der durch einen Pfeil 13 angedeuteten Strömungsrichtung durchsetzt und mit der Wandung 15 des Gehäuses verbunden ist. Die Trennwand 9 ist perforiert ausgebildet, so daß das Kältemittel durch die Trennwand hindurchtreten kann.

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Durch die Trennwand 9 wird im Inneren 11 des Gehäuses 3 ein Gehäuseabschnitt 17 abgetrennt, der ein durch eine Schraffur angedeutetes Trocknersubstrat 19 enthält.

Der Einlaßstutzen 5 setzt sich hier in einem Rohrbereich 21 fort, der den Gehäuseabschnitt 17 zumindest bereichsweise, hier gänzlich durchdringt und der an seinem dem Auslaßstutzen 7 zugewandten Ende 23 abgeschlossen ist. Die Wandung 25 des Rohrbereichs 21 ist perforiert und weist eine Anzahl von Löchern 27 auf, durch die in den Einlaßstutzen 5 eingeleitetes Kältemittel austreten und in den Gehäuseabschnitt 17 gelangen kann. Von dort kann das Kältemittel 19 über die perforierte Trennwand 9 in den verbleibenden Teil des Inneren 11 des Gehäuses 3 übertreten und aus dem Auslaßstutzen 7 ausströmen.

Der Gehäuseabschnitt 17 grenzt gemäß Figur 1 an die linke Begrenzungswand L des Gehäuses 3 an, das heißt, das Innere 11 des Gehäuses ist von der linken Begrenzungswand L bis zur Trennwand 9 vollständig mit dem Trocknersubstrat 19 ausgefüllt, wobei allerdings der Innenraum des Rohrbereichs 21 kein Trocknersubstrat 19 enthält. Geht man -hier wie in allen anderen Fällen- davon aus, daß das Gehäuse beispielsweise zylindrisch ausgebildet ist, so ergibt sich ein ringförmiger Gehäuseabschnitt 17, in dessen Zentrum der Rohrbereich 21 angeordnet ist. An den Gehäuseabschnitt 17 schließt sich dann ein zylindrischer Bereich an, nämlich der Rest des Inneren 11 des Gehäuses 3.

Figur 2 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schalldämpfers 1'· Teile, die mit denen des Schall-

dämpfers 1 gemäß Figur 1 übereinstimmen, sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, so daß insofern auf die Beschreibung zu Figur 1 verwiesen werden kann.

Der Schalldämpfer 1 umfaßt ein Gehäuse 3, in den ein Einlaßstutzen 5 mündet und an dem ein Auslaßstutzen 7 vorgesehen ist, über den das durch den Schalldämpfer I¹ geleitete Kältemittel ausströmen kann. Im Inneren 11 des Gehäuses 3 sind hier zwei Trennwände 9a und 9b vorgesehen, die einen Gehäuseabschnitt 17 abgrenzen, in den ein durch Schraffur angedeutetes Trocknersubstrat 19 eingebracht ist.

Aus der Darstellung gemäß Figur 2 wird deutlich, daß der Einlaßstutzen 5 an der linken Begrenzungswand L des Gehäuses 3 angebracht ist, während der Auslaßstutzen 7 an der rechten Begrenzungswand R des Gehäuses 3 befestigt ist. Der Einlaßstutzen 5 erstreckt sich hier nicht in das Innere 11 des Gehäuses 3. Der Gehäuseabschnitt 17 liegt hier etwa in der Mitte des Gehäuses 3, so daß sich rechts und links von dem Gehäuseabschnitt 17 Sammel- beziehugsweise Verteilerräume ergeben.

Das Kältemittel strömt bei dem Schalldämpfer 1' gemäß Figur 2 von links durch den Einlaßstutzen 5 in das Innere 11, durchdringt das Trocknersubstrat 19 im Gehäuseabschnitt 17 und strömt dann in Richtung des Pfeils 13 aus dem Auslaßstutzen 7 aus.

Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schalldämpfers 1'·. Teile, die mit denen übereinstimmen, die in den vorherigen Figuren beschrieben wurden, sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, so daß insofern auf die erneute Beschreibung verzichtet wird.

V"

Der Schalldämpfer I¹ umfaßt ein Gehäuse 3, in das ein Einlaßstutzen 5 mündet, der sich in einen Rohrbereich 21 fortsetzt, in dessen Wandung 25 Löcher 27 eingebracht sind. Ein über den Einlaßstutzen 5 in das Innere 11 des Gehäuses 3 eintretendes Kältemittel kann in Richtung des Pfeils 13 über den Auslaßstutzen 7 austreten, der an der rechten Begrenzungswand R des Gehäuses 3 befestigt ist. Auch hier ist der Einlaßstutzen 5 an der linken Begrenzungswand L des Gehäuses 3 angebracht.

Im Bereich des Endes 2 3 des Rohrbereichs 21 ist hier ein sich in Richtung des Pfeils 13 verjüngender Ansatz 29 vorgesehen, der aufgrund seines gegenüber dem lichten Durchmesser des Einlaßstutzens 5 reduzierten Auslaßdurchmessers einen Strömungswiderstand darstellt.

Das Ende 23 des Rohrbereichs 21 durchdringt eine Trennwand 9, die quer zur Strömungsrichtung 13 verläuft. Auf der linken Seite der Trennwand 9 ist eine auf einem gedachten Kegelstumpfmantel angeordnete Begrenzungswand 31 vorgesehen, die den Rohrbereich 21 umgibt und einerseits an der linken Begrenzungswand L und andererseits an der Trennwand 9 befestigt ist. Die Begrenzungswand 31 schließt einen kegelstumpfförmigen Gehäuseabschnitt 17 ein, der ein durch ein Straffur angedeutetes Trocknersubstrat 19 enthält. Die in Richtung des Pfeils 13 gemessene Länge des Gehäuseabschnitts 17 entspricht hier dem Abstand der Trennwand 9 von der linken Begrenzungswand L. Es ist jedoch auch möglich, den Gehäuseabschnitt 17 kurzer auszubilden und die Begrenzungswand 31 an der Außenfläche des Rohrbereichs 21 in einem Abstand zur linken Begrenzungswand L anzubringen. Dabei ist sicherzustellen, daß die Wandung 25 des Rohrbereichs 21 nur dort mit Lö-

ehern 27 versehen ist, wo der Rohrbereich 21 von der Begrenzungswand 31 umschlossen wird.

Das Kältemittel, das durch den Einlaßstutzen 5 in den Rohrbereich 21 eintritt, kann durch die Löcher 27 in den Gehäuseabschnitt 17 mit dem Trocknersubstrat 19 gelangen. Die Begrenzungswand 31 umschließt diesen Gehäuseabschnitt 17 dicht, so daß das Kältemittel ausschließlich durch die mit Löchern versehene Trennwand 9 austreten kann. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Ende des Rohrbereichs 21 nicht hermetisch abgeschlossen, sondern lediglich mit einem Strömungswiderstand versehen, so daß Teile des Kältemittels unmittelbar aus dem Rohrbereich 21 in den Auslaßstutzen 7 gelangen, ohne mit dem Trocknersubstrat 19 in Berührung gekommen zu sein. Ein Teilstrom des Kältemittels ■ wird also bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel des Schalldämpfers I¹¹ nicht getrocknet. Das Trocknersubstrat 19 wirkt also lediglich auf einen Teilstrom, der durch die Löcher 27 in den Gehäuseabschnitt 17 eintritt und diesen über die Löcher 9' in der Trennwand 9 verläßt.

Bei den hier dargestellten Ausführungsbeispielen der Schalldämpfer 1, 1' und l'¹ sind in allen Fällen die Trennwand 9 beziehungsweise die Trennwände 9a und 9b mit Löchern versehen, durch die das Kältemittel hindurchtreten kann, die aber so ausgelegt sind, daß das Trocknersubstrat 19 zurückgehalten wird. Die Trennwände dienen also dazu, Gehäuseabschnitte 17 abzugrenzen, in denen das Trocknersubstrat 19 vorgesehen ist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 ist zusätzlich noch eine Begrenzungswand 31 vorgesehen, um dem Gehäuseabschnitt 17 die kegelstumpfförmige Gestalt aufzuprä-

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gen. Die Begrenzungswand 31 ist so ausgelegt, daß sie das Kühlmittel nicht durchtreten läßt.

Allen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß die Größe des mit dem Trocknersubstrat 19 gefüllten Gehäuseabschnitts 17 variiert werden kann. Dies zum Beispiel geschieht dadurch, daß bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 1 und 3 die Trennwand 9 gegenüber der in ' den Figuren dargestellten Position nach rechts oder links verlagert werden kann. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 kann die in Richtung des Pfeils 13 gemessene "Dicke" des Gehäuseabschnitts 17 durch Versetzen der Trennwände 9a und 9b variiert werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann auch der Gehäuseabschnitt 17 bei konstanter Dicke mehr oder weniger weit in Richtung der linken Begrenzungswand L oder der rechten Begrenzungswand R des Gehäuses 3 verschoben v/erden. Durch die Wahl der Größe des Gehäuseabschnitts 17 bei den verschiedenen Schalldämpf er-Ausführungsf orxnen, durch die Festlegung der Form des Gehäuseabschnitts 17 in Figur 3 und durch die Position des Gehäuseabschnitts 17 innerhalb des Gehäuses 3 bei dem Ausführungsbeispiel des Schalldämpfers I¹ gemäß Figur 2 können die Dämpfungseigenschaften der Schalldämpfer beeinflußt werden. Es ist damit möglich, die maximale Dämpfung auf eine bestimmte vorherrschende Frequenz der Klimaanlage abzustimmen.

Überdies kann die Struktur des Trocknersubstrats an die besonders zu dämpfende Frequenz beziehungsweise Pulsation des Kältemittels angepaßt werden. Es kann beispielsweise ein Trocknersubstrat in Körnerform eingesetzt werden, wobei die Abmessungen, die Struktur beziehungsweise die Oberfläche der Körner auf die Frequenz abgestimmt werden können. Denkbar

ist es auch, Trocknersubstrate als poröse Festkörper oder schwammförmige Strukturen einzusetzen, um das Kühlmittel zu trocknen und um bestimmte Frequenzen besonders gut dämpfen zu können.

Ferner können die Dämpfungs- und Trocknungseigenschaften des in Figur 3 dargestellten Schalldämpfers I¹¹ noch dadurch beeinflußt werden, daß die freie öffnung des Ansatzes 29 und damit der Strömungswiderstand variiert wird. Durch verschieden große Strömungswiderstände wird der Teilstrom beeinflußt, der durch das Trocknersubstrat 19 im Gehäuseabschnitt 17 und der ohne Berührung mit dem Trocknersubstrat durch den Auslaßstutzen 7 aus dem Gehäuse 3 austritt.

Schließlich können die Dämpfungs- und Trocknereigenschaften noch durch die Änderung der Form und/oder Querschnitte der Löcher 27, 9' in den Rohrbereichen 21 beziehungsweise in den Trennwänden 9, 9a, 9b und/oder durch die spezielle Anordnung der Löcher beeinflußt werden.

Insgesamt zeigt sich, daß es sehr leicht möglich ist, die Herstellung bestehender Schalldämpfer so abzuwandeln, daß diese mit dem hier beschriebenen Trocknersubstrat versehen werden, wodurch einerseits zusätzlich zu einer Reflexionsdämpfung der Pulsationen beziehungsweise Frequenzen eine Absorptionsdämpfung im Trocknersubstrat gegeben ist. Außerdem wird auf sehr einfache Weise sichergestellt, daß das Kältemittel getrocknet wird, so daß die Standzeit des Kältemittels verlängert werden kann. Überdies kann auf zusätzliche Trockeneinrichtungen, die gegebenenfalls sonst vorgesehen würden, verzichtet werden, so daß der Platzbedarf der hier angesprochenen Klimaanlage deutlich reduziert ist.

Außerdem ergibt sich eine einfache kostengünstige Bauform.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß die äußere Form des Gehäuses 3 für die hier beschriebene Funktion von untergeordneter Bedeutung ist. Wesentlich ist, daß in dem Schalldämpfer Trocknersubstrat eingebracht ist, das vom Kältemedium durchströmt wird. Als Trocknersubstrat haben sich beispielsweise Zeolithe auf der Basis von Aluminiumsilikat bewährt.

Claims

Gleiss & Große " Patentanwälte Stuttgart Hamburg Ansprüche

1. Schalldämpfer für Klimaanlagen, insbesondere für Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen, der in einem Kältemittelkreislauf angeordnet ist und ein Gehäuse aufweist, in das das Kältemittel über einen Einlaßstutzen eingeleitet wird und aus dem das Kältemittel über einen Auslaßstutzen ausströmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) des Schalldämpfers (1;1';1'') ein Trocknersubstrat (19) enthält.

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) mindestens eine Trennwand (9;9a,9b) aufweist, die einen von dem Kältemittel durchströmten Gehäuseabschnitt (17) abgrenzt.

3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) zwei Trennwände (9a,9b) aufweist, die einen von dem Kältemittel durchströmten Gehäuseabschnitt (17) abgrenzen.

4. Schalldämper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseabschnitt (17) von der Wandung (15) des Gehäuses (3) begrenzt wird.

5. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseabschnitt (17) von einem vom Kältemittel durchström-

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ten Rohrbereich (21) begrenzt wird, dessen Wandung (25) mit Öffnungen (27) versehen ist.

6. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseabschnitt (17) eine kegelstumpfförmige Begrenzungswand (31) aufweist.

7. Schalldämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche des kegelstumpfförmigen Gehäuseabschnitts (17) durch eine Trennwand (9) gebildet wird.

8. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Gehäuseabschnitts (17) und/oder das Trocknersubstrat (19) auf bestimmte zu absorbierende Freguenzen abgestimmt ist.