DE3213476C1

DE3213476C1 - Kaeltemaschine mit gekapseltem Motorverdichter

Info

Publication number: DE3213476C1
Application number: DE3213476A
Authority: DE
Inventors: Jens Overgaard 6440 Augustenborg Lorentzen; Bent Roemer 6400 Soenderborg Wegge
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1982-04-10
Filing date: 1982-04-10
Publication date: 1983-06-01
Also published as: DK141883A; DK141883D0; DK149936C; CA1211950A; US4486153A; AT386678B; DK149936B; IT1158936B; IT8353169V0; ATA89383A; IT8367382A0; BR8301815A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kältemaschine mit gekapseltem Motorverdichter, mit Saugschalldämpfer und Flüssigkeitsabscheider, die im Innern der Kapsel angeordnet sind, mit direkt vom die Kapselwand durchsetzenden Saugstutzen zum Saugschalldämpfer geleiteter Sauggasströmung und mit unter Saugdruck stehendem Kapselinnenraum.

Bei einer bekannten Kältemaschine dieser Art (GB 20 66 374) endet der Saugstutzen an der Kapselwand mit Abstand von der Eintrittsöffnung eines gebogenen Rohres. Dieses verläuft überwiegend im Innern einer Schalldämpferkammer und durchsetzt mit seinem horizontalen Anfang und seinem vertikalen Ende die Schalldämpferwand. Das Rohr besitzt im horizontalen ersten Abschnitt eine Wandöffnung, durch die es mit dem Innenraum des Schalldämpfers in Verbindung steht. Bei dieser Anordnung wird über den Saugstutzen zuströmendes Sauggas zu einem erheblichen Teil direkt in das gebogene Rohr geleitet, wo die gasförmigen Bestandteile durch die Öffnung unmittelbar in die Schalldämpferkammer übertreten, Flüssigkeitsteilchen aber infolge ihrer Trägheit im Rohr verbleiben, am Rohrbogen abgeschieden werden und dann in den Ölsumpf abtropfen. Bei dieser Anordnung wird der Raum der Schalldämpferkammer durch den Einbau des Ölabscheider mit dem gebogenen Rohr verkleinert, was in vielen Fällen die Schalldämpfung beeinträchtigt. Darüber hinaus werden praktisch alle vom Sauggas mitgeführten Flüssigkeitsteilchen abgeschieden.

Des weiteren ist es bekannt (DE-PS 26 50 935), einen Flüssigkeitsabscheider in der Form eines Fliehkraft-Flüssigkeitsabscheiders vorzusehen, der eine rotationssymmetrische Abscheidefläche mit vertikaler Achse, oben angeordnetem tangentialen Eintrittskanal, oben angeordnetem zentrischen Austrittsstutzen und unten angeordneter zentrischer Abflußöffnung aufweist Dieser Fliehkraft-Flüssigkeitsabscheider ist außerhalb der Kapsel in der Saugleitung angeordnet. Unterhalb der Abflußöffnung befindet sich ein Sammelraum, der über eine zusätzliche Leitung mit dem Kapselinnenraum in Verbindung steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kältemaschine der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der der für den Flüssigkeitsabscheider benötigte Platz den für den Schalldämpfer benötigten Platz nicht beeinträchtigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Kammer des Saugschalldämpfers als Fliehkraft-Flüssigkeitsabscheider ausgebildet ist, der eine rotationssymmetrische Abscheidefläche mit vertikaler Achse, oben angeordnetem tangentialen Eintrittskanal, oben angeordnetem zentrischen Austrittsstutzen und unten angeordneter zentrischer Abflußöffnung aufweist.

Bei dieser Konstruktion dient der Innenraum des Flüssigkeitsabscheiders gleichzeitig als Schalldämpferkammer. Zusätzlich zu dem für eine ausreichende Schalldämpfung erforderlichen Raum wird daher kein weiterer Platz benötigt. Soweit der Flüssigkeitsabscheider aus Gründen der Schalldämpfung oder wegen des begrenzten Platzes im Innern der Kapsel kleiner

ausgebildet werden muß, als es für eine vollständige Flüssigkeitsabscheidung erforderlich ist, ist dies ohne Belang, weil es sich als vorteilhaft erwiesen hat, wenn ein Flüssigkeitsrest in der Sauggasströmung verbleibt. Das öl verbessert die Schmierung des Verdichterkolbens. Kleine Mengen flüssigen Kältemittels verdampfen bis zum Erreichen des Verdichters, setzen die Temperatur des Kältemittels herab, erhöhen den Füllgrad des Verdichters und steigern damit den Wirkungsgrad.

Mit Vorteil bildet der Fliehkraft-Flüssigkeitsabscheider die erste Kammer eines mindestens eine weitere Kammer aufweisenden Saugschalldämpfers. Damit ist sichergestellt, daß sich die Schalldämpferkammern nicht mit Flüssigkeit füllen und in der weiteren Kammer die Verdampfung von Restteilchen flüssigen Kältemittels erfolgen kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß zur Bildung des Flüssigkeitsabscheiders eine vertikale Gehäusebohrung vorgesehen ist, die oben durch einen Deckel verschlossen ist, oberhalb des Eintrittskanals einen den Austrittsstutzen aufweisenden Einsatz enthält und einen zwischen Deckel und Einsatz abgehenden Austrittskanal besitzt. Dies ergibt eine besonders einfache Herstellung und ein Enderzeugnis hoher Stabilität und Festigkeit.

Günstig ist es ferner, wenn zur Bildung einer zweiten Schalldämpferkammer eine mit einem Deckel verschlossene Gehäusevertiefung vorgesehen ist, in die der Austrittskanal nahe des Deckels mündet. Auf diese Weise ergeben sich zwei hintereinander geschaltete Schalldämpferkammern in einem Gehäusebauteil.

Vorzugsweise ist das Gehäuse einstückig mit dem Verdichtergehäuse ausgeführt. Man kann dann die von der letzten Saugschalldämpferkammer ausgehende Leitung ebenfalls als Bohrung im Gehäuse ausführen.

Mit Vorteil ist die Abflußöffnung als Drosselöffnung ausgeführt. Damit wird vermieden, daß diese Öffnung für den Normalbetrieb einen merklichen Sauggas-Nebenschluß darstellt.

Es empfiehlt sich, daß ein die letzte Kammer des Saugschalldämpfers mit der Saugseite des Zylinderkopfes verbindender Kanal über einen Drosselkanal mit dem Innenraum der Kapsel verbunden ist. Hierdurch wird der Druck in der Kapsel mit Sicherheit so niedrig gehalten, daß abgeschiedene Flüssigkeit an dem Abscheider abläuft.

Um bei einem federnd in der Kapsel ausgebildeten Motorverdichter, mit dem der Saugschalldämpfer und der Flüssigkeitsabscheider fest verbunden sind, die direkte Verbindung zwischen Saugstutzen und Eintrittskanal zu ermöglichen, kann der Eintrittskanal durch ein in der Abscheiderwand geführtes, federbelastetes Rohr gebildet sein, das ein Gelenkrohr gegen den Saugstutzen drückt, wobei die Gelenke an beiden Enden je durch ein zylindrisches Ende und ein sich erweiterndes Mundstück des Nachbarteils gebildet sind. Das federbelastete Rohr vermag Abstandsunterschiede, das Gelenkrohr Winkelunterschiede zwischen Saugstutzen und Eintrittskanal auszugleichen.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß ein federbelastetes Teleskoprohr zwischen Saugstutzen und Eintrittskanal angeordnet ist und gleichzeitig ein Gelenkrohr bildet, wobei die Gelenke an beiden Enden je durch ein zylindrisches Ende und ein sich erweiterndes Mundstück des Nachbarteils gebildet sind.

Eine weitere Möglichkeit wird darin gesehen, daß der Eintrittskanal einen Eingangstrichter und der Saugstutzen eine dem Trichter berührungslos zugeordnete Ausgangsdüse aufweist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 schematisch die Draufsicht auf einen gekapselten Motorverdichter bei abgenommenem Deckel der Kapsel,

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A der F i g. 1, Ό Fig.3 eine Seitenansicht einer Alternative der Verbindung zwischen Saugstutzen und Eintrittskanal und

Fig.4 eine andere Abwandlung der Verbindung

zwischen Saugstutzen und Eintrittskanal.

Aus Fig. 1 ergibt sich, daß im Innenraum 1 einer Kapsel 2 ein Motorverdichter 3 angeordnet ist. Ein Verdichtungsgehäuse 4, das einen Zylinder 5 aufweist und stirnseitig mit einer Ventilplatte 6 und einem Druck- und Saugventilkammern aufweisenden Zylinderkopf 7 trägt, weist einen seitlichen Saugschalldämpfer-Fortsatz 8 und einen auf der anderen Seite liegenden Druckschalldämpfer-Fortsatz 9 auf. Der im Zylinder 5 befindliche Kolben 10 ist über eine Pleuelstange 11 und einen Pleuelkopf 12 mit der Kurbel 13 einer Kurbelwelle verbunden, die vom Rotor 14 eines außerdem einen Stator 15 aufweisenden Elektromotors angetrieben wird. Dieser Motorverdichter 3 besitzt Fortsätze 16,17 und 18, an denen Schraubenfedern 19, 20, 21 angreifen, welche in nicht veranschaulichter Weise an der Kapsel 2 befestigt sind.

Im Betrieb wird Sauggas über einen die Wand 2 der Kapsel durchsetzenden Saugstutzen 22 und eine bewegliche Verbindung 23, über eine erste Schalldämpferkammer 24, einen eine Drosselstelle bildenden Kanal 25, eine zweite Schalldämpferkammer 26 und einen Kanal 27 der Saugseite des Zylinderkopfes 7 zugeführt. Druckgas wird über die Druckseite des Zylinderkopfes, einen Kanal 28, eine erste Druckschalldämpferkammer 29, eine Drosselstelle 30, eine zweite Druckschalldämpferkammer 31 und eine Druckleitung 32 nach außen abgeführt.

Der Aufbau des Saugschalldämpfer-Fortsatzes 8 ist in F i g. 2 veranschaulicht. Im Gehäuse 4 befindet sich eine erste Bohrung 33, die oben durch einen Deckel 34 abgeschlossen ist und eine zweite Vertiefung 35, die oben durch einen Deckel 36 abgeschlossen ist. Der gebohrte Kanal 27 steht über einen Drosselkanal 37 mit dem Innenraum 1 der Kapsel in Verbindung. Eine vor dem Einsetzen des Deckels erzeugte Schrägbohrung 38 so nimmt ein den Kanal 25 bildendes Rohr auf. Die durch die Bohrung 33 gebildete Schalldämpferkammer 24 dient gleichzeitig als Fliehkraft-Flüssigkeitsabscheider 39. Zu diesem Zweck ist eine rotationssymmetrische Abscheidefläche 41 und unten eine Abflußöffnung 42 vorgesehen. Ferner ist in die Bohrung ein Einsatz 43 aus Blech eingefügt, der einen nach unten gerichteten Austrittsstutzen 44 trägt. Etwa in Höhe des Stutzens mündet tangential ein Eintrittskanal 45.

Im Betrieb wird während des Saughubes Sauggas über den tangentialen Eintrittskanal in den Abscheider 39 gesaugt. Dieses Sauggas erfährt dabei eine Wirbelbewegung, wobei schwerere Partikel, wie Flüssigkeitströpfchen, infolge der Zentrifugalwirkung nach außen wandern und dann längs der Abscheidefläche 41 nach unten über die Abflußöffnung 42 direkt in den Innenraum der Kapsel und damit in deren Ölsumpf, abfließen. Das gereinigte Sauggas wird über den Austrittsstutzen 44 zur Drosselstelle 25 und zur zweiten

Saugschalldämpferkammer 26 abgeführt. Wegen der Kleinheit des Abscheiders verbleibt ein Rest an Flüssigkeitsteilchen im Sauggasstrom, was erwünscht ist Die Abflußöffnung 42 ist als Drosselstelle ausgebildet. Sie hat beispielsweise einen Durchmesser von 1,5 mm. Der Durchmesser der Bohrung 33 kann zwischen 20 und 30 mm liegen.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 wird der Eintrittskanal 45 durch ein Rohr 46 gebildet, das in einer Bohrung 47 des Gehäuses 4 verschiebbar und durch eine Feder 48 belastet ist. Es drückt ein Gelenkrohr 49 gegen das Austrittsende 50 des Saugstutzens 22. Ein erstes Gelenk 51 wird durch dieses Ende 50 und ein sich erweiterndes Mundstück 52 am Gelenkrohr 49 gebildet. Ein zweites Gelenk 53 wird durch das andere Ende 54 des Gelenkrohres und ein sich erweiterndes Mundstück 55 des Rohres 46 gebildet. Wenn sich daher im Betrieb der Motorverdichter 3 und damit auch der Fortsatz 8 wegen der federnden Aufhängung gegenüber der Kapsel 2 bewegt, kann wegen der beiden Gelenke ein Winkelausgleich und wegen des verschiebbaren Rohres 46 ein Abstandsausgleich erfolgen.

Bei der Ausführungsform nach Fig.3 werden für entsprechende Teile um 100 gegenüber Fig. 1 und 2 erhöhte Bezugszeichen verwendet. In diesem Fall ist der Saugstutzen 122 mit einem nach oben gerichteten Abschnitt versehen, der ein aufgesetztes Mundstück 150 mit Aufweitung trägt. Der tangentiale Einlaßkanal 145 wird durch ein fest in die Wand eingesetztes Rohr 146 gebildet, das ein sich erweiterndes Mundstück 155 trägt. Zwei Teile eines Teleskoprohres 149 werden durch eine Feder 148 auseinandergedrückt. Die Enden 152 und 154 greifen dabei in die Mundstücke 150 bzw. 155, so daß sich wiederum zwei Gelenke 151 und 153 ergeben. Auch hierbei ist ein Winkelausgleich und ein Abstandsausgleich bei einer Relativbewegung zwischen Eintrittskanal 145 und Saugstutzen 122 möglich.

In den beiden vorgenannten Stellen muß im Bereich der Gelenke 51, 53 bzw. 151, 153 keine Abdichtung vorhanden sein. Denn der Innenraum 1 der Kapsel 2 steht ja ebenfalls unter Saugdruck. Wichtig ist lediglich, daß der größte Teil des Sauggases unmittelbar von der Kapselaußenseite über die Saugschalldämpferkammern zum Verdichter gelangt.

Fig.4 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der um 200 gegenüber den F i g. 1 und 2 erhöhte Bezugszeichen für entsprechende Teile verwendet werden. In diesem Fall weist das den Eintrittskanal 245 bildende Rohr 246 einen Trichter 255 auf. Der Saugstutzen 222 ist mit einem Fortsatz 250 versehen, der am freien Ende eine Düse 254 trägt. Diese Düse sorgt in Verbindung mit dem Trichter 255 dafür, daß auch bei einer Relativbewegung zwischen den genannten Teilen der überwiegende Teil des zugeführten Sauggases in den Fliehkraft-Flüssigkeitsabscheider 239 geleitet wird.

Durch den Drosselkanal 37, der verhältnismäßig dicht am Saugventil in den Kanal 27 mündet, wird der Druck im Innenraum 1 der Kapsel 2 verhältnismäßig niedrig gehalten. Es besteht daher keine Gefahr, daß sich in diesem Raum der Druck erhöht, weil während des Verdichtungshubes Kältemittel zwischen Zylinder und Kolben hindurch leckt. Damit ist gewährleistet, daß zwischen dem Flüssigkeitsabscheider 39 und dem Innenraum 1 immer ein genügend großer Druckabfall existiert, um Flüssigkeit über die Bohrung 42 abzuführen. Abscheidefläche 41 und Abflußöffnung 42 können auch an einem in die Gehäusebohrung eingesetzten Block ausgebildet sein. Die getrennte Herstellung des Blocks erlaubt eine besonders genaue Herstellung der Abscheidefläche und der Abflußöffnung. Die rotationssymmetrische Abscheidefläche 41 kann auch als Konus 41a ausgebildet sein, wie es gestrichelt in Fig.2 veranschaulicht ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kältemaschine mit gekapseltem Motorverdichter, mit Saugschalldämpfer und Flüssigkeitsabscheider, die im Innern der Kapsel angeordnet sind, mit direkt vom die Kapselwand durchsetzenden Saugstutzen zum Saugschalldämpfer geleiteter Sauggasströmung und mit unter Saugdruck stehendem Kapselinnenraum, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kammer (24; 124; 224) des Saugschalldämpfers als Fliehkraft-Flüssigkeitsabscheider (39; 139; 239) ausgebildet ist, der eine rotationssymmetrische Abscheidefläche (41; 141; 241) mit vertikaler Achse, oben angeordnetem tangentialen Eintrittskanal (45; 145; 245), oben angeordnetem zentrischen Austrittsstutzen (44; 144) und unten angeordneter zentrischer Abflußöffnung

(42) aufweist.

2. Kältemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fliehkraft-Flüssigkeitsabscheider (39) die erste Kammer (24) eines mindestens eine weitere Kammer (26) aufweisenden Saugschalldämpfers bildet.

3. Kältemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Flüssigkeitsabscheiders (39) eine vertikale Gehäusebohrung (33) vorgesehen ist, die oben durch einen Deckel (34) verschlossen ist, oberhalb des Eintrittskanals (45) einen den Austrittsstutzen (44) aufweisenden Einsatz

(43) enthält und einen zwischen Deckel und Einsatz abgehenden Austrittskanal (25) besitzt.

4. Kältemaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung einer zweiten Schalldämpferkammer (26) eine mit einem Deckel (36) verschlossene Gehäusevertiefung vorgesehen ist, in die der Austrittskanal (25) nahe des Deckels mündet.

5. Kältemaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einstückig mit dem Verdichtergehäuse (4) ausgeführt ist.

6. Kältemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußöffnung (42) als Drosselöffnung ausgeführt ist.

7. Kältemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß ein die letzte Kammer (26) den Saugschalldämpfer mit der Saugseite des Zylinderkopfes (7) verbindender Kanal (27) über einen Drosselkanal (37) mit dem Innenraum (1) der Kapsel (2) verbunden ist.

8. Kältemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrittskanal (45) durch ein in der Abscheiderwand geführtes, federbelastetes Rohr (46) gebildet ist, das ein Gelenkrohr (49) gegen den Saugstutzen (22) drückt, wobei die Gelenke (51,53) an beiden Enden je durch ein zylindrisches Ende (50, 54) und ein sich erweiterndes Mundstück (52, 55) des Nachbarteils gebildet sind.

9. Kältemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein federbelastetes Teleskoprohr (149) zwischen Saugstutzen (122) und Eintrittskanal (145) angeordnet ist und gleichzeitig ein Gelenkrohr bildet, wobei die Gelenke (151,153) an beiden Enden je durch ein zylindrisches Ende (152,154) und ein sich erweiterndes Mundstück (150, 155) des Nachbarteils gebildet sind.

10. Kältemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrittskanal (245) einen Eingangstrichter (255) und der Saugstutzen (222) eine dem Trichter berührungslos zugeordnete Ausgangsdüse (254) aufweist.