DE3714003C2 - Hermetisch geschlossener Kühlkompressor - Google Patents
Hermetisch geschlossener KühlkompressorInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen hermetisch dichten Kühlkompressor mit einer Motor-
Kompressoreinheit, die einen Zylinder mit einem Ausstoß- und einem Ansaugventil, einen
Zylinderkopf, der Ausstoßkammern ausbildet, in denen das Ausstoßventil angeordnet ist, sowie
eine Ansaug-Schalldämpferanordnung aufweist, die einen Schalldämpf-Abschnitt in Form eines
geschlossenen Gehäuses, das außerhalb des Zylinderkopfes angeordnet ist und zumindest eine
Innenkammer aufweist, die mit einer Gaseinlaßöffnung zur Aufnahme des Gasstromes aus einer
Ansaugeinrichtung und mit einer Gasauslaßöffnung versehen ist, sowie einen isolierenden
Hohlkörper mit einer Gaseinlaßöffnung und einer Gasauslaßöffnung, die in Strömungsverbindung
mit dem Ansaugventil steht, umfaßt.
Solche hermetisch geschlossenen Kühlkompressoren werden insbesondere für kleine Kühlgeräte
eingesetzt. Sie weisen üblicherweise eine Motor-Kompressor-Baueinheit auf, die innerhalb eines
hermetisch abgedichteten Gehäuses mittels Federn aufgehängt ist.
Solche Kompressoren beinhalten üblicherweise einen Zylinder und einen hin- und hergehenden
Kolben, der das Kühlgas während des Betriebs des elektrischen Motors ansaugt und
komprimiert. Wegen der einfachen Konstruktion werden bei solchen Kompressoren meistens
Ansaug- und Ausstoßventile in Form von Zungenventilen eingesetzt, die zusammen mit den
Kolben einen intermittierenden Kühlgas-Strom bewirken. Dieser intermittierende Kühlgas-Strom
tendiert allerdings dazu, Lärm zu erzeugen, was es erforderlich macht, akustische
Dämpfungssysteme mit Schalldämpfern sowohl in der Ansaug-, wie auch in der Ausstoßleitung
des Kompressors einzusetzen.
Obgleich ein Dämpfungseffekt durch die Pulsation des Kühlgases gegeben ist, bewirken die
Schalldämpfer noch einen Energieverlust, da sie Verengungen für die Strömung des Kühlgases
ausbilden, was zu Druckverlusten führt und entsprechend den Kompressor-Wirkungsgrad
herabsetzt.
Zusätzlich zu diesem Energieverlust besteht ferner auch noch der Nachteil hoher Temperaturen,
die durch die Kompression des Kühlgases im Zylinder und im Zylinderkopf erzeugt werden und
zu einem Wärmeübergang an andere metallische Teile der Motor-Kompressor-Baueinheit führen.
Diese so erhitzten metallischen Teile sind dann wieder Ausgangspunkt für Wärmeübergang
durch Strahlung, wodurch das Kühlgas im Ansaugsystem des Kompressors stark erhitzt bzw.
überhitzt wird. Dieses hohe Aufheizen bzw. Überhitzen des Kühlgases ist unerwünscht, da es zu
einer Erniedrigung der Dichte des dem Zylinder zugeführten Kühlgases führt, wodurch die
gepumpte Gasmasse abnimmt und entsprechend auch der Wirkungsgrad des Kompressors.
Bei bekannten Kompressoren wird dieses Überhitzen des Kühlgases nahezu immer durch
Einsatz von isolierendem Kunststoff für die Ansaugschalldämpfer verringert. So ist aus der DE-
OS 33 32 259 ein Kältemaschinenverdichter mit einem mit dem Zylinderblock einstückig
verbundenen Saugschalldämpfer bekannt. Der Schalldämpfer weist zwei Kammern auf, die über
einen Kanal miteinander verbunden sind und von denen die eine mit einer Gaseinlaßöffnung zur
Aufnahme des Gasstromes und die andere mit einer Gasauslaßöffnung zur Abgabe des Gases
an eine Saugkanalbohrung im Zylinderblock versehen ist. Die Saugkanalöffnung führt zur
Ansaugkammer im Zylinderkopf und ist mit einem aus einem kältemittelbeständigen und
wärmeisolierenden Kunststoff bestehenden Einsatz ausgekleidet, der durch die Ansaugkammer
hindurch verläuft und schließlich in die Saugventilöffnung mündet. Auf diese Weise wird zwar
eine Wärmeisolierung in der Ansaugkammer sowie auf dem Weg vom Schalldämpfer zur
Ansaugkammer erzielt, jedoch ist weiterhin das Kühlgas im Schalldämpfer selbst nicht gegen ein
Aufheizen abgeschirmt. Ganz im Gegenteil wird bei diesem bekannten Kompressor durch die
einstückige Ausbildung des Schalldämpfers mit dem Zylinderblock die Wärme hier direkt
übertragen.
Aus der EP 0 195 486 ist ein hermetisch dichter Kühlkompressor mit einer Motor-
Kompressoreinheit und einem von dieser getrennten Ansaug-Schalldämpfer bekannt. Die Motor-
Kompressoreinheit weist einen Zylinder mit einem Ausstoß- und einem Ansaugventil sowie einen
Zylinderkopf auf, der eine Ausstoßkammer enthält, die über das Ausstoßventil mit dem Zylinder in
Verbindung steht, und ferner einen Schlitz ausbildet, in den ein Hohlkörper aus thermisch
isolierendem Kunststoff eingeschoben wird. Der Hohlkörper steht über eine Gasauslaßöffnung
mit dem Ansaugventil in Strömungsverbindung und weist eine Gaseinlaßöffnung auf, die mit der
Gasauslaßöffnung eines außerhalb des Zylinderkopfes liegenden Ansaug-Schalldämpfers fest
verbunden ist. Der Ansaug-Schalldämpfer hat die Form eine geschlossenen Gehäuses und
umfaßt mindestens eine innenliegende Kammer, die mit der Gasauslaßöffnung und mit einer
Gaseinlaßöffnung zur Aufnahme des Kühlgases aus einer Ansaugeinrichtung versehen ist. Das
Kühlgas wird dabei jedoch durch die Ansaugeinrichtung lediglich bis zum Eintritt in das
geschlossene Gehäuse des Ansaug-Schalldämpfers geführt. Innerhalb des Gehäuses, d. h.
innerhalb seiner Innenkammer(n), kann sich das Kühlgas ungehindert seitlich ausbreiten, was zu
Umlenkungen und Verwirbelungen des Kühlgases bei seiner Strömung zur Gasauslaßöffnung
des Gehäuses bzw. zur Gaseinlaßöffnung des Hohlkörpers führt. Infolge dieser Umlenkungen
und Verwirbelungen im Ansaug-Schalldämpfer treten Druckverluste auf, die zu einem Absinken
des Kompressor-Wirkungsgrades führen. Die Wärmedämmung erfolgt bei dieser Gestaltung des
Ansaug-Schalldämpfers lediglich durch die aus thermisch isolierendem Material hergestellte
Außenwand des Gehäuses, wobei das Kühlgas dadurch, daß es längs der Außenwand des
Gehäuses strömt, deren Temperatureinfluß in starkem Maße ausgesetzt ist.
Ausgehend hiervon ist es daher Aufgabe der Erfindung, bei einem Kühlkompressor der eingangs
genannten Art eine Überhitzung des Kühlgases stärker zu erschweren und dabei sogar noch ein
Ansteigen des Wirkungsgrades im Kompressor wie zudem auch besonders gute
Schalldämpfereigenschaften zu erreichen, ohne daß der thermische Wirkungsgrad des
Kompressors ungünstig beeinträchtigt wird.
Erfindungsgemäß wird dies bei einem gattungsgemäßen Kühlkompressor dadurch erreicht, daß
innerhalb des Gehäuses mit einem Abstand von dessen Innenfläche ein Strömungsleitrohr
angeordnet ist, das sowohl an der Gaseinlaßöffnung als auch an der Gasauslaßöffnung des
Gehäuses dicht und fest angebracht ist, diese miteinander verbindet und mit mindestens einer
radialen Öffnung versehen ist, durch die das Innere des Strömungsleitrohres mit dem Inneren
jeder Innenkammer in Verbindung steht, und daß im Zylinderkopf eine Ansaugkammer
ausgebildet ist, die der isolierende Hohlkörper innen auskleidet, wobei die Gaseinlaßöffnung des
Hohlkörpers an der Gaseinlaßöffnung der Ansaugkammer vorgesehen und dicht und fest am
Gasauslaßende des Strömungsleitrohres befestigt ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Kühlkompressor wird eine äußerst wirksame Kombination von
Schalldämpfung und Verringerung der Wärmeübertragung vom Gehäuse auf das Kühlgas
erreicht, wobei die Eigenbeweglichkeit der Ansaug-Schalldämpferanordnung weitestgehend
eingeschränkt ist, so daß auch diese mögliche Geräuschquelle vermieden wird.
Bemerkenswerterweise werden diese Vorteile erreicht, ohne daß ein Absinken des Kompressor-
Wirkungsgrades in Kauf genommen werden muß, wie es bei bekannten Kompressoren der Fall
ist. Dadurch, daß innerhalb des Schalldämpfergehäuses ein Strömungsleitrohr angeordnet ist,
das an der Gaseinlaßöffnung wie auch an der Gasauslaßöffnung des Gehäuses dicht und fest
angebracht ist und diese miteinander verbindet, wird ein Kühlgashauptstrom ausgebildet und
dieser ohne Umlenkungen und Verwirbelungen direkt von der Ansaugeinrichtung zur
Ansaugkammer im Zylinderkopf geleitet. Der Hauptstrom des Kühlgases wird durch die gesamte
Schalldämpferanordnung hindurchgeleitet, ohne daß er Drosseleffekten oder plötzlichen
Richtungsumleitungen unterworfen wird. Unnötige und energieverzehrende Nebenströmungen
werden auf diese Weise weitgehend vermieden. Der Abstand des Strömungsleitrohres von der
Innenfläche des Gehäuses bewirkt, daß zusätzlich zur Wärmedämmung durch die Außenwand
des Gehäuses, die thermisch isolierendem Material bestehen kann, noch eine isolierende Zone
zwischen dem Hauptstrom des Kühlgases und der Außenwand geschaffen wird, so daß das
Kühlgas nicht mehr dem unmittelbaren Temperatureinfluß der Gehäuseaußenwand ausgesetzt
ist. Die Ausbildung mindestens einer radialen Öffnung im Strömungsleitrohr, durch die das Innere
des Strömungsleitrohres mit dem Inneren jeder Innenkammer in Verbindung steht, läßt den
Ansaug-Schalldämpfer nach dem Helmholtz-Resonatorprinzip arbeiten. Ein Helmholtz-Resonator
ist ein luftgefüllter, mit einer Öffnung versehener Hohlraum, der durch Schallwellen zu
Eigenschwingungen angeregt wird, wenn die Frequenz eines Teils der Schallwellen mit der
Eigenfrequenz des Hohlraums übereinstimmt. Infolge dieser Resonanzerscheinung werden die
entsprechenden Teile der Schallwellen herausgefiltert. Die Geräuschdämpfung der Gaspulsation
erfolgt also über eine gleichzeitige Wirkung des Strömungsleitrohres und der Innenkammer(n) der
Ansaug-Schalldämpferanordnung. In Ausdrücken eines analogen elektrischen Systems
gesprochen, könnte man die Wirkung des Strömungsleitrohres als analog zu der eines Induktors
bezeichnen, wobei die Wirkung der Kammer(n) analog der von Kondensatoren ist.
Dadurch, daß am Gasauslaßende des Strömungsleitrohres dicht und fest ein isolierender
Hohlkörper befestigt ist, dessen äußere Gestalt der inneren Form der Ansaugkammer im
Zylinderkopf entspricht und der diese innen auskleidet, wird einerseits die Wärmeübertragung auf
das Kühlgas von dessen Eintritt in den Schalldämpfer bis zu dessen Austritt aus der
Ansaugkammer bzw. bis zu dessen Eintritt in den Zylinder deutlich erschwert bzw. verhindert,
zum anderen durch die Anlage der Außenfläche des Hohlkörpers an der Innenfläche der
Ansaugkammer aber auch eine nahezu starre Befestigung der gesamten Ansaug-
Schalldämpferanordnung erreicht, weil auch das mit dem Hohlkörper verbundene
Strömungsleitrohr mit dem Gehäuse des Schalldämpfers ebenfalls fest verbunden ist.
In einem solchen System erfolgt die Schalldämpfung der Schallenergie der
Druckwellen nicht durch die Absorptionswirkung, sondern mehr durch Teil
reflexion an die Quelle (Zylinderkopf). Die Absenkung der Überhitzung
des Ansauggases wird erreicht durch die Isolation des gesamten Ansaug
systems einschließlich jeder Schalldämmkammer, der Ansaug-Schall
dämpfer und der sie verbindenden Leitungen. Die radialen Öffnungen an
dem Strömungsleitrohr, die dessen Innenseite mit jeder Schalldämm
kammer verbinden, wirken akustisch als Abschnittübergänge ohne
Erzeugung eines Druckabfalls, der bei bekannten Kompressoren auftritt
und deren Wirkungsgrad beeinflußt.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kühlkompressors
besteht darin, daß das kleine Gehäuse am Zylinderkopf, in einem geringen
Abschnitt von ihm entfernt gehalten, befestigt ist.
Es ist weiterhin von Vorteil, bei einem erfindungsgemäßen Kühl
kompressor das kleine Gehäuse mit seiner Gasauslaßöffnung fest und
dicht mit der Einlaßdüse des Hohlkörpers zu verbinden, wobei vorzugs
weise das kleine Gehäuse, das Strömungsleitrohr und der Hohlkörper als
aus zwei Teilen bestehende Einzelbauteile ausgebildet und die Hälften
des kleineren Gehäuses und des Hohlkörpers miteinander verschweißt
sind.
Bevorzugt wird bei einem erfindungsgemäßen Kühlkompressor auch das
kleine Gehäuse mit zwei Innenkammern versehen, deren eine die
Gaseinlaßöffnung und deren andere die Gasauslaßöffnung aufweist.
Eine ganz besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Kühlkompressors besteht auch darin, daß das Strömungsleitrohr ein
erweitertes Einlaßende mit einem rechteckigen Querschnitt aufweist, das
sich von der Gaseinlaßöffnung des kleinen Gehäuses derart nach außen
erstreckt, daß es fest und dicht mit der Gaseinlaßöffnung verbunden ist
und zum Ansaugrohr des hermetisch geschlossenen Gehäuses des
Kompressors ausgerichtet sowie in dessen unmittelbare Nähe geführt ist.
Durch den rechteckigen Querschnitt des erweiterten Einlaßendes des
Strömungsleitrohres wird eine besonders leichte Einleitung des Kühlgases
aus der Ansaugleitung in das Innere der Ansaug-Schalldämpfer-Anordnung
erreicht.
Bei einem erfindungsgemäßen Kühlkompressor ist es weiterhin von
Vorteil, wenn die Gasauslaßöffnung des Hohlkörpers gegen eine Dichtung
anliegt, die zwischen den sich zugewandten Wänden des Hohlkörpers und
der Ventilplatte des Zylinders angeordnet ist, wobei die Gasauslaßöffnung
konstant gegen die Dichtung unter Wirkung eines Federelementes
angedrückt wird, das seinerseits zwischen der Wand des Hohlkörpers, die
der an der Dichtung anliegenden Wand desselben gegenüberliegt, und der
Vorderwand der Ansaugkammer des Zylinderkopfes angebracht ist.
Besonders bevorzugt wird dabei das Federelement als Blattfeder
ausgebildet, die gegen wenigstens drei Ausnehmungen, die auf der Außen
oberfläche des Hohlkörpers angebracht sind, wirkt bzw. gegen diese
andrückt.
Erneut vorzugsweise wird ferner die mit der Gasauslaßöffnung versehene
Wand des Hohlkörpers ein wenig eingesenkt bzw. abgesenkt ausgebildet,
so daß ein geringer Abstand zur anliegenden Wand der Ansaugkammer auf
diese Weise erhalten wird. Durch die Ausbildung dieses kleinen Abstands
bzw. des dadurch erzeugten kleinen Raumes läßt sich ein zusätzlicher
Wärmewiderstand zwischen der metallischen Oberfläche und dem
isolierenden Material erreichen, was eine Absenkung des Wärmeflusses an
das angesaugte Gas begünstigt.
Besonders bevorzugt bestehen bei einem erfindungsgemäßen Kühl
kompressor das kleine Gehäuse, das Strömungsleitrohr und der isolierende
Hohlkörper aus thermisch isolierendem Kunststoff, wobei hier ein solcher
Kunststoff gewählt werden muß, der sich mit dem im Kompressor
eingesetzten Kühlgas und dem verwendeten Schmieröl verträgt, d.h. mit
diesen nicht in unerwünschte Reaktionen eintritt.
Eine erneut vorzugsweise Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kühl
kompressors besteht auch darin, daß das Strömungsleitrohr so angebracht
ist, daß es von der Innenoberfläche des kleinen Gehäuses mit einem
Abstand entfernt gehalten wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im Prinzip
beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt (von vorne) auf einen erfindungsgemäßen Kom
pressor;
Fig. 2 eine Draufsicht auf den in Fig. 1 dargestellten Kompressor,
wobei das obere Gehäuse entfernt ist;
Fig. 3 eine (teilweise geschnittene) Darstellung des Zylinderkopfes und
des Ansaugsystems des in Fig. 1 dargestellten Kompressors, in Richtung
des Pfeiles "B" gesehen;
die Fig. 4 und 5 eine (jeweils teilweise geschnittene) Vorderansicht bzw.
Draufsicht auf das Ansaug-Schalldämpfersystem und die Isolierung der
Ansaug-Kammern, sowie
Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Druckfeder für den Isolier-Abschnitt für
eine Ansaugkammer.
Gemäß den Darstellungen in den Figuren ist die Motor-Kompressoreinheit
1 mittels Schraubenfedern 2a, 2b und 2c innerhalb eines hermetisch
abgeschlossenen Gehäuses 3 aufgehängt. Ein Zylinderblock 4 stützt einen
Stator 5 eines elektrischen Motors 6 und trägt ein Lager 34 für eine
Kurbelwelle 7, die an einem Rotor 8 des elektrischen Motors 6 befestigt
ist.
Der Zylinderblock 4 nimmt auch Pulsations-Schalldämmkammern 9a und
9b (Fig. 2) für das angesaugte Gas sowie einen Zylinder 10 auf, an dem
eine Ventilplatte 11 und ein Zylinderkopf 12 befestigt sind. Der Zylinder
kopf 12 ist mit zwei innenliegenden Hohlräumen versehen, die zu seiner
an der Ventilplatte 11 anliegenden Abschlußfläche geöffnet sind und die
Ansaugkammer 13 sowie die Ausstoßkammer 14 definieren, wie dies in
Fig. 3 dargestellt ist.
Innerhalb des Zylinders 10 ist ein Kolben 15 vorgesehen, der von der
Kurbelwelle 7 über eine Verbindungsstange 16 (Kolbenstange) getrieben
wird. Der Zylinderblock 4 weist weiterhin noch einen Innenkanal 17 (Fig.
2) auf, der die Ausstoßkammer 14, die im Zylinderkopf 12 ausgebildet ist,
mit dem Auslaß-Schalldämpfer 9a verbindet.
Das hermetisch geschlossene Gehäuse 3 trägt auch noch ein Ansaugrohr
18 und eine Ausstoßleitung 19. Ferner ist eine flexible Druckleitung 20
vorgesehen, deren eines Ende an die Ausstoßleitung 19 und deren anderes
Ende an den Auslaß-Schalldämpfer 9b angeschlossen ist.
Wie in den Fig. 1, 3, 4 und 5 dargestellt, umfaßt die Ansaug-Schall
dämpfer-Anordnung 100 einen Pulsations-Schalldämpfabschnitt 110 sowie
einen thermisch isolierenden Abschnitt 120.
Der Schalldämpfabschnitt 110 weist die Form eines kleinen, hermetisch
geschlossenen muschelförmigen Gehäuses auf, das außerhalb des Zylinder
kopfes 12 mit einem geringen Abstand zu diesem befestigt ist und
zumindest eine Innenkammer ausformt. Bei der dargestellten Ausführungs
form legt das kleine muschelförmige Gehäuse 110 zwei Innenkammern
111 und 112 fest, deren erste 111 mit einer Gaseinlaßöffnung 113 und
deren zweite 112 mit einer Gasauslaßöffnung 114 versehen ist.
Innerhalb des kleinen Gehäuses 110 ist ein Strömungsleitrohr 115
befestigt, das die Gasauslaßöffnung 114 mit der Gaseinlaßöffnung 113 in
dem Schalldämpfabschnitt bzw. dem kleinen Gehäuse 110 verbindet. Das
erwähnte Strömungsleitrohr 115 weist ein vergrößertes Einlaßende auf,
das eine Düse 115a mit rechteckiger Querschnittsfläche ausbildet, die
fest und dicht an der Gaseinlaßöffnung 103 des kleinen Gehäuses 110
befestigt ist und von diesem nach außen weg ragt, und zwar derart, daß
sie zum Ansaugrohr 18 des geschlossenen Kompressorgehäuses 3
ausgerichtet ist und diesem benachbart liegt.
Das Strömungsleitrohr 115 ist mit radialen Öffnungen 116 und 117 ver
sehen (Fig. 2), die auf der Innenseite der Dämpfer-Innenkammern 111 und
112 angeordnet sind, und sein Auslaß 115b ist fest und dicht an der Gas
auslaßöffnung 114 des kleinen Gehäuses 110 befestigt.
Ein im Hinblick auf den Kompressorwirkungsgrad wesentliches Merkmal
hängt zusammen mit dem Abstand zwischen der Wand des Strömungsleit
rohres 115 und der Wand des kleinen Gehäuses 110. Der hier
ausgebildete Abstand erzeugt konvektive Widerstände zwischen der
(äußeren) Oberfläche des Strömungsleitrohres 115 und der (inneren)
Oberfläche des kleinen Gehäuses 110. Diese konvektiven Widerstände, die
sich zum Strömungswiderstand der isolierenden Wandfläche addieren, redu
zieren in erheblichem Maße den Wärmestrom und demgemäß das
Überhitzen des angesaugten Gases, was schließlich zu einer Erhöhung des
Wirkungsgrads des Kompressors führt.
Der thermisch isolierende Abschnitt 120 dient dazu, den Wärmeübergang
an das Kühlgas in der Ansaugkammer noch weiter abzusenken, und weist
die Form eines Hohlkörpers auf, der so gebildet ist, daß er auf der
Innenseite die Ansaugkammer 13 des Zylinderkopfes 12 auskleidet. Der
thermisch isolierende Abschnitt 120 ist mit einer Gaseinlaßdüse 121
versehen, die an der Gaseinlaßöffnung der Ansaugkammer 13 des Zylinder
kopfes 12 vorgesehen ist. Diese Gaseinlaßdüse 121 ist fest und dicht an
der Gasauslaßöffnung 114 der zweiten Kammer 112 und an dem Auslaß
115b des Strömungsleitrohres 115 befestigt. Der Hohlkörper 120 ist
ferner mit einer Gasauslaßöffnung 121 versehen, die mit dem Ansaug
ventil kommuniziert.
Das kleine Gehäuse 110 und der Hohlkörper 120 sind aus thermisch
isolierendem Material gefertigt, vorzugsweise aus Kunststoffen, die zu
dem eingesetzten Kühlgas und zu dem in dem Kompressor benutzten
Schmieröl verträglich sind.
Bei dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel bildet das kleine
Gehäuse 110 mit dem Hohlkörper 120 einen einstückigen Körper aus,
wobei die Ansaug-Schalldämpferanordnung sowohl von diesen beiden
Abschnitten wie auch noch vom Strömungsleitrohr 115 gebildet wird.
Dieses Strömungsleitrohr 115 besteht aus einem einzigen, zweigeteilten
Stück, dessen Teile mittels geeigneter Ausnehmungen längs ihrer Kanten
aneinander befestigt sind. Die beiden Hälften, die das kleine Gehäuse 110
und den Hohlkörper 120 ausbilden, sollten bevorzugt nach dem
Zusammenfügen verschweißt werden durch ein Ultraschallverfahren, um
ein hermetisch geschlossenes Gehäuse auszubilden.
Bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion bleibt das kleine Gehäuse
110 an der Düse 121 des Hohlkörpers 120 aufgehängt, der sich seinerseits
vom Zylinderkopf 12 nach außen hin erstreckt; dabei kommt es zu
keinerlei Kontakt zwischen dem kleinen Gehäuse 110 und dem Zylinder
10 des Kompressors.
Wie in Fig. 1 dargestellt, ist der isolierende Abschnitt bzw. Hohlkörper
120 der Ansaugkammer 13 mit einem Dichtungssystem versehen, das aus
einer Feder 131 und einer flachen Dichtung 130 besteht. Die Feder 131
ist, wie in Fig. 6 dargestellt, zwischen dem Zylinderkopf 12 und dem
isolierenden Abschnitt 120 der Ansaugkammer 13 befestigt und übt einen
Druck auf drei Punkte aus, die von den Ausnehmungen 125 (vgl. Fig. 4)
auf der Oberfläche des vorstehend erwähnten isolierenden Abschnitts 120
der Ansaugkammer 13 festgelegt werden. Die Feder 131 dient dazu, die
gewünschte Kompression der Dichtung 130 sicherzustellen und dabei
Maßabweichungen sowie mögliche thermische Ausdehnungen zu
absorbieren, die als Lärmquelle und als Öl-Undichtheit durch die Spalte
zwischen dem Hohlraum des Zylinderkopfs oder des Deckels 12 des
Zylinders 10 und der Gasauslaßöffnung 122 des isolierenden Abschnitts
120 der Ansaugkammer 13 dienen könnten.
Ein konstruktiver Aspekt, auf den hingewiesen sein soll, ist der, daß
nämlich die Wand des Hohlkörpers 120, an der die Gasauslaßöffnung 122
ausgebildet ist, geringfügig abgesenkt bzw. nach unten gezogen ist, um
einen kleinen Abstand 126 (vgl. Fig. 1) zur anliegenden Fläche der
Ansaugkammer 13 nach der Befestigung auf der Ventilplatte 11
auszubilden. Dieser damit geschaffene Raum dient dem Zweck, einen
zusätzlichen thermischen Widerstand zwischen der metallischen Ober
fläche und dem Isoliermaterial zu schaffen und dadurch den Wärmefluß
an das Ansauggas noch weiter zu reduzieren.
Der Strom an Kühlgas innerhalb des Kompressors 1 wird in den Fig. 1,
2, 3 und 4 mittels Pfeilen dargestellt. Das Kühlgas, das in das Innere des
Kompressorgehäuses 3 über das Ansaugrohr 18 eingeführt wird, wird
direkt zu der Ansaug-Schalldämpfer-Anordnung 100 über die Düse 115a
mit rechteckigem Querschnitt geleitet.
Wenn das Kühlgas in die Ansaug-Schalldämpfer-Anordnung 100 einge
treten ist, wird es durch das Strömungsleitrohr 115 geführt und unterliegt
dabei der Einwirkung der Schalldämmkammern 111 und 112, mit denen
das Strömungsleitrohr 115 über die radialen Öffnungen 117 und 116 in
Verbindung steht.
Im Verlauf seines weiteren Weges strömt das Kühlgas aus der An
saug-Schalldämpfer-Anordnung 100 zu der Ansaugkammer 13 im Zylinder
kopf 12 und wird dann zur Kompression in den Zylinder 10 eingeleitet.
Nach der Kompression strömt das Kühlgas in die Auslaßkammer 14, die
ebenfalls im Zylinderkopf 12 ausgebildet ist, und wird durch den
Innenkanal 17 zu den Pulsations-Schalldämpfkammern 9a und 9b des Gas
auslasses geführt, die miteinander verbunden sind. Am Ende wird
schließlich das Kühlgas von diesen Kammern zur Ausstoßleitung 19 über die
flexible Druckleitung 20 geleitet.
Das vorstehend beschriebene Ansaugsystem ermöglicht es, einen
bemerkenswerten Wirkungsgradanstieg des Kompressors zu erzielen und
dies noch dazu in Verbindung mit besonders guten Resultaten bezüglich
der Lärmentwicklung beim Ansaugvorgang.
Claims (10)
1. Hermetisch dichter Kühlkompressor mit einer Motor-Kompressoreinheit, die einen Zylinder
mit einem Ausstoß- und einem Ansaugventil, einen Zylinderkopf, der Ausstoßkammern
ausbildet, in denen das Ausstoßventil angeordnet ist, sowie eine Ansaug-Schalldämpferanordnung
aufweist, die einen Schalldämpf-Abschnitt in Form eines geschlossenen Gehäuses,
das außerhalb des Zylinderkopfes angeordnet ist und zumindest eine Innenkammer aufweist,
die mit einer Gaseinlaßöffnung zur Aufnahme des Gasstromes aus einer Ansaugeinrichtung
und mit einer Gasauslaßöffnung versehen ist, sowie einen isolierenden Hohlkörper
mit einer Gaseinlaßöffnung und einer Gasauslaßöffnung, die in Strömungsverbindung mit
dem Ansaugventil steht, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Gehäuses
(110) mit einem Abstand von dessen Innenfläche ein Strömungsleitrohr (115) angeordnet
ist, das sowohl an der Gaseinlaßöffnung (113) als auch an der Gasauslaßöffnung (114) des
Gehäuses (110) dicht und fest angebracht ist, diese miteinander verbindet und mit mindestens
einer radialen Öffnung (116; 117) versehen ist, durch die das Innere des Strömungsleitrohres
(115) mit dem Inneren jeder Innenkammer (111; 112) in Verbindung steht, und
daß im Zylinderkopf (12) eine Ansaugkammer (13) ausgebildet ist, die der isolierende Hohlkörper
(120) innen auskleidet, wobei die Gaseinlaßöffnung (121) des Hohlkörpers (120) an
der Gaseinlaßöffnung der Ansaugkammer (13) vorgesehen und dicht und fest am Gasauslaßende
(115b) des Strömungsleitrohres (115) befestigt ist.
2. Kühlkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
kleine Gehäuse (110) am Zylinderkopf (12), in einem geringen Abstand
von diesem entfernt gehalten, befestigt ist.
3. Kühlkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
kleine Gehäuse (110) mit seiner Gasauslaßöffnung (114) fest und dicht mit
der Einlaßdüse (121) des Hohlkörpers (120) verbunden ist.
4. Kühlkompressor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das
kleine Gehäuse (110), das Strömungsleitrohr (115) und der Hohlkörper
(120) als aus zwei Teilen bestehende Einzelbauteile ausgebildet sind,
wobei die Hälften des kleinen Gehäuses (110) und des Hohlkörpers (120)
aneinander verschweißt sind.
5. Kühlkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß auch das kleine Gehäuse (110) mit zwei
Innenkammern (111, 112) versehen ist, deren eine die Gaseinlaßöffnung
(113) und deren andere die Gasauslaßöffnung (114) aufweist.
6. Kühlkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Strömungsleitrohr (115) ein erweitertes Einlaß
ende (115a) mit rechteckigem Querschnitt aufweist, das von der Gas
einlaßöffnung (113) des kleinen Gehäuses (110) derart nach außen absteht,
daß es fest und dicht mit der Gaseinlaßöffnung (113) verbunden, zum
Ansaugrohr (18) des hermetisch geschlossenen Gehäuses (3) des
Kompressors ausgerichtet und diesem benachbart angeordnet ist.
7. Kühlkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gasauslaßöffnung (122) des Hohlkörpers (120) mit
einer Dichtung (130) versehen ist, die zwischen den sich zugewendeten
Oberflächen des Hohlkörpers (120) und der Ventilplatte (11) des Zylinders
angeordnet ist, und laufend gegen die Dichtung (130) unter Wirkung eines
Federelementes (131) angedrückt wird, das zwischen der Wand des Hohl
körpers (120), die seiner an der Dichtung (130) anliegenden Wand
gegenüberliegt, und der Vorderwand der Ansaugkammer (13) des Zylinder
kopfes (12) angebracht ist.
8. Kühlkompressor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das
Federelement (131) als Blattfeder ausgebildet ist, die gegen wenigstens
drei Ausnehmungen (125) drückt, die auf der Außenoberfläche des Hohl
körpers (120) angebracht sind.
9. Kühlkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die mit der Gasauslaßöffnung (122) versehene Wand
des Hohlkörpers (120) zur Schaffung eines kleinen Abstandes (126) zur
anliegenden Wand der Ansaugkammer (13) ein wenig eingesenkt ist.
10. Kühlkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das kleine Gehäuse (110), das Strömungsleitrohr (115)
und der isolierende Hohlkörper (120) aus thermisch isolierendem
Kunststoff bestehen, der mit dem im Kompressor eingesetzten Kühlgas
und dem verwendeten Schmieröl verträglich ist.
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