DE60216501T2

DE60216501T2 - Saugschalldämpfer für einen hermetischen hubkolbenverdichter

Info

Publication number: DE60216501T2
Application number: DE60216501T
Authority: DE
Inventors: Erich Dietmar 89204-060 Joinville LILIE; Caldeira Fabricio 89201-450 Joinville POSSAMAI
Original assignee: Whirlpool SA
Current assignee: Whirlpool SA
Priority date: 2001-10-29
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2022-10-30
Also published as: BR0105694A; CN1578877A; KR20040045878A; EP1446580A1; WO2003038280A1; ATE347033T1; KR100883859B1; JP2005520083A; CN100347447C; ES2275919T3; JP4464135B2; BR0105694B1; EP1446580B1; DE60216501D1; MXPA04004001A; US7866955B2; US20050031461A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Saugschalldämpfer, der am Kühlgaszuführbereich eines hermetischen Kolbenverdichters zu montieren ist, insbesondere eines hermetischen Kolbenverdichters mit Direktansaugung, wie er in Kleinkühlsystemen verwendet wird.
Hintergrund der Erfindung
Bei hermetischen Kolbenverdichtern ist die Ansaugung mit einem Schalldämpfungssystem (Akustikfiltern oder Ansaugschalldämpfern) versehen, das im Inneren des Gehäuses vorgesehen ist und dem Saugventil das von der Ansaugleitung kommende Gas zuführt.
Dieses Bauteil führt verschiedene Funktionen aus, die für den einwandfreien Betrieb des Verdichters von Bedeutung sind, wie die Gasleitung, die Schalldämpfung und in manchen Fällen die Wärmeisolierung des Gases, das in das Innere des Zylinders angesaugt wird.
Der Ansaugschalldämpfer besteht allgemein aus einer Reihe von Volumina und Rohren, die das von der Ansaugleitung kommende Gas direkt dem Saugventil zuführen. Diese Gasverdrängung erzeugt Schwingungen, die Geräusche erzeugen, welche sich in einer dem Gasstrom zum Saugventil entgegengesetzten Richtung ausbreiten. Je wirksamer der Saugschalldämpfer am Schallauslaß ist, desto schwächer sind diese Schwingungen.
Eine weitere wichtige Funktion des Saugschalldämpfers besteht darin, dem Saugventil das Gas mit möglichst geringer Erwärmung zuzuführen, einen Wärmeaustausch mit dem im Inneren des Verdichtergehäuses gestauten Gas zu vermeiden und auch seinen Kontakt mit den heißen Teilen im Inneren des Verdichters zu verringern. Andererseits stellt der Saugschalldämpfer einen Leistungsverlust für den auszulassenden Gasstrom dar. Sein Einfluß auf die Leistung des Verdichters ist von großer Bedeutung. Die Saugschalldämpfer sind vorwiegend aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit gefertigt und am Verdichterkopf über die Zylinderabdeckung befestigt. Die Bemessung der inneren Volumina der Saugschalldämpferrohre bestimmt in hohem Maße den Wirkungsgrad der letzteren.
Bei manchen bekannten Bauweisen für die Verdichter von Kühlsystemen erfolgt die Gasansaugung mittels Direktansaugung vom Einlaßrohr zum Inneren das Saugschalldämpfers. Bei diesen Bauweisen wird die Ansaugleitung über eine biegsame Verbindung, die das kalte Ansauggas direkt in das Innere des Verdichters leitet, in Fluidverbindung mit dem Saugschalldämpfer gehalten, wodurch der Wärmeaustausch dieses kalten Gases mit dem im Inneren des Gehäuses gestauten Gas minimiert wird. Diese Verbindung kann aus einem biegsamen Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit gefertigt sein und am Saugschalldämpfer sowie in gleitendem Kontakt mit dem Verdichtergehäuse gehalten werden, wie dies bei der in der US 4,793,775 beschriebenen Lösung der Fall ist.
Bei dieser Bauart nach dem Stand der Technik funktioniert die biegsame Verbindung während des normalen Betriebs des Verdichters einwandfrei und leitet das kalte Gas von der Saugleitung zum Saugventil, ohne dieses einströmende Gas einer Vermischung mit dem erwärmten Gas, das im Verdichtergehäuse enthalten ist, zu unterziehen, und wobei sie auch die Übertragung der von den Gasschwingungen im Inneren des Saugschalldämpfers herrührenden Geräusche an das Gehäuse minimiert.
Diese bekannte Ausführungsform hat jedoch den Nachteil, daß sie keine schnelle und angemessene Rückkehr des Kühlsystems zu den Druckpegeln des normalen Arbeitsbetriebs des Verdichters zuläßt, wenn letzterer nach einer Unterbrechungsdauer betätigt wird, während der der Druck im Inneren des Gehäuses auf einen Wert erhöht wird, bei dem sich die Ansaug- und die Auslaßseite des Verdichters im Gleichgewicht befinden.
Wenn der Verdichter wieder gestartet wird, fällt der Druck im Inneren des Saugschalldämpfers und im Inneren der biegsamen Verbindung schlagartig ab, wodurch ein Druckunterschied entsteht, der größer ist als der Unterbrechungsdruck im Inneren des Verdichtergehäuses, was ein bestimmtes Zusammenfallen der biegsamen Verbindung bewirkt und die Verdichteranordnung zum Gehäuse hin verkippt, wodurch die biegsame Verbindung zusammengedrückt und unerwünschten Kräften ausgesetzt wird, solange der Zustand des starken Druckungleichgewichtes zwischen dem Inneren des Gehäuses und dem Inneren des Saugschalldämpfers anhält. Da letzterer im Falle der Direktansaugung so gebaut ist, daß er relativ hermetisch mit dem Einlaß des Saugschalldämpfers und dem Gehäuse gekoppelt ist, bleibt der Druck im Inneren des letzteren im Vergleich zum Inneren des Saugschalldämpfers über einen langen Zeitraum hinweg hoch, während dessen die biegsame Verbindung elastisch verformt und in unangemessener Weise unerwünschten Kräften ausgesetzt bleibt, die dazu neigen, sie zu beschädigen oder aus ihrer Betriebsstellung zu verschieben.
Ziele der Erfindung
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Saugschalldämpfer für einen hermetischen Kolbenverdichter mit Direktansaugung bereitzustellen, der nicht die Nachteile der bekannten Lösungen aus dem Stand der Technik aufweist, einen schnellen und wirksamen Ausgleich der im Inneren des Gehäuses und im Inneren des Saugschalldämpfers vorliegenden Drücke bewirkt, ohne die Elemente der Direktansaugung unerwünschten Kräften auszusetzen und ohne einen Verlust im volumetrischen Wirkungsgrad des Verdichters zu bewirken.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Saugschalldämpfer der oben erwähnten Art bereitzustellen, der eine bessere Dämpfung der Geräusche ergibt, die durch die Gasschwingungen im Inneren des Saugschalldämpfers erzeugt werden.
Ein noch weiteres Ziel ist es, einen Saugschalldämpfer bereitzustellen, der neben den obigen Merkmalen eine bessere Befestigung des Verbinders an dessen Gaseinlaß ermöglicht.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese und andere Ziele werden mit einem im Inneren eines hermetischen Gehäuses montierten Saugschalldämpfer für einen hermetischen Kolbenverdichter erreicht, wobei der Saugschalldämpfer einen Hohlkörper umfaßt, der mindestens eine Schallkammer festlegt und einen Gaseinlaß, der über eine biegsame Verbindung an eine Saugleitung angeschlossen ist, sowie einen mit einem Saugventil des Verdichters verbundenen Gasauslaß aufweist, wobei der Saugschalldämpfer eine Ausgleichskammer aufweist, die auf einer Seite mit einer Öffnung zum Inneren der hermetischen Kammer und, andererseits, auf der anderen Seite mit einer Fluidverbindung zur Schallkammer versehen ist, wobei die Ausgleichskammer so bemessen ist, daß sie gleichzeitig die Übertragung von Schallenergie an den Hohlraum des Gehäuses, die Vermischung des Gases mit dem Gas, das in dem hermetischen Gehäuse enthalten ist, und den Druckunterschied zwischen dem Inneren des letzteren und der Saugleitung bei Betrieb des Verdichters nach einer Unterbrechungsdauer minimiert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 schematisch eine Längsschnittdarstellung eines Verdichters mit einer Direktansaugung zwischen einem Einlaßrohr und einem Saugschalldämpfer, der gemäß der vorliegenden Erfindung gebaut ist, mit einer am Saugschalldämpfer befestigten Verbindung,
2 schematisch und in Längsschnittdarstellung den Saugschalldämpfer in 2, der im Inneren des hermetischen Gehäuses des Verdichters montiert ist;
3 schematisch und in perspektivischer Explosionsdarstellung den Saugschalldämpfer der vorliegenden Erfindung und eine Verbindung, die an einem Einlaß desselben zu befestigen ist, wenn er sich im Montagezustand befindet, und
4 schematisch und in Längsschnittdarstellung den Saugschalldämpfer der vorliegenden Erfindung, bei dem der Verbinder am hermetischen Gehäuse sitzt und zum Inneren des Saugschalldämpfer-Leitungsrohrs hin geöffnet ist.
Beschreibung der dargestellten Ausführungsform
Die vorliegende Erfindung wird für einen Verdichter der Art beschrieben, die in Kühlsystemen verwendet wird und die umfaßt: im Inneren eines hermetischen Gehäuses 1 eine Motor-Verdichter-Anordnung mit einem Zylinderblock, in dem ein Zylinder 2 festgelegt ist, der an einem Ende einen hin und her taufenden Kolben 3 aufnimmt und dessen gegenüberliegendes Ende mit einer Zylinderabdeckung 4 verschlossen ist, die darin ein Gehäuse 5 zur Anpassung des Saugschalldämpfers festlegt, und eine Auslaßkammer 6 (3) in wahlweiser Fluidverbindung mit einer Druckkammer 7, die im Zylinder 2 zwischen einem oberen Abschnitt des Kolbens 3 und einer Ventilplatte 8 festgelegt ist, welche zwischen dem gegenüberliegenden Ende des Zylinders 2 und der Zylinderabdeckung 4 vorgesehen ist, durch Saugöffnungen 8a und (nicht gezeigte) Auslaßöffnungen, die an der Ventilplatte 8 vorgesehen sind und wahlweise jeweils durch Saugventile 8a und (nicht gezeigte) Auslaßventile geschlossen werden.
Gemäß den Darstellungen erreicht das Gas, das vom Verdichter angesaugt wird und von einer Saugleitung 9 des Kühlsystems kommt sowie zum Inneren des hermetischen Gehäuses 1 hin geöffnet ist, letzteres durch ein Einlaßrohr 9a, das an der Außenseite des hermetischen Gehäuses 1 befestigt ist und über eine rohrförmige Verbindung 10 aus biegsamem Material in Fluidverbindung mit dem im Inneren des hermetischen Gehäuses 1 montierten Saugschalldämpfer steht, wobei der Saugschalldämpfer im Gehäuse 5 in Fluidverbindung mit dem Saugventil 8a der Ventilplatte 8 montiert ist.
Wie in den beigefügten Zeichnungen gezeigt, umfaßt der Saugschalldämpfer der vorliegenden Erfindung einen Hohlkörper 20, der allgemein aus einem Material mit niedriger Wärmeleitfähigkeit erhalten wird und z. B. einen rechteckigen Querschnitt aufweist, und der verschlossen ist mit einer oberen Abdeckung 30 zum Sitz auf dem oberen Rand des Hohlkörpers 20 und zur Befestigung dort mit einem geeigneten Mittel, wie z. B. einem Paar Klemmen 40, die mittels elastischer Verformung in entsprechende Ösen 21 und 31 eingesetzt werden, die im Hohlkörper 20 und in der Abdeckung 30 vorgesehen sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt die rohrförmige Verbindung 10 an einem Ende 11 einen ersten Umfangsflansch 12, der im Inneren des Hohlkörpers 20 sitzt und gehalten wird, indem entsprechende Abschnitte des letzteren und der oberen Abdeckung 30 zusammengefügt werden, und an einem gegenüberliegenden Ende 13 einen zweiten Umfangsflansch 14, der an der Innenfläche des hermetischen Gehäuses 1 konzentrisch zur Saugleitung 9 sitzt.
Der Hohlkörper 20 ist mit einem in Fluidverbindung mit der Gaszufuhr zum Verdichter stehenden Gaseinlaß 22, der zum Saugeinlaßrohr 9a der Saugleitung 9 ausgerichtet ist, und mit einem in Fluidverbindung mit einer Ansaugseite des Verdichters stehenden Gasauslaß 32 versehen, der an das Saugventil 8b des Verdichters angeschlossen ist. Bei der beschriebenen Bauweise ist der Gaseinlaß 22 durch die Verbindung des Hohlkörpers 20 und der oberen Abdeckung 30 festgelegt, und der Gasauslaß hat die Form einer rohrförmigen Erweiterung, die oben und außen in die Abdeckung 30 integriert ist und ein freies Ende aufweist, das so gestaltet ist, daß es an die Saugöffnung 8a der Ventilplatte 8 der Zylinderabdeckung 4 des hermetischen Verdichters angepaßt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung legt der Hohlkörper 20 in seinem Inneren mindestens eine, beispielsweise zwei, Schallkammern fest, die durch einen gemeinsamen Wandabschnitt voneinander getrennt sind, der durch eine Trennplatte 24 festgelegt ist, welche im Inneren des Hohlkörpers 20 vorgesehen ist, wie dies nachfolgend noch beschrieben wird.
Der vorliegende Saugschalldämpfer umfaßt eine erste Schallkammer 25 in Fluidverbindung mit dem Gasauslaß 32 des Hohlkörpers 20 und eine zweite Schallkammer 26 in Fluidverbindung mit dem Gaseinlaß 22 des Saugschalldämpfers, wobei die erste und die zweite Schallkammer 25, 26 durch die Trennplatte 24 voneinander getrennt sind.
Gemäß den Darstellungen ist der Hohlkörper 20 in einer unteren Wand 20a mit einer Begrenzungsöffnung 27 versehen, durch die das Schmieröl nach unten fließt und die so bemessen ist, daß sie nur das Hindurchfließen von Öl zuläßt, wodurch vermieden wird, daß das erwärmte Öl aus dem Inneren des Gehäuses 1 das Innere des Saugschalldämpfers erreicht und die Temperatur des Gases darin erhöht.
Der vorliegende Saugschalldämpfer weist ferner ein Leitungsrohr 50 mit einem ersten Ende 51, das zum Gasauslaß 32 des Hohlkörpers 20 hin geöffnet ist, und mit einem zweiten Ende 52, das zum Gaseinlaß 22 des Hohlkörpers 20 hin geöffnet ist, auf, wobei das Leitungsrohr 50 Mittelabschnitte aufweist, die jeweils zur ersten und zur zweiten Schallkammer 25, 26 des Hohlkörpers 20 hin geöffnet sind. Das Leitungsrohr 50 ist mit mindestens einem Fenster 53, das in die erste Schallkammer 25 mündet und durch das die direkte Fluidverbindung zwischen der ersten Schallkammer 25 und dem Gasauslaß 32 des Hohlkörpers 20 erfolgt, und auch mit mindestens einem Fenster 54 versehen, das zur zweiten Schallkammer 26 des Hohlkörpers 20 hin geöffnet ist und durch das die direkte Fluidverbindung zwischen der zweiten Schallkammer 26 und dem Gaseinlaß 22 des Hohlkörpers 20 erfolgt. Bei der dargestellten Bauweise ist das Leitungsrohr 50 zweiteilig ausgebildet und trägt an einem dieser Teile die Trennwand 24, welche die Trennung zwischen der ersten und der zweiten Schallkammer 25, 26 festlegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist der Hohlkörper 20 innen eine Ausgleichskammer 60 auf, die auf einer Seite mit einer Öffnung 60a zum Inneren des hermetischen Gehäuses 1 und auf der anderen Seite mit einer Fluidverbindung 61 versehen ist, die eine Schallkammer aufweist, wobei die Ausgleichskammer 60 und die Fluidverbindung 61 so bemessen sind, daß sie gleichzeitig die Geräusche von den Gasschwingungen im Inneren des Saugschalldämpfers, das Vermischen des Gases mit dem im hermetischen Gehäuse 1 enthaltenen Gas und den Druckunterschied zwischen der Außenseite des hermetischen Gehäuses 1 und der Saugleitung bei Betrieb des Verdichters nach einer Unterbrechungsdauer minimieren.
Die Ausgleichskammer 60 ist so bemessen, daß nur ein Abschnitt ihres Innenvolumens benachbart der Fluidverbindung 61 festgelegt ist, wobei dieser Abschnitt bei Betrieb des Verdichters wechselweise mit dem von der Schallkammer, insbesondere der ersten Schallkammer 25, kommenden Gas bzw. nur mit dem vom verbleibenden Innenvolumen der Ausgleichskammer 60 kommenden Gas gefüllt wird. Somit kann das im hermetischen Gehäuse 1 enthaltene Gas während des normalen Betriebs des Verdichters nicht durch die Fluidverbindung 61 in das Innere der Schallkammer gelangen. Das Innenvolumen der Ausgleichskammer 60 weist einen Querschnitt auf, der mit dem Querschnitt der Ausgleichskammer 60 entlang der Erstreckung des Innenvolumenabschnittes zusammenfällt.
Gemäß den Darstellungen weist die Ausgleichskammer 60 eine langgestreckte Form auf, deren eines Ende zur Schallkammer und deren gegenüberliegendes Ende zum Inneren des hermetischen Gehäuses 1 hin geöffnet ist, wobei die Öffnung der Ausgleichskammer 60 zum Inneren des hermetischen Gehäuses 1 hin eine Kontur aufweist, die im Bereich dieser Öffnung mit der Kontur der Ausgleichskammer 60 zusammenfällt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Fluidverbindung 61 benachbart dem Gasauslaß 32 des Hohlkörpers 1 vorgesehen und beispielsweise durch eine Öffnung festgelegt, die in einer sowohl der Schallkammer als auch der Ausgleichskammer 60 gemeinsamen Wand ausgebildet ist.

Claims

Saugschalldämpfer für einen hermetischen Kolbenverdichter, der im Inneren eines hermetischen Gehäuses (1) montiert ist, wobei der Saugschalldämpfer einen Hohlkörper (20) umfaßt, der mindestens eine Schallkammer festlegt und mit einem Gaseinlaß (22), der über eine rohrförmige Verbindung an eine Saugleitung (9) angeschlossen ist, sowie mit einem Gasauslaß (32), der mit einem Saugventil (8b) des Verdichters verbunden ist, versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Ausgleichskammer (60) aufweist, die auf einer Seite mit einer Öffnung (60a) zum Inneren des hermetischen Gehäuses (1) und auf der anderen Seite mit einer Fluidverbindung (61) zur Schallkammer versehen ist, wobei die Ausgleichskammer so bemessen ist, daß sie gleichzeitig die Übertragung von Schallenergie an den Hohlraum des Gehäuses, die Vermischung des Gases mit dem Gas, das in dem hermetischen Gehäuse (1) enthalten ist, und den Druckunterschied zwischen dem Inneren des letzteren und der Saugleitung (9) bei Betrieb des Verdichters nach einer Unterbrechungsdauer minimiert.
Saugschalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichskammer (60) so bemessen ist, daß nur ein Teil ihres Innenvolumens benachbart der Fluidverbindung (61) festgelegt ist, wobei dieser Teil bei normalem Betrieb des Verdichters abwechselnd mit dem von der Schallkammer kommenden Gas und mit dem vom übrigen Innenvolumen der Ausgleichskammer (60) kommenden Gas gefüllt wird.
Saugschalldämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenvolumen einen Querschnitt aufweist, der mit dem Querschnitt der Ausgleichskammer (60) entlang der Erstreckung des Innenvolumens zusammenfällt.
Saugschalldämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidverbindung (61) benachbart dem Gasauslaß (32) des Hohlkörpers (20) vorgesehen ist.
Saugschalldämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichskammer (60) eine langgestreckte Form aufweist, deren eines Ende mit der Fluidverbindung (61) zur Schallkammer und deren gegenüberliegendes Ende mit der Öffnung (60a) zum Inneren des hermetischen Gehäuses (1) versehen ist.
Saugschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidverbindung (61) durch eine Öffnung festgelegt ist, die in einer sowohl der Schallkammer als auch der Ausgleichskammer (60) gemeinsamen Wand ausgebildet ist.
Saugschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (60a) der Ausgleichskammer (60) zum Inneren des hermetischen Gehäuses (1) eine Kontur aufweist, die mit der Kontur der Ausgleichskammer (60) im Bereich der Öffnung (60a) zusammenfällt.
Saugschalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (20) innen eine erste und eine zweite Schallkammer (25, 26) und ein Leitungsrohr (50) festlegt, dessen einander gegenüberliegende Enden jeweils mit dem Gaseinlaß bzw. dem Gasauslaß (22, 32) des Hohlkörpers (20) verbunden sind und dessen Mittelabschnitte jeweils zur ersten bzw. zur zweiten Schallkammer (25, 26) hin offen sind, wobei die erste Schallkammer (25) benachbart dem Gasauslaß (32) des Hohlkörpers (20) liegt und eine eingeschränkte Fluidverbindung zur Ausgleichskammer (60) darstellt.
Saugschalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Verbindung (10) aus einem flexiblen Material gebildet ist und an einem Ende (11) einen ersten Umfangsflansch (12), der im Inneren des Hohlkörpers (20) sitzt und gehalten wird, sowie an einem gegenüberliegenden Ende (13) einen zweiten Umfangsflansch (14) aufweist, der gegen die Innenfläche des hermetischen Gehäuses (1), konzentrisch zur Saugleitung (9), anliegt.
Saugschalldämpfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaseinlaß (22) vom Übergang des Hohlkörpers (20) zu einer oberen Abdeckung (30) gebildet wird, wobei der erste Umfangsflansch (12) jeweils von entsprechenden Abschnitten des Hohlkörpers (20) und der oberen Abdeckung (30) gehalten wird.