DE69209840T2

DE69209840T2 - HERMETIC MOTOR COMPRESSOR UNIT FOR COOLING CIRCUITS

Info

Publication number: DE69209840T2
Application number: DE69209840T
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Bo; Federigo Peruzzi
Original assignee: Embraco Europe SRL
Current assignee: Embraco Europe SRL
Priority date: 1991-07-04
Filing date: 1992-06-29
Publication date: 1996-08-22
Anticipated expiration: 2012-06-30
Also published as: EP0597872B1; WO1993001412A1; DK0597872T3; IT1250797B; ITTO910522A0; ITTO910522A1; EP0597872A1; DE69209840D1

Description

Die gegenwärtige Erfindung betrifft eine hermetische Motor-Verdichtereinheit für Kühlkreisläufe u. dgl., welche in einem hermetischen Gehäuse einen Kolbenkompressor und dessen elektrischen Motor, der einen Stapel von Platten beinhaltet, aufweist, wobei der Kompressor einen Zylinder mit einer an einer Stirnfläche des Zylinders befestigten Ventilplatte und mit einem seinerseits an der Ventilplatte befestigten Verteiler aufweist, wobei das näher beim elektrischen Motor gelegene Ende der Ventilplatte einen vorspringenden Endbereich aufweist und wobei ein Einlaßschalldämpfer in Form eines hohlen Körpers aus Kunststoff an der Vorderfläche des vorspringenden Endbereiches auf der gleichen Seite wie der Verteiler befestigt ist, und eine Einlaß- Sammelkammer an der gegenüberliegenden Seite des Endbereiches angeordnet ist, welche mit dem Inneren des hohlen Körpers über Durchtrittsöffnungen im Endbereich kommuniziert.The present invention relates to a hermetic motor-compressor unit for refrigeration circuits and the like, which comprises in a hermetic housing a piston compressor and its electric motor, which contains a stack of plates, the compressor comprising a cylinder with a valve plate attached to an end face of the cylinder and with a distributor in turn attached to the valve plate, the end of the valve plate closer to the electric motor having a projecting end portion and an inlet silencer in the form of a hollow body made of plastic being attached to the front face of the projecting end portion on the same side as the distributor, and an inlet collection chamber being arranged on the opposite side of the end portion, which communicates with the interior of the hollow body via passage openings in the end portion.

Eine Motorverdichtereinheit dieser Art ist aus der Schrift WO 86/02703 bekannt. Bei dieser Einheit wird die Einlab-Sammelkammer von einem Hohlraum im Gußeisen des Zylinderblocks in der Nähe des Zylinders gebildet. Der Hohlraum wird durch den vorspringenden Endbereich der Ventilplatte geschlossen. Der Schalldämpfer wird von einem hohlen Körper aus Kunststoff gebildet, der am vorspringenden Endbereich der Ventilplatte durch rohrförmige Stifte befestigt ist, welche in entsprechende Löcher im Endbereich eingerastet sind und welche auch die Kommunikation zwischen dem Inneren des Schalldämpfers und der Sammelkammer ermöglichen.An engine compressor unit of this type is known from document WO 86/02703. In this unit, the intake plenum is formed by a cavity in the cast iron of the cylinder block near the cylinder. The cavity is closed by the projecting end area of the valve plate. The silencer is formed by a hollow body made of plastic, which is fixed to the projecting end area of the valve plate by tubular pins which are engaged in corresponding holes in the end area and which also allow communication between the interior of the silencer and the plenum.

Unter anderem ermöglicht diese bekannte Anordnung, daß die Einheit bestehend aus Ventilplatte, dessen Verteiler und dem Schalldämpfer recht einfach im voraus zusammengesetzt werden kann und in der Folge auch recht einfach auf den Block und dessen Zylinder aufgesetzt werden kann.Among other things, this known arrangement enables the unit consisting of the valve plate, its distributor and the silencer to be assembled quite easily in advance and then also to be placed quite easily on the block and its cylinder.

Die bekannte Lösung bringt bei der Bildung der Einlaßsammelkammer im Block gewisse Kosten mit sich, für welche eine Reduktion wünschenswert wäre. Darüber hinaus ist diese Lösung nicht vorteilhaft für die Arbeitsweise des Kompressors, da die aufgenommene Flüssigkeit ungewünschte Wärme aufnimmt, wenn sie die Metalloberfläche der Sammelkammer berührt.The known solution involves certain costs in the formation of the intake plenum in the block, which would be desirable to reduce. In addition, this solution is not beneficial for the operation of the compressor, since the liquid taken in absorbs undesirable heat when it comes into contact with the metal surface of the plenum.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine hermetische Motorverdichtereinheit des vorliegenden Typs bereitzustellen, bei der die Anordnung des Einlaßsystems nicht nur vom Blickwinkel des Zusammenbaus vorteilhaft ist, sondern die auch die Arbeitsweise des Kompressors verbessert.An object of the invention is to provide a hermetic motor-compressor unit of the present type in which the arrangement of the inlet system is not only advantageous from the point of view of assembly, but which also improves the operation of the compressor.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, mit der gleichen Anordnung des Einlaßsystems eine bessere Schalldämpfung des Kompressors zu erreichen.A further object of the invention is to achieve better sound insulation of the compressor with the same arrangement of the intake system.

Gemäß der Erfindung werden diese Aufgaben bei einer Motorverdichtereinheit der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß sich ein Raum zwischen dem Zylinder und dem Stapel der Platten des elektrischen Motors zum vorspringenden Endbereich der Ventilplatte hin öffnet, daß die Einlaßsammelkammer von einem als ein weiterer Schalldämpfer wirkenden zweiten hohlen Körper aus Kunststoff gebildet wird, im Raum aufgenommen ist, weder in Berührung mit dem Zylinder noch mit dem Stapel von Platten steht und am Endbereich befestigt ist, daß der Verteiler innen in eine Auslaßkammer und eine Einlaßkammer unterteilt ist, deren letztere eine mit einem Ventil versehene Einlaßöffnung in der Ventilplatte und eine Verbindungsöffnung in der Platte umfaßt, und daß der zweite hohle Körper einen Auslab besitzt, der mit der Einlaßkammer über die Verbindungsöffnung kommuniziert.According to the invention, these objects are achieved in a motor-compressor unit of the type mentioned in the introduction in that a space between the cylinder and the stack of plates of the electric motor opens towards the projecting end region of the valve plate, that the inlet collection chamber is formed by a second hollow body made of plastic acting as a further silencer, is accommodated in the space, neither in contact with the cylinder nor with the stack of plates and is fixed to the end region, that the distributor is internally divided into an outlet chamber and an inlet chamber, the latter of which comprises a valved inlet opening in the valve plate and a connecting opening in the plate, and that the second hollow body has an outlet which communicates with the inlet chamber via the connecting opening.

Dank dieses Konzeptes ist die Sammelkammer, welche durch den zweiten hohlen Körper definiert ist, thermisch von den heißen Metallteilen der Motorverdichtereinheit zum Vorteil seiner Arbeitsweise isoliert. Die Räume in den beiden hohlen Körpern schwächen den Lärm zusammen besser ab, da sie bei geeigneten Dimensionierungen Hohlräume bilden können, welche in zwei verschiedenen Frequenzbändern resonant sind und welche zusammen einen größeren Bereich von Frequenzen abschwächen können als dies mit nur einem resonanten Hohlraum möglich wäre, sogar wenn dieser wie beim oben erwähnten früheren Dokument ein größeres Volumen aufweist.Thanks to this concept, the plenum defined by the second hollow body is thermally isolated from the hot metal parts of the motor-compressor unit, to the benefit of its operation. The spaces in the two hollow bodies together attenuate the noise better, since, if suitably dimensioned, they can form cavities that are resonant in two different frequency bands and which together can attenuate a wider range of frequencies than would be possible with only one resonant cavity, even if it has a larger volume, as in the previous document mentioned above.

Die aus der Ventilplatte, dem Verteiler und den beiden Schalldämpferkörpern gemäß der Erfindung gebildete Einheit, ist geeignet, durch ebenso einfache Methoden wie die beim oben erwähnten Stand der Technik im voraus zusammengebaut zu werden und nachfolgend auf den Kompressorblock aufgesetzt zu werden.The unit formed by the valve plate, the distributor and the two silencer bodies according to the invention is suitable for being pre-assembled by methods as simple as those used in the above-mentioned prior art and subsequently mounted on the compressor block.

Die Einlaßkammer des Verteilers enthält vorzugsweise eine Halbschale aus Kunststoff, welche in Richtung der Ventilplatte geöffnet ist und deren Wände zur thermischen Isolierung von den entsprechenden inneren Oberflächen der Kammer beabstandet sind.The inlet chamber of the distributor preferably contains a plastic half-shell which is open towards the valve plate and whose walls are spaced from the corresponding inner surfaces of the chamber for thermal insulation.

Dadurch wird der zweifache Vorteil erreicht, daß die Betriebsweise weiter verbessert wird, da die Flüssigkeit im Verteiler ebenfalls thermisch isoliert ist und daß ein dritter Raum gebildet wird, der bei geeigneten Abmessungen einen dritten Hohlraum bilden kann, welcher ebenfalls in einem gegenüber den anderen unterschiedlichen Frequenzband resonant ist, sodaß ein im gesamten sogar noch größerer Frequenzbereich als im Fall von zwei Hohlräumen abgeschwächt wird.This provides the twofold advantage that the operation is further improved, since the liquid in the distributor is also thermally insulated and that a third space is formed which, with suitable dimensions, can form a third cavity which is also resonant in a different frequency band from the others, so that an even wider frequency range is attenuated overall than in the case of two cavities.

Ein weiterer Vorteil der Anordnung gemäß der Erfindung besteht in der Tatsache, daß die eingezogene Flüssigkeit einen labyrinthartigen Weg vom ersten hohlen Körper zum zweiten und weiters in den Verteiler einnimmt, vor sie das Innere des Zylinders durch das Einlaßventil erreicht, wodurch die Trennung von im Gas aufgenommenen Flüssigkeitstropfen verbessert wird.A further advantage of the arrangement according to the invention consists in the fact that the drawn-in liquid takes a labyrinthine path from the first hollow body to the second and further into the distributor before reaching the interior of the cylinder through the inlet valve, thus improving the separation of liquid drops taken up in the gas.

Weitere charakteristische Merkmale der Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung klar werden, welche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen nachfolgt, welche ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel im Sinne eines nicht beschränkenden Beispiels zeigen und in denenFurther characteristic features of the invention will become clear from the detailed description which follows with reference to the accompanying drawings which show a preferred embodiment by way of non-limiting example and in which

Fig. 1 eine geschnittene, teilweise Draufsicht auf eine motorbetriebene Kompressoreinheit gemäß der Erfindung ist,Fig. 1 is a sectional, partial plan view of a motor-driven compressor unit according to the invention,

Fig. 2 ein teilweiser Durchschnitt im wesentlichen entlang der Linie II-II von Fig. 1 ist,Fig. 2 is a partial section taken substantially along the line II-II of Fig. 1,

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung der Kopfeinheit des Kompressors ist,Fig. 3 is an exploded view of the head unit of the compressor,

Fig. 4 eine innere Ansicht der Kopfeinheit in Richtung des Pfeiles IV-IV von Fig. 1 ist undFig. 4 is an internal view of the head unit in the direction of arrow IV-IV of Fig. 1 and

Fig. 5 eine innere Ansicht des Verteilers ist.Fig. 5 is an internal view of the distributor.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 besitzt eine motorgetriebene Kompressoreinheit ein hermetisches Gehäuse, welches im gesamten mit 10 bezeichnet ist. Im Gehäuse 10 ist ein motorgetriebener Kompressor aufgenommen, der im gesamten mit 12 bezeichnet ist. Der motorgetriebene Kompressor 12 besitzt einen elektrischen Motor, im gesamten mit 14 bezeichnet, und einen Verdrängerprozessor, im gesamten mit 16 bezeichnet. Der Stapel von Statorplatten des Motors 14 ist mit 18 be zeichnet. Der Block bzw. das Gehäuse des Kompressors 16, welches mit 20 bezeichnet ist, ist oberhalb des Stapels der Statorplatten 18 befestigt.Referring to Figures 1 and 2, a motor driven compressor unit has a hermetic housing, generally designated 10. Housing 10 houses a motor driven compressor, generally designated 12. Motor driven compressor 12 has an electric motor, generally designated 14, and a positive displacement processor, generally designated 16. The stack of stator plates of motor 14 is designated 18. The block or housing of compressor 16, generally designated 20, is mounted above stack of stator plates 18.

Der Rotor des elektrischen Motors 14 ist mit 22 be zeichnet und sein hohler vertikaler Schaft ist mit 24 bezeichnet. Das obere Ende des Schafts besitzt eine Kurbel 25, die über einen Verbindungsstab 26 mit einem Kolben 28 verbunden ist, der in einem Zylinder 30 horizontal verschiebbar ist. Der Zylinder 30 ist im Block oder Gehäuse 20 geformt, welches aus Gußeisen bestehen kann.The rotor of the electric motor 14 is designated 22 and its hollow vertical shaft is designated 24. The upper end of the shaft has a crank 25 which is connected by a connecting rod 26 to a piston 28 which is horizontally displaceable in a cylinder 30. The cylinder 30 is formed in the block or housing 20 which may be made of cast iron.

Das Kopfende des Zylinders 30 besitzt eine ebene Stirnfläche 32.The head end of the cylinder 30 has a flat front surface 32.

Die Kopfeinheit 34, welche nun mit besonderer Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 beschrieben wird, ist mittels Schrauben an der Stirnfläche 32 befestigt.The head unit 34, which will now be described with particular reference to Figs. 3 and 4, is secured to the front face 32 by means of screws.

In bekannter Weise besitzt die Kopfeinheit 34 Dichtungen, welche der Einfachheit halber weder gezeigt noch beschrieben sind.As is known, the head unit 34 has seals, which are neither shown nor described for the sake of simplicity.

Die Kopfeinheit 34 beinhaltet unter anderem eine Ventilplatte 36, deren Struktur die gleiche oder ähnlich ist wie die im Dokument WO 86/02703 gezeigte. Die Platte 36 weist einen Endbereich 38 auf, der an ihrem am nächsten beim elektrischen Motor 14 gelegenen Ende vorspringt (abwärts in den Fig. 1 und 2). Ein vom Zylinder 30 und dem Stapel der Platten 18 begrenzter Raum 40 (Fig. 1) öffnet sich gegen den vorspringenden Endbereich 38, welcher ihm gegenüberliegt.The head unit 34 includes, among other things, a valve plate 36, the structure of which is the same or similar to that shown in document WO 86/02703. The plate 36 has an end portion 38 which projects at its end closest to the electric motor 14 (downward in Figures 1 and 2). A space 40 (Figure 1) delimited by the cylinder 30 and the stack of plates 18 opens towards the projecting end portion 38 which is opposite it.

Ein hohler Verteiler 42 beispielsweise aus einer Leichtmetallegierung ist an der äußeren Stirnseite der Ventilplatte 36 befestigt. Der Verteiler 42 erstreckt sich nicht über den vorspringenden Endbereich 38.A hollow distributor 42, for example made of a light metal alloy, is attached to the outer face of the valve plate 36. The distributor 42 does not extend over the projecting end region 38.

Ein Einlaßschalldämpfer 44 mit einer Einlaßöffnung 45 ist an der vorderen Stirnseite des Endbereiches 38 direkt unterhalb des Verteilers 42 befestigt. Der Schalldämpfer 44 besteht aus einem hohlen geformten Element, welches aus Kunststoff spritzgegossen ist.An intake silencer 44 having an intake port 45 is secured to the front face of the end portion 38 directly below the manifold 42. The silencer 44 is comprised of a hollow molded member injection molded from plastic.

Ein weiterer geformter hohler Körper 46 aus dem gleichen Kunststoff ist an der Stirnfläche des Endbereiches 38 auf der gegenüberliegenden Seite des Schalldämpfers 44 befestigt und wirkt sowohl als eine Einlab-Sammelkammer und als ein zweiter Schalldämpfer.Another molded hollow body 46 of the same plastic is attached to the face of the end portion 38 on the opposite side of the muffler 44 and acts both as a plenum chamber and as a second muffler.

In gleicher Ebene mit den beiden Körpern 44 und 46 weist der Endbereich 38 ein Paar von Durchtrittsöffnungen 48 auf. Zugeordnete rohrförmige gespaltene Stifte 50, die einstückig mit dem hohlen Körper 44 ausgebildet sind, erstrecken sich durch die Öffnungen 48. Einer der Stifte 50 ist auch in Fig. 1 sichtbar. Die Stifte 50 sind in entsprechenden Öffnungen 52 im anderen Körper 46 eingeschnappt, befestigen die beiden Körper 44 und 46 aneinander und am Endbereich 38 der Ventilplatte 36 und ermöglichen auch die Kommunikation zwischen den Hohlräumen der beiden Körper 44 und 46.In the same plane as the two bodies 44 and 46, the end portion 38 has a pair of through-openings 48. Associated tubular split pins 50, which are formed integrally with the hollow body 44 extend through the openings 48. One of the pins 50 is also visible in Fig. 1. The pins 50 are snapped into corresponding openings 52 in the other body 46, securing the two bodies 44 and 46 to each other and to the end portion 38 of the valve plate 36 and also allowing communication between the cavities of the two bodies 44 and 46.

Der zweite Schalldämpfer oder hohle Körper 46 besitzt einen durch einen rohrförmigen Ansatz gebildeten Auslaß, der sich durch eine zugeordnete Durchtrittsöffnung 58 in der Ventilplatte 36 erstreckt, um mit dem Inneren des Verteilers 42 zu kommunizieren.The second muffler or hollow body 46 has an outlet formed by a tubular extension which extends through an associated passage opening 58 in the valve plate 36 to communicate with the interior of the manifold 42.

Mit Bezug speziell auf Fig. 5 weist der Verteiler 42 einen inneren Hohlraum auf, der sich zur Ventilplatte 36 öffnet und der durch eine zentrale Unterteilung 60 in eine Auslaßkammer 62 und eine Einlaßkammer 64 unterteilt ist.Referring specifically to Fig. 5, the manifold 42 has an internal cavity which opens to the valve plate 36 and which is divided by a central partition 60 into an outlet chamber 62 and an inlet chamber 64.

Die Auslaßkammer 62 kommuniziert mit dem Inneren des Zylinders 30 (Fig. 1) über ein Auslaßventil, welches im gesamten in Fig. 3 mit 66 bezeichnet ist und das seinerseits in herkömmlicher, nicht gezeigter Weise mit einem Auslaßschalldämpfer 70 kommuniziert.The exhaust chamber 62 communicates with the interior of the cylinder 30 (Fig. 1) via an exhaust valve, which is designated as a whole in Fig. 3 as 66 and which in turn communicates with an exhaust muffler 70 in a conventional manner, not shown.

Die durch den rohrförmigen Ansatz 56 definierte Rohrleitung öffnet sich über Durchtrittsöffnungen 58 in die Einlaßkammer 64.The pipeline defined by the tubular extension 56 opens into the inlet chamber 64 via passage openings 58.

Die Ventilplatte 36 besitzt eine mit einem Ventil versehene Einlaßöffnung 68, die mit dem Inneren des Zylinders 30 über ein Plattenabsperrorgan 70 kommuniziert (Fig. 4). Das Absperrorgan 70 ist durch Ausschneiden aus einer Platte 72 gebildet, welche mit der "inneren" Stirnfläche der Ventilplatte 36 verbunden ist. Diese Platte 72 ist in Fig. 3 nicht gezeigt, da sie zum Stand der Technik gehört.The valve plate 36 has a valved inlet opening 68 which communicates with the interior of the cylinder 30 via a plate shut-off device 70 (Fig. 4). The shut-off device 70 is formed by cutting out a plate 72 which is connected to the "inner" front face of the valve plate 36. This plate 72 is not shown in Fig. 3 since it belongs to the prior art.

Eine Halbschale 74 aus Kunststoff ist vorzugsweise in die Einlaßkammer 64 des Verteilers 42 eingesetzt. Die Seitenwände der Halbschale 74 sind entsprechend dem Durchschnitt der Kammer 64 geformt und sind von den Seitenwänden der Kammer 64 durch äußere Rippen 76 beabstandet. Die Stirnwand der Halbschale 74 ist ebenfalls von der Stirnfläche der Kammer 64 durch entsprechende Rippen 78 beabstandet. Die Halbschale 74 ist auf diese Weise von den Metalloberflächen des Verteilers 42 thermisch isoliert.A plastic half-shell 74 is preferably inserted into the inlet chamber 64 of the distributor 42. The side walls of the half-shell 74 are shaped to correspond to the diameter of the chamber 64 and are spaced from the side walls of the chamber 64 by external ribs 76. The end wall of the half-shell 74 is also spaced from the end face of the chamber 64 by corresponding ribs 78. The half-shell 74 is thus thermally insulated from the metal surfaces of the distributor 42.

Wie bereits zu Beginn erwähnt, hilft die Halbschale 74 dank ihrer thermischen Isolation vom metallischen Verteiler 42 die Betriebsweise des Kompressors zu verbessern und bildet außerdem einen dritten Schalldämpfer, der als letzter in der Serie der Schalldämpfer 44, 46 und 74 angeordnet ist, um den Bereich der Frequenzen, in dem der Lärm des Kompressors beim Ansaugen abgeschwächt wird, auf ein Maximum zu vergrößern, was das ein Ergebnis der geeigneten Dimensionierung der Resonanzkavitäten der einzelnen Schalldämpfer ist.As already mentioned at the beginning, the half-shell 74 thanks to its thermal insulation from the metal manifold 42 helps to improve the operation of the compressor and also forms a third silencer, placed last in the series of silencers 44, 46 and 74, in order to increase to the maximum the range of frequencies in which the noise of the compressor during suction is attenuated, which is the result of the suitable dimensioning of the resonance cavities of the individual silencers.

Claims

1. Hermetic motor compressor unit for cooling circuits and the like, which has a piston compressor (16) and its electric motor (14) in a hermetic housing (10), the compressor (16) having a cylinder (30) with a valve plate (36) attached to the front surface (32) of the cylinder (30) and with a distributor (42) attached to the valve plate (36), the end of the valve plate (36) closer to the electric motor (14) having a projecting end region (33) and an inlet silencer (44) in the form of a hollow body made of plastic is attached to the front surface of the projecting end region (38) on the same side as the distributor (42) and an inlet collection chamber is arranged on the opposite side of the end region (38) which is connected to the interior of the hollow body (44) via passage openings (48) in the end region (33), characterized in that a space (40) defined between the cylinder (30) and the stack of plates (13) of the electric motor (14) opens towards the projecting end region (38) of the valve plate (36), that the intake collection chamber is formed by a second hollow body (46) made of plastic acting as a further silencer, is received in the space (40), is in contact neither with the cylinder (30) nor with the stack of plates (18) and is attached to the end region (38), that the distributor (42) is internally divided into an outlet chamber (62) and an inlet chamber (64), the latter of which comprises a valved inlet opening (68) in the valve plate (36) and a connecting opening (58) in the plate, and that the second hollow body (46) has an outlet (56), which communicates with the inlet chamber (64) via the connecting opening (58).

2. Motor compressor unit according to claim 1, characterized in that the inlet chamber (64) of the distributor (42) contains a half-shell (74) made of plastic, which is open towards the valve plate (36) and whose walls are spaced from the corresponding inner surfaces of the chamber for thermal insulation.

3. Motor compressor unit according to claim 1 or 2, characterized in that the two hollow bodies (44, 46) made of plastic are fastened to one another and to the projecting end region (38) of the valve plate (36), tubular pins (50) protruding from one of the bodies extend through the through openings (48) in the end region (38) and are snapped into corresponding openings (52) of the other body, and the pins (50) also form the connecting pipes between the cavities of the two bodies (44, 46).