EP1890037A1 - Kompressor - Google Patents
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- EP1890037A1 EP1890037A1 EP06016421A EP06016421A EP1890037A1 EP 1890037 A1 EP1890037 A1 EP 1890037A1 EP 06016421 A EP06016421 A EP 06016421A EP 06016421 A EP06016421 A EP 06016421A EP 1890037 A1 EP1890037 A1 EP 1890037A1
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- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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Definitions
- the invention relates to a compressor according to the preamble of claim 1.
- Such a compressor is the EP 0 335 362 B1 refer to. It is characterized by compact dimensions with good conveying characteristics and smoothness.
- the intake ports of the various cylinders are each provided with an intake pipe whose length is long compared to the clear cross-section of the intake pipe. In this way, the intake noise is significantly reduced.
- the reduction of the total noise level obtained by the intake pipe is about 3 to 9 dB (A) at medium listening frequencies of about 100 Hz to 2 kHz.
- the claim 2 calls preferred ratios between the length of the intake pipes and their inner diameter.
- the intake filter can contribute to the sound attenuation.
- a compressor, as indicated in claim 6, has particularly favorable flow conditions at the ends of the intake pipes, which also has a favorable effect on the noise.
- the claim 7 calls particularly proven curvature conditions for the end of the intake pipes provided in the intake.
- the development of the invention according to claim 8 is in view of favorable flow conditions at the inlet of the intake manifold advantageous.
- Diameter of the intake duct as stated in claim 9, have proven particularly for compressors of medium flow rate (40 to 250 1 / min), as they are often used in dental offices.
- the longer straight pipe section can be parallel to an outer surface of the cylinder, when the cylinder-side end of the intake pipe is connected to an air intake opening, which, as is often customary, provided in the cover of the cylinder.
- the development of the invention according to claim 13 is in view of the advantage, on the one hand to achieve the greatest possible sound attenuation, on the other hand still unthrottled access of the air to ensure the intake of the intake pipes.
- a compressor according to claim 17 is particularly compact.
- the intake areas of the cylinder units are spatially separated.
- a compressor according to claim 18 flows into the inlet ends of the intake pipes relatively cool air, which contributes to a better cylinder filling.
- the V-type two-cylinder compressor shown in the figures has a drive unit, generally designated 10, which comprises an electric motor 12 and a crank drive unit 14.
- the crank drive unit 14 has a housing 16 into which the shaft of the electric motor 12 is drawn.
- the latter carries there two angularly offset crank pin, which also drive via connecting rods piston not shown.
- the housing 16 of the crank drive unit 14 is closed at the front by a grid 18, behind which there is a fan wheel 20 driven by the motor shaft. This serves to suck in cooling air for the drive unit 14 and the electric motor 12.
- the housing 16 of the drive unit 14 has a substantially square prismatic geometry, and on each of its two outer surfaces a compression unit 22 is placed.
- Each of the compression units 22 comprises a cylinder block 24, a cylinder cover 26 closing its radially outer end, and the piston running inside the cylinder block 24, not shown in the drawing.
- an inlet valve and an outlet valve are housed, as more specifically the EP 0 335 362 B1 refer to.
- the inlet valve of the compression units 22 is in each case connected to a filter chamber 28, which is designed to run parallel to the cylinder axis at one of the corners of the cylinder block 24.
- the outer end of the filter chamber 28 is closed by a fitting 30, which has a central passage 32.
- a filter cartridge 34 is attached, which retains impurities in the intake air and after removal of the fitting 30 can be replaced.
- the fitting 30 has at its free, upper end a radial mounting flange 36 which can cooperate detent with a locking groove 38 which is provided at the cylinder-side end of a total of 40 designated suction pipe.
- the intake pipe has a shape similar to a walking stick and comprises a cylinder-side bent pipe section 42 and a rectilinear pipe section 44 borne by this.
- the bent pipe section 42 has a circumferential extent of 180 °. Its diameter is chosen so that the straight pipe section 44 extends at a small distance above the outer surface of the cylinder block 24.
- the pipe sections 42 and 44 together form a correspondingly curved intake passage 46 which leads back from the upper end of the cylinder block 24 to the outer surface of the housing 16.
- the intake pipe 40 is provided with a toroidal bead 48, which seen in axial section circumferential extent is about 270 °. It connects the outer surface of the intake pipe 40 bumplessly with the end of the intake passage 46.
- such an intake pipe 40 as it is used in compressors with a capacity of about 120 1 / min and a connection value of the electric motor 12 of about 1, 5 kW, the length of the pipe section 44 is about 110 mm, the radius the center line of the pipe section 42 is about 16 mm, the clear diameter of the intake passage 46 about 8 mm and the wall thickness of the intake pipe 40 about 4 mm at the free end and 6 mm at the cylinder end.
- the rectilinear pipe section 44 of the intake pipe 40 extends over slightly more than 90% of the axial extent of the cylinder unit formed by the cylinder block 24 and the cylinder cover 26. In this way, the compressor sucks air from the proximity of the cool outer surface of the housing 16, but the flow cross-section still remains so large that no appreciable throttling of the sucked air between the end face of the intake pipe 40 and the outer surface of the housing 16 takes place.
- the material for the intake pipe 40 is generally an elastomeric material, in particular a silicone material having a Shore A hardness of 50 to 70, preferably about 60.
- the then obtained total noise insulation is based on the one hand on the sound attenuation in the interior of the filter cartridge 34, in the sound attenuation in the curved pipe section 42 where the sound waves encounter the wall material of the intake pipe 40 and are reflected from there, on the sound attenuation in the straight pipe section 44, where the sound waves are reflected several times until they reach the free end of the intake pipe 40, and on the sound attenuation by hitting the outside of the housing 16.
- the sound attenuation through the plastic layer 50 and the pad 52 if these measures are foreseen.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Kompressor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Ein derartiger Kompressor ist der
EP 0 335 362 B1 zu entnehmen. Er zeichnet sich durch kompakte Abmessungen bei guten Fördercharakteristiken und Laufruhe aus. - Für manche Anwendungsfälle wäre es wünschenswert, wenn ein derartiger Kompressor unter noch geringerer Geräuschentwicklung laufen würde.
- Zur Lösung dieser Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung ein Kompressor mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen vorgeschlagen.
- Bei dem erfindungsgemäßen Kompressor sind die Ansaugöffnungen der verschiedenen Zylinder jeweils mit einem Ansaugrohr versehen, dessen Länge lang ist verglichen mit dem lichten Querschnitt des Ansaugrohrs . Auf diese Weise wird das Ansauggeräusch erheblich vermindert.
- Überraschenderweise ergibt sich zusätzlich eine Erhöhung des Volumenstroms (der Förderleistung) um etwa 5 %. Die durch das Ansaugrohr erhaltene Reduzierung des Gesamtgeräuschpegels beträgt bei mittleren Hörfrequenzen von etwa 100 Hz bis 2 kHz etwa 3 bis 9 dB(A).
- Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Der Anspruch 2 nennt bevorzugte Verhältnisse zwischen der Länge der Ansaugrohre und deren lichtem Innendurchmesser.
- Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 ist im Hinblick auf ein einfaches Anbringen der Ansaugrohre an den Zylindern vorteilhaft.
- Gemäß Anspruch 4 erhält man auf einfache Weise eine lösbare Verbindung zwischen Ansaugrohren und Zylindern.
- Bei dem Kompressor gemäß Anspruch 5 kann auch das Ansaugfilter zur Schalldämpfung beitragen.
- Ein Kompressor, wie er im Anspruch 6 angegeben ist, hat besonders günstige Strömungsverhältnisse an den Enden der Ansaugrohre, was sich ebenfalls günstig auf die Geräuschentwicklung auswirkt.
- Der Anspruch 7 nennt besonders bewährte Krümmungsverhältnisse für das Ende des in den Ansaugrohren vorgesehenen Ansaugkanals.
- Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 ist im Hinblick auf günstige Strömungsverhältnisse beim Einlass der Ansaugrohre von Vorteil.
- Durchmesser des Ansaugkanals, wie sie im Anspruch 9 angegeben sind, haben sich besonders für Kompressoren mittlerer Förderleistung (40 bis 250 1/min) bewährt, wie sie häufig in Zahnarztpraxen verwendet werden.
- Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 gestattet es, einen längeren Hauptteil des Ansaugrohrs an eine Stelle zu legen, bei welcher bei dem jeweils betrachteten Kompressor innerhalb der lichten Kontur noch freier Raum zur Verfügung steht.
- Bei einem Kompressor gemäß Anspruch 11 kann der längere gerade Rohrabschnitt parallel zu einer Aussenfläche der Zylinder verlaufen, wenn das zylinderseitige Ende des Ansaugrohrs mit einer Luftansaugöffnung verbunden ist, welche, wie oft üblich, im Deckel des Zylinders vorgesehen ist.
- Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 12 ist im Hinblick auf eine gute Schalldämpfung bei Abmessungen der Ansaugrohre von Vorteil, welche die lichte Kontur des Kompressors nur geringfügig vergrößern.
- Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 13 ist im Hinblick darauf von Vorteil, einerseits eine möglichst große Schalldämpfung zu erzielen, andererseits noch einen ungedrosselten zutritt der Luft zum Einlass der Ansaugrohre zu gewährleisten.
- Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 14 und 15 ist im Hinblick auf eine nochmalige Verbesserung der Schallabsorption von vorteil.
- Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 16 ist im Hinblick auf nochmals verbesserte Schalldämpfung von Vorteil.
- Ein Kompressor gemäß Anspruch 17 baut besonders kompakt. Außerdem sind die Ansaugbereiche der beien Zylindereinheiten räumlich getrennt.
- Bei einem Kompressor gemäß Anspruch 18 strömt in die Einlassenden der Ansaugrohre verhältnismäßig kühle Luft, was zu einer besseren Zylinderfüllung beiträgt.
- Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
- Figur 1:
- Eine perspektivische Ansicht eines Zweizylinderkompressors in V-Anordnung der Zylinder, wobei der in der Zeichnung links gelegene Zylinder und ein Ansaugrohr desselben teilweise geschnitten wiedergegeben sind;
- Figur 2:
- Eine Aufsicht auf den Kompressor nach Figur 1 dort von links;
- Figur 3:
- Einen axialen Schnitt durch ein Ansaugrohr des Kompressors nach den Figuren 1 und 2 in vergrößertem Maßstab;
- Figur 4:
- Eine Aufsicht auf das Ansaugrohr in Figur 3 von oben gesehen; und
- Figur 5:
- Ein Schaubild, welches den Effekt von geräuschmindernden Ansaugrohren bei einem Zweizylinder-Kompressor mit für dentale Anwendungen typischer Förderleistung zeigt.
- Der in den Figuren gezeigte V-Zweizylinder-Kompressor hat eine insgesamt mit 10 bezeichnete Antriebseinheit, welche einen Elektromotor 12 und eine Kurbeltriebeinheit 14 umfasst. Die Kurbeltriebeinheit 14 hat ein Gehäuse 16, in welches die Welle des Elektromotors 12 hineingezogen ist. Letztere trägt dort zwei in Winkelrichtung versetzte Kurbelzapfen, die über Pleuelstangen ebenfalls nicht gezeigte Kolben antreiben.
- Einzelheiten des inneren Aufbaus der Antriebseinheit 14 sind der schon eingangs genannten
EP 0 335 362 B1 zu entnehmen, auf die diesbezüglich explizit verwiesen wird. - Das Gehäuse 16 der Kurbeltriebeinheit 14 ist vorne durch ein Gitter 18 verschlossen, hinter dem sich ein von der Motorwelle angetriebenes Lüfterrad 20 befindet. Dieses dient zum Ansaugen von Kühlluft für die Antriebseinheit 14 und den Elektromotor 12.
- Das Gehäuse 16 der Antriebseinheit 14 hat im wesentlichen quadratische prismatische Geometrie, und auf zwei seiner Aussenflächen ist jeweils eine Kompressionseinheit 22 aufgesetzt.
- Jeder der Kompressionseinheiten 22 umfasst einen Zylinderblock 24, einen dessen radial äusseres Ende verschlie-ßenden Zylinderdeckel 26 und den im Inneren des Zylinderblocks 24 laufenden, in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Kolben.
- Im Zylinderdeckel 26 sind ein Einlassventil und ein Auslassventil untergebracht, wie im einzelnen der
EP 0 335 362 B1 zu entnehmen. - Das Einlassventil der Kompressionseinheiten 22 steht jeweils mit einer Filterkammer 28 in Verbindung, die bei einer der Ecken des Zylinderblocks 24 parallel zu Zylinderachse verlaufend ausgebildet ist.
- Das aussen liegende Ende der Filterkammer 28 ist durch ein Fitting 30 verschlossen, welches einen mittigen Durchgangskanal 32 aufweist. Auf die Unterseite des Fittings 30 ist eine Filterpatrone 34 aufgesteckt, welche Verunreinigungen in der angesaugten Luft zurückhält und nach Abnehmen des Fittings 30 ausgewechselt werden kann.
- Das Fitting 30 hat an seinem freien, oberen Ende einen radialen Montageflansch 36, der rastend mit einer Rastnut 38 zusammenarbeiten kann, die am zylinderseitigen Ende eines insgesamt mit 40 bezeichneten Ansaugrohrs vorgesehen ist.
- Das Ansaugrohr hat eine zu einem Spazierstock ähnliche Gestalt und umfasst einen zylinderseitigen gebogenen Rohrabschnitt 42 sowie einen von diesem getragenen geradlinigen Rohrabschnitt 44.
- Wie aus der Zeichnung ersichtlich, hat der gebogene Rohrabschnitt 42 eine Umfangserstreckung von 180°. Sein Durchmesser ist so gewählt, dass der geradlinige Rohrabschnitt 44 unter geringem Abstand über der Aussenfläche des Zylinderblocks 24 verläuft. Die Rohrabschnitt 42 und 44 bilden zusammen einen entsprechend gekrümmten Ansaugkanal 46, welcher vom oberen Ende des Zylinderblocks 24 zur Auss-enfläche des Gehäuses 16 zurückführt.
- Beim freien Ende ist das Ansaugrohr 40 mit einer toroidförmigen Wulst 48 versehen, deren in axialem Schnitt gesehene Umfangserstreckung etwa 270° beträgt. Sie verbindet die Aussenfläche des Ansaugrohrs 40 stoßfrei mit dem Ende des Ansaugkanals 46.
- Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel für ein derartiges Ansaugrohr 40, wie es bei Kompressoren mit einer Förderleistung von etwa 120 1/min und einem Anschlusswert des Elektromotors 12 von etwa 1, 5 kW verwendet wird, ist die Länge des Rohrabschnitts 44 etwa 110 mm, der Radius der Mittellinie des Rohrabschnitts 42 etwa 16 mm, der lichte Durchmesser des Ansaugkanals 46 etwa 8 mm und die Wandstärke des Ansaugrohrs 40 etwa 4 mm beim freien Ende und 6 mm beim zylinderseitigen Ende.
- Wie aus den zeichnungen ersichtlich, erstreckt sich der geradlinige Rohrabschnitt 44 des Ansaugrohrs 40 über etwas mehr als 90 % der axialen Erstreckung der durch zylinderblock 24 und zylinderdeckel 26 gebildeten Zylindereinheit. Auf diese weise saugt der Kompressor Luft aus der-Naehbarschaft der kühlen Aussenfläche des Gehäuses 16 an, wobei aber der Stromungsquerschnitt noch so groß bleibt, dass keine nennenswerte Drosselung der angesaugten Luft zwischen der Stirnfläche des Ansaugrohrs 40 und der Aussenfläche des Gehäuses 16 erfolgt.
- Als Material für das Ansaugrohr 40 dient allgemein ein elastomeres Material, insbesondere ein Silikon-Material, mit einer Shore A Härte von 50 bis 70, vorzugsweise etwa 60.
- Ist man an einer sehr starken Reduzierung des Geräuschpegels interessiert, kann man (insbesondere bei härterem Material des Ansaugrohres) die Innenfläche des Ansaugrohrs 40 noch mit einer nur an einer Stelle gestrichelt angedeuteten schallabsorbierenden Kunststoffschicht 50 belegen und auf der Aussenseite des Gehäuses 16 unter den freien Enden der Ansaugrohre 40 geräuschdämmende Polster 52 (z.B. Schaummaterial oder Federstahlgewirk) vorsehen, wie ebenfalls gestrichelt angedeutet.
- Die dann insgesamt erhaltene Geräuschdämmung beruht zum einen auf der Schalldämpfung im Inneren der Filterpatrone 34, in der Schalldämpfung im gekrümmten Rohrabschnitt 42, wo die Schallwellen auf das Wandmaterial des Ansaugrohrs 40 stoßen und von dort reflektiert werden, auf der Schalldämpfung im geradlinigen Rohrabschnitt 44, wo die Schallwellen mehrfach reflektiert werden, bis sie das freie Ende des Ansaugrohrs 40 erreichen, und auf der Schalldämpfung durch Auftreffen auf die Aussenseite des Gehäuses 16. Dabei kann die Schalldämpfung noch durch die Kunststoffschicht 50 und das Polster 52 weiter herabgesetzt werden, falls diese Maßnahmen vorgesehen sind.
- Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, dass man bei dem beschriebenen Kompressor eine zusätzliche Geräuschminderung erhält, ohne dass sich die lichte Kontur des Kompressors nennenswert gegenüber einem herkömmlichen Kompressor erhöht.
- Die Größe dieses Effektes hat bei einem Zweizylinder-Kompressor für dentale Zwecke die in Figur 5 in Abhängigkeit von der Frequenz dargestellte dargestellte Größe.
Claims (18)
- Kompressor mit mindestens einer Kompressionseinheit
(22), welche einen Zylinder (24) und einen in diesem laufenden Kolben aufweist, und mit einem auf die Kompressionseinheiten (22) arbeitenden Antriebsmotor (12), wobei der Zylinder (24) jeweils eine Ansaugöffnung für entspanntes Gas und eine Ansaugöffnung für komprimiertes Gas aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Ansaugöffnungen mit einem gebogenen Ansaugrohr (40) in Verbindung steht, dessen Länge ein Vielfaches des lichten Durchmessers des Ansaugrohrs beträgt. - Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Länge des Ansaugrohrs (40) das 10- bis 30-fache des lichten Durchmessers beträgt, vorzugsweise das 15- bis 25-fache, nochmals vorzugsweise etwa das 20-fache des lichten Durchmessers. - Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zylinderseitiges Ende des Ansaugrohrs (40) mit Kupplungsmitteln (38) versehen ist, welche mit Gegenkupplungsmitteln (36) des Zylinders (24) zusammenarbeiten.
- Kompressor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kupplungsmittel (38) Rastmittel sind, welche mit Gegenrastmitteln (36) des Zylinders (24) zusammenarbeiten. - Kompressor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkupplungsmittel (36) beim Einlass einer Filterkammer (28) liegen, in welcher ein Luftfilter (34) Aufnahme findet.
- Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass das vom Zylinder abgelegene, freie Ende des Ansaugrohrs (40) eine Abrundung (48) aufweist, über welche die Stirnfläche des Ansaugrohrs (40) mit dem im Ansaugrohr (40) verlaufenden Ansaugkanal (46) stoßfrei verbunden ist. - Kompressor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass der Radius der Abrundung (48) etwa das 0,2 bis 0,7-fache, vorzugsweise etwa das 0,5-fach des Radius des Ansaugkanals (46) beträgt. - Kompressor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
dass das vom Zylinder abgelegene, freie Ende des Ansaugrohrs (40) als toroidförmige Wulst (48) mit einer Winkelerstreckung von etwa 270° ausgebildet ist. - Kompressor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius des Ansaugkanals (46) etwa 3 bis etwa 8 mm beträgt.
- Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass das Ansaugrohr (40) einen gebogenen zylinderseitigen Rohrabschnitt (42) und einen von diesem getragenen im wesentlichen geraden Rohrabschnitt (44) aufweist. - Kompressor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
dass der gebogene Rohrabschnitt (42) eine Winkelerstreckung von etwa 180° aufweist. - Kompressor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
dass sich der gerade Rohrabschnitt (44) über etwa 80 bis 95 % der Höhe des Zylinders (24, 26) erstreckt, vorzugsweise über etwa 90 % der Zylinderhöhe. - Kompressor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
dass das freie Ende der Ansaugrohre (40) unter Abstand über der Aussenfläche eines Kurbelgehäuses (16) endet, in welchem auf die Kolben arbeitende Kurbeltriebe untergebracht sind, welche durch den Antriebsmotor (12) bewegt werden. - Kompressor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
dass die Aussenfläche des Kurbelgehäuses (16) zumindest in den Enden der Ansaugrohre (40) benachbarten Bereichen schallabsorbierend (52) sind. - Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Innenfläche der Ansaugrohre zumindet teilweise schallabsorbierend (50) ist. - Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, dass die Ansaugrohre (40) aus einem elastomeren Material gefertigt sind, welches vorzugsweise eine Shore A Härte von 50 bis 70, nochmals vorzugsweise etwa 60 aufweist, und insbesondere ein Silikon-Material sein kann. - Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei
welchem zwei Kompressionseinheiten (22) durch einen gemeinsamen Antriebsmotor (12) angetrieben sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugöffnungen der beiden Zylinder (24, 26) in axialer Richtung der Welle des Antriebsmotors (12) gegeneinander versetzt sind, vorzugsweise bei Ecken der quadratische Randkontur aufweisenden Zylinder (24, 26) liegen. - Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, dass die Enden der Ansaugrohre (40) bei einer Stelle enden, wo kühle Luft vorliegt, insbesondere bei einem Gehäuseabschnitt, der durch Kühlluft gekühlt ist.
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