EP2549108A2 - Schalldämpfung in einem Kältemittelkreislauf - Google Patents

Schalldämpfung in einem Kältemittelkreislauf Download PDF

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EP2549108A2
EP2549108A2 EP12004235A EP12004235A EP2549108A2 EP 2549108 A2 EP2549108 A2 EP 2549108A2 EP 12004235 A EP12004235 A EP 12004235A EP 12004235 A EP12004235 A EP 12004235A EP 2549108 A2 EP2549108 A2 EP 2549108A2
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EP
European Patent Office
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chamber
silencer
opening
muffler
refrigerant
Prior art date
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EP12004235A
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English (en)
French (fr)
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EP2549108A3 (de
EP2549108B1 (de
Inventor
Thomas Pawelski
Ulrich Fochler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
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Publication of EP2549108A3 publication Critical patent/EP2549108A3/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/06—Silencing
    • F04C29/065—Noise dampening volumes, e.g. muffler chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/001—Noise damping

Definitions

  • the invention relates to a silencer device for a refrigerant oil carrying refrigerant circuit.
  • a "manifold type" muffler is described, over which the direction in which the inlet pipe is connected to the housing of the sound absorbing chamber is orthogonal to the direction in which the outlet pipe is connected to the housing. Furthermore, from the KR 10 2008 0038784 A a muffler for an air conditioner of a vehicle is known in which an input pipe for a refrigerant and a discharge pipe for a refrigerant are arranged on two opposite sides of the muffler housing and are directed in different directions within the housing.
  • a refrigerant oil is usually used for lubricating moving parts in the refrigeration system circuit.
  • a refrigerant oil is mixed with the refrigerant of the refrigeration system circuit in operation and therefore runs in the refrigerant circuit with.
  • a suitable refrigerant oil is polyalkylene glycol.
  • the refrigerant oil is usually entrained by the flow of the refrigerant in the tubes of the refrigerant piping.
  • the refrigerant oil is usually entrained by the flow of the refrigerant in the tubes of the refrigerant piping.
  • a separation of refrigerant oil takes place on a muffler chamber inner wall and the muffler acts as an oil trap.
  • the silencer be preceded by a ⁇ labscheidehunt from a return of refrigerant oil to the compressor. Also from the DE 60 30 4550 T2 is known to make an oil separation before the entry of the refrigerant in the muffler chamber.
  • the object of the present invention is to provide a sound damping in a refrigerant oil carrying refrigerant circuit, with the accumulation of refrigerant oil in the muffler chamber can be reduced or prevented.
  • the volume and dimensions of the upper silencer chamber, the lower silencer chamber and the silencer pipe are designed for interference damping of the pressure pulsation in the gaseous refrigerant.
  • the length of the upper tube section is matched to the dimensions of the inner space of the upper silencer chamber in order to achieve optimum sound damping.
  • the position of the upper opening to the position of the damping tube is staggered to optimize the sound attenuation, wherein the inflow direction of the refrigerant is oriented in the interior of the sound attenuation chamber parallel to the outflow through the Dämppungsrohr.
  • the position of the lower opening is selected such that the outflow direction of the refrigerant is oriented orthogonal to the inflow direction of the refrigerant through the Dampfungsrohr into the interior of the lower silencing chamber. It is understood that another relative orientation of the flow through the upper or lower opening for orientation of the flow through the damping tube is also encompassed by the invention.
  • refrigerant is supplied via the upper supply port of the upper silencer chamber, which carries a refrigerant oil and acts on the inner walls of the upper silencer chamber.
  • refrigerant oil there is an accumulation of oil on the top of the muffler partition.
  • the amount of the accumulated refrigerant oil depends on the height of the upper opening, which, however, can not be arbitrarily reduced so as not to deteriorate the damping characteristics of the device. However, after a certain period of operation of the device, the amount of accumulated oil has increased so much that the level has reached the height of the upper opening. From this point on, part of the accumulated oil in the form of oil droplets can be transported into the lower silencer chamber through the refrigerant gas passing through the damper tube.
  • the inner walls of the lower silencer chamber are to a lesser extent supplied with refrigerant and entrained refrigerant oil, so that there is less oil separation there.
  • an oil return takes place to a great extent via the lower discharge opening to the compressor.
  • the volume of the upper muffler chamber is reduced in operation by accumulated oil, resulting in a change in the muffling characteristics of the upper muffling chamber over its muffling characteristics without accumulated refrigerant oil.
  • a silencing device for a refrigerant circuit with a refrigerant containing a refrigerant oil comprising a housing in which a first silencer chamber and a second silencer chamber are arranged, wherein the first silencer chamber has a first supply port, which is connectable to the refrigerant circuit and the second silencer chamber has a second discharge opening which is connectable to the refrigerant circuit and between the first and second silencer chamber a Schalldämpfentrennwand is arranged, which has a the first silencer chamber with the second silencer chamber connecting damping tube, which with a first pipe section having a first opening in the first silencer chamber protrudes, wherein in the silencer partition at least one oil bypass opening is arranged, which connects the first and second silencer chamber.
  • a sound damping device comprising a housing in which an upper silencer chamber and a lower silencer chamber are arranged, wherein the upper silencer chamber has an upper feed opening, which is connectable to the refrigerant circuit and having a lower discharge opening, which with the refrigerant circuit is connectable and wherein between the upper and lower muffler chamber a muffler partition is arranged, comprising a damping tube connecting the upper muffler chamber to the lower muffler chamber, which projects into the upper muffler chamber with an upper pipe section having an upper opening, wherein at least one oil bypass opening connecting the upper and lower muffler chambers is disposed in the muffler partition wall.
  • a sound damping device comprising a housing in which a left silencer chamber and a right silencer chamber are arranged, wherein the left silencer chamber has a left feed opening, which is connectable to the refrigerant circuit and has a right discharge opening, which with the refrigerant circuit is connectable and that between the left and right muffler chamber a Schalldämpfentrennwand is arranged, which has a left muffler chamber connecting the right muffler chamber damping tube, with a left pipe section with a left opening in the left muffler chamber protrudes, wherein in the muffler partition in a Area below the height of the left opening at least one oil bypass opening is arranged, which connects the left and right muffler chamber.
  • oil may accumulate in the region of the lower housing wall, but it is ensured by the relatively low arranged oil bypass opening that this oil is present in both the left and right muffler chamber and from the right muffler chamber together with the refrigerant through the right discharge opening can be removed.
  • the terms "left” and "right” merely serve to define a direction. Therefore, the invention also includes a variant in which a supply of refrigerant into a right silencer chamber and a discharge of refrigerant from a left silencer chamber.
  • an oil return to the compressor is ensured even if the oil level of the accumulated oil has not yet reached the height of the upper or left opening.
  • the volume of the upper muffler chamber is reduced to a lesser extent by accumulated oil during operation.
  • the sound-damping tube has a clear diameter D and the at least one oil-bypass opening has a clear diameter d ⁇ D, in particular a diameter d ⁇ 1 ⁇ 2 D. If the oil bypass opening has a clear diameter d ⁇ D, it is achieved that the damping properties of the chamber are largely determined by the chamber volume and the damping tube and by the oil bypass opening only to a lesser extent.
  • the damping tube protrudes with a lower pipe section with a lower opening in the lower muffler chamber.
  • the upper and lower pipe sections have the same length.
  • Analog is provided that the damping tube protrudes with a right pipe section with a right opening in the right muffler chamber.
  • Another embodiment of the invention is characterized in that at least two oil bypass openings are provided, whereby a faster discharge of oil into the lower silencer chamber can be achieved.
  • a further embodiment of the invention is characterized in that the muffler separating wall seen from the interior of the upper muffler chamber has a concave shape, whereby a further acceleration of the delivery of oil into the lower muffler chamber is achieved.
  • a further embodiment of the invention is characterized in that the housing is designed as a deep-drawn pot made of a sheet metal material, whereby the housing manufacturing technology can be easily manufactured.
  • a further embodiment of the invention is characterized in that the housing has a circular cross-section in a plane perpendicular to a longitudinal axis of the housing, whereby a housing of tube mechanical stability which is easy to manufacture can be achieved, the acoustic damping properties of which can be calculated very simply.
  • a further embodiment of the invention is characterized in that the housing has an ellipsoidal cross-section in a plane perpendicular to a longitudinal axis of the housing, whereby a housing of tubular mechanical stability which is easy to produce can be achieved, the acoustic damping properties of which can be calculated very simply.
  • FIGS. 1a to 1c show a schematic representation of a silencer device 1 according to the invention with a housing 10 in which an upper silencer chamber 15 and a lower silencer chamber 20 are arranged.
  • the sound damping device 1 is integrated in a refrigerant circuit, in particular of a motor vehicle, and in particular enables the damping of pressure pulsation in the refrigerant.
  • the upper silencing chamber 15 has an upper supply port 16 for a supply 17 of refrigerant.
  • a partition wall 30 is arranged with a damping tube 40 connecting the upper muffler chamber 15 and the lower muffler chamber 20.
  • the volume and dimensions of the upper muffler chamber 15, the lower muffler chamber 20 and the sound attenuation tube 40 are designed for one Interference damping of pressure pulsation in gaseous refrigerant. Further, the upper opening 16 is arranged offset to the position of the damping tube 40 to optimize the sound attenuation.
  • the lower muffler chamber 20 has a discharge opening 21 for a discharge 22 of refrigerant, which has an orthogonal orientation to the damping tube 40 and to the orientation of the upper opening 16.
  • the damping tube 40 protrudes with an upper part 41 into the interior of the muffler chamber 15. The length of the upper portion 41 is determined depending on the desired damping characteristics of the muffler chamber 15.
  • the damping tube 40 further includes a lower portion 42 which in the lower muffler chamber 20 sticks out.
  • the length of a lower portion 42 of the damping tube 40 is determined by the desired damping properties of the lower muffler chamber 20.
  • the damping tube 40 has a clear diameter D, which is also determined by the desired damping properties of the upper muffler chamber 15 and the lower muffler chamber 20th
  • FIG. 1b For example, there is shown a situation in which an oil pool 31 has already formed on top of the partition wall 30 due to an oil separated from the refrigerant gas / oil droplet mixture 18. It is indicated that due to the deposition of the Oil, which is relatively free of refrigerant oil 19 via the discharge port 21 to the refrigerant circuit guided refrigerant gas 19.
  • FIG. 2a shows a further embodiment of a muffler device.
  • the muffler assembly 1 a there is disposed in the partition wall 30 an oil bypass port 55 through which refrigerant oil from a refrigerant oil pool 56 can enter the lower muffler chamber 20 and mix with refrigerant gas to form a refrigerant gas / oil droplet mixture 18.
  • the refrigerant oil pool 56 has a smaller volume than the refrigerant oil pool 31 as long as sufficient drainage of refrigerant oil can be made through the oil bypass opening 55 Figure 1c .
  • An accelerated outflow of oil from the refrigeration oil accumulation 56 can be achieved in that the partition wall 50 is lowered in the region of the oil bypass opening 55 and has a concave shape seen from the interior of the upper muffler chamber 15, since in this case refrigerant oil from the farther from the oil bypass opening 56 remote areas of the partition 50 in the region of the oil bypass opening 56 can flow.
  • the sound attenuation tube 40 has a clear diameter D and the oil bypass opening 56 has a clear diameter d ⁇ D, in particular a diameter d ⁇ 1 ⁇ 2 D.
  • FIG. 2b shows a further embodiment of a sound damping device 1 b with a housing in which a left muffler chamber 15 and a right muffler chamber 20 are arranged.
  • the sound damping device 1 b has an orientation rotated at an angle of 90 ° with respect to the device 1a.
  • the left muffler chamber 15 has a left feed opening 16 which is connectable to the refrigerant circuit, the right muffler chamber 20 having a right discharge opening 21 which is connectable to the refrigerant circuit.
  • a muffler partition wall 50 is arranged, which has a left muffler chamber 15 with the right muffler chamber 20 connecting the damping tube 40 which projects with a left pipe section 41 with a left opening 41 b in the left muffler chamber 15.
  • the damper tube 40 projects into the right muffler chamber 20 with a right pipe section 42.
  • a lower oil bypass opening 55a and an upper oil bypass opening 55b connecting the left and right muffler chambers 15 and 20 In the area of a lower housing wall 10a, accumulated oil 56a is shown extending to both the left and right of the muffler partition wall 50.

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Abstract

Die Schalldämpfervorrichtung für einen Kältemittelkreislauf mit einem Gehäuse, mit einer oberen und einer unteren Schalldämpferkammer 15,20, mit einer oberen Zufuhröffnung 16 sowie einer unteren Abführöffnung 21, wobei die Zufuhr- und die Abfühöffnung mit dem Kältemittelkreislauf verbindbar ist und zwischen der oberen und unteren Schalldämpferkammer 15 und 20 eine Schalldämpfertrennwand 50 angeordnet ist, die ein die obere Schalldämpferkammer 15 mit der unteren Schalldämpferkammer 20 verbindendes Dämpfungsrohr 41 aufweist, dessen oberer Rohrabschnitt mit einer oberen Öffnung 41 in die obere Schalldämpferkammer 15 und dessen unterer Rohrabschnitt mit einer unteren Öffnung 42 in die untere Schalldämpferkammer 20 ragt, wobei auf der Oberseite der Schalldämpfertrennwand akkumuliertes Kältemittelöl bei einem Füllstand, der die Höhe der oberen Öffnung 41 übersteigt, zusammen mit Kältemitteldampf der unteren Schalldämpferkammer 20 zuführbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schalldämpfervorrichtung für einen Kältemittelöl mitführenden Kältemittelkreislauf.
  • Es ist bekannt, in einem Kältemittelkreislaufsystem Schalldämpfer einzusetzen, mit denen die Druckpulsationen eines aus einem Kompressor des Kältemittelkreislaufs austretenden Kältemittels reduziert werden können. So beschreibt beispielsweise die DE 10 2008 050 011 A1 einen als "geraden Typ" bezeichneten Schalldämpfer, bei dem das Einlassrohr, durch welches ein Kältemittel in die Schalldämpferkammer strömt, bezüglich des Auslassrohrs ausgerichtet wird, durch welches das Kältemittel aus der Schalldämpferkammer herausströmt. Dabei strömt das Kältemittel linear in die schalldämpfende Kammer. Ferner wird in dem genannten Dokument ein Schalldämpfer vom "Krümmertyp" beschrieben, über welchen die Richtung, in der das Einlassrohr mit dem Gehäuse der schalldämpfenden Kammer verbunden ist, orthogonal zur Richtung verläuft, in welcher das Auslassrohr mit dem Gehäuse verbunden ist. Ferner ist aus der KR 10 2008 0038784 A ein Schalldämpfer für eine Klimaanlage eines Fahrzeugs bekannt, bei der ein Eingangsrohr für ein Kältemittel und ein Ausgangsrohr für ein Kältemittel auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Schalldämpfergehäuses angeordnet sind und in unterschiedliche Richtungen innerhalb des Gehäuses gerichtet sind.
  • Zur Schmierung von beweglichen Teilen im Kälteanlagenkreislauf, insbesondere eines Kompressors wird üblicherweise ein Kältemittelöl eingesetzt. Ein derartiges Kältemittelöl ist mit dem Kältemittel des Kälteanlagenkreislaufs im Betrieb gemischt und läuft daher im Kältemittelkreislauf mit. Für das Kältemittel R 134 A ist ein geeignetes Kältemittelöl PolyAlkylen-Glykol.
  • Das Kältemittelöl wird üblicherweise von der Strömung des Kältemittels in den Rohren der Kältemittelleitung mitgerissen. Allerdings besteht bei den bekannten Schalldämpfern die Gefahr, dass eine Abscheidung von Kältemittelöl an einer Schalldämpferkammerinnenwand erfolgt und der Schalldämpfer als Ölfalle wirkt.
  • Um eine Ölabscheidung im Schalldämpfer zu verhindern, kann, wie in der EP 1 811 174 A2 dargestellt ist, dem Schalldämpfer eine Ölabscheidekammer vorgeschaltet sein aus der eine Rückführung von Kältemittelöl zum Kompressor erfolgt. Auch aus der DE 60 30 4550 T2 ist bekannt, eine Ölabscheidung vor dem Eintritt des Kältemittels in die Schalldämpferkammer vorzunehmen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schalldämpfung in einem Kältemittelöl mitführenden Kältemittelkreislauf Verfügung zu stellen, mit der eine Akkumulation von Kältemittelöl in der Schalldämpferkammer reduziert oder verhindert werden kann.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Schalldämpfungsvorrichtung für einen ein Kältemittelöl mitführende Kältemittelkreislauf umfasst ein Gehäuse, in dem eine obere Schalldämpferkammer und eine untere Schalldämpferkammer angeordnet.sind, wobei die obere Schalldämpferkammer eine obere Zufuhröffnung aufweist, welche mit dem Kältemittelkreislauf verbindbar ist sowie eine untere Abführöffnung aufweist, welche mit dem Kältemittelkreislauf verbindbar ist und zwischen der oberen und unteren Schalldämpferkammer und Schalldämpfertrennwand angeordnet ist, die ein die obere Schalldämpferkammer mit der unteren Schalldämpferkammer verbindendes Dämpfungsrohr aufweist, welches mit einem oberen Rohrabschnitt mit einer oberen Öffnung in die obere Schalldämpferkammer ragt, wobei auf der Oberseite der Schalldämpfertrennwand akkumuliertes Kältemittelöl bei einem Füllstand, der die Höhe des obereren Rohrabschnitts übersteigt, zusammen mit Kältemitteldampf der unteren Schalldämpferkammer zuführbar ist.
  • Volumen und Abmessungen der oberen Schalldämpferkammer, der unteren Schalldämpferkammer und des Schalldämpfungsrohrs sind ausgelegt für eine Interferenzdämpfung der Druckpulsation im gasförmigen Kältemittel. Vorzugsweise ist die die Längsausdehung der oberen Schalldämpferkammer in vertikaler Richtung der Längsausdehnung in horizontaler Richtung. Insbesondere ist die Länge des oberen Rohrabschnitts abgestimmt auf die Abmessungen des Innenraumms der oberen Schalldämpferkammer um eine optimale Schalldämpfung zu erreichen. Ferner ist zur Optimierung der Schalldämpfung die Position der oberen Öffnung zur Position des Dämpfungsrohrs versetzt angeordnet, wobei die Einströmrichtung des Kältemittels in das Innere der Schalldämpfungskammer parallel zur Ausströmrichtung durch das Dämfpungsrohr orientiert ist. Die Postion der unteren Öffnung ist derart gewählt, dass die Ausströmrichtung des Kältemittels orthogonal zur Einströmrichtung des Kältemittels durch das Dampfungsrohr in das Innere der unteren Schalldämpfungskammer orientiert ist. Es versteht sich, dass auch eine andere relative Orientierung der Strömung durch die obere beziehungsweise untere Öffnung zur Orientierung der Strömung durch das Dämpfungsrohr von der Erfindung umfasst ist.
  • Im Betrieb wird über die obere Zufuhröffnung der oberen Schalldämpferkammer Kältemittel zugeführt, welches ein Kältemittelöl mitführt und die Innenwände der oberen Schalldämpferkammer beaufschlagt. Dabei erfolgt eine Akkumulation von Öl auf der Oberseite der Schalldämpfertrennwand. Die Menge des akkumulierten Kältemittelöls hängt dabei von der Höhe der oberen Öffnung ab, die jedoch nicht beliebig verringert werden kann, um die Dämpfungseigenschaften der Vorrichtung nicht zu verschlechtern. Nach einiger gewissen Betriebsdauer der Vorrichtung hat allerdings die Menge des akkumulierten Öls derart zugenommen, dass der Füllstand die Höhe der oberen Öffnung erreicht hat. Von diesem Zeitpunkt an kann ein Teil des akkumulierten Öls in Form von Öltröpfchen durch das von dem durch das Dämpfungsrohr geführte Kältemittelgas in die untere Schalldämpferkammer transportiert werden. Da bereits in der oberen Schalldämpferkammer eine Dämpfung von Pulsationen des Kältemittels erfolgt ist, werden die Innenwände der unteren Schalldämpferkammer in geringerem Maße mit Kältemittel und mitgeführtem Kältemittelöl beaufschlagt, so dass dort eine geringere Ölabscheidung erfolgt. Im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Schalldämpfern erfolgt ein Ölrücklauf in hohem Masse über die untere Abführöffnung zum Kompressor. Allerdings wird das Volumen der oberen Schalldämpferkammer durch akkumuliertes Öl im Betrieb vermindert, was zu einer Änderung der Schalldämpfungseigenschaften der oberen Schalldämpfungskammer gegenüber deren Schalldämpfungseigenschaftn ohne akkumulierten Kältemittelöl führt.
  • Die Erfindung wird auch gelöst von einer Schalldämpfungsvorrichtung für einen Kältemittelkreislauf mit einem ein Kältemittelöl enthaltenden Kältemittel, umfassend ein Gehäuse, in dem eine erste Schalldämpferkammer und eine zweite Schalldämpferkammer angeordnet sind, wobei die erste Schalldämpferkammer eine erste Zufuhröffnung aufweist, welche mit dem Kältemittelkreislauf verbindbar ist und die zweite Schalldämpferkammer eine zweite Abführöffnung aufweist, welche mit dem Kältemittelkreislauf verbindbar ist und zwischen der ersten und zweiten Schalldämpferkammer eine Schalldämpfertrennwand angeordnet ist, die ein die erste Schalldämpferkammer mit der zweiten Schalldämpferkammer verbindendes Dämpfungsrohr aufweist, welches mit einem ersten Rohrabschnitt mit einer ersten Öffnung in die erste Schalldämpferkammer ragt, wobei in der Schalldämpfertrennwand zumindest eine Ölbypass-Öffnung angeordnet ist, die die erste und zweite Schalldämpferkammer verbindet.
  • Insbesondere wird die Aufgabe auch von einer Schalldämpfungsvorrichtung gelöst, die ein Gehäuse umfasst, in dem eine obere Schalldämpferkammer und eine untere Schalldämpferkammer angeordnet sind, wobei die obere Schalldämpferkammer eine obere Zufuhröffnung aufweist, welche mit dem Kältemittelkreislauf verbindbar ist sowie eine untere Abführöffnung aufweist, welche mit dem Kältemittelkreislauf verbindbar ist und wobei zwischen der oberen und unteren Schalldämpferkammer eine Schalldämpfertrennwand angeordnet ist, die ein die obere Schalldämpferkammer mit der unteren Schalldämpferkammer verbindendes Dämpfungsrohr aufweist, welches mit einem oberen Rohrabschnitt mit einer oberen Öffnung in die obere Schalldämpferkammer ragt, wobei in der Schalldämpfertrennwand zumindest eine Ölbypass-Öffnung angeordnet ist, die die obere und untere Schalldämpferkammer verbindet.
  • Ferner wird die Aufgabe auch von einer Schalldämpfungsvorrichtung gelöst, die ein Gehäuse umfasst, in dem eine linke Schalldämpferkammer und eine rechte Schalldämpferkammer angeordnet sind, wobei die linke Schalldämpferkammer eine linke Zufuhröffnung aufweist, welche mit dem Kältemittelkreislauf verbindbar ist sowie eine rechte Abführöffnung aufweist, welche mit dem Kältemittelkreislauf verbindbar ist und daß zwischen der linken und rechten Schalldämpferkammer eine Schalldämpfertrennwand angeordnet ist, die ein die linke Schalldämpferkammer mit der rechten Schalldämpferkammer verbindendes Dämpfungsrohr aufweist, mit einem linken Rohrabschnitt mit einer linken Öffnung in die linke Schalldämpferkammer ragt, wobei in der Schalldämpfertrennwand in einem Bereich unterhalb der Höhe der linken Öffnung zumindest eine Ölbypass-Öffnung angeordnet ist, die die linke und rechte Schalldämpferkammer verbindet. Bei dieser Ausführungsform kann sich Öl im Bereich der unteren Gehäusewand akkumulieren, wobei allerdings durch die relativ niedrig angeordnete Ölbypass-Öffnung gewährleistet ist, dass dieses Öl sowohl in der linken als auch der rechten Schalldämpferkammer vorliegt und aus der rechten Schalldämpferkammer zusammen mit dem Kältemittel durch die rechte Abführöffnung abgeführt werden kann. Es versteht sich, dass hier die Begriffe "links" und "rechts" lediglich dazu dienen eine Richtung zu definieren. Daher umfasst die Erfindung auch eine Variante bei der eine Zufuhr von Kältemittel in eine rechte Schalldämpferkammer und eine Abfuhr von Kältemittel aus einer linken Schalldämpferkammer erfolgt.
  • Bei den beiden zuletzt beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung ist ein Ölrückfluss zum Kompressor auch dann gewährleistet, wenn der Ölfüllstand des akkumulierten Öls noch nicht die Höhe der oberen bzw. linken Öffnung erreicht hat. Insbesondere wird auch erreicht, dass das Volumen der oberen Schalldämpferkammer nur in geringerem Maße durch akkumuliertes Öl im Betrieb vermindert wird.
  • Vorteilhaft ist vorgesehen, dass das Schalldämpfungsrohr einen lichten Durchmesser D und die zumindest eine Ölbypass-Öffnung einen lichten Durchmesser d < D, insbesondere einen Durchmesser d < ½ D, aufweist. Wenn die Ölbypassöffnung einen lichten Durchmesser d < D aufweist, ist damit erreicht, dass die Dämpfungseigenschaften der Kammer weitgehend durch das Kammervolumen und das Dämpfungsrohr bestimmt werden und durch die Ölbypass-Öffnung nur in einem geringeren Maße.
  • Vorteilhaft ist zur akustischen Optimierung der Vorrichtung vorgesehen, dass das Dämpfungsrohr mit einem unteren Rohrabschnitt mit einer unteren Öffnung in die untere Schalldämpferkammer ragt. Insbesondere weisen der obere und der untere Rohrabschnitt die gleiche Länge auf.
  • Analog ist vorgesehen, dass das Dämpfungsrohr mit einem rechten Rohrabschnitt mit einer rechten Öffnung in die rechte Schalldämpferkammer ragt.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest zwei Ölbypass-Öffnungen vorgesehen sind, womit eine schnellere Abgabe von Öl in die untere Schalldämpferkammer erreicht werden kann.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Schalldämpfertrennwand vom Innenbereich der oberen Schalldämpferkammer aus gesehen eine konkave Form aufweist, womit eine weitere Beschleunigung der Abgabe von Öl in die untere Schalldämpferkammer erreicht wird.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Gehäuse als tief gezogener Topf aus einem Blechmaterial ausgebildet ist, womit das Gehäuse fertigungstechnisch einfach hergestellt werden kann.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Gehäuse einen kreisförmigen Querschnitt in einer Ebene senkrecht zu einer Längsachse des Gehäuses aufweist, womit ein fertigungstechnisch einfach herzustellendes Gehäuse rohrmechanischer Stabilität erreichbar ist, dessen akustische Dämpfungseigenschaften sehr einfach berechnet werden können.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Gehäuse einen ellipsoidförmigen Querschnitt in einer Ebene senkrecht zu einer Längsachse des Gehäuses aufweist, womit ein fertigungstechnisch einfach herzustellendes Gehäuse rohrmechanischer Stabilität erreichbar ist, dessen akustische Dämpfungseigenschaften sehr einfach berechnet werden können.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezug auf die Zeichnung zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben wird. Beschriebene und/oder dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination die Erfindung, gegebenenfalls auch unabhängig von den Patentansprüchen und können insbesondere auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Erfindungen sein. Gleiche oder ähnliche Teile können mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
  • Es zeigen in schematischer Darstellung
    • Figur 1
    eine Schalldämpfervorrichtung mit einer oberen Schalldämpfungskammer und einer unteren Schalldämpfungskammer
    Figur 2
    Schalldämpfervorrichtungen mit einem verbesserten Ölbypass.
  • Figuren 1a bis 1c zeigen in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Schalldämpfervorrichtung 1 mit einem Gehäuse 10, in dem eine obere Schalldämpferkammer 15 und eine untere Schalldämpferkammer 20 angeordnet sind. Die Schalldämpfungsvorrichtung 1 ist in einem Kältemittelkreislauf, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, eingebunden und ermöglicht insbesondere die Dämpfung von Druckpulsation im Kältemittel. Die obere Schalldämpfungskammer 15 weist eine obere Zufuhröffnung 16 für eine Zufuhr 17 von Kältemittel auf. Zwischen der oberen Schalldämpferkammer 15 und der unteren Schalldämpferkammer 20 ist eine Trennwand 30 angeordnet mit einem die obere Schalldämpferkammer 15 und die untere Schalldämpferkammer 20 verbindenden Dämpfungsrohr 40. Volumen und Abmessungen der oberen Schalldämpferkammer 15, der unteren Schalldämpferkammer 20 und des Schalldämpfungsrohrs 40 sind ausgelegt für eine Interferenzdämpfung der Druckpulsation im gasförmigen Kältemittel. Ferner ist zur Optimierung der Schalldämpfung die obere Öffnung 16 versetzt zur Position des Dämpfungsrohrs 40 angeordnet. Die untere Schalldämpferkammer 20 weist eine Abfuhröffnung 21 für eine Abfuhr 22 von Kältemittel auf, die eine orthogonale Orientierung zum Dämpfungsrohr 40 sowie zur Orientierung der oberen Öffnung 16 hat. Das Dämpfungsrohr 40 ragt mit einem oberen Teil 41 in das Innere der Schalldämpferkammer 15. Die Länge des oberen Abschnitts 41 ist festgelegt in Abhängigkeit von den gewünschten Dämpfungseigenschaften der Schalldämpferkammer 15. Das Dämpfungsrohr 40 weist ferner einen unteren Abschnitt 42 auf, der in die untere Schalldämpferkammer 20 ragt. Die Länge eines unteren Abschnitts 42 des Dämpfungsrohrs 40 ist bestimmt durch die gewünschten Dämpfungseigenschaften der unteren Schalldämpferkammer 20. Das Dämpfungsrohr 40 weist einen lichten Durchmesser D auf, der ebenfalls festgelegt ist durch die gewünschten Dämpfungseigenschaften der oberen Schalldämpferkammer 15 sowie der unteren Schalldämpferkammer 20.
  • In Figur 1b ist eine Situation gezeigt, in der sich bereits eine Ölansammlung 31 auf der Oberseite der Trennwand 30 aufgrund eines aus der Kältemittelgas/Öltröpfchenmischung 18 abgeschiedenen Öls gebildet hat. Dabei ist angedeutet, dass aufgrund der Abscheidung des Öls, das über die Abfuhröffnung 21 zum Kältemittelkreislauf geführte Kältemittelgas 19 relativ frei von Kältemittelöl ist.
  • In Figur 1c ist dargestellt, dass, sobald die Ölansammlung 31 eine Füllhöhe erreicht hat, die der Höhe der oberen Öffnung 41 a entspricht, Kältemittelöl über das Dämpfungsrohr 40 zusammen mit Kältemittelgas in die untere Schalldämpferkammer 20 und über den Rücklauf 22 gegebenenfalls zum Kompressor des Kältemittelkreislaufs zurückgeführt werden kann.
  • Figur 2a zeigt eine weitere Ausführungsform einer Schalldämpfervorrichtung. Bei der Schalldämpferanordnung 1a ist in der Trennwand 30 eine Ölbypass-Öffnung 55 angeordnet, durch die Kältemittelöl aus einer Kältemittelölansammlung 56 in die untere Schalldämpferkammer 20 gelangen und sich mit Kältemittelgas zu einer Kältemittelgas/Öltröpfchenmischung 18 vermischen kann. Die Kältemittelölansammlung 56 weist, solange ein ausreichender Abfluss von Kältemittelöl durch die Ölbypass-Öffnung 55 erfolgen kann, ein geringeres Volumen auf als die Kältemittelölansammlung 31 gemäß Figur 1c.
    Ein beschleunigter Abfluss von Öl aus der Kälteölansammlung 56 kann dadurch erreicht werden, dass die Trennwand 50 im Bereich der Ölbypass-Öffnung 55 abgesenkt ist bzw. eine vom Innenbereich der oberen Schalldämpferkammer 15 aus gesehen konkave Form aufweist, da in diesem Fall Kältemittelöl von den weiter von der Ölbypass-Öffnung 56 entfernten Bereichen der Trennwand 50 in den Bereich der Ölbypass-Öffnung 56 fließen kann. Es ist bevorzugt, dass das Schalldämpfungsrohr 40 einen lichten Durchmesser D und die Ölbypass-Öffnung 56 einen lichten Durchmesser d < D, insbesondere einen Durchmesser d < ½ D, aufweist.
  • Figur 2b zeigt eine weitere Ausführungsform einer Schalldämpfungsvorrichtung 1 b mit einem Gehäuse in dem eine linke Schalldämpferkammer 15 und eine rechte Schalldämpferkammer 20 angeordnet sind. Die Schalldämpfungsvorrichtung 1 b weist eine um einen Winkel von 90° gegenüber der Vorrichtung 1a gedrehte Orientierung auf. Die linke Schalldämpferkammer 15 weist eine linke Zufuhröffnung 16 auf, welche mit dem Kältemittelkreislauf verbindbar ist, wobei die rechte Schalldämpferkammer 20 eine rechte Abführöffnung 21 aufweist, welche mit dem Kältemittelkreislauf verbindbar ist. Zwischen der linken und rechten Schalldämpferkammer 15 und 20 ist eine Schalldämpfertrennwand 50 angeordnet, die ein die linke Schalldämpferkammer 15 mit der rechten Schalldämpferkammer 20 verbindendes Dämpfungsrohr 40 aufweist, welches mit einem linken Rohrabschnitt 41 mit einer linken Öffnung 41 b in die linke Schalldämpferkammer 15 ragt. Das Dämpfungsrohr 40 ragt mit einem rechten Rohrabschnitt 42 in die rechte Schalldämpferkammer 20. In der Schalldämpfertrennwand 50 sind eine untere Ölbypass-Öffnung 55a und eine obere Ölbypass - Öffnung 55b angeordnet, die die linke und rechte Schalldämpferkammer 15 und 20 verbinden. Im Bereich einer unteren Gehäusewandung 10a ist akkumuliertes Öl 56a dargestellt, welches sich sowohl links als auch rechts der Schalldämpfertrennwand 50 erstreckt. Eine Ölrückführung zum Kompressor kann bereits bei sehr geringen Mengen von akkumulierten Öl erfolgen, da das Öl relativ ungehindert von der linken Schalldämpferkammer 15 durch die untere Öffnung 55a in die rechte Schalldämpferkammer 20 fliessen kann.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Schalldämpferanordnung
    1a, 1b
    Schalldämpferanordnung
    10
    Gehäuse
    10a
    untere Gehäusewandung
    15
    obere Schalldämpfungskammer
    16
    obere Zuführöffnung
    17
    Vorlauf
    18
    Kältemittelgas/Öltröpfchengemisch
    19
    Kältemittel
    20
    untere Schalldämpfungskammer
    21
    Abführöffnung
    22
    Rücklauf
    30
    Schalldämpfertrennwand
    31
    Ölansammlung
    40
    Dämpfungsrohr
    41
    oberer Abschnitt Dämpfungsrohr
    41 a
    obere Öffnung
    41 b
    linke Öffnung
    42
    unterer Abschnitt Dämpfungsrohr
    42a
    untere Öffnung
    42b
    rechte Öffnung
    50
    Schalldämpfertrennwand
    55, 55a, 55b
    Ölbypassöffnung
    56, 56a
    Ölansammlung

Claims (9)

  1. Schalldämpfungsvorrichtung für einen Kältemittelkreislauf mit einem ein Kältemittelöl enthaltenden Kältemittel, umfassend ein Gehäuse (10), in dem eine obere Schalldämpferkammer (15) und eine untere Schalldämpferkammer (20) angeordnet sind, wobei die obere Schalldämpferkammer (15) eine obere Zufuhröffnung (16) aufweist, welche mit dem Kältemittelkreislauf verbindbar ist sowie die untere Schalldämpferkammer (20) eine untere Abführöffnung (21) aufweist, welche mit dem Kältemittelkreislauf verbindbar ist und zwischen der oberen und unteren Schalldämpferkammer (15, 20) eine Schalldämpfertrennwand (50) angeordnet ist, die zumindest ein die obere Schalldämpferkammer (15) mit der unteren Schalldämpferkammer (20) verbindendes Dämpfungsrohr (41) aufweist, welches mit einem oberen Rohrabschnitt (41) mit einer oberen Öffnung (41 a) in die obere Schalldämpferkammer (15) ragt, wobei auf der Oberseite der Schalldämpfertrennwand akkumuliertes Kältemittelöl bei einem Füllstand, der die Höhe der oberen Öffnung (41 a) übersteigt, zusammen mit Kältemitteldampf der unteren Schalldämpferkammer (20) zuführbar ist.
  2. Schalldämpfungsvorrichtung für einen Kältemittelkreislauf mit einem ein Kältemittelöl enthaltenden Kältemittel, umfassend ein Gehäuse (10), in dem eine erste Schalldämpferkammer (15) und eine zweite Schalldämpferkammer (20) angeordnet sind, wobei die erste Schalldämpferkammer (15) eine erste Zufuhröffnung (16) aufweist, welche mit dem Kältemittelkreislauf verbindbar ist und die zweite Schalldämpferkammer (20) eine zweite Abführöffnung (21) aufweist, welche mit dem Kältemittelkreislauf verbindbar ist und zwischen der ersten und zweiten Schalldämpferkammer (15, 20) eine Schalldämpfertrennwand (50) angeordnet ist, die zumindest ein die erste Schalldämpferkammer (15) mit der zweiten Schalldämpferkammer (20) verbindendes Dämpfungsrohr (40) aufweist, welches mit einem ersten Rohrabschnitt (41) mit einer ersten Öffnung (41 a) in die erste Schalldämpferkammer (15) ragt, wobei in der Schalldämpfertrennwand (50) zumindest eine Ölbypass-Öffnung (55) angeordnet ist, die die erste und zweite Schalldämpferkammer (15, 20) verbindet.
  3. Schalldämpfungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schalldämpferkammer (15) eine obere Schalldämpferkammer und die zweite Schalldämpferkammer (20) eine untere Schalldämpferkammer ist, wobei die erste Zufuhröffnung (16) als obere Zufuhröffnung (16) ausgebildet ist, welche mit dem Kältemittelkreislauf verbindbar ist und die zweite Abführöffnung (21) als untere Abführöffnung ausgebildet ist, welche mit dem Kältemittelkreislauf verbindbar ist und die Schalldämpfertrennwand (50) zumindest ein die obere Schalldämpferkammer (15) mit der unteren Schalldämpferkammer (20) verbindendes Dämpfungsrohr (40) aufweist, welches mit einem oberen Rohrabschnitt (41) mit einer oberen Öffnung (41 a) in die obere Schalldämpferkammer (15) ragt, wobei in der Schalldämpfertrennwand (50) zumindest eine Ölbypass-Öffnung (55) angeordnet ist, die die obere und untere Schalldämpferkammer (15, 20) verbindet.
  4. Schalldämpfungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schalldämpferkammer (15) eine linke Schalldämpferkammer und die zweite Schalldämpferkammer (20) eine rechte Schalldämpferkammer ist, wobei die erste Zufuhröffnung (16) als linke Zufuhröffnung ausgebildet ist, welche mit dem Kältemittelkreislauf verbindbar ist und die zweite Abführöffnung (21) als rechte Abführöffnung ausgebildet ist, welche mit dem Kältemittelkreislauf verbindbar ist und die Schalldämpfertrennwand (50) zumindest ein die linke Schalldämpferkammer (15) mit der rechten Schalldämpferkammer (20) verbindendes Dämpfungsrohr (40) aufweist, welches mit einem linken Rohrabschnitt (41) mit einer linken Öffnung (41b) in die linke Schalldämpferkammer (15) ragt, wobei in der Schalldämpfertrennwand (50) zumindest eine Ölbypass-Öffnung (55a) angeordnet ist, die die linke und rechte Schalldämpferkammer (15, 20) verbindet.
  5. Schalldämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Ölbypass-Öffnungen (55a, 55b) in der Schalldämpfertrennwand (50) vorgesehen sind.
  6. Schalldämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsrohr (40) einen lichten Durchmesser D und zumindest eine Ölbypass-Öffnung (55, 55a, 55b) einen lichten Durchmesser d < D, insbesondere einen Durchmesser d < ½ D, aufweist.
  7. Schalldämpfungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) als tiefgezogener Topf aus einem Blechmaterial ausgebildet ist.
  8. Schalldämpfungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) einen kreisförmigen Querschnitt in einer Ebene senkrecht zu einer Längsachse des Gehäuses aufweist.
  9. Schalldämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse einen ellipsoidförmigen Querschnitt in einer Ebene senkrecht zu einer Längsachse des Gehäuses aufweist.
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