WO2000057058A1 - Piston compressor with gas pulsation damper - Google Patents

Piston compressor with gas pulsation damper

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WO2000057058A1
WO2000057058A1 PCT/EP2000/000030 EP0000030W WO0057058A1 WO 2000057058 A1 WO2000057058 A1 WO 2000057058A1 EP 0000030 W EP0000030 W EP 0000030W WO 0057058 A1 WO0057058 A1 WO 0057058A1
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piston compressor
compressor according
gas pulsation
pressure
pulsation damper
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PCT/EP2000/000030
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Inventor
Wolfgang Etter
Original Assignee
Bock Gmbh & Co. Kältemaschinenfabrik
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    • 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
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/0027—Pulsation and noise damping means
    • F04B39/0055—Pulsation and noise damping means with a special shape of fluid passage, e.g. bends, throttles, diameter changes, pipes

Definitions

  • the invention relates to a piston compressor for refrigerants with a compressor housing, with a plurality of cylinders arranged in the compressor housing and with motor-driven pistons which produce an oscillating stroke movement in the cylinders and produce a pulsating refrigerant flow on the pressure side, with a cylinder head spanning the cylinders and with suction in the cylinder head - Working valves arranged on the side and pressure side.
  • Piston compressors of this type are generally designed as open or semi-hermetic compressors.
  • Open piston compressors are compressors whose drive motor is not touched by the refrigerant.
  • the crankshaft of the compressor is driven directly or via a gearbox or via a V-belt by an external motor.
  • a semi-hermetic compressor is a combination of a compressor and a drive motor, both of which are located in a common, refrigerant-tight housing with removable mounting openings. There is no external shaft or shaft seal and the engine works in a mixture of oil and refrigerant vapor.
  • the object of the invention is to provide a piston compressor which has the lowest possible noise emission with a compact structure and reduced manufacturing costs. According to the invention, this object is achieved by the combination of features of claim 1. Advantageous refinements and developments of the invention result from the dependent claims.
  • the invention is based above all on the idea that sound emission due to pressure pulsations of the compressed refrigerant can be prevented particularly effectively if a pulsation damper is arranged as close as possible to the point of origin of the pressure pulsations.
  • a gas pulsation damper is arranged within the pressure-side space delimited by the compressor housing and the cylinder head and through which the refrigerant flows.
  • the pulsation damper is therefore integrated in the piston compressor itself, so that a high degree of efficiency with a compact size is achieved due to the relative proximity to the pressure generating location (exhaust valve).
  • a separate housing for the pulsation damper is not necessary, since appropriate compressor housing walls take over this task.
  • the gas pulsation damper is arranged in a flow channel arranged on the common pressure side of all cylinders and penetrating the housing wall of the compressor housing. Accordingly, a single gas pulsation damper is used, which is arranged, for example, in the case of V-type piston compressors in the pressure-side flow channel in the "V" of the compressor housing. According to a further preferred embodiment of the invention, the gas pulsation damper is arranged in a flow space passing through the cylinder head on the common pressure side of all cylinders. In the case of piston compressors in series construction, a single gas pulsation damper is then required, while in the case of piston compressors in V construction, two such gas pulsation dampers are used, one of which is assigned to a cylinder bank.
  • one of the gas pulsation dampers is arranged in a flow channel arranged inside the pressure-side working valve.
  • a gas pulsation damper is used for each cylinder, which is integrated directly into the valve plate of the cylinder head.
  • one of the gas pulsation dampers is arranged in a flow space of the cylinder head assigned to the pressure-side working valves.
  • a gas pulsation damper is used for each cylinder, the damper then being arranged in the respective outlet chamber of the cylinder head.
  • Piston compressors of open and semi-hermetic design generally have a pressure shut-off valve located at the pressure outlet of the compressor housing, with which the piston compressor can be shut off from the atmosphere or the refrigeration circuit for transport or maintenance purposes.
  • the gas pulsation damper is arranged in a flow channel arranged within the pressure shut-off valve.
  • the gas pulsation damper itself can be implemented in different ways.
  • the gas pulsation damper is formed by a plurality of guide and / or baffle surfaces, each of which deflects the refrigerant flow.
  • the gas pulsation damper can have a plurality of cross-sectional expansions and / or cross-sectional constrictions spaced apart from one another along a flow channel, which alternately bring about a higher and lower flow rate of the refrigerant flow, so that the pressure pulsations are damped.
  • the gas pulsation damper can be formed by a structural element which is inserted into a flow space or channel and forms the cross-sectional widenings and / or constrictions.
  • the structural element is preferably designed as a molded metal part, but can also be made of plastic.
  • Molded part should be formed, in which case a temperature, refrigerant and oil resistant plastic should be used.
  • the gas pulsation damper should on the one hand dampen the pressure pulsations of the refrigerant flow, but on the other hand should not act as an oil separator for the lubricating oil carried by the refrigerant flow. Since the piston compressor has a fixed installation position during operation, it can be provided in a preferred embodiment of the invention that the flow channel is essentially horizontal is aligned and that the cross-sectional extensions extend from the lower edge of the flow channel against the direction of gravity upwards. The flow channel thus represents the lowest point of the gas pulsation damper, so that no lubricating oil can accumulate in the cross-sectional enlargements.
  • the gas pulsation damper has a plurality of perforated disks which narrow the cross section along a flow channel and are spaced apart from one another.
  • the structural element forming the cross-sectional widenings and / or constrictions is designed as a wire mesh, which can be arranged in a pressure-side flow space of the cylinder head.
  • the piston compressor according to the invention is preferably used as a refrigerant compressor for air conditioning systems in buses or for transport cooling in trucks.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a piston compressor in the region of a cylinder with a first embodiment of a gas pulsation damper
  • FIG. 2 shows a view corresponding to FIG. 1 with an alternative embodiment of the gas pulsation damper
  • FIG. 3 shows a view corresponding to FIG. 1 with a further alternative embodiment of the gas pulsation damper
  • FIG. 4 shows a view corresponding to FIG. 3 with an alternative arrangement of the gas pulsation damper.
  • the piston compressor shown schematically in the drawing essentially consists of a compressor housing 10, a plurality of cylinders 12 arranged in the compressor housing 10, a crankshaft 14 mounted on both end faces in the compressor housing 10, a plurality of pistons 18 connected to the crankshaft by connecting rods 16, which in the cylinders 12 execute an oscillating stroke movement, as well as a cylinder head 20 which overlaps the cylinders 12.
  • the compressor housing 10 has suction-side and pressure-side flow channels 22, 24, with refrigerant being sucked into the cylinders 12 through the flow channel 22 during the suction stroke of the piston compressor and during the compression stroke of the compressor is expelled through the flow channel 24.
  • the cylinder head 20 consists of a valve cover 26 and a valve plate 28.
  • the valve cover 26 and the valve plate 28 delimit a suction-side space 30 and one of them pressure-side space 34 which is separated in a pressure-tight manner by a dividing wall 32. tig a flow opening 36 through which the suction-side space 30 of the cylinder head 20 communicates with the suction-side flow channel 22, and a valve bore 38 through which refrigerant is sucked from the suction-side space 30 into the cylinder 12.
  • the valve plate 28 has on the pressure side a valve bore 40, through which refrigerant is pressed into the pressure-side space 34 during the compression stroke, and a through-flow opening 42, which communicates with the pressure-side flow channel 24.
  • the working valves 44, 46 are fastened to the valve plate 28 and, in the exemplary embodiments shown in the drawing, are designed as lamellar valves clamped on one side.
  • the working valves can be designed as automatic ring inlet and outlet valves and a splinter protection device can be provided on the intake side.
  • Such a design of the valve plate is particularly suitable for high requirements at high speeds in the climatic field.
  • a gas pulsation damper is arranged in the pressure-side space 34 of the cylinder head 20.
  • the gas pulsation damper is formed here by a plurality of guide and / or baffle surfaces 48, each deflecting the refrigerant flow. The multiple redirection of the refrigerant flow leads to a reduction in the pressure peaks and thus a dampening of the acoustic emissions.
  • the gas pulsation damper shown in FIG. 2 consists of a series of perforated disks 50 which are arranged at a distance from one another and which represent successive cross-sectional constrictions and cross-sectional widenings of the flow path, as a result of which gas pulsations are damped due to the different flow velocities corresponding to the respective cross-section.
  • a gas pulsation damper is arranged in each pressure-side space of the cylinder head.
  • the gas pulsation damper shown in FIG. 3 is arranged in the pressure-side flow opening 42 of the valve plate 28.
  • a correspondingly dimensioned gas pulsation damper can also be arranged in the valve bore 40 of the valve plate 28.
  • This gas pulsation damper is formed by a metal or plastic molded part 52, which, like the gas pulsation damper shown in FIG. 2, has a plurality of cross-sectional expansions and cross-sectional constrictions spaced apart in the flow direction.
  • the gas pulsation damper shown in FIG. 4 like the damper shown in FIG. 3, is designed as a molded part made of metal or plastic. In this embodiment, however, only a single damper is provided for all cylinders, which on the common pressure side of all cylinders in which the housing wall of the seal housing 10 penetrating flow channel 24 is arranged.
  • the flow channel of the damper is oriented essentially horizontally here and forms the lowest point of the damper, so that no lubricating oil can accumulate in the cross-sectional enlargements.
  • the invention relates to a piston compressor for refrigerants with a compressor housing 10, with a plurality of cylinders 12 arranged in the compressor housing 10 and with motor-driven pistons 18 which execute an oscillating stroke movement in the cylinders 12 and generate a pulsating refrigerant flow on the pressure side Cylinders 12 are overlapped by a cylinder head 20 which has working valves 44, 46 arranged on the suction side and on the pressure side.
  • at least one gas pulsation damper is arranged within the pressure-side space delimited by the compressor housing 10 and the cylinder head 20 and through which the refrigerant flows.

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Abstract

The invention relates to a piston compressor for coolants. Said piston compressor comprises a compressor housing (10), several cylinders (12) that are arranged in the compressor housing (10) and motor-driven pistons (18) that perform an oscillating lifting movement in the cylinders (12) and that produce a pulsating coolant flow at the delivery side. The cylinders (12) are covered by a cylinder head (20) which is provided with working valves (44, 46) at the induction and delivery side. The aim of the invention is to effectively damp acoustic emissions. To this end, at least one gas pulsation damper (48, 50, 52) is arranged in the chamber at the delivery side, whereby said chamber is defined by the compressor housing (10) and the cylinder head (20) and is flown through by the coolant.

Description

KOLBENVERDICHTER MIT GASPULSATIONSDÄMPFERPISTON COMPRESSOR WITH GAS PULSATION DAMPER
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft einen Kolbenverdichter für Kältemittel mit einem Verdichtergehäuse, mit mehreren im Verdichtergehäuse angeordneten Zylindern und mit motorisch angetriebenen, in den Zylindern eine oszillierende Hubbewegung ausführenden, druckseitig einen pulsierenden Käl- temittelstrom erzeugenden Kolben, mit einem die Zylinder übergreifenden Zylinderköpf und mit im Zylinderkopf saug- seitig und druckseitig angeordneten Arbeitsventilen.The invention relates to a piston compressor for refrigerants with a compressor housing, with a plurality of cylinders arranged in the compressor housing and with motor-driven pistons which produce an oscillating stroke movement in the cylinders and produce a pulsating refrigerant flow on the pressure side, with a cylinder head spanning the cylinders and with suction in the cylinder head - Working valves arranged on the side and pressure side.
Derartige Kolbenverdichter sind in der Regel als offene oder als halbhermetische Verdichter ausgeführt. Offene Kolbenverdichter sind Verdichter, deren Antriebsmotor nicht vom Kältemittel berührt wird. Die Kurbelwelle des Verdichters wird direkt oder über ein Getriebe oder auch über Keilriemen von einem externen Motor angetrieben. Un- ter einem halbhermetischen Verdichter versteht man hingegen eine Kombination eines Verdichters mit einem Antriebsmotor, die sich beide in einem gemeinsamen, kältemitteldichten Gehäuse mit abnehmbaren Montageöffnungen befinden. Es ist keine nach außen führende Welle oder Wellenabdichtung vorhanden und der Motor arbeitet in einem Gemisch aus Öl und Kältemitteldampf.Piston compressors of this type are generally designed as open or semi-hermetic compressors. Open piston compressors are compressors whose drive motor is not touched by the refrigerant. The crankshaft of the compressor is driven directly or via a gearbox or via a V-belt by an external motor. A semi-hermetic compressor, on the other hand, is a combination of a compressor and a drive motor, both of which are located in a common, refrigerant-tight housing with removable mounting openings. There is no external shaft or shaft seal and the engine works in a mixture of oil and refrigerant vapor.
Bedingt durch die getaktete Arbeitsweise des Verdichters tritt druckseitig, d.h. stromaufwärts der druckseitig an- geordneten Arbeitsventile (Auslaßventile) , ein pulsierender Kältemittelstrom auf, der zu starken akustischen Emissionen führen kann, die die Hauptlärmquelle des Verdichters darstellen. Insbesondere durch die heute bevorzugte Leichtbauweise durch Verwendung von Aluminiumlegierungen als Gehäusematerial findet innerhalb des Verdich- tergehauses nur eine unzureichende Dämpfung der erzeugten Pulsationsschwingungen statt. Zusätzlich können sich in der Druckleitung zwischen dem Verdichter und dem zum Kältekreislauf gehörenden Verflüssiger stehende Druckwellen ausbilden, die ebenfalls zu einer störenden Geräuschent- wicklung führen. Aus diesem Grund wurde bereits versucht, in der Druckleitung zwischen dem Verdichter und dem Verflüssiger einen Pulsations- oder Schalldämpfer einzubauen, um die Ausbildung von stehenden Druckwellen zu verhindern und auf diese Weise die Geräuschentwicklung zu vermindern. Ein wesentlicher Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß der Schalldämpfer vergleichsweise weit weg vom Entstehungsort der Druckpulsationen, d.h. weit weg vom Auslaßventil im Zylinderkopf des Verdichters, angeordnet ist, so daß eine Schallemission nicht gänzlich verhindert wird. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß diese Art von Schalldämpfer als externes Bauteil ein eigenes, relativ großes Gehäuse erfordern, das nicht nur zusätzliche Materialkosten verursacht, sondern auch einen Gewichtsnachteil mit sich bringt. Auch hinsichtlich der Dichtheit lassen die externen Schalldämpfer zu wünschen übrig.Due to the clocked operation of the compressor, a pulsating refrigerant flow occurs on the pressure side, ie upstream of the pressure valves arranged on the pressure side (exhaust valves), which causes excessive acoustic Emissions that are the main source of noise for the compressor. In particular, due to the lightweight construction preferred today by using aluminum alloys as the housing material, there is only insufficient damping of the pulsation vibrations generated within the compressor housing. In addition, standing pressure waves can form in the pressure line between the compressor and the condenser belonging to the refrigeration circuit, which also lead to a disturbing noise development. For this reason, attempts have already been made to install a pulsation or muffler in the pressure line between the compressor and the condenser in order to prevent the formation of standing pressure waves and in this way to reduce noise. A major disadvantage of this solution is that the muffler is arranged comparatively far away from the point of origin of the pressure pulsations, ie far away from the exhaust valve in the cylinder head of the compressor, so that noise emission is not completely prevented. Another disadvantage is that this type of muffler as an external component requires its own, relatively large housing, which not only causes additional material costs, but also entails a weight disadvantage. The external silencers also leave something to be desired in terms of tightness.
Ausgehend hiervon besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Kolbenverdichter bereitzustellen, der eine mög- liehst geringe Schallemission bei kompaktem Aufbau und reduzierten Herstellungskosten au weist. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmalskombination des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung er- geben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Proceeding from this, the object of the invention is to provide a piston compressor which has the lowest possible noise emission with a compact structure and reduced manufacturing costs. According to the invention, this object is achieved by the combination of features of claim 1. Advantageous refinements and developments of the invention result from the dependent claims.
Die Erfindung geht vor allem von dem Gedanken aus, daß eine Schallemission aufgrund von Druckpulsationen des komprimierten Kältemittels besonders wirksam dann verhin- dert werden kann, wenn ein Pulsationsdampfer möglichst nah am Entstehungsort der Druckpulsationen angeordnet ist . Gemäß der Erfindung ist daher innerhalb des durch das Verdichtergehäuse und den Zylinderkopf begrenzten, von dem Kältemittel durchströmten druckseitigen Raums mindestens ein Gaspulsationsdämpfer angeordnet. Der Pulsationsdampfer ist also in den Kolbenverdichter selbst integriert, so daß aufgrund der relativen Nähe zum Druk- kerzeugungsort (Auslaßventil) ein hoher Wirkungsgrad bei kompakter Baugröße erreicht wird. Ein eigenes Gehäuse für den Pulsationsdampfer ist nicht erforderlich, da entsprechende Verdichtergehäusewände diese Aufgabe übernehmen.The invention is based above all on the idea that sound emission due to pressure pulsations of the compressed refrigerant can be prevented particularly effectively if a pulsation damper is arranged as close as possible to the point of origin of the pressure pulsations. According to the invention, therefore, at least one gas pulsation damper is arranged within the pressure-side space delimited by the compressor housing and the cylinder head and through which the refrigerant flows. The pulsation damper is therefore integrated in the piston compressor itself, so that a high degree of efficiency with a compact size is achieved due to the relative proximity to the pressure generating location (exhaust valve). A separate housing for the pulsation damper is not necessary, since appropriate compressor housing walls take over this task.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Gaspulsationsdämpfer in einem auf der ge- meinsamen Druckseite aller Zylinder angeordneten, die Gehäusewand des Verdichtergehäuses durchdringenden Strδ- mungskanal angeordnet. Es kommt demnach ein einziger Gaspulsationsdämpfer zum Einsatz, der beispielsweise bei Kolbenverdichtern in V-Bauweise im druckseitigen Strö- mungskanal im "V" des Verdichtergehäuses angeordnet wird. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Gaspulsationsdämpfer in einem auf der gemeinsamen Druckseite aller Zylinder den Zylinderkopf durchsetzenden Strömungsraum angeordnet . Bei Kolbenver- dichtem in Reihenbauweise ist dann ein einziger Gaspulsationsdämpfer erforderlich, während bei Kolbenverdichtern in V-Bauweise zwei derartige Gaspulsationsdämpfer zum Einsatz kommen, von denen je einer einer Zylinderbank zugeordnet ist .According to a first preferred embodiment of the invention, the gas pulsation damper is arranged in a flow channel arranged on the common pressure side of all cylinders and penetrating the housing wall of the compressor housing. Accordingly, a single gas pulsation damper is used, which is arranged, for example, in the case of V-type piston compressors in the pressure-side flow channel in the "V" of the compressor housing. According to a further preferred embodiment of the invention, the gas pulsation damper is arranged in a flow space passing through the cylinder head on the common pressure side of all cylinders. In the case of piston compressors in series construction, a single gas pulsation damper is then required, while in the case of piston compressors in V construction, two such gas pulsation dampers are used, one of which is assigned to a cylinder bank.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist je einer der Gaspulsationsdämpfer in einem innerhalb der druckseitigen Arbeitsventile angeordneten Strömungskanäle angeordnet. Für jeden Zylinder wird hier- bei ein Gaspulsationsdämpfer verwendet, der direkt in die Ventilplatte des Zylinderköpfes integriert ist.According to a further preferred embodiment of the invention, one of the gas pulsation dampers is arranged in a flow channel arranged inside the pressure-side working valve. A gas pulsation damper is used for each cylinder, which is integrated directly into the valve plate of the cylinder head.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist je einer der Gaspulsationsdämpfer in einem den druckseitigen Arbeitsventilen zugeordneten Strömungsraum des Zylinderkopfs angeordnet. Auch bei dieser Variante kommt je ein Gaspulsationsdämpfer für jeden Zylinder zum Einsatz, wobei der Dämpfer dann in der jeweiligen Auslaßkammer des Zylinderkopfes angeordnet ist.According to a further preferred embodiment of the invention, one of the gas pulsation dampers is arranged in a flow space of the cylinder head assigned to the pressure-side working valves. In this variant, too, a gas pulsation damper is used for each cylinder, the damper then being arranged in the respective outlet chamber of the cylinder head.
Kolbenverdichter offener und halbhermetischer Bauart weisen in der Regel ein am Druckausgang des Verdichtergehäuses angeordnetes Druckabsperrventil auf, mit dem der Kolbenverdichter zu Transport- oder Wartungszwecken gegen- über der Atmosphäre oder dem Kältekreislauf abgesperrt werden kann. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestal- tung der Erfindung ist daher vorgesehen, daß der Gaspulsationsdämpfer in einem innerhalb des Druckabsperrventils angeordneten Strömungskanal angeordnet ist.Piston compressors of open and semi-hermetic design generally have a pressure shut-off valve located at the pressure outlet of the compressor housing, with which the piston compressor can be shut off from the atmosphere or the refrigeration circuit for transport or maintenance purposes. According to a further preferred embodiment device of the invention is therefore provided that the gas pulsation damper is arranged in a flow channel arranged within the pressure shut-off valve.
Der Gaspulsationsdämpfer selbst läßt sich auf verschiedene Weisen realisieren. Gemäß einer ersten Variante ist der Gaspulsationsdämpfer durch mehrere, jeweils eine Um- lenkung des Kältemittelstroms bewirkende Leit- und/oder Prallflächen gebildet. Alternativ kann der Gaspulsations- dämpfer mehrere entlang einem Strömungskanal im Abstand voneinander angeordnete Querschnittserweiterungen und/oder Querschnittsverengungen aufweisen, die alternierend eine höhere und geringere Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittelstroms bewirken, so daß eine Dämpfung der Druckpulsationen erreicht wird. Hierbei kann der Gaspulsationsdämpfer durch ein in einen Strömungsraum oder -kanal eingesetztes, die Querschnittserweiterungen und/oder -Verengungen bildendes Strukturelement gebildet sein. Das Strukturelement ist bevorzugt als Metall- Formteil ausgebildet, kann aber auch als Kunststoff-The gas pulsation damper itself can be implemented in different ways. According to a first variant, the gas pulsation damper is formed by a plurality of guide and / or baffle surfaces, each of which deflects the refrigerant flow. Alternatively, the gas pulsation damper can have a plurality of cross-sectional expansions and / or cross-sectional constrictions spaced apart from one another along a flow channel, which alternately bring about a higher and lower flow rate of the refrigerant flow, so that the pressure pulsations are damped. In this case, the gas pulsation damper can be formed by a structural element which is inserted into a flow space or channel and forms the cross-sectional widenings and / or constrictions. The structural element is preferably designed as a molded metal part, but can also be made of plastic.
Formteil ausgebildet sein, wobei dann ein temperatur-, kältemittel- und ölbeständiger Kunststoff verwendet werden sollte.Molded part should be formed, in which case a temperature, refrigerant and oil resistant plastic should be used.
Der Gaspulsationsdämpfer soll zwar einerseits die Druckpulsationen des Kältemittelstroms dämpfen, andererseits jedoch nicht als Ölabscheider für das von dem Kältemittelstrom mitgeführte Schmieröl wirken. Da der Kolbenverdichter im Betrieb eine feste Einbaulage aufweist, kann in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß der Strömungskanal im wesentlichen horizontal ausgerichtet ist und daß die Querschnittserweiterungen sich von der Unterkante des Strömungskanals entgegen der Schwerkraftrichtung nach oben erstrecken. Der Strömungs- kanal stellt somit den tiefsten Punkt des Gaspulsations- dämpfers dar, so daß sich kein Schmieröl in den Querschnittserweiterungen ansammeln kann.The gas pulsation damper should on the one hand dampen the pressure pulsations of the refrigerant flow, but on the other hand should not act as an oil separator for the lubricating oil carried by the refrigerant flow. Since the piston compressor has a fixed installation position during operation, it can be provided in a preferred embodiment of the invention that the flow channel is essentially horizontal is aligned and that the cross-sectional extensions extend from the lower edge of the flow channel against the direction of gravity upwards. The flow channel thus represents the lowest point of the gas pulsation damper, so that no lubricating oil can accumulate in the cross-sectional enlargements.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Gaspulsationsdämpfer mehrere entlang einem Strömungskanal im Abstand voneinander angeordnete querschnittsverengende Lochscheiben auf .According to a further preferred embodiment of the invention, the gas pulsation damper has a plurality of perforated disks which narrow the cross section along a flow channel and are spaced apart from one another.
In besonders einfacher Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das die Querschnittserweiterungen und/oder -Verengungen bildende Strukturelement als Maschendraht ausgebildet ist, der in einem druckseitigen Strömungsraum des Zylinderkopfs angeordnet sein kann.In a particularly simple embodiment of the invention, it is provided that the structural element forming the cross-sectional widenings and / or constrictions is designed as a wire mesh, which can be arranged in a pressure-side flow space of the cylinder head.
Der erfindungsgemäße Kolbenverdichter wird bevorzugt als Kältemittelverdichter für Klimaanlagen in Omnibussen oder für die Transportkühlung in Lastkraftwagen verwendet .The piston compressor according to the invention is preferably used as a refrigerant compressor for air conditioning systems in buses or for transport cooling in trucks.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen nä- her erläutert. Es zeigt:The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments shown schematically in the drawing. It shows:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Kolbenverdichters im Bereich eines Zylinders mit einer ersten Aus- führungsform eines Gaspulsationsdämpfers; Fig. 2 eine Ansicht entsprechend Fig. 1 mit einer alternativen Ausführungsform des Gaspulsationsdämpfers;1 shows a cross-sectional view of a piston compressor in the region of a cylinder with a first embodiment of a gas pulsation damper; FIG. 2 shows a view corresponding to FIG. 1 with an alternative embodiment of the gas pulsation damper;
Fig. 3 eine Ansicht entsprechend Fig. 1 mit einer weiteren alternativen Ausführungsform des Gaspulsationsdämpfers; und3 shows a view corresponding to FIG. 1 with a further alternative embodiment of the gas pulsation damper; and
Fig. 4 eine Ansicht entsprechend Fig. 3 mit einer al- ternativen Anordnung des Gaspulsationsdämpfers.4 shows a view corresponding to FIG. 3 with an alternative arrangement of the gas pulsation damper.
Der in der Zeichnung schematisch dargestellten Kolbenverdichter besteht im wesentlichen aus einem Verdichtergehäuse 10, mehreren im Verdichtergehäuse 10 angeordneten Zylindern 12, einer auf beiden Stirnseiten im Verdichtergehäuse 10 gelagerten Kurbelwelle 14, mehreren mit der Kurbelwelle durch Pleuel 16 verbundenen Kolben 18, die in den Zylindern 12 eine oszillierende Hubbewegung ausführen, sowie einem die Zylinder 12 übergreifenden Zylinder- köpf 20. Das Verdichtergehäuse 10 weist saugseitige und druckseitige Strδmungskanäle 22, 24 auf, wobei Kältemittel beim Saugtakt des Kolbenverdichters durch den Strδ- mungskanal 22 in die Zylinder 12 angesaugt wird und beim Kompressionstakt des Verdichters durch den Strömungskanal 24 ausgestoßen wird.The piston compressor shown schematically in the drawing essentially consists of a compressor housing 10, a plurality of cylinders 12 arranged in the compressor housing 10, a crankshaft 14 mounted on both end faces in the compressor housing 10, a plurality of pistons 18 connected to the crankshaft by connecting rods 16, which in the cylinders 12 execute an oscillating stroke movement, as well as a cylinder head 20 which overlaps the cylinders 12. The compressor housing 10 has suction-side and pressure-side flow channels 22, 24, with refrigerant being sucked into the cylinders 12 through the flow channel 22 during the suction stroke of the piston compressor and during the compression stroke of the compressor is expelled through the flow channel 24.
Der Zylinderkopf 20 besteht aus einem Ventildeckel 26 und einer Ventilplatte 28. Der Ventildeckel 26 und die Ventilplatte 28 begrenzen einen saugseitigen Raum 30 und ei- nen davon durch eine Trennwand 32 druckdicht getrennten druckseitigen Raum 34. Die Ventilplatte 28 weist saugsei- tig eine Durchströmöffnung 36, durch die der saugseitige Raum 30 des Zylinderkopfs 20 mit dem saugseitigen Strömungskanal 22 kommuniziert, sowie eine Ventilbohrung 38, durch die Kältemittel aus dem saugseitigen Raum 30 in den Zylinder 12 angesaugt wird, auf. Entsprechend weist die Ventilplatte 28 auf der Druckseite eine Ventilbohrung 40, durch die Kältemittel beim Verdichtungstakt in den druckseitigen Raum 34 gedrückt wird, und eine Durchstrδmöff- nung 42, die mit dem druckseitigen Strömungskanal 24 kom- muniziert, auf. Die Arbeitsventile 44, 46 sind an der Ventilplatte 28 befestigt und bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen als einseitig eingespannte Lamellenventile ausgebildet. Alternativ können die Arbeitsventile als selbsttätige Ring-Ein- und Auslaß- ventile ausgebildet sein und es kann eine Splitterschutzeinrichtung auf der Ansaugseite vorgesehen sein. Eine derartige Ausbildung der Ventilplatte ist insbesondere für hohe Anforderungen bei hohen Drehzahlen im Klimabereich geeignet.The cylinder head 20 consists of a valve cover 26 and a valve plate 28. The valve cover 26 and the valve plate 28 delimit a suction-side space 30 and one of them pressure-side space 34 which is separated in a pressure-tight manner by a dividing wall 32. tig a flow opening 36 through which the suction-side space 30 of the cylinder head 20 communicates with the suction-side flow channel 22, and a valve bore 38 through which refrigerant is sucked from the suction-side space 30 into the cylinder 12. Correspondingly, the valve plate 28 has on the pressure side a valve bore 40, through which refrigerant is pressed into the pressure-side space 34 during the compression stroke, and a through-flow opening 42, which communicates with the pressure-side flow channel 24. The working valves 44, 46 are fastened to the valve plate 28 and, in the exemplary embodiments shown in the drawing, are designed as lamellar valves clamped on one side. Alternatively, the working valves can be designed as automatic ring inlet and outlet valves and a splinter protection device can be provided on the intake side. Such a design of the valve plate is particularly suitable for high requirements at high speeds in the climatic field.
Im folgenden werden die verschiedenen dargestellten Ausführungsvarianten der Gaspulsationsdämpfer näher erläutert :The various design variants of the gas pulsation dampers shown are explained in more detail below:
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist je ein Gaspulsationsdämpfer in dem druckseitigen Raum 34 des Zylinderkopfs 20 angeordnet. Der Gaspulsationsdämpfer ist hier durch mehrere, jeweils eine Umlenkung des Kältemittelstroms bewirkende Leit- und/oder Prallflächen 48 gebildet. Die mehrfache Umlenkung des Kaltemittelstroms führt dabei zu einem Abbau der Druckspitzen und damit zu einer Dämpfung der akustischen Emissionen.In the embodiment shown in FIG. 1, a gas pulsation damper is arranged in the pressure-side space 34 of the cylinder head 20. The gas pulsation damper is formed here by a plurality of guide and / or baffle surfaces 48, each deflecting the refrigerant flow. The multiple redirection of the refrigerant flow leads to a reduction in the pressure peaks and thus a dampening of the acoustic emissions.
Der in Fig. 2 dargestellte Gaspulsationsdämpfer besteht aus einer Reihe im Abstand voneinander angeordneten Lochscheiben 50, die aufeinanderfolgende Querschnittsverengungen und Querschnittserweiterungen der Strömungsstrecke darstellen, wodurch aufgrund der entsprechend dem jeweiligen Querschnitt unterschiedlichen Strömungsgeschwindig- keiten eine Dämpfung der Gaspulsationen erreicht wird. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist jeweils ein Gaspulsationsdämpfer in jedem druckseitigen Raum des Zylinderkopfs angeordnet.The gas pulsation damper shown in FIG. 2 consists of a series of perforated disks 50 which are arranged at a distance from one another and which represent successive cross-sectional constrictions and cross-sectional widenings of the flow path, as a result of which gas pulsations are damped due to the different flow velocities corresponding to the respective cross-section. In this exemplary embodiment too, a gas pulsation damper is arranged in each pressure-side space of the cylinder head.
Der in Fig. 3 dargestellte Gaspulsationsdämpfer ist in der druckseitigen Durchströmöffnung 42 der Ventilplatte 28 angeordnet. Grundsätzlich kann ein entsprechend dimensionierter Gaspulsationsdämpfer auch in der Ventilbohrung 40 der Ventilplatte 28 angeordnet sein. Dieser Gaspulsa- tionsdämpfer ist durch ein Metall- oder Kunststoff- Formteil 52 gebildet, das ähnlich wie der in Fig. 2 dargestellte Gaspulsationsdämpfer mehrere in Strömungsrichtung im Abstand voneinander angeordnete Querschnittserweiterungen und Querschnittsverengungen aufweist.The gas pulsation damper shown in FIG. 3 is arranged in the pressure-side flow opening 42 of the valve plate 28. In principle, a correspondingly dimensioned gas pulsation damper can also be arranged in the valve bore 40 of the valve plate 28. This gas pulsation damper is formed by a metal or plastic molded part 52, which, like the gas pulsation damper shown in FIG. 2, has a plurality of cross-sectional expansions and cross-sectional constrictions spaced apart in the flow direction.
Der in Fig. 4 dargestellte Gaspulsationsdämpfer ist ebenso wie der in Fig. 3 dargestellte Dämpfer als Formteil aus Metall oder Kunststoff ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch nur ein einziger Dämpfer für sämtliche Zylinder vorgesehen, der auf der gemeinsamen Druckseite aller Zylinder in dem die Gehäusewand des Ver- dichtergehäuses 10 durchdringenden Strömungskanal 24 angeordnet ist. Der Strδmungskanal des Dämpfers ist hier im wesentlichen horizontal ausgerichtet und bildet den tiefsten Punkt des Dämpfers, so daß sich kein Schmieröl in den Querschnittserweiterungen ansammeln kann.The gas pulsation damper shown in FIG. 4, like the damper shown in FIG. 3, is designed as a molded part made of metal or plastic. In this embodiment, however, only a single damper is provided for all cylinders, which on the common pressure side of all cylinders in which the housing wall of the seal housing 10 penetrating flow channel 24 is arranged. The flow channel of the damper is oriented essentially horizontally here and forms the lowest point of the damper, so that no lubricating oil can accumulate in the cross-sectional enlargements.
Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfindung betrifft einen Kolbenverdichter für Kältemittel mit einem Verdichtergehäuse 10, mit mehreren im Verdichterge- häuse 10 angeordneten Zylindern 12 und mit motorisch angetriebenen, in den Zylindern 12 eine oszillierende Hubbewegung ausführenden, druckseitig einen pulsierenden Kältemittelstrom erzeugenden Kolben 18. Die Zylinder 12 werden von einem Zylinderkopf 20 übergriffen, der saug- seitig und druckseitig angeordnete Arbeitsventile 44, 46 aufweist. Um akustische Emissionen wirksam zu dämpfen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß innerhalb des durch das Verdichtergehäuse 10 und den Zylinderkopf 20 begrenzten, von dem Kältemittel durchströmten druckseiti- gen Raums mindestens ein Gaspulsationsdämpfer angeordnet is . In summary, the following can be stated: The invention relates to a piston compressor for refrigerants with a compressor housing 10, with a plurality of cylinders 12 arranged in the compressor housing 10 and with motor-driven pistons 18 which execute an oscillating stroke movement in the cylinders 12 and generate a pulsating refrigerant flow on the pressure side Cylinders 12 are overlapped by a cylinder head 20 which has working valves 44, 46 arranged on the suction side and on the pressure side. In order to effectively dampen acoustic emissions, it is proposed according to the invention that at least one gas pulsation damper is arranged within the pressure-side space delimited by the compressor housing 10 and the cylinder head 20 and through which the refrigerant flows.

Claims

Patentansprüche claims
1. Kolbenverdichter für Kältemittel mit einem Verdichtergehäuse (10) , mit mehreren im Verdichtergehäuse (10) angeordneten Zylindern (12) und mit motorisch angetriebenen, in den Zylindern (12) eine oszillierende Hubbewegung ausführenden, druckseitig einen pulsierenden Kältemittelstrom erzeugenden Kolben (18) , mit einem die Zylinder (12) übergreifenden Zy- linderkopf (20) und mit im Zylinderkopf saugseitig und druckseitig angeordneten Arbeitsventilen (44, 46) , dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des durch das Verdichtergehäuse (10) und den Zylinderkopf (20) begrenzten, von dem Kältemittel durchströmten druck- seitigen Raums mindestens ein Gaspulsationsdämpfer (48, 50, 52) angeordnet ist.1. piston compressor for refrigerants with a compressor housing (10), with a plurality of cylinders (12) arranged in the compressor housing (10) and with motor-driven pistons (18) which produce an oscillating stroke movement in the cylinders (12) and generate a pulsating refrigerant flow on the pressure side, with a cylinder head (20) overlapping the cylinders (12) and with working valves (44, 46) arranged in the cylinder head on the suction side and on the pressure side, characterized in that within the range delimited by the compressor housing (10) and the cylinder head (20) at least one gas pulsation damper (48, 50, 52) is arranged in the pressure-side space through which the refrigerant flows.
2. Kolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaspulsationsdämpfer (48, 50, 52) in einem auf der gemeinsamen Druckseite aller Zylinder (12) angeordneten, die Gehäusewand des Verdichtergehäuses (10) durchdringenden Strδmungskanal (24) angeordnet ist.2. Piston compressor according to claim 1, characterized in that the gas pulsation damper (48, 50, 52) is arranged in a on the common pressure side of all cylinders (12), the housing wall of the compressor housing (10) penetrating flow channel (24).
3. Kolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaspulsationsdämpfer (48, 50, 52) in einem auf der gemeinsamen Druckseite aller Zylinder (12) den Zylinderkopf (20) durchsetzenden Strömungsraum angeordnet ist . 3. Piston compressor according to claim 1, characterized in that the gas pulsation damper (48, 50, 52) is arranged in a flow chamber passing through the cylinder head (20) on the common pressure side of all cylinders (12).
4. Kolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je einer der Gaspulsationsdämpfer (48, 50, 52) in einem innerhalb der druckseitigen Arbeitsventile (46) angeordneten Strömungskanäle (40) ange- ordnet ist.4. Piston compressor according to claim 1, characterized in that one of the gas pulsation dampers (48, 50, 52) in a within the pressure-side working valves (46) arranged flow channels (40) is arranged.
5. Kolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je einer der Gaspulsationsdämpfer (48, 50, 52) in einem den druckseitigen Arbeitsventilen (46) zugeordneten Strömungsraum (34) des Zylinderkopfs (20) angeordnet ist.5. Piston compressor according to claim 1, characterized in that one of the gas pulsation dampers (48, 50, 52) in one of the pressure-side working valves (46) associated flow chamber (34) of the cylinder head (20) is arranged.
6. Kolbenverdichter nach Anspruch 1 mit einem am Druckausgang des Verdichtergehäuses angeordneten Druckab- Sperrventil, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaspulsationsdämpfer (48, 50, 52) in einem innerhalb des Druckabsperrventils angeordneten Strömungskanal angeordnet ist.6. Piston compressor according to claim 1 with a pressure shut-off valve arranged at the pressure outlet of the compressor housing, characterized in that the gas pulsation damper (48, 50, 52) is arranged in a flow channel arranged inside the pressure shut-off valve.
7. Kolbenverdichter nach einem der -Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaspulsationsdämpfer durch mehrere, jeweils eine Umlenkung des Kaltemittelstroms bewirkende Leit- und/oder Prallflächen (48) gebildet ist.7. Piston compressor according to one of claims 1 to 6, characterized in that the gas pulsation damper is formed by a plurality of guide and / or baffle surfaces (48) which each deflect the refrigerant flow.
8. Kolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaspulsationsdämpfer (50, 52) mehrere entlang einem Strömungskanal im -Abstand voneinander angeordnete Querschnittserweiterun- gen und/oder Querschnittsverengungen aufweist. 8. Piston compressor according to one of claims 1 to 6, characterized in that the gas pulsation damper (50, 52) has a plurality of cross-sectional expansions and / or cross-sectional constrictions spaced apart from one another along a flow channel.
9. Kolbenverdichter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaspulsationsdämpfer durch ein in einen Strömungsraum (34) oder -kanal (24) eingesetztes, die Querschnittserweiterungen und/oder Verengungen bildendes Strukturelement (52) gebildet ist .9. Piston compressor according to claim 8, characterized in that the gas pulsation damper is formed by a structural element (52) which is used in a flow space (34) or channel (24) and which forms cross-sectional widenings and / or constrictions.
10. Kolbenverdichter nach -Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Strukturelement (52) als Metall- Formteil ausgebildet ist.10. Piston compressor according to claim 9, characterized in that the structural element (52) is designed as a molded metal part.
11. Kolbenverdichter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Strukturelement (52) als Kunststoff-Formteil ausgebildet ist.11. Piston compressor according to claim 9, characterized in that the structural element (52) is designed as a molded plastic part.
12. Kolbenverdichter nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (24) im wesentlichen horizontal ausgerichtet ist und daß die Querschnittserweiterungen sich von der Unterkante des Strömungskanals entgegen der Schwerkraftrichtung nach oben erstrecken.12. Piston compressor according to one of claims 8 to 11, characterized in that the flow channel (24) is aligned substantially horizontally and that the cross-sectional extensions extend from the lower edge of the flow channel against the direction of gravity upwards.
13. Kolbenverdichter nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaspulsationsdämpfer mehrere entlang einem Strömungskanal im Abstand voneinander angeordnete querschnittsverengende Lochscheiben (50) aufweist.13. Piston compressor according to one of claims 8 to 12, characterized in that the gas pulsation damper has a plurality of perforated disks (50) which are arranged at a distance from one another along a flow channel.
14. Kolbenverdichter nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Strukturelement als14. Piston compressor according to one of claims 9 to 11, characterized in that the structural element as
Maschendraht ausgebildet ist . Wire mesh is formed.
15. Kolbenverdichter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Maschendraht in einem druckseitigen Strömungsraum (34) des Zylinderkopfs (20) angeordnet ist .15. Piston compressor according to claim 14, characterized in that the wire mesh is arranged in a pressure-side flow space (34) of the cylinder head (20).
16. Verwendung eines Kolbenverdichters nach einem der Ansprüche 1 bis 15 als Kältemittelverdichter für Klimaanlagen in Omnibussen oder für die Transportkühlung in Lastkraftwagen. 16. Use of a piston compressor according to one of claims 1 to 15 as a refrigerant compressor for air conditioning systems in buses or for transport cooling in trucks.
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