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Dokumentenidentifikation DE19923734C2 29.03.2001
Titel Saugschalldämpfer für einen hermetisch gekapselten Verdichter
Anmelder Danfoss Compressors GmbH, 24939 Flensburg, DE
Erfinder Thomsen, Jan, Aabenraa, DK;
Iversen, Frank Holm, Padborg, DK;
Bjerre, Preben, Sønderborg, DK
Vertreter U. Knoblauch und Kollegen, 60322 Frankfurt
DE-Anmeldedatum 22.05.1999
DE-Aktenzeichen 19923734
Offenlegungstag 30.11.2000
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 29.03.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.03.2001
IPC-Hauptklasse F04B 39/12

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf einen Saugschalldämpfer für einen hermetisch gekapselten Verdichter, mit einem Gehäuse, das wenigstens aus einem Oberteil, einem Unterteil und einem Einsatz gebildet ist sowie mindestens zwei Kammern und einen damit verbundenen, von einer unteren Eintrittsöffnung zu einer oberen Austrittsöffnung führenden Kanal aufweist.

Bei einem bekannten Saugschalldämpfer dieser Art (US 5 201 640), der für hermetisch gekapselte Kleinkältemaschinen, wie sie in Haushaltskühlschränken u. dgl. Anwendung finden, bestimmt ist, wird der Innenraum durch eine vertikale Wand in zwei Kammern unterteilt. Unter Zufhilfenahme eines Einsatzes wird ein Kanal gebildet, der die Strömungsrichtung des Sauggases mehrfach ändert. Das Oberteil besitzt einen Fortsatz, der den letzten Kanalabschnitt enthält und in eine Ausnehmung des Zylinderkopfdeckels paßt, so daß der gesamte Saugschalldämpfer am Zylinderkopf befestigt werden kann.

Aus DE 195 22 383 C2 ist ein Saugschalldämpfer für einen Kältemittelkompressor bekannt, der durch zwei Halbteile gebildet ist. Im unteren Halbteil ist durch eine Gasleitwand und eine Begrenzungswand ein drosselstellenfreier Strömungspfad gebildet. Ein Spalt zwischen der Deckelwand des oberen Halbteils und der Gasleitwand beziehungsweise der Begrenzungswand stellt eine sehr gute Verbindung vom Strömungspfad zum Dämpfungsvolumen her.

Aus US 3 750 840 ist ein Schalldämpfer für einen hermetisch gekapselten Verdichter bekannt, bei dem ein topfförmiges Unterteil und ein topfförmiges Oberteil teleskopartig übereinander geschoben und miteinander verlötet sind. Im Unterteil ist ein Einsatz gehalten, der den Innenraum des Schalldämpfers in eine obere und eine untere Kammer unterteilt sowie mit Hilfe eines profilierten Blechs einen Drosselkanal zwischen den beiden Kammern bildet. Der Eintritt erfolgt über ein oben eingesetztes Rohr, der Austritt über ein unten seitlich anschließendes Rohr.

Aus US 3 220 506 ist ein Schalldämpfer für Brennkraftmaschinen bekannt, die Wasser und Gas abgeben. Zwei topfartige Teile sind horizontal ineinander geschoben und nehmen zwischen sich den Flansch eines ebenfalls topfförmigen Einsatzes auf. Zwischen Einsatz und äußerem Bauteil verbleibt ein Ringraum, dem über Löcher im Flansch des Einsatzes Wasser und Abgase des Motors zugeführt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Saugschalldämpfer der eingangs beschriebenen Art anzugeben, der eine verbesserte Schalldämpfung bewirkt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Einsatz eine Seitenwand besitzt, die mit einem Abschnitt der Umfangswand des Gehäuses einen Kapillarspalt bildet, in dem Schmieröl sich sammelt und festgehalten wird.

Bei dieser Konstruktion bewirkt die Ölschicht im Kapillarspalt eine zusätzliche Dämpfung, die zu den übrigen Dämpfungsmaßnahmen hinzutritt. Da das Sauggas immer etwas Schmieröl mit sich führt, füllt sich der Kapillarspalt nach kurzer Betriebszeit automatisch mit Öl.

Günstig ist es, daß sich der Kapillarspalt an einem zweidimensional gekrümmten Abschnitt der Gehäusewand befindet. Zum einen läßt sich bei zweidimensionaler Krümmung der Kapillarspalt mit hoher Genauigkeit ausbilden. Zum anderen sind zweidimensional gekrümmte Wandabschnitte wesentlich stärker durch Schwingungsanregung gefährdet als dreiminesional gekrümmte Wandabschnitte. Die Dämpfung erfolgt daher unmittelbar am Entstehungsort der Schallabstrahlung.

Empfehlenswert ist es, daß der Einsatz den Innenraum des Gehäuses in eine obere und eine untere Kammer unterteilt. Man kann daher auch bei Verwendung der zur Kapillarspaltbildung erforderlichen Seitenwand die einfache Bauform beibehalten.

Von Vorteil ist es, daß der Kapillarspalt zur unteren Kammer hin offen ist. Da sich der Kapillarspalt auch von unten her füllt, erhält man eine große konstruktive Freiheit. Insbesondere kann die obere Kammer verhältnismäßig groß und auf jeden Fall größer als die untere Kammer gemacht werden, was den Füllgrad verbessert.

In weiterer Ausgestaltung ist dafür gesorgt, daß der Einsatz einen zur Horizontalen geneigten Boden und an der tiefsten Stelle eine zur unteren Kammer führende Ablauföffnung besitzt. Soweit sich in der oberen Kammer noch Öl abscheidet, wird dieses sofort nach unten abgeführt.

Eine weitere Ausgestaltung sorgt dafür, daß das Unterteil einen zur Horizontalen geneigten Boden besitzt, dessen tiefste Stelle mit der Eintrittsöffnung verbunden ist. Das in die untere Kammer gelangte Öl kann über die Eintrittsöffnung abgeführt werden.

Günstig ist es ferner, daß das Unterteil eine mit der Eintrittsöffnung verbundenen ersten Kanalabschnitt, der Einsatz einen rohrförmigen zweiten Kanalabschnitt und das Oberteil einen mit der Austrittsöffnung verbundenen dritten Kanalabschnitt aufweist. Jedes der drei Bauteile (Unterteil, Einsatz, Oberteil) trägt daher einen Kanalabschnitt. Beim Zusammenbau der drei Teile ergibt sich dann automatisch der Gesamtkanal.

Hierbei empfiehlt es sich, daß die drei Kanalabschnitte annähernd in einer geraden Linie angeordnet sind. Dies bedeutet, daß das angesaugte Gas praktisch geradlinig von der Eintrittsöffnung zur Austrittsöffnung strömen kann. Entsprechend gering sind die Strömungsverluste und entsprechend hoch ist der Füllgrad des Verdichters.

Eine besonders einfache Möglichkeit, den Kanal mit den Kammern zu verbinden, besteht darin, daß die Kanalabschnitte im Abstand voneinander angeordnet oder die Kanalwände mit radialen Öffnungen versehen sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dafür gesorgt, daß der Einsatz zusätzlich zum rohrförmigen zweiten Kanalabschnitt eine seitlich versetzte Verbindungsöffnung zwischen den beiden Kammern aufweist. Diese Verbindungsöffnung führt zu einer Phasenverschiebung des Druckaufbaus im Saugschalldämpfer und läßt sich hinsichtlich ihrer Lage, Größe und Form so ausgestalten, daß Druckstöße wenigstens teilweise durch Interferenz reduziert werden.

Von Vorteil ist es auch, daß das Volumen der Kammern so groß ist, daß die Füllung des Verdichterhubraums beim Saughub im wesentlichen vollständig durch im Saugschalldämpfer enthaltenen Gas erfolgt. Der Saugschalldämpfer dient dann als Sauggasreservoir, das bewirkt, daß das Sauggas nur einen kurzen Weg bis zum Hubraum des Verdichters zurücklegen muß und nicht vom Eingang des Saugschalldämpfers her. Entsprechend gering ist der Ansaugwiderstand und entsprechend hoch der Füllgrad des Verdichters.

Von Vorteil ist es, daß Ober- und Unterteil an Flanschen miteinander verbunden sind und zwischen sich einen Flansch des Einsatzes aufnehmen. Diese an sich bekannte Form des Zusammenbaus sorgt für genaue Zuordnung der einzelnen Teile zueinander.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ferner dafür gesorgt, daß das Oberteil einen rohrförmigen Fortsatz, der in eine Vertiefung des Zylinderkopfdeckels paßt, und eine Dreipunktabstützung zur Anlage an der Ventilplatte des Verdichters oder einer zwischen Zylinderkopfdeckel und Ventilplatte angeordneten Dichtung aufweist, die die Anlageflächen der Austrittsöffnung und zweier Stützen umfaßt, von denen wenigstens eine einen Abstand von dem rohrförmigen Fortsatz hat. Durch die Dreipunktabstützung ergibt sich eine besonders sichere Lage des Saugschalldämpfers am Verdichterkopf.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 einen Saugschalldämpfer gemäß der Erfindung von außen,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch den Saugschalldämpfer der Fig. 1,

Fig. 3 das Oberteil des Saugschalldämpfers,

Fig. 4 den zugehörigen Einsatz,

Fig. 5 das Unterteil des Saugschalldämpfers,

Fig. 6 in räumlicher Darstellung einen Zylinderkopfdeckel,

Fig. 7 in räumlicher Darstellung eine Ventilplatte und

Fig. 8 eine Federklemme.

Der in den Fig. 1 bis 5 dargestellte Saugschalldämpfer weist im wesentlichen ein Unterteil 1, einen Einsatz 2 und ein Oberteil 3 auf. Die Teile bestehen aus Kunststoff, beispielsweise Polybutylenterephthalat (PBTP), und sind durch Vibrationsschweißung an ihren Flanschen 4, 5 und 6 miteinander verbunden, wobei der Flansch 5 des Einsatzes 2 zwischen Oberteil 3 und Unterteil 1 festgehalten ist.

Der Einsatz 2 unterteilt den Innenraum des Saugschalldämpfers in eine untere Kammer 7 und eine obere Kammer 8. Diese stehen mit einem Kanal 9 in Verbindung, der sich von einer unteren Eintrittsöffnung 10 zu einer oberen Austrittsöffnung 11 (Fig. 3) erstreckt. Ein erster Kanalabschnitt 12 am Unterteil 1, ein rohrförmiger zweiter Kanalabschnitt 13 am Einsatz und ein dritter Kanalabschnitt 14, der sich bis in einen Fortsatz 15 des Oberteils 3 erstreckt, verlaufen längs einer etwa geraden Strecke. Zwischen den Kanalabschnitten 12 und 13 bzw. 13 und 14 gibt es einen Abstand, der die Verbindung zu der unteren Kammer 7 bzw. der oberen Kammer 8 herstellt. Der Einlaß 16 in den dritten Kanalabschnitt 14 ist durch ein Filter 17 abgedeckt.

Statt der veranschaulichten Abstände können die Kanalabschnitte auch aneinander anliegen und die Verbindung zu den Kammern 7 und 8 kann durch radiale Öffnungen in der Kanalwandung hergestellt werden.

Der Einsatz 2 besitzt eine Seitenwand 18, die zusammen mit einem vorzugsweise nur zweidimensional gekrümmten Abschnitt 19 der Umfangswand des Unterteils 1 einen Kapillarspalt 20 bildet. Dieser füllt sich wegen der Kapillarwirkung während des Betriebes mit Öl, das in gekapselten Verdichtersystemen vom Gas mitgenommen wird und in diesem Kapillarspalt 20 verbleibt. Hierdurch ergibt sich eine zusätzliche Dämpfungswirkung. Der Kapillarspalt 20 ist nicht auf den in Fig. 2 dargestellten Abschnitt beschränkt. Er kann sich vielmehr über den gesamten Umfang des Einsatzes erstrecken.

Die beiden Kammern 7 und 8 sind außer durch den zweiten Kanalabschnitt 13 durch eine Öffnung 21 im Boden 22 des Einsatzes 2 verbunden. Durch Wahl der Lage, Größe und Form der Öffnung 21 wird erreicht, daß die Druckanstiege phasenversetzt auftreten und daher durch Interferenz ein Teil der Schallschwingungen eliminiert wird. Aber auch ohne die Öffnung 21 hat der Saugschalldämpfer sehr gute Dämpfungseigenschaften.

Der Boden 22 des Einsatzes 2 ist zur Horizontalen geneigt und weist am unteren Ende eine Ablauföffnung 23 auf, durch die abgeschiedenes Öl in die untere Kammer 7 ablaufen kann. In ähnlicher Weise besitzt das Unterteil 1 einen zur Horizontalen geneigten Boden 24, dessen unteres Ende mit der Eintrittsöffnung 10 in Verbindung steht, so daß auch dort das Öl ablaufen kann. Für diesen Ölbedarf genügen bereits wenige Grade Neigung gegenüber der Horizontalen.

Die obere Kammer 8 ist erheblich größer als die untere Kammer 7. Außerdem ist der dritte Kanalabschnitt 14 verhältnismäßig widerstandsarm ausgelegt. Beim Saughub saugt der Motorverdichter im wesentlichen Gas aus der oberen Kammer 8 an, die als Gasreservoir dient. Das Sauggas muß daher nur über einen verhältnismäßig kurzen widerstandsarmen Weg bis zum Hubraum des Verdichters transportiert werden, was ohne große Strömungsverluste möglich ist, so daß sich ein hoher Füllgrad ergibt. Dies wird unterstützt dadurch, daß eventuell noch nachströmendes Druckgas geradlinig und daher mit geringem Strömungswiderstand zugeführt wird.

Der Saugschalldämpfer wird vom Verdichter getragen. Zu diesem Zweck besitzt das Oberteil 3 drei Anlageflächen, nämlich eine Anlagefläche 25 am Umfang der Austrittsöffnung 11, eine Anlagefläche 26 an einer Stütze 27 nahe dem Fortsatz 15 und eine Anlagefläche 28 an einer Stütze 29 mit Abstand von dem Fortsatz 15. Zur Befestigung wird der Fortsatz 15 in eine Aussparung 30 eines Zylinderkopfdeckels 31 gelegt und dort mit einem Federclip 32 (der in Fig. 8 etwas vergrößert dargestellt ist) arretiert. Dann wird diese Anordnung von oben auf eine Ventilplatte 33 (Fig. 7) gelegt, die zusammen mit dem Zylinderkopfdeckel in üblicher Weise - und unter Zwischenlage von nicht veranschaulichten Dichtungen - mit Hilfe von die Löcher 34 und 35 durchsetzenden Schrauben am Verdichter befestigt wird. Hierbei liegt die Anlagefläche 25 an einer Vertiefung 36 der Ventilplatte 33 bzw. der nicht veranschaulichten Dichtung an und die Austrittsöffnung 11 steht mit der Saugöffnung 37 in Verbindung. Gleichzeitig stützen sich die Anlageflächen 26 und 28 auf der Ventilplatte 33 bzw. der Dichtung ab, was eine gute Lagesicherung ergibt. Die zugehörigen Stützen 27 und 29 greifen dabei in entsprechende Aussparungen 38 und 39 des Zylinderkopfdeckels 31, so daß die Teile genau miteinander ausgerichtet sind.

Vorstehend ist eine Reihe von Maßnahmen beschrieben worden, die je für sich eine Verbesserung der Schalldämpfung bewirken und daher auch für sich allein angewendet werden können. Bessere Ergebnisse werden allerdings erzielt, wenn mehrere oder alle Maßnahmen gemeinsam angewendet werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Saugschalldämpfer für einen hermetisch gekapselten Verdichter, mit einem Gehäuse, das wenigstens aus einem Oberteil, einem Unterteil und einem Einsatz gebildet ist sowie mindestens zwei Kammern und einen damit verbundenen, von einer unteren Eintrittsöffnung zu einer oberen Austrittsöffnung führenden Kanal aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (2) eine Seitenwand (18) besitzt, die mit einem Abschnitt (19) der Umfangswand des Gehäuses einen Kapillarspalt (20) bildet, in dem Schmieröl sich sammelt und festgehalten wird.
  2. 2. Saugschalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kapillarspalt (20) an einem zweidimensional gekrümmten Abschnitt (19) der Gehäusewand befindet.
  3. 3. Saugschalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (2) den Innenraum des Gehäuses in eine obere (8) und eine untere (9) Kammer unterteilt.
  4. 4. Saugschalldämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kapillarspalt (20) zur unteren Kammer (7) hin offen ist.
  5. 5. Saugschalldämpfer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (2) einen zur Horizontalen geneigten Boden (22) und an der tiefsten Stelle eine zur unteren Kammer (7) führende Ablauföffnung (23) besitzt.
  6. 6. Saugschalldämpfer nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (1) einen zur Horizontalen geneigten Boden (24) besitzt, dessen tiefste Stelle mit der Eintrittsöffnung (10) verbunden ist.
  7. 7. Saugschalldämpfer nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (1) eine mit der Eintrittsöffnung (10) verbundenen ersten Kanalabschnitt (12), der Einsatz (2) einen rohrförmigen zweiten Kanalabschnitt (13) und das Oberteil (3) einen mit der Austrittsöffnung (11) verbundenen dritten Kanalabschnitt (14) aufweist.
  8. 8. Saugschalldämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Kanalabschnitte (12, 13, 14) annähernd in einer geraden Linie angeordnet sind.
  9. 9. Saugschalldämpfer nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (9) dadurch mit den Kammern (7, 8) verbunden ist, daß die Kanalabschnitte (12, 13, 14) im Abstand voneinander angeordnet oder die Kanalwände mit radialen Öffnungen versehen sind.
  10. 10. Saugschalldämpfer nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (2) zusätzlich zum rohrförmigen zweiten Kanalabschnitt (13) eine seitlich versetzte Verbindungsöffnung (21) zwischen den beiden Kammern (7, 8) aufweist.
  11. 11. Saugschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der Kammern (7, 8) so groß ist, daß die Füllung des Verdichterhubraums beim Saughub im wesentlichen vollständig durch im Saugschalldämpfer enthaltenen Gas erfolgt.
  12. 12. Saugschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Ober- und Unterteil (1, 3) an Flanschen (4, 6) miteinander verbunden sind und zwischen sich einen Flansch (5) des Einsatzes (2) aufnehmen.
  13. 13. Saugschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil (3) einen rohrförmigen Fortsatz (15), der in eine Vertiefung (30) des Zylinderkopfdeckels (31) paßt, und eine Dreipunktabstützung zur Anlage an der Ventilplatte (33) des Verdichters oder einer zwischen Zylinderkopfdeckel (31) und Ventilplatte (33) angeordneten Dichtung aufweist, die die Anlageflächen (25, 26, 28) der Austrittsöffnung (11) und zweier Stützen (27, 29) umfaßt, von denen wenigstens eine (29) einen Abstand von dem rohrförmigen Fortsatz (15) hat.






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