DE19923733C2 - Sauggasleitung für einen Kältemittelverdichter - Google Patents

Abstract

Eine Sauggasleitung (1) für einen Kältemittelverdichter weist einen Krümmungsabschnitt (4) des Gaswegs (2) auf, der einen Eingangsabschnitt (3) des Gaswegs mit einem Ausgangsabschnitt (5) verbindet. An der Krümmungsinnenseite des Gaswegs befindet sich eine Erweiterung (11) in Form einer Stufe (12). Insbesondere liegt der Krümmungsabschnitt (4) ausgangsseitig an einer eine Sauggasöffnung (6) aufweisenden Ventilplatte (7) des Verdichters an. Die Krümmungsaußenseite des Gaswegs (2) ist hindernisfrei. Die Stufenhöhe (H) beträgt das 0,3- bis 1,0-fache und die Stufenlänge (L) das 0,2- bis 1,0-fache des hydraulischen Durchmessers (d) des Ausgangsabschnitts (5). Hierdurch wird die unvermeidliche Rezirkulationsströmung an einer Stelle plaziert, an der ihre unerwünschte Wirkung begrenzt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sauggasleitung für einen Kältemittelverdichter, mit einem Krümmungsab­ schnitt, der einen Eingangsabschnitt des Gaswegs mit einem Ausgangsabschnitt verbindet, wobei an der Krüm­ mungsinnenseite des Gasweges eine Erweiterung in Form einer Stufe vorgesehen ist, wobei insbesondere der Krümmungsabschnitt ausgangsseitig an einer eine Saug­ gasöffnung aufweisenden Ventilplatte des Verdichters anliegt.

Bei einer bekannten Konstruktion dieser Art (US-A- 5 577 898) ist ein mit einem Saugschalldämpfer verbun­ dener Fortsatz zwischen einem Zylinderkopfdeckel und einer Ventilplatte gehalten. Das Ende des Fortsatzes ist als Krümmungsabschnitt ausgebildet, der an der Krümmungsaußenseite des Gasweges durch zwei im Winkel zueinander stehende Wandteile begrenzt ist, die von ei­ ner in den Gasweg ragenden Kapillarrohr-Durchführung durchsetzt sind. Eine an der Krümmungsinnenseite vorgesehene Stufe ist dadurch gebildet, daß die Austritts­ öffnung des Krümmungsabschnitts einen größeren Quer­ schnitt besitzt als die Sauggasöffnung in der Ventil­ platte. Der Zweck dieser Vertiefung ist nicht angege­ ben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Strö­ mungswiderstand im Sauggaskanal zu vermindern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Krümmungsaußenseite des Gaswegs hindernisfrei ist und daß die Stufenhöhe das 0,3- bis 1,0-fache und die Stufenlänge das 0,2- bis 1,0-fache des hydraulischen Durchmessers des Ausgangsabschnitts beträgt.

Wie später noch näher erläutert wird, begrenzt die Stu­ fe bei richtiger Bemessung einen Rezirkulationsraum, in welchem die bei starken Strömungsrichtungsänderungen unvermeidbare Rezirkulation außerhalb des Ausgangsab­ schnitts erfolgt, so daß dessen wirksamer Querschnitt nicht oder weniger stark behindert wird. Dies gelingt allerdings nur, wenn an der Krümmungsaußenseite keine die Strömung behindernden Wandteile vorhanden sind.

Da der Hauptströmung nahezu der gesamte Querschnitt des Ausgangsabschnitts zur Verfügung steht, kann das Kälte­ mittelgas beim Saughub mit geringerer Geschwindigkeit zuströmen. Dies reduziert den erzeugten Schall und senkt den Strömungswiderstand, so daß sich ein höherer Füllgrad beim Verdichter ergibt.

Günstig ist es, daß die Stufenhöhe das 0,3- bis 0,8-fache und die Stufenlänge das 0,4- bis 0,8-fache des hydraulischen Durchmessers des Ausgangsabschnitts beträgt. Durch wenige Versuche läßt sich das Optimum er­ mitteln.

Es empfiehlt sich, daß der Krümmungsabschnitt glatt und etwa gleichmäßig gekrümmt ist. Hierdurch werden die Um­ lenkverluste an der Krümmungsaußenseite kleingehalten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür ge­ sorgt, daß der Krümmungsabschnitt ausgangsseitig an der Stirnseite der Ventilplatte anliegt und zur Bildung der Stufe eine Ausgangsöffnung aufweist, die größer ist als die Sauggasöffnung. Die Stufe ergibt sich daher durch eine einfache Maßnahme am Krümmungsabschnitt.

Eine ebenfalls bevorzugte Alternative besteht darin, daß die Ventilplatte zur Bildung der Stufe eine Vertie­ fung aufweist, die größer ist als die Sauggasöffnung, und daß die Ausgangssöffnung des Krümmungsabschnitts der Größe der Vertiefung angepaßt ist. Hier wird die Stufe unter Zuhilfenahme der Ventilplatte gebildet, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn es sich um eine dickere Ventilplatte handelt.

Der Krümmungsabschnitt kann wiederum an der Stirnfläche der Ventilplatte anliegen oder, was von besonderem Vor­ teil ist, mit vorstehenden Wandteilen in die Vertiefung eingesetzt sein.

Bei einer auf dem gleichen Prinzip beruhenden Abwand­ lung ist erfindungsgemäß dafür gesorgt, daß anstelle der Stufe mit der Stufenhöhe und der Stufenlänge an der Krümmungsinnenseite eine Öffnung vorgesehen ist, die in eine Saugschalldämpferkammer des Kältemittelverdichters mündet. Da das Gas in der Saugschalldämpferkammer annä­ hernd den gleichen Druck hat wie im Gasweg, vermag es weitgehend die beanspruchten Stufen zu ersetzen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Aus­ führungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch ein erstes Aus­ führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sauggasleitung,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform ähnlich der Darstellung in Fig. 1,

Fig. 4 eine dritte Ausführungsform ähnlich der Dar­ stellung in Fig. 1 und

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel.

In Fig. 1 ist eine Sauggasleitung 1 veranschaulicht, deren Gasweg 2 einen Eingangsabschnitt 3, einen hiermit verbundenen Krümmungsabschnitt 4 und einen Ausgangsab­ schnitt 5 aufweist. Letzterer wird durch eine Sauggas­ öffnung 6 in einer Ventilplatte 7 eines Kältemittelver­ dichters gebildet, an deren Stirnfläche 8 der Krüm­ mungsabschnitt 4 mit seiner Stirnfläche 9 anliegt.

Die Ausgangsöffnung 10 des Krümmungsabschnitts 4 ist im Querschnitt größer als die Sauggasöffnung 6. Auf diese Weise ergibt sich eine Erweiterung 11 des Gasweges 2, welche die Form einer Stufe 12 hat. In Fig. 2 ist diese Stufe schraffiert gezeichnet.

Die Stufe hat erfindungsgemäß eine Stufenhöhe H vom 0,3­ bis 1,0-fachen des hydraulischen Durchmessers d des Ausgangsabschnitts 6, vorzugsweise vom 0,3- bis 0,8-fachen dieses hydraulischen Durchmessers d. Die Stufe 12 hat ferner eine Stufenlänge L vom 0,2- bis 1,0-fachen und vorzugsweise vom 0,4- bis 0,8-fachen des hydraulischen Durchmessers des Ausgangsabschnitts. Gute Ergebnisse zeigten sich, wenn die Stufenhöhe H gleich dem etwa 0,35-fachen und die Stufenlänge L gleich dem etwa 0,5-fachen des hydraulischen Durchmessers d des Ausgangsabschnitts ist. Mit einer solchen Erweiterung 11 wird die bei einer Biegung unvermeidliche Rezirkula­ tionszone an eine Stelle plaziert, wo ihre unerwünschte Wirkung begrenzt ist.

Die Stufenhöhe H und die Stufenlänge L werden in der Symmetrieebene B-B gemessen, und zwar die Stufenhöhe H senkrecht zur Mittelachse des Eingangsabschnitts 3 an dessen Ausgang und die Stufenlänge L parallel zur ge­ nannten Mittelachse. Zweckmäßigerweise ist der Wert von L über die gesamte Breite der Stufe 12 gleichbleibend. Der Wert H kann von einem Kleinstwert in der Symme­ trieebene B-B nach beiden Seiten hin ansteigen. Die Be­ zugnahme auf den hydraulischen Durchmesser d bedeutet, daß die Querschnitte des Gasweges nicht nur kreisrund, sondern auch elliptisch, rechteckig oder ähnlich ge­ formt sein können. Der hydraulische Durchmesser berech­ net sich zu:

wobei d der hydraulische Durchmesser, A die Quer­ schnittsfläche und O der Umkreis der Öffnung ist. Da bei dieser Ausführungsform der Ausgangsabschnitt 5 Kreisquerschnitt hat, entspricht der hydraulische Durchmesser d dem tatsächlichen Durchmesser.

Die Krümmungsaußenseite 13 des Gasweges 2 ist glatt und etwa gleichmäßig gekrümmt ausgebildet.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 werden für entspre­ chende Teile um 20 gegenüber Fig. 1 erhöhte Bezugszei­ chen verwendet. Hier wird die Stufe 32 dadurch gebil­ det, daß in der Ventilplatte 27 eine Vertiefung 34 vor­ gesehen ist, in die vorstehende Wandteile 35 des Krüm­ mungsabschnitts 24 eingesetzt sind.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 werden für entspre­ chende Teile um 40 gegenüber Fig. 1 erhöhte Bezugszei­ chen verwendet. In der Ventilplatte 47 befindet sich eine Vertiefung 54, welche die Erweiterung 51 und die Stufe 52 bildet. An der Stirnfläche 48 liegt die Stirn­ fläche 49 des Krümmungsabschnitts 44 an, so daß die Stufenbildung hier vollständig von der Ventilplatte 47 übernommen wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 werden für entspre­ chende Teile um 60 gegenüber Fig. 1 erhöhte Bezugszei­ chen verwendet. Hier handelt es sich um eine Sauggas­ leitung, die innerhalb eines Saugschalldämpfers ver­ läuft, und bei der der Ausgangsabschnitt 65 gegenüber dem Eingangsabschnitt 63 nicht um 90°, sondern weniger, beispielsweise 70°, versetzt ist. Hier wird die Erwei­ terung 71 durch eine Öffnung gebildet, die in eine Saugschalldämpferkammer 75 mündet und Abmessungen auf­ weist, wie sie einer gestrichelt gezeichneten, imaginä­ ren Stufe 72 mit der eingangs vorgegebenen Stufenhöhe H und Stufenlänge L entspricht. Ausgangsabschnitt 65 und Krümmungsabschnitt 64 können als getrennte Teile ausgebildet sein. Durch eine gestrichelte Verbindungslinie 76 ist angedeutet, daß die genannten Abschnitte auch als ein Teil ausgebildet sein können.

Claims (7)

1. Sauggasleitung für einen Kältemittelverdichter, mit einem Krümmungsabschnitt, der einen Eingangsab­ schnitt des Gaswegs mit einem Ausgangsabschnitt verbindet, wobei an der Krümmungsinnenseite des Gasweges eine Erweiterung in Form einer Stufe vor­ gesehen ist, wobei insbesondere der Krümmungsab­ schnitt ausgangsseitig an einer eine Sauggasöffnung aufweisenden Ventilplatte des Verdichters anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsaußenseite des Gaswegs (2; 22; 42; 62) hindernisfrei ist und daß die Stufenhöhe (H) das 0,3- bis 1,0-fache und die Stufenlänge (L) das 0,2- bis 1,0-fache des hy­ draulischen Durchmessers (d) des Ausgangsabschnitts (5; 25; 45; 65) beträgt.

2. Sauggasleitung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stufenhöhe (H) das 0,3- bis 0,8-fache und die Stufenlänge (L) das 0,4- bis 0,8-fache des hydraulischen Durchmessers (d) des Ausgangsabschnitts (5; 25; 45; 65) beträgt.

3. Sauggasleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Krümmungsabschnitt (4; 24; 44; 64) glatt und etwa gleichmäßig gekrümmt ist.

4. Sauggasleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Krümmungsabschnitt (4) aus­ gangsseitig an der Stirnseite (8) der Ventilplatte (7) anliegt und zur Bildung der Stufe (12) eine Ausgangsöffnung (20) aufweist, die größer ist als die Sauggasöffnung (6).

5. Sauggasleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ventilplatte (27; 47) zur Bildung der Stufe (32; 52) eine Vertiefung (34; 54) aufweist, die größer ist als die Sauggasöffnung (26; 46), und daß die Ausgangsöffnung (30; 50) des Krümmungsabschnitts (24; 44) der Größe der Vertie­ fung (31; 51) angepaßt ist.

6. Sauggasleitung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Krümmungsabschnitt (24) mit vor­ stehenden Wandteilen (35) in die Vertiefung (34) eingesetzt ist.

7. Sauggasleitung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Stufe (12) mit der Stufenhöhe (H) und der Stufen­ länge (L) an der Krümmungsinnenseite eine Öffnung vorgesehen ist, die in eine Saugschalldämpferkammer des Kältemittelverdichters mündet.