DE19923734C2 - Saugschalldämpfer für einen hermetisch gekapselten Verdichter - Google Patents

Description

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

Bei einem bekannten Saugschalldämpfer dieser Art (US 5 201 640), der für hermetisch gekapselte Kleinkältema­ schinen, wie sie in Haushaltskühlschränken u. dgl. An­ wendung 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 än­ dert. Das Oberteil besitzt einen Fortsatz, der den letzten Kanalabschnitt enthält und in eine Ausnehmung des Zylinderkopfdeckels paßt, so daß der gesamte Saug­ schalldämpfer am Zylinderkopf befestigt werden kann.

Aus DE 195 22 383 C2 ist ein Saugschalldämpfer für ei­ nen Kältemittelkompressor bekannt, der durch zwei Halb­ teile gebildet ist. Im unteren Halbteil ist durch eine Gasleitwand und eine Begrenzungswand ein drosselstel­ lenfreier 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 herme­ tisch 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 Brennkraft­ maschinen 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 äuße­ rem Bauteil verbleibt ein Ringraum, dem über Löcher im Flansch des Einsatzes Wasser und Abgase des Motors zu­ geführt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Saug­ schalldämpfer 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 Ab­ schnitt der Umfangswand des Gehäuses einen Kapillar­ spalt bildet, in dem Schmieröl sich sammelt und festge­ halten wird.

Bei dieser Konstruktion bewirkt die Ölschicht im Kapil­ larspalt eine zusätzliche Dämpfung, die zu den übrigen Dämpfungsmaßnahmen hinzutritt. Da das Sauggas immer et­ was Schmieröl mit sich führt, füllt sich der Kapillar­ spalt 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 aus­ bilden. Zum anderen sind zweidimensional gekrümmte Wandabschnitte wesentlich stärker durch Schwingungsan­ regung gefährdet als dreiminesional gekrümmte Wandab­ schnitte. 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 un­ terteilt. Man kann daher auch bei Verwendung der zur Kapillarspaltbildung erforderlichen Seitenwand die ein­ fache 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 verhält­ nismäßig 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 abge­ führt.

Eine weitere Ausgestaltung sorgt dafür, daß das Unter­ teil einen zur Horizontalen geneigten Boden besitzt, dessen tiefste Stelle mit der Eintrittsöffnung verbun­ den 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 Bautei­ le (Unterteil, Einsatz, Oberteil) trägt daher einen Ka­ nalabschnitt. 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 Kanalab­ schnitte im Abstand voneinander angeordnet oder die Ka­ nalwände mit radialen Öffnungen versehen sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dafür ge­ sorgt, daß der Einsatz zusätzlich zum rohrförmigen zweiten Kanalabschnitt eine seitlich versetzte Verbin­ dungsöffnung zwischen den beiden Kammern aufweist. Die­ se Verbindungsöffnung führt zu einer Phasenverschiebung des Druckaufbaus im Saugschalldämpfer und läßt sich hinsichtlich ihrer Lage, Größe und Form so ausgestal­ ten, daß Druckstöße wenigstens teilweise durch Interfe­ renz 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 Saug­ schalldämpfer enthaltenen Gas erfolgt. Der Saugschall­ dämpfer 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 Flan­ schen miteinander verbunden sind und zwischen sich ei­ nen Flansch des Einsatzes aufnehmen. Diese an sich be­ kannte 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 Ventil­ platte des Verdichters oder einer zwischen Zylinder­ kopfdeckel und Ventilplatte angeordneten Dichtung auf­ weist, 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 bevorzug­ ten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeich­ nung näher beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 einen Saugschalldämpfer gemäß der Erfindung von außen,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch den Saugschall­ dämpfer 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 Zylinderkopf­ deckel,

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 Kunst­ stoff, 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 Saugschall­ dämpfers 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 er­ ster 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 Ver­ bindung zu der unteren Kammer 7 bzw. der oberen Kammer 8 herstellt. Der Einlaß 16 in den dritten Kanalab­ schnitt 14 ist durch ein Filter 17 abgedeckt.

Statt der veranschaulichten Abstände können die Kanal­ abschnitte 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 Ka­ pillarspalt 20 bildet. Dieser füllt sich wegen der Ka­ pillarwirkung während des Betriebes mit Öl, das in ge­ kapselten Verdichtersystemen vom Gas mitgenommen wird und in diesem Kapillarspalt 20 verbleibt. Hierdurch er­ gibt sich eine zusätzliche Dämpfungswirkung. Der Kapil­ larspalt 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 Druckanstie­ ge 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 ge­ neigt 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 un­ teres Ende mit der Eintrittsöffnung 10 in Verbindung steht, so daß auch dort das Öl ablaufen kann. Für die­ sen Ölbedarf genügen bereits wenige Grade Neigung ge­ genüber 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 nach­ strömendes 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 Austritts­ öffnung 11, eine Anlagefläche 26 an einer Stütze 27 na­ he dem Fortsatz 15 und eine Anlagefläche 28 an einer Stütze 29 mit Abstand von dem Fortsatz 15. Zur Befesti­ gung wird der Fortsatz 15 in eine Aussparung 30 eines Zylinderkopfdeckels 31 gelegt und dort mit einem Feder­ clip 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 Ventil­ platte 33 bzw. der nicht veranschaulichten Dichtung an und die Austrittsöffnung 11 steht mit der Saugöffnung 37 in Verbindung. Gleichzeitig stützen sich die Anlage­ flächen 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 entspre­ chende 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 Schall­ dämpfung bewirken und daher auch für sich allein ange­ wendet werden können. Bessere Ergebnisse werden aller­ dings erzielt, wenn mehrere oder alle Maßnahmen gemein­ sam angewendet werden.

Claims (13)

1. Saugschalldämpfer für einen hermetisch gekapsel­ ten Verdichter, mit einem Gehäuse, das wenigstens aus einem Oberteil, einem Unterteil und einem Einsatz gebildet ist sowie mindestens zwei Kam­ mern und einen damit verbundenen, von einer unte­ ren Eintrittsöffnung zu einer oberen Austritts­ öffnung führenden Kanal aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, 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 festge­ halten wird.

2. Saugschalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich der Kapillarspalt (20) an einem zweidimensional gekrümmten Abschnitt (19) der Gehäusewand befindet.

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. Saugschalldämpfer nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kapillarspalt (20) zur un­ teren Kammer (7) hin offen ist.

5. Saugschalldämpfer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (2) einen zur Ho­ rizontalen geneigten Boden (22) und an der tief­ sten Stelle eine zur unteren Kammer (7) führende Ablauföffnung (23) besitzt.

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) ver­ bunden ist.

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. Saugschalldämpfer nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die drei Kanalabschnitte (12, 13, 14) annähernd in einer geraden Linie angeord­ net sind.

9. Saugschalldämpfer nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (9) dadurch mit den Kammern (7, 8) verbunden ist, daß die Kanalab­ schnitte (12, 13, 14) im Abstand voneinander an­ geordnet oder die Kanalwände mit radialen Öffnun­ gen versehen sind.

10. Saugschalldämpfer nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (2) zusätzlich zum rohrförmigen zweiten Kanalab­ schnitt (13) eine seitlich versetzte Verbindungs­ öffnung (21) zwischen den beiden Kammern (7, 8) aufweist.

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 enthalte­ nen Gas erfolgt.

12. Saugschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Ober- und Unter­ teil (1, 3) an Flanschen (4, 6) miteinander ver­ bunden sind und zwischen sich einen Flansch (5) des Einsatzes (2) aufnehmen.

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 An­ lageflächen (25, 26, 28) der Austrittsöffnung (11) und zweier Stützen (27, 29) umfaßt, von de­ nen wenigstens eine (29) einen Abstand von dem rohrförmigen Fortsatz (15) hat.