BRPI1004871A2

BRPI1004871A2 - compressor housing

Info

Publication number: BRPI1004871A2
Application number: BRPI1004871-5A
Authority: BR
Inventors: Otavio Santini Jr
Original assignee: Whirlpool Sa
Priority date: 2010-11-26
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2013-03-19
Also published as: WO2012068654A1

Abstract

CARCAÇA DE COMPRESSOR. A presente invenção objetiva proporcionar uma carcaça (10) para um compressor hermético refrigerante que apresenta uma configuração construtiva capaz de, através de uma nova geometria em que a altura da tampa (1) é superior à altura do corpo (2), alcançar uma carcaça (10) estru- turalmente mais rígida. Esta nova configuração geométrica da carcaça (10) é capaz de proporcionar frequências de ressonâncias bem mais elevadas que o estado da técnica possibilitando assim uma redução do ruído emitido pelo compressor, bem como uma redução do custo produtivo.COMPRESSOR HOUSING. The present invention aims to provide a housing (10) for an airtight refrigerant compressor having a constructive configuration capable of, through a new geometry in which the height of the lid (1) is greater than the height of the body (2), to achieve a housing. (10) structurally more rigid. This new geometrical configuration of the housing (10) is capable of providing resonance frequencies much higher than the state of the art, thus reducing the noise emitted by the compressor as well as reducing the production cost.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CARCAÇA DE COMPRESSOR".Patent Descriptive Report for "COMPRESSOR HOUSING".

A presente invenção refere-se a uma carcaça para um compres- sor hermético de refrigeração que apresenta uma configuração construtiva que permite um aumento das freqüências de ressonância, resultando, em termos produtivos, em uma atrativa manipulação do ruído gerado pelo com- pressor.The present invention relates to a housing for an airtight refrigeration compressor having a constructive configuration which allows for increased resonant frequencies, resulting in an attractive handling of the noise generated by the compressor.

Descrição do Estado da TécnicaDescription of the prior art

Sistemas de refrigeração domésticos, comerciais e automotivos costumam utilizar compressores herméticos. Tais compressores são dota- dos de uma carcaça que tem como função principal alojar hermeticamente o conjunto mecânico do compressor.Domestic, commercial and automotive refrigeration systems often use hermetic compressors. Such compressors are provided with a housing whose main function is to hermetically house the mechanical assembly of the compressor.

Adicionalmente, a carcaça do compressor tem também como funções, dentre outras, a de reservatório de óleo, reservatório de gás, bem como de atenuação do ruído gerado pelo conjunto mecânico do equipamento.Additionally, the compressor housing also has the functions of oil reservoir, gas reservoir, as well as noise attenuation generated by the mechanical assembly of the equipment.

Usualmente a carcaça de um compressor hermético é confec- cionada em aço, sendo dividida estruturalmente em duas partes principais, a tampa e o corpo. Fazem também parte do conjunto que constitui a carcaça outros componentes menores, tais como a placa base para fixação do com- pressor ao sistema de refrigeração, o terminal hermético para conexões elé- tricas, o fence e os passadores de sucção, descarga de gás e processo.Usually the housing of an airtight compressor is made of steel and is structurally divided into two main parts, the cover and the body. Other smaller components, such as the base plate for fixing the compressor to the cooling system, the hermetic terminal for electrical connections, the fence and the suction, gas discharge and drainage ducts, are also part of the housing assembly. process.

O passador de processo tem a função de criar o vácuo e a carga de gás, bem como a inserção de óleo. Os passadores de sucção e descarga fazem a conexão do compressor com o sistema de refrigeração sendo o caminho de circulação do fluido refrigerante. Por sua vez, o fence é uma chapa metálica, usualmente soldada externamente à carcaça na região do terminal hermético e tem como função suportar e proteger os elementos elé- tricos. A representação da configuração de uma carcaça do estado da técni- ca é apresentada pela figura 1. Um dos principais objetivos dos fabricantes de compressoresThe process drawer has the function of creating the vacuum and the gas charge as well as the oil insertion. The suction and discharge passers connect the compressor to the refrigeration system and the refrigerant circulation path. In turn, the fence is a sheet metal, usually welded externally to the housing in the region of the hermetic terminal and its function is to support and protect the electrical elements. The representation of the state-of-the-art casing configuration is shown in Figure 1. One of the main purposes of compressor manufacturers

para sistemas de refrigeração é, naturalmente, a redução do custo de pro- dução de um compressor objetivando também a diminuição do nível de e- missão de ruído que um compressor destes gera quando em trabalho.For refrigeration systems, of course, it is a reduction in the cost of producing a compressor while also aiming at reducing the noise emission level that a compressor generates when in operation.

Para alcançar tais objetivos existem, no entanto, limites. Por um lado procura-se aumentar a espessura das chapas que compõe o corpo e a tampa da carcaça, buscando geometrias que as tornem mais rígidas e, por outro lado, aplicam-se técnicas indiretas capazes de impedir que a excitação do conjunto mecânico do compressor chegue até a carcaça. Entre algumas dessas soluções pode-se identificar a aplicação de molas de suspensão ao conjunto e de filtros acústicos.To achieve such goals, however, there are limits. On the one hand, we seek to increase the thickness of the sheets that make up the body and cover of the carcass, seeking geometries that make them more rigid, and on the other hand, indirect techniques are applied to prevent the mechanical assembly of the compressor from being excited. reach the carcass. Among some of these solutions can be identified the application of suspension springs to the set and acoustic filters.

De todo o modo, a tecnologia e o desenvolvimento aplicados nas carcaças do estado da técnica para compressores herméticos mantêm uma configuração idêntica, isto é, a tecnologia do estado da técnica apre- senta sempre uma carcaça dotada de um corpo com altura superior à altura da tampa da carcaça proporcionando grandes áreas planas. Assim, não foi ainda possível alcançar uma tecnologia econômica e tecnicamente susten- tável que seja capaz de reduzir tanto o nível de ruído emitido pelo compres- sor, como o custo de produção. Objetivos da InvençãoIn any case, the technology and development applied to state-of-the-art casings for airtight compressors maintains a similar configuration, that is, state-of-the-art technology always has a casing with a body higher than the height of the housing cover providing large flat areas. Thus, it has not yet been possible to achieve an economically and technically sustainable technology capable of reducing both the noise level emitted by the compressor and the cost of production. Objectives of the Invention

É, portanto, um objetivo da presente invenção prover uma car- caça para um compressor hermético refrigerante que apresenta uma confi- guração construtiva capaz de, através de uma nova geometria em que a al- tura da tampa é superior à altura do corpo, alcançar uma carcaça estrutu- ralmente mais rígida.It is therefore an object of the present invention to provide a housing for an airtight refrigerant compressor having a constructive configuration capable of, by means of a new geometry in which the lid height is greater than the body height, a structurally more rigid housing.

É também um objetivo da presente invenção prover uma confi- guração geométrica da carcaça capaz de proporcionar freqüências de res- sonâncias bem mais elevadas que o estado da técnica possibilitando assim uma redução do ruído emitido pelo compressor.It is also an object of the present invention to provide a geometric carcass configuration capable of providing resonance frequencies much higher than the state of the art thereby enabling a reduction in the noise emitted by the compressor.

É ainda um objetivo da presente invenção prover uma carcaça para um compressor hermético que possibilita uma redução do custo produ- tivo.It is a further object of the present invention to provide a housing for an airtight compressor that enables a reduction in production cost.

Breve Descrição da InvençãoBrief Description of the Invention

Os objetivos da presente invenção são alcançados através da provisão de uma carcaça de compressor hermético para refrigeração com- preendendo uma tampa associada a um corpo sendo que a altura da tampa é superior à altura do corpo. Breve Descrição dos DesenhosThe objects of the present invention are achieved by providing an airtight compressor casing for cooling comprising a body-associated cap wherein the height of the cap is greater than the body height. Brief Description of the Drawings

A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente des- crita com base em exemplos de execução representados nos desenhos. As figuras mostram:The present invention will hereinafter be described in more detail based on the exemplary embodiments shown in the drawings. The figures show:

a figura 1 - é uma vista lateral de uma carcaça para compressor hermético do estado da técnica;Figure 1 is a side view of a prior art hermetic compressor casing;

a figura 2 - é uma vista lateral de uma carcaça para compressor hermético da presente invenção;Figure 2 is a side view of an airtight compressor casing of the present invention;

a figura 3 - é uma vista em perspectiva de uma carcaça para compressor hermético da presente invenção;Figure 3 is a perspective view of an airtight compressor casing of the present invention;

a figura 4 - é uma vista em perspectiva do corpo de uma carca- ça para compressor hermético da presente invenção; a figura 5 - é uma vista em perspectiva da tampa de uma carca-Figure 4 is a perspective view of the body of an airtight compressor casing of the present invention; Figure 5 is a perspective view of a housing cover.

ça para compressor hermético da presente invenção;hermetic compressor unit of the present invention;

a figura 6 - é uma vista em lateral da tampa de uma carcaça para compressor hermético da presente invenção,Figure 6 is a side view of the lid of an airtight compressor casing of the present invention.

a figura 7 - é uma vista superior da tampa de uma carcaça para compressor hermético da presente invenção;Figure 7 is a top view of the lid of an airtight compressor housing of the present invention;

a figura 8 - é um gráfico comparativo das freqüências em função do número de modo entre uma carcaça do estado da técnica e uma carcaça da presente invenção. Descrição Detalhada das Figuras A presente invenção propõe um conceito de redução de ruído deFigure 8 is a comparative graph of frequencies as a function of mode number between a state of the art carcass and a carcass of the present invention. Detailed Description of the Figures The present invention proposes a concept of noise reduction of

um compressor hermético mediante a transformação geométrica de uma carcaça 10 de compressor hermético.an airtight compressor by geometrical transformation of an airtight compressor housing 10.

É sabido que a eficiência de radiação de ruído da carcaça 10 de um compressor é maior nas freqüências de ressonância da mesma, e quan- to mais altas as freqüências do ruído, menor é a sensibilidade do ouvido humano a este ruído. Com base nesse conhecimento foi desenvolvida uma carcaça 10 capaz de proporcionar uma curva de freqüência efetivamente superior ao estado da técnica, alcançando-se desse modo um compressor hermético para refrigeração doméstica, comercial ou automotiva capaz de garantir condições de trabalho mais confortáveis ao usuário.It is well known that the noise radiation efficiency of a compressor housing 10 is higher at its resonant frequencies, and the higher the noise frequencies, the lower the sensitivity of the human ear to this noise. Based on this knowledge a housing 10 has been developed capable of providing a frequency curve effectively superior to the state of the art, thereby achieving a hermetic compressor for domestic, commercial or automotive refrigeration capable of ensuring more comfortable working conditions for the user.

Muito embora se faça referência a aplicações para refrigeração doméstica e comercial, tal como geladeiras e freezers e à refrigeração au- tomotiva, tal como um ar condicionado, o campo de aplicação da presente invenção não se limita a estes exemplos, podendo ser aplicado em qualquer situação que faça uso de refrigeração por compressor hermético.Although reference is made to applications for domestic and commercial refrigeration, such as refrigerators and freezers, and for automotive refrigeration, such as air conditioning, the scope of the present invention is not limited to these examples and can be applied to any situation that uses hermetic compressor refrigeration.

A presente invenção consiste em uma carcaça 10 metálica, pre- ferencialmente em aço, que apresente uma tampa 1 com altura superior ao corpo 2 da carcaça 10. Esta configuração pode também ser denominada por carcaça com perfil de solda baixo (vide figuras 2 e 3).The present invention consists of a metal housing 10, preferably steel, having a lid 1 higher than the body 2 of housing 10. This configuration may also be referred to as a low weld profile housing (see figures 2 and 3 ).

O perfil de solda baixo possibilita um aumento da rigidez estrutu- ral da carcaça 10, proporcionando assim um aumento das freqüências natu- rais da carcaça 10, reduzindo-se desta forma a potência sonora irradiada pela carcaça 10 do compressor. Esta configuração construtiva permite tam- bém uma redução de volume da carcaça 10 considerável, redução essa que permitirá obter um aumento do volume útil de refrigeração superior a 10%.The low weld profile enables an increase in the structural rigidity of the housing 10, thus providing an increase in the natural frequencies of the housing 10, thereby reducing the sound power radiated by the compressor housing 10. This constructive configuration also permits a considerable reduction in the volume of the housing 10, which will allow an increase in the useful cooling volume of more than 10%.

A configuração da carcaça 10 com perfil de solda baixo, até pela redução de seu volume pode, não obrigatoriamente, tornar necessária a re- posição de outros componentes da carcaça 10, tais como o terminal hermé- tico 4, o passador de sucção 3, o passador de processo 6 e o passador de descarga 7 apresentados na figura 1.The configuration of the housing 10 with low weld profile, even by reducing its volume, may not necessarily require the replacement of other housing components 10, such as hermetic terminal 4, suction dowel 3, the process frame 6 and the discharge frame 7 shown in figure 1.

A presente invenção permite apresentar os tubos passador de sucção, passador de processo e passador de descarga de qualquer modo na carcaça 10. Isto significa que os tubos podem ser tanto apresentados no corpo 2 ou na tampa 1, podendo estar dispostos em qualquer região do cor- po 2 ou da tampa 1. A disposição dos passadores (não apresentados nas figuras referentes à presente invenção) vai depender das características de cada projeto.The present invention allows the suction dowel, process dowel and discharge dowel to be presented in the casing 10. This means that the pipes can be either in body 2 or in cap 1 and can be arranged in any region of color. po 2 or cover 1. The arrangement of the dowels (not shown in the figures referring to the present invention) will depend on the characteristics of each design.

Note-se que a configuração de carcaça 10 com perfil de solda baixo é aquela em que a altura da tampa (AT) é superior à altura do corpo (AC) do compressor, independentemente da posição dos acessórios, tais como o terminal hermético 4, os tubos passadores de sucção, descarga e processo e posicionamento da placa base 5, sendo que a placa base 5 pode ser associada tanto à tampa 1 como ao corpo 2 do compressor.Note that the low weld profile housing configuration 10 is one in which the height of the cover (AT) is greater than the height of the compressor body (AC), regardless of the position of the fittings such as hermetic terminal 4, the suction, discharge and process through-tubes of the base plate 5, the base plate 5 being associated with both the lid 1 and the compressor body 2.

No tocante aos fabricantes de sistemas de refrigeração domésti-For domestic refrigeration system manufacturers

ca, é comum usar-se um tamanho padronizado da placa base 5 do com- pressor cujas dimensões são aproximadamente 200 χ 100 mm . Pelo fato de a carcaça 10 de perfil de solda baixo permitir a já mencionada redução de seu volume, poder-se-ia utilizar uma placa base 5 menor, no entanto, tal so- lução conduziria a uma despadronização.It is common to use a standard size of the base plate 5 of the compressor whose dimensions are approximately 200 χ 100 mm. Because the low weld profile housing 10 permits the aforementioned reduction in its volume, a smaller baseplate 5 could be used, however, such a solution would lead to de-standardization.

Em uma configuração preferencial, mas não obrigatória, a solu- ção encontrada para manter um menor volume da carcaça 10 é alcançada mantendo a dimensão padrão da placa base 5 e deslocando-se a carcaça para uma porção extrema da placa base 5 (vide figuras 2 e 3), deixando- se assim a maior quantidade de espaço disponível sobre a placa base 5 do lado do terminal hermético 4. Esta solução permite ainda a colocação dos componentes elétricos sobre a placa base 5. De todo o modo, vale notar que, tal como já referido, a placa base 5 pode ser associada tanto à tampa 1 como ao corpo 2 do compressor. Uma das grandes vantagens que se alcançou com a utilizaçãoIn a preferred but not mandatory configuration, the solution found to maintain a lower volume of the shell 10 is achieved by maintaining the standard size of the base plate 5 and moving the housing to an extreme portion of the base plate 5 (see figures 2 and 3), thus leaving the largest amount of space available on the base plate 5 on the hermetic terminal side 4. This solution also allows the placement of the electrical components on the base plate 5. In any case, it should be noted that, As already mentioned, the base plate 5 may be associated with both the cover 1 and the compressor body 2. One of the great advantages achieved by using

do novo perfil de solda baixo é a liberdade que a nova tampa 1 proporciona em termos de obtenção de uma geometria com freqüências de ressonâncias bem elevadas, permitindo assim uma redução expressiva na espessura da chapa sem aumento do nível de ruído do compressor. Interessa salientar que a forma da carcaça 10 vai depender dasThe new low weld profile is the freedom that the new cover 1 provides in terms of obtaining geometry with very high resonant frequencies, thus allowing a significant reduction in plate thickness without increasing the noise level of the compressor. Interestingly, the shape of the carcass 10 will depend on the

características geométricas do compressor. A título de exemplo, a carcaça apresentada nas figuras 2, 3, 5, 6 e 7 apresenta uma geometria da tam- pa 1 próxima à de um ovo, com superfícies curvas sem grandes áreas pla- nas. Estas características geométricas promovem um aumento da rigidez de flexão da carcaça 10. De modo contrário, a geometria das carcaças do es- tado da técnica apresenta a tampa do compressor com grandes áreas pla- nas (vide exemplo na figura 1). Em termos de projeto, pode-se reduzir a espessura da chapa da carcaça 10, diminuindo o custo produtivo do material metálico que compõe a carcaça 10 sem qualquer comprometimento ao nível do ruído emitido pelo equipamento que fizer uso de um compressor hermético dotado de uma carcaça 10 com perfil de solda baixo.geometrical characteristics of the compressor. By way of example, the carcass shown in Figures 2, 3, 5, 6 and 7 has a cover geometry close to that of an egg, with curved surfaces without large flat areas. These geometrical characteristics promote an increase in the bending stiffness of the frame 10. On the contrary, the state carcass geometry of the prior art presents the compressor cover with large flat areas (see example in figure 1). In terms of design, the thickness of the shell 10 can be reduced by reducing the production cost of the metallic material that makes up the shell 10 without any compromise on the noise level emitted by equipment using a hermetic compressor with a shell. 10 with low weld profile.

Para se ter uma noção da capacidade de redução da espessura da chapa da carcaça 10 observe-se o exemplo que se segue. Carcaças do estado da técnica que fazem uso de chapas com espessura que varia de 2,7 mm a 3,5 mm foram substituídas por carcaças 10 com perfil de solda baixo com espessura de chapa de substancialmente 2,0 mm. A presente invenção permitiu, nesses casos, uma redução da espessura da chapa de 26% a 42%. Vale salientar que a presente invenção tem aplicabilidade com qual- quer espessura de chapa.To get a sense of the thickness reduction capability of the shell plate 10, see the following example. State-of-the-art carcasses using sheet thicknesses ranging from 2.7 mm to 3.5 mm have been replaced by low weld profile carcasses 10 with substantially 2.0 mm plate thickness. In these cases, the present invention has allowed a reduction in plate thickness from 26% to 42%. It is noteworthy that the present invention has applicability with any plate thickness.

Alternativamente, pode-se utilizar uma carcaça 10 com perfil de solda baixo e manter a espessura padrão das carcaças do estado da técni- ca. Desse modo, alcança-se uma carcaça 10 que, pela geometria propícia à geração de freqüências bem mais elevadas que no estado da técnica, é ca- paz de promover uma redução ao nível do ruído emitido pelo compressor, promovendo um conforto para o seu usuário. Com a presente invenção foi possível manter em carcaças 10 com chapas de 2,00 mm, níveis de ruído equivalentes a compressores do estado da técnica que fazem uso de carca- ças com chapa de 3,0mm.Alternatively, a casing 10 with a low weld profile may be used and the standard carcass thickness of the prior art maintained. In this way, a carcass 10 is achieved which, due to the geometry conducive to the generation of frequencies much higher than in the state of the art, is capable of promoting a reduction in the level of noise emitted by the compressor, promoting comfort for its user. . With the present invention it was possible to maintain in carcasses 10 with 2.00 mm plates, noise levels equivalent to state of the art compressors which make use of 3.0 mm plate castings.

Assim, a presente invenção permite obter carcaças 10 para compressores herméticos que para uma mesma espessura da chapa das carcaças do estado da técnica garante uma irradiação mais reduzida de ruí- do ou, alternativamente, permite manter o mesmo nível de ruído irradiado para espessura de chapas menores.Thus, the present invention makes it possible to obtain hermetic compressor housings 10 which for the same plate thickness of the state-of-the-art carcasses guarantees a lower noise irradiation or, alternatively, maintains the same level of radiated noise for sheet thickness. smaller.

A figura 3 mostra um gráfico modal comparativo das freqüências em função do número de modo entre uma carcaça do estado da técnica e uma carcaça 10 da presente invenção. É facilmente identificável que os mo- dos de vibração da carcaça 10 de perfil baixo apresentem freqüências bem mais altas que as da carcaça do estado da técnica, o que naturalmente se traduz na capacidade de irradiar menor ruído do compressor. A altura da tampa 1 superior à altura do corpo 2 permite configurar uma geometria da tampa 1 com freqüência de ressonância pelo menos 15% superiores que o estado da técnica.Figure 3 shows a comparative modal graph of frequencies as a function of mode number between a prior art housing and a housing 10 of the present invention. It is easily identifiable that the low profile housing 10 vibration modes have much higher frequencies than the state of the art housing, which naturally translates into the ability to radiate lower compressor noise. The height of the lid 1 greater than the height of the body 2 allows the configuration of a lid 1 geometry with resonant frequency at least 15% greater than the state of the art.

Para além das vantagens já mencionadas, a redução do volumeIn addition to the advantages already mentioned, the reduction in volume

ocupado pelo compressor quando aplicado em um sistema de refrigeração, permite um aumento de 10% a 20% da área útil de refrigeração.occupied by the compressor when applied to a refrigeration system, allows a 10% to 20% increase in the useful cooling area.

As vantagens são enormes por possibilitarem a construção de um sistema de refrigeração com maior volume útil para refrigeração, com menor irradiação de ruído e a um custo de produção mais reduzido.The advantages are enormous because they make it possible to build a cooling system with a larger cooling volume, less noise radiation and a lower production cost.

Tendo sido descrita uma modalidade preferida, deve-se enten- der que o âmbito da presente invenção abrange outras variações possíveis, que são limitadas apenas pelo teor das reivindicações anexas, que incluem os equivalentes possíveis.Having described a preferred embodiment, it is to be understood that the scope of the present invention encompasses other possible variations, which are limited only by the content of the appended claims, which include possible equivalents.

Claims

1. Airtight refrigeration compressor housing (10) comprising a lid (1) associated with a body (2), characterized in that the height of the lid (1) is greater than the height of the body (2).

Airtight compressor housing (10) according to Claim 1, characterized in that the body (2) is associated with a base plate (5).

Airtight compressor housing (10) according to Claims 1 and 2, characterized in that the housing (10) is arranged in a substantially extreme region of the base plate (5).

Airtight compressor housing (10) according to Claims 1 to 3, characterized in that the hermetic terminal (4) is associated with the compressor body (2).

Airtight compressor housing (10) according to Claims 1 to 4, characterized in that the hermetic terminal (4) is associated with the compressor cover (1).

Airtight compressor housing (10) according to Claims 1 to 5, characterized in that the hermetic terminal (4) is arranged in a region on the base plate (5).

Airtight compressor housing (10) according to Claims 1 to 6, characterized in that a suction strainer, a process strainer and a discharge strainer are arranged at random in the housing (10).

Airtight compressor housing (10) according to Claims 1 to 7, characterized in that a suction dowel, a process dowel and a discharge dowel are arranged in the lid (1).

Airtight compressor housing (10) according to Claims 1 to 7, characterized in that a suction strainer, a process strainer and a discharge strainer are arranged in the body.

Airtight compressor housing (10) according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the height of the lid (1) above the height of the body (2) allows a geometry of the lid (1) with a frequency of resonances at least 15% higher than a housing (10) with a lid height (1) less than body height (2).

Airtight compressor housing (10) according to Claims 1 to 10, characterized in that the lid (1) is attached to the body (2) by means of a joining process.

Airtight compressor housing (10) according to Claims 1 to 11, characterized in that the lid (1) is joined to the body (2) by welding.

Airtight compressor housing (10) according to Claims 1 to 12, characterized in that the housing is made of steel.