PL183525B1

PL183525B1 - Zespół ssania sprężarki z tłumikiem

Info

Publication number: PL183525B1
Application number: PL97329116A
Authority: PL
Inventors: Patrice Grolier
Original assignee: Tecumseh Europ Sa
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1997-03-25
Publication date: 2002-06-28
Also published as: FR2746861B1; CN1085786C; WO1997037130A1; DE69708614D1; DE69708614T2; EP0890026B1; ES2166074T3; EP0890026A1; TR199801946T2; JP2002515102A; US5979597A; BR9708465A; CN1215451A; ATE209754T1; PL329116A1; FR2746861A1

Abstract

1 . Zespól ssania sprezarki z tlumikiem, przy czym umieszczona w hermetycznej obudowie spre- zarka zawiera korpus, wewnatrz którego jest umie- szczony cylinder zawierajacy tlok i co najmniej jedna komore tloczenia, silnik napedzajacy ten tlok i glowice zamykajaca czolowo ten cylinder poprzez zespól zaworów, zas zespól zawiera co najmniej je- den tlumik ssania wprowadzajacy gaz chlodzacy, który ma byc sprezony z wnetrza obudowy do glowicy i zawierajacy dwie komory rozdzielone scianka rure doprowadzajaca gaz z wnetrza obudowy do pierwszej komory, rure laczaca przechodzaca przez scianke, dla zapewnienia przejscia gazu z pierwszej do drugiej komory i przewód wprowadzajacy laczacy druga komore z glowica, znamienny tym, ze stosu- nek objetosci pierwszej komory (43) do objetosci drugiej komory (44) jest rzedu 1, zas calkowita ob- jetosc obu komór (43,44) jest 7 do 11 razy wieksza od objetosci cylindra (13). FIG. 3 PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest zespół ssania sprężarki z tłumikiem.

Chłodnicze zespoły sprężarkowe są urządzeniami dobrze znanymi, zawierającymi na ogół w hermetycznej obudowie silnik napędzający sprężarkę. Zespół sprężarkowy jest połączony w sposób szczelny z układem chłodzącym, a sprężarkajest zanurzona w gazie chłodzącym w obudowie.

Sprężarka jest na ogół typu tłokowego, zawiera więc tłok, poruszany silnikiem, przemieszczający się wewnątrz cylindra. Gaz chłodzący jest zasysany do wnętrza obudowy, sprężany w cylindrze, a następnie tłoczony do układu chłodzącego.

Zespoły sprężarkowe wytwarzają energię akustyczną czyli hałas powstający z jednej strony, podczas drgań mechanicznych, a z drugiej strony wskutek przepływu gazu, zwłaszcza przy zasysaniu. Hałas powodowany przez sprężarki jest uciążliwy zwłaszcza, gdy sprężarki te stosowane są w domu.

W znanych systemach próbuje się zmniejszyć uciążliwości wynikające z wysokiego poziomu dźwięku poprzez różne urządzenia zmniejszające wibracje i przez tłumiki zmniejszające hałas powodowany przepływem gazu. Tłumiki te posiadają komory, przez które przepływa gaz, na wejściu lub wyjściu sprężarki. Komory te mająwymiary i przekroje przewodu wejściowego i wyjściowego, określone dla uzyskania jak najlepszego tłumienia w zakresie częstotliwości słyszalnych.

W rozwiązaniu przestawionym w amerykańskim opisie patentowym nr 3 396 907, jedna lub kilka komór jest połączonych szeregowo z karierem zespołu wał korbo wy-korbowód, który jest połączony rurą z komorą ssania sprężarki.

W angielskim opisie patentowym nr 1 043 888 przedstawiono zespół tłumika na wylocie tłocznym sprężarki. Tłumik ten zawiera dwie nierówne komory włączone szeregowo na rurze tłocznej sprężarki. Komory te sąutworzone z wygiętych płyt, zamocowanych metodą spawania.

Jednakże wszystkie znane dotychczas rozwiązania nie pozwalają na uzyskanie zadawalającego tłumienia. Okazuje się przy tym, że szczególnie uciążliwy jest hałas powstały przy zasysaniu, bowiem jego poziom akustyczny jest jeszcze bardzo znaczny, zwłaszcza w zakresie częstotliwości wokół 500 Hz.

Zespół ssania sprężarki z tłumikiem, przy czym umieszczona w hermetycznej obudowie sprężarka zawiera korpus, wewnątrz którego jest umieszczony cylinder zawierający tłok i co najmniej jednąkomorę tłoczną silnik napędzający ten tłok i głowicę zamykającą czołowo ten cylinder poprzez zespół zaworów, zaś zespół zawiera, co najmniej jeden tłumik ssania wprowadzający gaz chłodzący, który ma być sprężony z wnętrza obudowy do głowicy i zawierający dwie komory rozdzielone ścianką rurę doprowadzającą gaz z wnętrza obudowy do pierwszej komory, rurę łączącą przechodzącą przez ściankę, dla zapewnienia przejścia gazu z pierwszej do drugiej komory i przewód wprowadzający łączący drugą komorę z głowicą według wynalazku charakteryzuje się tym, że stosunek objętości pierwszej komory do objętości drugiej komory jest rzędu 1, zaś całkowita objętość obu komór jest 7 do 11 razy większa od objętości cylindra.

Korzystnie stosunek objętości pierwszej komory do objętości drugiej komory jest około 0,9.

Korzystnie stosunek długości do przekroju rury doprowadzającej, połączonej z pierwszą komorą ma wartość liczbową zawartą w przybliżeniu pomiędzy 2 i 3.

Korzystnie stosunek długości do przekroju rury łączącej pierwszą komorę z drugą komorą ma wartość liczbową zawartą w przybliżeniu pomiędzy 2 i 3, zaś stosunekobjętości, komory i długości wnikania rury łączącej odpowiednio do pierwszej komory i drugiej komory, odpowiednio ma wartość liczbową zawartą w przybliżeniu pomiędzy 0,5 i 0,9.

Korzystnie stosunek przekroju rury doprowadzającej do przekroju rury łączącej wynosi w przybliżeniu 0,6.

Korzystnie przekrój przewodu wprowadzającego łączącego drugą komorę z głowicą jest około 2 do 2,5 raza większy od przekroju rury łączącej.

Korzystnie zespół zawiera ponadto dodatkową komorę, połączoną równolegle z torem przepływu gazu chłodzącego.

Korzystnie dodatkowa komora jest połączona z częściąssącągłowicy cylindra przewodem.

183 525

Korzystnie dodatkowa komora jest komorą ssania umieszczoną w korpusie, zaś łączący przewód jest połączony z głowicą cylindra poprzez zespół zaworów.

Korzystnie objętość dodatkowej komory stanowi 1,1 do 1,3 objętości cylindra.

Korzystnie stosunek długości i przekroju przewodu ma wartość liczbową zawartą w przybliżeniu pomiędzy 0,6 i 0,8.

Korzystnie rura łącząca przy wejściu do pierwszej komory jest zbieżna.

Korzystnie rura doprowadzająca ma rozszerzone wejście i jest umieszczona przy wlocie gazu do obudowy hermetycznej.

Korzystnie tłumik zawiera korpus, wyjmowalną ściankę usytuowanąpomiędzy komorami i pokrywę, na której usytuowana jest rura doprowadzająca i przewód wprowadzający.

Korzystnie korpus zawiera prowadnice, w których zamocowana jest wyjmowalna ścianka z rurą łączącą.

Zespół według wynalazku pozwala znacząco zmniejszyć poziom wytwarzanego przez sprężarkę dźwięku, a zwłaszcza pozwala uzyskać silne tłumienie w paśmie charakterystycznym dla sprężarki, w zakresie częstotliwości około 500 Hz.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym, fig. 1 przedstawia w dużym uproszczeniu znany układ chłodzenia z zespołem sprężarkowym; fig. 2 jest schematem zespołu ssania sprężarki według wynalazku; fig. 3 jest rysunkiem zespołu rozłożonego części sprężarki i tłumika ssania według wynalazku; fig. 4 przedstawia tłumik według wynalazku; fig. 5 jest wykresem przedstawiającym krzywe spektrum akustycznego dla znanego zespołu i zespołu według wynalazku.

Figura 1 przedstawia w uproszczeniu znany zespół sprężarki. Układ chłodzenia zawiera sprężarkę w hermetycznej obudowie CH, skraplacz C, zawór redukcyjny DT i parownik E. Gaz chłodzący, pochodzący z parownika jest wprowadzany do obudowy CH przewodem 70.

Sprężarka umieszczona wewnątrz obudowy CH zawiera tłok 18 przemieszczający się wewnątrz cylindra, poruszany silnikiem elektrycznym za pomocą korbowodu 19. Cylinder jest zamknięty czołowo przez głowicę 5 cylindra za pomocą zespołu zaworów 20, 21. W pokazanej sprężarce gaz chłodzący jest zasysany z obudowy CH poprzez tłumik ssanią zawierający komorę 10 i rurę doprowadzającą 100 i połączony z częścią ssącągłowicy 5 cylindra. Po przejściu przez zawór ssący 21 gaz jest sprężany i przetłaczany do tłumika tłocznego przez zawór tłoczny 20 i część tłoczną głowicy 5 cylindra. Tłumik tłoczny zawiera komorę 12 sąsiadującąz komorą 10. Sprężony gaz jest tłoczony do skraplacza C przez przewód 17 przechodzący przez ściankę obudowy CH.

Taki zespół sprężarkowy pozwala już uzyskać obniżony poziom dźwięku. Jednakże stwierdza się jeszcze zbyt wysokie amplitudy w podstawowym zakresie częstotliwości, który na przykład, dla rozważanej sprężarki znajduje się w paśmie otaczającym 500 Hz.

Figura 2 jest schematem zespołu sprężarki z fig. 1 z tłumikiem ssania według wynalazku. Te same oznaczenia odsyłające oznaczają te same elementy na różnych figurach. System bazuje na koncepcji, którą jest zastosowanie dwóch sprzężonych komór. Przewidziano więc tłumik mający korpus 4 podzielony ścianką40 na dwie komory 43 i 44, które sąpołączone za pośrednictwem rury łączącej 42 przechodzącej przez ściankę 40. Gaz jest pobierany za pośrednictwem rury doprowadzaj ącej 3 0 wchodzącej do pierwszej komory 43, a druga komora 44 j est połączona z częścią ssącą głowicy 5 cylindra przez przewód wprowadzający 31. Z drugiej strony, aby jeszcze polepszyć amortyzację zachowuj e się komorę 10, ale zamkniętą tak, aby grała ona rolę rezonatora (rezonatora typu Holmholtza).

Skuteczność dwukomorowego tłumika ssania zależy głównie od stosunku objętości komór i relacji między przekrojem i długością różnych przewodów.

Stosunek objętości komór 43 i 44 jest w przybliżeniu równy 1, a korzystnie bliski 0,9, podczas gdy całkowita objętość komory 43 i komory 44 jest rzędu 7 do 12 razy większa od objętości cylindra.

Ponadto, rura doprowadzająca 30 powinna mieć przekrój Sch (w mm²) i długość Lch (w mm) takie, aby stosunek Lch/Sch miał wartość liczbową zawartą w przybliżeniu pomiędzy 2

183 525 i 3, a rura łącząca 42 powinna mieć przekrój Sc i długość Lc takie, aby stosunek Lc/Sc miał wartość liczbową zawartą w przybliżeniu pomiędzy 2 i 3.

Z drugiej strony, długość wnikania rury łączącej 42 w dwie komory ma także wpływ na funkcję przenoszenia i korzystnie wybiera się długość wnikania L₄₃ lub do komór 43 i 44 o objętości V₄₃ lub V₄₄ w taki sposób, aby stosunek V₄₃/L₄₃ i V₄₄/L₄₄ miały wartość liczbową zawartą w przybliżeniu pomiędzy 0,5 i 0,9. V₄₃ i ¥44 są całkowitymi objętościami komór, odpowiednio 43 i 44, włączając w to objętość znajdującej się w nich rury łączącej 42. We wszystkich stosunkach wymienianych w opisie, objętości są wyrażone w cm³, długości w mm, a przekroje w mm².

Na koniec, jest korzystne, aby stosunek przekroju rury doprowadzającej 30 do rury łączącej był rzędu 0,6 i aby przekrój przewodu wprowadzającego 31 był około 2 do 2,5 raza większy od przekroju rury łączącej.

Jak wspomniano powyżej, poprawia się jeszcze tłumienie hałasu ssania dodając rezonator do toru doprowadzającego gaz chłodzący. Pozwala to poprawić w sposób regulowany uzyskane spektrum akustyczne zmieniając objętość rezonatora i wymiary przewodu łączącego.

W przypadku, gdy w układzie istnieje komora tłumiąca można wykorzystać obecność komory tłumiącej, takiej jak komora 10, dla przekształcenia jej w rezonator, usuwając wejście 100 (fig. i)·

Należy na koniec zanotować, że rura doprowadzająca 30 jest umieszczona w taki sposób, aby być tak blisko jak to możliwe wyjścia przewodu 70, aby umożliwić lepsze doprowadzenie do cylindra i dla uniknięcia podgrzewania gazu przy kontakcie z ciepłymi elementami sprężarki (silnik itp.).

Figura 3 jest rysunkiem zespołu sprężarkowego według wynalazku, w stanie rozłożonym. Sprężarka zawiera korpus 1, na przykład z żeliwa, w którym są umieszczone cylinder 13 którego oś, w przedstawieniu na figurze, jest w przybliżeniu pozioma i dwie komory 10 i 12 z ich talerzykami zamykającymi 11,16. Przewód 17 do skraplacza wychodzi z talerzyka 16. Silnik (nie pokazany) jest umieszczony pod korpusem, dla napędzania, poprzez wał korbowy 190 i korbo wód 19 tłoka 18, który przemieszcza się w cylindrze 13. Cylinder 13 jest zamknięty czołowo przez głowicę 5 poprzez zespół płytki zaworowej 2. Głowica cylindra może być obrabiana skrawaniem lub wytłaczana i może być na przykład wykonana z aluminium, chociaż nie jest to jedyna możliwość.

Zespół płytki zaworowej 2 zawiera zawór ssący 21, a płytka 20 zawiera zawór tłoczny 27, którego ruch jest ograniczony przez ogranicznik przemieszczenia 28. Szczelność montażu zespołu płytki zaworowej 2 jest zapewniona z jednej strony przez uszczelkę 22 na korpusie 1 i z drugiej strony przez uszczelkę 23 na głowicy 5 cylindra i przewodzie wprowadzającym 31 tłumika. Głowica 5 cylindra zamyka zespół włączając przewód wprowadzający 31 tłumika. Liniąkropkowanąpokazano tory przepływu gazu. Tor 25 jest torem wlotowym z rury doprowadzającej do cylindra, tor 26 jest torem wylotowym biegnącym od cylindra do głowicy, następnie przechodzącym przewodem 15dokomoiy 12, zaś tor 24 jest torem pomiędzy rezonatorem, czyli komorą 10 i stroną ssącągłowicy, biegnącym przewodem 14. Tłumik zawiera korpus 4 podzielony na dwie komory ścianką 40 przez którą przechodzi rura łącząca 42. Ścianka 40 jest wyjmowalna i jest umieszczona w prowadnicach 41 korpusu 4. Ułatwia to znacznie montaż i dopasowanie tłumika do wybranej sprężarki. Korpus 4 jest zamknięty pokrywą3, która ma z jednej strony rurę doprowadzającą 30 połączonąz komorą 43 (fig. 2), a z drugiej strony przewód 31 łączący drugą komorę 44 (fig. 2) z częścią ssącą głowicy 5 cylindra.

Korzystanie, dla wykonania tłumika 3,4 wybiera się materiał termoplastyczny na przykład tereftalan polibutylenu. Celem tego wyboru jest zapewnienie lepszej izolacji termicznej chłodzonego gazu wlotowego od źródeł ciepła (zwłaszcza silnika).

Jest to ważne dla zachowania odpowiedniej sprawności zespołu sprężarkowego. Rzeczywiście, unikając znacznego podgrzewania gazu wlotowego, uzyskuje się gaz możliwie gęsty, a więc dla danego cylindra lepsze wypełnienie większą masą gazu, większe są więc możliwości chłodnicze dla danego trybu funkcjonowania.

Materiałem szczególnie przydatnym do tego zastosowania i wskazanego powyżej typu jest materiał znany pod nazwą VALOX (znak towarowy zastrzeżony). Przy grubości co najmniej 2,5 mm

183 525 uzyskuje się ograniczenie strat przenoszenia ciepła określone współczynnikiem, co najmniej równym 100 w porównaniu z żeliwem i co najmniej równym 1000 w porównaniu z aluminium.

Figura 4 przedstawia złożony tłumik. Montaż pokrywy 3 i korpusu można wykonać przez klejenie klejem epoksydowym o polimeryzacji cieplnej. Rura doprowadzająca 30 ma rozszerzone wejście 32 w celu zmniejszenia strat ładowania. Również, w podobnym celu można przewidzieć część zbieżną rury łączącej 42 jak pokazano na fig. 3.

Zespół według wynalazku poprawia w znacznym stopniu zachowanie zespołu sprężarkowego w zakresie wytwarzania hałasu ssania. Fig. 5 jest wykresem przedstawiającym liniąprzerywaną spektrum akustyczne dla konfiguracji zespołu sprężarkowego z fig. 1, wykonanego zgodnie z fig. 3, ale bez tłumika 3,4 i z komorą ssania 10. Krzywa kreślona linią ciągłąpokazuje, w tych samych warunkach spektrum akustycznego dla zespołu sprężarkowego według wynalazku z fig. 3. W paśmie 1/3 oktawy 500 Hz stwierdza się poprawę o więcej niż 5 dBA bez istotnego i kłopotliwego pogorszenia w pozostałej części spektrum. Daje to oczywiście znaczną korzyść w zakresie całkowitego poziomu akustycznego.

183 525

FIG . 5

183 525

FIG.1

FIG.2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Zespół ssania sprężarki z tłumikiem, przy czym umieszczona w hermetycznej obudowie sprężarka zawiera korpus, wewnątrz którego jest umieszczony cylinder zawierający tłok i co najmniej jedną komorę tłoczenia, silnik napędzający ten tłok i głowicę zamykającą czołowo ten cylinder poprzez zespół zaworów, zaś zespół zawiera co najmniej jeden tłumik ssania wprowadzający gaz chłodzący, który ma być sprężony z wnętrza obudowy do głowicy i zawierający dwie komory rozdzielone ścianką rurę doprowadzającą gaz z wnętrza obudowy do pierwszej komory, rurę łączącą przechodzącą przez ściankę, dla zapewnienia przejścia gazu z pierwszej do drugiej komory i przewód wprowadzający łączący drugą komorę z głowicą znamienny tym, że stosunek objętości pierwszej komory (43) do objętości drugiej komory (44) jest rzędu 1, zaś całkowita objętość obu komór (43,44) jest 7 do 11 razy większa od objętości cylindra (13).
2. Zespół według zastrz. 1 znamienny tym, że stosunek objętości pierwszej komory (43) do objętości drugiej komory (44) jest około 0,9.
3. Zespół według zastrz. 1 znamienny tym, że stosunek długości (Lch) do przekroju (Sch) rury doprowadzającej (30), połączonej z pierwszą komorą (43) ma wartość liczbową zawartą w przybliżeniu pomiędzy 2 i 3.
4. Zespół według zastrz. 1 znamienny tym, że stosunek długości (Lc) do przekroju (Sc) rury łączącej (42) pierwszą komorę (43) z drugą komorą (44) ma wartość liczbową zawartą w przybliżeniu pomiędzy 2 i 3, zaś stosunek objętości (V₄₃), (V₄₄) komory i długości wnikania (L₄₃), (L^) rury łączącej (42) odpowiednio do pierwszej komory (43) i drugiej komory (44), odpowiednio V₄₃/L₄₃ i V₄₄/L₄₄, ma wartość liczbowązawartąwprzybliżeniu pomiędzy 0,5 do 0,9.
5. Zespół według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że stosunek przekroju rury doprowadzającej (30) do przekroju rury łączącej (42) wynosi w przybliżeniu 0,6.
6. Zespół według zastrz. 5 znamienny tym, że przekrój przewodu wprowadzającego (31), łączącego drugąkomotę (44) z głowicą (5), jest około 2 do 2,5 raza większy od przekroju rury łączącej (42).
7. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera ponadto dodatkową komorę (10), połączoną równolegle z torem przepływu gazu chłodzącego.
8. Zespół według zastrz. 7, znamienny tym, że dodatkowa komora (10) jest połączona z częścią ssącą głowicy (5) cylindra przewodem (14).
9. Zespół według zastrz. 8, znamienny tym, że dodatkowa komora (10) jest komorą ssania umieszczonąw korpusie (1), zaś łączący przewód (14) jest połączony z głowicą (5) cylindra poprzez zespół zaworów (2).
10. Zespół według zastrz. 7, znamienny tym, że objętość dodatkowej komory (10) stanowi 1,1 do 1,3 objętości cylindra.
11. Zespół według zastrz. 8, znamienny tym, że stosunek Lcd/Scd długości (Lcd) i przekroju (Scd) przewodu (14) ma wartość liczbową zawartą w przybliżeniu pomiędzy 0,6 i 0,8.
12. Zespół według zastrz. 4, znamienny tym, że rura łącząca (42) przy wejściu do pierwszej komory (43) jest zbieżna.
13. Zespół według zastrz. 3, znamienny tym, że rura doprowadzająca (30) ma rozszerzone wejście (32) i jest umieszczona przy wlocie gazu (70) do obudowy hermetycznej (CH).
14. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że tłumik zawiera korpus (4), wyjmowalną ściankę (40) usytuowaną pomiędzy komorami (43,44) i pokrywę (3), na której usytuowana jest rura doprowadzająca (30) i przewód wprowadzający (31).
15. Zespół według zastrz. 14, znamienny tym, że korpus (4) zawiera prowadnice (41), w których zamocowana jest wyjmowalna ścianka (40) z rurą łączącą (42).

* * *

183 525