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Sauggasleitung für einen Kältemittelverdichter - Dokument DE19923733A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE19923733A1 30.11.2000
Titel Sauggasleitung für einen Kältemittelverdichter
Anmelder Danfoss Compressors GmbH, 24939 Flensburg, DE
Erfinder Iversen, Frank Holm, Padborg, DK;
Bjerre, Preben, Soenderborg, DK
Vertreter U. Knoblauch und Kollegen, 60322 Frankfurt
DE-Anmeldedatum 22.05.1999
DE-Aktenzeichen 19923733
Offenlegungstag 30.11.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.11.2000
IPC-Hauptklasse F25B 41/00
Zusammenfassung 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. In der Krümmungsinnenseite des Gasweges 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 platziert, an der ihre unerwünschte Wirkung begrenzt ist.

Beschreibung[de]

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

Bei einer bekannten Konstruktion dieser Art (US 5 577 898) ist ein mit einem Saugschalldämpfer verbundener 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 einer in den Gasweg ragenden Kapillarrohr-Durchführung durchsetzt sind. Eine an der Krümmungsinnenseite vorgesehene Stufe ist dadurch gebildet, daß die Austrittsöffnung des Krümmungsabschnitts einen größeren Querschnitt besitzt als die Sauggasöffnung in der Ventilplatte. Der Zweck dieser Vertiefung ist nicht angegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Strömungswiderstand 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 Stufe bei richtiger Bemessung einen Rezirkulationsraum, in welchem die bei starken Strömungsrichtungsänderungen unvermeidbare Rezirkulation außerhalb des Ausgangsabschnitts 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 Kältemittelgas 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 ermitteln.

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

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür gesorgt, 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 Vertiefung aufweist, die größer ist als die Sauggasöffnung, und daß die Austrittsöffnung 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 Vorteil ist, mit vorstehenden Wandteilen in die Vertiefung eingesetzt sein.

Bei einer auf dem gleichen Prinzip beruhenden Abwandlung ist erfindungsgemäß dafür gesorgt, daß die Erweiterung durch eine Öffnung an der Krümmungsinnenseite gebildet ist, die in eine Saugschalldämpferkammer mündet und Abmessungen entsprechend der Höhe und Länge einer imaginären Stufe aufweist. Da das Gas in der Saugschalldämpferkammer annähernd den gleichen Druck hat wie im Gasweg, vermag es weitgehend die beanspruchten Stufen zu ersetzen.

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

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel 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 Darstellung 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 Ausgangsabschnitt 5 aufweist. Letzterer wird durch eine Sauggasöffnung 6 in einer Ventilplatte 7 eines Kältemittelverdichters gebildet, an deren Stirnfläche 8 der Krümmungsabschnitt 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 Rezirkulationszone 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 genannten Mittelachse. Zweckmäßigerweise ist der Wert von L über die gesamte Breite der Stufe 12 gleichbleibend. Der Wert H kann von einem Kleinstwert in der Symmetrieebene B-B nach beiden Seiten hin ansteigen. Die Bezugnahme auf den hydraulischen Durchmesser d bedeutet, daß die Querschnitte des Gasweges nicht nur kreisrund, sondern auch elliptisch, rechteckig oder ähnlich geformt sein können. Der hydraulische Durchmesser berechnet sich zu





wobei d der hydraulische Durchmesser, A die Querschnittsfläche und O der Umkreis der Öffnung ist. Da bei dieser Ausführungsform der Ausgangsabschnitt 5Kreisquerschnitt 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 entsprechende Teile um 20 gegenüber Fig. 1 erhöhte Bezugszeichen verwendet. Hier wird die Stufe 32 dadurch gebildet, daß in der Ventilplatte 27 eine Vertiefung 34 vorgesehen ist, in die vorstehende Wandteile 35 des Krümmungsabschnitts 24 eingesetzt sind.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 werden für entsprechende Teile um 40 gegenüber Fig. 1 erhöhte Bezugszeichen 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 Stirnfläche 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 entsprechende Teile um 60 gegenüber Fig. 1 erhöhte Bezugszeichen verwendet. Hier handelt es sich um eine Sauggasleitung, die innerhalb eines Saugschalldämpfers verläuft, und bei der der Ausgangsabschnitt 65 gegenüber dem Eingangsabschnitt 63 nicht um 90°, sondern weniger, beispielsweise 70°, versetzt ist. Hier wird die Erweiterung 71 durch eine Öffnung gebildet, die in eine Saugschalldämpferkammer 75 mündet und Abmessungen aufweist, wie sie einer gestrichelt gezeichneten, imaginären 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.


Anspruch[de]
  1. 1. Sauggasleitung für einen Kältemittelverdichter, mit einem Krümmungsabschnitt, der einen Eingangsabschnitt des Gaswegs mit einem Ausgangsabschnitt verbindet, wobei an der Krümmungsinnenseite des Gasweges eine Erweiterung in Form einer Stufe vorgesehen ist, wobei insbesondere der Krümmungsabschnitt 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 hydraulischen Durchmessers (d) des Ausgangsabschnitts (5; 25; 45; 65) beträgt.
  2. 2. Sauggasleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 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. 3. Sauggasleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsabschnitt (2; 22; 42; 62) glatt und etwa gleichmäßig gekrümmt ist.
  4. 4. Sauggasleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsabschnitt (4) ausgangsseitig an der Stirnseite (8) der Ventilplatte (7) anliegt und zur Bildung der Stufe (12) eine Ausgangsöffnung (10) aufweist, die größer ist als die Sauggasöffnung (6).
  5. 5. Sauggasleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, 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 Austrittsöffnung (30; 50) des Krümmungsabschnitts (24; 44) der Größe der Vertiefung (31; 51) angepaßt ist.
  6. 6. Sauggasleitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsabschnitt (24) mit vorstehenden Wandteilen (35) in die Vertiefung (34) eingesetzt ist.
  7. 7. Abwandlung der Sauggasleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung (71) durch eine Öffnung an der Krümmungsinnenseite gebildet ist, die in eine Saugschalldämpferkammer (75) mündet und Abmessungen entsprechend der Höhe (H) und Länge (L) einer imaginären Stufe (72) aufweist.






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