DE2160191A1 - Hermetischer Kompressor mit Belüftungseinrichtung für das Kurbelwellengehäuse - Google Patents

Description

Hermetischer Kompressor mit Belüftungseinrichtung für das

Kurbelwellengehäuse

Die Erfindung betrifft hermetische Kompressoren, insbesondere für Kühlmittel. Diese umfassen einen Kompressor zur Verdichtung des Kühlmittels und einen Motor zum Antrieb des Kompressors, welche zusammen abgedichtet in einem gasdichten Gehäuse oder einer Hülle untergebracht sind, die unter niedrigem Druck stehendes Kühlmittel enthält. Der Kompressor enthält einen Gußrahmen, welcher ein Kurbelwellengehäuseteil umfaßt und einen Zylinderteil, der sich in das Kurbelwellengehäuse hinein öffnet. Ein Hubkolben in dem Zylinder wird durch eine Antriebswelle angetrieben, die in Lagern in den Wänden des Kurbelwellengehäuses drehbar gelagert ist.

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Ein großer Teil des während des Betriebes eines Kompressors erzeugten Geräusches entsteht in seinem Zylinderbereich. Das Ventil-Geräusch von dem Ventilmechanisraus im Zylinderkopf wird weitergegeben an den Kurbelwellenbereich. Vielterhin muß das Gas, das von der Kompressionskammer an dem Kalben vorbei während Jedes Kolbenhubs abströmt, vom Kurbelwellengehäuse zu dem Gehäuse geführt werden. Außerdem werden Druckimpulse in dem Kurbelwellengehäuse durch jede Verschiebung des hin- und hergehenden Kolbens erzeugt.

Vom Standpunkt des Geräuschpegels sollte das Kurbelwellengehäuse des Kompressors idealerweise vollständig geschlossen sein, so daß der Raum im Innern des Kurbelwellengehäuses im Endeffekt dieses W Geräusch dämpfen wird. Die Verwendung eines vollständig geschlossenen Kurbelwellengehäuses ist jedoch aus mindestens zwei Gründen praktisch nicht möglich. Wenn dem am Kolben vorbeigeleiteten Gas nicht das Austreten aus dem Kurbelwellengehäuse gestattet wird, wird sich der Druck im Kurbelwellengehäuse bis zu einem Druck erhöhen, wo er das Schmiermittel aus den Lageroberflächen heraustreiben kann, welche in Strömungsmittelverbindung mit dem Kurbelwellengehäuse stehen. Außerdem muß das aus den geschmierten Lagern in das Kurbelwellengehäuse ausspritzende öl von dem Kurbelwellengehäuse abgelassen werden, um zu verhindern, daß dieses zu einem solchen Maße mit Schmiermittel angefüllt wird, daß eine Beeinträchtigung des rotierenden Mechanismus erfolgt.

Da sowohl das vorbeigeleitete Gas als auch das Schmiermittel aus dem Kurbelwellengehäuse abgelassen werden müssen, kann ein einziger Abflußkanal am unteren Teil des Kurbelwellengehäuses beide Aufgabenstellungen erreichen. Es wurde ,iedoeh gefunden, daß ein solcher Kanal, salbst wenn er klein genug ist, um das Austreten von Schallenergie »us dem Kurbelwellengehäuse zu verhindern, eine zusätzliche Schallquelle schafft. Dieses Geräusch, welches durch das Durchströmen von Gas und o- durch den gleichen Kanal erzeugt wird, wird noch gesteigert durch den damit einhergehenden, In zwei Richtungen erfolgenden oder pulsierenden Gasstrom durch den Kanal, welcher durch die hin- und hergehende Bewegung de» Kolbens erzeugt wird.

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Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen hermetisch verschlossenen Kompressor einschließlich eines im wesentlichen geschlossenen Kurbelgehäuses zu schaffen mit einer verbesserten Kombination einer Einrichtung zur Belüftung und zum Ablaß in dem Kurbelwellengehäuse des Kompressors, mit dessen Hilfe sowohl öl und Gas abgelassen werden können mit einer beträchtlichen Verringerung des Geräusches.

Gemäß der abgebildeten Ausführungsform der Erfindung wird hierzu ein hermetisch abgekapselter Kompressor geschaffen, der eine Hülle oder ein Gehäuse mit einem SchmierHittelsumpf an seinem Boden und einen Kolbenkompressor besitzt, der in der Hülle oberhalb des Schmiermittelsumpfes befestigt ist. Die Hülle enthält dabei unter niedrigem Druck stehendes Gefriermittelgas-. Der Kompressor umfaßt ein im wesentlichen abgeschlossenes Kurbelwellengehäuse, einen Zylinder, der sich in das Kurbelwellengehäuse hinein öffnet und einen Hubkolben in dem Zylinder, durch den eine Kompressionskammer geschaffen wird. Zum Zwecke der Abführung des komprimierten Gases, welches an dem Kolben vorbei in das Kurbelwellengehäuse eintritt und des sich im Kurbelwellengehäuse ansammelnden Schmiermittels ist ein einziger Ablaßkanal im unteren Teil des Kurbelwellengehäuses vorgesehen. Dieser Kanal enthält einen porösen Stopfen aus gesintertem Metall, der so gestaltet ist, daß er den Strom von Schmiermittel und Gas aus dem Kurbelwellengehäuse gestattet und praktisch den Durchgang von Schall« energie durch den Kanal verhindert.

Zur Erläuterung der Aufgaben, Vorteile und Gesichtspunkte der Erfindung dient die nachstehende Erörterung einer beispielhaften Ausftthrungsform im Zusammenhang mit den Abbildungen,

Fig. 1 zeigt eine Horizontalansicht teilweise im Schnitt eines hermetisch abgekapselten Kompressors.

Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig, I* Fig. 3 ist eine Detailschnittansicht eines Teils der K0»pr«ssor-

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-struktur, welcher allgemein längs eier Linie 3-3 der Fig. 2 entnommen ist.

Der Kompressor umfaßt ein hermetisches Gehäuse oder Hülle 1, das eine Motor-Kompressoreinheit umschließt, die allgemein mit der Bezugsziffer 2 bezeichnet ist. Diese Einheit ist federnd . und horizontal in einem Abstand von den Wänden des Gehäuses durch die Federn 3 gelagert.

Die Motor-Kompressorelnheit enthält einen Kompressorteil 4, der von einem Motorteil 5 angetrieben ist, wobei diese beiden Komponenten durch eine Antriebswelle 6 verbunden sind. Der Korn-P pressorteil 4 enthält, wie in Figur 2 abgebildet, einen gegossenen Rahmenteil 8 mit einer Endwand 9, Diese enthält eine horizontale Achsenlagerung 10 für die Welle 6 und eine kreisringförmige Wand 11, welche zusammen mit der Bndwand 9 und der Deckplatte (Fig. 1) einen Kurbelwellengehäuse-Hohlraum 14 definieren. Der Rahmen 8 enhält auch noch einen Zylinderteil 15, der sich radial und horizontal von dem Kurbelwellengehäuseteil 14 erstreckt und sich in diesen öffnet. Der Zylinderteil 15 trägt einen Kompressorzylinder 20 mit einem Hubkolben 16, der durch eine Kolbenstange 17 mit einem Exzenter 18 auf der Welle 6 in dem Kurbelwellenghäuse 14 verbunden ist,

^ Am äußeren oder Kopfende des Zylinderteils 15 ist die übliche Zylinderkopf- und Ventilstruktur vorgesehen einschließlich einer Ventilplatte 21, eines Säugventils 22 und eines Auslaßventils zum Einlaß bzw, Auslaß des Gefriermittels zu und von der Korn« pressionskammer 24, welche durch die Ventilplatte 21, den Kolben 16'und den Zylinder 20 definiert ist.

Das Endplattenteil 12 enthält auch eine ölpumpe 27, die so eingerichtet ist, daß sie Schmiermittel von einem Schmiermittel» sumpf 2S am Boden der Hülle 1 durch ein Rohr 20 entnimmt und dieses Schmiermittel durch einen Kanal 26 in der Welle 6 zu den Lagern einschließlich des Lagers Io und des Exzenters 18 pumpt.

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Ebenfalls vird gemäß der üblichen Praxis ein Teil des Schmiernitt«Is von der Pumpe 27 unmittelbar in das angesaugte Gas ein-, das in den Kompressor gintritt.

fahrend des Betriebes des Kompressors kriecht das Schmiermittel, welches den verschiedensten bewegten Teilen des Kompressors einschließlich des Lagers und des Exzenters 13 aufgeführt wird, von diesen Teilen in das Kurbelwellengehäuse 14. V/siterhin strömt auch, noch solches Schmiermittel in das Kurbelweilengehäuse, das z'/eciks Schmierung eier Ventile und des Kolbens am Kopf des Zylinders '^}C\ zugeführt wird, und zwar zusammen mit komprimiertem Gefriermittfili-ras, welches an dem Kolben 16 vorbei während jedes KompreSiJionshubs strömt. Daher erfolgt ständig eine Einleitung ν >n »Schmiermittel in das KurbeLvellengehäuse und bei Nichtvorlianlensijin irgendeiner Gasablaßeinrichtung ergibt sich eine Kt ;iii(! i··■'■-■> Erhöhung des Drucks ira Innern des Kurbelweilengehäuses. \uß«rder.i erfolgt eine fluktuierende oder pulsierende Milderung de£5 Drucks im KurbelweLletif.ehäuse als Ergebnis der Hubbewegunrr des K>l.bens 1(3. ?Iit anderen Worten erfolgt mit der Hin- und Herbf:'/-"iguiif des K >lbens im Zylinder eine abwechselnde Erhöhung und Verminderung des Drucks Lm Kurbelwellengehäuse proportional zur /n-lerung des effektiven Volumens, das durch die Kolbenverschiebung bestimmt ist.

uer Betrieb der Vent He P.2 und 33, die am Kolben vorbei erfolgende Strömung von komprimiertem Gefrierraittelgas und die Hin- und Ilerbej/eguiif-: des Kolbens tragen alle zum Geräuschpegel des Komnrosi>.- >rs bei und ein großer Teil dieser Geräuschenergie wird an das Kurbelwellengehäuse 11 abgegeben. Wie bereits angedeutet, könnte das Volumen des Kurbelwellengehäuses 14 dazu verwendet werden, einen großen Teil dieser Geräuschenergie zu dämpfen oder abzuleiten, wenn nicht die Tatsache bestünde, daß eine Einrichtung vorgesehen werden muß, um aus diesem Gehä_j.ise das am Kolben vorbeigeströmte Gas und das Schmiermittel abzuführen.

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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Ablaß zum Ablassen des (!!schmiermittels und des Gases von dem Kurbelwellengehäuse vorgesehen. Dabei enthält diese Ablaßeinrichtung auch eine Einrichtung, die als Hindernis für den Durchgang der Geräuschenergie aus dem Kurbelwellengehäuse heraus dient. Insbesondere ist entsprechend Figur 2 und 3 in dem unteren Toil der Seitenwand des Kurb^lweLlenprehäuses oin Ablaßkanal 3O vorgesehen, der einen porösen Stopfen 31 enthält. Die Abmessung und die Porosität des Stopfens 31 sind dabei so beschaffen, daß zwar Schmiermittel und am Kolben vorbeigeströmtes Gefriermittelgas kontinuierlich aus dem Kurbelwellengehäuse abgelassen werden, der größte Teil der Geräuschenergie Jedoch gedämpft wird.

Weiterhin wird der Stopfen 31 auch so ausgelegt, daß er vollständig oder teilweise die pulsierenden Änderungen des Kurbelwellen^f?ehäusedrucks behebt, weiche durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens IG erzeugt werden.

Es wurde gefunden, daß durch Verwendung des porösen Stopfens 31 im Innern des Gehäuses 3O das erwünschte Ablassen des Schmiermittels und des Gases und die Minderung des pulsierenden KurbelweLlengehäusedruckes erreicht werden kann zusammen mit einem relativ niedrigen Pegel des Betriebsgeräusches, der etwa vergleichbar ist einem Pegel, wie er bei einem geschlossenen Kurbelfe wellengehäuse vor der Ansammlung von Schmiermittel und dem Aufbau eines Drucks vorliegt. Mit anderen Worten wurde gefunden, daß der poröse Stopfen als Hindernis für das Ausströmen von Schallenergie aus dem Kurbelwellengehäuse dient, welche bei Abwesenheit eines porösen Stopfens leicht den Kanal 30 durchdringt.

Obwohl der Stopfen 31 aus irgendeinem geeigneten porösen Material hergestellt werden kann, wird er vorzugsweise aus einem porösen gesinterten Metallpulver hergestellt, beispielsweise aus einem Filter aus gesinterter Bronze oder rostfreiem Stahl, wie sie beispielsweise unter dem Handelsnamen "Ollite" der Ampex Division der Chrysler Corporation erhältlich sind.

Ein besonders bevorzugtes Stopfenmaterial ist ein gesintertes Bronzefiltermaterial, das unter dem Handelsnamen "460-Medium" erhältlich ist und eine Porosität von etwa 4O bis 50 % besitzt und eine äquivalente Siebmaschenweite von etwa 124 mm bis 76 mm (115 bis 2OO Maschen pro Zoll) aufweist. Bei Versuchen an den Ablaßkanälen von Kompressoren mit und ohne Stopfen aus diesem Material erpcab sich bei Verwendung des Stopfens eine Mindestverrinf?eruns: der Lautstärke von 25 %.

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Claims (3)

- 8 Patentansprüche

1.JHubkolbenkompressor für Verdichtung eines Gases mit untenliegendem Kurbelwellengehäuse und Schmiermittelsumpf sowie einem Ablaßkanal im unteren Teil des Kurbelwellengehäuses, dadurch gekennzeichnet, daß es einen porösen Stopfen (31) in dem Ablaßkanal (30) zum Durchströmen von Schmiermittel und Gas und mit schalldämpfenden Eigenschaften aufweist.

2. Hermetischer Kompressor mit einer hermetisch verschlossenen Hülle, welcher einen Schmiermittelsumpf am Boden aufweist und einen in der Hülle über diesem Sumpf befestigten Hubkolbenkompressor, wobei die Hülle ein Gas unter niedrigem Druck enthält, und der Kompressor umfaßt: ein im wesentlichen geschlossenes Kurbelwellengehäuse, einen Zylinder, der sich in das Kurbelwellengehäuse öffnet und einen Hubkolben in dem Zylinder, durch den eine Kompressionskammer gebildet wird, wobei die Passung zwischen dem Kolben und dem Zylinder den Durchtritt von Schmiermittel und komprimiertem Gas in der Kammer am Kolben vorbei in das Kurbelwellengehäuse gestattet, ein Ablaßkanal im unteren Teil des Kurbelwellengehäuses zum Ablaß des Schmiermittels aus dem Kurbelwellengehäuse und zum Belüften des am Kolben vorbeigehenden Gases aus dem Kurbelwellengehäuse, dadurch gekennzeichnet , daß ein poröser Stopfen (31) in dem Ablaßkanal (30) die Strömung von Schmiermittel und Gas gestattet und im wesentlichen die Übertragung von Schallenergie durch den Ablaßkanal beschränkt .

3. Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der poröse Stopfen (31) aus gesintertem Metall besteht.

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