DE2258083A1

DE2258083A1 - Mehrzylindrischer kompressor

Info

Publication number: DE2258083A1
Application number: DE2258083A
Authority: DE
Inventors: Paul G Thayer
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: McQuay Perfex Inc
Priority date: 1971-12-14
Filing date: 1972-11-27
Publication date: 1973-06-20
Also published as: JPS4872708A; JPS5419526Y2; GB1344409A; DK134193C; JPS52157508U; AU4854672A; CA977723A; FR2165477A5; US3820921A; DK134193B; IT971787B; AU471916B2

Description

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München, den ' ¥.567-Dr.Hk/rie

WESTINGHOUSE ELECTRIC CORPORATION

Pittsburgh. Pa. / USA 2258083

Mehrzylindrischer Kompressor

Die Erfindung betrifft einen mehrzylindrischen Kompressor, insbesondere einen hermetisch geschlossenen Kompressor, wie er z.B. in Kühlanlagen und dergleichen verwendet wird.

Um das Auslaßgeräusch und die Schwingungen solcher Kompressor zu verringern, ist im allgemeinen ein Schalldämpfer am Ende der Kompressor-Auslaßleitung vorgesehen. Solche Schalldämpfer benötigen aber zusammen mit den für eine wirksame Schalldämpfung erforderlichen Rohren großen Durchmessers zwischen Zylinderköpfen und Schalldämpfern erheblichen Platz, der gerade in hermetisch geschlossenen Kompressoren nur beschränkt zur Verfügung steht. Außerdem besteht bei Schalldämpfern immer die Gefahr einer Verringerung des Kompressor-Wirkungsgrades.

Die Erfindung hat die Aufgabe, einen mehrzylindrisehen Kompressor, dessen von den einzelnen Zylindern kommende Auslaßrthre gruppenweise zu einer oder mehreren gemeinsamen Auslaßleitungen zusammengefaßt sind, derart auszubilden, daß das Auslaßgeräusch ohne Verwendung von Schalldämpfern wirksam verringert wird. - 2■ -

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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Längen der einzelnen Auslaßrohre bis zur Anschlußstelle der gemeinsamen Auslaßleitung so gewählt sind, daß die von den Zylindern ausgehenden Druckstöße in gleichmäßig verteilten Intervallen an der Anschlußstelle ankommen.

Zur Ver, bildung der gemeinsamen Auslaßleitung mit den Auelaßrohren an der Anschlußstelle kann eine Verbindungsmuffe Mit einer Mehrzahl von Einlaßöffnungen und einer einzigen Auslaßöffnung dienen. Die Synchronisierung der Druckstöße mittels entsprechender Wahl der Länge der Auslaßrohre trägt zur Steigerung des Kompressor-Wirkungsgrades bei und bewirkt eine Verringerung des Geräuschpegels, wodurch sich eine bessere Schwingungsisolation ergibt. Gleichzeitig werden dadurch die ρlatzraubenden Schalldämpferanordnungen weitgehend überflüssig. Wenn die radial angeordneten Zylinder gleiche Winkelabstande haben, können die Auslaßrohre gleich lang gewählt werden. Haben die Zylinder keine gleichen Winkelabstände, so wählt man ungleiche Rohrlängen, um gleichmäßig verteilte Druckstoße in der gemeinsamen Auelaßleitung zu erreichen.

Wegen der gleichmäßig verteilten Druckstöße und des erhöhten Kompressor-Wirkungsgrades können die Auslaßrohre einen verhältnismäßig geringen Durchmesser haben und biegsam ausgebildet sein. Ihre Mündungen in der Verbindungsmuffe sind vorzugsweise nebeneinander angeordnet, um so eine Ansaugwirkung in der Verbindungsmuffe zu erzeugen. Dadurch unterstützen die von einem Zylinder abgegebenen Druckstöße den Abzug der Gase aus den anderen Zylindern. Diese Saugwirkung ergibt eine Verringerung

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der Eingangsleistung und erhöht den volumetrischen Wirkungsgrad des Kompressors.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. Hierin sind:

Fig. 1 ein vertikaler Teilschnitt eines Zweizylinder-Kompressors mit der erfindungsgemäßen Auslaßvorrichtung;

Pig. 2 ein fragmentarischer vertikaler Schnitt eines Sechszylinder-Kompressors mit der erfindungsgemäßen Auslaßanlage und·

Fig. 3 eine Abwicklung der Auslaßanlage, der Anordnung nach Fig. 2.

Fig. 1 zeigt einen hermetisch geschlossenen Zweizylinder-Kompressor für ein Kältemittel mit liegenden Zylindern und vertikaler Kurbelwelle. Das Kompressorgehäuse 2 ist gasdicht und besteht aus einer oberen Hälfte 6 und einer unteren Hälfte 8, die bei 7 miteinander verschweißt sind. Im Kompressorgehäuse 2 let auf Schraubenfedern k ein Elektromotor 3 mit Kompressorteil 9 befestigt. Die Zylinder 12 und 14 sind radial zur Kurbelwelle angeordnet. Es könnten ebensogut mehr als zwei Zylinder vorgesehen sein. Jeder Zylinder 12 bzw. 1*1 ist mit einem eigenen Auslaßrohr 16 bzw. 18 bestimmter Abmessungen verbunden, um die im Zylinder komprimierten Gase abzuführen. Die beiden Auslaßrohre 16 und 18 sind innerhalb des Gehäuses 2 mittels einer Verbindungsmuffe 22 an eine gemeinsame Auslaßleitung 2o ange-

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schlossen. Die Auslaßleitung 2o geht durch eine Öffnung 21 in der oberen Hälfte 6 des Kompressorgehäuses nach außen. Die Verbindungsmuffe 22 ist hohl und hat getrennte Einlaßöffnungen für die beiden Auslaßrohre 16 und 18, sowie eine einzige Auslaßöffnung für die gemeinsame Auslaßleitilng 2o. Letztere hat einen größeren Durchmesser als die Einlaßöffnungen.

Die von den Zylindern ausgestoßenen Gase bilden eine Folge von Druckstößen verschiedener Frequenzen. Es ist bekannt, daß bestimmte Frequenzen eine turbulente Gasströmung hervorrufen können, die Geräusche und Schwingungen erzeugt. Um diese Geräusche und Schwingungen zu bekämpfen, hat man bisher Schalldämpfer, Beruhigungstöpfe und schallabsorbierende Kammern verwendet. Diese Schalldämpferanordnungen sind aber stets unerwünscht, weil sie die Wirksamkeit des Kompressors herabsetzen, viel Raum innerhalb des Kompressorgehäuses beanspruchen und die Verwendung von Auslaßrohren mit verhältnismäßigen Durchmessern erfordern.

Durch passende Wahl der Abmessungen der Auelaßrohre lassen sich Lärm und Schwingungen in sehr wirksamer Weise bekämpfen. Insbesondere kann durch passende Wahl der Länge der Auslaßrohre 16 und 18 eine gleichmäßige seitliche Verteilung der an der Anschlußstelle 22 ankommenden Druckstöße erreicht werden. Wenn die radial angeordneten Zylinder wie hier gleiche Winkelabstände haben, erhalten die Auslaßrohre gleiche Länge und gleichen Durchmesser. Sind dagegen die Zylinder in ungleichen Winkelabständen verteilt, so werden Auslaßrohre mit gleichen

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Durchmessern aber ungleichen Längen für eine bestimmte Drehrichtung der Kompressor-Kurbelwelle verwendet. Die Längen müssen jeweils entsprechend der Drehrichtung, d.h. der Hubfolge der Zylinder, gewählt werden, um sicherzustellen, daß die Auslaßimpulse der einzelnen Zylinder bei der Ankunft an der Ansiilußstelle 22 gleichmäßig verteilt sind.

Dank der gleichmäßig verteilten Druckimpulse kann in der gemeinsamen Auslaßleitung 2o ein stetiger und gleichmäßiger Gasstrom erzeugt werden, wodurch der Geräuschpegel erheblich verringert wird und gewisse Frequenzen, die zu Schwingungen und Resonanzen in den betreffenden mechanischen Teilen führen, ausgelöscht werden. So haben Untersuchungen an in der beschriebenen Weise ausgerüsteten Kompressoren gezeigt, daß indusierte Resonanzschwingungen bei 6o und 18o Hz in Kompressoren mit einem Wechselstrommotor für 6o Hz weitgehend unterdrückt wurden, während bei mit 5© Hz betriebenen Kompressoren die Schwingungen mit Frequenzen von 5<> und 1 5o Hz wegfielen. Infolgedessen sind zusätzliche Geräuschdämpfungsmaßnahmen meist nicht mehr erforderlich.

Wegen des größeren Kompressor-Wirkungsgrades können die Durchmesser der Auslaßrohre 16 und 18 verringert werden, weshalb 9ie in der zusammengebauten Ausiaßanordnung 15 biegsam ausgeführt sein können, während die gemeinsame Auslaßleitung 2o wegen ihres größeren Durchmessers 2o verhältnismäßig starr bleibt. Die flexiblen Rohre 16 und 18 können gebogen und mit ihren Enden parallel zueinander angeordnet werden, wenn sie mit der Anschlußmuffe 22 verbunden werden sollen. Dadurch ergibt sich

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ein Saugeffekt innerhalb der Muffe 22, wodurch, das von eines Zylinder ausgestoßene Gas das vom anderen Zylinder kommende Gas mitreißt. Durch diesen Unterdruck in der Verbindungsmuffe 22 kann die Leistungsaufnahme des Kompressormotors herabgesetzt werden und der volumetrische Wirkungsgrad des Kompressors steigt.

Fig. 2 zeigt einen hermetisch geschlossenen Kompressor mit sechs Zylindern und einer Auslaßanlage 5°· Die Zylinder 3o bis 35 sind radial um die Kurbelwelle des Kompressors verteilt und mit Auslaßrohren 36 bis kl versehen. Die Auslaßrohre 3o, 31 und 32 sind zu einer Gruppe zusammengefaßt, die innerhalb des Gehäuses 2 mittels einer Verbindungsmuffe k2 an eine gemeinsame Auslaßleitung k6 angeschlossen ist, während die Aus-'aßrohre 33 bis 35 ebenfalls innerhalb des Gehäuses 2 in eine Gruppe zusammengefaßt sind, die mittels einer Verbindungsaraffe kk an eine gemeinsame Auslaßleitung k8 angeschlossen ist. Die Auslaßleitungen 46 und 48 führen durch das Gehäuse 2 nach außen. Jede der beiden Verbindungsmuffen k2 und kk hat drei Einlaßöffnungen für die betreffenden Ausiaßrohre und eine Auslaßöffnung für die gemeinsame Auelaßleitung. Die Längen und Durchmesser der einzelnen Auslaßrohre 36 bis kl sind untereinander gleich, wenn die Zylinder 30 bis 35 gleiche Winkelabstände aufweisen.

Fig.3 zeigt eine Abwicklung der Anordnung 50 nach Fig. 2. Wenn die Zylinder 3o bis 35 keine gleichen Winkelabstände aufweisen, werden die Durchmesser der Auslaßrohre 36 bis kl trotzdem

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gleich groß gewählt, aber ihre Längen sind dann ungleich. In jedem Falle müssen die Längen der Auslaßrohre 36 bis 41 so gewählt werden, daß zeitlich gleichmäßig verteilte Folgen von Druckstößen an den Verbindungsmuffen 42 und 44 und demgemäß in den gemeinsamen Auslaßleitungen 46 und 48 auftreten. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, ergibt sich eine verhältnismäßig stetige und gleichmäßige Gasströmung in den Auslaßleitungen, die zu einer Geräuschverringerung und einer Zunahme des Kompressor-Wirkungsgrades führt.

Auch hier können wegen des geringen erforderlichen Durchmessers die Auslaßrohre 36 bis 41 verhältnismäßig flexibel ausgeführt sein, weshalb die Enden der zu einer Gruppe gehörenden Auslaßrohre parallel zueinander in die zugeordnete Verbindungsmuffe eingeführt werden können. Dadurch ergibt sich wieder eine Unterdruckwirkung, die zu besserer Leistung und höherem Wirkungsgrad führt. Der geringere Durchmesser der einzelnen.Ausgangsrohre bis 41 setzt auch die Kosten der Auslaßanlage 5o herab und verbessert die Schwingungsisolation vom Kompressorgehäuse·

•Die Erfindung ist ohne weiteres auf Kompressoren mit abweichender Zylinderzahl anwendbar. Wenn die verschiedenen zu einer gemeinsamen Anschlußstelle führenden Auslaßrohre verschiedene Durchmesser haben, müssen die Rohrlängeh entsprechend abgeändert werden, um eine gleichmäßige Verteilung der Druckstöße an der Anschlußstelle zu erreichen.

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Es ist auch möglich, die einzelnen Auslaßrohre durch die Gehäusewand des Kompressors durchzuführen und die Verbindungmuffe mit der gemeinsamen Auslaßleitung erst außerhalb des Kompressorgehäuses anzubringen.

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Claims

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WESTINGHOUSE ELECTRIC CORPORATION
Pittsburgh. Pa. / USA

Pat entansprü-che

.) Mehrzylindrischer Kompressor, dessen von den einzelnen Zylindern kommende Auslaßrohre gruppenweise zu einer oder mehreren gemeinsamen Auslaßleitungen zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen der einzelnen Auslaßrohre (16, 18; 36 bis 4i) bis zur Anschlußstelle (22; 42, 44) der gemeinsamen Auslaßleitung (20; 46, 48) einer Gruppe so gewählt sind, daß die von den Zylindern ausgehenden Druckstöße in gleichmäßigen Intervallen an der Anschlußstelle ankommen.

2. Kompressor nach Anspruch 1,mit in gleichmäßigen Winkelabständen radial angeordneten Zylindern, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßrohre gleiche Längen und Durchmesser haben,

3. Kompressor nach Anspruch 1,mit in ungleichen Winkelabstanden radial angeordneten Zylindern, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßrohre gleichen Durchmesser und ungleiche Länge

haben.

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AO

kt Kompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Auslaßrohre kleiner als derjenige der Auslaßleitungen ist.

5. Kompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßrohre flexibel sind.

6. Kompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Anschlußstelle führenden Enden der Auslaßrohre (i6, 18; 36, 37, 38) einer Gruppe parallel zueinander in eine Verbindungsmuffe (22, k2, kk) eingeführt sind, um so bei jedem Druckstoß aus einer Auslaßleitung einen Unterdruck für die anderen Auslaßleitungen zu erzeugen.

7· Kompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit hermetisch geschlossenem Gehäuse für die Zylinder und Auslaßrohre, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstelle der Auslaßrohre sich innerhalb des Gehäuses (2) befindet.

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