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GEBIET DER TECHNIK
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verdichter vom hermetisch
abgeschlossenen Typ, der in ein Tiefkühl-, Kühl- oder Klimatisiergerät wie einen
Kühlschrank,
eine Vitrine und dergleichen eingebaut wird.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Mit
der in letzter Zeit zu verzeichnenden ansteigenden Vorherrschaft
von Haushaltkühlschränken des
geräuscharmen
Typs besteht eine starke Nachfrage nach einer Geräuschminderung
bei Verdichtern des hermetisch abgeschlossenen Typs.
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In
einigen herkömmlichen
Verdichtern vom hermetisch abgeschlossenen Typ werden die Ansaugdruckschwingungen
durch eine Schalldämpffunktion
abgeschwächt,
die als ein Ansaugdämpfer konfiguriert
ist (siehe z.B. die offengelegte
japanische Patentanmeldung
Nr. 2002-227 766 ).
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Der
herkömmliche
Verdichter vom hermetisch abgeschlossenen Typ wird im Folgenden
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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5 ist
eine geschnittene Ansicht eines herkömmlichen Verdichters vom hermetisch
abgeschlossenen Typ, und 6 ist eine auseinandergezogene
Ansicht eines wesentlichen Abschnitts des Verdichters vom hermetisch
abgeschlossenen Typ von 5.
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In 5 und 6 sind
die Elektromotoreneinheit 2 und die durch sie angetriebene
Verdichtereinheit 3 in einem hermetisch abgeschlossenen
Behälter 1 untergebracht.
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Zylinder 5 ist
im Zylinderblock 4 angeordnet, der die Verdichtereinheit 3 konfiguriert,
und Kolben 6 ist so in den Zylinder 5 eingepasst,
dass er sich hin- und herbewegen kann. Die blechartige Platte 7 ist
mit einem Ansaugloch 8 und einem Austrittsloch 9 versehen
und dichtet auch das Ende des Zylinders 5 ab. Ein aus Kunststoff
bestehender Ansaugdämpfer 10 umfasst
eine im hermetisch abgeschlossenen Behälter 1 ausgebildete Öffnung 11,
den einen Expansionsdämpfer
bildenden, schalldampfenden Raum 12 sowie ein Verbindungsrohr 13,
das das Innere des schalldampfenden Raumes 12 mit dem Ansaugloch 8 verbindet.
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Der
Zylinderkopf 18 ist so gestaltet, dass er die Platte 7 überdeckt
und eine Austrittskammer 19 mit Austrittsloch 9,
einen Gehäuseabschnitt 20 zur Unterbringung
des Verbindungsrohres 13 und eine Resonanzkammer 22 bildet,
die einen Resonanzraum 21 bildet.
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Das
Verbindungsrohr 13 ist mit einem Durchlass 15 versehen,
der mit der Resonanzkammer 22 in Verbindung steht, und
ein Resonanzdämpfer
wird durch die Resonanzkammer 22 und den Durchlass 15 gebildet.
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Der
Betrieb eines Verdichters vom hermetisch abgeschlossenen Typ (hiernach
als Verdichter bezeichnet), der die oben beschriebene Konfiguration
besitzt, wird im Folgenden beschrieben.
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Die
Verdichtereinheit 3 wird durch die elektrische Motoreneinheit 2 angetrieben,
und der Kolben 6 wird im Zylinder 5 hin- und herbewegt,
sodann wird das von einem (nicht gezeigten) Gefrierkreis (nicht gezeigt)
zum hermetisch abgeschlossenen Behälter 1 zurückgekehrte
Kühlmittelgas
von der Öffnung 11 des
Ansaugdämpfers 10 in
den schalldämpfenden Raum 12 genommen,
dann über
das Ansaugloch 8 durch das Verbindungsrohr 13 in
den Zylinder 5 gebracht. Das durch die Hin- und Herbewegung
des Kolbens komprimierte Kühlmittelgas
wird aus dem Austrittsloch 9 in die Austrittskammer 19 ausgestossen
und wieder in den (nicht gezeigten) Gefrierkreis geliefert.
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In
diesem Falle wird das über
das Ansaugloch 8 in den Zyinder 5 hereingenommene
Kühlmittelgas
intermittierend eingesaugt, während
der Kolben 6 im Zylinder 5 hin- und herbewegt
wird, und wird daher von Druckschwingungen begleitet, aber die Druckschwingungen
werden durch die Expansionsdämpferwirkung
im schalldämpfenden
Raum 12 und durch die Resonanzdämpferwirkung im Resonanzraum 21 abgeschwächt. Im
Ergebnis kann das durch die Druckschwingungen hervorgerufene Geräusch gesenkt
werden.
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In
der obigen, herkömmlichen
Konfiguration dringen aber die Ansaugdruckschwingungen im Resonanzraum 21 manchmal
durch Spalten zwischen dem Verbindungsrohr 13 und dem Gehäuseabschnitt 20,
und falls das Energieniveau der herausgedrungenen Druckschwankungen
hoch ist, entsteht das Problem, dass dadurch das Innere des hermetisch
abgeschlossenen Behälters 1 angeregt
und das Geräusch verstärkt wird.
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Es
kann auf
JP-A-2002-227
766 Bezug genommen werden, wo die oberbegrifflichen Merkmale der
vorliegenden Erfindung offenbart werden. Ferner kann auf
US-A-4 759 693 und
JP-A-4-214 972 Bezug genommen
werden.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung stellt einen Verdichter vom hermetisch abgeschlossenen
Typ mit einem hermetisch abgeschlossenen Behälter zur Verfügung, in dem
ein Ölvorrat,
eine elektrische Motoreneinheit und eine Verdichtereinheit untergebracht
sind, wobei die Verdichtereinheit einen Zylinder umfasst, um einen
sich hin- und herbewegenden Kolben, eine am Ende des Zylinders angeordnete
Platte, einen Ansaugdämpfer
mit einem Verbindungsrohr, das mit der Ansaugöffnung in der Platte in Verbindung
steht, und einen Zylinderkopf aufzunehmen, der an der vom Zylinder
abgewandten Seite der Platte angeordnet und mit einer Austrittskammer
und einer Resonanzkammer ausgebildet ist, die einen Teil des Verbindungsrohres
einschliesst, während
ein an der Aussenseite des Verbindungsrohres angeordneter Flansch
in eine Rille eingepasst ist, die an einer Stelle ausgebildet ist,
die dem Flansch des Zylinderkopfes entspricht, wodurch ein dichtender
Abschnitt gebildet wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine geschnittene Ansicht eines Verdichters vom hermetisch abgeschlossenen
Typ in der bevorzugten Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine auseinandergezogene perspektische Ansicht eines wesentlichen
Abschnitts eines Verdichters vom hermetisch abgeschlossenen Typ
in der bevorzugten Ausführungsform
1.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht eines Ansaugdämpfers in der bevorzugten Ausführungsform
1.
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4 ist
ein wesentliches Montagediagramm des Ansaugdämpfers von 2 in
der bevorzugten Ausführungsform
1.
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5 ist
eine geschnittene Ansicht eines herkömmlichen Verdichters vom hermetisch
abgeschlossenen Typ.
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6 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines wesentlichen
Abschnitts eines herkömmlichen
Verdichters vom hermetisch abgeschlossenen Typ.
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EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen beschrieben. Gleiche Bauteile wie im herkömmlichen
Beispiel erhalten die gleichen Bezugszahlen, und die eingehende
Beschreibung wird unterlassen.
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(Bevorzugte Ausführungsform 1)
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1 ist
eine geschnittene Ansicht eines Verdichters vom hermetisch abgeschlossenen
Typ in der bevorzugten Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine
auseinandergezogene perspektische Ansicht eines wesentlichen Abschnitts eines
Verdichters vom hermetisch abgeschlossenen Typ in der bevorzugten
Ausführungsform
1. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Ansaugdämpfers in
der bevorzugten Ausführungsform
1. 4 ist ein wesentliches Montagediagramm des Ansaugdämpfers von 2 in
der bevorzugten Ausführungsform 1.
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In 1 bis 4 sind Öl 101 und
Kühlmittelgas
(nicht gezeigt) in einem hermetisch abgeschlossenen Behälter 1 aus
gezogenem Stahlblech eingeschlossen, in dem die elektrische Motoreneinheit 2 und
die dadurch angetriebene Verdichtereinheit 103 untergebracht
sind. Ferner ist der hermetisch abgeschlossene Behälter 1 mit
einem flachen Abschnitt 1A versehen, wo ein (nicht gezeigtes)
Element installiert ist, um den hermetisch abgeschlossenen Behälter 1 auf
einer (nicht gezeigten) Unterlage oder dergleichen zu installieren.
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Der
Zylinder 5 ist im Zylinderblock 4 der Verdichtereinheit 103 angeordnet,
und Kolben 6 ist so in den Zylinder 5 eingepasst,
dass er sich frei hin- und herbewegen kann.
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Blechplatte 7 hat
ein Ansaugloch 8 und ein Austrittsloch 9 und dient
dazu, das Ende des Zylinders abzudichten.
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Der
Ansaugdämpfer 110,
der aus PBT-(Polybutylenterephthalat-) harz besteht, das in seiner Temperaturbeständigkeit,
seiner Ölbeständigkeit
und seinem Kühlvermögen durch
Zumischung von etwa 15 % Glasfasern verbessert wurde, umfasst eine
allgemein würfelförmige Öffnung 111,
die sich mit einer Seite in den hermetisch abgeschlossenen Behälter 1 öffnet, einen
schalldampfenden Raum 112, der einen Expansionsdämpfer bildet,
und ein Verbindungsrohr 113, das das Innere des schalldämpfenden
Raumes 112 mit dem Ansaugloch 8 verbindet.
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Das
sich öffnende
Ende 114 des Verbindungsrohres 113 ist mit einem
rillenförmigen
Durchlass 115 versehen, der zwischen der Innenseite und der
Aussenseite des sich öffnenden
Endes 114 die Verbindung herstellt und eine vorbestimmte
Querschnittsflache und Länge
besitzt, und weist auch ein allgemein halbkreisförmiges, ringartiges Lager 116 auf.
Weiter hat das Verbindungsrohr einen allgemein U-förmigen Flansch 118,
der sich mit Ausnahme der Oberfläche
auf der Seite des sich öffnenden
Endes 114 bis zur Aussenseite erstreckt. Ferner ist ein Ölloch 119 oberhalb
des Flansches 118 am Boden des schalldämpfenden Raumes 112 angebracht.
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Der
Zylinderkopf 123 besteht aus Aluminiumspritzguss, was ein
verhältnismässig billiges
Material ist und so gestaltet ist, dass die Platte 7 abgedeckt
wird, und ist mit einem Gehäuseabschnitt 125 versehen,
wo die Austrittskammer 124 mit Austrittsloch 9 und
Verbindungsrohr 113 untergebracht ist.
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Der
Gehäuseabschnitt 125 ist
mit einer allgemein halbkreisförmigen
Resonanzkammer 128 versehen, die so ausgebildet ist, dass
das ringartige Lager 116 entlang der Innenwand angeordnet
ist und dass eine allgemein U-förmige
Rille 129 an einer Stelle ausgebildet ist, die dem Flansch 118 entspricht,
wobei der Flansch 118 mit einem geringfügigen Spiel in die Rille eingepasst
ist.
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Wenn
der Ansaugdämpfer 110 und
der Zylinderkopf 123 miteinander im Eingriff stehen, wird
der Flansch 118 in die Rille 129 eingepasst, wodurch
der dichtende Abschnitt 130 gebildet wird. Ferner bilden die
Platte 7, die Aussenseite des Verbindungsrohres 113,
der Innenumfang des ringartigen Lagers 116 und die Innenwand
der Resonanzkammer 128 den Raum 132, und der Resonanzdämpfer 140 wird durch
den Raum 132 und den Durchlass 115 gebildet.
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Der
Zylinderkopf 123 wird über
die Platte 7 an den Zylinderblock 4 angeschraubt,
und dadurch wird der Ansaugdämpfer 110 durch
den Zylinderkopf 123 über
eine Feder 142 auf die Platte 7 aufgepasst und
daran befestigt.
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Ferner
hat der ebene Abschnitt 1A des hermetisch abgeschlossenen
Behälters 1 eine
Resonanzfrequenz von etwa 2,5 kHz, während die Resonanzfrequenz
der Öffnung 111 auf
etwa 1,6 kHz eingestellt ist, so dass sie nicht mit der Resonanzfrequenz
des ebenen Abschnitts 1A zusammenfällt.
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Andererseits
ist der Resonanzdämpfer 140 auf
nahezu die gleiche Resonanzfrequenz wie die Öffnung 111 abgestimmt.
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Der
Betrieb des Verdichters mit dem obigen Aufbau wird im Folgenden
beschrieben.
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Wenn
Strom an die Elektromotoreneinheit 2 angelegt wird, wird
die Verdichtereinheit 103 angetrieben und Kolben 6 im
Zylinder hin- und herbewegt, dann wird das von einem (nicht gezeigten)
Gefrierkreis zum hermetisch abgeschlossenen Behälter 1 zurückgekehrte
Kühlmittelgas
von der Öffnung 111 des
Ansaugdämpfers 110 in
den schalldämpfenden Raum 112 genommen,
dann über
das Ansaugloch 8 vom Verbindungsrohr 113 in den
Zylinder 5 gebracht. Das durch die Hin- und Herbewegung
des Kolbens 6 komprimierte Kühlmittelgas wird aus dem Austrittsloch 9 in
die Austrittskammer 124 ausgestossen und wieder in den
(nicht gezeigten) Gefrierkreis geliefert.
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In
diesem Falle wird das über
das Ansaugloch 8 in den Zyinder 5 hereingenommene
Kühlmittelgas
intermittierend eingesaugt, während
der Kolben 6 im Zylinder 5 hin- und herbewegt wird, und wird daher
von starken Druckschwingungen begleitet. Die Druckschwingungen werden
durch die Wirkung des Expansionsdämpfers im schalldämpfenden
Raum 112, der im Ansaugdämpfer 110 angeordnet
ist, sowie durch die Wirkung des Resonanzdämpfers 140 stark abgeschwächt.
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Ferner
wird verhindert, dass die im Resonanzdämpfer 140 verbleibenden
Druckschwingungen in den hermetisch abgeschlossenen Behälter 1 herausdringen,
weil der Resonanzdämpfer 140 durch den
dichtenden Abschnitt 130 vom Inneren des hermetisch abgeschlossenen
Behälters 1 isoliert
wird, wodurch verhindert wird, das sich die Schwingungen zum Kühlmittelgas
im hermetisch abgeschlossenen Behälter 1 fortpflanzen.
Im Ergebnis wird durch die wirksame Funktion des Expansionsdämpfers und des
Resonanzdämpfers 140 die
Geräuschverringerung
ermöglicht.
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Der
dichtende Abschnitt 130 wird durch Flansch 118 und
Rille 129 gebildet, die miteinander im Eingriff stehen,
und da der Gesamtabstand von der Ober- und Unterseite des Flansches 118 bis
zur Aussenseite der wirksamen Länge
der Abdichtbreite entspricht, kann eine genügende Abdichtbreite gewährleistet
und eine ausgezeichnete Abdichtwirkung erzielt werden.
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Wenn
andererseits der Ansaugdämpfer 110 mit
dem Zylinderkopf 123 in Eingriff gelangt, ermöglicht es
der R der Schulter des Flansches 118, dass dieser leicht
in die Rille 129 eingepasst wird, da Flansch 118 allgemein
U-förmig
ist, wodurch ausgezeichnete Bearbeitbarkeit gewährleistet wird.
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Ferner
enthält
das aus der Öffnung 111 eingesaugte
Kühlmittelgas Ölnebel (nicht
gezeigt), und das Öl
wird im schalldämpfenden
Raum 112 vom Kühlmittelgas
abgetrennt. Das abgetrennte Öl
verbleibt am Boden des Ansaugdämpfers 110 und
tropft aus dem Ölloch 119 in
den dichtenden Abschnitt 130. Folglich gelangt das Öl in den
geringfügigen
Spielraum, der durch den dichtenden Abschnitt 130 geschaffen
wird, wodurch dieser abgedichtet wird, um die Abdichtwirkung bemerkenswert
zu verbessern, und es gibt fast kein Herausdringen von Druckschwingungen,
die im Resonanzdämpfer 140 verbleiben,
während
die Wirkung des Expansionsdämpfers und
die Wirkung des Resonanzdämpfers 140 weiter verbessert
werden, wodurch die Geräuschverringerung
ermöglicht
wird.
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Die
Resonanzkammer 128 ist so gestaltet, dass das allgemein
halbkreisförmige,
ringartige Lager 116, das sich bogenförmig zur Seite der Austrittskammer 124 hin
erstreckt, der Innenwand entlang angeordnet ist, wodurch das Volumen
der Resonanzkammer 128 innerhalb eines begrenzten Raumes maximiert
werden kann, ohne den Rauminhalt der Austrittskammer 124 zu
verringern. Im Ergebnis kann die Wirkung des Resonanzdämpfers 140 erhöht werden,
und eine grössere
schalldämpfende
Wirkung kann erreicht werden. Gleichzeitig regelt das ringartige,
der Innenwand der Resonanzkammer 128 entlang angeordnete
Lager 116 wirksam die Drehbewegung um die Achse des Verbindungsrohres 113.
Auf diese Weise ist der Ansaugdämpfer 110,
wenn er auf die Platte 7 aufgepasst und daran befestigt
wird, gut gelagert, d.h. der Ansaugdämpfer 110 ist zuverlässig an
einer im Voraus festgelegten Stelle befestigt. Im Ergebnis können Vibrationsgeräusche verhindert werden,
die wegen einer losen Verbindung zwischen der Platte 7 und
dem Ansaugdämpfer 110 entstehen.
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Da
in der bevorzugten Ausführungsform
1 der Resonanzdämpfer 140 auf
eine Resonanzfrequenz von etwa 1,6 kHz abgestimmt ist, was nahezu die
gleiche Frequenz wie die der Öffnung 111 ist,
wird das Resonanzgeräusch
an der Öffnung 111 bemerkenswert
abgeschwächt.
Folglich bringt sie die Wirkung zustande, das Geräusch, das
erzeugt wird, wenn der Resonanzabschnitt des hermetisch abgeschlossenen
Behälters
durch die Öffnung 111 als Quelle
der Erregung erregt wird, stark zu verringern.
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Ausserdem
ist der ebene Abschnitt 1A, der im hermetisch abgeschlossenen
Behälter 1 ausgebildet
ist, von geringer Starrheit, und im Ergebnis wird der Abschnitt
leicht in Resonanz versetzt, was zur Erzeugung eines starken Geräuschs führt, wenn
er durch die dem ebenen Abschnitt 1A eigene Schwingungszahl
angeregt wird. In der bevorzugten Ausführungsform 1, wie sie oben
beschrieben wurde, fällt aber
die Resonanzfrequenz der Öffnung 111,
die leicht zur Quelle der Erregung werden kann, nicht mit der dem
ebenen Abschnitt 1A eigenen Schwingungszahl zusammen, d.h.
sie sind voneinander unabhängig.
Entsprechend verstärkt
die erregende Kraft von der Öffnung 111 nicht
die Schwingungen des ebenen Abschnitts 1A des hermetisch
abgeschlossenen Behälters 1,
der am leichtesten in Resonanz versetzt werden kann, und es ist
möglich,
die Erzeugung von Geräusch
zu unterdrücken.
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Wegen
seines Aufbaus hat der Ansaugdämpfer 110 im
Inneren unterschiedliche Raumabstände, und daher kann je nach
der Wellenlänge des
hindurchgehenden Geräuschs
manchmal eine starke Geräuschverstärkung auftreten.
In einem solchen Falle kann das verstärkte Geräusch abgeschwächt werden,
indem das Geräusch
in seiner Frequenz mit der Resonanzfrequenz des Resonanzdämpfers 140 übereinstimmend
gemacht wird, und ein solches Mittel ist ebenfalls sehr wirksam,
um Geräusche
zu verringern.
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Die
Wirkung der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform kann in ähnlicher
Weise bezüglich des
Kühlmittelgases
und Öls
erhalten werden, die damit verträglich
sind und in einem Gefrier- oder Klimatisierungsgerät wie einem
Kühlschrank
und einer Vitrine verwendet werden.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verdichter vom hermetisch
abgeschlossenen Typ, der in ein Tiefkühl-, Kühl- oder Klimatisiergerät wie einen
Kühlschrank,
eine Vitrine und dergleichen eingebaut wird. Die Resonanzkammer
wird gegen das Innere des hermetisch abgeschlossenen Behälters durch
den Flansch, der mit einem Ansaugdämpfer versehen ist, und durch
den dichtenden Abschnitt isoliert, der eine im Zylinderkopf angeordnete
Rille besitzt, und die Ansaugdruckschwingungen dringen kaum in den
hermetisch abgeschlossenen Behälter ein,
wodurch die Geräuschverringerung
ermöglicht wird.
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- 1
- hermetisch
abgeschlossener Behälter
- 1A
- ebener
Abschnitt
- 2
- Elektromotoreneinheit
- 5
- Zylinder
- 6
- Kolben
- 7
- Platte
- 8
- Ansaugloch
- 101
- Öl
- 103
- Verdichtereinheit
- 110
- Ansaugdämpfer
- 111
- Öffnung
- 113
- Verbindungsrohr
- 118
- Flansch
- 119
- Ölloch
- 123
- Zylinderkopf
- 124
- Austrittskammer
- 128
- Resonanzkammer
- 129
- Rille
- 130
- dichtender
Abschnitt