WO2007141326A1 - Kältemittelverdichter - Google Patents

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WO2007141326A1
WO2007141326A1 PCT/EP2007/055648 EP2007055648W WO2007141326A1 WO 2007141326 A1 WO2007141326 A1 WO 2007141326A1 EP 2007055648 W EP2007055648 W EP 2007055648W WO 2007141326 A1 WO2007141326 A1 WO 2007141326A1
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WO
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compressor housing
hermetically sealed
body element
refrigerant
pressure tube
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PCT/EP2007/055648
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English (en)
French (fr)
Inventor
Walter Brabek
Manfred Jost
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Acc Austria Gmbh
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Priority to US12/315,719 priority patent/US20090110586A1/en

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/12—Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F04B39/123—Fluid connections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/008—Hermetic pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/04—Heating; Cooling; Heat insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C2230/00—Manufacture
    • F04C2230/60—Assembly methods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04C2240/30—Casings or housings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/80—Other components
    • F04C2240/806—Pipes for fluids; Fittings therefor

Definitions

  • the present invention relates to a hermetically sealed refrigerant compressor, which has a hermetically sealed compressor housing in the interior of which a refrigerant-compressing piston-cylinder unit operates and a suction pipe and a pressure pipe is provided, via the suction pipe refrigerant to the piston-cylinder Unit flows and the compressed by the piston-cylinder unit refrigerant via the pressure tube from the compressor housing is out, provided at the compressor housing Anschlußo réelleen for the intake manifold or the pressure tube, which the overflow of the refrigerant from outside the compressor housing to within the compressor housing and vice versa allow the connection of the suction pipe or the pressure tube to the Reno réelle via a connecting device hermetically sealed, according to the preamble of claim 1.
  • Such refrigerant compressors are used in household and industrial use, where they are usually located on the back of a refrigerator or Kuhlregals. Their task is to compress a refrigerant circulating in the cooling system and memorizufefernern, whereby heat dissipated from the interior of the refrigerator, discharged to the environment and a cooling room or Kuhlregal is thus cooled in a known manner.
  • the refrigerant compressor has a hermetically sealed compressor housing and an electric motor, which via a crankshaft oscillating in a cylinder piston for Compressing the refrigerant drives.
  • the compressor housing consists mostly of a cover part and a base part and has connection openings, wherein a suction tube, a pressure tube and possibly other lines are provided which lead through selbige connection openings in the compressor housing and out of this to the refrigerant to the cylinder and to transport this again into the cooling circuit.
  • Possibilities for improving the efficiency are in particular in the lowering of the temperature of the refrigerant at the beginning of the compression process.
  • Each reduction of the intake temperature of the refrigerant in the cylinder of the piston-cylinder unit therefore causes as well as the lowering of the temperature during the compression process and, associated with the Ausschiebetemperatur a reduction in the required technical work for the compression process.
  • the pressure pipe itself also indirectly causes additional heating of the suction pipe and thus of the refrigerant immediately before the compression cycle. Since that in the
  • Pressure tube which in particular transmits in the region of the connection opening to the compressor housing and from this in turn to the suction pipe.
  • a connection device is to be created, which significantly reduces the heat transfer between the compressor housing and intake manifold or pressure pipe, so that the lowest possible temperature level of the refrigerant at the beginning of the compression process, ie when sucking into the cylinder of the piston-cylinder unit, is guaranteed.
  • this object is achieved by a refrigerant compressor having the characterizing features of claim 1.
  • a refrigerant compressor has a hermetically sealed compressor housing, in the interior of which a refrigerant-compressing piston-cylinder unit operates and a suction pipe and a pressure pipe is provided, via the suction pipe in a known manner, a refrigerant flows to the piston-cylinder unit and of the piston-cylinder unit compressed refrigerant via the pressure tube from the compressor housing out is demanded, wherein on the compressor housing Anschlußo réelleen for the intake manifold or the pressure tube are provided which the overflow of the refrigerant from outside of the compressor housing after Within the compressor housing and vice versa allow, with the connection of the suction pipe or the pressure tube to the Baso réelle via a connecting device hermetically sealed.
  • the connecting device has a preferably hulsenformig trained body element and at least one spacer element which distances the body element from the suction pipe or pressure tube.
  • the body element is therefore no longer in direct contact with the suction tube or pressure tube or the heat is introduced into the body element only to a reduced extent on the spacer element according to this measure.
  • Heat transfer from the hot pressure tube to the compressor housing also lowers heating of the compressor housing itself as well as the compressor housing interior (Olt, the internal refrigerant, compressor housing temperature), thereby also less heating the aspirated gas, resulting in a significant improvement in efficiency.
  • the spacer element consists of a thermally poorer conductive material than the body element in order to avoid the heat transfer as far as possible.
  • the body element, and preferably also the spacer element is made of austenitic steel. Austenitic steel is characterized in the present application by its compared to unalloyed steel reduced thermal conductivity and high corrosion resistance, toughness and high heat resistance.
  • the spacer element according to the characterizing features of claim 4 is made of foam glass, plastic or ceramic material. Due to their low heat transfer coefficients, the abovementioned materials cause a strong reduction of the undesirable heat transfer from the compressor housing or from the body member in direct contact with the intake manifold and vice versa from the pressure pipe to the body member and the compressor housing.
  • the body member and spacer element design as an integral part.
  • the spacer element is formed as a portion, preferably an end portion of the body element which extends at an angular inclination, preferably a right angle, to the axis of the suction pipe or pressure tube around the suction pipe or pressure tube to hermetically seal.
  • the portion or end portion of the body member encloses the suction tube / pressure tube at a portion of its longitudinal extent, which outside the NASAo réelle or outside a projected in the normal direction on the peripheral surface of the body panel wall cross-sectional area the compressor housing is located.
  • the body member has a stopper portion, with which that on an inner side or on an outer side of the Compressor housing is attached.
  • the diameter of the connection opening is in this case preferably larger than the outer diameter of that portion of the body element which is passed through the connection opening. In this way it is ensured that a contact surface of the connection opening does not touch the body element, but is spaced therefrom. Also by this measure, the insulating function of the connecting device according to the invention is increased and reduces the heat transfer between the intake manifold / pressure tube and the compressor housing.
  • the body member outside the connection opening so this hermetically sealing surrounding, to be arranged on the compressor housing.
  • the body element may in this case be fastened either directly to the compressor housing with an end face or else by means of an abutment section angled for example by 90 °.
  • the body member according to the characterizing features of claim 11 may be mounted on the outside of the compressor housing, resulting in an arrangement of the body member on the inside of the compressor housing, the advantage that is formed in this way between intake manifold / pressure tube and the body element Hinerl marsungsraum which communicates via the connection opening of the compressor housing with the ambient air outside the compressor housing and allows a thermally favorable removal of accumulated in the immediate region of the connecting device heat.
  • Both the body element and the spacer element can also be designed in several parts according to the characterizing features of claim 12, to allow further manufacturing or heat engineering advantages.
  • Fig.l a base part of a compressor housing in
  • Compressor housing of Figure 2 along lines A-A and
  • FIG. 4 is an enlarged view of the detail A of Figure 3
  • Figure 5 shows an alternative embodiment of a
  • FIG. 7 shows a further alternative embodiment of a connecting device according to the prior art
  • Connection device Fig. 10 shows a further embodiment of a connection device according to the invention
  • Fig. 11 shows a further embodiment variant of a connection device according to the invention
  • 12 shows a further embodiment variant of a connection device according to the invention
  • a refrigerant compressor has a hermetically sealed compressor housing 1, into which a suction tube 2, a pressure tube 3 and a service tube 4 open via Anschlußo Matten 5.
  • the compressor housing 1 has a plurality of stand elements 6, by means of which it can be positioned on a predetermined footprint of a Kuhlgerats.
  • FIG. 1 Although in this connection only one base part of a compressor housing 1 is shown in FIG. 1, on which a cover part (not shown) is subsequently placed, the compressor housing 1 can also be configured in another way, for example in the form of an obliquely divided or otherwise Likewise, it is conceivable to suction tube 2, Pressure tube 3 or service pipe 4 to drive over the lid part into the interior of the compressor housing, suction tube 2, pressure tube 3 not necessarily as shown in Fig.l, must be paired next to each other, but also in any staggered arranged Anschlußo réelleen 5 of the compressor housing 1 lunden or out of these can.
  • the service pipe 4 serves only to fill the compressor casing 1 with a suitable refrigerant or with an oil required for lubrication.
  • FIG. 2 shows a plan view of the compressor housing 1 illustrated in FIG. 1 as an oblique view and, with the sectional guides AA and BB drawn in, forms the reference of the partial sectional view shown in FIG. 3, which is a conventional pipe connection known from the prior art the compressor housing 1 shows.
  • the suction pipe and / or the pressure pipe in this case pass through the connection opening 5 through a connection device 9 hermetically sealed to the compressor housing 1, wherein the connection device 9 is in turn hermetically sealed to the suction pipe or pressure pipe, preferably welded.
  • Figures 4 and 5 also show pipe connections according to the prior art in detail view.
  • the compressor housing 1 is usually made of deep-drawn steel, while the suction tube 2 and the pressure tube 3 are made of copper, a copper-iron alloy or a pure iron material.
  • a connection device 9 This is for example a steel disc soldered to the suction pipe 2 and 3 pressure tube and welded this system in a further operation to the compressor housing 1.
  • connection opening 5 or the surrounding area of the compressor housing 1 can be prepared in such a way that a positive contact between the contacting surfaces of the compressor housing 1 and the connection device 9 is made possible, for example by both the connection device 9 and on Compressor housing 1 provided, mutually corresponding chamfers 14 ( Figure 4).
  • FIG. 5 Another way of connecting suction tube 2 or pressure tube 3 to the compressor housing 1 is shown in Figure 5, wherein a Cu or a Cu-Fe tube is shown, which was compressed and with a resulting in the course of compression curved projection of the tube cross-section at a chamfer 14 of the connection opening 5 of the compressor housing 1 finds a stop and there, for example is hermetically sealed by means of welding to the compressor housing 1.
  • Figures 6 to 8 show other known from the prior art connection possibilities for the suction pipe 2 / pressure tube 3 with a stop of the connecting device 9 on the outer side 13 of the compressor housing 1 ( Figure 7), a pipe connection with a stop of the connecting device 9 on the inside 12 of the compressor housing 1 ( Figure 8) or a pipe connection without stop the connecting device 9 on the compressor housing 1 ( Figure 9).
  • the connecting device 9 In order to significantly reduce such heat transfer from the compressor housing 1 to the suction tube 2 or from the pressure tube 3 to the compressor housing 1, the connecting device 9 according to the invention a body element 8 and at least one spacer element 7, which the body element 8 from the suction tube 2 and pressure tube. 3 distant.
  • the body element 8 is therefore no longer in direct contact with the suction tube 2 or pressure tube 3 in an embodiment according to the invention, or the contact zones between these elements are kept very small.
  • the spacer element 7 is preferably made of a material of lower thermal conductivity than the body element 8.
  • the carcass member 8 is preferably formed sleeve-shaped, thus has a substantially parallel to the axis of the suction tube 2 / pressure tube 3 and to the axis of the connection opening 5 extending wall portion (see Figure 9).
  • a rotationally symmetrical shape of the body member 8 any other shape of the embodiment.
  • Carcase element 8 instead of a sleeve-shaped or cylindrical shape convex, concave or be configured in irregular geometry. It is essential, however, always that the body member 8, the suction tube 2 / pressure tube 3 is not touched over a length which allows unhindered heat transfer, but is distanced from this, albeit minimal, via a spacer element 7.
  • a cylindrical foam glass body is used as spacer element 7, which is arranged between body element 8 and suction tube 2 / pressure tube 3, wherein the foam glass body is hermetically sealed on the one hand to the suction tube 2 / pressure tube 3, on the other hand to the body element 8 is.
  • the body member 8 In order to secure the body member 8 reliably on the compressor housing 1, it may be provided with a stopper portion 10 which rests against the inside 12 of the compressor housing 1 and fixed there in a known manner, that is, for example, soldered or welded.
  • the stop section 10 is preferably an integral part of the body element 8, which receives its desired dimensioning in the bending or deep-drawing process.
  • the stopper portion 10 may also be made as a separate element, which is soldered or welded to the sleeve-shaped body elements 8.
  • the diameter of the connection opening 5 in this case is dimensioned larger than the outer diameter of that portion of the body element 8, which is passed through the connection opening 5.
  • ⁇ defines the amount of heat passing through a layer of the surface and thickness unit at 1 K temperature difference in a time unit and expressed in W / (m * K) becomes.
  • copper depending on the temperature
  • ⁇ for unalloyed steel is about 100 W / (m * K).
  • suitable alloying elements such as chromium, nickel, manganese or molybdenum
  • the thermal conductivity coefficient ⁇ of steel can be significantly reduced.
  • Cr-Ni steel may have a thermal conductivity coefficient ⁇ of less than 20 W / (m * K).
  • Foam glass with a coefficient of thermal conductivity ⁇ of about 0.05 W / (m * K) has proved to be particularly favorable in tests of the already mentioned material. Foam glass thus has only a slightly larger ⁇ value than air with 0, 024 W / (m * K).
  • ceramic materials have proven to be very advantageous in the present field of application, especially those based on metal oxides.
  • special ceramic materials or technical materials such as highly sintered oxide ceramics of aluminum, magnesium, beryllium or zirconium oxide can be used.
  • it is solderable ceramic materials, so that a perfect soldering of spacer element 7 and suction tube 2 / pressure tube 3 on the one hand and the body element 8 or even compressor housing 1 is made possible to achieve the required tightness.
  • temperature and aging resistant plastics can be used as materials for the spacer element 7, which are then applied by suitable fastening measures such as shrinking, gluing, laser, encapsulation or lamination on the suction tube 2 / pressure tube 3.
  • the abovementioned materials cause a strong reduction of the unwanted heat transfer from the compressor housing 1 or from the body element 8 in direct contact with the suction pipe 2 and vice versa from the pressure pipe 3 to the body element 8 and the compressor housing 1.
  • Austenitic steel is preferred as the material for the body element 8.
  • Austenitic steel is characterized in the present application by its alloy content (eg Cr-Ni or Mg alloys) with a reduced thermal conductivity and high corrosion resistance, toughness and high heat resistance. At the same time, however, this material also enables the hermetically sealed connection of the body part 8 to the compressor housing by means of welding.
  • Fig.10 shows an alternative embodiment of the
  • Distance element 7 are designed as an integral component.
  • the spacer element 7 as an end portion of
  • Carcass element 8 is formed, which under an angular
  • Inclination preferably a right angle, to the axis of the
  • the inner diameter of the sleeve-shaped body element 8 is always larger than the outer diameter of the suction tube 2 / pressure tube 3, so that between the suction tube 2 / pressure tube 3 and the body element 8 an air cushion (gas mixture, refrigerant) is formed, which has insulating function and the heat transfer between intake manifold 2 / pressure pipe 3 and compressor housing 1 also greatly reduced.
  • the end portion of the body member 8 may also be a separately manufactured element, which is attached to the end face of the sleeve-shaped body member 8 and the suction tube 2 / pressure tube 3 surrounds.
  • the body member 8 may be arranged in the opposite direction than that shown in Fig.10 position, ie with in
  • the end section of the body element 8 surrounds the suction tube 2 / pressure tube 3 at a portion of its longitudinal extension which lies outside the connection opening 5 or outside a wall cross-sectional area of the compressor housing 1 projected in the normal direction onto the circumferential surface of the body element 8 ,
  • the contact surface of the end portion of the body member 8 with the suction pipe 2 / pressure tube 3 is therefore not arranged in the immediate vicinity of the contact surface of the body element 8 with the compressor housing 1, but in a the insulating function fordidable distance to this.
  • connection device is shown in FIG.
  • the body member 8 not as described above, hin frenchgevigt through the Rano réelle 5 of the compressor housing 1, but outside the Rano réelle 5, so this enclosing, arranged on the compressor housing 1.
  • the body element 8 is in this case attached with an obtuse cross-sectional area directly on the inner side 12 of the compressor housing 1.
  • angled by 90 ° stop section be provided.
  • a Hinerlrichungsraum is formed between the intake pipe 2 / pressure tube 3 and the body element 8, which communicates via the connection opening 5 of the compressor housing 1 with the direction indicated by the arrows 15 ambient air outside of the compressor housing 1 and allows an additional cooling effect.
  • the diameter of the connection opening 5 is formed larger than the diameter of the suction tube 2 / pressure tube 3 for this purpose.
  • the body member 8 may also be attached to the outside 13 of the compressor housing 1 as well (not shown).
  • a multi-part body element 8 consisting of several interlocking elements has the advantage of greater flexibility in manufacturing and in the surface treatment and allows a specific configuration of the connection system depending on the present requirements and applications.
  • a connecting device 9 which has a preferably made of foam glass, plastic or ceramic material spacer element 7, wherein the spacer element 7 L-shaped configured and directly between abutting surface 11 of the connection opening 5 and suction tube 2 / pressure tube 3 is arranged.
  • a leg portion 16 of the spacer element 7 is in this case enclosed by the body member 8 and against the Outside 13 of the compressor housing 1 pressed.
  • the spacer element 7 must therefore not necessarily have a hermetically sealing function in this construction, if the body member 8 is hermetically sealed both with the compressor housing 1 and with the suction pipe 2 / pressure tube 3. It is thus given the advantage with this construction that for the spacer element 7 also materials can be used, with which it is difficult to produce a hermetically sealing connection to another medium, in particular those materials which are not solderable or weldable.

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Abstract

Hermetisch gekapselter Kältemittelverdichter, welcher ein hermetisch dichtes Verdichtergehäuse (1) aufweist, in dessen Innerem eine ein Kältemittel verdichtende Kolben-Zylinder-Einheit arbeitet und ein Saugrohr (2) sowie ein Druckrohr (3) vorgesehen ist, wobei über das Saugrohr (2) Kältemittel zur Kolben-Zylinder-Einheit strömt und das von der Kolben-Zylindereinheit verdichtete Kältemittel über das Druckrohr (3) aus dem Verdichtergehäuse (1) heraus befördert wird, wobei am Verdichtergehäuse (1) Anschlussöffnungen (5) für das Saugrohr (2) bzw. das Druckrohr (3) vorgesehen sind, wobei die Anbindung des Saugrohrs (2) bzw. des Druckrohrs (3) an die Anschlussöffnungen (5) über eine Anschlussvorrichtung (9) hermetisch dicht erfolgt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Anschlussvorrichtung (9) ein vorzugsweise hülsenförmig ausgebildetes Korpuselement (8) sowie mindestens ein Distanzelement (7) aufweist, welches das Korpuselement (8) vom Saugrohr (2) bzw. Druckrohr (3) distanziert.

Description

KALTEMITTELVERDICHTER
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen hermetisch gekapselten Kaltemittelverdichter, welcher ein hermetisch dichtes Verdichtergehause aufweist, in dessen Innerem eine ein Kältemittel verdichtende Kolben-Zylinder-Einheit arbeitet und ein Saugrohr sowie ein Druckrohr vorgesehen ist, wobei über das Saugrohr Kältemittel zur Kolben-Zylinder-Einheit strömt und das von der Kolben-Zylindereinheit verdichtete Kältemittel über das Druckrohr aus dem Verdichtergehause heraus befordert wird, wobei am Verdichtergehause Anschlussoffnungen für das Saugrohr bzw. das Druckrohr vorgesehen sind, welche das Überströmen des Kältemittels von außerhalb des Verdichtergehauses nach Innerhalb des Verdichtergehauses und umgekehrt ermöglichen, wobei die Anbindung des Saugrohrs bzw. des Druckrohrs an die Anschlussoffnung über eine Anschlussvorrichtung hermetisch dicht erfolgt, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Kaltemittelverdichter finden im Haushalts- und Industriebereich Einsatz, wo sie zumeist an der Ruckseite eines Kühlschranks oder Kuhlregals angeordnet sind. Ihre Aufgabe ist es, ein im Kuhlsystem zirkulierendes Kältemittel zu komprimieren und weiterzubefordern, wodurch Warme aus dem Inneren des Kühlschranks abgeführt, an die Umgebung abgegeben und ein Kuhlraum oder Kuhlregal somit in bekannter Weise gekühlt wird.
Der Kaltemittelverdichter besitzt ein hermetisch abgedichtetes Verdichtergehause und einen Elektromotor, welcher über eine Kurbelwelle einen in einem Zylinder oszillierenden Kolben zur Verdichtung des Kältemittels antreibt. Das Verdichtergehäuse besteht dabei zumeist aus einem Deckelteil und einem Basisteil und weist Anschlussöffnungen auf, wobei ein Saugrohr, ein Druckrohr sowie eventuell noch andere Leitungen vorgesehen sind, welche durch selbige Anschlussöffnungen in das Verdichtergehäuse hinein und aus diesem herausführen, um das Kältemittel zum Zylinder und von diesem wieder in den Kühlkreislauf zu befördern.
Angesichts der weltweit großen Anzahl in Betrieb befindlicher Kältemittelverdichter liegt in jeder Wirkungsgradverbesserung, die an einem Kältemittelverdichter vorgenommen wird, ein beträchtliches Energieeinsparungspotential, welches im Zuge der sich global verknappenden Energieressourcen von immer größerer Relevanz wird.
Möglichkeiten für eine Verbesserung des Wirkungsgrades liegen insbesondere in der Absenkung der Temperatur des Kältemittels am Beginn des Kompressionsvorganges. Jede Absenkung der Einsaugtemperatur des Kältemittels in den Zylinder der Kolben- Zylinder-Einheit bewirkt daher ebenso wie die Absenkung der Temperatur während des Verdichtungsvorganges und damit verbunden der Ausschiebetemperatur eine Verringerung der erforderlichen technischen Arbeit für den Verdichtungsvorgang.
STAND DER TECHNIK
Bei bekannten hermetisch gekapselten Kältemittelverdichtern erfolgt bauartbedingt eine starke Erwärmung des Kältemittels auf dessen Weg vom Verdampfer (Kühlraum) zum Ansaugventil der Kolben-Zylinder-Einheit. Da zufolge des Verdichtungsvorganges eine beträchtliche Wärmemenge erzeugt wird und diese sich auch auf das Verdichtergehäuse überträgt, kommt es in weiterer Folge natürlich auch zu einem Wärmeübergang vom Verdichtergehäuse auf die Rohranbindungen des Kältemittelverdichters, insbesondere auf das Saugrohr.
Auch das Druckrohr selbst bewirkt auf indirekte Weise eine zusätzliche Erwärmung des Saugrohrs und damit des unmittelbar vor dem Kompressionszyklus stehenden Kältemittels. Da das im
Druckrohr abgeführte, verdichtete Kältemittel Temperaturen bis zu 1000C aufweist, erfolgt eine starke Erwärmung des
Druckrohrs, welche sich insbesondere auch im Bereich der Anschlussöffnung auf das Verdichtergehäuse und von diesem wiederum auf das Saugrohr überträgt.
Indem das angesaugte Kältemittel somit erwärmt wird, erfolgt eine Verschlechterung des Wirkungsgrads des Kältemittelverdichters.
Neben einer aus dem Stand der Technik bekannten Isolierung der im Innenraum des Verdichtergehäuses geführten Abschnitte der Saug- und Druckrohre erlangt auch eine Isolierung ebendieser im Bereich der Anschlussöffnungen, also an jener Stelle, an welcher sich das Saugrohr bzw. Druckrohr und das Verdichtergehäuse unmittelbar berühren, besondere Bedeutung.
Aus der US 6,361,293 ist ein Verdichtergehäuse mit einem aus zwei ineinandergeschobenen Rohrelementen bestehenden Saugrohr bekannt, wobei jenes Rohrelement mit dem kleineren Durchmesser einen mit einem O-Ring versehenen, verdickten Endabschnitt aufweist, welcher die Innenseite des anderen Rohrelementes kontaktiert. Diese Maßnahme soll eine Beweglichkeit des an ein Zylindergehäuse angeschlossenen Saugrohres sicherstellen. Aufgrund des hierbei zustande kommenden Luftspaltes zwischen dem Außendurchmesser des ersten Rohrelementes und dem Innendurchmesser des zweiten Rohrelementes ergibt sich im Anschlussbereich des Verdichtergehäuses zwar ebenfalls ein gewisser isolierender Effekt gegenüber dem transportierten Kuhlmittel, jedoch ist die hierbei erzielte Reduzierung des Wärmeübergangs relativ gering, da die Wandung des Verdichtergehauses direkt am Saugrohr endet.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, die durch die Erwärmung des angesaugten Kältemittels im Bereich der Anschlussoffnungen des Verdichtergehauses entstehenden Wirkungsgradverluste des Kaltemittelverdichters zu vermindern und den Wirkungsgrad von Kaltemittelverdichtern zu optimieren. Zu diesem Zweck soll eine Anschlussvorrichtung geschaffen werden, welche den Wärmeübergang zwischen Verdichtergehause und Saugrohr bzw. Druckrohr deutlich vermindert, sodass ein möglichst niedriges Temperaturniveau des Kältemittels zu Beginn des Verdichtungsvorganges, also beim Ansaugen in den Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit, gewahrleistet ist.
Erfindungsgemaß wird dieses Ziel durch einen Kaltemittelverdichter mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.
Ein Kaltemittelverdichter weist ein hermetisch dichtes Verdichtergehause auf, in dessen Innerem eine ein Kältemittel verdichtende Kolben-Zylinder-Einheit arbeitet und ein Saugrohr sowie ein Druckrohr vorgesehen ist, wobei über das Saugrohr in bekannter Weise ein Kältemittel zur Kolben-Zylinder-Einheit strömt und das von der Kolben-Zylindereinheit verdichtete Kältemittel über das Druckrohr aus dem Verdichtergehause heraus befordert wird, wobei am Verdichtergehause Anschlussoffnungen für das Saugrohr bzw. das Druckrohr vorgesehen sind, welche das Überströmen des Kältemittels von außerhalb des Verdichtergehauses nach Innerhalb des Verdichtergehauses und umgekehrt ermöglichen, wobei die Anbindung des Saugrohrs bzw. des Druckrohrs an die Anschlussoffnung über eine Anschlussvorrichtung hermetisch dicht erfolgt. Erfindungsgemaß ist vorgesehen, dass die Anschlussvorrichtung ein vorzugsweise hulsenformig ausgebildetes Korpuselement sowie mindestens ein Distanzelement aufweist, welches das Korpuselement vom Saugrohr bzw. Druckrohr distanziert. Das Korpuselement steht zufolge dieser Maßnahme also nicht mehr in unmittelbarem Kontakt mit dem Saugrohr bzw. Druckrohr bzw. erfolgt die Warmeeinleitung in das Korpuselement nur in vermindertem Maße über das Distanzelement.
Indem der Wärmeübergang vom Verdichtergehause auf das Saugrohr bzw. vom heißen Druckrohr auf das Verdichtergehause und in weiterer Folge von diesem auf das Saugrohr auf diese
Weise vermindert ist, wird eine betrachtliche Reduktion der
Temperatur des im Saugrohr geführten und unmittelbar vor dem
Verdichtungsprozess in der Kolben-Zylinder-Einheit stehenden Kältemittels und damit eine Erhöhung des Wirkungsgrads des
Kaltemittelverdichters erzielt. Durch die Vermeidung des
Wärmeübergangs vom heißen Druckrohr auf das Verdichtergehause wird auch eine Erwärmung des Verdichtergehauses selbst sowie des Verdichtergehauseinneren (Olt, das im inneren befindliche Kältemittel, Verdichtergehausetemperatur) gesenkt und auch dadurch das angesaugte Gas weniger erwärmt, was zu einer erheblichen Wirkungsgradverbesserung fuhrt.
Gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 2 ist dabei vorgesehen, dass das Distanzelement aus einem thermisch schlechter leitenden Werkstoff als das Korpuselement besteht, um die Wärmeübertragung weitestgehend zu vermeiden. Gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 3 ist das Korpuselement und vorzugsweise auch das Distanzelement aus austenitischem Stahl gefertigt. Austenitischer Stahl zeichnet sich im vorliegenden Anwendungsgebiet durch seine gegenüber unlegiertem Stahl verminderte Wärmeleitfähigkeit sowie einer hohen Korrosionsbeständigkeit, Zähigkeit und Hochwarmfestigkeit aus.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist das Distanzelement zufolge der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 4 aus Schaumglas, Kunststoff oder keramischem Werkstoff gefertigt. Die genannten Werkstoffe bedingen durch ihren niedrigen Wärmeübergangskoeffizienten eine starke Reduktion des unerwünschten Wärmeübergangs vom Verdichtergehäuse bzw. vom mit diesem in unmittelbarem Kontakt stehenden Korpuselement auf das Saugrohr sowie umgekehrt vom Druckrohr auf das Korpuselement und das Verdichtergehäuse.
Neben einer unmittelbaren Anordnung eines separaten, isolierend wirkenden Distanzelementes zwischen Korpuselement und Saugrohr bzw. Druckrohr gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 5, wobei das Saugrohr bzw. Druckrohr vom Distanzelement hermetisch abdichtend umschlossen wird, ist es in einer alternativen Ausführungsvariante auch möglich, Korpuselement und Distanzelement als integralen Bauteil auszugestalten. Solcherart ist es gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 6 vorgesehen, dass das Distanzelement als ein Abschnitt, vorzugsweise ein Endabschnitt des Korpuselementes ausgebildet ist, welcher unter einer winkeligen Neigung, vorzugsweise einem rechten Winkel, zur Achse des Saugrohrs bzw. Druckrohrs verläuft, um das Saugrohr bzw. Druckrohr hermetisch abdichtend zu umschließen. Indem durch diese Geometrie also bedingt ist, dass der innere Durchmesser des Korpuselementes - lediglich mit Ausnahme seines Endabschnitts - stets großer ist als der äußere Durchmesser des Saugrohrs/Druckrohrs, wird zwischen dem Saugrohr/Druckrohr und dem Korpuselement ein Luftpolster ausgebildet, welcher isolierende Funktion besitzt und den unerwünschten Wärmeübergang zwischen Saugrohr/Druckrohr und Verdichtergehause stark vermindert. Diese Ausfuhrungsvariante ermöglicht eine einfache und ökonomische Fertigungsweise der AnschlussVorrichtung.
Bei dieser Ausfuhrungsform ist es gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 7 vorgesehen, dass der Abschnitt bzw. Endabschnitt des Korpuselementes das Saugrohr/Druckrohr an einem Abschnitt ihrer Langserstreckung umschließt, welcher außerhalb der Anschlussoffnung bzw. außerhalb einer in Normalrichtung auf die Umfangsflache des Korpuselementes projizierten Wandquerschnittsflache des Verdichtergehauses liegt. Indem also die Berührungsfläche des Abschnitts bzw. Endabschnitts des Korpuselementes mit dem Saugrohr/Druckrohr möglichst weit entfernt von der Berührungsfläche des Korpuselementes mit dem Verdichtergehause angeordnet ist, wird die zu überbrückende Strecke des Warmetransports verlängert und dem Wärmeübergang zwischen Saugrohr/Druckrohr und Verdichtergehause ein möglichst großes Hindernis in den Weg gestellt .
Um das Saugrohr/Druckrohr auf optimale Weise hermetisch abdichtend zu umgreifen, ist der als Distanzelement ausgebildete Endabschnitt des Korpuselementes zufolge der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 8 mit einer ringförmigen Öffnung versehen.
Gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 9 besitzt das Korpuselement einen Anschlagabschnitt, mit welchem jenes an einer Innenseite oder an einer Außenseite des Verdichtergehäuses befestigt ist. Der Durchmesser der Anschlussöffnung ist hierbei vorzugsweise größer als der äußere Durchmesser jenes Abschnitts des Korpuselementes, welcher durch die Anschlussöffnung hindurchgeführt wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass eine Stoßfläche der Anschlussöffnung das Korpuselement nicht berührt, sondern von diesem beabstandet ist. Auch durch diese Maßnahme wird die isolierende Funktion der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung erhöht und der Wärmeübergang zwischen Saugrohr/Druckrohr und Verdichtergehäuse vermindert.
Anstatt das Korpuselement durch die Anschlussöffnung des Verdichtergehäuses hindurchzuführen, ist es in einer alternativen Ausführungsform gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruch 10 jedoch auch möglich, das Korpuselement außerhalb der Anschlussöffnung, also diese hermetisch abdichtend umschließend, am Verdichtergehäuse anzuordnen. Das Korpuselement kann hierbei entweder mit einer Stirnseite unmittelbar am Verdichtergehäuse befestigt sein oder auch mittels eines beispielsweise um 90° abgewinkelten Anschlagabschnitts. Obwohl das Korpuselement gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 11 auch an der Außenseite des Verdichtergehäuses angebracht sein kann, ergibt sich bei einer Anordnung des Korpuselementes an der Innenseite des Verdichtergehäuses der Vorteil, dass auf diese Weise zwischen Saugrohr/Druckrohr und Korpuselement ein Hinerlüftungsraum ausgebildet wird, welcher über die Anschlussöffnung des Verdichtergehäuses mit der Umgebungsluft außerhalb des Verdichtergehäuses kommuniziert und einen wärmetechnisch günstigen Abtransport der im unmittelbaren Bereich der Anschlussvorrichtung akkumulierten Wärme ermöglicht. Sowohl das Korpuselement als auch das Distanzelement können gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruch 12 auch mehrteilig ausgeführt sein, um weitere fertigungs- oder wärmetechnische Vorteile zu ermöglichen.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig.l einen Basisteil eines Verdichtergehäuses in
Schrägansicht Fig.2 einen Basisteil eines Verdichtergehäuses in
Draufsicht Fig.3 eine partielle Schnittdarstellung des
Verdichtergehäuses aus Fig.2 entlang Linien A-A bzw.
B-B mit einer Anschlussvorrichtung nach dem Stand der
Technik
Fig.4 eine vergrößerte Darstellung des Details A aus Fig.3 Fig.5 eine alternative Ausführungsvariante einer
Anschlussvorrichtung nach dem Stand der Technik Fig.6 eine weitere alternative Ausführungsvariante einer
Anschlussvorrichtung nach dem Stand der Technik
Fig.7 eine weitere alternative Ausführungsvariante einer Anschlussvorrichtung nach dem Stand der Technik
Fig.8 eine weitere alternative Ausführungsvariante einer
Anschlussvorrichtung nach dem Stand der Technik Fig.9 eine Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen
AnschlussVorrichtung Fig.10 eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen AnschlussVorrichtung Fig.11 eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen AnschlussVorrichtung Fig.12 eine weitere Ausfuhrungsvariante einer erfindungsgemäßen AnschlussVorrichtung
WEGE ZUR AUSFUHRUNG DER ERFINDUNG
Ein Kaltemittelverdichter besitzt ein hermetisch dichtes Verdichtergehauses 1, in welches ein Saugrohr 2, ein Druckrohr 3 sowie ein Servicerohr 4 über Anschlussoffnungen 5 einmünden .
In bekannter Weise strömt über das Saugrohr 2 ein Kältemittel zu einer innerhalb des Verdichtergehauses 1 angeordneten
(nicht dargestellten) Kolben-Zylinder-Einheit, in welcher eine
Kompression des Kältemittels erfolgt, wobei das Druckrohr 3 das verdichtete und daher stark erwärmte Kältemittel in weiterer Folge von der Kolben-Zylinder-Einheit wieder aus dem Verdichtergehause 1 heraus in einen (ebenfalls nicht dargestellten) Kuhlkreislauf eines Kuhlraums fuhrt. Die Kolben-Zylinder-Einheit wird dabei von einem Elektromotor über eine Kurbelwelle angetrieben, sodass der mit dem Kaltemittelverdichter assoziierte Kuhlraum mittels des zirkulierenden Kältemittels fortwahrend gekühlt wird.
Das Verdichtergehause 1 weist mehrere Standelemente 6 auf, mittels welchen es auf einer dafür vorbestimmten Standflache eines Kuhlgerats positioniert werden kann.
Obwohl in diesem Zusammenhang in Fig.l lediglich ein Basisteil eines Verdichtergehauses 1 dargestellt ist, auf welchen in der Folge ein (nicht abgebildeter) Deckelteil aufgesetzt wird, kann das Verdichtergehauses 1 auch auf andere Weise ausgestaltet sein, beispielsweise in Form eines schräg geteilten oder anderweitig zusammengesetzten Verdichtergehauses 1. Gleichfalls ist es denkbar, Saugrohr 2, Druckrohr 3 oder Servicerohr 4 über den Deckelteil ins Innere des Verdichtergehauses zu fuhren, wobei Saugrohr 2, Druckrohr 3 nicht notwendigerweise so wie in Fig.l dargestellt, paarig nebeneinander verlaufen müssen, sondern auch in beliebig versetzt angeordnete Anschlussoffnungen 5 des Verdichtergehauses 1 munden bzw. aus diesen herausfuhren können .
Das Servicerohr 4 dient lediglich zur Befüllung des Verdichtergehauses 1 mit einem geeigneten Kältemittel bzw. mit einem zur Schmierung erforderlichen Ol.
Fig.2 zeigt eine Draufsicht des in Fig.l als Schragansicht dargestellten Verdichtergehauses 1 und bildet mit den darin eingezeichneten Schnittfuhrungen A-A und B-B die Bezugnahme der in Fig. 3 dargestellten, partiellen Schnittansicht, welche einen konventionellen, aus dem Stand der Technik bekannten Rohranschluss an das Verdichtergehause 1 zeigt. Das Saugrohr und/oder das Druckrohr treten hierbei über eine mit dem Verdichtergehause 1 hermetisch dicht verbundene Anschlussvorrichtung 9 durch die Anschlussoffnung 5 hindurch, wobei die Anschlussvorrichtung 9 ihrerseits hermetisch dicht mit dem Saugrohr bzw. Druckrohr verbunden ist, vorzugsweise verschweißt ist.
Die Figuren 4 und 5 zeigen ebenfalls Rohranschlusse nach dem Stand der Technik in Detailansicht. Hierbei besteht das Verdichtergehause 1 zumeist aus Tiefziehstahl, wahrend das Saugrohr 2 bzw. das Druckrohr 3 aus Kupfer, einer Kupfer- Eisen-Legierung oder auch aus einem reinen Eisenwerkstoff gefertigt sind. Gemäß der Darstellung in Fig.4 ist es üblich, das Saugrohr 2 bzw. Druckrohr 3 mittels einer Anschlussvorrichtung 9 an den Anschlussoffnungen 5 des Verdichtergehauses 1 zu befestigen. Hierzu wird beispielsweise eine Stahlscheibe am Saugrohr 2 bzw. Druckrohr 3 angelötet und dieses System in einem weiteren Arbeitsgang an das Verdichtergehäuses 1 angeschweißt. Die Anschlussöffnung 5 bzw. der diese umgebende Bereich des Verdichtergehäuses 1 kann dabei in einer Weise präpariert sein, dass ein formschlüssiger Kontakt zwischen den sich berührenden Flächen des Verdichtergehäuses 1 und der Anschlussvorrichtung 9 ermöglicht wird, so etwa durch sowohl an der Anschlussvorrichtung 9 als auch am Verdichtergehäuse 1 vorgesehene, miteinander korrespondierende Fasen 14 (Fig.4).
Eine andere Anbindungsweise vom Saugrohr 2 bzw. Druckrohr 3 an das Verdichtergehäuses 1 ist in Fig.5 gezeigt, wobei ein Cu- oder ein Cu-Fe-Rohr dargestellt ist, welches gestaucht wurde und mit einer im Zuge der Stauchung entstandenen gewölbten Auskragung des Rohrquerschnitts an einer Fase 14 der Anschlussöffnung 5 des Verdichtergehäuses 1 einen Anschlag findet und dort z.B. mittels Schweißung mit dem Verdichtergehäuse 1 hermetisch dicht verbunden ist.
Figuren 6 bis 8 zeigen andere aus dem Stand der Technik bekannte Anbindungsmöglichkeiten für das Saugrohr 2/ Druckrohr 3 mit einem Anschlag der Anschlussvorrichtung 9 an der Außenseite 13 des Verdichtergehäuses 1 (Fig.7), ein Rohranschluss mit einem Anschlag der Anschlussvorrichtung 9 an der Innenseite 12 des Verdichtergehäuses 1 (Fig.8) oder ein Rohranschluss ohne Anschlag der Anschlussvorrichtung 9 am Verdichtergehäuse 1 (Fig.9).
Unabhängig davon, wie der Rohranschluss gemäß den bisher beschriebenen Figuren 3 bis 8 konkret ausgestaltet sein mag, ist bei den bekannten Anbindungsvarianten der Umstand gegeben, dass eine aus einem metallischen Werkstoff bzw. aus einer Metalllegierung gefertigte Anschlussvorrichtung 9 einen hohen Wärmeübergang vom Verdichtergehäuse 1 auf das Saugrohr 2 bzw. vom ein stark erhitztes Kühlmittel mit sich führenden Druckrohr 3 auf das Verdichtergehäuse 1 und somit wiederum auf das mit dem Verdichtergehäuse 1 in unmittelbarer oder über die der Anschlussvorrichtung 9 in mittelbarer Berührung stehende Saugrohr 2 zulässt. Ein ungehinderter Wärmeübergang an den gegenständlichen Stellen ist aus den oben bereits geschilderten Gründen jedoch unerwünscht und vermindert den Wirkungsgrad des Kältemittelverdichters, da das in den Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit eingesaugte Kältemittel hierbei unnötig erwärmt wird.
Um einen solchen Wärmeübergang vom Verdichtergehäuse 1 auf das Saugrohr 2 bzw. vom Druckrohr 3 auf das Verdichtergehäuse 1 deutlich zu reduzieren, weist die Anschlussvorrichtung 9 erfindungsgemäß ein Korpuselement 8 sowie mindestens ein Distanzelement 7 auf, welches das Korpuselement 8 vom Saugrohr 2 bzw. Druckrohr 3 distanziert. Das Korpuselement 8 steht also bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsweise nicht mehr in unmittelbarem Kontakt mit dem Saugrohr 2 bzw. Druckrohr 3, bzw. sind die Kontaktzonen zwischen diesen Elementen sehr klein gehalten.
Um eine Wärmeübertragung weitestgehend zu reduzieren, besteht das Distanzelement 7 vorzugsweise aus einem thermisch schlechter leitenden Werkstoff als das Korpuselement 8.
Das Korpuselement 8 ist vorzugsweise hülsenförmig ausgebildet, weist also einen im Wesentlichen parallel zur Achse des Saugrohrs 2/Druckrohrs 3 bzw. zur Achse der Anschlussöffnung 5 verlaufenden Wandungsabschnitt auf (siehe Fig.9) . Gegebenenfalls kann anstelle einer rotationssymmetrischen Form des Korpuselementes 8 jedoch auch eine beliebige andere Form der Ausgestaltung vorgesehen sein. Auch kann das Korpuselement 8 anstelle einer hülsenförmigen bzw. zylindrischen Form konvex, konkav oder in unregelmäßiger Geometrie ausgestaltet sein. Wesentlich ist dabei jedoch stets, dass das Korpuselement 8 das Saugrohr 2/Druckrohr 3 nicht über eine Länge berührt, welche einen ungehinderten Wärmeübergang ermöglicht, sondern von diesem, wenn auch nur minimal, über ein Distanzelement 7 distanziert ist.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante gemäß Fig.9 findet als Distanzelement 7 ein zylindrischer Schaumglaskörper Einsatz, welcher zwischen Korpuselement 8 und Saugrohr 2/ Druckrohr 3 angeordnet ist, wobei der Schaumglaskörper einerseits mit dem Saugrohr 2/Druckrohr 3, andererseits mit dem Korpuselement 8 hermetisch dicht verbunden ist.
Um das Korpuselement 8 zuverlässig am Verdichtergehäuse 1 zu befestigen, kann es mit einem Anschlagabschnitt 10 versehen sein, welcher an der Innenseite 12 des Verdichtergehäuses 1 anliegt und dort in bekannter Weise befestigt, also beispielsweise angelötet oder angeschweißt ist. Beim Anschlagabschnitt 10 handelt es sich vorzugsweise um einen integralen Teil des Korpuselementes 8, welcher im Biege- oder Tiefziehverfahren seine gewünschte Dimensionierung erhält. Im Falle einer mehrteiligen Ausführung des Korpuselementes 8 kann der Anschlagabschnitt 10 jedoch auch als separates Element gefertigt sein, welches an das hülsenförmige Korpuselemente 8 angelötet oder angeschweißt ist.
Um den Wärmeübergang zwischen Verdichtergehäuse 1 und Saugrohr 2/Druckrohr 3 weiter zu vermindern, ist der Durchmesser der Anschlussöffnung 5 hierbei größer bemessen als der äußere Durchmesser jenes Abschnitts des Korpuselementes 8, welcher durch die Anschlussöffnung 5 hindurchgeführt wird. Somit ist sichergestellt, dass eine Stoßfläche 11 der Anschlussöffnung 5 das Korpuselement 8 nicht berührt, sondern von diesem beabstandet ist. Auf diese Weise wird zwischen Korpuselement 8 und Stoßfläche 11 ein ringförmiger Spalt ausgebildet, in welchem Außenluft zirkulieren und die Anschlussvorrichtung 9 kühlen kann.
Bei der Wahl geeigneter Werkstoffe für das Distanzelement 7 ist insbesondere deren Wärmeleitfähigkeitskoeffizient λ von ausschlaggebender Bedeutung, welcher die Wärmemenge definiert, die in einer Zeiteinheit durch eine Schicht der Flächen- und Dickeneinheit bei 1 K Temperaturdifferenz geht und in W/ (m*K) angegeben wird. Während Kupfer (temperaturabhängig) einen vergleichsweise hohen Wärmeleitfähigkeitskoeffizient λ von etwa 380 W/ (m*K) besitzt, so beträgt λ bei unlegiertem Stahl etwa 100 W/ (m*K) . Mittels Zumengung geeigneter Legierungselemente wie etwa Chrom, Nickel, Mangan oder Molybdän kann der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient λ von Stahl jedoch bedeutend gesenkt werden. Cr-Ni Stahl kann beispielsweise einen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten λ von unter 20 W/ (m*K) aufweisen.
Besonders günstig hat sich in Versuchen der bereits erwähnte Werkstoff Schaumglas mit einem Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten λ von etwa 0,05 W/ (m*K) erwiesen. Schaumglas besitzt somit einen nur unwesentlich größeren λ-Wert als Luft mit 0, 024 W/ (m*K) .
Ebenso haben sich keramische Werkstoffe im vorliegenden Anwendungsgebiet als sehr vorteilhaft erwiesen, insbesondere solche auf der Grundlage von Metalloxiden. Beispielsweise können sogenannte keramische Sondermassen oder technische Massen wie etwa hochgesinterte Oxidkeramik aus Aluminium-, Magnesium-, Beryllium- oder Zirkoniumoxid Einsatz finden. Vorzugsweise handelt es sich um lötbare keramische Werkstoffe, sodass eine einwandfreie Verlötung von Distanzelement 7 und Saugrohr 2/Druckrohr 3 einerseits und Korpuselement 8 oder sogar Verdichtergehäuse 1 ermöglicht wird, um die erforderliche Dichtheit zu erzielen.
Die keramische Werkstoffe erweisen sich neben ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit [λ = 0,5-1,4 W/ (m*K) ] und Korrosionsbeständigkeit auch aufgrund ihrer Feuer-, Temperatur- und Formfestigkeit als besonders günstig für einen Einsatz zur Isolierung von Saugrohr 2/Druckrohr 3 an ihrer Anschlussstelle am Verdichtergehäuse 1.
Auch können temperatur- und alterungsbeständige Kunststoffe als Werkstoffe für das Distanzelement 7 zum Einsatz kommen, welche dann durch geeignete Befestigungsmaßnahmen wie Schrumpfen, Kleben, Lasern, Umspritzen oder Laminieren auf das Saugrohr 2/Druckrohr 3 aufgebracht werden.
Die genannten Werkstoffe bedingen durch ihren niedrigen Wärmeübergangskoeffizienten eine starke Reduktion des unerwünschten Wärmeübergangs vom Verdichtergehäuse 1 bzw. vom mit diesem in unmittelbarem Kontakt stehenden Korpuselement 8 auf das Saugrohr 2 sowie umgekehrt vom Druckrohr 3 auf das Korpuselement 8 und das Verdichtergehäuse 1.
Als Werkstoff für das Korpuselement 8 wird austenitischer Stahl bevorzugt. Austenitischer Stahl zeichnet sich im vorliegenden Anwendungsgebiet durch seinen Legierungsanteil (z.B. Cr-Ni oder Mg-Legierungen) mit einer verminderten Wärmeleitfähigkeit sowie einer hohen Korrosionsbeständigkeit, Zähigkeit und Hochwarmfestigkeit aus. Gleichzeitig ermöglicht dieser Werkstoff aber auch die hermetisch dichte Anbindung des Korpusteils 8 an das Verdichtergehäuse mittels Schweißen. Fig.10 zeigt eine alternative Ausführungsvariante der
Anschlussvorrichtung 9, wobei Korpuselement 8 und
Distanzelement 7 als integraler Bauteil ausgestaltet sind. Hierbei ist das Distanzelement 7 als ein Endabschnitt des
Korpuselementes 8 ausgebildet, welcher unter einer winkeligen
Neigung, vorzugsweise einem rechten Winkel, zur Achse des
Saugrohrs 2/Druckrohrs 3 verläuft, um das
Saugrohr 2/Druckrohr 3 hermetisch abdichtend zu umschließen, beispielsweise durch verlöten oder verschweißen.
Wie aus der Darstellung gemäß Fig.10 ersichtlich, ist der innere Durchmesser des hülsenförmigen Korpuselementes 8 stets größer als der äußere Durchmesser des Saugrohrs 2/Druckrohrs 3, sodass zwischen dem Saugrohr 2/Druckrohr 3 und dem Korpuselement 8 ein Luftpolster (Gasgemisch, Kältemittel) ausgebildet wird, welcher isolierende Funktion besitzt und den Wärmeübergang zwischen Saugrohr 2/Druckrohr 3 und Verdichtergehäuse 1 ebenfalls stark vermindert. Ebenso kann der Endabschnitt des Korpuselementes 8 auch ein separat gefertigtes Element sein, welches an der Stirnseite des hülsenförmigen Korpuselementes 8 angebracht ist und das Saugrohr 2/Druckrohr 3 umgreift. Wesentlich dabei ist, dass der Wärmefluss vom Korpuselement 8 auf das Saugrohr 2 bzw. vom Druckrohr 3 auf das Korpuselement 8 mangels Kontakt zwischen Korpuselement und Saugrohr 2/Druckrohr 3 nur über das Distanzelement 7 erfolgt, wobei Korpuselement 8 und Distanzelement 7 einstückig aber auch mehrstückig gefertigt sein können.
Auch kann das Korpuselement 8 in der umgekehrten als der in Fig.10 dargestellten Position angeordnet sein, also mit im
Bereich der Innenseite 12 des Verdichtergehäuses 1 angeordnetem Endabschnitt als Distanzelement 7, wobei der Saugrohr/Druckrohrabschnitt im Bereich der Anschlussoffnung eine Hinterluftung und Kühlung durch die das Verdichtergehause 1 umgebende Luft erfahrt.
Wie in Fig.10 weiters ersichtlich ist, umgreift der Endabschnitt des Korpuselementes 8 das Saugrohr 2/Druckrohr 3 an einem Abschnitt ihrer Langserstreckung, welcher außerhalb der Anschlussoffnung 5 bzw. außerhalb einer in Normalrichtung auf die Umfangsflache des Korpuselementes 8 projizierten Wandquerschnittsflache des Verdichtergehauses 1 liegt. Die Berührungsfläche des Endabschnitts des Korpuselementes 8 mit dem Saugrohr 2/Druckrohr 3 wird also nicht in unmittelbarer Nahe der Berührungsfläche des Korpuselementes 8 mit dem Verdichtergehause 1 angeordnet, sondern in einem der Isolierfunktion forderlichen Abstand zu dieser.
Um das Saugrohr 2/Druckrohr 3 zu umgreifen und eine hermetisch abdichtende Verbindung zu diesem zu ermöglichen, ist der als Distanzelement 7 ausgebildete Endabschnitt des Korpuselementes 8 mit einer ringförmigen Öffnung versehen, innerhalb welcher das Saugrohr 2/Druckrohr 3 dicht befestigt ist.
Eine weitere alternative Ausfuhrungsform der Anschlussvorrichtung ist in Fig.11 dargestellt. Hierbei ist das Korpuselement 8, nicht so wie vorangehend beschrieben, durch die Anschlussoffnung 5 des Verdichtergehauses 1 hindurchgefuhrt, sondern außerhalb der Anschlussoffnung 5, also diese umschließend, am Verdichtergehause 1 angeordnet. Zufolge Fig.11 ist das Korpuselement 8 hierbei mit einer stumpfen Querschnittsflache unmittelbar an der Innenseite 12 des Verdichtergehauses 1 befestigt. Ebenso kann zur stabileren Befestigung des Korpuselementes 8 jedoch auch ein beispielsweise um 90° abgewinkelter Anschlagabschnitt vorgesehen sein. Indem das Korpuselement 8 solcherart an der Innenseite 12 des Verdichtergehäuses 1 angeordnet ist, wird zwischen Saugrohr 2/Druckrohr 3 und Korpuselement 8 ein Hinerlüftungsraum ausgebildet, welcher über die Anschlussöffnung 5 des Verdichtergehäuses 1 mit der durch die Pfeile 15 angedeutete Umgebungsluft außerhalb des Verdichtergehäuses 1 kommuniziert und einen zusätzlichen Kühleffekt ermöglicht. Der Durchmesser der Anschlussöffnung 5 ist zu diesem Zweck größer als der Durchmesser des Saugrohres 2/Druckrohres 3 ausgebildet.
Unter Verzicht auf diesen Kühleffekt kann das Korpuselement 8 jedoch auch ebenso an der Außenseite 13 des Verdichtergehäuses 1 befestigt sein (nicht dargestellt) .
Um im jeweiligen Anwendungsfall weitere fertigungs- oder wärmetechnische Vorteile zu erzielen, kann es gegebenenfalls zweckmäßig sein, das Korpuselement 8 und/oder das Distanzelement 7 mehrteilig auszuführen. Ein mehrteiliges Korpuselement 8, bestehend aus mehreren ineinandergreifenden Elementen weist den Vorteil größer Flexibilität in der Fertigung und in der Oberflächenbearbeitung auf und ermöglicht eine spezifische Ausgestaltung des Anschlusssystems je nach den vorliegenden Anforderungen und Einsatzgebieten.
In Fig.12 ist schließlich eine besondere Ausführungsvariante einer Anschlussvorrichtung 9 dargestellt, welche ein vorzugsweise aus Schaumglas, Kunststoff oder keramischem Werkstoff gefertigtes Distanzelement 7 aufweist, wobei das Distanzelement 7 L-förmig ausgestaltet und unmittelbar zwischen Stoßfläche 11 der Anschlussöffnung 5 und Saugrohr 2/ Druckrohr 3 angeordnet ist. Ein Schenkelabschnitt 16 des Distanzelementes 7 wird hierbei vom Korpuselement 8 umschlossen und gegen die Außenseite 13 des Verdichtergehäuses 1 gepresst. Das Distanzelement 7 muss in dieser Bauweise also nicht notwendigerweise eine hermetisch abdichtende Funktion innehaben, falls das Korpuselement 8 sowohl mit dem Verdichtergehäuses 1 als auch mit dem Saugrohr 2/Druckrohr 3 hermetisch dicht verbunden ist. Es ist mit dieser Bauweise somit der Vorteil gegeben, dass für das Distanzelement 7 auch Werkstoffe zum Einsatz kommen können, mit welchen sich nur schwer eine hermetisch abdichtende Verbindung zu einem anderen Medium herstellen lässt, insbesondere solche Werkstoffe, welche nicht löt- oder schweißbar sind.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Hermetisch gekapselter Kaltemittelverdichter, welcher ein hermetisch dichtes Verdichtergehause (1) aufweist, in dessen Innerem eine ein Kältemittel verdichtende Kolben-Zylinder- Einheit arbeitet und ein Saugrohr (2) sowie ein Druckrohr (3) vorgesehen ist, wobei über das Saugrohr (2) Kältemittel zur Kolben-Zylinder-Einheit strömt und das von der Kolben-Zylindereinheit verdichtete Kältemittel über das Druckrohr (3) aus dem Verdichtergehause (1) heraus befordert wird, wobei am Verdichtergehause (1) Anschlussoffnungen (5) für das Saugrohr (2) bzw. das Druckrohr (3) vorgesehen sind, welche das Überströmen des Kältemittels von außerhalb des Verdichtergehauses (1) nach Innerhalb des Verdichtergehauses (1) und umgekehrt ermöglichen, wobei die Anbindung des Saugrohrs (2) bzw. des Druckrohrs (3) an die Anschlussoffnungen (5) über eine Anschlussvorrichtung (9) hermetisch dicht erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussvorrichtung (9) ein vorzugsweise hulsenformig ausgebildetes Korpuselement (8) sowie mindestens ein Distanzelement (7) aufweist, welches das Korpuselement (8) vom Saugrohr (2) /Druckrohr (3) distanziert.
2. Hermetisch gekapselter Kaltemittelverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzelement (7) aus einem thermisch schlechter leitenden Werkstoff als das Korpuselement (8) besteht.
3. Hermetisch gekapselter Kaltemittelverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Korpuselement (8) und vorzugsweise das Distanzelement (7) aus austenitischem Stahl gefertigt ist.
4. Hermetisch gekapselter Kaltemittelverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzelement (7) aus Schaumglas, Kunststoff oder keramischem Werkstoff gefertigt ist.
5. Hermetisch gekapselter Kaltemittelverdichter nach einem der
Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das
Distanzelement (7) zwischen Korpuselement (8) und
Saugrohr (2) /Druckrohr (3) angeordnet ist und das
Saugrohr (2) /Druckrohr (3) hermetisch abdichtend umschließt.
6. Hermetisch gekapselter Kaltemittelverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzelement (7) ein Abschnitt, vorzugsweise ein Endabschnitt des Korpuselementes (8) ist, welcher unter einer winkeligen Neigung, vorzugsweise einem rechten Winkel, zur Achse des Saugrohrs (2) /Druckrohrs (3) verlauft und das Saugrohr (2) /Druckrohr (3) hermetisch abdichtend umschließt.
7. Hermetisch gekapselter Kaltemittelverdichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt bzw. Endabschnitt des Korpuselementes (8) das Saugrohr (2)/ Druckrohr (3) an einem Abschnitt des Umfangs umschließt, welcher außerhalb der Anschlussoffnung (5) bzw. außerhalb einer in Normalrichtung auf die Umfangsflache des Korpuselementes (8) projizierten Wandquerschnittsflache des Verdichtergehauses (1) liegt.
8. Hermetisch gekapselter Kaltemittelverdichter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der als Distanzelement (7) ausgebildete Abschnitt bzw. Endabschnitt des Korpuselementes (8) in einer ringförmigen Öffnung endet.
9. Hermetisch gekapselter Kaltemittelverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Korpuselement (8) einen Anschlagabschnitt (10) besitzt und mit diesem an einer Innenseite (12) oder an einer Außenseite (13) des Verdichtergehäuses (1) befestigt ist, wobei der Durchmesser der Anschlussöffnung (5) vorzugsweise größer ist als der äußere Durchmesser jenes Abschnitts des Korpuselementes (8), welcher durch die Anschlussöffnung (5) hindurchgeführt wird, sodass eine Stoßfläche (11) der Anschlussöffnung (5) vom Korpuselement (8) beabstandet ist.
10. Hermetisch gekapselter Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Korpuselement (8) außerhalb der Anschlussöffnung (5), diese hermetisch abdichtend umschließend, am Verdichtergehäuse (1), vorzugsweise an einer Innenseite (12) des Verdichtergehäuses (1), angebracht ist.
11. Hermetisch gekapselter Kältemittelverdichter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das außerhalb der Anschlussöffnung (5) angeordnete Korpuselement (8) an einer Außenseite (13) des Verdichtergehäuses (1), angebracht ist.
12. Hermetisch gekapselter Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Korpuselement (8) und/oder das Distanzelement (7) mehrteilig ausgeführt sind.
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