BRPI0801890A2

BRPI0801890A2 - abafador acústico para compressor e compressor

Info

Publication number: BRPI0801890A2
Application number: BRPI0801890-1A
Authority: BR
Inventors: Fabian Fagotti
Original assignee: Whirlpool Sa
Priority date: 2008-06-18
Filing date: 2008-06-18
Publication date: 2010-02-17
Also published as: JP5524957B2; EP2307724A1; JP2011524489A; CN102066754B; WO2009152594A1; KR101613458B1; ES2387531T3; US9200627B2; CN102066754A; EP2307724B1; US20110171046A1; KR20110025971A

Abstract

ABAFADOR ACúSTICO PARA COMPRESSOR E COMPRESSOR. A presente invenção refere-se a um abafador acústico para compressor de refrigeração capaz de promover uma atenuação do ruído gerado pelo fluxo intermitente do compressor e ao mesmo tempo um abafador que mantenha a perda de carga reduzida no sistema de refrigeração. Desta forma, descreve-se um abafador acústico para compressor de refrigeração (1), o abafador (1) compreendendo ao menos uma câmara de sucção (2), a câmara de sucção (2) compreendendo ao menos um canal de entrada de fluxo (3), a câmara de sucção (2) compreendendo ao menos um canal de saída de fluxo (4), caracterizado pelo fato de que a câmara de sucção (2) compreende ao menos um duto direcional (5), o duto direcional (5) compreendendo ao menos uma primeira extremidade (70), o duto direcional (5) compreendendo ao menos uma segunda extremidade (80), o duto direcional (5) compreendendo ao menos um meio de controle de fluxo (300), a primeira extremidade (70) compreendendo uma área substancialmente maior que a segunda extremidade (80), a primeira extremidade (70) sendo associada ao canal de entrada de fluxo (3), a segunda extremidade (80) sendo associada ao canal de saída de fluxo (4), o duto direcional (5) sendo capaz de direcionar um fluxo preferencial (200) recebido na primeira extremidade (70) para a segunda extremidade (80), o meio de controle de fluxo (300) sendo capaz de oferecer resistência reduzida à passagem do fluxo preferencial (200) e sendo capaz de oferecer resistência ampliada no sentido contrário à passagem do fluxo preferencial (200).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ABAFADOR ACÚSTICO PARA COMPRESSOR E COMPRESSOR".

A presente invenção refere-se a um abafador acústico para compressor de refrigeração. Mais particularmente, a invenção refere-se a um 5 abafador acústico para compressores utilizados em circuitos de refrigeração, cuja configuração permite uma melhor relação entre atenuação de ruído e eficiência.

A presente invenção faz referência ainda a um compressor para circuito de refrigeração, dotado de um abafador acústico conforme definido 10 na presente invenção.

Descrição do Estado Da Técnica

Os abafadores de sucção tem como finalidade principal a atenuação do ruído gerado por um fluxo intermitente, que é inerente à construção de compressores, e particularmente para os compressores do tipo alternati-15 vo.

Geralmente, para potencializar a atenuação do ruído nos compressores, utiliza-se um abafador com uma configuração voltada para a aplicação de conjuntos tubos e volumes (câmaras de sucção), de modo que o número e geometria destes variam conforme a faixa de freqüência que se 20 deseja atenuar com maior intensidade.

Normalmente, quanto maior é a perda de carga nos tubos do abafador, maior é a atenuação obtida no mesmo equipamento, porém a referida perda de carga implica em diminuição de eficiência do compressor. Uma atenuação maior ainda pode ser alcançada por meio de volumes maiores, 25 porém volumes maiores provocam uma troca de calor mais elevada nos abafadores, o que leva a um superaquecimento do gás aspirado e conseqüente diminuição de eficiência.

Diante disso, sabe-se que o dimensionamento dos tubos e volumes em um abafador acústico está diretamente relacionado com o com-30 promisso desejado entre atenuação de ruído e eficiência do compressor.

O documento US 4,449,610 revela um abafador para uso em compressores de refrigeração dotado de duas carcaças de estrutura idênti-

PI0801890-1ca, fabricadas a partir de material plástico resistente à ação química do gásrefrigerante, porém o mesmo documento não descreve de maneira detalha-da a atenuação provocada pelo abafador e nem tão pouco a possível perdade eficiência desenvolvida pelo mesmo, uma vez que todo o sistema se comporta como um abafador de dois volumes compreendendo um canal decomunicação, como mostra a figura 2.

O documento US 4,755,108 revela um sistema de sucção paracompressores de refrigeração dotado de tubos capazes de diminuir a trocatérmica entre o gás mais frio e as paredes do abafador. Cabe salientar, po-

rém, que está solução leva em consideração o uso de tubos de modo que asaída de um seja direcionada à entrada do tubo subseqüente, o que provoca1,1 implicações negativas do ponto de vista acústico.

O documento US 4,370,104 descreve um abafador de sucçãopara compressores de refrigeração configurado a partir de duas partes, e

formado por um material plástico. A montagem das duas partes revela umabafador em formato cilíndrico. O abafador está instalado, como em outrassoluções do estado da técnica, entre o tubo de sucção e a linha de retornodo gás refrigerante. No objeto de invenção descrito neste documento, é a-presentada uma vantagem relativa ao uso do material isolante, o que confe-

re uma taxa de transferência térmica menor entre as partes do compressor.De toda a forma, o documento não releva uma solução ótima para a atenua-ção de ruído, mantendo a eficiência do equipamento.

O documento US 5,971,720 revela um abafador de sucção paracompressores herméticos, formado a partir de um corpo oco, sendo o corpo

oco constituído por um material termo-isolante. O abafador recebe o gás re-frigerante em uma extremidade de duto, sendo o mesmo enviado para umasegunda extremidade de duto, conhecida como extremidade de sucção, apartir do corpo oco.

O corpo oco compreende ainda um elemento defletor e uma

porção em formato de "T" invertido, a fim de definir as partes de entrada esaída da câmara de sucção. O referido documento oferece uma solução pa-ra o problema das trocas térmicas relacionadas às partes do compressordurante a circulação do gás refrigerante, porém não é feita uma abordagemcriteriosa acerca da redução de ruído relacionada com a eficiência do com-pressor.

Assim, as invenções encontradas no estado da técnica apresen-5 tam aspectos construtivos que normalmente não levam em consideração odirecionamento do fluxo, ou não levam em conta características construtivasnas quais seja possível estabelecer um melhor equilíbrio entre atenuação deruído e rendimento do compressor.Objetivos da Invenção

Um primeiro objetivo da presente invenção é propor um abafador

acústico para compressor de refrigeração, capaz de promover uma atenua-ção do ruído gerado pelo fluxo intermitente do compressor e ao mesmo tem-po um abafador que mantenha a perda de carga reduzida.

É também um objetivo da presente invenção propor um com- pressor para circuito de refrigeração, dotado de um abafador de sucção con-forme definido na presente invenção.Breve descrição da invenção

Uma maneira de alcançar o objetivo da presente invenção é a-través de um abafador acústico para compressor de refrigeração compre-endendo ao menos uma câmara de sucção, a câmara de sucção compreen-dendo ao menos um canal de entrada de fluxo, a câmara de sucção com-preendendo ao menos um canal de saída de fluxo.

A câmara de sucção compreende ao menos um duto direcional,sendo que o duto direcional compreende ao menos uma primeira extremida-de e pelo menos uma segunda extremidade, o duto direcional compreen-dendo ao menos um meio de controle de fluxo, a primeira extremidade com-preendendo uma área substancialmente maior que a segunda extremidade,a primeira extremidade sendo associada ao canal de entrada de fluxo, a se-gunda extremidade sendo associada ao canal de saída de fluxo, o duto dire-cional sendo capaz de direcionar um fluxo preferencial recebido na primeiraextremidade para a segunda extremidade, o meio de controle de fluxo sendocapaz de oferecer resistência reduzida à passagem do fluxo preferencial e omeio de controle de fluxo sendo capaz de oferecer resistência ampliada nosentido contrário à passagem do fluxo preferencial.

Uma segunda maneira de alcançar os objetivos da presente in-venção é através da provisão de um compressor para circuito de refrigera- ção, compreendendo um abafador acústico conforme definido na presenteinvenção.

Descrição Resumida dos Desenhos

A presente invenção será descrita a seguir em maiores detalhes,com referência aos desenhos anexos, nos quais: Figura 1 - representa uma vista de um abafador de sucção pre-

sente no estado da técnica;1,1 Figura 2 - representa uma vista em perspectiva de um abafador

de sucção, objeto da presente invenção;

Figura 3 - representa uma vista superior em corte de uma pri- meira concretização do abafador de sucção, destacando os principais com-ponentes do objeto da presente invenção;

Figura 4 - representa uma vista lateral em corte de uma primeiraconcretização do abafador de sucção;

Figura 5 - representa uma vista superior em corte do objeto de invenção, destacando as linhas em sentido preferencial de fluxo e o elemen-to defletor de fluxo;

Figura 6 - representa uma vista superior em corte do objeto deinvenção, destacando as linhas em sentido contrário ao preferencial de fluxoe o elemento defletor de fluxo; Figura 7 - representa uma vista superior em corte de uma se-

gunda concretização do abafador de sucção, destacando os principais com-ponentes do objeto da presente invenção;Descrição Detalhada das Figuras

A figura 1 mostra um abafador de sucção para compressor de refrigeração normalmente empregado no estado da técnica. A partir da figura1 é possível observar cada câmara de sucção 2, também denominadas devolumes, bem como os tubos que fazem parte do respectivo abafador. A vál-vula de sucção 8 está representada na mesma figura.

Como mencionado anteriormente, neste tipo de configuração oabafador confere uma perda de carga em cada um dos volumes associadosao circuito de refrigeração, e conseqüentemente uma redução na sua efici- ência.

Uma solução encontrada para equilibrar eficiência e redução deruído é apresentada por meio da presente invenção.

Uma das formas de se concretizar a invenção é através de umabafador acústico para compressor de refrigeração 1, conforme ilustrado nas figuras 2, 3 e 4.

O abafador 1 compreende pelo menos uma câmara de sucção 2,sendo que a câmara de sucção 2 compreende ao menos um canal de entra-da de fluxo 3. Tal canal de entrada de fluxo 3 é um duto cujo formato permiteo fluxo de gás refrigerante no seu interior.

A câmara de sucção 2 compreende ainda pelo menos um canal

de saída de fluxo 4, sendo que o canal 4 também é disposto na forma de umduto. Na presente invenção a câmara de sucção 2 compreende ao menosum duto direcional 5, sendo que o duto direcional 5 compreende ao menosuma primeira extremidade 70, e uma segunda extremidade 80, como mostra a figura 3. A mesma figura mostra ainda que a segunda extremidade 80, doduto direcional 5, está adjacente ao canal de saída de fluxo 4.

O duto direcional 5 é dotado de uma área de passagem maiorque a área de passagem do canal de entrada de fluxo 3, e uma área maiorque a área de passagem do canal de saída de fluxo 4.

O referido duto 5 está, na presente invenção, substancialmente

alinhado com o canal de entrada de fluxo 3 e com o canal de saída de fluxo4, como ilustra a figura 3.

A primeira extremidade 70 compreende uma área substancial-mente maior que a segunda extremidade 80, conferindo um formato trape- zoidal para o duto 5. Opcionalmente, outros formatos podem ser adotados eimplementados. É importante observar que a primeira extremidade 70 estáassociada ao canal de entrada de fluxo 3, e que a segunda extremidade 80está associada ao canal de saída de fluxo 4.

O duto direcional 5 tem como característica primordial desenvol-ver a convergência da maior parte do fluxo recebido no canal de entrada 3,para o canal de saída de fluxo 4. O fluxo recebido na primeira extremidade 70, e direcionado para a segunda extremidade 80, é denominado de fluxopreferencial 200.

Neste sentido, o duto 5 minimiza o efeito da contração e subse-qüente expansão do fluxo, situação esta potencial para uma maior perda decarga. Esta abordagem permite ainda manter uma maior eficiência para todo o sistema.

Uma outra característica importante, relacionada ao uso do duto1,1 direcional 5, é que o fluxo fica substancialmente confinado em um espaçocom isolamento térmico adicional em relação ao exterior do abafador 1, eque normalmente trabalha em uma temperatura mais elevada que o fluxo de aspiração. O isolamento térmico adicional é dado pela parede do próprioduto direcional 5.

Como mencionado, prevê-se que o duto 5 esteja preferencial-mente solidário à região de fundo do abafador de sucção 1, com pouca ounenhuma área de comunicação com a superfície interna da câmara de suc- ção 2. Opcionalmente, o duto 5 não está solidário à região de fundo do aba-fador de sucção 1.

Tal configuração favorece um confinamento do fluxo, o que im-plica na manutenção de uma pressão média na antecâmara da(s) válvula(s)de sucção.

Uma comunicação entre a seção final do duto direcional 5, e o

ambiente interno do abafador de sucção 1, pode ser desenvolvida em algunscasos para se prover uma drenagem do óleo eventualmente carregado pelofluxo, porém esta comunicação provocaria uma restrição ao fluxo maior quea da seção de passagem do duto 5.

O duto direcional 5 compreende pelo menos um meio de contro-

le de fluxo 300. De maneira preferencial, o meio de controle de fluxo 300está disposto adjacente à segunda extremidade 80. Todavia, a figura 7 mos-tra uma configuração opcional formada por uma pluralidade de meios 300.Neste caso os meios 300 estão distribuídos ao longo do duto direcional 5. Asfiguras 3 e 4 mostram a alocação do meio de controle de fluxo 300 na con-cretização preferencial. Preferencialmente, o meio de controle de fluxo 300 é capaz de

oferecer resistência reduzida à passagem do fluxo preferencial 200, comomostra a figura 5, sendo o mesmo capaz de oferecer resistência ampliada nosentido contrário à passagem do fluxo preferencial 200, como ilustra a figura6. A região contrária à passagem do fluxo preferencial 200 também é conhe- cida como região de refluxo.

A figura 5 ilustra ainda as linhas de fluxo 15 na condição prefe-rencial 200.

Um aspecto importante ainda em relação ao meio de controle defluxo 300, é que o mesmo é dotado de uma superfície convexa na região à

jusante do fluxo preferencial 200, como mostram as figuras 5 e 6. O mesmomeio de controle de fluxo 300 é dotado de uma superfície côncava na regiãoà jusante no sentido contrário ao fluxo preferencial 200. Na presente inven-ção o meio de controle de fluxo 300 funciona como um defletor de fluxo.

Nota-se ainda, por meio das figuras 5 e 6, a orientação das li-

nhas de fluxo no sentido preferencial 200, referenciadas por "F", bem como aorientação das linhas de fluxo no sentido de refluxo "R". Na condição de flu-xo "F" no sentido preferencial 200, as linhas encontram uma baixa resistên-cia devido à configuração do meio de controle de fluxo 300, ao passo que,na condição de refluxo "R" as linhas de fluxo sofrem um represamento na

região próxima à segunda extremidade 80, caracterizando o melhor equilí-brio entre rendimento e atenuação de ruído para o abafador de sucção 1 oraproposto.

Como mencionado anteriormente, o meio de controle de fluxo300 está localizado substancialmente próximo da segunda extremidade 80 do duto direcional 5, como mostram as figuras 3 e 4, porém opcionalmente omeio de controle de fluxo 300 pode estar disposto em uma distância diferen-ciada em relação à segunda extremidade 80.Tal configuração do meio de controle de fluxo 300 produz umaperda de carga mínima no sentido do fluxo preferencial 200, e uma perda decarga substancialmente maior no sentido de refluxo. Desta forma, tem-seuma atenuação das ondas de pressão (pulsação) causadas pelo funciona-mento intermitente da(s) válvula(s), isto é, uma maior atenuação acústica, ea manutenção de uma pressão maior na antecâmara da(s) válvula(s) desucção.

A perda de carga com características diferentes nas condiçõesde fluxo e refluxo ocorre em função de uma recirculação das linhas de cor-rente, na situação de refluxo. A recirculação não ocorre no sentido do fluxopreferencial 200.

A concavidade do meio de controle de fluxo 300 funciona comouma barreira à propagação das ondas de pressão que se formam na condi-ção de refluxo.

A presente invenção faz referência, de maneira preferencial, autilização de um abafador composto por uma única câmara de sucção 2,porém opcionalmente, pode-se dispor de abafadores com mais de uma câ-mara ou volume, aplicando pares de dutos direcionais/defletores em série,entre a saída de cada volume e a entrada do volume subseqüente.

A figura 7 mostra uma construção alternativa, na qual é possívelobservar a presença de defletores curvos seqüenciais. Tal configuraçãopermite o escoamento do fluxo em um direcionamento preferencial, como naconcretização preferencial. Neste caso o escoamento percebe um dutosubstancialmente contínuo na condição de fluxo, e uma série de expansõesna condição de refluxo.

Finalmente, deve-se ressaltar que a matéria descrita na presenteinvenção, relacionada à diferença de perda de carga nas situações de fluxoe refluxo, oferece como vantagem o fato de que se estabelece uma pressãona antecâmara da válvula de sucção 8 normalmente maior que outras situa-ções, favorecendo a abertura da válvula no próximo ciclo, e diminuindo asperdas de aspiração. Tal abordagem leva a um aumento de eficiência paratodo o sistema, bem como a transientes de pressão de menor amplitude, oque contribui para uma minimização do ruído gerado.

Está previsto o uso de abafadores de sucção, conforme descritona presente invenção, em compressores aplicados em circuitos de refrigera-ção.

Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, de-ve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possí-veis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações a-penas, aí incluídos os possíveis equivalentes .

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Abafador acústico para compressor de refrigeração (1), o aba-fador (1) compreendendo ao menos uma câmara de sucção (2), a câmara desucção (2) compreendendo ao menos um canal de entrada de fluxo (3), acâmara de sucção (2) compreendendo ao menos um canal de saída de fluxo(4) , caracterizado pelo fato de que a câmara de sucção (2) compreende aomenos um duto direcional (5), o duto direcional (5) compreendendo ao me-nos uma primeira extremidade (70) e ao menos uma segunda extremidade(80), o duto direcional (5) compreendendo ao menos um meio de controle defluxo (300), a primeira extremidade (70) compreendendo uma área substan-cialmente maior que a segunda extremidade (80), a primeira extremidade(70) sendo associada ao canal de entrada de fluxo (3), a segunda extremi-dade (80) sendo associada ao canal de saída de fluxo (4), o duto direcional(5) sendo capaz de direcionar um fluxo preferencial (200) recebido na primei-ra extremidade (70) para a segunda extremidade (80), o meio de controle defluxo (300) sendo capaz de oferecer resistência reduzida à passagem dofluxo preferencial (200) e sendo capaz de oferecer resistência ampliada nosentido contrário à passagem do fluxo preferencial (200).

2. Abafador acústico para compressor de refrigeração (1), deacordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio de con-trole de fluxo (300) está disposto adjacente à segunda extremidade (80).

3. Abafador acústico para compressor de refrigeração (1), deacordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o duto direcio-nal (5) é dotado de uma área de passagem maior que a área de passagemdo canal de entrada de fluxo (3).

4. Abafador acústico para compressor de refrigeração (1), deacordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o duto direcio-nal (5) é dotado de uma área de passagem maior que a área de passagemdo canal de saída de fluxo (4).

5. Abafador acústico para compressor de refrigeração (1), deacordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o duto direcio-nal (5) está substancialmente alinhado com o canal de entrada de fluxo (3) ecom o canal de saída de fluxo (4).

6. Abafador acústico para compressor de refrigeração (1), deacordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a segunda ex-tremidade (80) do duto direcional (5) está adjacente ao canal de saída defluxo (4).

7. Abafador acústico para compressor de refrigeração (1), deacordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio de con-trole de fluxo (300) está localizado substancialmente próximo da segundaextremidade (80) do duto direcional (5).

8. Abafador acústico para compressor de refrigeração (1), deacordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio de con-trole de fluxo (300) é dotado de uma superfície convexa na região à jusantedo fluxo preferencial (200).

9. Abafador acústico para compressor de refrigeração (1), de15 acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio de con-trole de fluxo (300) é dotado de uma superfície côncava na região à jusanteno sentido contrário ao fluxo preferencial (200).

10. Abafador acústico para compressor de refrigeração (1), deacordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio de con- trole de fluxo (300) é capaz de atuar como um defletor de fluxo.

11. Abafador acústico para compressor de refrigeração (1), deacordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o abafador (1)é dotado de uma pluralidade de câmaras de sucção (2).

12. Abafador acústico para compressor de refrigeração (1), oabafador (1) compreendendo ao menos uma câmara de sucção (2), a câma-ra de sucção (2) tendo ao menos um canal de entrada de fluxo (3), a câmarade sucção (2) tendo ao menos um canal de saída de fluxo (4), caracterizadopelo fato de que a câmara de sucção (2) compreende ao menos um dutodirecional (5), o duto direcional (5) tendo ao menos uma primeira extremida- de (70), o duto direcional (5) tendo ao menos uma segunda extremidade(80), o duto direcional (5) sendo dotado de um formato cônico, a primeiraextremidade (70) sendo associada ao canal de entrada de fluxo (3), a se-gunda extremidade (80) sendo associada ao canal de saída de fluxo (4) e oduto direcional (5) sendo capaz de direcionar uma parte substancial do fluxopreferencial (200) recebido na primeira extremidade (70) para a segundaextremidade (80).

13. Abafador acústico para compressor de refrigeração (1), deacordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o duto dire-cional (5) é dotado de uma área de passagem similar à soma de pelo menosum canal de entrada de fluxo (3).

14. Abafador acústico para compressor de refrigeração (1), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o duto dire-cional (5) compreende ao menos um meio de controle de fluxo (300), o meio 1,1 de controle de fluxo (300) sendo disposto substancialmente próximo da se-gunda extremidade (80), o meio de controle de fluxo (300) sendo capaz deoferecer uma resistência menor à passagem do fluxo preferencial (200) em relação ao sentido contrário à passagem do fluxo preferencial (200).

15. Compressor de refrigeração (400), compreendendo um aba-fador de sucção, p abafador de sucção compreendendo pelo menos umacâmara de sucção (2), a câmara de sucção (2) compreendendo ao menosum canal de entrada de fluxo (3), a câmara de sucção (2) compreendendo ao menos um canal de saída de fluxo (4), o compressor (400) sendo caracte-rizado pelo fato de que compreende um abafador de sucção capaz de dire-cionar uma parte substancial do fluxo recebido no canal de entrada de fluxo(3), para o canal de saída de fluxo (4) através da câmara de sucção (2), acâmara de sucção (2) compreendendo ao menos um duto direcional (5), o duto direcional (5) compreendendo ao menos uma primeira extremidade(70), o duto direcional (5) compreendendo ao menos uma segunda extremi-dade (80), o duto direcional (5) compreendendo ao menos um meio de con-trole de fluxo (300), a primeira extremidade (70) compreendendo uma áreasubstancialmente maior que a segunda extremidade (80), a primeira extre- midade (70) sendo associada ao canal de entrada de fluxo (3), a segundaextremidade (80) sendo associada ao canal de saída de fluxo (4), o duto di-recional (5) sendo capaz de direcionar um fluxo preferencial (200) recebidona primeira extremidade (70) para a segunda extremidade (80), o meio decontrole de fluxo (300) sendo capaz de oferecer resistência reduzida à pas-sagem do fluxo preferencial (200), o meio de controle de fluxo sendo capazde oferecer resistência ampliada no sentido contrário à passagem do fluxo preferencial (200).