DE69903497T2

DE69903497T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Unterdrückung von Resonanz

Info

Publication number: DE69903497T2
Application number: DE69903497T
Authority: DE
Inventors: Mori Hideo; Toshihiro Kawai; Toshiyuki Mizuno; Atsuko Yoshizumi
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1998-05-11
Filing date: 1999-05-10
Publication date: 2003-03-06
Anticipated expiration: 2019-05-11
Also published as: CN1088803C; US6312232B1; KR100323793B1; JPH11324919A; KR19990087943A; CN1235242A; EP0956985A1; DE69903497D1; EP0956985B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verhindern oder unterdrücken von Rohrleitungsresonanz, die durch Pulsieren von druckbeaufschlagtem Fluid verursacht wird, das von einer Druckauslasszone in die mit dem druckbeaufschlagten Fluid periodisch versorgte Rohrleitung hineingeschickt wird.
Typischerweise hat eine Fahrzeugklimaanlage einen Kompressor. Der Kompressor stößt periodisch komprimiertes Kältemittelgas (druckbeaufschlagtes Fluid) in einen Fluiddurchtritt oder eine Rohrleitung hinein ein, der oder die mit dem Kompressor verbunden ist. Daher tritt ein Pulsieren aufgrund des Stroms von ausserst kälterzeugendem Gas (oder Gasdruckschwankung) in der Rohrleitung auf. Es ist bekannt, dass solche Lärm erzeugenden Impulse Resonanz ergeben. Dementsprechend wurden unterschiedliche Vorschläge gemacht, um die sich aus dem Pulsieren ergebende Resonanz zu verhindern.
Resonanz kann durch Abändern des Aufbaus der Fluidrohrleitung verhindert werden, die sich von dem Kompressor so erstreckt, dass sich die Resonanzfrequenz der Rohrleitung von der Impulsfrequenz unterscheidet. Zum Beispiel kann die Steifigkeit der mit dem Kompressor verbundenen Rohrleitung geändert werden. Ersatzweise können die Länge, Gewicht oder Biegegrad der Kuppelstücke, die die Rohrleitung mit dem Kompressor verbinden, geändert werden. In diesen Fällen jedoch muss jedes Mal wenn die Rohrleitung geändert wird die sich aus dem Pulsieren ergebende Resonanz in Betracht gezogen werden. Das erhöht die Herstellungskosten der Rohrleitung und verringert die Produktivität.
Wenn man einen Kompressor der Mehrfachzylinderbauart mit axialen Kolben verwendet, kann Resonanz auch verhindert werden, indem einige oder alle Kolben, die sich in den entsprechenden Zylinderbohrungen befinden, mit unterschiedlichen Längen ausgebildet werden. In diesem Fall, haben die Kolben mit unterschiedlichen Längen ebenso unterschiedliche Kopfabstände, welches der so definierte Abstand ist, wenn der Kolben in der zugehörigen Zylinderbohrung auf seine obere Totpunktstellung bewegt wird. Dies ändert ebenso die Resonanzfrequenz des Fluiddurchtritts von der Impulsfrequenz und verhindert durch Pulsieren verursachte Resonanz.
Die Resonanzfrequenz der Rohrleitung jedoch ist von einem Fahrzeugtyp zu dem anderen unterschiedlich. Mit anderen Worten, hat die Rohrleitung jeden Fahrzeugtyps eine einmalige Resonanzfrequenz. Somit muss der Kompressor in Übereinstimmung mit dem Fahrzeugtyp so abgeändert werden, dass sich seine Impulsfrequenz von der Resonanzfrequenz der Rohrleitung unterscheidet. Mit anderen Worten, selbst wenn dieselbe Kompressorart in unterschiedlichen Fahrzeugarten installiert wird, muss der Kopfabstand der Kolben in Übereinstimmung mit der Fahrzeugart geändert werden. Dies erhöht Produktionskosten und verringert Produktivität.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein günstiges und wirkungsvolles Verfahren und ein Gerät zum Verhindern oder Unterdrücken von durch Pulsieren von druckbeaufschlagtem Fluid verursachter Rohrleitungsresonanz zu schaffen.
Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Verringern einer Röhrenresonanz einer druckbeaufschlagtes Fluid führenden Röhre vor, wenn das druckbeaufschlagte Fluid von einer intermittierend druckbeaufschlagten Zone entlang einem die Röhre beinhaltenden Fluiddurchtritt strömt. Das Verfahren beinhaltet die nachfolgenden Schritte: Vorsehen eines beweglichen Ventilkörpers in dem Fluiddurchtritt, wobei der Ventilkörper durch den Strom des druckbeaufschlagten Fluids bewegt werden kann; Einschränken der Bewegung des Ventilkörpers mit einer vorbestimmten Einschränkungskraft und Bestimmen der Einschränkungskraft so, dass die Frequenz der Druckänderung des in der Röhre strömenden, druckbeaufschlagten Fluids, geändert wird, um sich bedeutsam von der Eigenfrequenz der Röhre zu unterscheiden oder so dass die Druckänderungsamplitude des in der Röhre strömenden, druckbeaufschlagten Fluids verringert wird.
Die vorliegende Erfindung sieht ferner ein Gerät zum Verringern von Röhrenresonanz einer ein druckbeaufschlagtes Fluid führenden Röhre vor, wenn das druckbeaufschlagte Fluid gefördert wird, so dass es von einer intermittierend druckbeaufschlagten Zone entlang eines Fluiddurchtritts strömt, der die Röhre beinhaltet. Das Gerät umfasst einen sich in dem Fluiddurchtritt befindenden, beweglichen Ventilkörper. Der Ventilkörper kann durch den Strom des druckbeaufschlagten Fluids bewegt werden. Eine Einschränkungseinrichtung bringt eine vorbestimmte Kraft auf den Ventilkörper auf. Die vorbestimmte Kraft ist so bestimmt, dass die Druckänderungsfrequenz des in der Röhre strömenden, druckbeaufschlagten Fluids geändert wird, um sich bedeutsam von der Eigenfrequenz der Röhre zu unterscheiden oder so dass die Druckänderungsamplitude des in der Röhre strömenden druckbeaufschlagten Fluids verringert wird.
Andere Gesichtspunkte und Vorteile der Erfindung werden in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen aus der nachstehenden Beschreibung offensichtlich, die mittels Beispielen die Grundsätze der Erfindung darstellen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Merkmale der vorliegenden Erfindung, die für neu gehalten werden, werden mit Besonderheit in den anhängenden Ansprüchen dargelegt. Die Erfindung kann zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen am besten unter Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen verstanden werden, in welchen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht ist, die einen Taumelscheibenkompressor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine vergrößerte Querschnittsansicht ist, die einen Resonanzunterdrückungsadapter des Kompressors aus Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 eine vergrößerte Querschnittsansicht ist, die den sich an einer untersten Position befindenden Adapter aus Fig. 2 zeigt;
Fig. 4 eine vergrößerte Querschnittsansicht ist, die den sich an einer obersten Position befindenden Adapter aus Fig. 2 zeigt;
Fig. 5A ein Graph ist, der Änderungen in der axialen Position des Schwimmerventils zeigt, die sich aus Versuchen an einem ersten Beispiel des Resonanzunterdrückungsadapters aus Fig. 2 ergeben;
Fig. 5B ein Graph ist, welcher Änderungen in dem Unterschied zwischen dem Druck auf der stromaufwärts des Adapters liegenden Seite und dem Druck auf der stromabwärts des Adapters liegenden Seite zeigt, welche sich aus Versuchen an dem ersten Beispiel des Resonanzunterdrückungsadapters aus Fig. 2 ergeben;
Fig. 5C ein Graph ist, der Änderungen in dem Druck eines Schalldämpfers zeigt, welche sich aus Ergebnissen an dem ersten Beispiel des Resonanzunterdrückungsadapters aus Fig. 2 ergeben;
Fig. 5D ein Graph ist, der Änderungen in dem Druck eines Auspuffs zeigt, die sich aus Ergebnissen an dem ersten Beispiel des Resonanzunterdrückungsadapters aus Fig. 2 ergeben;
Fig. 6A ein Diagramm ist, das Änderungen in der axialen Stellung des Schwimmerventils zeigt, die sich aus Versuchen an einem zweiten Beispiel des Resonanzunterdrückungsadapters aus Fig. 2 ergeben;
Fig. 6B ein Diagramm ist, das Änderungen in dem Unterschied zwischen dem stromabwärts des Adapters liegenden Drucks und dem stromaufwärts des Adapters liegenden Drucks zeigt, welche sich aus Versuchen an dem zweiten Beispiel des Resonanzunterdrückungsadapters aus Fig. 2 ergeben;
Fig. 6C ein Diagramm ist, das Änderungen in dem Druck eines Schalldämpfers zeigt, die sich aus Experimenten an dem zweiten Beispiel des Resonanzunterdrückungsadapters aus Fig. 2 ergeben;
Fig. 6D ein Diagramm ist, das Änderungen in dem Druck eines Auspuffs zeigt, die sich aus Experimenten an dem zweiten Beispiel des Resonanzunterdrückungsadapters aus Fig. 2 ergeben;
Fig. 7 eine Draufsicht ist, die ein in dem Adapter aus Fig. 2 verwendetes Schwimmerventil zeigt;
Fig. 8 eine Querschnittsansicht ist, die einen in einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Resonanzunterdrückungsadapter zeigt;
Fig. 9 eine Querschnittsansicht ist, die ein in einem dritten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Resonanzunterdrückungsadapter zeigt;
Fig. 10 eine Querschnittsansicht ist, die einen in einem vierten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Resonanzunterdrückungsadapter zeigt;
Fig. 11A eine Querschnittsansicht ist, die einen in einem fünften Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Resonanzunterdrückungsadapter zeigt;
Fig. 11B eine Querschnittsansicht ist, die einen in einem sechsten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Resonanzunterdrückungsadapter zeigt; und
Fig. 11C eine Querschnittsansicht ist, die eine in einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Resonanzunterdrückungsadapters zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines in einer Fahrzeugklimaanlage verwendeten Resonanzunterdrückers wird nun beschrieben.
Eine typische Klimaanlage hat einen Heizkreislauf zum Herstellen einer Warmluftströmung und einen Kältemittelkreislauf zum Herstellen einer Kaltluftströmung. Wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, hat der Kältemittelkreislauf einen Kompressor 40, der ein Kältemittel komprimiert, und einen externen Kältemittelkreislauf 41, der eine Rohrleitung hat, die die Auslass- und Ansaugseiten des Kompressors verbindet. Der externe Kältemittelkreislauf 41 hat eine mit der Auslassseite des Kompressors 40 verbundene Auslassröhre 42 und eine mit der Ansaugseite des Kompressors 40 verbundene Ansaugröhre 44. Ein Kondensator 43 ist in der Auslassröhre 42 angeordnet, während ein Verdampfer 45 in der Ansaugröhre 44 angeordnet ist. Ein Expansionsventil 46 befindet sich zwischen der Auslassröhre 42 und der Ansaugröhre 44.
Das sich zwischen dem Kondensator 43 und dem Verdampfer 45 befindende Expansionsventil 46 funktioniert als ein variabler Drosselwiderstand und dehnt flüssiges Kältemittel von einem Zustand hoher Temperatur und hohen Drucks in einen Zustand niedriger Temperatur und niedrigen Drucks aus (z. B. atomisierter Zustand). Die Stellung oder Öffnungsgröße des Expansionsventils 46 ist in Übereinstimmung mit der durch einen sich in der Nähe des Auslass des Verdampfers 45 befindenden Temperatursensor 47 ermittelten Kältemitteltemperatur rückkopplungsgesteuert. Das stellt die Kältemittelflussrate so ein, dass das durch den Verdampfer 45 verdampfte Kältemittel entsprechend überhitzt ist. Metallrohre oder Gummischläuche können verwendet werden, um die Auslassröhre 42 und die Ansaugröhre 44 auszubilden. Außerdem sind (nicht dargestellte) Kuppler vorgesehen, um den Kompressor 40, den Kondensator 43, den Verdampfer 45, das Expansionsventil 46 und andere Komponenten mit der Auslass- und der Ansaugröhre 42, 44 zu verbinden.
Nun wird der Kompressor 40 beschrieben, der in dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel ein Doppelkopfkolben verwendender Taumelscheibenkompressor ist.
Wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, hat der Kompressor 40 einen vorderen Zylinderblock 11, einen hinteren Zylinderblock 12, ein vorderes Gehäuse 13 und ein hinteres Gehäuse 14. Der vordere und hintere Zylinderkopf 11, 12 sind miteinander befestigt. Das vordere Gehäuse 13 ist an das vordere Ende des vorderen Zylinderblocks 11 mit einer dazwischen angeordneten Ventilplatte 15 angekoppelt, während das hintere Gehäuse 14 an das hintere Ende des hinteren Zylinderblocks 12 mit einer dazwischen angeordneten Ventilplatte 16 angekoppelt ist. Schrauben 17 (nur eine ist dargestellt) befestigen die Zylinderblöcke 11, 12, das vordere und hintere Gehäuse 13, 14 und die Ventilplatten 15, 16 einstückig um ein Kompressorgehäuse auszubilden.
Eine Antriebswelle 19 ist durch radiale Lager 18 drehbar in den Zylinderblöcken 11, 12 gestützt. Eine Dichtung 61 dichtet den zwischen dem vorderen Abschnitt der Antriebswelle 19 und dem vorderen Gehäuse 13 ausgebildeten Raum ab. Die Antriebswelle 19 ist mit einer als eine externe Antriebsquelle dienenden Kraftmaschine E über einen an dem Vorderende der Antriebswelle 19 angeordneten elektromagnetischen Kupplungsmechanismus 10 antreibbar verbunden. Der Kupplungsmechanismus 10 verbindet die Kraftmaschine E mit der Antriebswelle 19, um die Antriebswelle 19 zu drehen.
Eine Vielzahl von vorderen Zylinderbohrungen 11a (fünf Stück in diesem Ausführungsbeispiel) erstrecken sich in dem vorderen Zylinderblock 11 um die Antriebswelle 19 herum, während sich eine Vielzahl von hinteren Zylinderbohrungen 12a (fünf Stück in diesem Ausführungsbeispiel), die mit den vorderen Zylinderbohrungen 11a fluchten, in dem hinteren Zylinderblock 12 um die Antriebswelle 19 herum erstrecken. Mit anderen Worten, ist der Kompressor 40 ein Kompressor mit zehn Zylindern. Jedes Paar zugehöriger vorderer und hinterer Zylinderbohrungen 11a, 12a ist koaxial und erstreckt sich parallel zu der Antriebswelle 19. Jedes Paar von Zylinderbohrungen 11a, 12a, beherbergt einen zylindrischen Doppelkopfkolben auf. In jeder Zylinderbohrung 11a, 12a ist eine Druckkammer 21 zwischen dem jeweiligen Kopf jedes Kolbens 20 und der entsprechenden Ventilplatte 15, 16 definiert.
Eine Kurbelkammer 22 ist zwischen den beiden Zylinderblöcken 11, 12 definiert. Eine Taumelscheibe 23 ist in der Kurbelkammer 22 an der Antriebswelle 19 befestigt, um sich einstückig mit der Antriebswelle 19 zu drehen. Eine Aussparung ist in dem Mittelabschnitt jedes Kolbens 20 ausgebildet. Ein Paar Schuhe 24 verbindet die Aussparung jedes Kolbens 20 mit dem Umfangsabschnitt der Taumelscheibe 23. Dementsprechend wandeln die Schuhe 24 die Drehung der Taumelscheibe 23 in eine Hin- und Herbewegung der Kolben 20 um.
Eine ringförmige Auslasskammer 25 und eine die Auslasskammer 25 umgebende ringförmige Ansaugkammer 26 sind in jedem Gehäuse 13, 14 definiert. Die vorderen und hinteren Ansaugkammern 26 sind jeweils über eine Ansaugleitung 27, (welche sich durch ein von einem der Schrauben 17 verwendetes Bohrloch hindurch erstreckt), mit der Kurbelkammer 22 verbunden. Die Ansaugleitung 27 ist mit der Ansaugröhre 44 des externen Kältemittelkreislaufs 41 durch einen Einlass 33 hindurch verbunden, der sich durch den unteren Abschnitt des hinteren Zylinderblocks 12 hindurch erstreckt. Die Kurbelkammer 22, die Ansaugkammer 26, die Ansaugleitung 27 und der Einlass 33 bilden einen Ansaugdruckbereich, welcher durch den Druck (Ansaugdruck) des von dem externen Kältemittelkreislauf 41 hineingezogenen Kältemittelgas beeinflusst wird.
Ein Ansauganschluss 28 und ein Auslassanschluss 29 erstrecken sich jeweils durch die Ventilplatte 15, 16 in Übereinstimmung mit jeder Zylinderbohrung 11a, 12a. Jeder Ansauganschluss 28 ist mit einer Ansaugklappe 30 versehen und jeder Auslassanschluss 29 ist mit einer Auslassklappe 31 an den Ventilplatten 15, 16 versehen. Jede Ansaugklappe 30 ermöglicht es dem Kältemittelgas von der entsprechenden Ansaugkammer 26 in die zugehörige Druckkammer 21 hineingezogen zu werden, wenn sich der Kolben 20 von seiner oberen Totpunktposition zu seiner unteren Totpunktposition bewegt (d. h. während dem Ansaugtakt). Jede Auslassklappe 31 ermöglicht es dem Kältemittelgas aus der Kompressionskammer 21 und in die Ansaugkammer 26 ausgelassen zu werden, wenn sich der Kolben 20 von der unteren Totpunktposition zu der oberen Totpunktposition (d. h. während dem Auslasstakt) bewegt und das Kältemittelgas auf einen vorbestimmten Auslassdruck komprimiert. In diesem Ausführungsbeispiel bezieht sich druckbeaufschlagtes Fluid auf das in die Auslasskammer 25 ausgelassene Hochdruckkältemittelgas.
Wie dies in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, ist ein Schalldämpfergehäuse 37 an dem oberen Abschnitt des hinteren Zylinderblocks 12 ausgebildet. Das Schalldämpfergehäuse 37 beherbergt einen Schalldämpfer 34. Der Schalldämpfer 34 ist mit den vorderen und hinteren Auslasskammern 25 durch eine Auslassleitung 35 hindurch verbunden, die sich durch die Gehäuseelemente 11 bis 16 hindurch erstreckt. Dementsprechend wird das von den Zylinderbohrungen 11a, 12a in die Auslasskammern 25 hinein ausgelassene Hochdruckkältemittelgas zu der Auslassröhre 42 mittels des Schalldämpfers 34 geschickt. Die Auslasskammer 25, der Schalldämpfer 34 und die Auslassleitung 35 bilden einen Auslassdruckbereich aus, welcher durch den Druck (Auslassdruck) des in den externen Kältemittelkreislauf 41 heraus geschickten Kältemittelgases beeinflusst ist.
Wie dies in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, ist ein Adapter 50 zur Resonanzunterdrückung in der Nähe eines Auslasses 36 des Schalldämpfers 34 angeordnet. Der Adapter 50 funktioniert als ein Resonanzunterdrückungsgerät, ein Impulsfrequenzumwandlungsgerät und ein Impulsabsorptionsgerät. Der Adapter 50 hat einen Ventilsitz 51, ein Schwimmerventil 52, das als ein Ventilkörper dient und ein Vorspannelement 53, das als Bewegungseinschränkungseinrichtung dient.
Das Schalldämpfergehäuse 37 hat eine obere Wand, die einen mit dem Auslass 36 verbundenen zylinderförmigen Hohlraum hat. Der Ventilsitz 51 ist in dem Schalldämpfer 34 an dem unteren Abschnitt des Hohlraums angeordnet. Der Ventilsitz 51 hat einen röhrenförmigen Abschnitt 51a, welcher mit der zylindrischen Wand des Hohlraums in Kontakt ist. Der röhrenförmige Abschnitt 51a ist in den Hohlraum eingepasst, um den Ventilsitz 51 an das Schalldämpfergehäuse 37 zu befestigen und eine Beherbergungskammer 38 in dem Hohlraum zu definieren. Eine Austauschbohrung 51b, deren Durchmesser ungefähr derselbe wie der des Auslasses 36 ist, erstreckt sich durch die Mitte des Ventilsitzes 51 hindurch. Dementsprechend ist die Beherbergungskammer 38 mit dem Schalldämpfer 34 und der Auslassleitung 35 durch die Austauschbohrung 51b hindurch und durch den Auslass 36 hindurch mit der Auslassröhre 42 verbunden.
Ein Schwimmerventil 52 und ein Ventilvorspannelement 53 sind in der Beherbergungskammer 38 beherbergt. Wie dies in Fig. 2 und 7 dargestellt ist, ist das Schwimmerventil 52 im Wesentlichen scheibenförmig und hat einen Ventilkörper 52a. Der Durchmesser des Ventilkörpers 52a ist kleiner als der innere Durchmesser des röhrenförmigen Abschnitts 51a des Ventilsitzes 51 und ist größer als der Durchmesser der Austauschbohrung 51b. Bogenförmige Vorsprünge 52b, in diesem Ausführungsbeispiel sind es vier Stück, sind an der oberen Fläche des Ventilkörpers 52a ausgebildet. Die Vorsprünge 52b bilden einen ringförmigen Ring. Ein Raum 52c besteht zwischen jedem Paar angrenzender Vorsprünge 52b. Die Vorsprünge 52b sind wahlweise mit der den Eintritt des Auslasses 36 umgebenden Wand in Kontakt. Das Schwimmerventil 52 bewegt sich axial in der Beherbergungskammer 38.
Wenn sich das Schwimmerventil 52 in der Beherbergungskammer 38 an seiner untersten Stellung befindet, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, das heißt, wenn das Schwimmerventil 52 mit dem Ventilsitz 51 in Kontakt ist, schließt das Schwimmerventil 52 die Austauschbohrung 51b des Ventilsitzes 51 und trennt den Innenraum des Kompressors von der Auslassröhre 42. Wenn sich das Schwimmerventil 52 an seiner höchsten Stellung befindet, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, das heißt, wenn das Schwimmerventil 52 mit der Fassung des Auslasses 36 in Verbindung ist, öffnet das Schwimmerventil 52 die Austauschbohrung 51b und verbindet den Auslass 36 mit der Beherbergungskammer 38 durch den Raum 52c. Entsprechend wird der Innenraum des Kompressors mit der Auslassröhre 42 verbunden. Der Adapter 50, der das Schwimmerventil 52 hat, ist vollständig geöffnet, wenn die Vorsprünge 52b mit der Fassung des Auslasses 36 in Kontakt sind.
Obwohl sich das Schwimmerventil 52 zwischen der untersten Stellung und der obersten Stellung bewegt, kann das Schwimmerventil 52 an zwischen der untersten und höchsten Stellung zwischenliegenden Stellungen gehalten werden. Das heißt, das Schwimmerventil schwimmt in der Beherbergungskammer 38. Ebenso wird das Schwimmerventil 52 unter bestimmten Bedingungen konstant an einer Zwischenstellung gehalten oder schwimmt darin. Wenn das Schwimmerventil 52 an einer Zwischenstellung bleibt, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, wird die Stellung des Schwimmerventils 42 als eine Schwimmstellung bezeichnet.
Wie dies in Fig. 2 bis 4 dargestellt ist, befindet sich ein Ventilvorspannelement 35 zwischen der oberen Wand der Beherbergungskammer 38 und dem Schwimmerventil 52. Das Ventilvorspannelement 53 ist aus einem flexiblen Material gefertigt und spannt das Schwimmerventil 52 abwärts, das heißt, in eine Richtung entgegengesetzt zu der Strömungsrichtung des druckbeaufschlagten Fluids. Das Ventilvorspannelement 53 ist bevorzugterweise eine Feder und noch bevorzugterweise eine Spiralfeder. Die Federkonstante der Feder 53 ist angepasst, um dem Adapter 50 ein optimales Umwandeln der Impulsfrequenz zu erlauben und um die Impulsamplitude zu unterdrücken.
Die Impulsfrequenz bezieht sich auf die Anzahl der Änderungen oder Impulse des Auslassdrucks Pd in dem Auslassdruckbereich während einer Drehung der Antriebswelle 19 und der Taumelscheibe 23. Da der in Fig. 1 dargestellte Taumelscheibenkompressor mit doppelköpfigen Kolben zehn Zylinder hat, würde die Impulsfrequenz des Kompressors den Wert 10 haben, wenn sich der Adapter 50 nicht zwischen der Auslassleitung 35 und der Auslassröhre 42 befinden würde. Die Rohrleitung oder der externe Kältemittelkreislauf 41 hat eine natürliche Resonanzfrequenz. Wenn die natürliche Resonanzfrequenz der Rohrleitung mit der Impulsfrequenz des Kompressors (Auslassimpulsfrequenz) übereinstimmt, tritt in der Rohrleitung Resonanz ein, während der Kompressor betrieben wird, welches Lärm und übermäßige Vibration erzeugt.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Federkonstante der den Adapter 50 bildenden Feder 53 angepasst, dass die Impulsfrequenz des Kompressors von der Eigenresonanzfrequenz der Rohrleitung unterschiedlich gemacht wird. Der Adapter 50 verringert auch die Druckamplitude des Auslassimpulses. Die typische Verwendung des dargestellten Ausführungsbeispiels wird nun beschrieben.
Erstes Beispiel: Wenn die Eigenresonanzfrequenz der Rohrleitung im Wesentlichen gleich mit der Impulsfrequenz des Kompressors ist.
Die Impulsfrequenz eines zehnzylindrigen Kompressors beträgt zehn. Wenn die Eigenresonanzfrequenz der Rohrleitung im Wesentlichen mit der Impulsfrequenz von zehn übereinstimmt, ist eine Maßnahme zur Resonanzunterdrückung der Rohrleitung, die Impulsfrequenz unter Verwendung des Adapters 50 auf eine Anzahl zu ändern, die sich im Wesentlichen von zehn unterscheidet. Ins Besonderen umfasst die Maßnahme das Auswählen einer relativ großen Fehlerkonstante k für die Feder und Einstellen einer minimalen Federkraft auf zum Beispiel 3 N (0,3 kgf). Die minimale Federkraft bezieht sich auf die durch die Feder 53 auf das Schwimmerventil 52 aufgebrachte Kraft, wenn sich das Schwimmerventil 52 an der niedrigsten Stellung befindet (siehe Fig. 3).
Die Graphen aus Fig. 5A bis 5D stellen die Ergebnisse eines Versuchs dar, in dem die Federkraft wie vorstehend beschrieben eingestellt wurde. Die Horizontalachse gibt die Zeit wieder und zeigt einen Durchlauf, während sich dem die Antriebswelle 19 um eine Umdrehung dreht. In dem Versuch beträgt das Verhältnis zwischen dem Auslassdruck Pd und dem Ansaugdruck PS (Pd/Ps) 15/2 und die Drehzahl der Antriebswelle 19 beträgt 700 rpm.
Der Graph aus Fig. 5A zeigt Änderungen der Axialstellung des Schwimmerventils 52 in der Beherbergungskammer 38. Während einem Kompressordurchlauf bewegt sich das Schwimmerventil 52 zwanzigmal auf und ab oder hin und her. Der Bereich der Axialbewegung ist relativ groß. Das heißt, das Schwimmerventil 52 erreicht die Umgebung der niedrigsten und höchsten Stellungen.
Der Graph aus Fig. 5B zeigt den Unterschied zwischen dem Druck stromaufwärts des Adapters 50 (in dem Schalldämpfer 34) und dem Druck stromabwärts des Adapters 50 (in der Auslassröhre 42). Dieser Druckunterschied wird im Nachstehenden als ein Adapterdruckunterschied bezeichnet. Während einem Kompressordurchlauf wechselt der Druckunterschied annähernd zwanzigmal und die Amplitude beträgt 0,3 bis 0,4 kPa (Kilo Pascal).
Der Graph aus Fig. 5C zeigt die Druckänderung in dem Schalldämpfer 34. Während einem Kompressordurchlauf ändert sich der Druck in dem Schalldämpfer 34 annähernd zwanzigmal. Der Druck in dem Schalldämpfer 34 schwankt zwischen +15000 Pa (Pascal) und -15000 Pa.
Der Graph aus Fig. 5D zeigt Druckänderung in der Auslassröhre 42. Während einem Kompressordurchlauf ändert sich der Druck in der Auslassröhre 42 annähernd zwanzigmal. Der Druck in der Auslassröhre 42 schwankt zwischen +23000 Pa und -23000 Pa.
Wie dies in den Graphen aus Fig. 5A bis 5D offensichtlich ist, wird die Impulsfrequenz des Kompressorhubraums, die ursprünglich zehn war, auf zwanzig geändert. Insbesondere wird die Impulsfrequenz durch Anordnen des Adapters 50 in dem Pfad des druckbeaufschlagten Fluids und durch Erhöhung der Federkonstante k der Feder 53 verdoppelt, wodurch die minimale Federkraft auf einen relativ hohen Wert, zum Beispiel 3 N (0,3 kgf) angehoben wird.
Der Grund, warum der Adapter 50 die Eigenimpulsfrequenz des Kompressors verdoppelt, ist folgendermaßen. Da die Federkonstante k der Feder 53 als relativ hoch gewählt wurde, .wird das Schwimmerventil 52 gezwungen, sich pro Auslass von einer Zylinderbohrung (siehe Fig. 5A) zwischen der niedrigsten Stellung und der höchsten Stellung zu bewegen. Wegen den strukturellen Eigenschaften des Adapters 50 ändert sich der Querschnittsbereich des Fluidpfads in dem Adapter 50 von dem Minimum zu dem Maximum, wenn sich das Schwimmerventil 52 von der niedrigsten Stellung zu der höchsten Stellung bewegt und ändert sich von dem Maximum zu dem Minimum, wenn sich das Schwimmerventil 52 von der höchsten Stellung zu der niedrigsten Stellung bewegt. Dies lässt den Druckunterschied zwischen der stromaufwärts und stromabwärts liegenden Seiten des Schwimmerventils 52 schwanken. Insbesondere wenn der Querschnittsbereich des Fluidpfads minimal ist, ist der Druckunterschied groß und wenn der Querschnittsbereich des Fluidpfads maximal ist, ist der Druckunterschied klein. Schwankungen oder Zyklen der Druckänderung treten zweimal pro Auslass auf, da jeder Auslass das Schwimmerventil 52 auf die vollständig geöffnete Stellung schiebt und dann das Ventil zurückkommt. Dem entsprechend wird die Impulsfrequenz des Kompressors verdoppelt.
Wie die Impulsfrequenz verdoppelt wird, wird nun ausführlich mit Bezug auf die Bewegung des Schwimmerventils 52 beschrieben. In dem Zustand aus Fig. 3 schließt das Schwimmerventil 52 die Austauschbohrung 51b des Ventilsitzes 51 mittels der Kraft der Feder 53. Zu diesem Zeitpunkt ist der Querschnittsbereich des Fluidpfads in dem Adapter 50 null. Wäre der Kontakt zwischen dem Schwimmerventil 52 und dem Ventilsitz 51 unvollständig, würde der Querschnittsbereich des Fluidpfads minimal sein. Wenn eine Zylinderbohrung einmal Fluid auslässt, wird der Druck in dem Schalldämpfer 34 weiter angehoben und der Druckunterschied zwischen der stromaufwärts und stromabwärts liegenden Seite des Schwimmerventils 52 wird vergrößert. Das lässt das Schwimmerventil 52 in Richtung der höchsten Stellung gegen die Kraft der Feder 53 bewegen. Wenn das Schwimmerventil 52 die niedrigste Stellung verlässt, tritt druckbeaufschlagtes Kältemittelgas von dem Schalldämpfer 34 in die Beherbergungskammer 38 ein, was den Adapterdruckunterschied ansteigen lässt. Wenn das Schwimmerventil 52 die höchste Stellung erreicht, öffnet das Schwimmerventil den Auslass 36 vollständig, welches den Adapterdruckunterschied minimiert.
Während das Schwimmerventil 52 sich in Richtung der höchsten Stellung bewegt, zieht sich die Feder 53 zusammen. Die Kraft der Feder 53 wird schrittweise in Übereinstimmung mit dem Zusammenziehbetrag der Feder 53 erhöht (die Axialbewegung des Schwimmerventils 52). Die Kraft der Feder 53 wirkt, um das Schwimmerventil 52 abwärts zu bewegen. Wenn daher die Bewegung des Schwimmerventils 52 in Richtung der höchsten Stellung einen Grenzwert erreicht, bewegt die Kraft der Feder 53 das Schwimmerventil 52 in der entgegengesetzten Richtung, in Richtung der niedrigsten Stellung. Zu diesem Zeitpunkt, ändert sich der Adapterdruckunterschied auf folgende Weise. Wenn das Schwimmerventil 52 die höchste Stellung verlässt (vollständig geöffnete Stellung) und die Umgebung der niedrigsten Stellung (vollständig geschlossene Stellung) erreicht, schließt das Schwimmerventil 52 vollständig oder nahezu vollständig die Austauschbohrung 51b des Ventilsitzes 51, wodurch der Adapterdruckunterschied erhöht wird. Wenn das Schwimmerventil 52 die niedrigste Stellung oder die Umgebung der niedrigsten Stellung erreicht, befindet sich das Schwimmerventil 52 in dem Zustand aus Fig. 3. Wenn sich das Schwimmerventil in Richtung der niedrigsten Stellung bewegt, erstreckt sich die Feder 53, wodurch die Kraft der Feder 53 schrittweise verringert wird. Somit wird der Druckunterschied zwischen der stromaufwärts und stromabwärts liegenden Seite des Schwimmerventils 52 angehoben, welches das Schwimmerventil 52 wieder in Richtung der höchsten Stellung bewegen lässt, wie dies vorstehend beschrieben wurde.
Auf diese Weise verschiebt sich das Schwimmerventil 52 während einem Auslassvorgang von einer Zylinderbohrung zweimal. Somit hat der Druck in der Auslassröhre 42 zwei Spitzenwerte, was eine Doppelung der Impulsfrequenz des Kompressors widerspiegelt.
Zweites Beispiel: Wenn die Eigenresonanzfrequenz nicht mit der Impulsfrequenz des Kompressors übereinstimmt.
Wenn die Eigenresonanzfrequenz der Rohrleitung nicht mit der Impulsfrequenz (zehn) des zehnzylindrigen Kompressors übereinstimmt, gibt es drei Wahlmöglichkeiten den Kompressor in Bezug auf die Impulsfrequenz zu gestalten.
Wahlmöglichkeit 1: Bringe den Adapters 50 nicht an.
Wahlmöglichkeit 2: Verwende den Adapter 50, um die Impulsfrequenz zu verdoppeln.
Wahlmöglichkeit 3: Verwende den Adapter 50 aber verringere die Federkraft der Feder 53 stark.
Da die Eigenresonanzfrequenz nicht mit der Impulsfrequenz des Kompressors übereinstimmt, scheint Wahlmöglichkeit 1 eine gute Wahlmöglichkeit zu sein. Wahlmöglichkeit 2 ist ebenso eine vernünftige Wahlmöglichkeit, wenn die verdoppelte Impulsfrequenz immer noch nicht mit der Eigenresonanzfrequenz der Rohrleitung übereinstimmt oder sich weiter davon entfernt. In den Ausgestaltungen der Wahlmöglichkeiten 1 und 2 jedoch kann die Amplitude des Auslassimpulses des Kompressors 40, das heißt, die Amplitude der zyklischen Änderung des Auslassdrucks Pd nicht deutlich verringert werden. Mit anderen Worten können die Ausgestaltungen der Wahlmöglichkeiten 1 und 2 die absolute Größe des Impulses nicht verringern.
Es wurde jedoch durch Experimente bestätigt, dass die Wahlmöglichkeit 3 die Amplitude des Auslassimpulses des Kompressors 40 verringern kann. Ein tatsächliches Beispiel gemäß Wahlmöglichkeit 3 wird nun beschrieben.
In diesem zweiten Beispiel wird eine Feder mit einer kleinen Federkonstante k' als das Ventilvorspannelement 53 verwendet. Insbesondere wird die Federkonstante k' auf ungefähr ein Drittel der Federkonstante k des ersten Beispiels (k' = k/3) eingestellt, beispielsweise wird die minimale Federkraft der Feder 53 auf 1 N (0,1 kgf) eingestellt.
Die Graphen aus Fig. 6A bis 6D zeigen jeweils die Ergebnisse des Versuchs gemäß dem zweiten Beispiel. Die Horizontalachse eines jeden Graphs ist eine Zeitachse, welche die Zeitspanne wiedergibt, in der die Antriebswelle 19 eine Umdrehung macht, das heißt, einen Kompressordurchgang macht. In diesem Versuch beträgt das Verhältnis des Auslassdrucks Pd zu dem Saugdruck PS (Pd/Ps) 15/2 und die Drehzahl der Antriebswelle 19 beträgt 700 rpm.
Der Graph aus Fig. 6A zeigt die Änderung der Axialstellung des Schwimmerventils 52 in der Beherbergungskammer 38. Das Schwimmerventil 52 erreicht weder die untere Grenzstellung noch die obere Grenzstellung und bleibt im Wesentlichen in zwischen liegenden Stellungen (Schwimmstellungen) zwischen der oberen und unteren Stellung. Das Schwimmerventil 52 bewegt sich ungefähr zehnmal auf und ab oder hin und her, während es schwimmt. Dem entsprechend schwimmt in dem zweiten Beispiel das Schwimmerventil 52 konstant, während es innerhalb eines kleinen Bereichs auf und ab vibriert.
Der Graph aus Fig. 6B zeigt den Druckunterschied zwischen der stromaufwärts und der stromabwärts liegenden Seite des Adapters 50. Es ist dort ein geringer Wechsel des Druckunterschieds in einem Durchgang vorhanden. Der Druckunterschied bleibt auf dem Niveau von ungefähr 2,05 kPa.
Der Graph aus Fig. 6C zeigt die innere Druckänderung in dem Schalldämpfer 34. Obwohl es dort zehn bis zwanzig Schalldämpferdruckdurchgänge in einem Kompressordurchgang gibt, sind die Spitzen nicht deutlich genug, um ihre Gesamtanzahl genau zu zählen. Der innere Druck des Schalldämpfers 34 ändert sich innerhalb eines Bereichs von ungefähr +8000 Pa bis -8000 Pa.
Der Graph aus Fig. 6D zeigt die innere Druckänderung der Auslassröhre 42. Während es dort zehn bis zwanzig Schalldämpferdruckdurchgänge in einem Kompressordurchgang gibt, sind die Spitzen nicht deutlich genug, um ihre Gesamtanzahl genau zu zählen. Der innere Druck der Auslassröhre 42 ändert sich innerhalb eines Bereichs von ungefähr +10000 Pa bis -10000 Pa.
Wie dies von der vorstehenden Beschreibung verstanden wird, ist die Auslassimpulsfrequenz des Kompressors durch Vorsehen des Adapters 50 in dem druckbeaufschlagten Fluiddurchtritt und durch Verringerung der Federkonstante der Feder 53 auf k' und durch Einstellen der minimalen Federlast auf einen relativ kleinen Wert, zum Beispiel 1 N (0,1 kgf) in dem Bereich von zehn bis zwanzig verstreut. Überdies ist die Auslassimpulsamplitude stark vermindert. Dies wird durch Vergleichen von Fig. 5C, 5D mit Fig. 6C, 6D deutlich gezeigt.
Wie dies mit Bezug auf Fig. 6A gemäß der Federkrafteinstellung des zweiten Beispiels beschrieben ist, schwimmt das Schwimmerventil 52 im Wesentlichen (siehe Fig. 2) während es sich innerhalb eines kleinen Bereichs auf und ab bewegt, solange der Kompressor auf herkömmliche Weise betrieben wird. Dies unterdrückt intermittierenden und pulsierenden Auslass (oder Auslassstoß auf die Rohrleitung) von jeder Zylinderbohrung, während der Widerstand gegen Kältemittelgasstrom in dem Adapter 50 minimiert wird. Wenn eine auf einfache Weise befestigte Drosselleitung anstelle des Adapters 50 vorgesehen ist, in dem das Schwimmerventil 52 elastisch gehalten ist, wird die Drosselleitung nicht die durch das Schwimmerventil 52 durchgeführte Polsterwirkung haben.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel hat die nachstehenden Vorteile.
Durch Erhöhen der Federkonstante k des Ventilvorspannelements 53 des Resonanzunterdrückungsadapters 50 und durch Erhöhen der Kraft des Ventilvorspannelements 53 (die Drosselkraft des Schwimmerventils 52), wird die Auslassimpulsfrequenz von dem Kompressor (zehn) auf eine andere Frequenz (zwanzig) multipliziert. Dementsprechend ist es möglich, die Impulsfrequenz des druckbeaufschlagten Fluids absichtlich zu ändern, um ein Übereinstimmen mit der Eigenresonanzfrequenz der Rohrleitung zu vermeiden und somit Resonanz in der Rohrleitung zu verhindern.
Die Impulsfrequenz des Kompressors kann durch Verringerung der Federkonstante des Ventilvorspannelements 53 des Adapters 50 und seiner Federkraft (oder Drosselkraft) von der ursprünglichen Impulsfrequenz (zehn) auf eine unterschiedliche Impulsfrequenz umgewandelt werden. Überdies wird die Amplitude des Impulses von dem Kompressor stark verringert. Dementsprechend verringert dies Resonanz und Lärm.
Rohrleitungsresonanz wird durch Vorsehen des Adapters 50 in der Auslassrohrleitung der Fahrzeugklimaanlage verhindert oder begrenzt. Es besteht keine Notwendigkeit umständliche Maßnahmen an der Rohrleitung und dem Kompressor vorzunehmen, wodurch die Herstellungskosten verringert werden.
Die Kraft des Ventilvorspannelements 53 kann durch Anheben der Ladung des Ventilvorspannelements 53 relativ hoch eingestellt werden. In diesem Fall ermöglicht es der Adapter 50 dem druckbeaufschlagten Kältemittel aus dem Schalldämpfer 34 zu dem externen Kältemittelkreislauf 41 ausgelassen zu werden und dient auch als ein Rückschlagventil zum Verhindern von Rückfluss von flüssigem Kältemittel von dem externen Kältemittelkreislauf 41 zu dem Schalldämpfer 34.
Die vorliegende Erfindung kann wie folgt ausgeführt werden.
Der Adapter 50 kann sich in einem Verbindungselement und einem Wartungsflansch zur Verbindung des Kompressors 40 und des externen Kältemittelkreislaufs 41 oder in der Auslassröhre 42 befinden.
Das elastische Ventilvorspannelement muss nicht die Feder 53 (insbesondere keine Spiralfeder) sein. Es kann durch ein Gummielement ersetzt werden, solang es dieselbe Funktion wie eine Feder hat.
Wie dies in Fig. 8 gezeigt ist, kann ein Adapter 50 mit einer Blattfeder 55 in einer Beherbergungskammer 38 vorgesehen sein, welche eine Austauschbohrung 51b (entsprechend der Austauschbohrung 51b des Ventilsitzes 51 aus Fig. 2) und einen Auslass 36 hat. Das proximale Ende der Blattfeder 55 ist an der Wand der Beherbergungskammer 38 befestigt, wodurch der Blattfeder 55 erlaubt wird, sich elastisch zu bewegen. Die Blattfeder 55 schließt normalerweise die Austauschbohrung 51b und öffnet die Austauschbohrung 51b, wenn der Innendruck des Schalldämpfers 34 auf ein gewisses Niveau ansteigt. Das heißt, die Blattfeder 55 hat dieselbe Funktion wie das Schwimmerventil 52 aus Fig. 2. Die Blattfeder 55 ist sowohl ein Ventilkörper als auch ein elastisches Ventilvorspannelement. Dieser Aufbau hat dieselben Vorteile wie der Adapter 50 aus Fig. 2.
Das Ventilvorspannelement 53 kann in dem Adapter 50 aus Fig. 2 weggelassen werden und der Adapter 50 kann so sein, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist. In diesem Fall wird das Schwimmerventil 52 durch sein eigenes Gewicht in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Strom des Kältemittelgases vorgespannt. Daher muss die Achse des Adapters 55 senkrecht zu dem Boden stehen. Die das Schwimmerventil 52 nach unten vorspannende Kraft wird durch das Gewicht des Schwimmerventils 52 bestimmt. Dieser Aufbau hat dieselben Vorteile wie der Adapter 50 aus Fig. 2.
Es kann auch ein wie in Fig. 10 gezeigter Adapter 50 verwendet werden. Das Prinzip aus Fig. 10 ist dasselbe wie das aus Fig. 9. Es wird jedoch eine Kugel 56 als ein Ventilkörper verwendet, die Beherbergungskammer 38 ist schalenförmig und der Ventilsitz 51 hat eine solche Größe, dass er auf die Kugel passt. Dieser Aufbau hat dieselben Vorteile wie der Adapter 50 aus Fig. 2.
Die Adapter aus Fig. 11A bis 11C verwenden magnetische Kraft um das Schwimmerventil 52 in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Strom des Kältemittelgases vorzuspannen und um die Bewegung des Schwimmerventils 52 zu begrenzen. In diesen Fällen ist das Schwimmerventil 52 aus magnetischem Material mit dem N-Pol und dem S-Pol gefertigt. Wahlweise kann das Schwimmerventil 52 einen darin eingebetteten Magneten haben.
In Fig. 11A befindet sich ein ringförmiger Magnet 57 an der stromabwärts liegenden Seite der Beherbergungskammer 38 (an der Seite des Auslasses 36). Der Magnet 57 und die gegenüber liegende Fläche des Schwimmerventils 52 haben die gleiche Polarität (N in der Figur). Dementsprechend besteht eine abstoßende Kraft zwischen dem Magnet 57 und dem Schwimmerventil 52 und diese spannt das Schwimmerventil 52 in Richtung der stromaufwärts liegenden Seite (der Seite der Austauschbohrung 51b) der Beherbergungskammer 38 vor.
In Fig. 11B ist ein ringförmiger Magnet 58 an der Eingangsseite der Beherbergungskammer 38 (an der Seite der Austauschbohrung 51b) vorgesehen. Der Magnet 58 und die gegenüberliegende Fläche des Schwimmerventils 52 haben unterschiedliche Magnetismen. Dem entsprechend wird eine Anziehungskraft zwischen dem Magnet 58 und dem Schwimmerventil 52 erzeugt und dies spannt das Schwimmerventil 52 in Richtung der Eintrittsseite der Beherbergungskammer 38 vor.
In Fig. 11C sind die Magneten 57, 58 an der stromabwärts und der stromaufwärts liegenden Seite der Beherbergungskammer 38 vorgesehen. In diesem Aufbau spannen sowohl eine abstoßende Kraft als auch eine anziehende Kraft zwischen den Magneten 57, 58 und dem Schwimmerventil 52 das Schwimmerventil 52 in Richtung der Austauschbohrung 51b vor.
Jeder Aufbau aus Fig. 11A bis 11C hat dieselbe Funktion und dieselben Vorteile wie der Adapter 50 aus Fig. 2. Ein Vorspannelement, wie zum Beispiel eine Feder, wird in der Beherbergungskammer 38 nicht benötigt und dieses vereinfacht den Aufbau und erleichtert eine Bestimmung des Strömungswiderstands des durch den Adapter hindurch strömenden Kältemittelgases.
Die vorliegende Erfindung kann in anderen Arten von Kompressoren, wie zum Beispiel einem Taumelscheibenkompressor mit einköpfigen Kolben oder Spiralkompressoren verwendet werden. Ebenso kann die vorliegende Erfindung in anderen Systemen als Fahrzeugklimaanlagen, wie zum Beispiel einem Fluidmanagementsystem verwendet werden, für das es notwendig ist, druckbeaufschlagtes Fluid zu transportieren.
Daher sollen die vorliegenden Beispiele und Ausführungsbeispiele als veranschaulichende und nicht als einschränkende Beispiele betrachtet werden und die Erfindung ist nicht auf die darin angegebenen Details begrenzt, sondern kann innerhalb des Rahmens und der Entsprechung der anhängenden Ansprüche abgeändert werden.
Ein Kompressor hat eine Auslasskammer (25) in die druckbeaufschlagtes Kältemittelgas intermittierend ausgelassen wird. Das druckbeaufschlagte Kältemittelgas in der Auslasskammer (25) wird zu einem externen Kältemittelkreislauf (41) geschickt. Eine Kammer (38) zum Beherbergen eines Resonanzunterdrückungsadapters (50) befindet sich zwischen einem Auslassschalldämpfer (34) und einem externen Kältemittelkreislauf (41). Der Adapter (50) hat ein Schwimmerventil (52) und eine Feder (53). Das Schwimmerventil (52) kann sich zwischen einer die Beherbergungskammer (38) mit dem Schalldämpfer (34) verbindenden Stellung und einer die Beherbergungskammer (38) von dem Schalldämpfer (34) trennenden Stellung bewegen. Die Feder (53) spannt das Schwimmerventil (52) auf seine geschlossene Stellung vor. Die Kraft der Feder (53) ist so bestimmt, dass die Auslassimpulsfrequenz des Kältemittelgases nicht mit der Eigenresonanzfrequenz des externen Kältemittelkreislaufs (41) übereinstimmt, oder zumindest so, dass die Amplitude von Druckänderungen des Kältemittelgases verringert wird.

Claims

1. Verfahren zum Verringern einer Rohrresonanz eines druckbeaufschlagtes Fluid führenden Rohrs (41), wenn das druckbeaufschlagte Fluid von einem intermittierend druckbeaufschlagten Bereich (25) entlang einem das Rohr (41) umfassenden Fluiddurchtritt strömt, wobei das Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:

Vorsehen eines beweglichen Ventilkörpers (52; 55; 56) in dem Fluiddurchtritt, wobei der Ventilkörper (52; 55; 56) durch die Strömung des druckbeaufschlagten Fluids bewegt werden kann;

Einschränken der Bewegung des Ventilkörpers (52; 55; 56) mit einer vorbestimmten Einschränkungskraft; und

Bestimmen der Einschränkungskraft so, dass die Druckänderungsfrequenz des druckbeaufschlagten, in dem Rohr (41) strömenden Fluids geändert wird, um sich deutlich von der Eigenfrequenz des Rohrs (41) zu unterscheiden, oder so, dass die Druckänderungsamplitude des druckbeaufschlagten, in dem Rohr (41) strömenden Fluids verringert wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einschränkungskraft die Kraft eines elastischen, eine Kraft auf den Ventilkörper (52; 55) aufbringenden Elements (53; 55) zu Grunde liegt.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einschränkungskraft Magnetismus zu Grunde liegt.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschränkungskraft durch das Gewicht des Ventilkörpers (52; 56) erzeugt wird.

5. Gerät zum Verringern von Rohrresonanz eines druckbeaufschlagtes Fluid führenden Rohrs (41), wenn das druckbeaufschlagte Fluid so geführt wird, dass es von einem intermittierend druckbeaufschlagten Bereich (25) entlang einem das Rohr (41) umfassenden Fluiddurchtritt strömt, wobei das Gerät durch Folgendes gekennzeichnet ist:

einen beweglichen Ventilkörper (42; 55; 56), der sich in dem Fluiddurchtritt befindet, wobei der Ventilkörper (52; 55; 56) durch die Strömung des druckbeaufschlagten Fluids bewegt werden kann; und

eine Einschränkungseinrichtung (53; 55; 57; 58), die eine vorbestimmte Kraft auf den Ventilkörper (52; 55; 56) aufbringt, wobei die vorbestimmte Kraft so bestimmt ist, dass die Druckänderungsfrequenz des druckbeaufschlagten, in dem Rohr (41) strömenden Fluids so geändert wird, um sich wesentlich von der Eigenfrequenz des Rohrs (41) zu unterscheiden, oder so, dass die Druckänderungsamplitude des druckbeaufschlagten, in dem Rohr (41) strömenden Fluids verringert wird.

6. Gerät gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschränkungseinrichtung eine Vorspanneinrichtung (53; 55; 57; 58) umfasst, die den Ventilkörper (52; 55; 56) gegen die Strömung des druckbeaufschlagten Fluids vorspannt.

7. Gerät gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung ein elastisches Element (53; 55) umfasst.

8. Gerät gemäß Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung einen sich an dem Ventilkörper (52) befindenden ersten magnetischen Körper (52) und einen entgegengesetzt zu dem ersten Magnetkörper (52) angeordneten zweiten Magnetkörper (57; 58) umfasst.

9. Gerät gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Kammer (38) zum Beherbergen des Ventilkörpers (52; 55; 56) zwischen dem intermittierend druckbeaufschlagten Bereich (25) und dem Rohr (41) befindet, wobei sich der Ventilkörper (52; 55; 56) zwischen einer ersten Stellung, an der die Beherbergungskammer (38) mit dem intermittierend druckbeaufschlagten Bereich (25) verbunden ist und einer zweiten Stellung, an der die Beherbergungskammer (38) von dem druckbeaufschlagten Bereich (25) getrennt ist, bewegen kann, wobei die Vorspanneinrichtung (53; 55; 57; 58) den Ventilkörper (52; 55; 56) in Richtung der zweiten Stellung drückt und das druckbeaufschlagte Fluid in dem druckbeaufschlagten Bereich (25) den Ventilkörper (52; 55; 56) in Richtung der ersten Stellung drückt.

10. Gerät gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft der Vorspanneinrichtung (53; 55; 57; 58) so bestimmt ist, dass der Ventilkörper (52; 55; 56) für jede Druckbeaufschlagung des Fluids zu dem intermittierend druckbeaufschlagten Bereich (25) zweimal hin und her bewegt wird.

11. Gerät gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft der Vorspanneinrichtung (53; 55; 57; 58) so bestimmt ist, dass der Ventilkörper (52; 55; 56) zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung dazwischenliegende Stellungen besetzt und innerhalb eines relativ kleinen Bereichs durch die Strömung von druckbeaufschlagtem Fluid und die Vorspanneinrichtung (53; 55; 57; 58) hin und her bewegt wird.

12. Gerät gemäß einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät in einem Kompressor vorgesehen ist, der den druckbeaufschlagten Bereich (25) hat, wobei der Kompressor druckbeaufschlagtes Fluid des druckbeaufschlagten Bereichs (25) zu dem mit dem Kompressor verbundenen Rohr (41) auslässt.