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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Ablassventilbaugruppe eines
Kolbenverdichters, und insbesondere eine Ablassventilbaugruppe eines
Kolbenverdichters, die imstande ist, eine Ablasseffizienz von Gas
zu verbessern, das in einem Zylinder verdichtet und abgelassen wird,
sowie eine Geräuscherzeugung
zu minimieren.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Im
Allgemeinen ist ein Kolbenverdichter eine Vorrichtung zum Saugen
und Verdichten von Kühlgas,
während
sich ein Kolben linear in einem Zylinder hin- und herbewegt. Ein
Kolbenverdichter ist im groben entsprechend zweier Verfahren aufgeteilt,
die einem Antriebsmechanismus entsprechen. Eines ist das Verfahren
des Umwandelns einer Drehbewegung in eine lineare Hin- und Herbewegung
und Übertragens
der linearen Hin- und Herbewegung auf einen Kolben. Das andere ist
das Verfahren des direkten Übertragens
einer linearen Hin- und Herbewegung eines Motors auf einen Kolben.
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1 ist
eine Ansicht, die ein Beispiel eines Kolbenverdichters zeigt. Wie
darin gezeigt, beinhaltet der Kolbenverdichter ein Gehäuse 10,
das mit einem Gassaugrohr 1 und mit einem Gasablassrohr 2 gekoppelt
ist; einen vorderen Rahmen 20 und einen mittleren Rahmen 30,
die mit einem bestimmten Zwischenraum dazwischen in dem Gehäuse 10 eingerichtet
und durch Federn (nicht gezeigt) elastisch gehalten sind; einen
Antriebsmotor 40, der zwischen dem vorderen Rahmen 20 und
dem mittleren Rahmen 30 angebracht ist und eine linear
hin- und hergehende Antriebskraft erzeugt; einen Zylinder 50,
der in dem vorderen Rahmen 20 eingefügt ist; einen Kolben 60,
der die Antriebskraft des Antriebsmotors 40 empfängt und
daher linear in dem Zylinder 50 hin- und herbewegt wird;
einen hinteren Rahmen 70, der den Kolben 60 abdeckt;
eine Resonanzfeder 80, die den Kolben 60 elastisch
hält und
eine Resonanzbewegung des Kolbens 60 einleitet; ein Saugventil 90,
das mit einer Endfläche
des Kolbens 60 gekoppelt ist und einen Gasstrom steuert,
der gemäß der linearen
Hin- und Herbewegung des Kolbens 60 in den Zylinder 50 eingeleitet
wird; und eine Ablassventilbaugruppe 100, die auf einer
Seite des Zylinders 50 eingerichtet ist und ein Ablassen
des Gases steuert, das in dem Zylinder 50 gemäß der linearen
Hin- und Herbewegung des Kolbens 60 verdichtet wird.
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Der
Antriebsmotor 40 beinhaltet einen äußeren Ständer 41, der zwischen
dem vorderen Rahmen 20 und dem mittleren Rahmen 30 angebracht
ist; einen inneren Ständer 42,
der in den äußeren Ständer 41 eingefügt und am
vorderen Rahmen 20 angebracht ist; eine Wicklungsspule 43,
die mit dem äußeren Ständer 41 gekoppelt
ist; und eine bewegliche Einheit 44, die zwischen dem äußeren Ständer 41 und
dem inneren Ständer 42 eingefügt ist,
so dass sie linear beweglich ist. Die bewegliche Einheit 44 beinhaltet
einen zylindrischen Halter 45 und mehrere Magneten 46,
die mit dem Halter 45 gekoppelt sind, und der Halter 45 ist
mit dem Kolben 60 verbunden.
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Die
Ablassventilbaugruppe 100 beinhaltet eine Ablassumkleidung 101 zum
Abdecken eines Innenraums des Zylinders 50; ein Ablassventil 102,
das in der Ablassumkleidung 101 angeordnet ist und den Innraum
des Zylinders öffnet/schließt; und
eine Ventilfeder 103, die das Ablassventil 102 elastisch
hält. Das
Gasablassrohr ist an die Ablassumkleidung angeschlossen.
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104 und 105,
oben nicht erläutert,
ist eine Kopplungsschraube bzw. -mutter.
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Es
werden nun Arbeitsweisen des Kolbenverdichters wie oben angegeben
beschrieben.
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Zunächst wird,
wenn Leistung an den Kolbenverdichter angelegt ist, eine linear
hin- und hergehende Antriebskraft in dem Antriebsmotor 40 erzeugt,
und dementsprechend die bewegliche Einheit 44 des Antriebsmotors
linear hin- und herbewegt. Die lineare Hin- und Herbewegung der
beweglichen Einheit 44 wird auf den Kolben 60 übertragen,
und daher wird der Kolben 60 im Innenraum des Zylinders 50 linear
hin- und herbewegt. Gemäß der linearen
Hin- und Herbewegung des Kolbens 60 im Innenraum des Zylinders 50 wird,
während
das Saugventil 90 und die Ablassventilbaugruppe 100 einen
Gaskanal durch eine Druckdifferenz öffnen/schließen, die
im Zylinder 50 erzeugt ist, Gas in den Zylinder 50 gesaugt,
verdichtet und abgelassen. Das Gas, das im Innraum des Zylinders 50 verdichtet
und daraus abgelassen wird, wird aus dem Gehäuse 10 über das
Innere einer Ablassumkleidung 101 und durch das Gasablassrohr 2 auf
die Außenseite
abgelassen. Der oben angegebene Vorgang wird fortlaufend wiederholt,
so dass Gas verdichtet werden kann.
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Bei
dem Kolbenverdichter wird ein Geräuscherzeugungsgrad durch Arbeitweisen
der Ablassventilbaugruppe 100 zum Ablassen von Gas beeinflusst,
das durch die lineare Hin- und Herbewegung des Kolbens 50 verdichtet
wird. Außerdem
werden durch Arbeitsweisen des Ablassventils 100 ein Durchflusswiderstand
von abgelassenem Gas und daher eine Gasablassmenge beeinflusst.
Dementsprechend ist eine Studie der Ablassventilbaugruppe 100 ein
bedeutender Faktor zum Erhöhen
von Zuverlässigkeit
und Effizienz, und daher sind zahlreiche Studien im Gange.
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2 ist
ein Ansicht, die ein Beispiel eines herkömmlichen Baus einer Ablassventilbaugruppe für den Kolbenverdichter
zeigt. Wie darin gezeigt, beinhaltet die Ablassventilbaugruppe für den herkömmlichen
Kolbenverdichter eine Ablassumkleidung 110 zum Abdecken
des Innenraums des Zylinders 50; ein Ablassventil 120,
das in die Ablassumkleidung 110 eingefügt ist und den Innenraum des
Zylinders 50 öffnet/schließt; und
eine Ventilfeder 130 zum elastischen Halten des Ablassventils 120.
Die Ablassumkleidung 110 ist in einer Kappenform mit einer
bestimmten Dicke ausgebildet. Das heißt, die Ablassumkleidung 110 ist
mit einer Befestigungseinheit 112, die gebogen ist und
auf einer Seite eines zylindrischen Abschnitts 111 mit
einer bestimmten Länge und
einem bestimmten Durchmesser verläuft und mit dem vorderen Rahmen 20 gekoppelt
ist; einem Ablassloch 113, das mit dem Gasablassrohr 2 auf
einer Seite des zylindrischen Abschnitts 111 gekoppelt
ist; und einem Stützwandabschnitt
versehen, der auf der anderen Seite des zylindrischen Abschnitts 111 ausgebildet
ist und den zylindrischen Abschnitt 111 abdeckt. Der Stützwandabschnitt
entspricht vertikal dem zylindrischen Abschnitt 111.
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Das
Ablassventil 120 ist mit einem Federkopplungsabschnitt 122,
der auf einer Seite einer Halbkugel 121 hervorsteht, und
einer runden Verdichtungsebene 123 versehen, die den Innenraum des
Zylinders 50 schließt
und auf der anderen Seite des Körperabschnitts 121 ausgebildet
ist.
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Die
Ventilfeder 130 ist eine Spiralfeder mit einer bestimmten
Länge.
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Eine
Seite der Ventilfeder 130 ist mit dem Federkopplungsabschnitt 122 des
Ablassventils gekoppelt, und die andere Seite davon ist durch Berührung durch
eine Innenfläche 114 des
Stützwandabschnitts der
Ablassumkleidung 110 gehalten. Dabei steht die Verdichtungsebene 123 des
Ablassventils mit einer Berührungsfläche S1,
einer Endfläche
des Zylinders 50, in Berührung. Die Innenfläche 114 des Stützwandabschnitts
der Ablassumkleidung, die in Berührung
mit der Ventilfeder 130 steht, ist eine Ebene, die parallel
zur Berührungsfläche S1 des
Zylinders 50 verläuft,
die in Berührung
mit der Verdichtungsebene 123 des Ablassventils steht.
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Es
werden nun Arbeitsweisen einer Ablaßventilbaugruppe für den Kolbenverdichter
wie oben angegeben im Detail beschrieben.
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Wie
in 3 gezeigt, haftet, wenn sich der Kolben 60 von
einem oberen Totpunkt zu einem unteren Totpunkt bewegt, die Verdichtungsebene 123 des
Ablassventils durch eine Druckdifferenz an der Innenfläche des
Zylinders 50 an der Berührungsfläche S1 des
Zylinders 50 an. Simultan mit diesem Anhaften wird das
Saugventil 90 geöffnet
und daher Gas durch einen Kanal, der im Kolben 60 ausgebildet ist,
in den Innraum des Zylinders 50 eingeleitet.
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Wie
in 4 gezeigt, schließt das Saugventil 90,
wenn sich der Kolben 60 von einem unteren Totpunkt zu einem
oberen Totpunkt bewegt, den Gaskanal des Kolbens 60, und
daher wird Gas, das in den Innenraum des Zylinders 50 gesaugt
ist, allmählich verdichtet.
Wenn das Gas in einem vorgegebenen Verdichtungszustand ist, öffnet sich
das Ablassventil 120, das an der Ventilfeder 130 gehalten
ist, und das verdichtete Gas wird daher abgelassen. Dieser Vorgang
wird fortlaufend wiederholt, so dass Gas verdichtet werden kann.
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Bei
der Ablassventilbaugruppe wie oben angegeben sind Formen des Innenraums
des Zylinders 50 zum Ablassen von Gas und ein Ablassventil 90 zum Öffnen/Schließen des
Innenraums des Zylinders 50 so ausgebildet, dass sie einen
maximalen Ablassbereich aufweisen. Aus diesem Grund ist der Strom von
abgelassenem Gas gleichmäßig, und
die Effizienz ist ausgezeichnet, da eine große Gasmenge gleichzeitig abgelassen
wird.
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Die
elastische Steifheit der Ventilfeder 130, die das Ablassventil 120 elastisch
hält, ist
jedoch so gestaltet, dass sie schwach ist, um eine Bewegung des
Ablassventils 120 gleichmäßig machen. Daher wird, wenn
das Ablassventil 120 bewegt wird, die Bewegungsweite davon
größer, und
somit ist ein Impuls vergrößert, der
erzeugt ist, wenn das Ventil 120 mit dem Zylinder 50 in
Berührung
kommt, wobei ein Ventilberührungsgeräusch auf
einem Hochfrequenzband in hohem Maße erzeugt ist.
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Eine ähnliche
Ablassventilbaugruppe ist auch aus der
DE 75 13 261 U und der
US 2002/0012595 A1 bekannt.
Auch hier weist die Ablassventilbaugruppe eine Ablassumkleidung
auf, an der sich eine Ventilfeder abstützt und ein Ablassventil elastisch
hält.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ablassventilbaugruppe
für einen
Kolbenverdichter bereitzustellen, die imstande ist, eine Geräuscherzeugung
zu minimieren sowie die Ablasseffizienz von Gas, das in dem Zylinder
verdichtet und dann abgelassen wird, zu erhöhen.
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Zur
Erzielung dieser und anderer Vorteile und gemäß dem Zweck der vorliegenden
Erfindung, wie hierin ausgeführt
und ausführlich
beschrieben, ist eine Ablassventilbaugruppe für einen Kolbenverdichter gemäß Patentanspruch
1 bereitgestellt. Die oben genannten und andere Aufgaben, Merkmale,
Gesichtspunkte und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus
der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung
im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen offensichtlicher
hervor.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
beigefügten
Zeichnungen, die enthalten sind, um ein weiteres Verstehen der Erfindung
bereitzustellen, und die in der Beschreibung enthalten sind und
ein Bestandteil von ihr bilden, zeigen Ausführungsformen der Erfindung
und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Grundsätze der
Erfindung zu erklären.
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Es
zeigen:
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1 eine
Schnittansicht, die einen üblichen Kolbenverdichter
zeigt;
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2 eine
Schnittansicht, die eine Ablassventilbaugruppe für den herkömmlichen Kolbenverdichter zeigt;
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3 und 4 Schnittansichten,
die Betriebszustände
einer jeweiligen Ablassventilbaugruppe für den herkömmlichen Kolbenverdichter zeigen;
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5 eine
Schnittansicht, die eine Ausführungsform
einer Ablassventilbaugruppe für
einen Kolbenverdichter gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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6 eine
Schnittansicht entlang Linie A-B von 5;
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7 eine
Schnittansicht, die eine andere Ausführungsform einer Ablassventilbaugruppe
für einen
Kolbenverdichter gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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8 und 9 Schnittansichten,
die Betriebszustände
einer Ablassventilbaugruppe für
den Kolbenverdichter gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigen;
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10 eine
graphische Darstellung, die Geräusch
und Ablasseffizienz gemäß einem
Neigungswinkel zeigt, den eine Ablassventilbaugruppe für einen
Kolbenverdichter gemäß der vorliegenden
Erfindung bildet; und
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11 eine
graphische Darstellung, die ein Ergebnis eines Geräuschvergleichs
zwischen einer Ablassventilbaugruppe für einen herkömmlichen
Kolbenverdichter und einer Ablassventilbaugruppe für einen
Kolbenverdichter gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es
wird nun detailliert auf die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung Bezug genommen, die in den beiliegenden Zeichnungen beispielhaft
dargestellt sind.
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5 ist
eine Schnittansicht, die eine Ausführungsform einer Ablassventilbaugruppe
für einen Kolbenverdichter
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, und 6 ist eine Schnittansicht entlang
Linie A-B von 5.
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Wie
darin gezeigt, beinhaltet eine Ablassventilbaugruppe eines Kolbenverdichters
eine Ablassumkleidung 210, die mit einem vorderen Rahmen gekoppelt
ist, um einen Zylinder 200 abzudecken; ein Ablassventil 220,
das in der Ablassumkleidung 210 eingefügt ist und einen Innenraum
des Zylinders 200 öffnet/schließt, in dem
Gas verdichtet wird; und ein unausgeglichenes und elastisches Haltemittel
zum elastischen Halten des Ablassventils 220, so dass ein Berührungsdruck,
der auf das Ablassventil 220 ausgeübt ist, wenn das Ablassventil 220 einer
Berührungsfläche S1 des
Zylinders 200 in Berührung kommt,
unausgeglichen ist.
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In
dem Zylinder 200 ist ein Einfügungsloch 202, in
das ein Kolben 230 eingefügt ist, in einem Körperabschnitt 201 ausgebildet,
der zylinderförmig ausgebildet
ist, und eine Berührungsfläche S1,
die mit dem Ablassventil 220 in Berührung steht, auf einer Seitenfläche des
Körperabschnitts 201 ausgebildet.
Der Zylinder 200 ist mit dem Rahmen 240 gekoppelt,
und ein Kolben 230 ist in das Einfügungsloch 202 des
Zylinders eingefügt,
so dass er linear hin- und herbeweglich ist.
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Der
Kolben 230 ist mit einem Gaskanal 231, der so
darin ausgebildet ist, dass er durch den Kolben 230 verläuft, und
einem Saugventil 232 versehen, das auf einer Seite davon
angebracht ist, um den Gaskanal 231 zu öffnen/schließen.
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Die
Ablassumkleidung 210 beinhaltet einen zylindrischen Abschnitt 211 mit
einer bestimmten Dicke und einer vorgegebenen Länge; einen Stützwandabschnitt 212,
der eine Seite des zylindrischen Abschnitts 211 abdeckt;
und einen Befestigungsabschnitt 213, der gebogen ist und
auf der anderen Seite des zylindrischen Abschnitts 211 verläuft. Eine
Innenfläche
des Stützwandabschnitts 212 ist
als eine mit einem vorgegebenen Winkel geneigte Fläche 214 ausgebildet.
Der Befestigungsabschnitt 213 der Ablassumkleidung 210 ist
mit dem Rahmen 240 gekoppelt, um die Seite der Berührungsfläche S1 des
Zylinders abzudecken.
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Das
Ablassventil 220 ist in Halbkugelform ausgebildet, und
eine Ebene der Halbkugel 221 ist eine Verdichtungsebene 222,
die mit der Berührungsfläche S1 des
Zylinders in Berührung
steht. Auf der gegenüberliegenden
Seite der Verdichtungsebene 222 ist ein Kopplungsabschnitt 223 ausgebildet, der
von der Halbkugel 221 hervorsteht. Das Ablassventil 220 steht
mit der Berührungsfläche S1 des
Zylinders in Berührung,
so dass seine Verdichtungsebene 222 den Innenraum des Zylinders 200 schließen kann.
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Das
unausgeglichene und elastische Haltemittel beinhaltet: eine Ventilfeder 250,
deren eine Seite mit dem Kopplungsabschnitt 223 des Ablassventils 220 gekoppelt
ist und deren andere Seite durch Berührung durch eine Innenfläche des Stützwandabschnitts 212 der
Ablassumkleidung 210 gehalten ist, wobei sie eine andere
Anzahl von Windungen an ihren beiden Seiten von der Mitte aufweist;
und eine Innenfläche
des Stützwandabschnitts 212 der
Ablassumkleidung, d. h. eine geneigte Fläche 214, wo die Ventilfeder 250 gehalten
ist.
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Die
Innenfläche
der Ablassumkleidung 210, d. h. die geneigte Fläche 214 verläuft geneigt
an der Grundlinie der Berührungsfläche S1 des
Zylinders, wo das Ablassventil 220 in Berührung steht,
und der Neigungswinkel beträgt
mehr als 4 Grad. Die Dicke des Stützwandabschnitts 212,
die das Ablassventil 210 ausbildet, ist konstant, der Stützwandabschnitt 212 verläuft geneigt
an der Grundlinie der Berührungsfläche S1 des
Zylinders. Dabei verläuft
auch die Außenfläche 215 des
Stützwandabschnitts 212 auch geneigt
an der Grundlinie der Berührungsfläche S1 des
Zylinders.
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Die
Ventilfeder 250 ist eine Spiralfeder, und die Spiralfeder
ist in einer konischen Form ausgebildet. Beim Herstellen der Spiralfeder
wird die konische Feder so gewunden, dass ihre Anfangsposition und
ihre Endposition einander überlappen.
Daher ist die Anzahl von Windungen an einer Seite der Spirale, wo
die Endposition und die Anfangsposition der Spirale angeordnet sind,
verschieden von der Anzahl von Windungen an der gegenüberliegenden
Seite davon. Bei der Ventilfeder 250 ist die elastische
Steifheit auf der Seite mit einer größeren Anzahl von Windungen
kleiner als auf der Seite mit einer geringeren Anzahl von Windungen.
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Wenn
eine Seite der Ventilfeder 250 mit dem Kopplungsabschnitt 223 des
Ablassventils gekoppelt ist und ihre andere Seite durch Berührung durch
die geneigte Fläche 214 der
Ablassumkleidung gehalten ist, ist eine Seite der Ventilfeder 250 mit
einer größeren Anzahl
von Windungen, d. h. mit einer geringeren elastischen Steifheit,
an einer Seite der geneigten Fläche 214 mit
einem weitesten Abstand von der Berührungsfläche S1 des Zylinders angeordnet,
und eine Seite der Ventilfeder 250 mit einer kleineren
Anzahl von Windungen, d. h. mit größerer elastischer Steifheit
an einer Seite der geneigten Fläche 214 mit einem
nächsten
Abstand von der Berührungsfläche S1 des
Zylinders angeordnet. Dabei ist das Ablassventil 220 durch
die Ventilfeder 250 elastisch gehalten und daher gegen
die Berührungsfläche S1 des Zylinders
gedrückt,
wobei niedriger Druck auf einen Abschnitt des Ablassventils 220 ausgeübt ist,
der durch die Seite der Ventilfeder 250 mit geringerer elastischer
Steifheit gehalten ist, und höherer
Druck auf den gegenüberliegenden
Abschnitt des Ablassventils 220 ausgeübt ist, der durch die Seite
der Ventilfeder 250 mit größerer elastischer Steifheit
gehalten ist.
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Ein
drehungsverhindernder Vorsprung 216 zum Verhindern einer
Drehung der Ventilfeder 250 ist an der geneigten Fläche 214 der
Ablassumkleidung ausgebildet, durch die die Ventilfeder 250 gehalten ist.
Das Ende der Spirale der Ventilfeder 250 ist an dem drehungsverhindernden
Vorsprung 216 angeordnet.
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Als
ein Modifikationsbeispiel kann eine zylindrische Spiralfeder als
Ventilfeder verwendet werden. Die elastische Steifheit der zylindrischen
Spiralfeder ist an ihren beiden Seiten auf der Grundlinie der Mitte
verschieden. D. h. ein Anfangsabschnitt der Spirale der zylindrischen
Spiralfeder und ihr Endabschnitt überlappen einander, und daher
ist die Anzahl von Windungen auf einer Seite, wo sich der Anfangsabschnitt
der Spirale und der Endabschnitt überlappen, größer als
auf ihrer gegenüberliegenden Seite.
Dabei weist die Seite der Feder mit einer größeren Anzahl von Windungen
geringere elastische Steifheit auf, und die andere Seite der Feder
mit einer geringeren Anzahl von Windungen weist größere elastische
Steifheit auf.
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Ein
Ablassloch 127, durch das Gas auf die Außenseite
eines Gehäuses
abgelassen wird, ist an dem zylindrischen Abschnitt 211 der
Ablassumkleidung ausgebildet. Auf einer Seite des zylindrischen Abschnitts 211,
auf der das Ablassloch 217 ausgebildet ist, ist ein Abstand
zwischen der Berührungsfläche S1 des
Zylinders und der geneigten Fläche 214 der
Ablassumkleidung am nächsten.
Aus diesem Grund ist ein Gasstrom, der durch das Ablassloch 217 abgelassen
wird, gleichmäßig.
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7 ist
eine Schnittansicht, die eine andere Ausführungsform einer Ablassventilbaugruppe
für einen
Kolbenverdichter gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt. In dieser Zeichnung wurden denselben Abschnitten
wie in der obigen Ausführungsform
dieselben Bezugszeichen gegeben.
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Unter
Bezugnahme auf 7 wird nun eine andere Ausführungsform
einer Ablassventilbaugruppe für
einen Kolbenverdichter beschrieben.
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Ein
Kolben 230 ist in einem Zylinder 200 eingefügt, welcher
mit dem Rahmen 240 gekoppelt ist, und eine Ablassumkleidung 260 ist
mit dem Rahmen 240 gekoppelt, um eine Seite des Zylinders 200 abzudecken.
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Die
Ablassumkleidung 260 beinhaltet einen zylindrischen Abschnitt 261 mit
einer bestimmten Dicke und einer vorgegebenen Länge; einen Stützwandabschnitt 262,
der eine Seite des zylindrischen Abschnitts 261 abdeckt;
und einen Befestigungsabschnitt 263, der gebogen ist und
auf der anderen Seite des zylindrischen Abschnitts 261 verläuft. Der
Stützwandabschnitt 262 weist
eine bestimmte Dicke auf und trifft vertikal auf den zylindrischen
Abschnitt 261. Ein Ablassloch 264, durch das Gas
abgelassen wird, ist auf einer Seite des zylindrischen Abschnitts 261 ausgebildet.
Der Befestigungsabschnitt 263 der Ablassumkleidung 260 ist
mit dem Rahmen 240 gekoppelt, um die Berührungsfläche S1 abzudecken,
die sich auf einer Seitenfläche
des Zylinders 200 befindet. Dabei sind eine Innenfläche 265 des
Stützwandabschnitts
der Ablassumkleidung und eine Berührungsfläche S1 des Zylinders so angeordnet,
dass sie parallel zueinander verlaufen.
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Außerdem ist
ein Ablassventil 270 zum Öffnen/Schließen eines
Innenraums des Zylinders 200 in der Ablassumkleidung 260 eingefügt. Das
Ablassventil 270 weist eine Halbkugelform auf, und eine Ebene
der Halbkugel ist eine Verdichtungsebene 272, die mit der
Berührungsfläche S1 des
Zylinders in Berührung
steht. Eine geneigte Fläche 273 mit
einem vorgegebenen Bereich ist auf der gegenüberliegenden Seite der Verdichtungsebene 272 der
Halbkugel 271 ausgebildet, und ein Vorsprungsabschnitt 274 ist ausgebildet,
der in der Mitte der geneigten Fläche 273 hervorsteht.
Die geneigte Fläche 273 des
Ablassventils verläuft
geneigt auf der Grundlinie der Verdichtungsebene 272 des
Ablassventils, die mit der Berührungsfläche S1 des
Zylinders in Berührung steht,
und der Neigungswinkel beträgt
mehr als 4 Grad. Das Ablassventil 270 ist so eingefügt, dass
seine Verdichtungsebene 272 mit der Berührungsfläche S1 des Zylinders in Berührung steht.
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Eine
Ventilfeder 280 zum elastischen Halten des Ablassventils 270 ist
mit der Innenseite der Ablassumkleidung 260 gekoppelt.
Eine Seite der Ventilfeder 280 ist durch eine innere Seitenfläche 265 der Ablassumkleidung
gehalten, und ihre andere Seite ist mit dem Vorsprungsabschnitt 274 gekoppelt
und gleichzeitig durch Berührung
durch die geneigte Fläche 273 gehalten.
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Die
Ventilfeder 280 ist eine Spiralfeder, die eine unterschiedliche
elastische Steifheit an ihren beiden Seiten auf der Grundlinie der
Mitte aufweist. Wie oben angegeben, ist die Ventilfeder 280 eine
konische Spiralfeder oder eine zylindrische Spiralfeder.
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Wenn
eine Seite der Ventilfeder 280 durch die innere Seitenfläche 265 der
Ablassumkleidung gehalten ist und ihre andere Seite mit dem Ablassventil 270 gekoppelt
ist, ist eine Seite der Ventilfeder 280 mit geringerer
elastischer Steifheit an der geneigten Fläche 273 mit dem nächsten Abstand
von der Verdichtungsebene 272 des Ablassventils 270 angeordnet,
und die andere Seite der Ventilfeder 280 mit größerer elastischer
Steifheit ist an der gegenüberliegenden
Seite davon angeordnet. Dabei ist bei dem Ablassventil 270,
das durch die Ventilfeder 250 elastisch gehalten und daher
gegen die Berührungsfläche S1 des
Zylinders gedrückt
ist, niedriger Druck auf einen Abschnitt des Ablassventils 220 ausgeübt, der
durch die Seite der Ventilfeder 250 mit geringerer elastischer
Steifheit gehalten ist, und höherer
Druck auf seinen gegenüberliegenden
Abschnitt ausgeübt, der
durch die andere Seite der Ventilfeder 250 mit größerer elastischer
Steifheit gehalten ist.
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Ein
drehungsverhindernder Vorsprung zum Verhindern einer Drehung der
Ventilfeder ist auf einer Seite der inneren Seitenfläche der
Ablassumkleidung oder auf der einen Seite der geneigten Fläche des Ablassventils
angeordnet.
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Das
Ablassloch 264 ist auf einer Seite der Ablassumkleidung 210 mit
einem nächsten
Abstand zwischen der geneigten Fläche des Ablassventils und der
Verdichtungsebene des Ablassventils ausgebildet.
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Im
Folgenden wird nun ein Effekt von Arbeitsweisen der Ablassventilbaugruppe
für den
Kolbenverdichter beschrieben.
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Eine
Antriebskraft eines Antriebsmotors wird auf den Kolben 230 übertragen,
und daher wird der Kolben 230 linear in dem Zylinder 200 hin-
und herbewegt. Dabei haftet, wenn der Kolben 230 vom oberen
Totpunkt zum unteren Totpunkt bewegt wird, wie in 8 gezeigt,
die Verdichtungsebene 222 des Ablassventils durch eine
Druckdifferenz im Innenraum des Zylinders 200 an der Berührungsfläche S1 des Zylinders
an. Gleichzeitig wird ein Saugventil 232 geöffnet und
daher Gas durch einen Gaskanal des Kolbens 230 in den Innenraum
des Zylinders 200 geleitet.
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Wie
in 9 gezeigt, schließt das Saugventil 232,
wenn der Kolben 230 vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt
bewegt wird, den Gaskanal des Kolbens 230, und daher wird
Gas, das in den Innenraum des Zylinders 200 gesaugt ist,
allmählich
verdichtet. Dabei wird, wenn sich das Gas in einem bestimmten Verdichtungszustand
befindet, das Ablassventil 220, das durch die Ventilfeder 250 gehalten
ist, geöffnet, und
daher wird das verdichtete Gas abgelassen. Daher wird, weil unausgeglichener
Druck durch die Ventilfeder 250 auf das Ablassventil 220 ausgeübt ist und konstanter
Gasdruck auf die Verdichtungsebene 222 des Ablassventils
ausgeübt
ist, der Zeitpunkt zum Öffnen
an einem Abschnitt des Ablassventils beschleunigt, auf den eine
geringe Federkraft ausgeübt ist.
Durch diese Arbeitsweisen kann eine große Menge Gas schnell abgelassen
werden.
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Und
dann haftet, wenn der Kolben 230 wieder vom oberen Totpunkt
zum unteren Totpunkt bewegt wird, das Ablassventil 220,
das durch die Druckdifferenz im Innenraum des Zylinders 200 und
durch die Federkraft der Ventilfeder 25 geöffnet wurde,
an der Berührungsfläche S1 des
Zylinders an und schließt
daher den Innenraum des Zylinder 200. Dabei kommt ein Abschnitt
des Ablassventils 220, auf den eine größere Federkraft ausgeübt ist,
zunächst durch
die unausgeglichene Federkraft, die durch die Ventilfeder 250 bewirkt
ist, mit der Berührungsfläche S1 des
Zylinders in Berührung.
Auf diese Weise haftet die Verdichtungsebene 222 des Ablassventils
an der Berührungsfläche S1 des
Zylinders an. Aus diesem Grund wird, wenn das Ablassventil 220 den
Innenraum des Zylinders schließt,
ein Impuls zwischen dem Ablassventil 220 und dem Zylinder 200 verringert.
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Während der
oben beschriebene Vorgang fortlaufend wiederholt wird, kann Gas
gesaugt, verdichtet und abgelassen werden.
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10 ist
eine graphische Darstellung, die Geräusch und Ablasseffizienz gemäß einem
Neigungswinkel einer geneigten Fläche einer Ablassumkleidung
und der eines Ablassventils zeigt. Wie darin gezeigt, ist die Ablasseffizienz
bei einem Neigungswinkel von 5 Grad am höchsten, und das Geräusch nimmt
ab, wenn der Neigungswinkel größer wird. 11 ist
eine graphische Darstellung, die eine Geräuscherzeugung einer Ablassventilbaugruppe
für einen
herkömmlichen
Kolbenverdichter und die einer Ablassventilbaugruppe für einen
Kolbenverdichter gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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Wie
insoweit beschrieben, ist bei einer Ablassventilbaugruppe für einen
Kolbenverdichter eine Federkraft, die ein Ablassventil unausgeglichen
und elastisch hält,
auf das Ablassventil 220 ausgeübt. Daher ist ein Impuls zwischen
dem Ablassventil 220 und dem Zylinder 200 verringert,
wenn das Ablassventil 220 den Innenraum des Zylinders 200 durch
eine Druckdifferenz öffnet/schließt, die
durch eine Hin- und Herbewegung des Kolbens 230 erzeugt
ist. Daher wird ein Geräusch,
das durch Berührung
des Ablassventils 220 und des Zylinders erzeugt wird, verringert,
so dass eine Zuverlässigkeit
gesteigert sein kann. Außerdem
wird das verdichtete Gas schnell und gleichmäßig abgelassen, so dass eine
Ablasseffizienz gemäß einer
Erhöhung
einer Gasablassmenge verbessert sein kann.