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Querverweis auf verwandte Anmeldung
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2020-0063872, eingereicht am 27. Mai 2020, deren gesamter Inhalt hierin durch diese Bezugnahme aufgenommen ist.
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Taumelscheibenverdichter, und insbesondere auf einen Taumelscheibenverdichter, bei dem ein Neigungswinkel der Taumelscheibe eingestellt werden kann, indem ein Druck einer Kurbelkammer, an der die Taumelscheibe bereitgestellt ist, eingestellt wird.
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Hintergrund der Erfindung
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Im Allgemeinen wurde ein Verdichter, der ein Kühlmittel in einem Fahrzeugkühlsystem verdichtet, in unterschiedlichen Formen entwickelt. Im Hinblick auf eine Konfiguration einer Verdichtung eines Kühlmittels solch eines Verdichters gibt es einen Hin- und Herbewegungstyp, der eine Verdichtung ausführt, während er eine Hin- und Herbewegung ausführt, und einen Drehtyp, der eine Verdichtung ausführt, während er eine Drehbewegung ausführt. Zusätzlich gibt es bei dem Hin- und Herbewegungstyp einen Kurbeltyp, bei dem die Antriebskraft der Antriebsquelle unter Verwendung einer Kurbel auf eine Mehrzahl von Kolben übertragen wird, einen Taumelscheibentyp, bei dem die Antriebskraft der Antriebsquelle mit einer Taumelscheibe an eine Drehwelle übertragen wird, und einen Wackelplattentyp, die eine Wackelplatte verwendet, und bei dem sich Drehtyp gibt es einen Drehschiebtyp, der eine rotierende Drehwelle und einen Schieber verwendet, und einen Spiraltyp, der eine umlaufende Spirale und eine festes Spirale verwendet.
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Hier ist der Taumelscheibenverdichter ein Verdichter, der ein Kühlmittel verdichtet, indem ein Kolben mit einer sich gemeinsam mit einer Drehwelle drehenden Taumelscheibe hin- und herbewegt wird, und zur Verbesserung der Leistung und Effizienz des Verdichters wird in jüngster Vergangenheit der Taumelscheibenverdichter in dem sogenannten Verfahren mit variabler Kapazität gebildet, bei dem eine Kühlmittelabgabemenge gesteuert wird durch Einstellen eines Hubs eines Kolbens durch eine Einstellung eines Neigungswinkels der Taumelscheibe. 1 ist eine Perspektivansicht, die einen herkömmlichen Taumelscheibenverdichterveranschaulicht, welcher in einem Verfahren der variablen Kapazität gebildet ist.
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Unter Bezugnahme auf 1 umfasst der herkömmliche Taumelscheibenverdichter ein Gehäuse 100 mit einem Bohrloch 114, einer Ansaugkammer S1, einer Abflusskammer S3 und einer Kurbelkammer S4, eine Drehwelle 210, die auf drehbare Weise auf dem Gehäuse 100 gehalten wird, eine Taumelscheibe 220, die dahingehend mit der Drehwelle 210 gekuppelt ist, sich in einer Kurbelkammer S4 zu drehen, und einen Kolben 230, der mit der Taumelscheibe 220 gekuppelt ist, sich in einem Inneren des Bohrlochs 114 hin- und herbewegt und gemeinsam mit dem Bohrloch 114 eine Verdichtungskammer bildet, einen Ventilmechanismus 300, durch den die Ansaugkammer S1 und die Abflusskammer S3 miteinander kommunizieren und die Verdichtungskammer abschirmen, und einen Neigungseinstellmechanismus 400 zum Einstellen eines Neigungswinkels der Taumelscheibe 220 in Bezug auf die Drehwelle 210.
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Der Neigungseinstellmechanismus 400 umfasst einen Zulaufpfad 430 zum Leiten eines Kühlmittels in der Abflusskammer S3 zu der Kurbelkammer S4 und einen Abflusspfad 450 zum Leiten eines Kühlmittels in der Kurbelkammer S4 zu der Ansaugkammer S1.
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Ein Drucksteuerventil (nicht veranschaulicht) zum Steuern einer Menge eines Kühlmittels, das von der Abflusskammer S3 in den Zulaufpfad 430 fließt, ist in dem Zulaufpfad 430 gebildet.
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Ein Öffnungsloch H zum Herabsetzen eines Drucks eines Fluids, das durch den Abflusspfad 450 verläuft, ist in dem Abflusspfad 450 gebildet.
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Bei dem herkömmlichen Taumelscheibenverdichter gemäß dieser Konfiguration werden die Drehwelle 210 und die Taumelscheibe 220 gemeinsam gedreht, wenn eine Leistung von einer Antriebsquelle (nicht veranschaulicht) (z. B. einem Motor eines Fahrzeugs) auf die Drehwelle 210 übertragen wird.
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Zusätzlich dazu wandelt der Kolben 230 die Drehbewegung der Taumelscheibe 220 dahingehend in eine lineare Bewegung um, sich in dem Bohrloch 114 hin- und herzubewegen.
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Wenn sich der Kolben 230 von einem oberen Totpunkt zu einem Totpunkt bewegt, wird die Verdichtungskammer zusätzlich dazu mit der Ansaugkammer S1 in Kommunikation gebracht und wird durch den Ventilmechanismus 300 von der Abflusskammer S3 abgeschirmt, und ein Kühlmittel der Ansaugkammer S1 wird in die Verdichtungskammer gesaugt.
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Wenn der Kolben 230 sich von einem unteren Totpunkt zu einem oberen Totpunkt bewegt, wird die Verdichtungskammer ferner durch den Ventilmechanismus 300 von der Ansaugkammer S1 und der Abflusskammer S3 abgeschirmt, und ein Kühlmittel der Verdichtungskammer wird verdichtet.
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Wenn der Kolben 230 einen oberen Totpunkt erreicht, wird die Verdichtungskammer durch den Ventilmechanismus 300 von der Ansaugkammer S1 abgeschirmt und mit der Abflusskammer S3 in Kommunikation gebracht, das Kühlmittel, das in der Verdichtungskammer verdichtet ist, wird an die Abflusskammer S3 abgegeben.
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Bei dem herkömmlichen Taumelscheibenverdichter wird hier eine Menge eines Kühlmittels, das aus der Abflusskammer S3 in den Zulaufpfad 430 fließt, durch das Drucksteuerventil (nicht veranschaulicht) gemäß der erforderlichen Kühlmittelabgabemenge eingestellt, so dass ein Druck der Kurbelkammer S4 eingestellt wird, ein Hub des Kolbens 230 eingestellt wird, ein Neigungswinkel der Taumelscheibe 220 eingestellt wird und die Kühlmittelabgabemenge eingestellt wird.
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Wenn im Einzelnen eine Summe eines Moments der Taumelscheibe 220 durch einen Druck der Kurbelkammer S4 und eines Moments durch eine Rückkehrfeder der Taumelscheibe 220 (im Folgenden ein erstes Moment) größer ist als ein Moment durch eine Reaktionskompressionskraft des Kolbens 230 (im Folgenden ein zweites Moment), wird ein Neigungswinkel der Taumelscheibe 220 verringert, und in einem entgegengesetzten Fall wird der Neigungswinkel der Taumelscheibe 220 vergrößert.
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Wenn jedoch eine Menge eines Kühlmittels, das aus der Abflusskammer S3 in den Zulaufpfad 430 fließt, durch das Drucksteuerventil (nicht veranschaulicht) vergrößert wird und eine Menge eines Kühlmittels, das durch den Zulaufpfad 430 in die Kurbelkammer S4 eingebracht wird, vergrößert wird, wird ein Druck in der Kurbelkammer S4 vergrößert und das erste Moment wird vergrößert.
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Das Kühlmittel der Kurbelkammer S4 wird hier durch den Abflusspfad 450 an die Ansaugkammer S1 abgegeben, wenn jedoch eine Menge eines Kühlmittels aus der Abflusskammer S3, das durch den Zulaufpfad 430 in die Ansaugkammer S1 eingeführt wird, größer ist als eine Menge eines Kühlmittels, das durch den Abflusspfad 450 aus der Kurbelkammer S4 zu der Ansaugkammer S1 fließt, dann wird ein Druck in der Kurbelkammer S4 gesteigert.
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Wenn zusätzlich dazu das erste Moment größer ist als das zweite Moment, wird der Neigungswinkel der Taumelscheibe 220 geringer, der Hub des Kolbens 230 wird geringer und die Kühlmittelabgabemenge wird geringer.
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Wenn andererseits eine Menge eines Kühlmittels, das aus der Abflusskammer S3 in den Zulaufpfad 430 fließt, durch das Drucksteuerventil (nicht veranschaulicht) verringert wird, und eine Menge eines Kühlmittels, das durch den Zulaufpfad 430 in die Kurbelkammer S4 eingeführt wird, verringert wird, wird der Druck in der Kurbelkammer S4 erhöht und das erste Moment wird größer.
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Selbst wenn ein Kühlmittel in der Abflusskammer S3 durch den Zulaufpfad 430 in die Kurbelkammer S4 fließt, wird der Druck in der Kurbelkammer S4 geringer, wenn eine Menge eines Kühlmittels, das aus der Kurbelkammer S4 durch den Abflusspfad 450 zu der Ansaugkammer S1 abgegeben wird, größer ist als eine Menge eines Kühlmittels, das aus der Abflusskammer S3 durch den Zulaufpfad 430 fließt und in die Kurbelkammer S4 eingebracht wird.
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Wenn das erste Moment kleiner wird als das zweite Moment, wird zusätzlich dazu der Neigungswinkel der Taumelscheibe 220 geringer, der Hub des Kolbens 230 wird geringer und die Kühlmittelabgabemenge wird geringer.
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Wenn andererseits das erste Moment und das zweite Moment gleich sind, wird der Neigungswinkel der Taumelscheibe 220 in einem stetigen Zustand beibehalten und der Hub des Kolbens 230 und die Kühlmittelabgabemenge werden konstant gehalten.
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Da die Reaktionskompressionskraft des Kolbens 230 proportional zu einer Verdichtungsmenge ist, nehmen hier die Reaktionskompressionskraft und das zweite Moment des Kolbens 230 zu, wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe 220 zunimmt. Wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe 220 zunimmt, nimmt demgemäß auch der Druck in der Kurbelkammer S4 zum Aufrechterhalten des Neigungswinkels der Taumelscheibe 220 zu. Das heißt, der Druck in der Kurbelkammer S4 muss bei relativ großem, jedoch stetigem Neigungswinkel der Taumelscheibe 220 größer sein als der Druck in der Kurbelkammer S4 bei relativ kleinem, jedoch stetigem Neigungswinkel der Taumelscheibe 220.
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Wenn andererseits das Kühlmittel in der Kurbelkammer S4 durch den Abflusspfad 450 in die Ansaugkammer S1 fließt, wird verhindert, dass der Druck in der Ansaugkammer S1 zunimmt, während der Druck durch das Öffnungsloch H auf den Ansaugdruckpegel reduziert wird.
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Im Hinblick auf den herkömmlichen Taumelscheibenverdichter besteht ein Problem dahingehend, dass es unmöglich ist, eine Kühlmittelabgabemenge zeitnah zu steuern und zur selben Zeit eine Abnahme einer Verdichtereffizienz zu verhindern.
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Wie oben beschrieben ist, kommuniziert die Kurbelkammer S4 im Einzelnen durch den Abflusspfad 450 mit der Ansaugkammer S1, um die Kühlmittelabgabemenge zu erhöhen, indem ein Druck in der Kurbelkammer S4 reduziert wird. Ferner ist eine Querschnittsfläche des Öffnungslochs H des Abflusspfades 450 im Allgemeinen so groß wie möglich gebildet, um eine Reaktionsfähigkeit auf eine Erhöhung einer Kühlmittelabgabemenge zu verbessern. Das heißt, das Öffnungsloch H ist als festes Öffnungsloch H gebildet, und eine Querschnittsfläche des Öffnungslochs H ist in einem Bereich maximal gebildet, der einen Druck eines Kühlmittels ausreichend herabsetzt, welches durch den Abflusspfad 450 verläuft, so dass das Kühlmittel in der Kurbelkammer S4 schnell an die Ansaugkammer S1 abgegeben wird, der Druck in der Kurbelkammer S4 schnell reduziert wird, der Hub des Kolbens 230 schnell erhöht wird, und der Neigungswinkel der Taumelscheibe 220 schnell erhöht wird, wodurch die Kühlmittelabgabemenge schnell erhöht wird. Wenn jedoch die Querschnittsfläche des Öffnungslochs H so groß wie möglich gebildet ist, gibt es eine erhebliche Menge an Kühlmittel, das aus der Kurbelkammer S4 in die Ansaugkammer S1 austritt. Demgemäß sollte in einem Mindestmodus oder einem variablen Modus (ein Modus, in dem eine Kühlmittelabgabemenge zwischen dem Mindestmodus und einem Maximalmodus erhöht, beibehalten oder verringert wird) zum Einstellen des Druckes der Kurbelkammer S4 auf ein erwünschtes Niveau, eine Menge an Kühlmittel, das aus der Abflusskammer S3 durch den Zulaufpfad 430 in die Kurbelkammer S4 fließt, im Vergleich zu einem Fall erhöht werden, in dem eine Querschnittsfläche des Öffnungslochs H relativ klein gebildet ist. Da die Menge an Kühlmittel, das in einen Kühlzyklus abgegeben wird, unter verdichteten Kühlmitteln verringert ist, sollte zum Erreichen eines gewünschten Kühlungs- oder Wärmegrades eine Leistung, die in den Verdichter eingebracht sein, derart erhöht werden, dass der Verdichter mehr Kühlmittel verdichtet, und die Verdichtereffizienz ist reduziert.
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Zusätzlich dazu bestand ein Problem dahingehend, dass sich eine Reaktionsfähigkeit in der Anfangsphase des Antriebs verschlechtert hat. Das heißt, auch wenn die Querschnittsfläche des Durchgangslochs H in einem Bereich maximal gebildet wurde, der den Druck des Kühlmittels herabsetzt, das durch den Abflusspfad 450 verläuft, bestand eine Grenze für die Geschwindigkeit der Abgabe des Kühlmittels der Kurbelkammer S4 an die Ansaugkammer S1, somit bestand ein Problem dahingehend, dass die Zeit zunahm, die erforderlich ist zum Umschalten zu dem maximalen Modus in der Anfangsphase des Antriebes. Zusätzlich dazu kann ein flüssiges Kühlmittel vor dem Antrieb in der Kurbelkammer S4 vorhanden sein, und es bestand ein Problem dahingehend, dass die Zeit, die erforderlich ist zum Umschalten zu dem Maximalmodus, weiter zunahm, da das flüssige Kühlmittel in dem Öffnungsloch H verstopft war.
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Offenbarung
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Technische Problemstellung
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Demgemäß besteht eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung darin, einen Taumelscheibenverdichter bereitzustellen, der eine Kühlmittelabgabemenge schnell steuern und gleichzeitig eine Effizienzabnahme des Verdichters verhindern kann.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, einen Taumelscheibenverdichter bereitzustellen, der eine Reaktionsfähigkeit in der Anfangsphase des Antriebs verbessern kann.
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Technische Lösung
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Ein Ausführungsbeispiel ist ein Taumelscheibenverdichter, der folgende Merkmale umfasst: ein Gehäuse; eine Drehwelle, die drehbar an dem Gehäuse montiert ist; eine Taumelscheibe, die in einer Kurbelkammer des Gehäuses aufgenommen ist und sich gemeinsam mit der Drehwelle dreht; einen Kolben, der gemeinsam mit dem Gehäuse eine Verdichtungskammer bildet und mit der Taumelscheibe dahingehend gekuppelt ist, sich hin- und herzubewegen; einen Abflusspfad zum Leiten eines Kühlmittels der Kurbelkammer zu einer Ansaugkammer des Gehäuses derart, dass ein Neigungswinkel der Taumelscheibe eingestellt wird; und ein Abflusspfad-Steuerventil, das eine Ventilkammer, die in dem Abflusspfad bereitgestellt ist, und einen Ventilkern aufweist, der sich in der Ventilkammer hin- und herbewegt, und wobei der Ventilkern einen ersten Kommunikationspfad zum konstanten Kommunizieren des Abflusspfades sowie einen zweiten Kommunikationspfad zum Kommunizieren des Abflusspfades umfassen kann, wenn ein Differenzdruck zwischen einem Druck der Kurbelkammer und einem Druck der Ansaugkammer in einem vorbestimmten Druckbereich ist.
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Das Abfluss-Steuerventil kann ferner Folgendes umfassen: einen Ventileinlass, durch den die Kurbelkammer mit der Ventilkammer kommuniziert; einen Ventilauslass, durch den die Ansaugkammer mit der Ventilkammer kommuniziert; und ein elastisches Bauglied zum Drücken des Ventilkerns hin zu dem Ventileinlass.
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Die Ventilkammer kann Folgendes umfassen: einen Einlassabschnitt, der mit dem Ventileinlass kommuniziert; und einen Auslassabschnitt, der mit dem Ventilauslass kommuniziert, und wobei ein Innendurchmesser des Einlassabschnitts größer gebildet sein kann als ein Innendurchmesser des Auslassabschnitts, um eine zweite gestufte Oberfläche zwischen dem Einlassabschnitt und dem Auslassabschnitt zu bilden.
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Der Ventilkern kann Folgendes umfassen: eine Basisplatte, die eine erste Druckoberfläche, welche dem Ventileinlass gegenüberliegt, und eine zweite Druckoberfläche aufweist, welche dem Ventilauslass gegenüberliegt; und eine Seitenplatte, die ringförmig von einem äußeren Umfang der zweiten Druckoberfläche hervorsteht, und wobei der erste Kommunikationspfad durch die Basisplatte von der ersten Druckoberfläche zu der zweiten Druckoberfläche gebildet sein kann und der zweite Kommunikationspfad durch die Seitenplatte von einer äußeren Umfangsoberfläche der Seitenplatte zu einer inneren Umfangsoberfläche der Seitenplatte gebildet sein kann.
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Wenn eine Richtung einer Hin- und Herbewegung des Ventilkerns eine Axialrichtung ist, kann der zweite Kommunikationspfad dahingehend gebildet sein, sich in der Axialrichtung zu erstrecken.
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Ein Innendurchmesser des Ventileinlasses kann kleiner gebildet sein als ein Außendurchmesser des Ventilkerns, so dass eine erste gestufte Oberfläche, die mit der ersten Druckoberfläche in Kontakt gebracht werden kann, zwischen dem Einlassabschnitt und dem Ventileinlass gebildet ist, und ein Innendurchmesser des Ventilauslasses kann kleiner gebildet sein als ein Außendurchmesser des Ventilkerns, so dass eine dritte gestufte Oberfläche, die mit einer vorderen Endoberfläche der Seitenplatte in Kontakt gebracht werden kann, zwischen dem Auslassabschnitt und dem Ventilauslass gebildet sein kann.
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Das elastische Bauglied kann als Sprungfeder gebildet sein, bei der ein Ende durch die zweite Druckoberfläche gehalten wird und das andere Ende durch die dritte gestufte Oberfläche gehalten wird.
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Ein Innendurchmesser des ersten Kommunikationspfades ist kleiner gebildet als ein Innendurchmesser des Ventileinlasses.
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Wenn in dem zweiten Kommunikationspfad ein Abschnitt, der in einer Axialrichtung am weitesten beabstandet von einer vorderen Endoberfläche der Seitenplatte ist, ein Startabschnitt des zweiten Kommunikationspfades ist, kann ein axialer Abstand zwischen der vorderen Endoberfläche der Seitenplatte und dem Startabschnitt des zweiten Kommunikationspfades kleiner gebildet sein als eine axiale Länge des Auslassabschnitts, und ein axialer Abstand zwischen der ersten Druckoberfläche der Basisplatte und dem Startabschnitt des zweiten Kommunikationspfades kann kleiner gebildet sein als eine axiale Länge des Einlassabschnitts.
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Wenn der Differenzdruck gleich groß wie oder kleiner als der erste Druck ist, kann die erste Druckoberfläche in Kontakt mit der ersten gestuften Oberfläche stehen und ein Kühlmittel in der Kurbelkammer kann durch den Ventileinlass, den ersten Kommunikationspfad und den Ventilauslass zu der Ansaugkammer bewegt werden, wenn der Differenzdruck größer als der erste Druck und kleiner als der vierte Druck ist, kann die erste Druckoberfläche von der ersten gestuften Oberfläche beabstandet sein und zumindest ein Abschnitt des zweiten Kommunikationspfades kann durch eine innere Umfangsoberfläche des Einlassabschnitts geöffnet werden und das Kühlmittel in der Kurbelkammer kann durch den Ventileinlass, den Einlassabschnitt, den ersten Kommunikationspfad, den zweiten Kommunikationspfad und den Ventilauslass zu der Ansaugkammer bewegt werden; und wenn der Differenzdruck gleich groß wie oder größer als der vierte Druck ist, kann die erste Druckoberfläche von der ersten gestuften Oberfläche beabstandet sein und der zweite Kommunikationspfad kann durch eine innere periphere Oberfläche des Auslassabschnitts geschlossen werden, und das Kühlmittel in der Kurbelkammer kann durch den Ventileinlass, den Einlassabschnitt, den ersten Kommunikationspfad und den Ventilauslass zu der Ansaugkammer bewegt werden.
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Das Gehäuse kann Folgendes umfassen: einen Zylinderblock mit einem Bohrloch, das den Kolben darin aufnimmt, ein vorderes Gehäuse, das mit einer Seite des Zylinderblocks gekoppelt ist und die Kurbelkammer aufweist; und ein hinteres Gehäuse, das mit einer anderen Seite des Zylinderblocks gekoppelt ist und die Ansaugkammer aufweist, und wobei ein Ventilmechanismus, durch den die Ansaugkammer mit der Verdichtungskammer kommuniziert und diese abschirmt, zwischen dem Zylinderblock und dem hinteren Gehäuse eingefügt sein kann; wobei das hintere Gehäuse einen Pfostenabschnitt umfassen kann, der durch den Ventilmechanismus gehalten wird; der Ventileinlass in dem Ventilmechanismus gebildet sein kann; und der Ventilauslass und die Ventilkammer in dem Pfostenabschnitt gebildet sein können.
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Das Abflusspfad-Steuerventil kann dahingehend gebildet sein, eine Querschnittsflussfläche des Abflusspfades dahingehend einzustellen, gleich groß wie eine erste Fläche zu sein, wenn der Differenzdruck gleich groß wie oder kleiner als der erste Druck ist oder gleich groß wie oder größer als ein zweiter Druck ist, und kann dahingehend gebildet sein, eine Querschnittsflussfläche des Abflusspfades dahingehend einzustellen, größer als die erste Fläche zu sein, wenn der Differenzdruck größer als der erste Druck ist und kleiner als der zweite Druck ist.
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Das Abflusspfad-Steuerventil kann dahingehend gebildet sein, eine Querschnittsflussfläche des Abflusspfades entsprechend zu verringern, wenn der Differenzdruck in einem Bereich zunimmt, der größer als der erste Druck ist und kleiner als der zweite Druck ist.
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Vorteilhafte Wirkung
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Ein Taumelscheibenverdichter gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst: ein Gehäuse; eine Drehwelle, die drehbar an dem Gehäuse montiert ist; eine Taumelscheibe, die in einer Kurbelkammer des Gehäuses aufgenommen ist und sich gemeinsam mit der Drehwelle dreht; einen Kolben, der gemeinsam mit dem Gehäuse eine Verdichtungskammer bildet und mit der Taumelscheibe dahingehend gekuppelt ist, sich hin- und herzubewegen; einen Abflusspfad zum Leiten eines Kühlmittels der Kurbelkammer zu einer Ansaugkammer des Gehäuses derart, dass ein Neigungswinkel der Taumelscheibe eingestellt wird; und ein Abflusspfad-Steuerventil, das eine Ventilkammer, die in dem Abflusspfad bereitgestellt ist, und einen Ventilkern aufweist, der sich in der Ventilkammer hin- und herbewegt, und wobei der Ventilkern Folgendes umfasst: einen ersten Kommunikationspfad zum konstanten Kommunizieren des Abflusspfades; sowie einen zweiten Kommunikationspfad zum Kommunizieren des Abflusspfades umfassen kann, wenn ein Differenzdruck zwischen einem Druck der Kurbelkammer und einem Druck der Ansaugkammer in einem vorbestimmten Druckbereich ist. Demgemäß wird es möglich, eine Kühlmittelabgabemenge schnell zu steuern und gleichzeitig eine Verringerung der Verdichtereffizienz zu verhindern und eine Reaktionsfähigkeit in der Anfangsphase des Antriebs zu verbessern.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Perspektivansicht, die einen herkömmlichen Taumelscheibenverdichter veranschaulicht.
- 2 ist eine Querschnittsansicht, die einen Abflusspfad in einem Taumelscheibenverdichter gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht, wobei ein Differenzdruck gleich groß wie oder kleiner als der erste Druck ist.
- 3 ist eine Querschnittsansicht, die den Abflusspfad in dem Taumelscheibenverdichter aus 2 veranschaulicht, wobei ein Differenzdruck größer als der erste Druck und kleiner als der zweite Druck ist.
- 4 ist eine Querschnittsansicht, die den Abflusspfad in dem Taumelscheibenverdichter aus 2 veranschaulicht, wobei ein Differenzdruck gleich groß wie oder größer als der zweite Druck ist.
- 5 ist eine Perspektivansicht, die den Ventilkern des Abfluss-Steuerventils in dem Taumelscheibenverdichter aus 2 veranschaulicht.
- 6 ist eine perspektivische Ausschnittansicht, die den Ventilkern aus 5 veranschaulicht.
- 7 ist ein Diagramm, das einen Vergleich zwischen einem Differenzdruck und der Querschnittsflussfläche des Abflusspfades in dem Taumelscheibenverdichter aus 1 und 2 veranschaulicht.
- 8 ist ein Diagramm, das einen Vergleich zwischen einem Differenzdruck und einer Flussmenge des Abflusspfades in dem Taumelscheibenverdichter aus 1 und 2 veranschaulicht.
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Modus der Erfindung
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Im Folgenden wird ein Taumelscheibenverdichter gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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2 ist eine Querschnittsansicht, die einen Abflusspfad in einem Taumelscheibenverdichter gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht, wobei ein Differenzdruck gleich groß wie oder kleiner als der erste Druck ist, 3 ist eine Querschnittsansicht, die den Abflusspfad in dem Taumelscheibenverdichter aus 2 veranschaulicht, wobei ein Differenzdruck größer als der erste Druck und kleiner als der zweite Druck ist, 4 ist eine Querschnittsansicht, die den Abflusspfad in dem Taumelscheibenverdichter aus 2 veranschaulicht, wobei ein Differenzdruck gleich groß wie oder größer als der zweite Druck ist, 5 ist eine Perspektivansicht, die den Ventilkern des Abfluss-Steuerventils in dem Taumelscheibenverdichter aus 2 veranschaulicht, 6 ist eine perspektivische Ausschnittansicht, die den Ventilkern aus 5 veranschaulicht, 7 ist ein Diagramm, das einen Vergleich zwischen einem Differenzdruck und der Querschnittsflussfläche des Abflusspfades in dem Taumelscheibenverdichter aus 1 und 2 veranschaulicht, und 8 ist ein Diagramm, das einen Vergleich zwischen einem Differenzdruck und einer Flussmenge des Abflusspfades in dem Taumelscheibenverdichter aus 1 und 2 veranschaulicht.
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Andererseits ist auf 1 Bezug zu nehmen im Hinblick auf Komponenten, die in 2 bis 8 zum Zwecke der Kürze der Beschreibung nicht veranschaulicht sind.
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Unter Bezugnahme auf 2 bis 8 und 1 kann der Taumelscheibenverdichter gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ein Gehäuse 100 sowie einen Verdichtungsmechanismus 200 umfassen, der in dem Gehäuse 100 bereitgestellt und ein Kühlmittel verdichtet.
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Das Gehäuse 100 kann einen Zylinderblock 110, in dem der Verdichtungsmechanismus 200 aufgenommen ist, ein vorderes Gehäuse 120, das mit einer Vorderseite des Zylinderblocks 110 gekoppelt ist und ein hinteres Gehäuse 130 umfassen, das mit einer Rückseite des Zylinderblocks 110 gekoppelt ist.
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Ein Lagerloch 112, in dem eine später beschriebene Drehwelle 210 eingefügt ist, ist in einer Mitte des Zylinderblocks 110 gebildet, und der später beschriebene Kolben 230 kann in einen äußeren Umfang des Zylinderblocks 110 eingefügt werden, und das Bohrloch 114, das die Verdichtungskammer zusammen mit dem Kolben 230 bildet, kann darin gebildet sein.
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Das vordere Gehäuse 120 kann dahingehend mit dem Zylinderblock 110 gekoppelt sein, eine Kurbelkammer S4 zu bilden, in der eine später beschriebene Taumelscheibe 220 aufgenommen ist.
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Das hintere Gehäuse 130 kann eine Ansaugkammer S1, in der ein in die Verdichtungskammer fließendes Kühlmittel aufgenommen wird, und eine Abflusskammer S3 umfassen, in der ein aus der Verdichtungskammer abgegebenes Kühlmittel aufgenommen wird.
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Zusätzlich dazu umfasst das hintere Gehäuse 130 einen Pfostenabschnitt 134, der sich von einer Innenwandoberfläche des hinteren Gehäuses 130 erstreckt und durch einen später beschriebenen Ventilmechanismus gehalten wird, um eine Verformung des hinteren Gehäuses 130 zu verhindern, und ein Abschnitt eines später beschriebenen Abflusspfades 450 kann in dem Pfostenabschnitt 134 gebildet sein.
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Der Verdichtungsmechanismus 200 kann die Drehwelle 210, die drehbar durch das Gehäuse 100 gehalten wird und durch das Annehmen einer Drehkraft von einer Antriebsquelle (z. B. einem Motor eines Fahrzeugs) (nicht veranschaulicht) gedreht wird, die Taumelscheibe 220, die mit der Kurbelkammer S4 gekuppelt ist und sich in der Kurbelkammer S4 dreht, und den Kolben 230 umfassen, der mit der Taumelscheibe 220 gekuppelt ist und sich in dem Bohrloch 114 hin- und herbewegt.
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Ein Ende der Drehwelle 210 kann dahingehend in das Lagerloch 112 eingefügt sein, auf drehbare Weise daran gehalten zu werden, und ein anderes Ende derselben kann von dem Gehäuse 100 durch das vordere Gehäuse 120 nach außen hervorstehen und kann mit der Antriebsquelle (nicht veranschaulicht) verbunden sein.
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Die Taumelscheibe 220 kann in einer Scheibenform gebildet sein und kann schräg an der Drehwelle 210 in der Kurbelkammer S4 befestigt sein. Hier ist die Taumelscheibe 220 so an der Drehwelle 210 befestigt, dass der Neigungswinkel der Taumelscheibe 220 variabel wird, was später beschrieben wird.
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Bei dem Kolben 230 kann ein Ende in das Bohrloch 114 eingeführt sein und das andere Ende kann sich von dem einen Ende zu einer gegenüberliegenden Seite des Bohrlochs 114 erstrecken und mit der Taumelscheibe 220 aus der Kurbelkammer S4 verbunden sein.
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Zusätzlich dazu kann der Taumelscheibenverdichter gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ferner den Ventilmechanismus 300 umfassen, der zwischen dem Zylinderblock 110 und dem hinteren Gehäuse 130 eingefügt ist und durch den die Ansaugkammer S1 und die Abflusskammer S3 miteinander kommunizieren und die Verdichtungskammer abschirmen.
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Zusätzlich dazu kann der Taumelscheibenverdichter gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ferner einen Neigungseinstellmechanismus 400 zum Einstellen des Neigungswinkels der Taumelscheibe 220 in Bezug auf die Drehwelle 210 umfassen.
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Der Neigungseinstellmechanismus 400 kann einen Rotor 410, der an der Drehwelle 210 befestigt ist und sich gemeinsam mit der Drehwelle 210 dreht, und einen Gleitstift 420 umfassen, der die Taumelscheibe 220 und den Rotor 410 derart verbindet, dass die Taumelscheibe 220 an der Drehwelle 210 befestigt ist, wobei es möglich wird, dass der Neigungswinkel der Taumelscheibe 220 variieren kann.
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Zusätzlich dazu kann der Neigungseinstellmechanismus 400 einen Zulaufpfad 430 zum Leiten eines Kühlmittels in der Abflusskammer S3 zu der Kurbelkammer S4 und den Abflusspfad 450 zum Leiten eines Kühlmittels in der Kurbelkammer S4 zu der Ansaugkammer S1 umfassen, um den Neigungswinkel der Taumelscheibe 220 einzustellen, indem ein Druck in der Kurbelkammer S4 eingestellt wird.
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Der Zulaufpfad 430 kann sich von der Abflusskammer S3 durch das hintere Gehäuse 130, den Ventilmechanismus 300 und den Zylinderblock 110 zu der Kurbelkammer S4 erstrecken.
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Zusätzlich dazu ist in dem Zulaufpfad 430 ein Drucksteuerventil (nicht veranschaulicht) zum Steuern einer Menge eines Kühlmittels gebildet, das aus der Abflusskammer S3 in den Zulaufpfad 430 fließt, und das Drucksteuerventil (nicht veranschaulicht) kann als sogenanntes mechanisches Ventil (MCV, Mechanical Valve) oder elektromagnetisches Ventil (EVC, Electromagnetic Valve) gebildet sein.
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Der Abflusspfad 450 kann sich von der Kurbelkammer S4 durch den Zylinderblock 110 und den Ventilmechanismus 300 zu der Ansaugkammer S1 erstrecken.
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Zusätzlich dazu kann in dem Abflusspfad 450 ein Abflusspfad-Steuerventil 460 zum Steuern der Querschnittsflussfläche des Abflusspfades 450 durch einen Differenzdruck ΔP zwischen dem Druck der Kurbelkammer S4 und dem Druck der Ansaugkammer S1 460 gebildet sein.
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Das Abfluss-Steuerventil 460 kann dahingehend gebildet sein, die Querschnittsflussfläche des Abflusspfades 450 dahingehend einzustellen, größer als eine erste Fläche (Querschnittsfläche eines später beschriebenen ersten Kommunikationspfades 467b) zu sein, wenn ein Differenzdruck ΔP gleich groß wie oder kleiner als der erste Druck P1 oder größer als der zweite Druck P2 ist, welcher größer ist als der erste Druck P1, und die Querschnittsflussfläche des Abflusspfades 450 dahingehend einzustellen, größer als die erste Fläche zu werden, wenn der Differenzdruck ΔP größer als der erste Druck P1 und kleiner als der zweite Druck P2 ist.
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Zusätzlich dazu kann das Abfluss-Steuerventil 460 derart gebildet sein, dass bei Zunahme des Differenzdruckes ΔP in einem Bereich, in dem der Differenzdruck ΔP größer als der erste Druck P1 und kleiner als der zweite Druck P2 ist, die Querschnittsflussfläche des Abflusspfades 450 abnimmt.
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Im Einzelnen kann das Abfluss-Steuerventil 460 einen Ventileinlass 462, der mit der Kurbelkammer S4 kommuniziert, einen Ventilauslass 466, der mit der Ansaugkammer S1 kommuniziert, eine Ventilkammer 464, die zwischen dem Ventileinlass 462 und dem Ventilauslass 466 gebildet ist, einen Ventilkern 467, der sich in der Ventilkammer 464 hin- und herbewegt, und ein elastisches Bauglied 468 umfassen, das den Ventilkern 467 hin zu dem Ventileinlass 462 drückt.
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Der Ventileinlass 462 kann in dem Ventilmechanismus 300 gebildet sein und der Ventilauslass 466 und die Ventilkammer 464 können in dem Pfostenabschnitt 134 des hinteren Gehäuses 130 gebildet sein. Hier umfasst das Abflusspfad-Steuerventil 460 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kein separates Ventilgehäuse, so dass Kosten eingespart werden. Das heißt, der Ventileinlass 462 ist in dem Ventilmechanismus 300 gebildet und der Ventilauslass 466 und die Ventilkammer 464 sind in dem Pfostenabschnitt 134 gebildet. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt und das Abflusspfad-Steuerventil 460 kann ein separates Ventilgehäuse umfassen, und der Ventileinlass 462, der Ventilauslass 466 und die Ventilkammer 464 können in dem Ventilgehäuse gebildet sein.
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Die Ventilkammer 464 kann einen Einlassabschnitt 464a, der mit dem Ventileinlass 462 kommuniziert, und einen Auslassabschnitt 464c umfassen, der mit dem Ventilauslass 466 kommuniziert.
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Ein Innendurchmesser des Einlassabschnitts 464a kann dahingehend gebildet sein, größer als ein Innendurchmesser des Ventileinlasses 462 zu sein, so dass der Ventilkern 467 nicht in den Ventileinlass 462 eingeführt wird. Das heißt, eine erste gestufte Oberfläche 463, die mit einer später beschriebenen ersten Druckoberfläche F1 in Kontakt gebracht werden kann, kann zwischen dem Einlassabschnitt 464a und dem Ventileinlass 462 gebildet sein.
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Zusätzlich dazu kann ein Innendurchmesser des Einlassabschnitts 464a dahingehend gebildet sein, größer zu sein als ein Innendurchmesser des Auslassabschnitts 464c, so dass ein Abschnitt des Kühlmittels in den Ventileinlass 462 zwischen dem Ventilkern 467 und dem Einlassabschnitt 464a eingebracht werden kann, und eine zweite gestufte Oberfläche 464b kann zwischen dem Einlassabschnitt 464a und dem Auslassabschnitt 464c gebildet sein.
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Im Hinblick auf den Einlassabschnitt 464a kann zusätzlich dazu eine axiale Länge des Einlassabschnitts 464a dahingehend gebildet sein, kürzer zu sein als eine axiale Länge des Ventilkerns 467, so dass der Ventilkern 467 nicht vollständig von dem Auslassabschnitt 464c getrennt ist.
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Zusätzlich dazu kann eine axiale Länge des Einlassabschnitts 464a dahingehend gebildet sein, größer als ein axialer Abstand zwischen einer später beschriebenen ersten Druckoberfläche F1 und einem Startabschnitt eines später beschriebenen zweiten Kommunikationspfades 467d zu sein, so dass der zweite Kommunikationspfad 467d, der später beschrieben wird, von dem Einlassabschnitt 464a geöffnet wird, wenn der Ventilkern 467 hin zu dem Ventileinlass 462 bewegt wird.
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Ein Innendurchmesser des Auslassabschnitts 464c kann dahingehend gebildet sein, größer zu sein als ein Innendurchmesser des Ventilauslasses 466, so dass der Ventilkern 467 nicht in den Ventilauslass 466 eingeführt wird. Das heißt, eine dritte gestufte Oberfläche 465, die mit einer vorderen Endoberfläche einer später beschriebenen Seitenplatte 467c in Kontakt gebracht werden kann, kann zwischen dem Auslassabschnitt 464c und dem Ventilauslass 466 gebildet sein.
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Ein Innendurchmesser des Auslassabschnitts 464c kann auf einem selben Niveau (gleich oder etwas größer) wie ein Außendurchmesser des Ventilkerns 467 (genauer gesagt ein Außendurchmesser einer später beschriebenen Basisplatte 467a und der später beschriebenen Seitenplatte 467c) und auf einem gleichen Niveau (gleich oder leicht größer) wie der Auslassabschnitt 464c gebildet sein, so dass sich der Ventilkern 467 in dem Auslassabschnitt 464c hin- und herbewegen kann und ein Kühlmittel zwischen dem Ventilkern 467 und dem Einlassabschnitt 464a lediglich durch den später beschriebenen zweiten Kommunikationspfad 467d zu dem Ventilauslass 466 fließen kann, mit anderen Worten kann verhindert werden, dass ein Kühlmittel zwischen dem Ventilkern 467 und dem Einlassabschnitt 464a durch einen Pfad zwischen dem Ventilkern 467 und dem Auslassabschnitt 464c zu dem zweiten Kommunikationspfad 467d fließt.
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Zusätzlich dazu kann bei dem Auslassabschnitt 464c eine axiale Länge des Auslassabschnitts 464c dahingehend gebildet sein, größer zu sein als ein axialer Abstand von der vorderen Endoberfläche der später beschriebenen Seitenplatte 467c zu dem Startpunkt des zweiten Kommunikationspfades 467d (ein in einer Axialrichtung am weitesten von dem vorderen Ende der Seitenplatte 467c beabstandeter Teil), so dass der später beschriebene zweite Kommunikationspfad 467d schrittweise reduziert wird und dann durch den Auslassabschnitt 464c geschlossen wird, wenn der Ventilkern 467 hin zu dem Ventilauslass 466 bewegt wird.
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Ferner kann bei dem Auslassabschnitt 464c eine axiale Länge des Auslassabschnittes 464c dahingehend gebildet sein, kleiner zu sein als eine axiale Länge des Ventilkerns 467, so dass der Ventilkern 467 nicht vollständig in den Auslassabschnitt 464c eingeführt wird.
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Der Ventilkern 467 kann eine Basisplatte 467a, die eine erste Druckoberfläche F1, welche dem Ventileinlass 462 gegenüberliegt, und eine zweite Druckoberfläche F2 aufweist, welche dem Ventilauslass 466 gegenüberliegt, die Seitenplatte 467c, die ringförmig von einem äußeren Umfang der zweiten Druckoberfläche F2 hervorsteht, und einen ersten Kommunikationspfad 467b, der von der ersten Druckoberfläche F1 zu der zweiten Druckoberfläche F2 durch die Basisplatte 467a verläuft, und einen zweiten Kommunikationspfad 467d umfassen, der von einer äußeren Umfangsoberfläche der Seitenplatte 467c zu einer inneren Umfangsfläche der Seitenplatte 467c durch die Seitenplatte 467c verläuft.
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Das elastische Bauglied 468 kann als Sprungfeder gebildet sein, bei der ein Ende auf der zweiten Druckoberfläche F2 gehalten wird und das andere Ende auf der dritten gestuften Oberfläche 465 gehalten wird, so dass das elastische Bauglied 468 einen ähnlichen Effekt wie der zweite Kommunikationspfad 467d erzielen kann (der Effekt einer Reduzierung der Querschnittsflussfläche des Abflusspfades 450, wenn sich der Ventilkern 467 hin zu dem Ventilauslass 466 bewegt).
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Hier ist ein Einlass des Kommunikationspfades 467b dahingehend gebildet, auf den Ventileinlass 462 zu zeigen, und ein Auslass des ersten Kommunikationspfades 467b kann dahingehend gebildet sein, auf ein Inneres des elastischen Bauglieds 468 (insbesondere eine Sprungfeder) zu zeigen, so dass ein Kühlmittel, das durch den ersten Kommunikationspfad 467b zu dem Ventilauslass 466 fließt, nicht durch das elastische Bauglied 468 behindert wird.
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Zusätzlich dazu kann ein Innendurchmesser des ersten Kommunikationspfades 467b dahingehend gebildet sein, kleiner zu sein als ein Innendurchmesser des Ventileinlasses 462, so dass die erste Druckoberfläche F1 auch in einem Zustand, in dem die erste Druckoberfläche F1 in Kontakt mit der ersten gestuften Oberfläche 463 steht, unter Druck durch ein Kühlmittel des Ventileinlasses 462 gebracht werden kann.
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Zusätzlich dazu kann der zweite Kommunikationspfad 467d als ein langes Loch gebildet sein, das sich in einer Hin- und Herrichtung (Axialrichtung) des Ventilkerns 467 erstreckt, so dass eine Querschnittsflussfläche des zweiten Kommunikationspfades 467d entsprechend abnimmt, während der Ventilkern 467 hin zu dem Ventilauslass 466 bewegt wird.
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Zusätzlich dazu kann der zweite Kommunikationspfad 467d außerhalb des elastischen Bauglieds 468 (genauer gesagt eine Sprungfeder) gebildet sein und der Ventilauslass 466 kann dahingehend gebildet sein, auf ein Inneres des elastischen Bauglieds 468 (genauer gesagt eine Sprungfeder) zu zeigen, so dass ein Kühlmittel, das durch den zweiten Kommunikationspfad 467d zu dem Ventilauslass 466 fließt, durch das elastische Bauglied 468 behindert wird, insbesondere wird ein Kühlmittel, das durch den zweiten Kommunikationspfad 467d zu dem Ventilauslass 466 fließt, stärker durch das elastische Bauglied 468 behindert, wenn sich der Ventilkern 467 hin zu dem Ventilauslass 466 bewegt.
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Im Folgenden wird eine Funktionswirkung des Taumelscheibenverdichters gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben.
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Das heißt, die Drehwelle 210 und die Taumelscheibe 220 können gemeinsam gedreht werden, wenn eine Leistung von der Antriebsquelle (nicht veranschaulicht) auf die Drehwelle 210 übertragen wird.
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Zusätzlich dazu kann der Kolben 230 in dem Bohrloch 114 hin- und herbewegt werden, indem eine Drehbewegung der Taumelscheibe 220 in eine Linearbewegung umgewandelt wird.
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Wenn sich der Kolben 230 von einem oberen Totpunkt zu einem Totpunkt bewegt, kommuniziert die Verdichtungskammer zusätzlich dazu durch den Ventilmechanismus 300 mit der Ansaugkammer S1 und wird von der Abflusskammer S3 abgeschirmt, und ein Kühlmittel in der Ansaugkammer S1 kann in die Verdichtungskammer gesaugt werden.
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Wenn sich der Kolben 230 von einem unteren Totpunkt zu einem oberen Totpunkt bewegt, wird die Verdichtungskammer zusätzlich dazu durch den Ventilmechanismus 300 von der Ansaugkammer S1 und der Abflusskammer S3 abgeschirmt und ein Kühlmittel in der Verdichtungskammer kann komprimiert werden.
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Wenn der Kolben 230 einen oberen Totpunkt erreicht, wird zusätzlich dazu die Verdichtungskammer von der Ansaugkammer S1 abgeschirmt und kommuniziert durch den Ventilmechanismus 300 mit der Abflusskammer S3, ein in der Verdichtungskammer verdichtetes Kühlmittel kann an die Abflusskammer S3 abgegeben werden.
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Bei dem Taumelscheibenverdichter gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann hier die Kühlmittelabgabemenge wie folgt eingestellt werden.
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Zuerst kann zu dem Zeitpunkt eines Stillstands eine Kühlmittelabgabemenge auf einen Mindestmodus eingestellt werden, wo die Kühlmittelabgabemenge ein Minimum beträgt. Das heißt, die Taumelscheibe 220 kann dahingehend angeordnet sein, näher vertikal zu der Drehwelle 210 zu sein, demgemäß kann der Neigungswinkel der Taumelscheibe 220 nahe null betragen. Hier kann der Neigungswinkel der Taumelscheibe 220 als ein Winkel zwischen der Drehwelle 210 der Taumelscheibe 220 und einer normalen Linie der Taumelscheibe 220 in Bezug auf ein Drehzentrum der Taumelscheibe 220 gemessen werden.
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Sobald der Betrieb gestartet ist, kann als Nächstes die Kühlmittelabgabemenge auf den Maximalmodus eingestellt werden, in dem die Kühlmittelabgabemenge maximal ist. Das heißt, der Zulaufpfad 430 kann durch das Drucksteuerventil (nicht veranschaulicht) geschlossen werden und der Druck in der Kurbelkammer S4 kann auf ein Ansaugdruckniveau reduziert werden. Das heißt, der Druck der Kurbelkammer S4 kann minimiert werden. Da eine Summe des Moments der Taumelscheibe 220 durch den Druck der Kurbelkammer S4 und des Moments durch die Rückkehrfeder der Taumelscheibe 220 (im Folgenden das erste Moment) kleiner ist als ein Moment durch die Reaktionskompressionskraft des Kolbens 230 (im Folgenden das zweite Moment), kann der Neigungswinkel der Taumelscheibe 220 maximiert werden, der Hub des Kolbens 230 kann maximiert werden und die Kühlmittelabgabemenge kann maximiert werden.
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Nach dem maximalen Modus kann als Nächstes die Menge an Kühlmittel, das aus der Abflusskammer S3 in den Zulaufpfad 430 fließt, durch das Drucksteuerventil (nicht veranschaulicht) gemäß der erforderlichen Kühlmittelabgabemenge eingestellt werden, so dass der Hub des Kolbens 230 eingestellt werden kann, der Neigungswinkel der Taumelscheibe 220 eingestellt werden kann und die Kühlmittelabgabemenge eingestellt werden kann.
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Das heißt, wenn eine Reduzierung der Kühlmittelabgabemenge erforderlich ist, kann eine Menge eines Kühlmittels, das aus der Abflusskammer S3 in den Zulaufpfad 430 fließt, durch das Drucksteuerventil (nicht veranschaulicht) erhöht werden, und wenn die Menge eines Kühlmittels, das durch den Zulaufpfad 430 in die Kurbelkammer S4 fließt, erhöht wird, kann der Druck in der Kurbelkammer S4 erhöht werden, und das erste Moment kann erhöht werden. Wenn das erste Moment größer ist als das zweite Moment, kann der Neigungswinkel der Taumelscheibe 220 reduziert werden, der Hub des Kolbens 230 kann reduziert werden und die Kühlmittelabgabemenge kann reduziert werden.
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Wenn andererseits eine Erhöhung der Kühlmittelabgabemenge erforderlich ist, wird eine Menge eines Kühlmittels, das aus der Abflusskammer S3 in den Zulaufpfad 430 fließt, durch das Drucksteuerventil (nicht veranschaulicht) reduziert, und wenn eine Menge eines Kühlmittels, das durch den Zulaufpfad 430 in die Kurbelkammer S4 fließt, reduziert wird, kann der Druck in der Kurbelkammer S4 reduziert werden und das erste Moment kann reduziert werden. Da das erste Moment kleiner wird als das zweite Moment, kann zusätzlich dazu der Neigungswinkel der Taumelscheibe 220 vergrößert werden, der Hub des Kolbens 230 kann vergrößert werden und die Kühlmittelabgabemenge kann vergrößert werden.
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Wenn andererseits das erste Moment und das zweite Moment gleich sind, kann der Neigungswinkel der Taumelscheibe 220 in einem stetigen Zustand beibehalten werden, und der Hub des Kolbens 230 und die Kühlmittelabgabemenge können konstant gehalten werden.
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Da hier die Reaktionskompressionskraft des Kolbens 230 proportional zu dem Verdichtungsbetrag ist, nehmen die Reaktionskompressionskraft und das zweite Moment des Kolbens 230 entsprechend zu, wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe 220 zunimmt. Wenn dementsprechend der Neigungswinkel der Taumelscheibe 220 zunimmt, nimmt der Druck in der Kurbelkammer S4 zum Aufrechterhalten des Neigungswinkels der Taumelscheibe 220 auch zu. Das heißt, der Druck der Kurbelkammer S4 bei relativ großem, jedoch stetigem Neigungswinkel der Taumelscheibe 220 muss größer sein als der Druck der Kurbelkammer S4 bei relativ kleinem, jedoch stetigem Neigungswinkel der Taumelscheibe 220.
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Um andererseits den Druck der Kurbelkammer S4 zu reduzieren, sollte eine Öffnungsgröße des Zulaufpfades 430 derart reduziert werden, dass eine Menge eines Kühlmittels, das aus der Abflusskammer S3 in die Kurbelkammer S4 fließt, reduziert wird, und das Kühlmittel in der Kurbelkammer S4 sollte zu einer Außenseite der Kurbelkammer S4 abgegeben werden, und zu diesem Zweck ist der Abflusspfad 450 zum Leiten des Kühlmittels in der Kurbelkammer S4 zu der Ansaugkammer S1 bereitgestellt.
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Bei dem Taumelscheibenverdichter gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist hier das Abflusspfad-Steuerventil 460 zum Steuern der Querschnittsflussfläche des Abflusspfades 450 durch den Differenzdruck ΔP zwischen einem Druck der Kurbelkammer S4 und einem Druck der Ansaugkammer S1 derart enthalten, dass ein Kühlmittel, das durch den Abflusspfad 450 verläuft, entkomprimiert werden kann, um zu verhindern, dass der Druck in der Ansaugkammer S1 zunimmt, die Kühlmittelabgabemenge kann schnell eingestellt werden, eine Verschlechterung der Verdichtereffizienz kann verhindert werden und eine Reaktionsfähigkeit in der Anfangsphase des Antriebs kann gleichzeitig verbessert werden.
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Wenn, unter Bezugnahme auf 2, der Differenzdruck ΔP im Einzelnen gleich groß wie oder größer als der erste Druck P1 ist, ist eine Kraft, die auf die zweite Druckoberfläche F2 angewendet wird, größer als eine Kraft, die auf die erste Druckoberfläche F1 angewendet wird, und der Ventilkern 467 kann hin zu dem Ventileinlass 462 bewegt werden. Zusätzlich dazu kann die erste Druckoberfläche F1 in Kontakt mit der ersten gestuften Oberfläche 463 gebracht werden. Demgemäß fließt das Kühlmittel in der Kurbelkammer S4 durch den Ventileinlass 462, den ersten Kommunikationspfad 467b und den Ventilauslass 466 zu der Ansaugkammer S1 und zu diesem Zeitpunkt kann die Querschnittsflussfläche des Abflusspfades 450 durch die Querschnittsfläche des ersten Kommunikationsdurchgangs 467b bestimmt werden. Da hier eine Querschnittsfläche des ersten Kommunikationspfades 467b kleiner ist als eine Querschnittsfläche des Ventileinlasses 462 und eine Querschnittsfläche des Ventilauslasses 466, wird ein Kühlmittel, das durch den Abflusspfad 450 verläuft, entkomprimiert, wodurch eine Erhöhung des Drucks der Ansaugkammer S1 verhindert werden kann. Da zusätzlich dazu eine Querschnittsfläche des ersten Kommunikationspfades 467b kleiner ist eine Querschnittsflussfläche des herkömmlichen Öffnungslochs H, wie in 7 gezeigt ist, kann ein unnötiges Austreten des Kühlmittels in der Kurbelkammer S4 in die Ansaugkammer S1 eingeschränkt werden, wie in 8 veranschaulicht ist, und eine Verringerung der Verdichtereffizienz aufgrund eines Kühlmittelaustritts kann eingeschränkt werden. Wenn, unter Bezugnahme auf 3, der Differenzdruck ΔP zusätzlich dazu größer ist als der erste Druck P1 und kleiner ist als der zweite Druck P2, ist eine Kraft, die auf die erste Druckoberfläche F1 angewendet wird, größer als die Kraft, die auf die zweite Druckoberfläche F2 angewendet wird, und der Ventilkern 467 kann hin zu dem Ventilauslass 466 bewegt werden. Zusätzlich dazu kann die erste Druckoberfläche F1 von der ersten gestuften Oberfläche 463 beabstandet sein. Demgemäß fließt ein Abschnitt des Kühlmittels in der Kurbelkammer S4 durch den Ventileinlass 462, den Einlassabschnitt 464a, den ersten Kommunikationspfad 467b und den Ventilauslass 466 zu der Ansaugkammer S1, und der Rest des Kühlmittels in der Kurbelkammer S4 fließt durch den Ventileinlass 462, den Einlassabschnitt 464a, den zweiten Kommunikationspfad 467d und den Ventilauslass 466 zu der Ansaugkammer S1, und in diesem Fall kann die Querschnittsflussfläche des Abflusspfades 450 stärker vergrößert werden als die des ersten Kommunikationspfades 467b. Da hier die Querschnittsflussfläche des Abflusspfades 450 kleiner ist als eine Querschnittsfläche des Ventileinlasses 462 und eine Querschnittsfläche des Ventilauslasses 466, wird ein Kühlmittel, das durch den Abflusspfad 450 verläuft, entkomprimiert, wodurch der Druckanstieg der Ansaugkammer S1 verhindert werden kann. Da ferner die Querschnittsflussfläche des Abflusspfades 450 größer ist als eine Querschnittsflussfläche des herkömmlichen Öffnungslochs H, wie in 7 gezeigt ist, und da ein Kühlmittel der Kurbelkammer S4 (einschließlich eines flüssigen Kühlmittels) schnell in die Ansaugkammer S1 abgegeben werden kann, etwa zur Anfangsphase des Antriebs, kann eine Zeit reduziert werden, die erforderlich ist zum Einstellen des Neigungswinkels der Taumelscheibe 220 und zum Einstellen der Kühlmittelabgabemenge. Das heißt, ein Reaktionsvermögen kann verbessert werden. Obwohl andererseits die Querschnittsflussfläche des Abflusspfades 450 größer ist als die Querschnittsflussfläche des herkömmlichen Öffnungslochs H, ist eine Kühlmittelaustrittsmenge im Vergleich zu der des Standes der Technik durch eine Flussstrecke und einen Flusswiderstand in dem in 8 gezeigten Abflusspfad-Steuerventil 460 reduziert, wodurch eine Verringerung der Verdichtereffizienz aufgrund eines Kühlmittelaustritts eingeschränkt werden kann. Andererseits wird dann, während der Differenzdruck ΔP in einem Bereich zunimmt, in dem der Differenzdruck ΔP größer ist als der erste Druck P1 und kleiner als der zweite Druck P2, der Ventilkern 467 weiter zu dem Ventilauslass 466 bewegt, und die effektive Querschnittsfläche des zweiten Kommunikationspfades 467d wird schrittweise reduziert, so dass die Querschnittsflussfläche des Abflusspfades 450 schrittweise reduziert wird, jedoch weiterhin größer sein kann als die Querschnittsfläche des ersten Kommunikationspfades 467b. Da hier die Querschnittsflussfläche des Abflusspfades 450 kleiner ist als eine Querschnittsfläche des Ventileinlasses 462 und eine Querschnittsfläche des Ventilauslasses 466, wird das Kühlmittel, das durch den Abflusspfad 450 verläuft, entkomprimiert und ein Druckanstieg der Ansaugkammer S1 kann verhindert werden. Da ferner die Querschnittsflussfläche des Abflusspfades 450 kleiner werden kann als die Querschnittsflussfläche des herkömmlichen Öffnungslochs H, wie in 7 veranschaulicht ist, kann dann, wenn der Differenzdruck ΔP erhöht werden muss, wie in 8 veranschaulicht ist, die Kühlmittelaustrittsmenge reduziert werden, und demgemäß kann eine Verringerung der Verdichtereffizienz aufgrund eines Kühlmittelaustritts eingeschränkt werden.
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Wenn, unter Bezugnahme auf 4, der Differenzdruck ΔP zusätzlich dazu gleich groß wie oder größer als der zweite Druck P2 ist, wird eine Kraft, die auf die erste Druckoberfläche F1 angewendet wird, größer als eine Kraft, die auf die zweite Druckoberfläche F2 angewendet wird, wodurch der Ventilkern 467 weiter zu dem Ventilauslass 466 bewegt werden kann. Zusätzlich dazu kann die erste Druckoberfläche F1 weiter von der ersten gestuften Oberfläche 463 beabstandet sein. Zusätzlich dazu kann eine vordere Endoberfläche der Seitenplatte 467c in Kontakt mit der dritten gestuften Oberfläche 465 sein und der zweite Kommunikationspfad 467d kann vollständige durch den Auslassabschnitt 464c abgedeckt und geschlossen sein. Demgemäß verläuft das Kühlmittel in der Kurbelkammer S4 durch den Ventileinlass 462, den Einlassabschnitt 464a, den ersten Kommunikationspfad 467b und den Ventilauslass 466 zu der Ansaugkammer S1, und zu diesem Zeitpunkt kann die Querschnittsflussfläche des Abflusspfades 450 erneut durch die Querschnittsfläche des ersten Kommunikationspfades 467b bestimmt werden. Da hier die Querschnittsflussfläche des Abflusspfades 450 kleiner ist als eine Querschnittsfläche des Ventileinlasses 462 und eine Querschnittsfläche des Ventilauslasses 466, wird das Kühlmittel, das durch den Abflusspfad 450 verläuft, entkomprimiert, und ein Druckanstieg der Ansaugkammer S1 kann verhindert werden. Da zusätzlich dazu die Querschnittsflussfläche des Abflusspfades 450 kleiner ist als die Querschnittsflussfläche des herkömmlichen Öffnungslochs H, wie in 7 veranschaulicht ist, wird die Menge eines Kühlmittelaustritts auch in einem Zustand reduziert, in dem der Differenzdruck ΔP groß ist, wie in 8 veranschaulicht ist, wodurch eine Verringerung der Verdichtereffizienz aufgrund eines Kühlmittelaustritts eingeschränkt werden kann.
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Da unterdessen das Abfluss-Steuerventil 460 eine einfache Struktur aufweist, kann eine Kostenerhöhung aufgrund des Abfluss-Steuerventils 460 klein sein.
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Da zusätzlich dazu der Abflusspfad 450 daran gehindert wird, durch ein flüssiges Kühlmittel verstopft zu werden, besteht kein Bedarf, eine Vorrichtung zum Entfernern des flüssigen Kühlmittels separat bereitzustellen, beispielsweise ein Drucksteuerventil (nicht veranschaulicht) und dergleichen, und demgemäß können Kosten des Verdichters reduziert werden.
