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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die eine
Pulsierungsreduktionsstruktur hat. Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auch auf eine passagenbildenden Körper und einen Kompressor.
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Dokument
EP-A-1 270 947 offenbart einen Kolbenkompressor mit einer Gaspassage,
einer Pulsierungsquelle, die mit der Gaspassage verbunden ist, einem
Dämpfer
zum Reduzieren des Pulsierens, wobei eine kombinierte Passage in
der Gaspassage gelegen ist, und wobei die kombinierte Passage eine Beschränkungspassage
und eine Druckwiederherstellungspassage hat, die in Reihe verbunden
sind.
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Dokument
EP-A-0 940 581 offenbart einen Kompressor mit variablem Hub, der
Zylinderbohrungen und ein Kurbelgehäuse hat, die in einem Gehäuse ausgebildet
sind, „single-ended" Kolben, die in den
Zylinderbohrungen eingepasst sind und eine Nockenplatte hat, die
in dem Kurbelgehäuse
vorgesehen ist, und das Hub- bzw. Verschiebungsvermögen des
Kompressors wird durch Steuern des Neigungswinkels der Nockenplatte
gemäß einer
Differenz zwischen dem internen Druck des Kurbelgehäuses und einem
Ansaugdruck geändert,
der an beiden Seiten von jedem „single-ended" Kolben vorliegt.
Eine Drossel- oder Dämpferkammer
ist stromabwärts
von einem Ausgabekanal vorgesehen, durch die ein Kühlgas hindurchgeht,
das von den Zylinderbohrungen ausgelassen wird. Ein Sperrventil,
das öffnet
und schließt
gemäß einer
Druckdifferenz zwischen stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seiten
des Ausgabekanals, ist in dem Ausgabekanal vorgesehen, stromaufwärts der
schalldämpfenden
Kammer. Diese Vorrichtung verringert die Auswirkungen von Druckpulsieren,
die durch die Kompressionsbewegung des Kompressors und durch den
Ventilkörper
der Öffnungs-/Schließvorrichtung
verursacht werden, hat keine nachteiligen Effekte auf den externen
Kühlkreislauf,
der mit dem Kompressor verbunden ist, und erhöht die Zuverlässigkeit
der Lippendichtung.
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EP-A-1
270 945 offenbart einen Taumelscheibenkompressor, der für die Klimaanlage
eines Automobils verwendet wird, und genauer gesagt einen Kompressor,
der eine Struktur hat, wo Pulsierungsdruck verringert wird, der
verursacht wird, während
Kühlmittel
komprimiert und ausgelassen werden, wodurch das Geräusch bei
der Zeit des Fahrens wesentlich verringert wird. Der Kompressor
gemäß der vorliegenden
Erfindung kann die Struktur durch Verteilen und Auslassen von Kühlmittel
haben, das durch eine Vielzahl von Kolben komprimiert worden ist,
und das von einer Vielzahl von Bohrungen in wenigstens zwei Auslasslöcher ausgelassen
worden ist, wobei eine Frequenz des Pulsierungsdrucks im Verhältnis zu
der Anzahl der Auslasslöcher
erhöht
wird, ohne dass eine Stärke
des Pulsierungsdrucks umgekehrt proportional zu der Anzahl der Auslasslöcher abnimmt.
Deshalb wird das Antriebsgeräusch
des Kompressors, das im Verhältnis
zu der Stärke
des Pulsierungsdrucks ausgebildet wird, beträchtlich verringert.
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In
einem Schneckenkompressor, der in der japanischen Offenlegungsschrift
Nr. 2002-285981 offenbart ist, ist ein Öltrennelement in einem vorderen Gehäuseelement
gelegen. Eine Öltrennkammer,
die einen Teil des Öltrennelements
ausbildet, ist mit einer Auslasskammer verbunden, die bei dem hinteren
Teil einer festen Schnecke definiert ist. Die Öltrennkammer beherbergt ein
zylindrisches Element, das einen Teil des Öltrennelements ausbildet. Kühlgas in
der Auslasskammer wird in die Öltrennkammer
eingeleitet. Schmieröl,
das in dem Kühlgas
enthalten ist, und das in die Öltrennkammer
eingeleitet wird, wird von dem Kühlgas
getrennt.
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Das
zylindrische Element, das einen Teil des Öltrennelements bildet, funktioniert
auch, um ein Pulsieren von ausgelassenem Gas zu verringern.
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Der
Innendurchmesser des zylindrischen Elements muss verringert werden,
um einen ausreichenden Pulsierungsreduktionseffekt zu erlagen. Wenn
jedoch der Innendurchmesser des zylindrischen Elements übermäßig verringert
wird, wird ein großer
Druckverlust erzeugt. Deshalb ist es schwierig, den Innendurchmesser
des zylindrischen Elements zu verringern, um einen ausreichenden
Pulsierungsreduktinseffekt zu erhalten.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Demzufolge
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
vorzusehen, die eine Pulsierungsreduktionsstruktur hat, die einen ausreichenden
Pulsierungsreduktionseffekt erzielt, und die Druckverlust in Vorrichtungen
unterdrückt, die
eine Gaspassage haben. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch
auf einen passagenbildenden Körper
und einen Kompressor.
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Um
die vorstehend erwähnte
Aufgabe zu lösen,
sieht die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung vor, die eine Pulsierungsreduktionsstruktur
hat. Die Vorrichtung hat eine Gaspassage, eine Pulsierungsquelle,
die mit der Gaspassage verbunden ist, einen Dämpfer zum Verringern des Pulsierens
und eine kombinierte Passage, die in der Gaspassage gelegen ist.
Pulsieren von Gas breitet sich von der Pulsierungsquelle zu der
Gaspassage hin aus. Der Dämpfer
ist in einem Teil der Gaspassage gelegen. Die kombinerte Passage
ist stromaufwärts
oder stromabwärts
von dem Dämpfer
bezüglich
einer Strömungsrichtung
von Gas gelegen. Die kombinierte Passage hat eine Beschränkungspassage
und eine Druckwiederherstellungspassage. Die Beschränkungspassage
und die Druckwiederherstellungspassage sind in Reihe verbunden.
Die Druckwiederherstellungspassage ist stromabwärts von der Beschränkungspassage
bezüglich
der Strömungsrichtung
von Gas gelegen und ihre Querschnittsfläche ist in der Strömungsrichtung
von Gas schrittweise erhöht.
Der Dämpfer
ist zwischen der Pulsierungsquelle und der kombinierten Passage
in der Gaspassage gelegen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung, ist ein passagenbildender Körper vorgesehen, der
eine Vielzahl von kombinierten Passagen hat. Die kombinierten Passagen
sind parallel angeordnet. Jede kombinierte Passage hat eine Beschränkungspassage
und eine Druckwiederherstellungspassage. In jeder kombinierten Passage
ist die Beschränkungspassage
mit der Druckwiederherstellungspassage in Reihe kombiniert und die
Querschnittsfläche der
Druckwiederherstellungspassage ist in der Strömungsrichtung von Gas schrittweise
erhöht.
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Zusätzlich kann
die vorliegende Erfindung anwendbar sein, um einen Schneckenkompressor vorzusehen.
Der Kompressor hat einen Kompressiosmechanismus, der eine bewegliche
Schnecke und eine feste Schnecke hat, wobei die Schnecken eine Kompressionskammer,
und eine Auslasskammer zum Aufnehmen von Gas, das von der Kompressionskammer
ausgelassen wird, eine Auslassgaspassage für ein Führen von Auslassgas von der
Auslasskammer zu der Außenseite
des Kompressors definieren. Eine Beschränkungspassage ist in der Auslassgaspassage
gelegen. Eine Druckwiederherstellungspassage ist in der Auslassgaspassage
gelegen. Die Druckwiederherstellungspassage ist mit der Beschränkungspassage
in Reihe verbunden und stromabwärts
von der Beschränkungspassage
bezüglich einer
Strömungsrichtung
von Gas gelegen.
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Andere
Aspekte und Vorteile der Erfindung werden von der folgenden Beschreibung
offensichtlich, zusammengenommen mit den beiliegenden Zeichnungen,
die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung darstellen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung, zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen, kann am besten
verstanden werden durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung
der gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsformen
zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen, in denen:
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1(a) eine Querschnittansicht ist, die einen Kompressor
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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1(b) eine vergrößerte Teilschnittansicht von 1(a) ist;
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2 eine Querschnittansicht ist, die einen Kompressor
gemäß einer
zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung darstellt;
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2(b) eine vergrößerte Teilschnittansicht von 2(a) ist;
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3 eine
vergrößerte Teilschnittansicht
ist, die eine dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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4 eine
Teilquerschnittansicht ist, die eine vierte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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5(a) eine Teilschnittansicht ist, die eine fünfte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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5(b) eine Seitenansicht ist, die einen passagenbildenden
Körper 66 darstellt,
der in 5(a) gezeigt ist; und
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5(c) eine Querschnittansicht ist, die entlang
der Linie VC-VC in 5(b) genommen ist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In
den Zeichnungen werden durchgängig gleiche
Bezugszeichen für
gleiche Elemente verwendet.
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Eine
erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf 1(a) und 1(b) beschrieben.
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Wie
in 1(a) gezeigt ist, hat ein Schneckenkompressor 10 ein
hinteres Gehäuseelement 12 und
ein vorderes Gehäuseelement 31.
Ein Wellenstützelement 13 und
eine feste Schraube bzw. Schnecke 11 sind in das hintere
Gehäuseelemente 12 eingesetzt
und an diesem fixiert. Das vordere Gehäuseelement 31 ist
an dem hinteren Gehäuseelement 12 und
der festen Schnecke 11 befestigt. Das hintere Gehäuseelement 12 und
das vordere Gehäuseelement 31 bilden
ein Gehäuse
einer Vorrichtung aus, die der Schneckenkompressor 10 ist.
Das hintere Gehäuseelement 12 und
das Wellenstützelement 13 stützen drehbar
eine Drehwelle 14 durch Radiallager 15, 16 ab.
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Die
Drehwelle 14 erstreckt sich durch das Wellenstützelement 13 hindurch
und steht zu der festen Schnecke 11 hin hervor. Eine exzentrische
Welle 17 ist integral mit dem Ende der Drehwelle 14 ausgebildet,
die von dem Wellenstützelement 13 hervorsteht.
Die Achse der exzentrischen Welle 17 ist bei einer Position
gelegen, die von der Achse der Drehwelle 14 entfernt ist.
Die exzentrische Welle 17 stützt eine Buchse 18,
an der ein Ausgleichsgewicht 19 integral ausgebildet ist.
Die Buchse 18 stützt
eine bewegliche Schraube bzw. Schnecke 20 durch ein Radiallager 21, so
dass die bewegliche Schnecke 20 der festen Schnecke 11 gegenüber liegt.
Die bewegliche Schnecke 20 rotiert relativ zu der festen
Schnecke 11. Das Radiallager 21 ist in einem zylindrischen Abschnitt 221 untergebracht,
der von der hinteren Fläche
einer beweglichen Schneckenbasisplatte 22 der beweglichen
Schnecke 20 hervorsteht.
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Die
feste Schnecke 11 hat eine feste Schneckenbasisplatte 23 und
einen festen Volutenabschnitt 24. Die bewegliche Schnecke 20 hat
die bewegliche Schneckenbasisplatte 22 und einen beweglichen
Volutenabschnitt 25. Die feste Schneckenbasisplatte 23,
der feste Volutenabschnitt 24, die bewegliche Schneckenbasisplatte 22 und
der bewegliche Volutenabschnitt 25 definieren abgeschlossene
Räume S0 und
S1. Die bewegliche Schnecke 20 kreist, wenn die exzentrische
Welle 17 rotiert. Eine Zentrifugalkraft, die durch die
Kreisbewegung der beweglichen Schnecke 20 erzeugt wird,
wird durch das Ausgleichsgewicht 19 ausgeglichen.
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Säulenförmige Antirotationsstifte 27 (drei oder
mehr) sind an der beweglichen Schneckenbasisplatte 22 befestigt.
Das Wellenstützelement 13 hat kreisförmige Antirotationsbohrungen 131,
deren Anzahl die selbe ist wie die der Antirotationsstifte 27. Die
Antirotationsbohrungen 131 sind in der Umfangsrichtung
des Wellenstützelements 13 angeordnet. Das
Ende von jedem Antirotationsstift 27 ist in die entsprechende
Antirotationsbohrung 131 eingesetzt.
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Ein
Stator 29 ist an der Innenumfangsfläche des hinteren Gehäuseelements 12 befestigt.
Ein Rotor 30 ist an der Drehwelle 14 befestigt.
Wenn Elektrizität
einer Statorspule 291 des Stators 29 zugeführt wird,
drehen sich der Rotor 30 und die Drehwelle 14 einstückig. Der
Stator 29 und der Rotor 30 bilden einen Elektromotor.
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Die
bewegliche Schnecke 20 kreist, wenn die exzentrische Welle 17 sich
einstückig
mit der Drehwelle 14 dreht. Ein Einlass 26 ist
in einer Umfangswand des hinteren Gehäuseelements 12 und
in einer Umfangswand 111 der festen Schnecke 11 ausgebildet.
Wenn die bewegliche Schnecke 20 kreist, wird Kühlgas in
einem externen Kühlmittelkreislauf,
der nicht dargestellt ist, in eine Ansaugkammer 112 im
Inneren der Umfangswand 111 durch den Einlass 26 hindurch
eingeleitet. Das Kühlgas,
das in die Ansaugkammer 112 eingeleitet wird, strömt in die
abgeschlossenen Räume
S0, S1 zwischen der festen Schneckenbasisplatte 23 und
der beweglichen Schneckenbasisplatte 22 von der Umgebung
der festen Schnecke 11 und der beweglichen Schnecke 20. Schmieröl ist in
einem Kühlmittelkreislauf
enthalten, der den Kompressor 10 hat, und strömt mit Kühlgas.
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Wenn
die bewegliche Schnecke 20 kreist, gleitet die Umfangsfläche von
jedem Antirotationsstift 27 entlang der Umfangsfläche der
entsprechenden Antirotationsbohrung 131. Die bewegliche
Schnecke 20 wird davon abgehalten zu rotieren, während zugelassen
ist, dass sie kreist. Wenn die bewegliche Schnecke 20 kreist,
bewegen sich die abgeschlossenen Räume S1, S0 zu dem Zentrum der
Schnecken 11, 20 hin, während das Volumen von jedem
abgeschlossenen Raum S1, S0 aufgenommen.
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Ein
Auslasselement 32 ist in dem vorderen Gehäuseelement 31 ausgebildet.
Das Kühlgas,
das durch die Abnahme des Volumens der abgeschlossenen Räume S0,
S1 komprimiert wird, wird zu der Auslasskammer 32 durch
einen Auslassanschluss 231 ausgelassen, der in der festen
Schneckenbasisplatte 23 ausgebildet ist, während eine
Auslassventilklappe 33 gebogen wird. Ein Rückhalteelement 34 begrenzt
den Öffnungsgrad
der Auslassventilklappe 33. Eine Kompressionsreaktionskraft
in den abgeschlossenen Räumen
S1, S0, die auf die bewegliche Schnecke 20 wirkt, wird
durch das Wellenstützelement 13 empfangen.
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Ein
Auslass 311 ist in der Umfangswand des vorderen Gehäuseelements 31 ausgebildet.
Ein Rohr 35 ist an dem Auslass 311 angepasst.
Das heißt,
das Rohr 35 ist separat von dem vorderen Gehäuseelement 31 ausgebildet,
das die Auslasskammer 32 und den Auslass 311 definiert.
Wie in 1(b) gezeigt ist, hat das Rohr 35 einen
Passabschnitt 351, ein Beschränkungselement 38 und
einen Diffusor 39. Das Beschränkungselement 38,
der Diffusor 39 und der Passabschnitt 351 sind
in Reihe in dieser Reihenfolge entlang einer Strömungsrichtung von Kühlgas von der
Auslasskammer 32 zu der Außenseite des Kompressors 10 mittels
des Auslasses 311 angeordnet. In anderen Worten gesagt,
sind eine Beschränkungspassage 381 in
dem Beschränkungselement 38 und eine
Druckwiederherstellungspassage 391 in dem Diffusor 39 in
Reihe in dieser Reihenfolge von der Auslasskammer 32 zu
der Außenseite
des Kompressors 10 hin verbunden. Die Querschnittfläche der Druckwiederherstellungspassage 391 ist
größer als die
Querschnittsfläche
der Beschränkungspassage 381.
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Das
Rohr 35 ist an dem Auslass 311 mit dem Passabschnitt 351 angepasst.
Der Innendurchmesser des Passabschnitts 351 ist größer als
der Innendurchmesser des Diffusors 39 und des Beschränkungselements 38.
Der Innendurchmesser des Beschränkungselements 38 ist
konstant. Der Innendurchmesser des Diffusors 39 erhöht sich
schrittweise von dem Ende nahe dem Beschränkungselement 38 zu
dem Ende nahe dem Passabschnitt 351 hin. Das heißt, die
Druckwiederherstellungspassage 391 ist in der Strömungsrichtung
von Kühlgas
aufgeweitet. Der Aufweitungswinkel θ1 (siehe 1(b)) der Druckwiederherstellungspassage 391 des
Diffusors 39 ist gleich oder kleiner 20°.
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Wenn
Kühlgas
in die Auslasskammer 32 durch den Auslassanschluss 231 hindurch
ausgelassen wird, während
die Auslassventilklappe 33 gebogen wird, stößt das Kühlgas gegen
die Innenwand des vorderen Gehäuseelements 31,
oder das Kühlgas ändert die
Strömungsrichtung
und strömt
zu dem Rohr 35 hin. Deshalb wird Schmieröl, das in
dem Kühlgas
enthalten ist, von dem Kühlgas
getrennt. Das Schmieröl,
das von dem Kühlgas getrennt
wird, wird bei dem unteren Ende bzw. Boden der Auslasskammer 32 aufbewahrt.
Das untere Ende der Auslasskammer 32 ist mit einer Gegendruckkammer 37 verbunden,
die bei der Rückseite
der beweglichen Schneckenbasisplatte 22 gelegen ist, über eine Rückführungspassage 36.
Das Schmieröl,
das bei dem unteren Ende der Auslasskammer 32 aufbewahrt
wird, wird der Gegendruckkammer 37 durch die Rückführpassage 36 hindurch
zugeführt
und wird verwendet, um die Radiallager 16 und 21 zu
schmieren. Kühlgas
in der Auslasskammer 32 strömt zu dem externen Kühlmittelkreislauf
durch das Rohr 35 hindurch.
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Das
Rohr 35 ist so in dem Auslass 311 aufgehängt, dass
das untere Ende des Rohrs 35 von der Innenwand des vorderen
Gehäuseelements 31 getrennt
ist und in die Auslasskammer 32 hervorsteht. Das heißt, ein
Teil des Rohrs 35 ist im Inneren der Auslasskammer 32 gelegen.
Diese Struktur verhindert wirksam, dass Schmieröl, das an der Innenwand des
vorderen Gehäuseelements 31 anhaftet,
durch den Betrieb des Kühlgases
in das Rohr 35 eintritt. Das heißt, das Rohr 35 funktioniert
als ein Öltrennelement,
das Schmieröl
von Kühlgas
trennt.
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Wie
in 1(a) und 1(b) gezeigt
ist, sind der Auslassanschluss 231 und die Auslasskammer 32 ein
Teil einer Gaspassage in dem Kompressor 10. Die Auslasskammer 32 funktioniert
als ein Dämpfer,
der ein Teil der Gaspassage ist. Die Beschränkungspassage 381 in
dem Beschränkungselement 38 und
die Druckwiederherstellungspassage 391 in dem Diffusor 39 bilden
eine kombinierte Passage 40, die stromabwärts des
Dämpfers
gelegen ist, der die Auslasskammer 32 in dieser Ausführungsform
ist, bezüglich
der Gaspassage. Die Druckwiederherstellungspassage 391,
die einen Teil der komprimierten Passage ausbildet, ist stromabwärts von der
Beschränkungspassage 381 gelegen.
Die feste Schnecke 11, die bewegliche Schnecke 20 und
die abgeschlossenen Räume
S0, S1 bilden eine Pulsierungsquelle aus. Das Pulsieren von Auslassgas
breitet sich von der Pulsierungsquelle zu dem externen Kühlmittelkreislauf
hin aus über
die Auslasskammer 32 und die kombinierte Passage 40.
Die Auslasskammer 32 (Dämpfer)
und die Beschränkungspassage 381 verringern
das Pulsieren von Auslassgas. Der Dämpfer, der in dieser Ausführungsform
die Auslasskammer 32 ist, ist zwischen der Pulsierungsquelle und
der kombinierten Passage 40 mit Bezug auf die Gaspassage
gelegen.
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Die
erste Ausführungsform
hat die folgenden Vorteile:
- (1-1) In der Beschränkungspassage 381 wird
der Druck des Kühlgases
verringert, wenn die Strömungsrate
von Kühlgas
ansteigt. Andererseits erhöht
sich der Druck von Kühlgas,
das sich von der Beschränkungspassage 381 zu
der Druckwiederherstellungspassage 391 bewegt hat, wenn
die Strömungsrate
von Kühlgas
in der Druckwiederherstellungspassage 391 verringert wird.
Das heißt,
die Druckwiederherstellungspassage 391 stellt den Druck
von Kühlgas
wieder her, das durch die Beschränkungspassage 381 hindurchgegangen
ist. Der Druck von Kühlgas
kann in der Beschränkungspassage 381 um
einen Betrag verringert werden, der in der Druckwiederherstellungspassage 391 wiederhergestellt
werden kann. Deshalb kann die Querschnittsfläche der Beschränkungspassage 381 verringert
werden, um den Pulsierungsreduktionseffekt des Auslassgases zu erhöhen.
- (1-2) Das Rohr 35, das mit der kombinierten Passage 40 versehen
ist, ist an den Auslass 311 des vorderen Gehäuseelements 31 angepasst.
In diesem Fall kann das Rohr 35 in den Auslass 311 presseingepasst
oder mit einem Klebemittel an diesen angeklebt sein. Das Rohr 35 ist
an eine Gaspassage angepasst (der Auslass 311 in dieser
Ausführungsform),
deren Durchmesser gleich oder größer ist
als der maximale Außendurchmesser
des Diffusors 39, durch Einstellen des Außendurchmessers
des Passabschnitts 351 auf den Durchmesser der Gaspassage.
Das Rohr 35 wird durch z.B. Pressbearbeitung leicht ausgebildet.
Deshalb kann die Größe und die
Form des Rohrs 35, an dem die kombinierte Passage 40 ausgebildet
ist, gemäß der Form
eines Rohrs ausgewählt
werden, das für
die Gaspassage verwendet wird (der Auslass 311 in dieser
Ausführungsform).
Somit werden die Beschränkungspassage 381 und
die Druckwiederherstellungspassage 391 auch leicht ausgebildet.
Deshalb ist das Rohr 35 eine günstige Stelle für ein Ausbilden
der kombinierten Passage 40.
- (1-3) Das Rohr 35 funktioniert auch als das Öltrennelement.
Ein Ausbilden der kombinierten Passage 40 in dem Rohr 35,
das als das Öltrennelement
funktioniert, verringert die Anzahl der Teile im Vergleich zu einem
Fall, in dem ein Rohr verwendet wird, das für Pulsierungsreduktion bestimmt
ist. Dies trägt
zur Verringerung der Kosten bei. Da ein Raum für das Rohr, das für Pulsierungsreduktion
bestimmt ist, unnötig
ist, wird verhindert, dass sich die Größe des Kompressors 10 erhöht.
- (1-4) Beim Wiederherstellen des Drucks in der Druckwiederherstellungspassage 391 ist
es wichtig, dass die Strömung
von Kühlgas
durch die Druckwiederherstellungspassage 391 hindurch sich
nicht von der Innenfläche
des Diffusors 39 trennt. Durch den Aufbau mit Einstellen
des Aufweitungswinkels θ1
der Druckwiederherstellungspassage 391, so dass dieser
gleich oder geringer 20° ist,
wird wirksam verhindert, dass sich der Kühlgasstrom von der Innenfläche trennt.
- (1-5) Der Kompressor 10, der ein Pulsieren des Auslassgases
bewirkt, ist eine Vorrichtung, die den Dämpfer, der die Auslasskammer 32 in
dieser Ausführungsform
ist, als einen Teil einer Gaspassage hat. Die vorliegende Erfindung
ist für
solch einen Kompressor 10 geeignet.
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Eine
Pulsierungsreduktionsstruktur gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf 2(a) und 2(b) beschrieben.
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Wie
in 2(a) gezeigt ist, bilden ein
Zylinderblock 41, ein vorderes Gehäuseelement 42 und ein
hinteres Gehäuseelement 43 ein
Gehäuse
einer Vorrichtung aus, die ein Kolbenkompressor mit variablem Hub 44 in
der zweiten Ausführungsform
ist. Das vordere Gehäuseelement 42 und
der Zylinderblock 41 definieren eine Steuerdruckkammer 421. Das
vordere Gehäuseelement 42 und
der Zylinderblock 41 stützen
drehbar eine Drehwelle 45 ab.
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Ein
Drehstützelement 46 ist
an der Drehwelle 45 befestigt, und eine Taumelscheibe 47 ist
an der Drehwelle 45 abgestützt. Die Taumelscheibe 47 kann sich
bezüglich
der Drehwelle 45 neigen und entlang dieser gleiten. Führungslöcher 461 sind
in dem Drehstützelement 46 ausgebildet
und Führungsstifte 48 sind
mit der Taumelscheibe 47 verbunden. Jeder Führungsstift 48 ist
in eines der Führungslöcher 461 eingepasst,
um einen Gelenkmechanismus auszubilden. Der Gelenkmechanismus lässt zu,
dass sich die Taumelscheibe 47 bezüglich der Axialrichtung der Drehwelle 45 neigen
kann und sich einstückig
mit der Drehwelle 45 drehen kann.
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Wenn
sich das Zentrum der Taumelscheibe 47 zu dem Drehstützelement 46 hin
bewegt, erhöht sich
die Neigung der Taumelscheibe 47. Das Drehstützelement 46 bestimmt
die maximale Neigung der Taumelscheibe 47. Die Taumelscheibe 47,
die durch eine durchgängige
Linie in 2(a) dargestellt ist, befindet
sich in dem Zustand der maximalen Neigung. Wenn das Zentrum der
Taumelscheibe 47 sich zu dem Zylinderblock 41 hin
bewegt, nimmt die Neigung der Taumelscheibe 47 ab. Die
Taumelscheibe 47, die durch eine Strich-Zweipunktlinie
in 2(a) gezeigt ist, ist in dem
Zustand der minimalen Neigung.
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Zylinderbohrungen 411 (nur
eine ist dargestellt) erstrecken sich durch den Zylinderblock 41 hindurch.
Jede Zylinderbohrung 411 beherbergt einen Kolben 49.
Die Rotation der Taumelscheibe 47 wird in eine Hin- und
Herbewegung des Kolbens 49 durch Schuhe 50 umgewandelt.
Somit bewegt sich jeder Kolben 49 in der entsprechenden
Zylinderbohrung 411 hin und her.
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Eine
Ansaugkammer 431 und eine Auslasskammer 432 sind
in dem hinteren Gehäuseelement 43 definiert.
Ansauganschlüsse 511 sind
in einer Ventilplatte 51 und einer Ventilklappenplatte 53 ausgebildet.
Auslassanschlüsse 512 sind
in der Ventilplatte 51 und einer Ventilklappenplatte 52 ausgebildet.
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Ansaugventilklappen 521 sind
an der Ventilklappenplatte 52 ausgebildet, und Auslassventilklappen 531 sind
an der Ventilklappenplatte 53 ausgebildet. Wenn sich jeder
Kolben 49 von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt
bewegt (von der rechten Seite zu der linken Seite in 2(a)), wird Kühlgas
in der Ansaugkammer 431 in den entsprechenden Ansauganschluss 511 angesaugt,
während
die Ansaugventilklappe 521 gebogen wird, um in die zugehörige Zylinderbohrung 411 einzutreten.
Wenn sich jeder Kolben 49 von dem unteren Totpunkt zu dem
oberen Totpunkt bewegt (von der linken Seite zu der rechten Seite
in 2(a)), wird Kühlmittel
in der entsprechenden Zylinderbohrung 411 zu der Auslasskammer 432 über den
entsprechenden Auslassanschluss 512 ausgelassen, während die
Auslassventilklappe 531 gebogen wird.
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Die
Auslasskammer 432 ist mit der Steuerdruckkammer 421 mit
einer Zuführpassage 54 verbunden.
Die Steuerdruckkammer 421 ist mit der Ansaugkammer 431 mit
einer Freisetzpassage 55 verbunden. Kühlmittel in der Steuerdruckkammer 421 strömt zu der
Ansaugkammer 431 durch die Freisetzpassage 55 hindurch.
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Ein
elektromagnetisches Steuerventil 56 ist in der Zuführpassage 54 gelegen.
Das Steuerventil 56 ist geschlossen, wenn es nicht erregt
ist, und verhindert, dass Kühlmittel
hindurchgeht. In diesem Zustand wird Kühlmittel nicht von der Auslasskammer 432 zu
der Steuerdruckkammer 421 über die Zuführpassage 54 zugeführt. Kühlmittel
in der Steuerdruckkammer 421 strömt zu der Ansaugkammer 431 durch die
Freisetzpassage 55 hindurch. Deshalb nimmt der Druck in
der Steuerdruckkammer 421 ab. Deshalb nimmt der Neigungswinkel
der Taumelscheibe 47 zu. Demzufolge erhöht sich der Kompressorhub.
Das Steuerventil 56 ist offen, wenn es erregt ist, und
lässt zu,
dass Kühlmittel
durch es hindurchgeht. In diesem Zustand wird Kühlmittel von der Auslasskammer 432 zu
der Steuerdruckkammer 421 über die Zuführpassage 54 zugeführt. Deshalb
erhöht
sich der Druck in der Steuerdruckkammer 421. Demzufolge
nimmt der Neigungswinkel der Taumelscheibe 47 ab, was den Kompressorhub
verringert.
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Ein
Dämpfer 57 ist
an der Umfangsfläche des
Zylinderblocks 41 und der Umfangsfläche des vorderen Gehäuseelements 42 ausgebildet.
Der Dämpfer 57 hat
einen zylindrischen Abschnitt 58. Der zylindrische Abschnitt 58 ist
einstückig
mit dem Zylinderblock 41 ausgebildet. Der Dämpfer 57 ist
mit der Auslasskammer 432 über eine Auslasspassage 59 verbunden.
Der Dämpfer
ist mit der Steuerdruckkammer 421 über eine Ölpassage 60 verbunden.
Ein Rohr 61 ist in dem zylindrischen Abschnitt 58 untergebracht
und in diesen eingepasst.
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Wie
in 2(b) gezeigt ist, hat das Rohr 61 eine
Düse 62,
ein Beschränkungselement 63 und
einen Diffusor 64. Die Düse 62, das Beschränkungselement 63 und
der Diffusor 64 sind in Reihe in dieser Reihenfolge entlang
einer Richtung von dem Dämpfer 57 zu
der Außenseite
des Kompressors 44 hin angeordnet über das Innere des zylindrischen
Abschnitts 58. In anderen Worten gesagt, sind eine Einleitungspassage 621 in
der Düse 62,
eine Beschränkungspassage 631 in
dem Beschränkungselement 63 und
eine Druckwiederherstellungspassage 641 in dem Diffusor 64 in
Reihe in dieser Reihenfolge von dem Dämpfer 57 zu der Außenseite
des Kompressors 44 hin verbunden. Der Innendurchmesser
der Düse 62 nimmt
schrittweise von dem Ende nahe dem Dämpfer 57 zu dem Beschränkungselement 63 hin ab.
Ein kleiner Durchmesserabschnitt der Einleitungspassage 621 ist
mit der Beschränkungspassage 631 verbunden.
Das heißt,
die Einleitungspassage 621 ist zu der Beschränkungspassage 631 hin verjüngt. In
anderen Worten gesagt, angenommen, dass die Einleitungspassage 621 der
Einlass der Beschränkungspassage 631 ist,
dann ist der Einlass in eine Richtung entgegen der Strömungsrichtung
von Kühlgas
auf geweitet.
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Der
Innendurchmesser des Beschränkungselements 63 ist
konstant, und der Innendurchmesser des Diffusors 64 erhöht sich
schrittweise von dem Ende nahe dem Beschränkungselement 63 zu
dem Ende nahe der Außenseite
des Kompressors 44 hin. Der Aufweitungswinkel θ1 (siehe 2(b)) des Diffusors 64 ist gleich oder
kleiner 20°.
Der Aufweitungswinkel θ2
(siehe 2(b)) der Düse 62 ist größer als der
Aufweitungswinkel θ1
des Diffusors 64. Die Innenumfangsfläche der Düse 62 ist mit der
Innenumfangsfläche
des zylindrischen Abschnitts 58 in einem gebogenen bzw.
geneigten Zustand verbunden, wie durch einen spitzen Winkel α in 2(b) gezeigt ist. Das heißt, es gibt keine Stufe, die
einen im Wesentlichen rechten Winkel hat, zwischen der Innenumfangsfläche der
Düse 62 und
der Innenumfangsfläche
des zylindrischen Abschnitts 58.
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Wenn
Kühlgas
in den Dämpfer 57 durch
die Auslasspassage 59 hindurch ausgelassen wird, stößt das Kühlgas gegen
die Innenwand des Dämpfers 57, oder
das Kühlgas ändert die
Strömungsrichtung
und strömt
zu dem zylindrischen Abschnitt 58 hin. Deshalb wird Schmieröl, das in
dem Kühlgas
enthalten ist, von dem Kühlgas
getrennt. Die Passage von Kühlgas,
die sich von dem Dämpfer 57 zu
dem zylindrischen Abschnitt 58 erstreckt, verjüngt sich
in dem zylindrischen Abschnitt 58. Dies verhindert, dass Schmieröl in den
zylindrischen Abschnitt 58 eintritt. Das heißt, der
zylindrische Abschnitt 58 funktioniert als ein Öltrennelement,
das Schmieröl
vom Kühlgas trennt.
Das Schmieröl,
das von dem Kühlgas
getrennt wird, wird bei der Unterseite des Dämpfers 57 aufbewahrt.
Kühlgas
in dem Dämpfer 57 strömt zu dem
externen Kühlmittelkreislauf,
der nicht dargestellt ist, durch das Rohr 61 hindurch.
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Die
Auslasspassage 59 und der Dämpfer 57 sind Teil
der Gaspassage in dem Kompressor mit variablem Hub 44.
Die Beschränkungspassage 631 in dem
Beschränkungselement 63 und
die Druckwiederherstellungspassage 641 in dem Diffusor 64 bilden
eine kombinierte Passage 65 aus, die stromabwärts von
dem Dämpfer 57 bezüglich der
Gaspassage gelegen ist. Die Druckwiederherstellungspassage 641,
die einen Teil der kombinierten Passage 65 ausbildet, ist
stromabwärts
von der Beschränkungspassage 631 gelegen.
Das Rohr 61 ist in dem zylindrischen Abschnitt 58 gelegen,
um zuzulassen, dass Kühlgas
durch die kombinierte Passage 65 hindurchströmt.
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Die
Kolben 49 und die Zylinderbohrungen 411 gestalten
eine Pulsierungsquelle. Das Pulsieren von Auslassgas breitet sich
von der Pulsierungsquelle zu dem externen Kühlmittelkreislauf hin aus über die
Auslasskammer 432, die Auslasspassage 59, den
Dämpfer 57 und
die kombinerte Passage 65. Der Dämpfer 57 und die Beschränkungspassage 631 verringern
das Pulsieren von Auslassgas. Der Dämpfer 57 ist zwischen
der Pulsierungsquelle und der kombinierten Passage 65 in
Bezug auf die Gaspassage gelegen.
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Die
zweite Ausführungsform
hat die selben Vorteile wie die Vorteile (1-1), (1-4) und (1-5)
der ersten Ausführungsform.
Das Rohr 61 kann an den zylindrischen Abschnitt 58 eingepasst
durch Einstellen des Außendurchmessers
des Rohrs 61 gemäß dem Innendurchmesser
des zylindrischen Abschnitts 58. Die Größe und die Form des Rohrs 61,
an dem die kombinierte Passage 65 ausgebildet ist, kann
gemäß der Form
des Rohrs gewählt
werden, das für
die Gaspassage verwendet wird (der zylindrische Abschnitt 58 in
der zweiten Ausführungsform).
Deshalb ist das Rohr 61 eine günstige Stelle für ein Ausbilden
der kombinierten Passage 65.
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In
der zweiten Ausführungsform
ist das Rohr 61 in dem zylindrischen Abschnitt 58 untergebracht. Falls
es deshalb eine Stufe gibt, die einen im Wesentlichen rechten Winkel
bei dem Einlass des Rohrs 61 hat, erzeugt die Stufe einen
großen
Passagenwiderstand bezüglich
dem Kühlgas.
Der Passagenwiderstand bewirkt einen Druckverlust. Die Innenumfangsfläche der
Düse 62 ist
jedoch mit der Innenumfangsfläche
des zylindrischen Abschnitts 58 bei einem spitzen Winkel α verbunden.
Deshalb ist der Passagenwiderstand gering, der auf das Kühlgas aufgebracht wird,
das in das Rohr 61 strömt.
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3 zeigt
eine dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Wie in 3 gezeigt
ist, hat ein Rohr 61a eine Druckwiederherstellungspassage 641a,
die durch nahtloses Verbinden der Innenumfangsfläche eines Diffusors 64a mit
der Innenumfangsfläche
des Beschränkungselements 63 ausgebildet
ist. In diesem Fall repräsentiert
der Aufweitungswinkel θ3
der Druckwiederherstellungspassage 641A, die einen Teil
einer kombinierten Passage 65A ausbildet, den Winkel bei
dem maximalen Durchmesserabschnitt der Druckwiederherstellungspassage 641A.
Der Aufweitungswinkel θ3
der Druckwiederherstellungspassage 641A ist gleich oder
kleiner als 20°.
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Eine
vierte Ausführungsform
wird nun beschrieben mit Bezug auf 4.
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Die
kombinierte Passage 40, die die Beschränkungspassage 381 und
die Druckwiederherstellungspassage 391 hat, ist direkt
in dem vorderen Gehäuseelement 31 ausgebildet.
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Die
vierte Ausführungsform
hat die selben Vorteile wie die Vorteile (1-1), (1-4) und (1-5)
der ersten Ausführungsform.
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Eine
fünfte
Ausführungsform
wird nun beschrieben mit Bezug auf 5(a), 5(b) und 5(c).
Wie in 5(a) gezeigt ist, ist ein Einlass 28 in
der Umfangswand des hinteren Gehäuseelements 12 und
der Umfangswand 111 der festen Schnecke 11 ausgebildet.
Ein säulenförmiger passagenbildender
Körper 66 ist
in den Einlass 28 eingepasst. Eine Vielzahl von kombinierten
Passagen 67 sind in dem passagenbildenden Körper 66 ausgebildet
und parallel angeordnet. Wenn die bewegliche Schnecke 20 kreist,
wird Kühlgas
in dem externen Kühlmittelkreislauf,
der nicht dargestellt ist, in die Ansaugkammer 112 über die
kombinierten Passagen 67 eingeleitet. Die Ansaugkammer 112 dient
als ein Dämpfer,
der einen Teil der Gaspassage in dem Kompressor 10 ausbildet.
Die kombinierten Passagen 67 sind stromaufwärts von
der Ansaugkammer 112 bezüglich der Gaspassage gelegen.
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Wie
in 5(a), 5(b) und 5(c) gezeigt ist, hat jede kombinierte Passage 67 eine Druckwiederherstellungspassage 671,
eine Beschränkungspassage 672 und
eine Einleitungspassage 673. Die Druckwiederherstellungspassage 671 ist
stromabwärts
von der Beschränkungspassage 672 gelegen.
Die Beschränkungspassage 672 ist stromaufwärts von
der Einleitungspassage 673 gelegen. Der Durchmesser der
Einleitungspassage 673 nimmt schrittweise von dem Ende
nahe dem externen Kühlmittelkreislauf
(außerhalb
des Kompressors 10) zu der Beschränkungspassage 672 hin
ab. Ein kleiner Durchmesserabschnitt der Einleitungspassage 673 ist
mit der Beschränkungspassage 672 verbunden.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist die Pulsierungsquelle durch
die feste Schnecke 11, die bewegliche Schnecke 20 und
die abgeschlossenen Räume
S0, S1 ausgebildet. Das Pulsieren von Ansauggas breitet sich von
der Pulsierungsquelle zu dem externen Kühlmittelkreislauf über die
Ansaugkammer 112 und die kombinierten Passagen 67 aus. Die
Ansaugkammer 112 und die Beschränkungspassage 672 verringern
das Pulsieren von Ansauggas.
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In
jeder Beschränkungspassage 672 nimmt der
Druck von Kühlgas
ab, wenn die Strömungsrate von
Kühlgas
ansteigt. Andererseits erhöht
sich der Druck von Kühlgas,
das sich von der Beschränkungspassage 672 zu
der entsprechenden Druckwiederherstellungspassage 671 bewegt
hat, wenn die Strömungsrate
von Kühlgas
in der Druckwiederherstellungspassage 671 abnimmt. Das
heißt,
die Druckwiederherstellungspassage 671 stellt den Druck
von Kühlgas
wieder her, das durch die Beschränkungspassage 672 hindurchgegangen
ist. Der Druck von Kühlgas
kann in jeder Beschränkungspassage 672 um
einen Betrag verringert werden, der in der entsprechenden Druckwiederherstellungspassage 671 wiederhergestellt
werden kann. Deshalb kann die Querschnittsfläche von jeder Beschränkungspassage 672 verringert
werden, um den Pulsierungsreduktionseffekt des Ansauggases zu erhöhen.
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Wenn
eine einzelne kombinierte Passage bei dem Einlass 28 benutzt
wird, wird der Unterschied zwischen dem Durchmesser der Beschränkungspassage
und dem Durchmesser eines Teils der Gaspassage stromaufwärts von
der Beschränkungspassage sehr
groß und
der Beschränkungseffekt
der Beschränkungspassage
wird erhöht.
In diesem Fall muss die Länge
der Druckwiederherstellungspassage erhöht werden. Wenn jedoch mehrere
kombinierte Passagen 67 parallel angeordnet werden, kann
die Querschnittsfläche
von jeder Beschränkungspassage 672 verringert
werden. Dies gestattet, dass die Länge von jeder Druckwiederherstellungspassage 671 verkürzt werden
kann. Ein Verkürzen
der Druckwiederherstellungspassagen 671 verkürzt die
kombinierten Passagen 67. Ein Verkürzen der kombinierten Passagen 67 trägt zu einem
Minimieren der Größe des passagenbildenden
Körpers 66 bei.
Das heißt,
die Struktur des Anordnens von mehreren kombinierten Passagen 67 parallel
zueinander ist vorteilhaft für
ein Kleinhalten der Größe des Kompressors 10,
an dem der passagenbildende Körper 66 montiert
ist.
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Die
Erfindung kann in den folgenden Ausführungsformen ausgeführt werden.
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Die
vorliegende Erfindung kann auf Kompressoren angewendet werden, die
anders sind als ein Schneckenkompressor oder ein Kolbenkompressor
mit variablem Hub. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung auf
einen Taumelscheibenkompressor oder einen Flügelkompressor angewendet werden.
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Die
vorliegende Erfindung kann auf Vorrichtungen angewendet werden,
die mit einem Dämpfer als
ein Teil einer Gaspassage in einem Abgassystem ausgestattet sind,
das an einem Fahrzeugmotor befestigt ist. In diesem Fall ist die
kombinierte Passage, in der die Beschränkungspassage und die Druckwiederherstellungspassage
in Reihe angeordnet sind, stromabwärts von dem Dämpfer bezüglich der
Gaspassage vorgesehen. Das Rohr kann durch Aufbringen eines Drucks
an der Außenumfangsfläche des Rohrs
verformt werden. Die Beschränkungspassage und
die Druckwiederherstellungspassage können in dem Rohr durch solch
eine Verformung ausgebildet werden.
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Die
vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen
sind als veranschaulichend und nicht als beschränkend zu betrachten, und die
Erfindung ist nicht auf die hier offenbarten Details begrenzt, sondern
kann innerhalb des Umfangs der angehängten Ansprüche modifiziert werden.