KR101565233B1 - 압력 맥동 감쇠 디바이스 - Google Patents

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한온시스템 주식회사
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Abstract

본 발명의 감쇠 디바이스는 유체 시스템을 통해 순환하는 유체에 의해 생성된 음향 에너지를 약화시키도록 구성된다. 감쇠 디바이스는 제1단부, 제2단부 및 상기 제1단부와 제2단부 사이에 끼워지는 칼라를 가지는 중공의 관형체를 포함한다. 관형체는 유체 시스템의 적어도 하나의 도관 내에 배치되고, 도관의 내부면과 관형체의 제1단부 사이에 하나의 공간과, 도관의 내부면과 관형체의 제2단부 사이에 다른 공간을 형성한다.

Description

압력 맥동 감쇠 디바이스{PRESSURE PULSATION DAMPENING DEVICE}
본 발명은 일반적으로 압력 맥동 감쇠 디바이스에 관한 것으로, 특히 공기 조화 회로를 위한 압력 맥동 감쇠 디바이스에 관한 것이다.
압축기는 공기 조화 시스템에 있는 다수의 구성요소들 중 하나이다. 압축기는 공기 조화 시스템에서 순환하는 냉매를 압축하고, 냉매의 압력 및 온도를 상승시킨다. 전형적으로, 압축기는 필요한 공간을 가열 또는 냉각시키기 위해 응축기, 팽창 밸브, 및 증발기와 결합하여 사용된다. 공기 조화 시스템을 통한 냉매의 흐름 방향에 따라, 공기 조화 시스템은 필요한 공간으로부터 열을 제거하거나 또는 필요한 공간에 열을 제공하도록 사용될 수 있다.
공기 조화 시스템 내의 소음 및 진동은 압축된 냉매에서의 압맥파(pressure pulsation wave)에 의해 야기될 수 있다. 냉매에서의 압맥파는 전형적으로 압축기의 동작 속도의 고조파음(harmonics)에서 이산 협대역 톤(discrete narrowband tone)을 발생시킨다. 압축된 냉매에서의 압맥파는 통상적으로 압축기의 배출 포트에서 기원하여 하류로 전파하며, 공기 조화 시스템의 다른 구성요소들과 접촉 시에 추가의 소음 및 진동을 유도한다. 소음과 진동은 공기 조화 시스템이 자동차 내에 위치될 때 특히 바람직하지 않다.
공기 조화 시스템에서 압맥파를 약화시키도록 다양한 감쇠 디바이스들이 설계되어 왔다. 피스톤-구동 압축기에 대해, 감쇠 디바이스들은 전형적으로 실린더 헤드의 배출측 상에 압축기의 하우징 내부에 위치된 팽창실을 포함한다. 이러한 감쇠 디바이스들은 압맥파가 하류로 전파하는 것을 방지할 수 있지만, 실린더 헤드에 인접한 팽창실의 배치는 압축기의 동작 효율을 감소시키고 압축기의 전체적인 사이즈를 증가시킨다.
압력 하에서 유체를 운반하는 시스템(예를 들어, 자동차의 파워 스티어링 시스템)에서 압맥파를 약화시키기 위한 다른 공지의 감쇠 디바이스들이 있다. 하나의 이러한 감쇠 디바이스는 압맥파를 약화시키는 수단으로서 하나의 천공 도관으로부터 다른 천공 도관으로 압력 하에서 유체의 흐름을 전달한다. 특히, 감쇠 디바이스는 그 안에 형성된 챔버를 가지는 하우징, 시스템으로부터 상기 챔버로 유체가 흐르는 것을 허용하는 다수의 구멍들을 구비한 입구 도관, 및 유체가 챔버로부터 출구 도관 내로 흐르고 시스템으로 복귀되는 것을 허용하는, 다수의 구멍들을 구비한 상기 출구 도관을 포함한다. 비록 감쇠 디바이스가 유체 펌프에 의해 발생된 압맥파를 약화시킨다고 해도, 감쇠 디바이스는 시스템의 전체 사이즈 및 복잡성을 증가시킨다.
따라서, 공기 조화 시스템의 압축기에 의해 발생된 압맥파를 약화시키면서, 압축기의 동작 효율에 대한 영향, 공기 조화 시스템의 구조적 복잡성 및 패키지 사이즈를 최소화하는 감쇠 디바이스를 제조하는 것이 필요하게 된다.
본 발명에 따라서, 공기 조화 시스템의 압축기에 의해 발생된 압맥파를 약화시키면서, 압축기의 동작 효율에 대한 영향, 공기 조화 시스템의 구조적 복잡성 및 패키지 사이즈를 최소화하는 감쇠 디바이스의 놀라운 진전이 이루어 졌다.
한 실시예에서, 유체 시스템은 적어도 하나의 호스 부재에 의해 형성된 도관; 및 도관 내에 배치된 감쇠 디바이스를 포함하고, 감쇠 디바이스는 제1단부, 제2단부 및 제1단부와 제2단부 사이에 끼워지는 칼라를 가지는 중공의 관형체를 포함하며, 도관의 내부면과 관형체의 제1단부 사이에 하나의 공간이 형성되며, 도관의 내부면과 관형체의 제2단부 사이에 다른 공간이 형성되고, 도관의 내부면과 관형체의 제1단부 사이에 형성된 공간은 제1요구 진동수(desired frequency)를 가지는 압맥파의 약화를 촉진하고, 도관의 내부면과 관형체의 제2단부 사이에 형성된 공간은 제2요구 진동수를 가지는 압맥파의 약화를 촉진한다.
또 다른 실시예에 따라서, 유체 시스템은 제1호스 부재 및 제2호스 부재에 의해 형성된 도관, 도관 내에 배치된 감쇠 디바이스를 포함하고, 감쇠 디바이스는 제1단부 및 제2단부를 가지는 중공의 관형체를 포함하고, 감쇠 디바이스의 제1단부의 적어도 일부분은 제1호스 부재에 배치되고, 제2단부의 적어도 일부분은 제2호스 부재에 배치된다.
여전히 추가의 실시예에서, 차량용 공기 조화 시스템은 유체를 압축하도록 구성된 압축기; 압축기와 유체 연통하고, 유체를 응축시키도록 구성되는 응축기; 압축기와 응축기 중 적어도 하나와 유체 연통하고, 유체의 상을 변화시키도록 구성되는 증발기; 및 적어도 하나의 도관 내에 배치되고, 제1단부 및 제2단부를 가지는 중공의 관형체를 포함하는 감쇠 디바이스를 포함하며; 압축기, 응축기, 및 증발기는 적어도 하나의 도관에 의해 유동적으로(fluidly) 연결되며, 적어도 하나의 도관의 내부면과 관형체의 제1단부 사이에 하나의 공간이 형성되며, 적어도 하나의 도관의 내부면과 관형체의 제2단부 사이에 다른 공간이 형성되며, 적어도 하나의 도관의 내부면과 관형체의 제1단부 사이에 형성된 공간은 제1요구 진동수를 가지는 압맥파의 약화를 촉진하고, 적어도 하나의 도관의 내부면과 관형체의 제2단부 사이에 형성된 공간은 제2요구 진동수를 가지는 압맥파의 약화를 촉진한다.
본 발명의 상기뿐만 아니라 다른 목적들 및 이점들은 첨부 도면의 관점에서 고려될 때 본 발명의 이하의 상세한 설명을 읽음으로써 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 쉽게 이해될 것이다.
도 1은 통상 본 발명의 기술 분야에서 공지된 바와 같은 공기 조화 시스템을 포함하는, 그 일부분이 절단되어 내부가 보이는 차량의 단편적인 사시도;
도 2는 공기 조화 시스템의 도관에 배치되고 실제로 균일한 흐름 단면적을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 감쇠 디바이스의 단편적인 정단면도;
도 3은 공기 조화 시스템의 도관에 배치되고 가변 흐름 단면적을 가지는 본 발명의 다른 실시예에 따른 감쇠 디바이스의 단편적인 정단면도;
도 4는 도관의 제1호스 부재의 일부분 및 도관의 제2호스 부재의 일부분을 도시하는, 공기 조화 시스템의 도관 내에 배치된 본 발명의 다른 실시예에 따른 절단되어 내부가 보이는 감쇠 디바이스의 단편적인 사시도; 및
도 5는 공기 조화 시스템의 도관의 대안적인 실시예에 배치된 도 2에 예시된 감쇠 디바이스의 단편적인 정단면도.
이하의 상세한 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 다양한 예시적인 실시예를 기술하고 도시한다. 상세한 설명과 도면은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 제조 및 사용할 수 있도록 하는 역할을 하며, 어떠한 방식으로도 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
본 발명의 다양한 특징들이 이후에 자동차의 공기 조화 시스템을 위한 소음 또는 에너지 감쇠 디바이스를 제공하는 것으로서 도시되고 기술되지만, 유체, 특히 예를 들어 차량의 파워 스티어링 시스템과 같이 압력 하에서 유체를 운반하는 다른 적용물 또는 시스템에서 본 발명의 다양한 특징들이 이용될 수 있는 것으로 믿어진다.
도 1은 통상 본 발명의 기술 분야에서 공지된 바와 같은 차량(10)의 단순화된 공기 조화 시스템(8)을 도시한다. 공기 조화 시스템(8)은 고압 및 저압 냉매의 흐름(도시되지 않음)을 운반하도록 구성된 관련 도관(20, 22, 24, 26)들에 의해 유동적으로 연결되는 응축기(12), 팽창 디바이스(14), 증발기(16), 및 압축기(18)를 포함한다. 공기 조화 시스템(8)은 작동을 위해 필요한 것으로서 추가의 구성 요소, 센서 등(도시되지 않음)을 포함할 수도 있을 것이라고 믿어진다. 도시된 바와 같이, 응축기(12)는 엔진실(28)에 배치되거나, 또는 더욱 정확하게는 차량(10)의 라디에이터(도시되지 않음)의 정면에 배치되고, 증발기(16)는 차량(10)의 객실(32)에 공급되는 공기를 조화시키도록 구성된 가열, 공기 조화, 및 통기 모듈(30)에 배치된다. 응축기(12)가 객실(32)로부터 및 압축 공정으로부터 흡수된 열을 객실(32) 외부의 주위 공기로 전달함으로써, 응축기(12) 내에서, 고압 증기 냉매(high pressure vapor refrigerant)는 고압, 저온 액체 냉매로 응축된다. 응축기(12)로부터 나가는 고압 액체 냉매는 팽창 디바이스(14)를 통과하고, 팽창 디바이스는 고압 액체 냉매를 저압 액체 냉매 내로 팽창시킨다. 저압 액체 냉매는 그런 다음 팽창 디바이스(14)로부터 증발기(16) 내로 흐른다. 저압 액체 냉매가 증발기(16)를 통과함으로써, 저압 액체 냉매는 객실(32)로부터 열을 흡수하는 것에 의해 끓는다. 증발기(16)로부터 나가는 저압 증기 냉매는 압축기(18)의 흡입측 내로 수용된다. 압축기(18) 내에서, 저압 증기 냉매는 고온 증기 냉매로 압축된다. 압축된 고온 증기 냉매는 그런 다음 압축기(18)의 배출측으로부터 응축기(12)로 흐르도록 유도된다.
공기 조화 시스템(8)의 동작 중에, 압축기(18)는 압맥파를 발생시키고, 압맥파는 도관(20, 22, 24, 26)들을 통해 흐르는 냉매에 의해 전도된다. 공명 및 진동으로부터와 같은 압축기(18)에 의해 발생되는 소음을 최소화하기 위하여, 예를 들어, 본 발명의 감쇠 디바이스(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 도관(20, 22, 24, 26)들 중 적어도 하나에 배치된다. 특정 실시예들에서, 감쇠 디바이스(100)는 압축기(18)와 응축기(12) 사이의 도관(26)(즉, 압력 라인)에 배치되거나, 또는 증발기(16)와 압축기(18) 사이의 도관(24)(즉, 복귀 라인)에 배치된다. 다른 실시예들에서, 감쇠 디바이스(100)는 두 도관(24, 26) 모두에 배치된다. 단순화를 위하여, 도관(26)에 배치된 감쇠 디바이스(100)를 가지는 공기 조화 시스템(8)만이 이후에 기술된다. 그러나, 도관(26)에 배치된 감쇠 디바이스(100)의 구조가 다른 도관(20, 22, 24)들에 배치된 감쇠 디바이스의 구조와 실질적으로 유사한 것으로 믿어진다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 도관(26)은, 제1단부(도시되지 않음)와, 제1단부(46) 및 제2단부(도시되지 않음)를 가지는 제2호스 부재(44)에 결합된 제2단부(42)를 가지는 제1호스 부재(40)에 의해 형성된다. 특히, 제1호스 부재(40)의 제2단부(42)는 제2호스 부재(44)의 제1단부(46)에 결합된다. 특정 실시예들에서, 제1호스 부재(40)의 제1단부는 압축기(18)에 유동적으로 연결되고, 제2호스 부재(44)의 제2단부는 응축기(12)에 유동적으로 연결된다. 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 도관(26)이 도 5에 도시되고 이후에 상세히 기술되는 바와 같이 단일 호스 부재로 형성될 수도 있고, 도시된 것보다 추가의 호스 부재들을 포함할 수도 있다는 것을 예측할 것이다. 그 다양한 재료 및 조합들이 호스 부재(40, 44)들을 형성하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1호스 부재(40)는 섬유 보강 고무 배관 등과 같은 상당히 신축성인 중합 물질로 형성될 수 있으며, 제2호스 부재(44)는 강제 배관 등과 같은 상당히 강성인 금속 물질로 형성될 수 있다.
도시된 바와 같이, 제2호스 부재(44)의 제1단부(46)는 어깨부(48)와, 그의 외부면(52) 상에 제공된 다수의 이격된, 방사상 외향 연장 각진 미늘(barb)(50)들을 포함한다. 제2호스 부재(44)의 미늘이 있는 제1단부(46)는 제2단부(42)의 표면(53)이 제2호스 부재(44)의 어깨부(48)와 접경하도록 제1호스 부재(40)의 제2단부(42)에 배치된다. 미늘(50)들은 그곳으로 부터 제1호스 부재(40)의 분리를 방지하기 위한 적극적 저항(positive resistance)을 제공하도록 제1호스 부재(40)의 제2 단부(42)의 내부면(54)을 결합하도록 구성된다. 대체로 원통형인 슬리브(56)는 제2호스 부재(44)의 제1단부(46)의 외부면(52) 뿐만 아니라 제1호스 부재(40)의 제2 단부(42)의 외부면(58)을 에워싼다. 슬리브(56)는 개방 단부(60)와 종결 단부(62)를 포함한다. 종결 단부(62)는 어깨부(48)와 제2호스 부재(44)의 롤 형성 환형 비드(roll-formed annular bead)(64) 사이에 배치되어, 슬리브(56)의 축선 변위를 방지하는 비드 록(bead lock)을 형성한다. 도시된 바와 같이, 슬리브(56)는 제1호스 부재(40)의 제2단부(42) 상에서 주름형태로 이루어 지며, 실질적으로 유체 기밀성 연결을 형성하고 제2호스 부재(44)로부터 제1호스 부재(40)의 분리를 더욱 방지하기 위해 슬리브(56)와 제2호스 부재(44)의 미늘이 있는 제1단부(46) 사이에서 제2단부(42)를 샌드위치 시킨다. 제1호스 부재(40)의 제2단부(42)의 내부면(54) 및/또는 외부면(58)이 제1호스 부재(40)와 제2호스 부재(44) 사이의 실제로 유체 기밀성인 연결을 더욱 향상시켜 그 사이의 분리를 더욱 방지하도록 적어도 하나의 표면 불규칙성(예를 들어, 널링(knurling))을 포함할 수도 있는 것으로 믿어진다. 제1호스 부재(40)가 예를 들어 클램핑, 용접, 경납땜, 납땜, 접착제, 체결구 등에 의한 것과 같은 그러한 필요에 따라 다른 수단에 의해 제2호스 부재(44)에 결합될 수도 있는 것으로 믿어진다.
본 발명의 감쇠 디바이스(100)는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 감쇠 디바이스(100)의 종방향 중앙축에 대하여 공축인 방향으로 연장하는 관통 보어(103)를 가지는 단일의 대체로 세장형(enlongated)의 중공 관형체(102)이다. 도시된 관형체(102)는 제1단부(104), 제2단부(106), 및 그 사이에 끼워진 방사상 외향 연장하는 환형 칼라(108)를 가진다. 그러나, 감쇠 디바이스(100)의 관형체(102)는 필요하다면 별개의 영역들(sections)에 의해 형성될 수도 있는 것으로 믿어진다. 관형체(102)의 제1단부(104)는 칼라(108)의 표면(110)이 감쇠 디바이스(100)의 축선 변위를 방지하기 위해 제2호스 부재(44)의 제1단부(46)의 표면(66)과 접경하도록 제1호스 부재(40)의 제2단부(42)에 배치된다. 관형체(102)의 제1단부(104)의 외경은 제1호스 부재(40)의 제2단부(42)의 내경보다 작아서, 그 사이에 제1환형 공간을 형성한다. 제1환형 공간은 칼라(108)의 표면(112)에서 종료한다. 도시된 바와 같이, 표면(112)은 대체로 평면이며, 감쇠 디바이스(100)의 종방향 중앙축에 대해 약 90°의 피치를 가진다. 그러나, 표면(112)이 냉매의 압맥파를 반사하는데 적절한 임의의 형상 및 윤곽을 가질 수 있는 것으로 믿어진다. 제1환형 공간의 길이(L1)는 감쇠 디바이스(100)에 의해 약화되는 요구 진동수(F1)(예를 들어, 250 ㎐), 및 그의 배수(예를 들어, 500 ㎐, 750 ㎐ 등)에 기초하여 결정된다. 특정 실시예들에서, 제1환형 공간의 길이(L1)는 관형체(102)의 제1단부(104)의 길이(L2)를 증가시키거나 또는 감소시키는 것에 의해 조정된다. 제1환형 공간의 방사상 폭(W1)은 요구 진동수(F1)에서 소음(noise), 진동(vibration), 및 거칠음(harshness)(NVH)을 최소화하는데 필요한 효율 및 성능에 기초하여 결정된다.
관형체(102)의 제2단부(106)는 제2호스 부재(44)의 제1단부(46)에 배치된다. 특정 실시예들에서, 관형체(102)의 제2단부(106)의 외경은 슬리브(56)에 인접한 제2호스 부재(44)의 제1단부(46)의 내경보다 크다. 따라서, 관형체(102)의 제2단부(106)는 제2호스 부재(44)의 제1단부(46) 내로 압입되며, 이는 구조적 견고성, 제1호스 부재(40)와 제2호스 부재(44) 사이의 연결에 대한 내구력을 제공하고, 이에 의해 누설의 위험성을 최소화한다. 다른 경우에, 관형체(102)의 제2단부(106)의 외경은 제2호스 부재(44)의 제1단부(46)의 내경보다 작아서, 그 사이에 제2환형 공간을 형성한다. 제2환형 공간은 제2호스 부재(44)의 제1단부(46)의 표면(68)에서 종료한다. 도시된 바와 같이, 표면(68)은 대체로 평면이며 감쇠 디바이스(100)의 종방향 중앙축에 대해 약 90°의 피치를 가진다. 그러나, 표면(68)은 냉매의 압맥파를 반사하는데 적절한 임의의 형상 및 윤곽을 가질 수 있는 것으로 믿어진다. 제2환형 공간의 길이(L3)는 감쇠 디바이스(100)에 의해 약화되는 요구 진동수(F2)(예를 들어, 375 ㎐), 및 그의 배수(예를 들어, 750 ㎐, 1125 ㎐ 등)에 기초하여 결정된다. 특정 실시예들에서, 제2환형 공간의 길이(L3)는 관형체(102)의 제2단부(106)의 길이(L4) 또는 대체로 제2호스 부재(44)의 표면(66)으로부터 표면(68)까지 연장하는 주름형 연결(crimp connection)의 길이를 증가시키거나 또는 감소시키는 것에 의해 조정된다. 제2환형 공간의 방사상 폭(W2)은 요구 진동수(F2)에서 NVH를 최소화하는데 필요한 효율 및 성능에 기초하여 결정된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 관형체(102)의 제1단부(104) 및 그의 제2단부(106)의 각각의 흐름 단면적은 실제로 균일할 수 있다. 그러나, 특정의 다른 실시예들에서, 관형체(102)의 제1단부(104)와 제2단부(106) 중 적어도 하나는 가변 흐름 단면적을 가진다. 예를 들어, 관형체(102)의 제1단부(104)의 흐름 단면적은, 도 3에 도시된 바와 같이, 관형체(102)의 개방 단부로부터 칼라(108)에 인접한 지점까지 점차적으로 감소하며, 관형체(102)의 제2단부(106)의 흐름 단면적은, 도 3에 도시된 바와 같이, 칼라(108)에 인접한 지점으로부터 관형체(102)의 반대편 개방 단부까지 점차적으로 증가한다.
관형체(102)의 제1단부(104)가 가변 흐름 단면적을 가질 때, 관형체(102)의 제1단부(104)의 길이(L2)는 감쇠 디바이스(100)에 의해 약화되는 요구 진동수(F3)(예를 들어, 300 ㎐), 및 그의 배수(예를 들어, 600 ㎐, 900 ㎐ 등)에 기초하여 결정된다. 관형체(102)의 제1단부(104)의 흐름 단면적은 요구 진동수(F3)에서 NVH를 최소화하는데 필요한 효율 및 성능에 기초하여 결정된다. 관형체(102)의 제1단부(104)의 흐름 단면적의 변화율은 예를 들어 1%의 변화율과 같이, 요구 진동수(F3)에서 NVH를 최소화하는데 필요한 효율 및 성능에 도달하는 임의의 적절한 변화율일 수 있다.
유사하게, 관형체(102)의 제2단부(106)가 가변 흐름 단면적을 가질 때, 관형체(102)의 제2단부(106)의 길이(L4)는 감쇠 디바이스(100)에 의해 약화되는 요구 진동수(F4)(예를 들어, 425 ㎐), 및 그의 배수(예를 들어, 850 ㎐, 1275 ㎐ 등)에 기초하여 결정된다. 관형체(102)의 제2단부(106)의 흐름 단면적은 요구 진동수(F4)에서 NVH를 최소화하는데 필요한 효율 및 성능에 기초하여 결정된다. 관형체(102)의 제2단부(106)의 흐름 단면적의 변화율은, 예를 들어, 1%의 변화율과 같이, 요구 진동수(F4)에서 NVH를 최소화하는데 필요한 효율 및 성능에 도달하기 위한 임의의 적절한 변화율일 수 있다.
부가적으로, 관형체(102)의 제1단부(104) 및 제2단부(106) 중 적어도 하나의 흐름 단면적이 변할 때, 관형체(102)의 제2단부(106)의 길이(L4)에 대한 관형체(102)의 제1단부(104)의 길이(L2)의 비는 감쇠 디바이스(100)에 의해 약화되는 요구 진동수(F5)(예를 들어, 500 ㎐), 및 그의 배수(예를 들어, 1000 ㎐, 2000 ㎐ 등)에 기초하여 결정된다.
특정 실시예들에서, 감쇠 디바이스(100)는 냉매의 압맥파로부터 생성되는 약 200 ㎐ 내지 약 2000 ㎐의 범위에 있는 진동수를 가지는 음향 에너지를 약화시키도록 구성된다. 특히, 감쇠 디바이스(100)는 약 250 ㎐ 내지 약 500 ㎐, 및 그의 배수의 범위에 있는 진동수를 가지는 음향 에너지를 약화시키도록 구성된다. 각각의 길이(L1, L2, L3, L4) 및 길이(L4)에 대한 길이(L2)의 비는, 진동수(F1, F2, F3, F4, F5)(및 그의 배수)들이 상이하거나, 동일하거나, 또는 그의 임의의 조합이 되도록 조정될 수 있는 것으로 믿어진다. 따라서, 감쇠 디바이스(100)는 다양한 차량 플랫폼 또는 시스템들에서 채택될 수 있다. 예를 들어, 감쇠 디바이스(100)는 상이한 엔진 형태(예를 들어, 디젤, 가스, 에탄올 등), 압축기 형태(예를 들어, 워블 플레이트(wobble plate), 스와시 플레이트(swash plate), 스크롤 등), 및 실린더의 수(예를 들어, 4-실린더, 6-실린더, 8-실린더 등)를 가지는 다양한 차량에서 채택되도록 구성될 수 있다.
감쇠 디바이스(100)의 관형체(102)의 제1단부(104) 및 제2단부(106)의 각각은, 예를 들어, 금속 물질 또는 비금속 물질과 같은 그러한 임의의 적절한 물질로 형성될 수 있다. 특정 실시예들에서, 전체 감쇠 디바이스(100)는 실제로 강성인 물질로 형성된다. 그러나, 도 4에 도시된 바와 같이, 감쇠 디바이스(100)의 관형체(102)의 적어도 제1단부(104)는 감쇠 디바이스(100)가 다양한 형상, 사이즈 및 윤곽을 가지는 도관들에 수용되는 것을 허용하도록 실제로 신축성인 물질로 형성될 수 있다.
도 5는 도 2 내지 도 4에 도시된 도관(26)의 대안적인 실시예에 배치되는 도 2에 도시된 감쇠 디바이스를 도시한다. 도 2 내지 도 4에 도시된 것과 유사한 구조는 명료성을 위하여 동일한 도면 부호 및 프라임(') 심볼을 포함한다. 도 5에서, 도관(126)은 호스 부재(140)에 의해 형성된다. 그의 다양한 물질 또는 조합들은 호스 부재(140)를 형성하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 호스 부재(140)는 섬유 보강 고무 배관과 같은 그러한 실제로 신축성인 중합 물질, 강제 배관과 같은 그러한 실제로 강성인 금속 물질 등으로 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 호스 부재(140)는 대체로 매끄러운 내부면(142)을 가진다.
감쇠 디바이스(100')는 감쇠 디바이스(100')의 종방향 중앙축에 대해 공축인 방향으로 연장하는 관통 보어(103')를 가지는 단일의 대체로 세장형의 중공 관형체(102')이다. 도시된 관형체(102')는 제1단부(104'), 제2단부(106'), 및 그 사이에 끼워진 방사상 외향 연장 환형 칼라(108')를 가진다. 그러나, 감쇠 디바이스(100')의 관형체(102')는 필요하다면 적절한 섹션들로 형성될 수도 있는 것으로 믿어진다. 감쇠 디바이스(100')는 칼라(108')의 외주면이 호스 부재(140)의 내부면(142)과 접경하여, 도관(26') 내에서 감쇠 디바이스(100')의 축선 변위를 방지하기 위해 간섭 연결(interference connection)을 형성하도록 호스 부재(140)에 배치된다. 그러나, 도관(26') 내에서 감쇠 디바이스(100')의 축선 움직임을 더욱 방지하도록, 호스 부재(140)의 내부면(142)은 적어도 하나의 표면 불규칙성(예를 들어, 널링)을 포함할 수도 있는 것으로 믿어진다.
관형체(102')의 제1단부(104')의 외경은 호스 부재(140)의 내경보다 작아서, 그 사이에 제1환형 공간을 형성한다. 제1환형 공간은 칼라(108')의 표면(112')에서 종료한다. 도시된 바와 같이, 표면(112')은 대체로 평면이며 감쇠 디바이스(100')의 종방향 중앙축에 대해 약 90°의 피치를 가진다. 그러나, 표면(112')은 냉매의 압맥파를 반사하는데 적절한 임의의 형상 및 윤곽을 가질 수 있는 것으로 믿어진다. 제1환형 공간의 길이(L5)는 감쇠 디바이스(100')에 의해 약화되는 요구 진동수(F6)(예를 들어, 250 ㎐), 및 그의 배수(예를 들어, 500 ㎐, 750 ㎐ 등)에 기초하여 결정된다. 특정 실시예들에서, 제1환형 공간의 길이(L5)는 관형체(102')의 제1단부(104')의 길이(L2')를 증가시키거나 또는 감소시키는 것에 의해 조정된다. 제1환형 공간의 방사상 폭(W3)은 요구 진동수(F6)에서 소음, 진동, 및 거칠음(NVH)을 최소화하는데 필요한 효율 및 성능에 기초하여 결정된다.
관형체(102')의 제2단부(106')의 외경은 호스 부재(140)의 내경보다 작아서, 그 사이에 제2환형 공간을 형성한다. 제2환형 공간은 칼라(108')의 표면(110')에서 종료한다. 도시된 바와 같이, 표면(110')은 대체로 평면이며, 감쇠 디바이스(100')의 종방향 중앙축에 대해 약 90°의 피치를 가진다. 그러나, 표면(110')이 냉매의 압맥파를 반사하는데 적절한 임의의 형상 및 윤곽을 가질 수 있는 것으로 믿어진다. 제2환형 공간의 길이(L6)는 감쇠 디바이스(100')에 의해 약화되는 요구 진동수(F7)(예를 들어, 375 ㎐), 및 그의 배수(예를 들어, 750 ㎐, 1125 ㎐ 등)에 기초하여 결정된다. 특정 실시예들에서, 제2환형 공간의 길이(L7)는 관형체(102')의 제2단부(106')의 길이(L4')를 증가시키거나 또는 감소시키는 것에 의해 조정된다. 제2환형 공간의 방사상 폭(W4)은 요구 진동수(F7)에서 소음, 진동, 및 거칠음(NVH)을 최소화하는데 필요한 효율 및 성능에 기초하여 결정된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 관형체(102')의 제1단부(104') 및 그의 제2단부(106')의 각각의 흐름 단면적은 상당히 균일할 수 있다. 그러나, 특정 실시예들에서, 관형체(102')의 제1단부(104') 및 제2단부(106') 중 적어도 하나는 가변 흐름 단면적을 가진다. 예를 들어, 감쇠 디바이스(100')의 흐름 단면적은 도 3에 도시된 바와 같은 감쇠 디바이스(100)의 흐름 단면적과 유사하게 변할 수도 있다.
관형체(102')의 제1단부(104')가 가변 흐름 단면적을 가질 때, 관형체(102')의 제1단부(104')의 길이(L2')는 감쇠 디바이스(100')에 의해 약화되는 요구 진동수(F8)(예를 들어, 300 ㎐), 및 그의 배수(예를 들어, 600 ㎐, 900 ㎐ 등)에 기초하여 결정된다. 관형체(102')의 제1단부(104')의 흐름 단면적은 요구 진동수(F8)에서 NVH를 최소화하는데 필요한 효율 및 성능에 기초하여 결정된다. 관형체(102')의 제1단부(104')의 흐름 단면적의 변화율은 예를 들어 1%의 변화율과 같이, 요구 진동수(F8)에서 NVH를 최소화하는데 필요한 효율 및 성능에 도달하는 임의의 적절한 변화율일 수 있다.
유사하게, 관형체(102')의 제2단부(106')가 가변 흐름 단면적을 가질 때, 관형체(102')의 제2단부(106')의 길이(L4')는 감쇠 디바이스(100')에 의해 약화되는 요구 진동수(F9)(예를 들어, 425 ㎐), 및 그의 배수(예를 들어, 850 ㎐, 1275 ㎐ 등)에 기초하여 결정된다. 관형체(102')의 제2단부(106')의 흐름 단면적은 요구 진동수(F9)에서 NVH를 최소화하는데 필요한 효율 및 성능에 기초하여 결정된다. 관형체(102')의 제2단부(106')의 흐름 단면적의 변화율은 예를 들어 1%의 변화율과 같이, 요구 진동수(F9)에서 NVH를 최소화하는데 필요한 효율 및 성능에 도달하는 임의의 적절한 변화율일 수 있다.
부가적으로, 관형체(102')의 제1단부(104') 및 제2단부(106') 중 적어도 하나의 흐름 단면적이 변할 때, 관형체(102')의 제2단부(106')의 길이(L4')에 대한 관형체(102')의 제1단부(104')의 길이(L2')의 비는 감쇠 디바이스(100')에 의해 약화되는 요구 진동수(F10)(예를 들어, 500 ㎐), 및 그의 배수(예를 들어, 1000 ㎐, 2000 ㎐ 등)에 기초하여 결정된다.
특정 실시예들에서, 감쇠 디바이스(100')는 냉매의 압맥파로부터 생성되는 약 200 ㎐ 내지 약 2000 ㎐의 범위에 있는 진동수를 가지는 음향 에너지를 약화시키도록 구성된다. 특히, 감쇠 디바이스(100')는 약 250 ㎐ 내지 약 500 ㎐, 및 그의 배수들의 범위에 있는 진동수를 가지는 음향 에너지를 약화시키도록 구성된다. 각각의 길이(L2', L4', L5, L6) 및 길이(L4')에 대한 길이(L2')의 비는, 진동수(F6, F7, F8, F9, F10)(및 그의 배수)들이 상이하거나, 동일하거나, 또는 그의 임의의 조합이 되도록 조정될 수 있는 것으로 믿어진다. 따라서, 감쇠 디바이스(100')는 다양한 차량 플랫폼 또는 시스템들에서 채택될 수 있다. 예를 들어, 감쇠 디바이스(100')는 상이한 엔진 형태(예를 들어, 디젤, 가스, 에탄올 등), 압축기 형태(워블 플레이트, 스와시 플레이트, 스크롤 등), 및 실린더의 수(예를 들어, 4-실린더, 6-실린더, 8-실린더 등)를 가지는 다양한 차량에서 채택되도록 구성될 수 있다.
감쇠 디바이스(100')의 관형체(102')의 제1단부(104') 및 제2단부(106')의 각각은, 예를 들어, 금속 물질 또는 비금속 물질과 같은 임의의 적절한 물질로 형성될 수 있다. 특정 실시예들에서, 전체 감쇠 디바이스(100')는 실제로 강성인 물질로 형성된다. 그러나, 감쇠 디바이스(100')의 관형체(102')의 적어도 제1단부(104')는 감쇠 디바이스(100')가 다양한 형상, 사이즈 및 윤곽을 가지는 도관들에 수용되는 것을 허용하도록 실제로 신축성인 물질로 형성될 수도 있다.
도관(26)에 배치되는 감쇠 디바이스(100)와 도관(26')에 배치되는 감쇠 디바이스(100')는 동일한 방식으로 동작한다. 단순화를 위하여, 단지 도관(26)에 배치된 감쇠 디바이스(100)의 동작만이 이후에 상세하게 기술될 것이다.
동작에 있어서, 냉매는, 감쇠 디바이스(100)의 관형체(102)의 제1단부(104)가 도착 흐름(arriving flow)에 반대되는 방식으로, 제1호스 부재(40)를 통해 흐른다. 압맥파가 관형체(102)의 제1단부(104)와 제1호스 부재(40) 사이에 형성된 제1환형 공간으로 들어감으로써, 압맥파는 칼라(108)의 표면(112)에 의해 반사된다. 칼라(108)에 의한 반사는 제1환형 공간 내에서 압맥파를 감쇠시키고, 반사된 감쇠파는 관형체(102)의 제1단부(104)와 제1호스 부재(40) 사이에 형성된 제1환형 공간으로 들어가는 후속의 압맥파를 간섭하여, 압맥파를 더욱 감쇠시킨다. 따라서, 감쇠 디바이스(100)의 관형체(102)의 보어(103)를 통하여 제2호스 부재(44) 내로 흐르는 냉매에서의 압력 맥동의 전도는 최소화된다.
아울러, 압맥파가 감쇠 디바이스(100)의 관형체(102)의 제2단부(106)와 제2호스 부재(44) 사이에 형성된 제2환형 공간으로 들어감으로써, 압맥파는 제2호스 부재(44)의 표면(68)에 의해 반사된다. 표면(68)에 의한 반사는 제2환형 공간 내의 압맥파를 감쇠시키고, 반사된 감쇠파는 관형체(102)의 제2단부(106)와 제2호스 부재(40) 사이에 형성된 제2환형 공간으로 들어가는 후속의 압맥파와 상호 작용하여, 압맥파를 더욱 감쇠시킨다. 따라서, 제2호스 부재(44)를 통하여 흐르는 냉매에서의 압력 맥동의 전도는 최소화된다.
부가적으로, 감쇠 디바이스(100)의 단면적이 관형체(102)의 제1단부(104)로부터 관형체(102)의 제2단부(106)로 변할 때, 압맥파는 관형체(102) 내에서 더욱 감쇠된다. 따라서, 감쇠 디바이스(100)의 관형체(102)의 보어(103)를 통해 제2호스 부재(44) 내로 흐르는 냉매에서의 압력 맥동의 전도는 더욱 최소화된다.
전술한 설명으로부터, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특징을 용이하게 확인할 수 있으며, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이, 본 발명을 다양한 사용 및 상태로 적응하도록 본 발명에 대한 다양한 변경 및 변형을 가할 수 있다.

Claims (20)

  1. 제1 호스 부재 및 상기 제1 호스 부재의 단부에 일측 단부가 삽입되어 고정되는 제2 호스 부재에 의해 형성된 도관;
    상기 제1 호스 부재를 덮는 개방 단부 및 상기 제2 호스 부재에 결합되는 종결 단부를 갖는 슬리브; 및
    상기 도관 내에 배치된 감쇠 디바이스를 포함하고, 상기 감쇠 디바이스는 제1단부, 제2단부 및 상기 제1단부와 상기 제2단부 사이에 끼워지는 칼라를 가지는 중공의 관형체를 포함하며, 상기 도관의 내부면과 상기 관형체의 상기 제1단부 사이에 하나의 공간이 형성되며, 상기 도관의 상기 내부면과 상기 관형체의 상기 제2단부 사이에 다른 공간이 형성되고, 상기 도관의 상기 내부면과 상기 관형체의 상기 제1단부 사이에 형성된 상기 공간은 제1요구 진동수를 가지는 압맥파의 약화를 촉진하고, 상기 도관의 상기 내부면과 상기 관형체의 상기 제2단부 사이에 형성된 상기 공간은 제2요구 진동수를 가지는 압맥파의 약화를 촉진하며,
    상기 종결 단부는 그 양측면이 각각 상기 제2 호스 부재의 외벽을 중첩되게 변형하여 형성되는 어깨부 및 롤 형성 비드와 접촉되어 고정되는 것을 특징으로 하는 유체 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 관형체의 상기 칼라는 상기 도관 내에서의 상기 관형체의 축선 변위를 방지하도록 상기 도관의 일부분과 접경하는, 유체 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 도관의 상기 내부면과 상기 관형체의 상기 제1단부 사이에 형성된 상기 공간의 길이는 상기 감쇠 디바이스에 의해 약화되는 상기 제1요구 진동수에 기초하여 결정되는, 유체 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 도관의 상기 내부면과 상기 관형체의 상기 제2단부 사이에 형성된 상기 공간의 길이는 상기 감쇠 디바이스에 의해 약화되는 상기 제2요구 진동수에 기초하여 결정되는, 유체 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 관형체의 상기 제1단부의 길이는 상기 감쇠 디바이스에 의해 약화되는 압맥파의 제3요구 진동수에 기초하여 결정되는, 유체 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 관형체의 상기 제2단부의 길이는 상기 감쇠 디바이스에 의해 약화되는 압맥파의 제4요구 진동수에 기초하여 결정되는, 유체 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 관형체의 상기 제2단부의 길이에 대한 상기 관형체의 상기 제1단부의 길이의 비는 상기 감쇠 디바이스에 의해 약화되는 압맥파의 제5요구 진동수에 기초하여 결정되는, 유체 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 관형체의 상기 제1단부 및 상기 관형체의 상기 제2단부 중 적어도 하나는 흐름 방향을 따라서 단면적이 변화하는 유체 시스템.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1호스 부재는 공기 조화 시스템의 압축기에 유동적으로 연결되고, 상기 제2호스 부재는 상기 공기 조화 시스템의 응축기에 유동적으로 연결되는, 유체 시스템.
  12. 제1 호스 부재 및 상기 제1 호스 부재의 단부에 일측 단부가 삽입되어 고정되는 제2 호스 부재에 의해 형성된 도관;
    상기 제1 호스 부재를 덮는 개방 단부 및 상기 제2 호스 부재에 결합되는 종결 단부를 갖는 슬리브; 및
    상기 도관 내에 배치된 감쇠 디바이스를 포함하고, 상기 감쇠 디바이스는 제1단부 및 제2단부를 가지는 중공의 관형체를 포함하고, 상기 감쇠 디바이스의 상기 제1단부의 적어도 일부분은 상기 제1호스 부재에 배치되고, 상기 제2단부의 적어도 일부분은 상기 제2호스 부재에 배치되며,
    상기 종결 단부는 그 양측면이 각각 상기 제2 호스 부재의 외벽을 중첩되게 변형하여 형성되는 어깨부 및 롤 형성 비드와 접촉되어 고정되는 것을 특징으로 하는 유체 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1호스 부재는 상기 유체 시스템의 압축기에 유동적으로 연결되고, 상기 제2호스 부재는 상기 유체 시스템의 응축기에 유동적으로 연결되는, 유체 시스템.
  14. 제12항에 있어서, 상기 도관의 내부면과 상기 관형체의 상기 제1단부 사이에 하나의 공간이 형성되며, 상기 도관의 상기 내부면과 상기 관형체의 상기 제2단부 사이에 다른 공간이 형성되는, 유체 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 도관의 상기 내부면과 상기 관형체의 상기 제1단부 사이에 형성된 상기 공간의 길이는 상기 감쇠 디바이스에 의해 약화되는 압맥파의 제1요구 진동수에 기초하여 결정되는, 유체 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 도관의 상기 내부면과 상기 관형체의 상기 제2단부 사이에 형성된 상기 공간의 길이는 상기 감쇠 디바이스에 의해 약화되는 압맥파의 제2요구 진동수에 기초하여 결정되는, 유체 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 관형체의 상기 제1단부의 길이는 상기 감쇠 디바이스에 의해 약화되는 압맥파의 제3요구 진동수에 기초하여 결정되는, 유체 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 관형체의 상기 제2단부의 길이는 상기 감쇠 디바이스에 의해 약화되는 압맥파의 제4요구 진동수에 기초하여 결정되는, 유체 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 관형체의 상기 제2단부의 길이에 대한 상기 관형체의 상기 제1단부의 길이의 비는 상기 감쇠 디바이스에 의해 약화되는 압맥파의 제5요구 진동수에 기초하여 결정되는, 유체 시스템.
  20. 유체를 압축하도록 구성된 압축기;
    상기 압축기와 유체 연통하고, 상기 유체를 응축시키도록 구성되는 응축기;
    상기 압축기와 상기 응축기 중 적어도 하나와 유체 연통하고, 유체의 상을 변화시키도록 구성되는 증발기; 및
    제1 호스 부재 및 상기 제1 호스 부재의 단부에 일측 단부가 삽입되어 고정되는 제2 호스 부재 및 상기 제1 호스 부재를 덮는 개방 단부 및 상기 제2 호스 부재에 결합되는 종결 단부를 갖는 슬리브를 포함하는 도관, 및 적어도 하나의 도관 내에 배치되고, 제1단부 및 제2단부를 가지는 중공의 관형체,를 포함하는 감쇠 디바이스를 포함하며;
    상기 압축기, 상기 응축기, 및 상기 증발기는 상기 적어도 하나의 도관에 의해 유동적으로 연결되며,
    상기 적어도 하나의 도관의 내부면과 상기 관형체의 상기 제1단부 사이에 하나의 공간이 형성되며, 상기 적어도 하나의 도관의 상기 내부면과 상기 관형체의 상기 제2단부 사이에 다른 공간이 형성되며, 상기 적어도 하나의 도관의 상기 내부면과 상기 관형체의 상기 제1단부 사이에 형성된 상기 공간은 제1요구 진동수를 가지는 압맥파의 약화를 촉진하고, 상기 적어도 하나의 도관의 상기 내부면과 상기 관형체의 상기 제2단부 사이에 형성된 상기 공간은 제2요구 진동수를 가지는 압맥파의 약화를 촉진하고,
    상기 종결 단부는 그 양측면이 각각 상기 제2 호스 부재의 외벽을 중첩되게 변형하여 형성되는 어깨부 및 롤 형성 비드와 접촉되어 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 공기 조화 시스템.
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