CN100507270C - 线性压缩机单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一个线性压缩机单元，它包括一个在电磁交变场中可以往复移动的磁体、一个由该磁体驱动的、在一个圆柱缸体(9)中移动的活塞(7)和一个用于封闭圆柱缸体(9)和一个缓冲容积(24)的外壳(1)。所述圆柱缸体(9)可摆动地安装在外壳(1)里面。该圆柱缸体(9)的一个进口(13)与该外壳(1)的一个进口通道(12)相互间无接触地彼此对置，形成一个通向缓冲容积(24)的通道(23)。在该通道(23)中安装一个节流元件(20，21)。

Description

线性压缩机单元
技术领域
本发明涉及一种线性压缩机单元，该单元尤其可以用于一种制冷设备如冰箱、冷冻机或类似设备中压缩制冷剂。
背景技术
在家用制冷设备中通常使用由回转马达驱动的往复式活塞压缩机。在家庭应用中这种压缩机只产生最小的运转噪声是非常重要的。由于活塞往复运动导致在压缩过程中间歇地吸入制冷剂是噪声的重要来源。这种间歇性吸入引起的振动必需采用相应的减震装置消除。为此通常的设计原则是让气态的制冷剂流通过一个腔室，该腔室例如由赫尔姆霍茨谐振器或类似谐振器构成，由此使振动被强烈地衰减并且不能传到外面。这些腔室通常直接地安置在压缩机的泵上。该泵安装在一个外壳里面，以便绝缘和减少噪声。在压缩机的外壳与腔室的进口之间存在一个小的间距，它允许制冷剂进入到环绕泵的外壳缓冲容积里面。
最近，研制了一种所谓的线性压缩机，它放弃了使用回转马达驱动压缩机活塞，转而采用一个在交变的电磁场中可以进行往复运动的磁体直接驱动这个活塞。由于这一工作原理在线性压缩机中使腔室处于剧烈振动，这种振动是由于往复移动的磁体和与其连接的活塞而引起的。
由回转马达驱动的压缩机结构已知的设计原则是，使一个圆柱缸体的进口与一个包含该圆柱缸体的外壳的进口通道无接触地在形成一个通向缓冲容积的通道的情况下彼此对置，如果试图将该设计原则转移到线性压缩机单元的结构上，则会产生问题，即，不可避免的线性压缩机单元自身振动使通向缓冲容积的通道横截面以移动活塞的谐振频率产生共振并由此使噪声增加而不是衰减。
此外，在专利文献US 6398523中也披露了一种类似结构的线性压缩机，其还设置了一个吸入导向件。
发明内容
本发明的目的是，提供一种具有一个加封外壳的圆柱缸体的线性压缩机单元，由于通向缓冲容积的通道横截面调制共振而产生的噪声被有效地限制。
这个目的通过如下所述的线性压缩机单元得以实现。在通道中的节流元件阻止了缓冲容积中的共振激励和由此产生的过度噪声。
根据本发明提供了一种线性压缩机单元，其具有一个能够在电磁交变场中往复移动的磁体、一个由该磁体驱动并在一个圆柱缸体中移动的活塞以及一个外壳，该外壳用于封闭圆柱缸体和一个缓冲容积。其特征在于，圆柱缸体可摆动地安装在外壳里面，它的一个进口与该外壳的一个进口通道相互间无接触地彼此对置，并形成一个通向缓冲容积的通道，并且在该通道中安装了一个节流元件。
所述节流元件最好由分别安置在外壳和圆柱缸体上的相互嵌合的壁体构成。所述壁体可以采用任意适合的形状，以便通过在其上的摩擦引起在进口和缓冲容积间往复流动的气流压力降。优选的壁体是环形且同心地围绕进口或进口通道。
所述圆柱缸体本身最好在其进口与一个容纳活塞的工作腔室之间具有一个或多个消声的腔室。由此使在由工作腔室中的活塞产生的强烈压力冲击还未到达通向缓冲容积的通道之前就被吸收。
另一适宜的消声措施是，在外壳的进口通道处接合一个通流被压缩介质的消声腔室。这个腔室可以被直接接合在外壳的壁体上并具有一个扁平的圆柱体形状，所述进口通道穿过该扁平圆柱体沿着腔室的圆柱体轴线延伸。
所述圆柱缸体的可摆动支架最好由一个排出管道构成，被压缩的介质通过该排出管道离开圆柱缸体。该排出管道最好螺旋线形地围绕圆柱缸体腔室环绕地导引。用于驱动活塞往复运动的磁体尤其可以设置在活塞的轴向延长段里面或者也可以环形地围绕活塞设置。
附图说明
借助于斜面对附图中实施例的描述给出本发明其它的特征和优点。附图中：
图1以简化局剖图示出按照本发明的线性压缩机单元的第一个实例；
图2示出图1中的线性压缩机单元的头部细节截面；
图3示出线性压缩机单元的第二实施例。
具体实施方式
在图1中所示的线性压缩机单元包括一个紧密密封的金属外壳1，它用于容纳所述压缩机单元的一个泵部分2和一个驱动部分3。在横截面中示出的驱动部分03主要包括一个杆状的永磁体4，它在一个线圈5的内部空腔中在线圈的纵向上可移动地设置。在这里一个螺旋弹簧形式的复位弹簧6在泵部分2的方向上顶压磁体4。通过一个施加在线圈5上的交流电流在线圈内室中可以产生一个交变的磁场，它使磁体4沿着线圈5的轴线往复运动。
在磁体4上固定地装配一个活塞7，它在一个圆柱缸体9的一个工作腔8中起作用并可以通过磁体的运动在这个工作腔中移动。在位于活塞7对面的工作腔8的壁体上配有两个分别具有一个阀门10，11的开孔。所述阀门10，11在这里作为瓣阀或叶片阀示出，但是当然也可以使用任何一种形式的阀门，它只允许介质在一个方向上流动，即，在阀门10中允许流入工作腔8，而在阀门11中允许流出工作腔。
被压缩的介质经过一个管段状的进口通道12到达工作腔8，该管段穿过外壳1并可靠地固定在那里，所述圆柱缸体9的进口13和一列腔室14，15，16在圆柱缸体9的外壳中前置于工作腔8。
所述圆柱缸体9的进口13位于管接头17的端部上，该管接头在一个平行于磁体4和活塞7的运动方向上突出于圆柱缸体9的端面壁体。该管接头17与一个第二管接头18同心，第二管接头构成接合到外壳1内部的进口通道12的一部分。
所述管接头18具有一个径向上伸出的法兰19，在其上设置许多与进口通道12的纵轴线同心延伸的圆柱形壁体20。具有适配梯级直径的相应壁体21安置在圆柱缸体9的端面上并分别嵌入两个壁体20之间。
已压缩的介质通过排出管道22离开工作腔8，该排出管道固定在圆柱缸体9端部上并螺旋线形地围绕圆柱缸体9延伸并最终横穿出外壳1的壁体。这个排出管道22同时构成外壳1中圆柱缸体9的支架，它允许圆柱缸体9摆动，特别是在纵向上的摆动。
在所述压缩机单元工作期间，通过活塞7每次在附图中向左的运动压缩在工作腔8中的介质，并且一旦工作腔8内的压力超过排出管道22的压力时，使介质通过排气阀11排出。在此所述活塞7对圆柱缸体9施加一个在图中向左指向的压力，该压力可以使圆柱缸体9由于其弹性悬挂作用回弹一段距离。在活塞7进行这个运动时，壁体20和21相对移动并且使管接头18端部与圆柱缸体9进口13之间的间隙变窄。通过这种运动防止剧烈的敲击噪声传播到外壳1并由此传播到压缩机单元周围，所述活塞7在左侧返回点上引起这种敲击噪声。
当磁体4接着向右侧拉动活塞7时，工作腔8又再一次变大并且在这个工作腔中形成负压，这一方面使新的介质通过进口通道12吸入，另一方面使圆柱缸体9跟随活塞7向右移动一段距离。但是由此引起的间隙23扩大但没有大到由此使壁体20，21脱离嵌合。相互嵌合的壁体20，21这样起到节流元件的作用，它在工作腔8的膨胀状态期间抑止介质从缓冲容积24进入到工作腔8里面，并相应地在工作腔8的压缩状态中抑止介质通过进口通道12回流到缓冲容积24里面。因此，即使当线性压缩机单元的工作频率，也就是磁体的振荡频率与缓冲容积24的共振频率相一致时，缓冲容积24的强制振荡也会被有效地衰减并且其振幅也会保持很小。因此有效地抑止一个有助于线性压缩机单元运行噪声的因素。
所述圆柱缸体9的腔室14，15，16同样具有抑止噪声的功效。它们按照由消声技术中已知的方式由一个赫尔姆霍茨谐振器构成。
作为另一抑制压缩机单元运转噪声的措施是，在外壳1的进口通道12处接合另一消声的腔室25。这个腔室25的一个壁体由外壳1本身构成并具有一个扁平的圆柱体形状，其中所述进口通道12沿着腔室的圆柱体轴线穿过腔室25。该腔室25也起到一个具有一个进口的赫尔姆霍茨谐振器的作用，该进口在进口通道12的整个圆周上延伸并因此是特别有效的。
图3示出所述线性压缩机单元的第二个实施例，它与图1的区别在于其驱动部分3的结构形式。在所有实施例中泵部分2是一样的。而在图1的实施例中，永磁体4设置在活塞7的轴向延长段里面，在图3所示的情况下永磁体环形地围绕活塞7，并通过一个法兰28或独立的径向取向的支承臂可靠地与活塞连接。这种环形磁体4从外面被一个线圈5包围，为了产生摆动该线圈处于通过一个交变电磁场进行激励的位置。两个金属填料26，27负责使线圈的磁场有效地耦合到磁体4上，它们设置在磁体与圆柱缸体9之间的一个环形中间空间里面，分别与磁体4保持一个微小气隙，或者说环形地从外部包围磁体4和线圈5地设置。

Claims (10)

1.一种线性压缩机单元，具有一个能够在电磁交变场中往复移动的磁体(4)、一个由该磁体(4)驱动并在一个圆柱缸体(9)中移动的活塞(7)以及一个外壳(1)，该外壳用于封闭圆柱缸体(9)和一个缓冲容积(24)，
其特征在于，所述圆柱缸体(9)可摆动地安装在所述外壳(1)里面，该圆柱缸体(9)的一个进口(13)与该外壳(1)的一个进口通道(12)相互间无接触地彼此对置并形成一个通向所述缓冲容积(24)的通道(23)，并且在该通道(23)中安装了一个节流元件(20，21)。
2.如权利要求1所述的线性压缩机单元，其特征在于，所述节流元件由分别安置在外壳(1)和圆柱缸体(9)上的互相嵌合的壁体(20，21)构成。
3.如权利要求2所述的线性压缩机单元，其特征在于，所述壁体(20，21)环状地包围进口(13)或进口通道(12)。
4.如权利要求1到3中任一项所述的线性压缩机单元，其特征在于，至少一个用来通流被压缩介质的消声腔室(14，15，16)设置在所述圆柱缸体(9)的进口(13)与一个容纳了所述活塞(7)的圆柱缸体(9)的腔室(8)之间。
5.如权利要求1所述的线性压缩机单元，其特征在于，至少一个用来通流被压缩介质的消声腔室(25)插入到所述外壳(1)的进口通道(12)里面。
6.如权利要求5所述线性的压缩机单元，其特征在于，所述腔室(25)是一个扁平圆柱体，并且所述进口通道(12)沿着所述腔室(25)的圆柱体轴线延伸。
7.如权利要求1所述的线性压缩机单元，其特征在于，所述圆柱缸体(9)的可摆动支架由圆柱缸体(9)的一个排出管道(22)构成。
8.如权利要求7所述的线性压缩机单元，其特征在于，所述排出管道(22)螺旋线形地围绕圆柱缸体(9)延伸。
9.如权利要求1所述的线性压缩机单元，其特征在于，用于驱动活塞(7)的所述磁体(4)设置在活塞(7)的轴向延长段里面。
10.如权利要求1所述的线性压缩机单元，其特征在于，用于驱动活塞(7)的所述磁体(4)环形地围绕活塞(7)延伸。
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