CN100546154C - 往复式压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种往复式电机及具有该电机的往复式压缩机。往复式电机包括：外部定子；内部定子，其以一定的气隙间隔设置在所述外部定子的内圆周表面处，且所述内部定子上设置有绕组线圈；及磁体，该磁体设置在所述外部定子和所述内部定子之间，当对所述绕组线圈接通电源时，该磁体作直线运动。利用将所述绕组线圈安装在所述内部定子上来减少线圈的用量，从而降低电机的制造成本。同样，利用降低线圈阻抗由此来提高电机的效率。

Description

往复式压缩机
技术领域
本发明涉及一种往复式压缩机，特别是涉及一种绕组线圈绕在内部定子上的往复式电机，且涉及一种具有该电机的往复式压缩机。
背景技术
图1示出了常规技术中的往复式压缩机的截面图。
常规技术中的往复式压缩机包括：密封箱体106，安装在箱体106内并产生往复力的往复式电机108，及利用往复式电机108的往复力来压缩流体的压缩单元110。
吸进流体的吸管102及排放压缩流体的排放管104分别与箱体106相连接，安装在箱体106内的框架112，114和116用于支承压缩单元110和往复式电机108。
上述框架包括第一框架112，其支承往复式电机108的前侧面；第二框架114，其与第一框架112相配合并支承往复式电机108的后侧面；及第三框架116，其与第二框架114相连并支承谐振弹簧136。
如图2所示，往复式电机108包括：外部定子120，其固定在第一框架112和第二框架114之间；内部定子122，其与外部定子120内圆周表面具有一定的气隙间隔；绕组线圈124，其设置在外部定子120内圆周表面上，并对其施加外部电源；及磁体126，其以一定的间隔设置在外部定子120和内部定子122之间，且当对绕组线圈124施加电能时，该磁体作直线往复运动。
外部定子120是由多个薄板堆叠而成的芯体在圆周方向以布相同间隔而形成的。绕线筒128固定在芯体的内表面上，且绕组线圈124绕在绕线筒128上。
内部定子122具有由多个薄板堆叠而成圆柱状，且该内部定子固定在压缩单元110中的汽缸130的外圆周表面上。
磁体126以相同间隔固定在磁体架1 32的外圆周表面上，且磁体架132与压缩单元110中的活塞140相连接。同样，弹簧支承杆142也与活塞140相连接。而磁体126，使用了具有高矫顽磁力由钕铁硼(NdFeB)材料构成的磁体。
第一谐振弹簧134安装在支承外部定子120的弹簧支承杆142和第二框架114之间，及第二谐振弹簧136安装在弹簧支承杆142和第三框架116之间，由此使活塞140产生谐振运动。
压缩单元110包括：与磁体架126相连的可直线运动的活塞140；可滑动地插入活塞140的汽缸130，且该汽缸具有压缩室142并且其固定在第一框架112上；安装在活塞140前侧面的吸入阀146，用于打开和关闭形成在活塞140上的流体通道144；及安装在汽缸130前侧面的排放阀组件，其用于当压缩室142内达到一定压力时，打开压缩室142排出流体。
排放阀组件包括：粘附在汽缸130前表面并可开启和关闭的排放阀148；安装在汽缸130前侧面并与排放管104相连接的排放盖150；和安装在排放盖150内表面和排放阀148之间的弹簧152，用于弹性地支承排放阀148。
下面将对常规技术中的往复式压缩机的操作进行解释：
当对绕组线圈124接通电源时，在绕组线圈124周围形成了磁通。该磁通与外部定子120和内部定子122一起形成了闭合的磁通环路。在外部定子120和内部定子122所形成的磁通及磁体126所形成的磁通的互感作用下，磁体126在轴向上作直线运动。当交替变换绕组线圈124所施加的电流方向时，绕组线圈124的磁通方向也随之改变，由此磁体126作直线往复运动。
磁体126运动时，用于固定磁体126的磁体架132作直线往复运动，因而使活塞140作直线往复运动。根据上述运动，通过吸入管102吸入的流体流经活塞140上的流体通道144被引入压缩室142，且被引入压缩室142的流体利用活塞140的往复运动被压缩，并流经排放管104被排放到外面。
但是，常规技术的往复式压缩机具有以下的问题。首先，由于磁体是使用昂贵的钕铁硼(NdFeB)材料构成，为了减少该磁体的使用量，将绕组线圈设置在外部定子上。但是，由于绕组线圈设置在外部定子上，以致于使用了大量的不必要的绕组线圈，从而增加了制造成本。
同样，由于绕组线圈设置在外部定子上，则增加了绕组线圈的数量。由此，绕组线圈的阻抗增加，从而增加了电机的损耗。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种往复式电机，其能够通过将绕组线圈安装在内部定子上，来减少线圈的用量，从而减少电机的制造成本，并能够利用降低线圈阻抗来提高电机的效率，同时提供一种具有该往复式电机的往复式压缩机。
依据本发明以及为了获得这些和其它优点，如这里所讲述本发明的实施例和被广泛描述的，本发明提供一种往复式电机，其包括：外部定子；内部定子，其设置在以与外部定子的内圆周表面具有一定的气隙间隔处，且内部定子上设置有绕组线圈；及磁体，该磁体设置在外部定子和内部定子之间，当对绕组线圈接通电源时，该磁体作直线运动。
所述的外部定子是由多个薄板堆叠而成的芯体以相同间隔呈辐射状地设置而形成的。
所述的内部定子包括：第一定子芯，其由多个薄板呈辐射状地堆叠而成；及与第一定子芯相对的第二定子芯，其相应地由多个薄板呈辐射状在堆叠而成。绕组线圈绕在第一定子芯和第二定子芯之间的外圆周表面上。
所述的绕组线圈包括：第一绕组线圈，其绕在安装在第一内部定子外圆周表面上的第一绕线筒上；及第二绕组线圈，其绕在安装在第一绕线筒的外圆周表面上的第二绕线筒上。
依据本发明以及为了获得这些和其它优点，如这里所讲述本发明的实施例和被广泛描述的，本发明同样提供一种往复式压缩机，其包括：密封箱体；一往复式电机，其安装在箱体内并产生往复力；利用往复式电机的往复力来压缩流体的压缩单元；用于支承往复式电机和压缩单元的框架，其中所述的往复式电机包括：外部定子，其由框架支承；内部定子，其设置在与外部定子的内圆周表面具有一定的气隙间隔处，该内部定子上绕有绕组线圈；及磁体，其设置在内部定子与外部定子之间，且当绕组线圈中通有电源时该磁体作直线运动，其中，所述的磁体是以相同间隔安装在磁体架上，所述磁体架与所述的压缩单元中的活塞相连接，且该磁体架上形成有用于穿过谐振弹簧的通孔。
结合附图，从本发明的下列描述中，本发明前述的和其他目的、特性、方面和优点将会变得更加显而易见了。
附图说明
本发明申请所包括的附图提供了对本发明的进一步理解，附图包含在本说明书中并且是说明书的一部分。该附图示出了本发明的实施例，并与所描述的内容一起解释了本发明的原理。
附图中：
图1是常规技术中往复式压缩机的截面图；
图2是图1中沿II-II线的截面图；
图3是本发明往复式压缩机的一个实施例的截面图；
图4是图3中沿IV-IV线的截面图；
图5是本发明往复式电机内部定子的分解透视图；
图6是本发明往复式电机内部定子的截面图；
图7和图8是本发明内部定子的另一个实施例的半部截面图；
图9是本发明往复式电机内部定子安装在往复式压缩机中的一个状态的截面图。
具体实施方式
以下详细说明本发明的优选实施例，并用附图加以说明。
在下文中将对本发明往复式压缩机的一个实施例作出解释。
即便本发明的往复式压缩机具有多个优选实施例，但将在下文中对最优选的实施例进行解释。
图3是本发明往复式压缩机的一个实施例的截面图。
本发明的往复式压缩机包括：箱体14，其具有密封空间且其分别与吸入管10和排放管12相连接，其中吸入管是将流体吸入，排放管是将压缩过的流体排出；往复式电机16，其设置在箱体14内，且当对其施加电源时则产生往复力；压缩单元18，其是利用从往复式电机16产生的往复力来压缩流体；及用于支承往复式电机16和压缩单元18的框架20，22和24。
框架包括：第一框架20，该框架用于支承往复式电机16一个侧面；第二框架22，该框架与第一框架20相配合且支承往复式电机16另一个侧面；及第三框架24，该框架与第二框架22相连接并支承谐振弹簧30。
压缩单元18包括：活塞36，其与往复式电机16的磁体架32相连接并可直线运动；汽缸40，活塞36可滑动地插入该汽缸，该汽缸具有压缩室38并且该汽缸固定在第一框架20上；吸入阀44，其安装在活塞36的前侧面，该吸入阀用于开启和关闭位于活塞36上的流体通道42；及排放阀组件，其安装在汽缸40前侧面，该排放阀用于当压缩室3 8达到一定的压力时打开压缩室38排放出流体。
排放阀组件包括：排放阀46，其粘结在汽缸40前表面，从而可被开启和关闭；排放盖48，其安装在汽缸40前侧面且与排放管12相连接；及弹簧50，其安装在排放盖48内表面和排放阀46之间，该弹簧弹性地支承排放阀46。
如图4所示，往复式电机16包括：外部定子60，其固定在第一框架20和第二框架22之间；内部定子62，其设置在与外部定子60内圆周表面具有一定的气隙间隔处；线圈64，其设置在内部定子62的外圆周表面上，及从外面对该绕组线圈施加电能；及磁体66，其以一定的间隔设置在外部定子60和内部定子62之间，从而当对线圈64施加电能时该磁体可直线往复运动。
外部定子60是由多个薄板堆叠而成的芯体以相同间隔在圆周方向上布置而形成的。正如在另外一个实施例中，外部定子60可由多个薄板以相同间隔呈辐射状地堆叠而成，由此而形成圆柱形。外部定子60的一个侧面由第一框架20支承，而外部定子60的另一侧面由第二框架22支承。
如图5所示，内部定子62包括：第一定子芯70，该第一定子芯由多个弯成直角的薄板76呈辐射状地堆叠而形成圆柱形；和第二定子芯72，其与第一定子芯70相对并与第一定子芯70相接触，且第二定子芯由多个薄板78呈辐射状地堆叠而形成圆柱形。绕线筒80安装在第一定子芯70和第二定子芯72之间的相对较小直径的外圆周表面上，且绕组线圈64绕在绕线筒80的外圆周表面上。
也就是说，第一定子芯70和第二定子芯72都呈辐射状地堆叠在绕线筒80的内圆周表面上，而在该绕线筒上的绕组线圈64绕在第一定子芯70和第二定子芯72彼此相对而形成的圆柱形面上。
利用压制法将圆柱形内部定子62内圆周表面固定在汽缸40外圆周表面上。同样，内部定子62外侧面是由第一框架20支承，且支承谐振弹簧28的弹簧座82安装在内部定子62的另外的一个侧面上。
如另一个实施例所示，内部定子62是由多个薄片以相同间隔呈辐射状地堆叠形成的芯体，绕线筒固定在芯体的外圆周表面上，且绕组线圈绕在绕线筒上。
图7和图8是本发明绕有线圈的内部定子的另一个实施例的半部截面图。
仍如另一个实施例所示，内部定子包括：第一定子芯86，由多个薄板呈辐射状地堆叠而成；和第二定子芯88，设置成与第一定子芯86相对，并且绕在绕线筒80上的密封的绕组线圈64安装在内部定子的内侧。第一定子芯86和第二定子芯88的磁极92朝着绕组线圈64缠绕的方向伸出，从而形成开口部分94，且一定空间部分96形成在磁极92的内侧。
如图7所示，一绕组线圈64可安装在内部定子90的内圆周表面上。同样，如图8所示，也可将第一绕组线圈81安装在内部定子90的内侧面上，且设置第二绕组线圈83的截面有别于第一绕组线圈81的截面，且第二绕组线圈83设置在处于内部定子90的空间部分96的第一绕组线圈81的外圆周表面上。
第一绕组线圈81和第二绕组线圈83可分别绕在第一线圈筒85和第二线圈筒87上。如在另一实施例中，具有不同的截面的第一绕组线圈81和第二绕组线圈83绕在一个绕线筒上。
磁体66以相同间隔固定在磁体架32的外圆周表面上，磁体架32与压缩单元18的活塞36相连接，且弹簧支承杆84与活塞36相连接。
使用铁氧体磁体作为磁体66，该磁体具有成本低、高矫顽力特性，从而降低了制造成本。
磁体66可以以相同间隔固定在磁体架32的外圆周表面上，或者也可将磁体设置成圆柱状固定在磁体架32的外圆周表面上。
如图9所示，磁体架32包括：磁体安装部分71，其用于固定磁体；和活塞连接部分73，其与活塞36相连接。同样，用于穿过第一谐振弹簧28的通孔75分别形成在磁体架32的两个侧面上。磁体安装部分71由无磁性物质构成，而活塞连接部分73是由磁性物质构成。更为具体的是，磁体安装部分71是由纤维材质构成，而活塞连接部分73是由金属材质构成，从而减少了电机的损耗。
第一谐振弹簧28安装在弹簧支承杆84和内部定子62的一个侧面之间，且第二谐振弹簧30安装在弹簧支承杆84和第三框架24之间，从而加强了活塞36的谐振运动。
本发明往复式压缩机的工作原理将解释如下：
当对设置在内部定子62上的绕组线圈64接通电源时，则在绕组线圈64的周围形成了磁通。该磁通与外部定子60和内部定子62一起形成了闭合的磁通环路。在外部定子60和内部定子62之间所形成的磁通及磁体66所形成的磁通的互感作用下，磁体66在轴向上作直线运动。当对交替变换绕组线圈64上所施加的电流的方向时，绕组线圈64的磁通方向也随之改变，由此磁体66作直线往复运动。
由于磁体66移动时，使得用于固定磁体66的磁体架32作直线往复运动，因而使活塞36作直线往复运动。根据上述运动，由吸入管10吸入的流体经活塞36上的流体通道42被引入压缩室38，且被引入压缩室38的流体由活塞36的往复运动被压缩，并经过排放管12被排放到外面。
若压缩机用于制冷机中时，电机的功率会变得低于200W，此时由于绕组线圈64安装在内部定子62上，从而达到减少线圈的使用量。同样，由于本发明中的磁体使用了低价格的铁氧体磁体，所以电机的制造成本也就随之降低了。
同样，内部定子60相应地由彼此相对的第一定子芯70和第二定子芯72组装而成，这样不仅提高了装配特性，并且由此提高了生产率。同样，利用延长磁极部92的长度达到最长来减小磁体66的长度，从而可降低电机的制造成本。
另外，将内部定子62嵌入到汽缸40的外圆周表面上，而后利用第一谐振弹簧28弹性地支承该内部定子，从而增加了内部定子62的固定强度。由此，在内部定子62和汽缸40之间的加工误差和装配误差也随之下降，从而提高了生产率。
同样，由于磁体架32的磁体安装部分71是由无磁性材质构成，所以电机的损耗可被降低。
由于本发明可以以多个形式实施而不偏离本发明的精神或实质特征，所以应该理解的是，除非特别说明，上述所描述的实施例不应由上述具体所描述的内容而受到限制，而是可以在附带权利要求所限定的精神和范围内被广义的理解，因此，在权利要求的限定和范围内的所有变化和修改，或者这些限定和范围内的等同物，都由附带权利要求所包含。

Claims (9)

1.一种往复式压缩机，其包括：
密封箱体；
往复式电机，其安装在箱体内并产生往复力；
利用所述往复式电机的往复力来压缩流体的压缩单元；
用于支承所述往复式电机和所述压缩单元的框架，其中所述的往复式电机，包括：
外部定子，其由所述框架支承；
内部定子，其设置在与所述外部定子的内圆周表面具有一气隙间隔处，其上绕有绕组线圈；以及
磁体，其设置在所述内部定子与所述外部定子之间，且当对所述绕组线圈接通电源时该磁体作直线运动，
其中，所述的磁体是以相同间隔安装在磁体架上，所述磁体架与所述的压缩单元中的活塞相连接，且该磁体架上形成有用于穿过谐振弹簧的通孔。
2.根据权利要求1所述的往复式压缩机，其中所述框架包括：第一框架，用于支承往复式电机的一个侧面；第二框架，第二框架与第一框架相配合且支承往复式电机的另一个侧面；以及第三框架，第三框架与第二框架相连接并支承谐振弹簧。
3.根据权利要求2所述的往复式压缩机，其中所述的外部定子是由多个薄板堆叠而成的芯体以相同间隔呈辐射状地布置而形成的，且该外部定子支承在所述第一框架和所述第二框架之间。
4.根据权利要求2所述的往复式压缩机，其中所述的内部定子，包括：第一定子芯，该第一定子芯由多个薄板呈辐射状地堆叠而成；和第二定子芯，其与所述第一定子芯相对并且由多个薄板呈辐射状地堆叠而成，且绕组线圈绕在所述第一定子芯和所述第二定子芯之间的外圆周表面上。
5.根据权利要求4所述的往复式压缩机，其中所述的内部定子的一个侧面是由所述第一框架支承，其另外的一个侧面由谐振弹簧支承。
6.根据权利要求1所述的往复式压缩机，其中所述的绕组线圈，包括：
第一绕组线圈，其绕在安装在所述内部定子外圆周表面处的第一绕线筒上；及
第二绕组线圈，其绕在安装在所述第一绕线筒外圆周表面上的第二绕线筒上。
7.根据权利要求1所述的往复式压缩机，其中所述的绕组线圈，包括：
第一绕组线圈，其绕在安装在所述内部定子外圆周表面上的绕线筒的外圆周表面上；及
第二绕组线圈，其绕在所述第一绕组线圈的外圆周表面上，且所述第二绕组线圈与所述第一绕组线圈具有不同的截面。
8.根据权利要求1所述的往复式压缩机，其中所述的磁体是由铁氧体磁体构成。
9.根据权利要求1所述的往复式压缩机，其中所述的磁体架，与所述活塞连接的部分是由磁性材质构成，而所述磁体安装部分是由非磁件材质构成。
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