CN101014769A - 直线压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直线压缩机，其中活塞(6)通过直线马达(10)驱动并且在汽缸(4)中直线往复以吸取、压缩和排放制冷剂。即使负载被改变，通过估计活塞(6)的自然频率并且使得直线马达(10)的操作频率与活塞(6)的自然频率同步，该直线压缩机在共振状态中执行操作并且通过改变活塞(6)的冲程(5)以改变压缩能力而有效率地处理负载。

Description

直线压缩机

技术领域

本发明涉及一种直线压缩机，通过使得直线马达的操作频率与被负载改变的可移动部件的自然频率同步，并且根据负载改变可移动部件的行程，它能够快速地克服负载并且提高压缩效率。

背景技术

通常，压缩机已经被广泛用于家电例如制冷机和空调或者用在整个工业领域中，压缩机是一种用于通过从动力单元系统例如电动机或涡轮机接收动力并且压缩空气、制冷剂或其它各种操作气体而增加压力的机械设备。

压缩机大致被分为往复式压缩机，它具有如此压缩空间，操作气体通过该空间在活塞和汽缸之间被吸入或排放，从而活塞能够在汽缸中直线往复以压缩制冷剂；旋转式压缩机，它具有如此压缩空间，操作气体通过该空间在偏心旋转辊子和汽缸之间被吸入或排放，从而辊子能够在汽缸内壁上偏心地旋转以压缩制冷剂；以及涡旋式压缩机，它具有如此压缩空间，操作气体通过该空间在轨道蜗卷和固定蜗卷之间被吸入或排放，从而轨道蜗卷与固定蜗卷一起旋转以压缩制冷剂。

近来，在往复式压缩机中，直线压缩机已经被大规模生产，因为通过将活塞直接地连接到执行直线往复的驱动马达以进行运动变换从而消除机械损耗，它具有高的压缩效率和简单的结构。

通常，通过使用马达的直线驱动力吸入、压缩和排放制冷剂的直线压缩机包括压缩单元，该单元包括汽缸和用于压缩制冷剂气体的活塞；以及包括用于向压缩单元供应驱动力的直线马达的驱动单元。

具体地，在直线压缩机中，汽缸被固定地安装在封闭容器中，并且活塞被安装在汽缸中以执行直线往复。当活塞在汽缸中直线往复时，制冷剂被吸入到汽缸中的压缩空间中、压缩并被排放。吸入阀组件和排放阀组件被安装在该压缩空间中，以用于根据压缩空间的内部压力控制制冷剂的吸入和排放。

此外，用于为活塞产生直线运动力的直线马达被安装成连接到活塞。通过沿着圆周方向在汽缸周边处堆叠多个叠层形成的内部定子和外部定子以预定间隙安装在直线马达上。线圈在内部定子或外部定子中盘绕，并且永久磁体安装在内部定子和外部定子之间的间隙处从而连接到活塞。

这里，永久磁体被安装成可沿着活塞运动方向移动，并且利用当电流流动通过线圈时产生的电磁力沿着活塞运动方向直线往复。通常，直线马达在恒定操作频率f_c下操作，并且活塞以预定行程S直线往复。

在另一方面，各种弹簧被安装以沿着运动方向弹性地支撑活塞，即使活塞由于直线马达而直线往复。具体地，作为一种机械弹簧的卷簧被安装以沿着活塞运动方向被封闭容器和汽缸弹性地支撑。而且，被吸入到压缩空间中的制冷剂用作气体弹簧。

该卷簧具有恒定的机械弹簧常数K_m，并且气体弹簧具有被负载改变的气体弹簧常数K_g。考虑到机械弹簧常数K_m和气体弹簧常数K_g计算活塞(或直线压缩机)的自然频率f_n。

如此计算的活塞自然频率f_n确定直线马达的操作频率f_c。直线马达通过使其操作频率f_c等于活塞的自然频率f_n，即，在共振状态中操作而提高效率。

相应地，在直线压缩机中，当当向直线马达施加电流时，电流流动通过线圈以通过与外部定子和内部定子的交互作用而产生电磁力，并且永久磁体和连接到永久磁体的活塞由于该电磁力而直线往复。

这里，直线马达在恒定操作频率f_c下操作。使得直线马达的操作频率f_c等于活塞自然频率f_n，从而直线马达可在共振状态中操作以提高效率。

如上所述，当活塞在汽缸中直线往复时，压缩空间的内部压力变化。根据压缩空间内部压力的变化，制冷剂被吸入到压缩空间中、压缩并且被排放。

直线压缩机被形成为在等同于活塞自然频率f_n的操作频率f_c下操作，通过卷簧的机械弹簧常数K_m和在设计时在直线马达中考虑到的负载下气体弹簧的气体弹簧常数K_g计算该自然频率。因此，该直线马达仅在设计时考虑的负载下在共振状态中操作，以提高效率。

然而，因为直线压缩机的实际负载改变，气体弹簧的气体弹簧常数K_g和通过气体弹簧常数K_g计算的活塞的自然频率f_n变化。

具体地，如图1A所示，在设计时在中间负载区域中直线马达的操作频率f_c被确定为等于活塞自然频率f_n。即使负载改变，直线马达也在恒定操作频率f_c下操作。但是，随着负载增加，活塞自然频率f_n增加。

公式1

$\mathrm{fn}=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{\mathrm{Km}+\mathrm{Kg}}{M}}$

这里，f_n表示活塞自然频率，K_m和K_g分别表示机械弹簧常数和气体弹簧常数，并且M表示活塞质量。

通常，因为气体弹簧常数K_g在整体弹簧常数Kt中具有小的比率，气体弹簧常数K_g被忽略或者设定为恒定数值。活塞的质量M和机械弹簧常数K_m也被设定为恒定数值。因此，通过上述公式1，活塞自然频率f_n被计算为恒定数值。

然而，实际负载增加越多，在有限空间中的制冷剂的压力和温度增加越多。相应地，气体弹簧自身的弹性力增加，以增加气体弹簧常数K_g。而且，与气体弹簧常数K_g成比例地计算的活塞自然频率f_n增加。

参考图1A和1B，直线马达的操作频率f_c和活塞自然频率f_n在中间负载区域中相同，从而可以操作活塞以达到上死点(TDC)，由此稳定地执行压缩。此外，直线马达在共振状态中操作，以提高直线压缩机的效率。

然而，在低负载区域中，活塞的自然频率f_n变得小于直线马达的操作频率f_c，并且因此活塞被传输成超过TDC，以施加过量压缩力。而且，活塞和汽缸由于摩擦而被磨损。因为直线马达不在共振状态中操作，直线压缩机的效率降低。

此外，在高负载区域中，活塞的自然频率f_n变得大于直线马达的操作频率f_c，并且因此活塞不达到TDC，以降低压缩力。直线马达不在共振状态中操作，由此降低直线压缩机的效率。

结果，在传统直线压缩机中，当负载改变时，活塞的自然频率f_n改变，但是直线马达的操作频率f_c恒定。因此，直线马达不在共振状态中操作，这导致低的效率。进而，直线压缩机不能主动地处理和快速地克服负载。

在另一方面，为了快速地克服负载，如图2所示，通过调节施加到直线马达的电压(或电流)量，传统直线压缩机允许活塞6在高或低制冷模式中在汽缸4中操作。活塞6的行程S根据操作模式而改变，以改变压缩能力。

在负载较大状态下，直线压缩机在高制冷模式下操作。在高制冷模式中，使得直线马达的操作频率f_c等于活塞6的自然频率f_n，从而活塞6可被操作以利用预定行程S1达到TDC。

此外，在负载较小的状态下，直线压缩机在低制冷模式中操作。在低制冷模式中，通过降低施加到直线马达的电压以降低直线马达的操作频率f_c，压缩能力可被降低。然而，在其中活塞6利用机械弹簧和气体弹簧的弹性力沿着运动方向被弹性支撑的状态下，活塞6的行程S2降低。相应地，活塞6不能达到TDC，这导致直线压缩机具有低的效率和压缩力。

发明内容

本发明得以实现以解决上述问题。本发明的一个目的在于提供一种直线压缩机，通过控制直线马达操作频率和活塞行程它能够根据负载有效率地改变压缩能力，即使活塞自然频率被负载改变。

为了实现本发明的上述目的，提供一种直线压缩机，包括：内部具有压缩空间的固定部件；沿着轴向方向在固定部件中直线往复的可移动部件，以用于压缩被吸入到压缩空间中的制冷剂；安装成沿着可移动部件运动方向弹性支撑可移动部件的一个或多个弹簧，其弹簧常数被负载改变；以及安装成连接到可移动部件的直线马达，以用于沿着轴向方向直线往复可移动部件，操作频率和被负载改变的行程。

优选地，在制冷/空调循环中安装该直线压缩机，并且与在制冷/空调循环中的冷凝制冷剂的压力(冷凝压力)和蒸发器中的蒸发制冷剂压力(蒸发压力)之间的差值成比例地计算负载。更优选地，与作为冷凝压力和蒸发压力平均值的压力(平均压力)成比例地另外地计算负载。

优选地，该直线马达通过使其操作频率与可移动部件的自然频率同步而在共振状态中操作，该自然频率与负载成比例地改变。

优选地，即使行程被负载改变，直线马达通过直线地往复可移动部件以达到上死点而保持直线压缩机的效率和制冷剂的压缩力。

优选地，该直线马达包括：通过沿着圆周方向叠置多个叠层以覆盖固定部件的周边而形成的内部定子；以预定间隔在内部定子的外部设置并且通过沿着圆周方向叠置多个叠层形成的外部定子；在内部定子和外部定子的任一个处安装的线圈缠绕本体，用于根据电流在内部定子和外部定子之间产生电磁力；和永久磁体，它在内部定子和外部定子之间的间隙处定位、连接到可移动部件，并且通过与线圈缠绕本体的电磁力的交互作用而直线往复。

这里，线圈缠绕本体沿着轴向方向被划分成两个或更多个线圈缠绕部分，并且直线马达包括分支装置以用于选择一个或多个线圈缠绕部分并且向选定的线圈缠绕部分施加输入电流，以及控制装置以用于根据负载控制分支装置。

优选地，该分支装置选择线圈缠绕本体的两个端点和在线圈缠绕部分之间的连接点中的两个，并且向选定点施加输入电流。更加优选地，该分支装置在线圈缠绕本体的两个端点之间选择邻近上死点的点。

相应地，当直线马达向线圈缠绕本体施加电流时，电磁力总是在线圈缠绕本体的邻近上死点的点处产生，并且永久磁体通过与线圈缠绕本体的电磁力的相互作用而直线往复，从而活塞能够达到上死点以提高直线压缩机的效率和制冷剂的压缩力。

与电流所被施加到的线圈缠绕部分的轴向长度成比例地控制行程，并且线圈缠绕本体的线圈缠绕部分具有不同的感应系数。在各个线圈缠绕部分中，线圈缠绕数目不同或者缠绕不同直径的线圈。

例如，线圈缠绕本体从上死点被划分成第一和第二线圈缠绕部分，并且第一线圈缠绕部分的轴向长度优选地为线圈缠绕本体轴向长度的30到80％从而在低负载中实现最佳效率。

附图说明

参考附图可以更加理解本发明，仅通过示意给出附图，并且因此附图并不限制本发明，其中：

图1A是示出在传统直线压缩机中行程对负载的图表；

图1B是示出在传统直线压缩机中效率对负载的图表；

图2是示意在传统直线压缩机操作模式中的行程的结构视图；

图3是示意根据本发明的直线压缩机的截面视图；

图4A是示出在根据本发明的直线压缩机中行程对负载的图表；

图4B是示出在根据本发明的直线压缩机中效率对负载的图表；

图5是示出在根据本发明的直线压缩机中气体弹簧常数变化对负载的图表；

图6是示意图3的直线马达的结构视图；

图7A是示意根据本发明的在低制冷模式中的直线压缩机的操作状态的操作状态视图；和

图7B是示意根据本发明的在高制冷模式中的直线压缩机的操作状态的操作状态视图。

具体实施方式

现在参考附图详细描述根据本发明优选实施例的直线压缩机。

如图3所示，在该直线压缩机中，制冷剂通过它们被吸入和排放的进口管道2a和出口管道2b被安装在封闭容器2的一侧处，汽缸4被固定到安装在封闭容器2中，活塞6被安装在汽缸4中从而直线往复以压缩被吸入到汽缸4中的压缩空间P中的制冷剂，并且各种弹簧被安装从而沿着活塞6的运动方向被弹性支撑。这里，活塞6连接到直线马达10以用于产生直线往复驱动力。如图4A和4B所示，即使活塞6的自然频率f_n被负载改变，直线马达10控制其操作频率f_c从而与活塞6的自然频率f_n同步，并且也控制活塞6的行程S以改变压缩能力。

此外，吸入阀22被安装在活塞6的接触压缩空间P的一端处，并且排放阀组件24被安装在汽缸4的接触压缩空间P的一端处。吸入阀22和排放阀组件24被自动控制从而根据压缩空间P的内部压力而被分别打开和关闭。

封闭容器2的顶部和底部壳体被联接以密封封闭容器2。制冷剂通过它被吸入的进口管道2a和制冷剂通过它被排放的出口管道2b被安装在封闭容器2的一侧处。活塞6被安装在汽缸4中从而沿着运动方向被弹性支撑以执行直线往复。直线马达10连接到汽缸4外部的框架18以构成组件。该组件被安装在封闭容器2的内部底表面上从而被支撑弹簧29弹性支撑。

封闭容器2的内部底表面含有油，并且用于泵送油的油供应设备30被安装在该组件的下端处，并且用于在活塞6和汽缸4之间供应油的油供应管道18a在该组件下侧处在框架18中形成。相应地，油供应设备30通过由活塞6的直线往复而产生的振动被操作，以用于泵送油，并且油沿着油供应管道18a被供应到在活塞6和汽缸4之间的间隙，以用于冷却和润滑。

汽缸4形成为中空形状从而活塞6能够执行直线往复，并且在其一侧处具有压缩空间P。优选地，在其中汽缸4的一端邻近进口管道2a的内部的状态下，汽缸4被安装在与进口管道2a相同的直线上。

活塞6邻近进口管道2a被安装在汽缸4的一端中以执行直线往复，并且排放阀组件24被安装在汽缸4的沿着与进口管道2a相反方向的一端处。

这里，排放阀组件24包括排放罩24a以用于在汽缸4的一端处形成预定的排放空间；排放阀24b以用于打开或关闭靠近压缩空间P的汽缸4的一端；和阀弹簧24c，它是一种卷簧以用于沿着轴向方向在排放罩24a和排放阀24b之间施加弹性力。O形环R被插到汽缸4的一端的内圆周表面上，从而排放阀24a能够被紧密地接附到汽缸4的一端。

带齿的环管28安装在排放罩24a的一侧和出口管道2b之间，以用于引导被压缩的制冷剂被排放到外部，并且防止由汽缸4、活塞6和直线马达10的相互作用而产生的振动被施加到整个封闭容器2。

因此，当活塞6在汽缸4中直线往复时，如果压缩空间P的压力超过预定排放压力，则阀弹簧24c被压缩以打开排放阀24b，并且制冷剂被从压缩空间P排放，并且然后沿着环管28和出口管道2b被排放到外部。

从进口管道2a供应的制冷剂通过它流动的制冷剂通道6a在活塞6的中心处形成。直线马达10通过连接部件17直接地连接到邻近进口管道2a的活塞6的一端，并且吸入阀22安装在活塞6的沿着与进口管道2a相反方向的一端处。活塞6沿着运动方向被各个弹簧弹性支撑。

吸入阀22被形成为薄板形状。吸入阀22的中心被部分切除以打开或关闭活塞6的制冷剂通道6a，并且吸入阀22的一侧通过螺钉被固定到活塞6a的一端。

相应地，当活塞6在汽缸4中直线往复时，如果压缩空间P的压力低于比排放压力更低的预定吸入压力，则吸入阀22被打开从而制冷剂可被吸入到压缩空间P中，并且如果压缩空间P的压力超过预定吸入压力，则在吸入阀22的关闭状态下压缩空间P的制冷剂被压缩。

特别地，活塞6被安装成沿着运动方向被弹性支撑。具体地，从活塞6的邻近进口管道2a的一端沿着径向方向突出的活塞凸缘6b沿着活塞6的运动方向被机械弹簧8a和8b例如卷簧弹性支撑。在沿着与进口管道2a相反方向的压缩空间P中含有的制冷剂由于弹性力而被操作用作气体弹簧，由此弹性支撑活塞6。

这里，机械弹簧8a和8b具有与负载无关的恒定机械弹簧常数K_m，并且优选地与从活塞凸缘6b沿着轴向方向固定到直线马达10和汽缸4的支撑框架26并排地安装。而且，优选地，由支撑框架26支撑的机械弹簧8a和安装在汽缸4上的机械弹簧8a具有相同的机械弹簧常数K_m。

然而，气体弹簧具有被负载改变的气体弹簧常数K_g。当周边温度升高时，制冷剂的压力增加，并且因此压缩空间P中的气体的弹性力增加。结果，负载增加越多，气体弹簧的气体弹簧常数K_g越高。

虽然机械弹簧常数K_m恒定，气体弹簧常数K_g被负载改变。因此，总体弹簧常数也被负载改变，并且在上述公式1中活塞6的自然频率f_n被气体弹簧常数K_g改变。

即使负载改变，机械弹簧常数K_m和活塞6的质量M恒定，但是气体弹簧常数K_g改变。因此，活塞6的自然频率f_n被由负载改变的气体弹簧常数K_g显著影响。在获得通过负载改变活塞6的自然频率f_n的算法并且直线马达10的操作频率f_c与活塞6的自然频率f_n同步的情形中，直线压缩机的效率提高并且可以快速地克服负载。

负载能够以各种方式测量。因为直线压缩机被安装在用于压缩、冷凝、蒸发和膨胀制冷剂的制冷/空调循环中，负载可被定义为在作为冷凝制冷剂的压力的冷凝压力和作为蒸发制冷剂的压力的蒸发压力之间的差值。为了改进精确度，考虑冷凝压力和蒸发压力的平均压力确定负载。

即，与在冷凝压力和蒸发压力之间的差值与平均压力成比例地计算负载。负载增加越多，气体弹簧常数K_g越高。例如，如果在冷凝压力和蒸发压力之间的差值增加，则负载增加。即使在冷凝压力和蒸发压力之间的差值不变化，如果平均压力增加，则负载增加。气体弹簧常数K_g根据负载而增加。

如图5所示，测量与冷凝压力成比例的冷凝温度和与蒸发压力成比例的蒸发温度，并且与在冷凝温度和蒸发温度之间的差值与平均温度成比例地计算负载。利用预定频率估计算法，这种数据被用于估计活塞6的自然频率f_n。

具体地，机械弹簧常数K_m和气体弹簧常数K_g可通过各种实验确定。根据本发明，直线压缩机的机械弹簧8a和8b具有比传统直线压缩机的机械弹簧更小的机械弹簧常数K_m，这增加了气体弹簧常数K_g对总体弹簧常数K_T的比率。因此，在较大范围中通过负载改变了活塞6的共振频率，并且直线马达10的操作频率f_c易于与被负载改变的活塞6的自然频率f_n同步。

参考图6，直线马达10包括内部定子12，它通过沿着圆周方向层叠多个叠层12a形成，并且通过框架18固定地安装在汽缸4的外部；外部定子14，它通过沿着圆周方向在线圈缠绕本体14a的周边处层叠多个叠层14b形成，并且从内部定子12以预定间隙利用框架18安装在汽缸4的外部；以及永久磁体16，它定位在内部定子12和外部定子14之间的间隙处，并且通过连接部件17连接到活塞6。这里，线圈缠绕本体14a可被固定地安装在内部定子12的外部。

特别地，直线马达10能够不同地改变活塞6的行程S。优选地，线圈缠绕本体14a沿着活塞6的运动方向被划分成两个或多个线圈缠绕部分C1和C2，并且直线马达10向一个或多个线圈缠绕部分C1和C2施加电流以产生电磁力。

直线马达10还包括分支装置15以用于选择一个或多个线圈缠绕部分C1和C2，并且向选择的线圈缠绕部分C1和C2施加外部输入电流，以及控制装置18以用于根据负载控制分支装置15。

这里，线圈缠绕本体14a被划分成使得线圈缠绕部分C1和C2的长度可以与被负载改变的活塞6的行程S成比例。各个线圈缠绕部分C1和C2具有不同的感应系数L。例如，线圈缠绕数目和/或线圈直径可以在线圈缠绕部分C1和C2中改变。

分支装置15包括连接到线圈缠绕本体14a的端点和在线圈缠绕部分C1和C2之间的连接点的连接端子15a、15b和15c，以及用于选择连接端子15a、15b和15c中的两个以向选择的连接端子施加电流的开关15d。

控制装置18接收制冷剂的冷凝温度和蒸发温度、确定负载，并且根据负载控制分支装置15的操作。随着负载增加，控制装置18控制被施加到多个线圈缠绕部分C1和C2的电流。

优选地，即使活塞6的行程S被改变，直线马达10也允许活塞6执行压缩以达到TDC。具体地，在分支装置15中，从在线圈缠绕本体14a的两个端点之间邻近TDC的点分支的连接端子15a总是被连接到输入电流，并且其它连接端子15b和15c中的一个通过开关15d被选择性地连接。

例如，在直线马达10中，线圈缠绕本体14a从TDC被划分成第一和第二线圈缠绕部分C1和C2，相同直径的线圈被缠绕在第一和第二线圈缠绕部分C1和C2中，并且第一线圈缠绕部分C1的轴向长度是线圈缠绕本体14a的轴向长度的30到80％。

相应地，当由于较大负载而需要高制冷时，直线马达10向第一和第二线圈缠绕部分C1和C2施加电流，从而电磁力可在线圈缠绕本体14a的整个轴向长度中操作。在由于较小负载而需要低制冷的情形中，直线马达10仅向第一线圈缠绕部分C1施加电流，从而电磁力可在线圈缠绕本体14a轴向长度的一部分中操作。

现在解释直线马达10通过负载进行的操作。

如图7A所示，当需要高制冷时，直线马达10在高制冷模式中操作。因为活塞6的行程S由于大的负载而增加，压缩能力增加以快速地处理负载。

这里，控制装置18接收冷凝温度和蒸发温度、确定负载，并且根据确定结果控制分支装置15。开关15d连接到从线圈缠绕本体14a的一端分支的连接端子15b，以用于向第一和第二线圈缠绕部分C1和C2施加电流。在第一和第二线圈缠绕部分C1和C2中的线圈周边产生的电磁力和永久磁体16的磁体力相互作用。结果，永久磁体16直线往复以利用高制冷模式行程S1达到TDC，用于压缩制冷剂，由此增加压缩能力。

随着负载增加，气体弹簧常数K_g增加并且活塞6的自然频率f_n同时增加。通过频率估计算法，使得直线马达10的操作频率f_c与活塞6的自然频率f_n同步。因此，直线压缩机在共振状态中操作，以提高压缩效率。

在另一方面，如图7B所示，当需要低制冷时，直线马达10在低制冷模式中操作。因为活塞6的行程S由于小负载而降低，压缩能力降低以有效率地处理负载。

这里，控制装置18接收冷凝温度和蒸发温度、确定负载，并且根据确定结果控制分支装置15。开关15d连接到从第一和第二线圈缠绕部分C1和C2分支的连接端子15c，以用于向第一线圈缠绕部分C1施加电流。在第一线圈缠绕部分C1中的线圈周边产生的电磁力和永久磁体16的磁体力相互作用。结果，永久磁体16直线往复以利用低制冷模式行程S2达到TDC，用于压缩制冷剂，由此降低压缩能力。

随着负载降低，气体弹簧常数K_g降低并且活塞6的自然频率f_n同时降低。。使用如图5所示气体弹簧数据通过频率估计算法估计活塞6的自然频率f_n，并且使得直线马达10的操作频率f_c与估计的自然频率f_n同步。结果，直线压缩机在共振状态中操作，以提高压缩效率。

如上所述，通过频率估计算法估计由于负载气体弹簧常数K_g和自然频率f_n的改变，并且使得直线马达10的操作频率f_c与自然频率f_n同步，从而直线马达在共振状态中操作，以提高压缩效率。

因为直线马达10的线圈缠绕本体14a沿着活塞6的运动方向被划分成两个或更多个线圈缠绕部分并且电流被施加到一个或多个线圈缠绕部分，通过控制其中电磁力在线圈缠绕本体14a周边产生的区域调节活塞6的行程S。相应地，该直线压缩机能够主动地处理并且快速地克服负载，并且降低电力消耗。

已经基于优选实施例和附图详细解释了所述直线压缩机，其中移动磁体型直线马达进行操作并且被连接到直线马达的活塞在汽缸中直线往复以吸入、压缩和排放制冷剂。然而，虽然已经描述了本发明的优选实施例，应该理解，本发明不应该限于这些优选实施例，而是在如权利要求所限定的本发明的精神和范围中可由本领域技术人员做出各种改变和修改。

Claims (15)

1.一种直线压缩机，包括：

内部具有压缩空间的固定部件；

沿着轴向方向在固定部件中直线往复的可移动部件，以用于压缩被吸入到压缩空间中的制冷剂；

安装成沿着可移动部件运动方向弹性支撑可移动部件的一个或多个弹簧，其弹簧常数被负载改变；以及

安装成连接到可移动部件的直线马达，以用于沿着轴向方向直线往复可移动部件，操作频率和行程被负载改变。

2.根据权利要求1的直线压缩机，它被安装在制冷/空调循环中，

其中与在制冷/空调循环中的冷凝制冷剂的压力(冷凝压力)和蒸发制冷剂的压力(蒸发压力)之间的差值成比例地计算负载。

3.根据权利要求2的直线压缩机，其中，与作为冷凝压力和蒸发压力平均值的压力(平均压力)成比例地另外地计算负载。

4.根据权利要求1到3中任一项的直线压缩机，其中，该直线马达使其操作频率与可移动部件的自然频率同步，该自然频率与负载成比例地改变。

5.根据权利要求4的直线压缩机，其中，即使行程被负载改变，直线马达直线地往复可移动部件以达到上死点。

6.根据权利要求1到5中任一项的直线压缩机，该直线马达包括：

通过沿着圆周方向叠置多个叠层以覆盖固定部件的周边而形成的内部定子；

以预定间隔在内部定子的外部设置并且通过沿着圆周方向叠置多个叠层形成的外部定子；

在内部定子和外部定子的任一个处安装的线圈缠绕本体，用于根据电流在内部定子和外部定子之间产生电磁力；和

永久磁体，它在内部定子和外部定子之间的间隙处定位、连接到可移动部件，并且通过与线圈缠绕本体的电磁力的交互作用而直线往复。

7.根据权利要求6的直线压缩机，其中，线圈缠绕本体沿着轴向方向被划分成两个或更多个线圈缠绕部分，并且直线马达包括分支装置以用于选择一个或多个线圈缠绕部分并且向选定的线圈缠绕部分施加输入电流，以及控制装置，以用于根据负载控制分支装置。

8.根据权利要求7的直线压缩机，其中，该分支装置选择线圈缠绕本体的两个端点和在线圈缠绕部分之间的连接点中的两个，并且向选定点施加输入电流。

9.根据权利要求8的直线压缩机，其中，该分支装置总是在线圈缠绕本体的两个端点之间选择邻近上死点的点。

10.根据权利要求7或9的直线压缩机，其中，行程与电流所被施加到的线圈缠绕部分的轴向长度成比例。

11.根据权利要求7到10中任一项的直线压缩机，其中，线圈缠绕本体的线圈缠绕部分具有不同的感应系数。

12.根据权利要求11的直线压缩机，其中，在线圈缠绕本体的各个线圈缠绕部分中，线圈缠绕数目不同。

13.根据权利要求11的直线压缩机，其中，在线圈缠绕本体的各个线圈缠绕部分中，缠绕不同直径的线圈。

14.根据权利要求7到13中任一项的直线压缩机，其中，线圈缠绕本体从上死点被划分成第一和第二线圈缠绕部分。

15.根据权利要求14的直线压缩机，其中，第一线圈缠绕部分的轴向长度为线圈缠绕本体轴向长度的30到80％。

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