CN101835977A - 线性压缩机 - Google Patents

Abstract

提供一种线性压缩机(100)，这种线性压缩机在连续传输力的弹簧中位于前方的前主弹簧(820)的数量较少，使活塞(300)能在共振条件下移动。线性压缩机(100)包括：密封容器(110)，填充有制冷剂；线性马达，包括内定子、外定子和永磁体；活塞，通过线性马达线性地往复运动；汽缸(200)，提供在活塞(300)的线性往复运动中用于压缩制冷剂的空间；活塞支撑器(300)，具有连接部分、支撑部分和附加质量部件(350)固定部分，连接部分连接到活塞(300)的一端并与活塞(300)相接触，支撑部分延伸自连接部分，附加质量部件固定部分延伸自连接部分；多个前主弹簧(820)，安装在相对于活塞(300)和活塞支撑器(320)的中心对称的位置，前主弹簧的一端通过活塞支撑器(320)的一个表面来支撑；以及一个后主弹簧(840)，后主弹簧的一端通过活塞支撑器(320)的另一个表面来支撑。

Description

线性压缩机

技术领域

本发明涉及一种线性压缩机，尤其涉及这样一种线性压缩机，其通过减少向活塞连续施力的弹簧数量，以使活塞能执行共振工作，从而使得更容易管理工作条件。

背景技术

一般而言，压缩机是通过从功率产生设备(例如电动机或涡轮机)接收功率，用于压缩空气、制冷剂或其他各种工作气体并升高其压力的机械设备。压缩机已经广泛用于家用电器(例如电冰箱或空调)或整个工业。

压缩机大致分为往复式压缩机、旋转式压缩机和涡旋式压缩机，在往复式压缩机中，用于吸入或排出工作气体的压缩空间形成在活塞与汽缸之间，活塞在汽缸内部线性往复运动以压缩制冷剂；在旋转式压缩机中，用于吸入或排出工作气体的压缩空间形成在偏心旋转的滚轮与汽缸之间，滚轮沿着汽缸内壁偏心旋转以压缩制冷剂；在涡旋式压缩机中，用于吸入或排出工作气体的压缩空间形成在动涡旋盘与静涡旋盘之间，动涡旋盘沿着静涡旋盘旋转以压缩制冷剂。

近年来，在往复式压缩机中普及发展了线性压缩机，线性压缩机通过将活塞直接连接到线性往复式驱动马达，提高了压缩效率，简化了整体结构，不因为运动转换而带来机械损耗。

图1是示出传统线性压缩机的示意图。图2是示出从后端盖观察时图1的线性压缩机的示意图。在线性压缩机1中，活塞30通过密封外壳10中的线性马达40在汽缸20中线性往复运动，用于吸入、压缩和排出制冷剂。线性马达40包括内定子42、外定子44和永磁体46，永磁体46设置在内定子42与外定子44之间，并通过相互电磁力而线性往复运动。在永磁体46与活塞30联接(couple)的状态下驱动永磁体46时，活塞30在汽缸20中线性往复运动，以吸入、压缩和排出制冷剂。

线性压缩机1还包括机架52、定子端盖54、后端盖56。线性压缩机可具有通过机架20来固定汽缸20的构造，也可具有整体形成汽缸20和机架52的构造。在汽缸20前方，通过弹性部件来弹性地支撑排放阀62，根据汽缸中制冷剂的压力来选择性地开关排放阀62。排放帽64和排放消声器66安装在排放阀62前方，并固定在机架52上。通过机架52来支撑内定子42或外定子44的一端，通过隔离部件或汽缸20上形成的突出部分来支撑内定子42的O环等部件，通过定子端盖54来支撑外定子44的另一端。后端盖56安装在定子端盖54上，消声器70设置在后端盖56与定子端盖54之间。

此外，活塞支撑器32联接到活塞30后方。主弹簧80(其固有频率经过调节)安装在活塞支撑器32上，因此可共振地移动活塞30。主弹簧80分为前弹簧82和后弹簧84，前弹簧82的两端由活塞支撑器32和定子端盖54来支撑，后弹簧84的两端由活塞支撑器32和后端盖56来支撑。传统线性压缩机在纵向和横向对称位置包括四个前弹簧82和四个后弹簧84。因此，要设置的主弹簧82的数量以及在活塞30运动时为了保持平衡所要控制的位置参数分别是8个。因此，由于主弹簧数量多，要控制的参数数量多，所以制造过程变得复杂、冗长，制造成本高昂。

发明内容

技术问题

本发明的目的是提供一种线性压缩机，所述线性压缩机在连续传输力的主弹簧中具有较少数量的位于前部的前主弹簧，因此活塞能在共振条件下运动。

本发明的另一目的是提供一种线性压缩机，其中根据前主弹簧数量的减少调节后主弹簧的刚度。

本发明的另一目的是提供一种线性压缩机，所述线性压缩机具有活塞支撑器(supporter piston)，根据主弹簧刚度的下降减少所述活塞支撑器的质量。

本发明的另一目的是提供一种线性压缩机，所述线性压缩机具有活塞支撑器，所述活塞支撑器在与主弹簧相接触的区域经过表面处理。

本发明的另一目的是提供一种线性压缩机，通过调节主弹簧的弹性系数，通过制冷剂气体调节活塞的移动量，当在上死点(dead center)与下死点之间对称地移动活塞时，能改变线性压缩机的输出。

本发明的另一目的是提供一种线性压缩机，通过附接附加质量部件，能改变线性压缩机的参考流率(flow rate)，不需要改变活塞和汽缸的长度以及活塞相对于汽缸的初始位置。

本发明的另一目的是提供一种线性压缩机，通过附接附加质量部件，能获得对应于参考流率的工作频率，并调节机械共振频率，使得机械共振频率对应于工作频率。

本发明的另一目的是提供一种线性压缩机，所述线性压缩机具有较少数量的开关用于控制线性马达的电力供应。

本发明的另一目的是提供一种线性压缩机，所述线性压缩机能补偿当向线性马达供电或者将电源切断时产生的互感。

技术方案

本发明提供一种线性压缩机，包括：密封容器，将被填充有制冷剂；线性马达，包括内定子、外定子和永磁体；活塞，通过所述线性马达线性地往复运动；汽缸，提供在所述活塞的线性往复运动中用于压缩制冷剂的空间；活塞支撑器，具有连接部分、支撑部分和附加质量部件固定部分，所述连接部分连接到所述活塞的一端并与所述活塞相接触，所述支撑部分延伸自所述连接部分，所述附加质量部件固定部分延伸自所述连接部分；多个前主弹簧，安装在相对于所述活塞和活塞支撑器的中心对称的位置，所述前主弹簧的一端通过所述活塞支撑器的一个表面来支撑；以及一个后主弹簧，所述后主弹簧的一端通过所述活塞支撑器的另一个表面来支撑。

此外，所述活塞包括延伸部分，所述活塞支撑器紧固到所述延伸部分，以及所述活塞支撑器还包括紧固孔，所述紧固孔形成在所述连接部分上，用于紧固到所述延伸部分。

此外，所述活塞支撑器还包括风阻损失降低孔，所述风阻损失降低孔形成在所述连接部分上，并且形成在与所述紧固孔不重叠的位置上。

此外，线性压缩机还包括弹簧导向器，所述弹簧导向器联接到所述活塞支撑器的另一个表面，用于加强支撑所述后主弹簧的强度。

此外，所述弹簧导向器的中心对准所述活塞和所述活塞支撑器的中心，并且所述弹簧导向器固定在所述活塞支撑器上。

此外，所述弹簧导向器具有阶梯形部分，用于限制(restrain)所述后主弹簧的一端在所述弹簧导向器的径向上移动。

此外，所述活塞支撑器和所述弹簧导向器在相对应的位置分别有引导孔，用于引导联接位置。

此外，在所述弹簧导向器中，至少与所述后主弹簧相接触的部分具有比所述后主弹簧的硬度更大的硬度。

此外，所述线性压缩机还包括吸入消声器，所述吸入消声器用于将制冷剂引入所述活塞，同时降低噪声，所述吸入消声器的一部分通过所述活塞支撑器的制冷剂进口孔，从而插入所述活塞。

此外，所述吸入消声器包括大致(generally)为圆形的主体，所述主体的一端在径向上延伸，从而连接到所述活塞支撑器，所述主体的另一端具有用于引入制冷剂的制冷剂进口孔，内部噪声管位于所述主体中，外部噪声管位于所述活塞中。

此外，所述活塞支撑器设置有底座部分，用于引导所述吸入消声器的所述主体，使其相对于所述活塞支撑器对准。

此外，所述吸入消声器由可注射成型的材料制成。

此外，所述内部噪声管和所述外部噪声管整体形成。

此外，所述吸入消声器通过紧固件紧固到所述活塞支撑器，所述弹簧导向器设置有用于容纳所述紧固件的紧固件容纳孔，所述紧固件用于紧固所述活塞支撑器与所述吸入消声器。

此外，所述线性压缩机还包括后端盖，所述后端盖用于支撑所述后主弹簧的另一端，并且至少包括弯曲部分或突出部分，所述弯曲部分或突出部分用于固定所述后主弹簧的另一端。

此外，所述线性压缩机还包括后消声器，所述后消声器设置在所述后端盖与所述密封容器之间。

此外，所述后消声器焊接在所述后端盖上。

此外，所述后消声器形成为大致圆形并大致在中心部分设有制冷剂进口孔，所述后端盖的侧面开口，所述密封容器的侧面的中心部分朝所述密封容器突出。

此外，所述前主弹簧和所述后主弹簧的固有频率大致与所述活塞的共振工作频率一致。

此外，所述线性压缩机还包括定子端盖，所述定子端盖用于支撑所述外定子的一端与所述前主弹簧的另一端。

此外，所述定子端盖具有前主弹簧支撑部分，所述前主弹簧支撑部分的数量和位置对应于所述前主弹簧的数量和位置。

此外，所述前主弹簧与所述后主弹簧大致具有相同的刚度。

此外，所述前主弹簧和所述后主弹簧在所述线性压缩机未被驱动的状态下大致具有相同的长度。

此外，所述线性压缩机还包括附加质量部件，所述附加质量部件将被选择性地安装在所述活塞支撑器上。

此外，所述附加质量部件设置为多个，能附接在所述活塞支撑器上或从所述活塞支撑器脱离。

此外，所述附加质量部件的质量为，考虑到根据所述线性压缩机的制冷剂压缩能力所确定的所述活塞的冲程，通过该质量所述活塞能在共振条件下工作。

此外，所述线性压缩机还包括控制单元，所述控制单元用于根据是否安装所述附加质量部件以及所述附加质量部件的质量来控制所述活塞支撑器的工作频率。

此外，在较低功率条件下，所述控制单元通过跟踪机械共振频率来控制工作频率，所述机械共振频率取决于所述附加质量部件的质量。

此外，所述控制单元控制工作频率，使得所述活塞的位置与电流之间的相位差为最小值。

此外，在所述线性压缩机的最大负载工作条件下，通过所述前主弹簧和所述后主弹簧的弹簧常数所确定的所述活塞的移动量允许所述活塞在上死点与下死点之间对称地移动。

此外，所述活塞相对于所述汽缸的初始位置被确定为使得在所述最大负载工作条件下，所述活塞在上死点与下死点之间对称地移动。

此外，所述线性压缩机还包括控制单元，所述控制单元用于控制所述活塞在共振条件下往复运动。

此外，所述控制单元根据所需的冷却能力来调节所述活塞的工作频率。

此外，所述控制单元控制所述活塞的运动，使得电流相位与活塞位置的差为最小。

此外，所述控制单元通过利用相位和冲程的拐点(inflection point)，根据所述线性压缩机所需的冷却能力来计算所述活塞的所述上死点的位置。

此外，所述控制单元包括PWM型全桥逆变器控制逻辑电路，用于控制所述活塞经过计算得到的上死点位置与所述活塞实际的上死点位置相互一致。

此外，所述控制单元包括整流器电路和两个逆变器开关。

此外，所述整流器电路包括背压整流电路。

此外，所述线性压缩机还包括用于向所述线性马达供电的电源设备，所述电源设备包括整流器单元和逆变器开关单元，所述整流器单元用于将AC电力整流为直流电，所述逆变器开关单元用于控制将经过整流的电压施加给所述线性马达。

有益效果

因为减少了全部主弹簧的数量，所以本发明提供的线性压缩机能降低部件制造成本。

此外，因为降低了主弹簧的刚度，所以本发明提供的线性压缩机能降低主弹簧的制造成本。

此外，因为活塞支撑器用低密度的金属制成，整个驱动单元的质量下降，所以即使降低了主弹簧的刚度，本发明提供的线性压缩机也能保持共振条件。

此外，因为活塞支撑器与前主弹簧相接触的区域经过表面处理，所以本发明提供的线性压缩机能防止活塞支撑器因为前主弹簧的运动而被磨损。

此外，因为活塞支撑器由非铁基金属制成，不受永磁体影响，所以本发明提供的线性压缩机能容易地将活塞支撑器联接到活塞。

此外，因为能减少线性马达的控制单元的开关数量，所以本发明提供的线性压缩机能降低制造成本并使得控制更容易。

此外，通过根据附加质量部件的附接或脱离以及附加质量部件的质量来调节机械共振频率，本发明提供的线性压缩机能容易地改变线性压缩机的参考流率。

此外，本发明提供的线性压缩机允许提供给线性马达的功率的频率跟踪通过增加附加质量部件调节的机械共振频率。

此外，当通过降低主弹簧的弹性系数来增加压缩能力时，本发明提供的线性压缩机能通过制冷剂气体所致的活塞的移动量来增加活塞的冲程。

此外，即使在过载条件也就是线性压缩机的压缩能力最大化的条件下，本发明提供的线性压缩机也能将电压对称地输入线性马达。

附图说明

图1是示出传统线性压缩机的一个实例的示意图。

图2是示出从后端盖观察时图1的线性压缩机的示意图。

图3是示出根据本发明一个实施例的线性压缩机的横截面的示意图。

图4是示出根据本发明一个实施例的线性压缩机的定子端盖的示意图。

图5是示出设置在本发明的线性压缩机中的活塞支撑器的一个实例的示意图。

图6是示出设置在本发明的线性压缩机中的弹簧导向器的一个实例的示意图。

图7是示意性示出用于紧固根据本发明一个实例的线性压缩机的活塞支撑器和弹簧导向器的方法的示意图。

图8是示出设置在本发明的线性压缩机中的后端盖的一个实例的示意图。

图9是从后方观察时，将设置在本发明的线性压缩机中的定子端盖、活塞支撑器、弹簧导向器和后端盖联接的一个实例的示意图。

图10是示出设置在根据本发明一个实施例的线性压缩机中的活塞支撑器的一个实例的示意图。

图11是示意性示出将设置在本发明的线性压缩机中的活塞支撑器与消声器联接的方法的示意图。

图12是示出根据本发明第一实施例的线性压缩机的一部分的示意图。

图13和图14是示出根据本发明第二实施例的线性压缩机的一部分的示意图。

图15是示出设置在根据本发明的线性压缩机中的后端盖的一个实例的示意图。

图16是示意性示出根据本发明的线性压缩机的后主弹簧和后端盖的一个实例的放大侧面剖视图。

图17是示出设置在根据本发明的线性压缩机中的后端盖的另一实例的示意图。

图18是示意性示出根据本发明的线性压缩机的向内限制支撑部分的示意图，所述向内限制支撑部分包括在后端盖上以阶梯方式弯曲的阶梯式弯曲部分。

图19是示意性示出根据本发明的线性压缩机的向外限制支撑部分的示意图，所述向外限制支撑部分具有从后端盖向汽缸方向突出的突出部分。

图20是示意性示出本发明的线性压缩机的向外限制支撑部分的示意图，所述向外限制支撑部分沿着支撑后端盖上后主弹簧另一端的边缘在某些部分被切除。

图21是示出根据本发明的线性压缩机的主弹簧部分的侧面剖视图。

图22是示出根据本发明的线性压缩机的后主弹簧部分的立体图。

图23是图22的前视图。

图24是示出根据本发明的线性压缩机的弹簧导向器的立体图。

图25是根据对比实例的线性压缩机不包括弹簧导向器的侧面剖视图。

图26是示出根据对比实例的不包括弹簧导向器的主弹簧部分的侧面剖视图。

图27是示出根据对比实例的不包括弹簧导向器的后主弹簧部分的立体图。

图28是图27的前视图。

图29是示出根据本发明的吸入消声器的侧面剖视图。

图30是示出根据本发明的吸入消声器的立体图。

图31是示出根据本发明的线性压缩机的主弹簧部分的侧面剖视图。

图32是示出根据本发明的主弹簧的刚度关系的示意图。

图33是线性压缩机的数学模型。

图34是示出根据本发明的往复式压缩机的活塞的工作和数学模型的示意图。

图35是用于说明根据输入电压的变化，活塞的位移的示意图。

图36是示出根据活塞的位置，通过气体施加的力的示意图。

图37是用于以机械共振频率运行线性压缩机的电路图的实例。

图38是线性马达作为具有反电动势的R-L电路的模型的等效电路图。

图39是用于说明控制单元控制功率从而跟随或跟踪机械共振频率的方法的示意图。

图40是用于说明用于调节根据本发明的线性压缩机的流率的方法的流程图。

图41是用于概念性说明根据本发明的往复式压缩机的电源设备的示意图。

具体实施方式

下面参照附图详细描述本发明。图3是示出根据本发明一个实施例的线性压缩机的横截面的示意图。线性压缩机110具有用于压缩外壳110中的制冷剂的部件，外壳110是密封容器，外壳110的内部填充有低压制冷剂。线性压缩机100包括汽缸200、活塞300和线性马达400，汽缸200提供用于压缩外壳100内的制冷剂的空间，活塞300在汽缸中线性往复运动以压缩制冷剂，线性马达400包括永磁体460、内定子420和外定子440。当永磁体通过内定子与外定子之间的相互电磁力而线性往复运动时，连接到永磁体460的活塞300与永磁体460一起线性往复运动。内定子420固定在汽缸200的外周。此外，外定子440通过定子端盖540固定在机架520上。机架520可与汽缸200整体形成，也可独立于汽缸200制造，以联接到汽缸200。在图3所示的实施例中，示出整体形成机架520和汽缸200的实例。机架520与定子端盖540相互联接，通过紧固件(例如螺栓)来紧固，从而将外定子440固定在机架520与定子端盖540之间。

活塞支撑器320连接到活塞300的后方。前主弹簧820的两端通过活塞支撑器320和定子端盖540来支撑。此外，后主弹簧840的两端通过活塞支撑器320和后端盖560来支撑，后端盖560联接到定子端盖540的后方。为了防止活塞支撑器320的磨损，并增加后主弹簧840的支撑强度，活塞支撑器320设置有弹簧导向器900。弹簧导向器900用于引导活塞300与后主弹簧840的中心使其相互对准(coincide)，以及用于支撑后主弹簧840。在活塞300后方设置有吸入消声器(suction muffler)700，从而在将制冷剂经吸入消声器700引入活塞时，在吸入制冷剂的过程中降低噪声。吸入消声器700设置在后主弹簧840内。

活塞300内部被挖空，以将通过吸入消声器700引入的制冷剂引入压缩空间P并将其压缩，压缩空间P形成在汽缸200与活塞300之间。阀310安装在活塞300前端。阀310打开，以将制冷剂从活塞300引入压缩空间P，然后阀310封闭活塞300前端，以避免制冷剂从压缩空间P再引回到活塞中。

如果以高于预定程度的压力通过活塞300在压缩空间P中压缩制冷剂，则设置在汽缸200前端的排放阀620打开。排放阀620安装为通过支撑帽640中的螺旋形排放阀弹簧而被弹性地支撑，支撑帽640固定在汽缸200一端。经过压缩的高压制冷剂通过支撑帽640上形成的孔排入排放帽660，然后通过环形管R排出线性压缩机100，从而运行(circulate)制冷循环。

上述线性压缩机100的每个部件在组装状态下通过前支撑弹簧120和后支撑弹簧140来支撑，并且与外壳110底部间隔开。因为上述部件不与外壳110底部直接接触，所以每个部件产生的振动不会直接传给外壳110。因此，能降低由于传到外壳110外部的振动而产生的噪声和由于外壳110的振动而产生的噪声。

图4是示出根据本发明一个实施例的线性压缩机的定子端盖的示意图。定子端盖540大致是圆形，其中形成有孔541，使得其中联接了活塞300(如图3所示)、永磁体460(如图3所示)、活塞支撑器320(如图3所示)和消声器700(如图3所示)的组件能穿过定子端盖540并线性地往复运动。此外，沿着定子端盖540外周形成有弯曲部分542。弯曲部分542增加了定子端盖540的支撑强度。

定子端盖540中心与活塞中心对准，并且在以这些中心对称的位置形成两个前主弹簧支撑突出部分543和544。前主弹簧支撑突出部分543和544与活塞支撑器320(如图3所示)一起支撑前主弹簧的两端。前主弹簧支撑突出部分543和544支撑前主弹簧的前端(另一端)，而活塞支撑器320(如图3所示)支撑前主弹簧的后端(一端)。

此外，在定子端盖540两侧形成有多个螺栓孔545和多个螺栓孔546，螺栓孔545用于通过螺栓来紧固后端盖560(如图3所示)，螺栓孔546用于通过螺栓来紧固机架520。

图5是示出设置在本发明的线性压缩机中的活塞支撑器的一个实例的示意图。活塞支撑器320联接到活塞后方(如图3所示)，从主弹簧820和840接收力并传给活塞300(如图3所示)，使得活塞300(如图3所示)能在共振条件下线性地往复运动。活塞支撑器320设置有多个螺栓孔323，以联接到活塞300(如图3所示)。

活塞支撑器320安装为使其中心与活塞300(如图3所示)的中心相一致。优选地，在活塞300(如图3所示)的后端形成阶梯，因此容易使活塞支撑器320的中心与活塞300(如图3所示)的中心相互对准。活塞支撑器320具有这样的形状：其中，支撑部分327、328和引导部分324、325分别形成在大致圆形主体326的顶部、底部、左方和右方。支撑部分327、328形成在相对于活塞支撑器320的中心对称的位置。支撑部分327、328分别形成在主体326的顶部、底部，并从主体326开始弯曲两次。也就是说，支撑部分327、328从主体326开始向后弯曲一次，然后分别向上或向下弯曲。前主弹簧820(如图3所示)的后端(一端)支撑在活塞支撑器320的支撑部分327、328的前方。

此外，引导部分324、325形成在活塞支撑器320的主体326的左方和右方。引导孔321和螺栓孔322形成在引导部分324、325上，引导孔321用于使弹簧导向器900(如图3所示)的中心与活塞300(如图2所示)的中心相一致，螺栓孔322用于通过螺栓来紧固弹簧导向器900。此外，消声器700(如图3所示)固定在活塞支撑器320后方。

此外，可在引导部分324、325上安装附加质量部件350(如图38所示)。通过增加包括活塞300(如图3所示)的驱动部件的质量而不改变活塞300(如图3所示)和汽缸200(如图2所示)的长度，附加质量部件350能改变线性压缩机的机械共振频率。因此，由于使用具有同样尺寸的汽缸200(如图3所示)和活塞300(如图3所示)，所以只需要改变附加质量部件350的质量，而不需要改变线性压缩机的部件，就能制造具有不同参考流率的线性压缩机。

前主弹簧820(如图3所示)的数量减少到两个，后主弹簧840(如图3所示)的数量减少到一个，因此在整体上降低了主弹簧的刚度。此外，如果分别降低前主弹簧820(如图3所示)和后主弹簧840(如图3所示)的刚度，就能降低主弹簧的制造成本。

此时，如果前主弹簧820(如图3所示)和后主弹簧840(如图3所示)的刚度变小，则包括活塞300(如图3所示)、活塞支撑器320(如图3所示)和永磁体460(如图3所示)的驱动单元的质量应当变小，从而在共振条件下驱动所述驱动单元。因此，活塞支撑器320是由密度低于铁基金属的非铁基金属制成，而不是由铁基金属制成。因此，能降低驱动单元的质量，并且因此，能够以与前主弹簧820(如图3所示)和后主弹簧840(如图3所示)下降的刚度相应的共振频率来驱动所述驱动单元。例如，如果用非磁性金属(例如铝)制成活塞支撑器320，则即使用金属制成活塞300(如图3所示)，活塞支撑器320也不受永磁体300(如图3所示)的影响。因此，能更容易地将活塞300(如图3所示)与活塞支撑器320相互联接。

如果用低密度的非铁基金属制成活塞支撑器320，则具有这样的优点：满足共振条件并且容易将活塞支撑器320联接到活塞300(如图3所示)。但是，在驱动过程中，与前主弹簧820(如图3所示)相接触的部分容易因为与前主弹簧820(如图3所示)的摩擦而被磨损。当活塞支撑器320磨损以后，磨损碎片漂浮在制冷剂中，在制冷循环中循环运行，会损坏存在于制冷循环中的部件。因此，对活塞支撑器320与前主弹簧820(如图3所示)相接触的部分进行表面处理。通过进行NIP涂覆或阳极化处理，使活塞支撑器320与前主弹簧820(如图3所示)相接触的部分的表面硬度至少大于前主弹簧820(如图3所示)的硬度。通过这种构造，能防止由于活塞支撑器320被前主弹簧820(如图3所示)磨损而产生碎片。

图6是示出设置在本发明的线性压缩机中的弹簧导向器的一个实例的示意图。弹簧导向器900包括大致圆形主体910和引导部分920，引导部分920位于主体两侧。弹簧导向器900支撑后主弹簧840(如图3所示)的前端(一端)。在弹簧导向器900中心形成孔930(消声器700通过孔930)，沿着孔930的外周形成向后突出的支撑部分940。支撑部分940是装配后主弹簧840(如图3所示)的部分。因此，后主弹簧840(如图3所示)与主体910中的孔930的周边和支撑部分940形成接触。由于后主弹簧840(如图3所示)反复性的压缩和复位，与后主弹簧840(如图3所示)接触的区域会被后主弹簧840(如图3所示)磨损。当与制冷剂一起通过包括线性压缩机100(如图3所示)的制冷循环时，弹簧导向器900的磨损碎片等物体会损坏位于制冷循环中的部件。因此，对弹簧导向器900与后主弹簧840(如图3所示)相接触的部分进行表面处理，从而防止后主弹簧840(如图3所示)的磨损。优选地，弹簧导向器900的表面硬度大于后主弹簧840(如图3所示)的硬度。因此，与活塞支撑器320(如图5所示)类似，对弹簧导向器900也进行表面处理，例如NIP涂覆或阳极化处理。

此外，在弹簧导向器900的引导部分920形成引导孔921和螺栓孔922。引导孔921形成在与活塞支撑器320(如图5所示)的引导孔321相对应的位置。通过使活塞支撑器320(如图5所示)的引导孔322(如图5所示)与弹簧导向器900的引导孔921对准，可以使活塞300(如图3所示)的中心与弹簧导向器900所支撑的主弹簧840(如图3所示)的中心相互对准。

图7是示意性示出用于紧固根据本发明一个实例的线性压缩机的活塞支撑器和弹簧导向器的方法的示意图。通过螺栓将活塞支撑器320紧固到活塞300(如图3所示)。当以活塞支撑器320的中心与活塞300的中心相互对准的方式将活塞支撑器320与活塞300紧固时，活塞支撑器320与活塞300联接。消声器700(如图3所示)后方的部分联接到活塞支撑器320后方，然后活塞支撑器320与弹簧导向器900相互联接。当联接弹簧导向器900时，为了更容易地将弹簧导向器900的中心与活塞支撑器320的中心相互对准，在活塞支撑器320和弹簧导向器900上分别形成引导孔321(如图5所示)和引导孔921(如图6所示)以及螺栓孔322(如图5所示)和螺栓孔922(如图6所示)。

如图7示意性所示，将引导销950插入联接到活塞300(如图3所示)的活塞支撑器320的引导孔321(如图5所示)。然后，将引导销950与弹簧导向器900的引导孔921相互对准，从而将弹簧导向器900引导到适当的位置。然后，将穿过活塞支撑器320和弹簧导向器900的螺栓孔327(如图5所示)和螺栓孔922(如图6所示)的螺栓紧固，从而将活塞支撑器320与弹簧导向器900联接。因为是通过引导销950来引导弹簧导向器900的安装位置，所以能更容易地将活塞支撑器320的中心与弹簧导向器900的中心相互对准。此外，将活塞300(如图3所示)和活塞支撑器320设计为使得它们的中心相互对准，并且将弹簧导向器900和后主弹簧840(如图3所示)设计为使得它们的中心相互对准。因此，通过使活塞支撑器320的中心与弹簧导向器900的中心相互对准，可使活塞300(如图3所示)的中心与后主弹簧840(如图3所示)的中心相互对准。活塞300(如图3所示)的中心与后主弹簧840(如图3所示)的中心应当相互对准，以实现活塞300(如图3所示)的线性往复运动。

图8是示出设置在本发明的线性压缩机中的后端盖的一个实例的示意图。通过螺栓将后端盖560紧固到定子端盖540(如图3所示)后方。后端盖560的两个侧部弯曲并与定子端盖540(如图3所示)形成接触，这些接触部分561设置有螺栓孔562，用于联接到定子端盖540(如图3所示)。此外，后端盖560设置有后表面563和侧表面564，后表面563的位置与定子端盖540(如图3所示)间隔预定的间隙，侧表面564用于将接触部分561与后表面563相连接。在后表面563的中心，形成孔565和主弹簧支撑部分566，消声器700(如图3所示)的一部分穿过孔565，主弹簧支撑部分566沿着孔565的外周向前弯曲并固定后主弹簧840(如图3所示)。后主弹簧840(如图3所示)的内周与主弹簧支撑部分566的外周配合。此外，在侧表面564下方形成支撑弹簧支撑部分567，用于支撑后主弹簧140(如图3所示)的一端。支撑弹簧120和支撑弹簧140(如图3所示)支撑外壳110(如图3所示)与支撑弹簧支撑部分567之间的制冷剂压缩组件，使得线性压缩机的制冷剂压缩组件与外壳110(如图3所示)的底部间隔开。因为由于支撑弹簧120和支撑弹簧140(如图3所示)，制冷剂压缩组件不与外壳110底部直接接触，所以在制冷剂压缩组件的工作过程中能降低因传给外壳110(如图3所示)的振动所致的噪声。此外，消声器盖569附接到后端盖560的孔565的后方，消声器盖569用于防止消声器700(如图3所示)向后移动，并且具有通孔569，用于将制冷剂放进消声器700(如图3所示)的制冷剂进口管穿过通孔569。

图9是从后方观察时，将设置在本发明的线性压缩机中的定子端盖、活塞支撑器、弹簧导向器和后端盖联接的一个实例的示意图。如图9所示，活塞支撑器320和弹簧导向器900上形成的引导孔321和921与螺栓孔322和922相互对准。此外，定子端盖540的中心、活塞支撑器320的主体326的中心、弹簧导向器900的主体910的中心、后端盖560的孔565的中心以及后端盖560的主弹簧支撑部分567的中心都相互对准。

此外，如图5所示，可在相对于活塞300(如图3所示)对称的位置形成活塞支撑器320的支撑部分327和328，以支撑两个前主弹簧820。否则如图9所示，在相互纵向对称的位置形成活塞支撑器320的支撑部分327和328，以支撑四个前主弹簧820。这样，当后主弹簧840的刚度根据共振工作条件而改变时，可根据在使用2个前主弹簧820与使用4个前主弹簧840之间哪个更有利来改变前主弹簧820的数量。

图10是示出设置在根据本发明一个实施例的线性压缩机中的活塞支撑器的一个实例的示意图。图11是示意性示出将设置在本发明的线性压缩机中的活塞支撑器与消声器联接的方法的示意图。

线性压缩机110具有用于压缩外壳110中的制冷剂的部件，外壳110是密封容器，外壳110的内部填充有低压制冷剂。线性压缩机100包括汽缸200、活塞300和线性马达400，汽缸200提供用于压缩外壳100中的制冷剂的空间，活塞300在汽缸中线性往复运动以压缩制冷剂，线性马达400包括永磁体460、内定子420和外定子440。当永磁体通过内定子与外定子之间的相互电磁力线性往复运动时，连接到永磁体460的活塞300与永磁体460一起线性往复运动。内定子420固定在汽缸200外周。此外，外定子440通过定子端盖540固定在机架520上。机架520可与汽缸200整体形成，也可独立于汽缸200制造，以联接到汽缸200。在图3所示的实施例中，示出整体形成机架520和汽缸200的实例。机架520与定子端盖540相互联接，通过紧固件(例如螺栓)来紧固，从而将外定子440固定在机架520与定子端盖540之间。

活塞支撑器320连接到活塞300后方。前主弹簧820的两端通过活塞支撑器320和定子端盖540来支撑。此外，后主弹簧840的两端通过活塞支撑器320和后端盖560来支撑，后端盖560联接到定子端盖540后方。在活塞300后方设置有吸入消声器700，因此将制冷剂引入活塞时，在吸入制冷剂的过程中通过吸入消声器700来降低噪声。吸入消声器700设置在后主弹簧840中。此外，后主弹簧840的内径与吸入消声器700的一部分的外径配合。

活塞300内部被挖空，以将通过吸入消声器700引入的制冷剂引入压缩空间P并将其压缩，压缩空间P形成在汽缸200与活塞300之间。阀310安装在活塞300前端。阀310打开，以将制冷剂从活塞300引入压缩空间P，然后阀310封闭活塞300前端，以避免制冷剂从压缩空间P再引回到活塞中。

如果以高于预定程度的压力通过活塞300在压缩空间P中压缩制冷剂，则设置在汽缸200前端的排放阀620打开。排放阀620安装为通过支撑帽640中的螺旋形排放阀弹簧而被弹性地支撑，支撑帽640固定在汽缸200一端。经过压缩的高压制冷剂通过支撑帽640上形成的孔排入排放帽660，然后通过环形管R排出线性压缩机100，从而运行(circulate)制冷循环。

上述线性压缩机100的每个部件在组装状态下通过前支撑弹簧120和后支撑弹簧140来支撑，并且与外壳110底部间隔开。因为上述部件不与外壳110底部直接接触，所以每个部件产生的振动不会直接传给外壳110。因此，能降低由于传到外壳110外部的振动而产生的噪声和由于外壳110的振动而产生的噪声。

活塞支撑器320联接到活塞后方，从主弹簧820和840接收力并传给活塞300，使得活塞300能在共振条件下线性地往复运动。活塞支撑器320设置有多个螺栓孔323，以联接到活塞300。

活塞支撑器320安装为使其中心与活塞300的中心对准。优选地，在活塞300的后端形成阶梯，因此容易使活塞支撑器320的中心与活塞300的中心相互对准。活塞支撑器320具有这样的形状：其中，支撑部分327、328形成在大致圆形主体326的上侧和下侧。支撑部分327、328形成在相对于活塞支撑器320的中心对称的位置。支撑部分327、328分别形成在主体326的顶部、底部，并从主体326开始弯曲两次。也就是说，支撑部分327、328从主体326开始向后弯曲一次，然后分别向上或向下弯曲。前主弹簧820的后端(一端)支撑在活塞支撑器320的支撑部分327、328的前方。

关于主弹簧向活塞支撑器320提供恢复力，以在共振条件下工作联接到活塞支撑器320的活塞300，前主弹簧820的数量减少到两个，后主弹簧840的数量减少到一个，因此在整体上降低了共振系统的弹簧刚度。此外，如果分别降低前主弹簧820和后主弹簧840的数量，能降低主弹簧的制造成本。

此时，如果前主弹簧820(如图3所示)和后主弹簧840的刚度变小，则包括活塞300、活塞支撑器320和永磁体460的驱动单元的质量应当变小，从而在共振条件下驱动所述驱动单元。因此，活塞支撑器320是由密度低于铁基金属的非铁基金属制成，而不是由铁基金属制成。因此，能降低驱动单元的质量，并且因此，能够以与前主弹簧820和后主弹簧840下降的刚度相应的共振频率来驱动所述驱动单元。例如，如果用例如铝这样的金属制成活塞支撑器320，则即使用金属制成活塞300，活塞支撑器320也不受永磁体300的影响。因此，能更容易地将活塞300与活塞支撑器320相互联接。

如果用低密度的非铁基金属制成活塞支撑器320，则具有这样的优点：满足共振条件并且容易将活塞支撑器320联接到活塞300。但是，在驱动过程中与前主弹簧820相接触的部分容易因为与前主弹簧820的摩擦而被磨损。当活塞支撑器320磨损以后，磨损碎片漂浮在制冷剂中，在制冷循环中循环，将损坏制冷循环中出现的部件。因此，对活塞支撑器320与前主弹簧820相接触的部分进行表面处理。通过进行NIP涂覆或阳极化处理，使活塞支撑器320与前主弹簧820相接触的部分的表面硬度至少大于前主弹簧820的硬度。通过这种构造，能防止由于活塞支撑器320被前主弹簧820磨损而产生碎片。

此外，吸入消声器700安装在活塞支撑器320后方，待压缩的制冷剂在噪声降低的状态下通过吸入消声器700被吸入活塞300。吸入消声器700设置有噪声腔710和安装部分730，噪声腔710是用于降噪的圆形空间，安装部分730形成在噪声腔710的一端，也就是与吸入消声器700前侧的活塞支撑器320相接触的端部。安装部分730形成为大致圆形，从噪声腔710的一端沿着径向延伸。

在活塞支撑器320的主体326上形成吸入消声器引导槽329，吸入消声器引导槽329对应于吸入消声器700的安装部分730的形状，并容纳安装部分730。通过螺栓将吸入消声器700紧固到活塞支撑器320，吸入消声器700的安装部分730容纳在吸入消声器引导槽329中。因此，可以防止由于吸入消声器700的安装部分730上形成的螺栓孔732与螺栓的螺杆部分之间的尺寸差异以及活塞支撑器320的螺栓孔323与吸入消声器700的安装部分730的螺栓孔732之间的尺寸差异，活塞支撑器320的螺栓孔323与吸入消声器700的安装部分730的螺栓孔732在纵向或横向相互偏离。当吸入消声器700的中心与活塞支撑器320的中心相互对准，之间没有任何偏离时，与活塞支撑器320的中心对准的活塞300的中心也与吸入消声器700的中心对准。

此外，将后主弹簧840安装到吸入消声器700的外径。后主弹簧840的内径与吸入消声器700的外径配合。因此，吸入消声器700的中心对准后主弹簧840的中心。此外，吸入消声器700在噪声腔710与安装部分730之间设置有阶梯形部分720，阶梯形部分720从噪声腔710和安装部分730开始形成阶梯。优选地，后主弹簧840与阶梯形部分720配合，并由阶梯形部分720和安装部分730来支撑。

此外，在活塞支撑器320和吸入消声器700的安装部分730上分别形成孔326h和730h。孔326h和730h允许当包括活塞300(如图3所示)、活塞支撑器320和吸入消声器700的驱动单元被驱动时，填充在外壳110(如图3所示)中的制冷剂在孔326h和730h的前方和后方相互连通，从而降低驱动过程中因制冷剂所致的阻力。此外，通过形成孔326h和730h，可降低包括活塞300、活塞支撑器320、永磁体460和吸入消声器700的驱动单元的质量。因此，通过后主弹簧840和前主弹簧820，对于活塞300而言当保持共振条件时可以线性地往复运动，后主弹簧840的数量减少为1个，前主弹簧820的数量和刚度根据因后主弹簧840数量减少所致的刚度的下降而减少。通过这种构造，因为主弹簧的数量减少和刚度下降，所以能降低主弹簧的制造成本。

图12是示出本发明的线性压缩机中设置的后消声器568的一个实例的示意图。后消声器568设置在吸入消声器700与吸入管130之间，并附接到后端盖560。后消声器568大致是圆形，在一个表面(大致是圆形)的中心部分形成有吸入孔569，通过吸入孔569将制冷剂引入后消声器568。此外，后消声器568的另一个表面(大致是圆形)开口，因此通过吸入孔569引入的制冷剂可排入吸入消声器700。当制冷剂从线性压缩机的吸入管130移动到后消声器568时，后消声器568的一个表面从吸入孔569开始以平缓的坡度倾斜，并朝吸入管130突出。因此，将通过吸入孔569引入的制冷剂沿着平缓的坡度引入后消声器568，从而减少压力损失。如果后消声器568的一个表面相对于吸入孔569不以平缓的坡度倾斜，则由于吸入孔569的横截面与后消声器568的横截面之间的差异，通过吸入孔569引入的制冷剂的体积迅速改变，从而对压力造成显著损失。

图13和图14是示出本发明的线性压缩机中设置的后消声器的另一实例的示意图。后消声器568在吸入端还设置有导向器569a。后消声器568吸入端的导向器569a当离吸入孔569越远时就变得越宽。当从吸入管130将制冷剂引入后消声器568的吸入孔569时，通过吸入端的导向器569a表现出邻近吸入效果，从而减少制冷剂的压力损失。也就是说，导向器569a提供与将吸入管130和后消声器568的吸入孔569之间的距离变小相同的效果，并且能抑制因吸入管130的中心与吸入孔569的中心之间的偏差所致的制冷剂泄漏量的增加。换而言之，能降低制冷剂泄漏量取决于吸入管130和吸入孔569的偏心的灵敏度。

为了补充因吸入管130和后消声器568的尺寸以及其组装和应用所致的侧泄漏，在吸入端形成具有导向器569a的后消声器568。后消声器568吸入端的导向器568相对于吸入孔569变宽，并且是漏斗形状。如上所述，因为吸入消声器700与密封容器之间的距离变小，所以因尺寸、组装和应用所致的制冷剂侧泄漏减少。因为是由于后消声器568和吸入管130处的侧泄漏而出现偏心(e)，所以侧泄漏越少，偏心的灵敏度就越低。此外，如同在第一实施例中，从消声器568的吸入孔569的中心开始形成平缓的斜坡，因此能减少引入制冷剂时的压力损失。

因此，通过将后消声器568附接到后端盖560并将后消声器568的一个表面相对于吸入孔569以平缓的坡度倾斜，能减少将制冷剂引入吸入管130时的压力损失，并且，通过导向器569a(导向器569a相对于后消声器700的吸入孔569变宽)来提供制冷剂的邻近吸入效果(与将吸入消声器700和吸入管130之间的距离变小相同的效果)，能减少侧泄漏量。结果，提高了线性压缩机的压缩效率。

图16示出支撑后主弹簧840两端的活塞支撑器320和后端盖560。这里，后端盖560包括向外限制支撑部分，用于限制后主弹簧840向外移动。

此外，弹簧导向器900设置在活塞支撑器320与后主弹簧840之间，并引导后主弹簧840的中心与活塞300的中心相互对准。此外，弹簧导向器900设置有阶梯形部分920，后主弹簧840的一端与阶梯形部分920配合。此外，在弹簧导向器900中，至少与后主弹簧840相接触的部分硬度比后主弹簧840的硬度更大。

为了直观地理解限制后主弹簧840向外移动的向外限制支撑部分，图16示出下凹部分590，下凹部分590从后端盖560在吸入开口的方向上下凹。也就是说，因为设置了下凹部分590，所以后主弹簧840的外侧得到支撑。此外，示出朝汽缸弯曲的弯曲部分，因此形成向内限制支撑部分，用于限制后主弹簧840向内移动。

图17示出后端盖560上的弯曲部分，弯曲部分向内倾斜地弯曲，从而形成用于限制后主弹簧840向内移动的向内限制支撑部分。后主弹簧840的外侧也支撑在下凹部分590中(下凹部分590在吸入开口的方向上下凹)，在弯曲部分的裙部580与后主弹簧840的内侧部分之间容易形成间隙。当后主弹簧840收缩和膨胀时，这样形成的间隙造成横向位移，从而防止被后端盖560的裙部580干扰。因此，能避免由于支撑后主弹簧840的后端盖560部分出现的干扰，后主弹簧840的损坏和磨损造成的杂质产生和噪声问题。

当然，可将向内倾斜弯曲部分设计为不碰到吸入消声器700。

下面讨论各种实施例，其中省略后主弹簧840，并且可限制后主弹簧840在后端盖560的结构中横向移动。

图18示出在后端盖560上以阶梯方式弯曲的阶梯形弯曲部分，从而形成用于限制后主弹簧840向内移动的向内限制支撑部分。后主弹簧840的外侧也支撑在下凹部分590中(下凹部分590在吸入开口的方向上下凹)，在弯曲部分的裙部580与后主弹簧840的内侧部分之间容易形成间隙。如图7b所示，当后主弹簧840收缩和膨胀时，出现横向位移，从而防止被后端盖560的裙部580干扰。

当然，可将阶梯形弯曲部分设计为不碰到吸入消声器700。

图19是示意性示出根据本发明的线性压缩机的向外限制支撑部分的侧面剖视图，所述向外限制支撑部分具有从后端盖560向汽缸方向突出的突出部分。图20是示意性示出本发明的线性压缩机的向外限制支撑部分的侧面剖视图，所述向外限制支撑部分沿着支撑后端盖560上后主弹簧另一端的边缘在某些部分被切除。

图19示出突出部分，所述突出部分在后端盖560上在汽缸方向上升高，因此形成用于限制后主弹簧840向外移动的向外限制支撑部分。本实施例中，在汽缸方向上在后端盖560上形成突出部分，通过形成在图16至图19的吸入开口方向上下凹的下凹部分590，从而使得更容易提供用于支撑后主弹簧840的外侧的设计。

图20示出沿着支撑后主弹簧的另一端的边缘切除某些部分，从而形成用于限制后主弹簧840向外移动的向外限制支撑部分。首先，上侧所示的后端盖560的侧面剖视图示出向外限制支撑部分592，向外限制支撑部分592通过举离(lift)切除部分594而形成，切除部分594是从后端盖560的某些部分切除。在下侧，在平面示意图中示出切除部分594(切除部分594是从后端盖的某些部分切除，以形成向外限制支撑部分592)。这是能代替图19中在汽缸方向上形成下凹部分的设计的另一个实施例。

图21有助于在结构上理解根据本发明的线性压缩机的主弹簧部分。首先，通过弹簧导向器900和后端盖560来支撑并稳定地安装后主弹簧的两端。

更具体地，弹簧导向器900允许紧固螺栓340不与后主弹簧840直接接触。在弹簧导向器900的外周，用于紧固活塞300与活塞支撑器320的紧固螺栓340在下凹部分可具有退出结构。将前主弹簧820支撑并安装在活塞支撑器320与定子540之间。此外，吸入消声器700通过弹簧导向器900并进入后主弹簧840内部。

图22是示出根据本发明的线性压缩机的后主弹簧部分的立体图。图23是图22的前视图。图24是示出根据本发明的线性压缩机的弹簧导向器的立体图。

参照图22，可详细示出弹簧导向器900外周某些部分处的紧固螺栓340。因为后主弹簧840受支撑地安装在弹簧导向器900上，所以它不与紧固螺栓340直接接触。紧固螺栓340将吸入消声器的安装部分730与活塞支撑器320紧固。弹簧导向器900通过具有大于紧固螺栓340头部的厚度，提供紧固螺栓340的退出结构，并形成这样的结构：其中后主弹簧840不能与紧固螺栓340接触。

因此，将吸入消声器700紧固在活塞支撑器320上时，通过紧固螺栓340将安装部分730固定在活塞支撑器320上。此外，将弹簧导向器900放置在吸入消声器720的安装部分730上，弹簧导向器900设置有多个下凹部分，下凹部分形成紧固螺栓340的退出结构。紧固螺栓340的头部的高度低于弹簧导向器900中设置的多个下凹部分的高度，因此不与后主弹簧840形成接触。

参照图23，其中示出将后主弹簧840稳定地安装在弹簧导向器900上。弹簧导向器900通过使设置在外周的多个下凹部分具有大于紧固螺栓340头部的厚度，提供紧固螺栓340的退出(evacuation)结构，并防止后主弹簧840与紧固螺栓340形成直接接触。同时，后主弹簧能进行稳定的弹性运动。这里，紧固螺栓340将吸入消声器的安装部分730与活塞支撑器320紧固。

参照图24，可从细节上理解弹簧导向器900的结构。

弹簧导向器的阶梯形部分920与后主弹簧840配合。弹簧导向器外周形成的多个下凹部分940具有大于紧固螺栓340头部的高度。此外，弹簧导向器外周形成的多个下凹部分940形成紧固螺栓的退出结构，并防止后主弹簧840与紧固螺栓340形成直接接触。

这里，弹簧导向器的底座部分960提供安置后主弹簧840并相接触的宽阔区域。这样能提高后主弹簧840的安装安全性并防止它偏转到一侧。这样能提供准确的弹性运动。

此外，通过表面处理，弹簧导向器的底座部分960具有比后主弹簧840更大的硬度。这样能防止因为要安置在弹簧导向器的底座部分960上的后主弹簧840的磨损所致的杂质产生。

下面，图25至图28示出根据对比实例，因为取消了弹簧导向器900所以不能稳定安装后主弹簧840的结构。

图25是根据对比实例的线性压缩机的侧面剖视图，不包括弹簧导向器。图26是示出根据对比实例不包括弹簧导向器的主弹簧部分的侧面剖视图。图27是示出根据对比实例不包括弹簧导向器的后主弹簧部分的立体图。图28是图27的前视图。

在图25中，因为取消了弹簧导向器，所以后主弹簧840与紧固螺栓340形成直接接触。这种结构可提供使后主弹簧840的弹性运动不稳定的因素。

图26示出通过取消弹簧导向器，将后主弹簧840直接放置在紧固螺栓340头部。这里，紧固螺栓340将活塞300与活塞支撑器320紧固。如果将后主弹簧840直接安置在紧固螺栓340上，就会出现不稳定的弹性运动(例如偏转)。前主弹簧820受支撑地安置在活塞支撑器320与定子端盖540之间。

图27示出通过取消弹簧导向器，将后主弹簧840放置在紧固螺栓340头部的一部分的不稳定结构。紧固螺栓340将吸入消声器的安装部分730与活塞支撑器320紧固。吸入消声器支撑部件的一部分暴露在后主弹簧840下方。

图28示出通过取消弹簧导向器，将后主弹簧840放置在紧固螺栓340头部的一部分的不稳定结构。这种不稳定结构中将后主弹簧840放置在紧固螺栓340头部的一部分，使得难以实现准确的弹性运动。此外，由于后主弹簧840的破坏或磨损，会产生杂质。

通过这种方式，根据本发明的线性压缩机的弹簧导向器900可提供形成多个下凹部分的底座部分，具有紧固件的退出结构，因此后主弹簧840能稳定地进行准确的弹性运动。因此，能改善线性压缩机的性能，提高防噪性。

此外，通过减少主弹簧数量，根据本发明的线性压缩机能降低部件制造成本。

图29示出根据本发明的线性压缩机中设置的吸入消声器的另一实例。吸入消声器700包括圆柱形支撑部件716、内部噪声管712和圆柱形外部噪声管714，支撑部件716由直径较大的金属制成，在前后端沿轴向形成入口/出口，以便制冷剂出入，内部噪声管712由金属制成，安装在支撑部件的入口718中，外部噪声管714由直径较小的塑料制成，安装在支撑部件716的出口外。

因为支撑部件716由金属制成，所以它向活塞300的另一端提供预定强度，使得它能被另一紧固件稳定地支撑。因为外部噪声管714由塑料制成，所以它可制成各种形状和尺寸，并且，用于连接传统的垂直和水平隔离墙的连接部分、传统支撑部件以及传统外部噪声管和外部噪声管714是整体制造，不要另外组装单独的隔离墙。通过简化吸入消声器700的组装部件，组装部件的整合为制造过程提供了方便。此外，因为外部噪声管714由塑料制成，所以通过降低材料成本和工艺成本能降低制造成本，通过缩短组装时间能提高生产效率。此外，能提高设计自由度。

这里，考虑到噪声特性，优选采用由金属制造的支撑部件716和内部噪声管72。制冷剂的流动噪声在金属中产生有效传输损耗，而在塑料中不产生。因为支撑部件716和内部噪声管712是由金属制成，所以它们能有效降低制冷剂的流动噪声。另一方面，外部噪声管714的结构被活塞300的内部以及由金属制成的支撑部件716和内部噪声管712所包围。因此，即使外部噪声管714是由塑料制成，其辐射噪声也可以忽略。

特别地，可将内部噪声管712组装为支撑在组件突出部分(未示出)上，组件突出部分形成在支撑部件716的内部和外部噪声管714的内部，同时外部噪声管714可配置为具有弹性接触部分(未示出)，弹性接触部分形成在一端，因此，利用材料本身的弹性力，外部噪声管714的弹性接触部分可与支撑部件716的出口压配合。

图30是示出根据本发明的吸入消声器的立体图。从外部可直观地识别设置有进口718的支撑部件716和外部噪声管714。虽然传统支撑部件设置有法兰形状的螺栓紧固部分，以紧固到活塞和活塞支撑器，但是通过取消除了螺栓紧固部分732之外的其他区域，支撑部件716被设计为具有简化的形状，从而简化制造工艺，降低制造成本。螺栓紧固部分732的形式是对称的十字架，并且相互独立。

然后，在这样构造的线性压缩机中，当线性马达400工作时，活塞300在汽缸200中线性地往复运动。结果，压缩空间P中的压力改变，因此，当制冷剂经由进口管通过吸入消声器700时，通过压力差降低了制冷剂的流动噪声。即使在制冷剂流动时产生流动噪声，当制冷剂通过内部噪声管712和外部噪声管714时制冷剂迅速膨胀/收缩，或者通过大的流阻而产生流动损耗，从而降低噪声。通过活塞的吸入孔(未示出)的制冷剂被引入压缩空间P并且被压缩，然后排出到外部。

图31是示出一结构的示意图，所示结构中根据本发明的线性压缩机的前主弹簧820和后主弹簧840由活塞支撑器320来支撑。就成本降低、取决于数量的制造和管理而言，本发明的主弹簧的结构比使用4个前主弹簧和4个后主弹簧的结构更有用。此外，即使与使用1个前主弹簧和1个后主弹簧的结构进行比较，通过在结构上将前主弹簧安装在汽缸外，就能改变汽缸的内径，从而实现各种模型的研发。

在图32中，能检查本发明的前主弹簧820和后主弹簧840的刚度和安装距离条件。活塞300(如图3所示)通过线性马达线性地往复运动。此外，在连接到活塞300的活塞支撑器320的前方和后方分别安装了2个前主弹簧820和1个后主弹簧840。通过活塞300的线性往复运动，前主弹簧820和后主弹簧840被缩短或拉长。结果，因前主弹簧820和后主弹簧840的刚度所致的恢复力传给活塞300。优选确定前主弹簧820和后主弹簧840的刚度足以让包括活塞300的驱动单元在共振条件下运动。这是因为当前主弹簧820和后主弹簧840的刚度足以让活塞300在共振条件下运动时，可将提供给驱动活塞300的线性马达的功率最小化。

多个前主弹簧820的刚度系数Kf的总和大致与安装在后侧的1个后主弹簧840的刚度系数Kb相同。这适用于以下情况：由于制造和安装过程中产生的允差，前主弹簧820的刚度系数Kf略有变化；或者前主弹簧820的刚度系数Kf完全相互一致。

此外，前主弹簧820和后主弹簧840的安装距离大致相同。这里，前主弹簧820和后主弹簧840的安装距离指的是，在工作部件没有工作的状态下，当前主弹簧820和后主弹簧840处于平衡状态时前主弹簧820的长度和后主弹簧840的长度。前主弹簧820的安装距离Lf与后主弹簧840的安装距离Lb大致相等，这也适用于以下情况：由于制造和安装过程中的允差，安装距离Lf和Lb略有变化。因为前主弹簧820的安装距离Lf与后主弹簧840的安装距离Lb相等，所以能将活塞300(如图3所示)的冲程距离设定得尽可能长，并且容易设定冲程距离。

结果，前主弹簧的刚度系数Kf大致是后主弹簧的刚度系数Kb的1/2，或者后主弹簧的刚度系数Kb大致是前主弹簧的刚度系数Kf的两倍。

通过这种方式，通过具有2个前主弹簧和1个后主弹簧，根据主弹簧的成本降低、取决于数量的制造和管理，根据本发明的线性压缩机是有用的，并且能实现改变汽缸的内径，不需要改变整个主弹簧的结构，因为前主弹簧在结构上安装在外侧部分。

图33是线性压缩机的数学模型的示意图。活塞300在汽缸200中。术语“活塞支撑器”与“活塞”含义相同。主弹簧800连接到活塞300和活塞支撑器。如果将活塞300压缩到超过某一程度，则通过液压产生弹性力。气体弹簧800’是这种现象的模型。

在将线性压缩机用于冷却装置或其他装置的情况下，如果冷却装置的类型不同，则所需的冷却能力不同，这样导致需要调节流率。压缩机的流率用方程式1来表示。

[方程式1]

Q＝D×(A×S×f)

其中D表示比例常数，A表示活塞横截面面积，S表示活塞的往复运动距离，f表示活塞冲程的工作频率。

传统地，为了改变参考流率，通过改变活塞300的整个长度来改变往复运动距离(冲程)S。在本发明中，制备的线性压缩机通过以下方式来满足参考流率：为了改变参考流率，通过改变活塞300的往复运动频率来调节参考流率。

就线性压缩机的制造和管理而言，这种线性压缩机是有利的，因为活塞的线性压缩机不要额外包括用于调节整体长度的装置以调节冲程S和整体长度，并且即使参考流率改变，也不改变初始值。顺便提及，在活塞的工作频率随参考流率而改变的情况下，由于共振，机械共振频率与活塞的共振频率应当一致，以提供高效率。因此，优选也改变压缩机的机械共振频率。机械共振频率f用方程式2来表示。

[方程式2]

$f_m=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{k_m+k_g}{m}}$

其中k_m、k_g和m分别表示连接到活塞300的弹簧10a的物理弹性系数、气体弹簧10b的弹簧常数以及活塞300的质量。

当在方程式1中确定D、A和S后，根据参考流率Q确定工作频率f。具体而言，确定方法如下。当A和S固定在特定频率周围时，随着工作频率f的增或减，参考流率Q线性地增或减。因此，通过获得特定频率时参考流率与期望参考流率之间的差，然后基于上述差计算特定频率与所需的工作频率之间的差，可计算出期望的工作频率f。

冷却装置(例如冰箱)通常处于只要求小的冷却能力、仅保持冷却状态的低功率条件下，而不是处于要求大量冷却能力的过载条件下。因此，将附加质量部件350附接在活塞300或活塞支撑器320(如图3所示)的引导部分324和325(如图5所示)上，使得在对应于低功率条件下的工作频率的线性压缩机的机械共振频率出现共振。通过调节附加质量部件350的质量，可改变整个线性压缩机的机械共振频率f_m。

附加质量部件350的质量应当满足方程式3。

[方程式3]

$f=f_m=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{k_m+k_g}{m}}$

其中m_d是附加质量部件350的质量，f_m是机械共振频率，f是根据参考流率设定的工作频率。机械共振频率f_m是气体弹簧800’的弹簧常数k_g根据活塞位置变化、因此随时间变化所在的值。因此，必须跟踪或估计工作频率变化所在的机械共振频率f_m，特别是在低功率条件下。见下文说明。

这样构造的线性压缩机形成为在所需的工作频率f_c工作，工作频率f_c等于活塞的机械共振频率f_m，机械共振频率f_m通过设计时(例如在低功率条件下)在线性马达中考虑的负载下的线圈弹簧的机械弹簧常数k_m和气体弹簧的气体弹簧常数k_g来计算。因此，仅在低功率条件下，线性马达在共振状态下工作，以提高效率。

图34是示出根据本发明的往复式压缩机的活塞的工作和数学模型的示意图。这里，α表示没有施加外力时在一个方向上移动的距离，δ表示通过被压缩的制冷剂的力移动的距离。图34上侧简单地示出活塞的运动。当施加外力前向线性马达400(如图3所示)供电时，活塞300(如图3所示)运动，活塞300(如图3所示)的冲程变为α+δ+α＝2α+δ。传统地，当不对称地提供电压时，冲程变为α₂+δ+α₂×β＝α₂(1+β)+δ₂。也就是说，如果δ具有值α₂(1+β)+δ₂，则得到2α+δ＝α2(1+β)+δ₂，因此在传统技术中通过不对称地提供电压，明显提供与调节冲程相同的效果。

活塞300(如图3所示)的运动被数学地描述。如果用x表示从汽缸200(如图3所示)到活塞300(如图3所示)头部的位移，则得到以下方程式。

[方程式4]

$m\stackrel{\·\·}{x}+c_x\stackrel{\·}{x}+k(x-x_i)=F\left(i\right)+\mathrm{\ΔP}\·A_s$

其中，x_i是活塞的初始值，F(i)是外力，ΔP·A_s是制冷剂施加的力。如果将x(t)取值为X_m+u(t)并代入方程式1a，则得到以下方程式。

[方程式5]

$m\stackrel{\·\·}{u}+c_f\stackrel{\·}{u}+k(u+x_m-x_i)=F\left(i\right)+\mathrm{\ΔP}\·A_s$

这里，方程式4中的c_x和方程式5中的c_f相等。

这里，如果将方程式5分为AC分量和DC分量，则得到以下方程式。

[方程式2]

$m\stackrel{\·\·}{u}+c_f\stackrel{\·}{u}+\mathrm{ku}=F\left(i\right)$

k(x_m-x_i)＝ΔP·A_s

其中，ΔP是冷却装置的冷却循环中排放压力与吸入压力之间的差。冷却能力越强，ΔP越大。因此，根据所需的冷却能力自动调节x_m-x_i。这里，x_m-x_i与δ相同。因此，所需的冷却能力越强，冲程越大。

这里，δ可定义为：

$\mathrm{\δ}(=x_m-x_i)=\frac{\mathrm{\ΔP}\·A_s}{k}=G(k,A_s,\mathrm{\ΔP})$

如果δ的值为α₂(1+β)-2α+δ₂，则可提供与传统技术中通过不对称地提供电压来调节冲程相同的效果，如上所述。因此，作为传统技术中不对称工作的代替，如果通过减少弹簧的弹性系数k_m来增加δ，则即使提供对称电压，即使在过载条件下也能增加冲程。

在过载条件下，冷却能力Q_e表示如下。

[方程式7]

$Q_e=\stackrel{\·}{m}\·\mathrm{\Δh}=\mathrm{\ρ}\·A_s\·\stackrel{\·}{x}\·\mathrm{\Δh}=\mathrm{\η}\·S\·f$

其中，η是比例常数，S是冲程，f是工作频率。

需要的是所要求的冷却能力越强，冲程的长度越大。因此，在全部冷却能力条件下，冲程只必须大于活塞能往复运动的最大值。也就是说，优选地，相对于往复式压缩机的最大流率提供要求的流率所要求的冲程小于初始值的两倍与由于以上流率活塞移动的距离之和。为了满足这个条件，就要满足以下方程式。

[方程式8]

$S=\frac{Q_{\max }}{\mathrm{\η}\·f}\≤(2\·\mathrm{\α}+G(k_m,A_s,\mathrm{\ΔP}))$

下面，将方程式8称为最大冷却能力条件。这里，如上所述，满足G(k_m，A_s，ΔP)＝A_s×ΔP/k_m，η是比例常数，S是冲程，f是工作频率。Q_max表示最大冷却能力。满足方程式8意味着通过往复式压缩机中所需的冷却能力的变化改变了活塞的冲程S，并且由于改变的冲程提供了所需的流率。也就是说，需要的是选择满足方程式8的弹性系数k_m和初始值α。当因此选择了弹性系数k_m和初始值α以后，就确定了机械共振频率，并且将工作频率选择为等于满足下式的机械共振频率：

$f=f_m=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{k_m+k_g}{m}}$

因为为了提高效率，必须出现共振。这里，当假定气体施加的力就是弹簧施加的力时，k_g表示弹性系数，下面将详细描述。此外，工作频率f应当满足：

$f=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{k_m+k_g}{m}}=\frac{Q_e}{\mathrm{\η}\·S}$

因为应当满足Q_e＝n·S·f。

图35是用于说明根据输入电压的变化，活塞的位移的示意图。

Y轴上记录的距离指的是活塞位置与构成压缩空间的一个表面之间的距离。在活塞的线性往复运动过程中，活塞最接近构成汽缸的压缩空间的一个表面的点称为上死点位置(或上死点部分)，活塞离构成汽缸的压缩空间的一个表面最远的点称为下死点位置(或下死点部分)。

在图35中，y轴上的距离指的是活塞位置与构成压缩空间的一个表面之间的距离。首先，在往复式压缩机中，活塞300(如图3所示)位于上死点(位置1)，当电压改变后，活塞变为远离构成汽缸200(如图3所示)的压缩空间的一个表面(位置1至3)。当活塞的位置变为离构成压缩空间的一个表面足够远并且因此压力变为小于预定值(位置3)时，适合于根据压缩空间的内部压力打开和关闭的排放阀组件关闭。因此，活塞300(如图3所示)变为迅速远离构成压缩空间的一个表面(位置4)，并且在这种状态下，活塞的位置随电压而改变(位置4至11)。当活塞的位置变为足够接近构成压缩空间的一个表面并且因此压力变为大于预定值(位置11)时，适合于根据压缩空间的内部压力打开和关闭的排放阀组件打开。因此，活塞300(如图3所示)变为迅速接近构成压缩空间的一个表面，并且在这种状态下，活塞的位置随电压而改变(位置12和13)。

当制冷剂通过上述弹性力充当气体弹簧时，由制冷剂气体施加的力由于排放阀组件的打开和关闭变为非线性。结果，在某些区域活塞(如图3所示)与构成压缩空间的一个表面之间的距离迅速改变。这种现象称为跳跃现象。并且这种现象在获得气体弹簧常数k_g时会引起干扰。下面将描述获得气体弹簧常数k_g的方法。

图36是示出根据活塞的位置，通过气体施加的力的示意图。当通过气体施加的力根据活塞的位置变化时，上述弹簧一般产生与到初始位置的位移成比例的力(F＝-kx)。但是在通过制冷剂(气体)施加力的情况下，当它离下死点部分(或上死点)也就是参考点越远时所施加的力增加，但是不会增加到大于预定值(ΔP·A_s)。这里，F_c(t)表示气体产生的力。

因此，当假定通过气体施加的这种非线性力k_g就是通过弹簧施加的力时，为了获得弹簧的弹性系数，需要采用描述函数方法(describing functionmethod)。

描述函数方法是一种为了分析非线性控制的均衡方法。当提供特定波形(例如正弦波)作为输入信号时，输出基本振荡周期是特定输入波形的周期的特定波形。顺便提及，所述波形的幅度和相位与前面波形的不同。在这种输出中，通过幅度和相位的差别，具有相同周期的这种基波可表示成描述函数。

通过描述函数，当假定通过气体施加的力F_c(t)就是通过气体弹簧施加的力时，通过以下方程式获得其弹性系数。

$k_g=\frac{4\·f}{S}{\∫}_0^{\frac{1}{f}}{F}_c\left(t\right)\·\sin (2\mathrm{\π}\·f\·t)\mathrm{dt}$

将此弹性系数代入工作频率的条件，建立以下方程式。

[方程式9]

$f=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{k_m+\frac{4f}{S}{\∫}_0^{\frac{1}{f}}{F}_c\left(t\right)\·\sin (2\mathrm{\π}\·f\·t)\mathrm{dt}}{m}}=\frac{Q_e}{\mathrm{\η}\·S}$

这里，k_m是弹性系数，η是比例常数，S是冲程，

是气体弹簧常数。顺便提及，当气体弹簧常数是随时间变化的值时，机械共振频率也随时间变化。因为在共振状态下效率高，所以控制单元将提供给线性马达400(如图3所示)的功率控制为使得工作频率f能跟随或跟踪机械共振频率。

图37是用于以机械共振频率运行线性压缩机的电路图的实例。如果改变工作频率以获得所需的流率，则改变提供给线性马达400(如图3所示)的电压的频率。顺便提及，根据活塞300(如图3所示)的位置，当气体弹簧常数k_g变化时机械共振频率也随时间变化。响应机械共振频率随时间的变化，需要控制提供给线性马达400(如图3所示)的功率。

控制单元(未示出)控制提供给线性马达400的功率，并优选包括逆变器单元S1至S4。

特别地，下面将描述在逆变器电路中以全桥方式进行的控制。逆变器单元S1至S4控制电压为V的DC电源22向线性马达400(如图3所示)供电。逆变器单元S1至S4从DC电源22接收功率或电压，并根据指令值(驱动)向线圈部分提供具有期望频率和幅度的AC电压。

这样构造的线性压缩机是有利的，因为通过以与活塞的机械共振频率f_m一致的工作频率f_c来工作线性马达400(如图3所示)，能提高效率，在设计时考虑的负载条件下，活塞的机械共振频率f_m由线圈弹簧的机械弹簧常数k_m和气体弹簧的气体弹簧常数k_g来计算。顺便提及，在上述线性压缩机中，当实际负载变化时，考虑其变化计算的气体弹簧的气体弹簧常数k_g和活塞的机械共振频率f_m也变化。因此优选地，提供给线圈部分的频率或工作频率f_c根据变化的机械共振频率f_m而变化。

通过控制单元提供给线圈部分21的功率可通过跟随或跟踪机械共振频率f_m来提供。下面描述的方法中提供给线圈部分21的功率跟随或跟踪机械共振频率f_m。

本发明的往复式压缩机具有两个自由度，因为汽缸200(如图3所示)和活塞300(如图3所示)都不固定，而是通过弹性部件(例如弹簧)连接到外壳100(如图3所示)。具体而言，在线性压缩机中，活塞的位置x和电荷Q或电流I(电流I是电荷的微分值)会成为变量。具有两个自由度的系统有时候具有两个共振频率，当提供功率时，从低工作频率开始到高频率，出现以下现象。

在低于共振频率中具有较小值的频率(第一共振频率)的频率处，两个变量(活塞的位置x和电流I)的相位相互没有特别的相关性。另一方面，如果频率变得接近较小值的频率(第一共振频率)，则(活塞的位置x和电流I)的相位之间的差减小。因此，频率变得越接近共振频率，活塞的位置x和电流I之间的差就越小。如果工作频率变得大于第一共振频率，则活塞的位置x和电流I之间的差也变大。也就是说，两个变量(活塞的位置x和电流I)的相位之间的差最小处的频率被提供为工作频率。当频率大于或小于第一共振频率时，活塞的位置x和电流I之间的差的增加或减少是相反的。这种现象称为相位反转。

活塞最接近构成汽缸200(如图3所示)的压缩空间P的一个表面的点称为上死点位置(或上死点部分)，活塞离构成汽缸200(如图3所示)的压缩空间P的一个表面最远的点称为下死点位置(或下死点部分)。当往复式压缩机中活塞300(如图3所示)的头部与构成压缩空间(图1的P)的汽缸200(如图3所示)的一个表面形成接触时，也就是当上死点位于汽缸的一个表面时，最清楚地观察到上述相位反转现象。

因此，如果进行控制使得两个变量(活塞的位置x和电流I)之间的相位差最小，这意味着跟踪机械共振频率f_m，如果进行控制使得可以最清楚地观察到在机械共振频率f_m附近出现的相位反转现象，这意味着将活塞的上死点(图1的6)控制为位于汽缸上。

图38是线性马达作为具有反电动势的R-L电路的模型的等效电路图。在该等效电路图中，代表活塞300运动的理论基础可用以下微分方程来表示：

$E=V^{*}-\mathrm{Ri}-L\frac{\mathrm{di}}{\mathrm{dt}}$

这里，R表示等效电阻，L表示等效电感系数，i表示流过马达的电流，V^*表示电压指令值，对应于逆变器单元的输出电压。上述变量都可测量，因此可计算反电动势E。

此外，活塞6的运动的理论基础用机械运动方程来说明，例如以下方程：

$m\frac{d^{2}x}{{\mathrm{dt}}^2}+C\frac{\mathrm{dx}}{\mathrm{dt}}+\mathrm{kx}=\mathrm{\αi}$

这里，x表示活塞300的位移，m表示活塞300的质量，C表示阻尼系数，k表示等效弹簧常数，α表示反电动势常数。通过将上述方程变形为复数形式得到的机械方程被定义为如下方程式：

$E=\frac{{\mathrm{\α}}^2}{C+(\mathrm{m\ω}-\frac{k}{\mathrm{\ω}})j}i$

这里，ω表示振荡数量。

在两个变量(活塞的位置x和电流I)之间的相位差最小时的频率出现机械共振。反电动势E和活塞的位置x显著相关或成比例关系。当两个变量(活塞的位置x和电流I)之间的相位差最小时，通过调节反电动势E和电流I的相位基准，相位差的值可以为零。通过这个程序，在理论上可以认为，当方程中分母的复数部分：

$E=\frac{{\mathrm{\α}}^2}{C+(\mathrm{m\ω}-\frac{k}{\mathrm{\ω}})j}i$

为零时，达到共振频率。

但是如上所述，因为等效弹簧常数k随负载变化，所以通过检测反电动势的相位和电流的相位并根据它们来改变和同步工作频率f_c，将工作频率f_c控制为跟踪变化的机械共振频率f_m。

在上述控制方法中，利用电学模型中可测量的变量(R，L，i，V^*)来获得共振状态，而不是通过准确地计算弹簧常数k(为机械变量)来估计机械共振频率f_m，因此当实际制造线性压缩机时，提供对机械准确度不敏感的线性压缩机。因此附加地，上述控制方法使得在制造线性压缩机时，能容易地克服制造过程中出现的机械误差，并在共振工作中进行压缩和吸入过程。

可设置在控制单元中的逆变器单元根据电压指令值V^*产生正弦波电压。首先，检测电压指令值V^*和电流i，从而检测反电动势E。之后，检测电流i的相位，然后通过比较反电动势E与电流i的相位，计算出电流i与反电动势E之间的相位差。通过计算得到的相位差，获得使电流i的相位等于反电动势E的相位的频率改变值Δf，通过产生这种频率改变值Δf，校正电压指令值V^*。控制单元根据改变后的电压指令值V^*，再产生正弦波电压。通过这个程序，工作频率f_c能跟踪变化的机械共振频率f_m。

图39是用于说明控制单元控制功率从而跟随或跟踪机械共振频率的方法的示意图。X轴表示提供给线性马达400(如图3所示)的电压V_m的频率和幅度，它们受控制单元控制，Y轴实际上表示上述反电动势E与电流i之间的相位差。已经说明X轴上的y值随频率变化，当频率与共振频率的值相同时y值最小。

为了使y值最小，控制单元获得使电流i的相位与反电动势E的相位相等的频率改变值Δf，并且控制单元通过产生这种频率改变值Δf并校正电压指令值V^*(如箭头所示)，将y值控制为最小。此外，进行控制使得能清楚地观察到相位反转。总之，这意味着进行控制使得工作频率f_c可跟随或跟踪机械共振频率f_m，并且活塞300(如图3所示)的上死点在汽缸200(如图3所示)的一个表面上。

图40是用于说明用于(调节)控制根据本发明的线性压缩机的流率的方法的流程图。线性压缩机需要根据冷却装置所要求的冷却能力来调节流率，并且线性压缩机进行以下过程以提供要求的流率。

在根据所需的流率设定频率的步骤S11中，当A和S固定在特定频率周围时，通过参考流率Q的线性增加或减少来设定适当的工作频率，当频率f在所述特定频率附近线性地增加或减少时引起参考流率Q的线性增加或减少。在将附加质量部件350附接到活塞上的步骤S12中，获得在固定的机械频率f_m满足以下条件的m_d：

$f_m=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{k_m+k_g}{m+m_d}}$

这里，k_m、k_g、m和m_d分别表示连接到活塞300的弹簧800’的物理弹性系数、气体弹簧800’的弹性系数、活塞300的质量以及要附接的附加质量部件350的质量。

在通过控制单元控制所提供的功率的步骤S13中，将功率控制为使得在低功率条件下工作频率f_c可跟随设定的机械共振频率f_m，并且活塞300的上死点与构成汽缸的压缩空间的一个表面形成接触。更详细而言，当控制单元控制使得通过利用在共振频率左右，活塞300(如图3所示)和电流之间相位的增加和减少是相反的现象，能跟随共振频率，并且通过利用当活塞200(如图3所示)的头部更接近构成汽缸200(如图3所示)的压缩空间P的一个表面时相位反转的现象，上死点变得更接近汽缸200(如图3所示)。

图41是用于概念性说明根据本发明的往复式压缩机的电源设备的示意图。

电源设备包括整流器单元、DC链接部分和逆变器开关单元484，整流器单元用于将AC电源单元提供的AC电力整流，DC链接部分用于稳定经过整流的电力，逆变器开关单元484用于控制提供给线圈部分的电力。典型地，通过AC电源单元481(例如电缆)从外部提供AC电力。整流器单元482用于对AC电力进行整流，使AC电力只在一个方向上流动，DC链接部分483用于减少经过整流的电力的幅度的变化(用于稳定)。因为整流器单元482和DC链接部分483的目的是将AC电力转换为稳定的DC电力，所以可将这两个部件组合成电力转换单元。逆变器开关单元484通过开关控制提供给逆变器的电力。经过控制的电力经过逆变器开关单元484，然后转换为具有适当幅度和频率的AC电力，所述AC电力被提供给线性马达400(如图3所示)。

Claims (40)

1.一种线性压缩机，包括：

密封容器，将被填充有制冷剂；

线性马达，包括内定子、外定子和永磁体；

活塞，通过所述线性马达线性地往复运动；

汽缸，提供在所述活塞的线性往复运动中用于压缩制冷剂的空间；

活塞支撑器，具有连接部分、支撑部分和附加质量部件固定部分，所述连接部分连接到所述活塞的一端并与所述活塞相接触，所述支撑部分延伸自所述连接部分，所述附加质量部件固定部分延伸自所述连接部分；

多个前主弹簧，安装在相对于所述活塞的中心对称的位置，所述多个前主弹簧的一端通过所述活塞支撑器的一个表面来支撑；以及

一个后主弹簧，所述后主弹簧的一端通过所述活塞支撑器的另一个表面来支撑。

2.如权利要求1所述的线性压缩机，其中，所述活塞包括延伸部分，所述活塞支撑器被紧固到所述延伸部分，以及

所述活塞支撑器还包括紧固孔，所述紧固孔形成在所述连接部分上，用于紧固到所述延伸部分。

3.如权利要求2所述的线性压缩机，其中，所述活塞支撑器还包括风阻损失降低孔，所述风阻损失降低孔形成在所述连接部分上，并且形成在与所述紧固孔不重叠的位置上。

4.如权利要求1至3中任一项所述的线性压缩机，还包括弹簧导向器，所述弹簧导向器联接到所述活塞支撑器的另一个表面，用于加强支撑所述后主弹簧的强度。

5.如权利要求4所述的线性压缩机，其中，所述弹簧导向器的中心对准所述活塞和所述活塞支撑器的中心，并且所述弹簧导向器被固定到所述活塞支撑器。

6.如权利要求4或5所述的线性压缩机，其中，所述弹簧导向器具有阶梯形部分，用于限制所述后主弹簧的一端在所述弹簧导向器的径向上移动。

7.如权利要求4至6中任一项所述的线性压缩机，其中，所述活塞支撑器和所述弹簧在相互对应的位置分别具有引导孔，用于引导联接位置。

8.如权利要求4至7中任一项所述的线性压缩机，其中，所述弹簧导向器的至少与所述后主弹簧相接触的部分具有比所述后主弹簧的硬度更大的硬度。

9.如权利要求4至8中任一项所述的线性压缩机，其中，所述线性压缩机还包括吸入消声器，用于将制冷剂引入所述活塞，同时降低噪声，所述吸入消声器的一部分穿过所述活塞支撑器的制冷剂进口孔从而插入所述活塞。

10.如权利要求9所述的线性压缩机，其中，所述吸入消声器包括：大致为圆形的主体，所述主体的一端在径向上延伸，从而连接到所述活塞支撑器，所述主体的另一端具有用于引入制冷剂的制冷剂进口孔；内部噪声管，位于所述主体内；以及外部噪声管，位于所述活塞内。

11.如权利要求10所述的线性压缩机，其中，所述活塞支撑器包括底座部分，用于引导所述吸入消声器的主体，使其相对于所述活塞支撑器对准。

12.如权利要求10或11所述的线性压缩机，其中，所述吸入消声器由可注射成型的材料制成。

13.如权利要求10至12中任一项所述的线性压缩机，其中，所述内部噪声管和所述外部噪声管是整体形成的。

14.如权利要求9至13中任一项所述的线性压缩机，其中，所述吸入消声器通过紧固件紧固到所述活塞支撑器，所述弹簧导向器设置有用于容纳所述紧固件的紧固件容纳孔，所述紧固件用于紧固所述活塞支撑器与所述吸入消声器。

15.如权利要求1至14中任一项所述的线性压缩机，还包括后端盖，所述后端盖用于支撑所述后主弹簧的另一端。

16.如权利要求1至14中任一项所述的线性压缩机，其中，所述后端盖至少包括弯曲部分或突出部分，所述弯曲部分或突出部分用于固定所述后主弹簧的另一端。

17.如权利要求15或16所述的线性压缩机，还包括后消声器，所述后消声器设置在所述后端盖与所述密封容器之间。

18.如权利要求17所述的线性压缩机，其中，所述后消声器焊接在所述后端盖上。

19.如权利要求17或18所述的线性压缩机，其中，所述后消声器形成为大致圆形，所述后端盖的侧面开口，所述密封容器的侧面的中心部分朝所述密封容器突出，并且所述后消声器大致在中心部分包括制冷剂进口孔。

20.如权利要求1至19中任一项所述的线性压缩机，其中，所述前主弹簧和所述后主弹簧的固有频率大致与所述活塞的共振工作频率一致。

21.如权利要求1至20中任一项所述的线性压缩机，还包括定子端盖，所述定子端盖用于支撑所述外定子的一端与所述前主弹簧的另一端。

22.如权利要求21所述的线性压缩机，其中，所述定子端盖具有前主弹簧支撑部分，所述前主弹簧支撑部分的数量和位置对应于所述前主弹簧的数量和位置。

23.如权利要求1至22中任一项所述的线性压缩机，其中，所述前主弹簧与所述后主弹簧具有大致相同的刚度。

24.如权利要求1至23中任一项所述的线性压缩机，其中，所述前主弹簧和所述后主弹簧在所述线性压缩机未被驱动的状态下具有大致相同的长度。

25.如权利要求1至24中任一项所述的线性压缩机，还包括附加质量部件，所述附加质量部件将被选择性地安装在所述活塞支撑器上。

26.如权利要求25所述的线性压缩机，其中，所述附加质量部件设置为多个，能附接在所述活塞支撑器上或从所述活塞支撑器脱离。

27.如权利要求25或26所述的线性压缩机，其中，所述附加质量部件的质量为，考虑到根据所述线性压缩机的制冷剂压缩能力所确定的所述活塞的冲程，通过该质量所述活塞能在共振条件下工作。

28.如权利要求25至27中任一项所述的线性压缩机，还包括控制单元，所述控制单元用于根据是否安装有所述附加质量部件以及所述附加质量部件的质量，来控制所述活塞支撑器的工作频率。

29.如权利要求28所述的线性压缩机，其中，在较低功率条件下，所述控制单元通过跟踪机械共振频率来控制工作频率，所述机械共振频率取决于所述附加质量部件的质量。

30.如权利要求28或29所述的线性压缩机，其中，所述控制单元控制工作频率，使得所述活塞的位置与电流之间的相位差为最小值。

31.如权利要求1至30中任一项所述的线性压缩机，其中，在所述线性压缩机的最大负载工作条件下，通过所述前主弹簧和后主弹簧的弹簧常数所确定的所述活塞的移动量允许所述活塞在上死点与下死点之间对称地移动。

32.如权利要求31所述的线性压缩机，其中，所述活塞相对于所述汽缸的初始位置被确定为使得在所述最大负载工作条件下，所述活塞在上死点与下死点之间对称地移动。

33.如权利要求31或32所述的线性压缩机，还包括控制单元，所述控制单元用于控制所述活塞在共振条件下往复运动。

34.如权利要求33所述的线性压缩机，其中，所述控制单元根据所需冷却能力来调节所述活塞的工作频率。

35.如权利要求33或34所述的线性压缩机，其中，所述控制单元控制所述活塞的运动，使得电流相位与所述活塞的位置之间的差为最小。

36.如权利要求33至35中任一项所述的线性压缩机，其中，所述控制单元通过利用相位和冲程的拐点，根据所述线性压缩机的所需冷却能力来计算所述活塞的所述上死点的位置。

37.如权利要求36所述的线性压缩机，其中，所述控制单元包括PWM型全桥逆变器控制逻辑电路，用于控制所述活塞经过计算得到的上死点位置与所述活塞实际的上死点位置相互一致。

38.如权利要求33至37中任一项所述的线性压缩机，其中，所述控制单元包括整流器电路和两个逆变器开关。

39.如权利要求38所述的线性压缩机，其中，所述整流器电路包括背压整流电路。

40.如权利要求1至37中任一项所述的线性压缩机，还包括用于向所述线性马达供电的电源设备，所述电源设备包括整流器单元和逆变器开关单元，所述整流器单元用于将AC电力整流为直流电，所述逆变器开关单元用于控制将经过整流的电压施加给所述线性马达。

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