CN101952594B

CN101952594B - 往复式压缩机

Info

Publication number: CN101952594B
Application number: CN200880124479.2A
Authority: CN
Inventors: 朴东佑; 朱玹奭; 金敬晧; 李宗穆; 金英焕
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2008-01-10
Filing date: 2008-12-31
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2028-12-31
Also published as: WO2009088179A3; WO2009088179A2; CN101952594A

Abstract

本发明涉及一种往复式压缩机。根据本发明，由于缸体的内周表面或活塞的外周表面以特定长度和特定深度设置有摩擦消除部或者形成所述摩擦消除部的阶梯状表面成锯齿状，因此所述缸体与所述活塞之间的摩擦面积减小并且有效地密封压缩室。因而，能够提高所述压缩机的可靠性。

Description

往复式压缩机

技术领域

本发明涉及一种往复式压缩机的活塞。

背景技术

通常，往复式压缩机以这样的方式进行操作：活塞在缸体的压缩室中进行直线往复运动，从而吸入、压缩并且排出制冷剂。根据活塞的驱动方式，往复式压缩机可以分为连接型往复式压缩机和振动型往复式压缩机。连接型往复式压缩机配置为以这样的方式压缩制冷剂：活塞通过连杆连接于旋转式电机的转轴并接着在缸体的压缩室中进行往复运动。同时，振动型往复式压缩机配置为以这样的方式压缩制冷剂：活塞通过被连接于往复式电机的动子而振动，从而在缸中进行往复运动。在下文中，连接型往复式压缩机被称为往复式压缩机，并且应用于实施方式中。但是，所述实施方式并非必需由连接型往复式压缩机应用。

往复式压缩机包括：封闭容器；驱动电机，其安装于所述封闭容器并且产生旋转力；以及压缩机构单元，其中联接于驱动电机转轴的活塞将驱动电机的旋转运动转变为直线运动并接着在缸体中进行往复运动从而压缩制冷剂。因此，在活塞与缸体之间形成摩擦表面。往复式压缩机配置为将封闭容器中的油以泵送方式供给至摩擦表面。

发明内容

[技术问题]

在相关的往复式压缩机中，由于缸体与活塞之间的摩擦面积大，因此即使向缸体的内周表面与活塞的外周表面之间供油，仍然不足以减小摩擦损耗。如果摩擦面积变得过小，则可能会损坏油膜，这可能会对压缩机的可靠性造成不利影响。更具体地，成圆环带状的凹部可以形成于活塞外周表面的中部，从而减小缸体与活塞之间的摩擦面积。在这种情况下，如果将凹部配置为偏向活塞的前侧，即沿朝向压缩室的方向，则活塞的密封面积减小，从而压缩室中的制冷剂可能会通过缸体与活塞之间的摩擦表面而泄漏。相反，如果凹部配置为偏向活塞的后侧，即沿与压缩室相反的方向，则当活塞向后移动时，缸体的前端表面可能会锁止凹部的成小平面的端表面。因此，活塞可能无法顺利地进行往复运动，从而可能会使压缩机的可靠性劣化。

因此，本发明的目的是提供一种往复式压缩机，其能够在减小缸体与活塞之间的摩擦面积的情况下，通过有效地密封压缩室并且使活塞稳定地进行往复运动而维持压缩机的可靠性。

[技术方案]

为了实现该目的，根据本发明的一个方面，提供一种往复式压缩机，包括：缸体，其形成压缩室；以及活塞，其在所述缸体中进行往复运动从而在所述压缩室中吸入并且压缩制冷剂。其中，在所述活塞的整个长度(L)的大约1/10至1/2的范围内、在所述活塞的外周表面处凹入地形成有摩擦消除部。

根据本发明的另一个方面，提供一种往复式压缩机，包括：缸体，其形成压缩室；以及活塞，其在所述缸体中进行往复运动从而在所述压缩室中吸入并且压缩制冷剂。其中，在所述活塞的前侧和后侧的外周表面处分别形成有前支承部和后支承部从而滑动地与所述缸体接触，并且沿着所述活塞的圆周方向在所述前支承部与所述后支承部之间以阶梯状形式形成有具有特定宽度和深度的摩擦消除部，并且，所述前支承部和所述后支承部具有彼此不同的直径。

根据本发明的再一个方面，提供一种往复式压缩机，包括：缸体，其形成压缩室；以及活塞，其在所述缸体中进行往复运动从而在所述压缩室中吸入并且压缩制冷剂。其中，在所述缸体的压缩室的内周表面处凹入地形成有具有特定长度和深度的摩擦消除部，并且，所述摩擦消除部沿着所述缸体的圆周方向形成为圆环形。

[有益效果]

根据本发明的往复式压缩机，由于缸体的内周表面或活塞的外周表面以特定长度和特定深度设置有摩擦消除部，所以减小了缸体与活塞之间的摩擦面积并且防止了油膜损坏，因而能够有效地密封压缩室，由此能够提高压缩机的可靠性。

附图说明

图1是示出根据本发明的往复式压缩机的纵截面图；

图2是示出活塞的一个示例的立体图，所述活塞位于根据图1的往复式压缩机中；

图3是示出摩擦消除部的配置的截面图，所述摩擦消除部位于根据图2的活塞中；

图4和图5是示意性地示出摩擦消除部的其它实施方式的截面图和立体图，所述摩擦消除部位于根据图1的往复式压缩机中。

图6是示出输入功率根据摩擦消除部的长度而发生变化的曲线图，所述摩擦消除部位于根据图1的往复式压缩机中；

图7是示出油膜厚度根据摩擦消除部的长度而发生变化的曲线图，所述摩擦消除部位于根据图1的往复式压缩机中；

图8和图9是示出活塞的另一个实施方式的立体图和截面图，所述活塞位于根据图1的往复式压缩机中；

图10和图11是示出活塞的再一个实施方式的立体图和截面图，所述活塞位于根据图1的往复式压缩机中；

图12至15是示出活塞的其它实施方式的立体图，所述活塞位于根据图1的往复式压缩机中；以及

图16是示意性地示出根据本发明的往复式压缩机中的摩擦消除部的另一个实施方式的截面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图对根据本发明的往复式压缩机进行详细说明。

如图1所示，根据本发明的往复式压缩机包括：传动机构单元2，其安装于壳体1中并且通过从外部供给的功率产生旋转力；以及压缩机构单元3，其在壳体1中联接于传动机构单元2，并且在使用来自传动机构单元2的摩擦力而进行直线往复运动的情况下对制冷剂进行压缩。

传动机构单元2包括：定子12，其由壳体1弹性地支撑并且卷绕有线圈11；转子13，其可旋转地设置于定子12的中部中；以及转轴14，其联接于转子13的中心并且向压缩机构单元3传递摩擦力。

压缩机构单元3包括：缸体110，其沿宽度方向设置于壳体1中并且沿径向方向具有设置有压缩室(V1)的一侧；轴筒120，其可旋转地插入成与转轴14偏心，布置于缸体110的上表面上；连杆130，其联接于套筒120的外周表面并且将转轴14的旋转运动转变为将进行解释的活塞140的往复运动；活塞140，其联接于连杆130的另一端并且在缸体110的压缩室(V1)中沿转轴14的径向方向进行往复运动；阀组件150，其安装于缸体110的排放侧并且控制制冷剂的吸入和排出；排放盖160，其安装于缸体110的一侧并且固定于阀组件150，使得具有特定的排放室(V2)；吸入消声器170，其联接于排放盖160从而与阀组件150的吸入侧连通；以及排放消声器180，其安装于缸体110从而通过排放盖160与阀组件150的排放侧连通。

缸体110配置为具有形成为圆环形的压缩室(V1)的内周表面。活塞140配置为具有形成为圆环形的外周表面从而与缸体110的压缩室(V1)对应。并且，如图2所示，销孔141形成于活塞140的中央部从而与连杆130联接。并且，具有特定长度和深度的摩擦消除部142形成于圆周表面的一侧，即，形成于与连杆130联接的一侧(在下文中称为后侧端)。附图标记143表示连杆联接凹槽。

如图2和图3所示，摩擦消除部142配置为阶梯状从而自活塞140的后侧端朝向前侧凹入。优选地，摩擦消除部142可以配置为长度(Q)为活塞整个长度(L)的大约1/10-1/2，而深度(H)为大约3-7μm，更精确地大约5μm。如果摩擦消除部142的长度过短，摩擦可能会得不到有效地减小。相反，如果摩擦消除部142的长度(Q)过长，则可能会损坏油膜从而可能会使可靠性劣化。摩擦消除部142最好配置为朝向摩擦消除部142的前侧倾斜或者成环形从而进一步减小摩擦损耗。

如图2所示，摩擦消除部142可以自后侧端朝向前侧形成。如图4所示，可替代地，摩擦消除部142可以形成为凹入于活塞140的中间部。在这种情况下，活塞头的相反侧即后侧的直径(D2)最好比活塞头的直径(D1)短，从而进一步减小摩擦损耗。

如图2至图4所示，摩擦消除部142可以形成为圆环形截面形状。如图5所示，可替代地，摩擦消除部142可以实施为多个矩形凹部，其沿活塞140的长度方向具有特定长度并且沿着圆周方向在彼此之间以恒定间距间隔开。在这种情况下，摩擦消除部142的长度(Q)可以为整个活塞长度(L)的大约1/10-1/2。但是，由于摩擦消除部142之间具有光滑表面，因此对比摩擦消除部形成为具有圆环形截面的情况，长度(Q)可能会稍微更长。并且，优选地，摩擦消除部142的深度(H)为大约5μm，这与摩擦消除部142形成为具有圆环形截面的情况类似。

根据本发明的往复式压缩机具有下列效果。

当功率施加至传动机构单元2时，转轴14即通过定子12与转子13之间的相互作用而旋转，并且插入于转轴14的偏心部14b中的连杆130与压缩机构单元3的套筒120一起在进行旋绕运动的情况下进行直线运动。因此，活塞140在缸体110的压缩室(V1)中进行往复运动。因而，制冷剂通过吸入消声器170和阀组件150的吸入阀(未示出)而被吸入到缸体110的压缩室(V1)中，然后通过阀组件150的排放阀(未示出)而顺序地穿过排放室(V2)和排放盖160的排放消声器180而被排出。这个过程重复进行。

此处，在活塞140在缸体110的压缩室(V1)中进行往复运动的过程中可能会产生摩擦损耗。但是，由于在本发明中在活塞140的外周表面处形成有具有特定深度(H)和长度(Q)的摩擦消除部142，所以可以减小活塞140与缸体110之间的摩擦损耗。具体地，如图6所示，作为通过形成具有深度为5μm的圆环形截面的摩擦消除部142并且改变摩擦消除部142的长度(Q)而使输入功率发生变化的实验的结果，输入功率在活塞140的整个长度(L)与摩擦消除部的长度(Q)之间的比率(Q/L)为大约1/10的点处减小，然后从比率(Q/L)为1/2的点开始增大。因此，优选地，摩擦消除部的长度(Q)最好处于活塞的整个长度(L)的大约1/10-1/2的范围内，从而防止输入功率增大。

并且，图7是示出了油膜的厚度根据摩擦消除部142的长度而发生变化的曲线图。如图所示，当摩擦消除部的长度(Q)占活塞整个长度(L)的大约1/5时，油膜最厚。并且，油膜随着摩擦消除部长度(L)变得更长而变得更薄，然后在大约1/2L的点处被损坏。因此，优选地，摩擦消除部的长度(Q)等于或短于大约1/2L从而防止油膜损坏。

同时，下文将对根据本发明的往复式压缩机的另一个实施方式进行解释。

在上述实施方式中，支承部形成于活塞的前侧，即形成于与压缩室接触的一侧，而摩擦消除部形成于其相反侧，即形成于不与压缩室接触的一侧。在这一实施方式中，前支承部和后支承部分别形成于活塞的前后两侧，而具有特定深度和长度的摩擦消除部形成于前支承部与后支承部之间。

如图8至图15所示，销孔241沿径向方向贯穿地形成于活塞的中间部，从而联接于连杆230。并且，前支承部242和后支承部243分别形成于销孔241的长度方向的两侧，即沿压缩室的方向以及沿相反方向，使得活塞240的外周表面可以与缸体210的内周表面滑动地接触。并且，具有特定宽度和深度的摩擦消除部244凹入地形成于前支承部242与后支承部243之间。此处，摩擦消除部244可以形成为具有大约3-7μm的深度，更精确地为大约5μm，这与前述实施方式相同。附图标记245表示连杆联接凹槽。

如图8至图11所示，前支承部242与摩擦消除部244之间的阶梯状表面246(在下文中称作第一阶梯状表面)或后支承部243与摩擦消除部244之间的另一个阶梯状表面247(在下文中称作第二阶梯状表面)可以沿着圆周方向分别具有波形截面。

此处，如图8和图9所示，第一阶梯状表面246和第二阶梯状表面247可以彼此对应，使得摩擦消除部244的宽度(W)沿圆周方向可以是均匀的。可替代地，如图10和图11所示，第一阶梯状表面246和第二阶梯状表面247可以彼此对称，使得摩擦消除部244的宽度沿圆周方向可以是不均匀的。

并且，多个凹槽243a形成于后支承部243的外周表面上，使得彼此之间以相同的间距间隔开，从而进一步减小摩擦损耗。如图12所示，凹部243a可以实施为圆环形凹槽。如图13所示，可替代地，凹槽243a可以形成为直线形状从而贯穿后支承部243的两端。

并且，如图14所示，第一阶梯状表面246和第二阶梯状表面247形成为凹凸形状。可替代地，第一阶梯状表面246可以形成为直线形状而第二阶梯状表面247可以形成为凹凸形状。这同样可以适用于波形的情况。

根据这一实施方式的具有活塞的往复式压缩机的效果与前述实施方式的效果相同，因此将省略详细的解释。但是，由于形成摩擦消除部244的第一阶梯状表面246和第二阶梯状表面247中的至少一个成锯齿状，因此减小了实质摩擦面积，并且支承范围——即当活塞240在缸体210中滑动地进行往复运动时支持活塞240的往复运动的范围——延伸至第一阶梯状表面246和第二阶梯状表面247成锯齿状的部分。因而，前支承部242的长度能够维持至密封长度，并且后支承部243的长度能够维持至活塞240不会被缸体210的端部边缘锁止的安全长度。

同时，下文将对根据本发明的往复式压缩机的再一个实施方式进行解释。

在上述实施方式中，摩擦消除部形成于活塞的外周表面。在这一实施方式中，摩擦消除部形成于缸体的内周表面。如图16所示，优选地，摩擦消除部111形成为处于缸体的支承长度(L1)的范围内并且摩擦消除部的长度(Q)形成为处于占缸体的支承长度(L1)大约1/2的范围内，从而减小输入功率的损耗并且防止油膜损坏。

并且，摩擦消除部111可以形成为具有大约3-7μm的深度(H)，更精确地为大约5μm，与前述实施方式相同。并且，以摩擦消除部111为中心，阀组件150侧的内径可以小于其相反侧的内径。其配置和效果与前述实施方式的相同，因此将省略详细的解释。

[工业应用性]

根据本发明的往复式压缩机可以应用于像本实施方式那样的连接型往复式压缩机，并且还可以应用于利用了活塞的直线运动的振动型往复式压缩机。这种往复式压缩机可以广泛地用于冰箱或者致冷装置例如空调。

对于本领域内的普通技术人员来说将同样显而易见的是，能够在不脱离本发明的精神或范围的情况下在本发明中进行各种改型和变型。因此，本发明旨在覆盖本发明的这些改型和变型，只要它们落入所附权利要求及其等同方案的范围内。

Claims

1.一种往复式压缩机，包括：

缸体，其形成压缩室；以及

活塞，其在所述缸体中进行往复运动从而在所述压缩室中吸入并且压缩制冷剂，

其中，在所述活塞的前侧和后侧的外周表面处分别形成有前支承部和后支承部从而滑动地与所述缸体接触，并且沿着所述活塞的圆周方向在所述前支承部与所述后支承部之间以阶梯状形式形成有具有特定宽度和深度的摩擦消除部，

并且，所述前支承部和所述后支承部具有彼此不同的直径。

2.如权利要求1所述的往复式压缩机，其中，两个支承部与所述摩擦消除部之间的阶梯状表面中的至少一个沿着所述活塞的圆周方向成锯齿状。

3.如权利要求1所述的往复式压缩机，其中，形成所述摩擦消除部的阶梯状表面形成为具有凹凸截面。

4.如权利要求1所述的往复式压缩机，其中，两个支承部与所述摩擦消除部之间的阶梯状表面彼此对应，使得所述摩擦消除部的宽度沿着圆周方向是均匀的。

5.如权利要求1所述的往复式压缩机，其中，两个支承部与所述摩擦消除部之间的阶梯状表面彼此对称，使得所述摩擦消除部的宽度沿着圆周方向是不均匀的。

6.如权利要求1所述的往复式压缩机，其中，在所述活塞的两个支承部中的未与所述压缩室接触的后支承部的外周表面处进一步地形成有多个凹槽。

7.如权利要求6所述的往复式压缩机，其中，所述凹槽的直径小于所述后支承部的宽度。

8.如权利要求6所述的往复式压缩机，其中，所述凹槽形成为直线状，从而沿所述后支承部的长度方向贯穿所述后支承部的两端。

9.如权利要求1所述的往复式压缩机，其中，所述摩擦消除部具有3-7μm的深度。