CN102985693A - 往复式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及往复式压缩机。根据本发明，通过将往复马达和压缩部的气缸紧贴固定在密闭容器上，能够减少上述压缩机主体和密闭容器之间的间隔，从而能够缩小压缩机的大小。另外，通过使上述往复马达的动子和压缩部的活塞分离，能够简化压缩机的组装工序。另外，若对构成上述往复马达和压缩部的一些构件的质量和支撑这些构件的弹簧的弹性进行适宜的调整，则能够使施加于密闭容器的力相互抵消，从而能够使密闭容器的振动最小化。另外，通过使上述往复马达的相对速度大于压缩部的相对速度，能够提高马达的效率。

Description

往复式压缩机

技术领域

本发明涉及往复式压缩机，特别地涉及利用了振动的往复式压缩机。

背景技术

一般而言，往复式压缩机采用通过使活塞在气缸内部进行直线往复运动来吸入压缩制冷剂并排出的方式。上述往复式压缩机可根据活塞的驱动方式来划分为连接式和振动式。

上述连接式往复式压缩机采用如下方式，即，使上述活塞经由连杆与旋转马达的旋转轴相连接来在气缸内进行往复运动，由此压缩制冷剂。与此相反，上述振动式往复式压缩机则采用如下方式，即，使活塞与进行往复运动的往复马达的动子相连接来一起进行振动，由此在气缸内进行往复运动来压缩制冷剂。本发明涉及振动式往复式压缩机，因此下面将振动式往复式压缩机略称为往复式压缩机。

上述往复式压缩机反复进行如下的一系列过程，即，上述活塞和气缸沿着往复马达的磁通（magnet flux）方向进行相对往复运动，从而吸入、压缩制冷剂并排出。

发明内容

发明要解决的问题

但是，以往的往复式压缩机具有如下的问题点：由往复马达和压缩部构成的压缩机主体，通过由螺旋弹簧构成的支撑弹簧来支撑在密闭容器的内部空间，由此能够横向振动地设置压缩机主体，因此，在上述密闭容器和压缩机主体之间需要用于利用支撑弹簧支撑的程度的一定的间隔，由此导致压缩机的大小变大。

另外，以往的往复式压缩机还具有如下的问题点：由于要将上述往复马达的动子和压缩部的活塞结合组装，因而上述动子和活塞的同心度要一致，从而导致压缩机的组装工序相应地变难。

另外，以往的往复式压缩机还具有如下的问题点：上述支撑弹簧与往复马达的定子、压缩部的气缸相连接并固定在密闭容器上，因此，上述往复马达的振动和压缩部的振动传递至密闭容器而导致压缩机振动增大。

另外，以往的往复式压缩机还具有如下的问题点：上述往复马达的定子与压缩部的气缸结合为一体或经由共振弹簧与压缩部的气缸相连接，并且上述往复马达的动子与压缩部的活塞相连接，由此使上述往复马达的速度和压缩部的相对速度变得相同。因此限定了上述往复马达的相对速度的提高而导致压缩机效率下降。

本发明的目的在于，提供一种通过减小压缩机主体和密闭容器之间的间隔来实现了小型化的往复式压缩机。

本发明的另一目的在于，提供一种通过使往复马达的动子和压缩部的活塞的组装变得容易来能够使压缩机的组装工序简单的往复式压缩机。

另外，本发明的另一目的在于，提供一种通过使往复马达的振动和压缩部的振动相互抵消来能够使压缩机振动衰减的往复式压缩机。

本发明的另一目的在于，提供一种通过将往复马达的相对速度和压缩部的相对速度控制得不同来提高往复马达的速度并由此能够提高压缩机的效率的往复式压缩机。

用于解决问题的手段

为了达成本发明的目的，提供一种往复式压缩机，该往复式压缩机包括：密闭容器；往复马达，该往复马达的定子固定在上述密闭容器的内部，并且该往复马达的动子在该定子的空隙（air gap）中进行往复运动；活塞，其与上述动子分离，并且弹性支撑在上述密闭容器并进行往复运动；气缸，其与上述往复马达隔开一定间隔而固定在上述密闭容器的内部，上述活塞插入该气缸而形成压缩空间。

另外，提供一种往复式压缩机，该往复式压缩机包括：密闭容器，其与吸入管及排出管连通；往复马达，该往复马达的定子固定在上述密闭容器，并且该往复马达的动子相对于上述定子进行往复运动；气缸，其固定在上述密闭容器的内部；活塞，其以滑动的方式插入到上述气缸内而进行往复运动，从而对吸入到上述密闭容器的内部空间的制冷剂进行压缩；第一共振弹簧，其将上述动子弹性支撑在密闭容器，用于诱发上述动子的共振运动；第二共振弹簧，其将上述活塞弹性支撑在密闭容器，用于诱发上述活塞的共振运动。

发明效果

在本发明的往复式压缩设备中，通过将上述往复马达的定子和上述压缩部的气缸紧贴固定在上述密闭容器上，能够减少上述压缩机主体和密闭容器之间的间隔，从而能够缩小压缩机的大小。不仅如此，因为上述压缩部的气缸紧贴在密闭容器上，因此不需另设如环状管那样的管，能够节减制造费用。

另外，通过使上述往复马达的动子和压缩部的活塞分离，可以不使上述动子和活塞的同心度一致，因而能够简化压缩机的组装工序。不仅如此，上述往复马达的振动经由密闭容器而传递至压缩部，因而能够使上述密闭容器的振动衰减。

另外，若对上述往复马达的定子质量和支撑弹簧的刚性、往复马达的动子质量、压缩部的活塞质量和共振弹簧的刚性进行适宜的调整，则可使施加于上述密闭容器的力相互抵消，由此可使密闭容器的振动最小化。

另外，可使上述往复马达的相对速度大于压缩部的相对速度，由此可提高马达的效率。

附图说明

图1是示出了本发明的往复式压缩机的一例的纵向剖视图。

图2是示出了图1的往复式压缩机中的往复马达的一部分的纵向剖视图。

图3是为了说明图1的往复式压缩机的结构而示出的简图。

图4是示出了图1的往复式压缩机的机械损失和马达效率的曲线图。

图5是示出了本发明的往复式压缩机的另一例的纵向剖视图。

具体实施方式

下面，参照在附图示出的往复式压缩机，详细说明本发明的往复式压缩机。

图1是示出了本发明的往复式压缩机的一例的纵向剖视图，图2是示出了图1的往复式压缩机中的往复马达的一部分的纵向剖视图，图3是为了说明图1的往复式压缩机的结构而示出的简图。

参照图1，在本发明的往复式压缩机中，密闭容器100的两端分别与气体吸入管110和气体排出管120相连通；在上述密闭容器100的内部设置有往复马达200，该往复马达200的动子230进行直线往复运动；压缩部300与上述往复马达200隔开一定间隔而设置在密闭容器100的内部，其中，上述压缩部300的与上述往复马达200的动子230分离的活塞320相对于上述动子230独立地进行往复运动，从而压缩制冷剂。

上述密闭容器100弹性支撑在设置面上以能够沿着上述动子230的运动方向振动，在上述密闭容器100的两侧分别贯通连接有气体吸入管110和气体排出管120。上述气体吸入管110的末端与上述密闭容器100的内部空间130连通，而上述气体排出管120的末端与后述的排出盖360直接连接。

并且，在上述密闭容器100的内周面两侧，与上述密闭容器100的内周面一体地形成有第一弹簧支架140和第二弹簧支架150，这些第一弹簧支架140和第二弹簧支架150隔开规定间隔，并且这些第一弹簧支架140和第二弹簧支架150分别支撑用于弹性支撑后述的动子230和活塞320的共振弹簧251、252、361、362的一端。

上述往复马达200包括：外侧定子210，其具有线圈211，并且固定在上述密闭容器100；内侧定子220，其设置在上述外侧定子210的内则，并且与上述外侧定子210隔开规定间隔的空隙（air gap），从而与上述外侧定子210一起固定在上述密闭容器100；动子230，其在上述外侧定子210和内侧定子220之间进行直线往复运动。

上述外侧定子210和内侧定子220可以以上述线圈211为中心在两侧分别形成空隙，但此时因上述线圈211和磁体232而产生的磁通会泄漏到定子的外部，而且磁体232的长度变长而导致制造费用增加。因此，上述外侧定子210和内侧定子220可形成为所谓的“1磁极2间隙（1-pole 2-gap）”形状，即，上述外侧定子210和内侧定子220以上述线圈211为中心，一侧相互连接，而另一侧相互隔开而形成空隙。

例如，上述定子包括：外侧定子210，其如图2示出那样具有线圈130，并且形成为圆筒形状；内侧定子220，以上述线圈211为中心，该内侧定子220的一侧与上述外侧定子210的内侧相连接，而该内侧定子220的另一侧与上述外侧定子210隔开规定空隙而配置。

就上述定子而言，由于其内侧要设置环形的线圈，因而与一体形成上述外侧定子210和内侧定子220的情况相比，优选将上述外侧定子210和内侧定子220分别形成为“ㄈ”字形状和“一”字形状并通过焊接等来组装。

上述动子230形成有圆筒形状的磁体架231，在上述磁体架231的外周面，固定结合有多个磁体232。并且，上述磁体架231的一侧末端与上述动子侧支架240结合，在上述动子侧支架240的两侧设置有马达侧第一共振弹簧251和马达侧第二共振弹簧252。上述马达侧第一共振弹簧251和马达侧第二共振弹簧252的另一端分别固定在上述密闭容器100的第一弹簧支架140和第二弹簧支架150的一个侧面。

上述马达侧共振弹簧251、252可由一个压缩螺旋弹簧构成，但根据不同情况也可以由沿着圆周方向的多个压缩螺旋弹簧构成。

上述压缩部300包括：气缸310，其固定结合在上述密闭容器100的内周面；活塞320，其与上述往复马达200的动子230结合，从而向上述气缸310的压缩空间311进行往复运动；吸入阀330，其安装在上述活塞320的前端以开闭该活塞320的吸入流路321，从而开闭上述压缩空间311的吸入侧；排出阀340，其可装拆地设置在上述气缸310，用于开闭上述压缩空间311的排出侧；阀弹簧350，其弹性支撑上述排出阀340。

上述气缸310的外周面紧贴固定在上述密闭容器100的内周面，上述气缸310的中央部形成有环形的上述压缩空间311，在上述压缩空间311的外侧，与该压缩空间311连续地形成有容置上述排出阀340和阀弹簧350的排出空间312。上述排出空间312与上述气体排出管120直接连通并且以密封的方式相连接。

上述活塞320形成为圆筒形状以在其内部形成吸入流路321，在上述吸入流路321的出口端可形成与上述吸入流路321连通的多个吸入通孔322。并且，上述活塞320的一侧末端与活塞挡块（stopper）323结合，在上述活塞挡块323的两侧分别设置有压缩部侧第一共振弹簧361和第二共振弹簧362。上述压缩部侧第一共振弹簧361和第二共振弹簧362的另一端分别固定在上述气缸310和第二弹簧支架150的另一端。

上述压缩部侧共振弹簧361、362可由一个压缩螺旋弹簧构成，但根据不同情况也可以由沿着圆周方向的多个压缩螺旋弹簧构成。

如上所述的本发明的往复式压缩机如下进行动作。

即，如图3所示，对上述往复马达200的线圈211施加电源，从而在上述外侧定子210和内侧定子220之间形成磁通时，位于上述外侧定子210和内侧定子220之间的空隙的上述动子230沿着磁通的方向移动，并通过上述马达侧共振弹簧251、252来持续进行往复运动。

于是，因上述动子230的往复运动而产生一次振动，该一次振动向上述密闭容器100传递。

于是，接收到经由上述密闭容器100传递来的一次振动的活塞320在被压缩部侧共振弹簧361、362弹性支撑的状态下产生二次振动并进行往复运动。上述活塞320持续进行往复运动来压缩制冷剂并排出到冷冻循环系统。

在此，如果对上述往复马达的定子质量和马达侧共振弹簧的刚性、上述往复马达的动子质量、压缩部的活塞质量和压缩部侧共振弹簧的刚性进行适宜的调整，则能够使施加于上述密闭容器的力相互抵消，由此能够使密闭容器的振动最小化。并且，上述往复马达和压缩部以密闭容器为介质相互发挥动力减震器的作用，因而能够使往复式压缩机的振动衰减。

另外，因为上述往复马达的定子发生位移，所以上述往复马达的动子和定子的相对位移与上述压缩部的活塞和气缸的相对位移变得不同。利用这样的特性，能够使上述往复马达的相对速度大于压缩部的相对速度，并且如图4示出那样，这样的特性使低速时的马达效率提高，从而整体上减少马达的输入损失，因此这样的特性成为提高马达的效率的主要因素。

另外，通过将上述往复马达的定子和压缩部的气缸紧贴固定在上述密闭容器，不仅能够减小上述压缩机主体和密闭容器之间的间隔来缩小压缩机的大小，而且因为上述压缩部的气缸紧贴在密闭容器上，所以不需要为了将压缩的制冷剂送出至循环系统而另设如具有弹性的环状管那样的管，从而能够节减制造费用。

用于实施发明的方式

另一方面，本发明的往复式压缩机的另一实施例如下。

即，在前述的实施例中，利用共振弹簧来支撑上述往复马达的动子，但在本实施例中，如图5所示，在上述外侧定子210和内侧定子220之间的空隙，能够进行往复运动地设置上述动子230，以使上述动子230在自由状态下进行往复运动。

此时，往复式压缩机的基本结构、作用效果与前述的实施例大同小异，因而省略对此的详细说明。但是，在本实施例中，由于上述动子230在自由状态下位于空隙中并沿着磁通进行往复运动，因而为了使上述动子230顺畅地进行往复运动，优选将上述往复马达200的定子形成为如前述的实施例那样的所谓的“1磁极2间隙（1-pole 2-gap）”形状。

并且，在本实施例中，不需要另设用于弹性支撑上述动子1230的那些马达侧共振弹簧、用于支撑这些马达侧共振弹簧的弹簧支架和动子侧支架，因而与前述的实施例相比，能够相对节减制造费用。

并且，另一方面，虽然未图示，但上述往复马达的定子可形成为在马达两侧分别形成空隙的“2磁极2间隙（2-pole 2-gap）”形状。

Claims (11)

1.一种往复式压缩机，其特征在于，

包括：

密闭容器；

定子，其固定在上述密闭容器的内部，并且形成有空隙；

动子，其在上述定子的空隙内进行往复运动；

气缸，其固定在上述密闭容器的内部；

活塞，其弹性支撑在上述密闭容器并与上述动子分离，该活塞借助经由上述密闭容器传递来的振动，在气缸内进行往复运动。

2.如权利要求1所述的往复式压缩机，其特征在于，

在上述密闭容器的内周面设置有至少一个弹簧支架，该弹簧支架与上述密闭容器的内周面形成为一体，并且用于分别支撑上述动子及活塞的各弹簧被上述弹簧支架支撑。

3.如权利要求2所述的往复式压缩机，其特征在于，

上述动子和活塞隔着至少一个弹簧支架而分别配置在该弹簧支架的两侧，并且上述动子和活塞分别由分别被上述弹簧支架的两侧面支撑的弹簧弹性支撑。

4.如权利要求3所述的往复式压缩机，其特征在于，

上述弹簧支架包括隔开一定间隔而配置的第一弹簧支架和第二弹簧支架，

上述动子配置在第一弹簧支架和第二弹簧支架之间，上述活塞配置在第二弹簧支架和气缸之间，

与上述动子结合的动子侧支架的两侧面分别支撑分别被上述第一弹簧支架的一侧面和第二弹簧支架的一侧面支撑的弹簧，与上述活塞结合的活塞侧支架的两侧面分别支撑分别被上述第二弹簧支架的另一侧面和气缸的一侧面支撑的弹簧。

5.如权利要求1所述的往复式压缩机，其特征在于，

上述定子由外侧定子和内侧定子构成，上述内侧定子和外侧定子各自的一侧相连接，而各自的另一侧相互分离而形成供上述动子进行往复运动的空隙。

6.如权利要求1所述的往复式压缩机，其特征在于，

上述密闭容器的内部空间与吸入管连通，在上述活塞贯通形成有吸入流路使得密闭容器的内部空间和上述气缸的压缩空间连通，在上述活塞的末端设置有用于开闭上述吸入流路的吸入阀，在上述气缸的压缩空间出口侧设置有用于开闭该压缩空间的排出阀。

7.如权利要求6所述的往复式压缩机，其特征在于，

在上述气缸，与上述压缩空间连续地形成有与上述压缩空间连通的排出空间，在密闭容器连接有与上述排出空间连通的排出管。

8.如权利要求1所述的往复式压缩机，其特征在于，

上述密闭容器能够振动地支撑在设置面上，使得该密闭容器能够沿着往复马达的动子进行往复运动的方向进行往复运动。

9.一种往复式压缩机，其特征在于，

包括：

密闭容器，其与吸入管及排出管连通；

往复马达，该往复马达的定子固定在上述密闭容器，并且该往复马达的动子相对于上述定子进行往复运动；

气缸，其固定在上述密闭容器的内部；

活塞，其以滑动的方式插入到上述气缸内而进行往复运动，从而对吸入到上述密闭容器的内部空间的制冷剂进行压缩；

第一共振弹簧，其将上述动子弹性支撑在密闭容器，以诱发上述动子的共振运动；

第二共振弹簧，其将上述活塞弹性支撑在密闭容器，以诱发上述活塞的共振运动。

10.如权利要求9所述的往复式压缩机，其特征在于，

在上述密闭容器的内周面一体设置有弹簧支架，该弹簧支架安装在上述第一共振弹簧和第二共振弹簧之间，用于支撑上述第一共振弹簧和第二共振弹簧。

11.如权利要求9所述的往复式压缩机，其特征在于，

上述定子由外侧定子和内侧定子构成，上述内侧定子和外侧定子各自的一侧相连接，而各自的另一侧相互分离而形成供上述动子进行往复运动的空隙。

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