CN103727003A - 往复式压缩机 - Google Patents

Abstract

根据本公开的一种往复式压缩机可包括：外定子；内定子，以预定间隙设置于该外定子的内侧；动子，构造为在该外定子与该内定子之间的间隙处进行往复运动；活塞，联接于该动子，以与该动子一起进行往复运动；缸体，该活塞被插入到该缸体内，以在进行往复运动的同时形成压缩空间；框架，联接于该缸体；第一支撑元件，联接于该外定子，以与该框架联接；以及第二支撑元件，与该第一支撑元件分开，但联接于该内定子，以与该框架联接。由于电动机单元和压缩机单元被分割为多个组块进行组装，因此便于电动机单元和压缩机单元的中心重合，并且简化了组装程序。

Description

往复式压缩机

技术领域

本发明涉及一种往复式压缩机，并且更特别地涉及一种其中的发动机单元和压缩机单元分开设置的往复式压缩机。

背景技术

一般来说，往复式压缩机在活塞于缸体内高速执行往复运动的同时会应用抽吸、压缩及排出制冷剂的方法。往复式压缩机根据其活塞的驱动方法可分为连接型和振动型。

连接型往复式压缩机应用如下方法：在该方法中，活塞连接于旋转电动机的转动轴，以便活塞在缸体内进行往复运动时压缩制冷剂。不同的是，振动型往复式压缩机应用如下方法：在该方法中，活塞连接于往复式电动机的动子，以便活塞在缸体内进行带有振动的往复运动时压缩制冷剂。本公开涉及一种振动型往复式压缩机，在下文中振动型往复式压缩机被简称为往复式压缩机。

图1为示出了相关技术中的往复式压缩机的一实施例的截面图。

如图中所示，在相关技术中的往复式压缩机中，通过多个支撑弹簧61、62在封闭的壳体10的内部空间处弹性地设置框架20，并且在框架20上设置有将在后面描述的构成电动机单元M的往复式电动机30的外定子31和内定子32，以及构成压缩机单元C的缸体41。缸体41被设置在与往复式电动机30的定子31、32轴向重叠的范围内。

活塞42被插入并联结于缸体41，以进行往复运动，其中该活塞42联结于往复式电动机30的动子33，以与缸体41一起构成压缩机单元C，并且在活塞42的运动方向的两侧分别设置有多个谐振弹簧51、52，用以引起活塞42的谐振运动。

此外，还设置有连接于制冷循环的蒸发器（未示出）的抽吸管11，以便与壳体10的内部空间连通，并且设置有连接于制冷循环装置的冷凝器（未示出）的排放管12，以与抽吸管11的一侧连通。

此外，在缸体41中形成压缩空间S1，在活塞42上形成抽吸通道F，用以将制冷剂导向压缩空间S1，该抽吸通道F的一端设有抽吸阀43，用以打开和关闭抽吸通道F，并且在缸体41的前端表面设有排放阀44，用以打开和关闭缸体41的压缩空间S1。

未做解释的附图标记35、36和45在附图中分别表示线圈、磁体及阀簧。

根据相关技术中的前述往复式压缩机，当对往复式电动机30的线圈35通电时，往复式电动机30的动子33进行往复运动。然后，联结于动子33的活塞42在壳体10的内部空间处的缸体41内以高速进行往复运动的同时，活塞42使制冷剂通过抽吸管11吸入到活塞42的内部空间中。此后，在活塞42向前运动的过程中，壳体10的内部空间处的制冷剂通过活塞42的抽吸通道F被吸入到缸体41的压缩空间S1，并从压缩空间S1排出，由此重复进行使制冷剂通过排放管12移向制冷循环的冷凝器的一系列过程。

然而，根据相关技术中的前述往复式压缩机，由于压缩机单元C以叠置方式设置于电动机单元M的内侧，因此由电动机单元M产生的磁通量可以沿着框架20泄漏至压缩机单元C，从而增大电动机的损耗，并且，泄漏至压缩机单元C的磁通量可能会使得活塞42的往复运动不稳定。此外，当缸体41和活塞42由非磁性材料制成以防止电动机单元M的磁通量泄漏至压缩机单元C时，会产生制造成本增加的问题，并且由于低的抗磨性致使压缩机的可靠性下降。

此外，根据相关技术中的往复式压缩机，动子33被插设于定子31、32之间，并且在活塞42被联结到动子33，且外定子和内定子被组装在一起的状态下，将活塞插设于缸体41内，以使动子33和活塞42的中心对准，这样可能难以使电动机单元M和压缩机单元C的中心重合，由此，可能会频繁出现电动机单元M和压缩机单元C的中心偏离的不匹配情况，从而降低压缩机性能，同时，由于缸体41与活塞42之间的磨损增大，或者缸体41与活塞42之间的间隙部分超出允许范围，会导致制冷剂的泄漏。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种往复式压缩机，其能够避免由电动机单元产生的磁通量泄漏至压缩机单元，以便提高电动机性能，并且允许构成压缩机单元的缸体和活塞的材料由低成本的具有高耐磨性的铁磁材料制成，从而降低制造成本并提高可靠性。

本发明的另一目的在于提供一种往复式压缩机，其能够便于电动机单元与压缩机单元的中心重合，以便降低组装成本，减小缸体与活塞之间的磨损，并使缸体与活塞之间的间隙均匀地保持在允许范围内，从而提高压缩机性能。

为了实现本发明的目的，在此提出一种往复式压缩机，包括：外定子；内定子，以预定间隙设置于该外定子的内侧；动子，构造为在该外定子与内定子之间的间隙处进行往复运动；活塞，联结于该动子，以与该动子一起进行往复运动；缸体，该活塞插入到该缸体内，以在进行往复运动时形成压缩空间；框架，联结于该缸体；第一支撑元件，联结于该外定子以联结至该框架；及第二支撑元件，与该第一支撑元件分开，但联结于该内定子以联结至该框架。

附图说明

所包含的附图提供对本发明的进一步理解，其结合在本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出了本发明的多个实施例，并与文字说明一起用来解释本发明的原理。

在附图中：

图1为示出相关技术中的往复式压缩机的纵截面图；

图2为示出根据本公开的往复式压缩机的纵截面图；

图3为示出根据图2的往复式压缩机的纵截面图，其中电动机单元和压缩机单元被分成多个组块；

图4为示出根据图2的往复式压缩机的立体图，其中第二支撑元件被联结至磁体支座；

图5为沿图2中的线“I-I”的截面图；及

图6和图7为示出根据图3的往复式压缩机中的压缩机单元和电动机单元的组装过程的部分截面图。

具体实施方式

下面参照附图详细说明根据本公开的实施例的往复式压缩机。

图2为示出根据本公开的往复式压缩机的纵截面图；图3为示出根据图2的往复式压缩机的纵截面图，其中电动机单元和压缩机单元被分成为多个组块；图4为示出根据图2的往复式压缩机的立体图，其中第二支撑元件联结于磁体支座；以及图5为沿图2中的线“I-I”的截面图。

如图所示，在根据本实施例的往复式压缩机中，框架110可被设置于壳体10的内部空间，而由多个支撑弹簧61、62（将在下文描述）弹性地支撑，用于产生往复力的电动机单元M可通过支撑元件120、130、140（将在下文描述）与框架110呈预定距离地设置在框架110的一侧，而且压缩机单元C可设于框架110与电动机单元M之间，压缩机单元C用于接收电动机单元M的往复力，以便压缩制冷剂。

壳体10的内部空间被封闭，抽吸管11用于将制冷循环的制冷剂导向壳体10的内部空间，并可连接于壳体10的一个壁面，排放管12用于将在缸体310（将在下文描述）的压缩空间S1内压缩的制冷剂排向制冷循环，并可连接于抽吸管11的一侧。此外，多个支撑弹簧61、62可设于壳体10的下表面，并且压缩机单元C、电动机单元M以及框架110可被弹性地支撑到支撑弹簧61、62，以与壳体10的下表面保持预定距离。

框架110可形成为圆盘形，在框架110的中部形成缸体孔111，使得缸体310插入并联结至该缸体孔，在缸体孔111的周围形成多个紧固孔112，用于螺栓紧固第二支撑元件130（将在下文描述），紧固孔112之间形成基准孔113，用于对准第二支撑元件130的紧固位置。此外，如图2或图3所示，凸出部（boss portion）114可以在框架110的边缘处沿往复式电动机200的方向突出，以与将在下文描述的第一支撑元件120一体地联接。凸出部114的外径可以优选地形成为大于磁体框架231的外径，从而便于第二支撑元件130的组装工作。

构成电动机单元M的往复式电动机200可包括：外定子210，通过第一支撑元件120联接于框架110；内定子220，以预定间隙设置于外定子210的内侧，以便通过第二支撑元件130联接于框架110，且内定子220设有线圈225；以及动子230，其插设于外定子210与内定子220之间，且设有对应于线圈225的磁体232，以便沿着由磁体232和线圈225感应的磁通量的方向进行往复运动。

外定子210可通过分别径向地层叠多片薄的定子铁心而形成为圆筒形，但是其也可以通过烧结带有磁性材料的粉末而一体成型。

内定子220可形成为圆筒形，使得多片定子铁心（未示出）被层叠，以形成铁心块221，接着，径向地相互层叠多个铁心块221。环形线圈225应插入内定子220的内部，且极部之间的距离应尽可能小，使得成L形的第一铁心块221和第二铁心块222相互对称地联接。

动子230可包括与活塞320螺栓紧固的磁体支座231以及多个磁体232，所述磁体联接于磁体支座231的外周表面，以便设置在外定子210与内定子220之间的间隙处。

磁体支座231可包括：磁体支撑部235，其形成为圆筒形，由磁体232支撑；以及活塞连接部236，其从磁体支撑部235的后端沿中心方向延伸，以与活塞320的凸缘部322螺栓连接。在磁体支座231的活塞连接部236处，沿着周向方向（圆周方向）可形成多个框架侧紧固孔236a，以螺栓联接于活塞320，并且可围绕框架侧紧固孔236a形成多个框架侧通孔236b，以允许第二支撑元件130的固定支撑部133从中通过。

可通过形成围绕外定子210的外周表面的呈圆筒形的诸如铝的非磁性材料将第一支撑元件120联接于框架110，或者可利用嵌模铸造（insert-die-casting）或模制方法，通过在框架110上一体地模制第一支撑元件120来制成第一支撑元件120。第一支撑元件120的前端（活塞的输出冲程方向侧的端部）可连接于框架110，其后端（活塞的吸入冲程方向侧的端部）可与第二支撑元件130或第三支撑元件140（将在下文描述）以预定距离t分离，以避免磁通量泄漏。

第二支撑元件130和第三支撑元件140可由类似于第一支撑元件120的非磁性材料（诸如铝）形成。

此外，如图3和图4所示，第二支撑元件130可包括：形成为圆筒形的内周表面支撑部131，以支撑内定子220的内周表面；侧面支撑部132，其从内周表面支撑部131的前端延伸成凸缘形，以支撑内定子220的前侧面；以及固定支撑部133，其从侧面支撑部132沿周向方向朝向前侧以预定距离延伸和成形，以便联接至框架110。可在固定支撑部133的一端形成紧固槽133a和基准槽133b，以分别与框架的紧固孔112和基准孔113对应。

连接支撑部134可在内周表面支撑部131的内周表面处弯曲和延伸，以与第三支撑元件140螺栓紧固，同时支撑第二谐振弹簧333（将在下文描述）的后端。

压缩机单元C可包括：缸体310，其插入并联接于框架110的缸体孔111；活塞320，其以往复运动的方式插入缸体310中，用以压缩制冷剂；以及谐振单元330，其联接于活塞320，用以引导活塞320进行谐振运动。

缸体310可形成为圆筒形，以便插入并联接于框架110的缸体孔111，缸体310的前端表面处可拆卸地设有排放阀340，用以打开或关闭压缩空间S1。此外，由于缸体310内周表面形成为由铸铁制成的活塞320的承载面，考虑到因活塞320产生的磨损，缸体310可优选地由刚性大于铸铁的刚性、或者至少大于框架110的刚性的材料形成。

活塞320可以贯穿的方式形成有抽吸通道F，以将制冷剂吸入缸体310的压缩空间S1内，活塞320的前端表面可设有抽吸阀350，用以打开或关闭抽吸通道F。此外，活塞320可优选地由与缸体310的材料相同的材料形成，或者由至少具有与缸体310的刚性类似的刚性的材料形成，从而减小对于缸体310的磨损。

谐振单元330可包括联接于活塞320的弹簧支撑部331以及分别设置于弹簧支撑部331的前、后方向的第一谐振弹簧332和第二谐振弹簧333。可各设有一个第一谐振弹簧332和一个第二谐振弹簧333，或分别设有多个第一谐振弹簧332和多个第二谐振弹簧333。当各设有一个第一谐振弹簧332和一个第二谐振弹簧333时，可便于组装；当分别设有多个第一谐振弹簧332和多个第二谐振弹簧333时，可消除侧向力，从而提高活塞320的直线度。此外，如图2所示，谐振单元330可包括多个第一谐振弹簧332和一个第二谐振弹簧333。

这里，当设有多个谐振弹簧时，多个谐振弹簧中的任意一个可优选设置为，使得其一端朝向重力的相反方向，从而避免动子以及活塞出现侧向力和下垂。

在附图中，未做解释的附图标记321为活塞的滑动部。

下面将描述根据本实施例的前述往复式压缩机的工作效果。

换言之，当对往复式电动机200的线圈221通电时，在外定子210与内定子220之间形成磁通量。然后，置于外定子210与内定子220之间的间隙处的动子230通过谐振单元330连续地进行往复运动，同时沿着磁通量的方向移动。之后，联接于动子230的活塞320可以在缸体310内进行往复运动的同时重复这一系列的吸入、压缩和排放制冷剂的过程。

这里，往复式电动机200可通过具有非磁性材料的第一支撑元件120和第二支撑元件130以预定距离与构成压缩机单元C的缸体310分离，从而预先防止往复式电动机200的外定子210与内定子220之间产生的磁通量泄漏至缸体310和活塞320。由此，可减少往复式电动机200的磁通量泄漏，以提高电动机的效率，并且由往复式电动机200产生的磁通量可以不泄漏至缸体310和活塞320，从而形成具有高耐磨性的磁性材料的缸体310和活塞320，由此降低压缩机的制造成本，并提高可靠性和性能。

另一方面，根据本实施例的往复式压缩机中，电动机单元M和压缩机单元C可分开设置，外定子210和内定子220可分开组装，由此便于使构成电动机单元M的往复式电动机200的动子230的中心与构成压缩机单元C的活塞320的中心重合。

换言之，根据本实施例的往复式压缩机中，外定子210和内定子220被单独地制造，然后外定子210和框架110被插入到模具中，以便使用嵌模铸造方法来形成第一支撑元件120。第一支撑元件120一体地模制在框架110的边缘表面上，同时围绕和固定于外定子210的外周表面。由此，即可形成所谓的外组块B1。

同时，内定子220、第二支撑元件130以及第三支撑元件140可被单独地制造，以便将第二支撑元件130插入到内定子220的内周表面中，并将第三支撑元件140安置于内定子220的后表面上，然后，利用螺栓150紧固第二支撑元件130与第三支撑元件140，从而支撑内定子220。由此，即可形成所谓的内组块B2。

同时，弹簧支撑部331和动子230可联接于活塞320。由此，即可形成所谓的运动组块B3。

可首先组装上述组块中的内组块B2和运动组块B3，然后再组装外组块B1。

换言之，如图6所示，联接于内定子220的第二支撑部130穿过动子的框架侧通孔236b，以允许内组块B2和运动组块B3暂时地相互联接。此时，第二谐振弹簧333被插入到内组块B2与运动组块B3之间。

接着，如图7所示，缸体310被插入到与外定子210联接的框架110内，动子230以及联接于弹簧支撑部331的活塞320被插入到缸体310内并占据位置。此时，多个第一谐振弹簧332可设置成定位于弹簧支撑部331的前表面和框架110的后表面。

接着，其被紧固及固定至框架110。此时，在利用穿过框架110的基准孔113的基准销115插入框架110的基准孔113进入第二支撑元件130的基准槽133b内的状态下，利用测厚仪（thickness gauge）（未示出）使缸体310和活塞320的中心能够彼此重合，然后，利用紧固螺栓116紧固框架110和第二支撑元件130。

另一方面，可以以如下顺序组装各组块。

换言之，缸体310被插入到联接于构成外组块B1的外定子210的框架110内，联接于弹簧支撑部331的活塞320以及构成运动组块B3的动子230被插入缸体310中并占据位置。此时，多个第一谐振弹簧332被设置成位于弹簧支撑部331的前表面和框架110的后表面。

接着，联接于构成内组块B2的内定子220的第二支撑元件130紧固并固定于框架110。此时，在穿过框架110的基准孔113的基准销115插入第二支撑元件130的基准槽133b内的状态下，利用测厚仪（未示出）使缸体310和活塞320的中心能够彼此重合，然后，框架110和第二支撑元件130彼此被螺栓紧固。

以此方式，往复式压缩机的电动机单元和压缩机单元可分开设置，且往复式电动机的外定子和内定子可单独组装，从而便于电动机单元和压缩机单元的中心重合。此外，往复式压缩机的电动机单元和压缩机单元可被分成为多个组块进行组装，由此简化组装程序。

Claims (12)

1.一种往复式压缩机，包括：

外定子；

内定子，以预定间隙设置于该外定子的内侧；

动子，构造为在该外定子与该内定子之间的间隙处进行往复运动；

活塞，联接于该动子，以与该动子一起进行往复运动；

缸体，该活塞插入该缸体内，以在进行往复运动的同时形成压缩空间；

框架，联接于该缸体；

第一支撑元件，联接于该外定子以与该框架联接；以及

第二支撑元件，与该第一支撑元件分开，但联接于该内定子以与该框架联接。

2.根据权利要求1所述的往复式压缩机，其中，该第二支撑元件包括：

形成为圆筒形的内周表面支撑部，用以支撑该内定子的内周表面；

侧面支撑部，从该内周表面支撑部的一个侧面延伸成凸缘形，用以支撑该内定子的一个侧面；以及

固定支撑部，在该活塞的往复运动方向上从该侧面支撑部沿周向方向以预定距离延伸和形成，以便与该框架联接。

3.根据权利要求2所述的往复式压缩机，其中，在该内周表面支撑部的内周表面处弯曲并延伸有连接支撑部，用以与第三支撑元件螺栓紧固，从而支撑该内定子的另一个侧面。

4.根据权利要求2所述的往复式压缩机，其中，该动子包括：

联接于该活塞的磁体支座；以及

联接于该磁体支座的磁体，并且

在该磁体支座上形成有通孔，用以允许该第二支撑元件的固定支撑部穿过该通孔。

5.根据权利要求1所述的往复式压缩机，其中，该第一支撑元件被嵌模铸造或模制于该框架中，以便一体成型。

6.根据权利要求1所述的往复式压缩机，其中，该第二支撑元件被设置于该内定子的轴向的一个侧面，在该内定子的轴向的另一个侧面上设置有第三支撑元件，并且该第三支撑元件被联接于该第二支撑元件。

7.根据权利要求6所述的往复式压缩机，其中，该第一支撑元件、该第二支撑元件及该第三支撑元件由非磁性材料制成。

8.根据权利要求7所述的往复式压缩机，其中，该缸体和该活塞由磁性材料制成。

9.根据权利要求6所述的往复式压缩机，其中，该第一支撑元件与该第三支撑元件彼此分开预定距离。

10.根据权利要求1所述的往复式压缩机，其中，一弹簧支撑部联接于该活塞，在该弹簧支撑部与该框架之间设置有第一谐振弹簧，用以弹性地支撑该活塞。

11.根据权利要求10所述的往复式压缩机，其中，该第一谐振弹簧包括多个卷簧，所述多个卷簧中的至少任意一个被设置成，其卷绕方向的一端朝向重力的相反方向。

12.根据权利要求1所述的往复式压缩机，其中，在该第二支撑元件的内周表面上形成有连接支撑部，该连接支撑部从插入该内定子的内周表面中的端部延伸成凸缘形，并且在该连接支撑部与该活塞之间设有第二谐振弹簧。

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