CN103765009A - 用于压缩机的线性发动机和设置有线性发动机的压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于压缩机的线性发动机，并且涉及一种设置有线性发动机的压缩机。用于压缩机的线性发动机包括：至少定子，所述定子由第一芯（2）和第二芯（3）组成；和至少滑动部件（4），其中所述第一芯（2）、滑动部件（4）和第二芯（3）同心地布置。所述第一芯（2）基本上由至少两个不同本体（21,22）限定并且提供所述两个本体（21,22）之间的连接装置（6,7）。

Description

用于压缩机的线性发动机和设置有线性发动机的压缩机

技术领域

本发明涉及一种用于压缩机的线性发动机，并且涉及一种设置有线性发动机的压缩机。更具体地，本发明涉及用于压缩机的线性发动机的布置和设置有用来支撑和固定线性发动机的装置的压缩机。

背景技术

线性发动机包括电机，该电机能够将电能转化为呈平移运动优选地以轴向运动（沿假想轴线）的形式的机械能。

通过这种方式并且与旋转发动机不同地，线性发动机能够产生线性运动而不需要诸如带、离合器组件和类似装置的机械联接器。在这点上，线性发动机包括静态（固定）部分和动态（移动）部分。

根据专业的文献，线性发动机的功能类似于旋转发动机的功能，其中电磁力（由施加到发动机线圈的电流和磁场之间的相互作用产生）相对于发动机静态（或固定）部分移动发动机动态（或移动）部分。

在从现有技术已知的线性发动机的可能设计中，可以列举一种线性发动机，该线性发动机的静态（或固定）部分包括三个铁芯（其中仅仅中心铁芯具有线圈）并且动态（或移动）部分由三个永久磁体组成，该三个永久磁体布置在所述铁芯之间。

这种设计也可以在线性压缩机中被实现，其中线性发动机的动态（或移动）部分的位移在功能上与活塞关联（该活塞在气缸内往复移动，因此压缩工作流体）。

基于线性发动机的线性压缩机的例子在英国专利申请PI0401581-9中被公开。这个文献涉及一种线性发动机，该线性发动机包括定子（包含同心地布置的芯和线圈）和滑动部件，其中所述滑动部件固定（甚至间接地）到压缩机壳体，并且所述滑动部件在功能上与压缩机活塞关联。更具体地，所述定子由外部环（线圈）和内部环（铁芯）形成，其中两者都通过悬挂装置间接固定到压缩机壳体。关于位于定子的外部环和内部环之间的线性发动机滑动部件，也由集成到支撑引导件（该支撑引导件也与活塞关联）中的磁体环形成。此外，根据这个文献观察到，所述滑动部件可以物理地接触定子芯的外表面。

基于线性发动机的线性压缩机的另一例子在英国专利申请PI9801434-0中被描述，该英国专利申请致力于线性发动机结构自身，该线性发动机结构提高发动机效率并且简化叠层（一组“C”形金属片）的组装，因此所述叠层通过固定环而不是通过焊接过程被连接。根据这个文献，线性发动机包括叠层，其中突出部分分别包括：由径向布置的铁部件的同心圆形成的凹槽；用于线圈电线的连接器；和非磁性固定环，该非磁性固定环布置在凹槽处以防止所述铁部件松开。

虽然所述英国专利申请No.PI0401581-9和PI9801434-0仅包括属于现有技术的线性发动机（用于线性压缩机）的例子，但应当注意，大多数线性发动机（用于线性压缩机）至少在构思上基本上类似于提及的例子。

即，从现有技术已知的大多数线性发动机（用于线性压缩机）包括基本设计，该基本设计基于同心环的定子和位于定子的同心环之间的滑动部件。也观察到，大多数线性发动机（用于线性压缩机）的线圈缠绕金属叠层（并置的层状金属片）。

此外，也已知大多数线性发动机（用于线性压缩机）通过悬挂装置等等，或者也通过限定压缩气缸的气缸体自身间接连接到压缩机壳体。

线性发动机（用于线性压缩机）中观察到的这两个常规方面可以被解释为能够改进的方面，因为：

用来缠绕线圈的金属叠层的形成除了使该组件的电绝缘不安全外，还需要复杂的生产成形和安装方法。

线性发动机到压缩机壳体的固定（通过上述装置）除了使该组件的电绝缘不安全外，它可能引起其它压缩机部件（例如，限定压缩气缸的气缸体）的结构损坏。

在上述情况中，应当注意，需要开发一种用于线性压缩机的线性发动机，该线性发动机没有这种缺点并且能够改进。

发明内容

因此，本发明的一个目标是提供一种线性发动机（用于压缩机），该线性发动机没有限定线圈缠绕区域的常规的成组的金属片。在这点上，本发明的另一目标是提供一种定子，该定子包括容易地组装的磁芯（用来缠绕线圈）。

通过这种方式，本发明的一个目标是提供一种线性发动机，该线性发动机包括定子，该定子具有至少一个两个部分的芯（或线轴）。

通过这种方式，本发明的一个目标是提供一种线性发动机，该线性发动机包括可以直接连接到压缩机壳体的线性发动机（用于压缩机）。

本发明的另外目标是提供一种通过固定装置成一体的线性压缩机，该固定装置允许线性发动机直接固定到压缩机的壳体。

目前公开的发明的这些和其它目标通过现在公开的用于压缩机的线性发动机被完全实现，该线性发动机包括：至少定子，该定子由第一芯和第二芯组成；和至少滑动部件。所述第一芯还包括至少线圈。第一芯、滑动部件和第二芯同心地布置。

根据本发明，线性发动机包括：基本上由至少两个不同本体限定的第一芯；和所述两个本体之间的连接装置。所述两个本体的至少一个限定至少线圈的至少缠绕区域，并且所述本体可以物理地彼此联接。

优选地，所述本体（形成所述定子的第一芯）由铁复合材料和酚醛树脂制成。更优选地，所述本体（形成所述定子的第一芯）的一个包括基本上环形柱状几何形状，而另一本体（形成所述定子的第一芯）包括由至少两个基本上圆柱形的且同心布置的区域限定的成一体的本体。

同样优选地，所述连接装置的一个包括至少一个孔，该孔布置在所述本体（形成所述定子的第一芯）的至少一个中，并且另一连接装置包括至少一个突起，该突起位于所述本体（形成所述定子的第一芯）的至少一个中。

在这点上，并且根据本发明的优选实施例，所述本体（形成所述定子的第一芯）的一个包括至少一个孔，该孔布置在其纵向边缘的一个中，而所述本体（形成所述定子的第一芯）的另一个包括至少一个突起，该突起布置在其纵向边缘的一个中。同样在这种情况中，布置在所述本体（形成所述定子的第一芯）的一个的所述纵向边缘的一个纵向边缘中的至少一个孔和布置在另一本体（形成所述定子的第一芯）的所述纵向边缘中的一个纵向边缘处的至少一个突起具有相等的直径。

根据本发明，如上所述的设置有线性发动机的压缩机包括：至少第一支撑件，该至少第一支撑件充当发动机滑动部件和压缩机的至少移动部分之间的连接构件；和至少第二支撑件，该至少第二支撑件充当第一发动机芯和固定到压缩机壳体的至少一部分之间的连接构件。

在这点上，所述滑动部件通过粘合物质固定到第一支撑件，并且第一芯通过粘合物质固定到第二支撑件（第二支撑件自身通过粘合物质连接到固定到所述压缩机壳体的至少一部分）。

优选地，第一支撑件和第二支撑件由非金属的且非磁性的材料制成。

附图说明

将基于下面列出的附图详细描述本发明，其中：

图1示出用于压缩机的线性发动机的透视剖视图；

图2是用于压缩机的线性发动机的分解视图；

图3是用于压缩机的线性发动机的平面示意性剖视图；

图4示出设置有上述图中示出的线性发动机的压缩机的示意性剖视图；并且

图5示出用来固定线性发动机到压缩机壳体的优选装置的透视分解视图。

具体实施方式

根据本发明的构思和目标，公开一种用于压缩机的线性发动机（在下面仅被指定为发动机1）。

发动机1包括电动机，该电动机能够将电能（被施加到定子线圈）转化为轴向运动（滑动部件移位）。所述发动机1具体地被开发成应用于线性压缩机，特别地应用于基于共振质量弹簧机构的线性压缩机。即，所述发动机1被特别设计用于（直接地或间接地）移动（未示出的）活塞，该活塞能够在（未示出的）气缸内往复轴向移位。

图1、2和3示出所述发动机1的优选实施例。

从这些图可以推断，发动机1的提及的优选实施例基本上由定子（发动机的静态部分）组成，该定子包括第一芯2和第二芯3。所述发动机1还包括滑动部件4（发动机的动态部分）。第一芯2、滑动部件4和第二芯3按照从中心到边缘的顺序同心地布置。

所述芯2包括本发明的最大区别之一。

包括发动机1的中央芯的所述第一芯2由两部分的本体即尤其是彼此联接的两个本体组成。通过这种方式，两个部分的本体由第一本体21和第二本体22构成。

所述第一本体21包括具有两个基本上平的面的具有圆形周边的本体。所述本体21还包括优选地但不是必然地贯穿的孔。因此，可以说，所述第一本体21包括基本上环形柱状形状。

第二本体22包括一本体，该本体包括两个基本上圆柱形的区域，该两个基本上圆柱形的区域同心地布置并且具有不同的（直径和高度）尺寸。具体地，第二本体22的“下部区域”的形状和尺寸类似于所述第一本体（从其排除其中心孔）的形状和尺寸。第二本体22的“上部区域”是圆柱形的且凸出的区域。此外，可以推断，第二本体22的所述“上部区域”还包括基本上圆柱形的纵向突起7。

第一本体21的所述中心孔6和第二本体22的所述纵向突起7具有类似的尺寸，因此形成所述本体21和22之间的连接装置。

通过这种方式，可以注意，定子的第一芯由两个部分的本体（由在物理上可彼此联接的两个本体构成）限定，该两个部分的本体的形状类似于线轴形状（限定具有“H”状轮廓的本体），限定用来缠绕线圈5的区域23。

优选地，所述定子的整个第一芯2（其中包括本体21和22）由铁复合材料和酚醛树脂制成，其中这种材料也称为SMC（软磁复合材料）。

这个优选实施例（和现在通过它构建的主要构思）已经实现本发明的目标之一，即，使得可以构建没有常规的成组金属片（该金属片限定线圈缠绕区域）的发动机1。

此外，定子的第一芯2是两个部分的事实导致许多（过程和功能的）优点，诸如：指定用于线圈的区域的容易的制造（烧结方法），更好的使用，线圈可以成形在“线轴”外部使得该线圈随后与线轴关联，等等。

定子的第二芯3和发动机1的滑动部件包括基本上常规的构件。

因此，可以注意到，定子的所述第二芯3（它是“返回铁”）包括金属本体，该金属本体具有基本上环形柱状形状。具体地，定子3的所述第二芯3的直径大于定子的第一芯2的直径和滑动部件4的直径。

在这种情况下，所述滑动部件4包括基本上呈环形柱状形状的优选地金属的且磁刚性的本体。磁化方向优选地为径向。所述滑动部件4的直径大于定子的第一芯2的直径并且小于定子的第二芯3的直径。

滑动部件4和压缩机的那些移动部分可以通过陶瓷材料彼此固定。所述支撑件41和所述滑动部件4可以优选地通过所述部件的两个轴向平的表面之间的胶合彼此固定。

第一芯2和压缩机壳体10可以优选地通过胶合支撑件8彼此固定，该支撑件由优选地环形的、非金属的且非磁性的材料（优选地为陶瓷材料）制成。具体地，所述支撑件8充当发动机的所述第一芯2和固定到压缩机壳体10的至少一部分9之间的连接构件。

由于已经描述本发明的目标的优选实施例的例子，因此应当理解，其范围包括其它可能变型，该其它可能变型仅由所附权利要求的内容限定，包括可能的等同装置。

Claims (12)

1.一种用于压缩机的线性发动机，所述线性发动机包括：至少定子，所述定子由第一芯（2）和第二芯（3）组成；和至少滑动部件（4）；其中所述第一芯（2）还包括至少线圈（5），其中所述第一芯（2）、滑动部件（4）和第二芯（3）同心地布置，其中用于压缩机的所述线性发动机的特征在于，所述线性发动机包括：

基本上由至少两个不同的本体（21,22）限定的第一芯（2）；和

所述至少两个不同的本体（21,22）之间的连接装置（6,7）；

所述至少两个不同的本体（21,22）中的至少一个本体限定至少区域（23），所述区域（23）用来缠绕至少线圈（5）；并且

所述至少两个不同的本体（21,22）在物理上可彼此连接。

2.根据权利要求1所述的用于压缩机的线性发动机，其特征在于，所述至少两个不同的本体（21,22）由铁复合材料和酚醛树脂制成。

3.根据权利要求1或2所述的用于压缩机的线性发动机，其特征在于，所述本体（21）包括基本上环形柱状几何形状的本体。

4.根据权利要求1或2所述的用于压缩机的线性发动机，其特征在于，所述本体（22）包括由至少两个基本上圆柱形的且同心布置的区域限定的成一体的本体。

5.根据权利要求1所述的用于压缩机的线性发动机，其特征在于，所述连接装置（6,7）之一包括布置在所述至少两个不同的本体（21,22）的至少一个本体中的至少一个孔。

6.根据权利要求1所述的用于压缩机的线性发动机，其特征在于，所述连接装置（6,7）之一包括布置在所述至少两个不同的本体（21,22）的至少一个本体中的至少一个突起。

7.根据权利要求3或5所述的用于压缩机的线性发动机，其特征在于，所述本体（21）具有至少一个孔，所述孔布置在其面之一中。

8.根据权利要求4或6所述的用于压缩机的线性发动机，其特征在于，所述本体（22）具有至少一个突起，所述突起布置在所述本体的纵向边缘中的一个纵向边缘中。

9.根据权利要求7或8所述的用于压缩机的线性发动机，其特征在于，至少一个孔布置在本体（21）的所述面之一中并且至少一个突起布置在所述本体（22）的纵向边缘中的至少一个纵向边缘中。

10.一种设置有如权利要求1－9中的任一项权利要求中限定的线性发动机的压缩机，其特征在于，所述压缩机包括：

至少第一支撑件（41），所述第一支撑件充当滑动部件（4）和压缩机（10）的至少一个移动部分之间的连接构件；

至少第二支撑件（8），所述第二支撑件充当所述发动机的第一芯（2）和被固定到所述压缩机（10）的壳体的至少一部分（9）之间的连接构件；

滑动部件（4），所述滑动部件通过粘合物质连接到所述第一支撑件（41）；

所述第一芯（2）通过粘合物质固定到第二支撑件（8）；并且

所述第二支撑件（8）通过粘合物质固定到被固定到所述压缩机（10）的壳体的至少一部分（9）。

11.根据权利要求10的压缩机，其特征在于，所述第一支撑件（41）由非金属的且非磁性的材料制成。

12.根据权利要求10的压缩机，其特征在于，所述第二支撑件（8）由非金属的且非磁性的材料制成。

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