CN1071001C - 振动压缩机 - Google Patents

Abstract

一种振动压缩机，它包括：一个设置在壳体的外管的敞开一端的用于封闭该敞开端的一个第一盖板和设置在该外管的上端的一个第二盖板；由该外管，该第一盖板和第二盖板形成的一个密封容器，用作该振动压缩机的外壁；和该第一盖板和第二盖板通过焊接装置以气体密封状态固定安装在该外管上。

Description

振动压缩机

本发明一般来说涉及振动压缩机，而更具体来说涉及其组件易于以低制造成本制造和组装的振动压缩机，并且还涉及这样一种压缩机，其中，电路通过采用机械组件来保持，而不用因其结构而易于引起电接触不良，断裂等的铅线。

迄今振动压缩机已经广泛用作船用冰箱的压缩机。在这种振动压缩机中，如将参照附图5中所示的典型实例来描述的，在磁场中被驱动而振动的驱动线圈116和根据驱动线圈116的振动而往复运动的活塞118沿着纵向串联布置。在此布置的情况下，这种振动压缩机一般来说是细长形的。

通过改进这一点，本发明人发明了有示于附图1中的结构的振动压缩机，并且提交了日本专利申请No.258366/1995。

在附图1中，压缩机本身1通过在密封容器2中的弹簧3和4被弹性地支承着，而该容器包括壳体2d和用于封闭壳体2d的上敞开端部的盖板2c。标号31表示一个架件，该架件包括中空的筒形内管32和外管33，两者用布置在内管32和外管33上端的端板34同心而整体地形成。

标号35表示永久磁铁，它形成中空的圆柱形或者横截面为圆弧形，并且固定安装在外管33的内圆周表面上。杯形架件盖36固定安装在外管33的下部来封闭架件31的下部敞开端。

标号37表示一个气缸，该气缸在其上端有整体形成的法兰38并且与内管32的内侧相啮合。在气缸37中设置有可以沿着气缸37的轴向往复运动的中空筒形活塞15，该活塞在其上端有一个进气阀14。

在活塞15的下端固定安装着一个支承件16，布置在内管和永久磁铁35之间的一个中空筒形驱动线圈17固定安装在该支承件上。支承弹簧18和19设置在支承件16的上方和下方。标号39和40表示绝缘环，它们分别放在支承弹簧18和内管32之间以及支承弹簧18和支承件16之间。

其次，标号41表示通过环形衬垫42固定安装在气缸37的上端处的法兰38上的形成压缩室43的缸盖。压缩室43以压缩流体可以流动的方式与排放管26相连。标号44表示以绝缘和气密方式设置在密封容器2上用于支承供电电极45的一个外电极。在外电极44上的电极45和驱动线圈17通过铅线46，支承弹簧18，铅线47，驱动线圈17，支承件16，支承弹簧19架件盖36，支承弹簧4和3和壳体2d彼此电气连接。

在上述结构之下，当交流电供给驱动线圈17时，活塞15实施泵送作用，使压缩流体从排放管26流出。

标号29表示排放阀，标号22表示弹簧，标号23表示进气供油管，标号24表示立管零件，标号25表示供油零件，标号26表示排放管，标号27表示进入管，标号28表示润滑油。

如上所述，在附图1所示的活塞15布置在由驱动线圈17形成的内部空间的结构中，振动压缩机可以形成低的外形。然而，在附图1所示的压缩机1本身通过弹簧3和4弹性地支承在密封容器2的结构中，密封容器2必须单独提供，导致成本增加。另外还有其它一些需要解决的问题。

本发明的目的是通过形成带有压缩机本身的外管和盖板的密封容器而省去附图1所示的密封容器2。

本发明的另外一个目的是提供其组成部件易于以低制造成本制造和组装的振动压缩机。

本发明的另外一个目的是提供一种振动压缩机，其中，支承件16固定安装在活塞15的下端，并且电路通过支承件16利用机械组件来保持，而不用铅线。

本发明的另外一个目的是提供一种振动压缩机，其中，驱动线圈可以容易地缠绕。

本发明的上述目的是通过下列振动压缩机来完成的，它包括一个壳体，该壳体有通过在轴向两端中之一端的一个端板彼此同心和整体地形成的一个内管和一个外管；固定安装在该外管的内圆周表面上的永久磁铁；设置在在该永久磁铁和该内管之间的间隙中的驱动线圈；安装在该内管的内侧一个气缸；配备有阀门，插入该气缸中，通过一个支承件整体地连在该驱动线圈上并且由支承弹簧支承着可以进行往复运动的中空活塞；在该气缸的不插入该活塞的那一端设置的来形成压缩室的缸盖；压缩流体通过该活塞的往复运动从该压缩室排出，其特征在于，

设置在该外管的敞开一端的用于封闭该敞开端的一个第一盖板和设置在该外管的上端的一个第二盖板，

由该外管，该第一盖板和第二盖板形成的一个密封容器，用作该振动压缩机的外壁，和

该第一盖板和第二盖板通过焊接装置以气体密封状态固定安装在该外管上。

下面通过结合附图对本发明实施例的介绍来进一步说明本发明，其中：

图1示出现有技术的振动压缩机；

图2示出体现本发明的振动压缩机；

图3是图2所示垫圈端子的前视图；

图4是图2所示垫圈端子的剖视图；

图5示出说明驱动线圈和活塞之间关系的现有技术的结构；

图6示出图5所示结构被改进了的本发明一个实施例的结构；

图7是图6中所用的线圈架的透视图；

图8示出说明在图6所示的结构中线圈架和活塞彼此连接的方式的本发明的实施例；

图9是支承着永久磁铁的本发明的一个实施例的纵向剖视图；

图10是图9中A部分的放大的透视图；

图11是说明在图1所示现有技术中缸盖固定安装在气缸上的方式的放大的纵向剖视图；

图12是体现本发明的衬垫的放大的剖视图；

图13是说明体现本发明的气缸支承结构的放大的纵向剖视图。

由本发明人在先提出的示于图1的结构的优点是该振动压缩机可以构成低外形。然而在完善商用振动压缩机方面，就其结构和制造成本来说，仍然有许多改进的余地。

图2示出体现本发明的振动压缩机。图2还表明，在内部结构中保持了电路而未用铅线。

与示于图1的现有技术的双密封结构不同，示于图2的本发明的振动压缩机101的结构省略了示于图1的密封容器2。在图2所示的振动压缩机中，密封容器102由一端敞开而另外一端为底端的双气缸形壳体140和安装在壳体140两端的保持气密性的帽形盖板141和142构成。壳体140包括整体构成的外和内气缸140a和140b，但是该外和内气缸140a和140b可以不必是整体构成的。它们可以分开制造，再由适当的连接装置连在一起。

壳体140的外气缸140a用作架子和壳体。圆弧形的永久磁铁111固定安装在外气缸140a的内圆周表面上。沿着轴向设置在内气缸140b的中央部分的是气缸143，气缸143用多个螺钉144固定在内气缸140b上。

啮合在气缸143内侧的是一个圆筒活塞145，活塞145一端固定在本发明的绕线架146的圆筒部分146c上，这在以后再予以描述。驱动线圈116缠绕在绕线架146上并且布置在永久磁铁111和内气缸140b的外圆周表面之间的空间中，以便容许驱动线圈116按照活塞145的往复运动而作竖向的往复运动。

绕线架146由导电材料制成并且包括四个线圈架件146b，与线圈架件146b整体形成的一个法兰部分146a，和一个连在法兰部分146a并固定安装在活塞145一端的圆筒部分146c，如图7和8所示。驱动线圈116缠绕在绕线架146上同时由四个线圈架件146b所支承。线圈架件146b的数目不限于四个，并且可以为任何复数。

每个线圈架件146b在其上部和下部有其弯曲部分146d，用于保持驱动线圈116的线圈端部，以便防止所缠绕的驱动线圈116松脱。在图7中，设置在驱动线圈116的下部的弯曲部分146d并不紧接布置在上部的弯曲部分146d之下，但是弯曲部分146d的布置不限于图中所示的布置。在线圈架件146b的下部的弯曲部分146d可以通过穿刺而凸起直接设置在在线圈架件146d的上部的弯曲部分146d之下。

至少在上部的弯曲部分146d之一有一个缝隙槽146e，用于固定住由自动绕线机供给的驱动线圈116的引端。

虽然有各种方法可以将驱动线圈116缠绕在有这样结构的绕线架146上，但是一种方法可以是这样的，即，例如在驱动线圈116缠绕在绕线架146上之前，先将一个绝缘零件147布置在绕线架146的法兰部分146a上和将一个导电端子148安装在绝缘零件147上，如图2所示。

图5示出说明驱动线圈和活塞之间关系的现有技术的结构。虽然图5示出的是有其中活塞118是布置在驱动线圈116之下那种结构的类型，与示于图1的结构不同，但是该图不是用来说明驱动线圈和活塞的相对位置的，而是用来说明图5所示驱动线圈116的结构的。

图5所示的驱动线圈116迄今按照如下方式缠绕：首先，作为一内部分的驱动线圈116的部分缠绕在有一预定直径的缠绕架子上，并且当驱动线圈116的内部分的缠绕完成时，暂时停止缠绕操作。四个加强的线圈架件138-1和两个端子件138-2用手定位，然后，驱动线圈116的其余部分作为一个外部分缠绕在该内部分上。因此在四个加强线圈架件138-1和两个端子件138-2介于内和外部分之间的情况下缠绕预定圈数的驱动线圈116。驱动线圈116的引端和尾端缠绕并且电气地连接在两个端子件138-2上。

此后，法兰部分138-3点焊在线圈架件138-1和端子件138-2的端部，并且在将缠绕架子拆除之后，将固化漆涂覆在线圈表面上，以便防止驱动线圈116松脱。活塞118的一端焊接在法兰部分138-3上，以便基本上将活塞118和驱动线圈116结合成一个单元。

在通过将线圈架件138-1和端子件放在驱动线圈116的内和外部分之间来保持驱动线圈116的强度的制造驱动线圈116的现有技术的方法中，为了放入线圈架件138-1和端子件138-2，必须暂停缠绕操作。另外，线圈架件138-1和端子件138-2的手工定位妨碍了驱动线圈116的自动缠绕。另外，例如通过点焊将法兰部分138-3连接在线圈架件138-1和端子件138-2上则损坏了工作效率。

参照附图7和8所描述的绕线架的结构用来克服示于图5的现有结构的缺点。

在完成了参照附图7和8所描述的准备工作以后，将其外径相当于线圈架件146b的内径的一个缠绕架子插入绕线架146中，并且通过自动绕线机使驱动线圈的引端与绕线架146的缝隙槽146e相啮合。将预定圈数的驱动线圈116缠绕在绕线架146上。驱动线圈116的尾端电气地连在端子148的端子件148a上。从缠绕架子上拆除绕线架146，将绝缘和固化漆涂覆在驱动线圈116的表面上，然后将活塞145插入圆筒部分146c中并且通过焊接固定安装。

虽然按照上述，活塞145是在驱动线圈116缠绕在绕线架146上之后焊接在绕线架146上的，但是活塞145也可以在驱动线圈116缠绕在绕线架146上之前提前焊接在绕线架146上。还可以有其它许多方法将驱动线圈116缠绕在绕线架146上。

附图6示出了采用参照附图7和8描述的结构的绕线架的本发明的一个实施例的结构。驱动线圈116缠绕在附图7所示的绕线架146上。在附图6所示的结构中，参照附图5所描述的缺点，即在驱动线圈116缠绕期间线圈架件138-1和端子件138-2的麻烦的手工定位已经解决了。

绝缘零件147设置在绕线架146的法兰部分146a上，而导电端子148设置在绝缘零件147的表面上。缠绕在线圈架件146b上的驱动线圈116的引端连在线圈架件146b中的任何一个上，而其尾端连在端子148的端子件148a上。

如图2所示，支承弹簧120设置在绕线架146的法兰部分和壳体140的内气缸140b之间，而支承弹簧121设置在端子148和垫圈端子151之间，其中，端子148通过绝缘零件147设置在绕线架146的法兰部分146a上，而垫圈端子151通过绝缘底板150设置在帽形盖板142上；支承弹簧121的两端通过表面接触电气地连接在端子148和垫圈端子151上。这样，活塞145由一对上和下支承弹簧120和121来支承。

垫圈端子151是导电的盘形件，在其中央部分形成有多个(例如三个)穿刺而凸起的倒齿152，如附图3和4所示，垫圈端子的前视图和剖视图如附图4所示。一个杆形导电零件，当插入经穿刺而凸起的倒齿152中时，以所谓的推母方式机械地固定在位并电气地连在该经穿刺而凸起的倒齿152中。盘形垫圈端子151的平底部分与支承弹簧121的一端表面接触。盘形垫圈端子151的倒齿可以是各种形状，包括平伸的和圆筒的形状。将导电杆形零件固定安装在垫圈端子151上的方法可以包括焊接，钎焊和其它方法。

用于封闭壳体140的敞开端部的帽形盖板142在其中央部分有一个突出部分142a，而该突出部分又有一个气密封端子153。外端子156电气地连在盖板142上，而外端子156和中央端子154由玻璃材料制成的绝缘零件155来绝缘。中央端子154的两端从盖板142伸出，而导电垫圈端子151通过上述的绝缘底板150布置在在由盖板142的中央部分处的突出部分142a形成的圆形凹槽142b中。垫圈端子151和中央端子154两者以推母方式电气地和机械地连接和固定在位。进气管130安装在盖板142上。

壳体140的底端由构成一个空间157并有排气管129和在其中央部分有一个突出部分的帽形盖板141所覆盖。在盖板141的中央部分的突出部分形成一个排气阀室158，一个沿着推动排气阀132的方向预加载的弹簧159在气缸室160的端部布置在其中。活塞145的气缸侧的结构是这样的，即一个活塞头部161压配入活塞145中，而一个进气阀122布置在活塞头部161和活塞145之间。

在该结构的情况下，当交流电压施加在气密封端子153的整个中央端子154和外端子156时，交流电流便在一个电路中流过，该电路包括中央端子154，垫圈端子151，支承弹簧121，端子148，驱动线圈116，绕线架146，支承弹簧120，内气缸140b，外气缸140a和外端子156。

因此，布置在永久磁铁111的磁场中的驱动线圈116便按照交流电的极性竖向振动。基本与驱动线圈116结合成整体的活塞145也与驱动线圈116一起竖向往复运动。活塞145的竖向往复运动通过一对上和下支承弹簧120和121而增强。进气阀122和排气阀132按照增强了的活塞145的竖向往复运动而实施泵送作用，使得通过进气管130引入密封容器102内的气体，例如制冷剂，通过活塞145，进气阀122，气缸室160和排气阀132流入排气阀室。然后，被压缩的气体，例如制冷剂，通过空间157和排气管129排入制冷机冷凝器中。

在附图2中，密封容器102以下列方式密封。即，壳体140和盖板141的圆周连接部分沿着其圆周焊接在一起，如标号162-1和162-2所示的焊接连接情况。壳体140和盖板142的圆周连接部分也沿着其圆周焊接在一起，如标号163和164所示的焊接连接情况。

如上所述，本发明有这样的结构，即，振动压缩机本身的外壁通过省略了附图1所示的密封容器2而由外气缸140a和盖板141和142构成。下面参照附图1将就永久磁铁和气缸的支承结构的某些其它改进予以描述。

永久磁铁35通常用粘结剂固定安装在外管33的内圆周表面上。在要求抗氯氟烃，抗油，抗热的船用冰箱的制冷剂压缩机中，必须使用特殊规格的粘结剂。实际上，这样的粘结剂，在涂覆于外管33和永久磁铁35之间的界面后，必须放在150度C的炉中例如5个多小时以便固化。另外，在压缩机本身从炉中取出后，需要冷却压缩机本身的时间。这使得必须采纳间歇式生产制度而不是组装线制度，从而导致经常打断生产工艺，使中间产品增加。由于所用的粘结剂会从界面溢流，所以需要将过多的粘结剂擦掉，因而要求增加工序，而使制造成本增加。当然，用粘结剂将永久磁铁粘结在外管上的方法可以根据需要与其它适当的方法一起使用。

将缸盖41固定安装在气缸37上以便形成压缩室43的方法也是麻烦的操作。附图11是说明附图1中缸盖41安装在气缸37上的状态的放大的纵向剖视图。在附图11中，首先将气缸37插入并定位在内管32中，然后利用例如三个安装螺钉51将其固定在内管32上。此后，将构成为环形的衬垫42放在法兰38上，再将配备有排气阀20和弹簧22的缸盖41放在法兰38上，而后利用例如三个安装螺钉52将其定位固定在法兰38上。

这意味着，在现有技术中的固定操作要求总共有六个安装螺钉51和52和设置在架件31和法兰38上的六个相应的阴螺纹。另外，现有技术使用了用于高压的，由纤维，例如石棉纤维制成，用橡胶基材料粘结的称为接缝密封件的非变形衬垫，以保持压缩室43的气密性。这要求使用象安装螺钉52一样的拉伸强度为120公斤/每平方厘米的高强度螺钉。需要这样大的固定力使得安装作业极为麻烦。

在附图1所示的振动压缩机中，电力通过一个电路供给驱动线圈17，该电路包括供电电极45，铅线46，支承弹簧18，铅线47，驱动线圈17，支承件16，支承弹簧19，架盖36，支承弹簧4和3，壳体2d和外端子44。在该装置中，担心有铅线46和47断裂的情况。

下面将描述能够解决上述问题的本发明装置。

图9是支承着永久磁铁的本发明的一个实施例的纵向剖视图。而图10是图9中A部分的放大的透视图。相同的零件用附图2中所用的相同的标号表示。在附图9和10中，标号146表示设置在外气缸140a的端板140c的侧面上的肩部，永久磁铁111的上端面靠在其上。标号165表示设置在外气缸的敞开端侧面上的经穿刺而凸起的部分，用于与永久磁铁111的下端面相接触，以便将永久磁铁保持在位。

当永久磁铁111形成带有例如小于120度中心角的圆弧形横截面时，则为一个永久磁铁111设置大约两个经穿刺而凸起的部分165。这些经穿刺而凸起的部分165可以利用例如带有凿状切削刃的工具通过将外气缸140a的一部分凿凸起来而容易地形成。

有了上述的结构，则永久磁铁111可以不用如现有技术中所要求的特殊规格的粘结剂便可以固定安装在外气缸140a的内圆周表面上，而且也可以省略固定后要擦掉过多的粘结剂的工作。当然，该固定方法也可以与采用粘结剂的固定方法一起使用。因为形成圆弧形或者环形横截面的永久磁铁111在径向上磁化，可以与由磁性材料，例如钢，制成的外气缸140a产生磁性吸力，所以永久磁铁111可以仅用由上述的经穿刺而凸起的部分165施加在肩部164的轴向推力便可以可靠地固定就位。

图11是用来表示在图1中现有技术的缸盖和气缸连在一起的状态的放大的纵向剖视图。相同的零件由在附图1中使用的相同的标号表示。标号51和52分别表示螺钉。

在附图11所示的现有技术结构中，一个用于接纳气缸37的法兰38的孔设置在架件31的上部。法兰38插入该孔中并且用多个(或者，例如，三个)螺钉51固定安装在架件31上。另外，衬垫42布置在气缸37的法兰38的上表面上，然后，缸盖41放在衬垫42上并用螺钉52固定安装在法兰38上。

因此附图11所示的现有技术结构要求总共六个螺钉。

图12是本发明的衬垫166的放大的剖视图。在附图12中，标号166a表示形成盘状的例如钢，或者SPCC，例如铝或铝合金的片状材料。标号166b表示布置在片状材料166a两个表面上的由例如泡沫橡胶的柔软弹性材料制成的密封层。

有上述结构的衬垫166放在气缸法兰143a和外气缸140a的端板140c之间，以便将气缸143固定安装在壳体140上。

图13是说明本发明的气缸支承结构的放大的纵向剖视图。在附图13中，至少气缸143的法兰143a的部分这样设置，使得其镶嵌在壳体140中，最好法兰143a的上端面基本与壳体140的上端面齐平。标号169表示凹槽，多个该凹槽设置在法兰143a圆周边的上表面上。

在有上述结构的气缸143插入壳体140的内气缸140b中之后，可以利用有凿状刃的工具167在与凹槽169对应的位置处形成穿凿而凸起的部分168。气缸143通过将该穿凿而凸起的部分168与凹槽169相啮合而固定安装在内气缸140b上。有了该结构，便可以省去如在现有技术的结构中所使用的将气缸143固定安装在壳体140上所需要的安装螺钉。因而可以降低成本。

如上所述，本发明通过改进参照附图1描述的现有技术的振动压缩机的各个部分和通过利用压缩机本身也作为密封容器而实现了降低成本的目的。另外，通过在压缩机内完成电气连接而不使用铅线而减少了不希望的电路断裂的情况。

Claims (10)

1．一种振动压缩机，它包括一个壳体，该壳体有通过在轴向两端中之一端的一个端板彼此同心和整体地形成的一个内管和一个外管；固定安装在该外管的内圆周表面上的永久磁铁；设置在在该永久磁铁和该内管之间的间隙中的驱动线圈；安装在该内管的内侧一个气缸；配备有阀门，插入该气缸中，通过一个支承件整体地连在该驱动线圈上并且由支承弹簧支承着可以进行往复运动的中空活塞；在该气缸的不插入该活塞的那一端设置的来形成压缩室的缸盖；压缩流体通过该活塞的往复运动从该压缩室排出，其特征在于，

设置在该外管的敞开一端的用于封闭该敞开端的一个第一盖板和设置在该外管的上端的一个第二盖板，

由该外管，该第一盖板和第二盖板形成的一个密封容器，用作该振动压缩机的外壁，和

该第一盖板和第二盖板通过焊接装置以气体密封状态固定安装在该外管上。

2．如权利要求1所述的振动压缩机，其特征在于，一个用于将制冷剂流体引入该密封容器的进气管固定安装在构成该外管的该盖板上。

3．如权利要求1所述的振动压缩机，其特征在于，该驱动线圈缠绕在一个线圈绕线架上；该线圈绕线架有：

一个法兰；

由导电材料制成用于支承该驱动线圈的多个线圈架件，和

一个连接部分，在该连接部分处，该活塞的一端固定安装在该法兰上。

4．如权利要求3所述的振动压缩机，其特征在于，该线圈架件在其上端和下端有保持该驱动线圈的线圈端部的弯曲部分。

5．如权利要求4所述的振动压缩机，其特征在于，用于固定住该驱动线圈一端的一个缝隙凹槽设置在设在该线圈架件的上端的该弯曲部分中至少一个上。

6．如权利要求1所述的振动压缩机，其特征在于，不用铅线通过设置下列部分形成电路：

一个与该支承弹簧一端表面接触的导电垫圈端子，

设置在该振动压缩机的该盖板上的气密封端子，

设置在该垫圈端子和该盖板之间的一个绝缘底板，和

将该气密封端子的中央端子与该垫圈端子连接的连接机构。

7．如权利要求6所述的振动压缩机，其特征在于，用于将该气密封端子的中央端子连在该垫圈端子上的该连接机构是一个推动螺母式的连接机构，用此连接机构，该中央端子与该垫圈端子可以电气地和机械地连接并保持在位。

8．如权利要求1所述的振动压缩机，其特征在于，该法兰整体地形成在该气缸的在该缸盖那侧的端部上，并且一个环形衬垫放在该法兰和该壳体端板之间；该衬垫是通过将由柔软弹性材料制成的密封层放在由金属材料制成的片状材料的两侧而形成的。

9．如权利要求1所述的振动压缩机，其特征在于，通过在该外管的该端板那侧的内圆周表面设置一个肩部，将该永久磁铁的一个端面靠在该肩部和在该外管的敞开端部侧设置多个与该永久磁铁的另外一端相啮合的经穿凿而凸起的部分而将该永久磁铁固定安装在该外管上。

10．如权利要求1所述的振动压缩机，其特征在于，通过在该气缸的该缸盖那侧的一端上整体地形成该法兰，至少将该法兰的部分镶嵌在该壳体端板上，和在该端板的靠近该法兰的外圆周附近的端面上设置多个与该法兰端面相啮合的经穿凿而凸起的部分而将该气缸固定安装在该壳体端板上。

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