CN107339207A - 线性压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种线性压缩机,本发明的实施例的线性压缩机包括:缸筒,形成制冷剂的压缩空间,形成有供制冷剂流入的缸筒管嘴;以及活塞,设置于所述缸筒的内部,利用通过所述缸筒管嘴供给的制冷剂进行悬浮;所述活塞包括:活塞本体,在所述缸筒的内部沿着前后方向进行往复运动;以及第一活塞槽,设置于所述活塞本体的外周面,引导从所述缸筒管嘴供给的制冷剂中的一部分制冷剂向所述缸筒的外部排出。
Description
技术领域
本发明涉及线性压缩机。
背景技术
冷却系统是指制冷剂进行循环并产生冷气的系统,其反复执行制冷剂的压缩、冷凝、膨胀以及蒸发过程。为此,所述冷却系统中包括:压缩机、冷凝器、膨胀装置以及蒸发器。此外,所述冷却系统可安装在作为家用电器的冰箱或空调。
一般而言,压缩机(Compressor)是接收从电动电机或涡轮等动力发生装置传递的动力,将空气或制冷剂或除此之外的多种工作气体进行压缩,从而提高其压力的机械装置,压缩机在所述家用电器或整个工业领域中广泛地得到使用。
这样的压缩机大体上可区分为往复式压缩机(Reciprocating compressor)、旋转式压缩机(Rotary compressor)以及涡旋式压缩机(Scroll compressor),在所述往复式压缩机中,在活塞(Piston)和缸筒(Cylinder)之间形成有供工作气体吸入或吐出的压缩空间,活塞在缸筒内部进行直线往复运动并压缩制冷剂,在所述旋转式压缩机中,在偏心旋转的滚子(Roller)和缸筒之间形成有供工作气体吸入或吐出的压缩空间,滚子沿着缸筒内壁进行偏心旋转并压缩制冷剂,在所述涡旋式压缩机中,在回旋涡旋盘(Orbiting scroll)和固定涡旋盘(Fixed scroll)之间形成有供工作气体吸入或吐出的压缩空间,所述回旋涡旋盘沿着固定涡旋盘进行旋转并压缩制冷剂。
最近,在所述往复式压缩机中,尤其是较多地开发有线性压缩机,其中,活塞直接连接于往复直线运动的驱动电机上,使在不发生因运动转换引起的机械损失而提高压缩效率,并且由简单的结构构成。
通常,在线性压缩机的密闭的壳体内部,活塞利用线性电机在缸筒内部进行往复直线运动,在此过程中吸入制冷剂并进行压缩后将其吐出。
所述线性电机被配置为,在内定子及外定子之间设置有永久磁铁,永久磁铁利用永久磁铁和内(或者,外)定子间的相互电磁力来进行直线往复运动。此外,随着所述永久磁铁以与活塞相连接的状态进行驱动,活塞在缸筒内部进行往复直线运动,吸入制冷剂并进行压缩后将其吐出。
关于现有技术的线性压缩机,本申请人实施了专利申请(以下,在先文献1)并被授予专利权。
在先文献1
1.韩国专利授权号:10-1307688号,授权日:2013年9月5日,发明名称:线性压缩机
所述在先文献1的线性压缩机包括容纳多个部件的壳体。如在先文献1的图2所示,所述壳体的上下方向的高度较高地形成。此外,在所述壳体的内部设置有能够向缸筒和活塞之间进行供油的供油组件。
另外,在线性压缩机提供于冰箱的情况下,所述线性压缩机可安装在设置于冰箱的后方下侧的机械室。
最近,如何增大冰箱的内部储存空间成为消费者主要关注的问题。为了增大所述冰箱的内部储存空间,需要减小所述机械室的容积,而为了减小所述机械室的容积,其主要问题在于减小所述线性压缩机的大小。
但是,由于在先文献1中披露的线性压缩机占据相对较大的体积,用于容纳所述线性压缩机的机械室的容积也需要较大地形成。因此,诸如在先文献1的结构的线性压缩机不适合于需要增大内部储存空间的冰箱。
为了减小所述线性压缩机的大小,需要减小压缩机的主要部件,而在此情况下,将导致压缩机的性能降低。
为了补偿所述压缩机的性能降低的问题,可以考虑增加压缩机的运转频率。但是,压缩机的运转频率越增加,压缩机的内部中循环的油引起的摩擦力将增大,从而降低压缩机的性能。
为了解决这样的问题,本申请人实施了专利申请(以下,在先文献2)并被予以公开。
在先文献2
1.韩国公开号(公开日):10-2016-0000324号(2016年1月4日)
2.发明名称:线性压缩机
所述在先文献2的线性压缩机中披露了在缸筒和活塞之间的空间供给制冷剂气体来执行轴承功能的气体轴承技术。所述制冷剂气体通过所述缸筒的管嘴向所述活塞的外周面侧流动,从而对往复运动的活塞执行轴承作用。
根据所述在先文献2的线性压缩机,由于缸筒和活塞之间的轴承空间的大小不大,存在有制冷剂无法顺畅地通过所述缸筒的管嘴流入。因此,降低制冷剂的压力,使得基于气体轴承的活塞的悬浮力不大,从而在活塞的往复运动期间与缸筒发生摩擦。
此外,虽然需要使制冷剂在活塞本体的外周面的范围内均匀地流入,由于气体轴承较多地供给到制冷剂压力高的位置即活塞的前方部,相对地在活塞的后方部出现活塞的悬浮力变低的现象。其结果,活塞的前方部和后方部间产生悬浮力的不均衡,从而降低气体轴承的性能。
并且,使用于气体轴承的制冷剂气体排出到壳体的内部而无法丢弃,其向缸筒的压缩空间侧流动并再次进行压缩,从而降低制冷剂的压缩性能。
发明内容
本发明为了解决这样的问题而提出,本发明的目的在于提供一种线性压缩机,能够改进向活塞供给的气体轴承的性能。特别是,本发明的目的在于提供一种线性压缩机,通过减少要向活塞供给的制冷剂的压力损失,能够增加活塞的悬浮力。
并且,本发明的目的在于提供一种线性压缩机,使第一活塞槽的位置达到最优化,防止使用为气体轴承的制冷剂气体再流入到缸筒的压缩空间。
并且,本发明的目的在于提供一种线性压缩机,使第二活塞槽的位置达到最优化,能够向活塞的前方部及后方部均匀地供给制冷剂气体,从而能够在活塞的前方部及后方部均匀地实现轴承性能。
并且,本发明的目的在于提供一种线性压缩机,能够使供给到活塞的外周面侧的制冷剂气体容易地向缸筒的外部排出。
本发明的实施例的线性压缩机包括:缸筒,形成制冷剂的压缩空间,形成有供制冷剂流入的缸筒管嘴;以及活塞,设置于所述缸筒的内部,利用通过所述缸筒管嘴供给的制冷剂进行悬浮;所述活塞包括:活塞本体,在所述缸筒的内部沿着前后方向进行往复运动;以及第一活塞槽,设置于所述活塞本体的外周面,引导从所述缸筒管嘴供给的制冷剂中的一部分制冷剂向所述缸筒的外部排出。
所述活塞还包括:第二活塞槽,设置于所述活塞本体的外周面,从所述缸筒管嘴供给的制冷剂在所述第二活塞槽流动,所述第二活塞槽以从所述第一活塞槽隔开的方式进行配置。
本发明的实施例的线性压缩机包括:活塞,具有第一活塞槽以及第二活塞槽。
所述第二活塞槽以所述活塞的半径方向中心线为基准位于前方,所述第一活塞槽位于后方。
所述第二活塞槽的大小大于所述第一活塞槽的大小。
本发明还包括:缸筒,所述活塞插入所述缸筒。
所述缸筒包括:气体流入部,从所述缸筒的外周面凹陷,设置有缸筒过滤器构件。
所述缸筒还包括:缸筒管嘴,从所述气体流入部沿着半径方向延伸。
所述缸筒管嘴包括第一管嘴部以及第二管嘴部。
所述第二活塞槽位于所述第一第二管嘴部和所述第二管嘴部之间。
所述缸筒还包括:扩展部,从所述缸筒管嘴向所述缸筒的内周面延伸,具有比所述缸筒管嘴大的截面积。
通过所述第一第二管嘴部及所述第二管嘴部的制冷剂向所述第二活塞槽流动。
所述活塞的本体包括:第一本体,形成所述第一活塞槽及所述第二活塞槽;以及第二本体,具有比所述第一本体的外径小的外径。
所述活塞的本体还包括:活塞倾斜部,从所述第一本体朝向所述第二本体以轴方向为基准呈倾斜的方式延伸。
所述活塞还包括:活塞凸缘,从所述活塞的本体沿着半径方向延伸;所述第二本体从所述活塞倾斜部向所述活塞凸缘延伸。
所述第一活塞槽设置有多个。
通过所述缸筒管嘴流动到所述活塞的外周面的制冷剂经由所述第一活塞槽并向所述缸筒的外部排出。
本发明的另一方式的线性压缩机的活塞包括:活塞本体,在缸筒的内部沿着前后方向进行往复运动;活塞凸缘,从所述活塞本体沿着半径方向延伸;第一活塞槽,设置于所述活塞本体的外周面;以及第二活塞槽,设置于所述活塞本体的外周面,形成为比所述第一活塞槽小的大小。
所述第二活塞槽形成有多个。
所述线性压缩机还包括:气体流入部,从所述缸筒的外周面凹陷,缸筒过滤器构件设置于所述气体流入部;以及缸筒管嘴,与所述气体流入部相连接,向所述活塞的外周面和所述缸筒的内周面之间的空间供给制冷剂。
所述缸筒管嘴包括两个管嘴部,所述第一活塞槽位于两个所述管嘴部之间。
所述活塞本体包括:第一本体,形成所述第一、第二活塞槽;以及第二本体,从所述第一本体向所述活塞凸缘延伸,具有比所述第一本体的外径小的外径。
在所述活塞本体的轴方向长度为Po,从所述活塞本体的前端部到所述第一活塞槽为止的距离为P1,从所述活塞本体的前端部到所述第二活塞槽为止的距离为P2时,对于Po的P1的值在0.40~0.45的范围形成,对于Po的P2的值在0.35~0.40的范围形成。
根据这样的本发明,通过减小包括内部部件的压缩机的大小,能够减小冰箱的机械室的大小,从而能够增大冰箱的内部储存空间。
并且,通过增加压缩机的运转频率,能够防止因内部部件变小引起的性能降低,通过在缸筒和活塞之间使用气体轴承,能够减小因油产生的摩擦力。
并且,通过在活塞本体的外周面形成第一活塞槽,能够防止通过缸筒管嘴向活塞本体的外周面供给的制冷剂气体的压力下降。其结果,能够改进气体轴承的性能,增加缸筒内活塞的悬浮力。
并且,在活塞沿着前后方向进行往复运动的过程中,所述第一活塞槽可位于两个缸筒管嘴之间,通过所述两个缸筒管嘴实现朝向所述第一活塞槽的制冷剂流动,从而能够容易地向活塞的前方部及后方部侧供给制冷剂气体。
并且,缸筒本体还包括从缸筒管嘴朝向缸筒本体的内周面延伸的扩展部,能够减少向活塞供给的制冷剂气体的压力下降,由此能够增加活塞的悬浮力。
并且,在活塞本体的后方部形成有第二活塞槽,使用为气体轴承的制冷剂气体可通过所述第二活塞槽向缸筒的外部排出。其结果,防止使用为气体轴承的制冷剂气体再流入到缸筒的压缩空间,从而能够防止制冷剂的压缩性能降低,改进压缩机的运转效率而减少消耗功率。
并且,所述第二活塞槽的大小或深度小于所述第一活塞槽的大小或深度,因此,能够防止因要使用于气体轴承的制冷剂气体过多地流动到所述第二活塞槽并被排出丢弃的现象,从而防止气体轴承的性能降低。
并且,在所述第二活塞槽的一侧形成有朝活塞本体的外径减小的方向以倾斜的方式延伸的活塞倾斜部,因此,能够容易地排出使用为气体轴承的制冷剂气体。
附图说明
图1是示出本发明的实施例的线性压缩机的结构的外观立体图。
图2是本发明的实施例的线性压缩机的壳体及壳体盖的分解立体图。
图3是本发明的实施例的线性压缩机的内部部件的分解立体图。
图4是沿着图1的I-I’线剖开的剖视图。
图5是示出本发明的实施例的框架和缸筒相结合的情形的立体图。
图6是示出本发明的实施例的框架和缸筒的结构的分解立体图。
图7是示出本发明的实施例的框架和缸筒相结合的情形的立体图。
图8是示出本发明的实施例的框架和缸筒相结合的情形的剖视图。
图9是示出本发明的实施例的活塞和吸入阀的结构的分解立体图。
图10是沿着图9的II-II’线剖开的剖视图。
图11是放大图10的“A”部分的图。
图12是示出本发明的实施例的活塞插入到缸筒的内部的情形的剖视图。
图13是放大图12的“B”部分的图。
图14是放大图12的“C”部分的图。
图15是示出本发明的实施例的活塞在缸筒的内部向前方移动的情形TDC的剖视图。
图16是示出本发明的实施例的活塞在缸筒的内部向后方移动的情形BDC的剖视图。
图17是示出制冷剂在本发明的实施例的线性压缩机的内部流动的情形的剖视图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的具体的实施例进行说明。但是,本发明的技术思想并不限定于所披露的实施例,理解本发明的技术思想的本领域的技术人员可以在相同的技术思想的范围内容易地提示出其他实施例。
图1是示出本发明的实施例的线性压缩机的结构的外观立体图,图2是本发明的实施例的线性压缩机的壳体及壳体盖的分解立体图。
参照图1及图2,本发明的实施例的线性压缩机10包括:壳体101;以及壳体盖102、103,结合于所述壳体101。在宽泛的含义上,所述第一壳体盖102和第二壳体盖103可被理解为所述壳体101的一结构。
在所述壳体101的下侧可结合有腿50。所述腿50可结合于供所述线性压缩机10安装的产品的底座上。作为一例,所述产品可包括冰箱,所述底座包括所述冰箱的机械室底座。作为另一例,所述产品可包括空调机的室外机,所述底座包括所述室外机的底座。
所述壳体101大致呈圆筒形状,可构成沿着横方向卧放的布置或者沿着轴方向卧放的布置。以图1为基准,所述壳体101可沿着横方向较长地延伸,沿着半径方向具有稍低的高度。即,由于所述线性压缩机10可具有较低的高度,在将所述线性压缩机10安装于冰箱的机械室底座时,能够减小所述机械室的高度。
在所述壳体101的外面可设置有终端108(terminal)。所述终端108被理解为将外部电源传送给线性压缩机的电机组件140(参照图3)的结构。所述终端108可与线圈141c(参照图3)的引线相连接。
在所述终端108的外侧设置有支架109(bracket)。所述支架109可包括围绕所述终端108的多个支架。所述支架109可执行保护所述终端108免受外部的冲击等的功能。
所述壳体101的两侧部呈开口。在所述呈开口的壳体101的两侧部可结合有所述壳体盖102、103。详细而言,所述壳体盖102、103包括:第一壳体盖102,结合于所述壳体101的呈开口的一侧部;以及第二壳体盖103,结合于所述壳体101的呈开口的另一侧部。利用所述壳体盖102、103,能够密闭所述壳体101的内部空间。
以图1为基准,所述第一壳体盖102可位于所述线性压缩机10的右侧部,所述第二壳体盖103位于所述线性压缩机10的左侧部。换言之,所述第一、第二壳体盖102、103可以相互面对的方式进行配置。
所述线性压缩机10还包括多个管104、105、106,其设置于所述壳体101或壳体盖102、103,能够吸入、吐出或注入制冷剂。
所述多个管104、105、106包括:吸入管104,使制冷剂吸入到所述线性压缩机10的内部;吐出管105,使压缩的制冷剂从所述线性压缩机10排出;以及工艺管106(processpipe),用于向所述线性压缩机10补充制冷剂。
作为一例,所述吸入管104可结合于所述第一壳体盖102。制冷剂可通过所述吸入管104沿着轴方向吸入到所述线性压缩机10的内部。
所述吐出管105可结合于所述壳体101的外周面。通过所述吸入管104吸入的制冷剂可沿着轴方向流动并压缩。此外,所述压缩的制冷剂可通过所述吐出管105排出。所述吐出管105可配置在所述第一壳体盖102及所述第二壳体盖103中更靠近于所述第二壳体盖103的位置。
所述工艺管106可结合于所述壳体101的外周面上。作业者可通过所述工艺管106向所述线性压缩机10的内部注入制冷剂。
为了避免与所述吐出管105产生干涉,所述工艺管106可在与所述吐出管105不同的高度上结合于所述壳体101。所述高度被理解为是从所述腿50朝垂直方向(或者半径方向)的距离。通过使所述吐出管105和所述工艺管106在相互不同的高度上结合于所述壳体101的外周面上,能够提高作业者的作业便利性。
在与结合有所述工艺管106的地点对应的壳体101的内周面上,可以相邻的方式设置所述第二壳体盖103的至少一部分。换言之,所述第二壳体盖103的至少一部分可作用为对通过所述工艺管106注入的制冷剂的阻力。
因此,在制冷剂的流路观点上,通过所述工艺管106流入的制冷剂的流路的大小越进入所述壳体101的内部空间其变得越小。在此过程中,可使制冷剂的压力减小而实现制冷剂的气化,在此过程中,可使制冷剂中包含的油分分离。由此,随着分离油分的制冷剂流入活塞130的内部,能够改进制冷剂的压缩性能。所述油分可被理解为是冷却系统中存在的工作油。
在所述第一壳体盖102的内侧面上设置有盖支撑部102a。在所述盖支撑部102a可结合后述的第二支撑装置185。所述盖支撑部102a以及所述第二支撑装置185可被理解为是支撑线性压缩机10的本体的装置。其中,所述压缩机的本体表示设置于所述壳体101的内部的部件,作为一例,可包括进行前后往复运动的驱动部以及支撑所述驱动部的支撑部。所述驱动部可包括诸如活塞130、磁体框架138、永久磁铁146、支持件137(supporter)以及吸入消声器150等部件。此外,所述支撑部可包括诸如共振弹簧176a、176b、后盖170、定子盖149、第一支撑装置165以及第二支撑装置185等部件。
在所述第一壳体盖102的内侧面可设置有挡止件102b。所述挡止件102b被理解为是防止因搬运所述线性压缩机10的过程中产生的振动或冲击等而使所述压缩机的本体,尤其是电机组件140与所述壳体101相碰撞而破损的结构。所述挡止件102b与后述的后盖170相邻地设置,在所述线性压缩机10中发生晃动时,通过所述后盖170被所述挡止件102b干涉,能够防止冲击传递到所述电机组件140。
在所述壳体101的内周面上可设置有弹簧结合部101a。作为一例,所述弹簧结合部101a可配置在与所述第二壳体盖103相邻的位置。所述弹簧结合部101a可结合于后述的第一支撑装置165的第一支撑弹簧166。通过所述弹簧结合部101a与所述第一支撑装置165相结合,所述压缩机的本体能够稳定地支撑于所述壳体101的内侧。
图3是本发明的实施例的线性压缩机的内部部件的分解立体图,图4是示出本发明的实施例的线性压缩机的内部结构的剖视图。
参照图3及图4,本发明的实施例的线性压缩机10包括:缸筒120,设置于所述壳体101的内部;活塞130,在所述缸筒120的内部进行往复直线运动;以及电机组件140,作为线性电机,用于向所述活塞130赋予驱动力。在所述电机组件140进行驱动时,所述活塞130可朝轴方向进行往复运动。
所述线性压缩机10可还包括:吸入消声器150,结合于所述活塞130,用于减小从通过所述吸入管104吸入的制冷剂产生的噪音。通过所述吸入管104吸入的制冷剂经由所述吸入消声器150向所述活塞130的内部流动。作为一例,在制冷剂通过所述吸入消声器150的过程中,能够减小制冷剂的流动噪音。
所述吸入消声器150包括多个消声器151、152、153。所述多个消声器151、152、153包括相互结合的第一消声器151、第二消声器152以及第三消声器153。
所述第一消声器151位于所述活塞130的内部,所述第二消声器152结合于所述第一消声器151的后侧。此外,所述第三消声器153可在其内部容纳所述第二消声器152,并向所述第一消声器151的后方延伸。在制冷剂的流动方向观点上,通过所述吸入管104吸入的制冷剂可依次通过所述第三消声器153、第二消声器152以及第一消声器151。在此过程中,能够减小制冷剂的流动噪音。
所述吸入消声器150还包括消声器滤波器155。所述消声器滤波器155可位于所述第一消声器151与所述第二消声器152相结合的临界面上。作为一例,所述消声器滤波器155可具有圆形的形状,所述消声器滤波器155的外周部可支撑于所述第一、第二消声器151、152之间。
以下对方向进行定义。
“轴方向”可被理解为是所述活塞130进行往复运动的方向,即图4中的横方向。此外,在所述“轴方向”中,将从所述吸入管104朝向压缩空间P的方向,即制冷剂流动的方向定义为“前方”,将其相反方向定义为“后方”。在所述活塞130向前方移动时,所述压缩空间P可被压缩。
另一方面,“半径方向”可被理解为是所述与活塞130进行往复运动的方向垂直的方向,图4中可被理解为是纵方向。
所述活塞130包括:活塞本体131,大致呈圆筒形状;以及活塞凸缘部132,从所述活塞本体131沿着半径方向延伸。所述活塞本体131可在所述缸筒120的内部进行往复运动,所述活塞凸缘部132在所述缸筒120的外侧进行往复运动。
所述缸筒120被构成为容纳所述第一消声器151的至少一部分以及所述活塞本体131的至少一部分。
在所述缸筒120的内部形成有压缩空间P,在所述压缩空间P中,制冷剂被所述活塞130进行压缩。此外,在所述活塞本体131的前面部形成有使制冷剂流入所述压缩空间P的吸入孔133,在所述吸入孔133的前方设置有用于选择性地开放所述吸入孔133的吸入阀135。在所述吸入阀135的大致中心部形成有结合孔,规定的结合构件结合于所述结合孔。
在所述压缩空间P的前方设置有:吐出盖160,形成从所述压缩空间P排出的制冷剂的吐出空间160a;以及吐出阀组件161、163,结合于所述吐出盖160,用于选择性地排出所述压缩空间P中被压缩的制冷剂。所述吐出空间160a包括利用吐出盖160的内部壁进行划分的多个空间部。所述多个空间部沿着前后方向进行配置,并相互进行连通。
所述吐出阀组件161、163包括:吐出阀161,在所述压缩空间P的压力达到吐出压力以上时,所述吐出阀161开放,以使制冷剂流入所述吐出盖200的吐出空间;以及弹簧组装体163,设置于所述吐出阀161和吐出盖160之间,用于朝轴方向提供弹力。
所述弹簧组装体163包括:阀弹簧163a;以及弹簧支撑部163b,用于将所述阀弹簧163a支撑于所述吐出盖160。作为一例,所述阀弹簧163a可包括板簧(plate spring)。此外,所述弹簧支撑部163b可利用注塑工艺以一体的方式注塑成型于所述阀弹簧163a。
所述吐出阀161结合于所述阀弹簧163a,所述吐出阀161的后方部或后面以可支撑的方式设置于所述缸筒120的前面。在所述吐出阀161支撑于所述缸筒120的前面时,所述压缩空间P维持密闭的状态,在所述吐出阀161从所述缸筒120的前面隔开时,所述压缩空间P将开放,所述压缩空间P内部的压缩的制冷剂可被排出。
所述压缩空间P被理解为是所述吸入阀135和所述吐出阀161之间形成的空间。此外,所述吸入阀135可形成于所述压缩空间P的一侧,所述吐出阀161提供于所述压缩空间P的另一侧,即所述吸入阀135的相反侧。
在所述活塞130在所述缸筒120的内部进行往复直线运动的过程中,当所述压缩空间P的压力低于吐出压力且达到吸入压力以下时,所述吸入阀135开放以使制冷剂吸入所述压缩空间P。相反地,当所述压缩空间P的压力达到所述吸入压力以上时,在所述吸入阀135关闭的状态下,所述压缩空间P的制冷剂进行压缩。
另外,当所述压缩空间P的压力达到所述吐出压力以上时,所述阀弹簧163a通过向前方变形来开放所述吐出阀161,制冷剂从所述压缩空间P吐出并排出到吐出盖160的吐出空间。当所述制冷剂的排出结束时,所述阀弹簧163a向所述吐出阀161提供恢复力,从而使所述吐出阀161关闭。
所述线性压缩机10还包括:盖管162a,结合于所述吐出盖160,排出所述吐出盖160的吐出空间中流动的制冷剂。作为一例,所述盖管162a可由金属材质构成。
此外,所述线性压缩机10还包括:环状管162b(loop pipe),结合于所述盖管162a,将所述盖管162a中流动的制冷剂传送给所述吐出管105。所述环状管162b的一侧部可结合于所述盖管162a,另一侧部结合于所述吐出管105。
所述环状管162b可由柔性材质构成,并且可以相对较长的方式形成。此外,所述环状管162b可从所述盖管162a沿着所述壳体101的内周面以带有弧度的方式延伸,并结合于所述吐出管105。作为一例,所述环状管162b可具有缠绕的形状。
所述线性压缩机10还包括框架110。所述框架110被理解为是用于固定所述缸筒120的结构。作为一例,所述缸筒120可压入(press fitting)所述框架110的内侧。所述缸筒120以及框架110可由铝或铝合金材质构成。
所述框架110以围绕所述缸筒120的方式进行配置。即,所述缸筒120可被设置为容纳于所述框架110的内侧。此外,所述吐出盖160可利用结合构件结合于所述框架110的前面。
所述电机组件140包括:外定子141,固定于所述框架110,以围绕所述缸筒120的方式进行配置;内定子148,以向所述外定子141的内侧隔开的方式进行配置;以及永久磁铁146,位于所述外定子141和内定子148之间的空间。
所述永久磁铁146可利用与所述外定子141及内定子148的相互电磁力进行直线往复运动。此外,所述永久磁铁146可由具有一个极的单个磁铁构成,也可由具有三个极的多个磁铁相结合而构成。
所述永久磁铁146可设置在磁体框架138上。所述磁体框架138大致呈圆筒形状,其可被配置为插入所述外定子141和内定子148之间的空间。
详细而言,以图4的剖视图为基准,所述磁体框架138可结合于所述活塞凸缘部132,沿着外侧半径方向延伸并向前方弯折。所述永久磁铁146可设置在所述磁体框架138的前方部。在所述永久磁铁146进行往复运动时,所述活塞130可与所述永久磁铁146一同沿着轴方向进行往复运动。
所述外定子141包括线圈绕体141b、141c、141d以及定子铁芯141a。所述线圈绕体141b、141c、141d包括:绕线管141b(bobbin);以及线圈141c,沿着所述绕线管的圆周方向缠绕。此外,所述线圈绕体141b、141c、141d还包括:端子部141d,引导与所述线圈141c相连接的电源线向所述外定子141的外部引出或露出。所述端子部141d可被配置为插入后述的端子插入部119c(参照图6)。
所述定子铁芯141a包括由多个叠片(lamination)沿着圆周方向进行层积而构成的多个型芯块。所述多个型芯块可以围绕所述线圈绕体141b、141c的至少一部分的方式进行配置。
在所述外定子141的一侧设置有定子盖149。即,所述外定子141的一侧部可被所述框架110支撑,另一侧部被所述定子盖149支撑。
所述线性压缩机10还包括:盖结合构件149a,用于将所述定子盖149与所述框架110相结合。所述盖结合构件149a可贯通所述定子盖149并朝着所述框架110向前方延伸,结合于所述框架110的第一结合孔119a(参照图6)。
所述内定子148固定在所述框架110的外周上。此外,所述内定子148可由多个叠片在所述框架110的外侧沿着圆周方向进行层积而构成。
所述线性压缩机10还包括用于支撑所述活塞130的支持件137(supporter)。所述支持件137结合于所述活塞130的后侧,在其内侧可以贯通的方式配置所述消声器150。所述活塞凸缘部132、磁体框架138以及所述支持件137可利用结合构件进行结合。
在所述支持件137可结合有平衡块179。所述平衡块179的重量可基于压缩机本体的运转频率范围来决定。
所述线性压缩机10还包括:后盖170,结合于所述定子盖149并向后方延伸,所述后盖170被第二支撑装置185支撑。
详细而言,所述后盖170包括三个支撑腿,所述三个支撑腿可结合于所述定子盖149的后面。在所述三个支撑腿和所述定子盖149的后面之间可夹设有间隔件181(spacer)。通过调节所述间隔件181的厚度,能够决定从所述定子盖149至所述后盖170的后端部为止的距离。此外,所述后盖170可被所述支持件137弹性支撑。
所述线性压缩机10还包括:流入引导部156,结合于所述后盖170,引导制冷剂流入所述消声器150。所述流入引导部156的至少一部分可插入所述吸入消声器150的内侧。
所述线性压缩机10还包括:多个共振弹簧176a、176b,其各固有频率得到调节,以使所述活塞130能够进行共振运动。
所述多个共振弹簧176a、176b包括:第一共振弹簧176a,支撑于所述支持件137和定子盖149之间;以及第二共振弹簧176b,支撑于所述支持件137和后盖170之间。在所述多个共振弹簧176a、176b的作用下,在所述线性压缩机10的内部进行往复运动的驱动部能够执行稳定的移动,并减小因所述驱动部移动而引起的振动或噪音。
所述支持件137包括:第一弹簧支撑部137a,结合于所述第一共振弹簧176a。
所述线性压缩机10包括:多个密封构件127、128、129a、129b,用于增大所述框架110与所述框架110周边的部件间的结合力。详细而言,所述多个密封构件127、128、129a、129b包括:第一密封构件127,设置于所述框架110与所述吐出盖160相结合的部分。所述第一密封构件127可配置在所述框架110的第二安装槽116b(参照图6)。
所述多个密封构件127、128、129a、129b还包括:第二密封构件128,设置于所述框架110与所述缸筒120相结合的部分。所述第二密封构件128可配置在所述框架110的第一安装槽116a(参照图6)。
所述多个密封构件127、128、129a、129b还包括:第三密封构件129a,设置于所述缸筒120和所述框架110之间。所述第三密封构件129a可配置在所述缸筒120的后方部上形成的缸筒槽121e(参照图12)。所述第三密封构件129a可执行防止气囊110b(gas pocket)(参照图12)的制冷剂向外部泄漏,并增大所述框架110和缸筒120的结合力的功能。
所述多个密封构件127、128、129a、129b还包括:第四密封构件129b,设置于所述框架110与所述内定子148相结合的部分。所述第四密封构件129b可配置在所述框架110的第三安装槽111a(参照图10)。
所述第一至第四密封构件127、128、129a、129b可具有环形状。
所述线性压缩机10还包括:第一支撑装置165,结合于所述吐出盖160,支撑所述压缩机10的本体的一侧。所述第一支撑装置165以与所述第二壳体盖103相靠近的方式进行配置,能够以弹性方式支撑所述压缩机10的本体。详细而言,所述第一支撑装置165包括第一支撑弹簧166。所述第一支撑弹簧166可结合于所述弹簧结合部101a。
所述线性压缩机10还包括:第二支撑装置185,结合于所述后盖170,支撑所述压缩机10的本体的另一侧。所述第二支撑装置185可结合于所述第一壳体盖102,并以弹性方式支撑所述压缩机10的本体。详细而言,所述第二支撑装置185包括第二支撑弹簧186。所述第二支撑弹簧186可结合于所述盖支撑部102a。
图5是示出本发明的实施例的框架和缸筒相结合的情形的立体图,图6是示出本发明的实施例的框架和缸筒的结构的分解立体图,图7是示出本发明的实施例的框架和缸筒相结合的情形的立体图,图8是示出本发明的实施例的框架和缸筒相结合的情形的剖视图。
参照图5至图8,本发明的实施例的缸筒120可结合于所述框架110。作为一例,所述缸筒120可被配置为插入所述框架110的内部。
所述框架110包括:框架本体111,沿着轴方向延伸;以及框架凸缘112,从所述框架本体111沿着半径方向外侧延伸。换言之,所述框架凸缘112从所述框架本体111的外周面以构成第一设定角度θ1的方式延伸。作为一例,所述第一设定角度θ1可形成为约90度。
所述框架本体111构成具有轴方向的中心轴的圆筒形状,在其内部具有用于容纳缸筒本体121的本体容纳空间。此外,在所述框架本体111的后方部可形成有第三安装槽111a,配置在所述框架本体111与所述内定子148之间的第四密封构件129b插入所述第三安装槽111a。
所述框架凸缘112包括:第一壁115a,具有环形状并结合于缸筒凸缘122;第二壁115b,具有环形状并以围绕所述第一壁115a的方式配置;以及第三壁115c,将所述第一壁115a的后端部和所述第二壁115b的后端部相连接。所述第一壁115a及第二壁115b可沿着轴方向延伸,所述第三壁115c沿着半径方向延伸。
所述第一至第三壁115a、115b、115c定义出框架空间部115d。所述框架空间部115d从所述框架凸缘112的前端部朝向后方凹陷,形成供通过所述吐出阀161排出的制冷剂流动的吐出流路的一部分。
在所述框架凸缘112形成有第二安装槽116b,所述第二安装槽116b形成在所述第二壁115b的前端部,用于安装所述第一密封构件127。
所述第一壁115a的内侧空间包括凸缘容纳部111b,所述缸筒120的至少一部分(作为一例,缸筒凸缘122)插入所述凸缘容纳部111b。作为一例,所述凸缘容纳部111b的内径可与所述缸筒凸缘122的外径相同,或者比其稍小地形成。
在所述缸筒120压入所述框架110的内侧时,所述缸筒凸缘122可与所述第一壁115a相干涉,在此过程中,所述缸筒凸缘122可进行变形。
此外,所述框架凸缘112还包括:密封构件安置部116,从所述第一壁115a的后端部沿着半径方向内侧延伸。在所述密封构件安置部116形成有供所述第二密封构件128插入的第一安装槽116a。所述第一安装槽116a可被构成为从所述密封构件安置部116向后方凹陷。
所述框架凸缘112还包括:结合孔119a、119b,规定的结合构件结合于所述结合孔119a、119b,以实现所述框架110和周边部件的结合。所述结合孔119a、119b可沿着所述第二壁115a的外侧周缘分别配置有多个。
所述结合孔119a、119b包括:第一结合孔119a,所述盖结合构件149a结合于所述第一结合孔119a。所述第一结合孔119a可以隔开的方式配置有多个。作为一例,所述第一结合孔119a可形成有三个。
所述结合孔119a、119b还包括:第二结合孔119b,用于将所述吐出盖160和所述框架110相结合的规定的结合构件结合于所述第二结合孔119b。所述第二结合孔119b可以隔开的方式配置有多个。作为一例,所述第二结合孔119b可形成有三个。
所述第一、第二结合孔119a、119b沿着所述框架凸缘112的外周分别配置有三个,即,以框架110的轴方向中心部为基准沿着圆周方向均匀地进行配置,因此,所述框架110以三点方式支撑于周边部件即所述定子盖149及吐出盖160,能够稳定地进行结合。
在所述框架凸缘112形成有端子插入部119c,所述端子插入部119c提供所述电机组件140的端子部141d的引出路径。所述端子部141d可从所述线圈141c向前方延伸,并插入到所述端子插入部119c。利用这样的结构,所述端子部141d可从所述电机组件140及框架1向外部露出,并与朝向所述终端108的线缆相连接。
所述端子插入部119c可设置有多个,所述多个端子插入部119c可沿着所述第二壁115b的外侧周缘进行配置。所述多个端子插入部119c中,用于插入所述端子部141d的端子插入部119c仅设置有一个。而其余端子插入部119c则被理解为用于防止所述框架110变形。
作为一例,在所述框架凸缘112形成有三个端子插入部119c。其中,在一个端子插入部119c插入所述端子部141d,而在其余两个端子插入部119c不插入端子部141d。
所述框架110在与所述定子盖149或所述吐出盖160相结合,或者与所述缸筒120压入结合的过程中,将作用有较多的应力。如果在所述框架凸缘112上仅形成有一个端子插入部119c,所述应力将集中于特定地点,从而使所述框架凸缘112上产生变形。因此,本实施例中将所述端子插入部119c形成于所述框架凸缘112的三个位置上,即以所述框架110的轴方向中心部为基准沿着圆周方向均匀地进行配置,能够防止发生所述应力集中的现象。
所述框架110还包括:框架连接部113,从所述框架凸缘112朝向所述框架本体111以倾斜的方式延伸。所述框架连接部113的外面可相对于所述框架本体111的外周面,即相对于轴方向以构成第二设定角度θ2的方式延伸。作为一例,所述第二设定角度θ2可形成为大于0度且小于90度的角度值。
在所述框架连接部113可形成有气体孔114,所述气体孔114用于将所述吐出阀161中排出的制冷剂向所述缸筒120的气体流入部126a引导。所述气体孔114可以贯通所述框架连接部113的内部的方式形成。
详细而言,所述气体孔114可从所述框架凸缘112延伸,经由所述框架连接部113并延伸至所述框架本体111。
由于所述气体孔114在所述框架凸缘112、框架连接部113以及框架本体111的范围内通过具有稍厚的厚度的框架的一部分来形成,能够防止因形成所述气体孔114而导致所述框架110的强度变弱的情形。
所述气体孔114的延伸方向可与所述框架连接部113的延伸方向对应地、相对于所述框架本体111的内周面,即相对于轴方向形成所述第二设定角度θ2。
在所述气体孔114的入口部114a可配置有用于过滤要流入到所述气体孔114的制冷剂中的杂质的吐出过滤器200。所述吐出过滤器200可设置在所述第三壁115c上。
详细而言,所述吐出过滤器200设置在所述框架凸缘112上形成的过滤器槽117。所述过滤器槽117被构成为从所述第三壁115c向后方凹陷,其可具有与所述吐出过滤器200的形状对应的形状。
换言之,所述气体孔114的入口部114a可连接于所述过滤器槽117,所述气体孔114从所述过滤器槽117贯通所述框架凸缘112及所述框架连接部113,并向所述框架本体111的内周面延伸。由此,所述气体孔114的出口部114b可与所述框架本体111的内周面相连通。
所述线性压缩机10还包括:过滤器密封构件118,设置在所述吐出过滤器200的后方即出口侧。所述过滤器密封构件118可具有大致环形状。详细而言,所述过滤器密封构件118可放置于所述过滤器槽117,通过所述吐出过滤器200施压所述过滤器槽117,所述过滤器密封构件118可压入所述过滤器槽117。
另外,所述框架连接部113可沿着所述框架本体111的周缘设置有多个。在所述多个框架连接部113中,形成有所述气体孔114的框架连接部113仅设置有一个。而其余框架连接部113则被理解为用于防止所述框架110变形。
所述框架110在与所述定子盖149或所述吐出盖160相结合,或者与所述缸筒120压入结合的过程中,将作用有较多的应力。如果在所述框架110上仅形成有一个框架连接部113,所述应力将集中于特定地点,从而使所述框架110上产生变形。因此,本实施例中将所述框架连接部113形成于所述框架本体111外侧的三个位置上,即以所述框架110的轴方向中心部为基准沿着圆周方向均匀地进行配置,能够防止发生所述应力集中的现象。
所述缸筒120结合于所述框架110的内侧。作为一例,所述缸筒120可利用压入工艺结合于所述框架110。
所述缸筒120包括:缸筒本体121,沿着轴方向延伸;以及缸筒凸缘122,设置在所述缸筒本体121的前方部外侧。所述缸筒本体121呈具有轴方向的中心轴的圆筒形状,并插入到所述框架本体111的内部。由此,所述缸筒本体121的外周面可与所述框架本体111的内周面相面对。
在所述缸筒本体121形成有气体流入部126,通过所述气体孔114流动的气态制冷剂流入所述气体流入部126。
所述线性压缩机10还包括:气囊110b(gas pocket),形成在所述框架110的内周面和所述缸筒120的外周面之间,用于轴承的气体在所述气囊110b中流动。从所述气体孔114的出口部114b到所述气体流入部126为止的制冷剂气体流路形成所述气囊的至少一部分。此外,所述气体流入部126可配置在后述的缸筒管嘴125的入口侧。
详细而言,所述气体流入部126可被构成为从所述缸筒本体121的外周面朝半径方向内侧凹陷。此外,所述气体流入部126可被构成为以轴方向中心轴为基准,沿着所述缸筒本体121的外周面具有圆形的形状。
所述气体流入部126可设置有多个。作为一例,所述气体流入部126可设置有两个。所述两个气体流入部126中的第一气体流入部126a配置在所述缸筒本体121的前方部,即与吐出阀161靠近的位置,第二气体流入部126b配置在所述缸筒本体121的后方部,即与制冷剂的压缩机吸入侧靠近的位置。换言之,所述第一气体流入部126a可以所述缸筒本体121的前后方向中心部Co为基准位于前侧,所述第二气体流入部126b位于后侧。此外,与所述第一气体流入部126a相连接的第一管嘴部125a可以所述中心部Co为基准位于前侧,与所述第二气体流入部126b相连接的第二管嘴部125b以所述中心部Co为基准位于后侧。
详细而言,所述第一气体流入部126a或第一管嘴部125a形成在从所述缸筒本体121的前端部隔开第一距离L1大小的位置。此外,所述第二气体流入部126b或第二管嘴部125b形成在从所述缸筒本体121的前端部隔开第二距离L2大小的位置。所述第二距离L2可具有大于所述第一距离L1的值。此外,从所述缸筒本体121的前端部到所述中心部Co为止的第三距离Lc可以大于所述第一距离L1且小于所述第二距离L2。
并且,从所述中心部Co到所述第一气体流入部126a或第一管嘴部125a为止的第四距离L3可以决定为比从所述中心部Co到所述第二气体流入部126b或第二管嘴部125b为止的第五距离L4更小的值。
更详细而言,在将所述缸筒120的前后方向长度称为Lo时,从所述缸筒120的前端部到所述第一气体流入部126a为止的距离形成L1,从所述缸筒120的前端部到所述第二气体流入部126b为止的距离形成L2。所述第一、第二气体流入部126a的可决定为如下的范围。作为一例,L1/Lo的范围可决定为0.33以上且0.43以下的范围,L2/Lo的范围决定为0.68以上且0.86以下的范围。
在上述的L1及L2的范围可满足气体轴承中使用的制冷剂流量的范围,即250ml/min以上且350ml/min以下的范围条件。所述流量条件可以是为了改进气体轴承的效果而预先决定的条件。
如果形成低于所述制冷剂流量的范围的流量条件,则发生缸筒120内无法提供用于悬浮活塞130的足够的悬浮力的问题。相反地,如果形成高于所述制冷剂流量的范围的流量条件,则因气体轴承中使用的制冷剂量过多而发生压缩效率降低的问题。因此,本实施例中通过选定如上所述的第一、第二气体流入部126a、126b的位置,能够解决所述问题。
另外,所述第一气体流入部126a位于与所述气体孔114的出口部114b相邻的位置。换言之,从所述气体孔114的出口部114b到所述第一气体流入部126a为止的距离可以小于从所述出口部114b到所述第二气体流入部126b为止的距离。
所述缸筒120的内部压力形成在与制冷剂的吐出侧靠近的位置,即在所述第一气体流入部126a的内侧相对较高地形成,因此,通过使所述气体孔114的出口部114b位于与所述第一气体流入部126a相邻的位置,所述第一气体流入部126a位于与所述中心部Co相邻的位置,能够使相对较多的量的制冷剂通过所述第一气体流入部126a流入到缸筒120的内部中心部。其结果,能够增强气体轴承的功能。其结果,在活塞130的往复运动过程中,能够防止缸筒120和活塞130的磨损。
在所述气体流入部126可设置有缸筒过滤器构件126c。所述缸筒过滤器构件126c执行阻断规定大小以上的杂质流入到所述缸筒120的内部,并吸附制冷剂中包含的油分的功能。其中,所述规定大小可以是1μm。
所述缸筒过滤器构件126c包括所述气体流入部126上缠绕的线状物(thread)。详细而言,所述线状物(thread)可由聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate,PET)材质构成,并且具有规定的厚度或直径。
在考虑到所述线状物(thread)的强度的情况下,所述线状物(thread)的厚度或直径可以决定为适当的值。如果所述线状物(thread)的厚度或直径过小,所述线状物(thread)的强度变得过弱而容易被断开,如果所述线状物(thread)的厚度或直径过大,在缠绕线状物(thread)时,所述气体流入部126中的空隙变得过大,从而降低杂质的过滤效果。
所述缸筒本体121包括:缸筒管嘴125(cylinder nozzle),从所述气体流入部126沿着半径方向内侧延伸。所述缸筒管嘴125可以延伸至所述缸筒本体121的内周面。
所述缸筒管嘴125的半径方向长度H2小于所述气体流入部126的半径方向长度H1即凹陷的深度。此外,所述缸筒管嘴125的内部空间的大小可以小于所述气体流入部126的内部空间的大小。
详细而言,所述气体流入部126的凹陷的深度及宽度和所述缸筒管嘴125的长度可在考虑到所述缸筒120的刚性、所述缸筒过滤器构件126c的量或通过所述缸筒管嘴125的制冷剂的压力下降的大小等的情况下,决定为适当的大小。
作为一例,如果所述气体流入部126的凹陷的深度及宽度过大或所述缸筒管嘴125的长度变得过小,则所述缸筒120的刚性变弱。相反地,如果所述气体流入部126的凹陷的深度及宽度过小,则所述气体流入部126中能够安装的缸筒过滤器构件126c的量变得过少。此外,如果所述缸筒管嘴125的长度H2过大,则通过所述管嘴部123的制冷剂的压力下降变得过大,从而无法充分地执行作为气体轴承的功能。
本实施例中将对于所述气体流入部126的长度H1的所述缸筒管嘴125的长度H2的比率提示为0.65以上且0.75以下的范围。在所述比率的范围内,能够改进气体轴承的效果,并且将缸筒120的刚性维持为所需水平。
所述缸筒管嘴125的入口部的直径大于出口部的直径。以制冷剂的流动方向为基准,所述缸筒管嘴125中的流动截面积从所述入口部越靠近所述出口部其逐渐变小。其中,所述入口部可被理解为是与所述气体流入部126相连接并使制冷剂流入所述缸筒管嘴125的部分,所述出口部被理解为是与所述缸筒120的内周面相连接并向所述活塞130的外周面供给制冷剂的部分。
详细而言,如果所述缸筒管嘴部125的直径过大,则通过所述吐出阀161排出的高压的气态制冷剂中流入所述缸筒管嘴125的制冷剂的量变得过多,存在有压缩机的流量损失变大的问题。相反地,如果所述缸筒管嘴125的直径过小,则因所述缸筒管嘴125中的压力下降过大,存在有作为气体轴承的性能减小的问题。
因此,本实施例中使所述缸筒管嘴125的入口部直径相对较大地形成,以缩减所述缸筒管嘴部125中流入的制冷剂的压力下降,并使所述出口部的直径相对较小地形成,以将通过所述缸筒管嘴125的气体轴承的流入量调节为规定值以下。
作为一例,本实施例中奖对于所述缸筒管嘴部125的出口部直径的所述入口部直径的比率决定为4以上且5以下的值。在这样的比率的范围内,能够改进气体轴承的效果。
所述缸筒管嘴125包括:第一管嘴部125a,从所述第一气体流入部126a向所述缸筒本体121的内周面延伸;以及第二管嘴部125b,从所述第二气体流入部126b向所述缸筒本体121的内周面延伸。
在通过所述第一气体流入部126a的过程中被所述缸筒过滤器构件126c过滤的制冷剂将通过所述第一管嘴部125a流入到所述第一缸筒本体121的内周面和所述活塞本体131的外周面之间的空间。此外,在通过所述第二气体流入部126b的过程中被所述缸筒过滤器构件126c过滤的制冷剂将通过所述第二管嘴部125b流入到所述第一缸筒本体121的内周面和所述活塞本体131的外周面之间的空间。
通过所述第一、第二管嘴部125a、125b向所述活塞本体131的外周面侧流动的气态制冷剂向所述活塞130提供悬浮力,从而执行针对所述活塞130的气体轴承的功能。
所述缸筒凸缘122包括:第一凸缘122a,从所述缸筒本体121沿着半径方向外侧延伸;以及第二凸缘122b,从所述第一凸缘122a向前方延伸。
此外,所述缸筒本体121的缸筒前方部121a以及所述第一、第二凸缘122a、122b形成变形空间部122e,所述变形空间部122e使所述缸筒120在压入到所述框架110的过程中能够实现变形。
详细而言,所述第二凸缘122b可压入所述框架110的第一壁115a的内侧面。即,在所述第一壁115a的内侧面和所述第二凸缘122b的外侧面分别形成有相互压入的压入部。
在所述框架凸缘112可形成有用于容易地加工所述气体孔114的引导槽115e。所述引导槽115e可由所述第二壁115b的至少一部分凹陷而形成,其可位于所述过滤器槽117的边缘。
在加工所述气体孔114的过程中,加工器具可从所述过滤器槽117朝向所述框架连接部113进行钻孔。此时,所述加工器具因与所述第二壁115b相干涉,存在有不容易进行所述钻孔的问题。因此,本实施例在所述第二壁115b上形成引导槽115e,将所述加工器具位于所述引导槽115e,从而容易地进行所述气体孔114的加工。
图9是示出本发明的实施例的活塞和吸入阀的结构的分解立体图,图10是沿着图9的II-II’线剖开的剖视图,图11是放大图10的“A”部分的图。
参照图9至图11,本发明的实施例的线性压缩机10包括:活塞130,在缸筒120的内部以可沿着轴方向即前后方向进行往复运动的方式设置;以及吸入阀135,结合于所述活塞130的前侧。
所述线性压缩机10还包括:阀结合构件134,用于将所述吸入阀135结合于所述活塞130的结合孔133a。所述结合孔133a形成在所述活塞130的前端面的大致中心部。所述阀结合构件134可贯通所述吸入阀135的阀结合孔135a并结合于所述结合孔133a。
所述活塞130包括:活塞本体131,具有大致圆柱形状并沿着前后方向延伸;以及活塞凸缘132,从所述活塞本体131沿着半径方向外侧延伸。
所述活塞本体131的前方部包括:本体前端部131a,形成有所述结合孔133a。在所述本体前端部131a形成有被所述吸入阀135选择性地遮蔽的吸入孔133。
所述吸入孔133形成有多个,所述多个吸入孔133形成在所述结合孔133a的外侧。所述多个吸入孔133可以围绕所述结合孔133a的方式进行配置。
所述活塞本体131的后方部可呈开口,以实现制冷剂的吸入。所述吸入消声器150中的至少一部分,即第一消声器151可通过所述呈开口的活塞本体的后方部插入到所述活塞本体131的内部。
在所述活塞本体131的外周面形成有第一活塞槽136a。所述第一活塞槽136a可以所述活塞本体131的半径方向中心线C1为基准位于前方。所述第一活塞槽136a可被理解为是引导通过所述缸筒管嘴125流入的制冷剂气体顺畅地进行流动,并为了防止压力损失而设置的结构。
所述第一活塞槽136a沿着所述活塞本体131的外周面周缘形成,作为一例可具有环形状。
在所述活塞本体131的外周面形成有第二活塞槽136b。所述第二活塞槽136b可以所述活塞本体131的半径方向中心线C1为基准位于后方。所述第二活塞槽136b可被理解为是“排出引导槽”,其引导为了所述活塞130悬浮而使用的制冷剂气体向所述缸筒120的外部排出。随着制冷剂气体通过所述第二活塞槽136b向所述缸筒120的外部排出,能够防止气体轴承中使用的制冷剂气体经由所述活塞本体131的前方再流入到所述压缩空间P的情形。
所述第二活塞槽136b从所述第一活塞槽136a相隔开,并沿着所述活塞本体131的外周面周缘形成。作为一例,所述第二活塞槽136b可具有环形状。此外,所述第二活塞槽136b可形成有多个。
从所述活塞本体131的前端部到所述第一活塞槽136a的中心部为止的距离P1可以大于从所述第一活塞槽136a的中心部到所述第二活塞槽136b的中心部为止的距离P2。所述距离P1可被决定为,使所述第一活塞槽136a的位置与所述第一管嘴部125a的位置以相邻的方式形成。
如果所述P2相比于所述P1过大,则通过所述第二活塞槽136b的制冷剂排出减少,从而减小因提供所述第二活塞槽136b所带来的制冷剂排出效果。因此,本实施例的特征在于,使所述P1稍大于P2。
所述多个第二活塞槽136b的中心部间的距离P3可以小于所述距离P2。通过所述多个第二活塞槽136b以相互相邻的方式形成,能够顺畅地通过所述多个第二活塞槽136b排出制冷剂。
本发明提示出对于所述活塞本体131轴方向长度的所述P1、P2以及P3的最优化比率值。在将所述活塞本体131的轴方向长度称为Po,对于Po的P1的值可在0.40~0.45的范围形成。此外,对于Po的P2的值可在0.35~0.40的范围形成,对于Po的P3的值在0.02~0.06的范围形成。利用如上所述的比率的范围,能够改进气体轴承性能以及防止制冷剂再流入所述压缩空间P的效果。
所述第二活塞槽136b的大小可以小于所述第一活塞槽136a的大小。
作为一例,如图11所示,以所述活塞本体131的外周面为基准,所述第二活塞槽136b的深度H4可以小于所述第一活塞槽136a的深度H3。所述深度H3、H4以所述活塞本体131尤其是第一本体131a的外周面为基准,由朝半径方向内侧检测的槽136a、136b的值来决定。利用如上所述的结构,能够防止因要使用为气体轴承的制冷剂气体相比所述第一活塞槽136a过多地流动到所述第二活塞槽136b而降低气体轴承的性能的情形。
此外,所述第一活塞槽136a的前后方向宽度可以大于所述第二活塞槽136b的前后方向宽度。
所述活塞凸缘132包括:凸缘本体132a,从所述活塞本体131的后方部沿着半径方向外侧延伸;以及活塞结合部132b,从所述凸缘本体132a沿着半径方向外侧更加延伸。
所述活塞结合部132b包括:活塞结合孔132c,规定的结合构件结合于所述活塞结合孔132c。所述结合构件可贯通所述活塞结合孔132c并结合于磁体框架138及所述支持件137。此外,所述活塞结合部132b可形成有多个,所述多个活塞结合部132b可以相互隔开的方式配置于所述凸缘本体132a的外周面。
所述第二活塞槽136b可被理解为配置在所述第一活塞槽136a和所述活塞凸缘132之间。
详细而言,所述活塞本体131包括:第一本体131a,形成有活塞槽136a、136b并沿着轴方向延伸;活塞倾斜部131c,从所述第一本体131a朝轴方向以倾斜的方式延伸;以及第二本体131b,从所述活塞倾斜部131c朝所述活塞凸缘132沿着轴方向延伸。其中,所述活塞倾斜部131c可以朝向后方沿着半径方向内侧以设定角度θ倾斜的方式延伸。
所述第二本体131b的外径可以小于所述第一本体131a的外径。详细而言,利用所述活塞倾斜部131c的结构,从所述活塞本体131的轴方向中心线C2到所述第一本体131a的外周面为止的距离可以大于从所述轴方向中心线C2到所述第二本体131b的外周面为止的距离。
此外,所述第一本体131a的内周面131d和所述第二本体131b的内周面131b形成一个曲面。因此,所述第一本体131a的厚度W1可以大于所述第二本体131b的厚度。
利用这样的第一本体131a及第二本体131b的形状及厚度的差异,在所述第二本体131b的外侧可以相对较大地形成供使用为气体轴承的制冷剂气体能够流动的流动空间。因此,能够容易地排出所述第二活塞槽136b中流动的制冷剂气体。
并且,由于所述第二本体131b的外周面对于所述缸筒120的内周面相对较远地设置,在所述活塞130进行往复运动的过程中所述活塞130上作用有半径方向的力(侧力)时,将发生所述活塞130的朝半径方向的移动。由此,能够防止所述活塞本体131与所述缸筒120的后端部相干涉的现象。
此外,这样的活塞本体131的移动将引导所述共振弹簧176a、176b确保其自由度,在所述压缩机的驱动期间减小共振弹簧176a、176b上作用的应力,从而能够防止所述共振弹簧176a、176b的磨损及损坏。
图12是示出本发明的实施例的活塞插入到缸筒的内部的情形的剖视图,图13是放大图12的“B”部分的图,图14是放大图12的“C”部分的图,图15是示出本发明的实施例的活塞在缸筒的内部向前方移动的情形TDC的剖视图,图16是示出本发明的实施例的活塞在缸筒的内部向后方移动的情形BDC的剖视图。
图12示出本发明的实施例的活塞130最初组装于缸筒120的状态的情形。此外,图15示出所述活塞130位于上死点(Top Dead Center,TDC)时的情形,图16示出所述活塞130位于下死点(Bottom Dead Center,BDC)时的情形。所述活塞130可在图15的位置(以下,第一位置)和图16的位置(以下,第二位置)之间进行往复运动。
参照图13,本发明的实施例的缸筒120包括:气体流入部126,从所述缸筒本体121的外周面沿着半径方向内侧凹陷;缸筒管嘴125a、125b,从所述气体流入部126a、126b沿着半径方向内侧延伸;以及扩展部125c,从所述缸筒管嘴部125a、125b的出口侧向所述缸筒本体121的内周面延伸。
所述扩展部125c被构成为从所述缸筒管嘴125a、125b沿着轴方向进行扩展,所述扩展部125c中的制冷剂流动截面积大于所述缸筒管嘴125a、125b中的制冷剂流动截面积。
利用经由所述缸筒管嘴125a、125b以及扩展部125c而流入的制冷剂的压力,所述活塞130可从所述缸筒120的内周面进行悬浮。另外,通过所述缸筒120的制冷剂的流动截面积可从所述缸筒管嘴125a、125b越靠近所述扩展部125c其越增加。由此,通过所述缸筒管嘴125a、125b的制冷剂可在经过所述扩展部125c的过程中不会发生压力损失。
如果不提供所述扩展部125c,则通过所述缸筒管嘴125a、125b的制冷剂将直接流入到相对较窄的缸筒120和活塞130之间的空间,从而较大地发生压力下降。其结果,发生因制冷剂的压力降低而无法向所述活塞130提供足够的悬浮力的问题。
另外,所述扩展部125c提供用于容纳在加工所述缸筒管嘴125a、125b时产生的加工物残渣(毛刺,burr)的空间部。即,所述扩展部125c为从所述缸筒本体121的内周面向所述缸筒120的外侧凹陷的沟槽(groove),其可被理解为是容纳所述毛刺(burr)的“容纳部”。
所述活塞130可在所述缸筒120的内部沿着前后方向进行往复运动。在所述活塞130进行往复运动期间,设置于所述活塞本体131的第一活塞槽136a可位于设置于所述缸筒120的两个缸筒管嘴125a、125b之间。
作为一例,在图12中活塞130最初组装于缸筒120的状态下,从所述第一活塞槽136a到所述第一管嘴部125a为止的距离形成d1,从所述第一活塞槽136a到所述第二管嘴部125b为止的距离形成d2。所述d2可以大于d1。
此外,在图15中所述活塞130位于TDC的状态下,从所述第一活塞槽136a到所述第一管嘴部125a为止的距离形成d3,从所述第一活塞槽136a到所述第二管嘴部125b为止的距离形成d4。所述d4可以大于d3。此外,所述d4可具有d3的5倍以上且8倍以下的值。
即,所述第一活塞槽136a可与所述第一管嘴部125a以相邻的方式进行设置。在所述第一活塞槽136a形成低压,形成对于所述活塞130的前方及后方的临界压力。为使在所述活塞130位于TDC的状态下吐出阀161开放时,通过所述吐出阀161排出的高压的制冷剂相对较多地通过所述第一管嘴部125a流入,形成低压的所述第一活塞槽136a与所述第一管嘴部125a以相邻的方式设置为佳。
但是,所述第一活塞槽136a和所述第一管嘴部125a可以不沿着半径方向并排地进行配置。如果所述第一活塞槽136a和所述第一管嘴部125a沿着半径方向并排地配置,则限制制冷剂气体以所述第一活塞槽136a为基准向前后方均匀地扩散,从而减弱气体轴承的功能。
另外,在图16中所述活塞130位于BDC的状态下,从所述第一活塞槽136a到所述第一管嘴部125a为止的距离形成d5,从所述第一活塞槽136a到所述第二管嘴部125b为止的距离形成d6。所述d5可以大于d6。此外,所述d5可具有d6的1.5倍以上且3倍以下的值。
根据如上所述的结构,在所述活塞130进行往复运动期间,从所述吐出阀161排出的制冷剂可通过所述缸筒120的气体流入部126及缸筒管嘴125并均匀地向所述活塞本体131的外周面流动。
详细而言,通过所述第一管嘴部125a及第一气体流入部126a流动到所述缸筒120的内周面的制冷剂中的至少一部分可朝向所述活塞本体131的前方部流动,其余制冷剂朝向所述第一活塞槽136a流动。
即,在所述第一活塞槽136a所位置的区域中,所述缸筒120的内周面和所述活塞130的外周面之间的距离相对较大地形成,因此,在作用为气体轴承的制冷剂不发生较大的压力损失的同时,使所述制冷剂向所述第一活塞槽136a流动。
此外,通过所述第二管嘴部125b及第二气体流入部126b流动到所述缸筒120的内周面的制冷剂中的至少一部分可朝向所述第一活塞槽136a向前方流动,其余制冷剂向后方流动。如上所述,利用所述第一活塞槽136a的结构,制冷剂能够从所述活塞本体131的前方部到后方部为止均匀地进行供给。
如果在所述活塞本体131未形成有第一活塞槽136a,则仅向所述第一管嘴部125a周边区域或所述第二管嘴部125b的周边区域供给高压力的制冷剂气体,而在所述第一、第二管嘴部125a、125b之间的区域,因制冷剂压力损失较大,将会供给低压力的制冷剂气体。
因此,所述活塞本体131的外周面上将作用有不均等的压力,从而限制活塞130稳定地悬浮于所述缸筒120的内周面。作为一例,随着所述活塞130从所述缸筒120的内部中心朝一半径方向偏置,将发生所述活塞130和缸筒120相干涉的现象。本实施例则能够解决这样的问题。
此外,流动到所述活塞本体131的外周面而被使用为气体轴承的制冷剂可向缸筒120的外部排出。详细而言,使用为所述气体轴承的制冷剂中的至少一部分的制冷剂可朝向所述缸筒120的后方部,即朝向制冷剂吸入到缸筒120的部分流动,其余制冷剂朝向所述缸筒120的前方部,即朝向形成所述压缩空间P的部分流动。
其中,向所述缸筒120的前方部侧流动而从缸筒120排出的制冷剂将再次流入到所述压缩空间P,从而妨碍通过所述吸入阀135向所述压缩空间P流入的制冷剂的流动。因此,存在有制冷剂的压缩性能降低的问题。
因此,本实施例的目的在于,在所述活塞本体131的后方部设置有第二活塞槽136b,从而在使用为所述气体轴承的制冷剂即通过所述缸筒管嘴125流动了所述活塞本体131的外周面的制冷剂中,增加向所述缸筒120的后方部侧流动的制冷剂的量。此时,向所述缸筒120的后方部侧流动的制冷剂中可包含有通过了所述第一活塞槽136a的制冷剂。
通过在所述活塞本体131上设置所述第二活塞槽136b,能够减少所述缸筒120的后方部侧的压力损失,并由此能够更加容易地实现通过所述缸筒120的后方部侧的制冷剂的排出。此时,制冷剂可通过所述缸筒120的后端部和所述活塞凸缘132之间的空间向外部排出。
由此,通过在使用为所述气体轴承的制冷剂中增加向所述缸筒120的后方部侧流动的制冷剂的量,能够相对地减少向所述压缩空间P流入的制冷剂的量。其结果,能够改善线性压缩机10的压缩效率,降低消耗功率,在所述线性压缩机10设置于冰箱的情况下,能够降低冰箱的消耗功率。
作为一例,在活塞本体131上未形成有所述第二活塞槽136b的情况下,通过实验结果确认出向缸筒120的前方部及后方部流动的制冷剂的比率为45:55。另一方面,在所述活塞本体131上形成有所述第二活塞槽136b的情况下,通过实验结果确认出向缸筒120的前方部及后方部流动的制冷剂的比率为40:60。
图17是示出制冷剂在本发明的实施例的线性压缩机的内部流动的情形的剖视图。
参照图17对本发明的实施例的线性压缩机10中的制冷剂流动进行说明。通过吸入管104吸入到壳体101的内部的制冷剂经过吸入消声器150向活塞130的内部流入。此时,所述活塞130可利用电机组件140的驱动而执行轴方向的往复运动。
当结合于所述活塞130的前方的吸入阀135开放时,制冷剂向压缩空间P流入而被压缩。此外,当吐出阀161开放时,压缩的制冷剂从所述压缩空间P排出,排出的制冷剂中的一部分制冷剂向所述框架110的框架空间部115d流动。此外,其余大部分制冷剂经过所述吐出盖160的吐出空间160a,经由所述盖管162a及环状管162b并通过所述吐出管105排出。
另外,所述框架空间部115d的制冷剂向后方流动并通过所述吐出过滤器200,在此过程中,制冷剂中的杂质或油分可被过滤。
此外,通过所述吐出过滤器200的制冷剂向所述气体孔114流入,供给到所述缸筒120的内周面和所述活塞130的外周面之间并执行气体轴承功能。此时,利用形成于所述活塞本体131的第一活塞槽136a,能够使制冷剂顺畅地流动,能够从所述活塞本体131的前方部到后方部为止均匀地供给制冷剂。
此外,使用为所述气体轴承的制冷剂可通过所述缸筒120的前方部及后方部向缸筒120的外部排出。此时,通过在所述活塞本体131形成有第二活塞槽136b,可使相对较多的量的制冷剂通过所述缸筒120的后方部排出,由此,能够减少向所述压缩空间P再流入的制冷剂的量。
并且,根据如上所述的作用,在不使用油的情况下,利用吐出制冷剂的至少一部分来执行轴承功能,能够防止活塞或缸筒的磨损。
Claims (10)
1.一种线性压缩机,其中,
包括:
缸筒,形成制冷剂的压缩空间,形成有供制冷剂流入的缸筒管嘴,以及
活塞,设置于所述缸筒的内部,利用通过所述缸筒管嘴供给的制冷剂进行悬浮;
所述活塞包括:
活塞本体,在所述缸筒的内部沿着前后方向进行往复运动,以及
第一活塞槽,设置于所述活塞本体的外周面,引导从所述缸筒管嘴供给的制冷剂中的一部分制冷剂向所述缸筒的外部排出。
2.根据权利要求1所述的线性压缩机,其中,
还包括:
第二活塞槽,设置于所述活塞本体的外周面,从所述缸筒管嘴供给的制冷剂在所述第二活塞槽流动,所述第二活塞槽以从所述第一活塞槽隔开的方式进行配置。
3.根据权利要求2所述的线性压缩机,其中,
所述第二活塞槽以所述活塞本体的半径方向中心线为基准位于前方,
所述第一活塞槽以所述活塞本体的半径方向中心线为基准位于后方。
4.根据权利要求2所述的线性压缩机,其中,
所述缸筒管嘴包括第一管嘴部以及第二管嘴部,
所述第二活塞槽在所述活塞进行往复运动的过程中位于所述第一管嘴部和所述第二管嘴部之间。
5.根据权利要求2所述的线性压缩机,其中,
以所述活塞本体的外周面为基准,所述第二活塞槽的半径方向深度(H3)大于所述第一活塞槽的半径方向深度(H4),
所述第二活塞槽的前后方向宽度大于所述第一活塞槽的前后方向宽度。
6.根据权利要求2所述的线性压缩机,其中,
所述活塞本体还包括:
第一本体,形成所述第一活塞槽及所述第二活塞槽;
第二本体,具有比所述第一本体的外径小的外径;以及
活塞倾斜部,从所述第一本体朝向所述第二本体以轴方向为基准呈倾斜的方式延伸。
7.根据权利要求6所述的线性压缩机,其中,
所述活塞还包括:
活塞凸缘,从所述活塞本体沿着半径方向延伸;
所述第二本体从所述活塞倾斜部向所述活塞凸缘沿着轴方向延伸。
8.根据权利要求1所述的线性压缩机,其中,
还包括:
活塞凸缘,从所述活塞本体沿着半径方向延伸;
经由所述第一活塞槽的制冷剂向所述缸筒的端部和所述活塞凸缘之间的空间排出。
9.根据权利要求2所述的线性压缩机,其中,
所述缸筒包括:
气体流入部,从所述缸筒的外周面凹陷并与所述缸筒管嘴相连接,缸筒过滤器构件设置于所述气体流入部;以及
扩展部,从所述缸筒管嘴的出口侧向所述缸筒的内周面延伸,具有比所述缸筒管嘴的截面积大的截面积。
10.根据权利要求9所述的线性压缩机,其中,
所述缸筒管嘴包括两个管嘴部,
通过两个所述管嘴部的制冷剂朝向所述第二活塞槽流动。
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