CN108518332B - 一种线性压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种线性压缩机，该线性压缩机具体为：活塞轴固定设置在直线电机的内部且能沿轴向直线滑动，活塞轴的一端穿出直线电机且与活塞的一端相连，在活塞轴的外部套设谐振弹簧，谐振弹簧位于直线电机的内部，气缸与直线电机柔性连接，活塞的另一端插入气缸内形成压缩空间，直线电机的动子部件与活塞固连。本发明实施例提供的线性压缩机，将谐振弹簧放置于直线电机内部，可减小线性压缩机的外形尺寸；另外，设置气缸与直线电机柔性连接，可实现气缸在其径向微小的移动，可降低气缸外置对装配同轴精度的要求，同时设置活塞轴，利用活塞轴对活塞和谐振弹簧进行定位，可提高装配同轴精度，减少压缩机卡缸的风险。

Description

一种线性压缩机

技术领域

本发明实施例涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种线性压缩机。

背景技术

采用直线电机驱动的线性压缩机，减少了运动转换装置，大大提高了压缩机的效率，具有结构紧凑、重量轻、无油或少润滑油、变容量特性优异等优点，正得到越来越广泛的应用，已成为小型制冷装置用高效压缩机的一个主要发展方向。

1992年美国的Beale和Redlich等人提出了Redlich型结构的动磁式直线振荡电机，这种结构的动磁直线振荡电机是在励磁线圈的圆周上安装导磁材料，形成与励磁线圈同心的圆筒形气隙的磁路结构，由圆筒形的内、外定子组成气隙，径向充磁的圆筒形永磁体在气隙中做往复运动。Redlich型结构直线电机具有磁路结构设计较优，磁路损失小的优点。现有的技术应用是以Redlich结构的圆筒形直线振荡电机作为驱动器，是将气缸与活塞部件设置在内定子的圆筒内。该结构使得线性压缩机压缩气体过程中产生热量以及电机本身是热量互相影响，影响压缩效率，同时压缩机整体结构外形偏向于短而高。

为克服以上缺点，现有技术中的直线压缩机，会将气缸、活塞等压缩部件设置在圆筒形直线电机的外侧，利用低温低压的气体对直线电机的内、外侧，以及压缩腔的外侧进行散热，提高了线性压缩机的效率和可靠性，但由于将气缸与活塞等外置后对装配同轴精度的非常要求，存在较大的压缩机活塞与气缸卡死风险，此外气缸与活塞外置后导致压缩机外形尺寸较大，占用空间较大。

发明内容

本发明实施例提供一种线性压缩机，用以解决现有技术中的直线压缩机将气缸与活塞外置后导致压缩机外形尺寸较大，占用空间较大以及压缩机容易出现卡缸的问题。

本发明实施例提供一种线性压缩机，该线性压缩机包括：直线电机、活塞轴、活塞和气缸；所述活塞轴固定设置在所述直线电机的内部且能沿轴向直线滑动，所述活塞轴的一端穿出所述直线电机且与活塞的一端相连，在所述活塞轴的外部套设谐振弹簧，所述谐振弹簧位于所述直线电机的内部，所述气缸与所述直线电机柔性连接，所述活塞的另一端插入所述气缸内形成压缩空间，所述直线电机的动子部件与所述活塞固连。

本发明实施例提供的线性压缩机，通过将线性压缩机的气缸等压缩部件置于直线电机外部，利用压缩机机壳内的低温低压的气体与气缸外壁直接接触而冷却压缩气体，提高压缩效率；通过将谐振弹簧均放置于直线电机内部，充分利用直线电机内部空间，从而可以减小线性压缩机的外形尺寸。

另外，设置气缸与直线电机柔性连接，可实现气缸在其径向任意方向微小的运动，可降低气缸外置对装配同轴精度的要求，同时设置活塞轴，将活塞轴与活塞同轴设置，利用活塞轴对活塞和谐振弹簧进行定位，可提高气缸外置后的装配同轴精度，进一步减少压缩机卡缸的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明实施例的一种线性压缩机的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的一种线性压缩机的立体结构示意图；

图3为根据本发明实施例的一种线性压缩机中排气装置的结构示意图。

附图标记说明：

1—第一连接件； 2—内定子部件； 3—励磁线圈；

4—外定子部件； 5—动子部件； 6—第二连接件；

7—活塞轴承套； 8—弹簧连接件； 91—第一谐振弹簧；

92—第二谐振弹簧； 10—活塞； 11—吸气消音器；

12—气缸； 13—吸气装置； 14—排气装置；

15—排气弹簧； 16—排气阀； 17—柔性垫；

18—油泵； 19—电机紧固螺钉； 20—气缸紧固件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例根据本发明提供一种线性压缩机，参考图1，该线性压缩机包括：直线电机、活塞轴、活塞10和气缸12；所述活塞轴固定设置在所述直线电机的内部且能沿轴向移动，所述活塞轴的一端穿出所述直线电机且与活塞10的一端相连，在所述活塞轴的外部套设谐振弹簧，所述谐振弹簧位于所述直线电机的内部，所述气缸12与所述直线电机柔性连接，所述活塞10的另一端插入所述气缸12内形成压缩空间，所述直线电机的动子部件5与所述活塞10固连。

本实施例提供的一种线性压缩机，采用直线电机驱动，将大部分压缩部件均设置在直线电机的内部，可充分利用直线电机内部空间，大大减少压缩机所占用的空间，降低了压缩机外形的尺寸。

该线性压缩机将谐振弹簧均设置在直线电机的内部，将气缸12设置在直线电机的外部，使压缩机整体尺寸大大减小。通过设置活塞轴与活塞10相连，活塞轴与活塞10一体沿轴向进行来回移动，因为活塞轴为长轴状，既便于传递动力，又便于深入直线电机的内部设置。通过将谐振弹簧设置在活塞轴的外侧，既能满足对活塞10发挥谐振作用，同时便于将谐振弹簧设置在电机内部。

另外，气缸12设置在直线电机的外部，可与直线电机固连进行固定。气缸12可紧贴直线电机的外侧壁固定，这样，活塞10也可置于直线电机的内部，在压缩过程中可伸出直线电机。应在直线电机设置气缸12侧设置一开口，便于活塞10伸出直线电机插入气缸12中。

将气缸12设置在直线电机的外部，可便于对气缸12进行降温冷却，可方便的向压缩机外壳内通入低温低压气体，使低温低压气体在气缸12四周流动对其进行对流换热降温，提高压缩效率。

气缸12与直线电机柔性连接，柔性连接即气缸12与直线电机并不是刚性连接完全固定不动的，气缸12与直线电机之间可发生微小移动。通过将气缸12与直线电机柔性连接，气缸12可发生微小移动，例如气缸12可沿其径向任意方向发生微小的转动，可使气缸12与活塞10之间进行自适应自动调节，通过气缸12的微小移动，使气缸12始终与活塞10保持良好的配合，保证压缩机的正常运行，减少卡缸，提高压缩效率。

直线电机包括定子部件和动子部件5，将动子部件5与活塞10固连，可实现活塞10在气缸12中的来回移动。活塞10和气缸12配合形成压缩空间。因为活塞10和活塞轴一体进行移动，通过活塞轴与谐振弹簧的配合，可使谐振弹簧对活塞10发挥谐振作用。

本实施例提供的一种线性压缩机，将线性压缩机的气缸12等压缩部件置于直线电机外部，利用压缩机机壳内的低温低压的气体与气缸12外壁直接接触而冷却压缩气体，提高压缩效率；将谐振弹簧均放置于直线电机内部，充分利用直线电机内部空间，从而可以减小线性压缩机的外形尺寸。

另外，通过将气缸12与直线电机柔性连接，从而可实现气缸12在其径向任意方向微小的移动，可降低气缸12外置对装配同轴精度的要求，减少卡缸现象；同时设置活塞轴，将活塞轴与活塞10同轴设置，利用活塞轴对活塞10和谐振弹簧进行定位，可进一步提高气缸12外置后的装配同轴精度，减少压缩机卡缸的风险。

进一步地，直线电机为圆筒形直线电机，定子部件和动子部件5均为圆柱形。可将活塞10轴及谐振弹簧设置在圆筒形直线电机的中心部位。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种线性压缩机还包括：活塞轴承套7；所述活塞轴承套7包括同轴固定设置的空心内圆柱筒和空心外圆柱筒，所述内圆柱筒套设在所述活塞轴的外侧，在所述内圆柱筒的外侧、所述外圆柱筒的内侧套设所述谐振弹簧，所述外圆柱筒与所述直线电机的第一连接件1固连。

本实施例基于上述实施例，对活塞轴在直线电机内部的具体设定进行了说明。活塞轴通过活塞轴承套7进行固定，且实现沿轴向往复移动。活塞轴承套7由两个同轴的空心圆柱筒形成，分别为内圆柱筒和外圆柱筒。内圆柱筒和外圆柱筒分别为圆柱形，空心且两端开口。外圆柱筒套设在内圆柱筒的外侧。

外圆柱筒与直线电机的第一连接件1固连，实现活塞轴承套7的固定。活塞轴承套7与直线电机固连，保持固定不动状态。内圆柱筒可与外圆柱筒固连固定。例如可在内圆柱筒和外圆柱筒之间设置连接轴实现内圆柱筒的固定，对此不作限定。

活塞轴位于内圆柱筒的内部，活塞轴的外侧壁与内圆柱筒的内侧壁接触。活塞轴的外径应与内圆柱筒的内径相差不大，使内圆柱筒的内壁可与活塞轴相配合，既对活塞轴起到固定支撑的作用，又能使活塞轴沿着轴向往复移动。

谐振弹簧设置在内圆柱筒和外圆柱筒之间。内圆柱筒和外圆柱筒之间的间隙应与谐振弹簧的大小相配合，相差不大，可用来控制谐振弹簧沿径向的偏移，保证谐振弹簧的正常工作，防止因谐振弹簧偏移而引起的卡缸现象，从而提高压缩效率。

另外，谐振弹簧不与活塞轴直接接触，还可避免活塞轴的移动对其产生影响，提高压缩效率。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述谐振弹簧包括：第一谐振弹簧91和第二谐振弹簧92；在所述内圆柱筒和所述外圆柱筒之间设置一圈隔板，所述隔板与所述内圆柱筒或外圆柱筒的轴向垂直，在所述隔板的两侧分别设置第一谐振弹簧91和第二谐振弹簧92。

本实施例基于上述实施例，对谐振弹簧的设定进行了进一步地说明。可在内圆柱筒和外圆柱筒之间设置两个谐振弹簧，分别为第一谐振弹簧91和第二谐振弹簧92。

具体为，在内圆柱筒和外圆柱筒之间设置一环形隔板，环形隔板与内圆柱筒或外圆柱筒的轴向垂直设置。可将第一谐振弹簧91和第二谐振弹簧92分别设置在隔板的两侧。

设置隔板，使活塞轴承套7剖面呈两个H形。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种线性压缩机还包括：弹簧连接件8；所述弹簧连接件8呈圆环形板状，所述弹簧连接件8固定套在所述活塞轴的外侧且位于所述活塞轴的另一端，所述活塞轴的另一端穿出所述内圆柱筒，所述第一谐振弹簧91的一端与所述弹簧连接件8相连，所述第一谐振弹簧91的另一端与所述隔板的一侧相连，所述第二谐振弹簧92的一端与所述隔板的另一侧相连，所述第二谐振弹簧92的另一端与所述活塞10或动子部件5相连。

本实施例基于上述实施例，对谐振弹簧的具体连接结构进行了说明。活塞轴位于内圆柱筒的内部，内圆柱筒两端开口，活塞轴的一端穿过内圆柱筒与活塞10相连。活塞轴的另一端从另一侧穿过内圆柱筒，必要时，还可从直线电机内部穿出。

在活塞轴的另一端连接弹簧连接件8。弹簧连接件8可为圆环形板，也可为其他形状的板或柱体，只要中间具有一开口即可。活塞轴的另一端从弹簧连接件8中间的开口中穿过，且弹簧连接件8与活塞轴的外侧壁固连。

第一谐振弹簧91设置在弹簧连接件8与隔板之间，两端分别与第一连接件1和隔板相连。第二谐振弹簧92设置在隔板和活塞10之间，两端分别与隔板和活塞10相连，或者两端分别与隔板和动子部件5相连。

在活塞10和活塞轴进行往复移动时，因为隔板是固定的，因此第一谐振弹簧91和第二谐振弹簧92的一端不动，另一端移动，使弹簧发生变形。第一谐振弹簧91和第二谐振弹簧92配合，使活塞10发生稳定的往复移动。

进一步地，在隔板的两侧分别设置凸起的空心圆柱体，分别用于支撑第一谐振弹簧91和第二谐振弹簧92的一端。可将凸起的空心圆柱体分别插入第一谐振弹簧91和第二谐振弹簧92的内部，与第一谐振弹簧91和第二谐振弹簧92的内侧壁接触。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述直线电机还包括：第二连接件6；所述直线电机的内定子部件2和外定子部件4分别通过所述第一连接件1和所述第二连接件6固定，所述第一连接件1和所述第二连接件6分别位于所述直线电机的两侧，所述第一连接件1呈圆形板状且在圆板的中心凸出一空心圆柱筒，所述外圆柱筒的外侧壁与所述第一连接件1中部的空心圆柱筒的内侧壁固连，所述第二连接件6呈圆形板状且在圆板的中部凸出一支柱，所述第二连接件6的中心设有一通孔，所述活塞10从所述通孔中穿过插入所述气缸12中，所述气缸12与所述活塞10相连的一端与所述支柱相连。

本实施例基于上述实施例，对直线电机的结构进行了进一步地说明。直线电机包括第一连接件1和第二连接件6，并通过第一连接件1和第二连接件6对定子部件和动子部件5进行固定。其中，定子部件包括内定子部件2和外定子部件4。

第一连接件1和第二连接件6设置在直线电机的两侧，定子部件和动子部件5设置在第一连接件1和第二连接件6之间。第一连接件1为在一圆板的中心连接一空心圆柱筒，该空心圆柱筒的中空部位贯穿该圆板，即第一连接件1的中心具有一通孔。

第一连接件1中心的空心圆柱筒朝向直线电机的内部。且活塞轴承套7的外圆柱筒的外侧壁与第一连接件1中心的空心圆柱筒的内侧壁固连固定。活塞轴在活塞轴承套7的内部可从第一连接件1中心的通孔中穿出。

第二连接件6是在圆板的中心连接一支柱，同样的，在第二连接件6的中心设置一贯穿圆板和支柱的通孔。与第一连接件1不同的是，相比第一连接件1中心的空心圆柱筒，支柱具有一定厚度，支柱具有端面。

第二连接件6中心的支柱朝向直线电机的外部。气缸12的开口端即与活塞10相连的一端端面与支柱的端面固连。气缸12的开口与第二连接件6中心的通孔相对应。活塞10穿过第二连接件6中心的通孔插入气缸12的开口中。气缸12应与活塞10相匹配。

进一步地，第一连接件1上设置有装配孔和减重孔。第二连接件6上设置有装配孔和减重孔。因为第一连接件1和第二连接件6主要用于对压缩机的相关部件进行支撑固定，因此设置装配孔用于安装所用。减重孔设置在不影响安装的位置处，用于减轻第一连接件1和第二连接件6的重量，有利于减少整个压缩机的重量。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图2，所述柔性连接具体为：设置气缸紧固件20与所述支柱固连，所述气缸紧固件20与所述气缸12之间榫接连接且在连接处设置间隙；或者在所述气缸12和所述支柱的接触面之间设置柔性垫17；或者同时设置柔性垫17以及气缸紧固件20分别与所述支柱固连，所述柔性垫17设置在所述气缸12和所述支柱的接触面之间，所述气缸紧固件20与所述气缸12之间榫接且在连接处设置间隙；所述柔性垫17具有弹性变形能力、用于实现气缸12沿径向的微小移动。

本实施例基于上述实施例，对气缸12与直线电机之间柔性连接的具体方式进行了说明。首先，可设置气缸紧固件20与气缸12榫接连接。气缸紧固件20通过第二连接件6上的支柱固定。气缸12通过间隙榫接方式柔性连接在气缸紧固件20与直线电机之间.

即在气缸12远离直线电机的一侧设有与气缸紧固件20配合的榫头，气缸紧固件20设置开有凹槽，气缸紧固件20上的凹槽与气缸12上的榫头间隙榫接方式柔性连接接触。即气缸12上的榫头可相应的插入气缸紧固件20上的凹槽中实现二者的固连，且可将凹槽设置的略大于榫头，使凹槽与榫头之间存在间隙，可实现气缸12进行微小的移动。

另外，可在气缸12与直线电机相连的地方设置柔性垫17，三者固连在一起。柔性垫17设置在气缸12和直线电机之间，使气缸12不与直线电机直接接触，而是通过柔性垫17与直线电机接触。

具体地，柔性垫17设置在气缸12和第二连接件6的支柱之间。柔性垫17可与支柱的端面固连，气缸12朝向活塞10的一端的端面与柔性垫17固连。柔性垫17具有一定的弹性变形能力，可使气缸12发生微小的移动，可实现气缸12通过微小的位移始终与活塞10保持同轴状态，可保证压缩机的正常运行，提高压缩效率。

在气缸12与第二连接件6的中间即支柱的端面之间设置加装柔性垫17，从而可实现气缸12在其径向任意方向微小的转动，降低将气缸12与活塞10等外置后对装配同轴精度的要求，减少压缩机卡缸的风险。柔性垫17可为任何具体弹性可发生柔性变形的部件，对此不做限定。

进一步地，可同时设置气缸紧固件20以及柔性垫17，柔性垫17设置在气缸12与第二连接件6的支柱之间，气缸紧固件20与气缸12采用间隙榫接连接。

通过设置气缸紧固件20与气缸12间隙榫接柔性连接、柔性垫17或者气缸紧固件20与柔性垫17的结合，气缸12可发生微小移动，例如气缸12可沿其径向任意方向发生微小的转动，可使气缸12与活塞10之间进行自适应自动调节，通过气缸12的微小移动，使气缸12始终与活塞10保持良好的配合，保证压缩机的正常运行，减少卡缸，提高压缩效率。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种线性压缩机还包括：吸气消音器11；所述吸气消音器11为侧壁开有多个通孔的空心圆柱，在所述活塞10与活塞轴相连的端面上沿所述活塞10的周向设置一圆环状凹槽，所述吸气消音器11的一端插入所述凹槽内，所述吸气消音器11的另一端设有圆环状凸块，所述凸块与所述第二谐振弹簧92另一端的内侧壁接触。

本实施例基于上述实施例，设置了吸气消音器11，用于减小压缩机在运行过程中产生的声音。在活塞轴的直径小于活塞10的直径时，可将吸气消音器11设置在活塞10的内部。具体为：吸气消音器11为两端开口的空心圆柱。在活塞10的一端端面上设置凹槽，凹槽呈与活塞10同轴的圆环状。

将吸气消音器11的一端插入凹槽内。在活塞轴的直径小于活塞10的直径时，因为第二谐振弹簧92套设在活塞轴的外部，第二谐振弹簧92的另一端会与活塞10相连。此时，可在吸气消音器11的另一端设置一圆环状的凸块。

该圆环状的凸块可正好与第二谐振弹簧92的内径相匹配。即该圆环状凸块可插入第二谐振弹簧92的另一端内部，凸块与第二谐振弹簧92的内侧壁接触，可对第二谐振弹簧92的另一端进行固定，同时通过第二谐振弹簧92对吸气消音器11进行固定，使其不会脱离活塞10上的凹槽，从而保证吸气消音器11的正常连续工作。

吸气消音器11的侧壁上开有多个通孔，该通孔为消音孔。进一步地，在活塞轴的直径大于活塞10的直径，或者其他情况下，第二谐振弹簧92不能对吸气消音器11进行固定时，可在吸气消音器11的侧壁上开设装配孔，用于吸气消音器11的装配固定。

进一步地，吸气消音器11的材质可为开孔泡沫合金，也可为其他，对此不做限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述活塞10的另一端设置吸气装置13，所述气缸12背离所述活塞10的一端设置排气装置14。

本实施例基于上述实施例，对吸气装置13和排气装置14的设置进行了说明。因为压缩机运行过程中，气缸12内会进行吸气和排气，因此需要设置吸气装置13和排气装置14。

吸气装置13可设置在活塞10的另一端，即活塞10不与活塞轴相连的一端。具体地，可在活塞10上的另一端设置第二凹槽，在第二凹槽与装配吸气消音器11的凹槽之间设置吸气装置13，吸气装置13可连通凹槽与第二凹槽，进而连通活塞10的两侧。吸气装置13可根据气缸12内的压力大小自动控制气体的吸入。

排气装置14设置在气缸12不与活塞10相连的一端。排气装置14同样可根据气缸12内压力的大小自动排出气体。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种线性压缩机还包括：油泵18；所述油泵18与所述第二连接件6固连，所述油泵18通过空心螺钉与所述第一连接件1相连，所述第一连接件1中部空心圆柱筒的内侧壁与所述外圆柱筒之间设置间隙为第一油路，在所述隔板中设置通道为第二油路，所述第二油路连通所述第一油路和所述内圆柱筒的内部，在所述活塞轴的内部设置一通道为第三油路，所述第三油路通向所述活塞10的侧壁。

本实施例基于上述实施例，对压缩机内的油路进行了说明。在活塞轴承套7的外圆柱筒与第一连接件1中部空心圆柱筒的内侧壁之间设置一间隙，该间隙为第一油路。在活塞轴承套7的隔板中设置一通道，该通道为第二油路。

第二油路与第一油路相连通，且第二油路通向内圆柱筒的内部。通过第一油路和第二油路可为活塞轴与内圆柱筒之间的摩擦提供油路。

在活塞轴的内部中心设置一通道，该通道为第三油路。第三油路通向活塞10的侧壁。第三油路具体可为：在活塞轴的内部沿轴向设置第一通道，第一通道通向活塞10内部，并未贯穿活塞10。然后在活塞10内部沿活塞10的径向设置第二通道，第二通道与第一通道相连，且第二通道通向活塞10的外侧壁。

第三油路可为活塞10与气缸12之间的摩擦提供油路。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述内定子部件2和外定子部件4均为空心圆柱状且同轴设置，所述内定子部件2的外侧设置励磁线圈3，所述外定子部件4包覆在所述励磁线圈3的圆周上，所述动子部件5位于所述内定子部件2和所述外定子部件4之间的气隙中，所述动子部件5包括多个瓦片型磁体以及定型材料，所述动子部件5呈杯状圆筒，所述杯状圆筒的杯底设有开口且与所述活塞10相连。

本实施例基于上述实施例，对直线电机的具体结构进行了说明。圆筒形直线电机包括定子部件、动子部件5、第一连接件1、第二连接件6。定子部件包括与外定子同轴同心的圆筒形内定子、励磁线圈3以及包覆在励磁线圈3圆周上的圆筒形外定子；外定子的内圆与内定子的外圆之间形成圆筒形气隙。

定子部件通过第一连接件1与第二连接件6实现同轴定位与固定。动子部件5为多个瓦片型磁体及定型材料组成的杯状圆筒，放置于内定子部件2和外定子部件4形成圆筒形气隙中，并与活塞10连接。

具体地，杯状圆筒为一端开口另一端有底的空心圆筒。空心圆筒的底即杯底中心开设有开口。活塞10从杯底的开口穿过，且在该开口处杯底与活塞10固连，从而实现动子部件5与活塞10的固连。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种线性压缩机包括：圆筒形直线电机、活塞轴承套7、谐振弹簧、活塞10、活塞轴、吸气消音器11、气缸12、吸气装置13、排气装置14以及油泵18等。圆筒形直线电机包括定子部件、动子部件5、励磁线圈3、第一连接件1和第二连接件6。

活塞轴与活塞轴承套7内圆柱筒配合，形成直线轴承；活塞10置于气缸12内，与气缸12配合形成气体压缩空间。并在活塞轴轴向中心位置开有油孔，为活塞10与气缸12摩擦副供油提供油路。气缸12与第二连接件6相连，安装于第二连接件6中心支柱的端面，处于直线电机外部，与动子部件5同轴。并且气缸12与第二连接件6通过加装气缸紧固件20或者柔性垫17进行柔性连接，可实现气缸12在其径向任意方向微小的移动。谐振弹簧均放置于直线电机内部，不与固定气缸12的部件相连接。

活塞轴承套7为轴向剖面为H型的两个同心空心圆柱筒构成，并同轴心安装在第一连接件1上，处于直线电机内部。活塞轴承套7外圆柱筒与第一连接部件空心圆柱面之间的空隙形成压缩机直线轴承供油油路。活塞轴承套7的内圆柱筒与活塞轴配合实现压缩机的直线轴承功能，内圆柱筒与外圆柱筒之间的空间用于安装第一谐振弹簧91和第二谐振弹簧92。

弹簧连接件8在与第一连接件1相对方向与第一谐振弹簧91相连，并固定连接到活塞轴上，处于直线电机外部。谐振弹簧包括第一谐振弹簧91和第二谐振弹簧92，并相对放置于活塞轴承套7内部，同时分别与弹簧连接件8和活塞10连接。

吸气装置13安装于活塞10端部，排气装置14设置在气缸12的端部。气缸紧固件20通过第二连接件6的支柱进行固定，且气缸紧固件20与气缸12之间采用间隙榫接连接，可实现气缸12的微小移动。柔性垫17可为具有弹性的变形能力的垫片，安装于气缸12与第二固定连接件的中间位置，用于实现气缸12在其径向任意方向微小的转动。油泵18安装于第二连接件6的端面，并通过电机紧固螺钉19为压缩机的直线轴承提供润滑油。电机紧固螺钉19为通油紧固件，可将油泵所提供的油传至第一连接件1处。

参考图3，排气装置14具体包括设置在气缸12背离活塞端的排气弹簧15和排气阀16。排气弹簧15与排气阀16相配合可根据气缸12内的压力控制排气阀16的打开和关闭，可自动排除气体。

气缸12与活塞10等压缩部件放置于圆筒形直线电机的外部，活塞10在气缸12中压缩气体时方向与气隙方向相反。

圆筒形直线电机第一连接件1包括设有装配孔，减重孔的圆形板状连接件和在圆板的中心凸出的圆柱筒；第二连接件6为设有装配孔和减重孔的圆形板状连接件并在圆板上有凸出的支柱；第一连接件1与第二连接件6通过装配孔定位连接。

吸气消音器11包括设有装配孔与消音孔的环形圆柱状连接件。采用开孔泡沫合金制成，其一端设有凸起的圆柱体，凸起的圆柱体用于支撑第二谐振弹簧92的另一端。

活塞轴安装于活塞轴承套7内，且二者相配合，以实现动子部件5在气隙中的径向定位；活塞10安装于气缸12内，与气缸12配合形成压缩空间，不作为动子部件5在气隙中的轴向定位。谐振弹簧均放置于直线电机内部，且不与固定气缸12的第二连接件6相连接。

本实施例提供的一种线性压缩机解决了现有技术中存在的以下三个问题：一是如何降低压缩机压缩气体的温度，提高压缩效率；二是如何降低压缩机外形的尺寸；三是如何降低将气缸12与活塞10等外置后对装配同轴精度的要求，减少压缩机卡缸的风险。

该线性压缩机的主要工作流程如下：励磁线圈3接通交流电从而在气隙中产生正反方向交替的磁场，动子部件5在交变磁场的作用下与谐振部件一起沿气隙的长度方向做往复振荡运动。

与动子部件5连接的活塞10及吸气消音器11在气缸12中作往复运动：活塞10向直线电机一侧运动，当气缸12内压力小于吸气压力时，气流从第二连接件6上设置的圆孔进入，经过吸气消音器11的圆管进入活塞10内腔，再经过活塞10端头的气孔进入气缸12。活塞10反向运动时，气体受到压缩，当气缸12内压力大于排气压力时，排出气体，如此往复。

在气缸12内压缩过程中，压缩机壳体内的低温低压气体直接流过压缩段的气缸12外部并对其进行冷却，提高了压缩机的压缩效率。

本实施例提供的一种线性压缩机，将气缸12、活塞10等压缩部件设置在圆筒形直线电机的外侧，利用低温低压的气体对直线电机的内、外侧，以及压缩腔的外侧进行散热，提高线性压缩机的效率；同时将谐振弹簧全部设置在直线电机内侧，最大程度地利用了直线电机内部空间，可以最大限度地降低压缩机的外形尺寸；由于谐振弹簧不与固定气缸12的部件相连接，减少了因弹簧扭转等装配偏差导致的摩擦及卡缸现象的发生；同时在气缸12与第二连接件6之间通过采用间隙榫接方式将气缸12柔性连接在气缸紧固件20与直线电机之间或通过设置加装柔性垫17，从而可实现气缸12在其径向任意方向微小的移动，进一步降低将气缸12与活塞10等部件外置后对装配同轴精度的要求，减少压缩机卡缸的风险。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种线性压缩机，其特征在于，包括：直线电机、活塞轴、活塞和气缸；所述活塞轴固定设置在所述直线电机的内部且能沿轴向直线滑动，所述活塞轴的一端穿出所述直线电机且与活塞的一端相连，在所述活塞轴的外部套设谐振弹簧，所述谐振弹簧位于所述直线电机的内部，所述气缸与所述直线电机柔性连接，所述活塞的另一端插入所述气缸内形成压缩空间，所述直线电机的动子部件与所述活塞固连；

所述柔性连接具体为：设置气缸紧固件与气缸榫接连接，气缸通过间隙榫接方式柔性连接在气缸紧固件与直线电机之间；或者在气缸与直线电机相连的地方设置柔性垫。

2.根据权利要求1所述的线性压缩机，其特征在于，还包括：活塞轴承套；所述活塞轴承套包括同轴固定设置的空心内圆柱筒和空心外圆柱筒，所述内圆柱筒套设在所述活塞轴的外侧，在所述内圆柱筒的外侧、所述外圆柱筒的内侧套设所述谐振弹簧，所述外圆柱筒与所述直线电机的第一连接件固连。

3.根据权利要求2所述的线性压缩机，其特征在于，所述谐振弹簧包括：第一谐振弹簧和第二谐振弹簧；在所述内圆柱筒和所述外圆柱筒之间设置一圈隔板，所述隔板与所述内圆柱筒或外圆柱筒的轴向垂直，在所述隔板的两侧分别设置第一谐振弹簧和第二谐振弹簧。

4.根据权利要求3所述的线性压缩机，其特征在于，还包括：弹簧连接件；所述弹簧连接件呈圆环形板状，所述弹簧连接件固定套在所述活塞轴的外侧且位于所述活塞轴的另一端，所述活塞轴的另一端穿出所述内圆柱筒，所述第一谐振弹簧的一端与所述弹簧连接件相连，所述第一谐振弹簧的另一端与所述隔板的一侧相连，所述第二谐振弹簧的一端与所述隔板的另一侧相连，所述第二谐振弹簧的另一端与所述活塞或动子部件相连。

5.根据权利要求4所述的线性压缩机，其特征在于，所述直线电机还包括：第二连接件；所述直线电机的内定子部件和外定子部件分别通过所述第一连接件和所述第二连接件固定，所述第一连接件和所述第二连接件分别位于所述直线电机的两侧，所述第一连接件呈圆形板状且在圆板的中心凸出一空心圆柱筒，所述外圆柱筒的外侧壁与所述第一连接件中部的空心圆柱筒的内侧壁固连，所述第二连接件呈圆形板状且在圆板的中部凸出一支柱，所述第二连接件的中心设有一通孔，所述活塞从所述通孔中穿过插入所述气缸中，所述气缸与所述活塞相连的一端与所述支柱相连。

6.根据权利要求5所述的线性压缩机，其特征在于，所述柔性连接具体为：设置气缸紧固件与所述支柱固连，所述气缸紧固件与所述气缸之间榫接连接且在连接处设置间隙；或者在所述气缸和所述支柱的接触面之间设置柔性垫；或者同时设置柔性垫以及气缸紧固件分别与所述支柱固连，所述柔性垫设置在所述气缸和所述支柱的接触面之间，所述气缸紧固件与所述气缸之间榫接且在连接处设置间隙；所述柔性垫具有弹性变形能力、用于实现气缸沿径向的微小移动。

7.根据权利要求4所述的线性压缩机，其特征在于，还包括：吸气消音器；所述吸气消音器为侧壁开有多个通孔的空心圆柱，在所述活塞与活塞轴相连的端面上沿所述活塞的周向设置一圆环状凹槽，所述吸气消音器的一端插入所述凹槽内，所述吸气消音器的另一端设有圆环状凸块，所述凸块与所述第二谐振弹簧另一端的内侧壁接触。

8.根据权利要求1所述的线性压缩机，其特征在于，所述活塞的另一端设置吸气装置，所述气缸背离所述活塞的一端设置排气装置。

9.根据权利要求5所述的线性压缩机，其特征在于，还包括：油泵；所述油泵与所述第二连接件固连，所述油泵通过空心螺钉与所述第一连接件相连，所述第一连接件中部空心圆柱筒的内侧壁与所述外圆柱筒之间设置间隙为第一油路，在所述隔板中设置通道为第二油路，所述第二油路连通所述第一油路和所述内圆柱筒的内部，在所述活塞轴的内部设置一通道为第三油路，所述第三油路通向所述活塞的侧壁。

10.根据权利要求5所述的线性压缩机，其特征在于，所述内定子部件和外定子部件均为空心圆柱状且同轴设置，所述内定子部件的外侧设置励磁线圈，所述外定子部件包覆在所述励磁线圈的圆周上，所述动子部件位于所述内定子部件和所述外定子部件之间的气隙中，所述动子部件包括多个瓦片型磁体以及定型材料，所述动子部件呈杯状圆筒，所述杯状圆筒的杯底设有开口且与所述活塞相连。