CN1955463A - 特别是制冷压缩机的线性压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种线性压缩机(1)，特别是制冷压缩机，其具有压缩单元(3)和线性马达(4)，所述压缩单元(3)具有气缸(8)和在气缸(8)内往复运动的活塞(16)，所述线性马达具有外部定子(18)、内部定子(20)以及位于形成于外部定子(18)和内部定子(20)之间的空隙(21)内的电枢(22)，电枢(22)经由活塞杆(28)与活塞(16)连接。本发明旨在以简单的方式提供具有最小可能尺寸的这样一种线性压缩机。为了此目的，确保电枢(22)在内部定子(20)的轴向长度内与活塞杆(28)相连接。

Description

特别是制冷压缩机的线性压缩机

技术领域

本发明涉及一种线性压缩机，特别是制冷压缩机，其具有压缩单元和线性马达，所述压缩单元具有气缸和在气缸内往复运动的活塞，线性马达具有外部定子、内部定子以及位于形成于外部定子和内部定子之间的空隙内的电枢，电枢通过活塞杆与活塞连接。

背景技术

例如，这样的线性压缩机已知在US6565332B2中。这里，气缸径向地设置于内部定子内。在内部定子和外部定子之间移动的电枢具有永久磁铁，并且通过将电枢的运动传递至活塞的径向凸缘机构连接到活塞杆上。凸缘机构轴向位于马达和共振弹簧机构之间。

类似的线性压缩机已知在US6793470B2中。这里，电枢没有通过活塞杆而是通过外径与活塞近似相同的某种类型的圆柱形管连接到活塞上。同样这里活塞在内部定子内移动，这就导致定子和线性压缩机必须具有较大的直径。通常，会在平放的状态下操作这样的线性马达。这意味着由于线性马达的大直径，线性马达具有较高的高度。当线性马达用作家用冷却装置、例如冰箱或冷冻机的制冷压缩机时，线性马达的高度减少了可用于冷却室的空间。

US5772410显示了另一种线性压缩机，在该压缩机中气缸位于马达的轴向延长部内。在这里，内部定子位于活塞内，电枢直接连接于远离气缸盖的活塞一侧。这使相对紧凑的设计成为可能，然而需要相对昂贵的制造以及个别零件的相互对齐，因为电枢和内部定子只有一端分别固定在活塞或承载体上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有简单结构以及具有最小可能尺寸的线性压缩机。

对于在本说明书开头段落中所描述的线性压缩机，此目的借助以下特征来实现，即，电枢连接于内部定子的轴向长度内的活塞杆上。

因此，电枢和活塞杆之间的连接被引导通过内部定子。不再需要轴向位于马达外部的机构，电枢通过该机构可连接到活塞杆上。结果是一相对短的设计，这减少了压缩机所需的空间。这允许例如增加具有特定尺寸的家用冷却装置的冷却室可用的空间。

优选地，压缩单元轴向位于线性马达外面。因此，可以使马达的直径以及水平放置的压缩机的高度很小。通常，在家用冷却装置的宽度方向有足够的空间可以利用。因此压缩机具有相对大的轴向长度，这样的结果是减少了其直径和高度。

优选地，引导活塞杆通过线性马达的整个轴向长度，共振弹簧机构位于线性马达远离压缩单元的一侧。共振弹簧机构具有与线性马达的工作频率相适应的共振频率。工作频率由供给电流的频率决定。当线性马达在共振弹簧机构的共振范围内运行时，需要较少的能量。由于现在可以使用活塞杆将共振弹簧机构连接到活塞上，共振弹簧机构可以位于与压缩单元相对的线性马达的一侧上。这种解耦简化了设计。共振弹簧机构不会与活塞的运动相冲突。

优选地，通过活塞和共振弹簧装置引导活塞杆。因此，活塞杆与线性马达没有接触点。因此活塞杆也可以保持电枢，因此实际上无接触地引导其通过内部定子和外部定子之间的空隙。

优选地，在安装期间气缸相对于外部定子是可移动的。与活塞式压缩机相关，由活塞和气缸形成的压缩室在活塞的上死点具有最小值有一定的重要意义。在安装期间，活塞可以在上死点上，接着相对于外部定子移动气缸，因此也是相对于活塞移动气缸，以便压缩室为最小容许值。例如，气缸可以在管状中间件中移动。当达到希望的位置时，通过例如焊接、软焊或粘合将气缸固定在中间件中。

优选地，电枢和活塞杆通过至少一个连接元件彼此连接，其被引导通过内部定子的至少两个槽。因此，电枢和活塞杆在周向的两个位置彼此连接，这增加了由活塞杆和电枢形成的单元的稳定性。内部定子的槽对整个定子的磁性性能的重要性不大。在内部定子中，磁场主要在轴向而不是周向延伸，因此磁场不会太多地被轴向伸长槽所干扰。

优选将槽制成贯穿内部定子的轴向长度。这意味着内部定子可由几个部分制成。这简化了制造。

优选地，连接元件具有连接到活塞杆上的内环。这样，内环确保连接元件相对于活塞杆的径向定位。

优选内环承受活塞杆的周向承受表面的预定压力。因此内环也确保连接元件相对于活塞杆的轴向定位以及确保活塞杆和电枢彼此的相对位置。

优选地，连接元件具有连接到电枢上外环。在该实施方案中，环形地保持电枢，因此也确保了其相对于活塞杆的径向位置。

优选地，内环和外环通过至少两个径向伸长臂彼此连接。可引导这些臂通过内部定子里的槽。优选臂径向延伸。

优选，由圆柱管形状的永久磁铁装置形成电枢，电枢的纵向轴与活塞杆的轴相重合。形成永久磁铁机构的永久磁铁被径向磁化，即，它们所有的径向外部具有相同的磁极性。在一种简单的方式中，该永久磁铁机构可通过外环保持在一起。

优选地，活塞杆在至少两个位置上与电枢连接，所述位置在轴向方向上有一定距离。这确保电枢不会相对于活塞杆倾斜，反之亦然。可以非常准确地保持电枢和定子的位置，这给出了有利的工作参数。特别地，由于实际上不存在电枢会接触定子的危险，内部定子和外部定子之间形成的空隙可以设定为最小宽度。

优选地，电枢相对于活塞杆的轴向和径向位置由连接元件控制。因而电枢和活塞杆形成一单元，其中，所有元件相对于彼此具有固定位置。

优选地，电枢轴向悬置在两个连接元件之间。该实施方案具有两个优点。第一，电枢保持在轴向方向。第二，足以使活塞杆的两个阻挡件从径向外部作用于连接元件。通过在活塞杆上安装连接元件以及在活塞杆上紧固连接元件保持电枢。

优选地，至少一个连接元件具有径向位于电枢内部的突起，电枢从径向外部支承在所述突起上。所述突出还径向固定电枢。

优选地，突起位于臂的区域内。这里，连接元件具有最大阻力，这样更大的力也不会使电枢相对于连接元件径向移动。

附图说明

下面，结合附图，基于优选的实施方案描述本发明。

图1线性压缩机的纵向示意截面图

图2包括活塞、活塞杆和电枢的部件组的顶视图

图3图2的III-III截面图

具体实施方式

图1显示了线性压缩机，其位于密封壳体2中。

线性压缩机1具有压缩部分3、驱动部分4和共振弹簧机构5。由压缩部分3、驱动部分4和共振弹簧机构5形成的单元通过两个水平环形弹簧6、7悬置在壳体2内，每个弹簧形成为具有一个盘绕的螺旋形。环形弹簧6、7被固定在驱动部分4上。

压缩部分3具有气缸8，气缸8前侧被气缸盖9覆盖。气缸8和气缸盖9以筒状的方式在容器10中连接。吸入消声器11和压力消声器12固定在气缸盖9上。吸入消声器11与吸入开口13连接，压力消声器12与气缸盖的压力开口14连接。

容器10插入中间环15内，与驱动部分4相连接。在安装期间，容器10和气缸8可在一定限度内相对于中间环15在气缸的轴向方向上移动。当安装期间气缸相对于驱动装置4达到了预定位置时，容器10通过例如焊接、软焊、粘合固定在中间环内。

活塞16位于气缸8内，其与压缩室17以及气缸8和气缸盖9相邻。在气缸和容器10固定在中间环15内之前，活塞16移动至其上死点，移动气缸8直到压缩室17达到其最小容许伸长。

驱动部分4具有线性马达。线性马达具有外部定子18和内部定子20，外部定子18具有用于盘绕的凹槽19，其没有详细显示。在外部定子18和内部定子20之间为环形空隙21，电枢22在该环形空隙21内移动。电枢携带永久磁铁23，所述永久磁铁23通过两个外环24、25相互连接。外环24、25可以由例如塑料材料制成。外环24、25通过图2和3中所示的臂连接到内环26、27上，并被引导通过内部定子20内的槽。

内环26、27与活塞杆28连接，活塞杆28又与活塞16相连。

外部定子18和内部定子20通过马达盖29，30彼此相连，其通过螺栓31彼此固定。螺栓平行于活塞杆28的移动方向延伸。

中间环15通过例如焊接、粘合或软焊与气缸侧的马达盖30连接。

共振弹簧机构5位于驱动部分4的一端并与压缩部分3相对，共振弹簧机构5具有几个板簧33组成的弹簧组32。弹簧组32在中心区域34与活塞杆28相连。弹簧组32的外部分35通过螺栓36与阻挡壳体37相连，所述阻挡壳体37形成对弹簧组32的阻挡。

在从弹簧组32突出的端部，活塞杆28与油泵机构38连接，油泵机构38浸入没有详细显示的油槽中，油槽形成于壳体2的底部。

当向凹槽19内的绕组提供能量时，电枢22在某一方向上移动并在此方向上带动活塞杆28。如果电流的方向相反，电枢22和活塞杆28在相反的方向移动，因而也在相反的方向上移动活塞16。这就周期性地增加和减少压缩室17的容积。共振弹簧机构5适应电流的频率，这样由电枢22、活塞杆28、活塞16、油泵装置38以及共振弹簧装置5的移动部分形成的线性压缩机1的可动部分共振。

图2和3进一步详细地显示了活塞杆28和电枢22的布置。

在活塞侧端区域，活塞杆28具有周向突起41，内环27从与活塞16相对的一侧支承在所述突起41上。在突起41相对的另一侧具有连接元件42，通过连接元件42，活塞杆28与活塞16相连。

内环27相对于活塞杆28的轴向固定也确保外环25的轴向固定。这形成了永久磁铁23的轴向阻挡。

第二内环26也被推到活塞杆28上。因此，第二外环24搁置在永久磁铁23的相对轴向前侧上，永久磁铁23接着被固定在两个外环24、25之间。第二内环26通过旋拧到活塞杆28上的端件43固定。端件43也可通过其它方式连接到活塞杆28上。两个内环26、27轴向彼此压靠的事实使得永久磁铁23在轴向方向上被固定在外环24、25之间。

外环24、25，内环26、27以及本实施方案中三个臂40形成连接元件39。当然，臂40的数量也可选择为不同。然而，至少要有两个臂。连接元件39可由塑料材料制成。

每个臂40具有轴向突起44，永久磁铁23从外部支撑在突起44上。由于永久磁铁23形成一中空的圆柱体，突起44足以使永久磁铁23在径向方向上可靠地固定在两个连接元件39之间。因此，永久磁铁23相对于活塞杆28在两个位置上固定，两个位置彼此之间具有轴向距离，这样永久磁铁23不能相对于活塞杆28倾斜。相反，可以较高准确性地与活塞杆28平行地引导它们。活塞杆仅仅通过压缩装置3中的活塞以及共振弹簧装置5中的弹簧组32支撑。因此，可以以非接触的方式引导活塞杆通过内部定子。因此电枢22也可以以非接触的方式支撑在环形空隙21内，这样减少摩擦损耗。也可以以非接触的方式引导活塞杆28通过马达盖29、30。

具有气缸8和活塞16的压缩单元轴向地位于线性马达、即驱动部分4外面。因此不必考虑压缩单元3的直径。因而可以构造较小直径的线性马达。引导活塞杆通过线性马达的总轴向长度。在一端提供了油泵机构38，这样用于润滑压缩部分3的油也可以用于消散驱动部分4的一些热量。

臂40在内部定子20中内所需的槽对定子的磁性不重要。在内部定子20中，磁场主要指向轴向。只有在轴向端部磁场偏向径向方向。然而，磁场在周向实际上没有分量，这样槽形成的气隙不被显著地干扰。

借助于内部定子20内的臂40引导电枢22、活塞杆28和连接的油泵机构38可以防止电枢在周向方向上旋转。这就确保油泵机构一直浸入在油槽内。

Claims (17)

1.一种线性压缩机，特别是制冷压缩机，其具有压缩单元和线性马达，所述压缩单元具有气缸和在气缸内往复运动的活塞，所述线性马达具有外部定子、内部定子以及位于形成于外部定子和内部定子之间的空隙内的电枢，电枢经由活塞杆与活塞连接，其特征在于，电枢(22)在内部定子(20)的轴向长度内与活塞杆(28)相连接。

2.根据权利要求1的线性压缩机，其特征在于，压缩单元(3)轴向位于线性马达(4)外部。

3.根据权利要求1或2的线性压缩机，其特征在于，活塞杆(28)被引导通过线性马达(4)的整个轴向程度，共振弹簧机构(5)位于远离压缩单元(3)的线性马达(4)一侧。

4.根据权利要求3的线性压缩机，其特征在于，通过活塞(16)和共振弹簧机构(5)引导活塞杆(28)。

5.根据权利要求1至4中的一项权利要求的线性压缩机，其特征在于，在安装期间，气缸(8)可相对于外部定子(18)移动。

6.根据权利要求1至4中的一项权利要求的线性压缩机，其特征在于，电枢(22)和活塞杆(28)通过至少一个连接元件(39)彼此连接，所述连接元件(39)被引导通过内部定子(20)内的至少两个槽。

7.根据权利要求6的线性压缩机，其特征在于，所述槽被制成贯穿内部定子(20)的轴向长度。

8.根据权利要求6或7的线性压缩机，其特征在于，连接元件(39)具有连接到活塞杆上的内环(26，27)。

9.根据权利要求8的线性压缩机，其特征在于，内环(26，27)在活塞杆(28)的周向承受表面(41)上承受预定压力。

10.根据权利要求6至9中的一项权利要求的线性压缩机，其特征在于，连接元件(39)具有与电枢(22)连接的外环(24，25)。

11.根据权利要求10的线性压缩机，其特征在于，内环(26，27)和外环(24，25)通过至少两个径向伸长臂(40)彼此连接。

12.根据权利要求1至11中的一项权利要求的线性压缩机，其特征在于，电枢(22)由圆柱管形状的永久磁铁机构(23)制成，所述永久磁铁机构(23)的纵向轴与活塞杆(28)的轴相重合。

13.根据权利要求1至12中的一项权利要求的线性压缩机，其特征在于，活塞杆(28)在至少两个位置上与电枢(22)相连，所述位置在轴向方向上有一定距离。

14.根据权利要求1至13的一项权利要求的线性压缩机，其特征在于，电枢(22)相对于活塞杆(28)的轴向和径向位置由连接元件(39)控制。

15.根据权利要求13或14的线性压缩机，其特征在于，电枢(22)轴向悬置在两个连接元件(39)之间。

16.根据权利要求13至15中的一项权利要求的线性压缩机，其特征在于，至少一个连接元件(39)具有径向位于电枢(22)内的突起(44)，电枢(22)从径向外部支承在所述突起(44)上。

17.根据权利要求16的线性压缩机，其特征在于，突起(44)位于臂(40)的区域内。