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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Hubkolbenverdichter und insbesondere
einen Hubkolbenverdichter, der in der Lage ist, das Ausmaß der Vibration
zu verringern, welche auf andere Elemente übertragen wird, nachdem sie
im Verdichter erzeugt wurde.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Allgemein
werden Verdichter in Kreiskolbenverdichter, Hubkolbenverdichter,
Schraubenverdichter gemäß eines
Verdichtungsverfahrens eines Fluids eingeteilt.
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1 ist eine Schnittansicht,
welche einen Hubkolbenverdichter gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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Der
Hubkolbenverdichter gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst ein Gehäuse 106,
welches einen geschlossenen Raum aufweist; einen Hubkolbenmotor 108,
welcher im Gehäuse 106 zur Erzeugung
einer hin und her gehenden Kraft angeordnet ist; eine Verdichtungseinheit 110,
welche die hin und her gehende Kraft empfängt, die vom Hubkolbenmotor 108 erzeugt
wird, zum Verdichten eines Fluids; und eine Rahmeneinheit 130, 132, 134 zum Tragen
jedes Elements.
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Ein
Ansaugrohr 102 zum Ansaugen eines Fluids ist mit einem
oberen Abschnitt des Gehäuses 106 verbunden,
ein Auslassrohr 104 zum Ausstoßen eines verdichteten Fluids ist
mit einer unteren Seitenfläche
des Gehäuses 106 verbunden
und ein unterer Abschnitt des Gehäuses 106 ist mit einer
gewissen Menge an Schmieröl 112 für die Schmierung
gefüllt; und
das Auslassrohr 104 ist abgedichtet am Gehäuse 106 angebracht
und mit der Verdichtungseinheit 110 durch ein Schleifenrohr 114 verbunden.
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Das
Schleifenrohr 114 ist in einer Wicklungsform ausgebildet
und verringert das Vibrationsausmaß, welches auf das Auslassrohr 104 übertragen wird,
nachdem es von der Verdichtungseinheit 110 erzeugt worden
ist.
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Der
Hubkolbenmotor 108 umfasst einen äußeren Stator 118 von
zylindrischer Form, in welchem eine Wicklungsspule, an die Strom
angelegt wird, gewickelt ist; einen inneren Stator 120,
welcher an einem bestimmten Luftspalt zwischen sich selbst und einer
inneren Umfangsfläche
des äußeren Stators 118 angeordnet
ist; und Magnete 124, welche zwischen dem äußeren Stator 118 und
dem inneren Stator 120 in regelmäßigen Abständen zu einander angeordnet
sind und sich linear hin und her bewegen, wenn der Strom an die
Wicklungsspule 122 angelegt ist.
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Die
Magneten 124 sind an einer äußeren Umfangsfläche eines
Magnethalters 126 in regelmäßigen Abständen zu einander befestigt,
wobei der Magnethalter 126 mit einem Kolben 128 der
Verdichtungseinheit 110 verbunden ist und der Kolben 128 mit
einer Federnhalterstange 140 verbunden ist.
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Die
Rahmeneinheit 130, 132, 134 umfasst einen
ersten und einen zweiten Rahmen 130, 132, welche
an beiden Seiten des Hubkolbenverdichters 108 eingebaut
sind, zum Tragen des Hubkolbenverdichters 108; und einen
dritten Rahmen 134, welcher mit dem zweiten Rahmen 132 verbunden
ist, zum Tragen der Verdichtungseinheit 108.
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Eine
erste mitschwingende Feder 146 ist zwischen der einen Seite
der Federnhalterstange 140 und dem ersten Rahmen 130 eingebaut
und eine zweite mitschwingende Feder 146 ist zwischen der anderen
Seite der Federnhalterstange 140 und dem zweiten Rahmen 132 eingebaut,
wodurch eine mitschwingende Bewegung des Kolbens 128 induziert wird.
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Die
Verdichtungseinheit 110 umfasst den Kolben 128,
welcher mit dem Magnethalter 126 verbunden ist und sich
linear hin und her bewegt; einen Zylinder 152, in welchen
der Kolben 128 gleitfähig eingeschoben
ist, um die Verdichtungskammer 150 zu bilden, und welcher
am ersten Rahmen 130 befestigt ist; ein Ansaugventil 156,
welches an der Vorderseite des Kolbens 128 zum Öffnen und
Schließen
eines Fluiddurchgangs 154, der im Kolben 128 ausgebildet
ist, angebracht ist; und einen Auslassventilzusammenbau 160,
welcher an der Vorderseite des Zylinders 152 zum Öffnen/Schließen eines
Auslassdurchgangs 158, durch den ein Fluid ausgestoßen wird,
angebracht ist.
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Der
Auslassventilzusammenbau 160 umfasst hier ein Auslassventil 162,
welches an der Vorderseitenfläche
des Zylinders 152 zum Auslassen eines verdichteten Fluids
angebracht ist und geöffnet und
geschlossen wird; eine Auslassabdeckung 164, welche an
der Vorderseite des Zylinders 152 angebracht ist und welche
mit dem Schleifenrohr 114 verbunden ist und einen Auslassdurchgang 158 aufweist;
und eine Feder 166, welche zwischen der Innenseitenoberfläche der
Auslassabdeckung 164 und dem Auslassventil 162 eingebaut
ist, zum elastischen Tragen des Auslassventils 162.
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Eine
erste Tragefeder 170 ist zwischen dem dritten Rahmen 134 und
einer oberen Oberfläche
des Gehäuses 106 eingebaut
und eine zweite Tragefeder 172 ist zwischen der Auslassabdeckung 165 und
der unteren Oberfläche
des Gehäuses 106 eingebaut, wodurch
das Vibrationsausmaß,
welches auf das Gehäuse 106 übertragen
wird, nachdem es vom Hubkolbenmotor 108 und der Verdichtungseinheit 110 erzeugt
wurde, verringert wird.
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Jedoch
wird im Hubkolbenverdichter, wie oben aufgebaut, da ein Auslassrohr 104,
durch welches ein verdichtetes Fluid an andere Elemente ausgestoßen wird,
am Gehäuse 106 befestigt
und mit einer Auslassabdeckung 164 einer Verdichtungseinheit 110 durch
ein Schleifenrohr 114 verbunden ist, Vibration, welche
erzeugt wird, wenn die Verdichtungseinheit 110 angetrieben
wird, auf das Gehäuse 106 durch
das Schleifenrohr 114 übertragen
und sie wird auch auf andere Elemente durch das Auslassrohr 104 übertragen.
Dementsprechend wird durch den Verdichter Lärm erzeugt, die Verlässlichkeit
der Elemente verschlechtert und ihre Standzeiten werden verkürzt.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Daher
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Hubkolbenverdichter
bereit zu stellen, welcher in der Lage ist, den Lärm zu verringern, die
Standzeiten der anderen Elemente zu verlängern und seine Verlässlichkeit
durch Vibrationsverringerung eines Verdichters durch Abschneiden
von Vibration zu erhöhen,
welche auf das Verdichtergehäuse und
andere Elemente übertragen
wird, nachdem sie von einer Verdichtereinheit und einem Hubkolbenmotor
erzeugt wurden.
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Um
diese und andere Vorteile zu erzielen und entsprechend dem Zweck
der vorliegenden Erfindung, wie hierin ausgeführt und breitest beschrieben,
wird ein Hubkolbenverdichter bereit gestellt, umfassend ein Gehäuse, mit
welchem ein Saugrohr sowie ein Auslassrohr verbunden sind und welches
einen geschlossenen Raum aufweist; einen Hubkolbenmotor, welcher
in dem Gehäuse
angeordnet ist, zum Erzeugen einer Verdichtungskraft; eine Verdichtungseinheit,
welche die Verdichtungskraft, die vom Hubkolbenmotor erzeugt wird,
empfängt,
zum Verdichten eines Fluids; und eine Trennplatte zum Teilen des
geschlossenen Raums des Gehäuses
in einen Abschnitt mit niedrigem Druck, in welchen ein Fluid durch
das Ansaugrohr angesaugt wird, und in einen Abschnitt mit hohem
Druck, aus welchem ein Fluid, das in der Verdichtungseinheit verdichtet
wurde, ausgestoßen
wird.
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Das
Auslassrohr ist mit einer unteren Seite des Gehäuses verbunden und steht mit
dem Hochdruckabschnitt in Verbindung. Die Trennplatte ist in Scheibenform
ausgebildet und weist eine innere Umfangsoberfläche, die abdichtbar an einer äußeren Umfangsfläche einer
Auslassabdeckung der Verdichtungseinheit befestigt ist, und eine äußere Umfangsoberfläche auf,
die abdichtbar an einer inneren Umfangsfläche des Gehäuses befestigt ist. Die Trennplatte
weist eine radial gefaltete Balgenform auf und wird elastisch durch
Vibration der Verdichtungseinheit verformt.
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Die
Hochdruckeinheit ist als ein Raum ausgebildet, welcher mit einem
Auslassdurchgang der Verdichtungseinheit kommuniziert, in welchem
ein verdichtetes Fluid vorübergehend
gespeichert wird, und eine Niederdruckeinheit, welche durch die Trennplatte
ausgebildet ist, ist mit Schmieröl
gefüllt.
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Die
vorangehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile
der vorliegenden Erfindung gehen offensichtlicher aus der folgenden
genauen Beschreibung der vorliegenden Erfindung hervor, wenn diese
in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Die
begleitenden Zeichnungen, welche mit aufgenommen sind, um ein erweitertes
Verständnis der
Erfindung zu erlauben, und welche einen Teil dieser Beschreibung
bilden, zeigen beispielhafte, aber nicht beschränkende Ausführungsformen der Erfindung
und dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, die Lehrsätze der
Erfindung zu erklären.
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Von
den Zeichnungen ist:
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1 eine Schnittansicht eines
Hubkolbenverdichters gemäß dem Stand
der Technik;
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2 eine Schnittansicht eines
Hubkolbenverdichters gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 eine Schnittansicht, welche
einen Hauptteil eines Hubkolbenverdichter gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 eine Schnittansicht, welche
entlang der Linie IV-IV
aus 3 aufgenommen ist;
und
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5 eine Schnittansicht eines
Hubkolbenverdichters gemäß einer
anderen Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bezug
wird nun im Einzelnen auf die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung genommen, deren Beispiele in den begleitenden Zeichnungen
dargestellt sind.
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Es
kann eine Mehrzahl von Ausführungsformen
für einen
Hubkolbenverdichter gemäß der vorliegenden
Erfindung bestehen und hier im Folgenden wird die bevorzugteste
Ausführungsform
nun beschrieben.
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2 ist eine Schnittansicht
eines Hubkolbenverdichters gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Ein
Hubkolbenverdichter umfasst: ein Gehäuse 10, welches einen
geschlossenen Raum aufweist; einen Hubkolbenmotor 12, welcher
im Gehäuse 10 angeordnet
ist, zum Erzeugen einer Verdichtungskraft, wenn elektrischer Strom
angelegt ist; eine Verdichtungseinheit 14, welche die Verdichtungskraft empfängt, die
durch den Hubkolbenmotor 12 erzeugt wird, zum Verdichten
eines Fluids; und einen Rahmenzusammenbau 20, 22, 24 zum
Tragen des Hubkolbenmotors 12 und der Verdichtungseinheit 14.
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Ein
Ansaugrohr 26, durch welches ein Fluid angesaugt wird,
ist mit einem oberen Abschnitt des Gehäuses 10 verbunden,
ein Auslassrohr 28, durch welches ein verdichtetes Fluid
ausgestoßen
wird, ist mit einer unteren Seitenfläche des Gehäuses 10 verbunden
und eine Trennplatte 30 zum Teilen des geschlossenen Raums
in einen Hochdruckabschnitt 32 und einen Niederdruckabschnitt 34 ist
im Gehäuse 10 angebracht.
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Der
Hubkolbenmotor 12 umfasst einen äußeren Stator 42 von
zylindrischer Form, in welchem eine Wicklungsspule gewickelt ist,
an die elektrischer Strom angelegt wird; einen inneren Stator 144,
welcher an einem bestimmten Luftspalt zwischen ihm selbst und einer
inneren Umfangsfläche
des äußeren Stators 42 angeordnet
ist; und Magneten 46, welche hin und her beweglich an dem
Luftspalt zwischen dem äußeren Stator 42 und
dem inneren Stator 44 angeordnet sind.
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Hier
sind die Magneten 46 an einer äußeren Umfangsfläche eines
Magnethalters 48 in regelmäßigen Abständen in einer Umfangsrichtung
befestigt und der Magnethalter 48 ist mit einer Federhaltestange 50 und
einem Kolben 52 der Verdichtungseinheit 14 verbunden.
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Die
Verdichtungseinheit 14 umfasst einen Kolben 52,
welcher mit dem Magnethalter 48 verbunden ist und hin und
her bewegt wird; einen Zylinder 56, in welchen der Kolben 52 gleitfähig eingeschoben ist,
um eine Verdichtungskammer 54 auszubilden; ein Ansaugventil 60,
welches an der Vorderseite des Kolbens 52 zum Öffnen und
Schließen
eines Fluiddurchgangs 58 angebracht ist, der im Kolben 52 ausgebildet
ist; und einen Auslassventilzusammenbau 70, welcher an
der Vorderseite des Zylinders 56 zum Öffnen und Schließen eines
Auslassdurchgangs 62 angebracht ist, durch welchen ein
Fluid ausgestoßen wird.
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Der
Auslassventilzusammenbau 70 umfasst ein Auslassventil 72,
welches an der Vorderseitenfläche
des Zylinders 56 zum Ausführen eines Öffnungs/Schließ-Vorgangs
angebracht ist; eine Auslassabdeckung 74, welche an der
Vorderseite des Zylinders 56 angebracht ist und welche
einen Auslassdurchgang 62 aufweist, durch den ein verdichtetes Fluid
ausgestoßen
wird; und eine Feder 76, welche zwischen einer inneren
Oberfläche
der Auslassabdeckung 74 und dem Auslassventil 72 angeordnet
ist, zum elastischen Tragen des Auslassventils 72.
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Der
Rahmenzusammenbau 20, 22, 24 umfasst
einen ersten Rahmen 20, welcher an einer äußeren Umfangsoberfläche des
Zylinders 56 befestigt ist, zum Tragen des Zylinders 56;
einen zweiten Rahmen 22, welcher an den ersten Rahmen 20 gekoppelt ist,
zum Tragen einer Seite des äußeren Stators 42; und
einen dritten Rahmen 24 zum Tragen der anderen Seite des äußeren Stators 42 und
des inneren Stators.
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Eine
erste mitschwingende Feder 78 ist zwischen einer Seite
der Federtragestange 50 und dem ersten Rahmen 20 eingebaut
und eine zweite mitschwingende Feder 80 ist zwischen der
anderen Seite der Federtragestange 50 und dem zweiten Rahmen 22 eingebaut,
wodurch eine mitschwingende Bewegung des Kolbens 52 induziert
wird.
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Eine
erste Tragefeder 82 ist zwischen dem dritten Rahmen 24 und
einer oberen Oberfläche
des Gehäuses 10 eingebaut
und eine zweite Tragefeder 84 ist zwischen der Auslassabdeckung 74 und
einer unteren Oberfläche
des Gehäuses 10 eingebaut,
wodurch das Vibrationsausmaß,
welches auf das Gehäuse 10 übertragen
wird, nachdem es von der Verdichtungseinheit 14 und dem
Hubkolbenmotor 12 erzeugt worden ist, verringert wird.
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Wie
in 3 und 4 gezeigt, ist die Trennplatte 30 in
einer Scheibenform ausgebildet, deren zentraler Abschnitt geöffnet ist
und die eine inneren Umfangsfläche,
die an einer äußeren Umfangsoberfläche der
Auslassabdeckung 75 befestigt ist, und eine äußere Umfangsfläche aufweist, die
an einer inneren Umfangsfläche
des Gehäuses 10 befestigt
ist. Durch die Trenneinheit wird der geschlossene Raum des Gehäuses 10 in
einen Niederdruckabschnitt 32, eine obere Seite, wo der
Hubkolbenmotor 12 und die Verdichtungseinheit 14 eingebaut
sind, und einen Hochdruckabschnitt 34 geteilt, eine untere
Seite, wo ein Fluid, welches in der Verdichtungseinheit 14 verdichtet
wurde, ausgestoßen
wird.
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Solch
eine Trennplatte 30 ist als ein radial gefalteter Balgen
ausgebildet und absorbiert Vibration, indem sie verformt wird, wenn
die Verdichtungseinheit 14 in einer vertikalen oder horizontalen
Richtung vibriert, und verringert so die Vibration, die auf das
Gehäuse 10 übertragen
wird. Vorzugsweise ist die Trennplatte 30 als ein Stahlbalgen
ausgeführt.
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Und
die obere Seite der Trennplatte 30, das ist der Niederdruckabschnitt 32,
ist mit einer bestimmten Menge an Schmieröl 88 zum Schmieren der
Verdichtungseinheit 14 gefüllt.
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Der
Auslassdurchgang 62 ist ausgeführt, dass er den unteren Abschnitt
der Auslassabdeckung 74 durchdringt, und kommuniziert mit
dem Hochdruckabschnitt 34. Dementsprechend wird ein Fluid,
welches durch den Auslassdurchgang 62 ausgestoßen wird,
kurzzeitig im Hochdruckabschnitt 34 gespeichert und durch
das Auslassrohr 28 an andere Elemente zugeführt. Und
das Auslassrohr 28 ist an der unteren Seitenoberfläche des
Gehäuses 10 angebracht
und kommuniziert mit dem Hochdruckabschnitt 34.
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Die
Betriebsabläufe
des Hubkolbenverdichters gemäß der vorliegenden
Erfindung, der wie oben aufgebaut ist, werden nun beschrieben.
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Wenn
ein Fluid in einen Niederdruckabschnitt 32 in einem Gehäuse 10 durch
ein Ansaugrohr 26 angesaugt wird und Strom an einen Hubkolbenmotor 12 angelegt
wird, wird eine Verdichtungskraft erzeugt und ein Kolben 52 einer
Verdichtungseinheit 14 wird durch die Verdichtungskraft
hin und her bewegt, wodurch das Fluid verdichtet wird.
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Dann
wird das Fluid, welches durch eine hin und her gehende Bewegung
des Kolbens 52 verdichtet wurde, in einen Hochdruckabschnitt 34 in
einem Gehäuse 10 durch
einen Auslassdurchgang 62, welcher an einer Auslassabdeckung 74 ausgebildet
ist, ausgestoßen
und das Fluid, welches in den Hochdruckabschnitt 34 ausgestoßen wurde,
wird an andere Elemente durch ein Auslassrohr 28 geleitet.
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Hier
ist ein geschlossener Raum des Gehäuses 10 in einen Niederdruckabschnitt 32 und
einen Hochdruckabschnitt 34 durch die Trennplatte 30 geteilt.
Daher wird das Fluid in den Niederdruckabschnitt 32 angesaugt
und das Fluid, welches in den Niederdruckabschnitt angesaugt wurde,
wird durch eine Verdichtungseinheit 14 verdichtet, ausgestoßen in den
Hochdruckabschnitt 34 und an andere Elemente durch das
Auslassrohr 28, welches mit dem Hochdruckabschnitt 34 verbunden
ist, weiter geleitet.
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Da
das Auslassrohr 28 nicht mit der Verdichtungseinheit 1 verbunden
ist, wird daher die Vibration, welche von der Verdichtungseinheit 14 erzeugt wird,
abgeschnitten, um so nicht auf das Auslassrohr 28 übertagen
zu werden, und daher kann die Vibration, die auf andere Elemente
durch das Auslassrohr 28 übertragen wird, verringert
werden.
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Zusätzlich weist
die Trennplatte 30 eine Balgenform auf und wird daher verformt,
um die Vibration zu absorbieren, wenn die Verdichtungseinheit 14 in
vertikaler und horizontaler Richtung vibriert wird, so dass die
Vibration, die auf das Gehäuse 10 übertragen
wird, verringert wird.
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5 ist eine Schnittansicht
eines Hubkolbenverdichters, welcher eine Trennplatte gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufweist.
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Eine
Trennplatte 90 gemäß einer
anderen Ausführungsform
weist eine konische Form auf und ihr Durchmesser wird breiter, während sie
sich in einen tieferen Abschnitt erstreckt. Die Trennplatte 90 weist
auch eine radial gefaltete Balgenform auf und besitzt ihre eigene
besondere elastische Kraft.
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Solch
eine Trennplatte 90 gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist eine innere Umfangsfläche, die
an einer äußeren Umfangsoberfläche einer
Auslassabdeckung 74 befestigt ist, und eine äußere Umfangsfläche auf,
die an einem Boden des Gehäuses 10 befestigt
ist, so dass die Trennplatte 90 einen unteren Abschnitt
der Verdichtungseinheit 14 trägt und auch das Innere des Gehäuses 10 in
einen Niederdruckabschnitt 32 und einen Hochdruckabschnitt 34 teilt.
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Und
ein Auslassrohr 29 des Hubkolbenverdichters gemäß einer
anderen Ausführungsform
ist mit einem unteren Abschnitt des Gehäuses 10 verbunden
und kommuniziert mit dem Hochdruckabschnitt 34.
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In
einem Hubkolbenverdichter gemäß der vorliegenden
Erfindung, welcher dieselbe Konstruktion und dieselben Betriebabläufe wie
oben aufweist, ist eine Trennplatte 30 in einem geschlossenen Raum
eines Gehäuses 10 eingebaut
und teilt den geschlossenen Raum in einen Niederdruckabschnitt 32 und
einen Hochdruckabschnitt 34, so dass ein verdichtetes Fluid
an den Hochdruckabschnitt 34 ausgestoßen wird und dann durch ein
Auslassrohr 38 an andere Elemente weitergeleitet wird.
Folglich besteht kein Bedarf daran, das Auslassrohr 29 und
eine Verdichtungseinheit 14 durch ein Spezialrohr oder Ähnliches
zu verbinden. Dementsprechend kann Vibration, welche an das Auslassrohr 28 übertragen
wird, nachdem sie durch die Verdichtungseinheit 14 erzeugt
wurde, abgeschnitten werden und so kann die Vibration, welche an
andere Elemente übertragen wird,
die mit dem Auslassrohr 28 verbunden sind, verringert werden.
Und durch Ausbilden der Trennplatte 30 in einer Balgenform
absorbiert die Trennplatte 30 Vibration, welche von der
Verdichtungseinheit 14 erzeugt wurde, und verringert folglich
die Vibration, die auf das Gehäuse 10 übertragen
wird.
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Dementsprechend
kann die Verlässlichkeit des
Verdichters erhöht
werden, die Standzeiten der anderen Elemente können erstreckt werden und Lärm auf Grund
von Vibration kann verringert werden.
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Da
die vorliegende Erfindung in mehreren Formen ausgeführt werden
kann, ohne vom Geist oder von den wesentlichen Merkmalen derselben
abzuweichen, versteht es sich von selbst, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen
durch keine Einzelheit der vorangehenden Beschreibung, außer dies ist
anders bestimmt, eingeschränkt
sind, sondern die Erfindung sollte innerhalb ihres Geistes und Umfangs,
wie in den angeschlossenen Ansprüchen
definiert, breit ausgelegt werden und daher ist beabsichtigt, dass
alle Veränderungen
und Modifikationen, welche innerhalb der Grenzen der Ansprüche fallen, oder
Gleichwertiges, zu solchen Grenzen durch die angeschlossenen Ansprüche umfasst
werden.