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Die Erfindung betrifft einen Linearkompressor, insbesondere einen solchen mit einer Statorabdeckung.
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Linearkompressoren (bekannt aus
US 2003/0175135 A1 und
WO 00/39461 A1 ) sind Maschinen zum Ansaugen und Komprimieren eines Fluids, wie eines Kühlmittelgases, und sie geben das komprimierte Fluid aus, wenn ein Kolben linear unter Verwendung der Antriebskraft eines Linearmotors in einem Zylinder hin- und herbewegt wird. Die
1 und
2 sind eine geschnittene Vorderansicht bzw. eine geschnittene Seitenansicht zum Veranschaulichen eines bekannten Linearkompressors.
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Wie es aus den 1 und 2 bekannt ist, verfügt dieser Linearkompressor über Folgendes: ein Gehäuse 2, in dem Öl O aufgenommen ist sowie eine Linearkompressionseinheit 10, die Fluid ansaugt und komprimiert, um es auszustoßen, wobei sie im Betrieb an im Gehäuse 2 montierten Dämpfern schwingt.
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Eine Fluid-Saugleitung 4 und eine Fluid-Auslassleitung 5 laufen in das Gehäuse 2, wobei die letztere auch mit der Linearkompressionseinheit 10 verbunden ist.
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Die Linearkompressionseinheit 10 weist Folgendes auf: einen Zylinderrahmen 12, in dem ein Zylinder 11 montiert ist; eine hintere Abdeckung 14 mit einem Fluid-Saugkanal 13; einen Kolben 16, der hin- und herlaufend im Zylinder 11 angeordnet ist und intern einen Fluid-Saugkanal 15 bildet, damit Fluid in ihn gesaugt werden kann; einen Linearmotor 20 zum geradlinigen Hin- und Herbewegen des Kolbens 16; und eine Auslassventil-Baugruppe 17, die vorhanden ist, um das Vorderende des Zylinders 11 zu öffnen und zu schließen, und die mit der Fluid-Auslassleitung 5 verbunden ist.
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Der Linearmotor 20 ist eine Kombination aus einer Statoreinrichtung und einer Läufereinrichtung. Die Statoreinrichtung verfügt über einen Außenstator 21, einen Innenstator 22, einen im Außenstator 21 montierten Spulenhalter 23 und eine auf diesen gewickelte Spule 24, um ein elektromagnetisches Feld zu erzeugen. Die Läufereinrichtung verfügt über einen Magnet 25, der so ausgebildet ist, dass er sich linear bewegt, wenn er eine durch die Spule 24 erzeugte Magnetkraft erfährt, und einen Magnetrahmen 26 zum Befestigen des Magnets 25.
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Der Zylinderrahmen 12 liegt vor dem Linearmotor 20, an dessen Rückseite sich eine Statorabdeckung 27 befindet, an der der Außenstator 21 befestigt ist. Der Zylinderrahmen 12 und die Statorabdeckung 27 sind axial durch Schrauben 30 und Muttern 31 am Außenstator 21 befestigt, um eine axiale Kompressionskraft auf diesen auszuüben.
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Der Zylinderrahmen 12 ist mit ersten Durchgangslöchern 28 versehen, die mit einem vorbestimmten Winkel in der Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind und durch die die Schrauben 30 dringen. Die Statorabdeckung 27 ist mit zweiten Durchgangslöchern 29 versehen, die so positioniert sind, dass sie den ersten Durchgangslöchern 28 entsprechen, so dass die Schrauben 30 hindurchdringen können.
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Unter der Linearkompressionseinheit 10 befindet sich eine Ölzuführeinheit 33, die dazu dient, das im Gehäuse 2 aufgenommene Öl O bei Schwingung der Linearkompressionseinheit 10 in diese zu liefern, um den Zylinder 11 und den Kolben 16 zu schmieren/zu kühlen.
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Die Ölzuführeinheit 33 verfügt über einen fest unter dem Linearmotor 20 angebrachten Ölzylinder 34, einen Ölkolben 35, der linear hin- und herlaufend im Ölzylinder 34 untergebracht ist; und eine erste und eine zweite Ölfeder 36 und 37, die im Ölzylinder 34 angeordnet sind, um den Ölkolben 35 elastisch zu lagern.
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Die Linearkompressionseinheit 10 verfügt über einen mit dem Ölzylinder 34 verbundenen Öl-Saugkanal 38 zum Durchführen des Öls O sowie einen Öl-Auslasskanal 39.
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Ein Ende des Ölzylinders 34 ist mit einem Öleinlass 40 versehen, um das im Gehäuse 2 aufgenommene Öl O in ihn einleiten zu können, wohingegen sein anderes Ende mit einem Ölauslass 41 versehen ist, der mit dem Öl-Saugkanal 38 verbunden ist.
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Zwischen dem Ölzylinder 34 und der Statorabdeckung 27 ist eine Öl-Saugabdeckung 42 so montiert, dass sie den Öleinlass 40 teilweise abschirmt und das Außenende der zweiten Ölfeder 37 hält. Am Zylinderrahmen 12 ist eine Öl-Auslassabdeckung 43 so montiert, dass zwischen diesen beiden ein Ölkanal 44 gebildet ist.
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Der in den Ölzylinder 34 eingesetzte Ölkolben 35 bildet intern einen Ölkanal 45.
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Am Ausgang des im Ölkolben 35 ausgebildeten Ölkanals 45 ist ein Öl-Saugventil 46 montiert, das durch die erste Ölfeder 36 gehalten wird. Am Ölauslass 41 des Ölzylinders 34 ist ein Öl-Auslassventil 47 montiert.
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Nun wird der Betrieb des auf die obige Weise aufgebauten bekannten Linearkompressors erläutert.
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Wenn der Spule 24 des Außenstators 21 Antriebsenergie zugeführt wird, erzeugt die Spule 24 zwischen dem Außenstator 21 und dem Innenstator 22 ein elektromagnetisches Feld, um dadurch den Magnet 25 hin- und herzubewegen. Beim linearen Hin- und Herbewegen des Magnets 25 werden sowohl der Magnetrahmen 26 als auch der Kolben 16 linear hin- und herbewegt, wodurch das Fluid, das durch Durchströmen der Fluid-Saugleitung 4 und des Fluid-Saugkanals 13 in eine im Zylinder 11 ausgebildete Kompressionskammer C gesaugt wird, komprimiert wird und über die Fluid-Auslassleitung 5 nach außen ausgestoßen wird.
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Wenn das Fluid wiederholt komprimiert wird und aus der Kompressionskammer C ausgestoßen wird, wird das in einem Bodenbereich des Gehäuses 2 aufgenommene Öl O auf Grundlage der Druckschwingung im Ölzylinder 34 in diesen gesaugt, und es wird dann zur Außenseite der Linearkompressionseinheit 10 ausgestoßen, nachdem es zum Schmieren/Kühlen des Zylinders 11 und des Kolbens 16 verwendet wurde.
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D. h., dass dann, wenn die Linearkompressionseinheit 10 schwingt, die Schwingung derselben an den Ölzylinder 34 übertragen wird, wodurch der Ölkolben 35 in diesem aufgrund seiner eigenen Trägheitskraft gegenüber der Bewegung des Ölzylinders 34 gleitet, um das Öl O anzusaugen und es auszustoßen.
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Wenn sich der Ölkolben 35 nach hinten bewegt, wird vor ihm ein niedriger Druck erzeugt, und das Öl-Saugventil 46 öffnet, so dass Öl O aus dem Gehäuse 2 über den Öleinlass 40 eingeleitet wird, um durch den im Ölkolben 35 ausgebildeten Ölkanal 45 zu laufen.
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Wenn sich darauf folgend der Ölkolben 35 nach vorne bewegt, wird vor ihm ein hoher Druck erzeugt, wodurch sich das Öl-Auslassventil 47 öffnet, so dass Öl dadurch in den Zwischenraum zwischen dem Zylinder 11 und dem Kolben 16 geliefert wird, dass es durch den Ölkanal 44 läuft, der in der Öl-Auslassabdeckung 43 und dem Öl-Saugkanal 38 ausgebildet ist.
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Indessen wird, um den Außenstator 21 des Linearkompressors 20 zu montieren, derselbe als Erstes zwischen den Zylinderrahmen 12 und die Statorabdeckung 27 eingesetzt, und dann werden die Schrauben 30 und die Muttern 31 angezogen, damit der Außenstator 21 gegen den Zylinderrahmen 12 und die Statorabdeckung 27 gedrückt wird. Auf diese Weise wird der Außenstator 21 fest montiert.
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Hierbei sind, wie bereits angegeben, die mehreren Schrauben 30 und Muttern 31 um einen vorbestimmten Winkel radial gegeneinander beabstandet.
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Beim oben beschriebenen bekannten Linearkompressor muss jedoch aufgrund der Tatsache, dass die Statorabdeckung 27 durch die mehreren Schrauben 30 und Muttern 31, die um einen vorgegebenen Abstand in Bezug auf das Gehäuse 2 beabstandet sind, relativ zum Zylinderrahmen 12 befestigt wird, dieselbe über Kreisform und mehrere Befestigungs-Durchgangslöcher für die Schrauben 30 verfügen. Dadurch entsteht das Problem, dass es schwierig ist, die Größe der Statorabdeckung 27 zu verringern und dadurch insgesamt einen kleinen Linearkompressor zu erzielen.
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Außerdem hat die bekannte Statorabdeckung 27 die Funktion des Haltens des Ölzylinders 34, weswegen die Öl-Saugabdeckung 42 vorhanden sein muss, die den Ölzylinder 34 an der Statorabdeckung 27 halten kann und das Ende der zweiten Ölfader 37 abstützen kann, was zu einer erhöhten Anzahl der den Kompressor bildenden Elemente führt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Linearkompressor mit geringer Größe zu schaffen. Diese Aufgabe ist durch den Linearkompressor gemäß dem beigefügten Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
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Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Linearkompressor mit vereinfachter Konstruktion durch eine verringerte Anzahl von Elementen zu schaffen. Diese Aufgabe ist durch den Linearkompressor gemäß dem beigefügten Anspruch 5 gelöst.
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Beim Linearkompressor gemäß dem Anspruch 1 ist die Statorabdeckung so konfiguriert, dass ein Abschnitt derselben, der nicht mit Schraubenbefestigungs-Durchgangslöchern versehen ist, eine Krümmung aufweist, die kleiner als die des genannten Abschnitts ist, wodurch eine Größenverringerung der Statorabdeckung möglich ist, während gleichzeitig zwischen ihr und dem Gehäuse ein ausreichender Zwischenraum vorhanden ist. Dadurch kann das Gehäuse und damit der Linearkompressor verkleinert werden.
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Beim Linearkompressor gemäß dem Anspruch 5 ist die Krümmung in einem unteren Bereich der Statorabdeckung größer als in einem oberen Bereich derselben, damit ein Ende des Ölzylinders ausreichend gehalten werden kann, ohne dass ein gesondertes Halteelement, wie eine Öl-Saugabdeckung erforderlich wäre. Daher ist die Anzahl der den Linearkompressor bildenden Elemente verringert, wodurch die Herstellkosten gesenkt werden können. Durch Weglassen der Öl-Saugabdeckung ist es ferner möglich, eine Beeinträchtigung des Ölzufuhr-Wirkungsgrads zu verhindern, zu der es kommt, wenn die Öl-Saugabdeckung falsch angebaut wird, so dass es möglich ist, die Betriebszuverlässigkeit zu verbessern und Geräusche zu verringern, wie sie bei wackelnder Öl-Saugabdeckung erzeugt werden.
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Die obigen sowie andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher verständlich werden.
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1 ist eine geschnittene Vorderansicht zum Veranschaulichen des Innenaufbaus eines bekannten Linearkompressors;
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2 ist eine schematische Seitenansicht des in der 1 dargestellten Linearkompressors, um zu veranschaulichen, wie eine Statorabdeckung des Linearkompressors montiert ist;
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3 ist eine geschnittene Vorderansicht zum Veranschaulichen des Innenaufbaus eines Linearkompressors gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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4 ist eine perspektivische Explosionsansicht zum Veranschaulichen, wie ein Linearmotor des in der 3 dargestellten Linearkompressors angebaut wird;
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5 ist eine schematische, geschnittene Seitenansicht des in der 3 dargestellten Linearkompressors, um zu veranschaulichen, wie eine Statorabdeckung des Linearkompressors montiert wird;
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6 ist eine geschnittene Vorderansicht zum Veranschaulichen eines Linearkompressors gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
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7 ist eine schematische, geschnittene Seitenansicht des in der 6 dargestellten Linearkompressors, um zu veranschaulichen, wie eine Statorabdeckung des Linearkompressors montiert wird.
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Nun werden bevorzugte Ausführungsformen erfindungsgemäßer Linearkompressoren unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Gemäß der 3 verfügt der Linearkompressor gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung über eine Linearkompressionseinheit 60, die auf stoßabsorbierende Weise in einem Gehäuse 50 montiert ist. Das Gehäuse 50 ist in eine untere Schale 51 mit einer offenen Oberseite und eine obere Schale 52 unterteilt, die so konfiguriert ist, dass sie die Oberseite der unteren Schale 51 bedeckt. Die untere und die obere Schale 51 und 52 sind miteinander verbunden, um zwischen ihnen einen hermetisch abgedichteten Innenraum zu bilden. In einem Bodenbereich der unteren Schale 51 ist Öl O aufgenommen.
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In das Gehäuse 50 laufen eine Fluid-Saugleitung 53 und eine Fluid-Auslassleitung 54. Die Letztere ist auch mit der Linearkompressionseinheit 60 verbunden, um in dieser komprimiertes Fluid nach außen auszustoßen. Die Linearkompressionseinheit 60 ist auf den in der unteren Schale 51 montierten Dämpfern 55 gelagert, um mittels dieser zu schwingen.
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Die Linearkompressionseinheit 60 verfügt über einen Linearmotor 61 zum Erzeugen einer Antriebskraft, einen Zylinderrahmen 63, der mit dem Vorderende des Linearmotors 61 verbunden ist und intern mit einem Zylinder 62 versehen ist; eine Statorabdeckung 64, die mit dem Hinterende des Linearmotors 61 verbunden ist; eine hintere Abdeckung 66 mit einem Fluid-Saugkanal 65; einen Kolben 69, der linear hin- und herbewegbar im Zylinder 62 angeordnet ist und intern einen Fluid-Saugkanal 67 bildet, mit einem Fluid-Saugstutzen 68, über den Fluid in den Zylinder 62 gesaugt werden kann; eine Auslassventil-Baugruppe 70, die vor dem Zylinder 62 liegt, um zwischen dem Vorderende desselben und dem Kolben 69 eine Kompressionskammer C auszubilden, und die das in dieser komprimierte Fluid in die Fluid-Auslassleitung 54 auslassen kann; und eine Öl-Zuführvorrichtung zum Zuführen des im Bodenbereich des Gehäuses 50 aufgenommenen Öls O in einem Zwischenraum zwischen dem Zylinder 62 und dem Kolben 69.
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Zwischen das Hinterende des Kolbens 69 und den Fluid-Saugkanal 65 der hinteren Abdeckung 66 ist ein Schalldämpfer 84 eingefügt, um Betriebsgeräusche zu verringern.
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Hierbei ist das Hinterende des Kolbens 69 als Flansch 71 ausgebildet, der über Befestigungsschrauben mit dem Linearmotor 61 verbunden ist, um die Antriebskraft desselben auf den Kolben 69 zu übertragen. Am Vorderende des Kolbens 69 ist ein Saugventil 72 zum Öffnen oder Schließen des Saugstutzens 68 montiert.
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Der Linearmotor 61 verfügt über mehrere Außenstatoren 78 zwischen dem Zylinderrahmen 63 und der Statorabdeckung 64; einen innerhalb der Außenstatoren 78 vorhandenen Spulenhalter 79; eine auf diesen aufgewickelte Spule 80; einen Innenstator 81, der so am Zylinderrahmen 63 montiert ist, dass zwischen ihm und den Außenstatoren 78 ein vorbestimmter Zwischenraum gebildet ist; einen Magnet 82, der zwischen den Außenstatoren 78 und dem Innenstator 81 angebracht ist und der sich unter Ausnutzung einer durch die Spule 80 erzeugten elektromagnetischen Kraft linear hin- und herbewegen kann; und einen Magnetrahmen 83, der mit dem Flansch 71 des Kolbens 69 verbunden ist, um den Magnet 82 zu fixieren, damit die lineare Bewegungskraft desselben an den Kolben 69 übertragen wird.
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Der Spulenhalter 79 verfügt über Zylinderform, und die mehreren Außenstatoren 78 sind radial so an ihm angebracht, dass sie um einen vorbestimmten Winkel gegeneinander beabstandet sind.
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Die Auslassventil-Baugruppe 70 verfügt über ein Auslassventil 73 zum öffnen oder Schließen der im Zylinder 62 ausgebildeten Kompressionskammer C, eine innere Auslassabdeckung 75, die so konfiguriert ist, dass sie das Auslassventil 73 durch eine Auslassfeder 74 elastisch abstützt, und die mit Fluid-Auslasslöchern versehen ist; eine äußere Auslassabdeckung 76, die extern mit der inneren Auslassabdeckung 75 gekoppelt ist, um dazwischen einen vorbestimmten Raum auszubilden; und eine Verbindungsleitung 77, die an der äußeren Auslassabdeckung 76 angebracht und mit der Fluid-Auslassleitung 54 verbunden ist.
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Die Öl-Zuführvorrichtung verfügt über eine zwischen dem Zylinderrahmen 63 und der Statorabdeckung 64 montierte Ölpumpe 90 zum Pumpen des im Gehäuse 50 aufgenommenen Öls O, einen Öl-Saugkanal 97 zum Einleiten von Öl O von der Ölpumpe 90 in den Zwischenraum zwischen den Zylinder 62 und den Kolben 69; und einen Öl-Auslasskanal 98 zum Auslassen des Öls O zwischen dem Zylinder 62 und dem Kolben 69 zur Außenseite des Zylinders 62.
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Die Ölpumpe 90 verfügt über einen Ölzylinder 93 mit einem Öleinlass 91 und einem Ölauslass 92, die an seinen entgegengesetzten Enden ausgebildet sind, einen Ölkolben 94, der linear hin- und herbewegbar im Ölzylinder 93 untergebracht ist; sowie eine erste und eine zweite Ölfeder 95 und 96, die im Ölzylinder 93 angeordnet sind, um entgegengesetzte Enden des Ölkolbens 94 elastisch zu halten.
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Der Öl-Saugkanal 97 ist eine Kombination aus einem Ölkanal 100, einem Zylinderrahmen-Saugkanal 101 und einem Zylinder-Saugkanal 102. Der Ölkanal 100 ist zwischen dem Zylinderrahmen 63 und einer an diesem montierten Öl-Auslassabdeckung 99 ausgebildet. Der Zylinderrahmen-Saugkanal 101 ist im Zylinderrahmen 63 ausgebildet, damit das durch den Ölkanal 100 angesaugte 151 durch den Zylinderrahmen 63 strömen kann. Der Zylinder-Saugkanal 102 ist so ausgebildet, dass er das durch den Zylinderrahmen-Saugkanal 101 angesaugte 151 in den Zwischenraum zwischen dem Zylinder 62 und dem Kolben 69 liefert.
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Am Öleinlass 91 ist eine Öl-Saugabdeckung 103 angebracht, um ein Ende der zweiten Ölfeder 96 zu stützen und es zu ermöglichen, dass der Ölzylinder 93 an seinem Ende die Statorabdeckung 64 halten kann.
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Durch das Innere des Ölkolbens 94 ist in der Längsrichtung ein Ölkanal 104 ausgebildet, damit das vom Öleinlass 91 eingeleitete Öl durch den Ölkolben 94 strömen kann. An einem Ausgang des Ölkanals 104 ist ein Öl-Saugventil 105 montiert, und zwischen dem Ölzylinder 93 und der Öl-Auslassabdeckung 99 ist ein Öl-Auslassventil 106 montiert.
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Wie es aus den 4 und 5 erkennbar ist, sind die Statorabdeckung 64 und der Zylinderrahmen 63 durch eine Befestigungsvorrichtung axial an den Außenstatoren 78 befestigt, um eine Kompressionskraft auf diese auszuüben. Die Befestigungsvorrichtung verfügt über Schrauben 107 mit vorbestimmter, ausreichender Länge zum axialen Durchdringen des Zylinderrahmens 63 und der Statorabdeckung 64 sowie Muttern 108, die jeweils an den Schrauben 107 angebracht sind.
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Hierbei verfügt die Statorabdeckung 64 über einen Scheibenabschnitt 109, der so konfiguriert ist, dass er mit den Außenstatoren 78 in engen Kontakt gelangt, und der eine zentrale Öffnung aufweist, sowie einen Flanschabschnitt 110, der ausgehend vom Umfang des Scheibenabschnitts 109 nach hinten vorsteht.
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Der Zylinderrahmen 63 ist am Umfang mit mehreren Durchgangslöchern 111 ausgebildet, durch die die Schrauben 107 dringen können, und entsprechend ist der Scheibenabschnitt 109 der Statorabdeckung 64 am Umfang mit mehreren Durchgangslöchern 112 für die Schrauben 107 ausgebildet. Die durch die Durchgangslöcher 111 und 112 geführten Schrauben 117 werden schließlich durch die Muttern 108 angezogen.
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Die mehreren Durchgangslöcher 112, die im Scheibenabschnitt 109 der Statorabdeckung 64 ausgebildet sind, sind um einen vorbestimmten Winkel radial gegeneinander so beabstandet, dass sie den Durchgangslöchern 111 des Zylinderrahmens 63 jeweils einzeln entsprechen.
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Bei der dargestellten Ausführungsform sind vier Durchgangslöcher 111 und vier Durchgangslöcher 112 am Zylinderrahmen 63 bzw. an der Statorabdeckung 64 so ausgebildet, dass sie um einen Winkel von 90° gegeneinander beabstandet sind.
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Indessen verfügt die Statorabdeckung 64 über eine nicht kreisförmige Form mit zwei oder mehr Krümmungen in solcher Weise, dass der Außenumfang der Statorabdeckung 64 gegen das Gehäuse 50 so beabstandet ist, dass ein vorbestimmter Raum gebildet ist, der zum Anziehen der Schrauben 107 erforderlich ist.
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D. h., dass die vorliegende Ausführungsform so ausgebildet ist, dass ein Abschnitt der Statorabdeckung 64, der nicht mit den Durchgangslöchern 112 versehen ist, eine Krümmung K2 aufweist, die kleiner als die Krümmung K1 des restlichen Abschnitts derselben ist, der mit den Durchgangslöchern 112 versehen ist.
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Hierbei sind die Krümmungen K1 und K2 die Kehrwerte von Krümmungsradien ρ1 und ρ2. Je kleiner die Krümmungen K1 und K2 sind, desto größer sind die Krümmungsradien ρ1 und ρ2, was zu einer gleichmäßigen Kontur der Statorabdeckung 64 führt.
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Wie es aus der 5 erkennbar ist, muss die Größe der Statorabdeckung 64 in ihrem Abschnitt, der nicht mit den Durchgangslöchern 112 versehen ist, verkleinert werden, damit ausreichende Beabstandung zum Gehäuse 50 besteht. Daher ist der Krümmungsradius ρ2 des nicht mit den Durchgangslöchern 112 versehenen Abschnitts größer als der Krümmungsradius ρ1 des restlichen Abschnitts der Statorabdeckung 64, der mit den Durchgangslöchern 112 versehen ist.
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Andererseits verfügt der Abschnitt der Statorabdeckung 64, der mit den Durchgangslöchern 112 versehen ist, über einen Krümmungsradius ρ1, der kleiner als der Krümmungsradius ρ2 des restlichen, nicht mit den Durchgangslöchern 112 versehenen Abschnitts derselben ist, um für ausreichenden Befestigungsraum für die Schrauben 107 zu sorgen, während die konstruktive Stabilität der Statorabdeckung 64 verbessert ist.
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Hierbei wird die Statorabdeckung 64 aus einem Metallblech hergestellt, so dass sie einfach zu konstruieren und herzustellen ist.
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Nun wird der Betrieb des auf die oben erläuterte Weise aufgebauten Linearkompressors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung erläutert.
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Als Erstes wird, wenn eine Betriebsspannung an die Spule 80 gelegt wird, um diese herum ein Magnetfeld erzeugt, das dafür sorgt, dass sich der damit wechselwirkende Magnet 82 linear hin- und herbewegt. Eine derartige geradlinige Hin- und Herbewegung des Magnets 82 wird über den Magnetrahmen 83 an den Kolben 69 übertragen, wodurch sich eine geradlinige Hin- und Herbewegung desselben im Zylinder 82 ergibt.
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Wenn sich der Kolben 69 linear hin- und herbewegt, werden das Saugventil 72 und das Auslassventil 73 auf Grundlage einer Druckdifferenz zwischen der Vorder- und der Rückseite der Kompressionskammer C geöffnet und geschlossen. Dadurch strömt das Fluid im Gehäuse 50 aufeinanderfolgend durch den Fluid-Saugkanal 65 der hinteren Abdeckung 66, den Schalldämpfer 84 und den Fluid-Saugkanal 67 und den Saugstutzen 68 des Kolbens 69, um in die Kompressionskammer C gesaugt zu werden. Nach Kompression durch den Kolben 69 in dieser strömt das komprimierte Fluid aufeinanderfolgend durch die Auslassventil-Baugruppe 70 und die Auslassleitung 54, um nach außen ausgestoßen zu werden.
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Indessen wird, wenn sich der Kolben 69 auf die oben genannte Weise linear hin- und herbewegt und das Fluid im Gehäuse 50 angesaugt, komprimiert und ausgestoßen wird, das im Bodenbereich des Gehäuses 50 aufgenommene Öl O auf Grundlage der Druckänderung in der Ölpumpe 90 angesaugt. Das angesaugte Öl O wird dazu verwendet, den Zylinder 62 und den Kolben 69 zu schmieren/zu kühlen, und es wird zur Außenseite der Linearkompressionseinheit 60 ausgestoßen.
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Nun werden die Druckänderung innerhalb der Ölpumpe 90 und die sich ergebende Ölzuführprozedur detaillierter beschrieben.
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Wenn sich der Ölkolben 94 nach hinten bewegt, öffnet sich das Öl-Saugventil 105, um vor dem Ölkolben 94 einen niedrigen Druck zu erzeugen. Dadurch wird das in den Ölzylinder 93 eingefüllt Öl O über den durch den Ölkolben 94 hindurch ausgebildeten Ölkanal 104 zur Vorderseite des Ölkolbens 94 eingeleitet.
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Hierbei wird das im Bodenbereich des Gehäuses 50 aufgenommene Öl O über den Öleinlass 91 des Ölzylinders 93, der nicht durch die Öl-Saugabdeckung 103 abgedeckt ist, in den Ölzylinder 93 gefüllt.
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Wenn sich daraufhin der Ölkolben 94 nach vorne bewegt, wird das Öl-Saugventil 105 geschlossen, wodurch vor dem Ölkolben 94 ein hoher Druck erzeugt wird, wodurch das Öl-Auslassventil 106 geöffnet wird. Dadurch strömt das in den Ölzylinder 93 eingefüllte Öl O aufeinanderfolgend durch den Ölkanal 100, den Zylinderrahmen-Saugkanal 101 und den Zylinder-Saugkanal 102, um in den Zwischenraum zwischen dem Zylinder 62 und dem Kolben 69 geliefert zu werden, um dadurch zum Schmieren/Kühlen des Zylinders 62 und des Kolbens 69 zu dienen.
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Indessen wird, wenn die Zusammenbauprozedur für die Linearkompressionseinheit 60 betrachtet wird, zunächst der Linearmotor 61 zwischen dem Zylinderrahmen 63 und der Statorabdeckung 64 positioniert, und dann werden diese axial durch die Schrauben 107 und die Muttern 108 relativ zueinander befestigt, um dazwischen die Außenstatoren 78 zu fixieren.
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Da hierbei die Statorabdeckung 64 über die nicht kreisförmige Form mit zwei oder mehr Krümmungen verfügt, wird der Vorteil erzielt, dass der Abstand D' zwischen ihr und dem Gehäuse 50 im Vergleich zum Abstand D vergrößert ist, wie er dann besteht, wenn die Statorabdeckung 64 über Kreisform verfügt. Dies ermöglicht eine Verringerung der Größe des Gehäuses 50, was zu einem kleinen Linearkompressor führt.
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Der in der 6 dargestellte Linearkompressor gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung verfügt über ein Gehäuse 120 zum Aufnehmen von Öl O; einen in diesem montierten Linearmotor 121; einen vor dem Linearmotor 121 montierten Zylinderrahmen 122; eine hinter dem Linearmotor 121 montierte Statorabdeckung 123; einen Kolben 125, der linear hin- und herbewegbar in einem im Zylinderrahmen 122 untergebrachten Zylinder 124 angeordnet ist; eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen des Zylinderrahmens 122 und der Statorabdeckung 123 aneinander; und eine Ölzuführvorrichtung zum Zuführen des im Gehäuse 120 aufgenommenen Öls O in einen Zwischenraum zwischen dem Zylinder 124 und dem Kolben 125.
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Der Linearmotor 121 verfügt über Außenstatoren 126, die zwischen den Zylinderrahmen 122 und die Statorabdeckung 123 eingefügt sind; einen innerhalb der Außenstatoren 126 vorhandenen Spulenhalter 127, eine auf diesen gewickelte Spule 128; einen Innenstator 129, der so am Zylinderrahmen 122 montiert ist, dass er um einen vorbestimmten Abstand von den Außenstatoren 126 entfernt ist; einen Magnet 130, der zwischen die Außenstatoren 126 und den Innenstator 129 eingesetzt ist, um unter Ausnutzung einer durch die Spule 128 erzeugten elektromagnetischen Kraft eine lineare Hin- und Herbewegung auszuführen; und einen Magnetrahmen 131, der mit dem Hinterende des Kolbens 125 verbunden ist, um den Magnet 130 so zu befestigen, dass er die lineare Hin- und Herbewegung des Magnets 130 an den Kolben 125 überträgt.
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Die Befestigungsvorrichtung verfügt über Schrauben 132 mit vorbestimmter Länge, die dazu ausreicht, axial durch den Zylinderrahmen 122 und die Statorabdeckung 123 zu dringen; und Muttern 133 für jeweilige Befestigung an den Schrauben 132.
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Die Ölzuführvorrichtung verfügt über eine zwischen dem Zylinderrahmen 122 und der Statorabdeckung 123 montierte Ölpumpe 140 zum Pumpen des im Gehäuse 120 aufgenommenen Öls O; einen Öl-Saugkanal 147 zum Einleiten des Öls O aus der Ölpumpe 140 in den Zwischenraum zwischen dem Zylinder 124 und dem Kolben 125; und einen Öl-Auslasskanal 148 zum Auslassen des Öls O zwischen dem Zylinder 124 und dem Kolben 125 zur Außenseite des Zylinders 124.
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Die Ölpumpe 140 verfügt über einen Ölzylinder 143 mit einem Öleinlass 141 und einem Ölauslass 142, die an seinen entgegengesetzten Enden ausgebildet sind; einen Ölkolben 144, der linear hin- und herbewegbar im Ölzylinder 143 angeordnet ist; sowie eine erste und eine zweite Ölfeder 145 und 146, die so im Ölzylinder 143 angeordnet sind, dass sie entgegengesetzte Enden des Ölkolbens 144 elastisch abstützen.
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Der Öl-Saugkanal 147 ist eine Kombination aus einem Ölkanal 150, einem Zylinderrahmen-Saugkanal 151 und einem Zylinder-Saugkanal 152. Der Ölkanal 150 ist zwischen dem Zylinderrahmen 122 und einer an diesem montierten Öl-Auslassabdeckung 149 ausgebildet. Der Zylinderrahmen-Saugkanal 151 ist im Zylinderrahmen 122 ausgebildet, um es zu ermöglichen, dass das durch den Ölkanal 150 angesaugte Öl durch den Zylinderrahmen 122 strömt. Der Zylinder-Saugkanal 152 ist so ausgebildet, dass er das durch den Zylinderrahmen-Saugkanal 151 angesaugte Öl in den Zwischenraum zwischen dem Zylinder 124 und dem Kolben 125 liefert.
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Der Zylinderrahmen 122 ist am Umfang mit mehreren Durchgangslöchern 153 ausgebildet, durch die die Schrauben 132 dringen können, und entsprechend ist die Statorabdeckung 123 am Umfang mit mehreren Durchgangslöchern 154 für die Schrauben 132 versehen. Die durch die Durchgangslöcher 153 und 154 hindurch befestigten Schrauben 132 werden schließlich durch die Muttern 133 angezogen.
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Wie es aus der 7 erkennbar ist, verfügt die Statorabdeckung 123 bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung über eine nicht kreisförmige Form mit zwei oder mehr Krümmungen in solcher Weise, dass ein Abschnitt derselben ohne die Durchgangslöcher 154 über eine Krümmung K2 verfügt, die kleiner als die Krümmung K1 des restlichen Abschnitts der Statorabdeckung 123 ohne die Durchgangslöcher 154 ist.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Ende des Ölzylinders 143, das mit dem Ölauslass 142 versehen ist, am Zylinderrahmen 122 gehalten, während das mit dem Öleinlass 141 versehene andere Ende an der Statorabdeckung 123 gehalten wird. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass ein unterer Abschnitt der Statorabdeckung 123, der so ausgebildet ist, dass er den Ölzylinder 143 hält, über eine Krümmung K3 verfügt, die größer als die Krümmung K2 des oberen Abschnitts der Statorabdeckung 123 ist, der nicht mit den Durchgangslöchern 154 versehen ist.
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Hierbei sind die Krümmungen K1, K2 und K3 Kehrwerte der Krümmungsradien ρ1, ρ2 und ρ3. Je kleiner die Krümmungen K1, K2 und K3 sind, desto größer sind die Krümmungsradien ρ1, ρ2 bzw. ρ3, was zu einer gleichmäßigen Kontur der Statorabdeckung 123 führt.
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D. h., dass die Statorabdeckung 123 auf solche Weise konfiguriert ist, dass der Krümmungsradius ρ2 ihres nicht mit den Durchgangslöchern 154 versehenen Abschnitts größer als der Krümmungsradius ρ1 des mit diesen versehenen Abschnitts ist. Bei dieser Konfiguration ist die Statorabdeckung 123 mit vergrößertem Abstand zum Gehäuse 120 entfernt, und der Krümmungsradius ρ3 des unteren Abschnitts, der den Ölzylinder 143 hält, ist kleiner als der Krümmungsradius ρ2 des oberen Abschnitts der Statorabdeckung 123, der nicht mit den Durchgangslöchern 154 versehen ist. Dadurch kann die Statorabdeckung 123 den Ölzylinder 143 vollständig halten.
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Die Statorabdeckung 123 verfügt über einen Öleinlass 155, der an einer Position ausgebildet ist, die dem Öleinlass 141 des Ölzylinders 143 entspricht, damit im Bodenbereich des Gehäuses 120 untergebrachtes Öl O über die Statorabdeckung 123 eingeleitet werden kann.
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Das im Bodenbereich des Gehäuses 120 aufgenommene Öl O strömt aufeinanderfolgend durch die Öleinlässe 155 und 141, und es wird in den Ölzylinder 143 gefüllt. Dann wird das Öl, auf Grundlage der geradlinigen Hin- und Herbewegung des Ölkolbens 144, in den Zwischenraum zwischen dem Kolben 125 und dem Zylinder 124 geliefert, wo es dazu dient, diese zu schmieren/zu kühlen.
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Hierbei ist die Statorabdeckung 123 einfach herstellbar, da sie durch Metallblechbearbeitung hergestellt wird.
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Wie oben angegeben, wird bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung das eine Ende des Ölzylinders 143 direkt durch die Statorabdeckung 123 gehalten, ohne dass eine Öl-Saugabdeckung erforderlich wäre, wodurch die Anzahl der Bauelemente verringert werden kann und die Herstellkosten gesenkt werden können.
