DE102006058821A1

DE102006058821A1 - Kolbenkompressor

Info

Publication number: DE102006058821A1
Application number: DE102006058821A
Authority: DE
Inventors: Jong-Tae Her
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2005-12-13
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2007-06-28
Also published as: CN1982709A; US20070134108A1

Abstract

Ein Kolbenkompressor weist auf: ein Gehäuse, einen Schwingmotor, der an einer Rahmeneinheit innerhalb des Gehäuses montiert ist, um eine Antriebskraft für eine lineare Hin- und Herbewegung zu erzeugen; eine erste Kompressionseinheit, um ein Kältemittel ohne Durchgang durch das Innere des Gehäuses direkt zu komprimieren, indem die Antriebskraft des Schwingmotors aufgenommen wird; und eine zweite Kompressionseinheit zur Kompression eines in das Gehäuse eingeleiteten Kältemittels und eines aus der ersten Kompressionseinheit ausgeströmten Kältemittels, nachdem die Kältemittel miteinander vermischt werden. Dementsprechend wird das Kältemittel nacheinander zweimal komprimiert, und die Komponenten werden so vereinfacht, daß sie leicht zu steuern sind. Ferner kann ein Kühlschrank mit dem Kolbenkompressor aufgrund einer verminderten Last des Kolbenkompressors einen erhöhten Wirkungsgrad aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolbenkompressor und insbesondere einen Kolbenkompressor mit der Fähigkeit zum Direktpumpen von Öl.

Im allgemeinen ist ein Kolbenkompressor ein Kompressor vom Vibrationstyp zum Ansaugen, Verdichten und Fördern eines Kältemittels mit hin- und hergehender Bewegung in einem Zylinder in einem Zustand, in dem ein Kolben mit einem Läufer eines sich linear hin und her bewegenden Motors gekoppelt ist.

Der Kolbenkompressor wird in einen horizontalen Typ, der in Bezug zum Boden in horizontaler Richtung installiert ist, und einen vertikalen Typ eingeteilt, der in Bezug zum Boden in vertikaler Richtung installiert ist.

Beim horizontalen Kolbenkompressor oder beim vertikalen Kolbenkompressor kann ein erster Vibrator nicht direkt Öl pumpen. Dementsprechend weist der horizontale Kolbenkompressor eine Konstruktion zum Ölpumpen unter Verwendung der Vibration eines zweiten Vibrators auf, die durch den ersten Vibrator erzeugt wird, und der horizontale Kolbenkompressor weist eine Konstruktion zum Pumpen von Öl unter Verwendung einer Höhendifferenz des zweiten Vibrators auf.

Konkreter ist beim horizontalen Kolbenkompressor eine in horizontaler Richtung betriebene Ölpumpe fest an dem einen Körper bildenden Vibrator installiert. Außerdem ist in dem Vibrator ein mit der Ölpumpe verbundener Ölkanal ausgebildet, wodurch von der Ölpumpe gepumptes Öl zwischen einem Zylinder und einem Kolben zugeführt und das Öl dann in einem Behälter wieder aufgefangen wird.

Der vertikale Kolbenkompressor weist die gleiche Konstruktion und Funktionsweise wie der horizontale Kolbenkompressor auf, außer daß seine Vibrationsrichtung eine vertikale Richtung ist. Dementsprechend kann die gleiche Ölpumpe wie beim horizontalen Kolbenkompressor in vertikaler Richtung installiert werden, oder ein Ölleitrohr kann in Öl eingetaucht werden, um das Öl unter Anwendung einer Höhendifferenz eines Vibrators zu pumpen.

Bei dem Kolbenkompressor gemäß der verwandten Technik ist jedoch ein Gehäuse mit zusätzlichem Raum zur Aufnahme von Öl erforderlich, wodurch die Gesamtgröße des Kompressors vergrößert wird.

Im Fall des horizontalen Kolbenkompressors ist ein Montageprozeß aufgrund einer großen Anzahl von Komponenten der Ölpumpe kompliziert, wodurch die Produktionskosten erhöht und die Produktivität vermindert werden. Außerdem ist eine zweite Vibration wegen der schwachen Ölpumpkraft gering, und das Pumpen erfolgt bei hoher Ölviskosität nicht stoßfrei.

Im Fall des vertikalen Kolbenkompressors vibriert das Ölleitrohr in einer zur Öloberfläche senkrechten Richtung. Bei geringerer Ölmenge, oder wenn das Ölleitrohr eine große Vibrationsbreite aufweist, wird dementsprechend Öl nicht nach oben gefördert oder läuft aus, wodurch der Kompressor eine geringe Zuverlässigkeit aufweist.

Daher besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Kolbenkompressor bereitzustellen, dessen Produktionskosten durch Verringern der Anzahl der Komponenten gesenkt und dessen Zuverlässigkeit mit einer Ölzufuhreinrichtung erhöht werden kann.

Um diese und weitere Vorteile zu erzielen, und entsprechend dem Zweck der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin verwirklicht und allgemein beschrieben wird, wird ein Kolbenkompressor bereitgestellt, der aufweist: einen Rahmen zur Unterstützung eines Stators eines Kolbenkompressors, der einen sich linear hin und her bewegenden Läufer und einen Ölkanal aufweist; einen fest mit dem Rahmen gekoppelten Zylinder; einen verschiebbar in den Zylinder eingesetzten Kolben, der sich mit dem Läufer hin und her bewegt; und eine zwischen dem Rahmen und dem Zylinder installierte, mit dem Ölkanal des Rahmens zu verbindende und sich mit dem Kolben hin und her bewegende Ölpumpe zum Erzeugen einer Pumpkraft.

Die vorstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der fol genden ausführlichen Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.

Die beigefügten Zeichnungen, die aufgenommen werden, um für weiteres Verständnis der Erfindung zu sorgen, und die in die vorliegende Beschreibung einbezogen werden und einen Teil davon bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Grundgedanken der Erfindung.

In den Zeichnungen zeigen:
1 einen Längsschnitt, der einen horizontalen Kolbenkompressor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die eine Ölpumpeinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 eine Schnittansicht, die einen Ölansaugvorgang gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
4 eine Schnittansicht, die einen Ölansaugvorgang gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
5 eine Schnittansicht, die einen horizontalen Kolbenkompressor gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und
6 einen Längsschnitt, der einen horizontalen Kolbenkompressor gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Im folgenden wird ausführlich auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind.
Nachstehend wird ein Kolbenkompressor gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher erläutert.
1 zeigt einen Längsschnitt, der einen horizontalen Kolbenkompressor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, und 2 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die einen Ölpumpeinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Wie dargestellt, weist der Kolbenkompressor gemäß der vorliegenden Erfindung auf: ein Gehäuse 100 mit einer bestimmten Ölmenge; einen fest in dem Gehäuse 100 installierten Schwingmotor 200 mit einem sich linear hin- und herbewegenden Läufer 230; eine Kompressionseinheit 300 zum Komprimieren eines Kältemittels in Abhängigkeit davon, wie sich ein mit dem Läufer 230 des Schwingmotors 200 gekoppelter Kolben 320 zusammen mit diesem hin- und herbewegt; und eine Ölpumpeinheit 400 zum Pumpen des Öls im Gehäuse 100, die in der Nähe des Kolbens 320 der Kompressionseinheit 300 installiert ist.
Der Schwingmotor 200 enthält einen äußeren Stator 210 mit einer darauf angebrachten Spulenwicklung 21, der im Preßsitz am Gehäuse 100 befestigt ist; einen inneren Stator 220, der mit einem bestimmten Zwischenraum fest an einer Innenseite des äußeren Stators 210 installiert ist; und einen Läufer 230 mit einem Magneten 231, der in einem Luftspalt zwischen dem äußeren Stator 210 und dem inneren Stator 220 angeordnet ist und eine linear hin- und hergehende Bewegung ausführt.
Der Läufer 230 ist fest mit einer äußeren Umfangsfläche des beweglichen Rahmens 232 gekoppelt, weist eine zylindrische Form auf und besteht aus mehreren Magneten 231, die zwischen dem äußeren Stator 210 und dem inneren Stator 220 angeordnet sind. Der bewegliche Rahmen 232 ist zylinderförmig mit zwei offenen Seiten ausgebildet, und eine Rückseite der beiden offenen Seiten ist zur Mitte hin gekrümmt, um auf diese Weise durch einen Bolzen mit einem Kolben 320 einer Kompressionseinheit 300 verbunden zu werden. An dem beweglichen Rahmen 232 kann eine Gasdurchgangsbohrung (nicht dargestellt) ausgebildet sein, um ein innerhalb des beweglichen Rahmens 232 befindliches Kältemittel nach außen durchzulassen, wenn der Läufer 230 hin und her bewegt wird. Da die Ölpumpeinheit 400 einen Luftdruck nutzt, der in dem beweglichen Rahmen 232 erzeugt wird, ist die Gasdurchgangsbohrung in ausreichender Größe ausgebildet, um den Luftdruck zu erzeugen.
Der äußere Stator 210 wird durch feste Rahmen 240 und 250 unterstützt, die durch Bolzen mit beiden Enden des Läufers 230 verbunden sind, und ist fest mit dem Gehäuse 100 verbunden. Der innere Stator 220 wird im Preßsitz an einer äußeren Umfangsfläche eines vorderen festen Rahmens 240 befestigt (der nachstehend als erster fester Rahmen bezeichnet wird).
Der erste feste Rahmen 240 ist scheibenförmig ausgebildet und weist einen Außendurchmesser ähnlich demjenigen des äußeren Stators 220 auf. In der Mitte des ersten festen Rahmens 240 steht in Rückwärtsrichtung ein langer zylinderförmiger Befestigungsvorsprung 241 vor. Der innere Stator 200 wird in eine äußere Umfangsfläche des festen Rahmens 240 eingesetzt, und ein Zylinder 310 einer Kompressionseinheit 300 wird in eine innere Umfangsfläche des festen Rahmens 240 eingesetzt.
Ein Ölkanal 242, um Öl, das durch die Ölpumpeinheit 400 zwischen dem Zylinder 310 und dem Kolben 320 gepumpt worden ist, innerhalb des Gehäuses 100 zu leiten und das Öl dann wieder in dem Gehäuse 100 aufzufangen, ist an dem ersten festen Rahmen 240 so ausgebildet, daß er von einer unteren Seite zu einer oberen Seite durch den Befestigungsvorsprung 241 hindurchgeht. Ein Ventilsitzabschnitt 243 zur Aufnahme eines Ölventils 420, der mit dem Ölkanal 242 verbunden ist und halbkreisförmig ist oder einen Öleinlaß 243a und einen Ölauslaß 243b aufweist, steht aus einer inneren Umfangsfläche des Befestigungsvorsprungs 241 des ersten festen Rahmens 240 hervor.
Eine Öltasche 244, die mit dem Ölkanal 242 verbunden ist und die Ölpumpeinheit 400 aufweist, ist zwischen einer inneren Umfangsfläche des Befestigungsvorsprungs 241 und einer äußeren Umfangsfläche des Zylinders 310 (einschließlich einer Vorderseite des Zylinders) ausgebildet. Die Öltasche 244 ist mit einer Öldurchgangsbohrung 312 des Zylinders 310 verbunden, so daß zwischen einer inneren Umfangsfläche des Zylinders 310 und einer äußeren Umfangsfläche des Kolbens 320 Öl zugeführt werden kann.
Die Kompressionseinheit 300 weist auf: einen Zylinder 310, der durch Einfügen an dem Befestigungsvorsprung 241 des ersten festen Rahmens 240 fixiert wird; einen Kolben 320, der mit dem Läufer 230 des Schwingmotors 200 gekoppelt ist und sich in einem Kompressionsraum 311 des Zylinders 310 hin und her bewegt; mehrere Resonanzfedern 330 und 340 zur elastischen Unterstützung der Rück- und der Vorderseite des Kolbens 320, wodurch eine Resonanz des Kolbens 320 verursacht wird; ein Ansaugventil 350, das an einer Stirnfläche des Kolbens 320 montiert ist, um einen Ansaugkanal 321a des Kolbens 320 zu öffnen und zu schließen und dadurch das Ansaugen von Kältemittelgas zu beschränken; ein an einer Auslaßseite des Zylinders 310 montiertes Auslaßventil 360, um den Kompressionsraum 311 zu öffnen und zu schließen und dadurch den Abfluß des Kältemittelgases zu beschränken; eine Ventilfeder 370 zur elastischen Unterstützung des Auslaßventils 360 und eine Auslaßabdeckung 380, die in eine auf einer Seite des Gehäuses 100 vorgesehene Abdeckungseinsetzbohrung 110 eingesetzt wird, um eine Auslaßseite des Zylinders 310 abzudecken und das Auslaßventil 360 und die Ventilfeder 370 aufzunehmen.
Der Zylinder 310 ist zwischen seiner äußeren Umfangsfläche und einer inneren Umfangsfläche des Befestigungsvorsprungs 241 des ersten festen Rahmens 240 mit einer Öltasche 244 versehen, die ein bestimmtes Volumen aufweist. Der Zylinder 310 wird durch Einsetzen an dem Befestigungsvorsprung 241 des ersten festen Rahmens befestigt, so daß die Ölpumpeinheit 400 an der Öltasche 244 installiert werden kann.
Der Kolben 320 ist mit einem Anschlußabschnitt 322 versehen, der an einem als Flansch ausgebildeten hinteren Ende eines Körperabschnitts 321 mit dem beweglichen Rahmen 232 verbunden ist. In dem Kolben 320 ist in Schaftrichtung ein durchgehender Ansaugkanal 321a ausgebildet. An dem Verbindungsabschnitt 322 kann eine Gasdurchgangsbohrung (nicht dargestellt) ausgebildet werden, um ein innerhalb des beweglichen Rahmens 232 befindliches Kältemittel nach außen durchzulassen, wenn der Kolben 320 hin und her bewegt wird. Da die Ölpumpeinheit 400 einen Luftdruck nutzt, der in dem beweglichen Rahmen 232 erzeugt wird, ist die Gasdurchgangsbohrung in ausreichender Größe ausgebildet, um den Luftdruck zu erzeugen.
Die Resonanzfedern 330 und 340 sind Schraubendruckfedern. Ein Ende der vorderen Resonanzfeder 330 (der ersten Resonanzfeder) ist an einer Vorderseite des Verbindungsabschnitts 332 des Kolbens 320 befestigt, und ein anderes Ende der ersten Resonanzfeder 330 ist an einem festen Rahmen befestigt, der eine Rückseite des inneren Stators unterstützt (einem zweiten festen Rahmen 250). Ein Ende der hinteren Resonanzfeder 340 (der zweiten Resonanzfeder) ist an einer Rückseite des Verbindungsabschnitts 332 des Kolbens 320 befestigt, und ein anderes Ende der zweiten Resonanzfeder 340 ist an einer inneren Umfangsfläche des Gehäuses 100 befestigt.
Ein fester Abschnitt 351 ist in einem Mittelabschnitt des Ansaugventils 350 ausgeschnitten, das so an einer Stirnfläche des Kolbens 320 fixiert werden soll. Außerdem ist an der Außenseite des festen Abschnitts 351 ein Öffnungs/Schließabschnitt 352 ausgeschnitten, um den Ansaugkanal 321a des Kolbens 321 durch Biegen und Geraderichten auf der Unterlage des festen Abschnitts 351 zu öffnen und zu schließen.
Das Abflußventil 360 wird aus einem technischen Kunststoff geformt, wie z. B. aus Polyetheretherketon (PEEK). Eine Kompressionsfläche des Abflußventils 360 ist lösbar mit einer Stirnfläche des Zylinders 310 verbunden, die so geöffnet und geschlossen wird, und eine Rückseite der Kompressionsfläche ist halbkugelförmig.
Die Ventilfeder 370 ist als zylinderförmige oder kegelförmige Schraubendruckfeder ausgeführt. Ein Ende der Ventilfeder 370 ist an der Rückseite der Kompressionsfläche des Abflußventils 350 befestigt, und ihr anderes Ende ist an der Innenfläche der Auslaßabdeckung 380 befestigt. Wenn die Ventilfeder 370 kegelförmig ist, dann wird im Hinblick auf die Stabilität vorzugsweise eine relativ breite Seite der Ventilfeder 370 an der Auslaßabdeckung 380 befestigt.
Die Auslaßabdeckung 380 kann als einzelner Auslaßraum ausgeführt werden (in der Zeichnung dargestellt) oder kann als mehrere Auslaßräume ausgeführt werden (nicht dargestellt). Die Auslaßabdeckung 380 wird so installiert, daß ein Auslaßraumabschnitt 381 der Auslaßabdeckung 380 durch eine Abdeckungsdurchgangsbohrung 110 des Gehäuses 100 nach außen freigelegt werden kann. Ein Verbindungsflanschabschnitt 382, der luftdicht mit einer Außenfläche des ersten festen Rahmens verbunden wird, ist an einer äußeren Umfangsfläche einer offenen Seite des Auslaßraumabschnitts 381 ausgebildet.
Die Ölpumpeinheit 400 weist auf: einen Ölkolben 410, der in Bewegungsrichtung des Kolbens 320 verschiebbar in die Öltasche 244 eingesetzt wird, die zwischen einer äußeren Umfangsfläche des Zylinders 310 und einer inneren Umfangsfläche des ersten festen Rahmens 240 angeordnet ist; ein Ölventil 420 zum Öffnen und Schließen der mit dem Ölkanal 242 verbundenen Öltasche 244 bei der hin- und hergehenden Bewegung des Ölkolbens 410; einen Ventilsitz 430 zur Aufnahme einer Rückseite des Ölventils 420; Kolbenfedern 440 und 450, die in Bewegungsrichtung des Ölkolbens 410 installiert sind, um eine hin- und hergehende Bewegung des Ölkolbens 410 elastisch abzufangen; eine Federstützplatte 460, die im Preßsitz zwischen einer äußeren Umfangsfläche des Zylinders 310 und einer inneren Umfangsfläche des ersten festen Rahmens 240 angebracht ist, um eine rückseitige Kolbenfeder (eine zweite Kolbenfeder) 450 zu unterstützen.
Der Ölkolben 410 ist in Zylinderform mit einer bestimmten Dicke ausgebildet, so daß seine innere Umfangsfläche in Gleitkontakt mit einer äußeren Umfangsfläche des Zylinders 310 kommen kann und seine äußere Umfangsfläche in Gleitkontakt mit einer inneren Umfangsfläche des Befestigungsvorsprungs 241 des ersten festen Rahmens 240 kommen kann. Vorzugsweise hat der Ölkolben 410 eine ausreichende Länge, um während des Ölansaughubs die Öldurchgangsbohrung 312 des Zylinders 310 für eine glatte Ölzufuhr zu öffnen. Außerdem besteht der Ölkolben 410 in Anbetracht der Reibung mit dem Zylinder 310 oder dem ersten festen Rahmen 240 aus einem Kunststoff, wie z. B. aus Polyetheretherketon (PEEK).
Das Ölventil 420 ist ringförmig ausgebildet, um durch den Ventilsitzabschnitt 243 des ersten festen Rahmens 240 unterstützt zu werden. Eine Seite des Ölventils 420 ist mit einem Ansaugventilabschnitt 421 versehen, und seine andere Seite ist mit einem Auslaßventilabschnitt 422 versehen, der in entgegengesetzter Richtung zum Ansaugventilabschnitt 421 geöffnet und geschlossen wird.
Der Ventilsitz 430 zur Unterstützung einer Rückseite des Ölventils 420 ist ringförmig ausgebildet. Ein Ansaugloch 431 zum Öffnen des Ansaugventilabschnitts 421 des Ölventils 420 ist am unteren Ende des Ventilsitzes 430 ausgebildet, und eine Auslaßbohrung 432 zum Öffnen des Auslaßventilabschnitts 422 des Ölventils 420 ist am oberen Ende des Ventilsitzes 430 ausgebildet.
Die Kolbenfedern 440 und 450 sind an beiden Seiten des Ölkolbens 410 in Bewegungsrichtung des Ölkolbens installiert. Eine Kolbenfeder wird durch den Ventilsitz 430 unterstützt, und eine andere Kolbenfeder wird durch die Federstützplatte 460 unterstützt, die im Preßsitz oder durch Anschweißen zwischen einer äußeren Umfangsfläche des Zylinders 310 und einer inneren Umfangsfläche des ersten festen Rahmens 240 angebracht wird.
An der Federstützplatte 460 sind mehrere Luftdurchgangsbohrungen 461 ausgebildet. Die Luftdurchgangsbohrungen nehmen bei der hin- und hergehenden Bewegung des Kolbens 320 einen Innendruck des Läufers 230 auf und bewirken eine glatte hin- und hergehende Bewegung des Ölkolbens 410, indem sie beim Zurückziehen des Ölkolbens einen Innendruck der Öltasche 244 nach außen wirken lassen.
Die Ölpumpeinheit 400 kann zwischen einer inneren Umfangsfläche des ersten festen Rahmens 240 und einer äußeren Umfangsfläche des Zylinders 310 installiert werden. Der Zylinder kann eine Doppelstruktur aufweisen, um die Ölpumpeinheit 400 zu installieren. Zum Beispiel besteht der Zylinder aus einem ersten Zylinder und einem zweiten Zylinder, der im Preßsitz in eine innere Umfangsfläche des ersten festen Rahmens eingesetzt ist. Der erste Zylinder und zweite Zylinder werden mit einem bestimmten Zwischenraum miteinander verbunden, um eine Öltasche für die Installation der Ölpumpeinheit zu formen.
Ein nicht erläutertes Bezugszeichen 260 bezeichnet ein Ölleitrohr, SP bezeichnet ein Kältemittelansaugrohr, und DP bezeichnet ein Kältemittelabflußrohr.
Nachstehend wird die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Kolbenkompressors erläutert.
Wenn einer am äußeren Stator 210 des Schwingmotors 200 befestigten Spulenwicklung 211 Strom zugeführt wird, wird zwischen dem äußeren Stator 210 und dem inneren Stator 220 ein Magnetfluß erzeugt. Dann wird der Läufer 230 zwischen dem äußeren Stator 210 und dem inneren Stator 220 durch die Resonanzfedern 330 und 340 kontinuierlich in der Flußrichtung hin- und herbewegt. Da der mit dem Läufer 230 gekoppelte Kolben 320 in dem Zylinder 310 hin und her bewegt wird, ändert sich ein Volumen des Kompressionsraums 311, der zwischen dem Zylinder 310 und dem Kolben 320 ausgebildet ist. Dementsprechend wird Kältemittelgas in den Kompressionsraum 311 angesaugt, komprimiert und dann ausgestoßen, und dieser Vorgang wiederholt sich.
In dem Läufer 230 wird ein semihermetischer Raum gebildet, und daher wird ein in den Läufer 330 eingefülltes Kältemittel wiederholt komprimiert und ausgedehnt, wenn der Läufer 330 zusammen mit dem Kolben 320 hin und her bewegt wird. Wie in 3 dargestellt, wird bei der Rückwärtsbewegung des Läufers 230 ein Druck im Innern des Läufers 230 abgesenkt, und daher wird die an der Vorderseite des Ölkolbens 410 angeordnete Kolbenfeder 440 entspannt. Dementsprechend wird der Ölkolben 410 entlang dem Läufer 430 und dem Kolben 320 rückwärts bewegt. Ein Volumen der an einer Vorderseite des Ölkolbens 410 angeordneten Öltasche 244 wird vergrößert, und dadurch wird eine Saugkraft erzeugt. Der Ansaugventilabschnitt 421 des Ölventils 420 wird durch die Saugkraft geöffnet, wodurch Öl aus dem Gehäuse 100 durch den Ölkanal 242 angesaugt wird. Das Öl wird zwischen dem Zylinder 310 und dem Kolben 320 durch die Öldurchgangsbohrung 312 des Zylinders 310 zugeführt, um auf diese Weise einen Schmierungsvorgang durchzuführen.
Wie in 4 dargestellt, wird bei der Vorwärtsbewegung des Läufers 230 der Druck im Innern des Läufers 230 erhöht, und durch die Öldurchgangsbohrungen 461 der Federstützplatte 460, die im Preßsitz zwischen dem ersten Rahmen 240 und dem Zylinder 310 angebracht ist, wird Öl zur Öltasche 244 gefördert. Wenn der Ölkolben 410 durch den Druck entlang dem Läufer (oder dem Kolben 320) vorwärts bewegt wird, dann wird ein Druck der Öltasche 244 erhöht, um auf diese Weise den Ansaugventilabschnitt 421 des Ölventils 420 zu schließen und den Auslaßventilabschnitt 422 zu öffnen. Durch den geöffneten Aus laßventilabschnitt 422 wird das Öl aus der Öltasche 244 durch den Ölkanal 242 wieder im Gehäuse 100 aufgefangen.
Nachstehend wird ein Kolbenkompressor gemäß einer zweiten Ausführungsform erläutert.
In der ersten Ausführungsform wird das Öl aus dem Gehäuse 100 mit Hilfe einer Druckdifferenz gepumpt, die in dem Läufer 230 erzeugt wird, wenn der Läufer 230 und der Kolben 320 hin und her bewegt werden. In der zweiten Ausführungsform wird jedoch, wie in 5 dargestellt, die zweite Kolbenfeder 450 zur Unterstützung einer Rückseite des Ölkolbens 410 lang ausgedehnt, um auf diese an einem Verbindungsabschnitt 322 des Kolbens 320 befestigt zu werden.
Der Ölpumpvorgang der zweiten Ausführungsform ist ähnlich demjenigen der ersten Ausführungsform. Während sich der Kolben 410 hin und her bewegt, indem er eine Doppelhubkraft des Läufers 230 und des Kolbens 320 aufnimmt, wird eine Pumpkraft des Ölkolbens 410 verstärkt, und die Stabilität des Ölkolbens 410 wird verbessert.
Obwohl dies nicht dargestellt ist, kann der Ölkolben nicht durch die rückseitige Kolbenfeder, sondern durch einen zylinderförmigen Körper oder einen starren Körper, wie z. B. durch mehrere Stäbe, mit dem Kolben verbunden werden. In diesem Fall wird die Pumpkraft des Ölkolbens stärker erhöht, und die Stabilität des Ölkolbens wird stärker verbessert. Wenn der Hub des Kolbens jedoch zu stark vergrößert wird, ist zusätzlich eine Dämpfungsvorrichtung erforderlich.
Nachstehend wird ein Kolbenkompressor gemäß der dritten Ausführungsform erläutert.
Wie in 6 dargestellt, werden die Vorder- und die Rückseite des Ölkolbens 410 durch die ersten und zweiten Kolbenfedern 440 und 450 unterstützt. Zwischen der zweiten Kolbenfeder 450 und der Federstützplatte 460 wird eine ringförmige Stoßplatte 470 eingefügt, und vom Verbindungsabschnitt 322 des Kolbens 320 steht ein Stoßelement 323 hervor, um eine Stoßkraft auf die zweite Kolbenfeder 450 auszuüben.
Das Stoßelement kann am Verbindungsabschnitt 322 so ausgebildet werden, daß es im Kontakt mit der zweiten Kolbenfeder und zum Kolben hin gerichtet ist.
Wenn der Kolben 320 vorwärts bewegt wird, stößt das Stoßelement 323 durch die Luftdurchgangslöcher 461 der Federstützplatte 460 wiederholt mit der Stoßplatte 470 zusammen und übt dadurch eine Stoßkraft auf die zweite Kolbenfeder 450 aus. Durch die Stoßkraft wird die zweite Kolbenfeder 450 zusammen mit der ersten Kolbenfeder 440 wiederholt zusammengedrückt und ausgedehnt, und dadurch wird der Ölkolben 410 in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt.
Die Ölpumpeinheit wird zusammen mit dem ersten Vibrator in Vibration versetzt, d. h. der Läufer und der Kolben werden hin und her bewegt, wodurch die Pumpkraft gegenüber dem Fall mit Anwendung einer zweiten Vibration erhöht wird. Außerdem brauchen der Läufer und der Kolben nur hin und her bewegt werden, um einen Druck zum Pumpen von Öl zu erzeugen, wodurch die Zuverlässigkeit für den Ölpumpvorgang verbessert wird.
Da ferner die Ölpumpeinheit innerhalb der Kompressionseinheit installiert ist, wird die Größe des Kompressors verringert, und die gesamte Konstruktion des Kompressors wird vereinfacht.
Bei der vorliegenden Erfindung wurde der Kolbenkompressor vom horizontalen Typ als Beispiel genommen. Die vorliegende Erfindung kann jedoch ebenso auf einen Kolbenkompressor vom vertikalen Typ angewandt werden. Funktionsweise und Konstruktion des Kolbenkompressors vom vertikalen Typ sind ähnlich denjenigen des Kompressors vom horizontalen Typ, und daher wird ihre ausführliche Erläuterung weggelassen.

Claims

Kolbenkompressor, der aufweist: einen Rahmen zur Unterstützung eines Stators eines Kolbenkompressors mit einem linear hin- und herbewegten Läufer und einem Ölkanal; einen fest mit dem Rahmen verbundenen Zylinder; einen verschiebbar in den Zylinder eingesetzten Kolben, der zusammen mit dem Läufer hin und her bewegt wird; und eine zwischen dem Rahmen und dem Zylinder installierte Ölpumpe, die mit dem Ölkanal des Rahmens zu verbinden ist und sich zusammen mit dem Kolben hin und her bewegt, um eine Pumpkraft zu erzeugen.
Kolbenkompressor nach Anspruch 1, wobei die Ölpumpe so installiert wird, daß sie einen Umfang des Zylinders bedeckt.
Kolbenkompressor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ölpumpe aufweist: einen Ölkolben, der in Bewegungsrichtung des Kolbens verschiebbar in den Zylinder und den Rahmen eingesetzt ist; ein Ölventil zum Öffnen und Schließen des Ölkanals, wenn der Ölkolben hin und her bewegt wird; und eine oder mehrere in Bewegungsrichtung des Ölkolbens installierte Kolbenfedern zur elastischen Unterstützung einer Hin- und Herbewegung des Ölkolbens.
Kolbenkompressor nach Anspruch 3, wobei das Ölventil ringförmig ist und auf einer Seite mit einem Ansaugventilabschnitt und auf der anderen Seite mit einem Auslaßventilabschnitt versehen ist.
Kolbenkompressor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ölpumpe aufweist: einen Ölkolben, der in Bewegungsrichtung des Kolbens verschiebbar in den Zylinder und den Rahmen eingesetzt ist; ein Ölventil zum Öffnen und Schließen des Ölkanals; mehrere Kolbenfedern, die in Bewegungsrichtung des Ölkolbens auf beiden Seiten des Ölkolbens installiert sind; und eine zwischen dem Zylinder und dem Rahmen installierte Federstützplatte, die in ihrer Mitte in Umfangsrichtung mehrere Luftdurchgangslöcher aufweist, zum Unterstützen der Kolbenfeder und zum Anlegen einer Luftdruckdifferenz an den Ölkolben, die auf eine Hin- und Herbewegung des Kolbens zurückzuführen ist.
Kolbenkompressor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ölpumpe aufweist: einen Ölkolben, der in Bewegungsrichtung des Kolbens verschiebbar zwischen dem Zylinder und dem Rahmen eingefügt ist; ein Ölventil zum Öffnen und Schließen des Ölkanals; und mehrere Kolbenfedern, die in Bewegungsrichtung des Ölkolbens auf beiden Seiten des Ölkolbens installiert sind, wobei eine der Kolbenfedern zwei Enden aufweist, die mit dem Ölkolben bzw. dem Kolben verbunden sind.
Kolbenkompressor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ölpumpe aufweist: einen Ölkolben, der in Bewegungsrichtung des Kolbens zwischen dem Zylinder und dem Rahmen eingesetzt ist; ein Ölventil zum Öffnen und Schließen des Ölkanals; mehrere Kolbenfedern, die in Bewegungsrichtung des Ölkolbens auf beiden Seiten des Ölkolbens installiert sind; eine Federstützplatte, die zur Unterstützung der Kolbenfeder zwischen dem Zylinder und dem Rahmen installiert ist und in ihrer Mitte in Umfangsrichtung mehrere Luftdurchgangslöcher aufweist; und ein Verbindungselement, das verschiebbar in die Luftdurchgangslöcher der Federstützplatte eingefügt ist und dessen beide Enden mit dem Ölkolben bzw. dem Kolben verbunden sind.
Kolbenkompressor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ölpumpe aufweist: einen Ölkolben, der in Bewegungsrichtung des Kolbens verschiebbar zwischen dem Zylinder und dem Rahmen eingefügt ist; ein Ölventil zum Öffnen und Schließen des Ölkanals; mehrere Kolbenfedern, die in Bewegungsrichtung des Ölkolbens auf beiden Seiten des Ölkolbens installiert sind; eine Federstützplatte, die zur Unterstützung der Kolbenfeder zwischen dem Zylinder und dem Rahmen installiert ist und in ihrer Mitte in Umfangsrichtung mehrere Luftdurchgangslöcher aufweist; ein von dem Kolben vorstehendes Stoßelement, das verschiebbar in die Luftdurchgangslöcher der Federstützplatte eingesetzt wird, so daß sein eines Ende periodisch mit dem Ölkolben zusammenstoßen kann; und eine Stoßplatte zwischen der Kolbenfeder und der Federstützplatte, um durch Zusammenstoßen mit dem Stoßelement eine Stoßkraft auf die Kolbenfeder auszuüben.
Kolbenkompressor nach Anspruch 8, wobei das Stoßelement eine Schraubendruckfeder ist.
Kolbenkompressor nach Anspruch 8, wobei das Stoßelement von dem Kolben oder dem Ölkolben als Vorsprung vorsteht.