DE102008007661A1 - compressor unit - Google Patents

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Abstract

Verdichteraggregat mit einem Zylinder (7) und einem Kolben (6), die eine Verdichterkammer (12) begrenzen, einem Linearantrieb (1) zum Antreiben einer Relativbewegung von Zylinder (7) und Kolben (6) und einer Kapsel (8), die wenigstens den Zylinder (7) und den Kolben (6) umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auslassöffnung (13) der Verdichterkammer (12) in einen Innenraum (16) der Kapsel (8) mündet.Compressor unit with a cylinder (7) and a piston (6) defining a compression chamber (12), a linear drive (1) for driving a relative movement of the cylinder (7) and piston (6) and a capsule (8), at least the cylinder (7) and the piston (6) surrounds, characterized in that an outlet opening (13) of the compression chamber (12) in an interior (16) of the capsule (8) opens.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verdichteraggregat mit einem Zylinder und einem Kolben, die eine Verdichterkammer begrenzen, einem Linearantrieb zum Antreiben einer Relativbewegung von Zylinder und Kolben und einer Kapsel, die wenigstens den Zylinder und den Kolben umgibt.The The present invention relates to a compressor unit with a Cylinder and a piston defining a compression chamber, a linear drive for driving a relative movement of the cylinder and pistons and a capsule containing at least the cylinder and the Piston surrounds.

Herkömmlicherweise dient eine solche Kapsel als ein Reservoir für zu verdichtendes Gas, aus dem das Gas in die Verdichterkammer angesaugt wird, und eine Rohrleitung zum Herausführen des verdichteten Gases ist von der Verdichterkammer aus durch den Innenraum geführt.traditionally, serves such a capsule as a reservoir for gas to be compressed, from the the gas is sucked into the compression chamber, and a pipeline to lead out of the compressed gas is from the compressor chamber through the Interior led.

Ein Problem dieser herkömmlichen Verdichteraggregate liegt darin, dass der gasgefüllte Innenraum und die ihn einschließende Kapsel nicht nur Betriebsgeräusche des Verdichters abfangen, sondern auch die Abgabe von Wärme an die Umgebung behindern. Wärme, die im Betrieb des Verdichters durch adiabatische Kompression des Gases in der Verdichterkammer erzeugt wird, geht zu einem Teil in Zylinder und Kolben über und erwärmt schließlich das Gas in dem Innenraum rings um Zylinder und Kolben. Durch diese Erwärmung reduziert sich die Masse des in jedem Bewegungszyklus des Kolbens eingesaugten und verdichteten Gases, was den Wirkungsgrad des Verdichters beeinträchtigt.One Problem of this conventional Compressor units lies in the fact that the gas-filled interior and the him enclosing Capsule not only operating noise of the compressor, but also the release of heat to the Obstruct environment. Warmth, in the operation of the compressor by adiabatic compression of the Gas generated in the compression chamber goes to a part in Cylinder and piston over and warmed up after all the gas in the interior around the cylinder and piston. Through this warming reduces the mass of every movement cycle of the piston sucked and compressed gas, which improves the efficiency of the compressor impaired.

Ein weiteres Problem hängt zusammen mit dem Aufbau der herkömmlichen Linearverdichter. Diese umfassen im Allgemeinen einen in einem Luftspalt eines Elektromagneten linear hin und her beweglichen permanentmagnetischen Anker. Diese Linearantriebe zeichnen sich dadurch aus, dass den die auf den Anker wirkende Antriebskraft direkt, ohne zwischengeschaltete Hebel oder dergleichen und folglich praktisch ohne Reibungsverluste auf den Kolben übertragen werden kann, doch ist, anders als bei einem herkömmlichen rotatorischen Antrieb, die Amplitude der Kolbenbewegung nicht konstruktionsbedingt vorgegeben, sondern kann durch die Stärke des auf den Anker einwirkenden Magnetfeldes beeinflusst werden. Um einen hohen Wirkungsgrad des Verdichters zu erzielen, sollte die Verdichterkammer am oberen Totpunkt der Kolbenbewegung so klein wir irgend möglich sein, doch sollte auch vermieden werden, dass am Totpunkt Zylinder und Kolben gegeneinander schlagen, um die Betriebsgeräusche des Verdichters und die Materialbeanspruchung in Grenzen zu halten.One further problem depends along with the construction of the conventional Linear compressor. These generally include one in an air gap of an electromagnet linearly reciprocating permanent magnetic Anchor. These linear drives are characterized by the fact that the driving force acting on the anchor directly, without intermediary Lever or the like and thus virtually no friction losses transferred to the piston can be, but unlike a conventional rotary drive, the amplitude of the piston movement is not determined by design, but can by the strength of the be influenced on the armature acting magnetic field. To one To achieve high efficiency of the compressor, the compressor chamber should be at top dead center of piston movement as small as we possibly can but it should also be avoided that at the dead center cylinder and Pistons against each other to beat the operating noise of the Compressor and the material stress to be limited.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verdichteraggregat der eingangs genannten Art anzugeben, das eine effiziente Ableitung der in der Verdichterkammer frei werdenden Wärme ermöglicht und/oder trotz hohen Wirkungsgrades eine übermäßige Materialbeanspruchung oder Geräuschentwicklung durch Gegeneinanderschlagen von Zylinder und Kolben vermeidet.task The present invention is a compressor unit of the above specify the type required for the efficient derivation of Compressor chamber released heat allows and / or despite high Efficiency an excessive material stress or noise avoids by hitting the cylinder and piston against each other.

Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem Verdichteraggregat mit einem Zylinder und einem Kolben, die eine Verdichterkammer begrenzen, ein Linearantrieb zum Antreiben einer Relativbewegung von Zylinder und Kolben und einer Kapsel, die wenigstens den Zylinder und den Kolben umgibt, anstelle einer Ansaugöffnung eine Auslassöffnung der Verdichterkammer in einen Innenraum der Kapsel mündet. Dadurch steht, wenn das Verdichteraggregat in Betrieb ist, der Innenraum der Kapsel unter hohem Druck. Zwar ist das von der Verdichterkammer ausgestoßene verdichtete Gas erheblich wärmer als das zuvor angesaugte Niederdruckgas, so dass Zylinder und Kolben, wenn sie im Wesentlichen nur über das Gas des Innenraums ihre Wärme an die Umgebung abgeben können, im stationären Betrieb nicht kälter als dieses Gas sein können, doch ist dessen Wärmeleitfähigkeit aufgrund seiner hohen Dichte um ein Vielfaches größer als die des unverdichteten Gases, so dass eine Überhitzung von Zylinder und Kolben dennoch zuverlässig vermieden werden kann.The Task is solved in a compressor unit with a cylinder and a piston, which limit a compression chamber, a linear drive for driving a relative movement of cylinder and piston and a capsule, which surrounds at least the cylinder and the piston, instead of one suction an outlet opening the compression chamber opens into an interior of the capsule. Thereby is when the compressor unit is in operation, the interior the capsule under high pressure. While that's from the compression chamber expelled compressed gas considerably warmer as the previously sucked low-pressure gas, so that cylinder and piston, if they are essentially just about the gas of the interior their heat can give to the environment, in the stationary Operation not colder than this gas can be but its thermal conductivity is because of its high density many times greater than that of the uncompacted gas, allowing overheating of cylinder and Pistons still reliable can be avoided.

Ein weiterer Effekt, der sich aus dem Vorhandensein des verdichteten Gases in der Zylinder und Kolben umgebenden Kapsel ergibt, ist, dass der hohe Druck des verdichteten Gases auf die Kolbenrückseite wirkt. Daher muss der Linearantrieb 1 im Wesentlichen nur in einer Expansionsphase der Verdichterkammer Antriebsarbeit leisten, wenn der Kolben entgegen dem Druck des verdichteten Gases des Innenraums aus dem Zylinder herausgezogen wird. Die Gegenbewegung des Kolbens erfordert kaum externe Antriebskraft, denn der Druck des Gases im Innenraum reicht im Wesentlichen aus, um den Kolben zurück zu treiben. Wenn der Linearantrieb während der Kompressionsphase überhaupt keine Antriebsarbeit leisten würde, dann käme die Kolbenbewegung kurz vor dem oberen Totpunkt zum Stillstand, wenn die Drücke in der Verdichterkammer und im Innenraum der Kapsel gleich werden. Es genügt eine kleine Menge an Antriebsenergie des Linearantriebs während der Kompressionsphase, um diese Druckgleichgewichtsstellung zu überwinden und den Inhalt der Verdichterkammer auszutreiben. Die Energie, mit der im Falle von Druckschwankungen Zylinder und Kolben gegeneinander stoßen können, liegt in der Größenordnung dieser Antriebsenergie und kann daher wesentlich kleiner gehalten werden als im Falle eines Verdichters, bei dem der Linearantrieb in der Kompressionsphase gegen den sich in der Verdichterkammer aufbauenden Druck arbeiten muss.One further effect resulting from the presence of the compacted Gases in the cylinder and piston surrounding capsule is, that the high pressure of the compressed gas on the piston back acts. Therefore, the linear actuator 1 essentially only in one Expansion phase of the compressor chamber drive work, though the piston against the pressure of the compressed gas of the interior is pulled out of the cylinder. The counter-movement of the piston hardly requires external driving force, because the pressure of the gas in the Interior is essentially sufficient to drive the piston back. When the linear drive during the compression phase none at all Drive work, then it would come the piston movement stops shortly before top dead center, when the pressures in the compression chamber and in the interior of the capsule become the same. It is sufficient a small amount of drive power of the linear drive during the Compression phase to overcome this pressure equilibrium position and expelling the contents of the compression chamber. The energy, with in the case of pressure fluctuations cylinder and piston against each other bump can, lies in the order of magnitude this drive energy and therefore can be kept much smaller be as in the case of a compressor in which the linear actuator in the compression phase against itself in the compression chamber has to work constructive pressure.

Vorzugsweise ist der Kolben in dem Zylinder gasdruckgelagert. Gegenüber einer Ölschmierung hat die Gasdrucklagerung den Vorteil, eine praktisch reibungsfreie Kolbenbewegung zu ermöglichen. Die Wärmeableitung vom Kolben über ein Gasdrucklager ist weniger effizient als über einen Ölfilm, doch ist dies im vorliegenden Fall nicht kritisch, da der Kolben über das Hochdruckgas des Innenraums ausreichend Wärme abgeben kann.Preferably, the piston is gas pressure-bearing in the cylinder. Compared to an oil lubrication, the gas pressure bearing has the advantage of allowing a practically frictionless piston movement. The Heat dissipation from the piston via a gas bearing is less efficient than via an oil film, but this is not critical in the present case because the piston can release sufficient heat through the high pressure gas of the interior.

Um das Gasdrucklager zu speisen, sind vorzugsweise Bohrungen in einem Mantel des Zylinders vorgesehen, die einen Spalt zwischen dem Mantel und einer Mantelfläche des Kolbens mit dem Innenraum verbinden.Around to feed the gas pressure bearing are preferably holes in one Cloak of the cylinder provided a gap between the mantle and a lateral surface connect the piston to the interior.

Ferner können Kanäle zum Zuführen von Druckgas aus der Verdichterkammer in den Spalt sich zwischen einer Stirnfläche und der Mantelfläche des Kolbens erstrecken. Diese Kanäle erleichtern die Aufrechterhaltung des Gasdrucklagers in Nähe des oberen Totpunkts, wenn aufgrund des Druckausgleichs bzw. des Überdrucks in der Verdichterkammer der Zustrom von Gas aus dem Innenraum über die Bohrungen des Mantels aussetzt.Further can channels for feeding of compressed gas from the compression chamber into the gap between a face and the lateral surface of the Extending piston. These channels facilitate the maintenance of the gas bearing near the top Dead center, if due to pressure equalization or overpressure in the compression chamber the influx of gas from the interior over the Bores of the shell exposes.

Die Kanäle können als Bohrungen oder als offene Rillen ausgeführt sein.The channels can be designed as holes or as open grooves.

Die Auslassöffnung der Verdichterkammer kann im Kolben gebildet sein. So steht eine gesamte Stirnfläche des Zylinders zur Verfügung, um dort ein Einlassventil mit großer Querschnittsfläche und dementsprechend geringem Druckabfall unterzubringen.The outlet the compression chamber may be formed in the piston. That's how one stands entire face of the cylinder available, There is an inlet valve with a large cross-sectional area and accommodate accordingly low pressure drop.

Eine Sauggasleitung ist vorzugsweise durch den Innenraum zur Verdichterkammer geführt, um das Sauggas schnell und mit geringer Erwärmung durch das Druckgas des Innenraums der Verdichterkammer zuzuführen.A Suction gas line is preferably through the interior to the compression chamber guided, to the suction gas quickly and with little warming by the compressed gas of the Interior of the compression chamber feed.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren.Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of exemplary embodiments with reference to the attached Characters.

Es zeigen:It demonstrate:

1 einen schematischen Schnitt eines erfindungsgemäßen Verdichteraggregats; 1 a schematic section of a compressor unit according to the invention;

2 ein vergrößertes Detail des Verdichteraggregats gemäß einer ersten Ausgestaltung; 2 an enlarged detail of the compressor unit according to a first embodiment;

3 eine Draufsicht auf die Stirnfläche des Kolbens des Verdichteraggregats gemäß der ersten Ausgestaltung; 3 a plan view of the end face of the piston of the compressor unit according to the first embodiment;

4 das Detail der 2 gemäß einer zweiten Ausgestaltung; und 4 the detail of 2 according to a second embodiment; and

5 eine Draufsicht auf die Stirnfläche des Kolbens gemäß der zweiten Ausgestaltung. 5 a plan view of the end face of the piston according to the second embodiment.

Das in 1 gezeigte Linearverdichteraggregat hat einen Linearantrieb 1 mit einem in einem Spalt 2 zwischen zwei sich gegenüberliegenden Elektromagneten 3 schwingfähig aufgehängten permanentmagnetischen Anker 4. Die Elektromagnete 3 haben jeweils E-förmige Joche mit einem zentralen Arm des Jochs umgebenden Wicklungen. Der Anker 4 wird durch einen an die Elektromagneten 3 von einer nicht dargestellten Versorgungsschaltung angelegten Wechselstrom zu einer von Rückstellfedern 23 geführten Oszillationsbewegung in der Längsrichtung des Spalts 2 angeregt.This in 1 shown linear compressor unit has a linear drive 1 with one in a crack 2 between two opposing electromagnets 3 swingable suspended permanent magnetic anchor 4 , The electromagnets 3 each have E-shaped yokes with a central arm of the yoke surrounding windings. The anchor 4 is through a to the electromagnet 3 from an unillustrated supply circuit applied AC to one of return springs 23 guided oscillatory movement in the longitudinal direction of the gap 2 stimulated.

Ein Verdichter umfasst einen Zylinder 7 und einen in dem Zylinder 7 beweglichen Kolben 6. Der Kolben 6 ist über eine Kolbenstange 5 an den Anker 4 gekoppelt. Der Zylinder 7 ist über ein Rahmenteil 24, an dem auch die Rückstellfedern 23 angreifen, fest mit den Elektromagneten 3 verbunden. Der Aufbau aus Linearantrieb 1 und Verdichter ist in einer Kapsel 8 hermetisch eingeschlossen und über an dem Rahmenteil 24 und der Kapsel 8 angreifende, nicht dargestellte Federn schwingfähig aufgehängt.A compressor includes a cylinder 7 and one in the cylinder 7 movable piston 6 , The piston 6 is via a piston rod 5 to the anchor 4 coupled. The cylinder 7 is about a frame part 24 , on which also the return springs 23 attack, firmly with the electromagnet 3 connected. The structure of linear drive 1 and compressor is in a capsule 8th hermetically enclosed and over on the frame part 24 and the capsule 8th attacking, not shown springs suspended vibratory.

Eine elastische Rohrleitung 9 erstreckt sich durch eine Wand der Kapsel 8 zu einer Vorkammer 10 des Zylinders. Die Vorkammer 10 ist durch ein Rückschlagventil 11 von einer vom Zylinder 7 und dem Kolben 6 begrenzten Verdichterkammer 12 getrennt. Ein weiteres Rückschlagventil 13 ist dem Rückschlagventil gegenüberliegend in einer Stirnfläche 14 des Kolbens 6 angeordnet. Dieses ist im vorliegenden Fall in Art eines Kreiskegelstumpfes ausgebildet und bildet mit seiner Mantelfläche in einen Durchbruch des Kolbenbodens den Ventilsitz aus. Die kleinere Grundfläche des Kreiskegelstumpfes steht gegenüber dem Boden des Kolbens 6 vor und bildet eine Anschlagfläche.An elastic pipe 9 extends through a wall of the capsule 8th to an antechamber 10 of the cylinder. The antechamber 10 is through a check valve 11 one from the cylinder 7 and the piston 6 limited compressor chamber 12 separated. Another check valve 13 is the check valve opposite in an end face 14 of the piston 6 arranged. This is formed in the present case in the manner of a circular truncated cone and forms with its lateral surface in an opening of the piston crown the valve seat. The smaller base of the circular truncated cone is opposite the bottom of the piston 6 before and forms a stop surface.

Um die Oszillationsbewegung des Ankers 4 und des Kolbens 6 effektiv anzutreiben, ist die Frequenz des Wechselstroms auf die Resonanzfrequenz des schwingfähigen Systems aus Linearantrieb 1, Verdichter und Rückstellfedern 23 abgestimmt. Die Amplitude der Oszillationsbewegung ist abhängig von der von der Versorgungsschaltung in die Elektromagnete 3 eingespeisten elektrischen Leistung. Diese kann in positiver und negativer Halbwelle des Wechselstroms unterschiedlich sein, insbesondere kann sie in der eine Expansionsbewegung des Verdichters antreibenden Halbwelle größer als in der eine Kompressionsbewegung antreibenden Halbwelle sein.To the oscillatory motion of the anchor 4 and the piston 6 To effectively drive, the frequency of the alternating current is at the resonant frequency of the oscillatory system of linear drive 1 , Compressors and Return Springs 23 Voted. The amplitude of the oscillatory motion is dependent on that of the supply circuit in the electromagnets 3 fed electrical power. This can be different in the positive and negative half-wave of the alternating current, in particular it can be greater in the half-wave driving an expansion movement of the compressor than in the half-wave driving a compression movement.

Wenn der Linearantrieb 1 den Kolben 6 zu einer Oszillationsbewegung antreibt, wird in einer Expansionsphase der Verdichterkammer 12 Niederdruckgas über die Rohrleitung 9 und die Vorkammer 10 in die Verdichterkammer 12 eingesaugt. Wenn gegen Ende einer Kompressionsphase des Verdichters der Druck in der Verdichterkammer 12 den in dem Innenraum 16 weit genug übersteigt, um eine Schließkraft des Rückschlagventils 13 zu überwinden, öffnet das Rückschlagventil 13, und das verdichtete Gas tritt in den Innenraum 16 der Kapsel 8 aus. In Abwandlung dazu kann auch vorgesehen sein, dass das Rückschlagventil 13 wenn es gegenüber dem Boden des Kolbens 6 übersteht, durch Anschlagen des Überstands an der Zylinderstirnwand öffnet. Im stationären Betrieb ist der Druck in dem Innenraum 16 nur geringfügig niedriger als der maximal in der Verdichterkammer 12 erreichte Druck, so dass das Rückschlagventil 13 erst knapp vor Erreichen des oberen Totpunkts öffnet. Deshalb arbeitet der Linearantrieb 1 während der gesamten Expansionsphase der Verdichterkammer 12 gegen den Druck des Innenraums 16 an, während in einer Kompressionsphase der Druck des Innenraums 16 fast ausreicht, um das Gas in der Verdichterkammer 12 zu komprimieren. Daher kann die Leistung, die die Versorgungsschaltung in die Elektromagnete 3 einspeist, in einer die Kompression antreibenden Halbwelle wesentlich geringer als in einer die Expansion antreibenden Halbwelle sein. Es ist daher keine aufwändige Überwachung der Kolbenbewegung erforderlich, um sicherzustellen, dass der Kolben 6 nicht oder wenigstens nicht zu heftig an die Stirnseite des Zylinders 7 anschlägt.When the linear drive 1 the piston 6 drives to an oscillatory motion, is in an expansion phase of the compression chamber 12 Low-pressure gas over the pipeline 9 and the antechamber 10 in the compression chamber 12 sucked. When towards the end of a compression phase of the compressor the pressure in the compression chamber 12 in the interior 16 far enough exceeds a closing force of the check valve 13 to overcome, opens the check valve 13 , and the compressed gas enters the interior 16 the capsule 8th out. In a modification to this, it can also be provided that the check valve 13 if it is opposite the bottom of the piston 6 protrudes, opens by striking the supernatant on the cylinder end wall. In stationary operation, the pressure in the interior 16 only slightly lower than the maximum in the compression chamber 12 reached pressure, leaving the check valve 13 only just before reaching top dead center opens. That's why the linear drive works 1 during the entire expansion phase of the compression chamber 12 against the pressure of the interior 16 while in a compression phase the pressure of the interior 16 almost enough to get the gas in the compression chamber 12 to compress. Therefore, the power that the supply circuit in the electromagnets 3 feeds in a half-wave driving the compression substantially lower than in a half-wave driving the expansion. There is therefore no elaborate monitoring of the piston movement required to ensure that the piston 6 not or at least not too hard to the front of the cylinder 7 strikes.

2 zeigt stark vergrößert ein Detail des Verdichters aus 1. Man erkennt ein Fragment eines Mantels 17 des Zylinders 7 sowie einer Mantelfläche 18 und der Stirnfläche 14 des Kolbens 6. Durch den Mantel 17 erstrecken sich zahlreiche enge Bohrungen 19, durch die, solange der Druck in der Verdichterkammer 12 niedriger als im Innenraum 16 ist, komprimiertes Gas aus dem Innenraum 16 in die Verdichterkammer 12 bzw. in einen Spalt 20 zwischen dem Mantel 17 und der Mantelfläche 18 einströmt, dort ein Druckgaskissen zu bilden. 2 shows greatly enlarged a detail of the compressor 1 , One recognizes a fragment of a coat 17 of the cylinder 7 and a lateral surface 18 and the face 14 of the piston 6 , Through the coat 17 numerous narrow holes extend 19 through which, as long as the pressure in the compression chamber 12 lower than in the interior 16 is, compressed gas from the interior 16 in the compression chamber 12 or in a gap 20 between the coat 17 and the lateral surface 18 flows in there to form a compressed gas cushion.

Kurz bevor im Laufe einer Kompressionsbewegung des Kolbens 6 der Kolben 6 seinen oberen Totpunkt erreicht, kommt es zum Druckausgleich zwischen der Verdichterkammer 12 und dem Innenraum 16, und der Gasstrom durch die Bohrungen 19 kommt zum Erliegen. Zahlreiche sich diagonal von der Stirnfläche 14 zur Mantelfläche 18 des Kolbens 6 erstreckende Bohrungen 21 fördern den Fluss von Druckgas aus der Verdichterkammer 12 in den Spalt 20, wenn sich der Kolben 6 über die Druckausgleichposition hinaus dem oberen Totpunkt nähert. Die Flussrichtung des Gases in Spalt 20 kehrt sich infolgedessen im Laufe der Kolbenbewegung um: während auf einem Großteil des Kolbenweges, vom unteren Totpunkt zur Druckausgleichsposition, der Druck in der Verdichterkammer 12 niedriger als im Innenraum 16 ist und Gas durch die Bohrungen 19 und den Spalt 20 in die Verdichterkammer 12 fließt, geht der Gasfluss in der Nähe des oberen Totpunkts von der Verdichterkammer 12 zum Innenraum 16. Somit ist der Kolben 6 an beiden Umkehrpunkten, wenn seine Geschwindigkeit Null wird und die Verweildauer entsprechend hoch ist, wirksam gasdruckgelagert, und lediglich wenn der Kolben die Druckausgleichsposition passiert, bricht das Gasdrucklager kurzzeitig zusammen. Da der Kolben an dieser Stelle zügig bewegt ist, ist die Zeit, in der die Lagerwirkung unterbrochen ist, kurz, und die Gefahr, dass der Kolben 6 im Zylinder 7 schleift, bevor die Lagerwirkung wieder einsetzt, ist gering.Just before in the course of a compression movement of the piston 6 The piston 6 reached its top dead center, it comes to pressure equalization between the compression chamber 12 and the interior 16 , and the gas flow through the holes 19 comes to a halt. Numerous diagonally from the face 14 to the lateral surface 18 of the piston 6 extending holes 21 promote the flow of compressed gas from the compression chamber 12 in the gap 20 when the piston 6 approaches the top dead center beyond the pressure equalization position. The flow direction of the gas in gap 20 As a result, it reverses in the course of the piston movement: during most of the piston stroke, from bottom dead center to the pressure equalization position, the pressure in the compression chamber 12 lower than in the interior 16 is and gas through the holes 19 and the gap 20 in the compression chamber 12 flows, the gas flow goes near the top dead center of the compression chamber 12 to the interior 16 , Thus, the piston 6 at both reversal points, when its velocity becomes zero and the residence time is correspondingly high, it is effectively stored in gas pressure, and only when the piston passes the pressure equalization position does the gas pressure bearing collapse momentarily. Since the piston is moved quickly at this point, the time in which the bearing action is interrupted, short, and the risk that the piston 6 in the cylinder 7 grinds before the storage effect starts again, is low.

3 zeigt eine Draufsicht auf die Stirnfläche 14 des Kolbens 6 mit den daran gebildeten Eingangsöffnungen der Bohrungen 21. Gestrichelte Linien veranschaulichen den radialen Verlauf der Bohrungen 21 im Inneren des Kolbens 6 zur Mantelfläche 18. 3 shows a plan view of the end face 14 of the piston 6 with the entrance openings of the bores formed thereon 21 , Dashed lines illustrate the radial course of the holes 21 inside the piston 6 to the lateral surface 18 ,

Die 4 und 5 zeigen jeweils zu 2 und 3 analoge Ansichten gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung. Hier sind die Bohrungen 19 des Kolbens 6 durch schräg von Außen in Stirn und Mantelfläche des Kolbens eingeschnittene Rillen 22 ersetzt. Die Funktion der Rillen 22 ist dieselbe wie die der Bohrungen 19 in der ersten Ausgestaltung. Die Rillen zeichnen sich gegenüber den Bohrungen dadurch aus, dass sie einfacher zu fertigen sind. Die Bohrungen haben hingegen das kleinere Totvolumen, so dass mit der ersten Ausgestaltung ein etwas höherer Wirkungsgrad erreichbar ist als mit der zweiten.The 4 and 5 show each one 2 and 3 analogous views according to a second embodiment of the invention. Here are the holes 19 of the piston 6 by obliquely cut from the outside in the front and lateral surface of the piston grooves 22 replaced. The function of the grooves 22 is the same as the holes 19 in the first embodiment. The grooves are distinguished from the holes in that they are easier to manufacture. The holes, however, have the smaller dead volume, so that a slightly higher efficiency can be achieved with the first embodiment than with the second.

Claims (16)

Verdichteraggregat mit einem Zylinder (7) und einem Kolben (6), die eine Verdichterkammer (12) begrenzen, einem Linearantrieb (1) zum Antreiben einer Relativbewegung von Zylinder (7) und Kolben (6) und einer Kapsel (8), die wenigstens den Zylinder (7) und den Kolben (6) umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auslassöffnung (13) der Verdichterkammer (12) in einen Innenraum (16) der Kapsel (8) mündet.Compressor unit with a cylinder ( 7 ) and a piston ( 6 ), which is a compression chamber ( 12 ), a linear drive ( 1 ) for driving a relative movement of cylinder ( 7 ) and pistons ( 6 ) and a capsule ( 8th ), which at least the cylinder ( 7 ) and the piston ( 6 ), characterized in that an outlet opening ( 13 ) of the compression chamber ( 12 ) in an interior ( 16 ) of the capsule ( 8th ) opens. Verdichteraggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (6) in dem Zylinder (7) gasdruckgelagert ist.Compressor unit according to claim 1, characterized in that the piston ( 6 ) in the cylinder ( 7 ) is stored gas pressure. Verdichteraggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Bohrungen (19) in einem Mantel (17) des Zylinders (7) einen Spalt (20) zwischen dem Mantel (17) und einer Mantelfläche (18) des Kolbens (6) mit dem Innenraum (16) verbinden.Compressor unit according to claim 2, characterized in that bores ( 19 ) in a jacket ( 17 ) of the cylinder ( 7 ) a gap ( 20 ) between the jacket ( 17 ) and a lateral surface ( 18 ) of the piston ( 6 ) with the interior ( 16 ) connect. Verdichteraggregat nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass Kanäle (21, 22) zum Zuführen von Druckgas aus der Verdichterkammer (12) in den Spalt (20) sich zwischen einer Stirnfläche (14) und der Mantelfläche (18) des Kolbens (6) erstrecken.Compressor unit according to claim 2 or 3, characterized in that channels ( 21 . 22 ) for supplying compressed gas from the compression chamber ( 12 ) in the gap ( 20 ) between an end face ( 14 ) and the lateral surface ( 18 ) of the piston ( 6 ) he stretch. Verdichteraggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle als Bohrungen (21) ausgeführt sind.Compressor unit according to claim 4, characterized in that the channels as bores ( 21 ) are executed. Verdichteraggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle als Rillen (22) ausgeführt sind.Compressor unit according to claim 4, characterized in that the channels as grooves ( 22 ) are executed. Verdichteraggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (13) im Kolben (6) gebildet ist.Compressor unit according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet opening ( 13 ) in the piston ( 6 ) is formed. Verdichteraggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslaßöffnung (13) am Boden des Kolbens (6) gebildet ist.Compressor unit according to claim 7, characterized in that the outlet opening ( 13 ) at the bottom of the piston ( 6 ) is formed. Verdichteraggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (13) mit einem Ventil abgeschlossen ist.Compressor unit according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet opening ( 13 ) is completed with a valve. Verdichteraggregat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (13) als Rückschlagventil ausgebildet istCompressor unit according to claim 9, characterized in that the valve ( 13 ) is designed as a check valve Verdichteraggregat nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagventil (13) zum Innenraum des Kolbens (6) hin öffnet.Compressor unit according to one of claims 9 or 10, characterized in that the stop valve ( 13 ) to the interior of the piston ( 6 ) opens. Verdichteraggregat nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abschnitt des Rückschlagventils (13) über dem Boden des Kolbens (6) vorsteht.Compressor unit according to one of claims 9 to 11, characterized in that at least a portion of the check valve ( 13 ) above the bottom of the piston ( 6 ) protrudes. Verdichteraggregat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet dass der überstehende Abschnitt des Rückschlagventils (13) aus einem stoßabsorbierenden Material (Viton) gebildet ist.Compressor unit according to claim 12, characterized in that the projecting portion of the check valve ( 13 ) is formed of a shock absorbing material (Viton). Verdichteraggregat nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (13) in Art eines Kreiskegelstumpfes ausgebildet ist, der mit seiner Mantelfläche im Boden des Kolbens (6) den Ventilsitz bildet.Compressor unit according to one of claims 9 to 13, characterized in that the check valve ( 13 ) is formed in the manner of a circular truncated cone, with its lateral surface in the bottom of the piston ( 6 ) forms the valve seat. Verdichteraggregat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreiskegelstumpf mit seiner kleineren Grundfläche über den Boden des Kolbens (6) vorsteht.Compressor unit according to claim 14, characterized in that the circular truncated cone with its smaller base area over the bottom of the piston ( 6 ) protrudes. Verdichteraggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sauggasleitung (9) durch den Innenraum (16) zur Verdichterkammer (12) geführt ist.Compressor unit according to one of the preceding claims, characterized in that a suction gas line ( 9 ) through the interior ( 16 ) to the compression chamber ( 12 ) is guided.
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