-
Technisches Gebiet
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Hubkolbenkompressor und insbesondere
einen Hubkolbenkompressor, der es ermöglicht, Bauteile kompakt zu
entwerfen, das Auftreten von Kollisionsgeräusch einzudämmen, indem die Kollision der
Bauteile im Betrieb verhindert wird und den Betrieb zu stabilisieren.
-
Stand der Technik
-
Im
Allgemeinen ist ein Kompressor für
die Komprimierung eines Fluids bestimmt. Der Kompressor kann in
einen Rotationskompressor, einen Hubkolbenkompressor und einen Spiralkompressor
usw. gemäß der Art
der Fluidkompression eingeteilt werden. Im Rotationskompressor dreht
sich eine Rotationswelle, indem sie eine Antriebskraft eines Rotationsmotors
aufnimmt, gleichzeitig führt
ein exzentrisches Teil, das mit der Rotationswelle verbunden ist, eine
exzentrische Rotation in einem zylindrischen Kompressionsraum eines
Zylinders aus, und folglich wird Gas komprimiert. Im Spiralkompressor
dreht sich eine Rotationsspirale, indem sie eine Antriebskraft eines
Rotationsmotors aufnimmt, gleichzeitig führt eine Rotationsspirale,
die mit der Rotationswelle verbunden ist und die in eine feststehende
Spirale eingreift, eine Rotationsbewegung durch, und folglich wird
Gas komprimiert.
-
Im
Hubkolbenkompressor dreht sich eine Rotationswelle, indem sie die
Antriebskraft eines Rotationsmotors aufnimmt, gleichzeitig wandelt
eine mit der Rotationswelle verbundene Pleuelstange die Rotationsbewegung
in eine lineare Hin- und Herbewegung und übergibt diese an einen Kolben,
der Kolben führt
eine lineare Hin- und Herbewegung in einem Zylinder aus, und demzufolge
wird Gas komprimiert. Zusätzlich
bei einer anderen Bauart des Hubkolbenkompressors führt ein
Kolben, der eine Antriebskraft eines Hubkolbenmotors aufnimmt, eine
lineare Hin- und Herbewegung in einem Zylinder durch, und folglich
wird Gas komprimiert. Solch ein Kompressor ist in der JP-A-08200213
offenbart.
-
Die 1 stellt
einen Hubkolbenkompressor gemäß dem herkömmlichen
Stand der Technik dar. Wie in 1 wiedergegeben,
umfasst der Hubkolbenkompressor einen Behälter 100 mit einem
Saugrohr 10, in welches Gas eingesogen wird; eine Rahmeneinheit,
die im Innern des Behälters 100 montiert ist;
einen Hubkolbenmotor, der an der Rahmeneinheit montiert ist und
eine lineare hin- und hergerichtete Antriebskraft erzeugt; eine
Kompressionseinheit, die mit einem gewissen Abstand zu dem Hubkolbenmotor
an der Rahmeneinheit montiert ist, welche die Antriebskraft des
Hubkolbenmotors aufnimmt und Gas komprimiert; eine Federeinheit,
um die lineare, sich hin- und herbewegende Antriebskraft des Hubkolbenmotors
elastisch abzufedern; und eine Ventileinheit, die an der Kompressionseinheit
montiert ist und die einen Kompressionsraum, in dem Gas komprimiert
wird, öffnet/schließt.
-
Der
Behälter 100 ist
abgedichtet, um einen gewissen Innenraum aufzuweisen, und das Saugrohr 10 ist
durchdringend mit dem Behälter 100 so
zusammengefügt,
dass es mit dem Behälter 100 in
Verbindung steht.
-
Der
Hubkolbenmotor besteht aus einem äußeren Stator 310,
der an einem rückwärtigen Rahmen 210 der
Rahmeneinheit montiert ist; einem inneren Stator 320, der
mit einem bestimmten Abstand in den äußeren Stator 310 eingeführt ist;
einer gewickelten Spule 330, die in eine offene Vertiefung 311, die
am äußeren Stator 310 ausgebildet
ist, eingeführt ist;
und einem Antreiber 340, der zwischen dem äußeren Stator 310 und
dem inneren Stator 320 eingeführt ist, um eine lineare Hin-
und Herbewegung durchzuführen.
-
Und
ein mittlerer Rahmen 220 ist fest mit einer bestimmten
Seite des Hubkolbenmotors verbunden, um dem rückwärtigen Rahmen 210 gegenüberzuliegen.
-
Die
Kompressionseinheit umfasst einen Zylinder 410, der mit
einem vorderen Rahmen 230 mit einem gewissen Abstand zum
Hubkolbenmotor verbunden ist und einen Kolben 420, der
in einen Kompressionsraum 411 des Zylinders 410 eingeführt ist und
der mit dem Antreiber 340 des Hubkolbenmotors verbunden
ist.
-
Und
im vorderen Rahmen 230 ist ein vorspringender stützender
Anteil 232, der sich ausgehend von einer bestimmten Seite
eines plattenförmigen
Anteils 231 erstreckt, so ausgebildet, dass er eine bestimmte
Länge aufweist,
und ein durchgehendes Loch 233, in dem der Zylinder 410 eingesetzt
ist, ist am stützenden
Anteil 232 ausgebildet.
-
Im
Zylinder 410 durchdringt der Kompressionsraum 411 einen
Zylinderkörper 412 mit
einer bestimmten Länge.
Und der Zylinder 410 ist in das durchgehende Loch 233 des
vorderen Rahmens 230 eingesetzt.
-
Hierbei
ist die Endfläche
des stützenden
Anteils 232 des vorderen Rahmens 230 die selbe
Fläche
wie die Endfläche
des Zylinderkörpers 412.
-
Der
Kolben 420 umfasst eine Körpereinheit 421 mit
bestimmter Länge
und einen flanschförmigen Anteil 422,
der sich ausgehend von einer bestimmten Seite der Körpereinheit 421 so
erstreckt, dass er eine bestimmte Größe aufweist und der mit dem
Antreiber 340 verbunden ist.
-
Im
Kolben 420 ist der flanschförmige Anteil 422 mit
dem Antreiber 340 verbunden, und die Körpereinheit 421 ist
in den Kompressionsraum 411 des Zylinders 410 eingesetzt.
-
Die
Federeinheit umfasst einen speziell geformten, federabgestützten Anteil 510,
bei der eine bestimmte Seite mit dem flanschförmigen Anteil 422 des
Kolbens 420 oder des Antreibers 340 so verbunden
ist, dass sie zwischen dem vorderen Rahmen 230 und dem
mittleren Rahmen 220 angeordnet wird und eine Feder 520,
die jeweils an beiden Seiten des federabgestützten Anteils 510 angeordnet
ist.
-
Die
Ventileinheit umfasst einen Abgabedeckel 610, der mit dem
vorderen Rahmen 230 verbunden ist, um den Kompressionsraum 411 des
Zylinders abzudecken, ein Abgabeventil 620, das im Abgabedeckel 610 angeordnet
ist und den Kompressionsraum 411 des Zylinders 410 öffnet/schließt, eine Ventilfeder 630 zur
federnden Halterung des Abgabeventils 620 und ein Saugventil 640,
das mit dem Ende des Kolbens 420 verbunden ist und einen Saugkanal 423,
der im Innern des Kolbens 420 ausgebildet ist, öffnet/schließt.
-
Nicht
erläutertes
Bezugszeichen 20 ist ein Abgaberohr, 240 ist ein
Verbindungselement der Rahmeneinheit und 341 ist ein Permanentmagnet.
-
Der
Betrieb des herkömmlichen
Hubkolbenkompressors wird nachfolgend beschrieben. Wenn der Hubkolbenmotor
mit Energie versorgt wird, fließt ein
Strom in die gewickelte Spule 330 des Hubkolbenmotors,
ein magnetischer Fluss wird zwischen dem äußeren Stator 310 und
dem inneren Stator 320 ausgebildet, durch Wechselwirkung
des magnetischen Flusses zwischen dem äußeren Stator 310 und
dem inneren Stator 320 mit einem magnetischen Fluss des
Permanentmagneten 341 des Antreibers 340 führt der
Antreiber 340 eine lineare Hin- und Herbewegung durch.
-
Die
linear sich hin- und herbewegende Antriebskraft des Antreibers 340 wird
auf den Kolben 420 übertragen,
und der Kolben 420 führt
eine lineare Hin- und Herbewegung im Zylinderkompressionsraum 411 durch.
-
Die
Federeinheit speichert und gibt die linear sich hin- und herbewegende Leistung
des Hubkolbenmotors als elastische Energie ab und verursacht eine
Resonanzbewegung.
-
Mit
der linearen Hin- und Herbewegung des Kolbens 420 im Kompressionsraum 411 des
Zylinders 410 wird die Ventileinheit betrieben, das in
das Saugrohr 10 eingesaugte Gas wird in den Kompressionsraum 411 durch
den Saugkanal 423 des Kolbens 420 angesaugt, hierin
komprimiert und abgegeben, das Gas wird nach außen durch die Abgaberöhre 20 des
Abgabedeckels 610 abgegeben.
-
Im
Allgemeinen umfasst der Kompressor eine Kühlkreislaufvorrichtung und
ist in einem Klimagerät,
einem Kühlschrank
und einer Vitrine usw. angebracht. Um den Kompressor in einem System,
wie einem Klimagerät,
einem Kühlschrank
und einer Vitrine usw. anzubringen, muss der Kompressor einen einfachen
Aufbau haben, muss einen geringen Einbauraum erfordern und stabil
betrieben werden.
-
Unterdessen,
anders als bei anderen Kompressoren, ist beim Hubkolbenkompressor
der Output des Hubkolbenmotors als eine Antriebsquelle eine sich
linear hin- und herbewegende Bewegungsleistung, der Kolben 420 übernimmt
die sich linear hin- und herbewegende Bewegungsleistung des Hubkolbenmotors
und führt
die Hin- und Herbewegung im Kompressionsraum 411 durch,
um das Gas zu komprimieren, und folglich ist der kompakte Entwurf
der Teile, die sich in axialer Richtung bewegen, eine wichtige Aufgabe,
um den Aufbau des Kompressors zu vereinfachen.
-
Zwischenzeitlich,
wie in 2 wiedergegeben ist, entspricht in einem Hubkolbenkompressor, der
unter Berücksichtigung
der oben erwähnten
Aufgabe entworfen wurde, in der linearen Hin- und Herbewegung des
flanschförmigen
Anteils 422 des Kolbens (der die Antriebskraft des Hubkolbenmotor
aufnimmt und die lineare Hin- und Herbewegung im Kompressionsraum 411 des
Zylinders durchführt)
ein Abstand zwischen dem inneren Stator 320 des Hubkolbenmotors,
der jeweils an beiden Seiten des flanschförmigen Anteils 422 angeordnet
ist und dem vorderen Rahmen 230 einem Hin- und Herbewegungsabstand
des flanschförmigen
Anteils 422.
-
Und
der flanschförmige
Anteil 422 des Kolbens 420 ist zwischen dem inneren
Stator 320 und dem vorderen Rahmen 230 angeordnet,
ein Abstand (a) zwischen der Endfläche des vorderen Rahmens 230 und
dem flanschförmigen
Anteil 422 ist gleich einem Abstand (b) zwischen dem inneren
Stator 320 und dem flanschförmigen Anteil 422.
-
Und,
wie in 3 gezeigt ist, ist im Zylinder 410, in
den der Kolben 420 eingeführt ist und beim vorderen Rahmen 230 der
Rahmeneinheit, in die der Zylinder 410 eingesetzt ist,
die Endfläche
(c) des Zylinders 410 auf der selben Fläche wie die Endfläche (d)
des stützenden
Anteils 232 angeordnet.
-
Beim
zuvor erwähnten
Aufbau, nimmt der Kolben 420 die lineare, sich hin- und herbewegende Antriebskraft
des Hubkolbenmotors auf, saugt das Gas an, komprimiert es und gibt
es ab, während
er die lineare Hin- und Herbewegung im Kompressionsraum 411 des
Zylinders 410 vollführt;
jedoch durch die Kraft des komprimierten Gases im Kompressionsraum 411 kann
der Mittelpunkt der Hin- und
Herbewegung des Kolbens 420 sich von einer anfänglichen Position
in Richtung des Hubkolbenmotors bewegen; aufgrund dessen der flanschförmige Anteil 422 des Kolbens 420 mit
dem inneren Stator 320 des Hubkolbenmotor während der
linearen Hin- und Herbewegung kollidieren kann, und demgemäß kann Kollisionsgeräusch auftreten
und der Betrieb kann instabil sein.
-
Wenn
der Kolben 420 die instabile Hin- und Herbewegung vollführt, kann
der flanschförmige
Anteil 422 des Kolbens 420 zusätzlich mit der Endfläche (d)
des stützenden
Anteils 232 des vorderen Rahmens 230 und der Endfläche (C)
des Kolbens 420 kollidieren, der Kolben 420 und
der vordere Rahmen 230 kann einem Stoß ausgesetzt werden, und folglich
kann der Zusammenbauzustand der Ventileinheit, die mit dem Zylinder 410 verbunden
ist, nicht gewährleistet
werden.
-
Technischer Kern der vorliegenden
Erfindung
-
Um
die oben erwähnten
Probleme zu lösen, ist
es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hubkolbenkompressor
zu schaffen, der es ermöglicht,
Bauteile kompakt zu entwerfen, das Auftreten von Kollisionsgeräusch einzudämmen, indem
die Kollision der Bauteile im Betrieb verhindert wird und den Betrieb
zu stabilisieren.
-
Um
die zuvor erwähnte
Aufgabe zu lösen,
ist bei dem Hubkolbenkompressor, Folgendes umfasst: ein Behälter mit
einem Saugrohr, in welches Gas eingesogen wird; eine Rahmeneinheit,
die im Innern des Behälters
montiert ist; einen Hubkolbenmotor, der an der Rahmeneinheit montiert
ist und eine lineare hin- und
hergerichtete Antriebskraft erzeugt; eine Kompressionseinheit, die
mit einem gewissen Abstand zu dem Hubkolbenmotor an der Rahmeneinheit
montiert ist, welche die Antriebskraft des Hubkolbenmotors aufnimmt
und Gas komprimiert; eine Federeinheit, um die lineare, sich hin-
und herbewegende Antriebskraft des Hubkolbenmotors elastisch abzufedern; und
eine Ventileinheit, die an der Kompressionseinheit montiert ist
und die einen Kompressionsraum, in dem Gas komprimiert wird, öffnet/schließt, wobei
der Kolben der Kompressionseinheit einen flanschförmigen Anteil
aufweist, der mit einem Antreiber des Hubkolbenmotors verbunden
ist, wobei ein Abstand (k) zwischen einem vorderen Rahmen der Rahmeneinheit
und dem flanschförmigen
Anteil des Kolbens kleiner als ein Abstand (m) zwischen dem Hubkolbenmotor
und dem flanschförmigen
Anteil des Kolbens ist.
-
Kurzbeschreibung der Figuren
-
Die
begleitenden Figuren, die beigefügt
sind, um ein tiefer gehendes Verständnis der Erfindung zu geben
und die in die Beschreibung eingearbeitet sind und einen Bestandteil
dieser bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung
und dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der
Erfindung zu erklären.
-
Zu
den Figuren:
-
1 stellt
einen Hubkolbenkompressor gemäß dem Stand
der Technik dar;
-
2 ist
eine Querschnittsansicht, die Hauptbestandteile des Hubkolbenkompressors
darstellt;
-
3 ist
eine Querschnittsansicht, die Hauptbestandteile des Hubkolbenkompressors
darstellt;
-
4 ist
eine Querschnittsansicht, die einen Hubkolbenkompressor gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt;
-
7 ist
eine Querschnittsansicht, die Hauptbestandteile des Hubkolbenkompressors
gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt;
-
8 ist
eine Querschnittsansicht, die Hauptbestandteile des Hubkolbenkompressors
gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt;
-
9 ist
eine Querschnittsansicht, die Hauptbestandteile des Hubkolbenkompressors
gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt; und
-
10 ist
eine Querschnittsansicht, die Hauptbestandteile des Hubkolbenkompressors
gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt.
-
Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
-
Hierin
wird nachfolgend die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung anhand der begleitenden Figuren beschrieben.
-
Wie
in 4 dargestellt, umfasst ein Hubkolbenkompressor
gemäß der vorliegenden
Erfindung einen Behälter
mit einem Saugrohr, in welches Gas eingesogen wird; eine Rahmeneinheit,
die im Innern des Behälters
montiert ist; einen Hubkolbenmotor, der an der Rahmeneinheit montiert
ist und eine lineare hin- und hergerichtete Antriebskraft erzeugt;
eine Kompressionseinheit, die mit einem gewissen Abstand zu dem
Hubkolbenmotor an der Rahmeneinheit montiert ist, welche die Antriebskraft
des Hubkolbenmotors aufnimmt und Gas komprimiert; eine Federeinheit,
um die lineare, sich hin- und herbewegende Antriebskraft des Hubkolbenmotors
elastisch abzufedern; und eine Ventileinheit, die an der Kompressionseinheit
montiert ist und die einen Kompressionsraum, in dem Gas komprimiert
wird, öffnet/schließt.
-
Der
Behälter 100 ist
abgedichtet, um einen gewissen Innenraum aufzuweisen, und das Saugrohr 10 ist
durchdringend mit dem Behälter 100 so
zusammengefügt,
dass es mit dem Behälter 100 in
Verbindung steht.
-
Die
Kompressionseinheit umfasst einen Zylinder 410, der mit
einem vorderen Rahmen 230 mit einem gewissen Abstand zum
Hubkolbenmotor verbunden ist und einen Kolben 420, der
in einen Kompressionsraum 411 des Zylinders 410 eingeführt ist und
der mit dem Antreiber 340 des Hubkolbenmotors verbunden
ist.
-
Und
im vorderen Rahmen 230 ist ein vorspringender stützender
Anteil 232, der sich ausgehend von einer bestimmten Seite
eines plattenförmigen
Anteils 231 erstreckt, so ausgebildet, dass er eine bestimmte
Länge aufweist,
und ein durchgehendes Loch 233, in dem der Zylinder 410 eingesetzt
ist, ist am stützenden
Anteil 232 ausgebildet.
-
Im
Zylinder 410 durchdringt der Kompressionsraum 411 einen
Zylinderkörper 412 mit
einer bestimmten Länge.
Und der Zylinder 410 ist in das durchgehende Loch 233 des
vorderen Rahmens 230 eingesetzt.
-
Wenn
der Zylinder 410 in das durchgehende Loch 233 des
vorderen Rahmens 230 eingesetzt ist, ist das Ende des Zylinders 410 im
Innern des durchgehenden Lochs 233 des stützenden
Anteils 232 des vorderen Rahmens 230 angeordnet.
-
Genauer
gesagt: Die Endfläche
(d) des stützenden
Anteils 232 des vorderen Rahmens 230 ist mit der
Endfläche
(c) des Zylinders 410 als ein Stufenaufbau verbunden, um
einen Abstand (k) zwischen dem flanschförmigen Anteil 422 des
Kolbens 420 und der Endfläche (d) des stützenden
Anteils 232 kleiner zu machen als einen Abstand (f) zwischen
dem flanschförmigen
Anteil 422 des Kolbens 420 und der Endfläche (c)
des Zylinders 410.
-
Der
Kolben 420 umfasst eine Körpereinheit 421 mit
einer gewissen Länge
und einen flanschförmigen
Anteil 422, der sich so ausgehend von einer bestimmten
Seite der Körpereinheit 421 erstreckt, dass
er eine gewisse Größe aufweist
und mit dem Antreiber 340 verbunden ist.
-
Der
Hubkolbenmotor besteht aus einem äußeren Stator 310,
der an einem rückwärtigen Rahmen 210 der
Rahmeneinheit montiert ist; einem inneren Stator 320, der
mit einem bestimmten Abstand in den äußeren Stator 310 eingeführt ist;
einer gewickelten Spule 330, die in eine offene Vertiefung 311, die
am äußeren Stator 310 ausgebildet
ist, eingeführt ist;
und einem Antreiber 340, der zwischen dem äußeren Stator 310 und
dem inneren Stator 320 eingeführt ist, um eine lineare Hin-
und Herbewegung durchzuführen.
-
Wenn
ein Strom durch die gewickelte Spule 330 fließt, bilden
der äußere Stator 310 und
der innere Stator 320 eine geschlossene Schleife, in der
ein magnetischer Fluss fließt,
hierin sind die beiden Seiten der offenen Vertiefung 311 des äußeren Stators 310 Polteile 312,
die jeweils den Pol bilden.
-
Der
Antreiber 340 umfasst einen Permanentmagneten 341 mit
gewisser Länge.
Der Permanentmagnet 341 hat dieselbe Länge wie die aufsummierte Länge aus
der Einlasslänge
(g) der Vertiefung 311 und der Länge des einen Polteils (h),
ist entlang der beiden Polteile 312 des äußeren Stators 310 angeordnet
und liegt der offenen Vertiefung 311 gegenüber. Zusätzlich liegen
der Mittelpunkt des Permanentmagneten 341 und der offenen
Vertiefung 311 exzentrisch. Um genauer zu sein: Bezogen
auf das Zentrum der offenen Vertiefung 311 liegt das Zentrum des
Permanentmagneten 341 um ein gewisses Maß in Richtung
der Kompressionseinheit exzentrisch.
-
Und
ein mittlerer Rahmen 220 ist fest mit dem Hubkolbenmotor
verbunden, um den äußeren Stator 310 des
Hubkolbenmotors mit dem rückwärtigen Rahmen 210 zu
verbinden.
-
Um
genauer zu sein: der mittlere Rahmen 220 ist zwischen dem
vorderen Rahmen 230 und dem rückwärtigen Rahmen 210 angeordnet.
-
Und
die Rahmeneinheit umfasst den vorderen, mittleren und rückwärtigen Rahmen 230, 220, 210 und
ein Verbindungselement 240, das zwischen dem vorderen und
mittleren Rahmen 230, 220 angeordnet ist.
-
Der
Antreiber 340 des Hubkolbenmotors ist mit dem flanschförmigen Anteil 422 des
Kolbens 420 verbunden, der die Kompressionseinheit bildet.
-
Wie
in 7 dargestellt, ist der flanschförmige Anteil 422 des
Kolbens 420 zwischen dem vorderen Rahmen 230 und
dem Hubkolbenmotor angeordnet, wobei ein Abstand (k) zwischen dem
flanschförmigen
Anteil 422 und dem vorderen Rahmen 230 kleiner
ist als ein Abstand (m) zwischen dem flanschförmigen Anteil 422 und
dem Hubkolbenmotor.
-
Um
genauer zu sein, der Abstand (k) zwischen der Endfläche (d)
des stützenden
Anteils 232 und einer Seite des Hubkolbenmotors, die dem flanschförmigen Anteil 422 gegenüberliegt,
ist kleiner als der Abstand (m) zwischen dem inneren Stator 320 des
Hubkolbenmotors und dem flanschförmigen Anteil 422.
-
Wie
in 8 gezeigt, ist der Abstand (m) zwischen dem flanschförmigen Anteil 422 und
der einen Seite des Hubkolbenmotors, die dem flanschförmigen Anteil 422 gegenüber liegt,
kleiner als ein Abstand (p) zwischen der Endfläche (n) des Antreibers 340 und
dem rückwärtigen Rahmen 210,
der der Endfläche
(n) gegenüber
liegt.
-
Wie
in 9 gezeigt, ist die Höhe des Polteils 312 kleiner
als der aufsummierte Abstand ((k) + (m)) aus dem Abstand (k) zwischen
der Endfläche (d)
des stützenden
Anteils 232 und dem flanschförmigen Anteil 422 und
aus dem Abstand (m) zwischen dem flanschförmigen Anteil 422 und
dem Hubkolbenmotor, der dem flanschförmigen Anteil 422 gegenüber liegt.
-
Die
Federeinheit umfasst einen speziell geformten, federabgestützten Anteil 510,
bei dem eine bestimmte Seite mit dem flanschförmigen Anteil 422 des
Kolbens 420 oder des Antreibers 340 so verbunden
ist, dass sie zwischen dem vorderen Rahmen 230 und dem
mittleren Rahmen 220 angeordnet wird und eine Feder 520,
die jeweils an beiden Seiten des federabgestützten Anteils 510 angeordnet
ist.
-
Die
Ventileinheit umfasst einen Abgabedeckel 610, der mit dem
vorderen Rahmen 230 verbunden ist, um den Kompressionsraum 411 des
Zylinders abzudecken; ein Abgabeventil 620, das im Abgabedeckel 610 angeordnet
ist und den Kompressionsraum 411 des Zylinders 410 öffnet/schließt; eine Ventilfeder 630 zur
federnden Halterung des Abgabeventils 620; und ein Saugventil 640,
das mit dem Ende des Kolbens 420 verbunden ist und einen Saugkanal 423,
der im Innern des Kolbens 420 ausgebildet ist, öffnet/schließt.
-
Und,
wie in 10 dargestellt, ist ein Abstand
(r) zwischen dem Abgabeventil 620 und dem Ende des Kolben 420 (das
Saugventil 640 zusammen mit dem Ende des Kolben 420)
kleiner als ein Abstand (k) zwischen der Endfläche (d) des stützenden
Anteils 232 und dem flanschförmigen Anteil 422 des
Kolbens 420.
-
Nachfolgend
werden Vorteile des Hubkolbenkompressors gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
-
Wenn
der Hubkolbenmotor mit Energie versorgt wird, fließt ein Strom
in die gewickelte Spule 330 des Hubkolbenmotors, ein magnetischer
Fluss wird zwischen dem äußeren Stator 310 und
dem inneren Stator 320 ausgebildet, durch Wechselwirkung des
magnetischen Flusses zwischen dem äußeren Stator 310 und
dem inneren Stator 320 mit einem magnetischen Fluss des
Permanentmagneten 341 des Antreibers 340 führt der
Antreiber 340 eine lineare Hin- und Herbewegung durch.
-
Hierbei
wird ein Hin- und Herbewegungsabstand des Antreibers 340 durch
den Permanentmagneten 341 und den äußeren Stator 310 des
Antreibers 340 begrenzt. Um genauer zu sein: Eine Länge des
Permanentmagneten 341 ist dieselbe wie die aufsummierte
Länge ((h)
+ (g)) aus einer Länge
(h) des Pols 312 und einer Einlasslänge (g) der offenen Vertiefung 311,
der Permanentmagnet 341 wird durch die Wechselwirkung des
magnetischen Flusses, der am inneren und äußeren Stator 310, 320 entsprechend
dem Strom, der durch die gewickelte Spule 330 fließt, bewegt,
der Hin- und Herbewegungsabstand des Permanentmagneten 341 ist
die Länge
(h) des Polteils 312 des äußeren Stators 310, und
folglich entfernt sich das Ende des Permanentmagneten 341 nicht
vom Ende des Polteils 312 bei der linearen Hin- und Herbewegung.
-
Und
die lineare, sich hin- und herbewegende Antriebskraft des Antreiber 340 wird
an den Kolben 420 übertragen,
der mit dem Antreiber 340 verbunden ist, der Kolben 420 vollführt eine
lineare Hin- und Herbewegung im Kompressionsraum 411.
-
Hierbei
vollführt
der flanschförmige
Anteil 422 des Kolbens 420, der mit dem Antreiber 340 verbunden
ist, eine Hin- und Herbewegung zwischen der Endfläche (d)
des stützenden
Anteils 232 (des vorderen Rahmens 230) und dem
inneren Stator 320 des Hubkolbenmotors.
-
Die
Federeinheit speichert und gibt die lineare, sich hin- und herbewegende
Kraft des Hubkolbenmotors als elastische Energie ab und ruft eine
Resonanzbewegung hervor.
-
Mit
der linearen Hin- und Herbewegung des Kolbens 420 im Kompressionsraum 411 des
Zylinders 410 wird die Ventileinheit betrieben, das ins Saugrohr 10 gesogene
Gas wird durch den Saugkanal 423 im Kolben 420 in
den Kompressionsraum 411 gesogen, hierin komprimiert abgegeben,
das Gas wird durch das Abgaberohr 20 des Abgabedeckels 610 nach
außen
abgegeben.
-
Um
genauer zu sein: Wenn der Kolben 420 sich zum Totpunkt
am Boden bewegt, krümmt
sich das Saugventil 620 aufgrund der Druckdifferenz zwischen
dem Kompressionsraum 411 und der Außenseite, das Saugventil 423 ist
offen, und folglich wird das Gas des Saugrohrs 10 durch
den Saugkanal 423 in den Kompressionsraum 411 gesaugt.
-
Und
wenn der Kolben 420 sich vom Totpunkt am Boden zum oberen
Totpunkt bewegt, schließt
das Saugventil 620 den Saugkanal 423, das Gas
des Kompressionsraums 411 des Zylinders 410 wird komprimiert
und erreicht einen definierten Druckzustand, das Abgabeventil 620 der
Ventileinheit ist offen, und folglich wird das komprimierte Gas
abgegeben.
-
Wie
zuvor beschrieben, komprimiert der Kolben 420 das Gas durch
die Durchführung
der Hin- und Herbewegung im Kompressionsraum 411 des Zylinders 410.
-
Während der
Kolben 420 das Gas durch die Bewegung zwischen dem Totpunkt
am Boden und dem oberen Totpunkt aufgrund der Antriebskraft des Hubkolbenmotors
komprimiert, wirkt die Druckkraft des Gases auf den Kolben 420.
-
In
der vorliegenden Erfindung, da der flanschförmige Anteil 422 des
Kolbens 420, der zwischen dem stützenden Anteil 232 des
vorderen Rahmens 230 und dem inneren Stator 320 des
Hubkolbenmotors angeordnet ist und der eine linear Hin- und Herbewegung
durch Aufnahme der Antriebskraft vom Hubkolbenmotor durchführt, in
Richtung des stützenden
Anteils 232 des vorderen Rahmens 230 angeordnet
ist, kann sich der Kolben 420, obwohl der Kolben 420 durch
die Gasdruckkraft verschoben wird, in einen positionskompensierten
Zustand bewegen.
-
Der
Kolben 420 vollführt
die lineare Hin- und Herbewegung in dem durch die Druckkraft in
Richtung der Hubkolbenmotorseite verschobenen Zustand, der flanschförmige Anteil 422 des
Kolbens 420 im in Richtung der vorderen Rahmenseite exzentrischen
Zustand wird zwischen dem vorderen Rahmen 230 und dem inneren
Stator 320 des Hubkolbenmotors betrieben, und folglich
ist es möglich,
zu verhindern, dass der flanschförmige
Anteil 422 des Kolbens 420 mit anderen Bauteilen
kollidiert.
-
Genauer:
Die Kollision des flanschförmigen Anteils 422 mit
anderen Teilen wird verhindert, und ein Abstand zwischen dem stützenden
Anteil 232 des vorderen Rahmens 230 und dem inneren
Stator 320 des Hubkolbenmotors wird minimiert. Bei der
vorliegenden Erfindung kollidiert zusätzlich dadurch, dass der Abstand
(k) zwischen der Endfläche
(d) des stützenden
Anteils 232 und dem flanschförmigen Anteil 422 kleiner
als der Abstand (m) zwischen der Endfläche (c) des Zylinders 410 und
dem flanschförmigen Anteil 422 des
Kolbens 420 gehalten wird und falls der flanschförmige Anteil 422 des
Kolbens 420 im instabilen Betrieb sich übermäßig in Richtung der vorderen
Rahmenseite bewegt, der flanschförmigen
Anteil 422 nicht mit dem Zylinder 410, sondern
kollidiert mit dem stützenden
Anteil 232 des vorderen Rahmens 230, und folglich
kann der Kollisionsstoß minimiert
werden. Dadurch, dass der Abstand (k) zwischen der Endfläche (d)
des stützenden
Anteils 232 und des flanschförmigen Anteils 422 des
Kolben 420 gegenüber
einem Abstand (r) zwischen dem Abgabeventil 620 und dem
Ende des Kolbens 420 (das Saugventil 640 verbunden
mit dem Ende des Kolben 420) vergrößert wird, kann der Kolben 420 sich
ferner zum oberen Totpunkt bewegen, ohne dass der flanschförmige Anteil 422 mit
dem stützenden
Anteil 232 des vorderen Rahmens 230 kollidiert.
Dadurch, dass die Länge
(h) des Polteils des äußeren Stators als
die Grundlage des Hin- und Herbewegungsabstands des Antreibers 340 des
Hubkolbenmotors gegenüber
dem aufsummierten Abstand ((k) + (m)) aus dem Abstand (k) zwischen
der Endfläche
(d) des stützenden
Anteils 232 und dem flanschförmigen Anteil 422 und
aus dem Abstand (m) zwischen einer Seite des inneren Stators 320 des
Hubkolbenmotors und dem flanschförmigen
Anteil 422 verkleinert wird, ist es zusätzlich möglich, zu verhindern, dass
der flanschförmige
Anteil 422 des Kolben 420, der die Hin- und Herbewegung
mit dem Antreiber 340 vollführt, mit dem stützenden
Anteil 232 des vorderen Rahmens 230 und dem inneren
Stator 320 des Hubkolbenmotors kollidiert.
-
Dadurch,
dass der Abstand (m) zwischen dem flanschförmigen Anteil 422 des
Kolbens 420 und dem Hubkolbenmotor, der dem flanschförmigen Anteil 422 gegenüber liegt,
gegenüber
einem Abstand (p) zwischen der Endfläche (n) des Antreibers 340 und
dem rückwärtigen Rahmen 210,
der der Endfläche
(n) gegenüber
liegt, verkleinert wird, kollidiert im instabilen Betrieb des Antreibers 340 oder
des Kolbens 420, bevor der Antreiber 340 mit dem
rückwärtigen Rahmen 210 kollidiert,
der flanschförmige
Anteil 422 des Kolbens 420 mit einer gewissen
Seite des inneren Stators 320 des Hubkolbenmotors, und folglich
ist es möglich
die Beschädigung
von Bauteilen zu minimieren.
-
Bezogen
auf das Zentrum der offenen Vertiefung 311, in der die
gewickelte Spule 330 angeordnet ist, ist das Zentrum des
Permanentmagneten 341 in Richtung der Kompressionseinheit
angeordnet, wenn der Kolben 420 und der Antreiber 340 durch
die Kraft des Druckes im Betrieb geschoben werden, bewegt sich der
Antreiber 340 ferner in den positionsausgleichenden Zustand,
und folglich entfernt sich der Permanentmagnet 341 des
Antreibers 340 nicht vom Ende des Polteils 312 des äußeren Stators 310 und bewegt
sich stabil.
-
Industrielle Anwendbarkeit
-
Wie
oben beschrieben, kann im Hubkolbenkompressor gemäß der vorliegenden
Erfindung Schaden der Bauteile vermieden werden, dass Kollision
der Teile, die sich mit dem Antreiber des Hubkolbenmotors bewegen,
mit anderen Teilen aufgrund der Verschiebung, die durch die Kraft
des Druckes, die auf den Kolben der Kompressionseinheit einwirkt, während Gas
auf die Kompressionseinheit durch die Aufnahme der linearen, sich
hin- und herbewegende Antriebskraft des Hubkolbenmotors gepresst
wird, verhindert wird, und folglich ist es möglich, die Stabilität des Kompressors
zu verbessern. Durch den Entwurf kompakter Bauteile ist es zusätzlich möglich, den
Kompressor zu verkleinern.