JPH09151843A - Linear compressor - Google Patents
Linear compressorInfo
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- JPH09151843A JPH09151843A JP7308886A JP30888695A JPH09151843A JP H09151843 A JPH09151843 A JP H09151843A JP 7308886 A JP7308886 A JP 7308886A JP 30888695 A JP30888695 A JP 30888695A JP H09151843 A JPH09151843 A JP H09151843A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明はリニアコンプレッ
サに関し、特に、リニアモータによってピストンをシリ
ンダ内で往復運動させて圧縮ガスを生成し、冷蔵庫の冷
凍装置に用いられるようなリニアコンプレッサに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear compressor, and more particularly to a linear compressor which is used in a refrigerator of a refrigerator by reciprocating a piston in a cylinder by a linear motor to generate compressed gas.
【0002】[0002]
【従来の技術】図6は従来のリニアコンプレッサの縦断
面図である。図6において、リニアコンプレッサ1は、
円筒形のシリンダ壁によって形成され上下端を開口した
シリンダ室2とシリンダ室2内を往復運動するように嵌
挿されたピストン3とを含む。シリンダ室2の上部には
ピストン3のヘッドに面して圧縮室4が形成されてい
る。圧縮室4の上部には圧縮室4内のガス圧に応じて開
閉する吸込弁5と吐出弁6とが設けられる。2. Description of the Related Art FIG. 6 is a vertical sectional view of a conventional linear compressor. In FIG. 6, the linear compressor 1 is
It includes a cylinder chamber 2 formed by a cylindrical cylinder wall and having upper and lower ends opened, and a piston 3 inserted so as to reciprocate in the cylinder chamber 2. A compression chamber 4 is formed above the cylinder chamber 2 so as to face the head of the piston 3. A suction valve 5 and a discharge valve 6 that open and close according to the gas pressure in the compression chamber 4 are provided above the compression chamber 4.
【0003】ピストン3はリニアモータ7によって駆動
されて往復運動する。リニアモータは円筒状のボビン8
と、このボビン8に巻回されたコイル9とコイル9に対
向するように配置されたリング状のマグネット10とを
含む。ボビン8の中心にはピストン3が固定され、ばね
11によってボビン8がケーシング12に支持されてい
る。The piston 3 is driven by a linear motor 7 to reciprocate. The linear motor has a cylindrical bobbin 8
And a coil 9 wound around the bobbin 8 and a ring-shaped magnet 10 arranged so as to face the coil 9. The piston 3 is fixed to the center of the bobbin 8, and the bobbin 8 is supported by the casing 12 by the spring 11.
【0004】このように構成されたリニアコンプレッサ
において、コイル9に交流電源を供給すると、図6に示
すような磁界がボビン8に発生し、リニアモータ7によ
ってピストン3が往復運動する。ピストン3の往復運動
により、膨張ガスが吸込弁5を介して圧縮室4内に吸込
まれてピストン3で圧縮され、吐出弁6を介して吐出さ
れる。In the linear compressor thus constructed, when AC power is supplied to the coil 9, a magnetic field as shown in FIG. 6 is generated in the bobbin 8, and the linear motor 7 causes the piston 3 to reciprocate. The reciprocating motion of the piston 3 causes the expanded gas to be sucked into the compression chamber 4 through the suction valve 5, compressed by the piston 3, and discharged through the discharge valve 6.
【0005】図5に示したリニアモータ7は推力が通電
電流に比例するため、電流によりピストン3が上下動す
るストロークを自由に制御することができる。したがっ
て、インバータなどの周波数変換装置を用いることな
く、排除容積の制御のみで能力制御を行なうことが可能
となる。Since the thrust of the linear motor 7 shown in FIG. 5 is proportional to the energizing current, the stroke of the piston 3 moving up and down by the current can be freely controlled. Therefore, it is possible to perform capacity control only by controlling the excluded volume without using a frequency conversion device such as an inverter.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低負荷
時など小エネルギ運転の場合に、あまりにピストン3の
ストロークを小さくしすぎると、圧縮空間内部の圧力振
幅が減少して、内部圧力が吸込弁5および吐出別6の開
放圧力に達しなくなるという問題を生じる。この場合
は、吸込弁5と吐出弁6を開放させるために必要な圧力
を得ようとすると、不必要な電流をリニアモータ7に供
給することになり、その結果として、低負荷時の運転効
率が悪くなってしまう。However, when the stroke of the piston 3 is made too small in the case of low energy operation such as under low load, the pressure amplitude inside the compression space decreases, and the internal pressure is reduced by the suction valve 5. And, there arises a problem that the opening pressure of each discharge 6 is not reached. In this case, if an attempt is made to obtain the pressure required to open the suction valve 5 and the discharge valve 6, an unnecessary current will be supplied to the linear motor 7, and as a result, operating efficiency at low load will be obtained. Will get worse.
【0007】それゆえに、この発明の主たる目的は、ピ
ストンの中立位置を制御することによりあらゆる運転条
件に対して最小のストローク量で吸込弁,吐出弁の開閉
を行なうことができ、効率的な運転が可能なリニアコン
プレッサを提供することである。Therefore, the main object of the present invention is to control the neutral position of the piston so that the intake valve and the discharge valve can be opened and closed with a minimum stroke amount for all operating conditions, and efficient operation is possible. Is to provide a linear compressor capable of
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
リニアモータによってシリンダ内でピストンを往復運動
させて圧縮ガスを生成するリニアコンプレッサであっ
て、ピストンを固定するための取付板によって背圧空間
とバッファ空間とに分離し、バッファ空間の容積を制御
することにより、ピストンの中立位置を可変にするよう
にしたものである。The invention according to claim 1 is
A linear compressor that reciprocates a piston in a cylinder by a linear motor to generate compressed gas, and separates a back pressure space and a buffer space by a mounting plate for fixing the piston to control the volume of the buffer space. As a result, the neutral position of the piston is made variable.
【0009】したがって、この発明に従えば、バッファ
空間の容積を制御して取付板を移動させることによりピ
ストンの中立位置を制御することができ、最小のストロ
ーク量で吸込弁と吐出弁の開閉を行なうことができ、高
率な運転が可能となる。Therefore, according to the present invention, the neutral position of the piston can be controlled by controlling the volume of the buffer space and moving the mounting plate, and the suction valve and the discharge valve can be opened and closed with a minimum stroke amount. It can be carried out, and highly efficient operation becomes possible.
【0010】請求項2に係る発明では、バッファ空間に
ガスを流入,流出させてバッファ空間の容積を制御す
る。According to the second aspect of the invention, the volume of the buffer space is controlled by letting gas flow in and out of the buffer space.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】図1はこの発明の実施の形態の縦
断面図である。図1において、ケーシング12内の下部
がピストン取付板13によって背圧空間14と中立位置
制御用バッファ空間15とに仕切られる。ケーシング1
2とピストン取付板13との間にはガスシール22が取
付けられている。そして、ピストン取付板13を上下に
移動させて、中立位置制御用バッファ空間15の容積を
可変することによって、ピストン3の中立位置を制御す
ることができる。1 is a vertical sectional view of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the lower part of the casing 12 is partitioned by a piston mounting plate 13 into a back pressure space 14 and a neutral position control buffer space 15. Casing 1
A gas seal 22 is attached between the piston 2 and the piston mounting plate 13. The neutral position of the piston 3 can be controlled by moving the piston mounting plate 13 up and down to change the volume of the neutral position control buffer space 15.
【0012】ピストン3の上下動は中立位置制御用バッ
ファ空間15内のガス圧を制御することによって行なわ
れる。すなわち、中立位置制御用バッファ空間15に連
通する2個の電磁弁16,17が設けられ、電磁弁16
は高圧タンク18に蓄えられた高圧ガスを中立位置制御
用バッファ空間15に導き、電磁弁17は中立位置制御
用バッファ空間15内の高圧ガスを低圧タンク19に導
く。高圧タンク18と低圧タンク19にはそれぞれ弁2
0,21が設けられていて、弁20は冷凍機内部の高圧
空間より高圧ガスを高圧タンクに導き、弁21は低圧タ
ンク内のガスを冷凍機内部の低圧空間へ導く。それ以外
のリニアモータ7や吸込弁5,吐出弁6などは前述の図
6と同様にして構成される。The vertical movement of the piston 3 is performed by controlling the gas pressure in the buffer space 15 for neutral position control. That is, two solenoid valves 16 and 17 communicating with the neutral position control buffer space 15 are provided.
Guides the high-pressure gas stored in the high-pressure tank 18 to the neutral position control buffer space 15, and the solenoid valve 17 guides the high-pressure gas in the neutral position control buffer space 15 to the low-pressure tank 19. The high pressure tank 18 and the low pressure tank 19 each have a valve 2
0 and 21 are provided, the valve 20 guides the high pressure gas from the high pressure space inside the refrigerator to the high pressure tank, and the valve 21 guides the gas inside the low pressure tank to the low pressure space inside the refrigerator. Other than that, the linear motor 7, the suction valve 5, the discharge valve 6 and the like are configured in the same manner as in FIG. 6 described above.
【0013】図2は図1に示したピストン3を上下動さ
せるための制御部を示すブロック図である。図2におい
て、センサ30によって冷凍温度が検知されその検知出
力がA/D変換器31によってデジタル信号に変換さ
れ、マイクロコンピュータ32に入力される。マイクロ
コンピュータ32は後述の図5に示すフローチャートに
基づく制御を行なって、駆動回路33を介して図1に示
した電磁弁16,17を制御する。FIG. 2 is a block diagram showing a control unit for vertically moving the piston 3 shown in FIG. In FIG. 2, the freezing temperature is detected by the sensor 30, the detection output is converted into a digital signal by the A / D converter 31, and the digital signal is input to the microcomputer 32. The microcomputer 32 controls the solenoid valves 16 and 17 shown in FIG. 1 via the drive circuit 33 by performing control based on the flowchart shown in FIG.
【0014】図3は中立位置制御用バッファ空間15に
高圧ガスを供給してピストン取付板13を上昇させる状
態を示し、図4は同じく高圧ガスを排除してピストン取
付板13を下降させる状態を示し、図5はピストン中立
位置制御の動作を説明するためのフローチャートであ
る。FIG. 3 shows a state in which high pressure gas is supplied to the neutral position control buffer space 15 to raise the piston mounting plate 13, and FIG. 4 shows a state in which high pressure gas is removed and the piston mounting plate 13 is lowered. 5 is a flowchart for explaining the operation of the piston neutral position control.
【0015】次に、図1〜図5を参照して、ピストン中
立位置制御の動作について説明する。センサ30によっ
て冷凍温度が設定位置から外れたことを検知すると、マ
イクロコンピュータ32は冷凍能力が足りないか否かを
判別し、冷凍能力が足りなければ、コイル9に流れる入
力電流を増加し、その逆の場合には入力電流を減少させ
る。そして、圧力変動が正常であるか否か、すなわち吸
込弁5と吐出弁6の開閉が正常であるか否かを判別し、
正常でなければ圧力振幅が小さすぎるか否かを判別す
る。圧力振幅が小さければ、図3に示すように、電磁弁
16を開いて高圧ガスを中立位置制御用バッファ空間1
5内に流入させ、ピストン取付板13を上方へ移動させ
る。逆に、圧力振幅が大きければ、図4に示すように、
電磁弁17を開き、中立位置制御用バッファ空間15内
の高圧ガスを低圧タンク19側に流出させる。それによ
って、ピストン中立位置が下がり、圧力振幅を小さくす
ることができる。この動作を繰返すことにより、ピスト
ン3の中立位置を制御し、最小のストローク量で吸込弁
5と吐出弁6の開閉を行なうことができる。そして、冷
凍能力が設定値になれば運転を継続する。Next, the operation of the piston neutral position control will be described with reference to FIGS. When the sensor 30 detects that the freezing temperature is out of the set position, the microcomputer 32 determines whether the freezing capacity is insufficient. If the freezing capacity is insufficient, the input current flowing through the coil 9 is increased, and In the opposite case, the input current is reduced. Then, it is determined whether or not the pressure fluctuation is normal, that is, whether the suction valve 5 and the discharge valve 6 are normally opened and closed,
If not normal, it is determined whether the pressure amplitude is too small. If the pressure amplitude is small, as shown in FIG. 3, the solenoid valve 16 is opened to move the high pressure gas to the neutral position control buffer space 1.
5, and the piston mounting plate 13 is moved upward. On the contrary, if the pressure amplitude is large, as shown in FIG.
The solenoid valve 17 is opened, and the high pressure gas in the neutral position control buffer space 15 is caused to flow out to the low pressure tank 19 side. As a result, the neutral position of the piston is lowered, and the pressure amplitude can be reduced. By repeating this operation, the neutral position of the piston 3 can be controlled, and the suction valve 5 and the discharge valve 6 can be opened and closed with a minimum stroke amount. When the refrigerating capacity reaches the set value, the operation is continued.
【0016】なお、上述の説明では、高圧ガスを中立位
置制御用バッファ空間に流入させて、ピストン取付板1
3を移動させるようにしたが、これに限ることなくモー
タなどの駆動機構を用いてピストン取付板13を移動さ
せるようにしてもよい。In the above description, the high pressure gas is caused to flow into the neutral position control buffer space, and the piston mounting plate 1 is
Although 3 is moved, the piston mounting plate 13 may be moved using a drive mechanism such as a motor without being limited to this.
【0017】[0017]
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ピス
トンを固定する取付板によって背圧空間とバッファ空間
とに分離し、バッファ空間の容積を制御することによ
り、ピストンの中立位置を可変することができ、あらゆ
る運転条件に対して最小のストローク量で吸込弁と吐出
弁の開閉を行なうことができ、効率的な運転が可能とな
る。As described above, according to the present invention, the neutral position of the piston can be changed by separating the back pressure space and the buffer space by the mounting plate for fixing the piston and controlling the volume of the buffer space. It is possible to open and close the intake valve and the discharge valve with a minimum stroke amount under all operating conditions, and efficient operation is possible.
【図1】この発明の一実施形態を示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the present invention.
【図2】この発明の一実施形態の制御部の概略ブロック
図である。FIG. 2 is a schematic block diagram of a control unit according to the embodiment of the present invention.
【図3】中立位置制御用バッファ空間内に高圧ガスを流
入させる状態を示す縦断面図である。FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing a state in which high-pressure gas is caused to flow into the neutral position control buffer space.
【図4】中立位置制御用バッファ空間内の高圧ガスを流
出させる状態を示す縦断面図である。FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing a state in which high-pressure gas in a buffer space for neutral position control is let out.
【図5】この発明の一実施形態の動作を説明するための
フローチャートである。FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the embodiment of the present invention;
【図6】従来のリニアコンプレッサの縦断面図である。FIG. 6 is a vertical sectional view of a conventional linear compressor.
1 リニアコンプレッサ 2 シリンダ 3 ピストン 4 圧縮室 5 吸込弁 6 吐出弁 7 リニアモータ 8 ボビン 9 コイル 10 マグネット 11 ばね 12 ケーシング 13 ピストン取付板 14 背圧空間 15 中立位置制御用バッファ空間 16,17 電磁弁 18 高圧タンク 19 低圧タンク 20,21 弁 22 ガスシール 30 センサ 31 A/D変換器 32 マイクロコンピュータ 1 Linear compressor 2 Cylinder 3 Piston 4 Compression chamber 5 Suction valve 6 Discharge valve 7 Linear motor 8 Bobbin 9 Coil 10 Magnet 11 Spring 12 Casing 13 Piston mounting plate 14 Back pressure space 15 Neutral position control buffer space 16, 17 Solenoid valve 18 High-pressure tank 19 Low-pressure tank 20,21 Valve 22 Gas seal 30 Sensor 31 A / D converter 32 Microcomputer
Claims (2)
トンを往復運動させて圧縮ガスを生成するリニアコンプ
レッサであって、 前記ピストンを固定するための取付板によって背圧空間
とバッファ空間とに分離し、前記バッファ空間の容積を
制御することにより、前記ピストンの中立位置を可変す
ることを特徴とする、リニアコンプレッサ。1. A linear compressor that reciprocates a piston in a cylinder by a linear motor to generate compressed gas, wherein a back plate space and a buffer space are separated by a mounting plate for fixing the piston, A linear compressor, wherein the neutral position of the piston is changed by controlling the volume of the buffer space.
せて該バッファ空間の容積を制御することを特徴とす
る、請求項1のリニアコンプレッサ。2. The linear compressor according to claim 1, wherein the volume of the buffer space is controlled by causing gas to flow in and out of the buffer space.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7308886A JPH09151843A (en) | 1995-11-28 | 1995-11-28 | Linear compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7308886A JPH09151843A (en) | 1995-11-28 | 1995-11-28 | Linear compressor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09151843A true JPH09151843A (en) | 1997-06-10 |
Family
ID=17986455
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7308886A Pending JPH09151843A (en) | 1995-11-28 | 1995-11-28 | Linear compressor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09151843A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1995
- 1995-11-28 JP JP7308886A patent/JPH09151843A/en active Pending
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