TW504546B

TW504546B - A linear compressor

Info

Publication number: TW504546B
Application number: TW089121602A
Authority: TW
Inventors: Neville David Seagar; Ian Campbell Mcgill; Gerald David Duncan; Upesh Patel; Andrew Paul Taylor
Original assignee: Fisher & Amp Paykel Ltd
Priority date: 2000-10-17
Filing date: 2000-10-16
Publication date: 2002-10-01
Also published as: AU2000279741B2; EP2407666A3; KR20030046514A; MXPA03003375A; JP2004512460A; CN1263953C; US9605666B2; CN101392743B; EP1328727A4; BR0017357B1; EP2407666B1; CN101392743A; EP2407666A2; EP1328727A1; US20060171822A1; AU7974100A; KR100607909B1; EP1328727B1; WO2002035093A1; CA2426385A1

Description

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五、發明說明（1 ) 發明背景發明領域 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明有關一種線型壓縮機，特別有關但不限於使用在冰箱中。發明概論壓縮機（特別是冰箱壓縮機）習知係由旋轉電馬達所驅動，但即使處於最有效率的型式時，仍由於旋轉動作轉換成線型往復動作的曲柄系統而有相關的顯著損失。另外可使用不需要曲柄的旋轉型壓縮機，但仍有高的向心負荷，導致顯著的摩擦性損失。由線型馬達所驅動之線型壓縮機不會有這些損失，且可設計具有夠低的軸承負荷而使用空氣靜力學氣體軸承，如美國專利5,525,845號所揭露，其中一個側向可撓的連接桿可有低的軸承負荷。氣體靜力學氣體軸承的論述請見“氣體靜力學氣體軸承之設計”’ JW鮑威爾，機具出版有限公司，1970倫敦，但有效的氣體軸承難以具有正常的製造公差及設備生產。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製習知的壓縮機係安裝在一個作為冷媒氣體貯槽之隱藏式密封殼體内，冷媒氣體自此貯槽抽入壓縮機中並排放通過從壓縮機經過殼體之一個排放管。壓縮機的作業包含移動元件的往復移動，造成壓縮機單元在所有三軸的振動。為了降低此振動產生的外部噪音影響，所以將壓縮機安裝在密封殼體内的隔離彈簧上。在線型壓縮機中，活塞僅在一軸與缸體呈相對振動 ’其中任何元件上出現的任何後續反作用力均為固定。此 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公| 了 504546

問題之-種解決方式係以平衡與㈣構造时地操作一對的壓縮機。但是，在譬如家用冰箱等曰常物件中，使用此裝置太過複雜且昂貴。另—種提出的解決方式為添加共振配重來降低振動，但因為配重為負回饋裝置且受限於基本上不平衡的力^:’所以這種方式限制了壓縮機的作業。另一種解決方式請見統用的小旋轉型與線型低溫冷卻 H之㈣㈣”’辜里及漢斯’第6屆國際低溫冷卻會議之 .會議記錄，麻州普利茅斯，1990。此種解決方式包含在殼體内獨立支撐壓縮機的活塞元件及缸體元件，而能“以定子作為配重，，。但在家用冰箱實施此設計時，若具有低的活塞質量則產生問題，此種壓縮機中，當排放壓力增大，五、發明說明（2 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製則以壓縮氣體的力量作為彈簧（“氣體彈簧”）而在排放壓力增大時將增快運行速度，這因為“第三，，振動模式（其中活塞及缸體彼此呈同相振動、但與壓縮機罩部呈不同相振動）僅略南於所需的“第二”模式（其中罩部並未振動且活塞與缸體不同相）而造成問題。因此，當“氣體彈簧，，開始運作且將“第二”模式頻率有效升高至“第三，，模式、且最後高於第二模式’將使罩部開始產生不可接受的振動。許多應用中需要有小尺寸的壓縮機，這降低了所有組件包括彈簧及其共振系統的尺寸，壓縮機的尺寸降低係需要壓縮機以較高頻率運行。在較高頻的減小尺寸共同增加了彈簧組件中的應力。部份線型壓縮機中，已由壓製彈簧鋼片製成主彈簧，已知壓製作業所切的邊緣需要小心抛光以重新獲得彈簧鋼片的原始強度，且經常因不小心的麻本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7

MM546 五、發明說明（3 ) 力集中而遭受損壞。壓縮機的另一問題概括為熱累積，特別是在壓縮機缸體及缸體頭部附近，熱累積是因為移動組件之間的摩擦及來自壓縮冷媒的熱傳所造成。熱累積將造成增加磨損以及依壓縮機已運轉時程而令運轉條件及元件之間的公差改變之嚴重問題。這些效果對於可能長期運轉且特別重視緊密公差的線型壓縮機可能特別顯著，特別是使用氣體靜力學氣體轴承時。另一加熱效果係來自壓縮之後留在壓縮空間内的冷媒再膨漲之前的不可逆的熱損失。相較於曲柄驅動的壓縮機中可能未排出最高達·5〇/〇的壓縮冷媒，線型壓縮機則可邊未排出最高達15 %的壓縮冷媒。習知壓縮機可忽略的此熱源在線型壓縮機則為重要的熱源。冷卻壓縮機的缸體及缸體頭部之一種方式係包含使用後續冷凍系統中的冷凝器所供應的液體冷媒。譬如，在美國專利2510887號中，將來自冷凝器的液體冷媒供應至圍繞缸體之一個第一冷卻套，因此前往圍繞壓縮機頭部之一個第二冷卻套，隨後從一文氏管裝置射入連接於缸體頭部與冷凝器之間的排放管線，上述仍位於標準的曲柄驅動壓縮機之範圍中。並在標準的曲柄驅動壓縮機範圍中，美國專利5694780號顯示以泵將液體冷媒自冷凝器升高壓力之一線路，此液體冷媒係泵送入圍繞壓縮機缸體之一個冷卻套中，將液體冷媒從冷卻套驅入排放歧管進入壓縮機的缸體頭部，而在壓縮冷媒離開壓縮機時與壓縮冷媒相混合本紙張尺度適用中國國家標準(’CNS)A4規格(210 X 297公釐) · 6 : " ir.l-------^丨裝--------訂--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 504546 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（4 。此配置方式具有以下缺點：需要額外的泵以驅使液體冷媒通過圍繞缸體的冷卻套，並隨後對抗壓縮氣體壓力而進入排放歧管。已有許多線型壓縮機配置於習知的壓縮機片之内部 ’而預定約略用於取代常見既有旋轉往復式壓縮機。為達成此目的，已製造小尺寸的壓縮機，其中定子、電樞、缸體及活塞均同轴向配置。但習知的壓縮機尺寸限制了冰箱的機具隔室的尺寸並造成包圍壓縮機的隔室中的空間浪費〇發明概論本發明之一目的係提供一種小體積的線型壓縮機，其致力克服上述缺點。在第一型態中，本發明包含一種線型壓縮機，包括一個缸體元件，包括一個缸體孔，一個活塞，位於該孔中且可在孔中滑動，一個主彈簧，將該缸體元件直接或間接連接至該活塞一個連接桿，連接於該主彈簧與該活塞之間且將該主彈簧連接至該活塞，一個定子，具有一個空氣間隙，該連接桿通過該空氣間隙，及至少一個電樞極，位於該連接桿上。另一型態中，本發明包含一種線型壓縮機，包含： ^----I I I I 1 I--II--^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 統經濟部智慧財產局員工消費合作社印製可在一冷 504546 五、發明說明（5 一個缸體元件，包括一個缸體孔，一個活塞，位於該孔中且可在孔中滑動，一個主彈簧，將該缸體元件直接或間接連接至該活塞’及一個連接桿，連接於該主彈簧與該活塞之間且將該主彈簧連接至該活塞，並且 (a) 該活塞與該活塞桿之間的連接，及 (b) 該活塞桿與該主彈簧之間的連接，其中至少一者為可撓連接部。另一型態中，本發明包含一種冷凍系統，包括一個共振線型壓縮機，該共振線型壓縮機具有一個配合的活塞與缸體，其相對動作係由一個彈簧系統及一個電磁線型馬達所控制，電磁線型馬達係以該系統的駐留頻率來驅動該活塞與缸體的相對動作，該冷凍系統使用異丁烷作為工作流體。另一型態中，本發明包含一種線型壓縮機，包括一個相配合的活塞與缸體，其相對動作係由一個彈簧系統及一個電磁線型馬達所控制，電磁線型馬達係以該彈簧系的共振頻率來驅動該活塞與缸體的相對動作，一個壓縮空間，位於該活塞上方，一個室，圍繞該缸體，一個冷卻的高壓冷媒入口，進入該室中凍線路的冷凝器之後將冷媒供入該室中，及一個壓縮的冷媒出口，來自該壓縮空間，及 _ 丨 τ I- - 裝--------訂---------. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

發明說明（6) 一個壓縮的冷媒4出口路徑，從該壓縮空間導往該室〇另一型態中，本發明包含一種線型壓縮機，包含：一個缸體元件，包括一個缸體孔，一個活塞，位於該孔中且在孔内滑動，一個定子’在與該缸體頭部端點相對之一個端點上連接至該缸體元件並具有一空氣間隙，個主彈| ’直接或間接連接於該活塞與該缸趙元件之間，一個連接桿，連接於該主彈簧與該活塞之間且將該主彈簧連接至該活塞，及一個電樞，在該定子之空氣間隙内運作且與該活塞桿相連接。另一型態中，本發明包含一種可特別作為主彈簧之彈簧，以連接於一個線型壓縮機之一缸體與活塞元件之間，包含：一個高疲勞強度金屬索閉迴圈，具有一第一平面中之一個第一直線部及與該第一平面呈平行之一第二平面中之一個第二直線部，及概呈固定曲率之第一及第二螺旋部，各螺旋部係連接於該第一直線部的一端與該第二直線部的一端之間，該等螺旋部具有從該第一部移動至該第二部之相同曲率方向。另一型態中’本發明包含一種線型壓縮機，具有可相對往復移動之一個活塞元件及一個缸體元件，及如上述 A7 ----------B7_ 五、發明說明（7 ) 申請之一個主彈簧，此主彈簧連接於該活塞元件與該缸體元件之間。另一型態中，本發明包含一種線型壓縮機，包括：一個缸體元件，一個活塞元件，一個主彈簧，連接於該缸體元件與該活塞元件之間且在該活塞元件對於該缸體元件之往復方向中運作，一個密封的殼體，一個線型電馬達，可在該缸體元件與該活塞元件之間操作，一個紅體元件彈簧裝置，連接於該缸體元件與該殼體元件之間且在該往復方向中操作；其特徵為： (a) 該缸體元件彈簧裝置由在缸體元件之間所需連接部之綜合效果所構成，且密封殼體包括從該缸體元件延伸至少至該殼體之一個排放管；及/或 (b) 該缸體元件彈簧裝置具有低的硬度，該活塞元件具有小於該缸體元件的1/5質量且不具有直接連接於該活塞元件與該殼體之間的活塞元件彈簧裝置。另一型態中，本發明包含一種線型壓縮機，包含：一個缸體元件，包括一個缸體孔，一個活塞，位於該孔中且可在孔内滑動，一個主彈簧，將該缸體元件連接至該活塞，與該缸體元件連接之該主彈簧上包括至少一對的安裝腳，一個抵靠表面，對於該主彈簧的各凸耳係位於該缸本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) T裝--------訂i 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 10 A7

五、發明說明（8 ) 經濟部智t財產局員工消費合作社印製體元件上，該主彈簧的各凸耳係抵靠各別的該抵靠表面，該抵靠表面的形狀可防止各別該凸耳在一方向中顯著移動分開，及彈簧扣持裝置，從該一方向支承抵住各該凸耳，該彈簧扣持裝置對於該等凸耳具有至少超過在該一方向中施加至該主彈簧上的任何預期動態力量之總預壓縮。另一型態中，本發明包含一種線型壓縮機之製造方法’用於將線型壓縮機的一個活塞連接至線型壓縮機的一個彈簧，該方法包括可以任何順序執行之下列步驟： (a)將該活塞配置於壓縮機缸趙孔中的一個預定軸向位置中； (b) 將與一缸體元件相連接的一個彈簧之活塞連接點疋位在依據彈簧的預定位移之一位置上、或定位在彈簧施加一預定反作用力的一位置上；及 (c) 以根據步驟（a)與（b)所達成間隔而固定之剛性軸向間隔，來接合該活塞與該彈簧之活塞連接點。熟悉本發明相關技藝者瞭解：本發明可有多種構造變化且具有極不同的實施例及應用，而不背離申請專利範圍所界定的本發明範圍，本文的揭露與描述純為示範性質且預疋不受任何限制。圖式簡單說明第1圖為根據本發明較佳實施例之線型壓縮機俯視之部份分解圖；第2圖為從另一方向觀察的壓縮機總成的馬達端之分本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 11 --------^---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明説明第891216G2號專獅請t說明書修正頁修正日期：90年11月解圖；圖； "圖為彳之方向觀察的壓縮機總成的頭部端之分解第4圖為從另一方向觀察的壓縮機總成的頭部端之分解圖；以及第圖為、，，呈組裝之壓縮機的截面側視圖（未具殼體）。詳細描述一般構造本發明在圖示的一項實際實施例中，包含用於驅動共振往復式壓縮機並在一個隱藏式殼内配合運作之一個永久 f生兹鐵線型馬達。壓縮機包括在一缸體孔^内往復移動且操作工作流體運轉之活塞3、4，該工作流體交替地抽入與排出位於缸體頭部端處之一個壓縮空間。與缸體相連的缸體頭部27係包圍缸體孔71之一開放端，以形成壓縮空間並包括入口與出口閥118、119及相關歧管。壓縮的工作流體經由出口閥119離開壓縮空間進入一個排放歧管中。排放歧笞將壓縮的工作流體送入一個圍繞缸體7丨的冷卻套Μ中個排放管18經由隱藏式殼體流入及流出冷卻套29。缸體71與冷卻套29—體成型為單一單元33(譬如殼體）。冷卻套29包含與缸體71的往復軸線概呈對準且圍繞缸體 71之一或多個開端狀室32。開端狀室32概（由缸體頭部總成 2)所包圍而形成冷卻套空間。線型馬達包括剛性連接至缸體鑄部33之一對的相對 504546 10 五、發明説明（定子元件5、6。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在缸體71内往復移動的活塞3、4係經由一個彈簧系統連接至缸體總成27，以自然共振頻率或接近自然共振頻率運作。彈簧系統的主要彈簧元件為—個主彈簧15'，^塞] 、4經由一個活塞桿47連接至主彈簧15。主彈簧^連接至^從虹體鑄部33延伸之一對腳41。該對腳41、定子元件5、6、缸體模件33及缸體頭部總成27共同包含彈簧系統所述的一個所謂缸體元件1。活塞桿47將活塞3、4連接至主彈簧15，活塞桿47較佳為剛性活塞桿。活塞桿上設有多數的永久性磁鐵2並構成線型馬達的電樞。、為了使/舌塞3、4與缸體71之間具有低摩擦性負荷，且為了降低任何的側向負荷，活塞桿47係彈性可撓地與主彈簧15及活塞3、4相連接。特別是，在活塞桿47的主彈簧端 48之間設置一個彈性連接，在主彈簧15上之上模鈕乃與活塞才干47之主彈簧端48之間呈現熔合塑膠連接部。在另一端處，活塞桿47包括一對相隔的圓形凸緣3、36，其配合在一個活塞套筒4内構成活塞。凸緣3、36係與活塞桿47的一對鉸接區35、37呈並聯及插夾狀，該對的鉸接區35、37設有彼此呈直角之一個主彎曲軸。在主彈簧端48處，活塞桿〇藉由連接至主彈簧15而受到有效的徑向支撐。主彈簧15的構造可提供往復動作，而顯著對抗任何的側向動作或與缸體内的活塞往復方向呈橫向的動作。本發明較佳實施例中，側向硬度約為軸向硬度的三倍。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公爱） Π A7 11 ) 五、發明說明（包含缸體元件的總成並未剛性安裝在隱藏式殼體内。下列元件係在活塞的往復方向中自由移動而與殼體的連接部相分開：排放管18、一個液體冷媒注射管線34、及一個後支撐彈簧39。各排放管18及液體冷媒注射管線34及後支撐彈簧39係形成在缸體内的活塞往復方向具有習知特徵之彈簧。譬如，管18及34可在朝向導通過隱藏式殼體3〇之端點鄰近處形成一個螺旋狀或螺線狀彈簧。總往復移動係為活塞3、4及缸體元件之移動的總合〇氣體轴承活塞3、4由氣體靜力學氣體軸承以徑向支撐在缸體内，壓縮機的缸體元件包括缸體鑄部33 ,缸體鑄部33穿設有一個孔71及孔71内的一個缸體襯墊1〇。缸體襯塾1〇可由一種適當材料製造以降低活塞磨損，譬如可由一種譬如碳纖強化耐綸與15%PTFE(對於活塞桿與套筒亦為較佳）等纖維強化塑性複合物所構成、或者可為具有自行潤滑效果的石墨片之鑄鐵。缸體襯墊10具有從其外缸體表面7〇延伸至其内孔71之開口 31。活塞3、4在内孔7ι中行進，且這些開口31形成氣體軸承。以一系列氣體軸承通道將一個壓縮氣體供應部供應至開口 3 1，氣體軸承通道在另一端對於一個氣體軸承供應歧管開啟，而在襯墊10與缸體孔71之間的頭端處係於缸體襯墊1〇周圍形成一個環狀室。氣體軸承供應歧官則以一個小的供應通道73而由壓縮器頭部的壓縮氣體歧管所供應。供應通道73的小型尺寸係控制軸承供應歧管 I Ί -------- I ^--------^---------. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 504546 __B7 __ 五、發明說明（I2 ) 中的壓力’而限制了氣體軸承的氣體消耗。氣體軸承通道在缸體襯墊10的外壁70之中形成槽8〇，這些槽80與其他缸體孔71合併形成導往開口 31之閉合通道。可瞭解槽雖可另設置於缸體孔71内壁中、但較易形成於襯墊10中而非缸體鑄部33中，而位於一外表面而非内表面上。一項重要的製造改良處為：能夠將槽在不需鑽洞且無孔通道情形下加工成為任一元件的一個表面。氣體軸承通道中的壓降已知需與活塞3、4與缸體襯塾10的孔71之間的出口流中的壓降相似。因為活塞3、4與缸體襯塾孔71之間的間隙（對於有效的小型壓縮機）僅為^ 〇至15微米，通道的剖面尺寸亦需很小（約4〇微米深χ15〇微米寬），這些小尺寸使製造難以進行。，> 但本發明較佳實施例中，利用將通道增長而加大剖面積（譬如70微米χ200微米），故使此加工更加容易。這利用了在襯墊元件10表面中構成任何形狀的槽80之能力。可構成具有任何執跡之槽80，且在選用曲折的軌跡時，槽8〇的長度可顯著大於來自氣體軸承供應歧管及構成開口 31的各別軋體軸承之直接執跡。較佳實施例具有依循螺旋狀執跡的氣體軸承槽80，為了方便製造，依照較佳的通道剖面積（譬如利用加工或可能由精確模製等某些其他型式）來選擇各別執跡的長度。缸體元件定子的各個元件5、6載有一個捲繞部，定子的各個元件5、6設有一個Ε型堆疊，其中捲繞部係承載在中央極 Μ--------^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製周圍。捲繞部以一個塑膠捲線軸而與堆疊相絕緣，各個定子元件的特殊型式並未形成本發明的一部份，且熟悉本技藝者瞭解多種可能的構造。如上述，缸體元件1包含互相呈剛性連接之具有相關冷卻套29之缸體71、冷卻頭27及線型馬達定子元件5、6。並且，虹體元件1包含對於主彈簧15、排放管18及液體注射管34之安裝點，亦承載有可將缸體元件連接至主彈簧15 之安裝部。缸體與套鑄部33具有從端點延伸遠離缸體頭部之上及下安裝腳41。具有下述較佳型式之下彈簧15係在一端包括一個剛性安裝桿43以與缸體鑄部33相連接。一對的側向延伸凸耳42從安裝桿43延伸且在朝向缸體鑄部33方向中與安裝桿42相隔。凸耳42位於與彈簧中恰鄰近彈簧端進入安裝桿43入口的部份呈軸向共線處，缸體鑄部33的上與下安裝腳41各對於一個凸耳42包括一個安裝槽，安裝槽在從腳 41自由端77往缸體套29延伸之安裝腳41内面上呈現一個槽口 75型式。至少一個推拔狀突部78係形成於各槽口乃的向内面82上，各個此種突部78具有朝向缸體鑄部33之一個垂直面79 ’所以突部78形成突棘而在組裝時作彈配式連接。特別是’與槽口之相對面82間隔相配合之凸耳42的側向間隔可使得：凸耳42藉由使凸耳42、安裝腳41或兩者變形，而僅讓突棘78通過。一旦超過突部或突棘78之後，凸耳 42陷在突棘78的垂直面79與構成槽口 75端面之垂直面83之間。另一個槽口或凹部84形成於各安裝腳41的外面85上，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210

ο 一 Μ--------^--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 297公釐） 16 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 504546 A7 ________B7__ 五、發明說明（I4 ) 此槽口 84沿外面85作軸向延伸且與各別安裝腳41的自由端 77相隔的距離可使得各個另外的槽口 84至少與安裝腳41内面76上之各別槽口 75相遇。槽口 75及84具有足夠深度而使其間設置的至少一個轴向開口 86相遇或重疊。一個較佳由沖壓與折疊非磁性金屬片構成之夾固彈簧87係穿設有一個中央開口 88以配合在該對安裝腳41上方。夾固彈簧87具有與各安裝腳41相關之往後延伸腳89,這 :I 些腳89的自由端90^安裝腳41的外面槽口 84内滑動且體型夠小而能通過外與内槽口 84及75之間的軸向開口 86。因為位於安裝腳41内槽口 75中之主彈簧安裝桿43的凸耳42，這些自由端90壓抵住凸耳42將之固持住各別突棘78的垂直面 79。夾固彈簧87保持負荷狀況而對於凸耳42供應預定預負荷。夾固彈簧較佳進行平行安裝定子元件5、6之任務，通過失固彈簧87之中央孔88至少在對於安裝腳41的側向具有緊密尺寸，夾固彈簧87在跨越缸體鎮部33的安裝腳41之各側區92中包括一個定子元件夾固表面91。缸體鑄部33包括一對的突起定子支撐塊55，其在安裝腳41位置之間的位置處從套29的向彈簧面58延伸。定子元件5、6的E型堆疊各在外面56上具有一個垂直定向的垂直階級69，其在各情形中均為從遠離馬達空氣間隙的方向之往外階級，各面56中較接近空氣間隙之該部份係依需要支承住缸體鑄部33的支撐塊55或夾固彈簧87的定子接合表面91。已定位的馬達元件之間的自然吸力將定子 I 1 · I--I I I I ^ · I--I I I I <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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五、發明說明（l5 ) <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 元件5、6吸向彼此，分別以垂直階級57相對於夾固彈簧87 及安裝塊55的外緣40、72之位置來維持空氣間隙的寬度。為了另外將定子元件5、6定位在垂直方向中，各安裝塊5 5( 的定子接合表面）在外緣中包括在垂直方向與E型堆疊尺寸相配合之一個凹口 5 7。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製以一系列作業來組裝馬達的此部份，將活塞總成導入缸體鑄部33中，首先組裝活塞桿47與一體凸緣3、36、活塞套筒4以及電樞磁鐵2之活塞總成。構成活塞面的前導凸緣3與活塞套筒4所構成之活塞係推入缸體的孔71中，而導過位於缸體鑄部33的腳41之間的缸體開口 7。活塞連接桿47因此留在腳41之間，腳41之向内表面76係包括沿一中線自槽口 75延伸之轴向槽28。位於活塞連接桿47上之往外延伸凸耳130運作時係在這些槽28内往復移動，正確組裝時可使得凸耳130—般（在不具有敲擊或外部動作情形時）不會接觸槽的表面。但在最接近虹體鎿部33的端點處，槽 28包括一個窄淺部13 1而提供與連接桿47的凸耳130的緊密配合。活塞總成推入缸體孔71中直到凸耳130接合在這些窄化部131内為止、且直到活塞面對於缸體鑄部33之已加工的缸體頭接收面133位於預定位置為止。夾固彈簧87係配合在安裝腳41上方，且藉由凸耳42 接合在向面槽口 75中並超過突棘或突破而將主彈簧Η配合至腳41。在遠離缸體鎮部33的方向將夾固彈簧87推入並壓縮抵住安裝凸耳42，直到具有足夠空間以將定子元件5、6 導入缸體鑄部33的安裝塊55與夾固彈簧87的定子元件接合本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 18 504546 -------- —___B7____ 五、發明說明（I6 ) 表面91之間為止。隨後，定子元件5、6導入其位置並釋放夾固彈簧87，定子元件5、6的寬度則保持夾固彈簧87中具有預定壓縮。然後在主彈簧15與活塞桿47之間產生連接，請注意活塞係處於比壓縮機作業時更朝向虹體頭部之預定位置。藉由將主彈簧15上的一個上模紐25塑膠與活塞連接至47的丨後端48塑膠相熔而產生連接，以熱板焊進行熔接。在熱板丨焊時，彈簧15較佳延伸至預定位置、或直到彈簧15施加預定力量為止。一旦彈簧15已釋放至中立位置之後，兩個塑膠組件（其中活塞面位於預定位置且彈簧15處於預定位移處）之間的熱板焊及熔接係提供活塞對於缸體鑄部3 3精確的定位。不論彈簧15因為組裝鏈的組件的公差而具有任何形式偏心或累積誤差，上述情況均成立。缸體頭部缸體鑄部33的開端係受到壓縮機頭部27所包圍，廢縮機頭部因而包圍住圍繞缸體71的冷卻套室32及缸體71之開端。整體構造中，缸體頭部27包含四個板1〇〇至1〇3之以及一個吸力消音器/進入歧管104之一堆整。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製缸體鍀部33的開端包括一個頭部固定凸緣〗35，頭部固定凸緣135周邊分佈有數個螺孔136可將固定螺栓旋緊，以將板100至103的堆疊拉合在一起並固定至缸體鑄部33的面° 一個環狀槽口 133係設置於凸緣135面中。在凸緣135 的相對側邊上，槽口 133包括外伸葉部137、138以分別作

A7 B7 五、發明說明（17 為排放管18與回行管34的埠。開口設置於缸體鑄部33中的三個室之間。第一頭板100配合在環狀槽口 133内的缸體模部33開端上方’並較具撓性且作為墊片，而包圍缸體套開口但具有一個主要中央開口並未覆蓋缸體71的開端。一個壓縮的氣體回行埠110延伸通過與液體冷媒回行管34相關的葉部 138鄰近處之板1〇〇 ^此開口 11〇最接近冷卻套29之外壁邊緣係至少在葉部138附近與該壁略為分隔，造成氣體移動通過開口 110進入冷卻套室之效果，且恰在板1〇〇後方及鄰近槽口 135葉部138處產生降低壓力的小面積。另一開口 115在較靠近排放管18處通過板10〇。第二頭板101私合在第一板1〇〇上方，第二板1〇1具有比板100更大的直徑且具有剛性，可由鋼、鑄鐵或燒結鋼製造’板101比設有板100的槽口更具伸展性。板1 〇 1係抵靠凸緣面且將第一板1〇〇壓縮住槽口。板101在周邊分佈有開口 139，開口 139的尺寸可使螺栓的螺紋部自由通過。第二頭板101包含與開口 uo對齊之一個壓縮氣體排放開口 111，亦包括與第一板1 〇〇中的開口 i 15相對齊之另一個開口 117。一部份的板101係包圍板1 〇〇的缸體開口 Π 6。一個進入埠113及一個排放埠114係通過板ίο!的該部份。一個彈簧鋼入口閥11 8係固定至板1 〇 1的向缸體面，使得其一個頭部覆蓋住進入埠113，入口閥118的基底夾固在板1〇〇與板 101之間且受到合釘140所固定定位。一個彈簧鋼排放閥ι19 IT·—--------· 裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

504546 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）五、發明說明（I8 ) 附接至板101遠離虹體的面，其一個頭部係覆蓋住排放開口 114。闊119的基底夾固在第二板101與第三板丨02之間且受到合釘141所定位。排放閥119係配合在第三板1〇2的一排放歧管開口 112以及第四板103中形成之一個排放歧管 142内部且在其中運作。入口閥118係坐落（與基底相隔）在缸體壓縮空間内且在其中運作。彈簧鋼入口及排放闊118、119全體在現行壓力影響之下操作。由於活塞在缸禮71中抽回，較低的壓力在入口閥 118的缸體側而非其入口歧管側上離開。因此，入口閥u 8 開啟以使冷媒進入壓縮室。由於活塞在缸體71中前進，較高壓力係在壓縮空間而非入口歧管中離開，且以此壓差使入口閥118保持關閉位置。入口閥118係由本身恢復力而往此關閉位置偏壓。同樣地，排放閥通常係偏壓入一關閉位置中，在缸體71内的活塞抽出期間係由現行壓力所維持，並在缸體71 内的活塞前進期間由壓縮空間中比排放歧管更高的壓力推入一開放位置中。第三頭板102係在第四板103的向缸體面144中配合在一個圓形槽口 143内，板102較具撓性且作為墊片並在第四板103與第二板101之間受到壓縮，第三板102包括與第四板103面144中之一可伸展槽口 142相對齊之一個大開口 112 。開口 112及槽口 142共同形成排放歧管，壓縮的冷媒從排放埠114流入該排放歧管。「^過第三板102之另一個開口 121係與第四板1〇3面 21 : i --------------Μ-----------------線-------------------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 504546 A7 五、發明說明（l9 ) 144中之一槽口 145相對齊，開口 121亦與第二板101及第一板100的開口 117及115相對齊。一個氣體濾器12〇係從槽口 145接收壓縮的冷媒且經由第一及第二板中的孔146、i47 送到氣體轴承供應通道7 3。通過第三板102之一個進入開口 95係與第二板ιοί中之進入埠113相對齊，開口 95亦與通過第四板1〇3的一個進入埠96相對齊。第四板103面98中之一個推拔狀或戴頭錐形入口 97係導往進入蟑96，進入瑋96受到進入消音器1 〇4 所包圍。進入消音器104譬如包含一個一體模部，其在朝向缸體鑄部的側邊中具有一個概呈開放空間，此空間在連接時受到第四板103所包圍。可由任何數量的可能裝置，譬如藉由將消音器妁一個圍繞唇部配合在第四板104中的一室内之一個通道内、或經由消音器上的凸緣將頭板螺栓至缸體鑄部而將消音器固定至第四板J03作為部份的堆疊，以將吸力消音器104連接至板100至103的堆疊。吸力續音器104包括從所包圍的進入歧管空間延伸而在遠離缸體模部33方向開放之一個通道93，此通道為冷媒進入通道。由於隱藏式殼體内的壓縮機，延伸通過隱藏式殼體的一個進入管12之一個内突部109係以大量間隙伸入進入通道$3 r 中 ° V ·、“一，、冷卻套如上述，相連的冷卻套室3位於壓縮缸體71周圍，當壓縮冷媒氣體時，氣體到達遠比進入壓縮狀態時溫度更高溫度之狀態，而加熱了缸體頭部27及缸體壁襯墊10。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）請先閲讀背 & 意事項再填頁經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 22 504546 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（2〇 ) 本發明中’採用一個液體冷媒供應部來冷卻缸體壁/ 襯墊、缸體頭部及已壓縮的冷媒。從冷凍系統中的一個冷凝器的出口供應液體冷媒，係直接供應至圍繞缸體的冷卻套室32内。所排放的新壓縮冷媒係在經由排放管18離開壓縮機之前通過進入室中。室 32中，液體冷媒蒸發，而從已壓縮氣髏及缸體鑄部33的圍 > 繞壁以及從缸體頭部27吸收大量的熱。 '.f 離開冷凝器的液體冷媒係處於比恰在壓縮後冷媒略低的壓力，而成為液體流至泵的排放側之障礙。但是，較佳採用一種被動裝置將液體冷媒帶入冷卻套中。在本發明中由數種壓縮機構造型態所達成。首先，在恰從液體回行線34進入套空間内的出口鄰近處設有一個減壓的小區域，已經描述此減壓區域的起點，係因壓縮氣體經過頭板1〇〇中之壓縮氣體開口 110流入套中而產生，第二型態為液體冷媒回行管34在長度方向的往復動作所產生之略呈慣性的 1 系送效果，此往復移動係為壓縮機作業的結果，且整體缸體元件之相關往復移動及缸體的振動係造成回行管3 4的一段軸向對準長度148之起伏的加速度，而在液體回行管34 與入口 33相遇之端點處產生起伏的壓力《見身、昇多务度學力餐惠日I：嚴ϋ展八冷卻套.即馬上蒸發，低度壓力起伏時的任何逆流均為氣體流。由於氣體相較於液體係具有極低密度’所以僅有極少流經由將液體回行線34接合至冷卻套之小凹口而回行，因此使淨冷媒流進入冷卻套中。第三型態為：家用冰箱或冰箱/冰櫃預定用途中，壓本紐尺度適种關家標準（CNS)A4祕（21Q x 297公髮7 23 ^---II--I ------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 504546 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（21 ) 縮機可位於冷凝器下方。已知當來自冷凝器的液體冷媒並未以夠低速率進入冷卻套時，將在延伸至壓縮機的線路中累積一個液體冷媒壓頭，而易使液體冷媒壓力接近壓縮冷媒的壓力，在系統中的相對壓力可能支配被帶入冷卻套空間内的液體冷媒時，此效果已知可提供一種自行補償方式 0 冷媒另一種降低壓縮機的熱累積之方式係有關冷媒，已知使用作為線型壓縮機冷媒之異丁烷（R600a)將導致使用其他冷媒的綜效優點。線型壓縮機與習知壓縮機之間的一項基本差異在於 • 上芯死中心，之活塞上方的容積量。在習知的壓縮機中，由佔位移的小比例之壓縮機幾何形狀來使此容積固定。自由活塞線型壓縮機中，此“怠死，，容積隨動力輸入及排放壓力而變。在中等動力時，怠死容積可為作業位移的相當比例，甚至高達25%。怠死容積作為氣體彈簧，用於在壓縮與再膨漲期間吸收與釋放能量。但因為與缸體壁的不可逆熱交換而成為不完美的彈簧，這種熱交換略在壓縮期間與冷媒的升溫（或在膨漲期間與降溫）呈正比，此升溫受到氣體的比熱所影響。此比值對於常用冷媒R134a為1.127,而與譬如CFC12 等其他常用冷媒相似。但對於異丁烷（R6〇〇a)，比熱為11〇8 。下表顯示冰箱（〇°C蒸發器溫度）及冰櫃或冰箱/冰櫃（-18 °C蒸發器溫度）壓縮至與冷凝溫度相配合之飽和壓力的氣本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1 11 I I 备| I I — ! I I I I I β *1111 — 11 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 24 504546 五、發明說明（22 體之絕熱溫度，兩者且有3 2 γ >、有32 C進入壓縮機的超熱氣體及42 °C冷凝器溫度（為典型數值）。

因此異丁烷及其他具有低比熱的冷媒之特徵已知與線型壓職之物理特徵相符合，以由實驗確認此種改良以450升冰箱進行一系列的測試，恰在屋縮機之前處在吸力官線上具有一個質量流計，已依AS/NZS4474 i_ 1997標準在環境室中測試冰箱，先以冷媒尺13乜進行測試，隨後使用R600a(異丁烷）以兩種狀況進行測試，測試結果如下： ^ · I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製測试結果顯不相較於R13 4 a運作時顯著改良了用異丁烷運作之線型壓縮機的性能係數。匕張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 504546

_—_ _EI 五、發明說明（23 ) 彈簧系統缸體9係由在軸向具有組合硬度k缸想之排放管18及液體冷媒注射管34所支撐。支撐彈簧39在轴向具有極低的硬度及可忽略的影響，活塞套筒4係由腔體與缸體襯墊1〇與缸體孔邊界處通道所構成的氣體軸承作徑向支撐。為了獲得活塞與缸體的共振振盪，主彈簧具有硬度k主要，故可由下式估算出共振頻率fn ·· fn一(1/2 7Γ ){k主要 *[(m活塞+m缸 n)/( m活塞 *m缸 n)]}1/2 其中m活塞，m虹敢為活塞及缸鱧彈簧之簧動質量，自然頻率fn通常比所需運行頻率更低10至20Hz而可因為壓縮氣體造成的硬度增加而使頻率增大。如上述，壓縮機馬達包含一個兩元件定子5、6及電樞22上的磁鐵，定子5、6及電樞22之磁性交互作用在活塞上產生往復力量。若交流頻率接近機械系統的自然共振頻率，不一定呈正弦狀之定子線圈中的交流電流將造成活塞對於缸體總成鑄部33的顯著移動，此振盪力量在定子元件上產生反作用力，因此，由夾固彈簧87將定子元件5、6剛性附接至缸體總成。本發明中提出主彈簧15具有遠大於有效缸體彈餐之硬度，主彈簧令“第二，，模式頻率升高超過“第三，，模式，所以“氣體彈簧”隨後僅將模式頻率進一步分離。以缸體及活塞質量之複雜關係以及以活塞彈簧、主彈簧15的硬度，來決定實際運行頻率（“第二，，模式頻率本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） — Ί—, · - I ^--------^---------^9— . (請先M讀背面之注意事項再填寫本頁) i 26 504546 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 —---------------B7__ 五、發明說明（24 ) 並當排放壓力很高時，必須將壓縮氣體的硬度加入主彈簧的硬度中。但是，對於很軟的缸體彈簧（譬如主彈簧的1/10 之硬度）而言，可由下式合理正確地得知運行頻率： f運行一主要+k氣活塞+m虹！|)/( m活塞*m缸想 )]}1/2 可藉由降低振盪質量及確保具有較柔軟的活塞與缸齡體彈簧’而幾乎消除基本上因為活塞/缸體移動以外的來源所造成之外部振動。可根本不用缸體彈簧而是使用排放管18的固有硬度（約1000牛頓/公尺）（或當使用冷卻管時，則合併排放與冷卻管的硬度，亦即2〇〇〇牛頓/公尺），而將缸體彈簧的硬度降低至最小值。為了以約75Hz、約100克的活塞質量、1〇 : 1的缸趙對活塞質量比值使壓縮機產生共振，主彈簧（k主要）需約為 40000牛頓/公尺。氣體彈簧值通常低於主彈簧值但不會顯著較低。上述情形中，運行頻率可能預計為99Hz，其中丨氣體彈簧（k氣嫂）約為15000牛頓/公尺。主彈簧 • 較南的運行頻率將降低馬達的尺寸，但需要更大的彈簧硬度因此需要彈簧中的更高應力。所以為了壓縮機的奇咋’務必使用最兩品質的彈箸材料。過去時常使用壓製彈簧鋼片製成的主彈簧。但是，需將壓製作業所切的邊緣小心拋光，以再度獲得彈簧鋼片的原始強度。本發明較佳實施例中，可由具有極高疲勞強度的圓形琴鋼索構成主彈簧，因此不需要後續的拋光作業。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） ------------------— — It---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 27 504546 A7

五、發明說明（25 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製主彈簧的較佳實施例顯示於第1與2圖中，彈簧為扭曲呈雙螺旋狀的連續迴圈型式，構成彈簧15的鋼索段之自由端係固定在一安裝桿43内，其中以凸耳42安裝至一個壓縮機元件。如第3圖及先前描述所示，這些凸耳42係安裝至缸體元件1、特別是安裝在腳41中的槽内。彈簧15具有另一女裝點62以如第3圖及先前描述所示安裝至其他壓縮機元件。在較佳型式中，係經由一個模製塑膠紐25連接至活塞杯47，彈簧15包括概呈固定曲率半徑且各通過缸體安裝桿周圍之一對的彎曲部63、64，這些彎曲部各以約360 度長度延伸。各部在兩端平滑地·弯曲，其中在安裝桿的轉折65、66處彎曲而使缸體安裝端上的段67、68呈徑向對準。選用此較尖銳的曲線65、66以沿轉折處維持概呈均勻的應力分佈。缸體安裝端67、68的對準則將與缸體安裝桿相對準。彈簧15的固定曲率部63、64可具有任何長度，在所述範例中各約為360度長。第1及2圖所示方式中，彈簧15的安裝桿43位於其較遠側邊，中央安裝點62位於較近側邊。固定彎曲部63、64 各在下端處平滑地彎曲而在安裝點62處之彈簧的概呈圓形直徑上彼此呈徑向對準及連續狀。此直徑的對準係與缸體元件安裝桿43上的端點67、68的對準概呈垂直。藉由活塞安裝點62對於安裝桿43的位移，使固定半徑的曲線63、64處於扭曲狀態。在固定半徑情形下，沿各部份63、64的扭曲應力亦概呈固定。活塞安裝點62及缸體安裝部67、68的徑向或概呈徑向係降低了活塞安裝點62及本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 28 111. , 裝--------訂---------^9— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 504546 五、發明說明（26 ) 女裝桿43内配合的彈簧端點之任何扭曲應力，並改良了彈簧15對於缸體元件及活塞元件的安裝。線型壓縮機之應用根據本發明較佳實施例之線型壓縮機主要預定用於譬如冰櫃、冰箱、或冰箱/冰櫃組合等家用型冷凍系統中。壓縮機可直接取代譬如旋轉曲柄壓縮機等其他型壓縮機。線型壓縮機經由吸力管12接收低壓的已蒸發冷媒，並經由排放短管13排出南壓的壓縮冷媒。冷束系統中，排放短管13概連接至一個冷凝器，與吸力管12相連接而從一或多個蒸發器來接收已蒸發冷媒，液體冷媒輸送短管14自冷凝器（或從冷凝器之後的蓄壓器或冷媒管線）接收已冷凝的冷媒而如上述用以冷卻壓縮機^亦包括有延伸通過隱藏式殼體之一個處理管16以排空冷凍系統且充填選用的冷媒。採用本壓縮機的冷;東系統構造並未形成本發明的一部份，已知具有許多有效的冷凍系統構件並可有更多種構造，根據本發明的壓縮機在任何此等系統中均可採用。經濟部智.€.財產局員工消費合作社印製根據本發明較佳實施例之壓縮機的效用並不限於家用冰箱及冰櫃的冷凍系統，亦可用於空調機用的冷；東系統中’亦可作為非冷媒應用之氣體壓縮機，其中可移除冷卻用之液體冷媒輸送。藉由將定子元件5、6適當地供應能量，而進行線型壓縮機之操作與控制。一個電力供應連接器17係設置通過隱藏式设體3 0、配合至一個開口 19。用於對捲繞部供應能量之一個適當的控制系統並未形成本發明的一部份，熟知

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱 504546 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（27 適用無刷式DC馬達用之多數其他驅動系統，吾人共同審查中的國際專利申請PCT/NZ〇〇/〇〇1〇5號進一步描述一種適當的驅動系統。優點在上文詳述中已描繪出根據本發明較佳實施例的線型壓縮機之許多優點，未提及的某些其他優點包括： (a) 活塞連接桿對於活塞及經過主彈簧前往缸體鑄部 33的安裝腳41之彈性可撓連接部、以及活塞的輕重量、與對於活塞套筒與缸體襯墊的材料之適當選擇，係共同消除了在壓縮機中添加潤滑劑的需求，因此，在冷凍系統中不會在冷媒中不良地出現潤滑油、亦不需要潤滑油用的蓄壓器或油水分離器。 (b) 輕重量的活塞及連接桿總成係降低了兩個主壓縮機結構的振盪動量值，因此降低傳遞至隱藏式殼體之振動〇 (C)主彈簧由一種具有高疲勞壽命且在成型之後不需要額外拋光作業的材料構成，且主彈簧的形狀與構造將盡量減少具有所需彈簧強度之材料用量、彈簧重量及彈餐尺寸。 (d) 將電樞磁鐵放置於活塞連接桿上，其中活塞連接桿在定子空氣間隙中直接操作，而提供側向小型線型壓縮機，並與定子兩元件之間的電樞操作呈正確與有效的對準〇 (e) 活塞與活塞連接桿之間及從連接桿至缸體元件之本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） JIJ———#-裝------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--------- 504546 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（28 ) 可撓接合部係確保活塞套筒不會因為不正確的非軸向定向而將局部壓力施加在缸體孔内。 (f) 已知在線型壓縮機中使用異丁烧冷媒可提供比使用較高比熱的冷媒更好的綜效優點。 (g) 將液體輸送入圍繞缸體的一個冷卻套，而可對於缸體及缸體頭部總成及離開壓縮機之合併的壓縮氣體物流提供蒸發性冷卻。不需要主動的泵送裝置即可完成將高壓氣體排入套中。 (h) 整體的壓縮機構造極適合用於家電用品中，可因為隱藏式殼體的低總高度而降低冰箱或冰概的機具空間尺寸。由於内部空間的考量，機具隔室概完全延伸過家電用。口的見度而與所需谷納的組件無關，但其高度與深度概取決於與壓縮機配合時之最大高度與深度需求，根據本發明的線型壓縮機的低輪廓係有助於以壓縮機組件呈端點對端點的方式而非同轴向構造作排列。 (I)主彈簧及壓縮機的馬達元件係受到由元件的幾何形狀、尺寸及形狀所決定之彈性預負荷程度，降低或消除了元件因為組裝不佳、正常的製造公差、或馬達作業的影響而變鬆及隨後在壓縮機作業時敲擊、發響或失效的可能〇 (j)以上述方式在一熱板焊程序中將活塞桿熔接至主彈簧，而使活塞面對於主彈簧的中立位置作正確定位，因此壓 '細機可插作而具有低的紅體頭部間隙，可確信活塞不會在行程前端處打擊到缸體頭部。 ^--------^---------d, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

504546 A7 B7 五、發明說明（29 ) 元件標號對照經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2···永久性磁鐵 39···支樓彈簧 3…活塞 4 0…外緣 3···圓形凸緣 4卜··安裝腳 4···活塞套筒 42…凸耳 5···定子元件 43…安裝桿 6···定子元件 43…剛性安裝桿 8···缸體安裝端 47···活塞桿 9…缸體 48···主彈簧端 10…紅體襯墊 49…上模鈕 15···主彈簧 55…突起定子支 18…排放管 58…向彈簧面 22…電樞 62…安裝點 25…模製塑膠紐 63…變曲部 2 7…冷卻頭 64…變曲部 2 8…轴向槽 65…轉折 29…冷卻套 66…轉折 3卜··開口 67…缸體安裝端 32…冷卻套室 69···垂直階級 33…缸體鎮部 70…外缸體表面 34…液體冷媒注射線 71…缸體孔 35…鉸接區 72…外緣 36…圓形凸緣 73…供應通道 37…鉸接區 75…槽口本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I裝 !|訂----—益 32 504546 A7 B7 五、發明說明（3〇 ) 經濟部智«,財產局員工消費合作社印製 76…向内表面 113…進入埠 77…自由端 114…排放埠 78…突棘 115…開口 79…垂直面 116…缸體開口 80…槽 117…開口 82…向内面 11 8…入口閥 84…槽口或凹部 119···出口闊 85…外面 121…開口 8 6…轴向開口 130…凸耳 87…夾固彈簧 131…窄化部 88···中央 iL 133…槽口 89…往後延伸腳 135…頭部固定凸緣 90…自由端 136…螺孔 91…定子元件夾固表面 137…葉部 92…側區 138…葉部 97…推拔狀或截頭錐形入口 139…開口 100···第一板 14 0…合釘 HH···第二板 141…合釘 102···第三板 142…排放歧管 10 3…第四板 143·.·圓形槽口 104···進入消音器 144…向缸體面 110…開口 145…槽口 111…壓縮氣體排放開口 146…孔 112…排放歧管開口 147…孔 I I — — — — — — — — — — — ·1111111 ^ 11111111 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） _ 3：3

Claims

504546 88899 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣六、申請專利範圍 L 一種線型壓縮機，包含：一個缸體元件，包括一個缸體孔，一個活塞，位於該孔中且可在該孔中滑動，一個主彈簧，將該缸體元件直接或間接連接至該活塞，一個連接桿，連接於該主彈簧與該活塞之間且將該主彈簧連接至該活塞，一個定子，具有一個空氣間隙，該連接桿通過該空氣間隙，及至少一個電樞極，位於該連接桿上。 2·如申請專利範圍第丨項之線型壓縮機，其中該電樞極位於該活塞與該主彈簧之間的一段該連接桿上。 3· —種線型壓縮機，包含：一個虹體元件，包括一個缸體孔，一個活塞，位於該孔中且可在該孔中滑動，一個主彈簧，將該缸體元件直接或間接連接至該活塞，及一個連接桿，連接於該主彈簧與該活塞之間且將該主彈簧連接至該活塞，並且 -(a)該活塞與該活塞桿之間的連接，及 -(b)該活塞桿與該主彈簧之間的連接，其中至少一者為可撓連接部。 4·如申請專利範圍第3項之線型壓縮機，其中該等兩個連接部均為可撓連接部。 —.—y — J----裝------- 訂---------線 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

34 . 504546 六經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 5·如申請專利範圍第3項之線型壓縮機，其中該線型壓縮機包括一個具有一空氣間隙之定子，該連接桿通過該空氣間隙，而電樞極位於該連接桿上。 6· —種冷凍系統，包括一個共振線型壓縮機，該共振線型壓縮機具有一個配合的活塞與缸體，其相對動作係由一個彈簧系統及一個電磁線型馬達所控制，該電磁線型馬達以該系統的駐留頻率來驅動該活塞與缸體的相對動作，該冷凍系統使用異丁烷作為工作流體。 7· —種線型壓縮機，包括一個相配合的活塞與缸趙，其相對動作係由一個彈簧系統及一個電磁線型馬達所控制’該電磁線型馬達以該彈簧系統的共振頻率來驅動該活塞與缸體的相對動作，一個壓縮空間，位於該活塞上方，一個室，圍繞該缸體，一個進入該室中之冷卻的高壓冷媒入口，可在一冷凍線路的冷凝器之後將冷媒供入該室中，及一個壓縮的冷媒出口，來自該壓縮空間，及一個壓縮的冷媒4出口路徑，從該壓縮空間導往該室。 8·如申請專利範圍第7項之線型壓縮機，其中該彈簧系統包括：一個主彈簧，直接或間接地連接於該活塞的一個連接桿與該紅體及頭總成之間；及一個壓縮與冷卻冷媒入口管及一個壓縮冷媒出口管，各分別連接至該室的一個入口與一出口且分別連接至該壓縮機的一本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------I---I I · I I--— II — — — — — — — I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 35 504546 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製六、申請專利範圍圍繞隱藏式殼體的一個入口與出口，該等管至少在該壓縮機的往復方向將該壓縮機總成彈性地支樓在該隱藏式殼體内。 9·如申請專利範圍第7項之線型壓縮機，其中該冷卻的冷媒入口管在鄰近其對於該室的入口處具有至少一個概呈軸向組件，對於該室的入口概可限制氣體回行流入該冷卻的冷媒入口管。 10·如申印專利範圍第8項之線型壓縮機，其中該等管各包括與該往復方向呈橫向之一或多個迴圈。 11·如申請專利範圍第7項之線型壓縮機，其中對於該室的冷卻壓縮氣體係鄰近從該頭部進入該開放空間中之一個壓縮氣體入口埠，該入口埠及該入口埠的位置可使 4 于·在緊鄰該入口瑋的區中之該套的開放空間中發展出低於一般壓力之一區。 12· —種線型壓縮機，包含·· 一個缸體元件，包括一個缸體孔，一個活塞，位於該孔中且在該孔内滑動，一個定子，在與該缸體頭部端點相對之一個端點上連接至該缸體元件並具有一空氣間隙，一個主彈簧，直接或間接連接於該活塞與該缸體元件之間，一個連接桿，連接於該主彈簧與該活塞之間且將該主彈簧連接至該活塞，及一個電樞，在該定子之空氣間隙内運作且與該活 i J, J·裝--------訂---------線 (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 36 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

504546 C8 —____D8 __ 六、申請專利範圍塞桿相連接。 13·如申請專利範圍第12項之線型壓縮機，其中該電樞位於該活塞桿上，該活塞桿通過該空氣間隙，該主彈簧位於遠離該缸體的該定子一端上、且連接於該定子與突起通過該定子空氣間隙的該活塞桿之間。 14. 如申請專利範圍第12項之線型壓縮機，其中該定子具有位於該空氣間隙的相對側上之兩個捲繞部承載定子元件，該等元件分別對於缸體元件定位。 15. 如申請專利範圍第14項之線型壓縮機，其中一個連接橋部係連接於遠離該缸體元件之該等定子元件的端點之間’且該主彈簧連接至該連接橋部。 16·如申請專利範圍第14項之線型壓縮機，其中一個連接橋係連接於遠離該缸體元件之該等定子元件端點之間 ’且一對腳從該缸體元件延伸以連接於該連接橋部與該空氣間隙上方與下方的該缸體元件之間，且該連接橋部將該等定子元件壓抵住該缸體元件。 17·如申請專利範圍第16項之線型壓縮機，其中各該等定子元件係支承住各個該等固定構件的一側，故在該空氣間隙上方與下方係由該等固定構件的寬度使該等定子元件維持分離。 18.—種彈簧，可特別作為連接於線型壓縮機之一缸體與活塞元件之間的主彈簧，包含：一個高疲勞強度金屬索閉迴圈，具有一第一平面中之一個第一直線部及與該第一平面呈平行之一第二本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^--------^---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 37 - A8 B8 C8 D8 、申睛專利範圍平面中之一個第二直線部，及概呈固定曲率之第一及第二螺旋部，各螺旋部係連接於該第一直線部的一端與該第二直線部的一端之間，該等螺旋部具有從該第一部移動至該第二部之相同曲率方向。 Η·如申請專利範圍第18項之彈簧，包括該等第一及第二直線部與該等第一及第二螺旋部之間的連接部上之多數轉折。卩，各該轉折部係在一端與各別該直線部相對準且在另一端與各別該螺旋部相對準、並在該等端點之間彎曲而具有朝向該螺旋部減小的曲率。 2〇·如申請專利範圍第18項之彈簧，彡中該第二平面中的第二部定向係與該第一平面中的第一部定向相垂直。 21·如申請專利範圍第18項之彈著，包括：—個安裝塊，該安裝塊與該第一部相連接且具有與該第一平面相平行之-第三+面；-冑的凸耳，在該第一直線部的定向方向中往外延伸。 22·如申請專利範圍第_之彈簧，包括—個塑膠複合安裝钮係模製於該第二直線部的一個中央區域上方。 23· —種線型壓縮機，具有可彼此相對往復移動之一個活塞元件及一個缸體元件及如申請專利範圍第18至22項中任一項連接於該活塞元件與該紅體元件之間的一個主彈簧。 24· —種線型壓縮機，包括：一個缸體元件，一個活塞元件， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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六、申請專利範圍一個主彈簧，連接於該缸體元件與該活塞元件之間且在該活塞元件對於該缸體元件之往復方向中運作，一個密封的殼體，一個線型電馬達，可在該缸體元件與該活塞元件之間操作，一個缸體元件彈簧裝置，連接於該紅體元件與該殼體元件之間且在該往復方向中操作；其特徵為： (a) 該缸體元件彈簧裝置由在該缸趙元件之間所需連接部之綜合效果所構成，且該密封殼體包括從該缸體元件延伸至少至該殼鱧之一個排放管；及/或 (b) 該缸體元件彈簧裝置具有低的硬度，該活塞元件具有小於該缸體元件的1/5質量且不具有直接連接於該活塞元件與該殼鱧之間的活塞元件彈著裝置。 2乂如申請專利範圍第24項之線型壓縮機，其中從該缸體元件至該殼體的該等連接部可彈性變形且至少合併設有可預測的低硬度。 26.如申請專利範圍第24項之線型壓縮機，其中該等連接部包含一個排放管，自該密封殼體外的壓縮機承載壓縮冷媒；一個液體冷媒回行管，從該密封殼體外部將液體冷媒承載至該缸體元件；及任何電連接部，前往該線型電馬達的定子。 27· —種線型壓縮機，包含：一個缸體元件，包括一個缸體孔，一個活塞，位於該孔中且可在該孔内滑動，中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------^-------I--線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 39 504546 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍一個主彈簧，將該缸體元件連接至該活塞，與該缸體元件連接之該主彈簧上包括至少一對的安裝腳，一個抵靠表面，相對於該主彈簧的各凸耳係位於該缸體元件上，該主彈簧的各凸耳係抵靠各別的該抵靠表面，該抵靠表面的形狀可防止各別該凸耳在一方向中顯著移動分開，及彈簧扣持裝置，從該一方向支承抵住各該凸耳，該彈簧扣持裝置對於該等凸耳具有至少超過在該一方向中施加至該主彈簧上的任何預期動態力量之總預壓縮。 28·如申請專利範圍第27項之線型壓縮機，其中該缸體元件包括至少一對的相隔安裝腳，從一缸體殼體的相對側軸向延伸’該等抵靠表面設於該等安裝腳上，一或多個定子元件係鄰近該等安裝腳，而該扣持彈著一方面支承抵住該主彈簧的安裝腳而另一方面支承抵住該至少一個定子元件，以將該定子元件對於該缸體殼體加以定位。 29·如申請專利範圍第28項之線型壓縮機，其中該等定子元件朝向内部，一個活塞桿連接於該活塞與該主彈簧之間且定位在該等安裝腳之間並對準，而電樞極位於該活塞桿上。 3〇·如申請專利範圍第27至29項中任一項之線型壓縮機，其中該等定子腳包括與鄰近自由端的該壓縮機往復軸線呈垂直之一個往内延伸表面，該等表面對於該主彈本纸張尺度適用中國國家標準（CNSU4規格（210x 297公爱)" --- -40 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ."裝--------訂------- 504546 A8B8C8D8

六、肀請專利範圍簧的安裝腳構成該等抵靠表面，而該扣持彈簧包括配合在該等安裝腳上方之一個環狀體部，及自該環狀體延伸而壓抵住該等安裝腳之軸承指部。， 31·—種線型壓縮機之製造方法，包括將該線型壓縮機的一個活塞連接至該線型壓縮機的一個彈簧，可以任何 _ 順序執行下列步驟： U)將該活塞配置於該壓縮機缸鱧孔中的一個預定軸向位置中； (b)將已與一缸體元件相連接的一個彈簧之活塞連接點疋位在依據該彈蒉的預定位移之一位置上、或定位在該彈簧施加一預定反作用力的一位置上；及 (0以根據步驟（a)與（b)所達成間隔而固定之剛性軸向間隔，來接合該活塞與該彈簧之活塞連接點。 32·如申請專利範圍第31項之方法，其中該步驟（c)包括將一延伸部自該活塞熔接至該彈簧上的一個安裝鈕，以及炫接該紐的軸向尺寸之步驟，或由一種預組裝尺寸來改變該延伸部。 33·如申請專利範圍第31或32項之方法，其中該步驟（…包括將該活塞定位在一位置中而位移超過該活塞的任何正常操作位置，使得連接至該活塞的元件與該缸體元件相接合’以將該活塞元件的元件定位在與該缸體的活塞往復軸線呈垂直的一個平面中之一預定位置。 -------------裝--------訂----------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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