CN102985694B - 往复式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及往复式压缩机。本发明将压缩部的气缸紧贴固定在上述密闭容器上并且利用由板簧构成的支撑弹簧将上述往复马达的定子固定在密闭容器上，由此能够通过减小上述压缩机主体和密闭容器之间的间隔来缩小压缩机的大小。另外，通过对构成上述往复马达和压缩部的构件的质量和支撑这些构件的弹簧的弹性进行适宜的调整，能够使施加于密闭容器的力相互抵消，从而能够使密闭容器的振动最小化。另外，通过使上述往复马达的相对速度大于压缩部的相对速度，能够提高马达的效率。

Description

往复式压缩机

技术领域

本发明涉及往复式压缩机，特别地涉及利用振动的往复式压缩机。

背景技术

一般而言，往复式压缩机采用通过使活塞在气缸内部进行直线往复运动来吸入压缩制冷剂并排出的方式。上述往复式压缩机可根据活塞的驱动方式来划分为连接式和振动式。

上述连接式往复式压缩机采用如下方式，即，使上述活塞经由连杆与旋转马达的旋转轴相连接来在气缸内进行往复运动，由此压缩制冷剂。与此相反，上述振动式往复式压缩机则采用如下方式，即，使活塞与进行往复运动的往复马达的动子相连接来一起进行振动，由此在气缸内进行往复运动来压缩制冷剂。本发明涉及振动式往复式压缩机，因此下面将振动式往复式压缩机略称为往复式压缩机。

上述往复式压缩机反复进行如下的一系列过程，即，上述活塞和气缸通过沿着往复马达的磁通(magnet flux)方向进行相对往复运动来吸入、压缩制冷剂并排出。

发明内容

发明要解决的问题

但是，以往的往复式压缩机具有如下的问题点：由往复马达和压缩部构成的压缩机主体，通过由螺旋弹簧构成的支撑弹簧来支撑在密闭容器的内部空间，由此以能够横向振动的方式设置压缩机主体，因此，在上述密闭容器和压缩机主体之间需要用于利用支撑弹簧支撑的程度的一定的间隔，由此导致压缩机的大小变大。

另外，以往的往复式压缩机还具有如下的问题点：上述支撑弹簧与往复马达的定子和压缩部的气缸相连接来固定在密闭容器上，因此，上述往复马达的振动和压缩部的振动直接传递至密闭容器而导致压缩机振动增大。

另外，以往的往复式压缩机还具有如下的问题点：上述往复马达的定子与压缩部的气缸结合为一体或上述往复马达的定子经由共振弹簧与压缩部的气缸相连接，并且上述往复马达的动子与压缩部的活塞相连接而成为一体，因此，上述往复马达的速度和压缩部的相对速度变得相同，由此限定了上述往复马达的相对速度的提高而导致压缩机效率下降。

本发明的目的在于，提供一种通过减小压缩机主体和密闭容器之间的间隔来实现了小型化的往复式压缩机。

本发明的另一目的在于，提供一种通过使往复马达的振动和压缩部的振动相互抵消能够使压缩机振动衰减的往复式压缩机。

本发明的另一目的在于，提供一种通过将往复马达的相对速度和压缩部的相对速度控制得不同来提高往复马达的速度并由此能够提高压缩机的效率的往复式压缩机。

用于解决问题的手段

为了达成本发明的目的，提供一种往复式压缩机，该往复式压缩机包括：密闭容器；往复马达，该往复马达的定子设置在上述密闭容器的内部，并且该往复马达的动子在该定子的空隙进行往复运动；活塞，其与上述动子相结合进行往复运动；气缸，其设置在上述密闭容器的内部并与上述往复马达隔开一定间隔，上述活塞***该气缸而形成压缩空间；上述往复马达的定子和气缸中的一个固定在上述密闭容器的内周面，而另一个通过弹簧支撑在上述密闭容器。

另外，为了达成本发明的目的，提供一种往复式压缩机，该往复式压缩机包括：密闭容器，往复马达，该往复马达的定子设置在上述密闭容器的内部，并且该往复马达的动子在该定子的空隙进行往复运动，活塞，其与上述动子相结合进行往复运动，气缸，其设置在上述密闭容器的内部并与上述往复马达隔开一定间隔，上述活塞***该气缸而形成压缩空间，弹簧，其用于诱发上述活塞的往复运动；上述往复马达的定子和气缸中的一个固定在上述密闭容器的内周面，而另一个通过弹簧支撑在上述密闭容器；用于诱发上述活塞的往复运动的弹簧的一端部被上述动子或上述活塞支撑，另一端部被上述气缸支撑。

发明效果

在本发明的往复式压缩机中，将上述压缩部的气缸紧贴固定在上述密闭容器并且利用由板簧构成的支撑弹簧将上述往复马达的定子固定在密闭容器上，由此能够减小上述压缩机主体和密闭容器之间的间隔来缩小压缩机的大小。不仅如此，因为上述压缩部的气缸紧贴在密闭容器上，所以不需另设如环状管那样的管，从而能够节减制造费用。

另外，若对上述往复马达的定子质量和支撑弹簧的刚性、往复马达的动子质量以及压缩部的活塞质量和共振弹簧的刚性进行适宜的调整，则能够使施加于上述密闭容器的力相互抵消，由此能够使密闭容器的振动最小化。

另外，可使上述往复马达的相对速度大于压缩部的相对速度，由此可提高马达的效率。

附图说明

图1是示出了本发明的往复式压缩机的一例的纵向剖视图。

图2是为了说明图1的往复式压缩机的结构而示出的简图。

图3是示出了本发明的往复式压缩机的另一例的纵向剖视图。

图4是为了说明图3的往复式压缩机的结构而示出的简图。

图5及图6是为了说明本发明的往复式压缩机的另一例的结构而示出的简图。

具体实施方式

下面，参照在附图示出的往复式压缩机，详细说明本发明的往复式压缩机。

图1是示出了本发明的往复式压缩机的一例的纵向剖视图，图2是为了说明图1的往复式压缩机的结构而示出的简图。

参照图1，在本发明的往复式压缩机中，密闭容器100的两端分别与气体吸入管110和气体排出管120相连通；在上述密闭容器100的内部设置有往复马达200，该往复马达200的动子230进行直线往复运动；压缩部300与上述往复马达200隔开一定间隔设置在密闭容器100的内部，其中，与上述往复马达200的动子230相连接的活塞320进行往复运动，由此使上述压缩部300压缩制冷剂。

在上述密闭容器100的两侧分别贯通连接有气体吸入管110和气体排出管120。上述气体吸入管110的末端与上述密闭容器100的内部空间130连通，而上述气体排出管120的末端与后述的排出盖360直接连接。

上述往复马达200包括：外侧定子210，其具有线圈C，能够振动地与上述密闭容器100相结合；内侧定子220，其设置在上述外侧定子210的内侧，并且与上述外侧定子210隔开具有规定间隔的空隙(air gap)，该内侧定子220能够与上述外侧定子210一起振动地与密闭容器100相结合；动子230，其在上述外侧定子210和内侧定子220之间进行直线往复运动。

上述外侧定子210和内侧定子220通过将多张薄的定子铁芯一张一张地层叠成圆筒型或者通过将多张薄的定子铁芯层叠成块状并排列为放射状来构成。

并且，上述外侧定子210和内侧定子220被框架240支撑，并与后述的支撑弹簧250相结合，其中，上述框架240能够振动地与上述密闭容器100相结合。

上述框架240的另一侧与支撑弹簧250相结合，该支撑弹簧250用于使上述往复马达200的定子210与密闭容器100相结合。上述支撑弹簧250由如下的板簧构成，该板簧的外周面固定在上述密闭容器100上并且其中央部与上述框架240相结合。

上述动子230形成有圆筒状的磁体架260，在上述磁体架260的外周面，固定结合有多个磁体M。并且，在上述磁体架260的一侧末端，上述活塞320通过螺栓(bolt)与上述磁体架260结合为一体。

上述压缩部300包括：气缸310，其固定结合在上述密闭容器100的内周面；活塞320，其与上述往复马达200的动子230相结合，从而向上述气缸310的压缩空间P进行往复运动；吸入阀330，其安装在上述活塞320的前端，用于开闭上述压缩空间P的吸入侧；排出阀340，其可装拆地设置在上述气缸310，用于开闭上述压缩空间P的排出侧；阀弹簧350，其弹性支撑上述排出阀340；排出盖360，其固定在上述气缸310的排出侧，容置上述排出阀340和阀弹簧350。

上述气缸310以其外周面与上述密闭容器100的内周面紧贴的方式固定在上述密闭容器100的内周面。上述气缸310形成为环形，以在其中央部形成上述压缩空间P。

上述活塞320形成为圆筒状，以在其内部形成吸入流路321。在上述吸入流路321的出口端可形成与该吸入流路321连通的多个吸入通孔(未标注附图标记)。

上述吸入阀330设置在上述活塞320的前端表面，以能够开闭上述活塞320的吸入流路321。并且，在活塞320上的与上述磁体架260相结合的连接部一侧和上述气缸310之间，设置有诱发上述活塞320的共振运动的共振弹簧370。上述共振弹簧370由具有规定的弹性系数的压缩螺旋弹簧构成。

如上所述的本发明的往复式压缩机如下进行动作。

即，对上述往复马达200的线圈C施加电源，从而在上述外侧定子210和内侧定子220之间形成磁通时，位于上述外侧定子210和内侧定子220之间的空隙的上述动子230沿着磁通的方向移动，并通过上述共振弹簧370持续进行往复运动。

于是，反复进行如下的一系列过程，即，与上述动子230相结合的活塞320向上述气缸310的压缩空间P进行往复运动，从而吸入、压缩制冷剂并经由上述排出阀340向排出盖360排出该制冷剂，排出的该制冷剂经由气体排出管120向冷冻循环***排出。

在此，在上述往复马达200驱动时，对上述往复马达200的定子210、220和动子230产生力，作用于上述定子210、220的力经由支撑弹簧250向上述密闭容器100传递，而作用于上述动子230的力向上述压缩部300的活塞320传递。此时，向上述活塞320传递的力用于压缩制冷剂，另一方面该力经由上述共振弹簧370作用于压缩部的气缸310并传递到密闭容器100。因此，如果对上述往复马达200的定子质量和支撑弹簧250的刚性、往复马达200的动子质量、压缩部300的活塞质量和共振弹簧370的刚性进行适宜的调整，则能够使施加于上述密闭容器100上的力相互抵消，由此能够使密闭容器100的振动最小化。

例如，参照图2，构成如上所述的往复式压缩机的振动模型则如下。

在此，在满足Mm×Ks＝Mp×Km时，作为上述密闭容器100的振动的Xs成为零(zero)。因此，通过找出上述密闭容器100的振动变成零的位置来适宜调节上述变量，能够大幅减小压缩机的振动。

另外，因为上述往复马达200的定子210、220发生位移，所以上述往复马达200的动子230和定子210、220之间的相对位移与上述压缩部300的活塞320和气缸310之间的相对位移变得不同。利用这样的特性，能够使上述往复马达200的相对速度(Xm-Xp)大于压缩部300的相对速度(Xs-Xp)，这样的特性成为提高马达效率的主要因素。

另外，通过将上述压缩部300的气缸310紧贴固定在上述密闭容器100，并且利用由板簧构成的支撑弹簧250将上述往复马达200的定子210、220固定在密闭容器100，不仅能够减小上述压缩机主体和密闭容器之间的间隔来缩小压缩机的大小，而且因为上述压缩部300的气缸310紧贴在密闭容器100，所以不需要为了将压缩的制冷剂送出至循环***而另设如具有弹性的环状管(loop pipe)那样的管，从而能够节减制造费用。

用于实施发明的方式

另一方面，本发明的往复式压缩机的另一实施例如下。

即，在前述的实施例中，利用板簧支撑上述往复马达的定子来固定在密闭容器上，而上述气缸直接固定在密闭容器上，但在本实施例中，如图3所示，将用于支撑上述定子210、220的框架240直接固定在密闭容器100上，而利用由板簧构成的支撑弹簧380支撑上述气缸310并将该支撑弹簧380固定在密闭容器100上。

此时，往复式压缩机的基本结构、作用效果与前述的实施例大同小异，因而省略对此的详细说明。但是，在本实施例中，优选在上述压缩部300的活塞320和气缸310之间设置第一共振弹簧371，并且在上述往复马达200的外侧定子21和动子23之间设置第二共振弹簧372，由此诱发上述动子230和活塞320进行共振运动。

并且，此时参照图4的振动模型如下。

即，能够在如上所述的振动模型中选定使作为振动的Xs最小化的M和K，若利用这些值来选定往复马达200的相对速度与压缩部300的相对速度不同且上述往复马达200的相对速度大的区域，则能够提高马达的效率。

另一方面，本发明的往复式压缩机的又一实施例如下。

即，在前述的实施例中，上述往复马达的动子和压缩部的活塞结合为一体，但在本实施例中，如图5及图6示出那样，利用弹簧(未图示)使前述的那些实施例中的上述动子230和活塞320相结合。

此时，往复式压缩机的基本结构、作用效果分别与前述的那些实施例大同小异，因而省略对此的详细说明。但是，在本实施例中，利用如压缩螺旋弹簧那样的弹簧来结合上述往复马达200的动子230和压缩部300的活塞320之间，因此能够更加可靠地实现上述往复马达200的相对速度和压缩部300的相对速度，从而能够进一步提高马达的效率。

Claims (8)

1.一种往复式压缩机，其特征在于，

包括：

密闭容器，

往复马达，该往复马达的定子设置在上述密闭容器的内部，并且该往复马达的动子在该定子的空隙进行往复运动，

活塞，其与上述动子相结合进行往复运动，

气缸，其设置在上述密闭容器的内部并与上述往复马达隔开一定间隔，上述活塞***该气缸而形成压缩空间，

第一弹簧，其用于诱发上述活塞的往复运动；

上述往复马达的定子和气缸中的一个固定在上述密闭容器的内周面，而另一个通过第二弹簧支撑在上述密闭容器；

用于诱发上述活塞的往复运动的上述第一弹簧的一端部被上述动子或上述活塞支撑，另一端部被上述气缸支撑。

2.如权利要求1所述的往复式压缩机，其特征在于，

上述气缸的外周面紧贴固定在上述密闭容器的内周面，上述往复马达的定子与固定于上述密闭容器的上述第二弹簧相结合，从而能够在上述活塞的往复运动方向上移动。

3.如权利要求2所述的往复式压缩机，其特征在于，

用于使上述定子和密闭容器相结合的上述第二弹簧由板簧构成，该板簧在活塞的运动方向和半径方向上弹性支撑上述定子。

4.如权利要求2所述的往复式压缩机，其特征在于，

上述气缸的排出侧与容置有排出阀的排出盖相结合，在上述排出盖直接连接有贯通上述密闭容器的排出管。

5.如权利要求1所述的往复式压缩机，其特征在于，

上述往复马达的定子的外周面紧贴固定在上述密闭容器的内周面，上述气缸与固定于上述密闭容器的上述第二弹簧相结合，从而能够在上述活塞的往复运动方向上移动。

6.如权利要求5所述的往复式压缩机，其特征在于，

用于使上述气缸和密闭容器相结合的上述第二弹簧由板簧构成，该板簧在活塞的运动方向和半径方向上弹性支撑上述气缸。

7.如权利要求1至6中任一项所述的往复式压缩机，其特征在于，

上述动子和活塞以机械方式相结合。

8.如权利要求1所述的往复式压缩机，其特征在于，

上述密闭容器的内部空间与吸入管连通，在上述活塞贯通形成有吸入流路以使密闭容器的内部空间和上述气缸的压缩空间连通，在上述活塞的末端设置有用于开闭上述吸入流路的吸入阀，在上述气缸的压缩空间出口侧设置有用于开闭该压缩空间的排出阀。