CN1526190A - 线性电机以及具有上述电机的线性压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种线性电机和包括上述电机的线性压缩机。上述线性电机包括形成定子的内叠层组(90)，环绕一固定件(60)外周面安装，以及和上述内叠层组(90)间隔的外叠层组(30)，一致动器(85)和一可移动件(80)相连并在上述内叠层组(90)和外叠层组(30)之间的空间内承载一磁性件(86)。上述内叠层组(90)和外叠层组(30)的上端由一非磁材料制成的连接件(100)连接，以便于稳定上述叠层组，并作为上述外叠层组(30)的一种悬置安装件。当电流通过上述线圈(95)的时候，上述致动器(85)运动并带动可移动件(80)随之运动。上述固定件(60)由压缩机的气缸所限定，上述可移动件(80)由在气缸内往复运动压缩制冷气体的活塞所限定。上述连接件(100)不和上述气缸接触。这种布置不再需要任何特殊结构的气缸，或者再使用额外的盖板来提供和外叠层组的连接处。

Description

线性电机以及具有上述电机的线性压缩机
技术领域
本发明涉及一种线性电机，尤其是涉及应用于小型制冷***中线性压缩机的线性电机，其设置有电机叠层组的简易安装装置，从而可以提高上述电机的效率。
发明背景
线性电机是众所周知的设备，线圈或磁性元件中的一个和一固定件相连，另一个和一可移动件相连。施加的电路通过上述线圈，从而产生磁力线和磁铁相互作用，使上述可移动件线性运动。这样的线性电机通常用于制冷压缩机，可移动件由压缩机的活塞所限定，上述磁铁就安装到上述活塞上。线圈和上述压缩机结构的外部固定相连，该压缩机结构形成内有活塞往复运动的气缸。
附图图1示出专利US5,945,748公开的一现有技术中的线性压缩机。在该现有技术的结构中，设置有一密闭壳体10，在壳体内部安装有一具有预定内部空间的圆柱形内罩20。线性电机的一外叠层组结构30固定连接到上述内罩20的内表面上。和一凸缘61相连的一盘型盖板40在中心位置具有一孔，上述凸缘61分别和气缸60的上端以及上述内罩20、外叠层组30的上端部相结合。一盘型下盖50和上述内罩20的下端部相连。气缸60的上部延伸穿过上述盖板40的开口中心部，气缸60上部中心安装有一阀***70密闭盖住上述气缸60上部穿过的孔。也可以使用具有吸气阀和排气阀的传统阀板。气缸60内部安装有一活塞80，由线性电机驱动而往复运动，从而以一种已知的方式压缩制冷气体。上述线性电机的内叠层组90沿气缸60外周面的一部分环绕安装设置，上述内叠层组90和上述外叠层组30保持预定距离。
一环形线圈95位于上述内叠层组90外周面的一缺口部分内，线圈95的端部和将电路供给线圈95的引线(未示出)相连。如果需要，线圈95也可以设置在外叠层组30上。一盘型连接件将上述活塞80的下端连接到一圆柱形致动器85，上述致动器85的上端86连有一通常由多个永磁铁(未示出)形成的磁性件86。上述磁性件86在上述内外叠层组90、30之间的空间内运动。
从图1中可以看出，上述线性电机包括外叠层组30，携带线圈95的内叠层组30，以及上述连接有磁性件86的致动器85。
在连接件65和支撑件68之间设置有一内螺旋弹簧66，附连于上述内叠层组90的底部，从而可以弹性的支撑上述活塞80的往复运动。在上述连接件65和下盖50之间设置有外螺旋弹簧67，以便于在活塞80往复运动的时候支撑压缩机。沿着气缸60的上部还至少设置有一制冷气体通路80a，在活塞80的一预定位置，可以将制冷气体供给到气缸60中。
在图1所述的压缩机操作过程中，当电流流过上述线圈95，安装在上述致动器85上的磁性件86切割磁力线，从而使上述致动器85在内叠层90和外叠层30之间沿直线往复运动，使得气缸60内的活塞80由于致动器85的位移也往复运动。通过设置在气缸60内的制冷气体通路80a，上述制冷气体流进气缸60。上述制冷气体在气缸60内压缩并通过上述阀***70排出，上述操作重复进行。
内叠层90可以通过任一已知结构安装到气缸上，例如图1中所示的结构。举例来说，可以设置有一模制的托架件安装到上述气缸上，用于承载上述内叠层90。这些叠层在外周面设置得具有缺口以容纳上述线圈95。图1A示出了一可以用于安装上述外叠层30的安装件。该图示出了上述美国专利中布置的一种改进结构。上述外叠层30由磁性金属制成，例如铁或者钢，并相对于上述压缩机的中心径向设置。一管状框架25安装在内罩20的内壁上，并承载一个架26安装在上述每一外叠层30的下端。上述管状框架25还进一步设置有一上托架27和外叠层30的上端相连。但可以理解，任何合适的安装布置方式都可以用于将外叠层30固定到内罩20的侧壁上。如图1中压缩机所示，气缸60形成有一凸缘61径向从气缸60顶部向外延伸，上述盖板40还设置有一在气缸60的凸缘61和外叠层30之间的连接件。如下所述，该已知结构产生很多不同的问题。
图2示出另一种现有技术中压缩机的一部分，其形成有一外表面通过胶粘或其它固定方式相连的气缸60，一定子包括内叠层90的线性电机，上述内叠层90具有一已在图1中描述过的外缺口用来容纳一环形线圈95。外叠层组30的上端可以通过胶粘、焊接或任何其它固定方式直接连接到凸缘61外部的内表面上，上述凸缘结合到上述气缸60上，并从那里径向向外延伸，以使得为上述外叠层30提供悬置安装位置。上述凸缘61的下表面同样也可以和上述内叠层90的顶部相接触。这样，在气缸60的凸缘61和内、外叠层90、30之间就产生一连接处。
至此，已经描述了用于线性压缩机中的线性电机。但是这样的线性电机也可以用于其它设备中。例如，一定轴套就可以替换上述压缩机的气缸60，压缩机的活塞也可以由一如线性电机可往复运动、从而执行一确定工作的轴来代替。其他这样的设备也需要安装上述内外叠层的安装件，相对于图1，1A和图2中所示的装置，上述结构可以有不同的变化。但是所有这些已知的变化都是在上述三个元件之间进行直接连接，(或对应于，在其它设备中)即上述电机带有凸缘61的气缸60，内叠层90，外叠层30。
这样的结构，尤其是作为上述线性压缩机所描述的结构，尽管在其它设备中也可以作为等效元件，但却具有下列缺陷：
由于气缸必须和径向向外突出的凸缘61相结合，所以需要有大量材料来构造上述气缸。而且在图1所示的实施例中，还进一步需要设置有盖板40。
上述气缸必须由非磁材料制成，以避免磁力线通过气缸，造成涡流，从而导致热量和能量损失。
用于制造上述气缸的非磁材料通常为奥氏体，或者为不同类型的不锈钢或铝等。而这些材料都相对比较昂贵。
上述盖板40和气缸60的凸缘61的结构都有很大的表面，所以会导致所不希望的噪音辐射。
需要有大量的机械加工，来制造图1和2中的气缸，以及需要有大量的资金投入来购买设备生产上述气缸。
用于制造上述气缸的一些非磁材料并不适合用于易受摩擦的上述元件，例如在往复运动的活塞和气缸之间，或在往复运动的轴和上述定轴套之间。所以在某些情况下，在上述气缸或轴套上就必须使用硬质材料衬套。这就造成安装更加困难，增加了最终产品的成本。
发明目的
本发明的一目的就是提供一具有内叠层90和外叠层30的线性电机，上述叠层通过一由非磁材料制成的环型元件连接，而并不需要连接到一内有另一元件往复运动的固定件上。
本发明的另一目的就是提供一线性压缩机的线性电机，上述线性压缩机形成有一和气缸相连的内叠层组，一外叠层组，上述内、外叠层组由一非磁连接环相连，上述连接环用于稳定上述叠层组，但并不和压缩机气缸的任一部分相接触。
本发明的另一目的就是提供一用于线性压缩机的线性电机，并不需要直接固定到气缸上，来安装上述线性电机的叠层。
发明简述
根据本发明描述，用于线性压缩机中的线性电机具有一气缸，气缸内一活塞由线性电机驱动而往复运动，压缩制冷气体。上述线性电机形成有一设有定子的内叠层组，并绕气缸外周面安装。线性电机还形成有一环形线圈由内叠层承载，并构造得可以使电流通过。外叠层组绕一容纳有上述压缩机的罩的内表面安装。在一些设备中，可以设置有一由外叠层承载的第二线圈，或者上述线圈仅设置在上述外叠层组上。一致动器和上述活塞的下端相连，并在内、外叠层间的空间内承载一磁性件。一旦电流通过上述线圈，上述致动器就会产生往复运动，带动上述活塞随之运动。
上述内外叠层的上端由一非磁材料制成的连接环连接，因而不会接触到上述气缸。由于上述内叠层安装到固定气缸上，上述连接环就作为上述外叠层的一种悬置安装件。这就为上述叠层组提供了一种稳定结构。这种设置并不需要特别的气缸结构，或者需要使用一分隔盖板。所以上述解决方案简易可行并且制造低廉，其额外的优点就是上述气缸和活塞可以由成本较低的材料制成，例如铸铁或钢。
附图简述
参考附图，本发明的其他目的和优势将变得显而易见，其中：
图1是现有技术中线性压缩机第一实施例的正视剖面图；
图1A是一种现有技术中线性电机外叠层的安装设置的正视图；
图2是根据现有技术中另一实施例线性压缩机的部分正视剖面图；
图3是根据本发明构造的线性压缩机一部分的正视剖面图。
附图详述
下面将描述本发明中应用于一线性压缩机中的线性电机。图3示出本发明一实施例，其中相同的参考标记用于表示先前描述的相同元件。根据本发明，线性压缩机具有一由内叠层组90形成的定子，上述内叠层组安装到气缸60的外表面上。类似于图2中的压缩机，上述内叠层组90在外表面具有缺口以容纳有电流通过的线圈95。如上所述，由于没有凸缘61，气缸60相比较于图1和2结构中的气缸60具有较小的尺寸，而且结构也不很复杂。
外叠层组30下方固定有内罩20的上部。通过一环状形式的连接件100，在内叠层90的上端和外叠层30的上端之间设置有一连接处。上述连接件100可以是一平的模制或冲压件，并通过任一合适的技术，例如通过粘结或焊接，固定到每一内、外叠层90、30的上端。上述固定方式要取决于用于上述连接件的材料。上述连接件100作为上述外叠层组30的悬置安装件工作，也就是其可以被固定到依次安装在上述固定气缸60上的内叠层组90上。这样上述外叠层组30不需要使用上述图1所述的托架就可以进行安装。上述连接件100由非磁材料制成，例如不锈钢，塑料，铝等。上述连接环100最好是设置有一个通孔107朝向上述磁性件86所移动的空间打开，以便于上述磁性件86在上述空间内压缩气体具有一通路。
本发明的结构具有以下所涉及的几个优点：
由于不再需要图1和2中所述的凸缘61，而且也没有图1中压缩机的隔板40，所以气缸的尺寸得到减小。
由于没有气缸凸缘和/或盖板，所以就消除了噪音来源。
上述气缸60可以由成本低于非磁材料的磁性材料制成，例如钢或铸铁。这样的金属在受到活塞往复运动的时候同样结构牢固可靠，所以在这种情况下，同样可以由钢或者铸铁制成。
由于连接件100由非磁材料制成，所以上述线性电机和上述气缸保持磁绝缘，因而就不会产生涡流。
可以简化不同元件的安装。
相比较于现有技术中气缸的结构，上述气缸的制造更加简易。尽管上面所述的线性电机用于驱动本发明实施例中公开的线性压缩机的活塞，但也可以理解该电机结构同样也可以驱动替代上述活塞的不同元件，例如设备的一根在替换上述压缩机气缸的轴套内往复运动的轴。在这样的装置中，就不需要设置有一凸缘再和上述轴套或者气缸相结合以连接上述叠层。
本发明在附图中示出的特征仅仅是利于方便，根据本发明每一特征都可以和其他特征相结合。对于本领域技术人员来说，实现替换实施例也是可能的。这些替换实施例也都包括在本发明权利要求的范围之内。所以，上面的描述是为了便于说明，而并不是限制本发明的范围。所有这些显而易见的变化和修改都在随后权利要求的范围之内。

Claims (6)

1、一种线性电机具有一由内叠层组(90)形成的定子，上述内叠层组承载一线圈(95)并连接到一固定件(60)上，以及和上述内叠层组(90)间隔的外叠层组(30)，一由致动器(85)承载的磁性件(86)和一可移动件(80)相连，当电流通过上述线圈(95)的时候，并使上述可移动件在上述固定件(60)内往复运动，其特征在于，包括一环形的连接件(100)，将上述外叠层(30)和内叠层(90)相连。
2、如权利要求1所述的线性电机，其特征在于，上述连接件(100)将上述外叠层(30)的上部和内叠层(90)的上部相连。
3、如权利要求1和2中的任一项所述的线性电机，其特征在于，上述连接件(100)由非磁材料制成。
4、如权利要求2所述的线性电机，其特征在于，上述连接件(100)具有一通孔(107)与上述内叠层(90)和外叠层(30)之间的空间相连通。
5、一种包括如权利要求1-4中任一项所述线性电机的线性压缩机，其特征在于，上述固定件(60)是一压缩机的气缸(60)，上述可移动件(80)由一在上述气缸(60)内被上述线性电机所驱动而往复运动的活塞所限定。
6、如权利要求5所述的线性压缩机，其特征在于，上述连接件(100)相互间隔开，并和压缩机的气缸(60)不接触。
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