專利名稱：用于往復式壓縮機的活塞移動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及往復式壓縮機，并且特別涉及往復式壓縮機的活塞移動裝置，其能夠根據(jù)壓縮機的容量變化，利用移動活塞來使死區(qū)容積減到最少，從而增加壓縮機的效率。
背景技術(shù)：
通常，往復式壓縮機是一種隨著活塞在汽缸中直線往復運動而吸氣、壓縮及排氣的裝置。圖1是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)往復式壓縮機的例子的截面圖。
如圖所示，現(xiàn)有的往復式壓縮機包括具有吸氣管SP和排氣管DP的外殼10；機架單元20，其被彈性地支撐在外殼10中；往復式電機30，其由機架單元20支撐并固定在外殼10中；壓縮單元40，當活塞42隨同往復式電機30的動子33往復運動時，其吸收和壓縮制冷劑氣體；共振彈簧單元50，其通過彈性地支撐往復式電機30而引起共振。
機架單元20包括前機架21，其支撐往復式電機30的外定子31和內(nèi)定子32，并支撐壓縮單元40的汽缸41和活塞42；以往復式電機30插在其與前機架之間的狀態(tài)接合到前機架21的中間機架22，用以支撐往復式電機30的外定子31；以及接合到中間機架22的后機架23，以支撐共振彈簧單元50。
往復式電機30包括外定子31，其具有繞組線圈C，并被固定在前機架21和中間機架22之間；內(nèi)定子32，位于外定子31內(nèi)側(cè)，并被固定到壓縮單元40的汽缸41上；動子(mover)33，其具有磁鐵M，并在外定子31和內(nèi)定子32之間沿磁通量方向做直線運動。
壓縮單元40包括插入接合到前機架21的汽缸41；活塞42，其接合到往復式電機30的動子33，并且在汽缸41內(nèi)往復運動來通過進氣管F吸入并壓縮制冷劑氣體；安裝在汽缸41頂端的吸氣閥43，用于進氣管F的開與關(guān)；排氣閥44，可分離地安裝在汽缸41的頂端以限制壓縮氣體的排放；閥門彈簧45，用于彈性地支撐排氣閥44；以及排氣蓋46，其具有排氣閥44及閥門彈簧45，并被固定到帶有汽缸41的前機架21上。
共振彈簧單元50包括接合到動子33和活塞42之間的連接部件的彈簧支撐單元51；多個前共振彈簧52用于支撐著彈簧支撐單元51的前側(cè)；以及多個后共振彈簧53，用于支撐著彈簧支撐單元51的后側(cè)。
未作解釋的附圖標記P表示壓縮室。
現(xiàn)有往復式壓縮機的操作將解釋如下。
當電源被加到往復式發(fā)動機30的外定子31時，在外定子31和內(nèi)定子32之間將產(chǎn)生磁通量，并因而動子33及活塞42在磁通量的方向上運動。因此，活塞42在彈簧單元50的作用下在汽缸41內(nèi)做直線往復運動，并在汽缸41的壓縮室P中產(chǎn)生壓力差，由此將制冷劑氣體引入壓縮室P，將該氣體壓縮到一定壓力，并排出氣體。吸入、壓縮和排出氣體的過程重復進行。
為了根據(jù)制冷循環(huán)的負荷條件來控制壓縮機的制冷能力，控制供給繞組線圈C的電流的量，以控制活塞42的沖程長度。因此，增加或減少制冷劑氣體吸入量以根據(jù)負荷控制制冷能力。
然而，在現(xiàn)有的往復式壓縮機中，如圖2和3所示，由于活塞42的沖程長度變化，上止點(TDC)離排氣閥44有間隔，因此增加了死區(qū)容積。特別是在為了降低壓縮機的制冷能力，通過減少供給繞組線圈C的電流的量來縮短沖程長度的情況，活塞的上止點(TDC)離排氣閥44間隔得更遠，因此降低了壓縮機的效率。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于往復式壓縮機的活塞移動裝置，該裝置能夠通過根據(jù)壓縮機的容量變化而移動活塞以將死區(qū)容積減到最小，從而提高壓縮機的效率。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的這些和其他的優(yōu)點，以及根據(jù)本發(fā)明的目的，如這里具體實施和廣泛地描述的，提供了一種往復式壓縮機的活塞移動裝置，其包括活塞，其在汽缸內(nèi)直線運動并具有由往復式發(fā)動機改變的沖程長度；多個引導活塞共振運動的共振彈簧；以及活塞移動單元，其根據(jù)壓縮機容量變化而向前或向后移動活塞，從而保持相同的上止點。
從本發(fā)明的下面詳細描述及結(jié)合附圖，本發(fā)明的前述和其他目的、特征、方面和優(yōu)點將變得更為清楚。


本申請包含附圖以提供對發(fā)明的進一步理解，其被納入本說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，這些附圖示出了本發(fā)明的實施例，并與本說明書一起來解釋本發(fā)明的原理。
在附圖中圖1是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的往復式壓縮機的例子的截面圖；圖2是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的往復式壓縮機中活塞沖程最大的截面圖；
圖3是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的往復式壓縮機中活塞沖程最小的截面圖；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的往復式壓縮機中活塞沖程最大的截面圖；圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的往復式壓縮機中活塞沖程最小的截面圖；和圖6和7是示出了活塞沖程根據(jù)本發(fā)明的往復式壓縮機中容量的變化而的變化的截面圖。
具體實施例方式
下面將詳細參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在附圖中示出了其實例。
在下文中，將參考附圖更詳細地說明根據(jù)本發(fā)明往復式壓縮機的活塞移動裝置。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的往復式壓縮機中活塞沖程最大的截面圖，圖5是根據(jù)本發(fā)明的往復式壓縮機中活塞沖程最小的截面圖。
如圖所示，根據(jù)本發(fā)明的往復式壓縮機包括外殼10，其具有吸氣管SP和排氣管DP；機架單元20，彈性地支撐外殼10；往復式電機30，由機架單元20支撐并固定在外殼10中；壓縮單元40，其具有活塞42，并用于當活塞42連同往復式電機30的動子33直線往復運動時，吸入和壓縮制冷劑氣體；以及活塞移動裝置，用于根據(jù)壓縮機的容量變化移動活塞42，從而保持相同的上止點。
機架單元20包括前機架21，支撐往復式發(fā)動機30的外定子31的一側(cè)；接合到前機架21的中間機架22，處于往復式電機30插入在二者之間的狀態(tài)，用于支撐往復式電機30的外定子31；后機架23，其接合到中間機架22，以支撐共振彈簧單元50。
往復式電機30包括外定子31，其具有繞組線圈C，并被固定在前機架21和中間機架22之間；內(nèi)定子32，其被插入固定到壓縮單元40的汽缸41中，以使之位于外定子31的內(nèi)側(cè)，并在磁通量方向做直線往復運動；以及動子33，其具有磁鐵M，并在外定子31和內(nèi)定子32之間在磁通量方向做直線往復運動。
壓縮單元40包括汽缸41，插入固定到內(nèi)定子32；活塞42，其可滑動地插入汽缸41中，用于通過進氣管F吸入制冷劑并壓縮該制冷劑；吸氣閥43，被安裝在汽缸41一端以開關(guān)進氣管；排氣閥44，其可分開地安裝在氣缸41的一端，以便插入一定深度以限制壓縮氣體的排放；閥門彈簧45，彈性地支撐排氣閥44；以及排氣蓋46，其具有排氣閥44及其中的閥門彈簧45，并被固定到連著汽缸41的前機架21上。
往復式壓縮機的活塞移動裝置包括活塞42，其在汽缸41內(nèi)直線往復運動，并具有由往復式電機來改變的沖程長度；多個引導活塞42共振運動的共振彈簧52；以及活塞移動單元100，用于根據(jù)壓縮機容量變化向前或向后移動活塞42，從而保持相同的上止點。
在活塞42中提供有進氣管F，第一齒輪裝置110被固定接合在進氣孔F的后側(cè)。而且，輪緣部分42a形成在活塞42后側(cè)的外圓周表面上，以便可分開地固定在動子33或彈簧支撐單元51上。
多個可滑動地接合到動子33或彈簧支撐單元51的導向桿42b以圓周方向形成在輪緣部分42a的后表面上，使得活塞42在做徑向往復運動時可以被支撐在動子33或彈簧支撐單元51上。
活塞移動單元100包括第一齒輪裝置110，其被形成作為固定在活塞42后端的傳動齒條；與第一齒輪裝置嚙合地旋轉(zhuǎn)的第二齒輪裝置120，其被形成為小齒輪以在軸向移動連著活塞42的第一齒輪裝置110；以及活塞移動電機130，其連接到第二齒輪裝置120，并驅(qū)動該第二齒輪裝置120。
活塞移動電機130是同往復式發(fā)動機30分開安裝的驅(qū)動源，并且其優(yōu)選提供有控制器(未示出)以便根據(jù)壓縮機容量的變化而自動地對應(yīng)活塞42的沖程變化。
活塞移動電機130優(yōu)選固定到彈簧支撐單元51上。
盡管在本發(fā)明中活塞移動單元100構(gòu)造為帶有齒輪，該活塞移動單元100也可以形成為氣壓裝置或液壓裝置。
活塞移動裝置100可以利用超聲電機直接改變活塞，而無需能量傳導設(shè)備如齒輪。
共振彈簧單元50包括彈簧支撐單元51，其被固定到動子33上并可分開地固定到活塞42；多個前共振彈簧52，用于支撐彈簧支撐單元51的前側(cè)；以及多個后共振彈簧53，用于支撐彈簧支撐單元51的后側(cè)。
如前所述，根據(jù)活塞42的初始位置來安排彈簧支撐單元51，使其粘附于活塞42或與活塞42隔開。舉例來說，如圖4中所示，當活塞42以用于大冷卻能力的最大沖程運動時，彈簧支撐單元51被粘附到活塞42上?？墒?，當需要小冷卻能力時，如圖5所示，活塞42與彈簧支撐單元51隔開。該彈簧支撐單元51將活塞移動電機130固定到在其中心形成的輪緣部分(未示出)，并提供有多個導向孔51a，以在圓周方向可滑動地接合活塞42的導向桿42b。
未作解釋的附圖標記33a表示導向孔。
本發(fā)明的效果將解釋如下。
圖6和7是示出了活塞沖程根據(jù)本發(fā)明的往復式壓縮機中容量變化而變化的截面圖。
當電源被加到往復式電機機30的外定子31的繞組線圈C時，在外定子31和內(nèi)定子32之間產(chǎn)生磁通量，因此動子33和活塞42在磁通量方向運動。同時，活塞42通過彈簧單元50在汽缸41內(nèi)直線往復運動，并在汽缸41的壓縮室P中產(chǎn)生壓力差，由此將制冷劑氣體吸入壓縮室P，壓縮到一定壓力，并排出氣體。吸氣、壓縮和排氣的過程重復進行。
如圖6中所示，當活塞42沖程長度達到100％時，活塞移動電機130使第二齒輪裝置120逆時針方向轉(zhuǎn)動，而第一齒輪裝置110向后移動到圖的右側(cè)。就是說，接合第一齒輪裝置110的活塞42向汽缸41的后側(cè)移動。從而活塞完成了具有增加的沖程長度L1的運動，如圖4所示，從而提供最大制冷能力。
反之，當根據(jù)制冷循環(huán)的負荷改變壓縮機需要降低制冷能力時，活塞移動電機130順時針方向轉(zhuǎn)動第二齒輪裝置120，而第一齒輪裝置110向前移動到圖的左側(cè)。就是說，接合第一齒輪裝置110的活塞42向汽缸41的前側(cè)移動，如圖5所示。因此即便活塞的沖程長度L2減少到大約50％，也能保持上止點相同以保持壓縮室的體積對制冷劑氣體的吸入量的關(guān)系相同，這樣避免了壓縮機效率的降低。
如前所述，在根據(jù)本發(fā)明的往復式壓縮機的活塞移動裝置中，根據(jù)壓縮機容量的變化在軸向移動活塞以保持相同的上止點。因此，即使壓縮機被驅(qū)動在低容量時，活塞也被壓到排氣閥邊，從而減少死區(qū)容積，也因此避免了壓縮機效率的降低。
因為在不脫離本發(fā)明的精神及其本質(zhì)特征的情況下，其可以具體表現(xiàn)為多種形式，所以應(yīng)該理解，除非特別說明，上述的實施例不受任意前述描述的細節(jié)限制，而是應(yīng)該在所附權(quán)利要求中定義的精神和范圍內(nèi)被廣泛地理解，并且因此，所附權(quán)利要求意在包括所有落入權(quán)利要求范圍或范圍的等效物內(nèi)的修改和變更。
權(quán)利要求
1.一種往復式壓縮機的活塞移動裝置，其包括活塞，在汽缸內(nèi)直線往復運動，并具有由往復式電機改變的沖程長度；多個共振彈簧，用于引導該活塞的共振運動；及活塞移動單元，用于根據(jù)壓縮機的容量變化而在該活塞的運動方向上向前或向后移動該活塞，并從而保持相同的上止點。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該活塞移動單元包括第一齒輪，其固定在該活塞的后端；第二齒輪，其旋轉(zhuǎn)并嚙合在該第一齒輪裝置上，以在軸向移動連著活塞的第一齒輪裝置；及活塞移動電機，其連接到第二齒輪裝置用于驅(qū)動該第二齒輪裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中該第一齒輪裝置為齒條，第二齒輪為小齒輪。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該活塞移動單元是氣壓單元。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該活塞移動單元是液壓單元。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該活塞移動單元是超聲電機。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，進一步包括支撐共振彈簧的彈簧支撐單元。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中該活塞移動單元固定到該彈簧支撐單元上。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中該活塞和彈簧支撐單元之一設(shè)置有導向孔，以及設(shè)置有在另一方上形成可滑動地插入到該導向孔中以在徑向支撐活塞的導向桿。
全文摘要
一種往復式壓縮機的活塞移動裝置，包括活塞，在汽缸內(nèi)直線往復運動，并具有由往復式發(fā)動機改變的沖程長度；多個引導活塞共振運動的共振彈簧；以及活塞移動單元，其根據(jù)壓縮機容量的變化來向前或向后移動活塞以保持相同的上止點。根據(jù)壓縮機的容量變化來移動活塞，從而使其死區(qū)容積減到最小并提高了壓縮機的效率。
文檔編號F04B49/12GK1786474SQ20051011858
公開日2006年6月14日 申請日期2005年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月10日
發(fā)明者樸景培, 崔基喆, 洪彥杓 申請人:Lg電子株式會社