專(zhuān)利名稱(chēng)：線性壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種線性壓縮機(jī)，特別地，希望用于家庭型或工業(yè)型制冷設(shè)備。
在過(guò)去的這幾年中，由于制冷設(shè)備制造商對(duì)于能依靠以不斷增長(zhǎng)的效率水平為特征的壓縮機(jī)的有效性的日益增長(zhǎng)的迫切需要，所使用的壓縮機(jī)的類(lèi)型已經(jīng)有了逐漸的變化，即，制造商已經(jīng)逐漸從傳統(tǒng)的由旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的往復(fù)式壓縮機(jī)向線性類(lèi)的往復(fù)式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)移，即由線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，該線性電機(jī)通常包括定子，相對(duì)于該定子滑動(dòng)地設(shè)有移動(dòng)構(gòu)件，其具有由磁場(chǎng)產(chǎn)生的直線往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，在該移動(dòng)構(gòu)件上安裝有壓縮機(jī)的活塞。
雖然從性能、效率和可靠性的角度考慮，線性壓縮機(jī)具有很明顯的優(yōu)點(diǎn)，但是，其逐漸呈現(xiàn)出與其實(shí)際獲得這些有利特征的能力相關(guān)的一些問(wèn)題，而且這些問(wèn)題可能使這些壓縮機(jī)設(shè)計(jì)和制造非常復(fù)雜。首先，與傳統(tǒng)壓縮機(jī)不同，線性壓縮機(jī)沒(méi)有任何機(jī)械地即必然確定的上止點(diǎn)和下止點(diǎn)，所以考慮到防止同樣的活塞不利地碰撞到氣缸蓋上，這里產(chǎn)生設(shè)置專(zhuān)用裝置的需要，以控制氣缸內(nèi)的活塞位置。為了確?；钊纳现裹c(diǎn)位于離氣缸蓋非常小的間隙的位置，通常定為0.1mm的間隙，以便于最大限度地減少所謂的余隙容積，這種控制將以非常精確的程度運(yùn)行。任何大一點(diǎn)的距離，即使僅增加毫米的十分之幾，都會(huì)產(chǎn)生性能特性的嚴(yán)重下降，所以這里產(chǎn)生十分昂貴和精密復(fù)雜的電子式控制設(shè)備的需要，以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。
而且，由于要保證活塞的正確行程，這些壓縮機(jī)需要可利用的與移動(dòng)構(gòu)件的位移成比例的返回力，并且保證這個(gè)力的可利用的最簡(jiǎn)單的方法是提供一個(gè)恰當(dāng)?shù)剡B接于壓縮機(jī)的固定底座和移動(dòng)構(gòu)件的機(jī)械彈簧，這樣以至因此獲得的機(jī)械裝置能夠以行頻的受迫共振諧波振蕩的方式工作；但是，當(dāng)脫離共振條件時(shí)，裝配有這種裝置的線性壓縮機(jī)在其整體性能特性上通常會(huì)遭到嚴(yán)重破壞。
將進(jìn)一步注意到的是，在不意味著相當(dāng)?shù)男阅軗p失的情況下，由于大約兩個(gè)因素，制冷容量值，即可以通過(guò)現(xiàn)在已知類(lèi)型的線性壓縮機(jī)獲得的制冷效果的變化不能達(dá)到很大的程度；制冷容量的這種變化例如可以是由于特定相關(guān)應(yīng)用的需要；或者甚至考慮到通過(guò)使壓縮機(jī)的功率輸出適應(yīng)于特定運(yùn)行時(shí)期制冷器所需的實(shí)際制冷容量而節(jié)約能量。實(shí)際上，如已經(jīng)在上面所記錄的一樣，由于來(lái)自相對(duì)于氣缸蓋的止點(diǎn)位置和活塞的中間振蕩點(diǎn)的位置的限制，甚至在不改變電動(dòng)機(jī)效率的情況下，后者實(shí)際上是不可改變的，活塞沖程的變化導(dǎo)致性能損失，并且因此從其得出壓縮機(jī)性能損失。由于該限制需要系統(tǒng)的共振條件保持不變，所以活塞振蕩頻率的變化也不是可行的選擇，因?yàn)槠湓趬嚎s機(jī)性能不發(fā)生損失的條件下是不可能實(shí)現(xiàn)的。
因此，本發(fā)明的主要目的是通過(guò)提供一種線性壓縮機(jī)，其中性能和效率特性無(wú)關(guān)于，即不依賴(lài)于并且不管怎樣也完全不受其結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和運(yùn)行要求及變化影響，以消除前面提到的現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案中的所以缺陷。
在本發(fā)明上述目標(biāo)中的一個(gè)主要目的在于，提供一種線性壓縮機(jī)，其中，給出了其制冷功率輸出獲得寬的變化的可能性，而這些變化沒(méi)有成為同樣的壓縮機(jī)整體性能特性退化的原因。
本發(fā)明的另一個(gè)主要目的在于提供一種線性壓縮機(jī)，其中，相對(duì)于氣缸蓋的活塞上止點(diǎn)的位置可以允許更大的公差，而這不損害壓縮機(jī)的整體性能特性，因此使用于控制活塞位置的裝置變得簡(jiǎn)化，并因此使花費(fèi)大大減少。
本發(fā)明進(jìn)一步的主要目的在于通過(guò)改變活塞的行程，或其相對(duì)于中點(diǎn)的振幅和余隙或死容積，以確保壓縮機(jī)的制冷功率輸出可調(diào)節(jié)的可能性，同時(shí)使能量效率值在高水平保持不變。
還是本發(fā)明的另一個(gè)主要目的，是要提供一種線性壓縮機(jī)，其結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，而同時(shí)，與現(xiàn)有技術(shù)中的線性壓縮機(jī)相比，保證不變的或甚至可能提高的效率以及改善的運(yùn)行靈活性。
最后，不管怎樣，本發(fā)明比較重要的目的在于提供一種線性壓縮機(jī)，其成本低并有競(jìng)爭(zhēng)力，并能夠借助于容易獲得的機(jī)器和技術(shù)制造。
根據(jù)本發(fā)明，從下面進(jìn)行的描述中將變得顯而易見(jiàn)的上述目的和優(yōu)點(diǎn)以及進(jìn)一步的目的和優(yōu)點(diǎn)，會(huì)在結(jié)合了如在所附權(quán)利要求1中所述的特征和特性的線性壓縮機(jī)中獲得。
根據(jù)下面給出的具體的但不是唯一的實(shí)施例的描述，可以更容易地理解本發(fā)明的線性壓縮機(jī)的進(jìn)一步特征和優(yōu)點(diǎn)，該實(shí)施例作為非限制性例子參照附圖加以描述，其中

圖1為本發(fā)明的線性壓縮機(jī)的縱向截面圖；圖2為圖1截面圖的詳細(xì)示圖；圖3本發(fā)明的線性壓縮機(jī)運(yùn)行周期的示意表示的簡(jiǎn)圖；圖4為沿相對(duì)于圖1成90°的剖面的本發(fā)明的線性壓縮機(jī)的示意圖。
參照上面引用和列出的圖示，通常以1表示的線性壓縮機(jī)，包括定子體2，其主要由纏繞有線圈(未示出)的外軛3和面對(duì)外軛3設(shè)置的內(nèi)軛4組成，外軛與內(nèi)軛間隔設(shè)置以致形成氣隙5。
線性壓縮機(jī)進(jìn)一步包括移動(dòng)構(gòu)件6，其包括底座7，從該底座以現(xiàn)有技術(shù)中已知的方式延伸有一對(duì)臂(未示出)，這些臂中的每個(gè)都設(shè)置有磁鐵并容置于氣隙5內(nèi)。線性壓縮機(jī)還包括軸8，軸8的端部牢固地連接有活塞9，其中，底座7牢固地連接于底盤(pán)10，該底盤(pán)10順次連接于共振彈簧11。
如在現(xiàn)有技術(shù)中非常熟知的一樣，通過(guò)交流電源向壓縮機(jī)提供能量，引起磁通量的產(chǎn)生，其使移動(dòng)構(gòu)件6相對(duì)于定子體6履行往復(fù)式平移運(yùn)動(dòng)；然后通過(guò)軸8，這個(gè)運(yùn)動(dòng)傳送給活塞9。
軸8滑動(dòng)設(shè)置在終止于凸緣13的圓筒型導(dǎo)向體12內(nèi)，該凸緣13優(yōu)選與所述導(dǎo)向體12一體制成，并緊靠于氣缸15的襯套14，在所述氣缸內(nèi)滑動(dòng)設(shè)置有所述活塞9。凸緣13上設(shè)置有至少一個(gè)通過(guò)如簧片閥的吸入閥1 7控制的吸入孔16，吸入孔16與吸入管連通，吸入管包括連接于儲(chǔ)存器19的管18，儲(chǔ)存器19中收集有被吸入，然后流入管18最終經(jīng)受壓縮的氣體。在一個(gè)優(yōu)選方式中，吸入管安裝于凸緣13和定子體2之間，以便氣缸15內(nèi)氣體的流入從側(cè)面開(kāi)始，在側(cè)面壁的溫度是最低的。這樣有助于減小在吸入階段氣體加熱的程度，因此提高壓縮機(jī)的效率。
氣缸15由蓋20封??；因此氣缸1 5內(nèi)活塞9的行程在一側(cè)受到凸緣13的限制，在相對(duì)側(cè)受到蓋20的限制。后者設(shè)有至少一個(gè)排放或輸出口25，并裝備有如簧片閥的排放或輸出閥裝置以控制所述輸出口25。
在氣缸15內(nèi)部，活塞9限定第一室21或如將進(jìn)一步更好地說(shuō)明的低壓室，和第二室22或如也是將進(jìn)一步更好說(shuō)明的高壓室，其中，這兩個(gè)室是由氣缸15內(nèi)的活塞9的位置決定的可變?nèi)萘康那皇?；兩個(gè)室21和22通過(guò)至少一個(gè)設(shè)置在活塞9上并由如簧片閥的連通閥裝置24控制的通孔23建立相互連通。
由于這樣的已獲得的結(jié)構(gòu)，活塞9能夠在氣缸15內(nèi)部的兩個(gè)方向交替地壓縮氣體，因此，形成兩個(gè)壓縮階段，其中，通過(guò)設(shè)置在活塞9上的連通孔23和連通閥裝置24，第一低壓室21內(nèi)的排放或輸出階段與第二高壓室22內(nèi)的吸入階段同時(shí)發(fā)生。換句話，壓縮周期被分成以180°相轉(zhuǎn)變的相互間成反相兩個(gè)階段。
上述線性壓縮機(jī)的工作方式如下，特別參照?qǐng)D2和圖3所示的壓縮周期圖表，在圖3中，對(duì)應(yīng)于X軸表示氣缸15內(nèi)活塞9的位置，對(duì)應(yīng)于Y軸表示氣壓值從下止點(diǎn)X1開(kāi)始，其中，活塞9位于與凸緣13鄰近的位置，當(dāng)活塞9在其行程過(guò)程中遠(yuǎn)離于凸緣13移動(dòng)，保留在第一室21的余隙容積內(nèi)的氣體(圖3中圖表的A-B曲線)受到膨脹，從壓力P1變?yōu)橄喈?dāng)于吸入壓力(點(diǎn)B)的壓力P2；該壓力P2使吸入閥裝置17打開(kāi)，結(jié)果，通過(guò)管18和吸入口16，氣體從具有吸入管的儲(chǔ)存器19被吸入到第一低壓或預(yù)壓室21(吸入階段，線B-C)；在吸入階段的最后，活塞9位于其上止點(diǎn)X2，上止點(diǎn)位于離蓋20最小間隙的位置，因此，為第一低壓室21限定了最大容積。
與在第一低壓室21內(nèi)的該吸入階段A-B-C同時(shí)發(fā)生，并從對(duì)應(yīng)于下止點(diǎn)X1的活塞9的位置開(kāi)始，存在于第二高壓室22內(nèi)的氣體首先被壓縮，從壓力P1增加排放或輸出壓力P3到達(dá)的壓力值(曲線A-E)，其值達(dá)到使排放或輸出閥裝置30打開(kāi)的程度，并因此實(shí)現(xiàn)排放，即通過(guò)蓋20上的輸出孔25使氣體輸出(輸出階段，線E-F)。在該排放或輸出階段的最后(點(diǎn)F)，活塞9位于相當(dāng)于其上止點(diǎn)X2的位置，離設(shè)置有輸出孔25的蓋20最小間隙的位置。然后，從這個(gè)位置，活塞9的移置運(yùn)動(dòng)開(kāi)始反向移動(dòng)，因此，決定了在第二高壓室22中的余隙容積內(nèi)的氣體的膨脹(曲線F-D)，同時(shí)，決定了保留在第一低壓室21中吸入氣體的壓縮(曲線C-D)達(dá)到壓力P1到達(dá)的值，從而在第一室21和第二室22之間建立了平衡(點(diǎn)D)。該壓力值使設(shè)置在活塞9上的連通閥裝置24打開(kāi)，因此，能夠通過(guò)活塞9上的通孔23使預(yù)壓氣體從第一室21流入第二室22(線D-A)，直到后者最終達(dá)到其移動(dòng)行程的下止點(diǎn)X1。以這種方式，本發(fā)明的線性壓縮機(jī)完成了一個(gè)相當(dāng)于相互反相的兩個(gè)壓縮階段的周期，如圖3中對(duì)發(fā)生在第一室21中的低壓階段而言包括在點(diǎn)A、B、C、D之間的區(qū)域和對(duì)發(fā)生在第二室中的高壓階段而言包括在點(diǎn)A、E、F、D之間的區(qū)域所示。
在圖1和圖4中更進(jìn)一步地描述了可以?xún)?yōu)選地用于本發(fā)明的線性壓縮機(jī)上的潤(rùn)滑和冷卻裝置借助于泵31，潤(rùn)滑劑被收集進(jìn)儲(chǔ)存器32，并使其流過(guò)第一通道33和一個(gè)或多個(gè)周向設(shè)置在圓筒型導(dǎo)向體12上的第一孔34，以便潤(rùn)滑軸8。由此，然后，潤(rùn)滑劑通過(guò)第二通道35、設(shè)置于凸緣13上的第二孔36和位于氣缸15的襯套14上的第三通道37流入一空腔，即設(shè)置于襯套14內(nèi)的夾套38內(nèi)以冷卻氣缸15的壁，由于使氣缸壁保持更低溫度，從而達(dá)到既有利于熱效率又提高壓縮機(jī)的整體能量效率的目的。
為了潤(rùn)滑活塞9從而減小其在移動(dòng)過(guò)程中的摩擦力，一定量的潤(rùn)滑劑由部分軸8的外表面帶入第一低壓室21。
從上面已做出的描述，可以容易地理解，本發(fā)明線性壓縮機(jī)實(shí)際能夠達(dá)到所有前面描述的目的和優(yōu)點(diǎn)實(shí)際上，通過(guò)本發(fā)明的線性壓縮機(jī)，給出了即使在相當(dāng)于上止點(diǎn)和下止點(diǎn)的活塞9振蕩限制的情況下，仍可獲得高制冷輸出量的可能性， 該限制可能會(huì)位于離相應(yīng)的氣缸端部，即蓋20和凸緣13相當(dāng)遠(yuǎn)距離的位置。因此，不需要如相反在現(xiàn)有技術(shù)中的單級(jí)壓縮機(jī)所要求的一樣，存在在任何情況下都要保證預(yù)定的0.1mm最小量的余隙，因此允許使用精密復(fù)雜性和精確性較低并因此花費(fèi)較低的裝置控制活塞9的位置。
而且，通過(guò)上述方式將壓縮階段分成兩個(gè)階段，與具有相同余隙容積的單級(jí)壓縮機(jī)相比，能夠獲得高得多的容積效率。此外，壓縮機(jī)的制冷容量輸出可以根據(jù)兩個(gè)因素調(diào)節(jié)通過(guò)改變相對(duì)于上止點(diǎn)和下止點(diǎn)之間中點(diǎn)的活塞9的移動(dòng)行程或者改變余隙容積，同時(shí)能將能量效率保持在不變的高水平以及排除了任何可估計(jì)的壓縮機(jī)整體性能的降低。
這樣，本發(fā)明的壓縮機(jī)的工作特性和效率特性無(wú)關(guān)于，即不依靠于和不受其結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和運(yùn)行要求和變化的任何實(shí)質(zhì)影響。
本發(fā)明的線性壓縮機(jī)的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)來(lái)自這樣的事實(shí)，其具體表現(xiàn)為這樣的方式以至保證了其結(jié)構(gòu)最大限度地簡(jiǎn)單化，而且，在不需要使如活塞、氣缸蓋或閥等任何壓縮機(jī)零件加倍的情況下，同時(shí)保證高特性效力。
當(dāng)然，可以預(yù)見(jiàn)，本發(fā)明可以經(jīng)過(guò)多種修改和變化，可以與多種不用的應(yīng)用聯(lián)合使用，都沒(méi)有脫離本發(fā)明的范圍。
應(yīng)進(jìn)一步注意到的是，每次都可以選擇用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的材料以及單個(gè)零件的形狀和尺寸，以最適當(dāng)?shù)剡m合任何特定需要或符合任何相關(guān)應(yīng)用的需要，這并不意味著任何對(duì)本發(fā)明范圍的違背。
權(quán)利要求
1.一種線性壓縮機(jī)，包括滑動(dòng)地設(shè)置于氣缸(15)內(nèi)的活塞(9)，其特征在于，在所述氣缸(15)內(nèi)，所述活塞(9)限定了第一低壓室(21)和第二高壓室(22)，所述活塞還設(shè)有所述第一室和所述第二室(21、22)之間的控制連通裝置(23)，由閥裝置(24)控制以在其間建立這種連通。
2.如權(quán)利要求1所述的線性壓縮機(jī)，其中，所述第一室和所述第二室(21、22)具有由所述氣缸(15)內(nèi)活塞(9)位置決定的可變?nèi)萘俊?br> 3.如權(quán)利要求1所述的線性壓縮機(jī)，其中，所述連通裝置包括至少一個(gè)設(shè)置在所述活塞(9)上的連通孔(23)。
4.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的線性壓縮機(jī)，其中，所述活塞(9)是活動(dòng)構(gòu)件(6)的一部分，該活動(dòng)構(gòu)件(6)包括底座(7)，自其延伸有軸(8)，在軸(8)的一端部支撐所述活塞(9)。
5.如權(quán)利要求4所述的線性壓縮機(jī)，其中，所述軸(8)滑動(dòng)地容置在終止于凸緣(13)的導(dǎo)向體(12)內(nèi)，該凸緣(13)設(shè)有至少一個(gè)由吸入閥裝置(17)控制的吸入孔(16)。
6.如權(quán)利要求5所述的線性壓縮機(jī)，其中，所述凸緣(13)與所述導(dǎo)向體(12)一體設(shè)置。
7.如權(quán)利要求3所述的線性壓縮機(jī)，其中，所述活塞(9)在所述氣缸(15)內(nèi)向兩個(gè)方向壓縮流體，因此產(chǎn)生兩個(gè)壓縮階段，其中通過(guò)所述連通孔(23)和所述連通閥裝置(24)，所述第一低壓室(21)的排放或輸出階段與所述第二高壓室(22)的吸入階段同時(shí)發(fā)生。
8.如權(quán)利要求3和5所述的線性壓縮機(jī)，其中，所述活塞(9)遠(yuǎn)離所述凸緣(13)移動(dòng)的移動(dòng)行程，在第一低壓室(21)內(nèi)被所述吸入閥裝置(17)控制而形成膨脹階段(AB)和吸入階段(BC)，在第二高壓室(22)內(nèi)被排放閥裝置(30)控制而形成壓縮階段(AE)和排放階段(EF)，在第一低壓室(21)的所述吸入階段和第二高壓室(22)的所述壓縮階段期間，所述連通孔(23)由所述連通閥裝置(24)關(guān)閉。
9.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求或其組合的線性壓縮機(jī)，其特征在于，其進(jìn)一步包括潤(rùn)滑冷卻裝置，潤(rùn)滑冷卻裝置包括在儲(chǔ)存器(32)和一個(gè)或多個(gè)周向設(shè)置于該圓筒型導(dǎo)向體(12)上的第一孔(34)之間建立連通的第一通道(33)，和適合通過(guò)所述第一通道(33)和所述第一孔(34)從所述儲(chǔ)存器(32)向所述軸(8)和所述導(dǎo)向體(12)之間輸送潤(rùn)滑劑的循環(huán)泵(31)。
10.如權(quán)利要求9所述的線性壓縮機(jī)，其中，所述潤(rùn)滑劑進(jìn)一步通過(guò)第二通道(35)，設(shè)置在所述凸緣(13)上的第二孔(36)和設(shè)置在所述氣缸(15)內(nèi)的第三通道(37)，從所述導(dǎo)向體(12)流入設(shè)置在所述氣缸(15)的壁內(nèi)的空腔或夾套(38)。
全文摘要
本發(fā)明涉及線性壓縮機(jī)，其包括滑動(dòng)地設(shè)置于氣缸(15)內(nèi)的活塞(9)；在所述氣缸(15)內(nèi)，所述活塞(9)限定了第一低壓室(21)和第二高壓室(22)，所述活塞還設(shè)有所述第一室和所述第二室(21、22)之間的控制連通裝置(23)，由閥裝置(24)控制以在其間建立這種連通。
文檔編號(hào)F04B39/00GK101014770SQ200580013586
公開(kāi)日2007年8月8日 申請(qǐng)日期2005年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月29日
發(fā)明者愛(ài)德華多·馬里奧·比斯卡爾迪, 安德烈亞·孔塔里尼, 薩穆埃萊·達(dá)羅斯, 米凱萊·利布拉拉托, 焦維尼·斯特拉帕宗, 尼古拉·特里維林 申請(qǐng)人:意萊特羅美卡尼卡股份有限公司