壓縮機改進結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種線性壓縮機，其包括具有頂部(8009)和側(cè)壁(8006)的空心活塞(8002)，該活塞在汽缸中做往復(fù)運動，活塞桿(8000)將活塞(8002)連接到彈簧上。活塞桿(8000)和活塞(8002)之間具有軸向剛性而橫向撓性的連接(8001)，在將橫向力傳遞到遠離活塞頂部(8009)的軸向位置處的活塞(8002)的同時，向活塞頂部(8009)直接傳送軸向力。該連接(8001)允許活塞(8002)和活塞桿(8000)之間具有與活塞往復(fù)運動軸相橫向而且均勻地圍繞著該往復(fù)運動軸的轉(zhuǎn)動靈活性。
【專利說明】壓縮機改進結(jié)構(gòu)
[0001]本申請是申請日為2004年5月28日、申請?zhí)枮?00810004826.X、發(fā)明名稱為“壓縮機改進結(jié)構(gòu)”的發(fā)明專利申請的分案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及線性或自由活塞壓縮機，其特別用于但不僅僅用于電冰箱中。
【背景技術(shù)】
[0003]在本申請中公開的本發(fā)明涉及線性壓縮機和自由活塞機械。在現(xiàn)有技術(shù)中有線性壓縮機和自由活塞機械的許多實例。在我們的國際申請W002/35093中對新近的實例做出了說明。在該申請中描述了我們的制冷壓縮機。該壓縮機包括在汽缸組件內(nèi)往復(fù)運動的活塞總成。活塞總成和汽缸組件通過各總成尾端的主彈簧連接起來。線性電動機的定子放在汽缸和主彈簧之間，電樞放在活塞和主彈簧(在連接的活塞桿上)之間。線性電動機被激勵從而以所需的共振頻率驅(qū)動壓縮機。由于氣體軸承在活塞和氣缸壁之間運行，并且從汽缸蓋供給壓縮制冷劑，因此壓縮機適合于無油運轉(zhuǎn)。W002/35093的公開的內(nèi)容結(jié)合在此作為參考，并且在本申請的詳細說明的開頭部分做出了概括，從而將本發(fā)明置于優(yōu)選的背景下。
[0004]然而，本發(fā)明中的多數(shù)同樣適用于其它壓縮機結(jié)構(gòu)。
[0005]我們的國際申請W001/29444示出一種壓縮機結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，線性電動機與活塞和汽缸同軸安裝。在其它的許多方面中，該壓縮機與專利W002/35093中的壓縮機是相似的。被轉(zhuǎn)讓給SunPower公司的美國專利US5, 525, 845同樣描述了一種使用氣體軸承的無油線性壓縮機，在該壓縮機中，線性電動機與活塞和汽缸同軸安裝，還有一系列其它結(jié)構(gòu)。
[0006]被轉(zhuǎn)讓給LG電子公司的專利US6，089, 352，描述了一種線性壓縮機，在該壓縮機中，線性電動機與活塞和汽缸同軸安裝。該壓縮機中提供了油潤滑，而不是氣體軸承。
[0007]被轉(zhuǎn)讓給Sawafuji Electric有限公司的專利US4, 416, 594,描述了一種使用油潤滑的線性壓縮機。線性電動機的電樞圍繞著定子。在活塞頭中裝備了吸入閥，從而使得用于壓縮的制冷劑通過活塞而不是通過汽缸蓋進入壓縮空間。由H Dolz轉(zhuǎn)讓給MatsushitaRefrigeration公司和專利US3，143，281的專利W000/32934示出了包括穿過活塞頭吸入制冷劑的其它實例。
[0008]上述所有的壓縮機都是共振式壓縮機的實例，該類壓縮機包括活塞部件和汽缸部件之間的彈簧。這是用于制冷劑壓縮的線性壓縮機的典型結(jié)構(gòu)，例如可以在空氣調(diào)節(jié)器或家用電器中使用。現(xiàn)有技術(shù)中的其它線性壓縮機都是公知不使用這種彈簧聯(lián)接的。這些壓縮機典型地在斯特靈(Stirling)循環(huán)低溫冷卻器中使用，在該冷卻器中，致冷氣體在同一場所交替地壓縮和膨脹。被轉(zhuǎn)讓給Helix Technology公司的專利US5, 146，124和US4, 644，851，都是這一結(jié)構(gòu)的實例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是要提供緊湊的線性或自由活塞壓縮機的改進結(jié)構(gòu)，這些措施對于改進現(xiàn)有技術(shù)有一定用處，或者至少可以為該行業(yè)提供有用的備選品。
[0010]貫穿該說明書以及在權(quán)利要求中，“彎曲中心”的意思是，對于一個元件來說，當(dāng)在其兩端施加一個剪切力時，該元件的彎曲力矩為零的位置，只是所述兩端的取向被剛性地保持住。對于沿著其長度具有相同彎曲剛度(EI)的元件，包括各種類型的彈簧和螺旋彈簧，彎曲中心就是抗旋轉(zhuǎn)的端部支承之間的中點。這種情況同樣適用于表現(xiàn)出關(guān)于中心對稱的彎曲剛度的部件。
[0011]在第一方面，本發(fā)明從廣義上可以說涉及具有在汽缸內(nèi)做往復(fù)運動的活塞的線性壓縮機的改進結(jié)構(gòu)，該活塞包括在所述活塞環(huán)形拐角處的的任一端終止的外壁表面，改進結(jié)構(gòu)包括:
[0012]所述外壁表面在所述拐角處具有半徑減小的區(qū)域，從而使得在所述拐角處所述汽缸和所述活塞的平均間距大于所述活塞壁和所述汽缸之間的最小環(huán)形平均間距；使活塞在所述端面引導(dǎo)下移動時，在所述拐角處半徑減小的所述區(qū)域提供提升力。
[0013]在運行中，所述汽缸內(nèi)活塞的滑動優(yōu)選地是由氣體軸承來潤滑的。
[0014]所述拐角處的所述平均間距優(yōu)選地大于所述活塞外壁表面和所述汽缸之間的中值間距。
[0015]半徑減小的所述區(qū)域優(yōu)選為環(huán)形。
[0016]在所述環(huán)形區(qū)域，對大部分所述活塞壁表面而言，所述平均間距優(yōu)選為所述最小環(huán)形平均間距的0.1倍到4倍之間。在所述環(huán)形區(qū)域，對大部分所述活塞壁表面而言，所述平均間距最優(yōu)選為在所述最小環(huán)形平均間距的0.25倍到2倍之間。
[0017]所述環(huán)形區(qū)域沿著所述活塞外壁表面軸向延伸一段距離，該距離優(yōu)選為在所述最小環(huán)形平均間距的500到2000倍之間。
[0018]在所述環(huán)形區(qū)域，直徑的所述縮減量是變化的，優(yōu)選地為在所述拐角處最大，而在遠離所述拐角的所述環(huán)形區(qū)域的邊緣處最小，其中所述環(huán)形區(qū)域與具有所述最小環(huán)形平均間距的所述外壁表面區(qū)域接合。
[0019]所述活塞的所述外壁表面優(yōu)選地包括每個所述拐角處的半徑減小的所述區(qū)域。
[0020]在另一方面，本發(fā)明從廣義上說涉及由氣體軸承潤滑的線性壓縮機的活塞的制作方法，所述方法包括下列步驟:
[0021]制造包括外壁表面的活塞體，該外壁表面適合于受控腐蝕，
[0022]將所述活塞體的一端浸沒在用來腐蝕所述外壁表面的電解液中(例如:通過電解或化學(xué)反應(yīng))，以及
[0023]將所述活塞體末端從所述電解液中退出。
[0024]步驟(a)優(yōu)選地包括制造所述活塞體，該活塞體在其外表面具有一定厚度的電鍍金屬層，以及將所述活塞的所述末端在以下條件下浸沒一定時間，即，使所述金屬層部分地但不是完全地從所述外壁表面的環(huán)形區(qū)域除去。
[0025]所述活塞外部表面總的浸沒時間優(yōu)選地根據(jù)從所述活塞末端沿所述外表面的位置的不同而改變，在所述活塞末端最大，而在遠離所述末端的所述環(huán)形區(qū)域中的位置處大幅度減小。
[0026]所述浸沒時間優(yōu)選地通過使所述活塞末端平穩(wěn)地做浸入和退出所述電解液的往復(fù)運動而改變。所述活塞末端可以重復(fù)地做浸入和退出所述電解液的往復(fù)運動。[0027]在另一方面，本發(fā)明從廣義上說涉及具有活塞的線性壓縮機的改進結(jié)構(gòu)，該活塞具有頂部和側(cè)壁，在帶有活塞桿的汽缸中做往復(fù)運動，其中活塞桿將所述活塞與彈簧連接，該改進結(jié)構(gòu)包括:
[0028]所述活塞桿和所述活塞之間的連接，該連接將軸向力直接傳遞到所述活塞頂部，而將側(cè)向力傳遞到遠離所述活塞頂部的軸向位置處的所述活塞，并且該連接允許在所述活塞和所述活塞桿之間與往復(fù)運動軸相橫向并均勻地環(huán)繞著所述往復(fù)運動軸具有旋轉(zhuǎn)靈活性。
[0029]在運行中，所述活塞在所述汽缸內(nèi)部的運動優(yōu)選地是由氣體軸承來潤滑的。
[0030]所述連接優(yōu)選地包括位于所述活塞桿和所述活塞頂部之間的軸向剛性而橫向撓性的連桿，以及橫向加載部件，該橫向加載部件與所述活塞桿連接，并且在沿著所述鏈環(huán)長度的軸向中間位置處延伸到所述活塞側(cè)壁內(nèi)表面，從而將橫向力傳送到所述活塞側(cè)壁的內(nèi)表面。
[0031]所述橫向加載部件優(yōu)選地包括與所述活塞桿連接的剛性法蘭盤，以及固定到所述法蘭盤外圍的軸承，該法蘭盤與所述活塞側(cè)壁的所述內(nèi)表面鄰接，并且允許兩者相對運動。
[0032]所述軸承優(yōu)選為彈性材料并且允許撓曲運動。所述軸承可選地為光滑的，允許滑動。
[0033]所述橫向加載部件可選擇地包括柔性膜片或輪輻，該膜片或輪輻從所述活塞桿延伸到所述活塞側(cè)壁的所述內(nèi)表面，所述膜片的外圍連接到所述內(nèi)表面。
[0034]所述活塞可選擇地包括懸臂部件，該懸臂部件從所述活塞頂部向所述活塞桿軸向延伸，所述橫向加載部件將橫向負載傳送到所述懸臂部件。
[0035]優(yōu)選地，所述懸臂部件和所述橫向加載部件相接，其中一個部件在另一個部件的內(nèi)部，在兩者之間設(shè)有軸承，用來傳送橫向負載但是允許相對轉(zhuǎn)動。
[0036]所述連接可選地包括:
[0037]從所述活塞頂部的內(nèi)表面延伸的懸臂，其末端向所述活塞桿延伸，
[0038]所述活塞桿的延展部分，其末端延伸到所述活塞內(nèi)部，以及
[0039]所述懸臂和所述活塞桿延展部分的接頭，用來傳送軸向和橫向負載，但是允許圍繞與活塞往復(fù)運動方向相橫向的軸相對轉(zhuǎn)動。
[0040]所述接頭優(yōu)選地包括彈性材料體，該材料體插入到所述懸臂遠端和所述擴展部分遠端之間，并且一個面聯(lián)結(jié)到所述懸臂上，而另一個面聯(lián)結(jié)到所述延展部分上。
[0041 ] 所述接頭可選地包括球接頭。
[0042]在另一方面，本發(fā)明從廣義上說涉及具有活塞的線性壓縮機的改進結(jié)構(gòu)，該活塞具有頂部和側(cè)壁，在帶有活塞桿的汽缸中做往復(fù)運動，其中活塞桿將所述活塞與彈簧連接，該改進結(jié)構(gòu)包括:
[0043]位于所述活塞桿和所述活塞頂部之間的軸向剛性而橫向撓性的連桿，以及
[0044]橫向加載部件，該橫向加載部件與所述活塞桿連接，并且在沿著所述鏈環(huán)長度的軸向位置中間位置處延伸到所述活塞側(cè)壁內(nèi)表面，從而將橫向力傳送到所述活塞側(cè)壁的內(nèi)表面。
[0045]所述橫向加載部件優(yōu)選地包括與所述活塞桿連接的剛性法蘭盤，以及固定到所述法蘭盤外圍的軸承，該法蘭盤與所述活塞側(cè)壁的所述內(nèi)表面鄰接，并且允許兩者相對運動。[0046]所述軸承優(yōu)選為彈性材料并且允許撓曲運動。
[0047]所述軸承可選為光滑的，并且允許滑動。
[0048]所述橫向加載部件可選地包括柔性膜片或輪輻，該膜片或輪輻從所述活塞桿延伸到所述活塞側(cè)壁的所述內(nèi)表面，所述膜片的外圍連接到所述內(nèi)表面。
[0049]所述活塞可選地包括懸臂部件，該懸臂部件從所述活塞頂部向所述活塞桿軸向延伸，所述橫向加載部件將橫向負載傳送到所述懸臂部件。
[0050]優(yōu)選地，所述懸臂部件和所述橫向加載部件相接，其中一個部件在另一個部件的內(nèi)部，在兩者之間設(shè)有軸承，用來傳送橫向負載但是允許相對轉(zhuǎn)動。
[0051]在另一方面，本發(fā)明從廣義上說涉及具有活塞的線性壓縮機的改進結(jié)構(gòu)，活塞具有頂部和側(cè)壁，在帶有活塞桿的汽缸中往復(fù)運動，其中活塞桿將所述活塞與彈簧連接，該改進結(jié)構(gòu)包括:
[0052]從所述活塞頂部的內(nèi)表面延伸的懸臂，其遠端向所述活塞桿延伸，
[0053]所述活塞桿的延展部分，其遠端延伸到所述活塞內(nèi)部，以及
[0054]所述懸臂和所述活塞桿延展部分的接頭，用來傳送軸向和橫向負載，但是允許圍繞與活塞往復(fù)運動方向相橫向的軸相對轉(zhuǎn)動。
[0055]所述接頭優(yōu)選地包括彈性材料體，該材料體插入到所述懸臂遠端和所述擴展部分遠端之間，并且一個面聯(lián)結(jié)到所述懸臂上，而另一個面聯(lián)結(jié)到所述延展部分上。
[0056]所述接頭可選地包括球接頭。
[0057]在另一方面，本發(fā)明從廣義上說涉及包括彈性支承在密封外殼中的線性壓縮機的制冷壓縮機的改進結(jié)構(gòu)，所述壓縮機的布置使其可在大體上固定的軸上進行周期性運動，該改進結(jié)構(gòu)包括:
[0058]在所述線性壓縮機和所述外殼之間延伸的供給通道，
[0059]所述供給通道形成了一個回路，該回路位于與所述預(yù)期周期性運動的軸平行的平面內(nèi)，
[0060]所述回路的兩端大體上是平行的，并且分別安裝在所述壓縮機和所述外殼上，從而阻礙圍繞垂直于所述平面的軸的力矩。
[0061]所述供給通道的兩端優(yōu)選為安裝成平行于所述壓縮機的預(yù)期運動軸。
[0062]所述供給通道優(yōu)選為對線性電動機的供電通道，并且優(yōu)選包括形成回路的電線，該回路具有一對大體上平行的區(qū)段，這兩個區(qū)段間隔一定的距離并且在遠端通過橫向區(qū)段連接，所述平行區(qū)段的遠端分別安裝在所述壓縮機和所述外殼上。
[0063]所述回路的所述橫向區(qū)段的長度優(yōu)選大于任一所述平行區(qū)段的所述遠端和其所對應(yīng)座架之間的距離。
[0064]在另一方面，本發(fā)明從廣義上說涉及被封裝的壓縮機，該壓縮機包括:
[0065]在組件上具有安裝連接的壓縮機，該壓縮機運行時，該組件的質(zhì)量中心基本在一個平面內(nèi)振動，
[0066]對所述壓縮機進行密封的外殼，以及
[0067]具有低彎曲剛度的多個支撐部件，這些支撐部件連接在所述安裝連接和所述外殼之間，所述支撐部件為所述壓縮機提供垂直支撐，每個所述支撐部件的一端連接到所述壓縮機的安裝點，而另一端連接到所述外殼，并且在這兩端之間具有一個“彎曲中心”，[0068]每個支撐部件的彎曲中心與所述振動平面共面。
[0069]每個所述支撐部件都優(yōu)選為螺旋彈簧，每個所述螺旋彈簧的彎曲剛度都是關(guān)于中點對稱的，并且所述螺旋彈簧的中點與所述振動平面共面。
[0070]每個所述螺旋彈簧都優(yōu)選地具有一條中心線，并且從所述外殼延伸到所述壓縮機，所述中心線垂直于活塞往復(fù)運動的所述軸。
[0071]所述線性壓縮機優(yōu)選為大體上關(guān)于所述振動平面對稱，并且所述組件上的所述安裝連接位于所述平面的上方，而彈簧安裝到所述平面下方的所述外殼上。
[0072]所述安裝連接優(yōu)選為位于壓縮機外圍的外部，并且所述支撐彈簧優(yōu)選為短于所述壓縮機的高度。
[0073]在另一方面，本發(fā)明從廣義上說涉及被封裝的壓縮機，該壓縮機包括:
[0074]在組件上具有安裝連接的壓縮機，在壓縮機運行時，該組件的質(zhì)量中心基本在一個平面內(nèi)振動，
[0075]對所述壓縮機進行密封的密封外殼，以及
[0076]具有低彎曲剛度的多個線圈支撐彈簧，這些彈簧連接在所述安裝連接和所述外殼之間，所述支撐部件為所述壓縮機提供垂直支撐，每個所述支撐部件的一端連接到所述壓縮機的安裝點，而另一端連接到所述外殼(在力矩傳遞連接中)，
[0077]所述壓縮機和所述密封外殼之間彈簧的布置，以及每個彈簧的彎曲剛度分布和長度使得當(dāng)壓縮機運行時，每個支撐彈簧所支撐的垂直負載是大體上恒定的(在壓縮機沒有運行時也同樣如此)。
[0078]每個所述螺旋彈簧的一端優(yōu)選地連接到所述壓縮機的安裝點，而另一端優(yōu)選地連接到所述外殼，并且在這兩端之間具有一個“彎曲中心”，以及
[0079]每個支撐部件的彎曲中心與所述振動平面共面。
[0080]可替換地，兩個或多個所述彈簧作為一組在一個共同的軸向位置連接到所述壓縮機，并且由所述彈簧組施加到所述壓縮機上的凈反作用轉(zhuǎn)矩(當(dāng)壓縮機在振動時)為零。
[0081]所述彈簧組優(yōu)選地包括兩個相對的而且關(guān)于所述振蕩平面對稱的彈簧。
[0082]所述振動優(yōu)選為線性的，并且所述彈簧組優(yōu)選地包括相對于振動線徑向?qū)R的至少三個彈簧。
[0083]在另一方面，本發(fā)明從廣義上說涉及被封裝的壓縮機，該壓縮機包括:
[0084]外殼，
[0085]在所述外殼內(nèi)部懸掛并且被所述外殼封閉的線性壓縮機，在所述線性壓縮機周圍的所述外殼內(nèi)具有氣體空間，所述線性壓縮機具有在汽缸中做往復(fù)運動的活塞，以及從所述氣體空間進入到所述汽缸內(nèi)的吸氣通道，
[0086]到所述外殼氣體空間的吸氣入口，
[0087]從所述汽缸到所述外殼外面的壓縮氣體通道，以及
[0088]所述氣體空間中的氣流抑制器，其中該氣流抑制器大體上將所述氣體空間的第一區(qū)域與第二區(qū)域分開，以及抑制所述第一和第二區(qū)域之間的氣流，所述吸氣入口以及所述吸氣通道通向所述第一區(qū)域，并且所述壓縮氣體通道從所述第二區(qū)域中穿過。
[0089]所述氣流抑制器優(yōu)選地包括所述氣體空間中的環(huán)形收縮部。
[0090]所述外殼優(yōu)選為大體細長形的容器，并且優(yōu)選地包括沿著其長度的頸部通道，所述外殼的內(nèi)表面在所述頸部區(qū)域要比在所述第一和第二區(qū)域更靠近所述線性壓縮機。
[0091 ] 所述吸氣通道優(yōu)選地延伸穿過所述活塞。
[0092]所述壓縮氣體通道優(yōu)選地包括與所述線性壓縮機連接的排氣壓頭，所述排氣壓頭包括限定排氣腔室的內(nèi)壁表面、位于所述氣體空間的所述第二區(qū)域內(nèi)的外壁表面、以及所述內(nèi)表面和所述外表面之間的絕熱件。
[0093]所述絕熱件優(yōu)選地包括內(nèi)壁和外壁之間充分封閉的空間，所述封閉空間具有十分小的空間尺寸，使所述的空間連同工作氣體的性質(zhì)以及預(yù)期的運行環(huán)境給出小于20，000的瑞利數(shù)。
[0094]所述汽缸優(yōu)選地包括:
[0095]限定汽缸壁的汽缸殼體，
[0096]限定汽缸端部的閥板，并且該閥板包括一個或多個至所述壓縮氣體通道的排氣口，以及
[0097]夾在所述閥板和所述汽缸殼體之間的絕熱件。
[0098]所述絕熱件優(yōu)選地包括厚聚合物密封墊片。
[0099]在另一方面，本發(fā)明從廣義上說涉及一種壓縮機，該壓縮機包括在汽缸中做往復(fù)運動的活塞，具有穿過所述活塞的吸氣通道，而所述汽缸包括:
[0100]限定汽缸壁的汽缸殼體，
[0101]限定汽缸端部的閥板，并且該閥板包括一個或多個至所述壓縮氣體通道的排氣口，以及
[0102]夾在所述閥板和所述汽缸殼體之間的絕熱件。
[0103]所述絕熱件優(yōu)選地包括厚聚合物密封墊片。
[0104]在另一方面，本發(fā)明從廣義上說涉及一種壓縮機，該壓縮機包括不用油潤滑而在汽缸中做往復(fù)運動的活塞，具有穿過所述活塞的吸氣通道，而所述汽缸包括:
[0105]限定汽缸壁的汽缸殼體，
[0106]限定汽缸端端的閥板，并且該閥板包括一個或多個至所述壓縮氣體通道的排氣口，以及
[0107]夾在所述閥板和所述汽缸殼體之間的厚聚合物密封墊片。
[0108]在另一方面，本發(fā)明從廣義上說涉及一種被封裝的壓縮機，該壓縮機包括:
[0109]外殼，
[0110]在所述外殼內(nèi)部懸掛并且被所述外殼封閉的線性壓縮機，在所述線性壓縮機周圍的所述外殼內(nèi)具有氣體空間，所述線性壓縮機具有在汽缸中做往復(fù)運動的活塞，以及從所述氣體空間進入到所述汽缸內(nèi)的吸氣通道，
[0111]所述外殼氣體空間的吸氣入口，
[0112]從所述汽缸到所述外殼外面的壓縮氣體通道，該通道包括與所述線性壓縮機連接的排氣壓頭，所述排氣壓頭包括限定排氣腔室的內(nèi)壁表面、位于所述氣體空間的所述第二區(qū)域內(nèi)的外壁表面、以及所述內(nèi)表面和所述外表面之間的絕熱件。
[0113]所述絕熱件優(yōu)選地包括位于內(nèi)壁和外壁之間的充分封閉的空間，所述氣體空間具有十分小的空間尺寸，使所述的空間連同工作氣體的性質(zhì)以及預(yù)期的運行環(huán)境給出小于20, 000的瑞利數(shù)。[0114]所述吸氣通道優(yōu)選地避開所述排氣壓頭。
[0115]在另一方面，本發(fā)明從廣義上說涉及一種壓縮機，該壓縮機具有單一汽缸以及在單一汽缸中做往復(fù)運動的活塞，該汽缸具有限定壓縮空間的封閉端，改進結(jié)構(gòu)包括:
[0116]從所述壓縮空間到排氣空間的多個氣流通道，
[0117]位于每個所述氣流通道中的自操作閥，在穿過閥的壓差作用下該閥開啟，并且通過彈簧偏置到關(guān)閉狀態(tài)，
[0118]每個所述閥和彈簧作為單一整體平面閥部件的一部分。
[0119]每個所述閥和彈簧都優(yōu)選地具有不同于其它所述彈簧的固有頻率。
[0120]每個所述彈簧優(yōu)選地具有稍微不同于其它所述彈簧的剛度。
[0121]所述彈簧優(yōu)選為懸臂片簧，所述閥板優(yōu)選為所述懸臂片簧的一端，并且每個所述懸臂片簧的幾何形狀與其它所述懸臂片簧的幾何形狀有輕微的不同。
[0122]可選地，每個所述閥都具有稍微不同于其它所述閥的質(zhì)量。
[0123]所述閥部件優(yōu)選地具有共同的支撐部件，該支撐部件相對于所述汽缸的所述封閉端固定，所述多個懸臂片簧從所述共同支撐部件處延伸。
[0124]所述共同支撐部件優(yōu)選為中心轂，而所述懸臂片簧優(yōu)選從所述轂處徑向延伸。
[0125]在所述中心轂內(nèi)優(yōu)選有另一個懸臂片簧。
[0126]在另一方面，本發(fā)明從廣義上說涉及壓縮機改進結(jié)構(gòu)，該壓縮機包括在汽缸中做往復(fù)運動的活塞，其中該汽缸具有限定壓縮空間的封閉端，所述活塞最大沖程與汽缸橫截面積的乘積小于15cc，該改進結(jié)構(gòu)包括:
[0127]從所述壓縮空間到排氣出口的至少三個氣流通道，
[0128]位于每個所述氣流通道中的自操作閥，在穿過閥的壓差作用下該閥開啟，
[0129]每個所述閥優(yōu)選地通過彈簧偏置到關(guān)閉狀態(tài)并且每個所述閥和彈簧都優(yōu)選地具有不同于其它所述彈簧的固有頻率。
[0130]每個所述彈簧優(yōu)選地具有稍微不同于其它所述彈簧的剛度。
[0131]所述彈簧優(yōu)選為懸臂片簧，所述閥優(yōu)選為所述懸臂片簧的一端，并且每個所述懸臂片簧的幾何形狀與其它所述懸臂片簧的幾何形狀有輕微的不同。
[0132]可選地或另外，每個所述閥都具有稍微不同于其它所述閥的質(zhì)量。
[0133]所述彈簧優(yōu)選地被形成為單一整體閥部件的一部分，所述閥部件優(yōu)選地具有共同的支撐部件，該支撐部件相對于所述汽缸的所述封閉端固定，所述多個懸臂片簧從所述共同支撐部件處延伸。
[0134]所述共同支撐部件優(yōu)選為中心轂，而所述懸臂片簧優(yōu)選從所述轂處徑向延伸。
[0135]在所述中心轂內(nèi)優(yōu)選有另一個懸臂片簧。
[0136]在另一方面，本發(fā)明從廣義上說涉及壓縮機改進結(jié)構(gòu)，該壓縮機包括在汽缸中做往復(fù)運動的活塞，其中該汽缸具有限定壓縮空間的封閉端，該改進結(jié)構(gòu)包括:
[0137]從所述壓縮空間到排氣出口的多個氣流通道，
[0138]位于每個所述氣流通道中的自操作閥，在穿過閥的壓差作用下該閥開啟，
[0139]每個閥通過彈簧偏置到關(guān)閉狀態(tài)，
[0140]每個所述彈簧和閥的固有頻率不都是相同的(通過閥、彈簧或其他部件的組裝或形成而有意為之)。[0141]每個所述閥和彈簧都優(yōu)選地具有不同于其它所有所述彈簧的固有頻率。
[0142]每個所述彈簧優(yōu)選地具有稍微不同于其它所述彈簧的剛度。
[0143]所述彈簧優(yōu)選為懸臂片簧，所述閥優(yōu)選為所述懸臂片簧的一端，并且每個所述懸臂片簧的幾何形狀與其它所述懸臂片簧的幾何形狀有輕微的不同。
[0144]可選地或另外，每個所述閥都具有稍微不同于其它所述閥的質(zhì)量。
[0145]所述彈簧優(yōu)選地被形成為單一整體閥部件的一部分，所述閥部件優(yōu)選地具有共同的支撐部件，該支撐部件相對于所述汽缸的所述封閉端固定，所述多個懸臂片簧從所述共同支撐部件處延伸。
[0146]所述共同支撐部件優(yōu)選為中心轂，而所述懸臂片簧優(yōu)選從所述轂處徑向延伸。
[0147]在所述中心轂內(nèi)優(yōu)選有另一個懸臂片簧。
[0148]在另一方面，本發(fā)明從廣義上說就是壓縮機改進結(jié)構(gòu)，該壓縮機包括在汽缸中做往復(fù)運動的活塞，其中該汽缸具有限定壓縮空間的封閉端，該改進結(jié)構(gòu)包括:
[0149]從所述壓縮空間到共同排氣出口的多個氣流通道，所述氣流通道不都具有相同的長度，
[0150]每個所述氣流通道優(yōu)選地包括自操作閥，在穿過閥的壓差作用下該閥開啟，
[0151]每個所述氣流通道都優(yōu)選地包括共用排氣通道，所述共用排氣通道具有共公出口，每個所述氣流通道都包括一部分所述排氣通道，所述氣流通道中所包括的所述排氣通道的所述部分不都具有相同的長度。
[0152]所述氣流通道中所包括的所述排氣通道的所有所述部分優(yōu)選地具有不同的長度。
[0153]所述共用排氣通道優(yōu)選為環(huán)形的，但是是不完整的環(huán)形，而所述氣流通道在分散在所述共用排氣通道環(huán)面周圍的位置處通向所述共用排氣通道。
[0154]所述公共出口優(yōu)選為在所述環(huán)面的一端。
[0155]所述公共出口優(yōu)選地通向所述環(huán)面的曲線內(nèi)部的出口通道。
[0156]所述共用排氣通道優(yōu)選地包括通過相鄰腔室之間的開口所連接的多個腔室，并且每個所述氣流通道通向不同的所述腔室。
[0157]優(yōu)選地，有中央氣流通道直接通向所述出口通道。
[0158]所述自操作閥優(yōu)選地運行從而關(guān)閉通向所述共用排氣通道的所述氣流通道的開□。
[0159]所述壓縮空間優(yōu)選在一端被閥板封閉，所述氣流通道穿過所述閥板，所述氣流通道開口在所述閥板上被隔開，從而具有相對于垂直穿過所述閥板的軸的共同半徑，一個封蓋固定到所述閥板上，該封蓋具有限定分布在中央軸向出口通道周圍的多個軸向腔室的內(nèi)壁，所述腔室和出口通道向所述閥板開啟，限定所述出口通道的壁和至少一個相鄰腔室之間的壁與所述閥板相接。
[0160]在另一方面，本發(fā)明從廣義上說涉及一種平面閥部件，該部件包括:
[0161]用來固定到閥板的轂，
[0162]所述轂周圍的環(huán)面，該環(huán)面與所述轂間隔一定距離，以及
[0163]以一定間隔圍繞所述轂在所述轂和所述環(huán)面之間延伸的多個輻條。
[0164]優(yōu)選有三個或五個所述輻條。
[0165]每個所述輻條都優(yōu)選為蛇形的，并且其長度遠遠大于所述轂和所述環(huán)面之間的徑向距離。
[0166]優(yōu)選有三個所述輻條，每個輻條都具有一個轂端和一個環(huán)面端，這些所述端將相應(yīng)的轂和大體上與該轂垂直的環(huán)面連接起來。
[0167]在另一方面，本發(fā)明從廣義上說涉及壓縮機改進結(jié)構(gòu)，該壓縮機包括在汽缸中做往復(fù)運動的活塞，其中該汽缸具有限定壓縮空間的封閉端，包括至所述壓縮空間的吸氣入口的改進結(jié)構(gòu)包括:
[0168]穿過所述活塞的多個通道，這些通道在相隔開的各處從所述活塞的所述面上出來，和
[0169]平面閥部件，其具有對中地固定在所述活塞面的轂并且延伸以覆蓋所述通道出□。
[0170]所述平面閥部件優(yōu)選地具有環(huán)繞在所述轂周圍的環(huán)面，以及以一定間隔圍繞所述轂在所述轂和所述環(huán)面之間延伸的多個輻條。
[0171]所述環(huán)面優(yōu)選地覆蓋所述通道出口，而且所述環(huán)面的外邊緣優(yōu)選與所述汽缸的壁
間隔一定距離。
[0172]所述閥部件所具有的輻條的數(shù)目優(yōu)選從下面的集合中選擇:3，5。
[0173]每個所述輻條都優(yōu)選為蛇形的，并且其長度遠遠大于所述轂和所述環(huán)面之間的徑
向距離。
[0174]優(yōu)選有三個所述輻條，每個輻條都具有一個轂端和一個環(huán)面端，這些所述端將相應(yīng)的轂和大體上與該轂垂直的環(huán)面相接。
[0175]在另一方面，本發(fā)明從廣義上說涉及一種被封裝的壓縮機，該壓縮機包括:
[0176]細長形壓縮機，以及
[0177]所述壓縮機周圍的細長形空心外殼，所述外殼的外表面具有至少一個橫過細長軸的基本呈環(huán)形的空洞，
[0178]所述細長形壓縮機在所述外殼內(nèi)被支撐，使得其穿過所述空洞。
[0179]所述外殼優(yōu)選地由所述空洞劃分為第一葉形區(qū)和第二葉形區(qū)，所述空洞限定連接所述葉形區(qū)的腰部，所述腰部比所述葉形區(qū)窄一些。
[0180]所述壓縮機優(yōu)選為線性壓縮機，在所述線性壓縮機周圍的所述外殼內(nèi)優(yōu)選有氣體空間，所述線性壓縮機具有在汽缸內(nèi)做往復(fù)運動的活塞，以及從所述氣體空間進入到所述汽缸的吸氣通道，在所述外殼的所述第一葉形區(qū)中具有至所述外殼氣體空間的吸氣入口，并且有壓縮氣體通道從所述汽缸穿過所述外殼的所述第二葉形區(qū)通到所述殼體外面。
[0181]在另一方面，本發(fā)明從廣義上說涉及一種壓縮機，該壓縮機包括:
[0182]具有側(cè)壁和封閉端的活塞，該活塞帶有穿過所述封閉端至壓縮空間的吸氣通道，
[0183]所述活塞內(nèi)的腔室，所述吸氣通道離開所述腔室，以及
[0184]第一隔板，該隔板在與所述封閉端相反的所述活塞端處限定至所述腔室的限制性入口。
[0185]在所述腔室內(nèi)優(yōu)選有第二隔板，該隔板與所述活塞側(cè)壁和所述封閉端一起限定第一副腔室，與所述第一隔板和所述活塞側(cè)壁一起限定第二腔室，吸氣入口穿過該第二隔板。
[0186]所述第一隔板優(yōu)選地包括支撐在所述活塞相對端內(nèi)的空心殼體，所述吸氣入口包括位于所述活塞套和所述空心殼體之間的環(huán)形氣流通道，而所述空心殼體的入口具有通過所述環(huán)形氣流通道的開口。
[0187]所述空心殼體的入口優(yōu)選地包括共振管，并且所述共振管的長度和面積以及所述空心殼體的內(nèi)容積被優(yōu)選地選擇從而提供亥姆霍茲(Helmholtz)共振器，該共振器被調(diào)諧成可去除以其他方式表現(xiàn)出來的頻率分量。
[0188]在所述壓縮空間中優(yōu)選有固定在所述活塞端部的閥部件，所述閥部件在氣體壓力和動態(tài)力的作用下自運行，而穿過所述第一隔板的所述通道和/或圍繞所述空洞的所述環(huán)面具有所選定的長度和面積，從而在活塞開始壓縮沖程時提供壓縮脈沖。
[0189]所述活塞桿優(yōu)選地延伸到所述活塞之內(nèi)，并且所述空心殼體優(yōu)選地被支撐在所述活塞桿上，不與所述活塞套接觸，從而使得所述環(huán)形氣流通道環(huán)繞著所述空心殼體。
[0190]所述活塞桿優(yōu)選地連接到所述活塞的所述封閉端，所述第一隔板從所述活塞桿延伸到所述活塞套的內(nèi)表面，并且被配置成可傳送橫向負載，但是隔離方位變化。
[0191]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在不脫離附加權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的范圍的前提下，可以提出許多結(jié)構(gòu)中的變化以及本發(fā)明的不同實施例和應(yīng)用。這里的公開和說明完全是說明性的，而不是為了做任何意義上的限定。
[0192]本發(fā)明存在于前述的結(jié)構(gòu)，同時具有下文中所給實例的結(jié)構(gòu)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0193]圖1是根據(jù)專利W002/35093的現(xiàn)有技術(shù)中的線性壓縮機從上方看時的部分分解圖。
[0194]圖2是沒有壓縮機頂部的圖1中壓縮機的放大分解圖。
[0195]圖3是圖1中壓縮機的壓縮機頂部的分解圖。
[0196]圖4是圖1中壓縮機去除了密封外殼的側(cè)剖視圖。
[0197]圖5A是示出與根據(jù)這里的一個發(fā)明所采用的流體動力軸承相關(guān)聯(lián)的各種參數(shù)的圖表。
[0198]圖5B是活塞和汽缸壁的側(cè)剖視示意圖，活塞外形根據(jù)這里的一個發(fā)明作出了修改。
[0199]圖6是活塞和氣缸壁的側(cè)剖視示意圖，活塞外形根據(jù)圖5B中發(fā)明的可選實施例作出了修改。
[0200]圖7是化學(xué)加工電鍍槽的剖面，示出圖5B中發(fā)明的優(yōu)選實施例的形成方法。
[0201]圖8是根據(jù)這里另一個發(fā)明的一個實施例的位于活塞和活塞桿之間的撓性連接的側(cè)剖視圖，其包括支承活塞套上的圓盤和O形環(huán)。
[0202]圖9是根據(jù)這里發(fā)明的一個實施例的位于活塞和活塞桿之間的撓性連接的側(cè)剖視圖，其包括在活塞套內(nèi)表面和連接桿之間延伸的膜片。
[0203]圖10是根據(jù)這里發(fā)明的一個實施例的位于活塞和活塞桿之間的撓性連接的側(cè)剖視圖，其包括撓性接頭。
[0204]圖11是根據(jù)這里發(fā)明的一個實施例的位于活塞和活塞桿之間的撓性連接的側(cè)剖視圖，其包括球接頭。
[0205]圖12是根據(jù)這里發(fā)明的一個實施例的位于活塞和活塞桿之間的撓性連接的側(cè)剖視圖，其包括支承在活塞頂部的懸臂延展部分上的O形環(huán)。[0206]圖13是根據(jù)這里的另一個發(fā)明的一個實施例，包括螺旋彈簧支撐結(jié)構(gòu)的被封裝的壓縮機的部分橫截面的側(cè)視圖。
[0207]圖14是示出根據(jù)這里的發(fā)明的另一個實施例的被封裝的壓縮機(外殼上半部被移除)的透視圖。示出了螺旋彈簧支撐結(jié)構(gòu)。
[0208]圖15是根據(jù)這里的另一個發(fā)明的優(yōu)選實施例，活塞的頂端以及包括封閉閥板的汽缸首端的側(cè)剖視圖。
[0209]圖16是根據(jù)這里的另一個發(fā)明的活塞面的視圖。
[0210]圖17是根據(jù)這里另一個發(fā)明一個實施例的多閥平面閥部件的俯視圖。
[0211]圖18是根據(jù)這里另一個發(fā)明一個實施例的多閥平面閥部件的俯視圖。
[0212]圖19A是根據(jù)這里另一個發(fā)明一個實施例，提供不同通道長度的多路排氣通道的汽缸蓋的端視圖。
[0213]圖19B是圖19A中汽缸蓋的透視圖。
[0214]圖20是根據(jù)這里的發(fā)明的另一個實施例，包括多排氣口和多閥平面閥部件的閥板的視圖。
[0215]圖21是示出通過圖19A的實施例的執(zhí)行使排氣腔中的壓力平滑化的壓力對時間曲線圖。
[0216]圖22是根據(jù)這里的另一個發(fā)明的一個實施例的多閥平面閥部件的俯視圖。
[0217]圖23是根據(jù)這里的另一個發(fā)明的平面閥部件的俯視圖。
[0218]圖24是根據(jù)這里的另一個發(fā)明的平面閥部件的俯視圖。
[0219]圖25示出圖24中平面閥部件的偏轉(zhuǎn)的優(yōu)選模式。
[0220]圖26是剛度對偏轉(zhuǎn)曲線的圖，示出圖24中的直接固定到支撐面上的閥部件的不斷增加的剛度。
[0221]圖27示出有缺點的偏轉(zhuǎn)模式，該模式經(jīng)常會導(dǎo)致圖27中示出的閥部件的不太優(yōu)選的形式。
[0222]圖28是示出根據(jù)這里的另一個發(fā)明的一個實施例的被封裝的壓縮機的側(cè)剖視圖。
[0223]圖29是根據(jù)這里的另一個發(fā)明的另一個實施例的被封裝的壓縮機的側(cè)剖視圖。
[0224]圖30是根據(jù)這里的另一個發(fā)明的優(yōu)選實施例，包括吸氣通道和調(diào)諧消聲器的活塞的側(cè)剖視圖。
[0225]圖31和圖31A至31D示出了圖30中的活塞的不同結(jié)構(gòu)的作用。
[0226]圖32是根據(jù)這里的另一個發(fā)明的優(yōu)選實施例的電連接通道的圖形表示，是通過擴大移位的模式示出的。
[0227]圖33是示出沿著圖32中電線的通道的各位置處的彎矩的彎矩圖表。
[0228]圖34是圖32中的電連接通道的優(yōu)選實施例的側(cè)視圖。
[0229]圖35是包括根據(jù)圖34的電連接的壓縮機的透視圖。
[0230]圖36示出根據(jù)這里的另一個發(fā)明的排氣腔室的優(yōu)選實施例。
[0231]圖37是示出根據(jù)這里的另一個發(fā)明的優(yōu)選實施例的螺旋彈簧支撐結(jié)構(gòu)的被封裝的壓縮機(外殼上半部分被去掉)的部分剖切側(cè)視圖。
[0232]圖38是示出為傳送彎矩而安裝螺旋彈簧末端的安裝方式的側(cè)剖視圖?！揪唧w實施方式】
[0233]現(xiàn)有技術(shù)中的壓縮機實例的一般結(jié)構(gòu)
[0234]本申請包括所研制的涉及到線性壓縮機和自由活塞機械的多個發(fā)明。每個發(fā)明都可能適用于各式各樣的壓縮機結(jié)構(gòu)，例如，但并不局限于，這里所描述的以及現(xiàn)有技術(shù)中公知的壓縮機結(jié)構(gòu)。這里所公開的改進結(jié)構(gòu)并不都適用于所有類型的壓縮機。例如涉及到氣體軸承性能的改進結(jié)構(gòu)對于使用氣體軸承的壓縮機就更為有用，而涉及到主彈簧和其與活塞的連接的改進結(jié)構(gòu)對于沒有這種連接彈簧的斯特林循環(huán)(Stirling cycle)壓縮機就沒有用途。
[0235]為了將本發(fā)明定位在合適的背景下，首先參照圖1到圖5對專利W002/35093中所公開的壓縮機的結(jié)構(gòu)和配置進行說明。這是為了方便起見，并不表示本發(fā)明僅適用于這一種配置，而是每種改進結(jié)構(gòu)都可以適用于這種一般形式的壓縮機。
[0236]參照圖1，壓縮機包括活塞1003，1004，活塞1003和1004在汽缸膛1071內(nèi)做往復(fù)運動，并且對一種工作流體進行操作，該流體被交替地從汽缸首端的壓縮空間吸入和排出。連接到汽缸的汽缸蓋1027封閉汽缸膛1071的開口端，從而形成壓縮空間，并且汽缸蓋1027包括入口閥1118和出口閥1119，以及相關(guān)的歧管。壓縮工作氣體通過出口閥1119從壓縮空間排出，進入到排氣歧管。排氣歧管引導(dǎo)壓縮工作流體進入到汽缸1071周圍的冷卻套管1029中。排氣管1018從冷卻套管1029開始，并且從密封外殼中出來。
[0237]汽缸外殼和套管1029整體地形成一個單一的實體1033 (例如一個鑄件)。套管1029包括一個或多個開口的帶端部的腔室1032，這些腔室大體上與汽缸1071的往復(fù)運動軸對齊并圍繞在汽缸1071周圍。開口的帶端部的腔室1032被(通過汽缸蓋組件1027)充分地封閉從而形成套管空間。
[0238]線性電動機包括一對相對的定子部件1005和1006，該對定子部件與汽缸體1033剛性地連接。
[0239]在汽缸1071內(nèi)往復(fù)運動的活塞1003，1004通過彈簧系統(tǒng)連接到汽缸組件1027上。在壓縮氣體的附加彈力作用下，活塞1003，1004在其自然諧振頻率或接近于自然諧振頻率的頻率下運行。彈簧系統(tǒng)的主要彈簧元件是主彈簧1015。活塞1003，1004通過活塞桿1047連接到主彈簧1015。主彈簧1015與從汽缸體1033延伸的一對支腿1041連接。該對支腿1041，定子部件1005，1006，汽缸體1033以及汽缸蓋組件1027共同組成在討論彈簧系統(tǒng)時提及的汽缸部件1001。
[0240]活塞桿1047將活塞1003，1004連接到主彈簧1015上?；钊麠U1047是剛性的?；钊麠U具有多個永久磁鐵1002，這些磁鐵沿著活塞桿按一定距離間隔開，并且活塞桿形成線性電動機的電樞。
[0241]為了降低活塞1003，1004和汽缸1071之間的摩擦負載，特別是為了減少所有橫向負載，活塞桿1047與主彈簧1015和活塞1003，1004彈性和撓性連接。特別是在活塞桿1047和主彈簧末端1048之間設(shè)有彈性連接，該彈性連接采用主彈簧1015上的過壓成型按鈕1049和活塞桿1047之間的熔融塑料連接的形式。在其另一端，活塞桿1047包括一對間隔一定距離的圓法蘭盤1003,1036,該對法蘭盤配合在活塞套1004的內(nèi)部,從而形成活塞。法蘭盤1003，1036與活塞桿1047的一對鉸鏈區(qū)1035，1037串聯(lián)并且與該對鉸鏈區(qū)交錯。該對鉸鏈區(qū)1035，1037被形成為具有彼此成直角的主彎曲軸。
[0242]在主彈簧末端1048，活塞桿1047由其與主彈簧1015之間的連接徑向支撐。主彈簧1015被配置成使得其為往復(fù)運動作準(zhǔn)備，但是充分地阻礙任何橫向運動或與汽缸內(nèi)活塞的往復(fù)運動方向相橫向的運動。
[0243]包括汽缸部件的組件并不是剛性地安裝在密封外殼內(nèi)部。除了與外殼的支撐連接以外，即:排氣管1018、液體制冷劑注射管1034以及后支撐彈簧1039，該組件在活塞的往復(fù)運動方向上自由移動。排氣管1018和液體制冷劑注射管1034中的每一個以及后支撐彈簧1039都被形成為在汽缸內(nèi)活塞的往復(fù)運動方向上特征已知的彈簧。例如管道1018和1034可以形成為與它們的穿過密封外殼1030的端部相鄰的平面渦卷彈簧或螺旋彈簧。
[0244]總的往復(fù)運動是活塞1003，1004和汽缸部件的運動總和。
[0245]活塞1003，1004在汽缸內(nèi)由空氣靜力氣體軸承徑向支撐。壓縮機的汽缸部件包括汽缸體1033，該汽缸體具有通過其中的汽缸膛1150，以及汽缸膛1150內(nèi)的汽缸襯套1010。汽缸襯套1010可以由適當(dāng)?shù)牟牧现瞥蓮亩鴾p小活塞磨損。例如其可以由纖維增強塑料合成物制成，例如帶有15%的PTEE的碳纖維增強尼龍(也是活塞桿與活塞套的優(yōu)選材料)，或者可以是具有其中的石墨片自身潤滑效應(yīng)的鑄鐵。汽缸襯套1010具有通過其中的開口1031，從其中的外側(cè)圓柱面1070延伸到其中的內(nèi)膛1071?；钊?003，1004在內(nèi)膛1071中移動，并且這些開口 1031形成氣體軸承。壓縮氣體的供給是通過一連串的氣體軸承通道補充到開口 1031。氣體軸承通道在另一端通向氣體軸承補給歧管，該補給歧管被形成為汽缸襯套1010周圍的環(huán)形腔室，位于在襯套1010和汽缸膛1071之間的首端。氣體軸承補給歧管又由壓縮機頂端的壓縮氣體歧管通過小型補給通道1073來進行補給。
[0246]氣體軸承通道被形成為汽缸襯套1010的外壁1070中的凹槽1080。這些凹槽1080與另一個汽缸膛1071的壁結(jié)合形成通向開口 1031的封閉通道。
[0247]氣體軸承凹槽1080沿著螺旋通道延伸。根據(jù)通道的優(yōu)選截面積選擇各個通道的長度，可以被選擇為易加工的(機械加工，或者可能通過另外的形式例如精密模塑)。
[0248]定子的每個部件1005，1006都攜帶著一個繞組。定子的每個部件1005，1006被形成為在中心電極周圍攜帶有繞組的“E”形定子沖片。繞組通過塑料筒管與定子沖片絕緣。
[0249]汽缸部件1001將帶有相關(guān)冷卻套管29的汽缸1071、汽缸蓋1027以及線形電動機定子部件1005,1006組合成彼此剛性連接。汽缸部件1001結(jié)合了主彈簧1015、排氣管1018以及液體注射管1034的安裝點。汽缸部件1001同樣承載著用于主彈簧1015的汽缸部件連接的座架。
[0250]汽缸和套管體1033具有上部和下部安裝支柱1041，該支柱從遠離汽缸蓋的末端延伸出來。彈簧1015—端包括一個剛性安裝條1043，用于連接到汽缸體1033。在下面將要說明該彈簧的優(yōu)選形式。一對橫向延伸的接片1042從安裝條1043延伸出來。汽缸體1033的上部和下部安裝支柱1041中的每一個都包括用于一個接片1042的安裝槽或插孔1075。一旦越過插孔1075中所設(shè)的凸出部分或倒鉤1078，接片1042就被扣在倒鉤1078的垂直面1079和垂直面1083之間，垂直面1083形成插孔1075的端面。
[0251]每個支柱1041的內(nèi)表面1076具有從插孔1075中延伸出來的軸向槽1028?；钊B接桿1047上向外延伸的接片1130運行時在軸向槽1028內(nèi)做往復(fù)運動。
[0252]箝位彈簧1087具有通過其中的中心開口 1088，從而使得該彈簧可以配合在一對安裝支柱1041上。箝位彈簧1087具有與每個安裝支柱1041相關(guān)的向后延伸的支柱1089。這些支柱1089的自由端1090在安裝支柱1041的外插孔1084內(nèi)滑動，并且形狀足夠小從而通過外部插孔1084和內(nèi)部插孔1075之間的軸向開口 1086。在主彈簧安裝條1043的接片1042到達其在安裝支柱1041的內(nèi)插孔1075中的位置后，這些自由端1090壓靠接片1042，并且將它們保持靠到相應(yīng)的倒鉤1078的垂直面1079上。箝位彈簧1087在有負載的條件下的保持力提供相對于接片1042的預(yù)定的預(yù)加負荷。
[0253]箝位彈簧執(zhí)行安裝定子部件1005，1006的并行任務(wù)。箝位彈簧1087包括在其每一個側(cè)面區(qū)域1092中的定子部件箝位表面1091。
[0254]汽缸體1033包括一對凸出的定子支撐塊1055。
[0255]處于適當(dāng)位置時，電動機部件之間的自然吸引力會將定子部件1005，1006朝著彼此拉。氣隙的寬度是通過分別相對于安裝塊1055的外緣1040，1072和相對于箝位彈簧1087的垂直臺階1057的定位來保持的。為了將定子部件1005，1006另外地在垂直方向定位，每個安裝塊1055的(定子接合表面)都包括位于其外緣上的槽口 1057，該槽口在垂直方向與“E”形定子沖片的尺寸相匹配。
[0256]定子部件1005，1006電連接至電源接頭1017。電源接頭1017穿過密封外殼1130中的開口 1019與之配合。
[0257]汽缸體1033的開口端被壓縮機頂端1027封閉。壓縮機頂端因此封閉汽缸1071的開口端，以及汽缸1071周圍的冷卻套管腔室1032的開口端。在總的形式上，汽缸蓋1027包括一疊四個板1100到1103，以及吸氣消音器/進氣歧管1104。
[0258]法蘭盤1135的面上設(shè)有環(huán)形插孔1133。向外延伸的葉形槽1137，1138分別作為排氣管1018和回流管1034的端口。
[0259]在汽缸體1033中的三個腔室之間提供了出口。
[0260]第一頂板1100安裝在環(huán)形插孔1133內(nèi)汽缸體1033的開口端的上面。
[0261]第二頂板1101安裝在第一頂板1100的上面。第二頂板1101的直徑大于頂板1100的直徑，并且可以由鋼鐵、鑄鐵或燒結(jié)鋼制成。頂板1101的面積要大于頂板1100所安裝的插孔的面積。頂板1101緊靠在法蘭盤的面上，并且將頂板1100按壓在插孔上。頂板1101具有圍繞其周邊隔開的開口 1139，使得螺釘?shù)穆菁y部分可以自由地通過。
[0262]第二頂板1101包括與開口 1110對齊的壓縮氣體排氣口 1111。它還包括與第一頂板1100中的開口 1115對齊的另一個開口 1117。
[0263]頂板1101的一部分封閉了頂板1100的汽缸開口 1116。進氣端口 1113和排氣端口 1114通過頂板1101的該部分。彈簧鋼進氣閥1118被緊固到頂板1101的一個面上覆蓋進氣端口 1113。進氣閥1118的底部夾在頂板1100和頂板1101之間，并且其位置通過釘銷1140固定。彈簧鋼排氣閥1119連接到頂板1101的另一個面上覆蓋排氣端口 1114。排氣閥1119的底部夾在第二頂板1101和第三頂板1102之間，并且通過釘銷1141固定。排氣閥1119安裝在第三頂板1102的排氣歧管口 1112以及在第四頂板1103上形成的排氣歧管1142內(nèi)，并且在其中運行。進氣閥1118位于(遠離其底部)汽缸壓縮空間內(nèi)，并且在其中運行。
[0264]第三頂板1102安裝在汽缸內(nèi)的環(huán)形插孔1143內(nèi)部，面對著第四頂板1103的面1144。頂板1102是相對柔韌的，并且用作墊圈，在第四頂板1103和第二頂板1101之間被壓緊。
[0265]氣體過濾器1120從插孔1145接收壓縮制冷劑，并且通過第一和第二頂板中的孔1146，1147將其傳送到氣體軸承補給通道1073。
[0266]穿過第三頂板1102的進氣口 1095與第二頂板1101中的進氣端口 1113和穿過第四頂板1103的進氣端口 1096對齊。第四頂板1103的面1098上的錐形或截頭圓錐形的進氣口 1097通向進氣端口 1096。進氣端口 1096被吸氣消音器1104封閉。吸氣消音器1104包括制冷劑進氣通道1093，該通道從封閉的進氣歧管空間延伸出來，開口在遠離汽缸體1033的方向上。由于壓縮機位于其密封外殼內(nèi)，延伸穿過密封外殼的進氣管1012的內(nèi)部凸出部分1109延伸進入進氣通道1093內(nèi)，具有充分間隙。
[0267]液體制冷劑是由冷卻系統(tǒng)中冷凝器的出口供給，直接進入到汽缸周圍的冷卻管道腔室1032內(nèi)。所排出的最新壓縮的制冷劑在通過排氣管道1018離開壓縮機以前，進入到腔室中。在腔室1032內(nèi)，液體制冷劑從壓縮氣體和汽缸體1033周圍的壁以及汽缸蓋1027中吸收大量的熱，從而汽化。
[0268]將液體制冷劑引入冷卻管道使用的是一種被動配置。從液體回流管1034進入到冷卻管道空間的出口緊鄰處產(chǎn)生壓力較低的小塊區(qū)域。已經(jīng)過做說明，這個壓力較低的小塊區(qū)域是通過壓縮氣體的氣流經(jīng)由頂板1100中的壓縮氣體開口 1110流動到管道內(nèi)而產(chǎn)生的。輕微慣性抽氣效應(yīng)是由液體制冷劑回流管1034在其長度方向上的往復(fù)運動引起的。
[0269]主彈簧是由圓截面琴用鋼絲形成的，該鋼絲具有很高的疲勞強度，不需要后續(xù)磨光。
[0270]主彈簧采用扭成雙螺旋的連續(xù)環(huán)路的形式。
[0271]形成彈簧1015的一段鋼絲的自由端固定在安裝條1043內(nèi)，其中該安裝條1043帶有用于安裝到一個壓縮機部件的接片1042。彈簧1015具有用于安裝到活塞部件的另一個安裝點1062。
[0272]線性壓縮機通過吸氣管1012接收低壓的汽化制冷劑，并且通過排氣短管1013排出高壓的壓縮制冷劑。在冷卻系統(tǒng)中，排氣短管1013通常連接到冷凝器上。吸氣管1012被連接成從一個或多個蒸發(fā)器中接收汽化制冷劑。液體制冷劑輸送短管1014從冷凝器中接收濃縮制冷劑(或者從蓄液池或冷凝器后面的制冷劑管路)，利用前面說明的方式，冷卻壓縮機。延伸通過密封外殼的加工處理管1016同樣被包括進去用于抽空冷卻系統(tǒng)和裝載選定的制冷劑。
[0273]本發(fā)明詳細說明
[0274]氣體軸承使用線性壓縮機產(chǎn)生的某些高壓氣體。因此使進入到軸承中的氣流最小化是有益的。但是軸承端口所產(chǎn)生的力是粗略地與通過其中的氣流量成比例的。端口的力同樣要受到向下的蒸汽壓力的影響，該壓力在線性壓縮機的首端附近有較大的變化。
[0275]氣體軸承的另一個特性是在于其具有比較慢的響應(yīng)時間，因此適應(yīng)所施加力的變化可能需要I或2秒的時間。這相當(dāng)于壓縮機的50到200個沖程，從而有可能使活塞/汽缸接觸不時發(fā)生，在吸氣沖程開始時尤其如此。
[0276]根據(jù)這里的一個發(fā)明，這些問題是通過結(jié)合使用液力(滑塊)軸承來進行處理的，該軸承將活塞的運動轉(zhuǎn)化為軸承力。這種形式的軸承具有快速的響應(yīng)，并且其提供的力能使氣體軸承力增加。[0277]圖5A中示出了二維的滑塊軸承，其中流體的楔形部分在速率U的合適角度上產(chǎn)生了軸承力F。該力可以由下式近似地計算出來:
【權(quán)利要求】
1.一種壓縮機，其包括在汽缸中往復(fù)運動的活塞，具有穿過所述活塞的吸氣通道，所述汽缸包括: 限定汽缸壁的汽缸殼體， 限定汽缸末端的閥板，并且該閥板包括一個或多個通向壓縮氣體通道的排氣口，以及 夾在所述閥板和所述汽缸殼體之間的絕熱件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機，其中所述絕熱件包括厚聚合物密封墊片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2中所述的壓縮機，其中所述壓縮氣體通道包括限定排氣腔室的排氣壓頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓縮機，其中所述墊片具有一定導(dǎo)熱性和厚度，使導(dǎo)熱率小于 1000ff/m2Ko
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓縮機，其中所述墊片為帶有合成纖維填料的丁腈橡膠粘合劑的1.5mm厚墊圈。
6.一種被封裝的壓縮機，包括包括根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓縮機的線性壓縮機，其中所述線性壓縮機懸掛在外殼內(nèi)并由外殼封圍，在所述線性壓縮機周圍的外殼內(nèi)具有氣體空間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的被封裝的壓縮機，其中所述吸氣通道從所述氣體空間進入所述氣缸。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的被封裝的壓縮機，其中所述排氣壓頭包括限定所述排氣腔室的內(nèi)壁表面、位于所述氣體空間中的外壁表面，以及位于所述內(nèi)壁表面和所述外壁表面之間的另一熱絕緣件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的被封裝的壓縮機，其中所述另一熱絕緣件包括內(nèi)壁和外壁之間的實質(zhì)上封閉空間，所述封閉空間具有的空間尺寸小到足以使所述空間連同線性壓縮機的工作氣體的性質(zhì)以及預(yù)期的運行環(huán)境給出小于20，000的瑞利數(shù)(Ra)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9中任一項所述的被封裝的壓縮機，還包括位于所述氣體空間中的氣流抑制件，其中該氣流抑制件大體上將所述氣體空間的第一區(qū)域與所述氣體空間的第二區(qū)域分開，并且抑制所述第一和第二區(qū)域之間的氣流，所述吸氣入口以及所述吸氣通道通向所述第一區(qū)域，并且所述壓縮氣體通道從所述第二區(qū)域中通過，所述排氣壓頭位于所述第二區(qū)域內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10中所述的被封裝的壓縮機，其中所述氣流抑制件包括位于所述氣體空間中的環(huán)形收縮部。
12.根據(jù)權(quán)利要求10中所述的被封裝的壓縮機，其中所述外殼是基本呈細長形的容器，并且沿其長度中途包括頸部，所述外殼的內(nèi)表面在所述頸部區(qū)域要比在所述第一和第二區(qū)域更靠近所述線性壓縮機。
【文檔編號】F04B39/12GK103982396SQ201410188175
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2004年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2003年5月30日
【發(fā)明者】伊恩·坎貝爾·麥吉爾, 小約翰·H·博伊德, 戴維·朱莉安·懷特, 厄佩什·帕特爾, 克雷格·斯蒂芬·布魯斯, 蒂莫西·戈登·里德, 戈登·卡梅倫·奧特, 布賴恩·羅伯特·博尼費斯, 戈登·德雷塞·馬林森 申請人:菲舍爾和佩克爾應(yīng)用有限公司