專利名稱：用于往復(fù)式壓縮機(jī)的活塞移動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及往復(fù)式壓縮機(jī)，并且特別涉及往復(fù)式壓縮機(jī)的活塞移動(dòng)裝置，其能夠根據(jù)壓縮機(jī)的容量變化，利用移動(dòng)活塞來(lái)使死區(qū)容積減到最少，從而增加壓縮機(jī)的效率。
背景技術(shù)：
通常，往復(fù)式壓縮機(jī)是一種隨著活塞在汽缸中直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)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(fù)式壓縮機(jī)的例子的截面圖。
如圖所示，現(xiàn)有的往復(fù)式壓縮機(jī)包括具有吸氣管SP和排氣管DP的外殼10；機(jī)架單元20，其被彈性地支撐在外殼10中；往復(fù)式電機(jī)30，其由機(jī)架單元20支撐并固定在外殼10中；壓縮單元40，當(dāng)活塞42隨同往復(fù)式電機(jī)30的動(dòng)子33往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其吸收和壓縮制冷劑氣體；共振彈簧單元50，其通過(guò)彈性地支撐往復(fù)式電機(jī)30而引起共振。
機(jī)架單元20包括前機(jī)架21，其支撐往復(fù)式電機(jī)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(fù)式電機(jī)30插在其與前機(jī)架之間的狀態(tài)接合到前機(jī)架21的中間機(jī)架22，用以支撐往復(fù)式電機(jī)30的外定子31；以及接合到中間機(jī)架22的后機(jī)架23，以支撐共振彈簧單元50。
往復(fù)式電機(jī)30包括外定子31，其具有繞組線圈C，并被固定在前機(jī)架21和中間機(jī)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(dòng)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(yùn)動(dòng)。
壓縮單元40包括插入接合到前機(jī)架21的汽缸41；活塞42，其接合到往復(fù)式電機(jī)30的動(dòng)子33，并且在汽缸41內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)通過(guò)進(jìn)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(jìn)氣管F的開(kāi)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(mén)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(mén)彈簧45，并被固定到帶有汽缸41的前機(jī)架21上。
共振彈簧單元50包括接合到動(dòng)子33和活塞42之間的連接部件的彈簧支撐單元51；多個(gè)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(gè)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(biāo)記P表示壓縮室。
現(xiàn)有往復(fù)式壓縮機(jī)的操作將解釋如下。
當(dāng)電源被加到往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)30的外定子31時(shí)，在外定子31和內(nèi)定子32之間將產(chǎn)生磁通量，并因而動(dòng)子33及活塞42在磁通量的方向上運(yùn)動(dòng)。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(fù)運(yùn)動(dòng)，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(guò)程重復(fù)進(jìn)行。
為了根據(jù)制冷循環(huán)的負(fù)荷條件來(lái)控制壓縮機(jī)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(zhǎng)度。因此，增加或減少制冷劑氣體吸入量以根據(jù)負(fù)荷控制制冷能力。
然而，在現(xiàn)有的往復(fù)式壓縮機(jī)中，如圖2和3所示，由于活塞42的沖程長(zhǎng)度變化，上止點(diǎn)(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(jī)的制冷能力，通過(guò)減少供給繞組線圈C的電流的量來(lái)縮短沖程長(zhǎng)度的情況，活塞的上止點(diǎn)(TDC)離排氣閥44間隔得更遠(yuǎn)，因此降低了壓縮機(jī)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(fù)式壓縮機(jī)的活塞移動(dòng)裝置，該裝置能夠通過(guò)根據(jù)壓縮機(jī)的容量變化而移動(dòng)活塞以將死區(qū)容積減到最小，從而提高壓縮機(jī)的效率。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這些和其他的優(yōu)點(diǎn)，以及根據(jù)本發(fā)明的目的，如這里具體實(shí)施和廣泛地描述的，提供了一種往復(fù)式壓縮機(jī)的活塞移動(dòng)裝置，其包括活塞，其在汽缸內(nèi)直線運(yùn)動(dòng)并具有由往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)改變的沖程長(zhǎng)度；多個(gè)引導(dǎo)活塞共振運(yùn)動(dòng)的共振彈簧；以及活塞移動(dòng)單元，其根據(jù)壓縮機(jī)容量變化而向前或向后移動(dòng)活塞，從而保持相同的上止點(diǎn)。
從本發(fā)明的下面詳細(xì)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(diǎn)將變得更為清楚。


本申請(qǐng)包含附圖以提供對(duì)發(fā)明的進(jìn)一步理解，其被納入本說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，這些附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并與本說(shuō)明書(shū)一起來(lái)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(fù)式壓縮機(jī)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(fù)式壓縮機(jī)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(fù)式壓縮機(jī)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(fù)式壓縮機(jī)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(fù)式壓縮機(jī)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(fù)式壓縮機(jī)中容量的變化而的變化的截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面將詳細(xì)參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中示出了其實(shí)例。
在下文中，將參考附圖更詳細(xì)地說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明往復(fù)式壓縮機(jī)的活塞移動(dòng)裝置。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的往復(fù)式壓縮機(jī)中活塞沖程最大的截面圖，圖5是根據(jù)本發(fā)明的往復(fù)式壓縮機(jī)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(fù)式壓縮機(jī)包括外殼10，其具有吸氣管SP和排氣管DP；機(jī)架單元20，彈性地支撐外殼10；往復(fù)式電機(jī)30，由機(jī)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(dāng)活塞42連同往復(fù)式電機(jī)30的動(dòng)子33直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，吸入和壓縮制冷劑氣體；以及活塞移動(dòng)裝置，用于根據(jù)壓縮機(jī)的容量變化移動(dòng)活塞42，從而保持相同的上止點(diǎn)。
機(jī)架單元20包括前機(jī)架21，支撐往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)30的外定子31的一側(cè)；接合到前機(jī)架21的中間機(jī)架22，處于往復(fù)式電機(jī)30插入在二者之間的狀態(tài)，用于支撐往復(fù)式電機(jī)30的外定子31；后機(jī)架23，其接合到中間機(jī)架22，以支撐共振彈簧單元50。
往復(fù)式電機(jī)30包括外定子31，其具有繞組線圈C，并被固定在前機(jī)架21和中間機(jī)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(fù)運(yùn)動(dòng)；以及動(dòng)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(fù)運(yùn)動(dòng)。
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(dòng)地插入汽缸41中，用于通過(guò)進(jìn)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(kāi)關(guān)進(jìn)氣管；排氣閥44，其可分開(kāi)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(mén)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(mén)彈簧45，并被固定到連著汽缸41的前機(jī)架21上。
往復(fù)式壓縮機(jī)的活塞移動(dòng)裝置包括活塞42，其在汽缸41內(nèi)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并具有由往復(fù)式電機(jī)來(lái)改變的沖程長(zhǎng)度；多個(gè)引導(dǎo)活塞42共振運(yùn)動(dòng)的共振彈簧52；以及活塞移動(dòng)單元100，用于根據(jù)壓縮機(jī)容量變化向前或向后移動(dòng)活塞42，從而保持相同的上止點(diǎn)。
在活塞42中提供有進(jìn)氣管F，第一齒輪裝置110被固定接合在進(jìn)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(kāi)地固定在動(dòng)子33或彈簧支撐單元51上。
多個(gè)可滑動(dòng)地接合到動(dòng)子33或彈簧支撐單元51的導(dǎo)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(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)可以被支撐在動(dòng)子33或彈簧支撐單元51上。
活塞移動(dòng)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(dòng)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(dòng)連著活塞42的第一齒輪裝置110；以及活塞移動(dòng)電機(jī)130，其連接到第二齒輪裝置120，并驅(qū)動(dòng)該第二齒輪裝置120。
活塞移動(dòng)電機(jī)130是同往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)30分開(kāi)安裝的驅(qū)動(dòng)源，并且其優(yōu)選提供有控制器(未示出)以便根據(jù)壓縮機(jī)容量的變化而自動(dòng)地對(duì)應(yīng)活塞42的沖程變化。
活塞移動(dòng)電機(jī)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(dòng)單元100構(gòu)造為帶有齒輪，該活塞移動(dòng)單元100也可以形成為氣壓裝置或液壓裝置。
活塞移動(dòng)裝置100可以利用超聲電機(jī)直接改變活塞，而無(wú)需能量傳導(dǎo)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(dòng)子33上并可分開(kāi)地固定到活塞42；多個(gè)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(gè)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(lái)安排彈簧支撐單元51，使其粘附于活塞42或與活塞42隔開(kāi)。舉例來(lái)說(shuō)，如圖4中所示，當(dāng)活塞42以用于大冷卻能力的最大沖程運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧支撐單元51被粘附到活塞42上?？墒牵?dāng)需要小冷卻能力時(shí)，如圖5所示，活塞42與彈簧支撐單元51隔開(kāi)。該彈簧支撐單元51將活塞移動(dòng)電機(jī)130固定到在其中心形成的輪緣部分(未示出)，并提供有多個(gè)導(dǎo)向孔51a，以在圓周方向可滑動(dòng)地接合活塞42的導(dǎo)向桿42b。
未作解釋的附圖標(biāo)記33a表示導(dǎo)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(fù)式壓縮機(jī)中容量變化而變化的截面圖。
當(dāng)電源被加到往復(fù)式電機(jī)機(jī)30的外定子31的繞組線圈C時(shí)，在外定子31和內(nèi)定子32之間產(chǎn)生磁通量，因此動(dòng)子33和活塞42在磁通量方向運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，活塞42通過(guò)彈簧單元50在汽缸41內(nèi)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，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(guò)程重復(fù)進(jìn)行。
如圖6中所示，當(dāng)活塞42沖程長(zhǎng)度達(dá)到100％時(shí)，活塞移動(dòng)電機(jī)130使第二齒輪裝置120逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，而第一齒輪裝置110向后移動(dòng)到圖的右側(cè)。就是說(shuō)，接合第一齒輪裝置110的活塞42向汽缸41的后側(cè)移動(dòng)。從而活塞完成了具有增加的沖程長(zhǎng)度L1的運(yùn)動(dòng)，如圖4所示，從而提供最大制冷能力。
反之，當(dāng)根據(jù)制冷循環(huán)的負(fù)荷改變壓縮機(jī)需要降低制冷能力時(shí)，活塞移動(dòng)電機(jī)130順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)第二齒輪裝置120，而第一齒輪裝置110向前移動(dòng)到圖的左側(cè)。就是說(shuō)，接合第一齒輪裝置110的活塞42向汽缸41的前側(cè)移動(dòng)，如圖5所示。因此即便活塞的沖程長(zhǎng)度L2減少到大約50％，也能保持上止點(diǎn)相同以保持壓縮室的體積對(duì)制冷劑氣體的吸入量的關(guān)系相同，這樣避免了壓縮機(jī)效率的降低。
如前所述，在根據(jù)本發(fā)明的往復(fù)式壓縮機(jī)的活塞移動(dòng)裝置中，根據(jù)壓縮機(jī)容量的變化在軸向移動(dòng)活塞以保持相同的上止點(diǎn)。因此，即使壓縮機(jī)被驅(qū)動(dòng)在低容量時(shí)，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(jī)效率的降低。
因?yàn)樵诓幻撾x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(shuō)明，上述的實(shí)施例不受任意前述描述的細(xì)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(fù)式壓縮機(jī)的活塞移動(dòng)裝置，其包括活塞，在汽缸內(nèi)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并具有由往復(fù)式電機(jī)改變的沖程長(zhǎng)度；多個(gè)共振彈簧，用于引導(dǎo)該活塞的共振運(yùn)動(dòng)；及活塞移動(dòng)單元，用于根據(jù)壓縮機(jī)的容量變化而在該活塞的運(yùn)動(dòng)方向上向前或向后移動(dòng)該活塞，并從而保持相同的上止點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該活塞移動(dòng)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(dòng)連著活塞的第一齒輪裝置；及活塞移動(dòng)電機(jī)，其連接到第二齒輪裝置用于驅(qū)動(dòng)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(dòng)單元是氣壓?jiǎn)卧?br> 5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該活塞移動(dòng)單元是液壓?jiǎn)卧?br> 6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該活塞移動(dòng)單元是超聲電機(jī)。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)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(dòng)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(dǎo)向孔，以及設(shè)置有在另一方上形成可滑動(dòng)地插入到該導(dǎo)向孔中以在徑向支撐活塞的導(dǎo)向桿。
全文摘要
一種往復(fù)式壓縮機(jī)的活塞移動(dòng)裝置，包括活塞，在汽缸內(nèi)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并具有由往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)改變的沖程長(zhǎng)度；多個(gè)引導(dǎo)活塞共振運(yùn)動(dòng)的共振彈簧；以及活塞移動(dòng)單元，其根據(jù)壓縮機(jī)容量的變化來(lái)向前或向后移動(dòng)活塞以保持相同的上止點(diǎn)。根據(jù)壓縮機(jī)的容量變化來(lái)移動(dòng)活塞，從而使其死區(qū)容積減到最小并提高了壓縮機(jī)的效率。
文檔編號(hào)F04B49/12GK1786474SQ20051011858
公開(kāi)日2006年6月14日 申請(qǐng)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(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社