專利名稱：具有氣體支承式活塞的壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有氣體支承式活塞的壓縮機(jī)，特別是在家用冰箱內(nèi) 用作制冷劑壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
家用電器通常使用帶有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動提升活塞及潤滑油的壓縮機(jī)。由于旋 轉(zhuǎn)驅(qū)動，活塞在工作腔內(nèi)上升的運(yùn)動過程中，位于這樣一種壓縮機(jī)內(nèi)的活 塞同樣會受到橫向于提升方向的力，該橫向力推動活塞頂住工作腔的壁。 為了防止壓縮機(jī)受到磨損，在活塞與腔壁之間必須存在一連續(xù)油膜。油的 黏度必須足夠的高，以防止在橫向力的作用下壁與活塞之間的油漏出。橫 向力越大，油的黏度必須越高，并且由潤滑油黏度帶來的摩擦損失越大。
為了改進(jìn)壓縮機(jī)的效率，近來通過不斷的努力，開發(fā)出一種帶有線性 電機(jī)驅(qū)動器的壓縮機(jī)。這種線性電機(jī)施加在活塞上的橫向力較小，因此可 以使用黏度較小的潤滑油，通過氣體支撐活塞，并且氣體本身被壓縮。通 過這種氣體支承式壓縮機(jī)，工作腔壁上的開口被活塞覆蓋，并且與壓縮機(jī) 的出口接頭連通，因此一小部分壓縮物質(zhì)可以從出口接頭流出，通過開口 并返回到工作腔內(nèi)，并且在這個(gè)過程中在活塞與壁之間產(chǎn)生的氣墊在理想 情況下可以使活塞在運(yùn)動時(shí)根本不與壁接觸，并且由此也不會有任何磨損。
然而，實(shí)踐證明這些理想條件是難以實(shí)現(xiàn)的。在實(shí)際中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由 于活塞與壁之間的磨損，線性壓縮機(jī)經(jīng)常在一個(gè)相對短的使用壽命后就會 損壞。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是制造一種氣體支承式壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)可以有 效地防止這種磨損。
實(shí)現(xiàn)所述目的通過這樣一種壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)，所述壓縮機(jī)具有用于要被壓 縮空氣的入口接頭和出口接頭，以及用于壓縮氣體的活塞可在其內(nèi)移動的工作腔，與出口接頭相通且被活塞覆蓋并位于工作腔壁上的開口，所述壓 縮機(jī)的特征在于，在壓縮機(jī)的入口接頭與出口接頭之間的氣流通路中安裝 有粒子過濾器。
對許多已損壞的壓縮機(jī)的詳細(xì)檢査表明在其內(nèi)發(fā)現(xiàn)的污染物不僅歸 因于活塞與工作腔的磨損，而且在一些情況下由制冷劑回路的其他一些區(qū) 域引入，并且假設(shè)即使這些壓縮機(jī)污染異物的粒徑和數(shù)量本身不足以影響 壓縮機(jī)內(nèi)活塞的運(yùn)動，最初只會阻塞幾個(gè)外壁開口，但是如果它們隨著制 冷劑流循環(huán)，將無法形成保護(hù)活塞的氣墊。在這些漏洞區(qū)域無法有效阻止 活塞與壁之間接觸，所以由于接觸造成的磨損迅速損壞壓縮機(jī)。
本發(fā)明的粒子過濾器通過阻止這些異物進(jìn)入壁上開口來彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)。
這種粒子過濾器可安裝在壓縮機(jī)內(nèi)不同的位置處。根據(jù)第一種結(jié)構(gòu)， 所述粒子過濾器安裝在入口接頭和工作腔之間。這種類型的粒子過濾器具 有阻止異物從開頭進(jìn)入工作腔的優(yōu)點(diǎn)。在粗糙的異物出現(xiàn)在工作腔內(nèi)造成 損壞的情況下，尤其需要這種類型的粒子過濾器。
然而，這樣安裝粒子過濾器的一個(gè)缺點(diǎn)是對流經(jīng)壓縮機(jī)的整個(gè)氣流進(jìn) 行過濾，這就需要很大的驅(qū)動力并且因此影響了壓縮機(jī)的效率。此外，這 種類型的粒子過濾器處的壓降絕對不能大于入口接頭處自身的壓力，以便 獲得高傳導(dǎo)大通過率并且因而可能需要一個(gè)大的過濾截面。特別是當(dāng)在制 冷機(jī)內(nèi)使用所述壓縮機(jī)時(shí)，很重要的一點(diǎn)是，粒子過濾器不能產(chǎn)生過高的 動態(tài)壓力，因?yàn)檫@可能會削弱位于過濾器上游的蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑的蒸發(fā) 作用。
豐艮據(jù)第二實(shí)施例，所述粒子過濾器安裝在一管道內(nèi)，該管道連接工作 腔的出口與所述出口接頭，位于出口與引向開口的支管道之間。這樣安裝 過濾器并不會導(dǎo)致壓縮機(jī)出口接頭處的壓力的不需要的增加。此外，與上 述說明中的入口接頭側(cè)過濾器相比，安裝在壓縮機(jī)壓力側(cè)的這樣一種過濾 器可以產(chǎn)生更大的壓降，因此，即使如此高的壓降影響壓縮機(jī)的工作效率， 一緊湊過濾器也可以獲得足夠的通過率(throughput)。
根據(jù)特別優(yōu)選的第三實(shí)施例， 一引向開口的支管從連接工作腔出口與 出口接頭的壓力管處分叉，并且所述過濾器安裝在所述支管內(nèi)。這種粒子過濾器只作用于產(chǎn)生氣墊所需通過的一部分氣體，即使所述粒子過濾器處 的壓降與第二實(shí)施例中的一樣，為過濾而施加的驅(qū)動力也很低。
盡管安裝在支管內(nèi)的過濾器不能從一開始就阻止異物從入口處進(jìn)入所 述壓縮機(jī)內(nèi)，然而其確實(shí)在壓縮機(jī)運(yùn)行的過程中只要異物一進(jìn)入支管過濾 器就收集它們。
根據(jù)一優(yōu)選的實(shí)施例，所述支管包括分布腔以及連接所述分布腔與所 述壓力管的孔，被活塞覆蓋的壁形成了工作腔與分布腔之間的間隔壁。通 過這種支管，所述粒子過濾器可以很小很緊湊地布置在所述孔內(nèi)，或者可 以布置在分布腔內(nèi)以便覆蓋所述間隔壁。
在工作腔帶有提升活塞的情況下，所述分布腔最好是圍繞圓柱形工作 腔延伸的一空心圓柱體。


本發(fā)明的進(jìn)一步特征和優(yōu)點(diǎn)將在以下實(shí)施例中通過參考附圖給予說 明，其中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明帶有吸入側(cè)粒子過濾器的壓縮機(jī)的截面簡圖； 圖2示出了與圖1類似的帶有壓力側(cè)粒子過濾器的壓縮機(jī)的截面圖； 圖3示出了與圖1類似的帶有安裝在支管內(nèi)的粒子過濾器的壓縮機(jī)的 截面圖，并且
圖4示出了帶有安裝在支管內(nèi)的粒子過濾器的改進(jìn)型壓縮機(jī)的截面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的壓縮機(jī)的截面簡圖。壓縮機(jī)是家 用冰箱中的制冷機(jī)的組成部分，因?yàn)槠溆嘣阎约矣帽湓诖宋幢?示出。活塞2通過驅(qū)動單元可以在壓縮機(jī)的圓柱形工作腔1內(nèi)往復(fù)運(yùn)動， 驅(qū)動單元本身同樣己知而未示出。該驅(qū)動單元例如可以是在DE 10 2004 010 849AG所描述的線性電機(jī)，但是通常可以考慮使用任何能夠產(chǎn)生驅(qū)動力并 且其橫向分量足夠小可以有效避免在工作腔1的壁與活塞2之間產(chǎn)生摩擦 接觸的驅(qū)動單元。
分別連接工作腔1與吸管5及壓力管6以及通過它們分別連接入口接頭12和出口接頭13的吸入閥3和壓力閥4設(shè)置在工作腔的一個(gè)端面上。 粒子過濾器7安裝在吸管5內(nèi)?？?從壓力管6通向中空圓柱形分布腔9 并且該分布腔環(huán)繞在工作腔1的四周，因此在活塞2運(yùn)動時(shí)，被活塞2覆 蓋的工作腔1的壁10是工作腔1與分布腔9之間的一間隔壁。大量狹窄開 口 11分布在此壁10上。
在活塞12運(yùn)行時(shí)，當(dāng)活塞2向右移動時(shí)，通過吸管5、粒子過濾器7 和吸入閥3從入口接頭12吸入致冷劑，進(jìn)入工作腔1內(nèi)。當(dāng)活塞2向左運(yùn) 動時(shí)，在壓力閥4打開并且壓縮氣體跑到壓力管6之前，在壓力管6內(nèi)的 壓力下，工作腔1內(nèi)的物質(zhì)首先被壓縮。 一小部分在壓力管6中流動的氣 體通過孔8并且進(jìn)入分布腔9并且從那通過壁10上的開口 11返回工作腔1 內(nèi)，在工作腔1內(nèi)在活塞2與壁10之間產(chǎn)生氣墊。
存在于即使未組裝的制冷機(jī)其它各個(gè)元件內(nèi)的異物或者由于組裝而產(chǎn) 生的異物在隨著制冷劑流一起進(jìn)入工作腔1之前被粒子過濾器7捕獲。因 而防止開口 11被異物阻塞。由于活塞2與壁IO之間由此形成的氣墊，因 此在活塞與壁之間不會產(chǎn)生磨損微粒，進(jìn)而不會有磨損微粒通過孔8和分 布腔9進(jìn)入開口 11并且將其阻塞。
圖2中示出的實(shí)施例與圖1中的實(shí)施例的不同之處在于，過濾器7安 裝在壓力管6內(nèi)，位于壓力閥4與孔8之間，而不在吸管5內(nèi)。如圖l中 的實(shí)施例，所有穿過壓縮機(jī)的制冷劑都穿過粒子過濾器7。由于粒子過濾器 7安裝在壓力管6內(nèi)，與圖1中的實(shí)施例中的情況相比，粒子過濾器7可以 產(chǎn)生一個(gè)較大的壓降，因此即使用緊湊型過濾器也可以獲得足夠的通過率。
圖3中的實(shí)施例與上述說明的兩個(gè)實(shí)施例的不同之處在于，粒子過濾 器7放置在分布腔9內(nèi)。在此靠置在壁10上，使得由于其入口側(cè)與出口側(cè) 的壓力差，過濾器緊壓住壁IO。由于只有一部分壓縮機(jī)制冷劑流穿過過濾 器并且在過濾期間消耗的驅(qū)動力與過濾流通量和壓降的乘積相匹配，所以 在這個(gè)實(shí)施例中，由于過濾而需要的驅(qū)動力的增加只是前兩個(gè)實(shí)施例中需 要的驅(qū)動力的一部分。
在分布腔9內(nèi)安裝粒子過濾器7的優(yōu)點(diǎn)是制冷劑可以在很大的截面積 上從過濾器7流過，所以，甚至當(dāng)使用一個(gè)多孔過濾器時(shí)也有足夠的通過 率來保證獲得氣墊。為了確保開口 11處的氣體均勻分布，粒子過濾器7最好具有層狀結(jié)構(gòu)， 帶有細(xì)孔外層7a和粗孔的、易滲型的內(nèi)層，內(nèi)層的功能主要是維持細(xì)孔層 7a與壁10之間的空間，在所述空間內(nèi)氣體本身可以在開口 11中自由分配。
圖4示出了目前本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。所述實(shí)施例與上述那些說 明的實(shí)施例不同之處在于，連接分布腔9和壓力管6的孔8足夠長并且足 夠?qū)挘匀菁{過濾盒14形式的粒子過濾器7。過濾盒從其面對壓力管6的 一端被引入到孔8中。過濾盒的壓力側(cè)凸緣15靠置在孔8入口處形成的臺 肩16上，因此過濾盒14在制冷劑流上產(chǎn)生的壓降作用下壓住臺肩16。
根據(jù)一改進(jìn)的實(shí)施例(圖中未示出)，圖1實(shí)施例中的吸入側(cè)粒子過濾 器7也可以與圖3或圖4所示安裝在制冷劑從壓力管6到開口 11的路徑上 的粒子過濾器相結(jié)合。在這種情況下，吸入側(cè)粒子過濾器可以是具有低流 阻的粗孔濾波器，該粗孔過濾器僅用于阻止粗糙污染物進(jìn)入工作腔1內(nèi)而 微細(xì)污染物被壓力側(cè)粒子過濾器捕獲。
權(quán)利要求
1. 一種壓縮機(jī)，包括用于要被壓縮氣體的入口接頭(12)和出口接頭(13)，以及工作腔(1)，用于壓縮氣體的活塞(2)在工作腔內(nèi)移動，與出口接頭(13)相通并設(shè)置在工作腔(1)的壁(10)內(nèi)且被活塞(2)覆蓋的開口(11)，其特征在于，粒子過濾器(7)布置在所述入口接頭(12)與所述出口接頭(13)之間的氣流通路上。
2. 如權(quán)利要求l所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所述粒子過濾器(7) 布置在所述入口接頭(12)與所述工作腔(1)之間。
3. 如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所述粒子濾波器(7)布 置在管道(6)內(nèi)，所述管道連接所述工作腔(1)的出口 (4)與出口接頭(13)，位于出口 (4)與通向所述開口 (11)的支管(8， 9)之間。
4. 如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，通向開口 (11)的支管 (8， 9)從連接所述工作腔(1)的出口 (4)與所述出口接頭(13)的壓力管(6)處分叉，并且，所述粒子過濾器(7)布置在所述支管(8， 9) 內(nèi)。
5. 如權(quán)利要求4所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所述支管(8， 9)包括 分布腔(9)和連接所述分布腔(9)與所述壓力管(6)的孔(8)，由活塞(2)覆蓋的所述壁(10)形成所述工作腔(1)與所述分布腔(9)之間的 間隔壁。
6. 如權(quán)利要求5所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所述粒子過濾器(7)布 置在所述孔(8)內(nèi)。
7. 如權(quán)利要求5所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所述粒子過濾器(7)布 置在所述分布腔(9)內(nèi)，以便覆蓋所述間隔壁(10)。
8. 如權(quán)利要求5到7中任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所述分布 腔(9)是圍繞圓柱形工作腔(1)延伸的空心圓柱體。
9. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所述活塞(2) 由線性電機(jī)驅(qū)動。
10. —種制冷機(jī)，其特征在于，具有如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的壓 縮機(jī)來用作制冷劑壓縮機(jī)。
全文摘要
一種壓縮機(jī)，包括用于被壓縮氣體的入口接頭(12)和出口接頭(13)，以及用于壓縮空氣的活塞(2)可在其內(nèi)部移動的工作腔(1)，與出口接頭(13)相通并設(shè)置在工作腔(1)的壁(10)內(nèi)且被活塞(2)覆蓋的開口(11)。粒子過濾器(7)安裝在所述入口接頭(12)與所述出口接頭(13)之間的氣流通路上。
文檔編號F04B39/16GK101512154SQ200780032806
公開日2009年8月19日 申請日期2007年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月7日
發(fā)明者J-G·舒伯特, M·賈基, T·庫什尼爾 申請人:Bsh博世和西門子家用器具有限公司