專利名稱:往復式壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種往復式壓縮機，尤其是一種在活塞進行往復運動時能減少流阻發(fā)生，并能在電樞發(fā)生過沖程時防止電樞損壞的往復式壓縮機。
背景技術(shù)：
通常，活塞在氣缸內(nèi)作往復運動，往復式壓縮機吸入、壓縮并排出氣體。
圖1是傳統(tǒng)技術(shù)的一個往復式壓縮機的垂直截面圖。
如圖1所示，傳統(tǒng)往復式壓縮機包括其下部充有潤滑劑、并且其內(nèi)具有彼此連通的吸氣管SP和排氣管DP的封閉外殼10，固定在封閉外殼10內(nèi)的往復式電動機20，安裝在封閉外殼10內(nèi)并吸入、壓縮和排出氣體的壓縮單元30，支撐往復式電動機20和壓縮單元30的機架單元40，沿運動方向彈性地支撐往復式電動機20的電樞并引起共振的彈簧單元50，和安裝在機架單元40處并向往復式電動機20和壓縮單元30供應(yīng)潤滑劑的潤滑劑供給單元(未示出)。
往復式電動機20包括由內(nèi)定子21A和外定子21B組成的定子21，以及插入內(nèi)定子21A和外定子21B之間的空氣間隙中、并與活塞31(待說明)一起作往復運動的電樞22。
電樞22包括插入內(nèi)定子21A和外定子21B之間的空氣間隙中、并與壓縮單元30的活塞31結(jié)合的磁鐵支撐件22A，以及磁鐵22B，該磁鐵22B以規(guī)則的間隔固定在磁鐵支撐件22A的外圓周表面，以便定位在內(nèi)定子21A和外定子21B之間的空氣間隙中。
壓縮單元30包括通過與往復式電動機20的磁鐵支撐件22A結(jié)合以作往復運動的活塞31，固定在前機架41處(待說明)、以便活塞31可滑動地插入其中、并與該活塞31一起形成壓縮空間32a的氣缸32，安裝在活塞31的前端、為限制氣體的吸入而打開和關(guān)閉活塞31的氣孔31b的吸氣閥33，以及安裝在氣缸32的前端面、以便遮蓋壓縮空間并限制壓縮氣體的排放的排氣閥組件34。
連通吸氣管SP的氣體流道31a在活塞31內(nèi)較長地形成到一預定深度，且氣孔31b與氣體流道31a連接，穿過活塞31的前端面。
機架單元40包括支撐接觸內(nèi)定子21A和外定子21B的前側(cè)、并且氣缸32插入式地與之結(jié)合的前機架41，支撐接觸外定子21B的后側(cè)的中間機架42，以及與中間機架42結(jié)合、以便支撐外彈簧52后端的后機架43。
彈簧單元50包括沿軸向在氣缸32的外圓周表面處插入、以便其兩端分別支撐在磁鐵支撐件22A和活塞31的結(jié)合部的前表面和前機架41的相應(yīng)內(nèi)表面處的內(nèi)彈簧51，以及外彈簧52，外彈簧52的兩端分別支撐在磁鐵支撐件22A和活塞31的該結(jié)合部的后表面和后機架43的相應(yīng)的前表面。
現(xiàn)在說明如上構(gòu)造的傳統(tǒng)往復式壓縮機的運轉(zhuǎn)。
當向安裝在外定子21B的繞組線圈21C供電時，內(nèi)定子21A和外定子21B之間產(chǎn)生磁力線，處于內(nèi)定子21A和外定子21B之間的空氣間隙中的電樞22沿磁力線方向移動，依靠彈簧50連續(xù)地作往復運動，因此，與電樞22結(jié)合的活塞31在氣缸32內(nèi)作往復運動，這樣壓縮空間32a的容積發(fā)生變化，并且將冷卻氣體吸入壓縮空間32a中，在其中壓縮，然后從中排出。
在活塞的吸氣沖程中，將冷卻氣體經(jīng)吸氣管SP吸入封閉的外殼10中，氣體流經(jīng)氣體流道31a和活塞31的氣孔31b，并且打開吸氣閥33，以便將氣體吸入壓縮空間32a中，在活塞的壓縮沖程中，將氣體壓縮到一預定壓力，然后通過打開排氣閥組件34使氣體經(jīng)排氣管DP排出。這一系列過程反復進行。
但是，傳統(tǒng)往復式壓縮機存在下述問題。即，如圖2A所示，由于支撐內(nèi)定子21A和外定子21B的前機架41是封閉的，壓縮的氣體成為阻礙往復運動的電樞22運動的流阻。因此，由于該流阻的存在，電樞22未能前進到所希望的位置，導致活塞31的沖程縮短，使壓縮機效率降低。
另外，如圖2B所示，在使支撐內(nèi)定子21A和外定子21B的前機架41處于更接近電樞22的位置的情況下，當電樞22發(fā)生過沖程時，電樞22很可能碰撞前機架41的后表面而損壞磁鐵22B，或很可能使兩個定子21A和21B間的磁漏增加。同時，在支撐內(nèi)定子21A和外定子21B的前機架41與電樞22保持一定距離的情況下，必須將活塞31、后機架43和封閉外殼10加長，產(chǎn)生了高價磁鐵的材料費用增加的問題，加大了壓縮機。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種往復式壓縮機，當電樞往復運動時，能減少由于在壓縮單元之外的地方產(chǎn)生冷卻氣體壓縮而引起的流阻。
本發(fā)明的另一目的是提供一種往復式壓縮機，能在電樞發(fā)生過沖程時，防止電樞與機架碰撞，減少內(nèi)定子和外定子之間的磁漏，并且實現(xiàn)壓縮機尺寸的緊湊。
為了達到這些目的，提供一種往復式壓縮機，包括封閉外殼，其內(nèi)有彼此連通的吸氣管和排氣管；往復式電動機，具有包括以一預定空氣間隙固定在該封閉外殼內(nèi)的內(nèi)定子和外定子的定子，和設(shè)置在兩個定子之間的空氣間隙內(nèi)、并作往復運動的電樞；壓縮單元，具有與往復式電動機的電樞結(jié)合、以便與該電樞一起作往復運動的活塞，和固定在該封閉外殼內(nèi)、其內(nèi)可滑動地插有所述活塞以形成一壓縮空間的氣缸；彈簧單元，沿運動方向彈性支撐往復式電動機的電樞，并引起共振；機架單元，具有同時與該往復式電動機的每個定子接觸、以便支撐該往復式電動機和壓縮單元的接觸部分，和在其處有臺階部分凹入形成的非接觸部分。



圖1是根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的往復式壓縮機的一實例的垂直截面圖；圖2A是根據(jù)該傳統(tǒng)技術(shù)的往復式壓縮機的電樞的一操作狀態(tài)的示意截面圖；圖2B是根據(jù)該傳統(tǒng)技術(shù)的往復式壓縮機的電樞的一操作狀態(tài)的示意截面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的往復式壓縮機的例子的垂直截面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明該優(yōu)選實施例的往復式壓縮機的主要部件的示意截面圖；圖5A是根據(jù)本發(fā)明該優(yōu)選實施例的往復式壓縮機的電樞的一操作狀態(tài)的示意截面圖；圖5B是根據(jù)本發(fā)明該優(yōu)選實施例的往復式壓縮機的電樞的一操作狀態(tài)的示意截面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的往復式壓縮機的一個變型的主要部件的示意截面圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的往復式壓縮機的另一個變型的垂直截面圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明該優(yōu)選實施例的往復式壓縮機的變型的主要部件的垂直截面圖。
具體實施方式
現(xiàn)在參照
本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的往復式壓縮機。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的往復式壓縮機的例子的垂直截面圖，圖4是根據(jù)本發(fā)明該優(yōu)選實施例的往復式壓縮機的主要部件的示意截面圖，圖5A是根據(jù)本發(fā)明該優(yōu)選實施例的往復式壓縮機的電樞的一操作狀態(tài)的示意截面圖，圖5B是根據(jù)本發(fā)明該優(yōu)選實施例的往復式壓縮機的電樞的一操作狀態(tài)的示意截面圖。
如附圖所示，本發(fā)明的一往復式壓縮機包括其下部充有潤滑劑、并在其中具有彼此連通的吸氣管SP和排氣管DP的封閉外殼10，固定在封閉外殼10內(nèi)的往復式電動機20，安裝在封閉外殼10內(nèi)、并吸入、壓縮和排出氣體的壓縮單元30，支撐往復式電動機20和壓縮單元30的機架單元100，沿運動方向彈性地支撐往復式電動機20的電樞并引起共振的彈簧單元50，以及安裝在機架單元100處、并向往復式電動機20和壓縮單元30供應(yīng)潤滑劑的潤滑劑供給單元(未示出)。
該往復式電動機20包括由內(nèi)定子21A和外定子21B組成的定子21，和插入內(nèi)定子21A與外定子21B之間的空氣間隙中、并與活塞31(待說明)一起作往復運動的電樞22。
電樞22包括插入內(nèi)定子21A和外定子21B之間的空氣間隙中、并與壓縮單元30的活塞31結(jié)合的磁鐵支撐件22A，以及以規(guī)則間隔固定在磁鐵支撐件22A外圓周表面、以便定位在內(nèi)定子A和外定子B之間的空氣間隙中的磁鐵22B。
壓縮單元30包括通過與往復式電動機20的磁鐵支撐件22A結(jié)合以作往復運動的活塞31，固定在前機架110(待說明)處、以便活塞31可滑動地插入其中、并與該活塞31一起形成壓縮空間32a的氣缸32，安裝在活塞的前端、為限制氣體的吸入而打開和關(guān)閉氣孔31b的吸氣閥33，以及安裝在氣缸32的前端面、以便遮蓋壓縮空間并限制壓縮氣體排放的排氣閥組件34。
連通吸氣管SP的氣體流道31a較長地穿入形成在活塞31內(nèi)，達到一預定深度，氣孔31b穿透活塞31的前端面，與氣體流道31a連接。
機架單元100包括支撐接觸內(nèi)定子21A和外定子21B的前側(cè)、與氣缸32插入地結(jié)合的前機架110，支撐接觸外定子21B的后側(cè)的中間機架120，和與中間機架120結(jié)合、以便支撐外彈簧52的后端的后機架130。
參照圖4，前機架110為盤式，在其中心有一通孔(無附圖標記)，氣缸32插入該通孔。前機架110包括與內(nèi)定子21A和外定子21B都接觸的接觸部分a，和不與內(nèi)定子21A和外定子21B接觸的非接觸部分b，該非接觸部分包括形成在同一圓周上的氣孔111。
氣孔111面向沿運動方向處于內(nèi)定子21A和外定子21B之間的空氣間隙中的電樞22，氣孔111的直徑D1優(yōu)選等于或大于空氣間隙的間距D2。
在前機架110的內(nèi)側(cè)有從前側(cè)看為環(huán)形的臺階部分112凹入制成，該臺階部分112從前側(cè)看，為環(huán)形形式，以在電樞22發(fā)生過沖程時，防止電樞22的端部碰撞前機架110的內(nèi)面。
臺階部分112在前機架110對應(yīng)于電樞22的前端形成氣孔111的部分處形成，即處于具有一預定深度而與內(nèi)定子21A和外定子21B不接觸的非接觸部分b。
為了在電樞22發(fā)生過沖程時，避免電樞22與前機架110可能發(fā)生的碰撞，從臺階部分112的底部到電樞22的相應(yīng)前端的距離L1大于電樞22和活塞彼此結(jié)合處的凸緣部分31c的內(nèi)面到最近的內(nèi)定子21A的相應(yīng)后端的距離L2。
為了防止對前機架110的磁漏，優(yōu)選的是從臺階部分112的底部到定子21A和21B的相應(yīng)前端的距離L1等于或大于兩定子21A和21B之間的空氣間隙的間距D2。
彈簧單元50包括沿活塞31的軸向插入氣缸32的外圓周的內(nèi)彈簧51，該內(nèi)彈簧51的兩端分別由磁鐵支撐件22A和活塞31的結(jié)合部的前表面和前機架110的相應(yīng)內(nèi)表面支撐，還包括外彈簧52，該外彈簧52的兩端分別由磁鐵支撐件22A和活塞31的結(jié)合部的后表面和后機架43的相應(yīng)前表面支撐。
參見圖6，凸緣部分31c在活塞31的后側(cè)端部形成，以便與電樞22的磁鐵支撐件22A結(jié)合。氣孔31d可以以相等間隔在同一圓周上制成，這樣氣體在兩側(cè)均能平穩(wěn)地流通。
幾個氣孔22a可在磁鐵支撐件22A上形成，從而在電樞往復地運動時，減少后側(cè)產(chǎn)生的流阻。
那些與傳統(tǒng)技術(shù)相同的元件采用了相同的附圖標記。
現(xiàn)在說明本發(fā)明的運轉(zhuǎn)效果。
當向往復式電動機20的繞組線圈21C供電時，電樞22與活塞31一起線性地作往復運動。當活塞31在氣缸32內(nèi)往復移動時，改變了壓縮空間32a的壓力，這樣將冷卻氣體吸入壓縮空間32a中，壓縮氣體到一定壓力，并將其排出。這一系列過程反復進行。
圍繞電樞22的前端部分由內(nèi)定子21A、外定子21B和前機架110形成空間A，這樣當電樞22往復運動時，空間A的壓力增高，這可以產(chǎn)生阻礙電樞往復運動的流阻。
但是，在這個方面，由于氣孔111形成在前機架110處，當電樞22向前移動時，填充在空間A內(nèi)的氣體經(jīng)氣孔111排出到壓縮單元30之外。因此，阻礙電樞往復運動的流阻減少，這樣電動機的輸出輸入之比能被提高，結(jié)果改善了壓縮機的效率。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的往復式壓縮機的一個變型的主要部件的示意截面圖。
參見圖6，氣孔22a和31d分別在電樞22的后側(cè)的磁鐵支撐件22A和活塞的凸緣部分31c處形成，這樣，當電樞22往復運動時，填充在電樞的內(nèi)部和外部的氣體彼此自由流通，因此，由于氣體而在電樞22的后側(cè)的產(chǎn)生的流阻減少，并且壓縮機效率提高。
在由于電樞往復運動的控制誤差，使電樞2和活塞31過度向前，而發(fā)生過沖程的情況中，電樞22的前端部可能碰撞前機架110的內(nèi)面。對于這樣的情況，如圖5B所示，當臺階部分112在前機架110處形成時，適當?shù)卣{(diào)整臺階部分112的深度，這樣在電樞22的前端部碰撞前機架110的內(nèi)面之前，電樞22和活塞31的結(jié)合部，即活塞的凸緣部分31c，首先碰撞內(nèi)定子21A的后面，以限制電樞21向前運動。從而防止磁鐵22B從磁鐵支撐件22A脫出或損壞。
另外，由于前機架110的臺階部分112的存在，甚至不用延長壓縮機的水平長度，就使前機架110與內(nèi)定子21A和外定子21B的每個組合部分(pool part)保持一距離，這樣減少了通過前機架110的磁漏，并且往復式電動機的效率提高。
現(xiàn)在參照圖7和8說明根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的往復式電動機。
圖7是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的往復式壓縮機的另一個變型的垂直截面圖，圖8是根據(jù)本發(fā)明該優(yōu)選實施例的往復式壓縮機的變型的主要部件的垂直截面圖。
與上述的往復式電動機20設(shè)置在壓縮機單元30的外圓周的實例不同，在該變型中，如圖7所示，往復式電動機220和壓縮單元230在前后方向上有一預定間隔，并由機架單元240機械連接和支撐。
機架單元240包括前機架241、第一和一個第二中間機架242A和242B、以及后機架243。
在前機架241固定有其中可滑動地插有活塞231的氣缸232。
往復式電動機220的外定子221B固定在第二中間機架242B和后機架243之間，接觸部分(a)通過與內(nèi)定子221A和外定子221B支撐地接觸而在后機架243處形成。
在沿電樞222的運動方向與內(nèi)定子221A和外定子221B之間的空氣間隙對應(yīng)的非接觸部分b處，氣孔243a形成在同一圓周上，氣孔243a的內(nèi)徑D1大于空氣間隙的長度D2。
包括氣孔243a的臺階部分243b以環(huán)形形狀凹入地形成在非接觸部分b處。
至于臺階部分243b的深度，與上述實施例類似，優(yōu)選的是從臺階部分243a的底部到電樞222的后端的距離L1大于從電樞222和活塞231的結(jié)合部，即凸緣部231c到內(nèi)定子221A的前端的距離L2。
在本實施例中，可在使電樞222與活塞231結(jié)合的活塞231的凸緣部231c處，以及在磁鐵支撐件222A處形成多個氣孔(未圖示)。
以這種方式，由內(nèi)定子、外定子和后機架形成的空間經(jīng)氣孔與外部連通，這樣，能減少在電樞的往復運動過程中，由空間內(nèi)的壓力提高而引起的流阻。
另外，當電樞和活塞發(fā)生過沖程時，由于后機架的臺階部分，在電樞端部碰撞后機架的內(nèi)面之前，電樞和活塞的結(jié)合部首先碰撞內(nèi)定子的前端，而防止電樞碰撞。從而防止磁鐵脫下或損壞，提高了壓縮機的可靠性。
而且，由于每個定子和后機架間的間距被加寬到一定程度，從而防止了經(jīng)后機架的磁漏，使往復式電動機的性能提高，并且也提高壓縮機的效率。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的往復式壓縮機，支撐往復式電動機和壓縮單元的機架包括至少一個支撐內(nèi)定子和外定子的機架，并且氣孔和臺階部分面向兩定子之間的空氣間隙形成。
因此，當往復式電動機的電樞作往復運動時，氣體在電樞的端部壓縮，這樣阻止了流阻的增加，提高了壓縮機的效率。
另外，當電樞發(fā)生過沖程時，由于臺階部分產(chǎn)生了一個阻止磁鐵脫落或損壞的空間，而提高壓縮機的可靠性。
而且，機架和每個定子之間的間距被加寬到切斷磁漏的程度，這樣壓縮機的效率提高。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供的一種往復式壓縮機包括封閉外殼，其內(nèi)有彼此連通的吸氣管和排氣管；往復式電動機，具有包括以一預定空氣間隙固定在該封閉外殼內(nèi)的內(nèi)定子和外定子的定子和設(shè)置在兩個定子之間的空氣間隙內(nèi)、并作往復運動的電樞；壓縮單元，具有與往復式電動機的電樞結(jié)合、以便與該電樞一起作往復運動的活塞和固定在該封閉外殼內(nèi)、其內(nèi)滑動地插有該活塞以形成一壓縮空間的氣缸；彈簧單元，沿電樞的運動方向彈性支撐往復式電動機的電樞并引起共振；以及機架單元，支撐該往復式電動機和壓縮單元，在其一定部分有氣孔。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種往復式壓縮機，包括封閉外殼，其內(nèi)有彼此連通的吸氣管和排氣管；往復式電動機，具有包括以一預定空氣間隙固定在該封閉外殼內(nèi)的內(nèi)定子和外定子的定子和設(shè)置在兩個定子之間的空氣間隙內(nèi)、并作往復運動的電樞；壓縮單元，具有與該往復式電動機的電樞結(jié)合、以便與該電樞一起作往復運動的活塞，以及固定在該封閉外殼內(nèi)、其中可滑動地插有該活塞以形成一壓縮空間的氣缸；彈簧單元，沿運動方向彈性支撐該往復式電動機的電樞，并引起共振；機架單元，具有同時與該往復式電動機的每個定子接觸、以便支撐該往復式電動機和壓縮單元的接觸部分，和其處有臺階部分凹入形成的非接觸部分。
由于本發(fā)明可以具體化為幾種形式，而不脫離其精神或基本特征，因此也應(yīng)該理解，上述實施方式除特指的外，都不受上述說明的細節(jié)所限制，而應(yīng)當在所附的權(quán)利要求
所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地加以解釋，因此所有在權(quán)利要求
的要求和范圍內(nèi)或其等同物內(nèi)的變動和變型包含在所附的權(quán)利要求
中。
權(quán)利要求
1.一種往復式壓縮機，包括封閉外殼，其內(nèi)有彼此連通的吸氣管和排氣管；往復式電動機，具有包括以一預定空氣間隙固定在該封閉外殼內(nèi)的內(nèi)定子和外定子的定子，和設(shè)置在兩個定子之間的空氣間隙內(nèi)、并作往復運動的電樞；壓縮單元，具有與往復式電動機的電樞結(jié)合、以便與該電樞一起作往復運動的活塞，和固定在該封閉外殼內(nèi)、其內(nèi)可滑動地插有所述活塞以形成一壓縮空間的氣缸；彈簧單元，沿運動方向彈性支撐往復式電動機的電樞，并引起共振；機架單元，具有同時與該往復式電動機的每個定子接觸、以便支撐該往復式電動機和壓縮單元的接觸部分，和非接觸部分，在所述非接觸部分處有臺階部分凹入地形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的壓縮機，其中，所述機架單元的非接觸部分包括氣孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的壓縮機，其中，氣孔沿電樞的運動方向面向內(nèi)定子和外定子之間的空氣間隙形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的壓縮機，其中，氣孔的內(nèi)徑等于或大于往復式電動機的空氣間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的壓縮機，其中，機架單元的臺階部分沿電樞的運動方向面向內(nèi)定子和外定子之間的空氣間隙形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的壓縮機，其中，臺階部分的深度使從臺階部分的底部到電樞的相應(yīng)端的距離大于從電樞和活塞的結(jié)合部的一個表面到該往復式電動機最近的相應(yīng)端的距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的壓縮機，其中，臺階部分的深度使從臺階部分的底部到每個定子的相應(yīng)端的距離大于兩個定子間的空氣間隙。
8.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的壓縮機，其中，凸緣部分形成在壓縮單元的活塞上，以便與該往復式電動機的電樞結(jié)合，并且氣孔形成在活塞的凸緣部分上。
9.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的壓縮機，其中，氣孔形成在該往復式電動機的電樞的磁鐵支撐件上。
專利摘要
一種往復式壓縮機，包括封閉外殼(10)；往復式電動機(20)，具有定子和設(shè)置在定子(21)之間的空氣間隙中、并作往復式運動的電樞(22)；壓縮單元(30)，具有與該往復式電動機的電樞(22)結(jié)合的活塞，和固定在該封閉外殼(10)內(nèi)的氣缸；彈簧單元(50)，沿運動方向彈性支撐該往復式電動機(20)的電樞(22)；機架單元(100)，支撐該往復式電動機(20)和壓縮單元(30)，在其上的適當部分有氣孔(111)。因此，當往復式電動機(20)的電樞(22)作往復運動，氣體在電樞(22)的端部壓縮時，防止了流阻的增加。另外，當電樞發(fā)生過沖程時，由于臺階部分(112)提供了防止磁鐵脫落或損壞的空間，而提高了壓縮機的可靠性。
文檔編號F04B35/04GKCN1279284SQ01811671
公開日2006年10月11日 申請日期2001年5月25日
發(fā)明者∴圭鐘, 玄圣烈, 金長煥, 許鐘泰 申請人:Lg電子株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan