專利名稱：線性壓縮機(jī)單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種線性壓縮機(jī)單元，該單元尤其可以用于一種制冷設(shè)備如冰箱、冷凍機(jī)或類似設(shè)備中壓縮制冷劑。
在家用制冷設(shè)備中通常使用由回轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的往復(fù)式活塞壓縮機(jī)。在家庭應(yīng)用中這種壓縮機(jī)只產(chǎn)生最小的運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲是非常重要的。由于活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致在壓縮過程中間歇地吸入制冷劑是噪聲的重要來源。這種間歇性吸入引起的振動(dòng)必需采用相應(yīng)的減震裝置消除。為此通常的設(shè)計(jì)原則是讓氣態(tài)的制冷劑流通過一個(gè)腔室，該腔室例如由赫爾姆霍茨諧振器或類似諧振器構(gòu)成，由此使振動(dòng)被強(qiáng)烈地衰減并且不能傳到外面。這些腔室通常直接地安置在壓縮機(jī)的泵上。該泵安裝在一個(gè)外殼里面，以便絕緣和減少噪聲。在壓縮機(jī)的外殼與腔室的進(jìn)口之間存在一個(gè)小的間距，它允許制冷劑進(jìn)入到環(huán)繞泵的外殼緩沖容積里面。
最近，研制了一種所謂的線性壓縮機(jī)，它放棄了使用回轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)活塞，轉(zhuǎn)而采用一個(gè)在交變的電磁場(chǎng)中可以進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的磁體直接驅(qū)動(dòng)這個(gè)活塞。由于這一工作原理在線性壓縮機(jī)中使腔室處于劇烈振動(dòng)，這種振動(dòng)是由于往復(fù)移動(dòng)的磁體和與其連接的活塞而引起的。
由回轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)已知的設(shè)計(jì)原則是，使一個(gè)圓柱缸體的進(jìn)口與一個(gè)包含該圓柱缸體的外殼的進(jìn)口通道無接觸地在形成一個(gè)通向緩沖容積的通道的情況下彼此對(duì)置，如果試圖將該設(shè)計(jì)原則轉(zhuǎn)移到線性壓縮機(jī)單元的結(jié)構(gòu)上，則會(huì)產(chǎn)生問題，即，不可避免的線性壓縮機(jī)單元自身振動(dòng)使通向緩沖容積的通道橫截面以移動(dòng)活塞的諧振頻率產(chǎn)生共振并由此使噪聲增加而不是衰減。
本發(fā)明的目的是，提供一種具有一個(gè)加封外殼的圓柱缸體的線性壓縮機(jī)單元，由于通向緩沖容積的通道橫截面調(diào)制共振而產(chǎn)生的噪聲被有效地限制。
這個(gè)目的通過在權(quán)利要求1特征部分給出的線性壓縮機(jī)單元得以實(shí)現(xiàn)。在通道中的節(jié)流元件阻止了緩沖容積中的共振激勵(lì)和由此產(chǎn)生的過度噪聲。
所述節(jié)流元件最好由安置在外殼或圓柱缸體上的相互嵌合的壁體構(gòu)成。所述壁體可以采用任意適合的形狀，以便通過在其上的摩擦引起在進(jìn)口和緩沖容積間往復(fù)流動(dòng)的氣流壓力降。優(yōu)選的壁體是環(huán)形且同心地圍繞進(jìn)口或進(jìn)口通道。
所述圓柱缸體本身最好在其進(jìn)口與一個(gè)容納活塞的工作腔室之間具有一個(gè)或多個(gè)消聲的腔室。由此使在由工作腔室中的活塞產(chǎn)生的強(qiáng)烈壓力沖擊還未到達(dá)通向緩沖容積的通道之前就被吸收。
另一適宜的消聲措施是，在外殼的進(jìn)口通道處接合一個(gè)通流被壓縮介質(zhì)的消聲腔室。這個(gè)腔室可以被直接接合在外殼的壁體上并具有一個(gè)扁平的圓柱體形狀，所述進(jìn)口通道穿過該扁平圓柱體沿著腔室的圓柱體軸線延伸。
所述圓柱缸體的可擺動(dòng)支架最好由一個(gè)排出管道構(gòu)成，被壓縮的介質(zhì)通過該排出管道離開圓柱缸體。該排出管道最好螺旋線形地圍繞圓柱缸體腔室環(huán)繞地導(dǎo)引。用于驅(qū)動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的磁體尤其可以設(shè)置在活塞的軸向延長(zhǎng)段里面或者也可以環(huán)形地圍繞活塞設(shè)置。
借助于斜面對(duì)附圖中實(shí)施例的描述給出本發(fā)明其它的特征和優(yōu)點(diǎn)。附圖中

圖1以簡(jiǎn)化局剖圖示出按照本發(fā)明的線性壓縮機(jī)單元的第一個(gè)實(shí)例；圖2示出圖1中的線性壓縮機(jī)單元的頭部細(xì)節(jié)截面；圖3示出線性壓縮機(jī)單元的第二實(shí)施例。
在圖1中所示的線性壓縮機(jī)單元包括一個(gè)緊密密封的金屬外殼1，它用于容納所述壓縮機(jī)單元的一個(gè)泵部分2和一個(gè)驅(qū)動(dòng)部分3。在橫截面中示出的驅(qū)動(dòng)部分03主要包括一個(gè)桿狀的永磁體4，它在一個(gè)線圈5的內(nèi)部空腔中在線圈的縱向上可移動(dòng)地設(shè)置。在這里一個(gè)螺旋彈簧形式的復(fù)位彈簧6在泵部分2的方向上頂壓磁體4。通過一個(gè)施加在線圈5上的交流電流在線圈內(nèi)室中可以產(chǎn)生一個(gè)交變的磁場(chǎng)，它使磁體4沿著線圈5的軸線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
在磁體4上固定地裝配一個(gè)活塞7，它在一個(gè)圓柱缸體9的一個(gè)工作腔8中起作用并可以通過磁體的運(yùn)動(dòng)在這個(gè)工作腔中移動(dòng)。在位于活塞7對(duì)面的工作腔8的壁體上配有兩個(gè)分別具有一個(gè)閥門10，11的開孔。所述閥門10，11在這里作為瓣閥或葉片閥示出，但是當(dāng)然也可以使用任何一種形式的閥門，它只允許介質(zhì)在一個(gè)方向上流動(dòng)，即，在閥門10中允許流入工作腔8，而在閥門11中允許流出工作腔。
被壓縮的介質(zhì)經(jīng)過一個(gè)管段狀的進(jìn)口通道12到達(dá)工作腔8，該管段穿過外殼1并可靠地固定在那里，所述圓柱缸體9的進(jìn)口13和一列腔室14，15，16在圓柱缸體9的外殼中前置于工作腔8。
所述圓柱缸體9的進(jìn)口13位于管接頭17的端部上，該管接頭在一個(gè)平行于磁體4和活塞7的運(yùn)動(dòng)方向上突出于圓柱缸體9的端面壁體。該管接頭17與一個(gè)第二管接頭18同心，第二管接頭構(gòu)成接合到外殼1內(nèi)部的進(jìn)口通道12的一部分。
所述管接頭18具有一個(gè)徑向上伸出的法蘭19，在其上設(shè)置許多與進(jìn)口通道12的縱軸線同心延伸的圓柱形壁體20。具有適配梯級(jí)直徑的相應(yīng)壁體21安置在圓柱缸體9的端面上并分別嵌入兩個(gè)壁體20之間。
已壓縮的介質(zhì)通過排出管道22離開工作腔8，該排出管道固定在圓柱缸體9端部上并螺旋線形地圍繞圓柱缸體9延伸并最終橫穿出外殼1的壁體。這個(gè)排出管道22同時(shí)構(gòu)成外殼1中圓柱缸體9的支架，它允許圓柱缸體9擺動(dòng)，特別是在縱向上的擺動(dòng)。
在所述壓縮機(jī)單元工作期間，通過活塞7每次在附圖中向左的運(yùn)動(dòng)壓縮在工作腔8中的介質(zhì)并且一旦工作腔8內(nèi)的壓力超過排出管道22的壓力時(shí)，使介質(zhì)通過排氣閥11排出。在此所述活塞7對(duì)圓柱缸體9施加一個(gè)在圖中向左指向的壓力，該壓力可以使圓柱缸體9由于其彈性懸掛作用回彈一段距離。在活塞7進(jìn)行這個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí)，壁體20和21相對(duì)移動(dòng)并且使管接頭18端部與圓柱缸體9進(jìn)口13之間的間隙變窄。通過這種運(yùn)動(dòng)防止劇烈的敲擊噪聲傳播到外殼1并由此傳播到壓縮機(jī)單元周圍，所述活塞7在左側(cè)返回點(diǎn)上引起這種敲擊噪聲。
當(dāng)磁體4接著向右側(cè)拉動(dòng)活塞7時(shí)，工作腔8又再一次變大并且在這個(gè)工作腔中形成負(fù)壓，這一方面使新的介質(zhì)通過進(jìn)口通道12吸入，另一方面使圓柱缸體9跟隨活塞7向右移動(dòng)一段距離。但是由此引起的間隙23擴(kuò)大但沒有大到由此使壁體20，21脫離嵌合。相互嵌合的壁體20，21這樣起到節(jié)流元件的作用，它在工作腔8的膨脹狀態(tài)期間抑止介質(zhì)從緩沖容積24進(jìn)入到工作腔8里面，并相應(yīng)地在工作腔8的壓縮狀態(tài)中抑止介質(zhì)通過進(jìn)口通道12回流到緩沖容積24里面。因此，即使當(dāng)線性壓縮機(jī)單元的工作頻率，也就是磁體的振蕩頻率與緩沖容積24的共振頻率相一致時(shí)，緩沖容積24的強(qiáng)制振蕩也會(huì)被有效地衰減并且其振幅也會(huì)保持很小。因此有效地抑止一個(gè)有助于線性壓縮機(jī)單元運(yùn)行噪聲的因素。
所述圓柱缸體9的腔室14，15，16同樣具有抑止噪聲的功效。它們按照由消聲技術(shù)中已知的方式由一個(gè)赫爾姆霍茨諧振器構(gòu)成。
作為另一抑制壓縮機(jī)單元運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲的措施是，在外殼1的進(jìn)口通道12處接合另一消聲的腔室25。這個(gè)腔室25的一個(gè)壁體由外殼1本身構(gòu)成并具有一個(gè)扁平的圓柱體形狀，其中所述進(jìn)口通道12沿著腔室的圓柱體軸線穿過腔室25。該腔室25也起到一個(gè)具有一個(gè)進(jìn)口的赫爾姆霍茨諧振器的作用，該進(jìn)口在進(jìn)口通道12的整個(gè)圓周上延伸并因此是特別有效的。
圖3示出所述線性壓縮機(jī)單元的第二個(gè)實(shí)施例，它與圖1的區(qū)別在于其驅(qū)動(dòng)部分3的結(jié)構(gòu)形式。在所有實(shí)施例中泵部分2是一樣的。而在圖1的實(shí)施例中，永磁體4設(shè)置在活塞7的軸向延長(zhǎng)段里面，在圖3所示的情況下永磁體環(huán)形地圍繞活塞7，并通過一個(gè)法蘭28或獨(dú)立的徑向取向的支承臂可靠地與活塞連接。這種環(huán)形磁體4從外面被一個(gè)線圈5包圍，為了產(chǎn)生擺動(dòng)該線圈處于通過一個(gè)交變電磁場(chǎng)進(jìn)行激勵(lì)的位置。兩個(gè)金屬填料26，27負(fù)責(zé)使線圈的磁場(chǎng)有效地耦合到磁體4上，它們?cè)O(shè)置在磁體與圓柱缸體9之間的一個(gè)環(huán)形中間空間里面，分別與磁體4保持一個(gè)微小氣隙，或者說環(huán)形地從外部包圍磁體4和線圈5地設(shè)置。
權(quán)利要求
1.一個(gè)線性壓縮機(jī)單元，具有一個(gè)在電磁交變場(chǎng)中可以往復(fù)移動(dòng)的磁體(4)、一個(gè)由該磁體(4)驅(qū)動(dòng)的、在一個(gè)圓柱缸體(9)中移動(dòng)的活塞(7)并具有一個(gè)外殼(1)，該外殼用于封閉圓柱缸體(9)和一個(gè)緩沖容積(24)，其中所述圓柱缸體(9)可擺動(dòng)地安裝在外殼(1)里面并且該圓柱缸體(9)的一個(gè)進(jìn)口(13)與該外殼(1)的一個(gè)進(jìn)口通道(12)相互間無接觸地彼此對(duì)置并形成一個(gè)通向緩沖容積(24)的通道(23)，并且在該通道(23)中安裝一個(gè)節(jié)流元件(20，21)。
2.如權(quán)利要求1所述線性壓縮機(jī)單元，其特征在于，所述節(jié)流元件由安置在外殼(1)或圓柱缸體(9)上的互相嵌合的壁體(20，21)構(gòu)成。
3.如上述權(quán)利要求2所述線性壓縮機(jī)單元，其特征在于，所述壁體(20，21)環(huán)狀地包圍進(jìn)口(13)或進(jìn)口通道(12)。
4.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述線性壓縮機(jī)單元，其特征在于，至少一個(gè)通流被壓縮介質(zhì)的消聲腔室(14，15，16)設(shè)置在圓柱缸體(9)的進(jìn)口(13)與一個(gè)容納活塞(7)的圓柱缸體(9)腔室(8)之間。
5.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述線性壓縮機(jī)單元，其特征在于，至少一個(gè)通流被壓縮介質(zhì)的消聲腔室(25)接合在外殼(1)的進(jìn)口通道(12)里面。
6.如上述權(quán)利要求5所述線性壓縮機(jī)單元，其特征在于，所述腔室(25)是一個(gè)扁平圓柱體并且所述進(jìn)口通道(12)沿著腔室(25)的圓柱體軸線延伸。
7.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述線性壓縮機(jī)單元，其特征在于，所述圓柱缸體(9)的可擺動(dòng)支架由圓柱缸體(9)的一個(gè)排出管道(22)構(gòu)成。
8.如上述權(quán)利要求7所述線性壓縮機(jī)單元，其特征在于，所述排出管道(22)螺旋線形地圍繞圓柱缸體(9)延伸。
9.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述線性壓縮機(jī)單元，其特征在于，所述用于驅(qū)動(dòng)活塞(7)的磁體(4)設(shè)置在活塞(7)的軸向延長(zhǎng)段里面。
10.如上述權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述線性壓縮機(jī)單元，其特征在于，所述用于驅(qū)動(dòng)活塞(7)的磁體(4)環(huán)形地圍繞在活塞(7)延伸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一個(gè)線性壓縮機(jī)單元，它包括一個(gè)在電磁交變場(chǎng)中可以往復(fù)移動(dòng)的磁體、一個(gè)由該磁體驅(qū)動(dòng)的、在一個(gè)圓柱缸體(9)中移動(dòng)的活塞(7)和一個(gè)用于封閉圓柱缸體(9)和一個(gè)緩沖容積(24)的外殼(1)。所述圓柱缸體(9)可擺動(dòng)地安裝在外殼(1)里面。該圓柱缸體(9)的一個(gè)進(jìn)口(13)與該外殼(1)的一個(gè)進(jìn)口通道(12)相互間無接觸地彼此對(duì)置，形成一個(gè)通向緩沖容積(24)的通道(23)。在該通道(23)中安裝一個(gè)節(jié)流元件(20，21)。
文檔編號(hào)F04B39/12GK1705824SQ200380101891
公開日2005年12月7日 申請(qǐng)日期2003年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月22日
發(fā)明者M·姆爾茨格洛 申請(qǐng)人:Bsh博施及西門子家用器具有限公司