[发明专利]直线型压缩机及其驱动单元

说明书

技术领域

本发明涉及直线型压缩机，其尤其用于压缩制冷装置中的制冷剂；并且还涉及用于驱动这种直线型压缩机的振荡活塞移动的驱动单元。

背景技术

专利公开文献US6596032B2公开了一种直线型压缩机，其驱动单元包括框架以及经由膜片弹簧安装在所述框架内的振荡体。振荡体包括永磁体；刚性连接至所述永磁体的活塞杆；以及通过铰链接头连接至活塞杆的活塞，其中所述活塞可在缸体内往复运动。活塞的移动通过安置在缸体周围的电磁体被驱动，其中所述电磁体与永磁体相互作用。盘形膜片弹簧螺合在活塞杆的中央，并且膜片弹簧的外缘连接至叉部，其中所述叉部包围缸体、电磁体和永磁体。

与许多其它类型的弹簧相比，膜片弹簧具有这样的优点，其可仅仅在相对于振荡方向成直角地困难地变形。因此，振荡体可以仅仅以具有一个自由度的方式移动，不像从螺旋弹簧悬置的振荡体那样，例如其总是具有平移运动的三个自由度，并且如果运动被限于单个自由度的话要求引导件。这种引导件无需用于支承在膜片弹簧上的振荡体。因此，这种振荡体的移动可以以较低摩擦损耗的方式转换成压缩机中的活塞的移动，其中所述活塞必须沿严格直线的路径被引导。

振荡体和膜片弹簧形成了振荡系统，其共振频率由振荡体与膜片弹簧的质量和膜片弹簧的刚度确定。膜片弹簧允许仅仅小的振荡幅度，这是因为振荡体的每次偏转与膜片弹簧的伸展相关。较小的振荡幅度意味着，很难可靠地使得缸体的死区容积(dead volume)较小。然而，死区容积越大，则压缩机的效率就越低。较短的行程还使得缸体被构造成具有相对于长度较大的直径，从而实现特定的性能。代价昂贵的是密封对应的较大的活塞周边。

增加性能的另一选择是将膜片弹簧制造得非常刚性，从而增加共振频率。然而，膜片弹簧的刚度越大，还意味着针对特定的振荡幅度弹簧经受失效的危险性就越大。这意味着，为了避免失效，如果弹簧刚度越大则幅度必须被使得越小，从而以这样的方式不可获得性能的在此令人满意的增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于直线型压缩机的驱动单元，包括框架和振荡体，其中所述振荡体经由膜片弹簧安装在所述框架内，其中所述膜片弹簧允许振荡体的没有失效危险的较大行程，从而针对小活塞直径可获得高性能。

该目的的实现在于除了膜片弹簧以外，螺旋弹簧连接至振荡体和框架，并可沿移动的方向延伸和压缩。因而可以分开引导振荡体的功能和临时存储动能的功能。螺旋弹簧仅仅稍微适于沿准确限定的直线约束振荡体，但是不难将其尺寸设置成维持振荡体的移动的期望的幅度和移动的期望的频率，而没有材料失效的危险。膜片弹簧必须具有仅仅小材料厚度，从而获得期望的较大振荡幅度。这种膜片弹簧将仅仅允许振荡体的低共振频率，如果膜片弹簧是必须完成临时能量存储功能的唯一机构。然而，通过平行地连接两个类型的弹簧，所有三个要求可以同时被实现，也就是说针对振荡体的精确的引导、大幅度以及高振荡频率的要求。

理想地，各弹簧应仅仅在振荡体上施加力而不施加转矩。为此，螺旋弹簧优选地绕想象的直线设置，其中振荡体的重心可沿所述想象的直线实现往复运动。直线优选与螺旋弹簧的纵向轴线重合。

为了防止膜片弹簧施加转矩或为了最小化这种转矩，膜片弹簧优选具有与直线重合的对称轴线，或直线位于其上的对称平面。

为了将从螺旋弹簧的力转移至振荡体而没有任何转矩，螺旋弹簧的一个端部优选作用在弹簧板的周边上，而振荡体连接至弹簧板的中心。

为了使得膜片弹簧沿移动方向稍微变形，其优选具有多个弯曲臂，每个臂的一个端部固定至框架而另一端部固定至振荡体。

为了改进振荡体沿直线引导的精度，优选设置至少两个膜片弹簧，它们作用在沿振荡移动方向分离的振荡体的区域上。

本发明的主题还是直线型压缩机，其包括工作室；在所述工作室内完成往复运动从而压缩工作流体的活塞；以及如上所限定的驱动单元，其中所述驱动单元连接至所述活塞以驱动所述往复运动。为了使得这种直线型压缩机紧凑，对于工作室有利的是部分地由螺旋线圈包围。

附图说明

通过参照附图从以下示意性实施例的说明将清楚本发明的其它特点和优点，其中：

图1示出了根据本发明的直线型压缩机的透视图；

图2示出了图1的直线型压缩机的两个膜片弹簧中的一个膜片弹簧；

图3示出了沿想像直线G的直线型压缩机的示意性剖视图；

图4示出了直线型压缩机的膜片弹簧的可选实施例；并且

图5示出了膜片弹簧的另一简化实施例。

具体实施方式