[发明专利]自由活塞式膨胀压缩机

权利要求书

1.一种自由活塞式膨胀压缩机，其特征在于，包括：同轴设置的压缩气缸、膨胀气缸、压缩活塞、膨胀活塞、动子部件、谐振弹簧和活塞轴；其中，

所述压缩气缸的两端设有敞口，所述压缩气缸的第一端与排气装置连接，所述压缩活塞套设在所述压缩气缸的第二端内；

所述膨胀气缸的两端设有敞口，所述膨胀气缸的第一端与进排气装置连接；所述膨胀活塞套设在所述膨胀气缸的第二端内；

所述压缩活塞通过所述活塞轴与所述膨胀活塞连接；

所述谐振弹簧设置于活塞轴处；

所述动子部件驱动所述压缩活塞、所述膨胀活塞和所述活塞轴沿轴向活动设置。

2.根据权利要求1所述的自由活塞式膨胀压缩机，其特征在于，还包括定子部件，所述定子部件包括同轴设置的内定子和外定子，所述内定子与所述外定子之间形成圆筒状气隙，所述动子部件套设于所述圆筒状气隙内；

所述动子部件包括同轴连接的动子骨架与环形永磁体，所述内定子的外侧设置励磁线圈，所述外定子包覆在所述励磁线圈的外圆周上。

3.根据权利要求2所述的自由活塞式膨胀压缩机，其特征在于，所述压缩活塞同轴位于所述动子部件的内侧，且所述压缩活塞的第一端连接所述动子骨架远离所述环形永磁体的一端；和/或，

还包括同轴安装在所述定子部件两端的第一连接件和第二连接件，所述压缩气缸安装于所述第一连接件上。

4.根据权利要求3所述的自由活塞式膨胀压缩机，其特征在于，所述膨胀活塞同轴位于所述膨胀气缸的内侧，且所述膨胀活塞的第一端连接所述活塞轴远离所述动子部件的一端；和/或，

还包括同轴安装在所述膨胀气缸两端的第三连接件和第四连接件。

5.根据权利要求4所述的自由活塞式膨胀压缩机，其特征在于，所述谐振弹簧包括至少一个自由端，所述谐振弹簧的各个自由端连接相应连接件的相应端；或，

所述谐振弹簧的至少一个自由端连接于所述活塞轴，所述谐振弹簧的其它自由端连接于相应连接件的相应端；

其中，所述谐振弹簧包括用于连接各个自由端的弹性过渡部。

6.根据权利要求5所述的自由活塞式膨胀压缩机，其特征在于，所述弹性过渡部为多个直线段或曲线段首尾依次连接而成的第一组合形状，所述第一组合形状的两端分别设置所述自由端；或，

所述弹性过渡部为将多个直线段或曲线段的一端连接为一体而成的第二组合形状，所述第二组合形状中相应的直线段或曲线段的另一端分别设置所述自由端。

7.根据权利要求3所述的自由活塞式膨胀压缩机，其特征在于，所述压缩活塞内设有沿其轴向贯穿的吸气通道；所述吸气通道中设有吸气消音器，所述吸气通道的出口位于所述压缩活塞的第二端，所述吸气通道的出口处设有吸气装置；所述排气装置设于所述压缩气缸远离所述动子部件的一端。

8.根据权利要求4所述的自由活塞式膨胀压缩机，其特征在于，还包括多孔质气体轴承，所述多孔质气体轴承包括压缩活塞多孔质气体轴承和膨胀活塞多孔质气体轴承；

所述压缩活塞多孔质气体轴承设置于所述第一连接件或所述压缩气缸处，且同轴位于所述压缩气缸靠近所述动子部件的一端或嵌装于所述压缩气缸的内侧壁上；

所述膨胀活塞多孔质气体轴承设置于所述第四连接件或所述膨胀气缸处，且同轴位于所述膨胀气缸靠近所述活塞轴的一端或嵌装于所述膨胀气缸的内侧壁上；

所述压缩气缸和膨胀气缸的侧壁内设有用于连通所述多孔质气体轴承与所述排气装置的供气通道；或，

所述压缩气缸的侧壁内设有用于连通所述多孔质气体轴承与所述排气装置的供气通道，所述膨胀气缸的侧壁内设有用于连通所述多孔质气体轴承与所述进排气装置的供气通道。