專利名稱：線性壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及線性壓縮機，涉及一種在線性電機中代替磁鐵(magneto)而使用導(dǎo)體 部件，從而通過磁感應(yīng)生成驅(qū)動力的同時，能夠使制冷力與負載對應(yīng)地自然變化的線性壓 縮機。
背景技術(shù)：
一般來說，壓縮機(Compressor)是從電機或渦輪(turbine)等動力生成裝置接收 動力，從而壓縮空氣、制冷劑或除此之外的多種運行氣體以提高壓力的機械裝置，其廣泛應(yīng) 用于冰箱和空調(diào)等家電或整個工業(yè)。這樣的壓縮機大體上分為在活塞(Piston)和氣缸(Cylinder)之間形成吸入、排 出運行氣體的壓縮空間，以使活塞在氣缸內(nèi)部進行直線往復(fù)運動并壓縮制冷劑的往復(fù)式壓 縮機(Reciprocating compressor)；在偏心旋轉(zhuǎn)的滾子(Roller)和氣缸(Cylinder)之間 形成吸入、排出運行氣體的壓縮空間，以使?jié)L子沿著氣缸內(nèi)壁進行偏心旋轉(zhuǎn)并壓縮制冷劑 的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(Rotarycompressor)；在旋轉(zhuǎn)渦盤(Orbiting scroll)和固定渦盤(Fixed scroll)之間形成吸入、排出運行氣體的壓縮空間，以使旋轉(zhuǎn)渦盤沿著固定渦盤進行旋轉(zhuǎn)并 壓縮制冷劑的渦旋式壓縮機(Scroll compressor) 0最近，在往復(fù)式壓縮機中，特別地較多開發(fā)的是線性壓縮機，其將活塞直接連接到 進行往復(fù)直線運動的驅(qū)動電機，從而不會產(chǎn)生因運動轉(zhuǎn)換帶來的機械損失，提高壓縮效率 的同時實現(xiàn)簡單的結(jié)構(gòu)。圖1是表示現(xiàn)有技術(shù)中的線性壓縮機的側(cè)視圖?，F(xiàn)有的線性壓縮機在殼體1內(nèi) 側(cè)彈性支撐如下結(jié)構(gòu)體，上述結(jié)構(gòu)體由框架2、氣缸3、活塞4、吸入閥6、排出閥7、線性電機 10、電機蓋18、支架19、后蓋20、主彈簧Si、S2和吸入消聲器21構(gòu)成。氣缸3以過盈配合插入固定于框架2，排出閥7堵住氣缸3的一端，活塞4插入于 氣缸3內(nèi)側(cè)，薄形的吸入閥6打開/關(guān)閉活塞4的吸入口 5。線性電機10被設(shè)置為在內(nèi)部定子12和外部定子14之間保持間隙，并使磁鐵框架 16可進行往復(fù)直線運動，磁鐵框架16通過活塞固定部16c與活塞4相連接，磁鐵框架1 6 通過內(nèi)部定子12和外部定子14及磁鐵框架16之間的相互電磁力進行往復(fù)直線運動，從而 使活塞4進行工作。電機蓋18為了固定外部定子14而在軸方向上支撐外部定子14，同時被螺栓固定 于框架2，后蓋20與電機蓋18相結(jié)合，在電機蓋18和后蓋20之間，與活塞4的另一端連接 的支架19在軸方向上被主彈簧Si、S2支撐，用于吸入制冷劑的吸入消聲器組件21也與支 架19 一同得到緊固。此時，主彈簧S1、S2在相對于支架19上下及左右對稱的位置包括4個前方彈簧Sl 及4個后方彈簧S2，隨著線性電機10進行運轉(zhuǎn)，前方彈簧Sl和后方彈簧S2向相反方向運 動，從而緩沖活塞4及支架19。除此之外，壓縮空間P—側(cè)的制冷劑也發(fā)揮一種氣體彈簧的 作用，從而緩沖活塞4及支架19。
由此，當(dāng)線性電機10進行運轉(zhuǎn)時，活塞4及與之連接的吸入消聲器組件21進行往 復(fù)直線運動，隨著壓縮空間P的壓力發(fā)生變化，將自動調(diào)節(jié)吸入閥6及排出閥7的運轉(zhuǎn)，通 過如上所述的動作，制冷劑經(jīng)由吸入管(未圖示)、吸入消聲器組件21、活塞4的吸入口 5吸 入到壓縮空間P并被壓縮后通過排出罩8、環(huán)狀管(loop pipe)9及殼體一側(cè)的流出管(未 圖示)而排出到外部。如圖1所示，線性壓縮機的線性電機10以框架2為基準(zhǔn)由內(nèi)部定子12及外部定 子14、磁鐵框架16構(gòu)成。內(nèi)部定子12被構(gòu)成為層疊物(lamination)在圓周方向上層疊， 外部定子14被構(gòu)成為磁芯塊14b在圓周方向上隔著一定間隔設(shè)置于線圈繞體14a。圖2是表示現(xiàn)有技術(shù)中的磁鐵框架的立體圖。磁鐵框架16包括位于線性電機 10的內(nèi)部定子12和外部定子14之間的圓筒形狀的框架主體16a ；固定于框架主體16a的 外部的一部分的磁鐵16b ；用于使活塞4固定于框架主體16a的一端的向內(nèi)側(cè)延伸的活塞 固定部16c，并在磁鐵16b的一側(cè)形成有孔16d。此時，在框架主體16a的圓周方向上每隔一定間隔形成磁鐵16b，優(yōu)選地，8個磁鐵 16b以等間距地與框架主體16a的外部相結(jié)合。但是，在現(xiàn)有技術(shù)的線性壓縮機中，磁鐵通過相互電磁力在內(nèi)部定子和外部定子 之間進行往復(fù)直線運動，由于磁鐵自身價格昂貴，因此很難使用圓筒形磁鐵，即使固定多個 條狀的磁鐵來制作磁鐵框架，其制造單價變高，而且會提高生產(chǎn)費用。并且，在現(xiàn)有技術(shù)的線性壓縮機中，存在如下問題為了使制冷力與負載對應(yīng)地變 化而需要改變線性電機的行程，為此需要具有復(fù)雜的控制部，并且外圍部件的大小及尺寸 的設(shè)計有限，進一步地需要復(fù)雜的控制方法，因此不僅導(dǎo)致生產(chǎn)費用提高，而且很難制作， 用于控制所消耗的電力增多從而降低壓縮機整體效率。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種線性壓縮機，其代替磁鐵而利用導(dǎo)體部件，從而簡化 線性電機的形態(tài)及控制。并且，本發(fā)明的目的在于提供一種線性壓縮機，其使制冷力與負載對應(yīng)地自然地變化。本發(fā)明中的線性壓縮機，其包括固定部件，具有壓縮空間；可動部件，在固定部 件的內(nèi)部進行往復(fù)直線運動，從而壓縮制冷劑；多個彈簧，在可動部件的運動方向上彈性支 撐可動部件；第一定子，流有電流；導(dǎo)體部件，被第一定子磁感應(yīng)，從而使可動部件進行直 線運動；以及控制部，用于控制向第一定子的電流供給。并且，優(yōu)選地，線性壓縮機還包括用于連接可動部件和導(dǎo)體部件的連接部件，導(dǎo)體 部件是安裝于連接部件的一端的導(dǎo)體。并且，優(yōu)選地，導(dǎo)體部件具有與連接部件對應(yīng)的形狀。并且，優(yōu)選地，線性壓縮機還包括用于連接可動部件和導(dǎo)體部件的連接部件，導(dǎo)體 部件是安裝于連接部件的一端的環(huán)狀的鐵片及導(dǎo)體交替層疊而成的。并且，優(yōu)選地，線性壓縮機還包括用于連接可動部件和導(dǎo)體部件的連接部件，導(dǎo)體 部件是纏繞于連接部件的外側(cè)的導(dǎo)線。并且，優(yōu)選地，第一定子包括纏繞線圈而成的線圈繞體和安裝于線圈繞體的磁芯，控制部控制接通/斷開向線圈繞體供給的電流，使得在導(dǎo)體部件形成單向磁場。并且，優(yōu)選地，各彈簧是第一彈簧和第二彈簧之一，所述第一彈簧向壓縮制冷劑的 方向彈性支撐可動部件，所述第二彈簧向與壓縮制冷劑的方向相反的方向彈性支撐可動部 件。并且，優(yōu)選地，具有與第一定子保持間隙的第二定子，導(dǎo)體部件的至少一部分位于 所述間隙之間，控制部控制向第一定子供給電流。并且，優(yōu)選地，第一定子具有分別纏繞線圈而成的第一、第二線圈繞體，以及安裝 于第一、第二線圈繞體的磁芯，上述第一、第二線圈繞體在軸方向上隔著間隔配置，控制部 控制向第一、第二線圈繞體供給具有相位差的電流，使得在導(dǎo)體部件形成雙向磁場。并且，優(yōu)選地，第一及第二線圈繞體的線圈纏繞方向相同。并且，優(yōu)選地，控制部控制向第一、第二線圈繞體供給具有90°的相位差的電流。并且，優(yōu)選地，各彈簧是第一彈簧及第二彈簧，所述第一彈簧向壓縮制冷劑的方向 彈性支撐可動部件，所述第二彈簧向與壓縮制冷劑的方向相反的方向彈性支撐可動部件。并且，優(yōu)選地，在線性壓縮機中，當(dāng)可動部件以規(guī)定速度以上的速度運轉(zhuǎn)時，可動 部件的速度和用于使可動部件運動的作用力以規(guī)定的比例成反比。并且，優(yōu)選地，隨著負載增大，可動部件的速度減小，而用于使可動部件運動的作 用力增加。并且，優(yōu)選地，控制部控制電流的供給，以使行程根據(jù)負載自動變化。并且，本發(fā)明中的線性壓縮機，其包括固定部件，具有壓縮空間；可動部件，具有導(dǎo)體部件，并且，在固定部件的內(nèi)部進行往復(fù)直線運動，從而壓縮 制冷劑；多個彈簧，在可動部件的運動方向上彈性支撐可動部件；第一定子，流有電流，從 而使導(dǎo)體部件磁感應(yīng)；第二定子，與第一定子相對應(yīng)地配置，導(dǎo)體部件的至少一部分位于第 二定子與第一定子之間的空間；以及控制部，控制供給或切斷向第一定子的電源，使得可動 部件的速度與用于使可動部件運動的作用力以規(guī)定的比例成反比，從而控制使制冷力自然 地變化。在本發(fā)明中，代替磁鐵而使用導(dǎo)體部件，從而通過磁感應(yīng)提供驅(qū)動力，因此具有如 下效果簡化線性電機的結(jié)構(gòu)及控制，從而降低生產(chǎn)費用，進一步地，不需要用于控制的另 外的驅(qū)動部，并且可用最少的元件進行驅(qū)動，因此提高整體效率。并且，在本發(fā)明中，線性電機不受從外部施加的電源的變動影響，并且即使不應(yīng)用 另外的控制方法，也能夠通過改變行程來使制冷力與負載對應(yīng)地自動或自然變化，因此具 有使冷卻效率極大化的效果。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的線性壓縮機的側(cè)視圖。圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的磁鐵框架的立體圖。圖3是示出本發(fā)明中的線性壓縮機的第一實施例的側(cè)截面圖。圖4是示出本發(fā)明中的線性壓縮機的第二實施例的側(cè)截面圖。圖5是示出本發(fā)明中的線性壓縮機的第三實施例的側(cè)截面圖。圖6是示出本發(fā)明的線性壓縮機中采用的導(dǎo)體部件的第一實施例的立體圖。
圖7是示出本發(fā)明的線性壓縮機中采用的導(dǎo)體部件的第二實施例的立體圖。圖8是示出本發(fā)明的線性壓縮機中采用的導(dǎo)體部件的第三實施例的立體圖。圖9是表示與圖5中示出的線性電機的施加電流對應(yīng)的磁通波形的圖表。圖10是用于向圖5中示出的線性電機施加電流的電路的略圖。圖11是表示圖5中示出的線性電機的直線往復(fù)的磁通動作的圖表。圖12是表示圖5中示出的線性電機的轉(zhuǎn)差率和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系的圖表。
具體實施例方式以下，通過實施例和附圖對本發(fā)明進行詳細的說明。圖3至圖5是示出本發(fā)明的線性壓縮機的各種實施例的側(cè)截面圖。如圖3至圖5所示，本發(fā)明中的線性壓縮機，其在密閉容器100內(nèi)設(shè)置有固 定部件120，其具有制冷劑的壓縮空間P ；可動部件130，其在固定部件120內(nèi)部壓縮制 冷劑；線性電機200，其用于驅(qū)動可動部件130，其中，線性電機200包括第一、第二定子 (stator) 220,240以及位于第一及第二定子220、240之間的空間的導(dǎo)體部件沈0。第二定子240固定在固定部件120的外周，第一定子220在軸方向上通過框架110 和電機蓋300得以固定，框架110和電機蓋300由螺栓(bolt)等連接部件得以連接而相互 結(jié)合，從而使第一定子220固定于框架110和電機蓋300之間?？蚣?10可與固定部件120 形成為一體，也可與固定部件120獨立制造并與固定部件120相結(jié)合。在可動部件130的后方連接有支架(support) 310，后蓋320與電機蓋300的后方 相結(jié)合，支架310位于電機蓋300和后蓋320之間。為了緩沖可動部件130的往復(fù)直線運 動而在軸方向上設(shè)置彈簧S1、S2，由支架310和電機蓋300支撐其兩端，或是由支架310和 后蓋320支撐其兩端。此時，彈簧S1、S2的詳細設(shè)置位置及彈性系數(shù)等可根據(jù)線性電機200 的結(jié)構(gòu)及運轉(zhuǎn)而變更，以下將詳細進行說明。并且，在可動部件130的后方具有吸入消聲器330，制冷劑經(jīng)由吸入消聲器140而 流入到活塞300，以減小制冷劑流入時的噪音。在可動部件130的內(nèi)部，為了使經(jīng)由吸入消聲器330流入的制冷劑流入到形成在 固定部件120和可動部件130之間的壓縮空間P而被壓縮，使可動部件130的前端的一部 分呈現(xiàn)中空狀態(tài)。在可動部件130的前端設(shè)置有吸入閥(未圖示)，為了使制冷劑從可動部 件130流入到壓縮空間P而打開吸入閥(未圖示)，并為了防止制冷劑從壓縮空間P再次流 入到可動部件130而封閉可動部件130的前端。當(dāng)制冷劑在壓縮空間P由可動部件130壓縮到規(guī)定的壓力以上時，位于固定部件 120的前端的排出閥160被打開。壓縮的高壓制冷劑排出到排出罩170內(nèi)后，通過環(huán)狀管 180排出到線性壓縮機外部，以此執(zhí)行制冷循環(huán)。線性電機200包括第一定子220，其中流有電流；第二定子M0，其與第一定子 220保持間隙；導(dǎo)體部件沈0，其在第一、第二定子220、240之間保持間隙地設(shè)置，并被第一 定子220磁感應(yīng)，從而使可動部件130進行直線往復(fù)運動，上述線性電機200中設(shè)置有控制 部(未圖示)，其控制向第一定子220的電流供給。此時，第一定子220是距離固定部件120 相對遠的外部定子，第二定子240是安裝于固定部件120的內(nèi)部定子。在如上所述構(gòu)成的線性壓縮機的線性電機200中，作為一例使用了同時具有兩個定子220、240的線性電機200，但即使是只具有電流流動的一個定子220的通常的線性電機 200，也將屬于本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍。并且，線性壓縮機可具有可從外部施加電源的電 源部(未圖示)，就這樣的電源部而言，其屬于應(yīng)當(dāng)具有的元件，這對于熟知本發(fā)明所屬的 技術(shù)領(lǐng)域的人員來說是顯而易見的，因此在此將省去其說明。如圖3所示，在第一定子220的實施例中，在圓周方向上纏繞線圈而形成的一個線 圈繞體221上安裝有磁芯塊(core block) 222，控制部控制接通/斷開向線圈繞體221供給 的電流，以使在導(dǎo)體部件260形成單向磁場，并生成用于使導(dǎo)體部件260向壓縮制冷劑的方 向即上止點(top dead center)方向移動的作用力。此時，為了賦予與可動部件130從線 性電機200受到的作用力相對的恢復(fù)力，優(yōu)選地，在電機蓋300和支架310之間僅設(shè)置前方 主彈簧Si，并優(yōu)選地與線圈繞體221的線圈繞數(shù)成正比地決定前方主彈簧Sl的彈性系數(shù)及 個數(shù)。由此，當(dāng)向線圈繞體221輸入電流時，通過沿著線圈繞體221流動的電流，磁通沿 著第一、第二定子220、240形成閉路，通過這樣的磁通，在導(dǎo)體部件260中也形成感應(yīng)磁場， 隨之受到向上止點方向的作用力，在導(dǎo)體部件260及可動部件130向上止點方向移動從而 壓縮制冷劑后，若電流未輸入到線圈繞體221，則磁通及感應(yīng)磁場就會消失，并且前方主彈 簧Sl的恢復(fù)力使導(dǎo)體部件260及可動部件130向下止點方向移動，通過反復(fù)上述過程實現(xiàn) 制冷劑的吸入、壓縮及排出。如圖4所示，在第一定子220的另一實施例中，與上述實施例相同地，在圓周方向 上纏繞線圈而形成的一個線圈繞體221上安裝有磁芯塊222，控制部控制接通/斷開向線圈 繞體221供給的電流，以使在導(dǎo)體部件260形成單向磁場，而與上述實施例相反地，生成用 于使導(dǎo)體部件260向吸入制冷劑的方向即下止點方向移動的作用力。此時，為了賦予與可 動部件130從線性電機200受到的作用力相對的恢復(fù)力，優(yōu)選地，在支架310和后蓋320之 間僅設(shè)置后方主彈簧S2，并且與上述實施例相同地，優(yōu)選地與線圈繞體221的線圈繞數(shù)成 正比例地決定后方主彈簧S2的彈性系數(shù)及個數(shù)。由此，當(dāng)向線圈繞體221輸入電流時，通過沿著線圈繞體221流動的電流，磁通沿 著第一、第二定子220、240形成閉路，通過這樣的磁通，在導(dǎo)體部件260中也形成感應(yīng)磁場， 并且隨之受到向下止點方向的作用力，在導(dǎo)體部件260及可動部件130向下止點方向移動 從而吸入制冷劑后，若電流未輸入到線圈繞體221，則磁通及感應(yīng)磁場就會消失，并且后方 主彈簧S2的恢復(fù)力使導(dǎo)體部件260及可動部件130向上止點方向移動，通過反復(fù)上述過程 實現(xiàn)制冷劑的吸入、壓縮及排出。如圖5所示，在第一定子220的另一實施例中，在圓周方向上纏繞線圈而形成的第 一、第二線圈繞體221A、221B在軸方向上保持一定間隔地設(shè)置，并且在第一、第二線圈繞體 221A、221B安裝有磁芯塊222。在第一、第二線圈繞體221A、221B上纏繞的線圈向相同的方 向纏繞，控制部進行控制使得分別向第一、第二線圈繞體221A、221B供給具有90°的相位 差的電流，以使在導(dǎo)體部件260形成雙向磁場，并反復(fù)進行產(chǎn)生使導(dǎo)體部件260向壓縮制冷 劑的方向即上止點方向移動的作用力以及產(chǎn)生使其向吸入制冷劑的方向即下止點方向移 動的作用力的過程。此時，為了賦予與可動部件130從線性電機200受到的作用力相對的恢復(fù)力，優(yōu)選 地，將前方主彈簧Sl設(shè)置于電機蓋300和支架310之間，并且將后方主彈簧S2設(shè)置于支架310和后蓋320之間，并優(yōu)選地，與第一、第二線圈繞體221A、221B的線圈繞數(shù)成正比地決定 前方主彈簧Sl及后方主彈簧S2的彈性系數(shù)及個數(shù)。由此，當(dāng)向第一線圈繞體221A輸入電流時，隨著向第一、第二線圈繞體221A、221B 輸入具有相位差為90°的交流波形的電流，磁通也顯示出交流波形。通過這樣的磁通，在導(dǎo) 體部件沈0也形成感應(yīng)磁場，并且隨之會交替地受到向上止點方向的作用力和向下止點方 向的作用力，反復(fù)進行導(dǎo)體部件260及可動部件130向上止點方向移動從而壓縮制冷劑后 相反地向下止點方向移動從而吸入制冷劑的過程。以下對如上所述構(gòu)成的線性壓縮機中采用的導(dǎo)體部件沈0的結(jié)構(gòu)及運轉(zhuǎn)進行更 為詳細的說明。圖6至圖8是示出本發(fā)明的線性壓縮機中采用的導(dǎo)體部件的多種實施例的立體 圖。如圖6所示，作為導(dǎo)體部件260的一例，采用銅、鋁等導(dǎo)體材質(zhì)，并且具有與連接部 件290相對應(yīng)的形狀，例如以圓筒形狀形成。此時，導(dǎo)體部件260通過粘結(jié)劑或粘結(jié)部件安 裝于連接部件四0的一端，連接部件290使導(dǎo)體部件260與可動部件130連接。當(dāng)然，連接 部件290與以往的結(jié)構(gòu)相同，但是在除了安裝導(dǎo)體部件260的部分以外的部分，為了減小流 路阻力或為了散熱而設(shè)置有各種孔四1。如圖7所示，作為導(dǎo)體部件270的另一例，形成為環(huán)狀的鐵片270a和環(huán)形導(dǎo)體 270b在軸方向上交替層疊的圓筒形狀，與如上所述同樣地，導(dǎo)體部件260通過粘結(jié)劑或粘 結(jié)部件安裝于連接部件四0的一端，連接部件290使導(dǎo)體部件270與可動部件130相連接。 環(huán)形導(dǎo)體270b可由銅、鋁等導(dǎo)體材質(zhì)形成。如圖8所示，作為導(dǎo)體部件觀0的再一例，以纏繞導(dǎo)線的形態(tài)形成，其纏繞于連接 部件四0的一端外側(cè)或外側(cè)，連接部件290使導(dǎo)體部件觀0與可動部件130相連接。在圖6至圖8示出的導(dǎo)體部件沈0、270、280優(yōu)選地由鋁或銅形成，并具有被電磁 力磁感應(yīng)的性質(zhì)。由于將如上所述的導(dǎo)體部件沈0、270、280應(yīng)用于線性電機200，因此與采 用磁鐵的現(xiàn)有技術(shù)比較減少制作費用。圖9是表示圖5中示出的線性電機的施加電流的磁通波形的圖表。當(dāng)控制部向具 有第一、第二線圈繞體221A、221B的線性電機200施加電源時，在第一定子220中流動的電 流具有如下交流波形第一線圈繞體221A的電流Im和第二線圈繞體221B的電流Ia具有 90°的相位差。由此，基于電流的第一定子220(如圖5所示)的合成磁場Bs也顯示出交 流波形，其形成與電流Im和Ia波形一樣地向陽、陰方向交替地線性往復(fù)的磁場。圖10是用于向圖5中示出的線性電機施加電流的電路的略圖。例如，當(dāng)交流電流 施加到端子1-1’時，施加到第二線圈繞體221B的電流Ia是交流電流經(jīng)由電容C施加到的 電流，其與施加到第一線圈繞體221A的電流Im具有90°的相位差。圖11是表示圖5中示出的線性電機的直線往復(fù)的磁通動作的圖表。其是表示第 一線圈繞體221A的電流Im和第二線圈繞體221B的電流Ia及第一定子220的合成磁場Bs 隨時間的變化的圖表，用表格表示位于一個周期內(nèi)的a至f地點的線性電機200的直線往 復(fù)的磁通動作。即，圖11的表格表示在a至f地點第一、第二線圈繞體221A、221B根據(jù)施 加電壓而反復(fù)向N-S極、S-N極磁化的過程。具體說，在a、b、c地點，作為Im和Ia之和的Bs顯示出陽方向即N極，其大小先變大后變小，在d、e、f地點，作為Im和Ia的磁場和的Bs顯示出陰方向即S極，其大小同樣先 變大后變小。如上所述，第一線圈繞體221A和第二線圈繞體221B使磁通交替地向陽/陰 的方向變化，第一、第二定子220、240的電磁力和導(dǎo)體部件260的磁感應(yīng)相互作用并進行工作。圖12是表示本發(fā)明中應(yīng)用的線性電機的轉(zhuǎn)差率(slip)和轉(zhuǎn)矩(torque)的關(guān)系 的圖表。圖12的右側(cè)附圖是左側(cè)附圖的一部分的放大視圖。通常，為了提高效率而優(yōu)選地設(shè)計為線性壓縮機在共振狀態(tài)下進行運轉(zhuǎn)，根據(jù)本 發(fā)明，在采用了應(yīng)用導(dǎo)體部件沈0的線性電機200的線性壓縮機中也同樣如此。由此，以低 負載為基準(zhǔn)設(shè)計為進行共振運轉(zhuǎn)，如果將利用S-T(Slip-Torque)曲線設(shè)計為負載的轉(zhuǎn)差 率和轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系最優(yōu)的線性壓縮機作為一例應(yīng)用于冰箱時，線性電機200將自動調(diào)節(jié) 制冷能力，冰箱的制冷力可根據(jù)負載而自然變化。即，無需強制控制或調(diào)節(jié)制冷力。更詳細說，觀察作為可動部件130的速度的轉(zhuǎn)差率和作為使可動部件130運動的 作用力的轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系，則如圖12所示，隨著應(yīng)用了導(dǎo)體部件沈0的線性電機200進行 運轉(zhuǎn)，在線性電機200的動作初期，轉(zhuǎn)差率和轉(zhuǎn)矩成正比地上升，而當(dāng)轉(zhuǎn)差率達到一定值或 設(shè)定值以上從而穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)差率和轉(zhuǎn)矩與負載無關(guān)地顯示出成反比。此時，在如周邊溫 度從低溫上升到高溫那樣負載增加時，即使轉(zhuǎn)差率減小，轉(zhuǎn)矩也會增大，隨之可動部件130 的行程(stroke)增大，因此通過可動部件的行程增加來補償轉(zhuǎn)差率的減小所導(dǎo)致的制冷 力減小，從而自然地實現(xiàn)制冷力變化。S卩，當(dāng)線性電機200在高溫區(qū)域I進行運轉(zhuǎn)時，處于同步速度附近的可動部件130 的速度開始減小，而即使可動部件130的速度減小，行程也會隨著用于使可動部件130運動 的作用力增加而增大，從而能夠使制冷力根據(jù)負載而自然地變化。相反地，當(dāng)線性電機200在低溫區(qū)域II進行運轉(zhuǎn)時，可動部件130的速度在同步 速度附近，而即使可動部件130的速度增加，隨著使可動部件130運動的作用力減小，行程 將減小，從而能夠使制冷力根據(jù)負載而變化。當(dāng)然，由于將在低負載下作為電共振頻率的LC 共振頻率(基于上述的第一線圈繞體221A及/或第二線圈繞體221B及/或電容C的共振 頻率)設(shè)計為與結(jié)構(gòu)性的共振頻率一致或靠近，因此通過使可動部件130運轉(zhuǎn)并達到上止 點，穩(wěn)定地實現(xiàn)壓縮作用，由于在共振狀態(tài)下進行運轉(zhuǎn)，所以使壓縮機的效率達到最大。如上所述地設(shè)計為使轉(zhuǎn)差率速度和行程大小最優(yōu)的線性壓縮機中采用直接施加 電流的方式，其不需要根據(jù)負載而改變制冷力的另外的控制，因此不需要另外的控制裝置 及控制方法，從而能夠簡化控制。在本實施例的線性壓縮機中，無需強制地或人為地改變施 加到線性電機的電源的大小或頻率以調(diào)節(jié)制冷力，而是使制冷力自然地或自動地變化。當(dāng) 然，在使制冷力自然地變化的過程中也可以強制地改變制冷力。如上所述，在使制冷力根據(jù)負載而自然變化的控制方法中，作為與負載無關(guān)地將 轉(zhuǎn)差率和行程的關(guān)系最優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，直接施加電流的方式只不過是一例。除此之 外，作為利用根據(jù)負載而變化的結(jié)構(gòu)性的共振頻率的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，可以應(yīng)用直接施加方 式、作為利用施加電壓變化的方法的AC斬波器(AC chopper)方式及三端雙向可控硅開關(guān) (Triac)相位控制方式、作為利用施加頻率變化的方法的反相器(Inverter)方式。以上參考特定的優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了說明，但是本發(fā)明并非限定于如上所 述的實施例，在不超出本發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可對其進行多種變形和修改，本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)由所附的權(quán)利要求書中記載的內(nèi)容得以限定。
權(quán)利要求
1.一種線性壓縮機，其特征在于，包括 固定部件，具有壓縮空間；可動部件，在固定部件的內(nèi)部進行往復(fù)直線運動，從而壓縮制冷劑； 多個彈簧，在可動部件的運動方向上彈性支撐可動部件； 第一定子，流有電流；導(dǎo)體部件，被第一定子磁感應(yīng)，從而使可動部件進行直線運動；以及 控制部，用于控制向第一定子的電流供給。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性壓縮機，其特征在于， 還包括用于連接可動部件和導(dǎo)體部件的連接部件， 導(dǎo)體部件是安裝于連接部件的一端的導(dǎo)體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線性壓縮機，其特征在于，導(dǎo)體部件具有與連接部件對應(yīng)的 形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性壓縮機，其特征在于， 還包括用于連接可動部件和導(dǎo)體部件的連接部件，導(dǎo)體部件是安裝于連接部件的一端的環(huán)狀的鐵片及導(dǎo)體交替層疊而成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性壓縮機，其特征在于， 還包括用于連接可動部件和導(dǎo)體部件的連接部件， 導(dǎo)體部件是纏繞于連接部件的外側(cè)的導(dǎo)線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性壓縮機，其特征在于，第一定子包括纏繞線圈而成的線圈繞體和安裝于線圈繞體的磁芯， 控制部控制接通/斷開向線圈繞體供給的電流，使得在導(dǎo)體部件形成單向磁場。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的線性壓縮機，其特征在于，各彈簧是第一彈簧和第二彈簧之一，所述第一彈簧向壓縮制冷劑的方向彈性支撐可動 部件，所述第二彈簧向與壓縮制冷劑的方向相反的方向彈性支撐可動部件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性壓縮機，其特征在于，具有與第一定子保持間隙的第二定子，導(dǎo)體部件的至少一部分位于所述間隙之間，控 制部控制向第一定子供給電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的線性壓縮機，其特征在于，第一定子具有分別纏繞線圈而成的第一、第二線圈繞體，以及安裝于第一、第二線圈繞 體的磁芯，所述第一、第二線圈繞體在軸方向上隔著間隔配置，控制部控制向第一、第二線圈繞體供給具有相位差的電流，使得在導(dǎo)體部件形成雙向 磁場。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的線性壓縮機，其特征在于，第一及第二線圈繞體的線圈纏繞 方向相同。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的線性壓縮機，其特征在于，控制部控制向第一、第二線圈繞 體供給具有90°的相位差的電流。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的線性壓縮機，其特征在于，各彈簧是第一彈簧及第二彈簧，所述第一彈簧向壓縮制冷劑的方向彈性支撐可動部 件，所述第二彈簧向與壓縮制冷劑的方向相反的方向彈性支撐可動部件。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的線性壓縮機，其特征在于，當(dāng)可動部件以規(guī)定 速度以上的速度運轉(zhuǎn)時，可動部件的速度和用于使可動部件運動的作用力以規(guī)定的比例成 反比。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的線性壓縮機，其特征在于，隨著負載增大，可動部件的速度 減小，而用于使可動部件運動的作用力增加。
15.一種線性壓縮機，其特征在于，包括 固定部件，具有壓縮空間；可動部件，具有導(dǎo)體部件，并且，在固定部件的內(nèi)部進行往復(fù)直線運動，從而壓縮制冷劑；多個彈簧，在可動部件的運動方向上彈性支撐可動部件； 第一定子，流有電流，從而使導(dǎo)體部件磁感應(yīng)；第二定子，與第一定子相對應(yīng)地配置，導(dǎo)體部件的至少一部分位于第二定子與第一定 子之間的空間；以及控制部，控制供給或切斷向第一定子的電源，使得可動部件的速度與用于使可動部件 運動的作用力以規(guī)定的比例成反比，從而控制使制冷力自然地變化。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的線性壓縮機，其特征在于，當(dāng)可動部件以規(guī)定速度以上的 速度運轉(zhuǎn)時，控制部控制使制冷力自然地變化。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的線性壓縮機，其特征在于，控制部改變向第一定子供 給的電源的大小或頻率，選擇性地控制強制改變制冷力。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的線性壓縮機，其特征在于，第一定子具有分別向相同的方向纏繞線圈而成的第一、第二線圈繞體，以及安裝于第 一、第二線圈繞體的磁芯，所述第一、第二線圈繞體在軸方向上隔著間隔配置，控制部控制向第一、第二線圈繞體供給具有相位差的電流，以使在導(dǎo)體部件形成雙向 磁場。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的線性壓縮機，其特征在于，控制部控制向第一、第二線圈繞 體供給具有90°的相位差的電流。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種線性壓縮機，更詳細說，涉及一種在線性電機(200)中代替磁鐵而使用導(dǎo)體部件(260)從而通過磁感應(yīng)生成驅(qū)動力并且能夠與負載對應(yīng)地使制冷力自然變化的線性壓縮機。本發(fā)明的線性壓縮機包括固定部件(120)，具有壓縮空間；可動部件(130)，在固定部件(120)內(nèi)部進行往復(fù)直線運動從而壓縮制冷劑；多個彈簧，在可動部件(130)的運動方向上彈性支撐可動部件(130)；第一定子(220)，流有電流；導(dǎo)體部件(260)，被第一定子(220)磁感應(yīng)從而使可動部件進行往復(fù)直線運動；以及控制部，控制向第一定子(220)的電流供給。
文檔編號H02K33/04GK102105689SQ200980128753
公開日2011年6月22日 申請日期2009年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月5日
發(fā)明者姜熙東, 康桂龍, 樸信炫, 李政郁, 鄭楊勛, 金賢, 金鐘權(quán) 申請人:Lg電子株式會社