专利名称：线性压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过各个振动因子之间的相位逆转来降低振动的线性压缩机。
背景技术：
一般而言，压缩机(Compressor)是从电机或涡轮等动力产生装置接受动力，对空气或制冷剂或除此之外的各种工作气体进行压缩来提高压力的机械装置，其广泛应用于电冰箱和空调等家用电器或者整个工业。这种压缩机大体上分为往复式压缩机(Reciprocating compressor)，在活塞 (Piston)与气缸(Cylinder)之间形成用于吸入、排出工作气体的压缩空间，使活塞在气缸的内部进行直线往复运动并对制冷剂进行压缩；旋转式压缩机(Rotary compressor), 在偏心旋转的滚柱(Roller)与气缸(Cylinder)之间形成用于吸入、排出工作气体的压缩空间，使滚柱沿着气缸的内壁进行偏心旋转并对制冷剂进行压缩；涡旋式压缩机Gcroll compressor)，在回转涡旋盘(Orbiting scroll)与固定涡旋盘(Fixed scroll)之间形成用于吸入、排出工作气体的压缩空间，使回转涡旋盘沿着固定涡旋盘进行旋转并对制冷剂进行压缩。近来，在往复式压缩机中，特别是较多开发的是线性压缩机，其将活塞直接连接到进行往复直线运动的驱动电机，使不会产生因运动转换带来的机械损失，提高压缩效率的同时实现简单的结构。图1是表示普通的线性压缩机的振动因子的结构图。一般而言，如图1所示，线性压缩机包括密闭容器10，其为密闭的空间；本体20， 其由在密闭容器10的内部对制冷剂进行压缩的气缸、活塞以及线性电机构成。此时，本体 20在密闭容器10内，被多个支撑弹簧S及用于形成制冷剂的排出流路的环状管L弹性支撑，密闭容器10由设在其底面的托架11能够弹性支撑地固定在设置面。—般情况下，在线性压缩机中，用于驱动活塞的线性电机中的永久磁铁与活塞一同驱动，使得进行往复直线运动的机构部的质量变大，并增大振动。但是，由于线性压缩机为了提高压缩效率而在共振状态下进行运转，因而为了减少振动而减少机构部的质量的方法会降低压缩机的整体效率，据此不太适合应用。因此，线性压缩机为了降低振动，需要优化密闭容器10与本体20之间的振动传递特性。此时，给振动传递特性带来影响的因素可举例托架11、支撑弹簧S以及环状管L，由此可知托架11的刚性、支撑弹簧S的刚性以及高度不会影响到整体效率，与其相反，由于环状管L具有预定的刚性和质量，因而在利用共振的线性压缩机的设计方面上会给整体效率带来莫大的影响。图2是表示应用于现有技术线性压缩机的环状管的振动变位的图表。以往的线性压缩机，如图2所示，其额定运转频率设定为60Hz，环状管的固有频率在高于额定运转频率的70 90Hz频带内设定。此时，在启动时，线性电机如现有的往复式压缩机那样，将运转频率从OHz上升至60Hz。即，优选地，如果环状管的固有频率低于线性压缩机的运转频率，在启动时线性压缩机的运转频率上升至额定运转频率的区间内，线性压缩机的运转频率与环状管的固有频率一致的部分上会发生共振，导致环状管受到破损， 由此设定环状管的固有频率高于线性压缩机的额定运转频率。但是，以往的线性压缩机的本体，在密闭容器内被支撑弹簧和环状管得到弹性支撑，并且设定环状管的运转频率高于额定运转频率，由于在启动时运转频率上升至额定运转频率的期间，环状管的激振力沿着与支撑弹簧的激振力相同的方向增大，使得支撑弹簧的激振力和环状管的激振力增大，因而出现在启动时向整体压缩机传递的振动增大的问题。
发明内容
技术问题本发明是为了解决上述现有技术的问题而提出的，其目的在于提供通过相位逆转来降低振动的线性压缩机。解决问题的手段用于解决上述问题的本发明的线性压缩机，其特征在于，包括密闭容器，其为具有用于吸入/排出制冷剂的吸入管及排出管的密闭空间，气缸，其具有设置在密闭容器的内部的压缩空间，活塞，其在气缸的内部进行往复直线运动，用于对压缩空间内的制冷剂进行压缩，线性电机，其以所设定的运转频率进行运转，用于向活塞提供驱动力，多个支撑弹簧，将包括气缸、活塞以及线性电机的组装体，弹性支撑在密闭容器的底面，环状管，其将在压缩空间内被压缩的制冷剂向排出管引导；环状管对密闭容器的激振力的相位与各个支撑弹簧对密闭容器的激振力的相位相反。并且，本发明的线性压缩机，其特征在于，环状管的固有频率设定为在线性电机的额定运转频率以下。并且，本发明的线性压缩机，其特征在于，线性电机的额定运转频率为60Hz，环状管的固有频率设定为50Hz以下。并且，本发明的线性压缩机，其特征在于，包括密闭容器，其为用于吸入/排出制冷剂的密闭空间，气缸，其具有设置在密闭容器的内部的压缩空间，活塞，其在气缸的内部进行往复直线运动，用于对压缩空间内的制冷剂进行压缩，线性电机，其以所设定的运转频率进行运转，用于向活塞提供驱动力，支撑弹簧，其将包括气缸、活塞以及线性电机的组装体，弹性支撑在密闭容器的底面，环状管，其将在压缩空间内被压缩的制冷剂向排出管引导；线性电机的额定运转频率大于环状管的固有频率。并且，本发明的线性压缩机，其特征在于，线性电机的额定运转频率与环状管的固有频率成正比。发明的效果如上结构的本发明的线性压缩机，将本体在密闭容器内通过支撑弹簧和环状管来弹性支撑，设定环状管的固有频率低于额定运转频率，由于应用变频电机在启动时直接由额定运转频率来进行运转，使得环状管的激振力在额定运转频率内沿着与支撑弹簧的激振力相反的方向施加，从而具有降低向整体压缩机传递的振动。
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图1是表示普通的线性压缩机的振动因子的结构图。图2是表示应用于现有技术线性压缩机的环状管的振动变位的图表。图3是表示本发明的线性压缩机的一例的侧面剖视图。图4是表示应用于本发明线性压缩机的环状管的振动变位的图表。图5是表示基于本发明的线性压缩机中环状管的固有频率变化的密闭容器的振动大小的图表。
具体实施例方式下面，通过参照附图，对本发明的实施例进行详细的说明。图3是表示本发明的线性压缩机的一例的侧面剖视图。根据本发明的线性压缩机的一例，如图3所示，在作为密闭的空间的密闭容器110 内包括气缸200、活塞300以及线性电机400，该线性电机400包括内定子420、外定子440 以及永久磁铁460，如果永久磁铁460在内定子420及外定子440之间通过相互电磁力来进行直线往复运动，与永久磁铁460相连接的活塞300则会与永久磁铁460 —同进行直线往复运动。内定子420固定于气缸200的外周，外定子440沿着轴向由框架520和电机盖540 来进行固定，框架520和电机盖MO由如螺钉等连接部件来进行连接而相互结合，由此，在框架520与电机盖540之间固定外定子440。框架520能够与气缸200形成为一体，并且， 还能与气缸200另行制造而与气缸200进行结合。在图3中所示的实施例中，图示了框架 520与气缸200形成为一体的例子。活塞300的后方连接有支架320。四个前方主弹簧800由支架320和电机盖540 来支撑两端。并且，四个后方主弹簧800由支架320和后盖560来支撑两端，后盖560结合在电机盖540的后方。在活塞300的后方具有吸入消声器700，通过吸入消声器700向活塞 300流入制冷剂来降低吸入制冷剂时的噪音。活塞300的内部呈中空形态，以使通过吸入消声器700流入的制冷剂向形成在气缸200与活塞300之间的压缩空间P流入而进行压缩。在活塞300的前端设置有吸入阀 610，吸入阀610开放，以使制冷剂从活塞300向压缩空间P流入，并且，封闭活塞300的前端，以防止制冷剂从压缩空间P重新流入到活塞300。如果在压缩空间P中，以预定的压力以上由活塞300来压缩制冷剂，位于气缸200 的前端的排出阀620则会开放。排出阀620设置在固定于气缸200 —端的支撑帽640的内侧，以通过螺旋状的排出阀弹簧630得到弹性支撑。压缩了的高压的制冷剂通过形成于支撑帽640的孔排出到排出帽660内之后，通过环状管L向线性压缩机100的外部排出，从而在制冷循环回路进行循环。上述的线性压缩机100的各个部件在组装的状态下，通过前方支撑弹簧120及后方支撑弹簧140得到支撑，并与密闭容器110的底面隔开。由于上述各个部件不直接与密闭容器110的底面接触，因而压缩制冷剂时在压缩机100的各个部件上产生的振动不会直接传递至密闭容器110。因此，能够降低因向壳体100的外部传递的振动及密闭容器110的振动而产生的噪音。上述的线性压缩机，如现有技术中所说明的内容那样，为了降低振动，需要优化振
5动传递特性，并且需要对作为有可能影响到效率的因子的环状管L的设计进行限定。当然， 由于包括气缸200、活塞300以及线性电机400的本体在密闭容器110的内部通过支撑弹簧120、140和环状管L得到弹性支撑，因而向密闭容器110传递的振动可以看成支撑弹簧 120、140的激振力与环状管L的激振力之和。但是，在本发明中，设定环状管L的激振力，使其具有与支撑弹簧120、140的激振力的方向相反的方向的相位来降低向整个压缩机传递的振动。图4是表示应用于本发明线性压缩机的环状管的振动变位的图表。如图4所示，本发明的线性压缩机，为了通过相位逆转来降低振动，设定环状管的固有频率flp低于额定运转频率f。此时，如图表所示，虽然在低于环状管的固有频率flp的频率中，环状管沿着(+)方向振动，但是，在高于环状管的固有频率、的频率中，环状管沿着(_)方向振动。因此，如果额定运转频率f高于环状管的固有频率flp，环状管的振动则进行相位逆转，环状管的激振力沿着与支撑弹簧的激振力相反的方向起作用，由此降低向整个密闭容器传递的振动。并且，在启动时直接由额定运转频率f来进行运转，以防止环状管的破损。此时， 在启动线性电机时，如果从0扫描(sweep)至额定运转频率f，运转频率达到额定运转频率 f之前则与环状管的固有频率flp —致，因共振现象致使环状管受到破损，因而在启动线性电机时，优选应用直接由额定运转频率f来进行运转的变频电机。作为一例，额定运转频率f设定为60Hz，在启动时直接由额定运转频率f进行运转，环状管的固有频率f\p能够设定为低于额定运转频率f的50Hz以下。图5是表示基于本发明的线性压缩机中环状管的固有频率变化的密闭容器的振动大小的图表。作为本发明的线性压缩机的实验结果的图5，表示了将额定运转频率设定为 60Hz，并通过改变环状管的固有频率来检测向整体密闭容器传递的振动。如图5所示，随着环状管的固有频率flp接近于作为额定运转频率f的60Hz，向整个密闭容器传递的振动将会变大，在低于作为额定运转频率f的60Hz的频域内设定环状管的固有频率f lp来降低向整个密闭容器传递的振动。更详细而言，如果将环状管的固有频率f\p变更为35 50Hz，密闭容器的振动则会增加为13 57(^1，但是，基于环状管的固有频率变化Aflp的密闭容器的振动变化Af 甚微，因而能够看成向压缩机传递的振动稳定的区间。但是，如果将环状管的固有频率flp 变更为50 60Hz，密闭容器的振动则会增加为57 1120(^1，并且，基于环状管的固有频率变化密闭容器的振动变化Δι较大，因而能够看成向压缩机传递的振动增大的区间。并且，如果将环状管的固有频率flp变更为60 70Hz，密闭容器的振动则会减少为 1120 452Gal，但是，基于环状管的固有频率变化Δ f\p的密闭容器的振动变化Af相比上述振动增大区间的变化更小，即使实际上向密闭容器传递的振动值减少，相比上述振动稳定区间的振动值还要大。并且，如果将环状管的固有频率、变更为70Hz以上，密闭容器的振动则会减少为452Gal以下，但是，基于环状管的固有频率变化Δ、的密闭容器的振动变化Af相比振动增大区间的变化更小，如同上述内容，即使实际上向密闭容器传递的振动值减少，相比上述振动稳定区间的振动值还要大。因此，鉴于整体压缩机的振动，优选地，在额定运转频率f为60Hz的压缩机中，环状管的固有频率f\p在50Hz以下的频域内进行设定。并且，如上所述，鉴于与额定运转频率 f成正比例地决定环状管的固有频率flp的问题，优选地，在额定运转频率f为50Hz的压缩机中，环状管的固有频率f\p在41. 6Hz以下的频域内进行设定。 以上，本发明基于本发明的实施例及附图，举例而详细地进行了说明。但是，本发明的范围并不局限于以上的各实施例及附图，本发明的范围应视为仅根据所述的权利要求书中所记载的内容来进行限定。
权利要求
1. 一种线性压缩机，其特征在于， 包括密闭容器，其为具有用于吸入/排出制冷剂的吸入管及排出管的密闭空间， 气缸，其具有设置在密闭容器的内部的压缩空间，活塞，其在气缸的内部进行往复直线运动，用于对压缩空间内的制冷剂进行压缩，线性电机，其以所设定的运转频率进行运转，用于向活塞提供驱动力，多个支撑弹簧，将包括气缸、活塞以及线性电机的组装体，弹性支撑在密闭容器的底环状管，其将在压缩空间内被压缩的制冷剂向排出管引导；环状管对密闭容器的激振力的相位与各个支撑弹簧对密闭容器的激振力的相位相反。
2.根据权利要求1所述的线性压缩机，其特征在于，环状管的固有频率设定为在线性电机的额定运转频率以下。
3.根据权利要求2所述的线性压缩机，其特征在于，线性电机的额定运转频率为60Hz， 环状管的固有频率设定为50Hz以下。
4.一种线性压缩机，其特征在于， 包括密闭容器，其为用于吸入/排出制冷剂的密闭空间， 气缸，其具有设置在密闭容器的内部的压缩空间，活塞，其在气缸的内部进行往复直线运动，用于对压缩空间内的制冷剂进行压缩， 线性电机，其以所设定的运转频率进行运转，用于向活塞提供驱动力， 支撑弹簧，其将包括气缸、活塞以及线性电机的组装体，弹性支撑在密闭容器的底面， 环状管，其将在压缩空间内被压缩的制冷剂向排出管引导； 线性电机的额定运转频率大于环状管的固有频率。
5.根据权利要求4所述的线性压缩机，其特征在于，线性电机的额定运转频率与环状管的固有频率成正比。
全文摘要
根据本发明的线性压缩机，其特征在于，包括密闭容器，其为具有用于吸入/排出制冷剂的吸入管及排出管的密闭空间，气缸，其具有设置在密闭容器的内部的压缩空间，活塞，其在气缸的内部进行往复直线运动，用于对压缩空间的制冷剂进行压缩，线性电机，其以所设定的运转频率进行运转，用于向活塞提供驱动力，多个支撑弹簧，将包括气缸、活塞以及线性电机的组装体弹性支撑在密闭容器的底面，环状管，其将在压缩空间内被压缩的制冷剂向排出管引导；环状管对密闭容器的激振力的相位与各个支撑弹簧对密闭容器的激振力的相位相反，通过相位逆转将本体振动与环状管振动抵消，从而能够降低整体振动。
文档编号F04B35/04GK102439311SQ201080014322
公开日2012年5月2日 申请日期2010年12月6日 优先权日2009年12月8日
发明者李孝宰 申请人:Lg电子株式会社