压缩的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种压缩机，包括：磁体座，所述磁体座具有内孔和环绕在所述内孔的多个齿槽，所述多个齿槽内分别绕制有线圈；环形管道，所述环形管道环绕所述磁体座的外周设置，所述环形管道上开设沿周向间隔开的排气口和吸气口；至少三个活塞，所述至少三个活塞设在所述环形管道内，其中所述线圈通过通断电对所述至少三个活塞分别独立控制运动，所述至少三个活塞之间限定出彼此间隔开的吸气腔、压缩腔和排气腔。根据本发明实施例的压缩机，完全不同于传统的压缩机的结构，结构简单紧凑、运动部件少，省略了传统的排气阀；另外，压缩机的整体高度矮，震动小，效率高，散热性好，且具有优良的变频特性，提高了压缩机的可靠性。
【专利说明】 压缩机
【技术领域】
[0001]本发明涉及压缩机【技术领域】，尤其是涉及一种具有环形活塞的压缩机。
【背景技术】
[0002]压缩机是空调器、电冰箱等利用制冷循环系统工作的家用电器的重要组成部件。滚动活塞式压缩机和曲柄连杆式往复活塞压缩机历史悠久，至今仍在广泛应用。
[0003]旋转式压缩机效率较高，但是结构复杂，需要许多个零部件，导致压缩机的生产成本高，生产效率低，严重影响到了压缩机用户的切身利益以及压缩机的市场应用前景。
[0004]曲柄连杆式往复活塞压缩机总体体积庞大、传动效率低、噪声大、磨损厉害、压缩热效率低、寿命短。所有这些不利因素和局限性都是因为做旋转运动的电机以及将旋转运动转换为直线运动的机构所致。因此，传统往复活塞式压缩机有可能因为使用一种新型的直线电机驱动方式而使性能大为改善。
[0005]中国专利申请CN200810154262公开了一种环形压缩机，这种环形压缩机由两个滑块通过弹性碰撞交换动量，使运动的滑块静止，静止的滑块运动。在两个滑块接近的过程中，实现对气体的压缩，在分离的过程实现吸气。其结构简单，体积小，成本低。但通过弹性碰撞交换滑块运动状况，难以保证定位可靠性。频繁碰撞会导致噪声，材料疲劳，并消耗动能降低能效。另外，该结构未给出可操作的驱动方法。
[0006]中国专利申请CN201210430376公开了一种直线电机驱动的环形压缩机，这种压缩机需要通过控制吸气阀和排气阀，来实现吸气口和排气口与吸气腔及排气高压腔联通，从而实现压缩机吸气与排气。在实际控制中，增加了吸气阀和排气阀的控制，增加了系统的复杂性，降低了压缩机的可靠性，也增加了吸、排气阻力，同时增加了阀门控制器的耗电量。
【发明内容】
[0007]本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种运用一种压缩机，所述压缩机采用完全不同于传统压缩机的压缩空气的原理。
[0008]根据本发明实施例的一种压缩机，包括:磁体座，所述磁体座具有内孔和环绕在所述内孔的多个齿槽，所述多个齿槽内分别绕制有线圈；环形管道，所述环形管道环绕所述磁体座的外周设置，所述环形管道上开设沿周向间隔开的排气口和吸气口 ；至少三个活塞，所述至少三个活塞设在所述环形管道内，其中所述线圈通过通断电对所述至少三个活塞分别独立控制运动，所述至少三个活塞之间限定出彼此间隔开的吸气腔、压缩腔和排气腔。
[0009]根据本发明实施例的压缩机，完全不同于传统的压缩机的结构，结构简单紧凑、运动部件少，省略了传统的排气阀；另外，压缩机的整体高度矮，震动小，效率高，散热性好，且具有优良的变频特性，提高了压缩机的可靠性。
[0010]根据本发明的一个实施例，所述活塞的至少部分由永磁体材料制成。
[0011 ] 根据本发明的一个实施例，所述活塞内具有容纳永磁体的腔室。
[0012]根据本发明的一个实施例，所述齿槽的数量N2和活塞的数量NI的关系为:N2 彡 Nl+1。
[0013]根据本发明的一个实施例，所述活塞在周向上的最小长度大于所述环形管道的管道内径的1/2。
[0014]根据本发明的一个实施例，所述活塞形成为截扇形形状，所述吸气口和所述排气口的中心线位于同一周向上。
[0015]根据本发明的一个实施例，在与所述吸气口和排气口的中心线所在周向上，所述吸气口和排气口之间的最短距离LI和所述活塞的长度L2的关系为:L1 ( L2。
[0016]根据本发明的一个实施例，所述吸气口为沿周向延伸的弧形孔或多个沿周向彼此间隔开的通孔；所述排气口为沿周向延伸的弧形孔或多个沿周向彼此间隔开的通孔。
[0017]根据本发明的一个实施例，所述吸气口沿周向方向的两端所对应的扇形角小于90度；所述排气口沿周向方向的两端所对应的扇形角小于90度。
[0018]根据本发明的一个实施例，所述活塞包括第一至第三活塞，所述第一至第三活塞的平均角速度为Wa、Wb、Wc，其中Wb > Wc > Wa。
[0019]根据本发明实施例的压缩机，完全不同于传统的压缩机的结构，结构简单紧凑、成本低、制造简单，而且具有振动小、散热性好等优良特性，具有良好的市场前景。
[0020]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0022]图1是根据本发明一个实施例的压缩机的沿垂直于轴向的截面的剖视图；
[0023]图2是图1中圈示A部放大图；
[0024]图3是图1中所示的压缩机的示意图,其中未示出活塞；
[0025]图4是根据本发明另一个实施例的压缩机的剖视图；
[0026]图5是根据本发明再一个实施例的压缩机的剖视图；
[0027]图6是根据本发明又一个实施例的压缩机的剖视图。
[0028]附图标记:
[0029]磁体座I ;内孔11 ;齿槽12 ;
[0030]环形管道2 ;吸气口 21 ;排气口 22 ；
[0031]活塞3 ;第一活塞3a ;第二活塞3b ;第三活塞3c ；
[0032]吸气腔4 ;压缩腔5 ;排气腔6 ;线圈7
【具体实施方式】
[0033]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0034]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此夕卜，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0035]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0036]下面参考图1-图6描述根据本发明实施例的压缩机，该压缩机采用与传统的曲柄连杆式压缩机完全不同的工作原理。
[0037]根据本发明实施例的一种压缩机，包括:磁体座1、环形管道2和至少三个活塞3。如图1所示，磁体座I具有内孔11和环绕在内孔11的多个齿槽12，多个齿槽12内分别绕制有电磁线圈7，电磁线圈7与外接电源相连接。环形管道2环绕磁体座I的外周设置，环形管道2上开设沿周向间隔开的排气口 22和吸气口 21，换句话说，环形管道2内限定出管腔20，其中排气口 22和吸气口 21设在环形管道2的管壁上且与管腔20连通。
[0038]至少三个活塞3设在环形管道2内，其中线圈7通过通断电对至少三个活塞3分别独立控制运动，至少三个活塞3之间限定出彼此间隔开的吸气腔4、压缩腔5和排气腔6。具体而言，通过给电磁线圈7通断电，通过电磁线圈7通电产生的磁场的变化来驱动各个活塞3在管腔20内的周向运动，其中如图1所示的示例中，活塞3均沿顺时针方向运动。
[0039]下面参考图1以三个活塞3为例对根据本发明实施例的压缩机的工作过程进行说明。当环形管道2内具有三个活塞即第一活塞3a、第二活塞3b、和第三活塞3c时，第一活塞3a、第二活塞3b、和第三活塞3c将管腔20内分隔成三个腔室，与吸气口 21连通的腔室称为吸气腔4，与排气口 22连通的腔室称为排气腔6，而与吸气口 21和排气口 22均不连通的腔室称为压缩腔5。
[0040]如图1所示的状态时，气体从吸气口 21进入到位于第一活塞3a和第二活塞3b之间的第一腔室内，此时吸气腔4为位于第一活塞3a和第二活塞3b之间的第一腔室。随着三个活塞3的顺时针移动,第一腔室也顺时针移动，而由于第一活塞3a和第二活塞3b会产生相对运动，使得第一腔室的体积变化，从而使得气体在第一腔室内被压缩，此时第一腔室作为压缩腔在工作。当第一腔室运动至与排气口 22连通时，第一腔室作为排气腔6工作，将第一腔室内压缩后的气体通过排气口 22连通，从而完成了一次气体的压缩工作。
[0041]当第一腔室作为压缩腔在工作时，第二活塞3b和第三活塞3c之间的第二腔室与吸气口 21连通，即作为吸气腔工作。而当第一腔室移动到作为排气腔工作的位置时，第二腔室移动至作为压缩腔工作的位置，即此时第二腔室与吸气口 21和排气口 22均不连通。而此时，第三活塞3c和第一活塞3a之间的第三腔室刚好移动至与吸气口 21连通、即作为吸气腔工作的位置，从而开始了第三腔室的吸气、压缩和排气的过程。
[0042]换句话说，当驱动三个活塞3顺时针移动的过程中，第一活塞3a、第二活塞3b、和第三活塞3c之间形成的三个腔室一直在不停地循环进行吸气、压缩和排气的过程，即压缩机不停地排出被压缩的气体，不再需要传统压缩机中的排气阀。
[0043]由此，根据本发明实施例的压缩机，完全不同于传统的压缩机的结构，结构简单紧凑、运动部件少，省略了传统的排气阀；另外，压缩机的整体高度矮，震动小，效率高，散热性好，且具有优良的变频特性，提高了压缩机的可靠性。
[0044]可选地，驱动第一活塞3a、第二活塞3b、和第三活塞3c的平均角速度为Wa、Wb、Wc，其中Wb > Wc > Wa。由此保证了第一腔室内的气体的压缩效果。具体而言，通过控制各个齿槽12上缠绕的电磁线圈7的通断电，来控制各个活塞3的角速度Wa、Wb、Wc的大小。
[0045]在本发明的实施例中，需要通过控制各处活塞的角速度Wb-Wa、Wb - Wc、Wc-Wa的差值，来控制吸气腔容积、压缩腔容积、排气腔容积的大小，从而控制各腔气体压力及吸排气。例如以第一腔室中压缩气体为例，如上所述，在从吸气到压缩过程中，第一活塞3a和第二活塞3b的角速度Wb-Wa的差值要逐渐减小，这样第一活塞3a和第二活塞3b之间的第一腔室的体积会逐渐减小，从而实现了压缩气体的目的，从压缩到排气过程中，第一活塞3a和第二活塞3b的角速度Wb-Wa的差值稍微变大，但该差值要大于在吸气过程中的Wb-Wa差值，从而将压缩后的气体从排气口 22中排出。同样地，在第二腔室和第三腔室中压缩气体也是如上道理，即通过控制Wb -Wc、Wc-Wa的差值，可以控制吸气时、压缩时、以及排气时的容积大小，从而实现了对相应腔室内气体压力的控制、以及吸气压缩排气的过程。
[0046]当然，也可以通过整体提高或降低各处活塞的角速度，来控制压缩机单位时间的排气量，调节压缩机制冷能力。
[0047]在本发明的一些实施例中，活塞3的至少部分由永磁体材料制成。例如如图1和图2所示的示例中，活塞3由永磁体材料制成。当然，本发明并不限于此，在本发明的另一些实施例中，活塞3内具有容纳永磁体的腔室(图未示出)。换句话说，活塞3内只要安装永磁体，使得活塞3可以通过线圈的通断电来控制，则活塞3本身的材料可以不做限制。
[0048]如图1-图6所示，可选地，齿槽12的数量N2和活塞3的数量NI的关系为:N2 3N1+1。根据本发明的一些实施例，活塞3在周向上的最小长度大于环形管道2的管道内径的1/2。
[0049]根据本发明的一些实施例，如图1和图2所示，活塞3形成为截扇形形状，吸气口21和排气口 22的中心线X位于同一周向上。进一步地，如图2所示，在与吸气口 21和排气口 22的中心线所在周向上，吸气口 21和排气口 22之间的最短距离LI和活塞3的长度L2的关系为:L1 SL2。这样，在上述活塞运动果过程中，吸气口 21和排气口 22不会出现在同一腔室中。
[0050]对于吸气口 21和排气口 22的形状，本发明具有如下示例，当然本领域内普通技术人员可以了解，吸气口 21和排气口 22的形状还可以为其他类似的形状，都应当落入到本发明的保护范围内。
[0051]在本发明的一些实施例中，吸气口 21为沿周向延伸的弧形孔或多个沿周向彼此间隔开的通孔，排气口 22为沿周向延伸的弧形孔或多个沿周向彼此间隔开的通孔。在如图3的可选示例中，吸气口 21和排气口 22均为沿周向延伸的弧形孔，其中吸气口 21沿周向方向的两端所对应的扇形角α 2小于90度，排气口 22沿周向方向的两端所对应的扇形角α I小于90度。
[0052]在如图4的可选示例中，吸气口 21和排气口 22均包括多个沿周向彼此间隔开的通孔，其中吸气口 21沿周向方向的两端所对应的扇形角α 2小于90度，排气口 22沿周向方向的两端所对应的扇形角ct I小于90度。
[0053]如图5所示的示例中，吸气口 21包括多个沿周向彼此间隔开的通孔，排气口 22为沿周向延伸的弧形孔，类似地，如图6所示的示例中，吸气口 21为沿周向延伸的弧形孔，排气口 22包括多个沿周向彼此间隔开的通孔，其中吸气口 21沿周向方向的两端所对应的扇形角α 2小于90度，排气口 22沿周向方向的两端所对应的扇形角α I小于90度。
[0054]根据本发明实施例的压缩机，完全不同于传统的压缩机的结构，结构简单紧凑、成本低、制造简单，而且具有振动小、散热性好等优良特性，具有良好的市场前景。
[0055]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0056]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种压缩机，其特征在于，包括: 磁体座，所述磁体座具有内孔和环绕在所述内孔的多个齿槽，所述多个齿槽内分别绕制有线圈； 环形管道，所述环形管道环绕所述磁体座的外周设置，所述环形管道上开设沿周向间隔开的排气口和吸气口； 至少三个活塞，所述至少三个活塞设在所述环形管道内，其中所述线圈通过通断电对所述至少三个活塞分别独立控制运动，所述至少三个活塞之间限定出彼此间隔开的吸气腔、压缩腔和排气腔。
2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述活塞的至少部分由永磁体材料制成。
3.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述活塞内具有容纳永磁体的腔室。
4.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述齿槽的数量N2和活塞的数量NI的关系为:N2彡N1+1。
5.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述活塞在周向上的最小长度大于所述环形管道的管道内径的1/2。
6.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述活塞形成为截扇形形状，所述吸气口和所述排气口的中心线位于同一周向上。
7.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于，在与所述吸气口和排气口的中心线所在周向上，所述吸气口和排气口之间的最短距离LI和所述活塞的长度L2的关系为:
LI ( L2。
8.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述吸气口为沿周向延伸的弧形孔或多个沿周向彼此间隔开的通孔； 所述排气口为沿周向延伸的弧形孔或多个沿周向彼此间隔开的通孔。
9.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，所述吸气口沿周向方向的两端所对应的扇形角小于90度； 所述排气口沿周向方向的两端所对应的扇形角小于90度。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的压缩机，其特征在于，所述活塞包括第一至第三活塞，所述第一至第三活塞的平均角速度为Wa、Wb、Wc，其中Wb > Wc > Wa。
【文档编号】F04C18/00GK104235015SQ201410450272
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月4日 优先权日:2014年9月4日
【发明者】周杏标, 吉国强 申请人:广东美芝制冷设备有限公司