直线压缩机及线性斯特林制冷机的制作方法

1.本实用新型属于压缩机技术领域，具体涉及一种直线压缩机及采用该直线压缩机的线性斯特林制冷机。


背景技术：

2.线性斯特林制冷机在红外热像仪、红外前视和夜视、导弹制导、空间应用等民用和军事装备上广泛应用，直线压缩机作为线性斯特林制冷机的核心部件，对于线性斯特林制冷机的可靠工作影响较大。
3.现有的线性斯特林制冷机中，直线压缩机的直线电机一般采用整体式的磁轭结构，导致涡流激增，引起铁损升高，降低压缩机的工作效率。另外，在直线压缩机内，永磁体一般固定在活塞的外设磁钢上，目前常用的固定方式为胶水粘接，该固定方式易于生产操作，但会造成压缩机内气体工质污染，影响压缩机的工作稳定性和可靠性。


技术实现要素：

4.本实用新型涉及一种直线压缩机及采用该直线压缩机的线性斯特林制冷机，至少可解决现有技术的部分缺陷。
5.本实用新型涉及一种直线压缩机，包括压缩机外壳、气缸组件和直线电机，所述气缸组件包括缸体、活塞和永磁体，所述缸体固定于所述压缩机外壳内，所述活塞具有滑设于所述缸体内的活塞主体以及连接于所述活塞主体上并且位于所述缸体外的驱动臂，所述永磁体固定于所述驱动臂上，所述直线电机包括外定子轭铁和内动子轭铁，所述外定子轭铁固定于所述压缩机外壳内，所述内动子轭铁收容于由所述驱动臂与所述缸体所围设形成的环形空间内；所述外定子轭铁的表面和/或所述内动子轭铁的表面设有用于截断轭铁涡流路径的割槽。
6.作为实施例之一，所述割槽为长度方向平行于对应轭铁轴向的轴向割槽。
7.作为实施例之一，所述永磁体通过机械固定结构安装在所述驱动臂上。
8.作为实施例之一，所述机械固定结构包括第一卡槽和第二卡槽，所述第一卡槽与所述第二卡槽均形成于所述驱动臂上并且槽口相对设置，所述永磁体的两端分别卡嵌在所述第一卡槽与所述第二卡槽内。
9.作为实施例之一，所述驱动臂为磁钢臂体。
10.作为实施例之一，所述活塞主体的一端伸出至所述缸体外并且套装有板弹簧，所述板弹簧固定于所述压缩机外壳内。
11.作为实施例之一，所述活塞有两个并且两个活塞主体在所述缸体内的滑动方向相反，所述直线电机对应配置为两组。
12.本实用新型还涉及一种线性斯特林制冷机，包括直线压缩机，所述直线压缩机采用如上所述的直线压缩机。
13.本实用新型至少具有如下有益效果：
14.本实用新型采用外定子和内动子分别设置磁轭的分离式磁轭结构，并且外定子轭铁的表面和/或内动子轭铁的表面设有割槽以截断轭铁涡流路径，在保证电机性能的同时显著地降低了电机的涡流损耗，从而能提升压缩机的工作效率，可实现线性斯特林制冷机高cop、低能耗的制冷性能。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
16.图1为本实用新型实施例提供的直线压缩机的结构示意图；
17.图2为本实用新型实施例提供的设有割槽的外定子轭铁的结构示意图；
18.图3为本实用新型实施例提供的设有割槽的内动子轭铁的结构示意图；
19.图4为本实用新型实施例提供的永磁体在驱动臂上的安装结构示意图。
具体实施方式
20.下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.实施例一
22.如图1
‑
图3，本实用新型实施例提供一种直线压缩机，包括压缩机外壳1、气缸组件和直线电机，所述气缸组件包括缸体31、活塞和永磁体33，所述缸体31固定于所述压缩机外壳1内，所述活塞具有滑设于所述缸体31内的活塞主体321以及连接于所述活塞主体321上并且位于所述缸体31外的驱动臂322，所述永磁体33固定于所述驱动臂322上，所述直线电机包括外定子轭铁21和内动子轭铁23，所述外定子轭铁21固定于所述压缩机外壳1内，所述内动子轭铁23收容于由所述驱动臂322与所述缸体31所围设形成的环形空间内；所述外定子轭铁21的表面和/或所述内动子轭铁23的表面设有用于截断轭铁涡流路径的割槽24。
23.如图1，上述压缩机外壳1可采用一端开口的结构，并在该开口端设置压盖11。
24.上述外定子轭铁21可以通过定子骨架固定安装在压缩机外壳1的内壁上或者固定安装在缸体31上。上述内动子轭铁23也可固定在缸体31上。
25.同样地，上述缸体31也优选为与压缩机外壳1的内壁固定连接。本实施例中，压缩机外壳1、外定子轭铁21、缸体31、内动子轭铁23都为回旋体结构，并且均同轴布置。显然地，上述活塞主体321与缸体31同轴布置，上述驱动臂322一般为环形臂并且与活塞主体321同轴，该驱动臂322连接于活塞主体321的伸出至缸体31外的一端之上；该环形的驱动臂322与缸体31外壁之间围设形成一环形空间，可收容上述的内动子轭铁23，在其中一个实施例中，该内动子轭铁23套装固定在缸体31的外壁上。
26.通过外定子、外定子内收容的载流线圈22和内动子的作用可驱动永磁体33作直线运动(直线运动方向平行于活塞主体321的轴向)，从而带动驱动臂322及活塞主体321作直
线运动，实现对气体的压缩等工况；该原理为本领域常识，此处不作详述。
27.可选地，上述驱动臂322为磁钢臂体。有别于常规的将永磁体33粘接固定在磁钢上的方式，本实施例中，如图4，所述永磁体33通过机械固定结构安装在所述驱动臂322上。通过机械固定的方式实现永磁体33的固定安装，可避免胶水等造成压缩机内气体工质污染，保证气体工质的纯净度，因此能有效地提高压缩机的工作稳定性和可靠性。在其中一个实施例中，如图4，所述机械固定结构包括第一卡槽和第二卡槽，所述第一卡槽与所述第二卡槽均形成于所述驱动臂322上并且槽口相对设置，所述永磁体33的两端分别卡嵌在所述第一卡槽与所述第二卡槽内。上述永磁体33一般为环形磁体，则上述第一卡槽和第二卡槽优选为是环形卡槽；当然也可沿驱动臂322的周向依次布置多组卡槽组，每组卡槽组包括相对设置的一个第一卡槽与一个第二卡槽，能实现对永磁体33的可靠固定即可。
28.如图4，在第一卡槽与第二卡槽中，可设置其中一个卡槽具有相对较浅的槽深，以便于永磁体33的拆装。
29.在上述驱动臂322为磁钢臂体的结构中，第一卡槽和第二卡槽也优选为是磁钢卡槽。上述第一卡槽与第二卡槽优选为是一体成型于上述驱动臂322上的，结构稳定可靠。
30.当然，其它的机械固定方式也适用于本实施例中，例如采用卡扣锁紧固定方式、通过螺栓将压板固定在驱动臂322上并由压板压紧永磁体33等，此处不作一一例举。
31.本实施例提供的直线压缩机，采用外定子和内动子分别设置磁轭的分离式磁轭结构，并且外定子轭铁21的表面和/或内动子轭铁23的表面设有割槽24以截断轭铁涡流路径，在保证电机性能的同时显著地降低了电机的涡流损耗，从而能提升压缩机的工作效率，可实现线性斯特林制冷机高cop、低能耗的制冷性能。
32.优选地，如图2和图3，外定子轭铁21的表面和内动子轭铁23的表面均设有割槽24，上述涡流损耗降低效果更为明显；尤其地，如图2和图3，所述割槽24为长度方向平行于对应轭铁轴向的轴向割槽24，应用效果较佳。可以仅在轭铁的外环表面设置割槽24，也可以是轭铁的外环表面和内环表面均设置割槽24。
33.进一步优化上述的直线压缩机，如图1，所述活塞主体321的一端伸出至所述缸体31外并且套装有板弹簧4，所述板弹簧4固定于所述压缩机外壳1内。通过板弹簧4对活塞主体321进行支撑限位是本领域常规结构，此处不作详述。
34.进一步优化上述的直线压缩机，如图1，所述活塞有两个并且两个活塞主体321在所述缸体31内的滑动方向相反，所述直线电机对应配置为两组；采用两组压缩机构对置的结构，两个活塞主体321可分别作直线往复运动，共同对气体做功、压缩气体工质产生压力波，而且两个活塞主体321往复运动产生的力始终大小相等、方向相反，可相互抵消，达到减轻或消除压缩机振动的目的。
35.实施例二
36.本实用新型实施例提供一种线性斯特林制冷机，包括直线压缩机，该直线压缩机优选为采用上述实施例一所提供的直线压缩机，其具体结构此处不作赘述。
37.该制冷机的结构可采用常规制冷机结构，例如还包括杜瓦、膨胀机等，杜瓦、膨胀机及上述直线压缩机之间的连接结构及配合关系是本领域常规技术，此处不作赘述。
38.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型
的保护范围之内。