阅读说明：本技术 线性压缩机 (Linear compressor ) 是由 韩聪 宋斌 朱万朋 高山 吴远刚 于 2019-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种线性压缩机,包括机壳；线性电机,其包括定子和动子；气缸,限定有用于压缩制冷剂的空间；活塞,在动子带动下沿线性电机的轴线方向作线性往复运动,以压缩气缸内的制冷剂；和至少一个弹簧质量减振模块,其包括连接于动子的弹性件和连接于弹性件的质量块,用于消减线性压缩机的轴向振动。本发明的线性压缩机可有效降低轴向振动,且结构简单可靠。(The invention provides a linear compressor, which comprises a shell; a linear motor including a stator and a mover; a cylinder defining a space for compressing a refrigerant; the piston is driven by the rotor to do linear reciprocating motion along the axis direction of the linear motor so as to compress a refrigerant in the cylinder; and at least one spring mass damping module including an elastic member coupled to the mover and a mass coupled to the elastic member, for damping axial vibration of the linear compressor. The linear compressor can effectively reduce axial vibration and has a simple and reliable structure.)

线性压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，特别是涉及一种线性压缩机。

背景技术

活塞式压缩机内的泵体底部与内壳底壁之间通常设置有减振弹簧，用于吸收压缩机的振动。

线性压缩机是一种应用了线性电机的活塞式压缩机，线性电机包括定子和动子，动子沿轴向方向作线性往复运动，这使得线性压缩机的轴向振动比较大。并且，由于动子轴向通常平行于水平方向，这导致竖向延伸的减振弹簧对于吸收压缩机的轴向振动作用不大。

发明内容

本发明的目的是要提供一种能够有效降低轴向振动的线性压缩机。

本发明的进一步的目的是要利用简单、可靠性高的结构降低线性压缩机的轴向振动，提升可靠性。

特别地，本发明提供了一种线性压缩机，其包括：

机壳；

线性电机，设置在机壳内，包括定子和动子；

气缸，设置在机壳内，限定有用于压缩制冷剂的空间；

活塞，在动子带动下沿线性电机的轴线方向作线性往复运动，以压缩气缸内的制冷剂；和

至少一个弹簧质量减振模块，其包括连接于动子的弹性件和连接于弹性件的质量块，用于消减线性压缩机的轴向振动。

可选地，弹性件长度方向的两端分别连接动子和质量块，且两端连线与线性电机的轴线方向不平行。

可选地，弹性件的长度方向两端连线垂直于线性电机的轴线方向。

可选地，弹性件为由弹性材料制成的板状结构。

可选地，弹性件以螺纹连接的方式安装于动子；且质量块以螺纹连接的方式安装于弹性件。

可选地，线性电机的轴线方向平行于水平方向；定子包括均为筒状且同轴设置的内定子和外定子，外定子位于内定子径向外侧，且两者之间具有环形间隙；气缸位于定子的轴向一侧；动子包括环形磁体和动子骨架，环形磁***于环形间隙内，动子骨架包括位于定子轴向另一侧且垂直于环形磁体轴向的环形端板部和分别从环形端板部的内、外周缘延伸出的内筒部和外筒部，内筒部从内定子内部延伸以连接于活塞，外筒部连接于环形磁体。

可选地，弹簧质量减振模块的数量为一个，且弹性件连接于环形端板部的内周缘的顶部。

可选地，弹簧质量减振模块的数量为一个，且弹性件连接于环形端板部外周缘的顶部。

可选地，弹簧质量减振模块的数量为两个，且两者的弹性件分别连接于环形端板部外周缘的顶部和底部。

可选地，线性压缩机还包括：安装板，其固定于机壳内，环形端板部位于安装板与内定子之间；和多个第一谐振弹簧和多个第二谐振弹簧，均沿线性电机的轴线方向延伸，每个第一谐振弹簧两端分别固定于安装板和环形端板部，每个第二谐振弹簧两端分别固定于环形端板部和内定子的端面。

本发明的线性压缩机在动子上设置有弹簧质量减振模块。在动子往复运动过程中，弹性件随动子往复运动，而质量块由于惯性以及弹性件的弹性变形，将以弹性件和动子连接点为中心往复振动。借此，弹簧质量减振模块改变了压缩机振动系统的自振特性，且增加了阻尼，吸收了振动的能量，有效消减了线性压缩机的轴向振动。

进一步地，本发明的线性压缩机中，弹簧质量减振模块的结构简单小巧，安装位置灵活且装配方便，适于布置在结构紧凑的线性压缩机内部，且不干扰线性压缩机的原有结构设计。而且，制作成本低廉且使用可靠性较高。

进一步地，本发明对弹簧质量减振模块的数量和安装位置进行了最优设计，以使减振效果达到最佳。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的线性压缩机的示意性剖视图；

图2是图1中的弹簧质量减振模块的分解示意图；

图3是根据本发明另一实施例的线性压缩机的示意性剖视图；

图4是根据本发明又一实施例的线性压缩机的示意性剖视图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的线性压缩机的示意性剖视图。如图1所示，本发明实施例提供了一种线性压缩机。线性压缩机可应用于蒸气压缩制冷循环系统，如冰箱或冷柜中，以用于压缩制冷剂。

本发明实施例的线性压缩机一般性地可包括机壳100、线性电机700、气缸200、活塞300和至少一个弹簧质量减振模块500。

机壳100限定出一容纳腔，并安装有吸气管(未图示)和排气管(未图示)。线性电机700安装于机壳100内，其包括定子720和动子710。定子720直接或间接地固定于机壳100。线性电机700通电运行时，定子720和动子710之间产生电磁力，动子710在电磁力的作用下，相对于定子720做线性往复运动。

气缸200设置在机壳100内，其限定有用于压缩制冷剂的空间，即压缩腔201。活塞300在动子710的带动下沿线性电机700的轴线方向(即图中标注的x轴方向)作线性往复运动，以压缩气缸200内的制冷剂。气缸200的端部还安装有排气阀210，活塞300朝向排气阀210运动时，压缩气缸200内的制冷剂，即进行压缩过程。制冷剂气体压力足够大时，将推开排气阀210向外排气，进行排气过程。然后，活塞300改变运动方向，远离排气阀210运动，气缸200即吸入低压制冷剂，进行吸气过程。气缸200的吸气、压缩和排气过程循环进行。

动子710上还设置有一个或多个弹簧质量减振模块500。弹簧质量减振模块500包括弹性件510和质量块520。弹性件510连接于动子710，其受力后能够产生弹性形变，并在外力消失后凭借弹性形变力的作用下恢复至原有状态。例如，弹性件510可为由弹性材料制成的板状结构，例如金属薄板。质量块520连接于弹性件510的一个部位，以使弹性件510在该部位集中了较大的质量。在动子710往复运动过程中，弹性件510随动子710往复运动，而质量块520由于惯性以及弹性件510的弹性变形，将以弹性件510和动子710连接点为中心的往复振动，质量块520的运动方向、速度与动子710不同步。这就使得弹簧质量减振模块500改变了线性压缩机整体振动系统的自振特性，且增加了阻尼，吸收了振动的能量，有效消减了线性压缩机的轴向振动。

图2是图1中的弹簧质量减振模块500的分解示意图。如图1和图2所示，可使弹性件510为长条状，使其长度方向的两端分别连接动子710和质量块520，以使质量块520的重心距弹性件510与动子710连接点的距离更远，使质量块520的振幅更大，消减振动的能力更强。

可使弹性件510的长度方向的两端连线与线性电机700的轴线方向不平行，以利于弹性件510的变形和质量块520的摆动。优选使弹性件510的长度方向的两端连线垂直于线性电机700的轴线方向，例如图1，线性电机700的轴线方向沿水平方向，而弹性件510为竖直延伸的长条状，其长度方向两端(即上下两端)连线沿竖直方向。相对于其他角度，设置为垂直角度可使弹性件510的变形能力和质量块520的摆动能力达到最优。

如图2所示，可使弹性件510以螺纹连接的方式安装于动子710，质量块520也可以螺纹连接的方式安装于弹性件510。具体地，弹性件510的长度方向的两端分别开设通孔512，质量块520上开设螺纹孔522，利用螺钉530将质量块520连接于弹性件510。这样使得弹簧质量减振模块500的安装非常方便。

本发明实施例特别适用于减轻卧式结构线性压缩机的轴向振动。图1示意了卧式结构线性压缩机的一种可选结构。

如图1所示，线性电机700的轴线方向平行于水平方向。定子720包括均为筒状且同轴设置的内定子722和外定子721。外定子721位于内定子722的径向外侧，且两者之间具有环形间隙701。内定子722上设置有线圈723。气缸200位于定子720的轴向一侧。动子710包括环形磁体711和动子骨架712。环形磁体711位于环形间隙701内，用于与定子720产生电磁力。线性电机700通电后，环形磁体711将在电磁力作用下往复运动。动子骨架712包括环形端板部7122、内筒部7126和外筒部7124。环形端板部7122位于定子720的轴向另一侧，即环形端板部7122与气缸200分列与定子720的轴向两侧。环形端板部7122所在平面垂直于环形磁体711轴向方向(x轴)。内筒部7126和外筒部7124分别从环形端板部7122的内、外周缘延伸出，内筒部7126从内定子722内部的中央通孔702处延伸至活塞300处，且与活塞300连接，以用于驱动活塞300。外筒部7124连接于环形磁体711。环形端板部7122、内筒部7126和外筒部7124可为一体成型结构，也可为组装结构。

如图1所示，还可设置一骨架900。骨架900固定于机壳100内，以用于固定定子720和气缸200。定子720和气缸200直接或间接地固定于骨架900。例如，气缸200可通过一法兰220间接固定于骨架900。法兰220固定于骨架900内，其具有一个内孔。法兰220的轴向一端抵靠于定子720的轴向一端，轴向另一端抵靠于骨架900的端板920的内侧。气缸200固定于法兰220的内孔内。端板920的中部具有用于容纳排气阀210的排气腔932，端板920外设置以端盖930封闭该排气腔932。线性压缩机可为低背压结构，气缸200从机壳100内部吸入低压制冷剂，压缩腔201的排气气流与机壳100的排气管连通，以排出高压气体。在一些替代性实施例中，线性压缩机也可为中背压或高背压结构，具体设置方式均为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

图3是根据本发明另一实施例的线性压缩机的示意性剖视图；图4是根据本发明又一实施例的线性压缩机的示意性剖视图。

图1、图3和图4示意了弹簧质量减振模块500的几种优选的安装位置。本发明实施例通过对弹簧质量减振模块500的数量以及安装位置进行了最优的设计，使得轴向减振效果达到最佳。

在一些实施例中，如图1所示，弹簧质量减振模块500的数量为一个。并且，弹性件510连接于环形端板部7122的内周缘的顶部。具体地，弹性件510为长条板状结构，其上端连接于环形端板部7122，下端连接于质量块520。弹性件510下端与内筒部7126的空腔相对，以利于弹性件510振动。

在一些实施例中，如图2所示，弹簧质量减振模块500的数量为一个。并且，弹性件510连接于环形端板部7122的外周缘的顶部。具体地，弹性件510为长条板状结构，其下端连接于环形端板部7122，上端连接于质量块520，以使质量块520的位置高于外筒部7124。

在一些实施例中，如图3所示，弹簧质量减振模块500的数量为两个。并且，两个弹簧质量减振模块500的弹性件510分别连接于环形端板部7122的外周缘的顶部和底部。具体地，两个弹簧质量减振模块500的弹性件510均为长条板状结构。其中，位于上侧的弹簧质量减振模块500的弹性件510的下端连接于环形端板部7122，上端连接于质量块520，以使质量块520的位置高于外筒部7124，以利于其振动。位于下侧的弹簧质量减振模块500的弹性件510的上端连接于环形端板部7122，下端连接于质量块520，以使质量块520的位置低于外筒部7124，以利于其振动。

除了上述三种最优的设置方案之外，也可对弹簧质量减振模块500的数量和安装位置进行其他合理的设计，以使其发挥消减轴向振动的效果。

本发明实施例的线性压缩机中，弹簧质量减振模块500的结构简单小巧，安装位置灵活且装配方便，可靠性高，适于布置在结构紧凑的压缩机内部，且不干扰压缩机的原有结构设计。而且，成本也非常低。

在一些实施例中，如图1所示，线性压缩机还包括谐振系统。具体包括安装板400、多个第一谐振弹簧810和多个第二谐振弹簧820。

安装板400固定于机壳100内，环形端板部7122位于安装板400与内定子722之间。多个第一谐振弹簧810和多个第二谐振弹簧820均沿线性电机700的轴线方向延伸。每个第一谐振弹簧810两端分别固定于安装板400和环形端板部7122，每个第二谐振弹簧820两端分别固定于环形端板部7122和内定子722的端面。

在线性压缩机运行时，谐振弹簧与动子720、活塞300构成振动系统，当线性压缩机的运行频率达到或接近振动系统的共振频率时，可使线性压缩机获得更高的能效，且压缩机的振动和噪声会更低。谐振系统在线性压缩机中广泛应用，在此不再对其原理进行过多介绍。

优选使第一谐振弹簧810和第二谐振弹簧820的数量相同，例如均为10个。并且，使每个第一谐振弹簧810与一个第二谐振弹簧820同轴设置。并且，还可使多个第一谐振弹簧810和多个第二谐振弹簧820均在一与线性电机700同轴的圆周(也就是以x轴为中心轴线)上均布。这样使各谐振弹簧更加均匀、分散地支撑动子710，减少谐振弹簧不必要的变形和动子710不必要的上下错位，使其运动更加精确。

图1所示实施例仅设置了两组谐振弹簧，在一些替代性实施例中，也可设置三组或者更多组谐振弹簧。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。