直线压缩机的制作方法

专利名称：：直线压缩机的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种直线压缩机，更具体而言，涉及一种具有阻止外壳由于运动部分的运动而发生振动的弹性体的直线压缩机。
背景技术：
：通常，压缩机是接收来自诸如电动机或涡轮机等动力产生装置的动力并且对空气、制冷剂或各种工作气体进行压缩以升高压力的机械装置。压缩机已广泛用于诸如冰箱和空调等家用电器中或者用于整个工业中。压缩机大致分为往复式压缩机、旋转式压缩机和涡旋式压缩机，在所述往复式压缩机中，在活塞与缸体之间限定有工作气体吸入到其中和从其中排出工作气体的压缩空间，并且所述活塞在所述缸体内进行直线往复运动以压缩制冷剂，在所述旋转式压缩机中，在偏心旋转的滚子与缸体之间限定有工作气体吸入到其中和从其中排出工作气体的压缩空间，并且所述滚子沿着所述缸体的内壁偏心旋转以压缩制冷剂，而在所述涡旋式压缩机中，在绕动涡旋盘与固定涡旋盘之间限定有工作气体吸入到其中和从其中排出工作气体的压缩空间，并且所述绕动涡旋盘沿着所述固定涡旋盘旋转以压缩制冷剂。近来，在往复式压缩机中直线压缩机已得到积极发展。由于活塞直接联接至直线往复式驱动电机，所以直线压缩机能够在没有因运动转换而造成机械损失的情况下提高压缩效率并筒化结构。一般而言，在直线压缩机中，活塞通过密封外壳中的直线电机而在缸体内进行直线往复运动，从而对制冷剂进行吸入、压缩和排出。在直线电机中，永磁体安置于内定子与外定子之间，使得所述永磁体能够在相互电磁力的作用下受到驱动而进行直线往复运动。由于永磁体是在连接至活塞的状态下受到驱动，所以所述活塞在缸体内进行直线往复运动，从而对制冷剂进行吸入、压缩和排出。这里，在活塞通过电机的驱动而预期地进行直线往复运动时，外壳中除了弹性体以外的其它部件没有进行预期运动。因此，下文中，活塞和联接至所述活塞以随同所述活塞进行直线往复运动的部件称作运动部分，而除了运动部分以外的部件称作静止部分。静止部分和运动部分借助于弹性体在外壳内联接至外壳。下文中，直线压缩机的振动系统将被解释为外壳、运动部分、静止部分和弹性体的简单结构。在直线压缩机中，静止部分由于运动部分的运动而移位，并且力传递至通过弹性体而联接至静止部分的外壳，使得外壳发生振动。外壳的振动是不利的，因为它会降低直线压缩机的稳定性并引起噪音。图l是图示传统立式直线压缩机的一个示例的视图。运动部分与静止部分、静止部分与外壳、以及运动部分与外壳借助于弹性体而联接。当运动部分被电机驱动时，三个弹性体同时移位。这里，第一弹性体20和第二弹性体21满足以下关系式A4—&公式(1)这里，Ma表示运动部分的质量，所述运动部分包括活塞l、致动器4和磁体构件5，而Mb表示静止部分的质量，所述静止部分包括缸体2、釭座2a和釭盖3。另外，包括在直线压缩机中的第三弹性体22是通过将运动部分联接至静止部分并在工作期间使所述运动部分共振来提高直线压缩机的效率的构件。然而，在第一弹性体20和第二弹性体21满足公式(1)的状态下，kc必须是负数而使得第三弹性体22能够满足共振条件。因而，无法使用为最广泛使用且容易可控的弹性体的机械弹簧
发明内容技术问题本发明的一个目的是提供一种直线压缩机，所述直线压缩机具有能够减小由于运动部分的运动而传递至外壳的振动的弹性体。本发明的另一个目的是提供一种直线压缩机，其中，用于减小振动的弹性体都是用机械弹性体来实现的。本发明的又一个目的是提供一种直线压缩机，其中，运动部分以使由于运动部分的运动而传递至外壳的振动最小化的频率沿水平方向运动。技术方案根据本发明，提供了一种直线压缩机，包括外壳，所述外壳限定密封空间；静止部分，所述静止部分安装在所述外壳中并具有质量Mb;运动部分，所述运动部分以频率co在所述静止部分内进行直线往复运动以压缩流体，并且所述运动部分具有质量Ma;第一弹性体，所述第一弹性体的两端分别支撑在所述运动部分和所述外壳上并且具有弹簧常数ka;第二弹性体，所述第二弹性体的两端分别支撑在所述外壳和所述静止部分上并且具有弹簧常数kb;以及第三弹性体，所述第三弹性体的两端分别支撑在所述静止部分和所述运动部分上并且具有弹簧常数kc，其中，所述频率(O满足<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>在上述结构中，第三弹性体的弹簧常数ke总是正数，使得第三弹性体能够用比气体弹性体更容易设计和控制的机械弹性体来实现。根据本发明的另一个方面，所述第一弹性体和所述第二弹性体满足<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>在上述结构中，由于运动部分的运动而传递至外壳的力能够被抵消，由此减小了外壳的振动。根据本发明的又一个方面，所述第三弹性体的弹簧常数ke满足<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>从而使所述运动部分共振。在上述结构中，直线压缩机能够在共振条件下工作。根据本发明的再一个方面，所述频率co是所述运动部分的共振频率0)0根据本发明的再一个方面，所述第三弹性体是机械弹性体。另外，根据本发明，提供了一种直线压缩机，包括外壳，所述外壳限定密封空间；静止部分，所述静止部分安装在所述外壳中并具有质量Mb;运动部分，所述运动部分以频率(o在所述静止部分内进行直线往复运动以压缩流体，并且所述运动部分具有质量Ma;第一弹性体，所述第一弹性体的两端分别支撑在所述运动部分和所述外壳上并且具有弹簧常数ka;第二弹性体，所述第二弹性体的两端分别支撑在所述外壳和所述静止部分上并且具有弹簧常数kb;以及第三弹性体，所述第三弹性体的两端分别支撑在所述静止部分和所述运动部分上并且具有弹簧常数ke，其中，所述第三弹性体的弹簧常数ke满足Ms2=^(Mr-。。根据本发明的另一个方面，所述第一弹性体和所述第二弹性体满足&A4技术效果根据本发明，在直线压缩机中，两端分别支撑在静止部分和运动部分上且施加回复力而使得运动部分能够在共振条件下工作的第三弹性体的弹簧常数能够为正数。另外，根据本发明，在直线压缩机中，工作频率被调整为使得第三弹性体的弹簧常数能够为正数。而且，根据本发明，在直线压缩机中，传递至外壳的传递力得以抵消以减小噪音和振动。进一步地，根据本发明，在直线压缩机中，由于设置为使得运动部分能够在共振条件下工作的弹性体的弹簧常数为正数，所以弹性体能够用机械弹簧来实现。此外，根据本发明，在直线压缩机中，第三弹性体能够用机械弹簧来实现。当与第三弹性体用气体弹簧来实现的情况相比时，这简化了设计、刚性调整和控制。更进一步地，根据本发明，传递至外壳的传递力得以抵消，使得直线压缩机能够稳定地工作。图l是图示传统立式直线压缩机的一个示例的视图2是图示根据本发明实施方式的直线压缩机的视图3是图示根据本发明实施方式的直线压缩机的振动系统的示意图；并且图4是示出在根据本发明实施方式的直线压缩机中第一弹性体和第二弹性体的弹性模数与外壳的传递力之间的关系的图。具体实施例方式下文中，将参照附图详细描述根据本发明的直线压缩机。图3是图示根据本发明实施方式的直线压缩机的振动系统的示意图。直线压缩机的振动系统包括外壳11、运动部分12、静止部分13、第一弹性体14、第二弹性体15和16、以及第三弹性体17。用来解释振动系统的变量包括运动部分12的位移xa、静止部分13的位移xb、运动部分12的质量Ma、静止部分13的质量Mb、第一弹性体14的弹簧常数ka、每个第二弹性体15和16的弹簧常数0.5■kb、第三弹性体17的弹簧常数Kc、电机参数L、R、cx和V、电机输出Fm，第一弹性体14施加给运动部分12的力Fa、每个第二弹性体15和16施加给静止部分13的力0.5'Fb、绝对坐标系li、以及每个单位矢量争和7。这里，第三弹性体17的弹簧常数kc是将当流体由于运动部分12的运动而受到压缩时所产生的流体弹力考虑在内而计算出的值。也就是说，为了方便起见，将第三弹性体17的弹簧常数与由于流体的压缩而产生的弹簧常数的总和表示为弹簧常数kc。外壳ll具有远高于工作频率的共振频率。因此，在假定外壳ll是刚体的情况下对振动系统进行解释。而且，为了解释运动部分12、静止部分13和电流的系统，广义坐标xjt)、Xb(t)和q(t)是必要的。首先，使用上述变量的振动系统的动能T由以下公式表示另外，弹性能V由以下公式表示:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>此外，阻尼能R由以下公式表示:进一步地，虚功5W由以下公式表示:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>此外，振动系统的拉格朗日方程由以下公式表示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>将以上导出的每个能量公式T、V、R和5W代入拉格朗日方程,如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>公式(3)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>将上述公式(2)和(3)表示为以下行列式:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>公式(5)瞬时源Fm满足谐函数F-F,。因此，运动部分12和静止部分13的位移Xa和Xb分别被表示为谐函数X,-X^w和V=X/\能够将被表示为谐函数的位移代入公式(2)和(3)，如下曙一^2公式(6)Xa0和Xb。能够由以下公式表示乂W—厂(]o,加'-<一^A^+A"fM々W一A:一A;产n2^一4^切2公式(7)这里，D:(k+k-m-o))(k+k-m*o/>k.。acal>cl>c作用在外壳11上的传递力的总和Fs由以下公式表示:。=《^^。+^*^。)一'"公式(8)将公式(7)的关系代入公式(8)，如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>公式(9)当传递至外壳11的力被抵消而使得净力能够为零时，外壳11的振动能够得以减小。在公式(9)中分子必须为零，使得传递力的总和Fs能够为零。由于在直线压缩机的工作期间，F。和co的值总是大于零，所以(-kaMb+kbMa)必须为零。因此，为了抵消外壳11的传递力并且减小振动，运动部分12的质量Ma、静止部分13的质量Mb、第一弹性体14的弹簧常数ka以及第二弹性体15和16的弹簧常数kb必须满足以下条件<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>公式(10)而且，在根据本发明的一种实施方式的直线压缩机中，第三弹性体17必须具有足够的弹簧常数以使运动部分12共振。当在公式(2)和(3)中瞬时源Fm为零时，能够将第三弹性体17的弹簧常数、表示为以下行列式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>也就是说，当关系式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>以以下形式使用时，则以下〃>式成立一々"《r这里，矩阵[A的行列式必须为零，使得等式[人{乂}={0}能够具有可行解。因此，[K的行列式被表示为2、2—并且Kc由以下7>式表示(Ko)2).(Koy、='31+仏公式(11)当kc是正数时，第三弹性体17能够用诸如螺旋弹簧等通常的机械弹性体来实现。因此，当代入kcX)的条件时，,、2、lCO>3必须得到满足。另外，考虑到运动部分12的共振条件，频率co必须为运动部分12的共振频率。。直线压缩机的振动系统是基于上述条件进行模拟的。假设在直线压缩机的振动系统中运动部分12的质量Ma是0.6kg并且静止部分13的质量Mb是5.0kg。这里，当第一弹性体14的弹簧常数ka是1440N/m时，满足公式(10)的第二弹性体15和16的弹性模数的总和kb是1440*(5.0/0.6)，即，12000N/m。当满足公式(11)的ke以上述条件进行计算时，ke是正数，使得第三弹性体17能够用容易可控且可实现的机械弹簧来实现。在传统立式直线压缩机的情况中，由于满足共振条件的第三弹性体的弹簧常数是负数，所以第三弹性体不能用机械弹簧来实现。本发明克服了现有技术的这种缺陷。图4是示出满足公式(7)的ka和kb的模拟结果的图。在表l中，分别对h和kb进行计算，4吏得传递至外壳11的传递力R能够为零。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>这里，工作条件是M-K共振条件，并且运动部分12的工作频率是50Hz，由此计算ke。ke能够将当流体由于运动部分12的运动而受到压缩时所产生的流体弹力考虑在内而计算出。而且，峰值受到电机参数cx的限制。尽管已描述了本发明的优选实施方式，但是应当理解，本发明不应局限于这些优选实施方式，而是，本领域普通技术人员在下文所要求保护的本发明的精神和范围内能够进行各种变更和改型。权利要求1.一种直线压缩机，包括外壳，所述外壳限定密封空间；静止部分，所述静止部分安装在所述外壳中并具有质量Mb；运动部分，所述运动部分以频率ω在所述静止部分内进行直线往复运动以压缩流体，并且所述运动部分具有质量Ma；第一弹性体，所述第一弹性体的两端分别由所述运动部分和所述外壳支撑并且具有弹簧常数ka；第二弹性体，所述第二弹性体的两端分别由所述外壳和所述静止部分支撑并且具有弹簧常数kb；以及第三弹性体，所述第三弹性体的两端分别由所述静止部分和所述运动部分支撑并且具有弹簧常数kc，其中，所述频率ω满足<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><msup><mi>&omega;</mi><mn>2</mn></msup><mo>></mo><mfrac><msub><mi>k</mi><mi>a</mi></msub><msub><mi>M</mi><mi>a</mi></msub></mfrac><mo>.</mo></mrow>]]></math></maths>2.如权利要求l所述的直线压缩机，其中，所述第一弹性体和所述第二弹性体满足3.如权利要求l所述的直线压缩机，其中，所述第三弹性体的弹簧常数ke满足从而使所述运动部分共振。4.如权利要求l所述的直线压缩机，其中，所述频率oo是所述运动部分的共振频率0^。5.如权利要求l所述的直线压缩机，其中，所述第三弹性体是机械弹性体。6.—种直线压缩机，包括外壳，所述外壳限定密封空间；静止部分，所述静止部分安装在所述外壳中并具有质量Mb;运动部分，所述运动部分以频率co在所述静止部分内进行直线往复运动以压缩流体，并且所述运动部分具有质量Ma;第一弹性体，所述第一弹性体的两端分别支撑在所述运动部分和所述外壳上并且具有弹簧常数ka;第二弹性体，所述第二弹性体的两端分别支撑在所述外壳和所述静止部分上并且具有弹簧常数kb;以及第三弹性体，所述第三弹性体的两端分别支撑在所述静止部分和所述运动部分上并且具有弹簧常数kc,其中，所述第三弹性体的弹簧常数ke满足<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>如权利要求6所述的直线压缩机，其中，所述第一弹性体和所述第二弹性体满足7.&札。全文摘要本发明提供一种直线压缩机，该直线压缩机具有能够减小由于运动部分的运动而传递至外壳的振动的弹性体。该直线压缩机包括限定密封空间的外壳；安装在外壳中并具有质量M_b的静止部分；以频率ω在静止部分内进行直线往复运动以压缩流体并且具有质量M_a的运动部分；两端分别支撑在运动部分和外壳上并且具有弹簧常数k_a的第一弹性体；两端分别支撑在外壳和静止部分上并且具有弹簧常数k_b的第二弹性体；以及两端分别支撑在静止部分和运动部分上并且具有弹簧常数k的第三弹性体。所述频率ω满足ω²＞(k_a/M_a)。在上述结构中，所述第三弹性体的弹簧常数k_c总是正数，使得所述第三弹性体能够用比气体弹性体更容易设计和控制的机械弹性体来实现。文档编号F04B39/00GK101680439SQ200780042846公开日2010年3月24日申请日期2007年12月7日优先权日2006年12月8日发明者姜亮俊申请人:Lg电子株式会社