本发明涉及压缩机领域，特别是涉及一种直线压缩机。
背景技术：
如图1所示，现有直线压缩机一般通过直线电机电磁共振的方式工作，而不同于常规压缩机通过旋转电机以机械连接方式驱动，直线压缩机的效率比传统曲柄结构压缩机提高。直线压缩机的电机可包括同轴设置的内定子30、外定子20以及线圈31，其中线圈31可置于内定子30中。现有的直线压缩机的压缩组件可包括永磁体51、压缩弹簧、气缸40和活塞等。当直线压缩机的线圈31通入交流电后，内定子30与外定子20之间产生交变的磁场。永磁体51可在交变磁场的作用下沿轴向方向做往复运动，通过支架带动活塞往复运动，进而能够使气缸40吸入气体和压缩气缸40内的气体。
在现有的直线压缩机的工作过程中，线圈31产生的磁场容易泄露到外壳10或其他零部件，显著降低了压缩机的运行效率。具体地，在线圈31产生的磁力线311中，一部分磁力线311会流向外壳10，还有一部分磁力线311会流向金属气缸40和气缸盖41，在外壳10、气缸40和气缸盖41上产生铁损，影响直线压缩机效率。
技术实现要素：
本发明的一个目的旨在克服现有的直线压缩机的至少一个缺陷，提供一种新颖的直线压缩机，其能够减少或消除线圈产生的磁场泄漏到内定子和外定子之外。
本发明的一个进一步的目的是要提高内定子和外定子内的磁场密度。
本发明的另一个进一步的目的是要避免或降低外定子因冲压或焊接而产生的铁损。
为了实现上述至少一个目的，本发明提供了一种直线压缩机，包括外定子、以预定间隙设置于所述外定子径向内侧的内定子，以及设置在外定子轴向一侧的前法兰。特别地，所述内定子上设置有线圈；所述外定子沿其轴向的长度大于所述内定子沿其轴向的长度；且所述外定子的靠近所述直线压缩机的前法兰的端部的内圆周面上开设有凹槽。
可选地，所述外定子的至少一个端部沿轴向超出所述内定子的相应端部。
可选地，所述凹槽的靠近所述内定子的面为第一槽侧面，所述凹槽远离所述内定子的面为第二槽侧面。
可选地，所述第一槽侧面与所述外定子的内圆周面的交界线在轴向方向上与所述内定子的靠近所述前法兰的角部边缘线平齐；或所述第一槽侧面与所述外定子的内圆周面的交界线位于所述角部边缘线的外侧。
可选地，所述第一槽侧面和/或所述第二槽侧面的至少部分是倾斜设置的。
可选地，所述第一槽侧面和/或所述第二槽侧面的至少部分是从所述外定子的内圆周面向所述外定子的外圆周面延伸且向所述内定子倾斜设置的；或
所述第一槽侧面和/或所述第二槽侧面的至少部分是从所述外定子的内圆周面向所述外定子的外圆周面延伸且向所述前法兰倾斜设置的。
可选地，所述外定子的至少一个端部的端面的至少部分从所述外定子的内圆周面向所述外定子的外圆周面延伸且向所述内定子倾斜。
可选地，所述外定子的远离所述前法兰的端部的端面从所述外定子的内圆周面向所述外定子的外圆周面延伸且向所述内定子倾斜。
可选地，所述外定子的两个端部均沿轴向超出所述内定子的相应端部。
可选地，所述外定子包括多个外定子片，所述多个外定子片沿所述内定子的周向方向叠放，每个所述外定子片的远离所述前法兰的端部沿轴向超出所述内定子的相应端部；且每个所述外定子片包括靠近所述内定子的内半侧和远离所述内定子的外半侧；所述多个外定子片利用焊接或冲压工艺固定成一体，且焊接位置或冲压位置位于每个所述外定子片的外半侧或每个所述外定子片内半侧的沿轴向超出所述内定子的区段。
本发明的直线压缩机中因为在轴向方向上，外定子的长度大于内定子的长度，大大减少或消除了线圈产生的磁场泄漏到内定子和外定子之外，显著提高了直线压缩机的效率。
进一步地，由于本发明的直线压缩机中外定子的靠近前法兰的端部的内圆周面上开设有凹槽，能够引导内定子内的磁力线进入外定子或引导外定子内的磁力线进入内定子，提高了内定子和外定子内的磁场密度，减少了磁场泄漏，显著提高了直线压缩机的效率。
进一步地，由于本发明的直线压缩机中凹槽的第一槽侧面和/或第二槽侧面的至少部分是倾斜设置的，至少一个端部的端面的至少部分也是倾斜设置的，进一步地减少了磁场泄漏，提高了内定子和外定子内的磁场密度。
进一步地，由于本发明的直线压缩机中外定子的两个端部均沿轴向超出内定子的相应端部，进一步减少线圈产生的磁场泄漏到内定子和外定子之外。
进一步地，由于本发明的直线压缩机中外定子片的固定位置，降低了外定子产生的铁损，进一步提高了直线压缩机的效率。
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是现有的直线压缩机的示意性结构；
图2是根据本发明一个实施例的直线压缩机的示意性结构图；
图3是根据本发明另一实施例的直线压缩机的示意性局部结构图。
具体实施方式
图2是根据本发明一个实施例的直线压缩机的示意性结构图。如图2所示，本发明实施例提供了一种直线压缩机，其包括：外壳10、设置在外壳10内的外定子20、以预定间隙设置于外定子20径向内侧的内定子30、气缸40、气缸盖41、动子组件50、前法兰60和套筒61。
动子组件50包括：动子支架，安装于动子支架且伸入内定子30和外定子20之间的间隙内的永磁体51，安装于动子支架的活塞杆52，以及安装于活塞杆52的末端且伸入气缸40的活塞。内定子30上设置有线圈31。
前法兰60设置在外定子20的轴向一侧，具体地，其可包括如下情况：a)前法兰60设置于外定子20的轴向一端，且与外定子20固定连接；b)前法兰60设置于外定子20的轴向一端的外侧，即前法兰60与外定子20间隔设置，外定子20可通过连接件固定于前法兰60。
套筒61可与前法兰60同轴设置，且固定于前法兰60。内定子30可套装于套筒61的外表面。气缸40可与前法兰60同轴地固定于前法兰60或套筒61。动子组件50的活塞杆52可穿设于套筒61，以沿着套筒61轴线进行往复运动。
本发明实施例中的直线压缩机的工作过程如下：当直线压缩机的线圈31通入交流电后，内定子30与外定子20之间产生交变的磁场。永磁体51可在交变磁场的作用下沿轴向方向做往复运动，带动动子支架、活塞杆52和活塞往复运动，从而使气缸40吸入气体和压缩气缸内的气体。通电后产生的交变磁场的磁力线311分布在线圈31、外定子20和内定子30构成的区域内，线圈31所产生的磁场的磁力线311可由内定子30穿过永磁体51进入外定子20，由外定子20再穿过永磁体51，并最终回到内定子30。线圈31的磁场与永磁体51的磁场相互作用，驱动活塞在气缸40内压缩气体。
特别地，外定子20沿其轴向的长度大于内定子30沿其轴向的长度，以减少或消除线圈31产生的磁场泄漏到内定子30和外定子20之外。也就是说，本发明实施例的直线压缩机可防止线圈31所产生的磁场的磁力线311中的一部分磁力线绕过外定子20流向外壳10，也防止一部分磁力线311流向气缸40和气缸盖41，从而减少在外壳10、气缸40和气缸盖41上产生铁损，减少对直线压缩机效率的影响。进一步地，外定子20的靠近直线压缩机的前法兰60的端部的内圆周面上开设有凹槽21，能够引导内定子内的磁力线进入外定子或引导外定子内的磁力线进入内定子，提高了内定子和外定子内的磁场密度，减少了磁场泄漏，显著提高了直线压缩机的效率。
在本发明的一些实施例中，外定子20的至少一个端部沿轴向超出内定子30的相应端部。例如，在本发明的一些实施例中，外定子20的靠近前法兰60的端部可沿轴向超出内定子30的相应端部。具体地，前法兰60的朝向内定子30的端面上壳具有沿轴向向内定子延伸的凸起。套筒61可固定于该凸起，内定子30的朝向前法兰60的端部也可抵靠于该凸起。外定子20的靠近直线压缩机的前法兰60的端部的末端可固定于前法兰60。由于凸起的存在，可使外定子20的靠近前法兰60的端部可沿轴向超出内定子30的相应端部。在本发明的另一些实施例中，外定子20的远离前法兰60的端部也可沿轴向超出内定子30的相应端部。在本发明的又一些实施例中，外定子20的两个端部均可沿轴向超出内定子30的相应端部。
在本发明的一些实施例中，外定子20上的凹槽21的靠近内定子30的面为第一槽侧面，凹槽21远离内定子30的面为第二槽侧面。当外定子20的该端超出内定子30的相应端部时，第一槽侧面与外定子的内圆周面的交界线在轴向方向上可与内定子的靠近前法兰的角部边缘线平齐。该交界线也可位于角部边缘线的外侧，例如凹槽21可位于内定子30和前法兰60之间。
为了更好地引导磁力线311，第一槽侧面和/或第二槽侧面的至少部分是倾斜设置的。例如，第一槽侧面和/或第二槽侧面的至少部分是从外定子20的内圆周面向外定子20的外圆周面延伸且向内定子30倾斜设置的。第一槽侧面和/或第二槽侧面的至少部分也可从外定子20的内圆周面向外定子20的外圆周面延伸且向前法兰60倾斜，以引导内定子30内的磁力线311进入外定子20或引导外定子20内的磁力线311进入内定子30。可选地，第一槽侧面和/或第二槽侧面的全部是倾斜设置的。
在本发明的一些实施例中，第二槽侧面垂直于直线压缩机的轴线设置。凹槽21的底面平行于直线压缩机的轴线。凹槽21的结构，不仅可以引导磁力线311的走向，且能够提高内定子30和外定子20内的磁场密度，减少了磁场泄漏。
在本发明的一些实施例中，外定子20的至少一个端部的端面的至少部分从外定子20的内圆周面向外定子20的外圆周面延伸且向内定子30倾斜，以引导内定子内的磁力线进入外定子或引导外定子内的磁力线进入内定子。例如，当外定子20的一个端部的端面的至少部分从外定子20的内圆周面向外定子20的外圆周面延伸且向内定子30倾斜时，外定子20的另一个端部可固定于直线压缩机的前法兰60。当外定子20的两个端部的端面的至少部分从外定子20的内圆周面向外定子20的外圆周面延伸且向内定子30倾斜时，外定子20的外侧轴向边缘可固定于外壳10，或者外定子20的外侧轴向边缘可固定于外定子座，外定子座固定于直线压缩机的前法兰60。
如图3所示，在本发明的一些实施例中，可仅有外定子20的远离前法兰60的端部的端面的至少部分也可从外定子20的内圆周面向外定子20的外圆周面延伸且向内定子30倾斜，以引导内定子30内的磁力线311进入外定子20或引导外定子20内的磁力线311进入内定子30。例如，外定子20的远离前法兰60的端部的端面从外定子20的内圆周面向外定子30的外圆周面延伸且向内定子倾斜。也就是说，外定子20的远离前法兰60的端部的端面可全部为斜面，以形成斜角。第一槽侧面与外定子20的内圆周面的交界线在轴向方向上与内定子30间的第一距离小于另一端部的端面与外定子20的内圆周面的交界线在轴向方向上与内定子30间的第二距离。例如，第一距离与第二距离的比值范围为1/10至1/5。
在本发明的一些替代性实施例中，外定子20的远离前法兰60的端部的内圆周面上也可开设有凹槽，其位于与临近其的内定子30的角部边缘线的轴向外侧。而且，该凹槽的靠近内定子的槽侧面的至少部分从外定子的内圆周面向外定子的外圆周面延伸且向内定子倾斜，以引导内定子内的磁力线进入外定子或引导外定子内的磁力线进入内定子。
在本发明的一些实施例中，外定子20包括多个外定子片，多个外定子片沿内定子30的周向方向叠放。每个外定子片可包括靠近内定子30的内半侧和远离内定子30的外半侧。多个外定子片利用焊接或冲压工艺固定成一体，且焊接位置或冲压位置位于每个外定子片的外半侧或每个外定子片内半侧的沿轴向超出内定子的区段。外定子片的冲压或焊接等固定位置设置在外定子片的远离内定子的部分，以远离磁场区域，从而避免因外定子冲压或焊接而产生的额外铁损，显著提高了直线压缩机的效率。需要注意的是，这里的冲压工艺是指：在工业量产外定子片时，为了后期外定子的组装和固定，会考虑在各个外定子片表面上利用冲压工艺冲压一些工艺性的凹坑或凸起，这样相邻外定子片可以通过这些凹坑或凸起互相结合，组成一个外定子。
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。