[发明专利]具有气体轴承的往复式压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及往复式压缩机，并更具体涉及具有气体轴承的往复式压缩机。

背景技术

通常，往复式压缩机用于随着活塞在气缸内线性地往复运动而吸入、压缩并排出制冷剂。可根据所用的驱动活塞的方法而将往复式压缩机分成连接型往复式压缩机或振动型往复式压缩机机。

在连接型往复式压缩机中，活塞连接到经由连杆与旋转电机联动的旋转轴，由此造成活塞在气缸内往复运动，从而压缩制冷剂。另一方面，在振动型往复式压缩机中，活塞连接到与往复式电机联动的动子（mover，推动器），当活塞在气缸内往复运动的同时，该动子使活塞振动，从而压缩制冷剂。本发明涉及振动型往复式压缩机，在下文中术语“往复式压缩机”指的是振动型往复式压缩机。

为了提高往复式压缩机的性能，必须合适地润滑气缸与活塞之间的密闭部分。为此，传统上公知的是通过在气缸与活塞之间供给例如油之类的润滑剂并形成油膜来密封及润滑气缸与活塞之间的部分的往复式压缩机。

然而，润滑剂的供给需要供油设备，并且可能发生取决于操作条件的缺油状况，使压缩机的性能下降。而且，因为需要用于容纳一定量的油的空间，需要增大压缩机的尺寸，因为供油设备的入口应当始终保持浸入油中，使得压缩机的安装方向受限。

考虑到油润滑型往复式压缩机的缺陷，如图1所示，传统上公知通过使一部分压缩气体分流于活塞1与气缸2之间而在活塞1与气缸2之间而形成气体轴承的技术。在该技术中，在气缸2中形成多个具有较小直径的气流路径2a，并在气缸2的内周面上设置烧结的多孔材料构件（图未示）。这种技术能够简化压缩机的润滑结构，因为其不需要供油设备，这与在活塞1与气缸2之间供油的油润滑类型不同，并且这种技术由于避免了取决于操作条件的缺油状况而能够保持稳定的压缩机性能。而且，这种技术的优点在于，因为压缩机的壳体中不需要容纳油的空间，所以压缩机的尺寸可以更小，并且能够自由地设定压缩机的安装方向。

在将气体轴承应用于往复式压缩机的情况下，片簧（板簧）3被用于活塞的谐振运动，如图2所示。

在使用片簧3的情况下，构成压缩部4的活塞（图1所示）1和片簧（图2所示）3通过柔性连接杆（图未示）连接，使得活塞1能够在气缸（图1所示）内向前移动，或者该连接杆被分成多个部分5a至5c并由至少一个（优选为两个或多个）连杆6a和6b连接。在图中，未说明的附图标记7表示往复式电机

在具有气体轴承的往复式压缩机使用片簧以进行如上所述的谐振运动的情况下，必须使用上述的柔性连接杆在构件之间进行连接，或者必须借助连杆来连接多个连接杆，这样会增加材料成本和组装工序的数量。

此外，由于片簧的特性，活塞沿运动方向的位移（下文中称作“纵向位移”）频繁发生，然而沿与活塞的运动方向正交的方向的位移（下文中称作横向位移）鲜有发生。因此，如果活塞被设置成沿竖直方向移动，则当停止时活塞可能竖直下垂，因此使活塞的初始位置改变。考虑到这一点，活塞需要被设置成沿水平方向移动，这对于压缩部和驱动部的安装造成限制。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种具有气体轴承的往复式压缩机，该往复式压缩机通过使用气体轴承而非使用片簧来引发振动体的合适的谐振运动，由此降低材料成本并减少组装工序的数量，并能自由地设定压缩机的安装方向。

为了实现这些及其它的优点，并且根据本说明书的目的，如本文所体现和宽泛描述的，提供一种具有气体轴承的往复式压缩机，该往复式压缩机包括：气缸，具有压缩空间；活塞，插入该压缩空间中并相对于该气缸进行往复运动；气体轴承，用于借助气体润滑该气缸的支承表面和该活塞；以及谐振弹簧，沿运动方向支撑往复运动构件的两侧，该往复运动构件为该气缸或该活塞，其中谐振弹簧包括第一谐振弹簧和第二谐振弹簧，它们被形成为压缩卷簧（压缩螺旋弹簧）并分别被设置在往复运动构件的两侧，至少该第一谐振弹簧或该第二谐振弹簧被设置为多个（复数个）。

此外，提供一种具有气体弹簧的往复式压缩机，该往复式压缩机包括：气缸，具有压缩空间；活塞，插入该压缩空间中并相对于该气缸进行往复运动；气体轴承，借助气体润滑该气缸的支承表面和活塞；以及谐振弹簧，沿运动方向支撑往复运动构件的两侧，该往复运动构件为该气缸或该活塞，其中谐振弹簧包括第一谐振弹簧和第二谐振弹簧，它们被形成为压缩卷簧并分别被设置在该往复运动构件的两侧，至少该第一谐振弹簧或该第二谐振弹簧被设置为多个，多个谐振弹簧被布置成使得沿卷绕方向与至少两个谐振弹簧的前端表面正交的直线会合于一点。

附图说明