(57)【要約】シェル１を備える共振圧縮機用の構造装置であって、シェル１を横断する磁束を発生するコイル６を有するモータ、およびシリンダ２によって形成される非共振アセンブリと、シリンダ２内部で往復運動するピストン１０、およびピストン１０をモータに作用結合する作動手段３によって形成された共振アセンブリとが、シェル内に設置され、該装置が、磁気絶縁手段を備え、該磁気絶縁手段が、シェル１、共振アセンブリ、および非共振アセンブリによって定められる１つの部品に取り付けられ、かつシェル１と、ピストン１０の変位方向に対して実質的に平行にピストン１０およびシリンダ２によって定められる少なくとも１つの部品との間の磁束経路を遮断するように構成される。
2005520089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シェル（１）を備える共振圧縮機用の構造装置であって、シェル（１）を横断する磁束を発生するコイル（６）を有するモータ、およびシリンダ（２）によって形成される非共振アセンブリと、シリンダ（２）内部で往復運動するピストン（１０）、およびピストン（１０）をモータに作用結合する作動手段（３）によって形成された共振アセンブリとが、シェル（１）内に設置され、前記装置が、磁気絶縁手段を備え、該磁気絶縁手段が、シェル（１）、共振アセンブリ、および非共振アセンブリによって定められた１つの部品に取り付けられ、かつシェル（１）と、ピストン（１０）の変位方向に対して実質的に平行にピストン（１０）およびシリンダ（２）によって定められる少なくとも１つの部品との間の磁束経路を遮断するように構成されることを特徴とする装置。
【請求項２】
磁気絶縁手段が、非共振アセンブリと、ピストン（１０）およびシリンダ（２）によって定められる前記少なくとも１つの部品との間の磁束経路を遮断することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
共振アセンブリが、少なくとも１つのばね手段（８）を備え、該ばね手段（８）が、作動手段（３）および非共振アセンブリに取り付けられ、かつピストン（１０）の変位方向に弾性的かつ軸方向に変形可能であり、磁気絶縁手段が、前記ばね手段（８）と、ピストン（１０）およびシリンダ（２）によって定められる前記少なくとも１つの部品との間の磁束経路を遮断することを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
磁気絶縁手段が、少なくとも作動手段（３）とピストン（１０）との間の磁束経路を遮断することを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
磁気絶縁手段が、少なくともピストン（１０）の部品によって定められることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
磁気絶縁手段が、少なくともシリンダ（２）の部品によって定められることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
磁気絶縁手段が、ピストン（１０）と作動手段（３）との間に配設される非磁性材料で作られた少なくとも１つの要素を含むことを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項８】
非磁性材料の各要素が、作動手段（３）をピストン（１０）の上部（１１）に接続するピストン（１０）の結合部分（１２）によって定められることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
非磁性材料の各要素が、パステル（４０）であり、該パステル（４０）は、作動手段（３）に近接して定められ、かつピストン（１０）およびシリンダ（２）によって定められた各部品に取り付け可能であることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項１０】
磁気絶縁手段が、磁気絶縁手段が取り付けられる部品に設けられたライニングであることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
ピストン（１０）が大きくて重いことを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項１２】
結合部分（１２）が、ピストン（１０）の上部（１１）の内部に取り付けられた端部を有することを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
上部（１１）が管状であり、かつ結合部分（１２）が、上部（１１）の内部に取り付けられたインサートであることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
インサートが、締り嵌め、溶接、接着などの加工のうちの任意の１つによって上部（１１）に取り付けられることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
非磁性材料の要素が、少なくとも約１０ｍｍの厚さを呈することを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、冷却システムに適用され、かつシリンダ内部を往復運動するピストンを呈する、リニアモータによって駆動されるタイプの共振圧縮機（ｒｅｓｏｎａｎｔ  ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）用の構造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアモータによって駆動される往復圧縮機においては、気体吸引動作および気体圧縮動作は、シリンダヘッドによって閉じられ、かつ密封シェル内に取り付けられたシリンダ内部の各ピストンの往復の軸方向運動によって行われ、シリンダに関連して気体の吸気および排気を制御する吸気弁および吐出弁は、シリンダヘッド内に位置決めされている。このピストンは、圧縮機のシェルに取り付けられたリニアモータに作用接続された磁気構成要素を支持する作動手段によって駆動される。
【０００３】
いくつかの知られている構成では、各ピストン作動手段アセンブリは、ピストンの軸方向の変位のためのガイドとして働き、かつアセンブリ全体を所定の周波数で共振的に作用させるために、圧縮機の密封シェルに取り付けられた共振ばねに接続されているので、リニアモータが、動作するときに圧縮機に連続してエネルギーを供給するように適切な必要な大きさにされる。
【０００４】
リニア圧縮機の知られている構成では、リニアモータは、シリンダおよびピストン周囲に配設され、コイルがその中に挿入された内部積層体のスタックおよび外部積層体のスタックを備え、磁気アクチュエータが、これら２つの積層体のスタックによって形成された空間を直線的に変位される。
【０００５】
交流がコイルを通過することによって発生した磁束は、リニアモータ構造体を流れ、リニアモータにしっかりと接続された磁石の軸方向の変位に必要なパワーを供給する。
【０００６】
しかし、コイルによって発生した磁束の一部は、一般にはともに鋳鉄から作られたピストンおよびシリンダなどのリニア圧縮機の他の構成部品にも流れて、磁気回路を圧縮機のシェルで閉じる。この磁気回路は、これら構成部品においてフーコー（Ｆｏｕｃａｕｌｔ）電流を発生させるので、圧縮機には電気損が生じる。
【０００７】
知られている従来技術によれば、そのような電気損を回避するために、フーコー電流が発生される構成部品の少なくとも一部は、発生された周辺部の磁束の有意な量を遮断するように、アルミニウムなどの非磁性材料で製造されるべきである。しかし、そのような非常にコストがかかる材料を用いて構成部品を製造すると、圧縮機の製造が経済的に非現実的になることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的の１つは、ピストンの動作中にエネルギー損を発生することなく、圧縮機の構成部品を有する閉路内のフーコー電流を最小限に抑える、共振圧縮機用の構造装置を提供することである。
【０００９】
さらなる目的は、圧縮機のコストを増大させることなく、かつその製造を非現実的なものとせずに、フーコー電流の存在を最小限に抑える上記のような装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
これらおよび他の目的は、シェルを備える共振圧縮機用の構造装置を用いて達成される。このシェル内には、シェルを流れる磁束を発生するコイルを有するモータ、およびシリンダによって形成された非共振アセンブリと、シリンダ内部を往復運動するピストン、およびピストンをモータに作用結合する作動手段によって形成された共振アセンブリとが配設され、前記装置は、磁気絶縁（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｉｓｏｌａｔｉｎｇ）手段を含み、該磁気絶縁手段は、シェル、共振アセンブリ、および非共振アセンブリによって定められた１つの部品に取り付けられ、かつシェルと、ピストンの変位方向に対して実質的に平行な方向にピストンおよびシリンダによって定められる少なくとも１つの部品との間の磁束経路を遮断するように構成される。
【００１１】
以下、本発明を添付の図面を参照して記載する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、冷却システムにおいて利用されるタイプのリニアモータによって駆動され、かつ密封シェル１を備える往復圧縮機に関して記載される。この密封シェル１内には、モータ圧縮機アセンブリが配設され、該モータ圧縮機アセンブリは、シェル１内部に取り付けられ、かつリニアモータおよびシリンダ２によって形成される非共振アセンブリと、シリンダ２内部で往復運動するピストン１０、およびシリンダ２の外部の作動手段３によって形成される共振アセンブリとを含み、作動手段３は、リニアモータを励磁したときに軸方向に動かされる磁石４を担持し、作動手段３は、ピストン１０をリニアモータに作用結合している。
【００１３】
添付の図面に示したように、リニアモータは、シリンダ２およびピストン１０の周囲に設けられ、かつコイル６がその中に挿入された内部積層体５のスタック、および外部積層体７のスタックを備えている。コイル６を流れる交流電流によるコイル６の励磁は、モータの構造体を流れる磁束を発生して、磁石４およびピストン１０の両方の移動を可能にする。
【００１４】
図２によれば、従来技術の構成においては、コイル６によって発生した磁束は、リニアモータの構造体を流れるだけでなく、シェル１および圧縮機のその他の構成部品にも流れ、これら構成部品でフーコー電流を発生させることを可能にする磁束ラインの回路を閉じるため、圧縮機に電気損を生じる。
【００１５】
この構成では、ピストン１０およびシリンダ２は、例えば、鋳鉄などの磁性材料で製造されている。
【００１６】
図示した構成では、この圧縮機はまた、一定の圧縮下で共振アセンブリおよび非共振アセンブリに載せられ、ピストン１０の変位方向に弾性的かつ軸方向に変形可能な、例えば、コイルばねの形態のばね手段８を備えている。
【００１７】
図１に示した実施形態では、シリンダ２は、図示していない吸引弁と吐出弁とを備えた弁板２０によって閉じられた一端部を有し、ピストン１０の上部１１と弁板２０との間に定められた圧縮室９と、圧縮機が結合されている冷却システムの低圧側および高圧側との流体連通をそれぞれ維持されるシリンダヘッド３０の各内部部分との間で、選択的な流体連通を可能にする。この構成では、弁板２０は、一般に鋳鉄または焼結鉄などの鉄を含む材料で作られ、シリンダヘッド３０は、一般にアルミニウムなどの非磁性材料で作られており、前記構成部品を通る磁束ラインの経路に対して障壁を形成する。
【００１８】
本発明は、上記タイプで磁気絶縁手段を備える共振圧縮機用の構造装置を提供し、磁気絶縁手段は、シェル１、共振アセンブリ、および非共振アセンブリによって定められた１つの部品に固定され、かつシェル１と、ピストン１０の変位方向に対して実質的に平行な方向にピストン１０およびシリンダ２によって定められる少なくとも１つの部品との間の磁束経路を遮断するように構成される。
【００１９】
以下に記載される本発明の唯一の特定の構造を示したが、本発明はまた、他の構成上の選択肢を備えていることを理解すべきである。構成上の選択肢は、例えば、磁気絶縁手段が、非共振アセンブリと、ピストン１０およびシリンダ２によって定められる少なくとも１つの前記部品との間の磁束経路を遮断する、特に、非共振アセンブリと作動手段３との間に配設されたばね手段８と、作動手段３との間の磁束経路を遮断し、さらに特には、前記非共振アセンブリと少なくともピストン１０との間の磁束経路を遮断するなどである。
【００２０】
本発明の解決方法は、磁気絶縁手段が、作動手段３と少なくとも前記ピストン１０との間の磁束を遮断するように構成された、構成上の選択肢も予想される。磁束ラインが、より大きなかさの物体を横断するときに、フーコー電流はより大きな電気損を発生するため、本発明は、以下に記載するように、作動手段３とピストン１０とシリンダ２との間に適用された場合に、好適には前記作動手段とピストン１０との間に磁気絶縁手段を提供し、また、本発明は、さらに作動手段３とシリンダ２との間に磁気絶縁手段を提供することができる。
【００２１】
この構成上の選択肢では、磁気絶縁手段は、ピストン１０の少なくとも１つの部品によって定められ、また、シリンダ２の少なくとも１つの部品によっても定められ得る。
【００２２】
ピストン１０全体が、磁気絶縁材料で構成された解決方法は、圧縮機のこれら構成部品を横断する磁束を遮断するが、そのような解決方法は、ピストン１０が、シリンダ２と十分な摩擦学的な対を形成しておらず、さらには高価であるために、理想的な解決方法ではない。他方では、摩擦学的にピストン１０と適合する磁気絶縁材料で作られたシリンダ２の構成は、その高いコストに応じて圧縮機の構成を非実用的にしているだけでなく、結果的には、満足できない摩擦学的な対にしており、鋳鉄を使用する場合よりも十分な解決方法ではない。
【００２３】
本発明の解決方法の構成上の選択肢では、磁気絶縁手段は、例えば、ピストン１０と作動手段３との間に配設された非磁性材料で作られた少なくとも１つの要素を備え、非磁性材料で作られた各要素は、作動手段３をピストン１０の上部１１と接続するピストン１０の結合部分１２によって定められることができる。この構成では、前記上部１１は、鋳鉄などの摩擦学的にシリンダ２の材料と適合する磁性材料で作られる。例えば、ピストン１０が大きくて重い前記構成上の選択肢の変形例では、非磁性材料の各要素は、図示していないパステル（ｐａｓｔｉｌｌｅ）の形態であり、作動手段３に近接して定められ、かつピストン１０によって定められた各部品に取り付け可能であり、またシリンダ２にも取り付けることができる。
【００２４】
別の構成上の選択肢では、結合部分１２が、磁気絶縁手段を定め、かつピストン１０の上部１１に設置された各端部を介してピストン１０に設置され、例えば、ピストン１０の上部１１が管状である場合は、前記上部１１の内側に取り付けられる。
【００２５】
図示した構成では、結合部分１２は、例えば、厚さが１０ｍｍのアルミニウムなどの非磁性材料で作られたインサートであり、シリンダ２の材料と摩擦学的に適合する材料で作られたピストン１０の上部１１の内部に取り付けられる。結合部分１２とピストン１０の上部１１との間の固定は、締り嵌め、溶接、接着などの加工のうちの任意の１つを用いて行われてよい。
【００２６】
図示していないが、本発明における磁束の遮断は、磁気絶縁手段が取り付けられる部分に設けられたライニングの形態の磁気絶縁手段を用いて達成されてよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来技術に従って構成されたリニアモータによって駆動されるタイプの密封圧縮機の長手径方向の断面略図である。
【図２】圧縮機のシェルを横断する一部の磁束ライン、およびピストンおよびシリンダなどのその構成部品の一部を示す、図１に示した密封圧縮機の長手径方向の部分断面略図である。
【図３】本発明の構成による、シェルおよび圧縮機の構成部品を横断する一部の磁束ラインを示す、図２と同様の略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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2005520089.tif 000007
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