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STAND DER
TECHNIK
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1 Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen linearen Kompressor und insbesondere eine Ölumlaufstruktur für einen
linearen Kompressor und ein entsprechendes Verfahren, welche geeignet
sind, einen Kühleffekt
zu verstärken,
indem ein Öl
einem Zylinder und Auspuffteil zugeführt wird, und eine hervorragende
Schmierleistung an einem Reibungsteil auszuführen, um dadurch einen Wirkungsgrad
eines Kompressors zu erhöhen
und eine Zuverlässigkeit
des Produktes zu steigern.
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Die Eigenschaften hoher Wirkungsgrad
und Energiesparsamkeit begründen
eine neue Entwicklung bei Haushaltsgeräten, wie beispielsweise Kühlschränken, Klimatisierungsgeräten usw.
Die Technologie für
einen Kompressor, der eine Kältekreislaufvorrichtung
für einen
Kühlschrank,
ein Klimatisierungsgerät
usw. ausmacht, ist erschöpfend
entwickelt worden.
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Wie in 1 gezeigt,
wird nun der Aufbau eines herkömmlichen
linearen Kompressors erklärt.
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1 ist
eine Ansicht eines senkrechten Querschnitts, welche ein Beispiel
eines herkömmlichen
linearen Kompressors veranschaulicht. Der lineare Kompressor weist
eine Kompressoreinheit 90 auf, welche im Inneren eines
luftdichten Behälters 1 zum
Ansaugen, Komprimieren und Auspuffen eines Kühlmittelgases waagrecht eingebaut
ist, und eine Ölzuführungseinheit 10,
welche an einem unteren Teil der Kompressoreinheit 90 zum
Zuführen
eines Öls
an der inneren unteren Oberfläche
in das Innere der Kompressoreinheit 90 eingebaut ist.
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Die Kompressoreinheit 90 weist
einen hohlzylindrischen Rahmen 20 auf, einen hohlzylindrischen
Zylinder 30, welcher mit einem Teil des Rahmens 20 in
Eingriff steht, eine äußere Schichtung 40 und
eine Spulenanordnung 40a, welche mit einer Innenfläche des
Rahmens 20 in Eingriff steht, eine innere Schichtung 50,
welche mit einem äußeren Teil des
Zylinders in einem bestimmten Abstand von der äußeren Schichtung 40 in
Eingriff steht, einen Kolben 70, der einstückig mit
einem Rotor 60 ausgebildet ist, welcher sich zwischen der äußeren Schichtung 40 und
der inneren Schichtung 50 linear hin- und herbewegt, und
der im Inneren des Zylinders 20 eingebaut ist, eine hohlzylindrische
Abdeckung 80, welche an dem anderen Ende des Rahmens 20 in
Eingriff steht, und eine Ventilabdeckung 3 mit einer Ventilbaugruppe 2 darin
zum Abdecken eines Endteils des Zylinders 30.
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Die Struktur, durch welche ein Öl durch
die Ölzuführungseinheit 10 zu
der Kompressoreinheit 90 zugeführt und davon abgeführt wird,
wird nun unter Bezugnahme auf 2 erklärt.
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Zunächst ist eine Ölzuführungstasche 31a an
einem unteren Teil in Kontakt mit dem Rahmen 20 und dem
Zylinder 30 ausgebildet und steht in Verbindung mit einem Ölansaugpfad 11,
durch welchen ein Öl
von der Ölzuführungseinheit 10 angesaugt
wird. Eine Ölausströmtasche 31b ist
an einem oberen Teil ausgebildet und steht mit einem Ölausströmloch (nicht
gezeigt) in Verbindung, welches zum Ausströmen des Öls in der Richtung einer Seite
des Rahmens 20 ausgebildet ist.
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Zusätzlich sind Ölpfade 32a und 32b in
einem bestimmten Neigungswinkel ausgebildet, um ein Öl über die
Taschen 31a und 31b für die Ölzuführung bzw. die Ölausströmung nach
oben zu der inneren Oberfläche
des Zylinders 30 fließen
zu lassen, nämlich
hinauf zu den Kontaktteilen des Zylinders 30 und des Kolbens 70.
Eine Öltasche 75 ist
an den inneren Enden der Ölpfade 32a und 32b,
nämlich
an dem Reibungsteil des Kolbens 70 und des Zylinders 30 ausgebildet.
Die Öltasche 75 des
Reibungsteils ist an einer Außenfläche des
Kolbens 70 ausgebildet und weist eine bestimmte Breite
und Tiefe über
die ganzen Oberflächen
auf.
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In den Zeichnungen steht die Bezugszahl 4 für ein Kältemittelansaugrohr, 24 und 25 stehen
für Spiralfedern,
welche elastisch zwischen dem Zylinder 30 und dem Kolben 70 bzw.
zwischen dem Kolben 70 und der Abdeckung 80 gelagert
sind.
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Der Ölumlaufbetrieb des herkömmlichen
linearen Kompressors mit einer Ölumlaufstruktur
wird nun erklärt.
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Wenn eine Kraft auf die Kompressoreinheit 90 ausgeübt wird,
bewegt sich der Rotor 60 zwischen der äußeren Schichtung 40 und
der inneren Schichtung 50 hin und her. Demzufolge bewegt
sich der Kolben 70 in dem Zylinder 30 hin und
her. Das Kältemittelgas,
welches in den luftdichten Behälter 1 eingeströmt ist,
wird in eine Verdichtungskammer des Zylinders 30 über den
Kältemittelstrompfad
angesaugt, welcher an einem Mittenteil des Kolbens 70 ausgebildet
ist, und wird darin verdichtet und dann über die Auspuffventilanordnung 2 und
die Auspuffabdeckung 3 ausgeströmt. Der oben beschriebene Arbeitstakt wird
wiederholt durchgeführt.
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Bei dem Vorgang der Ölzuführung und
des Ölausströmens, bei
welchem die Arbeit der Kompressoreinheit 90 durchgeführt wird,
wird die Ölzuführungseinheit 10 zusammen
mit der Kompressoreinheit 90 in Schwingungen versetzt,
und beide saugen ein Öl
an. Das auf diese Weise angesaugte Öl wird entlang des Ölansaugpfades 11 gepumpt
und fließt
durch die Ölzuführungstasche 31a und
den Ölzuführungspfad 32a in
die Öltasche 75 des
Reibungsteils. Das auf diese Weise eingeleitete Öl schmiert und kühlt den
Reibungsteil zwischen dem Zylinder 30 und dem Kolben 70 und
wird der Reihe nach durch den Ölausströmpfad 32b,
die Ölausströmtasche 31b und
das Ölausströmloch (nicht
gezeigt) zu der Außenseite
der Kompressoreinheit 90 ausgeströmt.
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Mit anderen Worten, wie in 3 gezeigt, führt bei
einem herkömmlichen Ölumlaufbetrieb
die Ölzuführungseinheit 10 einen Ölpumpschritt
zum Pumpen eines Öls
von der inneren Bodenfläche
des luftdichten Behälters 1 aus,
und in dem Schritt der Ölzuführung zu
dem Reibungsteil schmiert und kühlt das
so gepumpte Öl
den Reibungsteil zwischen dem Zylinder 30 und dem Kolben 70.
Zusätzlich
bringt ein Ölrückführungsschritt
das Öl,
welches den Ölzuführungsschritt
zu dem Reibungsteil durchlaufen hat, über ein Öiausströmloch (nicht gezeigt) des Rahmens 20 zu
der inneren Bodenfläche
des luftdichten Behälters 1 zurück.
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Bei dem derart zusammengesetzten
herkömmlichen
linearen Kompressor mit der Ölumlaufstruktur
fließt
das von der Ölzuführungseinheit 10 zugeführte Öl durch
den Öleinleitungspfad 32a des
Zylinders 30 und wird in den Reibungsteil des Zylinders 30 und
des Kolbens 70 eingeleitet. Nach einem bestimmten Schmiervorgang
darin, wird das Öl
durch den Ölausströmpfad 32b des
Zylinders 30 geströmt und
zu der Außenseite
der Kompressoreinheit 90 ausgelassen. Daher schmiert das Öl den Reibungsteil
des Zylinders 30 und des Kolbens 70 und kühlt den
Kolben 70.
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Bei der herkömmlichen Ölumlaufstruktur für einen
herkömmlichen
linearen Kompressor werden jedoch die Auspuffventilanordnung und
Ventilabdeckung, welche von einem Auspuffgas erhitzt werden, nicht
wirksam gekühlt.
Außerdem
wird keine wirksame Kühlarbeit
in bezug auf den Zylinder durchgeführt, so daß infolge der Sauggaserwärmung ein
Wiederausdehnungsverlust auftritt, welcher dadurch den Wirkungsgrad
des Kompressors verschlechtert.
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Die
US
4 576 555 betrifft eine Ölverteileinrichtung in einem
Kompressor mit einer Kurbelwelle mit einer axialen Bohrung darin.
Eine Öl-Pumpeinrichtung
pumpt Öl
aufwärts
durch die axiale Bohrung und dann durch einen radialen Durchlass,
der mit der besagten Bohrung zusammenwirkt, nach außen. Eine
in dem oberen Bereich des Kompressorgehäuses befindliche Lagerstelle,
die die Kurbelwelle lagert, weist eine darin geformte zylindrische
Vertiefung auf, die coaxial mit der Kurbelwelle verläuft und diese
umgibt, und die einen Ringraum mit der äußeren Oberfläche der
Kurbelwelle bildet. Dabei gelangt Öl nach außen durch die axialen Durchlasskanäle in den
Ringraum und es wird zusätzlich Öl abgelenkt, das
aus dem Durchlass austritt, wodurch das Öl in aufwärtiger Richtung zu der oberen
Gehäusewand abgelenkt
wird, wodurch das Öl
durch das Kompressorgehäuse
gekühlt
wird. Es soll auf diese Weise ein einfacher, wirkungsvoller Aufbau
zur Kühlung
einer Schmierflüssigkeit
in einem Kompressor ermöglicht sein.
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Die
DE 197 06 066 A1 zeigt einen Kompressor,
insbesondere für
die Drucklufterzeugung in Kraftfahrzeugen, mit einem ölgeschmierten
Triebwerk, durch welches eine geradlinige Bewegung der Kolbenstangen
erreicht wird, wodurch mit einfachen Abdichtelementen eine Ölabdichtung
zum Luftverdichterteil möglich
ist und somit ölfreie
Luft angesaugt und verdichtet werden kann. Die Lagerung der Kolbenstangen
und damit auch die berührungsfrei sich
bewegenden Kolbenkörper
geschieht dabei auf der ölgeschmierten
Seite des Triebwerkes in dafür vorgesehenen
Lagerbohrungen. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist dabei der Raum
auf der Rückseite
des Kompressorkolbens Ansaugraum, die Saugventile sind auf dem Kolben
angebracht und somit steht für
die Kühlung
des Zylinderkörpers
mehr Kühlfläche zur
Verfügung,
was auch eine Ölkühlung aus
dem Schmierölkreislauf
möglich
macht. Es soll mit dieser Anordnung also möglich sein, das für den Kompressor
erforderliche Schmieröl
auch für
die Kühlung
zu verwenden, das heißt
Schmieröl-
und Kühlölkreislauf
sind identisch. Es ist damit die sonst übliche Wasserkühlung des
Kompressors und der damit notwendige Aufwand für die Installation an den Kühlwasserkreislauf
des Motors nicht erforderlich.
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Die
DE 34 27 972 A1 bezieht sich auf einen Hubkolben- oder Schraubenverdichter
mit über
die beiden Stirnseiten des Verdichtergehäuses überstehenden Antriebs- oder
Abtriebswellen. Der dabei überstehende
Wellenstumpf wird dabei zum Nebenantrieb von Hilfseinrichtungen,
beispielsweise Kühlaggregaten,
benutzt. Der Wellenstumpf kann dabei z. B. zum Antrieb einer Schmierölpumpe genutzt
werden. Dabei ist zusätzlich
an das Verdichtergehäuse das
Gehäuse
einer von der durchgehenden Kurbelwelle angetriebenen Zahnradölpumpe angeflanscht. Bei
dieser Anordnung werden über
eine Ölpumpe
in dem Kurbelgehäuse über verschiedene
Kanäle
und Druckkammern vorhandenen Gleitlager und sonstigen Schmierstellen,
z. B. Kurbelwellenlager und Pleuellager, mit Schmiermittel versorgt.
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Die
DE 22 50 947 A bezieht sich auf einen Verdichter
für Kältemaschinen
mit einem Gehäuseblock,
in dem mindestens ein in einem Zylinder geführter Kolben vorgesehen ist,
der über
einen Pleuel mit der im Kurbelgehäuse gelagerten Kurbelwelle verbunden
ist und mit mindestens einem an dem Zylinder angeschlossenen Ansaugkanal,
der eingangsseitig an eine beispielsweise durch das Gehäuse, ein Motorgehäuse oder
dergleichen gebildete Ansaugkammer angeschlossen ist, von deren
unterem Ende ein, insbesondere unter Überdruck in der Kurbelkammer
schließendes
Rückschlagventil
aufweisender Ölrückführkanal
zum Ölsumpf
der Kurbelkammer vorgesehen ist, wobei vorzugsweise ferner eine Schmiereinrichtung
für die
Kurbelwelle vorgesehen ist, die einen den Ölsumpf, eine Ölpumpe und
Leitungen einschließenden Ölkreislauf
bildet. Der Ölrückführkanal
ist dabei in einem Unterdruckbereich an einen Leitungsabschnitt,
insbesondere der Schmiereinrichtung, abgeschlossen. Es soll dieser
als einfach angegebene Aufbau eine sichere Rückführung des Öles zur Kurbelkammer gewährleisten.
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Die
DE-PS 10 93 387 bezieht sich auf eine Schmiervorrichtung
für Motorverdichter
von Kältemaschinen
kleiner und mittlerer Leistung mit einer oder mehreren, vorzugsweise
auf der Motorwelle befestigten napfförmigen Ölförderscheiben und an deren Innenseiten
angeordneten, mit den zu versorgenden Lagerstellen durch Ölkanäle verbundene Ölabnehmer.
Es ist dabei durch die Innenseite der Förderscheibe und Teile des Gehäuses eine
mit dem Ölsumpf
verbundene Kammer gebildet, wobei in Förderrichtung jeweils durch
die Innenseite der Förderscheibe
und durch feststehende oder rotierende Teile gebildete Ölstaukanäle angeordnet
sind. Es soll durch diese Anordnung eine Druckölschmierung entstehen, die
wesentlich bessere Schmierverhältnisse und
höhere
Lagerdrücke
zuläßt als die
in dieser Druckschrift genannten bekannten Anordnungen.
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Ausgehend von dem eingangs beschriebenen
Stand der Technik besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
darin, eine Ölumlaufstruktur
für einen
linearen Kompressor und ein entsprechendes Verfahren zu schaffen,
welche geeignet sind, einen Kühleffekt
eines Zylinders und Auspuffteils und ein Schmierverhalten eines
Reibungsteils zu verstärken, wodurch
der Wirkungsgrad eines Kompressors erhöht und ein Lärm infolge
des Ölflusses
verringert wird, um dadurch eine Zuverlässigkeit des Produktes zu erhöhen.
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Um das obengenannte Ziel zu erreichen, wird
eine Ölumlaufstruktur
für einen
linearen Kompressor geschaffen, welche einen Ölumlaufpfad des Auspuffteils
aufweist, in welchem ein Öl
an einem Auspuffteil in Umlauf gesetzt wird, an welchem eine Arbeit
der Gaskomprimierung und des Gasauspuffens durchgeführt wird,
um dadurch den Auspuffteil zu kühlen,
einen Ölumlaufpfad
zur Zylinderkühlung, welcher
mit einer Seite des Ölumlaufpfades
des Auspuffteils in Verbindung steht, um eine Außenfläche des Zylinders zu kühlen, einen Ölumlaufpfad
zur Reibungsteilkühlung,
um einen Reibungsteil zwischen dem Zylinder und dem Kolben zu kühlen, eine
Mehrzahl von an dem Zylinder geformten Öldurchlasslöchern für die Verbindung des Ölumlaufpfades
zur Zylinderkühlung
mit dem Ölumlaufpfad
zur Reibungsteilkühlung,
einen Ölzuführungspfad
für die
Zufuhr des von dem Ölzuführungseinheit
gepumpten Öls
in den Ölumlaufpfad
zur Zylinderkühlung,
und ein Ölausströmloch, das
an dem Rahmen ausgebildet ist und eine andere Seite des Ölumlaufpfades
des Auspuffteils verbindet, um dadurch das Öl in den luftdichten Behälter rückzuführen.
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Um die obige Aufgabe zu erfüllen, wird
ein Ölumlaufverfahren
für einen
linearen Kompressor geschaffen, welches einen Ölpumpschritt zum Pumpen eines
an einer Bodenfläche
eines luftdichten Behälters
gesammelten Öls
durch die Ölzuführungseinheit
umfaßt,
einen Ölzuführungsschritt
zum Reibungsteil zum Schmieren und Kühlen des Reibungsteils, wenn
das in dem Ölpumpschritt
gepumpte Öl
zu dem Reibungsteil zwischen dem Zylinder und dem Kolben geflossen
ist, einen Kühlschritt
des Auspuffteils zum Kühlen
des Auspuffteils, wenn das Öl,
das den Reibungsteil geschmiert und gekühlt hat, zu der Seite des Auspuffteils
geflossen ist, durch welchen das Gas ausgepufft wird, und einen Ölrückführungsschritt
zum Rückführen des Öls zu der
Bodenfläche des
luftdichten Behälters
nach dem Kühlschritt
des Auspuffteils.
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Weitere Vorteile, Aufgaben und Merkmale der
Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung klarer ersichtlich.
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Die vorliegende Erfindung wird aus
der genauen, nachfolgend gegebenen Beschreibung und den begleitenden
Zeichnungen vollständiger
verstanden werden, wobei letztere nur zum Zwecke der Veranschaulichung
mitgegeben sind und daher für
die vorliegende Erfindung nicht einschränkend sind, und wobei:
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1 eine
Ansicht eines senkrechten Querschnitts ist, welche ein Beispiel
für einen
herkömmlichen
linearen Kompressor veranschaulicht;
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2 eine
Teilansicht eines senkrechten Querschnitts ist, welche einen linearen
Kompressor mit einer herkömmlichen Ölumlaufstruktur
veranschaulicht;
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3 ein
Flußdiagramm
zur Veranschaulichung eines Ölumlaufverfahrens
für einen
herkömmlichen
linearen Kompressor ist;
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4 eine
Teilansicht eines Querschnitts ist, welche einen linearen Kompressor
mit einer Ölumlaufstruktur
gemäß einer
ersten Ausführung
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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5 eine
Vorderansicht ist, welche einen Rahmen mit einer Ölumlaufstruktur
gemäß einer
ersten Ausführung
der Erfindung veranschaulicht;
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6 eine
Querschnittansicht entlang der Linie VI-VI' der 5 ist;
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7 eine
Ansicht zur Veranschaulichung eines Ölumlaufs ist, welcher auf einer Ölumlaufstruktur
für einen
linearen Kompressor gemäß einer
ersten Ausführung
der vorliegenden Erfindung basiert;
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8 ein
Flußdiagramm
zur Veranschaulichung eines Ölumlaufverfahrens
eines linearen Kompressors gemäß einer
ersten Ausführung
der vorliegenden Erfindung ist;
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9 eine
Teilquerschnittansicht ist, welche eine Ölumlaufstruktur für einen
linearen Kompressor gemäß einer
zweiten Ausführung
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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10 eine
Vorderansicht zur Veranschaulichung eines Rahmens mit einer Ölumlaufstruktur
gemäß einer
zweiten Ausführung
der vorliegenden Erfindung ist;
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11 eine
Querschnittansicht entlang der Linie XI-XI' der 10 ist;
-
12 eine
Querschnittansicht entlang der Linie XII-XII' der 10 ist; und
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13 ein
Flußdiagramm
zur Veranschaulichung eines Ölumlaufverfahrens
für einen
linearen Kompressor gemäß einer
zweiten Ausführung
der vorliegenden Erfindung ist.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
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Die Ölumlaufstruktur für einen
linearen Kompressor und ein entsprechendes Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen
erläutert.
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4 ist
eine Teilansicht eines Querschnitts, welche einen linearen Kompressor
mit einer Ölumlaufstruktur
gemäß einer
ersten Ausführung
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, 5 ist eine Vorderansicht, welche einen
Rahmen mit einer Ölumlaufstruktur
gemäß einer
ersten Ausführung
der Erfindung veranschaulicht, und 6 ist
eine Querschnittansicht entlang der Linie VI-VI' der 5.
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Der lineare Kompressor gemäß der vorliegenden
Erfindung weist eine Kompressoreinheit 900 auf, welche
waagrecht im Inneren eines luftdichten Behälters 1 eingebaut
ist und einen hohlzylindrischen Rahmen 100, einen Zylinder 200 und
einen Kolben 70 zum Ansaugen und Auspuffen eines Kältemittelgases
aufweist, und eine Ölzuführungseinheit 10 zum
Zuführen
eines Öls
in das Innere der Kompressoreinheit 900. Der oben beschriebene
Aufbau entspricht dem Stand der Technik. Daher wird die Beschreibung
desselben bis auf jene einer Ölumlaufstruktur,
welche an der Kompressoreinheit 900 ausgebildet ist, und
eines nämlichen
Verfahrens ausgelassen. Dieselben Elemente wie im Stand der Technik
sind mit denselben Bezugszahlen bezeichnet.
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In der ersten Ausführung der
vorliegenden Erfindung ist ein Ölansaugpfad 110 von
einer Abdeckung 101 an einer Oberfläche des hohlzylindrischen Rahmens 100 abgedeckt,
um ein Öl
von der Ölzuführungseinheit 10 anzusaugen,
und ein Öleinleitungspfad 120 steht
mit dem Ölansaugpfad 110 in
Verbindung und ist in der lochgeformten Richtung des Rahmens 100 in
einem bestimmten Winkel ausgebildet. Eine Öltasche 130 zur Zylinderkühlung ist
an einer Hohlfläche
des Rahmens 100 ausgeformt, welcher mit dem Zylinder 200 in
Eingriff steht, und weist eine zur Kühlung geeignete Breite und
Tiefe auf, so daß ein
von dem Ölansaugpfad 110 und
dem Öleinleitungspfad 120 eingeströmtes Öl auf der
ganzen äußeren Oberfläche des
Zylinders 200 umläuft.
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Eine Öltasche 75 zur Reibungsteilschmierung
ist an einer ganzen Außenfläche des
mit dem Zylinder 200 in Eingriff stehenden Kolbens 70 ausgebildet
und weist eine zur Kühlung
geeignete Breite und Tiefe auf. Eine Mehrzahl von Öldurchlasslöchern 210 ist
auf dem Zylinder 200 ausgeformt, so daß die Öltasche 75 zur Reibungsteilschmierung
mit der Öltasche 130 zur
Zylinderkühlung
in Verbindung steht.
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Gegenwärtig kann die Öltasche 130 zur
Zylinderkühlung
an einer äußeren Oberfläche des
Zylinders 200 ausgeformt sein, nicht an einer hohlen Außenfläche des
Rahmens 100.
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Wenn der Zylinder 200 in
den Hohlteil des Rahmens 100 eingeführt wird, bildet sich ein ringnutförmiger Ölumlaufpfad 300 des
Auspuffteils an einem Endteil infolge einer Durchmesserdifferenz
zwischen einem inneren Durchmesser des Rahmens 100 und einem äußeren Durchmesser
des Zylinders 200. Ein offener Teil des Ölumlaufpfades 300 des
Auspuffteils ist luftdicht von der Auspuffabdeckung 2 abgedeckt und
steht mit der Öltasche 130 zur
Zylinderkühlung über einen
Verbindungspfad 140 in Verbindung, welcher an einem Teil
des Rahmens 100 geformt ist.
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Ein Ausströmloch 150 hängt mit
dem Ölumlaufpfad 300 des
Auspuffteils zusammen und ist an einem Endteil des Rahmens ausgebildet,
so daß das Öl, welches
indem Ölumlaufpfad 300 des
Auspuffteils umgelaufen ist, zu der inneren Bodenfläche des
luftdichten Behälters 1 abströmt.
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Der Ölumlaufbetrieb des linearen
Kompressors mit einer Ölumlaufstruktur
gemäß einer
ersten Ausführungsvariante
der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 7 erklärt.
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8 ist
ein Flußdiagramm,
welches einen Ölumlaufbetrieb
gemäß der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht. Wie in 7 gezeigt,
fließt
in der Ölzuführungseinheit 10,
wenn das Öl
von der inneren Bodenfläche
des luftdichten Behälters 1 aufgrund
der Vibration gepumpt wird, die bei einem Gasansaugvorgang auftritt,
wenn sich der Kolben 70 hin- und herbewegt, das so gepumpte Öl über den Ölansaugpfad 110 und
den Einleitungspfad 120 in die Öltasche 130 zur Zylinderkühlung und
zirkuliert darin, um dadurch die an dem Zylinder 200 und
der Kompressoreinheit 900 erzeugte Hitze abzukühlen. Ein
Teil des Öls
fließt
durch das an dem Zylinder 200 ausgebildete Öldurchlassloch 210 und
wird in die Öltasche 75 zur
Reibungsteilschmierung eingeleitet, um dadurch eine Schmierwirkung
zwischen dem Kolben 70 und dem Zylinder 200 in
Kraft zu setzen.
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Das Öl von der Öltasche 130 zur Zylinderkühlung und
der Öltasche 75 zur
Reibungsteilschmierung wird durch den Verbindungspfad 140 in den Ölumlaufpfad 300 des
Auspuffteils eingeströmt. Das
so eingeleitete Öl
zirkuliert den Ölumlaufpfad 300 entlang
des Auspuffteils und kühlt
den Ventildeckel 2 und die Ventilanordnung 3,
welche durch das ausströmende
Kältemittelgas
erhitzt wird, und kehrt über
das Ausströmloch 150 zu
der inneren Bodenfläche
des luftdichten Behälters 1 zurück. Das
so umgelaufene Öl
wird wieder in Umlauf gesetzt.
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Mit anderen Worten wird, wie in 8 gezeigt, bei einem Ölumlaufverfahren
gemäß der ersten
Ausführung
der vorliegenden Erfindung ein Ölpumpschritt,
bei welchem das Öl
von der inneren Bodenfläche
des luftdichten Behälters
gepumpt wird, in der Ölzuführungseinheit 10 ausgeführt und
ein Ölzuführungsschritt
zu der Zylinderaußenfläche und
dem Reibungsteil durchgeführt,
bei welchem das Öl
nach dem Ölpumpschritt
die Außenfläche des
Zylinders 200 kühlt
und den Reibungsteil des Zylinders 200 und des Kolbens 70 schmiert
und kühlt.
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Ununterbrochen wird ein Kühlschritt
des Auspuffteils durchgeführt,
bei welchem das Öl,
welches durch den Ölzuführungsschritt
zu der Zylinderaußenfläche und
dem Reibungsteil geflossen ist, zu dem Auspuffteil zugeführt wird,
durch welchen ein Gas ausgepufft wird, und den Auspuffteil entlang
des Ölumlaufpfades 300 kühlt, und
ein Ölrückführungsschritt,
in welchem das Öl,
das den Auspuffteil gekühlt
hat, zu der inneren Bodenfläche
des luftdichten Behälters 1 zurückkehrt.
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Wie oben beschrieben, wird bei der Ölumlaufstruktur
gemäß einer
ersten Ausführung
der vorliegenden Erfindung das von der Ölzuführungseinheit 10 zugeführte Öl entlang
der Außenfläche des
Zylinders 200 in Umlauf gebracht, um dadurch zuerst die an
dem Zylinder 200 und der Kompressoreinheit 900 erzeugte
Hitze zu kühlen,
und ein Teil des Öls
wird zu dem Reibungsteil des Kolbens 70 und des Zylinders 200 zugeführt, um
den Reibungsteil zu schmieren und die an dem Reibungsteil entstehende
Wärme abzukühlen, so
daß das Öl zweitens
die an dem Auspuffteil erzeugte Hitze kühlt, welcher an einem Endteil
des Zylinders 200, der Auspuffabdeckung 2 usw. ausgebildet
ist und durch welchen das Gas ausgepufft wird.
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Der lineare Kompressor mit einer Ölumlaufstruktur
gemäß einer
zweiten Ausführung
der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die begleitende
Zeichnung erläutert.
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9 ist
eine Teilquerschnittansicht, welche eine Ölumlaufstruktur für einen
linearen Kompressor gemäß einer
zweiten Ausführung
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, 10 ist eine Vorderansicht, welche einen
Rahmen mit einer Ölumlaufstruktur
gemäß einer zweiten
Ausführung
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, 11 ist eine Querschnittansicht entlang
der Linie XI-XI' der 10, 12 ist eine Querschnittansicht entlang
der Linie XII-XII' der 10 und 13 ist ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung
eines Ölumlaufverfahrens
für einen
linearen Kompressor gemäß einer
zweiten Ausführung
der vorliegenden Erfindung.
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Der Aufbau des linearen Kompressors
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist dem Aufbau gemäß der ersten Ausführung der
vorliegenden Erfindung bis auf die Ölumlaufstruktur gleich. Daher
wird die Ölumlaufstruktur erklärt. Dieselben
Elemente wie bei der ersten Ausführung
sind mit denselben Bezugszahlen bezeichnet.
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In der ersten Ausführung der Ölumlaufstruktur
gemäß der vorliegenden
Erfindung, wird der Ölumlauf
durch den folgenden Ablauf in Kraft gesetzt: Ölpumpschritt --> Ölzuführungsschritt zu der Zylinderaußenfläche und
dem Reibungsteil --> Kühlschritt des
Auspuffteils --> Ölrückführungsschritt.
In der zweiten Ausführung
der Ölumlaufstruktur
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird der Ölumlauf
durch den folgenden Ablauf in Kraft gesetzt: Ölpumpschritt --> Kühlschritt des Ausströmteils --> Ölzuführungsschritt zu der Zylinderaußenfläche und
dem Reibungsteil --> Ölrückführungsschritt.
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Genauer beschrieben, bildet sich,
wie in 9, 10, 11 und 12 gezeigt,
wenn der Zylinder 200 in den hohlen Teil des hohlen Zylinderrahmens 400 eingeführt wird,
an einem inneren Endteil infolge einer Durchmesserdifferenz zwischen
einem Innendurchmesser des Rahmens 400 und einem Außendurchmesser
des Zylinders 200 ein ringförmiger Ölumlaufpfad 300 des
Auspuffteils, und die Ventilabdeckung 2 deckt den offenen
Teil des Ölumlaufpfades 300 des
Auspuffteils ab.
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Außerdem ist ein Ölansaugpfad 410 an
einem Teil des Rahmens 400 ausgebildet, um ein Öl von der Ölzuführungseinheit 10 anzusaugen,
und ein Öleinleitungspfad 420 ist
zur Verbindung des Ölansaugpfades 410 mit
dem Ölumlaufpfad 300 des
Auspuffteils ausgebildet.
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Ein Durchpfad 430 ist an
einem Hohlteil des Rahmens 400 ausgeformt und steht mit
dem oberen Teil des Ölumlaufpfades 300 des
Auspuffteils in Verbindung. Eine Öltasche 440 zur Zylinderkühlung ist an
einem Hohlteil des Rahmens ausgebildet, welcher mit dem Zylinder 200 in
Eingriff steht, und weist eine zur Kühlung geeignete Breite und
Tiefe auf, so daß das
von dem Ölumlaufpfad 300 des
Auspuffteils und dem Durchpfad 420 eingeleitete Öl auf den äußeren Oberflächen des
Zylinders 200 umläuft.
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Eine Öltasche 75 zur Reibungsteilschmierung
ist fortlaufend auf den ganzen Oberflächen des Kolbens 70 ausgeformt,
welcher mit dem Zylinder 200 in Eingriff steht, und weist
eine zur Kühlung
geeignete Breite und Tiefe auf und eine Mehrzahl von Öldurchlasslöchern 210 ist
an dem Zylinder 200 ausgebildet, um mit der Öltasche
75 zur
Reibungsteilschmierung und der Öltasche 430 zur
Zylinderkühlung
in Verbindung zu stehen.
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Außerdem ist ein Ausströmloch 450 an
einem Endteil des Rahmens 400 ausgebildet und steht mit
der Öltasche 430 zur
Zylinderkühlung
in Verbindung, so daß das
in der Öltasche 430 zur
Zylinderkühlung
umgelaufene Öl
in die innere Bodenfläche des
luftdichten Behälters 1 geströmt wird.
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Ein rechteckiger Ausströmpfad 460 ist
an einem Teil des Rahmens 400 ausgebildet und weist eine
bestimmte, dem Durchmesser des Ausströmlochs 450 entsprechende
Breite und Tiefe auf. Ein Endteil desselben ist in das Öl eingetaucht,
welches im Inneren des luftdichten Behälters 1 gesammelt
ist, so daß das Öl von dem
Ausströmloch 450 zu
der inneren Bodenfläche
des luftdichten Behälters 1 rückgeführt wird.
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Gegenwärtig ist ein rechteckiger Ausströmpfad 460 einem
Teil des Rahmens 400 ausgebildet und weist eine dem Durchmesser
des Ausströmlochs 450 entsprechende
Breite und Tiefe auf. Ein Endteil desselben ist in das Öl im Inneren
des luftdichten Behälters 1 eingetaucht,
so daß das Öl von dem
Ausströmloch 450 zu
dem luftdichten Behälter 1 rückgeführt wird.
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Der Ölumlaufbetrieb des linearen
Kompressors mit einer Ölumlaufstruktur
gemäß der zweiten Ausführung der
vorliegenden Erfindung wird im folgenden erklärt.
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Zuerst, wenn sich der Kolben 70 hin-
und herbewegt, wenn die Ölzuführungseinheit 10 das Öl durch
die während
des Vorgangs der Gaskomprimierung auftretenden Schwingungen pumpt,
wird das auf diese Weise gepumpte Öl durch den Ölansaugpfad 410 und
den Öleinleitungspfad 420 in
den Ölumlaufpfad 300 des
Auspuffteils eingeführt.
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Das in den Ölumlaufpfad 300 des
Auspuffteils eingeleitete Öl
zirkuliert den Ölumlaufpfad 300 entlang
und kühlt
zuerst die an dem Auspuffteil erzeugte Hitze und wird durch den
Verbindungspfad 430 in die Öltasche 440 zur Zylinderkühlung eingeleitet
und zirkuliert in der Öltasche 440,
um dadurch den Zylinder 200 zu kühlen. Ein Teil des so gepumpten Öls tritt
durch das an dem Zylinder 200 ausgeformte Öldurchlassloch 210 und
wird in die Öltasche 75 zur Reibungsteilschmierung
eingeleitet und vollführt
eine Wirkung der Schmierung und Kühlung zwischen dem Kolben 70 und
dem Zylinder 200. Zu diesem Zeitpunkt, da das in die Öltasche 75 zur
Reibungsteilschmierung geflossene Öl durch den Ölumlaufpfad 300 des
Auspuffteils geströmt
wird, welcher eine im Vergleich zu den anderen Teilen höhere Temperatur aufweist,
ist die Ölviskosität gering,
um dadurch eine hervorragende Schmierwirkung auszuführen.
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Das in die Öltasche 75 zur Reibungsteilschmierung
geflossene Öl
tritt über
das Öldurchlassloch 210 und
die Öltasche 440 zur
Zylinderkühlung durch
das Ausströmloch 450 und
den Ausströmpfad 460 und
wird zu der Bodenfläche
des luftdichten Behälters 1 rückgeführt.
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Die Größen des Ausströmlochs 450 und
des Ausströmpfades 460 sind
gleich, so daß das Öl den Ausströmpfad 460 entlang
strömt
und zu der Bodenfläche
des luftdichten Behälters 1 rückgeführt wird, um
dadurch die Fließgeräusche des Öls so gering wie
möglich
zu halten.
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Das zu dem luftdichten Behälter 1 rückgeführte Öl strahlt
seine Wärme über den
luftdichten Behälter
zur Außenseite
ab und gelangt in einen Zustand geringer Temperatur. Das Öl mit verringerter Temperatur
läuft auf
die oben beschriebene Weise um.
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Mit anderen Worten, wird bei dem Ölumlaufverfahren
gemäß der zweiten
Ausführung
der vorliegenden Erfindung, wie in 12 gezeigt,
der Schritt durchgeführt,
bei welchem das Öl
von der Ölzuführungseinheit 10 gepumpt
wird. In dem Schritt der Auspuffkühlung wird das Öl über den Ölansaugpfad 410 und
den Einleitungspfad 420 zu dem Auspuffteil zugeführt, zu
welchem hin das Gas ausgepufft wird.
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Nach dem Schritt der Kühlung des
Auspuffteils kühlt
das Öl
die äußere Oberfläche des
Zylinders 200 und in dem Ölzuführungsschritt zu der Zylinderaußenfläche und
dem Reibungsteil schmiert und kühlt
das Öl
den Reibungsteil des Zylinders 200 und des Kolbens 70 und
in dem Ölrückführungsschritt wird
das Öl über das
Ausströmloch 450 und
den Ausströmpfad 460 zu
der Bodenfläche
des luftdichten Behälters 1 rückgeführt.
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In der zweiten Ausführung der
vorliegenden Erfindung können
der Ansaugpfad 410 und das Ausströmloch 450 aus einem
zusätzlichen
Rohr gebildet sein. Um die Zahl der Teile und die Zahl der Zusammensetzungen
herabzusetzen, sind der Ansaugpfad 410 und der Ausströmpfad 460 an
dem Rahmen 400 ausgeformt. In einer anderen Ausführungsvariante kann
der Ausströmpfad 460,
der mit dem Ausströmloch 450 in
Verbindung steht, auch nicht ausgebildet sein. Das Öl kann nämlich von
dem Ausströmloch 450 herabtropfen,
um dadurch einen Ölrückführvorgang
auszuführen.
Bei der vorliegenden Erfindung ist der Ausströmpfad 460 ausgeformt,
um Ölflußgeräusche zu
verhindern.
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Bei der Ölumlaufstruktur gemäß der zweiten Ausführung der
vorliegenden Erfindung wird das Öl, welches
eine geringere Temperatur aufweist und an der Bodenfläche des
luftdichten Behälters 1 gesammelt
ist, in den eine hohe Temperatur aufweisenden Auspuffteil eingeleitet,
um dadurch den Auspuffteil wirksam zu kühlen, so daß eine hervorragende Kühlwirkung
in Kraft gesetzt wird. Zusätzlich,
da das durch den Auspuffteil getretene Öl mit hoher Temperatur in den
Reibungsteil eingeleitet wird, ist die Ölviskosität gering, um dadurch eine hervorragende Schmierwirkung
in Kraft zu setzen.
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Bei der vorliegenden Erfindung wird
das Öl zur
Kühlung
des erhitzten Auspuffteils und des Reibungsteils geführt, welcher
eine im Vergleich zu dem Auspuffteil relativ geringere Temperatur
aufweist. Daher kann der Kühleffekt
des Reibungsteils verschlechtert werden. Die vorliegende Erfindung
ist jedoch grundsätzlich
dafür bestimmt,
sowohl den Reibungsteil als auch die von dem Motor erzeugte Hitze wirksam
und völlig
zu kühlen.
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Wie oben beschrieben, ist bei der Ölumlaufstruktur
für einen
linearen Kompressor und einem nämlichen
Verfahren die Kühlwirkung
des Auspuffteils dafür
nützlich,
um dadurch eine Temperaturzunahme des Gases zu verhindern. Außerdem,
da das Schmierverhalten des Reibungsteils hervorragend ist, ist
es möglich,
den Arbeitswirkungsgrad des Kompressors durch Reibungsvermeidung
zu steigern. Die Zuverlässigkeit
der Produkte wird durch Verringerung der Fließgeräusche des Öls erhöht.