ES2612354T3 - Compresor lineal - Google Patents

Abstract

Un compresor lineal (100), que comprende: un cilindro (120); un pistón (110) que es desplazado de manera alternativa dentro del cilindro (120) en una dirección axial; y un motor lineal (200) que proporciona energía al pistón (120), en el que el motor lineal (120) comprende: un primer estátor (210); un segundo estátor (250) separado del primer estátor (210); y al menos un imán permanente (260) dispuesto entre el primer estátor (210) y el segundo estátor (250), en el que el primer estátor (210) comprende: un carrete (240) alrededor del que está enrollada una bobina (246); y una pluralidad de bloques de núcleo (211) que rodea el carrete(240), caracterizado por que en al menos un bloque de núcleo de la pluralidad de bloques de núcleo (211), una distancia entre una primera superficie (214a) que mira hacia el segundo estátor (250) y una segunda superficie (251) del segundo estátor (250) que mira hacia la primera superficie (214a) varía en una dirección circunferencial del segundo estátor (250).

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DESCRIPCION

Compresor lineal ANTECEDENTES

1. Campo

Se describen en la presente memoria un compresor lineal y un motor lineal para un compresor lineal.

2. Antecedentes

En general, los compresores son mecanismos que reciben energfa desde un dispositivo de generacion de energfa, tal como un motor electrico o una turbina, para comprimir aire, un refrigerante, u otro gas de trabajo, aumentando por ello su presion. Los compresores se usan ampliamente en aparatos domesticos, tales como frigonficos y aparatos de aire acondicionado, o maquinas industriales.

Los compresores se pueden clasificar, en lmeas generales, en compresores alternativos, en los que un espacio de compresion hacia dentro del que se aspira, y del que se descarga, un gas de trabajo, esta definido entre un piston y un cilindro para comprimir el gas de trabajo mientras el piston es desplazado de manera linealmente alternativa dentro del cilindro; compresores rotativos, en los que un espacio de compresion hacia dentro del que se aspira, y del que se descarga, un gas de trabajo, esta definido entre un rodillo y un cilindro para comprimir un refrigerante, mientras se hace girar excentricamente el rodillo a lo largo de una pared interior del cilindro; y compresores de espiral, en los que un espacio de compresion hacia dentro del que se aspira, y del que se descarga, un gas de trabajo, esta definido entre una espiral orbitante y una espiral fija para comprimir el gas de trabajo, mientras se hace girar la espiral orbitante a lo largo de la espiral fija. En los ultimos anos, se ha desarrollado ampliamente un compresor lineal, que es un compresor alternativo y en el que un piston es desplazado de manera linealmente alternativa para mejorar el rendimiento de la compresion sin perdidas mecanicas debido a la conversion de movimientos, y que tiene una estructura sencilla. Generalmente, tal compresor lineal esta configurado para aspirar y comprimir un gas de trabajo, tal como un refrigerante, mientras el piston es desplazado de manera linealmente alternativa dentro del cilindro gracias a un motor lineal en una carcasa sellada, y descargar a continuacion el refrigerante comprimido.

El documento US 2006/091735 (A1) se refiere a un compresor lineal en el que un nucleo interior esta montado para desplazarse de manera alternativa simultaneamente con un piston y un soporte de iman, que lleva montado un iman en el mismo, esta montado en el nucleo interior.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Se describiran con detalle realizaciones con referencia a los siguientes dibujos, en los que numeros de referencia semejantes hacen referencia a elementos semejantes, y en los que:

La figura 1 es una vista, en corte transversal, de un compresor lineal segun una realizacion;

la figura 2 es una vista esquematica, en corte transversal, de un motor lineal segun una realizacion;

la figura 3 es una vista, en perspectiva, del motor lineal de la figura 2;

la figura 4 es una vista, en planta, del motor lineal de la figura 2;

las figuras 5A-5B son vistas de un carrete y un bloque de nucleo segun realizaciones;

la figura 6A es una vista que ilustra una relacion de la disposicion entre unos estatores primero y segundo segun la tecnica relacionada;

la figura 6B es una vista que ilustra una limitacion cuando el bloque de nucleo de la figura 6A aumenta de tamano;

la figura 6C es una vista en corte tomado por la lmea VI-VI de la figura 2; y la figura 7 es una vista esquematica de un compresor lineal segun otra realizacion.

DESCRIPCION DETALLADA

Se hara referencia a continuacion con detalle a realizaciones, cuyos ejemplos se ilustran en los dibujos que se acompanan. En lo posible, se han usado numeros de referencia semejantes para indicar elementos semejantes, y se ha omitido su descripcion repetitiva.

En la siguiente descripcion detallada de realizaciones, se hace referencia a los dibujos que se acompanan que forman parte de la misma, y en los que se muestran, a modo de ilustracion, realizaciones espedficas que se pueden poner en practica. Estas realizaciones se describen con suficiente detalle para permitir que los expertos en la tecnica las pongan en practica, y se entiende que se pueden utilizar otras realizaciones y que se pueden realizar cambios estructurales, mecanicos, electricos y qrnmicos logicos sin salirse del espmtu o el alcance de las mismas. Para evitar detalles no necesarios a fin de permitir que los expertos en la tecnica la pongan en practica, la descripcion puede omitir cierta informacion conocida para dichos expertos en la tecnica. La siguiente descripcion detallada no se debe tomar, por lo tanto, en un sentido limitativo.

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La figura 1 es una vista, en corte transversal, de un compresor lineal segun una realizacion. La figura 2 es una vista esquematica, en corte transversal, de un motor lineal segun una realizacion.

Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, el compresor lineal 100 segun una realizacion puede incluir una carcasa 101 que tiene una forma aproximadamente cilmdrica, una primera tapa 102 acoplada a un primer lado de la carcasa 101 y una segunda tapa 103 acoplada a un segundo lado de la carcasa 101. Por ejemplo, el compresor lineal 100 puede estar montado en un producto en un estado en el que dicho compresor lineal 100 esta extendido en una direccion horizontal. La primera tapa 102 puede estar dispuesta en un lado lateral derecho o primero de la carcasa 101 y la segunda tapa 103 puede estar dispuesta en un lado lateral izquierdo o segundo de la carcasa 101, con referencia a la figura 1. Se puede entender que cada una de las tapas primera y segunda 102 y 103 son un componente de la carcasa 101.

El compresor lineal 100 puede incluir ademas un cilindro 120 dispuesto en la carcasa 101, un piston 130 que es desplazado de manera linealmente alternativa dentro del cilindro 120 y un conjunto de motor 200 que sirve como motor lineal para aplicar una fuerza de accionamiento al piston 130. Cuando el motor lineal funciona, el piston 130 puede ser desplazado de manera linealmente alternativa a alto regimen. El compresor lineal 100 segun esta realizacion puede tener una frecuencia de accionamiento de aproximadamente 100 Hz, por ejemplo.

El compresor lineal 100 puede incluir ademas una entrada de aspiracion 104, a traves de la que se puede introducir refrigerante, y una salida de descarga 105, a traves de la que se puede descargar el refrigerante comprimido en el cilindro 120. La entrada de aspiracion 104 puede estar acoplada a la primera tapa 102 y la salida de descarga 105 puede estar acoplada a la segunda tapa 103.

El refrigerante aspirado a traves de la entrada de aspiracion 104 puede entrar en el piston 130 mediante un silenciador de aspiracion 150. Mientras el refrigerante pasa a traves del silenciador de aspiracion 150, se puede reducir el ruido. El silenciador de aspiracion 150 puede incluir un primer silenciador 151 y un segundo silenciador 153, acoplado al primer silenciador 151. Al menos una parte del silenciador de aspiracion 150 puede estar dispuesta dentro del piston 130.

El piston 130 puede incluir un cuerpo de piston 131 que tiene una forma aproximadamente cilmdrica y un reborde de piston 132 que se extiende desde el cuerpo de piston 131 en una direccion radial. El cuerpo de piston 131 puede ser desplazado de manera alternativa dentro del cilindro 120 y el reborde de piston 132 puede ser desplazado de manera alternativa en el exterior del cilindro 120.

El piston 130 puede estar formado por un material no magnetico, por ejemplo un material con base de aluminio, tal como aluminio o una aleacion de aluminio. Como el piston 130 puede estar formado por el material de aluminio, el flujo magnetico generado en el conjunto de motor 200 puede que no se transmita al piston 130 y, asf, se puede impedir que se fugue al exterior de dicho piston 130. El piston 130 puede ser formado mediante un proceso de forja, por ejemplo.

El cilindro 120 puede estar formado por un material no magnetico, por ejemplo un material de aluminio, tal como aluminio o una aleacion de aluminio. El cilindro 120 y el piston 130 pueden tener la misma proporcion en la composicion de materiales, es decir, un mismo tipo y proporcion en la composicion. Como el cilindro 120 puede estar formado por el material con base de aluminio, el flujo magnetico generado en el conjunto de motor 200 puede que no se transmita al interior del cilindro 120 y, asf, se puede impedir que se fugue al exterior de dicho cilindro 120. El cilindro 120 puede ser formado mediante tratamiento de varillas extruidas, por ejemplo.

Ademas, como el piston 130 puede estar formado por el mismo material que el cilindro 120, dicho piston 130 puede tener el mismo coeficiente de expansion termica que dicho cilindro 120. Durante el funcionamiento del compresor lineal 10, se crea un entorno de alta temperatura (aproximadamente 100° C) en la carcasa 100. Como el piston 130 y el cilindro 120 pueden tener el mismo coeficiente de expansion termica, pueden tener, asf, la misma magnitud de deformacion termica. Como consecuencia, el piston 130 y el cilindro 120 pueden deformarse termicamente con tamanos y en direcciones diferentes entre sf para impedir que el piston 130 interfiera con el cilindro 120 mientras se mueve dicho piston 130.

El cilindro 120 puede estar configurado para alojar, al menos, una parte del silenciador de aspiracion 150 y, al menos, una parte del piston 130.

Un espacio de compresion P, en el que el piston 130 puede comprimir el refrigerante, puede estar definido en el cilindro 120. Un agujero de aspiracion 133, a traves del que se puede introducir el refrigerante en el espacio de compresion P, puede estar definido en una parte delantera del piston 130, y una valvula de aspiracion 135 para abrir selectivamente el agujero de aspiracion 133 puede estar dispuesta en un lado delantero de dicho agujero de aspiracion 133. Un agujero de acoplamiento, al que se puede acoplar un miembro predeterminado de acoplamiento, puede estar definido en una parte aproximadamente central de la valvula de aspiracion 135.

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Una tapa de descarga 160, que define un espacio de descarga o un paso de descarga para el refrigerante descargado del espacio de compresion P, y un conjunto de valvulas de descarga 161, 162 y 163, acoplado a la tapa de descarga 160 para descargar selectivamente el refrigerante comprimido en el espacio de compresion P, pueden estar dispuestas en un lado delantero del espacio de compresion P. El conjunto de valvulas de descarga 161, 162 y 163 puede incluir una valvula de descarga 161, para introducir el refrigerante en el espacio de descarga de la tapa de descarga 160 cuando una presion dentro del espacio de compresion P esta por encima de una presion predeterminada de descarga, un muelle de valvula 162, dispuesto entre la valvula de descarga 161 y la tapa de descarga 160 para aplicar una fuerza elastica en una direccion axial, y un tope 163, para restringir la deformacion del muelle de valvula 162.

La expresion “espacio de compresion P” puede hacer referencia a un espacio definido entre la valvula de aspiracion 135 y la valvula de descarga 161. La valvula de aspiracion 135 puede estar dispuesta en un primer lado del espacio de compresion P y la valvula de descarga 161 puede estar dispuesta en un segundo lado del espacio de compresion P, es decir, en un lado opuesto a la valvula de aspiracion 135. Ademas, la valvula de descarga 161 puede estar dispuesta de modo que sea capaz de moverse en un extremo delantero del cilindro 120.

La expresion “direccion axial” puede hacer referencia a una direccion en la que el piston 130 es desplazado de manera alternativa o a una direccion en la que “un iman permanente” es desplazado de manera alternativa. Ademas, en la direccion axial, una direccion desde la entrada de aspiracion 104 hacia la salida de descarga 105, es decir, una direccion en la que fluye el refrigerante, se puede denominar “direccion hacia delante”, y una direccion opuesta a la direccion hacia delante se puede denominar “direccion hacia atras”. La expresion “direccion radial” puede hacer referencia a una direccion perpendicular a la direccion en la que el piston 130 es desplazado de manera alternativa.

El tope 163 puede estar asentado en la tapa de descarga 160 y el muelle de valvula 162 puede estar asentado en un lado trasero del tope 163. La valvula de descarga 161 puede estar acoplada al muelle de valvula 162, y una parte trasera o superficie trasera de la valvula de descarga 161 puede estar soportada por una superficie delantera del cilindro 120. El muelle de valvula 162 puede incluir un muelle de lamina, por ejemplo.

Mientras el piston 130 es desplazado de manera linealmente alternativa dentro del cilindro 120, cuando la presion del espacio de compresion P esta por debajo de la presion predeterminada de descarga y una presion predeterminada de aspiracion, la valvula de aspiracion 135 se puede abrir para aspirar el refrigerante hacia dentro del espacio de compresion P. Al contrario, si la presion del espacio de compresion P esta por encima de la presion predeterminada de aspiracion, el refrigerante en el espacio de compresion P se puede comprimir a un estado en el que se cierra la valvula de aspiracion 135.

Cuando la presion del espacio de compresion P es la presion predeterminada de descarga o mas alta, el muelle de valvula 162 puede deformarse para abrir la valvula de descarga 161, y el refrigerante se puede descargar del espacio de compresion P hacia dentro del espacio de descarga de la tapa de descarga 160. El refrigerante que entra en el espacio de descarga de la tapa de descarga 160 se puede introducir en un tubo en bucle 165. El tubo en bucle 165 puede estar acoplado a la tapa de descarga 160 para extenderse hasta la salida de descarga 105, guiando por ello el refrigerante comprimido en el espacio de descarga al interior de dicha salida de descarga 105. Por ejemplo, el tubo en bucle 165 puede tener una forma que esta enrollada en una direccion predeterminada y que se extiende en una forma redondeada. El tubo en bucle 165 puede estar acoplado a la salida de descarga 105.

El compresor lineal 100 puede incluir ademas un armazon 110 acoplado al exterior del cilindro 120. El armazon 110 puede fijar el cilindro 120 y ser acoplado al cilindro 120 por un miembro independiente de acoplamiento, por ejemplo. El armazon 110 puede estar dispuesto para rodear el cilindro 120. Es decir, el cilindro 120 puede estar alojado dentro del armazon 110. La tapa de descarga 160 puede estar acoplada a una superficie delantera del armazon 110.

Al menos una parte del refrigerante gaseoso a alta presion, descargado a traves de la valvula de descarga 161 abierta, puede fluir hacia una superficie circunferencial exterior del cilindro 120 a traves de un espacio formado en una parte en la que el cilindro 120 y el armazon 110 estan acoplados entre sf El refrigerante se puede introducir en el cilindro 120 a traves de una o mas boquillas 123 dispuestas sobre dicho cilindro 120. El refrigerante introducido puede entrar en un espacio definido entre el piston 130 y el cilindro 120 para permitir que una superficie circunferencial exterior de dicho piston 130 este separada de una superficie circunferencial interior de dicho cilindro 120. Asf, el refrigerante introducido puede servir como un “cojinete de gas” que reduce el rozamiento entre el piston 130 y el cilindro 120, mientras dicho piston 130 es desplazado de manera alternativa.

El conjunto de motor 200 puede incluir un primer estator 210 que rodea el cilindro 120, un segundo estator 250 separado del primer estator 210 y un iman permanente 260 dispuesto entre el primer estator 210 y el segundo estator 250. En las realizaciones, uno del primer estator 210 y el segundo estator 250 puede ser un estator exterior y el otro puede ser un estator interior. En la figura 1, por ejemplo, el primer estator 210 es el estator exterior y el segundo estator 250 es el estator interior.

El iman permanente 260 puede moverse de manera linealmente alternativa debido a la fuerza electromagnetica mutua entre el primer estator 210 y el segundo estator 250. El iman permanente 260 puede incluir un unico iman que

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tiene un polo o una combinacion de multiples iimanes que tienen tres polos. Ademas, el man permanente 260 puede incluir una pluralidad de manes permanentes 260 dispuestos en el exterior del segundo estator 250.

El iman o manes permanentes 260 pueden estar acoplados al piston 130 por un miembro de conexion 138. Con detalle, el miembro de conexion 138 puede estar acoplado al reborde de piston 132 y ser curvado para extenderse hacia el iman o imanes permanentes 260. Cuando el iman o imanes permanentes 260 son desplazados de manera alternativa, el piston 130 puede ser desplazado de manera alternativa junto con el iman o imanes permanentes 260 en la direccion axial.

El conjunto de motor 200 puede incluir ademas un miembro de fijacion 262 para fijar el iman o imanes permanentes 260 al miembro de conexion 138. El miembro de fijacion 262 puede estar formado por una composicion en la que fibras de vidrio o fibras de carbono estan mezcladas con una resina. El miembro de fijacion 262 puede estar dispuesto para rodear el interior y el exterior del iman o imanes permanentes 260 a fin de mantener firmemente un estado acoplado entre el iman o imanes permanentes 260 y el miembro de conexion 138.

El primer estator 210 puede incluir unos cuerpos de devanado 240 y 246 y una pluralidad de bloques de nucleo 211 separados una distancia predeterminada entre sf, en una direccion circunferencial de los cuerpos de devanado 240 y 246. Cada uno de la pluralidad de bloques de nucleo 211 puede incluir un primer bloque de nucleo 212 y un segundo bloque de nucleo 213. Cada uno de los bloques de nucleo primero y segundo 212 y 213 se puede fabricar, por ejemplo, apilando una pluralidad de estratificados en la direccion circunferencial y siendo dispuestos para rodear los cuerpos de devanado 240 y 246.

Los cuerpos de devanado 240 y 246 pueden incluir un carrete 240 y una bobina 246, enrollada en una direccion circunferencial del carrete 240. La bobina 246 puede tener una seccion poligonal, por ejemplo, una seccion hexagonal.

El primer estator 210 puede incluir una capa de aislamiento 248 dispuesta entre los cuerpos de devanado 240 y 246 y la pluralidad de bloques de nucleo 211. La capa de aislamiento 248 puede ser una lamina de aislamiento o ser fabricada moldeando por inyeccion un material plastico. Por ejemplo, la lamina de aislamiento puede estar formada por material de poli(tereftalato de etileno).

Una superficie circunferencial interior 214a (o una primera superficie) del bloque de nucleo 211 que mira hacia el segundo estator 250, y una superficie circunferencial exterior 251 (o una segunda superficie) del segundo estator 250, que mira hacia la superficie circunferencial interior 214 del bloque de nucleo 211, pueden estar separadas entre sf para formar un espacio de aire. El espacio de aire puede ser una parte en la que el flujo magnetico generado en el bloque de nucleo 211 contacte con el flujo magnetico del iman permanente 260. Asf, se puede generar un empuje con respecto al iman permanente 260 debido a una interaccion entre los flujos magneticos.

Como el iman permanente 260 tiene que ser desplazado de manera alternativa en el espacio de aire, dicho iman permanente 260 puede tener un grosor menor que un tamano G del espacio de aire. El espacio de aire puede tener un tamano G uniforme en una direccion axial. Es decir, en la figura 2, una distancia entre la superficie circunferencial exterior 251 del segundo estator 250 y una superficie circunferencial interior 214a del bloque de nucleo 211 puede ser uniforme en la direccion axial. En una realizacion, el tamano G del espacio de aire puede ser la distancia entre la superficie circunferencial interior 214a del bloque de nucleo 211 y la superficie circunferencial exterior 251 del segundo estator 250.

El bloque de nucleo 211 puede incluir una tapa de bobina 217. La tapa de bobina 217 puede estar separada del carrete 240 o de la bobina 246 enrollada alrededor del carrete 240. La capa de aislamiento 248 puede estar dispuesta entre la tapa de bobina 217 y la bobina 246.

El compresor lineal 100 puede incluir ademas un soporte 137 para soportar el piston 130, y una tapa trasera 170 separada de un lado del soporte 137 y acoplada elasticamente al soporte 137. El soporte 137 puede estar acoplado al reborde de piston 132 y al miembro de conexion 138 mediante un miembro predeterminado de acoplamiento, por ejemplo.

Una grna de aspiracion 155 puede estar acoplada a una parte delantera de la tapa trasera 170. La grna de aspiracion 155 puede guiar el refrigerante aspirado a traves de la entrada de aspiracion 104 para introducir el refrigerante en el silenciador de aspiracion 150.

El compresor lineal 100 puede incluir ademas una pluralidad de muelles 176 que son ajustables en frecuencia propia para permitir que el piston 130 realice un movimiento resonante. La pluralidad de muelles 176 puede incluir un primer muelle, soportado entre el soporte 137 y la tapa de estator 270, y un segundo muelle, soportado entre el soporte 137 y la tapa trasera 170.

El compresor lineal 100 puede incluir ademas unos muelles de lamina 172 y 174, respectivamente, dispuestos en ambos lados laterales de la carcasa 101, para permitir que los componentes interiores del compresor 100 esten

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soportados por dicha carcasa 101. Los muelles de lamina 172 y 174 pueden incluir un primer muelle de lamina 172, acoplado a la primera tapa 102, y un segundo muelle de lamina 174, acoplado a la segunda tapa 103. Por ejemplo, el primer muelle de lamina 172 puede estar ajustado dentro de una parte en la que la carcasa 101 y la primera tapa 102 estan acopladas entre sf y el segundo muelle de lamina 174 puede estar ajustado dentro de una parte en la que la carcasa 101 y la segunda tapa 103 estan acopladas entre sr

La figura 3 es una vista, en perspectiva, del motor lineal de la figura 2. La figura 4 es una vista, en planta, del motor lineal de la figura 2. Las figuras 5A-5B son vistas de un carrete y un bloque de nucleo segun las realizaciones.

Haciendo referencia a las figuras 2 a 5, el primer estator 210 de esta realizacion puede incluir seis bloques de nucleo 211 o menos. Por ejemplo, en la figura 3, el primer estator 210 incluye seis bloques de nucleo 211.

El primer estator 210 puede incluir doce bloques de nucleo 212 y 213 o menos. Es decir, el primer bloque de nucleo puede estar dispuesto como seis o menos y el segundo bloque de nucleo puede estar dispuesto como seis o menos. En esta realizacion, el primer estator 210, que incluye doce bloques de nucleo, se describira como un ejemplo.

A medida que se reduce el numero de bloques de nucleo 211, puede aumentar el espacio entre los bloques de nucleo 211. Asf, dos puertos de terminales 242 y 243, a los que se pueden conectar los terminales de entrada y salida de la bobina, pueden estar dispuestos entre dos bloques de nucleo adyacentes entre sf en el carrete 240. Los dos puertos de terminales 242 y 243 pueden incluir un puerto de terminales de entrada 242 y un puerto de terminales de salida 243.

El terminal de entrada se puede insertar en el puerto de terminales de entrada 242 y el terminal de salida se puede insertar en el puerto de terminales de salida 243. En este caso, cuando los terminales de entrada y salida estan conectados a los dos puertos de terminales 242 y 243, respectivamente, se puede mejorar la capacidad de trabajo, y se pueden disponer tambien cables conectados a los terminales de entrada y salida de la bobina.

En el carrete, si el puerto de terminales de entrada esta dispuesto entre las dos unidades de bloque de nucleo adyacentes entre sf y el puerto de terminales de salida esta dispuesto entre otros dos bloques de nucleo adyacentes entre sf, un operario tiene que conectar el terminal de entrada al puerto de terminales de entrada para hacer girar el primer estator y conectar a continuacion el terminal de salida al puerto de terminales de salida. Esto necesita mucho tiempo, y aumenta el numero de procesos. Ademas, como se requieren dos terminales de alimentacion a conectar a los terminales de entrada y salida, los puertos de terminales de alimentacion pueden tener una estructura complicada.

Los dos puertos de terminales 242 y 243 pueden estar formados integralmente entre sr Es decir, los dos puertos de terminales 242 y 243 pueden estar dispuestos en un cuerpo, y el terminal de entrada y el terminal de salida se pueden conectar independientemente a los dos puertos de terminales 242 y 243.

Como la estructura en la que los terminales de entrada y salida se acoplan, respectivamente, a los puertos de terminales se realiza mediante una estructura bien conocida, se han omitido las descripciones detalladas de los mismos.

Por ejemplo, los terminales de entrada y salida puede que no se conecten a los puertos de terminales 242 y 243, respectivamente. Los terminales de entrada y salida pueden pasar, respectivamente, a traves de los puertos de terminales 242 y 243 y ser conectados a continuacion a unos terminales que no se muestran.

Una parte del carrete 240, que tiene el diametro mas grande, puede estar definida como una superficie circunferencial exterior 244 de dicho carrete 240. La superficie circunferencial exterior 244 del carrete 240 puede estar dispuesta lo mas cerca de la tapa de bobina 217 del bloque de nucleo 211.

La figura 6A es una vista que ilustra una relacion de la disposicion entre unos estatores primero y segundo segun la tecnica relacionada. La figura 6B es una vista que ilustra una limitacion cuando el bloque de nucleo de la figura 6A aumenta de tamano. La figura 6C es una vista en corte tomado por la lmea VI-VI de la figura 2.

Haciendo referencia a la figura 6A, cuando el bloque de nucleo segun la tecnica relacionada incluye dieciseis bloques de nucleo, un espacio de aire entre una superficie circunferencial interior del bloque de nucleo y una superficie circunferencial exterior del estator interior (el segundo estator) puede ser uniforme en una direccion radial del motor lineal. Ademas, una superficie circunferencial exterior (una parte del carrete que tiene el diametro mas grande) del carrete y una parte del bloque de nucleo que cubre la bobina (en lo sucesivo, denominada “tapa de bobina”) pueden estar separadas una distancia predeterminada entre sf para impedir que se presente una interferencia mutua entre ellas.

En una estructura ilustrada en la figura 6A, cuando se reduce el numero de bloques de nucleo, un bloque de nucleo tiene que aumentar de area. Es decir, como cada uno de los bloques de nucleo se forma apilando una pluralidad de

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estratificados en la direccion circunferencial, el numero de estratificados tiene que aumentar para aumentar un area de un bloque de nucleo.

Como se ilustra en la figura 6B, cuando el bloque de nucleo aumenta de area en un estado en el que el espacio de aire entre la superficie circunferencial interior del bloque de nucleo 502 y la superficie circunferencial exterior del segundo estator 520 (el estator interior) es uniforme en la direccion circunferencial del motor lineal, se puede presentar una interferencia entre la tapa de bobina 501 del bloque de nucleo y la superficie circunferencial exterior del carrete 511. En este caso, a fin de impedir que el carrete interfiera con el bloque de nucleo (tapa de bobina), dicho carrete tiene que ser de tamano reducido. Sin embargo, cuando el carrete tiene un tamano reducido, puede reducirse el numero de vueltas de la bobina enrollada alrededor del carrete.

Sin embargo, en esta realizacion, como se ilustra en la figura 6C, cuando una distancia entre la superficie circunferencial interior 214a del bloque de nucleo 211 y la superficie circunferencial exterior 251 del segundo estator 250 no es uniforme en la direccion circunferencial del motor lineal, se puede impedir la interferencia entre la tapa de bobina 217 del bloque de nucleo 211 y el carrete 240, incluso aunque el bloque de nucleo 11 aumente de tamano. Es decir, la distancia entre la superficie circunferencial interior 214a del bloque de nucleo 211 y la superficie circunferencial exterior del segundo estator 250 puede variar en una direccion circunferencial de dicho segundo estator 250.

Con detalle, en esta realizacion, la superficie circunferencial interior 214a del bloque de nucleo 211 puede incluir un primer punto 214 en un primer extremo de la superficie circunferencial interior 214a en una direccion circunferencial, un segundo punto 215 en un segundo extremo de la superficie circunferencial interior 214a y un tercer punto 216 entre los puntos primero y segundo 214 y 215. Un espacio de aire entre la superficie circunferencial interior 214a del bloque de nucleo 211 en el tercer punto 216 y la superficie circunferencial exterior 251 del segundo estator 250 tiene un tamano G3 (o una distancia) menor que un tamano G1 de un espacio de aire entre la superficie circunferencial interior 214a del bloque de nucleo 211 en el primer punto 214 y la superficie circunferencial exterior 251 del segundo estator 250, y un tamano G2 de un espacio de aire entre la superficie circunferencial interior 214a del bloque de nucleo 211 en el segundo punto 215 y la superficie circunferencial exterior 251 del segundo estator 250.

El tercer punto 216 puede corresponder a una parte central entre los puntos primero y segundo 214 y 215. Es decir, el tercer punto 216 puede corresponder a una parte central de la superficie circunferencial interior 214a del bloque de nucleo 211 en la direccion circunferencial. El espacio de aire entre la superficie circunferencial interior 214a del bloque de nucleo 211 en el tercer punto 216 y la superficie circunferencial exterior 251 del segundo estator 250 puede tener minimizado el tamano G3.

El espacio de aire entre el bloque de nucleo 211 y el estator 250 puede aumentar gradualmente de tamano desde el tercer punto 216 hacia el primer punto 214 o el segundo punto 215. Es decir, el espacio de aire en los puntos primero y segundo 214 y 215 se puede maximizar en tamano, y el espacio de aire se puede reducir gradualmente de tamano en una direccion en la que los puntos primero y segundo 214 y 215 se aproximan mas entre sf

Segun una forma del bloque de nucleo 211, la superficie circunferencial interior 214a de dicho bloque de nucleo 211 tiene un radio que no es uniforme, pero vana en una direccion circunferencial. Asf, en todo el motor lineal, una lmea que conecta las superficies circunferenciales interiores 214a de los bloques de nucleo 211 entre sf en la direccion circunferencial puede tener una forma no circular. Ademas, la superficie circunferencial interior del bloque de nucleo 211 puede variar su radio de curvatura en la direccion circunferencial.

El bloque de nucleo 211 puede tener un radio de curvatura mmimo en los puntos primero y segundo 214 y 215 y un radio de curvatura maximo en el tercer punto 216. Ademas, el bloque de nucleo 211 puede aumentar gradualmente su radio de curvatura desde los puntos primero y segundo 214 y 215 hacia el tercer punto 216.

Segun esta realizacion, como el espacio de aire entre el primer estator y el segundo estator tiene un tamano no uniforme en la direccion circunferencial, se puede reducir el numero de bloques de nucleo que forman dicho primer estator. Por lo tanto, se pueden reducir los costes y el tiempo para fabricar cada uno de los bloques de nucleo, y se puede reducir tambien el numero de procesos para acoplar el bloque de nucleo al carrete.

Ademas, como el carrete tiene un tamano uniforme, incluso aunque se reduzca el numero de bloques de nucleo, se puede impedir la reduccion en el numero de vueltas de la bobina. Ademas, se puede generar, entre el primer estator y el segundo estator, un par para desplazar el iman permanente en la direccion circunferencial. Sin embargo, en esta realizacion, como el espacio de aire de la parte central de cada uno de los bloques de nucleo tiene minimizado el tamano, el iman permanente puede recibir la mayor fuerza en la parte central de cada uno de los bloques de nucleo. Asf, se puede minimizar el par para desplazar el iman permanente.

Aunque la estructura del primer estator, que es el estator exterior, se describe en la descripcion anterior, las realizaciones no estan limitadas a la misma. Por ejemplo, el estator interior puede tener la misma estructura que el primer estator anteriormente descrito.

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Ademas, las realizaciones descritas en la presente memoria se pueden aplicar a tecnolog^as para mantener el tamano del carrete, aunque se reduzca el numero de los bloques de nucleo, sin estar limitados por dicho numero de bloques de nucleo.

La figura 7 es una vista esquematica de un compresor lineal segun otra realizacion. Un motor lineal segun esta realizacion puede tener la misma estructura que el de la realizacion previa, excepto por el metodo de lubricacion entre un piston y un cilindro. Asf, solamente se describiran en lo que sigue partes espedficas de esta realizacion, y se ha omitido una descripcion repetitiva.

Haciendo referencia a la figura 7, un compresor lineal 300 segun esta realizacion puede incluir un cilindro 320, un piston 330, un motor lineal 400 y un dispositivo 360 de suministro de aceite. Un aceite predeterminado puede estar almacenado en una carcasa que define un aspecto exterior del compresor lineal 300. El dispositivo 360 de suministro de aceite, para bombear el aceite, puede estar dispuesto en una parte inferior de la carcasa 100. El dispositivo 360 de suministro de aceite puede ser accionado por vibracion generada debido al movimiento alternativo lineal del piston 330 para bombear el aceite en una direccion hacia arriba.

El compresor lineal 300 puede incluir ademas un tubo 365 de suministro de aceite que grna un flujo del aceite desde el dispositivo 360 de suministro de aceite. El tubo 365 de suministro de aceite puede extenderse desde el dispositivo 360 de suministro de aceite hasta un espacio entre el cilindro 320 y el piston 330. El aceite bombeado desde el dispositivo 360 de suministro de aceite se puede suministrar al espacio entre el cilindro 320 y el piston 330, mediante el tubo 365 de suministro de aceite, para realizar unas acciones de enfriamiento y lubricacion.

Las realizaciones descritas en la presente memoria proporcionan un compresor lineal y un motor lineal para un compresor lineal.

Las realizaciones descritas en la presente memoria proporcionan un compresor lineal que puede incluir un cilindro, un piston que es desplazado de manera alternativa dentro del cilindro en una direccion axial; y un motor lineal que proporciona energfa al piston, en el que el motor lineal comprende: un primer estator; un segundo estator separado del primer estator; y al menos un iman permanente dispuesto entre el primer estator y el segundo estator, en el que el primer estator comprende: un carrete alrededor del que esta enrollada una bobina; y una pluralidad de bloques de nucleo que rodea el carrete, en el que, en al menos un bloque de nucleo de la pluralidad de bloques de nucleo, una distancia entre una primera superficie que mira hacia el segundo estator y una segunda superficie del segundo estator que mira hacia la primera superficie vana en una direccion circunferencial del segundo estator.

La primera superficie de dicho al menos un bloque de nucleo incluye: un primer punto en un primer extremo de la primera superficie; un segundo punto en un segundo extremo de la primera superficie; y un tercer punto entre el primer punto y el segundo punto, en el que una distancia entre la primera superficie y la segunda superficie en el tercer punto es menor que una distancia entre la primera superficie y la segunda superficie en cada uno de los puntos primero y segundo.

El tercer punto corresponde a una parte central de la primera superficie, y en el que esta minimizada la distancia entre la primera superficie y la segunda superficie en el tercer punto.

La distancia entre la primera superficie y la segunda superficie aumenta gradualmente desde el tercer punto hacia el primer punto o el segundo punto.

Una lmea que conecta las primeras superficies de la pluralidad de bloques de nucleo entre sf tiene una forma no circular.

Cada uno de la pluralidad de bloques de nucleo comprende un primer bloque de nucleo y un segundo bloque de nucleo, y en el que el numero total de los bloques de nucleo primero y segundo es doce o menos.

Un puerto de terminales de entrada, al que esta conectado un terminal de entrada de la bobina, y un puerto de terminales de salida, al que esta conectado un terminal de salida de la bobina, estan dispuestos en una zona entre dos bloques de nucleo adyacentes.

El puerto de terminales de entrada y el puerto de terminales de salida estan formados integralmente entre sf

El terminal de entrada de la bobina esta insertado en el puerto de terminales de entrada y el terminal de salida de la bobina esta insertado en el puerto de terminales de salida.

La primera superficie incluye un primer radio de curvatura y un segundo radio de curvatura, diferente del primer radio de curvatura en una direccion circunferencial de la primera superficie.

La primera superficie comprende: un primer punto en un primer extremo de la primera superficie; un segundo punto en un segundo extremo de la primera superficie; y un tercer punto entre el primer punto y el segundo punto, en el

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que la primera superficie en el tercer punto tiene el segundo radio de curvatura mayor que el primer radio de curvatura de la primera superficie en cada uno de los puntos primero y segundo.

El tercer punto corresponde a una parte central de la primera superficie y la primera superficie tiene un radio de curvatura maximizado en el tercer punto.

La primera superficie tiene un radio de curvatura que disminuye gradualmente desde el tercer punto hacia el primer punto o el segundo punto.

Las realizaciones descritas en la presente memoria proporcionan un motor lineal que puede incluir un primer estator; un segundo estator separado del primer estator; y un iman permanente dispuesto entre el primer estator y el segundo estator. El primer estator puede incluir un carrete alrededor del que puede estar enrollada una bobina; y una pluralidad de unidades de bloque de nucleo o bloques que rodea el carrete. En al menos una unidad de bloque de nucleo de la pluralidad de unidades de bloque de nucleo, una distancia entre una primera superficie que mira hacia el segundo estator y una segunda superficie que mira hacia la primera superficie vana en una direccion circunferencial del segundo estator.

Cualquier referencia en esta memoria descriptiva a “una realizacion”, “otra realizacion”, “realizacion a modo de ejemplo”, etc., significa que una propiedad, estructura o caractenstica particular descrita en relacion con la realizacion esta incluida en, al menos, una realizacion. La aparicion de tales frases en diversos lugares en la memoria descriptiva no hacen todas referencia necesariamente a la misma realizacion. Ademas, cuando una propiedad, estructura o caractenstica particular se describe en relacion con cualquier realizacion, se supone que esta dentro del ambito en el que un experto en la tecnica efectua tal propiedad, estructura o caractenstica en relacion con otras de las realizaciones.

Claims (13)

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   REIVINDICACIONES

   1. Un compresor lineal (100), que comprende:

   un cilindro (120);

   un piston (110) que es desplazado de manera alternativa dentro del cilindro (120) en una direccion axial; y un motor lineal (200) que proporciona energfa al piston (120), en el que el motor lineal (120) comprende:

   un primer estator (210);

   un segundo estator (250) separado del primer estator (210); y

   al menos un iman permanente (260) dispuesto entre el primer estator (210) y el segundo estator (250), en el que el primer estator (210) comprende:

   un carrete (240) alrededor del que esta enrollada una bobina (246); y

   una pluralidad de bloques de nucleo (211) que rodea el carrete(240),

   caracterizado por que en al menos un bloque de nucleo de la pluralidad de bloques de nucleo (211), una distancia entre una primera superficie (214a) que mira hacia el segundo estator (250) y una segunda superficie (251) del segundo estator (250) que mira hacia la primera superficie (214a) vana en una direccion circunferencial del segundo estator (250).
2. 2. El compresor lineal (100) segun la reivindicacion 1, en el que la primera superficie (214) de dicho al menos un bloque de nucleo (211) incluye:

   un primer punto (214) en un primer extremo de la primera superficie (214a); un segundo punto (215) en un segundo extremo de la primera superficie (214a); y

   un tercer punto (216) entre el primer punto (214) y el segundo punto (215), en el que una distancia entre la primera superficie (214a) y la segunda superficie (251) en el tercer punto (216) es menor que una distancia entre la primera superficie (214a) y la segunda superficie (251) en cada uno de los puntos primero y segundo (214, 215).
3. 3. El compresor lineal (100) segun la reivindicacion 2, en el que el tercer punto (216) corresponde a una parte central de la primera superficie (214a), y en el que esta minimizada la distancia entre la primera superficie (214a) y la segunda superficie (251) en el tercer punto (216).
4. 4. El compresor lineal (100) segun la reivindicacion 2, en el que la distancia entre la primera superficie (214a) y la segunda superficie (251) aumenta gradualmente desde el tercer punto (216) hacia el primer punto (214) o el segundo punto (215).
5. 5. El compresor lineal (100) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que una lmea que conecta las primeras superficies (214a) de la pluralidad de bloques de nucleo (211) entre sf tiene una forma no circular.
6. 6. El compresor lineal (100) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que cada uno de la pluralidad de bloques de nucleo (211) comprende un primer bloque de nucleo (212) y un segundo bloque de nucleo (213), y en el que el numero total de los bloques de nucleo primero y segundo (212, 213) es doce o menos.
7. 7. El compresor lineal (100) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que un puerto de terminales de entrada (242), al que esta conectado un terminal de entrada de la bobina (246), y un puerto de terminales de salida (243), al que esta conectado un terminal de salida de la bobina (246), estan dispuestos en una zona entre dos bloques de nucleo (211) adyacentes.
8. 8. El compresor lineal (100) segun la reivindicacion 7, en el que el puerto de terminales de entrada (242) y el puerto de terminales de salida (243) estan formados integralmente entre sf
9. 9. El compresor lineal (100) segun la reivindicacion 7, en el que el terminal de entrada de la bobina (246) esta insertado en el puerto de terminales de entrada (242) y en el que el terminal de salida de la bobina (246) esta insertado en el puerto de terminales de salida (243).
10. 10. El compresor lineal (100) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la primera superficie (214a) incluye un primer radio de curvatura y un segundo radio de curvatura, diferente del primer radio de curvatura en una direccion circunferencial de la primera superficie (214a).
11. 11. El compresor lineal (100) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que la primera superficie (214a) comprende:

    un primer punto (214) en un primer extremo de la primera superficie (214a); un segundo punto (215) en un segundo extremo de la primera superficie (214a); y

    un tercer punto (216) entre el primer punto (214) y el segundo punto (215), en el que la primera superficie 5 (214a) en el tercer punto (216) tiene el segundo radio de curvatura mayor que el primer radio de curvatura de

    la primera superficie (214a) en cada uno de los puntos primero y segundo (214, 215).
12. 12. El compresor lineal (100) segun la reivindicacion 10 u 11, en el que el tercer punto (216) corresponde a una parte central de la primera superficie (214a), y en el que la primera superficie (214a) tiene un radio de curvatura

    10 maximizado en el tercer punto (216).
13. 13. El compresor lineal (100) segun una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en el que la primera superficie (214a) tiene un radio de curvatura que disminuye gradualmente desde el tercer punto (216) hacia el primer punto o el segundo punto (214, 215).

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