專利名稱：具有永磁緩沖儲能裝置的直驅壓縮機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種冰箱制冷設備，特別涉及一種采用永磁體作為存儲活塞運動 動能的冰箱制冷直驅壓縮機。
背景技術：
直線壓縮機不存在將電機旋轉運動轉變為活塞直線往復運動的曲柄連軸，而是由 直線振蕩電機直接驅動活塞高速往復運動，其行程及上止點由程序控制，從而降低傳動損 耗，提高系統效率及可靠性，并且可使壓縮機結構更加緊湊。直驅式壓縮機需要在上下止點 之間進行往復高頻振蕩運動，從而完成對于制冷劑的壓縮過程。因此，對于直驅壓縮機來 說，上下止點必然作為活塞振蕩運動的反向點，壓縮機活塞動能應在此兩點得到緩沖，以使 活塞在能量損失盡可能小的情況下反向。在已知應用的直驅壓縮機結構中，一般采用一組或者多組圓形柱狀彈簧對于活塞 動能進行緩沖并起到存儲動能的作用。根據機械原理可知，當壓縮機彈簧共振系統共振運 行時，能量轉換效率最高。此時，彈簧起到臨時存儲活塞運動動能的作用，活塞動能及彈簧 彈性勢能在動子運動過程中相互轉換，使活塞完成高速往復運動以對制冷劑進行壓縮。但采用機械彈簧作為永磁緩沖儲能裝置存在以下缺點1采用機械彈簧，振動噪音較大，是壓縮機噪音主要來源之一。2直驅壓縮機效率與共振頻率點直接相關，而獲得較高的共振頻率必須盡量降低 動子質量并增大彈簧剛度，因此加大了加工以及裝配的難度。3當各個彈簧彈簧力不均勻時，易使活塞產生側向力，摩擦加大，壓縮機總體效率 下降。在公開號CN1773112A、名稱為“動磁式直線壓縮機”的專利申請中，提出一種圓漸 開式渦旋線性柔性彈簧，其可提供較高的彈簧剛度，同時加少了偏心力的影響，使活塞保持 于中心位置。但其根本上講，其屬于一種改進的機械彈簧形式，不可避免的仍存在上述缺
點ο在公開號CN101395372A、名稱為“具有氣體彈簧的線性壓縮機”的專利申請中，提 出利用壓縮氣體作為氣體彈簧作用起到暫時存儲活塞動能的目的。但根據熱力學知識，氣 體在氣缸內膨脹及壓縮時表現為一定的非線性氣墊作用，其與彈簧力與位移呈線性關系是 明顯不同的。因此，其轉換活塞動能的效率必然低于機械彈簧。
發明內容本實用新型提供一種用于制冷設備的直驅壓縮機，所使用的活塞能通過簡便而節 能的方式進行換向，從而實現高速的往復運動。本實用新型通過在滑動軸承兩側及壓縮機活塞軸上分別設置永磁磁環，起到緩沖 儲能的作用，從而代替機械彈簧，使得活塞盡量以最小損耗完成換向，實現對于制冷劑的壓 縮，提供一種效率高、噪音小，最大程度降低加工以及裝配難度的技術方案。[0012]永磁緩沖儲能裝置用于以勢能方式緩沖存儲壓縮機活塞在往復運動中所具有的 動能，使得活塞運動動能損失最小。永磁緩沖儲能裝置在反向點之前吸收動能轉化為勢能 存儲，反向點之后又將勢能回傳給活塞，從而使得壓縮機活塞運動所需動能全部通過永磁 緩沖儲能裝置存儲，而驅動單元電磁力所作功全部用于壓縮制冷劑。一種具有永磁緩沖儲能裝置的直驅壓縮機，包括壓縮腔殼體、吸排氣腔體、提供動 力的直線驅動裝置、固定在壓縮腔殼體內部的滑動軸承、一端與所述的直線驅動裝置連接 并由滑動軸承定位的活塞軸、永磁緩沖儲能裝置，所述的永磁緩沖儲能裝置由固定磁環和 運動磁環構成，所述固定磁環包括滑動軸承一側的第一固定磁環底座上固定的第一固定磁 環和滑動軸承另一側的第二固定磁環底座固定的第二固定磁環，所述的運動磁環包括由活 塞軸第一凸起環上固定的第一運動磁環和第二凸起環上固定的第二運動磁環。所述的第一運動磁環和第一固定磁環同極性相對布置，兩磁環呈排斥狀態，第二 運動磁環和第二固定磁環同極性相對布置，兩磁環呈排斥狀態，第一運動磁環和第一固定 磁環布置在滑動軸承的一側，第二運動磁環和第二固定磁環布置在滑動軸承的另一側，活 塞軸在滑動軸承兩側的兩對磁環的相互作用下達到受力平衡。所述的第一固定磁環和第二固定磁環為環狀永磁體，所述的第一運動磁環和第二 運動磁環為兩半環狀永磁體拼接而成，以便于制造和安裝。所述的滑動軸承、固定磁環底座及活塞軸均為非導磁材料制造，有利于永磁緩沖 儲能裝置的緩沖儲能的作用，且有利于活塞在壓縮腔內做往復運動。所述的吸排氣腔體由吸氣室和排氣室組成，吸氣室和排氣室中間相互隔離，氣態 流體經吸氣口進入吸氣室，并由吸氣閥進入壓縮氣室，吸氣閥單向導通；氣態流體經排氣閥 從壓縮氣室排入排氣室，再經排氣口排出，排氣閥單向導通。工作時，直線驅動裝置與活塞軸連接，驅動活塞做高速往復運動壓縮制冷劑，活塞 沿軸向在上止點及下止點之間運動。運動過程分析當活塞由上止點到達下止點之前吸氣 閥為打開狀態，排氣閥為關閉狀態，氣態流體由吸氣口經由吸氣室進入壓縮氣室，當活塞臨 近下止點時，永磁緩沖儲能裝置吸收動能轉化為勢能臨時存儲；當活塞到達下止點時，吸氣 過程完成，活塞的動能完全轉化為勢能；當活塞由下止點開始向上止點運動時，排氣過程開 始，永磁緩沖儲能裝置釋放勢能轉化為動能推動活塞運動，吸氣閥為關閉狀態，排氣閥為打 開狀態，氣態流體經排氣室由排氣口排出。有益效果本實用新型用永磁緩沖儲能裝置代替機械彈簧起到緩沖儲能的作用， 使活塞的動能勢能之間的轉化效率提高，且振動噪音小，最大程度降低了加工以及裝配難 度。另外，將永磁緩沖儲能裝置放置于壓縮腔體內部，有效利用了腔體內部空間，使得壓縮 機體積更加緊湊。

圖1為本實用新型的直驅壓縮機結構示意圖。圖2為第一固定磁環和第一運動磁環的磁極布置方式示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，為本實用新型所述直驅壓縮機的一個實施例，包括壓縮腔殼體1、活塞2、活塞軸3、第一運動磁環4、第一固定磁環5、第一固定磁環底座6、滑動軸承7、直線電 機8、上止點9、下止點10、壓縮氣室11、吸氣閥12、排氣閥13、吸氣室14、排氣室15、吸氣口 16、排氣口 17，第二運動磁環18、第二固定磁環19、第二固定磁環底座20，第一凸起環21，第 二凸起環22。其中活塞軸3 —端與直線電機8連接，另一端與活塞2連接。滑動軸承7固定于壓縮腔殼體1內部，活塞軸3由滑動軸承7定位做往復運動。永磁緩沖儲能裝置由固定磁環和運動磁環構成，其中在滑動軸承7兩側的第一固 定磁環底座6上固定第一固定磁環5、第二固定磁環底座20固定第二固定磁環19，活塞軸 3第一凸起環21上固定第一運動磁環4，第二凸起環22上固定第二運動磁環19。所述的吸排氣腔體由吸氣室14和排氣室15組成，吸氣室14和排氣室15中間相 互隔離，氣態流體經吸氣口 16進入吸氣室，并由吸氣閥12進入壓縮氣室11，吸氣閥12單向 導通；氣態流體經排氣閥13從壓縮氣室11排入排氣室15，再經排氣口 17排出，排氣閥13 單向導通。工作時，直線電機8與活塞軸3直接連接，驅動活塞2做高速往復運動壓縮制冷 劑，活塞沿軸向在上止點9及下止點10之間運動。運動過程分析當活塞2由上止點9到達下止點10之前吸氣閥12為打開狀態，排 氣閥13為關閉狀態，氣態流體由吸氣口 16經由吸氣室14進入壓縮氣室，當活塞2臨近下 止點10時，永磁緩沖儲能裝置吸收動能轉化為勢能臨時存儲；當活塞2到達下止點10時， 吸氣過程完成，活塞2的動能完全轉化為勢能；當活塞2由下止點10開始向上止點9運動 時，排氣過程開始，永磁緩沖儲能裝置釋放勢能轉化為動能推動活塞2運動，吸氣閥12為關 閉狀態，排氣閥13為打開狀態，氣態流體經排氣室15由排氣口 17排出。圖2所示為第一固定磁環5和第一運動磁環4的磁極布置方式示意圖第一固定 磁環5與第一運動磁環4磁極方向相反安置，即N極和N極相對，兩磁環間為斥力作用。此 外，第二運動磁環18和第二固定磁環19也以相同的方式布置在滑動軸承的另一側，活塞軸 3在滑動軸承7兩側的兩對磁環作用下達到受力平衡。第一運動磁環4為兩半環狀永磁體拼接而成，并固定于活塞軸的第一凸起環21 上。第一固定磁環5為圓環狀永磁體，固定于與第一運動磁環4同側的第一固定磁環底座 6上。
權利要求一種具有永磁緩沖儲能裝置的直驅壓縮機，包括壓縮腔殼體(1)、吸排氣腔體、提供動力的直線驅動裝置(8)、固定在壓縮腔殼體內部的滑動軸承(7)、由滑動軸承(7)定位并且一端與所述的直線驅動裝置(8)連接的活塞軸(3)、永磁緩沖儲能裝置，其特征在于所述的永磁緩沖儲能裝置由固定磁環和運動磁環構成，所述的固定磁環包括滑動軸承(7)一側的第一固定磁環底座(6)上固定的第一固定磁環(5)和滑動軸承(7)另一側的第二固定磁環底座(20)固定的第二固定磁環(19)，所述的運動磁環包括由活塞軸(3)上第一凸起環(21)上固定的第一運動磁環(4)和第二凸起環(22)上固定的第二運動磁環(18)；所述的第一運動磁環(4)和第一固定磁環(5)同極性相對布置，兩磁環呈排斥狀態，第二運動磁環(18)和第二固定磁環(19)同極性相對布置，兩磁環呈排斥狀態。
2.如權利要求1所述的直驅壓縮機，其特征在于所述的第一固定磁環(5)和第二固 定磁環(19)為環狀永磁體，所述的第一運動磁環(4)和第二運動磁環(18)為兩半環狀永 磁體拼接而成。
3.如權利要求2所述的直驅壓縮機，其特征在于所述的滑動軸承(7)、第一固定磁環 底座(6)、第二固定磁環底座(20)及活塞軸(3)均為非導磁材料制造。
專利摘要本實用新型公開了一種具有永磁緩沖儲能裝置的直驅壓縮機，包括壓縮腔殼體、吸排氣腔體、提供動力的直線驅動裝置、固定在壓縮腔殼體內部的滑動軸承、由滑動軸承定位并且一端與所述的直線驅動裝置連接的活塞軸、永磁緩沖儲能裝置。本實用新型通過永磁緩沖儲能裝置，起到緩沖儲能的作用，使活塞的動能勢能之間的轉化效率提高，且振動噪音小，最大程度降低了加工以及裝配難度，并且將永磁緩沖儲能裝置放置于壓縮腔體內部，有效利用了腔體內部空間，使得壓縮機體積更加緊湊。
文檔編號F04B35/04GK201621037SQ20102010681
公開日2010年11月3日 申請日期2010年1月29日 優先權日2010年1月29日
發明者于明湖, 盧琴芬, 葉云岳 申請人:浙江大學