[實用新型]一種磁性彈簧及具有其的直線電機和壓縮機

有效

• 申請號: 201620032253.1
• 申請日: 2016-01-12
• 公開（公告）號: CN205278199U
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 高明世
• 申請（專利權）人: 珠海格力節能環保制冷技術研究中心有限公司
• 主分類號: F16F6/00
• 分類號: F16F6/00;F04B35/04;H02K33/02
• 代理公司: 北京煦潤律師事務所 11522
• 代理人: 梁永芳

技術領域

本實用新型涉及彈性支撐裝置技術領域，具體地，涉及一種磁性彈簧及具有其的 直線電機和壓縮機。

背景技術

目前壓縮機用直線電機大都使用鋼制彈簧，實現往復諧振運動。彈簧固有頻率單 一，無法實現變頻調整冷量，而采用變容方式調整壓縮機冷量導致制冷能效較低，如圖1所 示的例子。

參見圖1，該線性壓縮機100包括：汽缸200、活塞300，以及設有內定子420、外定子 440及永磁體460的線性電機400，各部件均容置于殼體110內。當永磁體460由于內定子420 與外定子440之間的相互電磁力而線性往復運動時，連接于永磁體460的活塞300沿著永磁 體460接合地運動，從而進行線性往復運動。內定子420固定于汽缸200的外圍，且外定子440 通過機架520和定子端蓋540軸向固定。支撐件320連接于活塞300的后側，兩個前主彈簧820 的兩端由支撐件320和定子端蓋540支撐，一個后主彈簧840的兩端由支撐件320和后蓋560 支撐，且后蓋560結合于定子端蓋540的后側，前主彈簧820和后主彈簧840構成主彈簧800。 消聲器700設于活塞300的后側。在汽缸200的前部設有排放閥620，在排放閥620的前部設有 支撐帽640及排放罩660。

如果不采用彈簧，僅依靠電機實現往復運動和壓縮氣體存在更多的難題。首先是 排氣瞬間需求出力較大，沒有慣性的情況下，需要電機單周期或半周期出力較多，并且多于 諧振狀態下的做功值；其次單缸壓縮，電機需要實現反向，就需要起到剎車和再加速的作 用，浪費較多能量；再者在考慮節能的前提下計算頻率，相比之下要低很多，無法高頻運行， 動子質量越重，頻率越低。

在專利(申請)號為“201010104727.6”的專利文獻中，公開了具有永磁緩沖儲能裝 置的直驅壓縮機，如圖2所示。該方案中，永磁體磁力與儲能及距離關系性極大，距離越遠， 越無法起到儲能的作用；磁石上止點無法準確控制，對安裝要求極高；無法解決側偏力的影 響，側方向磨損應該較為嚴重；實際生產可操作性低。

參見圖2，該具有永磁緩沖儲能裝置的直線壓縮機，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3一端與直線電機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。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。

在專利(申請)號為“201010600482.6”的專利文獻中，公開了具有磁力彈簧結構的 直線壓縮機，如圖3所示。該方案的可實施性較差，未能考慮應用的其他問題。

參見圖3，該具有磁力彈簧結構的直線壓縮機，磁力彈簧34、運動活塞組件33、直線 電機32、壓縮機機體31和排氣閥30；所述磁力彈簧34，包括永久動磁體和永久定磁體；所述 運動活塞組件33，包括電機動子、活塞及永久動磁體；所述直線電機32，包括電機內定子、電 機外定子、動子及線圈，動子與活塞及永久動磁體聯為一體；壓縮機機體31，固定直線電機 內定子、外定子及永久定磁體。其中，磁力彈簧34的永久動磁體鑲嵌在活塞組件33上。磁力 彈簧34的永久定磁體鑲嵌在壓縮機機體上。運動活塞組件33在電機交變推力的作用下沿電 機軸線方向做往復直線運動，從而完成壓縮機的吸氣-壓縮-排氣過程。