[其他]電磁式壓縮機

無效

• 申請號: 87101616
• 申請日: 1987-02-25
• 公開（公告）號: CN87101616A
• 公開（公告）日: 1988-09-07
• 發明（設計）人: 張健豪;酈秀章
• 申請（專利權）人: 張健豪;酈秀章
• 主分類號: F04B17/04
• 分類號: F04B17/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一般電冰箱用的小型全封閉式制冷壓縮機是采用內裝的小型單相交流電動機通過曲柄滑管或曲軸連桿機構來驅動的。這類壓縮機在標準工況下效能比在0.7-0.9左右，即總效率約1/3左右，故效率很低。主要原因是：一、小型單相交流電動機本身效率就很低，二、電動機輸出的機械功由曲柄滑管或曲軸連桿傳動給活塞，因此有相當部分機械功在傳動中損耗。當壓縮機功率越小時，上述兩項損耗比例就越大。因此要提高效率應從提高電能效率和降低機械傳動損耗方面著手。若采用電磁力直接驅動活塞來壓縮氣體，由于無需采用曲柄滑管或曲軸連桿等機械傳動裝置，就有可能提高小型壓縮機的效率。現有的根據這一原理制成的電磁式壓縮機一般采用電磁振動型式。即在永磁體的固定磁場中有一組激磁線圈，當激磁線圈中通入工頻電流時，產生了交變磁場，在交變磁場中的永磁體便發生振動，經過振動彈簧連動的活塞便在振動下做直線往復運動。由于使用振動彈簧和永磁體便產生了兩個問題，振動彈簧的疲勞問題和永磁體在交變磁場中失磁的問題，這兩個問題影響到效率和機械壽命，故這類壓縮機沒有被廣泛應用。

本發明的目的是要提供用電磁力直接驅動活塞的壓縮機并在電磁場中不用永磁體和振動彈簧。由于沒有這兩個問題，就能有簡單的機械結構和長的機械壽命。

本發明特征在于由一個兩邊分別繞有一組輪流與電源接通和關斷的激磁線圈1的套管2和一個可在套管2中往復運動的鐵心3及形成磁回路的外殼4組成了電磁式壓縮機的直線往復驅動機構。套管2和鐵心3本身也可分別作為汽缸和活塞，如圖1所示。也可用鐵心3來驅動活塞11在汽缸12中往復運動，如圖7所示。現以圖1為例對其工作情況介紹如下：當一組激磁線圈1，如右邊的激磁線圈1與電源接通時，鐵心3在電磁力作用下向右運動，左端空隙增大，吸氣閥6開啟，吸氣。同時右端空隙縮小，氣體被壓縮，到一定壓力時排氣閥7開啟，排氣。鐵心3運動到預定位置時，右邊的激磁線圈1與電源關斷。同時左邊的激磁線圈1與電源接通，鐵心3在電磁力作用下向左運動，右端開始吸氣，左端開始壓縮、排氣。這樣就達到了用電磁力來直接推動活塞壓縮氣體的目的。

對于如圖1所示的以鐵心3作為活塞的電磁式壓縮機應采取一些止動措施來避免鐵心3和止座5的碰撞。止動方法有多種，如可使套管2和鐵心3的中間部分直徑與兩端直徑有一些差別，如圖2所示，這樣由于直徑差產生的斜面將使鐵心3運動到一定位置時就能被止住，避免了碰撞。也可將排氣口8開在離止座5一定距離的套管2壁面上，如圖4所示，當鐵心3運動到遮斷排氣口8的位置后，繼續壓縮將使剩余氣體壓力增大，故對鐵心3的阻力增大，對鐵心3起止動作用。也可使鐵心3的鐵質段長度短于止座5到墊片10的這段距離，如圖3所示，當鐵心3運動到離止座5很接近時，磁回路中的磁通不再增大而是有所減少，電磁力相應下降，但氣體的壓力不降低，故止動力增大。對于如圖7所示的電磁式壓縮機可不用采取任何止動措施，因為鐵心3能自動停止在一定位置上。鐵心3可以是一個整體，也可以在中間有一段非磁性材料9，如銅、鋁等非磁性金屬或合金，這樣有助于將兩個磁回路隔開。

與激磁線圈1輪流接通和關斷的電源有多種形式。如圖5所示的一種最簡單的電源電路。每組激磁線圈1串聯一個二極管，正半周時激磁線圈1a接通，另一組關斷，負半周時激磁線圈1b接通，1a關斷。隨著交變電流變化，兩個激磁線圈1就輪流地接通和關斷。用可控硅、二極管或其他整流元件，單獨或加上觸發電路和其他元件就可構成各種能使兩組激磁線圈輪流與電源接通和關斷的電路，方法不勝枚舉。

在本發明中套管2、激磁線圈1、鐵心3和外殼4構成了電磁式壓縮機的直線往復驅動機構，鐵心3本身就可作為活塞或直接驅動活塞11，所以不需要傳動裝置，并且汽缸壁受到活塞的徑向壓力很小，故摩擦很小，因此機械效率高。當設計合理時，電能轉換為機械能的效率也比較高，所以總效率比較高。電磁式壓縮機除了可作為制冷壓縮機外，也可用于其他壓縮氣體的場合。

在本發明中，主要運動部件只是一個往復運動的鐵心，運動部件少，故機械加工裝配都比較簡單，同時運動部件少就可以有低的噪聲和長的機械壽命。