本發(fā)明涉及一種壓縮裝置，特別涉及到一種新型壓縮制冷裝置。

背景技術(shù)：

眾所周知，制冷壓縮機是通過改變氣體的容積來完成氣體的壓縮和輸送過程。任何動力設備都需要有個原動力來作功完成，壓縮機也一樣，它需要一個旋轉(zhuǎn)式電動機(馬達)來帶動。

制冷壓縮機種類和形式很多，其中容積式是最為普遍的。容積型壓縮機又分為往復式活塞式和回轉(zhuǎn)式兩種，在中國均有一定的市場空間。往復活塞式是通過活塞在氣缸內(nèi)做往復運動改變氣體工作容積，發(fā)展歷史悠久，生產(chǎn)技術(shù)成熟?；剞D(zhuǎn)式壓縮機包括刮片(滑片)旋轉(zhuǎn)式壓縮機、螺桿式壓縮機，技術(shù)復雜精度高(日本主導該技術(shù)市場)。前者成本低但效率低，后者效率高但成本高。從市場競爭的角度而言，除了掌握核心技術(shù)以外，還必須能夠?qū)崿F(xiàn)“成本低、效率高”。

目前行業(yè)內(nèi)較通用的解決方案是“動磁式直線壓縮機”，動磁式直線壓縮機與傳統(tǒng)的往復式壓縮機相比，可廣泛應用于需要直線驅(qū)動的特殊場合，能夠省去復雜曲柄連桿結(jié)構(gòu)，節(jié)省能源的中間消耗，可大幅度提高機械系統(tǒng)的運行效率，而且推力更大。與傳統(tǒng)的往復式壓縮機相比，雖然動磁式直線壓縮機在通往“成本低、效率高”目的的道路上邁出了一大步，但仍存在很大的距離。制冷壓縮機是通過改變氣體的容積來完成氣體的壓縮和輸送過程。任何動力設備都需要有個原動力來作功完成，壓縮機也一樣，它需要一個旋轉(zhuǎn)式電動機來帶動——無論是傳統(tǒng)的往復壓縮式(往復活塞式)還是現(xiàn)代的旋轉(zhuǎn)壓縮式(回轉(zhuǎn)螺桿式)。

往復活塞式是通過活塞在氣缸內(nèi)做往復運動改變氣體工作容積，發(fā)展歷史悠久，生產(chǎn)技術(shù)成熟。回轉(zhuǎn)式壓縮機包括刮片(滑片)旋轉(zhuǎn)式壓縮機、螺桿式壓縮機，技術(shù)復雜精度高(日本主導該技術(shù)市場)。前者成本低但效率低——需將電機旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為活塞直線運動并涉及曲柄連桿機構(gòu)；后者效率高于前者但成本高——效率雖然高于前者，但小型電機仍不能突破公知的效率“瓶頸”。

到目前為止，無論是往復活塞式還是回轉(zhuǎn)螺桿式，電機和壓縮裝置都是“分體”的，而“分體”則意味著“整合”程度低并存在在某種程度上制約效率(提高)與成本(下降)的問題。為此，人們提出了一種直線壓縮制冷的方法，即把直線電機與壓縮裝置整合成一個整體，這樣減少了中間能量的消耗，節(jié)約能源，提高了電機的工作效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種新型壓縮制冷裝置，以實現(xiàn)上述目的。

一種新型壓縮制冷裝置，包括定子磁管、動子鐵芯、線圈、控制開關(guān)和外部電源，所述的動子鐵芯上纏繞有線圈，線圈與控制開關(guān)電性連接，所述的控制開關(guān)上電性連接有外部電源；所述定子磁管由永磁體構(gòu)成，所述構(gòu)成定子磁管的永磁體的n極或s極全部朝向定子磁管的內(nèi)部并形成管內(nèi)同極且能在定子磁管的兩端集成由里到外方向相反的逆向磁場；還包括壓縮缸，所述的定子磁管呈梯田形層狀結(jié)構(gòu)固定設置在壓縮缸的外表面；所述的動子鐵芯活動設置在壓縮缸內(nèi)；動子鐵芯與壓縮缸所圍成的密封空間為氣缸。

進一步，所述層狀結(jié)構(gòu)的定子磁管至少由二層永磁體疊加而成且由里到外一層比一層要短。

進一步，所述動子鐵芯的行程決定于定子磁管的疊加層數(shù)與疊加結(jié)構(gòu)。

進一步，所述的壓縮缸為采用合金材料制作。

進一步，所述的定子磁管由整體式或多塊組合的永磁鐵構(gòu)成，也可以通過席卷制作而成；所述的定子磁管的橫截面為多邊形，所述的橫截面可以為方形、菱形。

進一步，所述由永磁體構(gòu)成的定子磁管采用釹鐵硼材料或鐵氧體材料或膠磁材料或其它磁性材料制作；制作的材料可以是厚型磁性材料或薄型磁性材料或超薄型磁性材料或硬質(zhì)磁性材料或軟質(zhì)磁性材料；制作材料可以根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇。

進一步，所述的動子鐵芯采用硅鋼材料或鐵磁性材料制作。

進一步，所述的控制開關(guān)為直流換向控制器；所述線圈通過控制開關(guān)連接外部電源而實現(xiàn)動子鐵芯的(直線)往復運動；本發(fā)明所述的換向開關(guān)或換向控制器為可實現(xiàn)動子鐵芯作直線往復運動的普通機械換向開關(guān)或普通電子換向開關(guān)。

進一步，所述的線圈為超導線圈，為了節(jié)省使用成本超導線圈也可以用常規(guī)線圈代替。

進一步，所述的外部電源采用直流電源，采用直流是集磁控向的創(chuàng)新技術(shù)不僅可省去復雜的現(xiàn)有的、常規(guī)的、復雜的控制裝置，而且還可大大提高動子的行程、推力與加速度，通過一次通、斷電過程便可實現(xiàn)動子的一次單向“無縫”直線運動，控制更簡單、節(jié)電更顯著，輸出效率更高。

本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于把直線電機與壓縮機一體化整合和定子磁管采用梯田形層狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的運用可使集磁控向技術(shù)賦以直線電機更具理想的行程、推力與加速度；直線電機與壓縮機的整合大大的縮小了壓縮制冷裝置的整體體積和減小了整體的重量并且提高了能源的利用率避免中間能源的消耗，對壓縮制冷裝置行業(yè)來說是個全新的改革，使壓縮制冷高效節(jié)能集磁控向電機更具先進性、經(jīng)濟性、實用性、與市場化。

本發(fā)明具有以下所述的顯著優(yōu)點與積極效果：

1.超越了傳統(tǒng)控制技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、智能控制技術(shù)的范疇，以低成本的創(chuàng)造取代高成本的智造，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變得更加簡單、生產(chǎn)成本變得更加低廉，市場化程度大為提高，適合大、中、微小企業(yè)生產(chǎn)與開發(fā)；

2.不僅可省去復雜的現(xiàn)有的、常規(guī)的、復雜的控制裝置，而且還可大大提高動子的行程、推力與加速度，制冷效果更快更好；

3.更加適合高、低溫與高、低壓和濕度差異大等各種不同的工作環(huán)境，運行更加可靠，使用壽命更長，維護檢修趨零；

4.采用直線電機與壓縮機一體化整合的集磁控向直線電機的性價比更高，更具“遠程”化、高速化、高效化、小型化、實用化與市場化；

5.為壓縮制冷技術(shù)的發(fā)展提供了一條全新的發(fā)展道路，不僅可使空調(diào)或冰箱擠身高端市場，而且絕無僅有的“雙低”特性(售價低、電費低)使其更加貼近龐大的中低端市場用戶，市場前景廣闊，競爭能力卓越。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種新型壓縮制冷裝置的通電前的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種新型壓縮制冷裝置的通電后的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方案

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明：

集磁控向技術(shù)打破了常規(guī)，通過永磁體同極集合而形成的管形磁場，不僅可以大幅度提高集合空間中的磁場強度，而且還可以導致集合空間中所產(chǎn)生的磁路走向兩端逆反的磁場。

眾所周知，直線電機的行程是一個至關(guān)重要的技術(shù)問題(前提是推力與加速度需要保持在一定的理想狀態(tài))，該問題事關(guān)直線電機的實用性、廣泛性與市場化。本發(fā)明所提供的技術(shù)很好的解決了直線電機推力、行程與加速度的問題。

為此，本發(fā)明提供了一種新型壓縮制冷裝置，包括定子磁管1、動子鐵芯2、線圈3、控制開關(guān)4、外部電源5和壓縮缸6，所述的動子鐵芯2上設置有線圈3，線圈3與控制開關(guān)4電性連接，所述的控制開關(guān)4上電性連接有外部電源5；所述定子磁管1由永磁體構(gòu)成，所述構(gòu)成定子磁管1的永磁體的n極全部朝向定子磁管1的內(nèi)部并形成管內(nèi)同極且能在定子磁管1的兩端集成由里到外方向相反的逆向磁場；所述的定子磁管1呈梯田形層狀結(jié)構(gòu)固定設置在壓縮缸6的外表面，所述層狀結(jié)構(gòu)的定子磁管1由四層永磁體疊加而成且由里到外一層比一層要短。所述的動子鐵芯2活動設置在壓縮缸6內(nèi)，此時的動子鐵芯2就充當活塞的角色，動子鐵芯2的行程決定于定子磁管1的疊加層數(shù)與疊加結(jié)構(gòu)；動子鐵芯2與壓縮缸6所圍成的密封空間為氣缸7，在動子鐵芯2通電后會做直線運動并對氣缸7內(nèi)的氣體做功。

從圖1中可以看出，定子磁管1由四層相互疊加呈梯田形的層狀結(jié)構(gòu)永磁體組成。所述定子磁管1的第一層磁管11由四塊長200mm×寬50mm×厚5mm的釹鐵硼永磁體構(gòu)成，所圍成的定子磁管1的內(nèi)徑(方形的)為45mm×45mm；所述第二層磁管12由四塊長150mm×寬60mm×厚5mm的釹鐵硼永磁體構(gòu)成；所述第三層磁管13由四塊長100mm×寬70mm×厚5mm的釹鐵硼永磁體構(gòu)成；所述第四層磁管14由四塊長50mm×寬80mm×厚5mm的釹鐵硼永磁體構(gòu)成。

所述的動子鐵芯2的長度為120mm；動子鐵芯2為硅鋼工形鐵芯，兩工形圓頭的直徑均小于39mm(放環(huán)需要)，兩工形圓頭的厚度均為10mm；動子鐵芯2的直徑為18mm，纏繞線圈3的有效長度為100mm。所述壓縮缸6為采用合金材料制作；壓縮缸6外徑約為45mm，缸體長度為230mm，缸壁厚度約為3mm；動子鐵芯2在壓縮缸6內(nèi)的有效直線行程為100mm。所述線圈3采用線徑為0.41mm的漆包線環(huán)繞而成的超導線圈；所述外部電源5采用直流電源；所述控制開關(guān)4采用直流換向控制器。

在實施過程中，壓縮缸6上還應該設置有進氣口和出氣口，其連接的進氣系統(tǒng)和出氣系統(tǒng)可采用現(xiàn)有技術(shù)；線圈3的連接方式也可采用現(xiàn)有技術(shù)。

當控制開關(guān)4通電并使線圈3不斷地進行正、反向通電時，充當活塞角色的動子鐵芯2即可隨之不斷地做往復直線運動即對氣缸7進行壓縮。壓縮制冷用高效節(jié)能集磁控向直線電機處于待機狀態(tài)時，動子鐵芯2處于圖1所示的位置。線圈3正向通電導致動子鐵芯2所產(chǎn)生的n、s極。當線圈3通過控制開關(guān)4正向通電時，動子鐵芯2就會受到向前的磁場力迅速移動到圖2所示的位置即對氣缸7進行壓縮；當線圈3通過控制開關(guān)4反向通電時，動子鐵芯2就會產(chǎn)生相反的磁場，受到的磁場力也會相反，即動子鐵芯2會移動到如圖1的原在位置(可通過圖中的虛線觀察，虛線為基準線)。如此不斷循環(huán)，動子鐵芯2便可不斷地做來回往復直線運動(壓縮與制冷)。

本實施方式通過集磁控向技術(shù)最大限度地實現(xiàn)了動力與壓縮制冷裝置一體化，不但可以省去復雜曲柄連桿結(jié)構(gòu)，減少電能的中間消耗，還可以通過逆向磁場加長活塞行程的方式大幅度提高機械系統(tǒng)的運行效率,從而使“活塞”的推力在節(jié)能省電中變得更為強大；而且使整體的重量和體積都有所改變，體積更小重量更輕，這樣運用的場合也就更廣泛。

在本發(fā)明中定子磁管1還可以采用單層模式，不過單層模式的定子磁管1限制了動子鐵芯2的行程，動子鐵芯2所得到的推力和加速度也不理想。增加定子磁管1的厚度或長度雖然能使磁管兩端的磁場增強，但動子鐵芯2的有效直線行程(單向)并未得到明顯的提高，所以關(guān)鍵在于采用梯田形層狀結(jié)構(gòu)的定子磁管1才能使動子鐵芯2具有滿意的行程、推力與加速度。

綜上可見，在推力輸出的整個過程中，輸入電流的控制非常純粹——僅僅體現(xiàn)在電路的通與斷。換句話說，一個始“通”、止“斷”的簡單動作足矣。換言之，在始“通”——止“斷”這段行程中，輸入電流是“恒穩(wěn)”的。“恒穩(wěn)”的工作電流意味著什么？意味著已實現(xiàn)行程控制去傳統(tǒng)控制化、現(xiàn)代控制化、智能控制化。簡言之，已去技術(shù)復雜化。

需要說明的是，上述涉及的案例參數(shù)僅用于表述實施方式，并不代表產(chǎn)品的實際數(shù)據(jù)。另外，上述實施例只為表述本發(fā)明的實施方式，并非以此限制本發(fā)明的實施范圍，故凡依照本發(fā)明之形狀、構(gòu)造及原理所作的等效變化，均涵蓋于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。