BR102014014551B1

BR102014014551B1 - Compressor linear

Info

Publication number: BR102014014551B1
Application number: BR102014014551-6A
Authority: BR
Inventors: Sangsub Jeong
Original assignee: Lg Electronics, Inc
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2021-10-26
Also published as: JP2015010608A; CN104251194A; CN104251194B; EP2818715A2; EP2818715B1; CN203906211U; EP2818715B8; JP6448928B2; ES2611792T3; EP2818715A3; US20150004030A1; KR101454549B1; BR102014014551A2

Abstract

compressor linear. um compressor linear é provido. o compressor linear pode incluir um cilindro que forma um espaço de compressão para um refrigerante; um pistão que reciproca em uma direção axial dentro do cilindro e um motor linear que fornece energia ao pistão. o motor linear pode incluir um estator externo, incluindo um primeiro polo magnético do estator, um segundo polo magnético do estator e uma abertura definida entre o primeiro polo magnético do estator e o segundo polo magnético do estator; um estator interno disposto distante do estator externo para formar uma lacuna de ar entre eles; e um ímã permanente disposto de forma móvel em uma lacuna de ar entre o estator externo e o estator interno e com três polos. os três polos podem incluir polos magnéticos com duas extremidades, e um polo magnético central disposto entre os polos magnéticos com duas extremidades. o pistão pode ser móvel por um ciclo entre uma posição de ponto morto superior (tdc) e uma posição de ponto morto inferior (bdc), e um comprimento do primeiro polo magnético do estator ou do segundo polo magnético do estator pode ser maior do que um comprimento do ciclo.

Description

FUNDAMENTOS 1. Campo

[0001] Um compressor linear é divulgado aqui.

2. Fundamentos

[0002] Em geral, compressores podem ser mecanismos que recebem energia de dispositivos de geração de energia, tais como motores ou turbinas elétricas, para comprimir ar, refrigerantes ou outros gases de trabalho, aumentando, assim, uma pressão do gás de trabalho. Compressores são amplamente usados em aparelhos eletrodomésticos ou maquinários industriais, tais como refrigeradores e condicionadores de ar.

[0003] Compressores podem ser amplamente classificados em compressores reciprocantes, em que um espaço de compressão - para e do qual um gás de trabalho, tal como um refrigerante, é aspirado e descarregado - é definido entre um pistão e um cilindro para comprimir o refrigerante enquanto o pistão é reciprocado linearmente dentro do cilindro; compressores rotativos, em que um espaço de compressão - para e do qual um gás de trabalho, tal como um refrigerante, é aspirado e descarregado - é definido entre um rolo, que é rotacionado de forma excêntrica e um cilindro para comprimir o refrigerante enquanto o rolo é rotacionado excentricamente ao longo de uma parede interna do cilindro; e compressores de rolagem, em que um espaço de compressão - para e do qual um gás de trabalho, tal como um refrigerante, é aspirado e descarregado - é definido entre uma rolagem orbital e uma rolagem fixa para comprimir o refrigerante enquanto a rolagem orbital é rotacionada ao longo da rolagem fixa. Em anos recentes, entre os compressores reciprocantes, compressores lineares tendo uma estrutura simples - na qual um pistão é conectado diretamente a um motor de acionamento, o qual é reciprocado de forma linear - estão sendo ativamente desenvolvidos para melhorar a eficiência de compressão sem perda mecânica devido à mudança no movimento. Geralmente, tal compressor linear é configurado para aspirar e comprimir um refrigerante enquanto um pistão é reciprocado de forma linear dentro de um cilindro por um motor linear em uma carcaça vedada, descarregando, assim, o refrigerante comprimido.

[0004] O motor linear tem uma estrutura na qual um ímã permanente é disposto entre um estator interno e um estator externo. O ímã permanente pode ser reciprocado de forma linear por uma força eletromagnética mútua entre o ímã permanente e o estator interno (ou externo). Além disso, como o ímã permanente é operado em um estado em que o ímã permanente está conectado ao pistão, o refrigerante pode ser aspirado e comprimido enquanto o pistão é reciprocado de forma linear dentro do cilindro e, então, ser descarregado.

[0005] Um compressor linear de acordo com a técnica relacionada é divulgado na Publicação de Patente Coreana No. 10-2010-0010421. O compressor linear de acordo com a técnica relacionada inclui um motor linear, o qual é provido com um estator externo tendo um núcleo e um corpo envolto por bobina, um estator interno e um ímã permanente. Uma extremidade de um pistão está conectada ao ímã permanente. O ímã permanente pode incluir um ímã tendo uma única polaridade e pode ser um ímã de terras raras. Quando o ímã permanente é reciprocado de forma linear por força eletromagnética mútua entre o estator interno e o estator externo, o pistão reciproca de forma linear em um cilindro, juntamente com o ímã permanente. No entanto, metais de terras raras são caros.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0006] Modalidades serão descritas em detalhe com referência às seguintes figuras, nas quais numerais de referência iguais se referem a elementos iguais, e em que:

[0007] Fig. 1 é uma vista de seção transversal de um compressor linear de acordo com uma modalidade;

[0008] Fig. 2 é uma vista ampliada de uma porção "A" do compressor linear da FIG. 1;

[0009] Figs. 3 e 4 são vistas de seção transversal ilustrando um movimento reciprocante de um ímã permanente em uma direção axial, de acordo com a operação de um motor linear do compressor linear da FIG. 1;

[0010] Figs. 5 e 6 são vistas de seção transversal que ilustram esquematicamente o motor linear das FIGs. 3-4;

[0011] Fig. 7A ilustra o fluxo magnético em um motor linear com uma distância de ponta do polo magnético de T1, Fig. 7B ilustra o fluxo magnético em um motor linear com uma distância de ponta do polo magnético de T2 e Fig. 7C ilustra uma magnitude de fluxo magnético de vazamento nos motores lineares das Figs. 7A e 7B;

[0012] Fig. 8 é uma vista de seção transversal de um motor linear que ilustra uma posição de um ímã permanente quando um pistão está posicionado em uma posição de ponto morto inferior (BDC), de acordo com uma modalidade;

[0013] Fig. 9 é uma vista de seção transversal de um motor linear que ilustra uma posição de um ímã permanente quando um pistão está posicionado em uma posição de ponto morto superior (TDC), de acordo com uma modalidade;

[0014] Fig. 10 é um gráfico que mostra uma magnitude de um impulso gerado de acordo com os comprimentos de polos magnéticos em ambas as extremidades em um ímã permanente de acordo com uma modalidade;

[0015] Fig. 11 é um gráfico que mostra variações em uma força de encaixe de acordo com os comprimentos dos polos magnéticos em ambas as extremidades em um ímã permanente de acordo com uma modalidade;

[0016] Fig. 12 é um gráfico que mostra uma magnitude de um impulso gerado de acordo com um comprimento de um polo magnético central em um ímã permanente de acordo com uma modalidade; e

[0017] Fig. 13 é um gráfico que mostra variações em uma força de encaixe de acordo com um comprimento de um polo magnético central em um ímã permanente de acordo com uma modalidade.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0018] Doravante, modalidades serão descritas com referência às figuras anexas. No entanto, o escopo não é limitado a modalidades divulgadas aqui e, assim, uma pessoa versada na técnica, que compreendeu o escopo, facilmente sugeriria outras modalidades dentro do mesmo escopo das mesmas.

[0019] Fig. 1 é uma vista de seção transversal de um compressor linear de acordo com uma modalidade. Referindo-se à Fig. 1, o compressor linear 10 pode incluir um cilindro 120 disposto em uma carcaça 100, um pistão 130 que reciproca de forma linear dentro do cilindro 120 e uma montagem de motor 200, a qual pode ser na forma de um motor linear, que exerce uma força de acionamento sobre o pistão 130. A carcaça 100 pode incluir uma carcaça superior e uma carcaça inferior.

[0020] A carcaça 100 pode incluir adicionalmente uma entrada 110, através da qual um refrigerante pode fluir para a carcaça 100, e uma saída 105, através da qual o refrigerante comprimido dentro do cilindro 120 pode ser descarregado da carcaça 100. O refrigerante aspirado para dentro através da entrada 101 pode fluir para o pistão 130 por meio de um abafador de aspiração 140. Enquanto o refrigerante está passando através do abafador de aspiração 140, ruído pode ser reduzido.

[0021] O pistão 130 pode ser feito de um material não magnético, tal como um material à base de alumínio, por exemplo, alumínio ou liga de alumínio. Como o pistão 130 pode ser feito do material à base de alumínio, fluxo magnético gerado na montagem de motor 200 pode ser entregue ao pistão 130, impedindo, assim, que o fluxo magnético seja vazado para fora do pistão 130. O pistão 130 pode ser formado por forjamento, por exemplo.

[0022] O cilindro 120 pode ser feito de um material não magnético, tal como um material à base de alumínio, por exemplo, alumínio ou liga de alumínio. O cilindro 120 e o pistão 130 podem ter uma mesma razão de composição de material, ou seja, razão de tipo e composição.

[0023] Como o cilindro 120 pode ser feito do material à base de alumínio, fluxo magnético gerado na montagem de motor 200 pode ser entregue ao cilindro 120, impedindo, assim, que o fluxo magnético seja vazado para fora do cilindro 120. O cilindro 120 pode ser formado por processamento de haste extrudida, por exemplo.

[0024] O pistão 130 e o cilindro 120 podem ser feitos do mesmo material, por exemplo, alumínio, e, assim, podem ter um mesmo coeficiente de expansão térmica. Durante operação do compressor linear 10, um ambiente de alta temperatura (cerca de 100 °C) pode ser criado na carcaça 100. Nesse momento, o pistão 130 e o cilindro 120 podem ter o mesmo coeficiente de expansão térmica e, assim, podem ter a mesma quantia de deformação térmica. Como o pistão 130 e o cilindro 120 podem ser termicamente deformados em quantias ou direções diferentes, é possível impedir interferência com o cilindro 120 durante o movimento do pistão 130.

[0025] Um espaço de compressão P para comprimir o refrigerante pelo pistão 130 pode ser definido no cilindro 120. Um orifício de aspiração 131a, através do qual o refrigerante pode ser introduzido no espaço de compressão P, pode ser definido no pistão 130, e uma válvula de aspiração 132 pode ser disposta em um lado do orifício de aspiração 131a para seletivamente abrir o orifício de aspiração 131a.

[0026] Uma montagem de válvula de descarga 170, 172 e 174 para descarregar o refrigerante comprimido no espaço de compressão P pode ser disposta em um lado do espaço de compressão P. Ou seja, o espaço da compressão P pode ser formado entre uma extremidade do pistão 130 e a montagem de válvula de descarga 170, 172 e 174.

[0027] A montagem de válvula de descarga 170, 172 e 174 pode incluir uma cobertura de descarga 172, na qual um espaço de descarga do refrigerante pode ser definido; uma válvula de descarga 170, que pode ser aberta e introduzir o refrigerante para o espaço de descarga quando a pressão do espaço compressão P não for menor do que uma pressão de descarga; e uma mola de válvula 174, a qual pode ser disposta entre a válvula de descarga 170 e a cobertura de descarga 172 para exercer uma força elástica em uma direção axial. O termo "direção axial" usado aqui pode se referir a uma direção na qual o pistão reciproca de forma linear, isto é, uma direção substancialmente horizontal na Fig. 1, enquanto o termo "direção radial" pode se referir a uma direção substancialmente perpendicular à direção reciprocante do pistão 130, isto é, uma direção substancialmente vertical na Fig. 1.

[0028] A válvula de aspiração 132 pode ser disposta em um primeiro lado do espaço de compressão P, e a válvula de descarga 170 pode ser disposta em um segundo lado do espaço de compressão P, ou seja, em um lado oposto da válvula de aspiração 132. Enquanto o pistão 130 reciproca de forma linear no interior do cilindro, 120, a válvula de aspiração 132 pode ser aberta para permitir que o refrigerante seja introduzido no espaço de compressão P quando a pressão do espaço compressão P for menor do que a pressão de descarga e não maior que uma pressão de aspiração. Em contraste, quando a pressão do espaço de compressão P não for menor do que a pressão de aspiração, o refrigerante do espaço de compressão P pode ser comprimido em um estado no qual a válvula de aspiração 132 está fechada.

[0029] Se a pressão do espaço de compressão P for a pressão de descarga ou maior, a mola de válvula 174 pode ser deformada para abrir a válvula de descarga, 170, e o refrigerante pode ser descarregado do espaço de compressão P em um espaço de descarga da cobertura de descarga 172. O refrigerante do espaço de descarga pode fluir para dentro de um cano em alça 178 através de um abafador de descarga 176. O abafador de descarga 176 pode reduzir o ruído do fluxo do refrigerante comprimido, e o cano em alça 178 pode guiar o refrigerante comprimido à saída 105. O cano em alça 178 pode ser acoplado ao abafador de descarga 176 e se estender de forma curva para ser acoplado à saída 105.

[0030] O compressor linear 10 pode incluir adicionalmente uma moldura 110. A moldura 110, a qual pode fixar o cilindro 120 dentro da carcaça 100, pode ser formada integralmente com o cilindro 120 ou pode ser acoplada ao cilindro 120 por meio de um membro de prendimento em separado, por exemplo. A cobertura de descarga 172 e o abafador de descarga 176 podem ser acoplados à moldura 110.

[0031] A montagem de motor 200 pode incluir um estator externo 210, o qual pode ser fixado à moldura 110 e disposto de forma a circundar o cilindro 120, um estator interno 220 disposto separado de um interior do estator externo 210, e um ímã permanente 230 disposto em um espaço entre o estator externo 210 e o estator interno 220. O ímã permanente 230 pode reciprocar de forma linear devido a uma força eletromagnética mútua entre o estator externo 210 e o estator interno 220. O ímã permanente 230 pode incluir um único ímã tendo um polo voltado para o estator externo 210, ou múltiplos ímãs tendo três polos voltados para o estator externo 210. No caso do ímã permanente 230 tendo três polos, uma superfície lá pode ter uma distribuição polar N-S-N, e a outra superfície do mesmo pode ter uma distribuição polar S-N-S

[0032] O ímã permanente 230 pode ser acoplado ao pistão 130 por um membro de conexão 138. O membro de conexão 138 pode se estender para o ímã permanente 230 a partir de uma extremidade do pistão 130. Conforme o ímã permanente 230 se move de forma linear, o pistão 130 pode reciprocar de forma linear em uma direção axial juntamente com o ímã permanente 230.

[0033] O estator externo 210 pode incluir uma serpentina 213, uma bobina 215 e um núcleo do estator 211. A bobina 215 pode ser enrolada em uma direção circunferencial da serpentina 213. A bobina 215 pode ter uma seção poligonal, por exemplo, uma seção hexagonal. O núcleo do estator 211 pode ser formado através do empilhamento de uma pluralidade de laminações em uma direção circunferencial e pode ser disposto para circundar a serpentina 213 e a bobina 215.

[0034] A cobertura do estator 240 pode ser disposta em um lado do estator externo 210. Uma primeira extremidade do estator externo 210 pode ser suportada pela moldura 110 e uma segunda extremidade do estator externo 210 pode ser suportada pela cobertura do estator 240.

[0035] O estator interno 220 pode ser fixado a uma circunferência externa do cilindro 120. O estator interno 220 pode ser formado através do empilhamento de uma pluralidade de laminações em um lado externo do cilindro 120 em uma direção circunferencial.

[0036] O compressor linear 10 pode incluir adicionalmente um suporte 135 que suporta o pistão 130 e uma cobertura traseira 115 que se estende em direção à entrada 101 a partir do pistão 130. A cobertura traseira 115 pode ser disposta para cobrir pelo menos uma porção do abafador de aspiração 140.

[0037] O compressor linear 10 pode incluir uma pluralidade de molas 151 e 155, uma frequência natural de cada uma das quais pode ser ajustada a fim de permitir que o pistão 130 desempenhe o movimento ressonante. A pluralidade de molas 151 e 155 pode incluir uma pluralidade de primeiras molas 151 suportadas entre o suporte 135 e a cobertura do estator 240 e uma pluralidade de segundas molas 155 suportada entre o suporte 135 e a cobertura traseira 115.

[0038] A pluralidade de primeiras molas 151 pode ser provida em ambos os lados do cilindro 120 ou do pistão 130, e a pluralidade de segundas molas 155 pode ser provida em uma frente do cilindro 120 ou do pistão 130. O termo "frente" usado aqui pode se referir a uma direção orientada em direção à entrada 101 a partir do pistão 130. O termo "traseira" pode se referir a uma direção orientada em direção à montagem de válvula de descarga 170, 172 e 174 a partir da entrada 101. Esses termos podem também ser igualmente usados na seguinte descrição.

[0039] Uma quantia predeterminada de óleo pode ser armazenada em uma superfície inferior interna da carcaça 100. Um dispositivo de abastecimento de óleo 160 de óleo da bomba pode ser fornecido em uma parte inferior do reservatório 100. O dispositivo de fornecimento de óleo 160 pode ser operado por vibração gerada de acordo com o movimento reciprocante linear do pistão 130 para, assim, bombear o óleo para cima.

[0040] O compressor linear 10 pode incluir adicionalmente um cano de fornecimento de óleo 165 que guia o fluxo do óleo a partir do dispositivo de fornecimento de óleo 160. O cano de fornecimento de óleo 165 pode se estender a partir do dispositivo de fornecimento de óleo 160 até um espaço entre o cilindro 120 e o pistão 130. O óleo bombeado a partir do dispositivo de fornecimento de óleo 160 pode ser fornecido no espaço entre o cilindro 120 e o pistão 130 por meio do cano de fornecimento de óleo 165 e desempenhar operações de resfriamento e de lubrificação.

[0041] Fig. 2 é uma vista ampliada de uma porção "A" do compressor linear da FIG. 1. As Figs. 3 e 4 são vistas de seção transversal ilustrando um movimento reciprocante do ímã permanente em uma direção axial, de acordo com a operação de um motor linear do compressor linear da FIG. 1.

[0042] Referindo-se às Figs. 2 a 4, o estator externo 210, de acordo com modalidades, pode incluir o núcleo do estator 211, no qual a pluralidade de laminações pode ser empilhada na direção circunferencial. O núcleo do estator 211 pode ser configurado de forma que um primeiro núcleo 211a e um segundo núcleo 211b são acoplados em uma porção de acoplamento 211c.

[0043] Um espaço de acomodação, no qual a serpentina 213 e a bobina 215 podem ser dispostas, pode ser definido no núcleo do estator 211 e uma abertura 219 pode ser provida em um lado do espaço de acomodação. Ou seja, o primeiro núcleo 211a e o segundo núcleo 211b podem ser acoplados, de forma que o núcleo do estator 211 tenha a abertura 219 em uma porção central do mesmo para, assim, ter um formato de C.

[0044] O primeiro núcleo 211a pode incluir um primeiro polo magnético do estator 217 que age com o ímã permanente 230. O segundo núcleo 211b pode incluir um segundo polo magnético do estator 218 que age com o ímã permanente 230. O primeiro polo magnético do estator 217 e o segundo polo magnético do estator 218 podem ser porções do primeiro e segundo núcleos 211a e 211b, respectivamente. A abertura 219 pode ser um espaço entre o primeiro polo magnético do estator 217 e o segundo polo magnético 218.

[0045] O ímã permanente 230 pode ser formado de um material de ferrita, o qual pode ser relativamente barato. O ímã permanente 230 pode incluir múltiplos polos 231, 232 e 233 cujas polaridades podem ser arranjadas alternadamente. Os múltiplos polos 231, 232 e 233 podem incluir um primeiro polo 231, um segundo polo 232 e um terceiro polo 233, os quais podem ser acoplados uns aos outros.

[0046] Quando uma corrente é aplicada à montagem de motor 200, uma corrente pode fluir através da bobina 215, um fluxo magnético pode ser formado em torno da bobina 215 pela corrente que flui através da bobina 215 e o fluxo magnético pode fluir ao longo do estator externo 210 e do estator interno 220 ao mesmo tempo em que forma um circuito fechado. O primeiro polo magnético do estator 217 pode formar um dentre um polo N ou um polo S, e o segundo polo magnético do estator 218 pode formar o outro dentre o polo N ou o polo S (vide seta sólida A na Fig. 5).

[0047] Os múltiplos polos 231, 232 e 233 (ímã permanente 230) podem reciprocar de forma linear em uma direção axial entre o estator externo 210 e o estator interno 220 por meio de uma força de interação do fluxo magnético que flui através do estator externo 210 e do estator interno 220 e do fluxo magnético formado pelos múltiplos polos 231, 232 e 233 (ímã permanente 230). O pistão 130 pode se mover dentro do cilindro 120 por movimentos dos múltiplos polos 231, 232 e 233 (ímã permanente 230).

[0048] Quando a corrente que flui através da bobina 215 muda sua direção, uma direção do fluxo magnético que passa através do estator externo 210 e do estator interno 220 pode ser mudada. Ou seja, no exemplo acima descrito, polaridades do primeiro e segundo estatores 217 e 218 podem ser permutadas. Portanto, uma direção de movimento dos múltiplos polos 231, 232 e 233 (ímã permanente 230) pode ser revertida e, portanto, uma direção de movimento do pistão 130 também pode ser mudada. Dessa forma, conforme a direção do fluxo magnético é mudada repetidamente, o pistão 130 pode reciprocar de forma linear.

[0049] A Fig. 3 ilustra um modo no qual a primeira mola 151 é alongada quando os múltiplos polos 231, 232 e 233 (ímã permanente 230) se movem em uma primeira direção. A Fig. 4 ilustra um modo no qual a segunda mola 151 é comprimida quando os múltiplos polos 231, 232 e 233 (ímã permanente 230) se movem em uma segunda direção.

[0050] Os múltiplos polos 231, 232 e 233 (ímã permanente 230) e o pistão 130 podem reciprocar de forma linear através de repetição dos modos das Figs. 3 e 4. Por exemplo, quando o ímã permanente 230 está em uma posição mostrada na Fig. 3, o pistão 130 é posicionado em um ponto morto inferior (BDC), e quando o ímã permanente 230 está em uma posição mostrada na Fig. 4, o pistão 130 é posicionado em um ponto morto superior (TDC).

[0051] O termo BDC pode se referir a uma posição quando o pistão 130 está em uma posição mais baixa dentro do cilindro 120, ou seja, uma posição quando o pistão 130 está disposto mais distante do espaço de compressão P. O termo TDC pode se referir a uma posição quando o pistão 130 está em uma posição mais alta dentro do cilindro 120, ou seja, uma posição quando o pistão 130 está disposto mais próximo ao espaço de compressão P.

[0052] Doravante, uma estrutura da montagem de motor 200 será descrita mais completamente com referência às figuras.

[0053] As Figs. 5 e 6 são vistas de seção transversal que ilustram esquematicamente o motor linear das Figs. 3-4. Referindo-se à Fig. 5, de acordo com uma modalidade, o primeiro polo magnético do estator 217 do primeiro núcleo 211a e o segundo polo magnético do estator 218 do segundo núcleo 211b podem ser dispostos afastados um do outro com respeito à abertura 219.

[0054] Em mais detalhes, uma primeira ponta 217a pode ser provida em uma extremidade do primeiro polo magnético do estator 217 e uma segunda ponta 218a pode ser provida em ou sobre o segundo polo magnético do estator 218. A abertura 219 pode ser formada por uma separação entre a primeira ponta 217a e a segunda ponta 218a. Um comprimento de direção axial da abertura 219 pode ser definido como "T", o qual pode ser uma distância entre a primeira ponta 217a e a segunda ponta 218a.

[0055] Uma lacuna entre o estator externo 210 e o estator interno 220 pode ser uma lacuna de ar. Mais especificamente, a lacuna de ar pode ser uma porção em que o fluxo magnético gerado no estator externo 210 e o fluxo magnético gerado no imã permanente 230 se encontram e, assim, um impulso para o ímã permanente 230 pode ser formado por interação dos fluxos magnéticos. Uma altura da lacuna de ar pode ser definida como "G". Conforme o ímã permanente 230 reciproca na lacuna de ar, uma espessura MT do ímã permanente 230 pode ser formada menor do que a altura G da lacuna de ar.

[0056] Como descrito na Fig. 5, quando uma corrente é aplicada à bobina 215 de forma a formar o fluxo magnético em um sentido horário, uma porção do fluxo magnético pode passar através do primeiro polo magnético do estator 217, o segundo polo magnético do estator 218, o ímã permanente 230 e o estator interno 220. Uma primeira porção do fluxo magnético pode ser referida como um "fluxo magnético de lacuna de ar". O fluxo magnético de lacuna de ar pode gerar um impulso para o ímã permanente 230.

[0057] Uma segunda porção do fluxo magnético pode ser formada para passar através do primeiro polo magnético do estator 217 a partir do segundo polo magnético do estator 218. A outra porção do fluxo magnético não é útil para gerar um impulso para agir sobre o ímã permanente 230 e, assim, pode ser referida como "fluxo magnético de vazamento" (seta pontilhada).

[0058] Uma razão entre a altura G da lacuna de ar e o comprimento da direção axial T da abertura 219 é provida adiante.

[0059] Como descrito acima, o fluxo magnético pode incluir o fluxo magnético de lacuna de ar e o fluxo magnético de vazamento. Quando um dentre o fluxo magnético de lacuna de ar ou o fluxo magnético de vazamento aumenta, o outro fluxo magnético pode diminuir, relativamente.

[0060] Uma razão entre o fluxo magnético de lacuna de ar e o fluxo magnético de vazamento pode variar com uma razão entre a altura G da lacuna de ar e o comprimento da direção axial T da abertura 219. Em mais detalhes, uma vez que a lacuna entre o estator externo 210 e o estator interno 220 aumenta conforme a altura G da lacuna de ar aumenta, uma magnitude do fluxo magnético que flui para o estator interno 220 a partir do estator externo 210 diminui. Ou seja, a magnitude do fluxo magnético de lacuna de ar diminui.

[0061] Uma vez que a lacuna entre o estator externo 210 e o estator interno 220 diminui conforme o comprimento de direção axial T da abertura 219 diminui, uma magnitude do fluxo magnético que flui a partir de um dentre o estator interno 220 ou o estator externo 210 para o outro estator aumenta. Ou seja, a magnitude do fluxo magnético de lacuna de ar aumenta.

[0062] Portanto, para reduzir o fluxo magnético de vazamento e aumentar o fluxo magnético de lacuna de ar relativamente, o comprimento da direção axial T da abertura 219 pode ser igual a ou maior do que a altura G da lacuna de ar. Ou seja, T>G pode ser estabelecido. Efeitos relacionados podem ser confirmados nas Figs. 7A a 7C.

[0063] Fig. 7A ilustra o fluxo magnético em um motor linear com uma distância de ponta do polo magnético de T1. Fig. 7B ilustra o fluxo magnético em um motor linear com uma distância de ponta do polo magnético de T2. Fig. 7C ilustra uma magnitude de um fluxo magnético de vazamento no motor linear das Figs. 7A e 7B.

[0064] A Fig. 7A ilustra um fluxo do fluxo magnético gerado na montagem de motor 200 quando o comprimento da direção axial da abertura 219 é T1, e a Fig. 7B ilustra um fluxo do fluxo magnético gerado na montagem de motor 200 quando o comprimento da direção axial da abertura 219 é T2. T2 é maior do que T1. Por exemplo, T1 pode ser cerca de 3mm e T2 pode ser aproximadamente 9mm. As lacunas de ar nas Figs. 7A e 7B podem ter a mesma altura G.

[0065] Nas Figs. 7A e 7B, quando um ponto onde uma primeira linha em uma direção radial, que penetra através de um centro da abertura 219, encontra o estator interno 220 é definido como um ponto zero (O), um ponto que intercepta uma segunda linha que conecta o primeiro e segundo polos magnéticos do estator 217 e 218 pode ser definido como um primeiro ponto (P1). Uma distância entre o ponto zero O e o primeiro ponto P1 pode corresponder à altura da lacuna de ar. Além disso, quando um ponto na serpentina 213 no qual a primeira linha intercepta a parte de acoplamento 211c é definido no como um segundo ponto (P2), a Fig. 7C ilustra um fluxo magnético que vaza da montagem de motor 200.

[0066] Em mais detalhes, como ilustrado na Fig. 7A, na altura G da lacuna de ar, se a abertura 219 tiver um comprimento axial relativamente pequeno, um fluxo magnético de vazamento do fluxo magnético gerado no estator externo 210, por exemplo, um fluxo magnético de vazamento de um polo positivo (+) pode aumentar significativamente a partir do ponto zero O para o primeiro ponto P1 para formar um fluxo magnético de vazamento máximo no ponto P1. O fluxo magnético de vazamento pode diminuir gradualmente do primeiro ponto P1 para o segundo ponto P2.

[0067] Além disso, o fluxo magnético de vazamento do polo positivo (+) pode ser alterado em direção a um polo negativo (-) para aumentar significativamente. Distante do segundo ponto P2, a magnitude do fluxo magnético de vazamento pode ter um valor aproximadamente constante (um fluxo magnético constante). Aqui, os termos "polo positivo (+)" e "polo negativo (-)" podem denotar direções de fluxo magnético de vazamento opostas uma à outra. Além disso, o fluxo magnético constante pode ser um fluxo magnético máximo do polo negativo (-).

[0068] Por outro lado, como ilustrado na Fig. 7B, na altura G da lacuna de ar, se a abertura 219 tiver um comprimento axial relativamente grande, um fluxo magnético de vazamento do fluxo magnético gerado no estator externo 210, por exemplo, um fluxo magnético de vazamento de um polo positivo (+) pode aumentar suavemente a partir do ponto zero O para o primeiro ponto P1 para formar um fluxo magnético de vazamento máximo no primeiro ponto P1. O fluxo magnético máximo na Fig. 7B pode ter um valor relativamente menor do que aquele na Fig. 7A. O fluxo magnético de vazamento pode diminuir gradualmente do primeiro ponto P1 para o segundo ponto P2.

[0069] O fluxo magnético de vazamento do polo positivo (+) pode ser alterado em direção ao polo negativo (-) para aumentar significativamente. Distante do primeiro ponto P2, a magnitude do fluxo magnético de vazamento pode ter um valor aproximadamente constante (um fluxo magnético constante). No entanto, o fluxo magnético constante na Fig. 7B pode ter um valor relativamente maior do que aquele na Fig. 7A.

[0070] Como ilustrado na Fig. 7C, com respeito à altura G da lacuna de ar predeterminada, quanto mais a abertura aumenta em comprimento T, maior o fluxo magnético de vazamento máximo, isto é, os fluxos magnéticos máximos dos polos positivo (+) e negativo (-) diminuem. Assim, uma maior quantia de impulso pode ser provida ao ímã permanente 230 para melhorar a eficiência de operação da montagem de motor 200.

[0071] A Fig. 8 é uma vista de seção transversal de um motor linear que ilustra uma posição de um ímã permanente quando um pistão está posicionado na posição BDC, de acordo com uma modalidade. A Fig. 9 é uma vista de seção transversal de um motor linear que ilustra uma posição de um ímã permanente quando um pistão está posicionado na posição TDC, de acordo com uma modalidade.

[0072] Referindo-se às Figs. 5, 6, 8 e 9, o ímã permanente, de acordo com modalidades, pode incluir a pluralidade de polos 231, 232 e 233, os quais podem ser dispostos alternadamente em polaridade. A pluralidade de polos 231, 232 e 233 pode incluir o primeiro polo 231, o segundo polo 232 acoplado ao primeiro polo 231, e o terceiro polo 233 acoplado ao segundo polo 232.

[0073] O segundo polo 232 pode ser referido como um "polo magnético central" e o primeiro e terceiro polos 231 e 233 podem ser referidos como "polos magnéticos com duas extremidades", em que o segundo polo 232 é disposto entre o primeiro e o terceiro polos 231 e 233.

[0074] O polo magnético central 232 pode ter um comprimento maior do que um comprimento de cada um dos polos magnéticos com duas extremidades 231 e 233. Um comprimento do polo magnético central 232 pode ser definido como um comprimento "MC", um comprimento do primeiro polo 231 pode ser definido como um comprimento "MF" e um comprimento do terceiro polo 233 pode ser definido como um comprimento "MR". Os comprimentos MF e MR podem ter o mesmo valor. Por outro lado, os comprimentos MF e MR podem ter valores diferentes um do outro de forma a aumentar o impulso de acordo com um projeto do compressor.

[0075] Uma primeira superfície de interface 235 pode ser disposta entre o primeiro polo 231 e o segundo polo 232 e uma segunda superfície de interface 236 pode ser disposta entre o segundo polo 232 e o terceiro polo 233. A primeira superfície de interface 235 pode ser reciprocada dentro de um alcance que não está fora de um alcance do primeiro polo magnético do estator 217 com respeito a um centro do primeiro polo magnético do estator 217, e a segunda superfície de interface 236 pode ser reciprocada dentro de um alcance que não está fora de um alcance do segundo polo magnético do estator 218 com respeito a um centro do segundo polo magnético do estator 218.

[0076] Ou seja, a primeira superfície de interface 235 pode ser reciprocada em uma direção axial entre ambas as extremidades do primeiro polo magnético do estator 217 com respeito ao centro do primeiro polo magnético do estator 217. Além disso, a segunda superfície de interface 236 pode ser reciprocada na direção axial entre ambas as extremidades do segundo polo magnético do estator 218 com respeito ao centro do segundo polo magnético do estator 218.

[0077] Uma força (impulso) puxada e empurrada entre polaridades (um polo N ou um polo S) do primeiro polo magnético do estator 217 e polaridades do primeiro e segundo polos 231 e 232 pode ocorrer. Além disso, como a força puxada e empurrada entre polaridades (um polo N ou um polo S) do segundo polo magnético do estator 217 e polaridades do segundo e terceiro polos 231 e 232 pode ocorrer, o ímã permanente pode ser reciprocado.

[0078] O primeiro e segundo polos 231 e 233 podem ter a mesma polaridade. O segundo polo 232 disposto entre o primeiro e terceiro polos 231 e 233 pode ter uma polaridade oposta a uma polaridade de cada um do primeiro e segundo polos 231 e 233. Por exemplo, se cada um dentre o primeiro e terceiro polos 231 e 233 for um polo N, o segundo polo 232 pode ser um polo S. Se cada um dentre o primeiro e terceiro polos 231 e 233 for um polo S, o segundo polo 232 pode ser um polo N.

[0079] Uma estrutura, na qual dois polos agindo um sobre o outro com respeito ao primeiro polo magnético do estator 217 estão dispostos e os outros dois polos agindo um sobre o outro com respeito ao segundo polo magnético do estator 218 estão dispostos, pode ser provida para gerar uma quantia maior de impulso sobre o ímã permanente 230. Os dois polos, agindo um sobre o outro, podem ter o mesmo comprimento e, além disso, os outros dois polos podem ter o mesmo comprimento. No entanto, quando se considera o espaço interno limitado do compressor 10, um ímã permanente com quatro polos pode ser limitado em arranjo. Ou seja, se os quatro polos forem arranjados, o ímã permanente pode aumentar em comprimento e, assim, o motor linear pode aumentar em comprimento.

[0080] Assim, o ímã permanente 230 de acordo com modalidades pode ter dois polos posicionados em uma porção central para servir como um polo e três polos que são arranjados alternadamente. Assim, o polo disposto na porção central, ou seja, o polo magnético central, pode ter um comprimento maior do que um comprimento de cada um dos polos magnéticos com duas extremidades. Assim, quando comparada a um caso em que quatro polos estão arranjados, uma estrutura compacta pode ser realizada. Adicionalmente, polos magnéticos com duas extremidades podem ser reduzidos pela metade ou menos em comprimento. Ou seja, a seguinte expressão relacional pode ser definida.

[0081] MF ou MR < MC < 2 * MF ou 2* MR

[0082] Além disso, o polo magnético central pode ter um comprimento MC menor do que uma soma do comprimento MF do primeiro polo 231 e do comprimento MR do segundo polo 232.

[0083] Em suma, quanto mais o comprimento do polo magnético central aumenta, mais a força de ação mútua com o primeiro polo magnético do estator 217 ou o segundo polo magnético do estator 218 aumenta. Assim, o impulso pode aumentar.

[0084] No entanto, ao considerar um tamanho total do motor linear, ou seja, ao considerar a miniaturização ou compactificação, se a expressão relacional acima for satisfeita, os dois efeitos, ou seja, aumento do impulso e da compactificação do compressor, podem ser atingidos.

[0085] O comprimento P do primeiro polo magnético do estator 217 ou do segundo polo magnético do estator 218 na direção axial pode ser determinado com base no ciclo S do pistão 130 quando uma carga máxima é aplicada ao compressor 10. O ciclo S do pistão 130 pode ser uma distância entre a posição TDC e a posição BDC.

[0086] Quando o pistão 130 estiver posicionado na posição BDC, uma primeira extremidade (uma extremidade esquerda na Fig. 8) do primeiro polo 231 pode ser disposta fora do primeiro núcleo 211a. A primeira extremidade do primeiro polo 231 pode ser definida como uma extremidade oposta à primeira superfície de interface 235, a qual define uma segunda extremidade do primeiro polo 231.

[0087] Além disso, fora do primeiro núcleo 211a pode ser entendida como uma área definida como fora de uma linha virtual em uma direção radial, que passa através de uma extremidade externa do primeiro núcleo 211a. Além disso, os termos "fora" ou "direção para fora" podem se referir a uma direção estendendo-se para longe do centro da abertura 219, e "dentro" ou "direção para dentro" podem se referir a uma direção em direção a ou mais próxima ao centro da abertura 219.

[0088] Além disso, quando o pistão 130 estiver posicionado na posição TDC, a primeira extremidade do primeiro polo 231 pode ser disposta dentro do primeiro núcleo 211a. Ou seja, a primeira extremidade do primeiro polo 231 pode ser disposta dentro de uma região, na qual o primeiro núcleo 211a está disposto, com respeito à direção axial.

[0089] No entanto, a primeira extremidade do primeiro polo 231 pode não circular dentro do primeiro polo magnético do estator 217. Ou seja, a primeira extremidade do primeiro polo 231 pode ser disposta em uma posição correspondente a uma extremidade do primeiro polo magnético do estator 217 ou disposta fora do primeiro polo magnético do estator 217. Aqui, a frase dentro do primeiro polo magnético do estator 217 pode se referir a um espaço entre linhas virtuais na direção radial, que passam através de ambas as extremidades do primeiro polo magnético do estator 217.

[0090] O primeiro polo magnético do estator 217 pode ter o mesmo comprimento axial que o segundo polo magnético do estator 218. Em mais detalhes, um comprimento axial P do primeiro ou segundo polo magnético do estator 217 ou 218 pode ser determinado pela adição de um erro mecânico ou erro de controle ao ciclo S do pistão 130. Por exemplo, se o ciclo S for de cerca de 16 mm, o comprimento P pode ser estabelecido a cerca de 18 mm.

[0091] Se o comprimento P for menor que o ciclo S, a primeira ou segunda superfície de interface 235 ou 236 pode mover-se para fora do primeiro ou segundo polo magnético do estator 217 ou 218. Assim, a força empurrada e puxada entre os polos magnéticos 217 e 218 e o ímã permanente 230 pode ser reduzida. Assim, o comprimento P pode ser determinado para ser maior do que o ciclo S.

[0092] Uma expressão relacional entre o comprimento P e o comprimento do primeiro polo 231 ou do segundo polo 233 é definida. Quando cada uma dentre a primeira e segunda superfícies de interface 235 e 236 é reciprocada com respeito ao centro de cada um dentre o primeiro e segundo polos magnéticos do estator 217 e 218, se ambas as extremidades dos polos magnéticos com duas extremidades 231 e 233 se moverem em ambas as extremidades do primeiro e segundo polos magnéticos do estator 217 e 218, o impulso aplicado ao ímã permanente pode ser reduzido. Ou seja, se pelo menos uma porção de polos magnéticos com duas extremidades 231 e 233 não estiver disposta fora de ambas as extremidades do primeiro e segundo polos magnéticos do estator 217 e 218, a força de ação mútua entre os fluxos magnéticos do estator externo 210 e o ímã permanente 230 pode ser enfraquecida.

[0093] Assim, ao considerar o impulso para gerar o movimento reciprocante do ímã permanente 230, o comprimento MF do primeiro polo 231 e o comprimento MR do terceiro polo 233 podem ser maiores do que o comprimento P de cada um dentre o primeiro e segundo polos magnéticos do estator 217 e 218.

[0094] No entanto, o comprimento MF do primeiro polo 231 e o comprimento MR do terceiro polo 233 são fatores que têm uma influência sobre um comprimento total do ímã permanente 230. Assim, os comprimentos MF e MR podem ser usados como um fator limitante para realizar miniaturização do compressor linear 10.

[0095] Assim, a presente modalidade propõe a seguinte expressão relacional.

[0096] MF ou MR > 0,9 * P

[0097] De acordo com a expressão relacional descrita acima, se o comprimento MF do primeiro polo 231 e o comprimento MF do terceiro polo 233 estiverem dentro de uma faixa semelhante ao comprimento P de cada um dentre o primeiro e segundo polos magnéticos do estator 217 e 218, o impulso pode ser reduzido e o compressor linear 10 pode ser compacto.

[0098] A Fig. 10 é um gráfico que mostra uma magnitude de um impulso gerado de acordo com os comprimentos de polos magnéticos em ambas as extremidades no ímã permanente de acordo com uma modalidade. A Fig. 11 é um gráfico que mostra a magnitude de uma força de encaixe de acordo com os comprimentos dos polos magnéticos em ambas as extremidades em um ímã permanente de acordo com uma modalidade.

[0099] Referindo-se à Fig. 10, uma mudança no impulso com respeito a uma mesma corrente de entrada de acordo com um comprimento de cada um dos polos magnéticos com duas extremidades 231 e 233 de acordo com modalidades é ilustrada. O eixo horizontal na Fig. 10 ilustra uma posição do ímã permanente 230. Um ponto zero (O) no eixo horizontal pode ser definido como um estado em que cada dentre a primeira e segunda superfícies de interface 235 e 236 está disposto no centro de cada um dentre o primeiro e segundo polos magnéticos do estator 217 e 218. Esse estado pode ser entendido como um estado no qual o ímã permanente está disposto no ponto zero.

[00100] Além disso, uma posição negativa (-) pode ser definida como um caso no qual o ímã permanente 230 se move a partir do ponto zero em uma primeira direção, e uma posição positiva (+) pode ser definida como um caso no qual o ímã permanente 230 se move a partir do ponto zero em uma segunda direção. Ao longo do eixo horizontal, quanto mais um valor crítico em posição aumenta, maior será uma distância a partir do ponto zero.

[00101] Referindo-se à Fig. 10, quando o ímã permanente 230 estiver disposto no ponto zero, o impulso pode ser gerado de forma máxima. Além disso, quanto mais cada um dos polos magnéticos com duas extremidades 231 e 233 aumentar em comprimento, mais o impulso máximo pode aumentar.

[00102] Por exemplo, sob uma mesma condição em que o polo magnético central 232 tem um comprimento de cerca de 24 mm, se cada um dos polos magnéticos com duas extremidades 231 e 233 tiver um comprimento de cerca de 19 mm, o impulso máximo pode ser F1 N. Além disso, se cada um dos polos magnéticos com duas extremidades 231 e 233 tiver um comprimento de cerca de 17 mm, o impulso máximo pode ser F2 N. Aqui, os impulsos máximos podem ser definidos como segue: F1 > F2 > F3

[00103] Além disso, quanto mais cada um dos polos magnéticos com duas extremidades 231 e 233 aumentar em comprimento, mais a magnitude do impulso pode aumentar significativamente no total. Ou seja, quanto mais cada um dos polos magnéticos com duas extremidades 231 e 233 aumentar em comprimento, mais a magnitude do impulso aplicado ao ímã permanente 230 aumenta, eficiência de operação do compressor pode ser melhorada.

[00104] Fig. 11 ilustra variações ou uma mudança no valor de pico de uma força devido à relutância magnética do ímã permanente 230, ou seja, uma força de encaixe de acordo com o comprimento de cada um dos polos magnéticos com duas extremidades 231 e 233 de acordo com uma modalidade. A relutância magnética ou força de encaixe do ímã permanente 230 pode ser entendida como resistência elétrica com respeito uma força de ação mútua entre o fluxo magnético gerado no estator externo 210 e o fluxo magnético do ímã permanente 230. A força de encaixe pode aumentar para um valor de pico de acordo com uma posição (posição (+) ou negativa (-) do ímã permanente ou variar em uma direção em que o valor de pico diminui. Em mais detalhes, quando o ímã permanente 230 estiver disposto na posição positiva (+), a força de encaixe pode ser formada em uma direção positiva (+) e tem um valor de pico em uma posição predeterminada. Por outro lado, quando o ímã permanente 230 estiver disposto na posição negativa (-), a força de encaixe pode ser formada em uma direção negativa (-) e tem um valor de pico em uma posição predeterminada. Aqui, as direções positiva (+) e negativa (-) da força de encaixe podem denotar forças que agem em direções opostas uma à outra.

[00105] Quanto mais o valor de pico aumenta, mais a força aplicada às molas 151 e 155 pode aumentar. Assim, pode ser difícil controlar o motor linear 200.

[00106] Referindo-se à Fig. 11, quanto mais cada um dos polos magnéticos com duas extremidades 231 e 233 aumentar em comprimento, mais o valor de pico positivo (+) e negativo (-) da força de encaixe pode diminuir. Assim, o motor linear 200 pode ser facilmente controlado.

[00107] Por exemplo, nas mesmas condições em que o polo magnético central 232 tem um comprimento de cerca de 24 mm, se cada um dos polos magnéticos com duas extremidades 231 e 233 tiver um comprimento de cerca de 19 mm, um valor de pico da força de encaixe pode ser de cerca de 15 N. Além disso, se cada um dos polos magnéticos com duas extremidades 231 e 233 tiver um comprimento de cerca de 18 mm, um valor de pico da força de encaixe pode ser de cerca de 20 N. Além disso, se cada um dos polos magnéticos com duas extremidades 231 e 233 tiver um comprimento de cerca de 17 mm, um valor de pico da força de encaixe pode ser de cerca de 27 N.

[00108] A Fig. 12 é um gráfico que mostra uma magnitude de um impulso gerado de acordo com um comprimento de um polo magnético central no ímã permanente de acordo com uma modalidade. A Fig. 13 é um gráfico que mostra variações em uma força de encaixe de acordo com um comprimento de um polo magnético central no ímã permanente de acordo com uma modalidade.

[00109] Referindo-se às Figs. 12 e 13, quanto mais cada um dos polos magnéticos com duas extremidades aumentar em comprimento, mais o impulso pode aumentar e o valor de pico da força de encaixe pode diminuir. Como descrito com referência às Figs. 10 e 11, conforme o impulso aumenta, a eficiência de operação do motor linear pode ser melhorada. Além disso, conforme o valor de pico da força de encaixe diminui, a confiabilidade do controle do motor linear pode ser melhorada.

[00110] Referindo-se à Fig. 12, pode-se ver que o impulso aumenta conforme o polo magnético central aumenta em comprimento MC sob a condição de que polos magnéticos com duas extremidades tenham o mesmo comprimento. Por exemplo, sob a condição de que os comprimentos MF e MR sejam de cerca de 18 mm, é visto que o impulso (o impulso máximo: 85 V/m/s) quando o comprimento MC é de cerca de 26 mm pode ser maior do que aquele (o impulso máximo: 83 V/m/s) quando o comprimento MC é de cerca de 24 mm.

[00111] Referindo-se à Fig. 13, é visto que o valor de pico da força de encaixe diminui conforme o polo magnético central aumenta em comprimento MC sob a condição de que os polos magnéticos com duas extremidades possam ter o mesmo comprimento. Por exemplo, sob uma condição na qual os comprimentos MF e MR são de cerca de 18 mm, é visto que o valor de pico (cerca de 13 N) da força de encaixe quando o comprimento MC é de cerca de 26 mm pode ser menor do que aquele (cerca de 20 N) da força de encaixe quando o comprimento MC é de cerca de 24 mm.

[00112] De acordo com modalidades, como o ímã permanente pode incluir um ímã tendo três polaridades, uma quantidade de um fluxo magnético gerado pode ser aumentada. Além disso, o fluxo magnético aumentado do ímã permanente pode interagir com um fluxo magnético gerado a partir do estator externo, aumentando, assim, o impulso exercido sobre o pistão.

[00113] Ademais, como um comprimento da abertura entre os polos magnéticos dispostos no estator externo pode ser mantido igual a ou maior do que a lacuna de ar entre o estator externo e o estator interno, é possível reduzir um fluxo magnético vazado e aumentar uma magnitude do fluxo magnético gerado a partir do estator externo e orientado em direção ao estator interno. Consequentemente, o fo fluxo magnético de lacuna de ar e o luxo magnético do ímã permanente podem interagir um com o outro, gerando, assim, maior impulso.

[00114] Além disso, no imã permanente com três polos, um comprimento do polo magnético com duas extremidades pode ser uma proporção predeterminada de um comprimento de polo magnético do estator externo, tornando, assim, possível aumentar um impulso gerado em comparação com uma corrente aplicada ao motor linear e também reduzir uma força de encaixe (ou torque).

[00115] Adicionalmente, no ímã permanente com três polos, um comprimento de polo magnético central pode ser maior do que os comprimentos dos polos magnéticos com duas extremidades e pode ser duas vezes ou menos do que os comprimentos dos polos magnéticos com duas extremidades. Isso também possibilita que um impulso gerado seja aumentado e uma força de encaixe (ou torque) seja reduzida.

[00116] Além disso, o pistão e o cilindro podem ser feitos de um material não magnético, tal como alumínio ou liga de alumínio, e, assim, pode-se impedir que o fluxo magnético vaze para fora através do pistão ou cilindro. Adicionalmente, o ímã permanente pode ser feito de um material barato de ferrita, reduzindo, assim, um custo de fabricação para a montagem de motor.

[00117] Modalidades divulgadas aqui proveem um compressor linear provido com um motor linear capaz de gerar uma força suficiente (um impulso).

[00118] Modalidades divulgadas aqui proveem um compressor linear que pode incluir um cilindro que forma um espaço de compressão para um refrigerante; um pistão que se move de forma reciprocante em uma direção axial dentro do cilindro; e um motor linear que fornece uma energia para o pistão. O motor linear pode incluir um estator externo, incluindo um primeiro polo magnético do estator, um segundo polo magnético do estator e uma abertura definida entre o primeiro polo magnético do estator e o segundo polo magnético do estator; um estator interno disposto distante do estator externo; e um ímã permanente disposto de forma móvel em uma lacuna de ar entre o estator externo e o estator interno e com três polos. Os três polos podem incluir dois polos magnéticos com duas extremidades, e um polo magnético central disposto entre os dois polos magnéticos com duas extremidades. O polo magnético central pode ter um comprimento maior do que os polos magnéticos com duas extremidades.

[00119] Um comprimento do polo magnético central pode ser duas vezes ou menos do que aquele de qualquer um dos dois polos magnéticos com duas extremidades. Um comprimento do polo magnético central pode ser igual a ou menor do que a soma dos comprimentos dos dois polos magnéticos com duas extremidades. Um comprimento da direção axial da abertura pode ser igual a ou maior do que uma altura da direção radial da lacuna de ar.

[00120] O pistão pode ser móvel por um ciclo entre um ponto morto superior (TDC) e um ponto morto inferior (BDC), e um comprimento do primeiro polo magnético do estator ou do segundo polo magnético do estator pode ser igual a ou menor do que o ciclo. Um comprimento de qualquer um dos dois polos magnéticos com duas extremidades pode ser de aproximadamente 90% ou mais de comprimento do primeiro polo magnético do estator ou do segundo polo magnético do estator.

[00121] Os dois polos magnéticos com duas extremidades podem incluir um primeiro polo acoplado ao polo magnético central em uma primeira interface e um segundo polo acoplado ao polo magnético central em uma segunda interface. A primeira interface pode reciprocar em uma direção axial entre ambas as extremidades do primeiro polo magnético do estator, com base em um centro do primeiro polo magnético do estator, e a segunda interface pode reciprocar em uma direção axial entre ambas as extremidades do segundo polo magnético do estator, com base em um centro do segundo polo magnético do estator.

[00122] O primeiro polo pode incluir uma extremidade em uma posição voltada para a primeira interface, e a extremidade do primeiro polo pode ser posicionada fora do estator externo quando o pistão está posicionado no BDC. A extremidade do primeiro polo pode ser posicionada em uma extremidade ou fora do primeiro polo magnético do estator quando o pistão estiver posicionado no TDC.

[00123] Os dois polos magnéticos com duas extremidades podem incluir um primeiro polo acoplado a um lado do polo magnético central e pelo menos uma porção do primeiro polo pode ser posicionada em uma lacuna de ar entre o primeiro polo magnético do estator e o estator interno. Os dois polos magnéticos com duas extremidades podem incluir um segundo polo acoplado ao outro lado do polo magnético central e pelo menos uma porção do segundo polo pode ser posicionada em uma lacuna de ar entre o segundo polo magnético do estator e o estator interno.

[00124] A abertura pode ser definida entre uma ponta do primeiro polo magnético do estator e uma ponta do segundo polo magnético do estator, de um lado de um espaço de acomodação para acomodar uma bobina.

[00125] O ímã permanente pode ser feito de um material de ferrita. O pistão e o cilindro podem ser feitos de alumínio ou liga de alumínio.

[00126] Embora modalidades tenham sido descritas com referência a um número de modalidades ilustrativas das mesmas, deve-se entender que inúmeras outras modificações e modalidades podem ser idealizadas por aqueles versados na técnica que cairão dentro do espírito e escopo dos princípios desta divulgação. Mais particularmente, várias variações e modificações são possíveis nas partes e/ou arranjos componentes do arranjo de combinação do assunto dentro do escopo da divulgação, das figuras e das reivindicações anexas. Adicionalmente a variações e modificações nas partes e/ou arranjos dos componentes, usos alternativos também serão aparentes àqueles versados na técnica.

[00127] Qualquer referência nesta especificação a "uma modalidade", "uma modalidade", "modalidade exemplar", etc., significa que um específico, estrutura ou característica particular descritos em conexão com a modalidade está incluída em pelo menos uma modalidade da invenção. As aparições de tais frases em vários lugares no relatório descritivo não são necessariamente todas referentes à mesma modalidade. Além disso, quando um recurso, estrutura ou característica particular é descrita em conexão com qualquer modalidade, subentende-se que ela está dentro da competência de alguém versado na técnica para efetuar tal recurso, estrutura ou característica em conexão as outras das modalidades.

[00128] Embora modalidades tenham sido descritas com referência a um número de modalidades ilustrativas das mesmas, deve-se entender que inúmeras outras modificações e modalidades podem ser idealizadas por aqueles versados na técnica que cairão dentro do espírito e escopo dos princípios desta divulgação. Mais particularmente, várias variações e modificações são possíveis nas partes e/ou arranjos componentes do arranjo de combinação do assunto dentro do escopo da divulgação, das figuras e das reivindicações anexas. Adicionalmente a variações e modificações nas partes e/ou arranjos dos componentes, usos alternativos também serão aparentes àqueles versados na técnica.

Claims

1. Compressor linear, caracterizado pelo fato de que compreende: um cilindro (120) que forma um espaço de compressão (P) para um refrigerante; um pistão (130) que reciproca em uma direção axial dentro do cilindro (120); e um motor linear (200) que fornece energia ao pistão (130), em que o motor linear (200) compreende: um estator externo (210) compreendendo: um primeiro polo magnético do estator (217); um segundo polo magnético do estator (218); e uma abertura (219) definida entre o primeiro polo magnético do estator (217) e o segundo polo magnético do estator (218); um estator interno (220) disposto distante do estator externo (210) para formar uma lacuna de ar entre eles; e um ímã permanente (230) disposto de forma móvel na lacuna de ar entre o estator externo (210) e o estator interno (220) e com três polos, em que os três polos incluem: polos magnéticos com duas extremidades (231, 233); e um polo magnético central (232) disposto entre os polos magnéticos com duas extremidades (231, 233), em que o pistão (130) é móvel por um ciclo entre uma posição de ponto morto superior e uma posição de ponto morto inferior, em que um comprimento (d) do primeiro polo magnético do estator (231) ou do segundo polo magnético do estator (233) é maior do que um comprimento do ciclo (S) e em que o polo magnético central (232) tem um comprimento maior que um comprimento de qualquer um dos polos magnéticos com duas extremidades (231, 233).

2. Compressor linear, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o comprimento do polo magnético central (232) é duas vezes ou menos do que o comprimento de qualquer um dos polos magnéticos com duas extremidades (231, 233).

3. Compressor linear, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o comprimento do polo magnético central (232) é igual a ou menor do que uma soma de comprimentos dos polos magnéticos com duas extremidades (231, 233).

4. Compressor linear, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um comprimento da abertura (219) na direção axial é igual a ou maior do que uma altura da lacuna de ar em uma direção radial.

5. Compressor linear, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um comprimento de qualquer um dos polos magnéticos com duas extremidades (231, 233) é aproximadamente 90% ou mais de um comprimento do primeiro polo magnético do estator (217) ou do segundo polo magnético do estator (218).

6. Compressor linear, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os polos magnéticos com duas extremidades (231, 233) compreendem: um primeiro polo (231) acoplado ao polo magnético central (232) em uma primeira interface; e um segundo polo (233) acoplado ao polo magnético central (232) em uma segunda interface.

7. Compressor linear, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a primeira interface reciproca na direção axial entre ambas as extremidades do primeiro polo magnético do estator, com base em um centro do primeiro polo magnético do estator, e a segunda interface reciproca na direção axial entre ambas as extremidades do segundo polo magnético do estator, com base em um centro do segundo polo magnético do estator.

8. Compressor linear, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o primeiro polo (231) compreende uma extremidade em uma posição que está voltada para a primeira interface, e em que a extremidade do primeiro polo (231) está posicionada fora do estator externo (210) quando o pistão (130) está posicionado na posição de ponto morto inferior.

9. Compressor linear, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a extremidade do primeiro polo (231) está posicionada em uma extremidade do, ou fora do primeiro polo magnético do estator (217) quando o pistão (130) está posicionado na posição de ponto morto superior.

10. Compressor linear, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os polos magnéticos com duas extremidades (321, 233) compreendem um primeiro polo (231) acoplado a um primeiro lado do polo magnético central (232), e em que pelo menos uma porção do primeiro polo (231) pode ser posicionada na lacuna de ar entre o primeiro polo magnético do estator (217) e o estator interno (220).

11. Compressor linear, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os polos magnéticos com duas extremidades (231, 233) compreendem um segundo polo (233) acoplado a um segundo lado do polo magnético central (232), e em que pelo menos uma porção do segundo polo (233) está posicionada na lacuna de ar entre o segundo polo magnético do estator (218) e o estator interno (220).

12. Compressor linear, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a abertura (219) é definida entre uma ponta do primeiro polo magnético do estator (217) e uma ponta do segundo polo magnético do estator (218), em um lado de um espaço de acomodação que acomoda uma bobina.

13. Compressor linear, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pistão (130) e o cilindro (120) são feitos de alumínio ou liga de alumínio.