CN101451520A - 永磁式线性无刷泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种永磁式线性无刷泵，包含具备至少一永久磁铁阵列的可移动式汽缸、至少一固定式电磁铁绕线组及一对固定活塞座。该可移动式汽缸内部设置有一隔板以将其分隔成一第一次汽缸室及一第二次汽缸室。该对固定活塞座前端面分别置入该可移动式汽缸两端开口内。本发明通过交替地改变通入该固定式电磁铁绕线组的电流相位，以对该永久磁铁阵列产生相反方向的吸力，而推动该可移动式汽缸朝前或朝后移动，以改变该第一次汽缸室及第二次汽缸室体积，进而压缩该第一次汽缸室或该第二次汽缸室内部气体。本发明提供的永磁式线性无刷泵运用永磁无刷线性马达大推力直驱技术来推动泵，除了可以有效减少零件数目外，永磁无刷设计也可提高运作效能。

Description

永磁式线性无刷泵

技术领域

本发明关于一种气体泵；特别是有关于一种运用永磁线性无刷马达大推力直驱技术推动的永磁式线性无刷泵。

背景技术

目前全球氧气治疗装置的市场产值约十亿美元，产品范围涵盖了氧气浓缩机(制氧器)、压缩氧气瓶、节氧器、液态氧、流量调节器等，氧气治疗主要使用在慢性阻塞性肺疾、睡眠时的氧气治疗及运动导致的低血氧症。氧气治疗病人主要可区分为非移动型与可移动型。百分之八十的病人需要每分钟1.5到2.0升的氧气，每天15个小时。可移动的病人在生活上可能同时需要可携式和固定式的氧气装置，而在病人运动时，氧气流量需求可能提高到每分钟4～6升。氧气浓缩机从空气中分离出氧气，其中的关键零组件--医疗等级压缩机急需开发先进技术与创新机电结构设计，以尽量满足移动式病患者的各种需求。

美国公开专利申请案第2006/0216170A1号揭露一种单气室汽缸压缩机，如其图1所示，采用电枢及活塞为动子而电磁铁绕组为定子的设计，当前述电磁铁绕组通入交流电压时，该电磁铁绕组间歇性产生一磁力吸引该电枢向前移动，进而带动该电枢后端连接的活塞向前推动，而压缩该电枢前端的弹簧；当磁力消失时，前述弹簧回复并推动该电枢及活塞回位。此一压缩机设计采用前述电磁力及弹簧回复力做为动子驱动力，产生的推力会较小。再者前述压缩机需要较长长度，使得其体积较大。此外，此种压缩机采用单气室固定体积汽缸，其空气压缩比固定无法改变，并且汽缸的截面积小、流量小，使得此种压缩机适用范围小。

美国专利第6,015,270号揭露一种压缩机，如其图1所示，采用具永久磁铁阵列的可移动单气室汽缸为动子而固定电磁铁绕组为定子的设计。当交流电压通入该固定电磁铁绕组时，该固定电磁铁绕组会交替产生向前、向后的磁力，推动前述具永久磁铁阵列的可移动单气室汽缸向前、向后移动。此种以电磁力做为驱动力的设计需要专用控制器才可操作。再者，此种压缩机设计加工制作困难，功率密度也较低，并且使用单气室固定体积汽缸，其截面积小、流量小。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种永磁式线性无刷泵，其为一种气体泵或气体压缩机设计，利用永磁无刷线性马达大推力直驱泵，其可以减少噪音与重量，提高输出气体流量与运作效率，并达到携带随行的方便性与舒适性的需求，可应用至移动性病患者的持续性呼吸照护使用，而不影响病人的正常作息。

本发明提供的一种永磁式线性无刷泵，其主要包括一可移动式汽缸、至少一固定式电磁铁绕线组及一对固定活塞座。该可移动式汽缸具有至少一永久磁铁阵列及一隔板，该可移动式汽缸两端分别形成一开口，该隔板设置于该可移动式汽缸内部，以将该可移动式汽缸分隔成一第一次汽缸室及一第二次汽缸室。该永久磁铁阵列设置于该可移动式汽缸外周壁轴向方向上，其包含多个形成交替排列正、负磁场的永久磁铁。该固定式电磁铁绕线组设置于该可移动式汽缸外部相对于该永久磁铁阵列的一适位处，该固定式电磁铁绕线组包含多个次绕线组，其中该些次绕线组绕线方式使得该固定式电磁铁绕线组通入电流时产生交替的正、负磁场，以吸引该可移动式汽缸沿轴向方向移动。每一该固定活塞座具有一主气室，该主气室的前端面置入该可移动式汽缸一端的该开口内，该主气室后端呈开口状，该主气室具有多个副气室，及该主气室前端面具有至少两个不同开启方向的单向阀分别对应一该副气室，以控制该可移动式汽缸内部气体流向。本发明通过改变通入该固定式电磁铁绕线组电流的相位，以控制该可移动式汽缸朝前或朝后轴向移动，进而改变该第一次汽缸室及该第二次汽缸室体积，以压缩该第一次汽缸室或该第二次汽缸室内部气体。

根据上述方案，本发明的效果是显著的：本发明提供的永磁式线性无刷泵运用永磁无刷线性马达大推力直驱技术来推动泵，除了可以有效减少零件数目外，永磁无刷设计也可提高运作效能。再者，如前述，本发明采用与马达动子结合的可移动式汽缸，以及整合单向阀的固定活塞设计，可以使泵设计更紧致。本发明的泵设计除了预留动子可动行程空间外，不需增加活塞的运动空间，因此可有效降低泵体积。

附图说明

图1为本发明永磁式线性无刷泵第一具体实施例的构件分解图；

图2为图1的永磁式线性无刷泵组装后的透视剖面图；

图3A至图3C为第一具体实施例的永磁式线性无刷泵在各种运作状态下的透视剖面图；

图4A至图4C为对应图3A至图3C的主要构件剖面示意图；

图5为本发明永磁式线性无刷泵第二具体实施例主要构件剖面示意图；

图6A及图6B为本发明固定式电磁铁绕线组各种变化例示意图；及

图7A及图7B为本发明永磁式线性无刷泵第三具体实施例在各种运作状态下的主要构件剖面示意图。

主要元件符号对照说明

1---------------永磁式线性无刷泵　　　　　　　　　10----外壳体

12--------------可移动式汽缸

14、14a、14b----固定式电磁铁绕线组

16a、16b--------固定活塞座　　　　　　　　 18a、18b-----气室盖

102a、102b、104a、104b----滑轨

120a----------第一次汽缸室            　　　120b---------第二次汽缸室

122-----------隔板                          124a、124b---永久磁铁阵列

126a、126b----导磁材料                      140----------本体

140a、140b、140c---侧向分支                 142----------绕线

160a、160b----主气室

162a、162b、164a、164b----副气室

166a、166b、168a、168b----单向阀

180a、180b、182a、182b----通道孔

72----------第一可移动式汽缸室

72a---------第一次汽缸室                     72b----第二次汽缸室

74a、74b----第一固定式电磁铁绕线组

76----------第二可移动式汽缸室

76a---------第三次汽缸室                     76b----第四次汽缸室

78a、78b----第二固定式电磁铁绕线组

80----------第一固定式活塞座

82----------第二固定式活塞座

84----------第三固定式活塞座

722---------第一隔板                   　　　762----第二隔板

724a、724b--第一永久磁铁阵列

726a、726b--第一导磁材料

740、780----本体      742----绕线　　　　　　782----绕线

764a、764b--第二永久磁铁阵列

766a、766b--第二导磁材料

802、804----第一副气室

822、824----第二副气室

843、844----第三副气室

806、808、826、828、845、846、847、848----单向阀

841---------前端面                    842----后端面

849---------出气通道                  850----进气通道

具体实施方式

本发明提供的永磁式线性无刷泵通过以下具体实施例配合所附图式将予以详细说明如下。

图1为本发明永磁式线性无刷泵的第一具体实施例的构件分解图。图2为图1中该永磁式线性无刷泵组装后的立体剖面图，图3A至图3C为该永磁式线性无刷泵在各种运作状态下的立体剖面结构图，图4A至图4C为分别对应图3A至图3C的主要结构剖面示意图。参见图1、图2及图4A至图4C，根据第一具体实施例，本发明的永磁式线性无刷泵1主要包括一外壳体10、一可移动式汽缸12、一对固定式电磁铁绕线组14a及14b(图1未示出，图3A～3C仅示出定子座140但未示出绕线142)、一对固定活塞座16a及16b及一对气室盖18a及18b。该外壳体10可以是一铝挤外壳，用以在轴向方向上容纳该可移动式汽缸12及该对固定活塞座16a及16b。该外壳体10的顶面内侧壁两侧轴向方向上设置有一对滑轨102a及102b及其底部内侧壁两侧轴向方向上设置有一对滑轨104a及104b。参见图3A至图3C，前述两对滑轨102a及102b及104a及104b用以导引该可移动式汽缸12在该外壳体10内部沿其轴向方向移动。再参见图1，在第一具体实施例中虽以前述两对滑轨102a及102b及104a及104b来导引该可移动式汽缸12在该外壳体10内部沿其轴向方向移动，但本发明并不限于此一设计，例如可将一对滑轨对称地分别设置于该外壳体10顶面内侧壁中间适位处及其底部内侧壁中间适位处，或者省略前述滑轨102a及102b，而仅使用前述滑轨104a及104b即可，或者仅于该外壳体10底部内侧壁中间适位处设置一滑轨来导引该可移动式汽缸12；相对地，仅于该外壳体10顶面内侧壁中间适位处设置一滑轨来导引该可移动式汽缸12也可。该可移动式汽缸12可以是一铝挤汽缸，其两端分别形成一开口。该可移动式汽缸12内部适位处例如中间位置处设置有一隔板122(图1及图3A～3C未示出)以将该可移动式汽缸12分隔成一第一次汽缸室120a及一第二次汽缸室120b，如图4A～4C所示。该隔板122为可拆卸式，以利于更换不同厚度的隔板122。该可移动式汽缸12的外周壁适位处在其轴向方向上设置一对相对应的永久磁铁阵列124a及124b。每一该永久磁铁阵列124a或124b包含多个形成交替排列正、负磁场的永久磁铁。本发明较佳地在该可移动式汽缸12的外周壁与每一该永久磁铁阵列124a或124b之间设置一导磁材料层126a或126b，例如硅钢片，以进一步降低该永久磁铁阵列124a或124b的磁阻。该对固定式电磁铁绕线组14a及14b分别对应一该永久磁铁阵列124a或124b而设置于该外壳体10的一内侧壁(图1未示出该对固定式电磁铁绕线组14a及14b)。每一该固定式电磁铁绕线组14a或14b包含一定子座140及绕线142。该定子座140具有三个侧向分支140a、140b及140c，而前述绕线142分别缠绕于该侧向分支140a及140c，以形成若干次绕线组。本发明中该固定式电磁铁绕线组14a或14b的绕线方式并不受限于图4A～4C所示，本发明的绕线方式以使该固定式电磁铁绕线组14a或14b通入电流时相邻次绕线组会产生交替正、负磁场为原则。本发明该固定式电磁铁绕线组14a或14b的绕线方式也可以如图6A及图6B所示，可将绕线142分别缠绕于每一该侧向分支140a、140b及140c，或者将绕线缠绕于介于该些侧向分支140a、140b及140c之间的该定子座140部份本体，上述两种绕线方式皆可使该固定式电磁铁绕线组14a或14b通入电流时产生交替的正、负磁场。同样地，本发明该固定式电磁铁绕线组14a及14b的次绕线组数目也不受限于图中所示，视所需要产生的磁场强度而定。参见图1及图4A～4C，每一该固定活塞座16a或16b具有一主气室160a或160b，而该主气室160a或160b的前端面置入该可移动式汽缸12一端开口内。每一该主气室160a或160b分隔成呈同心圆状的两个副气室162a及164a或162b及164b。就该主气室160a而言，其前端面对应副气室162a及副气室164a下方处各设置一不同开启方向的单向阀166a及168a。就该主气室160b而言，其前端面对应副气室162b及副气室164b上方处各设置一不同开启方向的单向阀166b及168b。该主气室160a的单向阀166a与该主气室160b的单向阀168b开启方向一致，而该主气室160a的单向阀168a与该主气室160b的单向阀166b开启方向一致。每一该主气室160a或160b的后端面呈开口状，通过该气室盖18a或18b将该后端面封盖住。该气室盖18a或18b中间适位处形成一通道孔180a或180b连接于该主气室160a或160b的副气室162a或162b，以使副气室162a或162b连通于外界大气源。该气室盖18a下方对应该副气室164a下方适位处另形成一较小通道孔182a，用以将该副气室164a连通至外接组件的气体管路，例如氧气浓缩机的一条高压气体接收管路。同样地，该气室盖18b上方对应该副气室164b上方适位处另形成一较小通道孔182b，用以将该副气室164b连通至同样外接组件的同一或不同气体管路，例如前述氧气浓缩机的同一或不同的高压气体接收管路。在本发明中每一该固定活塞座16a或16b的主气室160a或160b也可设计成具有上下分隔的两个相邻副气室，而该主气室160a或160b的前端面对应该些相邻副气室适位处各设置一不同开启方向的单向阀。同样地，对应的气室盖的通道孔也配合设计。

此外，本发明虽在该外壳体10内侧壁适位处设置滑轨以导引该可移动式汽缸12在该外壳体10内沿其轴向方向移动，但在本发明中也可以利用该对固定活塞座16a及16b导引该可移动式汽缸12在该外壳体10内沿其轴向方向移动。

以下配合图3A至图3C及图4A至图4C对于本发明该永磁式线性无刷泵1的运作机制做一详细说明如下：

本发明该永磁式线性无刷泵1可直接使用一般家用交流电，通过交流电相位的交替改变，交替改变该对固定式电磁铁绕线组14a及14b的该些次绕线组的磁场方向，以吸引该可移动式汽缸12向前或向后移动，进而交替压缩该第一次汽缸室120a及第二次汽缸室120b的体积，以在该第一次汽缸室120a或第二次汽缸室120b交替产生高压气体例如高压空气。以下以该永磁式线性无刷泵1供做一空气压缩机对其运作机制做说明。参见图3A及图4A，当电流未通入该永磁式线性无刷泵1的该对固定式电磁铁绕线组14a及14b时，该对固定式电磁铁绕线组14a及14b的相邻次绕线组不会产生磁场，而该可移动式汽缸12的该些永久磁铁阵列124a及124b的每一对相邻交替正、负磁场即会吸引该对固定式电磁铁绕线组14a及14b对应的一次绕线组，而使该可移动式汽缸12保持在中心位置。在此情况下，该第一次汽缸室120a及该第二次汽缸室120b内部空气压力与外界大气源保持平衡。参见图3B及图4B，当通入该对固定式电磁铁绕线组14a及14b的交流电相位为正时，该对固定式电磁铁绕线组14a及14b的相邻次绕线组产生交替的正、负磁场，而与该可移动式汽缸12的该对永久磁铁阵列124a及124b的相邻负、正磁铁相吸，进而使该可移动式汽缸12被向前推动，吸至一侧，造成该第二次汽缸室120b被压缩，而该第一次汽缸室120a膨胀。在此情况下，该第二次汽缸室120b内部产生高压空气，并经由该单向阀168b流向该副气室164b，再经由该通道孔182b(参见图1)送入所连接的氧气浓缩机的高压气体接收管路。该第一次汽缸室120a内部空气压力降低，而使得外界空气经由该通道孔180a(参见图1)、该副气室162a及该单向阀166a流入该第一次汽缸室120a内部。再者，该固定活塞座16b的该副气室164b被通入来自该第二次汽缸室120b的高压空气后，该副气室164b向外膨胀，使得该固定活塞座16b与该可移动式汽缸12之间接合更紧致。参见图3C及图4C，当通入该对固定式电磁铁绕线组14a及14b的交流电相位为负时，该对固定式电磁铁绕线组14a及14b的相邻次绕线组产生交替的负、正磁场，而与该可移动式汽缸12的该对永久磁铁阵列124a及124b的相邻正、负磁铁相吸，进而使该可移动式汽缸12被向后推动，吸至另一侧，造成该第一次汽缸室120a被压缩，而该第二次汽缸室120b膨胀。在此情况下，该第一次汽缸室120a内部产生高压空气，并经由该单向阀168a流向该副气室164a，再经由该通道孔182a(参见图1)送入所连接的氧气浓缩机的高压气体接收管路。该第二次汽缸室120b内部空气压力降低，而使得外界空气经由该通道孔180b(参见图1)、该副气室162b及该单向阀166b流入该第二次汽缸室120b内部。再者，该固定活塞座16a的该副气室164a被通入来自该第一次汽缸室120a的高压空气后，该副气室164a向外膨胀，使得该固定活塞座16a与该可移动式汽缸12之间接合更紧致。

本发明利用该对固定式电磁铁绕线组14a及14b在通电状态下产生磁场以吸引该可移动式汽缸12的该对永久磁铁阵列124a及124b，推动该可移动式汽缸12交替地向前、向后移动，进而在该第一次汽缸室120a及该第二次汽缸室120b交替产生高压空气，以轮流送入连接的该氧气浓缩机，制造高压氧气。本发明无论通入的交流电相位为正或为负，该永磁式线性无刷泵1皆可将高压空气送入该氧气浓缩机，因此本发明的该永磁式线性无刷泵1可提高运作效率。另外，该可移动式汽缸12内的该隔板122为可拆换式，通过更换不同厚度的隔板122，可调整该可移动式汽缸12内部空气压缩比例(即第一次汽缸室120a或第二次汽缸室120b的膨胀后最大体积与与压缩后最小体积的比例值)，进一步调整压缩空气的压力与流量性能。再者，本发明该永磁式线性无刷泵1可扩充PWM变频控制器及感知电路，以精密控制高压空气压力及其流量。

图5为本发明永磁式线性无刷泵的第二具体实施例的主要结构剖面示意图。第二具体实施例与第一具体实施例的主要差异处在于该可移动式汽缸12外周壁轴向方向上仅设置一永久磁铁阵列124，而一固定式电磁铁绕线组14a相对地设置在该外壳体10一对应内侧壁上，其余构件则与第一具体实施例的对应构件相同。此外，本发明该可移动式汽缸12外周壁轴向方向设置的永久磁铁阵列数目并不受限于上述实施例所示，该可移动式汽缸12外周壁各轴向方向适位处可依呈三角形、X字型或十字型等等几何配置关系来设置适当数目的永久磁铁阵列。至于所需要的固定式电磁铁绕线组数目则对应该些永久磁铁阵列数目来决定。

本发明永磁式线性无刷泵除了如上述实施例所举例可采双汽缸室外，也可采用双动子四汽缸室的设计。图7A及图7B为本发明永磁式线性无刷泵第三具体实施例的主要结构剖面示意图。在第三具体实施例中，本发明永磁式线性无刷泵采用双动子四汽缸室的设计，具体而言将两个永磁式线性无刷泵通过中间共享的一固定活塞座串联结合在一起。第三具体实施例的永磁式线性无刷泵主要包括一第一可移动式汽缸72、一第二可移动式汽缸76、一对第一固定式电磁铁绕线组74a及74b、一对第二固定式电磁铁绕线组78a及78b、一第一固定活塞座80、一第二固定活塞座82及一第三固定活塞座84。该第一汽缸室72两端各形成一开口，其外周壁轴向方向适位处设置一对相对应的永久磁铁阵列724a及724b，并且每一该永久磁铁阵列724a或724b包含多个形成交替排列正、负磁场的永久磁铁。该第一可移动式汽缸72外周壁与对应的一该永久磁铁阵列724a或724b之间较佳设置有一导磁材料层726a或726b，例如硅钢片，以降低该永久磁铁阵列724a或724b的磁阻。该第一可移动式汽缸72内部适位处例如中间位置设置有一可拆卸式第一隔板722，以将该第一可移动式汽缸72分隔成一第一次汽缸室72a及一第二次汽缸室72b。该对第一固定式电磁铁绕线组74a及74b分别对应一该永久磁铁阵列724a或724b而设置于该第一可移动式汽缸72的外部适位处，例如图1所示的该外壳体10内侧壁适位处。该第一固定式电磁铁绕线组74a或74b的设计相同于第一具体实施例的该固定式电磁铁绕线组14a或14b的设计，皆包含一定子座本体740及缠绕于该定子座本体740的侧向分支的绕线742，以形成多个次绕线组，使得该第一固定式电磁铁绕线组74a或74b通入电流时产生交替的正、负磁场。该第一固定活塞座80具有一个第一主气室，被分隔成两个第一副气室802及804，并且该第一固定活塞座80的前端面置入该第一可移动式汽缸72一端的开口内，而该前端面对应前述两个第一副气室802及804适位处分别设置一开启方向不同的单向阀806及808。该第一固定活塞座80后端面呈开口状，以使该些第一副气室802及804分别连通于一氧气浓缩机的一高压空气接收管路及外界大气源。

该第二汽缸室76两端各形成一开口，其外周壁轴向方向适位处设置一对相对应的永久磁铁阵列764a及764b，并且每一该永久磁铁阵列764a或764b包含多个形成交替排列正、负磁场的永久磁铁。该第二可移动式汽缸76外周壁与对应的一该永久磁铁阵列764a或764b之间较佳设置有一导磁材料层766a或766b，例如硅钢片，以降低该永久磁铁阵列764a或764b的磁阻。该第二可移动式汽缸76内部适位处例如中间位置设置有一可拆卸式第二隔板762，以将该第二可移动式汽缸76分隔成一第三次汽缸室76a及一第四次汽缸室76b。该对第二固定式电磁铁绕线组78a及78b分别对应一该永久磁铁阵列764a或764b而设置于该第二可移动式汽缸76的外部适位处，例如图1所示的该外壳体10内侧壁适位处。该第二固定式电磁铁绕线组78a或78b的设计相同于第一具体实施例的该固定式电磁铁绕线组14a或14b的设计，皆包含一定子座本体780及缠绕于该定子座本体780的侧向分支的绕线782，以形成多个次绕线组，使得该第二固定式电磁铁绕线组78a或78b通入电流时产生交替的正、负磁场。该第二固定活塞座82具有一个第二主气室，被分隔成两个第二副气室822及824，并且该第二固定活塞座82的前端面置入该第二可移动式汽缸76一端的开口内，而该前端面对应前述两个第二副气室822及824适位处分别设置一开启方向不同的单向阀826及828。该第二固定活塞座82后端面呈开口状，以使该第二副气室822连通于前述氧气浓缩机的相同或不同的高压空气接收管路，及该第二副气室824连通于外界大气源。

该第三固定活塞座84具有一个第三主气室，被分隔成两个第三副气室843及844，其前端面841置入该第一可移动式汽缸72的另一端开口，而其后端面842置入该第二可移动式汽缸76的另一端开口，以将该第一可移动式汽缸72及该第二可移动式汽缸76串联结合在一起。该第三固定活塞座84的前端面841适位处对应该些第三副气室843及844分别设置一开启方向不同的单向阀845及846。该第三固定活塞座84的后端面842适位处对应该些第三副气室843及844分别设置一开启方向不同的单向阀847及848。该第三固定活塞座84相邻该第三副气室843的顶面具有一出气通道849及相邻该第三副气室844的底面具有一进气通道850。

在第三具体实施例，该对第一固定式电磁铁绕线组74a及74b与该对第二固定式电磁铁绕线组78a及78b产生的电磁场排列较佳互为相反，也即让第一固定式电磁铁绕线组74a及74b与该对第二固定式电磁铁绕线组78a及78b的绕线/电流方向相反。如图7A所示，当通入交流电相位为正时，该对第一固定式电磁铁绕线组74a及74b的电磁场排列为N-S-N，通入该对第二固定式电磁铁绕线组76a及76b的电磁场排列为S-N-S，在此情况下，该第一可移动式汽缸72会朝该第三固定活塞座84的前端面841移动，使其该第一次汽缸室72a体积膨胀，而该第二次汽缸室72b体积压缩。该第二次汽缸室72b内部产生高压空气，经由该单向阀845送入该第三固定活塞座84的第三副气室843，而外界空气则经由该第一固定活塞座80的该第一副气室804送入该第一次汽缸室72a。至于该第二可移动式汽缸76会同时朝该第三固定活塞座84的后端面842移动，使其该第三次汽缸室76a体积压缩，而该第四次汽缸室76b体积膨胀。该第三次汽缸室76a内部产生高压空气，经由该单向阀847送入该第三固定活塞座84的第三副气室843，而外界空气则经由该第二固定活塞座82的该第二副气室824送入该第二次汽缸室76b。该第一可移动式汽缸72及第二可移动式汽缸76同时送入该第三固定活塞座84的第三副气室843的高压空气再经由该出气通道849送入所连接的该氧气浓缩机的一高压空气接收管路。

如图7B所示，当通入交流电相位为负时，该对第一固定式电磁铁绕线组74a及74b的电磁场排列为S-N-S，该对第二固定式电磁铁绕线组76a及76b的电磁场排列为N-S-N，在此情况下，该第一可移动式汽缸72会朝远离该第三固定活塞座84的前端面841的方向移动，使其该第一次汽缸室72a体积压缩，而该第二次汽缸室72b体积膨胀。该第一次汽缸室72a内部产生高压空气，经由该单向阀806送入该第一固定活塞座80的第一副气室802，再送入所连接的该氧气浓缩机的一高压空气接收管路。至于该第二可移动式汽缸76会同时朝远离该第三固定活塞座84的后端面842的方向移动，使其该第三次汽缸室76a体积膨胀，而该第四次汽缸室76b体积压缩。该第四次汽缸室76b内部产生高压空气，经由该单向阀826送入该第二固定活塞座82的第二副气室822，再送入所连接的该氧气浓缩机的一高压空气接收管路。外界空气则经由该第三固定活塞座84的该进气通道850送入其第三副气室844，再同时送入该第一可移动式汽缸72的该第二次汽缸室72b及该第二可移动式汽缸76的该第三次汽缸室76a。

在第三具体实施例中，当永磁式线性无刷泵通电后，该第一可移动式汽缸72及该第二可移动式汽缸76同时会送入高压空气给予结合的该氧气浓缩机，因此，可使送入的高压空气流量提升为两倍。再者，该第一可移动式汽缸72及该第二可移动式汽缸76同时相对地移动，两者产生的振动即可互相抵消，同时减少噪音的产生。

第三具体实施例中，该永磁式线性无刷泵的其余构件与图1所示第一具体实施例的对应构件相同，并且该第一可移动式汽缸72及该第二可移动式汽缸76外周壁设置的永久磁铁阵列数目及其几何配置方式也可如上述其它实施例所示作其它变化。

本发明的永磁式线性无刷泵外壳体、可移动式汽缸、固定活塞座及气室盖等构件可采用低成本的铝挤成型、塑料射出工艺制作，进而可简化组装程序，降低生产制造成本。

以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并非用以限定本发明的权利要求范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在本发明的权利要求范围内。

Claims (18)

1.一种永磁式线性无刷泵，其特征在于，包括：

一可移动式汽缸，具有至少一永久磁铁阵列及一隔板，该可移动式汽缸两端分别形成一开口，该隔板设置于该可移动式汽缸内部，以将该可移动式汽缸分隔成一第一次汽缸室及一第二次汽缸室，该永久磁铁阵列设置于该可移动式汽缸外周壁轴向方向上，其包含多个形成交替排列正、负磁场的永久磁铁；

至少一固定式电磁铁绕线组，设置于该可移动式汽缸外部相对于该永久磁铁阵列的位置，该固定式电磁铁绕线组包含多个次绕线组，其中该些次绕线组绕线方式使得该固定式电磁铁绕线组通入电流时产生交替的正、负磁场，以吸引该可移动式汽缸沿轴向方向移动；及

一对固定活塞座，每一该固定活塞座具有一主气室，该主气室的前端面置入该可移动式汽缸一端的该开口内，该主气室后端呈开口状，该主气室具有多个副气室，及该主气室前端面具有至少两个不同开启方向的单向阀分别对应一该副气室；

其中通过改变通入该固定式电磁铁绕线组电流的相位，以控制该可移动式汽缸朝前或朝后轴向移动，进而改变该第一次汽缸室及该第二次汽缸室体积。

2.如权利要求1所述的永磁式线性无刷泵，其特征在于，更包含一外壳体以容纳该可移动式汽缸、该固定式电磁铁绕线组及该对固定活塞座，其中该可移动式汽缸及该对固定活塞座沿该外壳体轴向方向设置及该固定式电磁铁绕线组设置于该外壳体内侧壁。

3.如权利要求2所述的永磁式线性无刷泵，其特征在于，更包含至少一对滑轨相对地分别设置于该外壳体内侧壁轴向方向的部位，以导引该可移动式汽缸移动。

4.如权利要求1所述的永磁式线性无刷泵，其特征在于，该对固定活塞座导引该可移动式汽缸移动。

5.如权利要求1所述的永磁式线性无刷泵，其特征在于，该可移动式汽缸具有多个该永久磁铁阵列对称地设置于该可移动式汽缸外周壁，及多个该固定式电磁铁绕线组分别对应一该永久磁铁阵列而设置于该可移动式汽缸外部。

6.如权利要求5所述的永磁式线性无刷泵，其特征在于，该些永久磁铁阵列呈十字型、X字型或三角形几何关系设置于该可移动式汽缸外周壁。

7.如权利要求2所述的永磁式线性无刷泵，其特征在于，该可移动式汽缸具有多个该永久磁铁阵列对称地设置于该可移动式汽缸外周壁，及多个该固定式电磁铁绕线组分别对应一该永久磁铁阵列而设置于该外壳体内侧壁。

8.如权利要求7所述的永磁式线性无刷泵，其特征在于，该些永久磁铁阵列呈十字型、X字型或三角形几何关系设置于该可移动式汽缸外周壁。

9.如权利要求1所述的永磁式线性无刷泵，其特征在于，该隔板为可拆换式。

10.如权利要求1所述的永磁式线性无刷泵，其特征在于，更包含一导磁材料层介于该永久磁铁阵列与该可移动式汽缸外周壁之间。

11.一种永磁式线性无刷泵，其特征在于，包括：

一第一可移动式汽缸，具有至少一第一永久磁铁阵列及一第一隔板，该第一可移动式汽缸两端分别形成一开口，该第一隔板设置于该第一可移动式汽缸内部，以将该第一可移动式汽缸分隔成一第一次汽缸室及一第二次汽缸室，该第一永久磁铁阵列设置于该第一可移动式汽缸外周壁轴向方向上，其包含多个形成交替排列正、负磁场的永久磁铁；

一第二可移动式汽缸，具有至少一第二永久磁铁阵列及一第二隔板，该第二可移动式汽缸两端分别形成一开口，该第二隔板设置于该第二可移动式汽缸内部，以将该第二可移动式汽缸分隔成一第三次汽缸室及一第四次汽缸室，该第二永久磁铁阵列设置于该第二可移动式汽缸外周壁轴向方向上，其包含多个形成交替排列正、负磁场的永久磁铁；

至少一第一固定式电磁铁绕线组，设置于该第一可移动式汽缸外部相对于该第一永久磁铁阵列的位置，该第一固定式电磁铁绕线组包含多个次绕线组，其中该些次绕线组绕线方式使得该第一固定式电磁铁绕线组通入电流时产生交替的正、负磁场，以吸引该第一可移动式汽缸沿轴向方向移动；

至少一第二固定式电磁铁绕线组，设置于该第二可移动式汽缸外部相对于该第二永久磁铁阵列的位置，该第二固定式电磁铁绕线组包含多个次绕线组，其中该些次绕线组绕线方式使得该第二固定式电磁铁绕线组通入电流时产生交替的正、负磁场，以吸引该第二可移动式汽缸沿轴向方向移动；

一第一固定活塞座，具有一第一主气室，该第一主气室的前端面置入该第一可移动式汽缸一端的该开口内，该第一主气室后端呈开口状，该第一主气室具有多个第一副气室，及该第一主气室前端面具有至少两个不同开启方向的单向阀分别对应一该第一副气室；

一第二固定活塞座，具有一第二主气室，该第二主气室的前端面置入该第二可移动式汽缸一端的该开口内，该第二主气室后端呈开口状，该第二主气室具有多个第二副气室，及该第二主气室前端面具有至少两个不同开启方向的单向阀分别对应一该第二副气室；及

一第三固定活塞座，具有一第三主气室，该第三主气室具有两个第三副气室、一出气通道及一进气通道，该第三主气室的前端面置入该第一可移动式汽缸的另一端开口及其后端面置入该第二可移动式汽缸的另一端开口，该第三主气室前端面及后端面分别设置有两个不同开启方向的单向阀以对应该些第三副气室，该出气通道形成于一该第三副气室的一侧，而该进气通道形成于另一该第三副气室的一侧；

其中通过改变通入该第一固定式电磁铁绕线组及该第二固定式电磁铁绕线组电流的相位，以控制该第一可移动式汽缸及该第二可移动式汽缸朝前或朝后轴向移动。

12.如权利要求11所述的永磁式线性无刷泵，其特征在于，更包含一外壳体以容纳该第一可移动式汽缸、该第二可移动式汽缸、该第一固定式电磁铁绕线组、该第二固定式电磁铁绕线组、该第一固定活塞座、该第二固定活塞座及该第三固定活塞座，其中该第一及第二可移动式汽缸及该第一、第二及第三固定活塞座沿该外壳体轴向方向设置，该第一及第二固定式电磁铁绕线组分别设置于该外壳体内侧壁。

13.如权利要求12所述的永磁式线性无刷泵，其特征在于，更包含至少一对滑轨相对地分别设置于该外壳体内侧壁轴向方向的部位，以导引该第一及第二可移动式汽缸移动。

14.如权利要求11所述的永磁式线性无刷泵，其特征在于，该第一、第二及第三固定活塞座导引该第一及第二可移动式汽缸移动。

15.如权利要求11所述的永磁式线性无刷泵，其特征在于，多个第一该永久磁铁阵列及多个第二永久磁铁阵列对称地设置于该第一及第二可移动式汽缸外周壁，及多个该第一固定式电磁铁绕线组及多个该第二固定式电磁铁绕线组分别对应该些第一及第二永久磁铁阵列而设置于该第一可移动式汽缸及第二可移动式汽缸外部。

16.如权利要求15所述的永磁式线性无刷泵，其特征在于，该些第一及第二永久磁铁阵列呈十字型、X字型或三角形几何关系分别设置于该第一及第二可移动式汽缸外周壁。

17.如权利要求11所述的永磁式线性无刷泵，其特征在于，该第一及第二隔板为可拆换式。

18.如权利要求11所述的永磁式线性无刷泵，其特征在于，更包含一第一导磁材料层介于该第一永久磁铁阵列与该第一可移动式汽缸外周壁之间，及包含一第二导磁材料层介于该第二永久磁铁阵列与该第二可移动式汽缸外周壁之间。

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