[发明专利]永磁式线性无刷泵

说明书

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。