阅读说明：本技术 一种磁力压缩机及其工作方法 (Magnetic compressor and working method thereof ) 是由 梁世强 江亚柯 段炼 刘志刚 贾磊 吕明明 黄继凯 孔令健 于 2019-10-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种磁力压缩机及其工作方法,它解决了现有技术中结构相对复杂、不能有效压缩气体的问题,其利用洛伦兹力驱动在磁场中的通电金属球,使之沿环形通道循环滚动,对通道内的流体进行压缩；其技术方案为：包括封闭的环形管道,环形管道内部设有与其内壁紧贴的金属球；所述环形管道的外侧壁与直流电源正极相连,环形管道的内侧壁与直流电源负极相连,当环形管道置于磁场中时,在磁力作用下金属球能够沿环形管道内壁运动压缩内部流体。(The invention discloses a magnetic compressor and a working method thereof, which solve the problems that the structure is relatively complex and the gas can not be effectively compressed in the prior art, and the Lorentz force is utilized to drive an electrified metal ball in a magnetic field to circularly roll along an annular channel so as to compress the fluid in the channel; the technical scheme is as follows: the device comprises a closed annular pipeline, wherein a metal ball tightly attached to the inner wall of the annular pipeline is arranged in the annular pipeline; the outer side wall of the annular pipeline is connected with the positive pole of the direct-current power supply, the inner side wall of the annular pipeline is connected with the negative pole of the direct-current power supply, and when the annular pipeline is arranged in a magnetic field, the metal ball can move along the inner wall of the annular pipeline under the action of magnetic force to compress internal fluid.)

一种磁力压缩机及其工作方法

技术领域

本发明涉及压缩机领域，尤其涉及一种磁力压缩机及其工作方法。

背景技术

压缩机为制冷系统中的核心设备，只有通过它将电能转换为机械功，把低温低压气态制冷剂压缩为高温高压气体，才能保证制冷的循环进行。传统压缩机按其原理可分为：往复式压缩机、回转式压缩机、轴流式压缩机、喷射式压缩机及螺杆压缩机等。作为制冷系统最重要的组成部分，压缩机的性能很大程度上决定了系统的制冷效果、能耗水平等性能。尤其是在当前能源、环境问题日趋严峻的情况下，制冷设备节能需求日益强烈，对压缩机的工作效率提出了更高的要求，压缩机需要在节能方面进一步改良。

发明人发现，现有的制冷压缩机不同程度上都存在体积较大的情况，但目前随着电子芯片、激光、雷达等技术的飞速发展，微空间冷却技术需求越来越迫切，亟需在制冷装置微型化方面实现突破。磁力压缩机作为一种新型压缩机，更加适合向微型化发展，有望再为空间冷却方面取得突破。但现有的磁力压缩机因其结构的限制，大多不能有效的压缩气体或压缩效率较低。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种磁力压缩机及其工作方法，其利用洛伦兹力驱动在磁场中的通电金属球，使之沿环形通道循环滚动，对通道内的流体进行压缩。

本发明采用下述技术方案：

一种磁力压缩机，包括封闭的环形管道，环形管道内部设有与其内壁紧贴的金属球；所述环形管道的外侧壁与直流电源正极相连，环形管道的内侧壁与直流电源负极相连，当环形管道置于磁场中时，在磁力作用下金属球能够沿环形管道内壁运动压缩内部流体。

进一步的，所述环形管道安装有闸门，闸门关闭时可隔绝其两侧的环形管道内部流体，开启时可允许金属球通过。

进一步的，所述闸门一侧安装有与环形管道相连的进气阀门，闸门另一侧安装有与环形管道相连的排气阀门；从进气阀门流入环形管道的低压流体被压缩成高压流体从排气阀门排出。

进一步的，所述进气阀门、排气阀门设置于环形管道的外侧壁。

进一步的，所述低压流体可以为气体或气液混合两相液体。

进一步的，所述磁场方向垂直于环形管道横截面，且N级、S级方向应根据所需要的金属球运动方向确定。

进一步的，所述磁场由磁体产生。

进一步的，所述环形管道的管壁为绝缘材质，管内壁靠近环心一侧设置有第一环形导体带，管内壁远离环心一侧设置有第二圈环形导体带，所述第一环形导体带和第二圈环形导体带始终保持与所述金属球的两侧相接触；第一环形导体带和直流电源负极相连，第二环形导体带和直流电源正极相连。

磁力压缩机的工作方法为：

金属球处于闸门一侧位置A时，闸门关闭，进气阀门、排气阀门均关闭；金属球在洛伦兹力驱动下，由位置A向环形管道长度方向一端位置B运动的过程中，其前方流体被压缩，流体压力升高，后方空间体积增大，流体压力下降；接近位置B时，进气阀门开启，金属球继续向前直至到达靠近闸门另一侧位置E时，其后方都在从进气阀门吸气。

同时，从位置B到环形管道长度方向另一端位置D的运动过程中，金属球前方的流体都在被压缩，接近位置D时，排气阀门打开，压缩流体从排气阀门流出；金属球到达位置E时，排气阀门关闭，进气阀门同时关闭，闸门开启，金属球回到位置A时，闸门关闭，完成一次循环。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明利用洛伦兹力驱动在磁场中的通电金属球，使之沿环形通道循环滚动，对通道内的流体进行压缩，从进气阀门流入环形管道的低压流体被压缩成高压流体从排气阀门排出，起到了压缩机的作用；

(2)本发明的金属球在运行过程中单向运动，能量损耗较小；且结构简单、部件少，适合小型化和微型化。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明实施例一的结构示意图；

其中，1、环形管道，2、金属球，3、闸门，4、进气阀门，5、排气阀门，6、外侧壁，7、内侧壁，8、磁场。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本申请中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在结构相对复杂、不能有效压缩气体的不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种磁力压缩机及其工作方法。

实施例一：

下面结合附图1对本发明进行详细说明，具体的，结构如下：

本实施例提供了一种磁力压缩机，基于电磁炮原理，利用洛伦兹力驱动在磁场8中的通电金属球2，使之沿环形通道循环滚动，对通道内的流体进行压缩；其包括环形管道1、金属球2、闸门3、进气阀门4、排气阀门5，其中，环形管道1为一个环形的金属管，其两端分别具有圆弧段；金属球5设于环形管道1的内部，且金属球5与环形管道1内壁紧密贴合，金属球5在磁力作用下能够沿环形管道1内壁运动。

所述环形管道1的外侧壁6与直流电源正极相连，环形管道1的内侧壁7与直流电源负极相连，且环形管道1的外侧壁6与其内侧壁7之间绝缘。进一步的，所述环形管道1的管壁为绝缘材质，管内壁靠近环心一侧设置有第一环形导体带，管内壁远离环心一侧设置有第二圈环形导体带，所述第一环形导体带和第二圈环形导体带始终保持与所述金属球2的两侧相接触；第一环形导体带和直流电源负极相连，第二环形导体带和直流电源正极相连。

所述环形管道1安装有闸门3，闸门3关闭时可隔绝其两侧的环形管道1内部流体，开启时可允许金属球2通过。闸门3一侧安装进气阀门4，进气阀门4位于环形管道1的外侧壁6，进气阀门4开启时允许环形管道1外部流体进入环形管道1内，关闭时隔绝外部流体。

闸门3另一侧安装有排气阀门5，排气阀门5位于环形管道1的外侧壁6，排气阀门5开启时允许环形管道1内部流体流出环形管道1，关闭时隔绝内部流体。

从进气阀门4流入环形管道1的低压流体被运动的金属球2压缩成高压流体从排气阀门5排出，起到了压缩机的作用。进入环形管道1的流体可以为气体或气液混合两相液体，不可以是不可压缩流体。

将环形管道1安装于磁场8中，磁场8可由磁铁、电磁铁等各种磁体产生。在本实施例中，磁场8可以由磁铁产生，磁场3的方向垂直于环形管道1的横截面，且N级、S级方向应根据所需要的金属球2运动方向确定。

环形管道1中靠近闸门3一侧一定距离为位置A，环形管道1长度方向的两端分别为位置B、位置D，与闸门3相对的位置为位置C，靠近闸门3另一侧一定距离(此距离比位置A距闸门3要大)为位置E。

本实施例磁力压缩机的工作过程为：

接通直流电源，并将该磁力压缩机置于磁场8中，金属球2处于位置A时，闸门3关闭，进气阀门4、排气阀门5均关闭；金属球2在洛伦兹力驱动下，由位置A向位置B运动的过程中，其前方(以金属球2顺时针运动方向为前)流体被压缩，流体压力升高，后方空间体积增大，流体压力下降。

接近位置B时，进气阀门4开启，金属球2继续向前直至到达靠近位置E时，其后方都在从进气阀门4吸气。同时，从位置B到位置D的运动过程中，金属球2前方的流体都在被压缩。

接近位置D时，排气阀门5打开，压缩流体从排气阀门6流出；金属球2到达位置E时，排气阀门5关闭，进气阀门4同时关闭，闸门3开启，金属球2回到位置A时，闸门3关闭，完成一次循环。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。