JP2012197784A - 空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置 - Google Patents

Abstract

【課題】既存のインレットガイドベーンが有する開閉による圧力損失の増大による吐出流量の減少、流動の非正常性による圧縮機のインペラの疲労荷重の増大などを防止する空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置を提供する。
【解決手段】圧縮機の大気吸入流路に、円軌跡に沿って重なり合うように複数配列され内部直径が変えられる可変スロート部１００を設置して外部から外力を加え、流路の断面積を変化させることによって流量制御を行う。このため、気流の渦流発生が抑制でき、非正常流動の可能性が著しく減少し、圧力損失なしにで設計流量を確保できるとともに吸入流動が安定化され、圧縮機のインペラに加える疲労荷重が減少するので、インペラの振動を著しく減少させることができる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置に関するもので、より詳細には、圧縮機の大気吸入流路に可変スロートを設置して外部から外力を加え、流路の断面積を変化させることによって流量制御の信頼性を確保でき、気流の渦流発生を抑制できるので、非正常流動の可能性が著しく減少するとともに、圧力損失がないため設計流量を確保できるという長所を有し、吸入流動が安定化され、圧縮機のインペラに加える疲労荷重が減少するので、インペラの振動を著しく減少させることができる。

通常の気体圧縮機は、気体を吸入する吸入管、回転軸を中心に高速で回転するインペラ、インペラの出口と連結されたディフューザ（拡大流路）、及びディフューザから吐出された圧縮気体を排出する吐出管を含む。

吸入管の内部には、流路を開閉させ、インペラに流入する気体の流量を調節するためのインレットガイドベーン（ＩＧＶ）が設置される。インペラは、インレットガイドベーンを経て吸入された気体を加速及び圧縮させるもので、ディフューザは、騷音を低減させ、送風効率を高めながらインペラから吐出された高速高圧の気体を減速させるものである。

図１及び図２に示すように、既存のインレットガイドベーンアセンブリは、大気圧の空気を圧縮機側に流動させるように案内する空気吸入配管と、空気吸入配管の内側に突出した状態で外力によって羽根角度が調節されることによって、吸入空気量を可変的に調節できる可変ベーンとを備えている。

既存のインレットガイドベーンアセンブリは、流入量を調節することによって圧縮機の圧縮容量を調節する機能を有するが、圧縮機の吐出圧力及び設計流量の減少を発生させる。また、インレットガイドベーン（ＩＧＶ）の下流の大型渦流発生によって非正常流動が形成されるので、圧縮機のインペラの各ブレードに非正常荷重を作用させる。そして、インレットガイドベーンで発生する渦流による圧縮機のインペラに対する疲労（ｆａｔｉｇｕｅ）をもたらすことによって耐久性を弱化させ、インレットガイドベーンを完全に開放した状態であっても、インレットガイドベーン部を通過する流動の非正常性のみならず、圧力損失の発生によって吐出流量の減少をもたらすという問題を有する。そして、既存のインレットガイドベーンアセンブリは、インレットガイドベーンの開閉による圧力損失の増大によって吐出流量が著しく減少するだけでなく、流動の非正常性が増大し、圧縮機のインペラの疲労荷重を増大させるという問題を有する。したがって、これを改善する必要性が要請される。

本発明は、前記のような問題を改善するためになされたもので、圧縮機の大気吸入流路に可変スロートを設置して外部から外力を加え、流路の断面積を変化させることによって流量制御の信頼性を確保でき、気流の渦流発生を抑制できるので、非正常流動の可能性を著しく減少させることができる。その結果、本発明は、流動する空気の圧力損失がないため、設計流量を確保できるという長所を有する。また、吸入流動が安定化され、圧縮機のインペラに加える疲労荷重が減少するので、インペラの振動を著しく減少させることができる。したがって、動力損失を減少できるので、エネルギー節減にも寄与する。

本発明の一実施例に係る空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置は、圧縮機の大気吸入流路に可変スロートを設置し、空気吸入配管には、空気の非正常流動を減少させ、流量制御の信頼性を確保することができ、吸入配管の内部を流線型の吸入流路に形成することによって圧縮機のインペラに加える疲労荷重が減少することから、インペラの振動を著しく減少できる可変スロート部を備えることを特徴とする。

前記可変スロート部は、円軌跡に沿って重なり合うように複数配列され、外部の外力によって内部直径を可変させ、軸方向に沿って両側又は一側に前記空気吸入配管を連結するメインウィングと、重なる程度を異にし得るように隣接した前記メインウィングを結束するメイン結束部とを含む。

各メインウィングは、装置の面積を減少させるために、隣接したメインウィングの上側に接するように配列され、各メインウィングの他側は、隣接したメインウィングの下側に接するように配列されることが望ましい。

前記メイン結束部は、前記メインウィングのそれぞれの他側に円周方向に沿って長方形に形成されたスロットホールと、前記スロットホールと同一の円周方向軌跡に沿って前記メインウィングのそれぞれの一側に穿孔されたラウンドホールと、いずれか一つのメインウィングのスロットホールと他の一つのメインウィングのラウンドホールを結束する結束ピンとを含み、隣接したメインウィングは、前記結束ピンの移動可能範囲だけ重ねることを特徴とする。

前記可変スロート部は、円軌跡に沿って重なり合うように複数配列され、外部の外力によって前記メインウィングの内部直径を可変させ、弾性力を有するサブウィングと、重なる程度を異にし得るように隣接した前記サブウィングを結束するサブ結束部とをさらに含む。

前記メインウィングは、円周方向に沿って複数配置され、強制的に前後進したり、又は回転するジョー（ｊａｗ）の押し力によって直径を可変させることが望ましい。

前記前後進するジョーは、密閉ケースの内部に備えることができる。

前記空気吸入配管は、前記可変スロート部方向に行くほど円軌跡に沿って重なる程度を徐々に増加させるように複数配列され、前記可変スロート部の内部直径の可変と連動し、弾性力を有するアウターウィングと、前記アウターウィングの軸方向に沿って前記可変スロート部方向に行くほど重なる程度を異にし得るように隣接した前記アウターウィングを結束するアウター結束部とを含む。

前記アウター結束部は、軸方向に沿って前記可変スロート部の反対側に該当する前記アウターウィングのそれぞれに穿孔されるアウターピボットホールと、隣接したアウターピボットホールに同時に挿入され、前記空気吸入配管の該当部位の直径を維持するアウターピボットピンと、軸方向に沿って前記可変スロート部側に該当する前記アウターウィングのそれぞれの他側に円周方向に対して傾斜するように長方形に形成されるアウタースロットホールと、前記アウターウィングのそれぞれの一側に穿孔され、隣接したアウターウィングのアウタースロットホールと一致するアウターラウンドホールと、いずれか一つのアウターウィングのアウタースロットホールと他の一つのアウターウィングのアウターラウンドホールに挿入され、前記空気吸入配管の該当部位の直径を可変させるように案内するアウター結束ピンとを含む。

前記空気吸入配管は、前記可変スロート部方向に行くほど円軌跡に沿って重なる程度を徐々に増加させるように複数配列され、前記アウターウィングの押し力によって重なる程度を異にし、弾性力を有するインナーウィングと、前記インナーウィングの軸方向に沿って前記可変スロート部方向に行くほど重なる程度を異にし得るように隣接した前記インナーウィングを結束するインナー結束部とを含む。

以上説明したように、本発明に係る空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置は、従来技術と異なって、圧縮機の大気吸入流路に可変スロートを設置して外部から外力を加え、流路の断面積を変化させることによって流量制御の信頼性を確保でき、気流の渦流発生を抑制できるので、非正常流動の可能性を著しく減少させることができる。

本発明は、流動する空気の圧力損失がないので、設計流量を確保できるという長所を有する。また、吸入流動が安定化され、圧縮機のインペラに加える疲労荷重が減少するので、インペラの振動を著しく減少させることができる。

既存の空気圧縮機の容量調節用吸入ガイドベーンアセンブリの閉鎖状態を示した図である。 既存の空気圧縮機の容量調節用吸入ガイドベーンアセンブリが全部開放された状態を示した図である。 本発明の一実施例に係る空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置を空気吸入配管に設置した状態を示した斜視図である。 本発明の一実施例に係る空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置の斜視図である。 本発明の一実施例に係る空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置の分解斜視図である。 本発明の一実施例に係る空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置の展開図である。 本発明の一実施例に係る空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置の断面図である。 本発明の一実施例に係る空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置を連結する空気吸入配管の分解斜視図である。 本発明の一実施例に係る空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置を連結する空気吸入配管の断面図である。 本発明の一実施例に係る空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置を加圧する状態を示した図である。 図１０のＡ―Ａ線断面図である。 図１０のＢ―Ｂ線断面図である。

以下、添付の各図面を参照して本発明に係る空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置の実施例を説明する。この過程で、図面に示した各線の太さや構成要素の大きさなどは、説明の明瞭性と便宜上、誇張して示すことがある。また、後述する各用語は、本発明での機能を考慮して定義された用語であって、これは、ユーザー及び運用者の意図又は慣例によって変わり得る。したがって、これら用語は、本明細書全般にわたった内容に基づいて定義しなければならない。

図３は、本発明の一実施例に係る空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置を直径可変配管に設置した状態を示した斜視図で、図４は、本発明の一実施例に係る空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置の斜視図で、図５は、本発明の一実施例に係る空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置の分解斜視図である。

図６は、本発明の一実施例に係る空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置の展開図で、図７は、本発明の一実施例に係る空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置の断面図である。

図８は、本発明の一実施例に係る空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置を連結する直径可変配管の分解斜視図で、図９は、本発明の一実施例に係る空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置を連結する空気吸入配管の断面図である。

図１０は、本発明の一実施例に係る空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置を加圧する状態を示した図で、図１１は、図１０のＡ―Ａ線断面図で、図１２は、図１０のＢ―Ｂ線断面図である。

図３〜図７を参照すると、本発明の一実施例に係る空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置は、空気吸入配管１４に連結される複数のメインウィング２１０〜２８０を重なり合うように配置し、メインウィング２１０〜２８０を外部から加圧して内部直径を可変させることによって、流動する空気の流線型の流れを可能にし、その結果、流量制御の信頼性を確保することができ、渦流発生を防止することによって非正常流動の可能性を著しく減少できることを特徴とする。

すなわち、本発明の一実施例に係る空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置は、大気圧の空気を圧縮機（図示せず）側に流動させるように案内する空気吸入配管１４に備えられる可変スロート部１００を含む。

このとき、空気吸入配管１４は、可変スロート部１００の軸方向に沿って一側に備えることもできるが、便宜上、両側に備える場合を示す。

そして、可変スロート部１００は、外部から伝達される外力によって内部直径を異にすることによって空気の非正常流動を減少させ、流量制御の信頼性確保を実現することができる。

すなわち、空気吸入配管１４に備えられた可変スロート部１００は、内側面に沿って流動する空気に流線型の空気の流れを案内する。併せて、可変スロート部１００が可変スロートを適用することによって流量制御の信頼性が確保され、渦流発生をなくすことによって非正常流動の可能性が著しく減少し、圧力損失がないので設計流量を確保できるとともに、吸入流動が安定化され、圧縮機のインペラに加える疲労荷重が減少するので、インペラの振動を著しく減少させることができる。

そして、流動する空気の抵抗係数が最小化され、円滑な空気の流れが実現される。

一実施例として、可変スロート部１００は、メインウィング２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０及びメイン結束部２９０を含む。

メインウィング２１０〜２８０は、円軌跡に沿って複数配列されており、重なり合うように配置される。そのため、メインウィング２１０〜２８０は、外力によって内部直径を可変させるようになる。このとき、メインウィング２１０〜２８０は、外部の外力によって吸入流路の面積を可変させる。併せて、メインウィング２１０〜２８０は、軸方向に沿って両側又は一側に空気吸入配管１４を連結する。もちろん、メインウィング２１０〜２８０を空気吸入配管１４に連結する方式としては、リベッティングやボルティングなどを多様に適用可能である。特に、メインウィング２１０〜２８０の内部は、空気の渦流及び差圧の減少のために薄い板に製作しなければならなく、それぞれの薄い板は、互いに噛み合うことによって外部への空気放出を防止することが望ましい。

便宜上、メインウィング２１０〜２８０は８個で構成される場合を示す。そして、メインウィング２１０〜２８０は、いずれも円軌跡に沿って配置され、外部からの押し力によって内部直径を異にするように重なることによって、弧軌跡に沿って同一の大きさに形成されることが望ましい。

ここで、「内部直径」は、メインウィング２１０〜２８０が互いに連結されたとき、最初に形成される一定の直径Ｄ１を意味する。

特に、メインウィング２１０〜２８０は、円軌跡に沿って時計方向に第１のメインウィング２１０、第２のメインウィング２２０、第３のメインウィング２３０、第４のメインウィング２４０、第５のメインウィング２５０、第６のメインウィング２６０、第７のメインウィング２７０及び第８のメインウィング２８０を含む。ここで、メインウィング２１０〜２８０は、互いに連結された第１のメインウィング２１０、第２のメインウィング２２０、第３のメインウィング２３０、第４のメインウィング２４０、第５のメインウィング２５０、第６のメインウィング２６０、第７のメインウィング２７０及び第８のメインウィング２８０を含む。

そして、第１のメインウィング２１０は、時計方向に一側が隣接した第２のメインウィング２２０の上側に接するように配列され、他側は隣接した第８のメインウィング２８０の下側に接するように配列される。

これと同様に、第２のメインウィング２２０は、一側が第３のメインウィング２３０の上側に接するように配列され、他側は第１のメインウィング２１０の下側に接するように配列される。

第３のメインウィング２３０、第４のメインウィング２４０、第５のメインウィング２５０、第６のメインウィング２６０、第７のメインウィング２７０及び第８のメインウィング２８０も、上述した通りに配列される（図６参照）。これによって、各メインウィング２１０〜２８０は、外部からの押し力によって重なり合う量が増加することによって内部直径が減少するようになる。そのため、各メインウィング２１０〜２８０によって形成される円軌跡の内部に沿って流動する空気の量が調節される。

また、メイン結束部２９０は、重なる程度を異にし得るように隣接し合って配列される各メインウィング２１０〜２８０を結束する役割をする。すなわち、メインウィング２１０〜２８０のそれぞれは、メイン結束部２９０によって結束されるので、互いに離脱せずに円軌跡を維持するようになる。

一例として、メイン結束部２９０は、スロットホール２９２、ラウンドホール２９４及び結束ピン２９６を含む。

スロットホール２９２は、メインウィング２１０〜２８０のそれぞれの他側に円周方向に沿って長方形に形成され、ラウンドホール２９４は、スロットホール２９２と同一の円周方向軌跡に沿ってメインウィング２１０〜２８０のそれぞれの一側に穿孔される。

すなわち、第１のメインウィング２１０は、第２のメインウィング２２０の上側に接する一側に円形のラウンドホール２９４を穿孔し、第８のメインウィング２８０の下側に接する他側には長方形のスロットホール２９２を穿孔する。もちろん、各メインウィング２１０〜２８０は、一側と他側に同一のスロットホール２９２を穿孔することもできる。

スロットホール２９２は、隣接した各メインウィング２１０〜２８０が重なることを許容するために形成される。このとき、スロットホール２９２の長側直径は限定しない。

また、結束ピン２９６は、重なり合うスロットホール２９２とラウンドホール２９４を結束する役割をする。このとき、結束ピン２９６はリベットにすることが望ましい。

例えば、結束ピン２９６は、第１のメインウィング２１０のスロットホール２９２と第８のメインウィング２８０のラウンドホール２９４を結束する役割をする。

一方、メインウィング２１０〜２８０が初期に一部重なった状態で配列されるとき、各メインウィング２１０〜２８０の互いに連結される縁部は、徐々に重なりながら法線方向に反る力を受けるようになる。この場合、結束ピン２９６が破損するおそれがあり、円軌跡をなす各メインウィング２１０〜２８０が円形軌跡から激しく変形することもある。

そのため、互いに連結されたメインウィング２１０〜２８０は、外側が支持されることが望ましい。

したがって、可変スロート部１００は、サブウィング３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０、３７０、３８０及びサブ結束部３９０をさらに含む。

サブウィング３１０〜３８０は、円軌跡に沿って重なり合うように複数配列され、外部からの押し力によって重なる程度を異にし、メインウィング２１０〜２８０の内部直径を可変させ、弾性復元力を有するようになる。

このとき、各サブウィング３１０〜３８０は、各メインウィング２１０〜２８０の連結部位に対応するように配列される。

併せて、サブウィング３１０〜３８０は、それぞれの薄い角板からなる。そして、サブウィング３１０〜３８０は、軸方向に沿って両側又は一側に空気吸入配管１４を連結することもでき、連結しないこともある。

便宜上、サブウィング３１０〜３８０が８個で構成される場合を示す。そして、サブウィング３１０〜３８０は、いずれも円軌跡に沿って配置され、外力によって内部直径を異にするように重なることによって、弧軌跡に沿って同一の大きさに形成されることが望ましい。

ここで、「内部直径」は、サブウィング３１０〜３８０が互いに連結されたとき、最初に形成される一定の直径Ｄ２を意味する。

特に、サブウィング３１０〜３８０は、円軌跡に沿って時計方向に第１のサブウィング３１０、第２のサブウィング３２０、第３のサブウィング３３０、第４のサブウィング３４０、第５のサブウィング３５０、第６のサブウィング３６０、第７のサブウィング３７０及び第８のサブウィング３８０を含む。ここで、サブウィング３１０〜３８０は、互いに連結された第１のサブウィング３１０、第２のサブウィング３２０、第３のサブウィング３３０、第４のサブウィング３４０、第５のサブウィング３５０、第６のサブウィング３６０、第７のサブウィング３７０及び第８のサブウィング３８０を含む。

そして、第１のサブウィング３１０は、時計方向に一側が隣接した第２のサブウィング３２０の下側に接するように配列され、他側は隣接した第８のサブウィング３８０の上側に接するように配列される。

これと同様に、第２のサブウィング３２０は、一側が第３のサブウィング３３０の下側に接するように配列され、他側は第１のサブウィング３１０の上側に接するように配列される。

第３のサブウィング３３０、第４のサブウィング３４０、第５のサブウィング３５０、第６のサブウィング３６０、第７のサブウィング３７０及び第８のサブウィング３８０も、上述した通りに配列される（図６参照）。これによって、各サブウィング３１０〜３８０は、外力によって重なり合う量が増加することによって内部直径が減少するようになる。そのため、各サブウィング３１０〜３８０によって形成される円軌跡の内部に沿って流動する空気の量が調節される。

特に、第１のメインウィング２１０と第２のメインウィング２２０の連結部位は第２のサブウィング３２０に対応し、第２のメインウィング２２０と第３のメインウィング２３０の連結部位は第３のサブウィング３３０に対応する方式で、各サブウィング３１０〜３８０は各メインウィング２１０〜２８０の連結部位に重なるように配列される。

また、サブ結束部３９０は、重なる程度を異にし得るように隣接し合って配列される各サブウィング３１０〜３８０を結束する役割をする。すなわち、サブウィング３１０〜３８０のそれぞれは、サブ結束部３９０によって結束されるので、互いに離脱せずに円軌跡を維持するようになる。

一例として、サブ結束部３９０は、メイン結束部２９０のスロットホール２９２、ラウンドホール２９４及び結束ピン２９６と同様のスロットホール、ラウンドホール及び結束ピンを含み、これらの部分は、メイン結束部２９０のスロットホール２９２、ラウンドホール２９４及び結束ピン２９６と同様の形状及び機能を有する。

結果的に、第１のメインウィング２１０は、結束ピン２９６がスロットホール２９２を通して移動可能な範囲だけ第８のメインウィング２８０の下側に重なるようになる。

これと同様に、第２のメインウィング２２０は、第１のメインウィング２１０の下側に重なるように移動し、第３のメインウィング２３０は、第２のメインウィング２２０の下側に重なるように移動し、第４のメインウィング２４０は、第３のメインウィング２３０の下側に重なるように移動する。

併せて、第５のメインウィング２５０は、第４のメインウィング２４０の下側に重なるように移動し、第６のメインウィング２６０は、第５のメインウィング２５０の下側に重なるように移動し、第７のメインウィング２７０は、第６のメインウィング２６０の下側に重なるように移動し、第８のメインウィング２８０は、第７のメインウィング２７０の下側に重なるように移動する。

また、第１のサブウィング３１０は、サブ結束部３９０の結束ピンがスロットホール２９２を通して移動可能な範囲だけ第２のサブウィング３２０の下側に重なるようになる。

これと同様に、第２のサブウィング３２０は、第３のサブウィング３３０の下側に重なるように移動し、第３のサブウィング３３０は、第４のサブウィング３４０の下側に重なるように移動し、第４のサブウィング３４０は、第５のサブウィング３５０の下側に重なるように移動する。

併せて、第５のサブウィング３５０は、第６のサブウィング３６０の下側に重なるように移動し、第６のサブウィング３６０は、第７のサブウィング３７０の下側に重なるように移動し、第７のサブウィング３７０は、第８のサブウィング３８０の下側に重なるように移動し、第８のサブウィング３８０は、第１のサブウィング３１０の下側に重なるように移動する。

すなわち、メインウィング２１０〜２８０とサブウィング３１０〜３８０は反対方向に重なるようになる。これは、円弧方向に沿って一方向に移動するサブウィング３１０〜３８０が、他方向に移動するメインウィング２１０〜２８０に干渉を与え、メインウィング２１０〜２８０の微細な直径可変を可能にするためである。

図３、図８及び図９に示すように、空気吸入配管１４は、メインウィング２１０〜２８と連動する複数のアウターウィング６１０、６２０、６３０、６４０、６５０、６６０、６７０、６８０と、サブウィング３１０〜３８０と連動する複数のインナーウィング７１０、７２０、７３０、７４０、７５０、７６０、７７０、７８０とを含む。

特に、アウターウィング６１０〜６８０は、可変スロート部１００方向に行くほど円軌跡に沿って重なる程度を徐々に増加させるように複数配列され、可変スロート部１００の内部直径の可変と連動し、弾性力を有する材質からなる。

より詳細には、アウターウィング６１０〜６８０は、サブウィング３１０〜３８０と１対１で連結されるように円軌跡に沿って配列され、重なり合うように配置される。そのため、アウターウィング６１０〜６８０の直径は、ジョー４００によって内部直径が可変するサブウィング３１０〜３８０と連動して可変する。併せて、アウターウィング６１０〜６８０は、軸方向に沿ってサブウィング３１０〜３８０の両端部にそれぞれ連結される。このとき、アウターウィング６１０〜６８０は、サブウィング３１０〜３８０の両端にリベッティングやボルティング又は溶接などの多様な方式によって連結される。特に、アウターウィング６１０〜６８０は、サブウィング３１０〜３８０と同様に、空気の渦流及び差圧の減少のために薄い板に製作しなければならなく、それぞれの薄い板は、互いに噛み合うことによって外部への空気放出を防止することが望ましい。

特に、アウターウィング６１０〜６８０は、サブウィン３１０〜３８０と１対１で軸方向に沿って連結されるように配置されることが望ましく、円軌跡に沿って時計方向に第１のアウターウィング６１０、第２のアウターウィング６２０、第３のアウターウィング６３０、第４のアウターウィング６４０、第５のアウターウィング６５０、第６のアウターウィング６６０、第７のアウターウィング６７０及び第８のアウターウィング６８０を含む。ここで、アウターウィング６１０〜６８０は、互いに連結された第１のアウターウィング６１０、第２のアウターウィング６２０、第３のアウターウィング６３０、第４のアウターウィング６４０、第５のアウターウィング６５０、第６のアウターウィング６６０、第７のアウターウィング６７０及び第８のアウターウィング６８０を含む。

そして、第１のアウターウィング６１０は、時計方向に一側が隣接した第２のアウターウィング６２０の下側に接するように配列され、他側は隣接した第８のアウターウィング６８０の上側に接するように配列される。

これと同様に、第２のアウターウィング６２０は、一側が第３のアウターウィング６３０の下側に接するように配列され、他側は第１のアウターウィング６１０の上側に接するように配列される。

第３のアウターウィング６３０、第４のアウターウィング６４０、第５のアウターウィング６５０、第６のアウターウィング６６０、第７のアウターウィング６７０及び第８のアウターウィング６８０も、上述した通りに配列される（図９参照）。

便宜上、図８及び図９は、サブウィング３１０〜３８０の軸方向に沿って一端に連結されるアウターウィング６１０〜６８０のみを示す。もちろん、サブウィング３１０〜３８０の軸方向に沿って他端に連結されるアウターウィング６１０〜６８０は、サブウィング３１０〜３８０の一端に連結されるアウターウィング６１０〜６８０と同一の配列を有する。

また、アウターウィング６１０〜６８０は、軸方向に沿って可変スロート部１００方向に行くほど重なる程度を異にし得るように互いに結束することが望ましい。

そのため、隣接した各アウターウィングは、アウター結束部６９０によって互いに軸方向に沿って重なる程度を異にするように結束される。

すなわち、アウターウィング６１０〜６８０のそれぞれは、アウター結束部６９０によって結束されるので、軸方向に沿ってサブウィング３１０〜３８０と連動しながら軸方向に沿って互いに異なる直径に可変し、円軌跡を維持するようになる。

一例として、アウター結束部６９０は、アウターピボットホール６９１、アウターピボットピン６９２、アウタースロットホール６９３、アウターラウンドホール６９４及びアウター結束ピン６９５を含む。

ここで、アウターピボットホール６９１は、軸方向に沿って可変スロート部１００の反対側に該当するアウターウィング６１０〜６８０のそれぞれに穿孔される。すなわち、アウターピボットホール６９１は、軸方向に沿ってサブウィング３１０〜３８０に向かう方向と反対の方向に該当するアウターウィング６１０〜６８０の縁部に穿孔される。

このとき、各アウターウィング６１０〜６８０が重なり合うように配置されることによって、各アウターウィング６１０〜６８０は、少なくとも２個のアウターピボットホール６９１を形成する。ここで、アウターピボットホール６９１は、一定の直径を有するホールとする。

併せて、アウターピボットピン６９２は、隣接したアウターピボットホール６９１に同時に挿入され、空気吸入配管１４の該当部位の直径を維持する役割をする。

すなわち、アウターピボットピン６９２が、隣接して互いに一致するアウターピボットホール６９１に同時に挿入されることによって、サブウィング３１０〜３８０に向かう方向と反対の方向に該当するアウターウィング６１０〜６８０の縁部は直径を維持するようになる。特に、各アウターウィング６１０〜６８０は、アウターピボットピン６９２を基準にして回動できるようになる。

ここで、アウターピボットピン６９２はリベットにすることが望ましい。

一方、アウタースロットホール６９３は、軸方向に沿って可変スロート部１００側に該当するアウターウィング６１０〜６８０のそれぞれの他側に円周方向に対して傾斜するように長方形に形成され、アウターラウンドホール６９４は、アウターウィング６１０〜６８０のそれぞれの一側に穿孔され、隣接したアウターウィング６１０〜６８０のアウタースロットホール６９３と一致する。

すなわち、アウタースロットホール６９３は、サブウィング３１０〜３８０に向かう方向に該当するアウターウィング６１０〜６８０のそれぞれの縁部の他側に円周方向に沿って形成され、空気吸入配管１４の軸方向に対して垂直な線に傾斜するように長方形に形成される。

このとき、アウタースロットホール６９３の軌跡は、アウターピボットピン６９２を基準にして回動するアウターウィング６１０〜６８０の軌跡と同一になる。

併せて、アウターラウンドホール６９４は、アウターウィング６１０〜６８０のそれぞれの円周方向に一側に穿孔される。

すなわち、第１のアウターウィング６１０は、第２のアウターウィング６２０の上側に接する一側に円形のアウターラウンドホール６９４を穿孔し、第８のアウターウィング６８０の上側に接する他側には長方形のアウタースロットホール６９３を穿孔する。もちろん、各アウターウィング６１０〜６８０は、円周方向に沿って一側と他側に同一のアウタースロットホール６９３を穿孔することもできる。

特に、アウタースロットホール６９３は、隣接した各アウターウィング６１０〜６８０が重なる程度を許容しながら制限するために形成される。このとき、アウタースロットホール６９３の長側直径は限定しない。

また、アウター結束ピン６９５は、いずれか一つのアウターウィングのアウタースロットホール６９３と他の一つのアウターウィングのアウターラウンドホール６９４に挿入され、空気吸入配管１４の該当部位の直径を可変させるように案内する役割をする。

すなわち、アウター結束ピン６９５は、重なり合うアウタースロットホール６９３とアウターラウンドホール６９４を結束する役割をする。このとき、アウター結束ピン６９５はリベットにすることが望ましい。

例えば、アウター結束ピン６９５は、第１のアウターウィング６１０のアウタースロットホール６９３と第２のアウターウィング６２０のアウターラウンドホール６９４を結束する役割をする。

その結果、アウターウィング６１０〜６８０は、サブウィング３１０〜３８０方向に行くほど重なり合う量が増加するようになる。

一方、アウターウィング６１０〜６８０の内側には、メインウィング２１０〜２８０と同様に、インナーウィング７１０、７２０、７３０、７４０、７５０、７６０、７７０、７８０が備えられる。

インナーウィング７１０〜７８０は、可変スロート部１００方向に行くほど円軌跡に沿って重なる程度を徐々に増加させるように複数配列され、アウターウィング６１０〜６８０の押し力によって重なる程度を異にし、弾性力を有する材質からなる。

すなわち、インナーウィング７１０〜７８０は、円軌跡に沿って重なり合うように複数配列され、メインウィング２１０〜２８０と連動しながら内部直径を漸次可変させ、弾性復元力を有するようになる。

このとき、各インナーウィング７１０〜７８０は、各アウターウィング６１０〜６８０の連結部位に対応するように配列される。

併せて、インナーウィング７１０〜７８０は、それぞれの薄い角板からなる。

便宜上、インナーウィング７１０〜７８０が８個で構成される場合を示す。そして、インナーウィング７１０〜７８０は、いずれも円軌跡に沿って配置される。

特に、インナーウィング７１０〜７８０は、円軌跡に沿って時計方向に第１のインナーウィング７１０、第２のインナーウィング７２０、第３のインナーウィング７３０、第４のインナーウィング７４０、第５のインナーウィング７５０、第６のインナーウィング７６０、第７のインナーウィング７７０及び第８のインナーウィング７８０を含む。ここで、インナーウィング７１０〜７８０は、互いに連結された第１のインナーウィング７１０、第２のインナーウィング７２０、第３のインナーウィング７３０、第４のインナーウィング７４０、第５のインナーウィング７５０、第６のインナーウィング７６０、第７のインナーウィング７７０及び第８のインナーウィング７８０を含む。

そして、第１のインナーウィング７１０は、時計方向に一側が隣接した第２のインナーウィング７２０の上側に接するように配列され、他側は隣接した第８のインナーウィング７８０の下側に接するように配列される。

これと同様に、第２のインナーウィング７２０は、一側が第３のインナーウィング７３０の上側に接するように配列され、他側は第１のインナーウィング７１０の下側に接するように配列される。

第３のインナーウィング７３０、第４のインナーウィング７４０、第５のインナーウィング７５０、第６のインナーウィング７６０、第７のインナーウィング７７０及び第８のインナーウィング７８０も、上述した通りに配列される（図９参照）。

便宜上、図８及び図９は、メインウィング２１０〜２８０の軸方向に沿って一端に連結されるインナーウィング７１０〜７８０のみを示す。もちろん、メインウィング２１０〜２８０の軸方向に沿って他端に連結されるインナーウィング７１０〜７８０は、メインウィング２１０〜２８０の一端に連結されるインナーウィング７１０〜７８０と同一の配列を有する。

また、インナーウィング７１０〜７８０は、軸方向に沿って可変スロート部１００方向に行くほど重なる程度を異にし得るように互いに結束することが望ましい。

そのため、隣接した各インナーウィングは、インナー結束部７９０によって互いに軸方向に沿って行くほど重なる程度を異にするように結束される。

すなわち、インナーウィング７１０〜７８０のそれぞれは、インナー結束部７９０によって結束されるので、軸方向に沿ってメインウィング２１０〜２８０と連動しながら軸方向に沿って互いに異なる直径に可変し、円軌跡を維持するようになる。

一例として、インナー結束部７９０は、インナーピボットホール７９１、インナーピボットピン７９２、インナースロットホール７９３、インナーラウンドホール７９４及びインナー結束ピン７９５を含む。

ここで、インナーピボットホール７９１は、軸方向に沿って可変スロート部１００の反対側に該当するインナーウィング７１０〜７８０のそれぞれに穿孔される。すなわち、インナーピボットホール７９１は、軸方向に沿ってメインウィング２１０〜２８０に向かう方向と反対の方向に該当するインナーウィング７１０〜７８０の縁部に穿孔される。

このとき、各インナーウィング７１０〜７８０が重なり合うように配置されることによって、各インナーウィング７１０〜７８０は、少なくとも２個のインナーピボットホール７９１を形成する。ここで、インナーピボットホール７９１は、一定の直径を有するホールにする。

併せて、インナーピボットピン７９２は、隣接したインナーピボットホール７９１に同時に挿入され、空気吸入配管１４の該当部位の直径を維持する役割をする。

すなわち、インナーピボットピン７９２が、隣接して互いに一致するインナーピボットホール７９１に同時に挿入されることによって、メインウィング２１０〜２８０に向かう方向と反対の方向に該当するインナーウィング７１０〜７８０の縁部は直径を維持するようになる。特に、各インナーウィング７１０〜７８０は、インナーピボットピン７９２を基準にして回動できるようになる。

ここで、インナーピボットピン７９２は、リベットにすることが望ましい。

一方、インナースロットホール７９３は、軸方向に沿って可変スロート部１００側に該当するインナーウィング７１０〜７８０のそれぞれの他側に円周方向に対して傾斜するように長方形に形成され、インナーラウンドホール７９４は、インナーウィング７１０〜７８０のそれぞれの一側に穿孔され、隣接したインナーウィング７１０〜７８０のインナースロットホール７９３と一致する。

すなわち、インナースロットホール７９３は、メインウィング２１０〜２８０に向かう方向に該当するインナーウィング７１０〜７８０のそれぞれの縁部の他側に円周方向に沿って形成され、空気吸入配管１４の軸方向に対して垂直な線に傾斜するように長方形に形成される。

このとき、インナースロットホール７９３の軌跡は、インナーピボットピン７９２を基準にして回動するインナーウィング７１０〜７８０の軌跡と同一になる。

併せて、インナーラウンドホール７９４は、インナーウィング７１０〜７８０のそれぞれの円周方向に一側に穿孔される。

すなわち、第１のインナーウィング７１０は、第２のインナーウィング７２０の上側に接する一側に円形のインナーラウンドホール７９４を穿孔し、第８のインナーウィング７８０の下側に接する他側には長方形のインナースロットホール７９３を穿孔する。もちろん、各インナーウィング７１０〜７８０は、円周方向に沿って一側と他側に同一のインナースロットホール７９３を穿孔することもできる。

特に、インナースロットホール７９３は、隣接した各インナーウィング７１０〜７８０が重なる程度を許容しながら制限するために形成される。このとき、インナースロットホール７９３の長側直径は限定しない。

また、インナー結束ピン７９５は、いずれか一つのインナーウィングのインナースロットホール７９３と他の一つのインナーウィングのインナーラウンドホール７９４に挿入され、空気吸入配管１４の該当部位の直径を可変させるように案内する役割をする。

すなわち、インナー結束ピン７９５は、重なり合うインナースロットホール７９３とインナーラウンドホール７９４を結束する役割をする。このとき、インナー結束ピン７９５はリベットにすることが望ましい。

例えば、インナー結束ピン７９５は、第１のインナーウィング７１０のインナースロットホール７９３と第８のインナーウィング７８０のインナーラウンドホール７９４を結束する役割をする。

その結果、インナーウィング７１０〜７８０は、メインウィング２１０〜２８０方向に行くほど重なり合う量が増加するようになる。

一方、可変スロート部１００は、外部の作動子（ｏｐｅｒａｔｏｒ）によってそれ自体の直径が可変しながら、円軌跡に沿って重なり合うように配列されるメインウィング２１０〜２８０と、円軌跡に沿って重なり合うように配列されるサブウィング３１０〜３８０の内部直径が可変する。可変スロート部１００の直径を調節する作動子は多様に適用可能である。

一例として、図１０〜図１２に示すように、メインウィング２１０〜２８０は、円周方向に沿って複数配置され、強制的に前後進するジョー（ｊａｗ）４００の作動によって直径を可変させるようになる。

より詳細には、ジョー４００は、複数備えられており、メインウィング２１０〜２８０の外側に備えられるサブウィング３１０〜３８０の直径を直接的に可変させるようになる。

サブウィング３１０〜３８０は、ジョー４００の一方向回転と共に前進しながら押す力によって最初の直径Ｄ２から所定程度だけ減少する直径Ｄ４になる。そして、メインウィング２１０〜２８０は、サブウィング３１０〜３８０のクランプ力によって最初の直径Ｄ１から所定程度だけ減少する直径Ｄ３になる。

その結果、外部からの押し力によって直径が可変するサブウィング３１０〜３８０とメインウィング２１０〜２８０は、流動する空気に対する抵抗を最小化し、渦流発生を防止することができ、流量制御に信頼性を確保することができる。

このとき、アウターウィング６１０〜６８０の円周方向に対するアウタースロットホール６９３の傾斜角度及び傾斜方向は限定しない。これと同様に、インナーウィング７１０〜７８０の円周方向に対するインナースロットホール７９３の傾斜角度及び傾斜方向は限定しない。

特に、ジョー４００は、多様な設備によって回転及び前後進可能となるが、回転用シリンダー（図示せず）と前後進用シリンダー（図示せず）にすることが望ましい。

このとき、ジョー４００のそれぞれと接するサブウィング３１０〜３８０は、ジョー４００の後進時に初期状態に復帰するようにジョー４００と連結される。一例として、ジョー４００は、サブウィング３１０〜３８０全体のうち一部と溶接されることが望ましい。

一方、互いに連結された各メインウィング２１０〜２８０と互いに連結された各サブウィング３１０〜３８０は、それらの間に隙間が発生することによって、軸方向に流動する空気の流量を正確に制御することが難しい。

そのため、サブウィング３１０〜３８０とメインウィング２１０〜２８０からなる可変スロート部１００は、密閉ケース５００の内部に備えられる。

すなわち、密閉ケース５００は、サブウィング３１０〜３８０とメインウィング２１０〜２８０の軸方向の空気の流れ以外の空気の流れを遮断することによって、メインウィング２１０〜２８０の軸方向の空気の流量を正確に制御できるようにする。

もちろん、密閉ケース５００は多様な形状及び多様な材質からなり得る。

また、空気吸入配管１４は、上述した構成によって流動する流体の流線型の流れを案内するために可変スロート部１００と連動する。

すなわち、空気吸入配管１４は、サブウィング３１０〜３８０と連動しながら直径が可変し、メインウィング２１０〜２８０と連動しながら直径が可変する。

結果的に、空気吸入配管１４は、可変スロート部１００を備えることによって空気などの流体の流線型の流れを可能にし、抵抗を最小化することによって圧縮機への空気供給量を安定的に確保することができ、騷音の発生を低減させることができる。

本発明は、図面に示した実施例を参考にして説明したが、これは例示的なものに過ぎなく、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であることを理解するだろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、下記の特許請求の範囲によって定めなければならない。

本発明は、空気圧縮機の大気吸入流路に可変スロートを設置して外部から外力を加え、流路の断面積を変化させることによって流量制御の信頼性を確保でき、気流の渦流発生を抑制して非正常流動の可能性を著しく減少させることができるので、高い産業上の利用性を有する。

４、１４：空気吸入配管、１００：可変スロート部、２１０〜２８０：第１〜第８のメインウィング、２９０：メイン結束部、２９２：スロットホール、２９４：ラウンドホール、２９６：結束ピン、３１０〜３８０：第１〜第８のサブウィング、３９０：サブ結束部、４００：ジョー、５００：密閉ケース、６１０〜６８０：アウターウィング、６９０：アウター結束部、６９１：アウターピボットホール、６９２：アウターピボットピン、６９３：アウタースロットホール、６９４：アウターラウンドホール、６９５：アウター結束ピン、７１０〜７８０：インナーウィング、７９０：インナー結束部、７９１：インナーピボットホール、７９２：インナーピボットピン、７９３：インナースロットホール、７９４：インナーラウンドホール、７９５：インナー結束ピン。

Claims (10)

1. 大気圧の空気を圧縮機側に流動させるように案内する空気吸入配管において、
   前記空気吸入配管は、空気の非正常流動を減少させ、流量制御の信頼性を確保するために、外部から加圧されることによって流線型に直径を可変できる可変スロート部を備えることを特徴とする空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置。
2. 前記可変スロート部は、
   円軌跡に沿って重なり合うように複数配列され、外力によって重なる程度を異にして内部直径を可変させ、弾性力を有し、軸方向に沿って両側又は一側に前記空気吸入配管を連結するメインウィング；及び
   重なる程度を異にし得るように隣接した前記メインウィングを結束するメイン結束部を含むことを特徴とする、請求項１に記載の空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置。
3. 前記各メインウィングは、装置の面積を減少させるために、隣接したメインウィングの上側に接するように配列され、各メインウィングの他側は隣接したメインウィングの下側に接するように配列されることを特徴とする、請求項２に記載の空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置。
4. 前記メイン結束部は、
   前記メインウィングのそれぞれの他側に円周方向に沿って長方形に形成されたスロットホール；
   前記スロットホールと同一の円周方向軌跡に沿って前記メインウィングのそれぞれの一側に穿孔されたラウンドホール；及び
   いずれか一つのメインウィングのスロットホールと他の一つのメインウィングのラウンドホールを結束する結束ピンを含み、
   隣接したメインウィングは、前記結束ピンの移動可能範囲だけ重なることを特徴とする、請求項２に記載の空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置。
5. 前記可変スロート部は、
   円軌跡に沿って重なり合うように複数配列され、外力によって重なる程度を異にして前記メインウィングの内部直径を可変させ、弾性力を有するサブウィング；及び
   重なる程度を異にし得るように隣接した前記サブウィングを結束するサブ結束部をさらに含むことを特徴とする、請求項２から４のうちいずれか１項に記載の空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置。
6. 前記メインウィングは、円周方向に沿って複数配置され、強制的に前後進したり、又は回転するジョーによって直径を可変させることを特徴とする、請求項２から４のうちいずれか１項に記載の空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置。
7. 前記可変スロート部は密閉ケースの内部に備えられることを特徴とする、請求項５に記載の空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置。
8. 前記空気吸入配管は、
   前記可変スロート部方向に行くほど円軌跡に沿って重なる程度を徐々に増加させるように複数配列され、前記可変スロート部の内部直径の可変と連動し、弾性力を有するアウターウィング；及び
   前記アウターウィングの軸方向に沿って前記可変スロート部方向に行くほど重なる程度を異にし得るように隣接した前記アウターウィングを結束するアウター結束部を含むことを特徴とする、請求項１から４のうちいずれか１項に記載の空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置。
9. 前記アウター結束部は、
   軸方向に沿って前記可変スロート部の反対側に該当する前記アウターウィングのそれぞれに穿孔されるアウターピボットホール；
   隣接したアウターピボットホールに同時に挿入され、前記空気吸入配管の該当部位の直径を維持するアウターピボットピン；
   軸方向に沿って前記可変スロート部側に該当する前記アウターウィングのそれぞれの他側に円周方向に対して傾斜するように長方形に形成されるアウタースロットホール；
   前記アウターウィングのそれぞれの一側に穿孔され、隣接したアウターウィングのアウタースロットホールと一致するアウターラウンドホール；及び
   いずれか一つのアウターウィングのアウタースロットホールと他の一つのアウターウィングのアウターラウンドホールに挿入され、前記空気吸入配管の該当部位の直径を可変させるように案内するアウター結束ピンを含むことを特徴とする、請求項８に記載の空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置。
10. 前記空気吸入配管は、
    前記可変スロート部方向に行くほど円軌跡に沿って重なる程度を徐々に増加させるように複数配列され、前記アウターウィングの押し力によって重なる程度を異にし、弾性力を有するインナーウィング；及び
    前記インナーウィングの軸方向に沿って前記可変スロート部方向に行くほど重なる程度を異にし得るように隣接した前記インナーウィングを結束するインナー結束部を含むことを特徴とする、請求項８に記載の空気圧縮機の容量調節用可変スロート装置。

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