TWI418711B - 擴壓導葉調變機構 - Google Patents

Description

擴壓導葉調變機構

本案係關於一種壓縮機之擴壓導葉調變機構，詳而言之，係為一種透過徑向傳遞動力的方式來調變壓縮機中之導葉片的設置角度之調變機構。

為了抑制壓縮機的喘振現象，並擴大壓縮機低負載的操作範圍，透過可擺動的擴壓導葉動態地改變壓縮機之擴壓流道中之流體的流向，已成為現今壓縮機設計中的主流。

如美國第5116197號專利案，即揭露了一種於壓縮機中配置擴壓導葉之技術。於美國第5116197號專利案所揭露之技術中，致動器係透過滾珠、連桿、凸輪、及驅動環等連接件將動力傳遞至擴壓導葉，以調變擴壓導葉之設置角度，進而動態地改變壓縮機之擴壓流道中之流體流向。另，美國第3243159號專利案則揭示了一種將致動器的動力透過包含滑塊之齒輪組來予以傳遞，進而改變壓縮機之擴壓流道中之流體流向的技術。

然而，上開兩件專利案所揭示的技術皆存在空間需求較大、組裝麻煩、及維修困難等缺點。究其原因，除了因上開兩件專利案的結構過於複雜外，主要還是因為上開兩件專利案傳遞動力之方式，同樣是將致動器提供的動力沿著壓縮機的轉軸之軸向來予以傳輸，也就是說，致動器必須設置於壓縮機內部。詳而言之，於此種技術中，設計人員在規劃壓縮機時必須先預留出較大的空間來容納致動器，而工程人員在依據設計組裝壓縮機的過程中，也必須透過繁瑣的步驟才能組裝壓縮機並將致動器連接至擴壓導葉，而日後一旦致動器或其他組件發生了故障，工程人員還必須再透過繁瑣的步驟來拆卸壓縮機，始能針對故障的致動器或其他組件進行維修。

再者，由於前述技術的空間需求較大、組裝麻煩、及維修困難，所以使用者更無法將其應用於壓縮效率較高的壓縮機，也就是壓縮效率更高，但空間更小的二級式或三級式的壓縮機。

是以，如何提供一種擴壓導葉調變機構，以解決習知技術的種種缺點，亟為業界所急待解決之課題。

有鑑於習知技術的種種缺失，本案之主要目地係在於提供一種空間需求較小的擴壓導葉調變機構。

本案之另一目的，係在於提供一種可簡易地進行組裝及方便地進行維修的擴壓導葉調變機構。

為了達到上述目的及其他目的，本案遂提供一種擴壓導葉調變機構，係對壓縮機之擴壓流道進行流體流向調變，包括：前蓋板，係蓋設於該擴壓流道上，並具有凸緣及驅動輪固定座；擴壓導葉，係具有導葉片及固設於該導葉片上之導葉軸，其中，該導葉片係設置於該擴壓流道中，而該導葉軸係自該擴壓流道穿設出該前蓋板；驅動環，係轉動自如地套設於該前蓋板之凸緣上，並具有連動銷；滑塊，其一端係與該擴壓導葉之導葉軸自該前蓋板穿設出之一端相互鎖固，另一端係具有滑槽，而該驅動環之連動銷係滑動套設於該滑槽中；驅動輪，係轉動自如地設置於該驅動輪固定座中，並具有連接至位於該壓縮機外部之致動器之驅動軸；以及驅動索，係連結該驅動輪及該驅動環，其中，該致動器會透過該驅動軸，以沿著該壓縮機之轉軸的徑向來傳遞動力的方式令該驅動輪轉動，而該驅動輪會藉由該驅動索轉動該驅動環，使該驅動環之連動銷在該滑槽中移動，令該滑塊產生位移帶動該擴壓導葉之導葉軸一起轉動，俾調變該擴壓導葉之導葉片於該擴壓流道中的設置角度。

因此，本發明可將致動器設置於壓縮機外部，且可透驅動軸、驅動輪、驅動索、驅動環的相互作動，以沿著壓縮機之轉軸的徑向來傳遞動力的方式，將致動器的動力傳遞至擴壓導葉的導葉軸，進而依據不同的實施需求調變擴壓導葉的導葉片於壓縮機之擴壓流道中的設置角度。相較於習知技術，本發明不但不需較大的空間需求，也不會有組裝麻煩及維修困難等缺點。

以下藉由特定的具體實施形態說明本發明之實施方式，熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。當然，本發明亦可藉由其他不同的具體實施形態加以施行或應用。

請同時參閱第1、2、3、4、5圖，以瞭解本發明之擴壓導葉調變機構，其中，第1圖係為本發明之擴壓導葉調變機構配置於壓縮機中之俯視結構圖，第2圖係為本發明之擴壓導葉調變機構配置於壓縮機中之剖面結構圖，第3圖係繪示本發明之擴壓導葉調變機構之局部放大示意圖，第4圖係為本發明之擴壓導葉調變機構的擴壓導葉之結構圖，而第5圖係為本發明之擴壓導葉調變機構的驅動索之結構圖。

如圖所示，擴壓導葉調變機構1係包括前蓋板10、複數個擴壓導葉11、驅動環12、複數個滑塊13、驅動輪14及驅動索15，用以對壓縮機2殼體21內之擴壓流道3進行流體流向調變。而在此先提出說明的是，擴壓導葉11及滑塊13的設置數量與配置位置，可隨著使用者的需求而有所調整；同時，為了降低對比圖式的難度，第3圖省略了驅動索15未予以繪製；而第2圖所示之壓縮機2雖為一級式之壓縮機，但亦可為二級式以上之壓縮機，並具有靠近壓縮機2之轉軸5。

前蓋板10係蓋設於擴壓流道3上方，靠近前蓋板10的中間部位，設置一凸緣100，且位於前蓋板10之上方設置驅動輪固定座101。前述前蓋板10、凸緣100、及驅動輪固定座101係可一體設置。

擴壓導葉11係具有導葉片110，以及固設於導葉片110上之導葉軸111，其中，導葉片110係設置於擴壓流道3中，而導葉軸111係自擴壓流道3中穿設出前蓋板10，以凸出於前蓋板10。

驅動環12係轉動自如地套設於前蓋板10之凸緣100上，並具有複數個連動銷120與擴壓導葉11相應，並鎖固於驅動環12上。

複數個滑塊13係與驅動環12上之連動銷120相應，其一端係與擴壓導葉11之導葉軸111自前蓋板10穿設出之一端相互鎖固，亦即係可鎖固於滑塊13之軸孔131中，而另一端係具有滑槽130，且驅動環12之連動銷120係滑動套設於滑槽130中。

驅動輪14係轉動自如地設置於前蓋板10之驅動輪固定座101中，並具有連接至位於壓縮機2外部之致動器4之驅動軸140，而驅動索15係連結驅動輪14及驅動環12。

實際實施時，致動器4會透過驅動軸140，以沿著壓縮機2之轉軸的徑向來傳遞動力的方式，於壓縮機2外部令驅動輪14轉動，而驅動輪14會藉由驅動索15來轉動驅動環12，使驅動環12之連動銷120在滑槽130中滑移，進而令滑塊13產生位移，以同步帶動擴壓導葉11之導葉軸111一起轉動，俾調變擴壓導葉11之導葉片110於擴壓流道3中的設置角度。藉此，可有效提高壓縮機2的工作效率，抑制壓縮機2發生喘振，進而擴大壓縮機2的低負載操作範圍。更具體地來說，本案之技術可擴大壓縮機2的低負載操作範圍。

於本實施形態中，前蓋板10復可具有一個或數個惰輪102，此時驅動索15係可經由惰輪102連結驅動輪14及驅動環12，以提供較佳的施力力矩，同時避免驅動索15在調變過程中接觸到滑塊13。而驅動索15係可具有二固定螺栓151，且驅動環12還可具有二擋塊121，此時，驅動環12及驅動索15係可藉由將二固定螺栓151分別以螺帽鎖固於二擋塊121上之方式來彼此連接。當然，所述的二固定螺栓151係可分別位於驅動索15之兩端，以維持最佳的力矩平衡。

其次，滑塊13與擴壓導葉11之導葉軸111相連接之一端係可具有軸孔131，此時擴壓導葉11之導葉軸111穿出前蓋板10而插置於軸孔131中，藉此將滑塊13與擴壓導葉11之導葉軸111予以牢固連接。更具體地來說，使用者更可選擇以定位螺栓132側向地穿過滑塊13、軸孔131、與導葉軸111上之定位槽1110緊密接觸，以利用定位螺栓132將擴壓導葉11之導葉軸111穩固地固定於滑塊13之軸孔131中。而擴壓導葉11之導葉軸111更可具有定位槽1110，因定位槽1110之位置係依照導葉片110之角度而設置完成，藉此，當使用者初次針對擴壓導葉11及滑塊13進行組裝作業時，即可利用定位槽1110來設定擴壓導葉11之導葉片110相對於滑塊13之夾角。

再者，為了提供便利的組裝方式，驅動輪14係可選擇透過軸襯套141以轉動自如地設置於驅動輪固定座101中。而驅動輪14還可具有內孔142及驅動槽143，且驅動軸140係可具有連結銷1400，具體來說，當使用者實際組裝驅動輪14及驅動軸140時，可將驅動軸140從壓縮機2外部插置於驅動輪14之內孔142中，俾連接驅動軸140及驅動輪14，而將驅動軸140上之連結銷1400係用以嵌合於驅動輪14之驅動槽143中，以令驅動軸140與驅動輪14彼此穩固連接，使致動器4可達到最佳的驅動效果。

此外，驅動輪14還可具有卡槽144，且驅動索15係可具有帶動塊150，藉此，當使用者初次針對驅動輪14及驅動索15進行組裝作業時，即可將驅動索15之帶動塊150鑲嵌於驅動輪14之卡槽144中，進而將驅動輪14及驅動索15予以連接。

綜上所述，本發明係可透過致動器、驅動軸、驅動輪、驅動索、驅動環的交互作動，以沿著壓縮機的轉軸之徑向來傳遞動力的方式，將致動器的動力從壓縮機外部傳遞至擴壓導葉的導葉軸，進而依據不同的實施需求調變擴壓導葉的導葉片於壓縮機之擴壓流道中的設置角度，以有效地提高壓縮機的工作效率，同時抑制壓縮機發生喘振現象。相較於習知技術，由於本發明係可將制動器設置於壓縮機外部，所以不需較大的空間，不具有佔用壓縮機空間的缺點，更適合使用於空間有限的二級式以上的壓縮機中，同時，也因本發明的結構設計精簡，所以更具有組裝方便及維修容易等優點。

惟，上述實施形態僅例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施形態進行修飾與改變。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

1．．．擴壓導葉調變機構

10．．．前蓋板

100．．．凸緣

101．．．驅動輪固定座

102．．．惰輪

11．．．擴壓導葉

110．．．導葉片

111．．．導葉軸

1110．．．定位槽

12．．．驅動環

120．．．連動銷

121．．．擋塊

13．．．滑塊

130．．．滑槽

131．．．軸孔

132．．．定位螺栓

14．．．驅動輪

140．．．驅動軸

1400．．．連結銷

141．．．軸襯套

142．．．內孔

143．．．驅動槽

144．．．卡槽

15．．．驅動索

150．．．帶動塊

151．．．固定螺栓

2．．．壓縮機

21．．．殼體

3．．．擴壓流道

4．．．致動器

5．．．轉軸

第1圖係為本發明之擴壓導葉調變機構配置於壓縮機中之俯視結構圖；

第2圖係為本發明之擴壓導葉調變機構配置於壓縮機中之剖面結構圖；

第3圖係繪示本發明之擴壓導葉調變機構之局部放大示意圖；

第4圖係為本發明之擴壓導葉調變機構的擴壓導葉之結構圖；以及

第5圖係為本發明之擴壓導葉調變機構的驅動索之結構圖。

1．．．擴壓導葉調變機構

10．．．前蓋板

100．．．凸緣

101．．．驅動輪固定座

102．．．惰輪

11．．．擴壓導葉

110．．．導葉片

111．．．導葉軸

12．．．驅動環

120．．．連動銷

121．．．擋塊

13．．．滑塊

130．．．滑槽

14．．．驅動輪

140．．．驅動軸

1400．．．連結銷

143．．．驅動槽

15．．．驅動索

150．．．帶動塊

151．．．固定螺栓

Claims (12)

1. 一種擴壓導葉調變機構，係對壓縮機之擴壓流道進行流體流向調變，包括：前蓋板，係蓋設於該擴壓流道上，並具有凸緣及驅動輪固定座；擴壓導葉，係具有導葉片及固設於該導葉片上之導葉軸，其中，該導葉片係設置於該擴壓流道中，而該導葉軸係自該擴壓流道穿設出該前蓋板；驅動環，係轉動自如地套設於該前蓋板之凸緣上，並具有連動銷；滑塊，係與該擴壓導葉之導葉軸自該前蓋板穿設出之一端相互鎖固，其中，該滑塊相對該導葉軸之一端具有滑槽，且該驅動環之連動銷係滑動套設於該滑槽中；驅動輪，係轉動自如地設置於該驅動輪固定座中，並具有驅動軸以連接至該壓縮機外部之致動器；以及驅動索，係連結該驅動輪及該驅動環，其中，該致動器透過該驅動軸，以沿著該壓縮機之轉軸的徑向來傳遞動力的方式令該驅動輪轉動，而該驅動輪藉由該驅動索轉動該驅動環，使該驅動環之連動銷在該滑槽中移動，令該滑塊產生位移帶動該擴壓導葉之導葉軸一起轉動，俾調變該擴壓導葉之導葉片於該擴壓流道中的設置角度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之擴壓導葉調變機構，其中，該前蓋板復具有惰輪，而該驅動索係經由該惰輪連結該驅動輪及該驅動環。
3. 如申請專利範圍第1項所述之擴壓導葉調變機構，其中，該擴壓導葉之導葉軸係具有定位槽，用以設定該導葉片相對於該滑塊之夾角。
4. 如申請專利範圍第1項所述之擴壓導葉調變機構，其中，該滑塊與該擴壓導葉之導葉軸相連接之一端，係具有供該擴壓導葉之導葉軸插置之軸孔，且該擴壓導葉之導葉軸係被定位螺栓固定於該滑塊之軸孔中。
5. 如申請專利範圍第1項所述之擴壓導葉調變機構，其中，該驅動輪係透過軸襯套轉動自如地設置於該驅動輪固定座中。
6. 如申請專利範圍第1項所述之擴壓導葉調變機構，其中，該驅動輪復具有內孔及驅動槽，且該驅動軸復具有連結銷，而該驅動軸係以插置於該內孔之方式與該驅動輪相連接，並將該連結銷嵌合於該驅動槽中。
7. 如申請專利範圍第1項所述之擴壓導葉調變機構，其中，該驅動索係具有帶動塊，且該驅動輪復具有卡槽，而該驅動索之帶動塊係鑲嵌於該驅動輪之卡槽中。
8. 如申請專利範圍第1項所述之擴壓導葉調變機構，其中，該驅動索係具有二固定螺栓，且該驅動環復具有二擋塊，而該二固定螺栓係分別以螺帽鎖固於該二擋塊上。
9. 如申請專利範圍第8項所述之擴壓導葉調變機構，其中，該二固定螺栓係分別位於該驅動索之兩端。
10. 如申請專利範圍第1所述之擴壓導葉調變機構，其中，該凸緣、該驅動輪固定座、該前蓋板係一體設置。
11. 如申請專利範圍第3所述之擴壓導葉調變機構，其中，該定位槽之位置係依照該導葉片之角度而設置。
12. 如申請專利範圍第1所述之擴壓導葉調變機構，其中，該連動銷係鎖固於該驅動環上。