TWI532917B - 具多段壓縮的流體機械 - Google Patents

Description

具多段壓縮的流體機械

本發明係有關於一種流體機械，尤指一種具多段壓縮的流體機械。

螺旋流體機械為流體機械中常見的設備，其係應用的領域包括工業、商業、住家或交通工具…等等，舉凡需要將空氣壓縮為高壓氣體的場合，皆可利用螺旋流體機械將空氣壓縮成高壓氣體；然而如果所需的高壓氣體的壓力較大時，往往需要二台以上的螺旋流體機械串聯使用，以使空氣可經由多部螺旋流體機械的壓縮而成較高壓的氣體，但由於二台以上的螺旋會占用過多的空間，故研發出了多段式螺旋流體機械，使之克服占用過多空間的缺點。

習知多段式螺旋流體機械，包括一機殼、一隔板、一公轉子、一第一母轉子及一第二母轉子；機殼具有一壓縮腔，隔板固定於壓縮腔內且將壓縮腔分隔成一第一壓縮室及一第二壓縮室，公轉子設於壓縮腔內且與隔板穿接，第一母轉子設於第一壓縮室且與公轉子嚙合，第二母轉子設於第二壓縮室且與公轉子嚙合。

然而習知多段式螺旋流體機械仍具有以下缺點，由於公轉子僅是穿接隔板，所以公轉子轉動時，隔板不會轉動，故第一壓縮室及第二壓縮室內的氣體會透過公轉子與隔板之間的間隙而互相流通 ，使之第一壓縮室及第二壓縮室的壓縮效率不佳；而如果欲封閉公轉子與隔板之間的間隙，則必須將公轉子與隔板之間的配合公差之精度降低至零的狀況，因此會造成加工困難的狀況，使該技術亦難以實現。

本發明之一目的，在於提供一種具多段壓縮的流體機械，其係利用密封分隔結構安裝於壓縮腔的內壁面且套固於公轉軸的外部並隨公轉軸轉動，而防止第一壓縮室及第二壓縮室內的氣體互相流通，以達到密封阻隔的效果。

為了達成上述之目的，本發明係提供一種具多段壓縮的流體機械，包括一機殼及一多段壓縮機構；該機殼具有一壓縮腔；該多段壓縮機構設置於該壓縮腔內，該多段壓縮機構包含一密封分隔結構、一公轉子、一第一母轉子及一第二母轉子；該密封分隔結構安裝於該壓縮腔的內壁面且將該壓縮腔分隔成一第一壓縮室及一第二壓縮室；該公轉子包含一公轉軸、一第一螺旋體及一第二螺旋體，該公轉軸穿固該密封分隔結構並一起轉動，該第一螺旋體軸接該公轉軸且位於該第一壓縮室內，該第二螺旋體軸接該公轉軸且位於該第二壓縮室內；該第一母轉子配置於該第一壓縮室內且與該第一螺旋體嚙合；該第二母轉子配置於該第二壓縮室內且與該第二螺旋體嚙合。

本發明還具有以下功效，第一點，亦可經由密封分隔結構安裝於壓縮腔的內壁面且套固於公轉軸的外部，而達到提高第一壓縮室及第二壓縮室的壓縮效率之效果；第二點，可透過分隔件固定公轉軸的外部且隨公轉軸轉動，使其組合的加工程序或製程簡易， 以達到使多段壓縮機構容易加工及製作的效果；第三點，利用分隔件及密封件的設置可對第一壓縮室及第二壓縮室達到密封組隔的效果，且亦可使之減少多段壓縮機構的體積及減少組裝零件的數量。

1‧‧‧流體機械

10‧‧‧機殼

11‧‧‧壓縮腔

111‧‧‧第一壓縮室

112‧‧‧第二壓縮室

113‧‧‧環狀凹槽

12‧‧‧穿孔

20‧‧‧多段壓縮機構

21‧‧‧密封分隔結構

211‧‧‧分隔件

2111‧‧‧弧形凸條

2112‧‧‧環狀凹槽

2113‧‧‧螺旋狀凹槽

212‧‧‧密封件

22‧‧‧公轉子

221‧‧‧公轉軸

222‧‧‧第一螺旋體

223‧‧‧第二螺旋體

23‧‧‧第一母轉子

24‧‧‧第二母轉子

第一圖係本發明第一實施例之組合剖面圖。

第二圖係本發明第一實施例之多段壓縮機構立體組合圖。

第三圖係本發明第一實施例之多段壓縮機構分解圖。

第四圖係本發明第一實施例之剖面放大圖。

第五圖係本發明第二實施例之剖面放大圖。

第六圖係本發明第三實施例之剖面放大圖。

第七圖係本發明第四實施例之剖面放大圖。

第八圖係本發明第五實施例之剖面放大圖。

有關本發明之詳細說明及技術內容，配合圖式說明如下，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

請參照第一至四圖所示，係分別為本發明第一實施例之組合剖面圖、多段壓縮機構立體組合圖、多段壓縮機構分解圖及剖面放大圖，本發明係提供一種具多段壓縮的流體機械1，主要包括一機殼10及一多段壓縮機構20。

機殼10具有一壓縮腔11；多段壓縮機構20設置於機殼10的壓縮腔 11內。

多段壓縮機構20包含一密封分隔結構21、一公轉子22、一第一母轉子23及一第二母轉子24。

密封分隔結構21安裝於壓縮腔11的內壁面；密封分隔結構21包含一分隔件211及一密封件212。

分隔件211將機殼10的壓縮腔11分隔成一第一壓縮室111及一第二壓縮室112，第一壓縮室111與第二壓縮室112呈錯位配設；分隔件211為一環狀隔板，環狀隔板係由一對弧形凸條2111所組成，分隔件211的外周面成型有一環狀凹槽2112；分隔件211係為一金屬元件或一非金屬元件。

密封件212夾設於機殼10與分隔件211之間，密封件212係為一環狀密封圈，環狀密封圈係為一矽膠元件或一橡膠元件，本實施例的密封件212是緊束在分隔件211的徑向，且兩側分別被環狀凹槽2112的內壁所夾掣固定，如此密封件212將跟隨分隔件211和公轉軸221一起轉動，利用密封件212凸露出分隔件211徑向周面的周緣與機殼10的內壁面貼接而密封，藉以達到避免第一壓縮室111內的氣體洩入第二壓縮室112內，亦可避免第二壓縮室112內的氣體洩入第一壓縮室111內。

公轉子22包含一公轉軸221、一第一螺旋體222及一第二螺旋體223；分隔件211套固於公轉軸221的外部且隨公轉軸221轉動，分隔件211係以銲接的方式固定於公轉軸221的外部，或分隔件211係以灌模的方式成型於公轉軸221的外部，且分隔件211亦可藉由鎖固的方式固定於公轉軸221的外部，但不在此限；公轉軸221的 一側位於第一壓縮室111內，公轉軸221的另一側位於第二壓縮室112內；第一螺旋體22軸接公轉軸221且位於第一壓縮室111內，第二螺旋體223軸接公轉軸221且位於第二壓縮室112內。

第一母轉子23配置於機殼10的第一壓縮室111內且與公轉子22的第一螺旋體222嚙合。

第二母轉子24配置於機殼10的第二壓縮室112內且與第二螺旋體223嚙合。

藉此，可透過分隔件211固定公轉軸221的外部且隨公轉軸221轉動，使其組合的加工程序或製程簡易，以達到使多段壓縮機構20容易加工及製作的效果；再者，可經由分隔件211直接固定於公轉軸221的外部，可避免第一壓縮室111內的氣體及第二壓縮室112內的氣體會透過分隔件211與公轉軸221之間的間隙而互相流通，以達到提升第一壓縮室111及第二壓縮室112壓縮效率的功效。

另外，可藉由，密封件212套設於分隔件211的外周面且安置於分隔件211的環狀凹槽2112內，以避免分隔件211與機殼10的內壁面之間產生間隙，而防止第一壓縮室111內的氣體及第二壓縮室112內的氣體會透過分隔件211與機殼10的內壁面之間的間隙而互相流通，以使第一壓縮室111內的氣體及第二壓縮112室內的氣體無法互相流通，藉此，以提高第一壓縮室111及第二壓縮室112的壓縮效率。

此外，分隔件211及密封件212的設置可對第一壓縮室111及第二壓縮室112達到密封組隔的效果，且亦可使之減少多段壓縮機構 20的體積及減少組裝零件的數量。

請參照第五圖所示，係為本發明第二實施例之剖面放大圖，與前述實施例主要的區別在於將分隔件211的環狀凹槽2112換成一環狀凹槽113，環狀凹槽113係成型於機殼10的內壁面，且環狀凹槽113與分隔件211相對應配設，密封件212係為一環狀密封圈，其是容置在環狀凹槽113內，且兩側分別被環狀凹槽113的內壁所夾掣固定，如此在分隔件211跟隨公轉軸221轉動時密封件212將維持不動，利用密封件212凸露出機殼10的內壁面的周緣與分隔件211徑向周面貼接而密封，如此亦可達到對第一壓縮室111及第二壓縮室112密封阻隔的效果，以防止第一壓縮室111內的空氣及第二壓縮室112內的空氣互相流通的功效。

請參照第六圖所示，係為本發明第三實施例之剖面放大圖，與前述各實施例主要的區別在於，將成型於分隔件211外周面的環狀凹槽2112換成一螺旋狀凹槽2113，螺旋狀凹槽2113成型於分隔件211的外周面，且螺旋狀凹槽2113的螺旋方向與第一螺旋體222的螺旋方向相反，並螺旋狀凹槽2113的螺旋方向與第二螺旋體223的螺旋方向相反；而密封件212係為一液體油，液體油係填注於第一壓縮室111及第二壓縮室112內且供公轉子22與第一母轉子23及第二母轉子24之間作為潤滑用。

於流體機械1運轉的時候，其第一壓縮室111內部分的液體油會被離心力甩至螺旋狀凹槽2113內；而後藉由螺旋狀凹槽2113的螺旋方向與第一螺旋體222及第二螺旋體223的螺旋方向相反的設計，使之液體油雖進入螺旋狀凹槽2113，但無法自螺旋狀凹槽2113流出而進入第二壓縮室112內，藉此，以使液體油可封閉機殼10與 分隔件211之間的間隙，以達到防止第一壓縮室111內的氣體與第二壓縮室112內的氣體互相流通的效果。

請參照第七圖所示，係為本發明第四實施例之剖面放大圖，與前述各實施例主要的區別在於，將於機殼10開設有一穿孔12，穿孔12連通分隔件211的環狀凹槽2112，密封件212係為一液體油，密封件212由穿孔12注入分隔件211的環狀凹槽2112內，藉此，可藉由密封件212而將分隔件211與機殼10之間的間隙密合的效果，亦可達到防止第一壓縮室111內的氣體與第二壓縮室112內的氣體互相流通的效果。

請參照第八圖所示，係為本發明第五實施例之剖面放大圖，與前述各實施例主要的區別在於，機殼10開設有一穿孔12，穿孔12連通機殼10的環狀凹槽113，而密封件212係為由穿孔11注入環狀凹槽113內的一液體油，藉此，亦可藉由密封件212而將分隔件211與機殼10之間的間隙密合的效果，亦可達到防止第一壓縮室111內的氣體與第二壓縮室112內的氣體互相流通的效果。

綜上所述，當知本發明之具多段壓縮的流體機械已具有產業利用性、新穎性與進步性，又本發明之構造亦未曾見於同類產品及公開使用，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請。

1‧‧‧流體機械

10‧‧‧機殼

11‧‧‧壓縮腔

111‧‧‧第一壓縮室

112‧‧‧第二壓縮室

20‧‧‧多段壓縮機構

21‧‧‧密封分隔結構

22‧‧‧公轉子

23‧‧‧第一母轉子

24‧‧‧第二母轉子

Claims (9)

1. 一種具多段壓縮的流體機械，包括：一機殼，具有一壓縮腔；以及一多段壓縮機構，設置於該壓縮腔內，該多段壓縮機構包含：一密封分隔結構，安裝於該壓縮腔的內壁面並將該壓縮腔分隔成一第一壓縮室及一第二壓縮室，該密封分隔結構包含一分隔件及一液體油；一公轉子，包含一公轉軸、一第一螺旋體及一第二螺旋體，該公轉軸穿固該分隔件並一起轉動，該液體油夾設於該機殼與該分隔件之間並形成密封，該第一螺旋體軸接該公轉軸且位於該第一壓縮室內，該第二螺旋體軸接該公轉軸且位於該第二壓縮室內；一第一母轉子，配置於該第一壓縮室內且與該第一螺旋體嚙合；以及一第二母轉子，配置於該第二壓縮室內且與該第二螺旋體嚙合。
2. 如請求項1所述之具多段壓縮的流體機械，其中該分隔件的外周面成型有螺旋狀凹槽，該螺旋狀凹槽的螺旋方向與該第一螺旋體的螺旋方向相反，該螺旋狀凹槽的螺旋方向與該第二螺旋體的螺旋方向相反，該液體油填充於該螺旋狀凹槽內。
3. 如請求項1所述之具多段壓縮的流體機械，其中該分隔件的外周面成型有一環狀凹槽，該機殼開設有連通該環狀凹槽的一穿孔，該液體油由該穿孔注入該環狀凹槽內。
4. 如請求項1所述之具多段壓縮的流體機械，其中該機殼的內壁面 成型有對應該分隔件的一環狀凹槽，且該機殼開設有連通該環狀凹槽的一穿孔，該液體油由該穿孔注入該環狀凹槽內。
5. 如請求項1所述之具多段壓縮的流體機械，其中該分隔件係由一對弧形凸條所組成的一環狀隔板。
6. 如請求項1所述之具多段壓縮的流體機械，其中該分隔件係以銲接的方式固定於該公轉軸的外部。
7. 如請求項1所述之具多段壓縮的流體機械，其中該分隔件係以灌模的方式成型於該公轉軸的外部。
8. 如請求項1所述之具多段壓縮的流體機械，其中該分隔件係以鎖固的方式成型於該公轉軸的外部。
9. 如請求項1所述之具多段壓縮的流體機械，其中該第一壓縮室與該第二壓縮室呈錯位配設。