TWI600834B

TWI600834B - 變段式壓縮機

Info

Publication number: TWI600834B
Application number: TW104133928A
Authority: TW
Inventors: 洪明忠; 林維煦
Original assignee: 復盛股份有限公司
Priority date: 2015-10-15
Filing date: 2015-10-15
Publication date: 2017-10-01
Also published as: TW201713854A

Description

變段式壓縮機

本發明係有關於一種壓縮機結構，尤指一種變段式壓縮機。

現有壓縮機不是單段式壓縮機，就是多段壓縮機，多段冷媒壓縮機適用於高壓縮比的低溫冷凍系統，或是低環溫時的熱泵機組，但實際應用時有其先天的限制，如在低壓縮比的工況時，其壓縮效率明顯無法發揮「雙段理論」的節能效益，甚至不及單段壓縮。

舉例說明如下，當冷凍庫在常溫時(15℃)，啟動時的壓縮機運轉工況是在低壓比下，無法有高效率性能，直到庫溫降至約-20℃時，雙段機就開始展現100%負載的優異性能，可以理想地達到庫溫-60℃以下的需求。

或者，低環溫下(-5℃)應用風冷雙段熱泵熱水機組時，可以產出約50℃的熱水，是適用雙段壓縮機，如果此機組要在夏天轉變成風冷冰水系統，則效率不及單段冰水機組，因為此工況較適用單段壓縮。

然而，市面上尚無單一機頭可換檔變段機構的螺旋壓縮機，現有唯一實際達成實施方式是：兩台壓縮機採串聯和並聯的配管佈置，結合複雜的關斷閥的開與關模式，才能達成系統可以並聯單段壓縮，又能串聯雙段壓縮，但是上述實施方式具有成本昂貴及不易操作之問題。

有鑑於此，本發明人遂針對上述現有技術，特潛心研究並配合學理的運用，盡力解決上述之問題點，即成為本發明人開發之目標。

本發明之一目的，在於提供一種變段式壓縮機，其係利用切換機構的內齒輪能夠與第一外齒輪及第二外齒輪相互嚙合，或切換機構的內齒輪能夠與第二外齒輪相互分離，使變段式壓縮機可以選擇切換單段壓縮或雙段壓縮，以達到變段式壓縮機具有提升壓縮效率及節省能源之特點。

為了達成上述之目的，本發明係提供一種變段式壓縮機，包括：一第一增壓組件，具有一第一連接軸；一第二增壓組件，對應該第一增壓組件的一端配置，該第二增壓組件具有一第二連接軸，該第二連接軸的末端具有一第一外齒輪；一驅動器，設置在該第一增壓組件與該第二增壓組件之間，該驅動器包含一本體及穿接該本體的一傳動軸，該傳動軸一端與該第一連接軸相互固接，另一端具有一第二外齒輪，該第一外齒輪與該第二外齒輪同軸心配置且之間具有一間距；以及一切換機構，設置在該第二增壓組件與該驅動器之間，該切換機構包含一聯軸套環及一扳動件，該聯軸套環套設且滑動於該第二連接軸，該聯軸套環的內壁具有一內齒輪及外壁設有一凹陷環槽，該內齒輪能夠與該第一外齒輪及該第二外齒輪相互嚙合或與該第二外齒輪相互分離，該扳動件連接且帶動該聯軸套環朝接近或遠離該傳動軸方向滑動，該扳動件包含一C型扣具及一撥動桿，該C型扣具一端延伸有一C字狀卡塊，另一端延伸有一突出柱，該C字狀卡塊嵌固於該凹陷環槽，該撥動桿延伸有一U字狀凸塊，該U字狀凸塊套設在該突出柱的外部且能夠推抵於該突出柱。

本發明還具有以下功效：切換機構更包含扳動件，扳動扳動件能帶動聯軸套環朝接近或遠離傳動軸方向滑動，進而達到變段式壓縮機作單段壓縮或雙段壓縮之切換，使變段式壓縮機具有方便切換及切換結構簡單之優點。

10‧‧‧變段式壓縮機

1‧‧‧第一增壓組件

11‧‧‧第一連接軸

2‧‧‧第二增壓組件

21‧‧‧第二連接軸

211‧‧‧第一外齒輪

212‧‧‧主連接軸

2121‧‧‧止擋環圈

213‧‧‧外接軸

2131‧‧‧第一環塊

3‧‧‧驅動器

31‧‧‧本體

32‧‧‧傳動軸

321‧‧‧第二外齒輪

4‧‧‧切換機構

41‧‧‧聯軸套環

411‧‧‧內齒輪

412‧‧‧凹陷環槽

413‧‧‧第二環塊

42‧‧‧扳動件

421‧‧‧C型扣具

4211‧‧‧C字狀卡塊

4212‧‧‧活動塊

4213‧‧‧突出柱

4214‧‧‧穿孔

422‧‧‧撥動桿

4221‧‧‧旋轉柱

4222‧‧‧撥動塊

4223‧‧‧扳動塊

4224‧‧‧U字狀凸塊

4225‧‧‧握把

5‧‧‧固定桿

6‧‧‧殼體

61‧‧‧第一容腔

62‧‧‧第二容腔

63‧‧‧第一氣流道

64‧‧‧第二氣流道

7‧‧‧逆止閥

圖1 係本發明變段式壓縮機之立體分解圖。

圖2 係本發明變段式壓縮機之立體組合圖。

圖3 係本發明切換機構之立體組合圖。

圖4 係本發明變段式壓縮機作多段壓縮之使用狀態示意圖。

圖5 係本發明變段式壓縮機作多段壓縮之另一使用狀態示意圖。

圖6 係本發明變段式壓縮機作多段壓縮之剖面示意圖。

圖7 係本發明變段式壓縮機作多段壓縮之另一剖面示意圖。

圖8 係本發明變段式壓縮機作單段壓縮之使用狀態示意圖。

圖9 係本發明變段式壓縮機作單段壓縮之另一使用狀態示意圖。

圖10 係本發明變段式壓縮機作單段壓縮之剖面示意圖。

圖11 係本發明變段式壓縮機另一實施立之組合示意圖。

有關本發明之詳細說明及技術內容，將配合圖式說明如下，然而所附圖式僅作為說明用途，並非用於侷限本創作。

請參考圖1至圖10所示，本發明係提供一種變段式壓縮機，此變段式壓縮機10包括一第一增壓組件1、一第二增壓組件2、一驅動器3及一切換機構4。

如圖1至圖2所示，第一增壓組件1具有一第一連接軸11。第二增壓組件2對應第一增壓組件1的一端配置，第二增壓組件2具有一第二連接軸21，第二連接軸21的末端具有一第一外齒輪211。其中，第一增壓組件1與第二增壓組件2分別為一螺旋式增壓器。

詳細說明如下，第二連接軸21具有相互套接的一主連接軸212及一外接軸213，主連接軸212的外壁延伸有一止擋環圈2121，止擋環圈2121的外徑大於聯軸套環41的內徑，外接軸213的外壁末端延伸有一第一環塊2131，第一外齒輪211形成在第一環塊2131的外周緣。

如圖1至圖2所示，驅動器3為一馬達，驅動器3設置在第一增壓組件1與第二增壓組件2之間，驅動器3包含一本體31及穿接本體31的一傳動軸32，傳動軸32一端與第一連接軸11相互固接，另一端具有一第二外齒輪321，第一外齒輪211與第二外齒輪321同軸心配置且之間具有一間距。

如圖1至圖3所示，切換機構4設置在第二增壓組件2與驅動器3之間，切換機構4包含一聯軸套環41，聯軸套環41套設且滑動於第二連接軸21，聯軸套環41的內壁具有一內齒輪411，內齒輪411能夠與第一外齒輪211及第二外齒輪321相互嚙合或與第二外齒輪321相互分離。

進一步說明如下，聯軸套環41套設且滑動於主連接軸212及外接軸213，聯軸套環41的外壁設有一凹陷環槽412，聯軸套環41的內壁延伸有一第二環塊413，第一環塊2131與第二環塊413能夠相互止擋，並且止擋環圈2121的外徑大於聯軸套環41的內徑，使聯軸套環41只能在止擋環圈2121與第一環塊2131之間滑動。

另外，切換機構4更包含一扳動件42，扳動件42連接且帶動聯軸套環41朝接近或遠離傳動軸32方向滑動。其中，扳動件42包含一C型扣具421及一撥動桿422，C型扣具421一端延伸有一C字狀卡塊4211，另一端延伸有一活動塊4212，C字狀卡塊4211嵌固於凹陷環槽412，活動塊4212的頂部延伸有一突出柱4213，活動塊4212設有一穿孔4214。

再者，撥動桿422包含一旋轉柱4221、一撥動塊4222及一扳動塊4223，撥動塊4222與扳動塊4223分別固接在旋轉柱4221的兩端，撥動塊4222一側延伸有一U字狀凸塊4224，U字狀凸塊4224套設在突出柱4213的外部且能夠推抵於突出柱4213，扳動塊4223朝遠離U字狀凸塊4224的一側延伸有一握把4225。

如圖1至圖3所示，本發明變段式壓縮機10更包括一固定桿5，聯軸套環41的軸向與固定桿5的軸向呈平行配置，活動塊4212透過穿孔4214套設且滑動於固定桿5。

如圖4、圖8所示，本發明變段式壓縮機10更包括一殼體6，殼體6設有一第一容腔61、一第二容腔62、一第一氣流道63及一第二氣流道64，第一容腔61與第二容腔62相互連通，第一增壓組件1、驅動器3與切換機構4容置於第一容腔61，第二增壓組件2容置於第二容腔62，第一氣流道63一端連通於殼體6外部，另一端連通於第二容腔62，第二氣流道64一端連通於第一氣流道63，另一端連通於第一容腔61。

如圖4、圖8所示，本發明變段式壓縮機10更包括一逆止閥7，逆止閥7安裝於第二氣流道64，逆止閥7控制第二氣流道64內的氣體僅能由第一氣流道63流向第一容腔61，第二氣流道64內的氣體不能由第一容腔61流向第一氣流道63。

如圖1至圖3所示，本發明變段式壓縮機10之組合，其係利用第一增壓組件1具有第一連接軸11；第二增壓組件2對應第一增壓組件1的一端配置，第二增壓組件2具有第二連接軸21，第二連接軸21的末端具有第一外齒輪211；驅動器3設置在第一增壓組件1與第二增壓組件2之間，驅動器3包含本體31及穿接本體31的傳動軸32，傳動軸32一端與第一連接軸11相互固接，另一端具有第二外齒輪321，第一外齒輪211與第二外齒輪321同軸心配置且之間具有間距；切換機構4設置在第二增壓組件2與驅動器3之間，切換機構4包含聯軸套環41，聯軸套環41 套設且滑動於第二連接軸21，聯軸套環41的內壁具有內齒輪411，內齒輪411能夠與第一外齒輪211及第二外齒輪321相互嚙合或與第二外齒輪321相互分離。藉此，切換機構4的內齒輪411能夠與第一外齒輪211及第二外齒輪321相互嚙合，或切換機構4的內齒輪411能夠與第二外齒輪321相互分離，使變段式壓縮機10可以選擇切換單段壓縮或雙段壓縮，以達到變段式壓縮機10具有提升壓縮效率及節省能源之特點。

如圖4至圖10所示，係本發明變段式壓縮機10之使用狀態，聯軸套環41朝接近傳動軸32方向滑動時，切換機構4的內齒輪411能夠與第一外齒輪211及第二外齒輪321相互嚙合，以啟動變段式壓縮機10作雙段壓縮；聯軸套環41朝遠離傳動軸32方向滑動時，切換機構4的內齒輪411能夠與第二外齒輪321相互分離，以啟動變段式壓縮機10作單段壓縮。

詳細說明如下，如圖4至圖7所示，係本發明變段式壓縮機10作多段壓縮之使用狀態，扳動扳動件42的握把4225，能帶動U字狀凸塊4224推抵突出柱4213往接近傳動軸32方向滑動，進而帶動聯軸套環41朝接近傳動軸32方向滑動，使切換機構4的內齒輪411能夠與第一外齒輪211及第二外齒輪321相互嚙合，讓傳動軸32之旋轉動力能夠透過第二外齒輪321傳輸至內齒輪411，再透過內齒輪411傳動至第一外齒輪211，使第一增壓組件1與第二增壓組件2皆跟隨傳動軸32旋轉，以啟動變段式壓縮機10作雙段壓縮。

另外，第二增壓組件2轉動時，會帶動殼體6外部的氣體不斷藉由第一氣流道63抽入第二容腔62內，氣體透過第二增壓組件2進行第一次壓縮再進入第一容腔61，逆止閥7能控制第二氣流道64內的氣體不能由第一容腔61流向第一氣流道637，最後氣體透過第一增壓組件1進行第二次壓縮，以完成變段式壓縮機10作雙段壓縮之步驟。

如圖8至圖10所示，係本發明變段式壓縮機10作單段壓縮之使用狀態，扳動扳動件42的握把4225，能帶動U字狀凸塊4224推抵突出柱4213往遠離傳動軸32方向滑動，進而帶動聯軸套環41朝遠離傳動軸32方向滑動，使切換機構4的內齒輪411能夠與第二外齒輪321相互分離，因第一外齒輪211與第二外齒輪321彼此不接觸，讓傳動軸32之旋轉動力不能透過第二外齒輪321傳輸至第一外齒輪211，使第一增壓組件1能跟隨傳動軸32旋轉，第二增壓組件2不能跟隨傳動軸32旋轉，以啟動變段式壓縮機10作單段壓縮。

另外，第二增壓組件2不轉動時，會讓第二容腔62內呈現封閉狀態，所以殼體6外部的氣體無法進入第二容腔62內，使殼體6外部的氣體只能藉由第二氣流道64抽入第一容腔61內，氣體透過第一增壓組件1進行第一次壓縮，以完成變段式壓縮機10作單段壓縮之步驟。

再者，切換機構4更包含扳動件42，扳動扳動件42能帶動聯軸套環41朝接近或遠離傳動軸32方向滑動，進而達到變段式壓縮機10作單段壓縮或雙段壓縮之切換，使變段式壓縮機10具有方便切換及切換結構簡單之優點。

又，逆止閥7安裝於第二氣流道64，逆止閥7控制第二氣流道64內的氣體僅能由第一氣流道63流向第一容腔61，使變段式壓縮機10作單段壓縮或雙段壓縮之切換時，其單段壓縮或雙段壓縮之氣流皆能順暢運作且避免堵塞及逆流發生。

請參考圖11所示，係本發明變段式壓縮機10之另一實施例，圖11之實施例與圖1至圖10之實施例大致相同，但圖11之實施例與圖1至圖10之實施例不同之處在於第一增壓組件1與第二增壓組件2分別為一渦卷式增壓器。

同理，第一增壓組件1與第二增壓組件2除了為螺旋式增壓器、渦卷式增壓器以外，第一增壓組件1與第二增壓組件2也可分別為一迴轉式增壓器或一離心式增壓器。藉此，以達到相同於圖1至圖10之實施例的功能及功效。

綜上所述，本發明之變段式壓縮機，亦未曾見於同類產品及公開使用，並具有產業利用性、新穎性與進步性，完全符合新型專利申請要件，爰依專利法提出申請，敬請詳查並賜准本案專利，以保障創作人之權利。