TWI747467B - 流體機械之氣流調節裝置 - Google Patents

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唐光德
劉耀中
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    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
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Abstract

本發明係關於一種流體機械之氣流調節裝置，此氣流調節裝置包括殼體、導葉組件及制動器，殼體內部具一容腔及設有連通容腔的風口與貫穿孔；導葉組件容置於容腔，導葉組件包含固定環、轉動環及複數連桿，固定環連接於殼體且環設在風口周圍；複數葉片分別樞接於固定環；轉動環可轉動式套設在固定環上；各連桿一端固接於各葉片及另一端樞接於轉動環；制動器設置在殼體的外部，制動器具有穿設於貫穿孔且沿著貫穿孔的軸向往復伸縮的伸縮桿，伸縮桿的末端樞接於複數連桿之其一者或轉動環。

Description

流體機械之氣流調節裝置
本發明是有關於一種用於流體機械，特別是壓縮機的進氣導葉、擴壓導葉或回流導葉等裝置，且特別是有關於一種流體機械之氣流調節裝置。
傳統離心式壓縮機會在離心式葉輪(Impeller)的進氣口安裝有進氣導葉(Inlet Guide Vane)及排氣口安裝有擴壓導葉(Diffuser Guide Vane)或回流導葉(Reflux Guide Vane)，並透過進氣導葉、擴壓導葉與回流導葉的葉片開合而控制流體流量，以防止喘振現象發生，進而避免壓縮機本體產生損害。
然而，目前進氣導葉、擴壓導葉與回流導葉大多為利用數個制動器分別配置數片導葉、制動器的旋轉軸驅動齒盤旋轉、或制動器的旋轉軸帶動齒輪與連桿驅動轉動環旋轉等機構控制葉片開合，導致離心式壓縮機產生有結構複雜、潤滑困難、不易製造及組裝成本高等缺點。
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。
本發明提供一種流體機械之氣流調節裝置，其係利用伸縮桿樞接於複數連桿之其一者或轉動環，即可調整複數葉片的開合角度，以達到氣流調節裝置具有簡化機構、減少零件數目、提升精度與可靠度、降低材料成本、減少組裝工序、便於潤滑等優點。
於本發明實施例中，本發明係提供一種流體機械之氣流調節裝置，包括：一殼體，內部具有一容腔及設有連通該容腔的一風口與一貫穿孔；一導葉組件，容置於該容腔，該導葉組件包含：一固定環，連接於該殼體且環設在該風口周圍；複數葉片，分別樞接於該固定環；一轉動環，可轉動式套設在該固定環上；以及複數連桿，各該連桿一端固接於各該葉片及另一端樞接於該轉動環；一制動器，設置在該殼體的外部，該制動器具有穿設於該貫穿孔且沿著該貫穿孔的軸向往復伸縮的一伸縮桿，該伸縮桿的末端樞接於該複數連桿之其一者或該轉動環；以及至少一密封件，套設於該伸縮桿且填塞在該貫穿孔與該伸縮桿之間。
基於上述，利用制動器的伸縮桿樞接於複數連桿之其一者或轉動環，伸縮桿以直線運動驅動轉動環轉動，轉動環再利用連桿驅動各葉片轉動，即可達到調整複數葉片的開合角度之目的，使本發明氣流調節裝置具有簡化機構、減少零件數目、提升精度與可靠度、降低材料成本、減少組裝工序、便於潤滑等優點。
10:氣流調節裝置
1:殼體
11:容腔
12:風口
13:貫穿孔
2:導葉組件
21:固定環
211:環形限位部
22:葉片
221:樞軸
23:轉動環
24:連桿
25:突出桿
26:長條孔
3:制動器
31:伸縮桿
311:末端
312:鎖孔
4:螺栓
5:密封件
6:限位軸桿
圖1係本發明氣流調節裝置之第一使用狀態立體圖。
圖2係本發明氣流調節裝置之另一第一使用狀態立體圖。
圖3係本發明氣流調節裝置之第一使用狀態側視圖。
圖4係本發明氣流調節裝置之第一使用狀態剖面圖。
圖5係本發明氣流調節裝置之第二使用狀態立體圖。
圖6係本發明氣流調節裝置之第二使用狀態側視圖。
圖7係本發明氣流調節裝置之第二使用狀態剖面圖。
圖8係本發明氣流調節裝置另一實施例之使用狀態立體圖。
圖9係本發明氣流調節裝置另一實施例之另一使用狀態立體圖。
圖10係本發明氣流調節裝置另一實施例之使用狀態側視圖。
圖11係本發明氣流調節裝置另一實施例之另一使用狀態側視圖。
圖12係本發明氣流調節裝置另一實施例之局部剖面圖。
圖13係本發明氣流調節裝置另一實施例之局部立體圖。
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，並非用於侷限本發明。
請參考圖1至圖7所示，本發明係提供一種流體機械之氣流調節裝置，此氣流調節裝置10主要包括一殼體1、一導葉組件2及一制動器3。
如圖1至圖7所示，殼體1內部具有一容腔11及設有一風口12與一貫穿孔13，風口12與貫穿孔13分別連通於容腔11。其中，本實施例之殼體1形成在離心式壓縮機中葉輪的進氣口處，風口12為一圓形開口，但不以此為限制。
如圖1至圖7所示，導葉組件2容置於容腔11，導葉組件2包含一固定環21、複數葉片22、一轉動環23及複數連桿24。
詳細說明如下，固定環21連接於殼體1且環設在風口12周圍，固定環21自頂部及外周緣向內設有一環形限位部211。其中，本實施例之固定環21係以固接方式連接在殼體1上，但不以此為限制。
另外，複數葉片22分別樞接於固定環21，本實施例之導葉組件2為一進氣導葉組件，所以複數葉片22以彼此放射狀排列方式設置於風口12，每一葉片22延伸有樞接於固定環21且設置在轉動環23下方的一樞軸221。
再者，轉動環23為一圓形環，轉動環23可轉動式嵌設於環形限位部211，以令轉動環23可轉動式套設在固定環21上。其中，本實施例之固定環21的外周緣延伸有複數凸肋，複數凸肋分別自頂部及外周緣向內凹設有複數凹陷，環形限位部211由複數凹陷相互圍設而成，但不以此為限制。
又，各連桿24一端固接於各樞軸221及另一端樞接於轉動環23，以令各連桿24一端固接於各葉片22及另一端樞接於轉動環23。其中，本實施例之各連桿24直向式跨設在各樞軸221與轉動環23之間。
如圖1至圖7所示，制動器3設置在殼體1的外部，制動器3具有穿設於貫穿孔13且沿著貫穿孔13的軸向往復伸縮的一伸縮桿31。其中，本實施例之制動器3固定於殼體1上，但不以此為限制。
如圖2至圖7所示，本發明氣流調節裝置10更包括一螺栓4，伸縮桿31的末端311設有一鎖孔312，複數連桿24之其一者遠離轉動環23的一端延伸有一突出桿25，突出桿25設有一長條孔26，螺栓4穿設鎖固於鎖孔312且穿設滑動於長條孔26，以令伸縮桿31的末端311樞接於複數連桿24之其一者。
如圖4、圖7所示，本發明氣流調節裝置10更包括一或複數密封件5，密封件5套設於伸縮桿31且填塞在貫穿孔13與伸縮桿31之間，密封件5用於防止殼體1的內側氣體與外側氣體透過貫穿孔13互相流通，密封件5可為機械軸封或密封環。其中，本實施例之密封件5的數量為複數個，但不以此為限制。
如圖2至圖7所示，本發明氣流調節裝置10之使用狀態，其係利用伸縮桿31的末端311樞接於複數連桿24之其一者，所以伸縮桿31沿著貫穿孔13的軸向往復伸縮時，伸縮桿31的直線運動帶動螺栓4於長條孔26內也沿著貫穿孔13的軸向進行直線運動，使得螺栓4透過長條孔26推動突出桿25及轉動環23轉動，進而帶動轉動環23沿固定環21外周緣進行旋轉運動及上下的直線往復運動，轉動環23再牽動連桿24的一端以樞軸221為圓心進行往復旋轉運動，各連桿24再帶動各葉片22以樞軸221為圓心旋轉至預期的角度，並透過複數葉片22的開合角度去控制進出風口12的流體流量，以提升壓縮機性能，或防止壓縮機發生喘振現象，進而延長壓縮機的使用壽命。
藉此，利用制動器3的伸縮桿31樞接於複數連桿24之其一者，伸縮桿31以直線運動驅動轉動環23轉動，轉動環23再利用連桿24驅動各葉片22轉動，即可達到調整複數葉片22的開合角度之目的，使本發明氣流調節裝置10具有簡化機構、減少零件數目、提升精度與可靠度、降低材料成本、減少組裝工序、便於潤滑等優點。
請參考圖8至圖13所示，係本發明氣流調節裝置10之另一實施例，圖8至圖13之實施例與圖1至圖7之實施例大致相同，圖8至圖13之實施例與圖1至圖7之實施例不同之處在於導葉組件2為一擴壓導葉組件或一回流導葉組件。
進一步說明如如下，本實施例之殼體1形成在離心式壓縮機中葉輪的排氣口或回流口處，風口12為一環形開口，但不以此為限制。其中，本實施例之固定環21自殼體1上一體延伸成型，但不以此為限制。
又，固定環21連接於殼體1且環設在風口12內周圍，且固定環21自頂部及外周緣向內設有一環形限位部211，轉動環23為一圓形環，轉動環23可轉動式嵌設於環形限位部211，以令轉動環23可轉動式套設在固定環21上。其 中，本實施例之環形限位部211由固定環21自頂部及外周緣向內設有一環形凹槽所構成，但不以此為限制。
另外，因導葉組件2為一擴壓導葉組件或一回流導葉組件，所以複數葉片22以彼此環形排列方式設置於風口12，每一葉片22延伸有樞接於固定環21且設置在轉動環23外側的一樞軸221，各連桿24橫向式跨設在各樞軸221與轉動環23之間，且各連桿24一端固接於各樞軸221及另一端樞接於轉動環23。
再者，本發明氣流調節裝置10更包括一螺栓4，伸縮桿31的末端311設有一鎖孔312，轉動環23的外周緣延伸有一突出桿25，突出桿25設有一長條孔26，螺栓4穿設鎖固於鎖孔312且穿設滑動於長條孔26，以令伸縮桿31的末端311樞接於轉動環23。
此外，本實施例之氣流調節裝置10更包括複數限位軸桿6，複數限位軸桿6固接且抵固於固定環21，複數限位軸桿6環設且相切於轉動環23的外周緣，使轉動環23相對於固定環21轉動時，複數限位軸桿6與轉動環23的外周緣相切而限制轉動環23的位置，以令轉動環23無法偏心位移且無法相對固定環21左、右偏移。
如圖8至圖11所示，本實施例氣流調節裝置10之使用狀態，其係利用伸縮桿31的末端311樞接於轉動環23，所以伸縮桿31沿著貫穿孔13的軸向往復伸縮時，伸縮桿31的直線運動帶動螺栓4於長條孔26內也沿著貫穿孔13的軸向進行直線運動，使得螺栓4透過長條孔26推動突出桿25及轉動環23轉動，進而帶動轉動環23沿固定環21外周緣進行旋轉運動，轉動環23再牽動連桿24的一端以樞軸221為圓心進行往復旋轉運動，各連桿24再帶動各葉片22以樞軸221為圓心旋轉至預期的角度，並透過複數葉片22的開合角度去控制進出風口12的流體流量，以提升壓縮機性能，或防止壓縮機發生喘振現象，進而延長壓縮機的使用壽命。
藉此，利用制動器3的伸縮桿31樞接於轉動環23，伸縮桿31以直線運動驅動轉動環23轉動，轉動環23再利用連桿24驅動各葉片22轉動，即可達到調整複數葉片22的開合角度之目的，以達到相當於圖1至圖7之實施例的功能及功效。
綜上所述，本發明之流體機械之氣流調節裝置，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，以保障發明人之權利。
10:氣流調節裝置
1:殼體
11:容腔
13:貫穿孔
2:導葉組件
21:固定環
22:葉片
221:樞軸
23:轉動環
24:連桿
25:突出桿
26:長條孔
3:制動器
31:伸縮桿
4:螺栓

Claims (11)

  1. 一種流體機械之氣流調節裝置，包括：一殼體，內部具有一容腔及設有連通該容腔的一風口與一貫穿孔；一導葉組件，容置於該容腔，該導葉組件包含：一固定環，連接於該殼體且環設在該風口周圍；複數葉片，分別樞接於該固定環；一轉動環，可轉動式套設在該固定環上；以及複數連桿，各該連桿一端固接於各該葉片及另一端樞接於該轉動環；一制動器，設置在該殼體的外部，該制動器具有穿設於該貫穿孔且沿著該貫穿孔的軸向往復伸縮的一伸縮桿，該伸縮桿的末端樞接於該複數連桿之其一者或該轉動環；以及至少一密封件，套設於該伸縮桿且填塞在該貫穿孔與該伸縮桿之間。
  2. 如請求項1所述之流體機械之氣流調節裝置，其更包括一螺栓，該伸縮桿的該末端設有一鎖孔，該複數連桿之其一者遠離該轉動環的一端延伸有一突出桿，該突出桿設有一長條孔，該螺栓穿設鎖固於該鎖孔且穿設滑動於該長條孔。
  3. 如請求項2所述之流體機械之氣流調節裝置，其中該導葉組件為一進氣導葉組件，該風口為一圓形開口，該複數葉片以彼此放射狀排列方式設置於該風口。
  4. 如請求項3所述之流體機械之氣流調節裝置，其中每一該葉片延伸有樞接於該固定環且設置在該轉動環下方的一樞軸，各該連桿直向式跨設在各該樞軸與該轉動環之間，且各該連桿一端固接於各該樞軸及另一端樞接於該轉動環。
  5. 如請求項1所述之流體機械之氣流調節裝置，其更包括一螺栓，該伸縮桿的該末端設有一鎖孔，該轉動環的外周緣延伸有一突出桿，該突出桿設有一長條孔，該螺栓穿設鎖固於該鎖孔且穿設滑動於該長條孔。
  6. 如請求項5所述之流體機械之氣流調節裝置，其中該導葉組件為一擴壓導葉組件或一回流導葉組件，該風口為一環形開口，該複數葉片以彼此環形排列方式設置於該風口。
  7. 如請求項6所述之流體機械之氣流調節裝置，其中每一該葉片延伸有樞接於該固定環且設置在該轉動環外側的一樞軸，各該連桿橫向式跨設在各該樞軸與該轉動環之間，且各該連桿一端固接於各該樞軸及另一端樞接於該轉動環。
  8. 如請求項1所述之流體機械之氣流調節裝置，其中該固定環自頂部及外周緣向內設有一環形限位部，該轉動環可轉動式嵌設於該環形限位部。
  9. 如請求項1所述之流體機械之氣流調節裝置，其中該固定環固接在該殼體上。
  10. 如請求項1所述之流體機械之氣流調節裝置，其中該固定環自該殼體上一體延伸成型。
  11. 如請求項1所述之流體機械之氣流調節裝置，其更包括複數限位軸桿，該複數限位軸桿固接於該固定環，該複數限位軸桿環設且相切於該轉動環的外周緣。
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