TWI788012B - 壓縮機結構 - Google Patents

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金德創新技術股份有限公司
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Abstract

一種壓縮機結構，係於一葉片轉子之外圍設置一偏心之葉室體，該葉室體可轉動地樞架在一主座上，且該葉片轉子之葉輪周壁與葉室體內之圓周壁相切接觸，並於該葉室體內構成一偏心之月弧形葉室；該葉片轉子之葉輪周側設有一能徑向滑動的葉片，該葉片之外伸頂端緊靠在該葉室內圓周壁上，並樞接於圓周壁兩側，使該葉室內部由該葉片分隔成一進氣吸入區及一壓縮排出區；隨著該葉片轉子轉動而帶動葉片，再由葉片帶動該葉室體跟著轉動，吸引氣體進入該進氣吸入區，經壓縮後再由壓縮排出區排出，完成氣體壓縮作業；由於該葉室體隨著葉片帶動而轉動時，葉片只於葉室體上固定的一處扭動，未與葉室內圓周壁的其他部位有發生過接觸摩擦，可有效降低壓縮機摩擦損耗；此外，對該壓縮排出區之氣體出口與該壓縮機之氣體導出槽孔或氣體導出缺口之接通加以調節，使壓縮機排放之壓縮氣體的壓縮比得以改變，能讓單一壓縮機的運用範疇更加廣泛。

Description

壓縮機結構
本發明是有關壓縮機結構，尤指一種可降低葉輪及葉片與葉室內部之間的摩擦損耗，兼具可依需求調整該壓縮機之壓縮比及可切換為不同壓縮比或泵之多元化功能，而為一深具實用價值之壓縮機結構。
如第1圖所示，係為一傳統的葉輪式壓縮機，其主要包括：一葉室體7及一葉片轉子8；該葉室體7內設有一圓形斷面之葉室71，於該葉室71周側設有對外連通之一氣體出口72及一氣體入口73，該葉片轉子8係偏心地設於該葉室71內接近該氣體出口72、氣體入口73之間的一側，於該葉片轉子8之葉輪81朝其外周側呈放射狀地設有複數可產生徑向伸縮的葉片80，各葉片80的外伸端801係常態性保持抵頂於該葉室71的內壁710；在一個可行的實施例中，該葉室體7係可被固定於一本體70內。
在操作時，當葉片80通過該氣體入口73，可將經由該氣體入口73進入該葉室71內之氣體，在兩兩葉片80之間逐漸推向該氣體出口72，上述氣體通過該兩兩葉片80之間葉室71內容積逐漸縮小而形成壓縮至高壓氣體後，再通過該氣體出口72向外導出，以完成壓縮空氣的作業。
然而，上述壓縮機於運轉時，各葉片80及葉輪81係常態性的與該葉室71內壁710之間產生相對的滑動摩擦，因此會在各葉片80及葉輪81與 葉室71內壁710之間造成持續的貼壓磨耗，不僅大量耗損能源，且因摩擦產生高熱，散熱不易均嚴重影響產品的使用效能及耐用壽命。
由於上述該葉室71之氣體出口72及氣體入口73位置固定，因此葉片80及葉輪81在運作中，均針對葉室71內壁710之固定接觸部位7101產生摩擦，使用越久，該固定接觸部位7101因被磨耗所產生的凹缺程度越明顯，此凹缺部位將在運轉中造成葉片80通過時之跳動或顫動，嚴重影響運作過程之氣密性及安靜度，應有改善之必要。
此外，包括上述之傳統葉輪式壓縮機結構，都僅具有單純壓縮氣體之功能，且對於空氣僅能提供固定壓縮比的作業，無法進行簡便的壓縮比調節或改變，嚴重限制了單一壓縮機所能提供的實際應用範圍。
有鑑於習見之葉輪式壓縮機有上述缺點，本案發明人乃針對該些缺點研究改進之道，終於有本發明產生。
本發明之主要特徵在於提供一種壓縮機結構，其係於一葉片轉子之外圍設置一偏心之葉室體，該葉室體可轉動地樞架在一主座上，且該葉片轉子之葉輪周壁與葉室體內之圓周壁相切接觸，形成一軸向分隔線，並於該葉室體內構成一偏心之月弧形葉室；該葉片轉子之葉輪周側設有一徑向葉片槽，其內可容設一滑動葉片，該葉片之外伸頂端具有葉片樞接部，可固定樞接在該葉室體內圓周壁之兩側，讓該葉片頂端緊靠(或嵌入)該葉室體內圓周壁上，使該葉室內部由該葉片分隔成一進氣吸入區及一壓縮排出區，且該進氣吸入區連通一氣體入口及該壓縮排出區連通一氣體出口；隨著該葉片轉子轉動而帶動葉 片，再由該葉片之葉片樞接部帶動該葉室體跟著轉動，使得氣體由該氣體入口進入葉室，再經壓縮後由該氣體出口排出，完成氣體壓縮作業；因該葉室體隨著葉片帶動而轉動，且該葉片之葉片樞接部受到該葉室體相對葉片轉子為偏心的轉動軌跡限制，使得該葉片只於葉室體之內圓周壁上固定的一處緊密貼靠(或嵌入)扭動，不會有壓縮過程之內部氣體壓力過大而將葉片回壓縮入葉片槽產生空隙的問題，且該葉片未與葉室內圓周壁的其他部位有發生過接觸摩擦，而因該葉片轉子與葉室體為偏心相切並同時轉動，使得兩者每轉動一周的摩擦只相當於兩者有接觸的圓周長相差之滑動摩擦，可有效減少壓縮機整體零組件之磨損及能量的損耗。
本發明之再一特徵在於依循上述壓縮機結構，在其主座外側二旁分別設有一架體，該架體與該主座之間設有至少一自動調整組件，利用該自動調整組件可使該葉室體之內圓周壁能夠隨時緊靠該葉片轉子的葉輪周壁，以達到自動調整消除該葉室體內圓周壁與該葉片轉子之葉輪周壁間之間隙的功能。
本發明之另一特徵在於依循上述之壓縮機結構，當該氣體出口係設置於該葉室體上時，係可在該主座一側設一導出槽孔，藉以設定該葉室體轉動時，該氣體出口與導出槽孔重疊的位置，而該重疊的起始位置即為該壓縮機之氣體排出壓縮比設定；另外，若該氣體出口係設置在該葉片轉子上時，則該氣體出口係經由在葉片轉子內部之一排氣通道，與該葉片轉子之一轉子軸上的至少一排氣口相連通，並在該轉子軸上具有排氣口的端部組合一軸端排氣控制組件，且該軸端排氣控制組件上至少設有一導出缺口，藉以設定該葉片轉子轉動時，該轉子軸之排氣口與該軸端排氣控制組件之導出缺口重疊的位置，而該 重疊的起始位置即為該氣體排出之壓縮比設定。
本發明之又一特徵在於依循上述之壓縮機結構，當該氣體出口係設置於該葉室體上時，係可在該主座之導出槽孔與氣體出口之間，或若該氣體出口係設置在該葉片轉子且由一轉子軸上的排氣口排出時，在該軸端排氣控制組件之導出缺口與該排氣口之間，另設有一壓縮比調節組件，該壓縮比調節組件上具有一對應該導出槽孔或導出缺口之調節開口，當該壓縮比調節組件相對在其間進行調節時，即可調整改變該氣體出口與該導出槽孔或導出缺口之間對應連通的起始點位置，以改變該氣體出口與該導出槽孔或導出缺口之導通排放時機，進而達到在單一壓縮機上改變其壓縮氣體之排出壓縮比的功效。
本發明之再一特徵在於依循上述之壓縮機結構，其中之軸端排氣控制組件係由一端蓋座及一具有開口之導出缺口控制環蓋所組成，於該端蓋座中央設有一轉軸凹孔，封閉套合於該第一轉子軸端部對應該排氣口所在位置之外部，於該端蓋座上設有至少一朝外連通且對應於該轉軸凹孔之通孔，於該轉軸凹孔中央設有一貫通之中央孔，該端蓋座另一表側於該中央孔外周圍處設有一與中央孔同軸心且間隔之環槽；該導出缺口控制環蓋係以一具開口端之邊緣嵌入該環槽中，使該導出缺口控制環蓋嵌入該環槽的部位設有至少一環軌，該等環軌上設有至少一個缺口分段，且該等缺口分段均設有缺口部份，該等環軌分別對應該等通孔並處於相同之軸向位置，使該等缺口分段在導出缺口控制環蓋運轉時，每個缺口分段經過該等通孔的期間，剛好對應該葉片轉子轉動一周，使得該導出缺口控制環蓋轉動一周，該葉片轉子相對應的轉動周數，相當於轉動該導出缺口控制環蓋上設定的缺口分段數，使該壓縮機的排出氣體之壓縮程 度為經過該等通孔的缺口分段所設定的壓縮比，如此，讓壓縮機可以在不同壓縮比設定的缺口分段間切換運作；若缺口分段為無壓縮的設定，則整個缺口分段皆為缺口，運作上就會變成類似泵的功能，也是本發明的另一種特殊應用。
為使本創作的上述特徵與功效可獲致更具體的瞭解，兹依下列可行實施例附圖詳細說明如下：
1、8:葉片轉子
10、81:葉輪
11:第一轉子軸
111:結合部
112:連動元件
12:第二轉子軸
13:葉片槽
131:通氣道
14、14a、80:葉片
141、141a:葉片樞接部
15:傳動元件
16:排氣通道
161:氣體出口
162:排氣口
2、7:葉室體
20、20a:葉室本體
21:葉室蓋體
201、300:開口
202、71:葉室
203:內圓周壁
2021:壓縮排出區
2022:進氣吸入區
206:凸軸孔
205、73:氣體入口
204、72:氣體出口
207:葉片被樞接部
207a:葉片嵌入凹槽
211:副凸軸孔
212:副葉片被樞接部
3:主座
30:主座本體
31:主座副體
301:葉室體容室
3011:內邊壁
302:軸座
303:偏心軸孔
3030:偏心橢圓軸孔
304:外壁
305:導出槽孔
306:結合支架
3061:螺紋孔
307:透空部
308、314:導斜面
311:副軸座
312:副偏心軸孔
3120:副偏心橢圓軸孔
313:副體螺絲孔
4:架體組
40:第一架體
41:第二架體
401、411:轉軸端孔
402、412:側折緣
403、413:開口側
404、414:側孔
5:自動調整組件
51:軸桿
511:自旋螺紋段
512:多邊形斷面段
52、53:迫緊件
521、531:迫緊斜面
54:彈性調整元件
541:自旋螺帽
542:末端固定件
543:扭力彈簧
6、904:壓縮比調節組件
61:調節桿
611:驅動部
62:調節件
621:被驅動部
622、9041:調節開口
70:本體
710:內壁
7101:固定接觸部位
801:外伸端
90、91、92:軸端排氣控制組件
901:轉軸凹孔
902:導出缺口
903:氣體排放口
911、921:端蓋座
9111:轉軸凹孔
9112:中央孔
9113:環槽
9114:次連動元件
9115、9215:第一通孔
9216:第二通孔
912、922:導出缺口控制環蓋
9121:被動部
9122、9222:第一環軌
9223:第二環軌
91221、92221、92231:第一缺口分段
91222:第二缺口分段
X:軸向分隔線
Y:軸向葉片接觸線
Z:軸向葉片接觸圓弧
第1圖係習見葉輪式壓縮機之結構示意圖。
第2圖係本發明第一種實施例之結構立體分解圖。
第3A圖係本發明第一種實施例之結構組合外觀圖。
第3B圖係本發明第一種實施例之結構的組合底側方向觀視外觀圖。
第4圖係本發明第一種實施例之結構，沿葉片轉子橫向剖切之剖面圖；即沿第5圖B-B剖切線方向觀視之結構剖面圖。
第5圖係本發明第一種實施例之結構，沿葉片轉子縱向剖切之剖面圖；即沿第4圖A-A剖切線方向觀視之結構剖面圖。
第6圖係本發明第一種實施例之葉室體及葉片位於壓縮氣體及吸入氣體之初始時態示意圖。
第7圖係本發明第一種實施例之葉室體及葉片位於氣體之壓縮後及排出前的時態示意圖。
第8圖係本發明第一種實施例之葉片頂端嵌入葉室體圓周內壁之放大示意圖
第9圖係本發明第二種實施例之結構立體分解圖。
第10圖係本發明第二種實施例之結構的局部分解底側方向觀視外觀圖。
第11圖係本發明第二種實施例之結構，沿葉片轉子橫向剖切之剖面圖；即參考第5圖B-B剖切線方向觀視之結構剖面圖。
第12圖係本發明第三種實施例之結構組合示意圖。
第13圖係本發明第四種實施例之結構立體分解圖。
第14圖係本發明第四種實施例整體結構組合後，沿葉片轉子縱向剖切之剖面圖。
第15圖係第四種實施例沿第14圖D-D剖切線方向觀視，且表示當葉室體及葉片位於壓縮氣體及吸入氣體之初始時態示意圖。
第15A圖係第四種實施例沿第14圖E-E剖切線方向觀視，且表示當葉室體及葉片對應第15圖之位置時，該第一轉子軸於軸端排氣控制組件之轉軸凹孔內的位置示意圖。
第16圖係第四種實施例沿第14圖D-D剖切線方向觀視，且表示當葉室體及葉片位於壓縮氣體向外排出的時態示意圖。
第16A圖係第四種實施例沿第14圖E-E剖切線方向觀視，且表示當葉室體及葉片對應第16圖之位置時，該第一轉子軸於軸端排氣控制組件之轉軸凹孔內的位置示意圖。
第17圖係在本創作之第四種實施例的結構中，另在軸端排氣控制組件與轉子軸端部之間，組合一具調整壓縮比功能之壓縮比調節組件之示意 圖。
第18圖係本發明第五種實施例之結構立體分解圖。
第19圖係本發明第五種實施例之組合結構的局部外觀立體剖面圖。
第20圖係本發明第五種實施例整體結構組合後，沿葉片轉子縱向剖切之剖面圖。
第21A圖係第五種實施例壓縮機處於第一環軌之第一缺口分段對應的初始作業階段；即沿第20圖F-F及G-G之剖切線方向觀視示意圖。
第21B圖係第五種實施例壓縮機處於第一環軌之第一缺口分段對應開始排出氣體階段；即沿第20圖F-F及G-G之剖切線方向觀視示意圖。
第21C圖係第五種實施例壓縮機處於第一環軌之第一缺口分段對應的作業完成階段，同時，也是第二缺口分段對應的初始作業階段；即沿第20圖F-F及G-G之剖切線方向觀視示意圖。
第21D圖係第五種實施例壓縮機處於第一環軌之第二缺口分段對應的作業中期階段；即沿第20圖F-F及G-G之剖切線方向觀視示意圖。
第21E圖係第五種實施例壓縮機處於第一環軌之第二缺口分段對應的作業完成階段，同時，也是下次第一缺口分段對應的初始作業階段；即沿第20圖F-F及G-G之剖切線方向觀視示意圖。
第22圖係本發明第五種實施例之軸端排氣控制組件設有多數環軌之實施型態的結構立體分解圖。
請參第2至7圖所示，可知本發明第一種實施例之結構包括：一葉片轉子1、一葉室體2及一主座3；其中該葉片轉子1具有呈圓柱形之葉輪10，於該葉輪10之中心二端分別設有第一轉子軸11及第二轉子軸12，且於該葉輪10上設有一徑向葉片槽13，上述第一轉子軸11及第二轉子軸12至少其中之一內部設有可連通於該葉片槽13之通氣道131；該第一轉子軸11及第二轉子軸12至少其一可經由一傳動元件15(可為一齒輪或皮帶輪)連結外部之動力以驅動該葉片轉子1轉動；該葉片槽13內收容一可徑向滑動之葉片14，該葉片14朝向該葉片槽13外的外伸端設有葉片樞接部141，在本實施例中，該葉片樞接部141係設成為在葉片14二旁側向外凸伸之葉片凸軸。
該葉片轉子1外圍設有一偏心之葉室體2，該葉室體2可由一圓筒狀之葉室本體20及一葉室蓋體21所組成，該葉室本體20內部設有一同心且朝一側設具開口201之圓柱形葉室202，該葉室202內壁周邊設有一內圓周壁203，該葉輪10周壁與葉室202之內圓周壁203有一相切處，形成一軸向分隔線X及月弧形的葉室容量空間，且該葉片14之葉片樞接部141可樞接在該葉室202之內圓周壁203的兩側，讓該葉片14頂端緊靠該葉室202(葉室本體20)之內圓周壁203上形成一軸向葉片接觸線Y，又於緊臨該軸向葉片接觸線Y兩側的葉室本體20周壁上，在該葉片14之推進方向設有一氣體出口204，相反於推進方向的葉片14另一側設有一氣體入口205，且該氣體出口204及氣體入口205可分別設置於靠近該葉室本體20的軸向不同端位置；於葉室本體20遠離該開口201之一側壁的中央設有一凸軸孔206，及在該側壁貼近葉室202之內圓周壁203邊上設有一葉片被樞接部207。
該葉室本體20之開口201由該葉室蓋體21封蓋；該葉室蓋體21朝向該開口201之一側設有與該葉室本體20之凸軸孔206相對應之副凸軸孔211，以及與該葉室本體20之葉片被樞接部207相對應的副葉片被樞接部212，該葉片被樞接部207及副葉片被樞接部212係分別用以樞接該葉片14之葉片樞接部141。
該主座3由一主座本體30及一主座副體31所組成；該主座本體30朝向葉室體2相組合之一側設有一圓形且具開口300之葉室體容室301，以供收容該葉室本體20靠近該氣體出口204之一端，並使接近該氣體入口205之側端裸露於該葉室體容室301之外；於該主座本體30遠離該開口300之一側壁中央設有一軸座302，該軸座302相對該葉片轉子1之旋轉中心呈偏心位置，且該葉室本體20之凸軸孔206可樞套在該軸座302上，使該葉室本體20可以該軸座302為轉軸進行樞轉，且主座本體30之軸座302上設有一偏心之偏心軸孔303；該葉室體容室301內部設有一圓形之內邊壁3011，在該內邊壁3011與該主座本體30之外壁304之間，位於靠近相對軸向分隔線X附近的位置設有一導出槽孔305。
在該主座本體30之葉室體容室301朝向葉室體2且隔著葉室體2的一側，設置有一主座副體31；在該主座副體31朝向該葉室體容室301之一側，設有一與該主座本體30之軸座302相對應之副軸座311，以及與主座本體30之偏心軸孔303相對應之副偏心軸孔312，且該葉室蓋體21之副凸軸孔211可樞套在該副軸座311上，使該葉室蓋體21可以該副軸座311為轉軸進行樞轉。
由上述結構組合關係可知，該葉室體2以該主座本體30之軸座 302及主座副體31之副軸座311為兩側轉軸以進行樞轉，為使該葉室體2與主座3間的運轉均衡與緊密，該主座本體30與主座副體31之間設有組合支架將其兩者固定組合在一起；在本實施例中第2圖所示，該主座本體30上設有四個結合支架306，每個該結合支架306上皆設有一螺紋孔3061，在該主座副體31相對應四個該螺紋孔3061的位置上設有副體螺絲孔313，可讓螺絲由該副體螺絲孔313鎖入該結合支架306之螺紋孔3061中，使得該主座本體30與主座副體31能夠組合固定在一起，且在該主座本體30與主座副體31之間撐出一透空部307，提供該氣體入口205對外裸露之用；可將該主座本體30與主座副體31組合固定的實施方式不勝枚舉，故不再贅述。
請參第2至7圖所示，當該葉片轉子1、葉室體2與該主座3相互組裝時，該葉室體2係設置於該主座3之葉室體容室301中，並以凸軸孔206及副凸軸孔211樞架在該主座3的軸座302及副軸座311上，而該葉片轉子1之第一轉子軸11及第二轉子軸12則樞架在偏心軸孔303及副偏心軸孔312上轉動；該葉室體2之葉室202則偏心設置於該葉片轉子1之外圍，且該葉片轉子1之葉輪10周壁與該葉室202之內圓周壁203相切接觸形成一軸向分隔線X，再配合該葉片14頂端緊貼在該葉室202之內圓周壁203上形成的軸向葉片接觸線Y，恰可使該葉片14沿著轉動推進方向的前、後側，分別形成一與該氣體出口204相連通的壓縮排出區2021，及一與該氣體入口205相連通的進氣吸入區2022。
當外部之動力經由該傳動元件15驅動該第二轉子軸12連動該葉片轉子1轉動時，該葉片轉子1上的葉片槽13帶動其內的葉片14跟著一起轉動，然後再經由該葉片14上的葉片樞接部141帶動該葉室體2上的葉片被樞接部207 及副葉片被樞接部212，使得葉室體2以主座3上的軸座302及副軸座311為軸座，往該葉片轉子1相同的旋轉方向且相對葉片轉子1中心為偏心的位置轉動，同時，該葉片14受該葉室體2在相對偏心位置轉動的樞接軌跡限制，造成該葉片14隨著該葉片轉子1轉動而於該葉片槽13內外之間往復伸縮滑動，而因該葉片14頂端只於葉室體2之內圓周壁203上固定的一處緊密貼靠扭動，不會有壓縮過程之內部氣體壓力過大而將葉片回壓縮入葉片槽及產生空隙而引發氣密度不足的缺失。
在上述運轉及連動的過程中，當該葉片14與該葉室體2在該第6圖的位置時，其葉片14形成的軸向葉片接觸線Y恰好旋轉到與該軸向分隔線X交會，在該葉片14形成的軸向葉片接觸線Y之後方朝向順時針方向到該軸向分隔線X之間的葉室202空間(即進氣吸入區2022)為最小，同時，位於該葉片14形成的軸向葉片接觸線Y之前方朝向逆時針方向到該軸向分隔線X之間的葉室202空間(即壓縮排出區2021)為最大，此時，是壓縮行程的初始歸零狀態；隨著該葉片轉子1繼續(沿逆時針)轉動令葉片14形成的軸向葉片接觸線Y超過該軸向分隔線X後，則該進氣吸入區2022逐漸擴大(即持續進氣)，該壓縮排出區2021則由前揭最大狀態逐漸縮小(即持續對氣體進行壓縮)，直到該葉室體2之氣體出口204到達第7圖所示的位置，此時，該氣體出口204將逐漸連通該主座3之導出槽孔305，使得在該壓縮排出區2021內的壓縮氣體開始由該導出槽孔305往外排出，直至葉片14形成的軸向葉片接觸線Y再度與該軸向分隔線X交會，逐步完成氣體吸入、壓縮及排出之行程；亦即在該葉片14形成的軸向葉片接觸線Y與該軸向分隔線X交會時，該進氣吸入區2022等於全葉室202 空間(空間最大)，且該壓縮排出區2021內的壓縮氣體恰好全部被排出，使得第一空間2021內的空間最小，是進氣行程轉壓縮行程的交會時刻，即為新的壓縮循環開始，如此反覆循環運轉，以達到壓縮機之功效。
為使葉片14與葉室本體20有更好的接觸密封效果，上述本實施例中，葉片14頂端緊靠該葉室本體20之內圓周壁203上形成一軸向葉片接觸線Y，亦可將葉片14頂端嵌入在葉室本體20內，如第8圖內所示，葉片14a介於兩葉片樞接部141a間的葉片頂端嵌入在葉室本體20a之葉片嵌入凹槽207a內，形成一軸向葉片接觸圓弧Z。
請參第9至11圖所示，可知本發明第二種實施例之結構包括：葉片轉子1、葉室體2、主座3、架體組4及自動調整組件5等部分；其中該葉片轉子1、葉室體2及主座3與前述第一種實施例大致相同，只有為配合架體組4及自動調整組件5的組裝使用，在該主座本體30之外周緣之二端邊各設有一導斜面308，及在主座副體31之外周緣之二端邊各設有一導斜面314，另外，將第一種實施例之偏心軸孔303及副偏心軸孔312由圓孔改成橢圓形之偏心橢圓軸孔3030及副偏心橢圓軸孔3120(參看第11圖內假想線之表示部分)；本實施例是以第一種實施例為基礎，外加架體組4及自動調整組件5組合而成。
該架體組4由第一架體40及第二架體41所組成，分別設置於該主座本體30、主座副體31之外側，於該第一架體40及第二架體41上各設有一轉軸端孔401、411，分別對應於該主座3的偏心橢圓軸孔3030及副偏心橢圓軸孔3120，讓該葉片轉子1之第一轉子軸11及第二轉子軸12可穿過偏心橢圓軸孔3030及副偏心橢圓軸孔3120後，再樞架在該轉軸端孔401、411上，使該葉 片轉子1可固定樞架在架體組4上進行樞轉；在該第一架體40及第二架體41之周側朝向該主座本體30及主座副體31設有側折緣402、412及開口403、413，該側折緣402、412在對應主座3之各該導斜面308、314位置，分別設有側孔404、414。
對應該側折緣402、412之側孔404、414可裝設自動調整組件5，該自動調整組件5係設置於該架體組4之二旁側，用以調整消除該葉片轉子1之葉輪10周壁與葉室202之內圓周壁203間因運轉磨耗所產生的間隙，而為了配合該自動調整組件5之裝設，該主座本體30與主座副體31的偏心橢圓軸孔3030及副偏心橢圓軸孔3120係設成長橢圓形孔，且該長橢圓形孔之長軸方向對應該自動調整組件5驅動調整葉片轉子1之葉輪10周壁與葉室202之內圓周壁203之間隙的位移方向，且該長橢圓形孔之短軸則與葉片轉子之第一轉子軸11及第二轉子軸12之直徑相等，以穩定其可調整上述間隙之軌跡；在本實施例中，該自動調整組件5具有一軸桿51、二迫緊件52、53及一彈性調整元件54，該兩迫緊件52、53相對靠近地套合於該軸桿51上，且該兩迫緊件52、53分別穿過相對稱的各兩側折緣402、412之側孔404、414，且該軸桿51之末端前設有自旋螺紋段511，末端設有多邊形斷面段512，該彈性調整元件54則分別以一自旋螺帽541旋套於該自旋螺紋段511，再以一末端固定件542套定在該多邊形斷面段512上，並在該自旋螺帽541及末端固定件542之間組合一預設扭力的扭力彈簧543，該扭力彈簧543之兩端分別固定於該自旋螺帽541及該末端固定件542上，使該兩迫緊件52、53能夠藉該彈性調整元件54對該自旋螺帽541的自動彈性扭轉作用，而具備自動朝向該主座本體30、主座副體31靠近，使得該兩迫緊件52、 53所設具之迫緊斜面521、531近接該主座本體30與主座副體31，分別由兩側擠迫該主座3之導斜面308、314，造成各迫緊斜面521、531常態性對導斜面308、314產生向上抵頂之作用，迫使該主座3連帶牽動該葉室體2往緊貼該葉片轉子1之葉輪10周壁的方向移動，藉以自動調整消除上述該葉輪10周壁與葉室202之內圓周壁203間因磨耗所產生之間隙。
請參第12圖所示，可知本發明第三種實施例之結構包括：與前述第二種實施例相同方式組合之葉片轉子1、葉室體2、主座3、架體組4、自動調整組件5，以及一設置於該葉室體2、主座3之間的壓縮比調節組件6等部份；其中該壓縮比調節組件6具有一調節桿61及一調節件62，該調節件62係可樞轉地套合於該葉室體2外周側與該主座3之葉室體容室301之間，且於該調節件62外周側設有一被驅動部621及一調節開口622，該被驅動部621係可為複數均勻排列之凸齒列，該調節開口622係保持與該主座3之導出槽孔305局部重疊。
該調節桿61係由該主座3外部伸入，且於端部設有與該被驅動部621相連結之驅動部611；在本實施例中，該驅動部611係為可與該被驅動部621(凸齒列)相嚙合之外螺紋；在一個可行的實施例中，該調節桿61裸露於該主座3外部之一端，可另連結一可驅動該調節桿61轉動之電子機構，以達到省力且快速操作的功能。
上述結構中，操作者可由外部驅動該調節桿61轉動，該調節桿61經由該驅動部611連動該調節件62之被驅動部621，使該調節件62朝向正、逆時針的方向轉動，可改變該調節開口622與該導出槽孔305的重疊起始位置，進而調整該葉室體2之氣體出口204導出壓縮氣體的時機，藉以達到可即時調整 輸出氣體的壓縮比。
請參第13至17圖所示，為本發明第四種實施例之結構，是以第二種實施例的結構為基礎，將第二種實施例原設置在葉室本體20周壁上的氣體出口204改設置在葉片轉子1上，經第一轉子軸11向外排出氣體，同時，將第二種實施例原設置在主座本體30上控制氣體壓縮比功能的導出槽孔305，改由新設置的軸端排氣控制組件90所取代，對該第一轉子軸11控制壓縮氣體排出；本實施例除上述兩處的變更外，其餘的結構組合與運作皆與第二種實施例相同，故本實施例之結構包括：葉片轉子1、葉室體2、主座3、架體組4、自動調整組件5及軸端排氣控制組件90等部分，其中本實施例的葉片轉子1與第二種實施例的葉片轉子1大致相同，只有在葉片轉子1內部增設一排氣通道16，其一端與設置在葉片14之推進方向的葉輪10及葉片槽13相交處之氣體出口161連通，另一端與設置在第一轉子軸11上的排氣口162連通，以取代原第二種實施例之氣體出口204功能；另外，該本實施例的葉室體2與第二種實施例的葉室體2之差異處為取消設置原第二種實施例之氣體出口204，其他結構皆相同。
在本實施例中，該軸端排氣控制組件90係為一設置於該架體組4之第一架體40(或第二架體41)外側，於該軸端排氣控制組件90中央設有一轉軸凹孔901，該轉軸凹孔901係封閉套合於該第一轉子軸11(或第二轉子軸12)具設有該排氣口162之端部，於該轉軸凹孔901局部周側設有導出缺口902，該導出缺口902連通於該軸端排氣控制組件90上之一氣體排放口903，再朝軸端排氣控制組件90外部連通排放。
上述本實施例在該第一轉子軸11端部之排氣口162與第二種實施 例之氣體出口204，及本實施例的該軸端排氣控制組件90之導出缺口902與第二種實施例中該主座3之導出槽孔305，在壓縮機運作上皆扮演著相同的功能角色；本實施例之壓縮機運轉時，壓縮空氣從葉片轉子1之氣體出口161，經排氣通道16，由第一轉子軸11端部之排氣口162向外排出；當第一轉子軸11端部之排氣口162與該軸端排氣控制組件90之導出缺口902開始重疊時(請參看第16及16A圖)，壓縮空氣由該導出缺口902經氣體排放口903向壓縮機外部排放。
請參第17圖所示，依上述之結構，更可在該軸端排氣控制組件90的轉軸凹孔901內與該第一轉子軸11的外周側之間另套設一壓縮比調節組件904，該壓縮比調節組件904於對應該排氣口162活動路徑上設有一調節開口9041，利用一驅動機構(未繪出)帶動該壓縮比調節組件904轉動，使該調節開口9041變換與該導出缺口902重疊位置，可改變該排氣口162導出空氣的時機，藉以在不更換該軸端排氣控制組件90的前提下，同樣可達到調整空氣壓縮比的操作效果；該壓縮比調節組件904與第三種實施例之壓縮比調節組件6為相同的功能組件(請參看第12圖)。
請參第18至22圖所示，為本發明第五種實施例，是以第四種實施例的結構為基礎，在第四種實施例中葉片轉子1之第一轉子軸11上新增一結合部111，並在該結合部111上套裝一連動元件112，另外，再以一軸端排氣控制組件91取代原第四種實施例之軸端排氣控制組件90，除前述兩處的變更外，其餘的結構組合與運作皆與第四種實施例相同，故本實施例之結構包括：葉片轉子1、葉室體2、主座3、架體組4、自動調整組件5及軸端排氣控制組件91 等部分所組成。
在本實施例中，該軸端排氣控制組件91係由一端蓋座911及一具有開口之導出缺口控制環蓋912所組成，該端蓋座911係設置於該架體組4之第一架體40(或第二架體41)外側，於該端蓋座911一內側設有一套合該第一轉子軸11(或第二轉子軸12)端部之轉軸凹孔9111，於該轉軸凹孔9111中央設有一貫通該端蓋座911之中央孔9112，以供該第一轉子軸11端部之結合部111伸穿通過；另外在該端蓋座911之中央孔9112外周圍處，設有一與中央孔9112同軸心之環槽9113，於該中央孔9112及該環槽9113之間設有一次連動元件9114(可為一連動齒輪)，該次連動元件9114(連動齒輪)係與該連動元件112(驅動齒輪)相連結(嚙合)，另於該端蓋座911上設有第一通孔9115，該第一通孔9115穿過該環槽9113連通該轉軸凹孔9111。
該導出缺口控制環蓋912係以其具有開口端之邊緣嵌入該端蓋座911之環槽9113中，該導出缺口控制環蓋912內周壁上環設有一被動部9121(可為一內齒環)，該被動部9121(內齒環)係與該次連動元件9114(連動齒輪)相連結(嚙合)，藉以使該導出缺口控制環蓋912能透過該連動元件112(驅動齒輪)先驅動該次連動元件9114(連動齒輪)再間接驅動該被動部9121而樞轉；在該導出缺口控制環蓋912嵌入該環槽9113的環蓋部分，在本實施例中設有第一環軌9122，該第一環軌9122上設有第一缺口分段91221及第二缺口分段91222，且該第一環軌9122與該端蓋座911之第一通孔9115處於相同的軸向位置，當導出缺口控制環蓋912被該連動元件112帶動樞轉時，該第一環軌9122上之第一缺口分段91221及第二缺口分段91222皆會經過該第一通孔9115，使該等缺口與 該第一通孔9115重疊相通。
上述第一缺口分段91221及第二缺口分段91222在壓縮機運轉中，每個缺口分段經過該第一通孔9115正好對應壓縮機轉動一周，故該第一環軌9122轉動一周相當於葉片轉子1轉動2周，且由於經過次連動元件9114傳遞轉動，造成該第一環軌9122與葉片轉子1的轉動方向正好相反，即該連動元件112(驅動齒輪)與該被動部9121(內齒環)運轉時的轉速比為2：1；若該第一環軌9122上設有3個缺口分段，則該連動元件112與該被動部9121的轉速比將被設為3：1，以此類推。
本實施例組裝後運轉時，該葉室202的壓縮空氣從葉片轉子1之氣體出口161，經排氣通道16，由第一轉子軸11端部之排氣口162排向該端蓋座911內，該第一轉子軸11與該轉軸凹孔9111組成的間隔空間，然後再穿過該環槽9113內的第一環軌9122朝該第一通孔9115方向往外排出；若第一環軌9122上的缺口分段有缺口部分與該第一通孔9115重疊相通，則壓縮氣體被排出壓縮機，若不相通則壓縮機處在壓縮空氣階段；如第21A圖為壓縮機處於壓縮初始階段，此時為第一缺口分段91221的對應作業開始；第21B圖為進入壓縮氣體的最後階段，由第21A圖的壓縮初始階段運作到此時的這段期間，第一缺口分段91221雖然經過該第一通孔9115，但是並沒有缺口與其重疊相通，但接下來，該第一缺口分段91221的缺口部分即將與該第一通孔9115重疊相通，進入壓縮排氣階段；第21C圖為開始進入排氣完成階段，從第21B圖到第21C圖期間，第一缺口分段91221的缺口部分與該第一通孔9115重疊相通且排出壓縮空氣，當排氣完成後第一缺口分段91221完成其對應的壓縮作業，同時也 開始進入第二缺口分段91222的對應作業；第21D圖及第21E圖為壓縮機處在對應該第二缺口分段91222的作業，因為該第二缺口分段91222全段都是缺口，皆有與該第一通孔9115相通，壓縮機處於連續排氣的未壓縮狀態，形成壓縮機處於類似泵的作業；由第21A圖及第21E圖內容可知，兩圖內容完全相同，表示當第二缺口分段91222的作業完成的階段，也是接下來該第一缺口分段91221的初始作業階段，讓壓縮機如此不斷地交替切換作業並持續循環的運作下去。
上述該第一環軌9122有兩個缺口分段，但是都由該第一通孔9115排出，使得對排出之氣體不易區分使用，故可將上述導出缺口控制環蓋912之第一環軌9122的第一缺口分段91221及第二缺口分段91222，拆分成第22圖之導出缺口控制環蓋922所示，將原第一環軌9122的第一缺口分段91221拆成對應的第一環軌9222之第一缺口分段92221，及將原第一環軌9122的第二缺口分段91222拆成對應的第二環軌9223之第一缺口分段92231；另外，以端蓋座921取代該端蓋座911，在該端蓋座921上，除了設有與原第一通孔9115相同對應的第一通孔9215外，另新增第二通孔9216，而該端蓋座921的其他結構則與端蓋座911皆相同；讓該第一環軌9222的第一缺口分段92221排出的氣體，由該第一通孔9215排出；該第二環軌9223的第一缺口分段92231排出的氣體，由該第二通孔9216排出，以方便後續的應用；若第一環軌9122設有3個缺口分段，則可拆分成3個相對應的環軌，以此類推。
上述第四種實施例及第五種實施例皆是以第二種實施例的結構為基礎，若無自動調整消除該葉輪10周壁與葉室202之內圓周壁203間因磨耗所 產生之間隙需求時，則該第四種實施例及第五種實施例皆可改為以第一種實施例的結構為基礎，而該軸端排氣控制組件90、91、92則改為設置於該主座3之主座本體30(或主座副體31)外側，除沒有架體組4及自動調整組件5以外，其他所有結構與運作皆與第一種實施例相同，故不再贅言敘述。
綜合以上所述，本發明之壓縮機結構確可達成降低葉片與葉室內壁磨耗程度、減少能源耗損，且可經由壓縮比調節組件之增設，而得以簡易進行調整不同壓縮比之操作，並兼具可進行壓縮比分段切換之功能，實為一具新穎性及進步性之發明，爰依法提出申請發明專利；惟上述說明之內容，僅為本發明之較佳實施例說明，舉凡依本發明之技術手段與範疇所延伸之變化、修飾、改變或等效置換者，亦皆應落入本發明之專利申請範圍內。
15:傳動元件
2:葉室體
205:氣體入口
3:主座
30:主座本體
31:主座副體
306:結合支架
307:透空部

Claims (11)

  1. 一種壓縮機結構，其係於一葉片轉子之外圍設置一偏心且可同時轉動之葉室體，該葉室體可轉動地樞設在一主座上，該葉片轉子之葉輪的周壁與該葉室體內之圓周壁相切接觸，並於該葉室體內形成一偏心的月弧形葉室；該葉輪周側設有一徑向葉片槽，其內可容設一滑動葉片，該葉片之外伸端具有葉片樞接部，藉該葉片樞接部固定樞結在該葉室體上，讓該葉片以其頂端緊靠在該葉室內圓周壁上，並在該葉片的頂端與該葉室內圓周壁之間形成一軸向密封接觸，使該葉室內部由該葉片分隔成一進氣吸入區及一壓縮排出區，且該進氣吸入區設有一氣體入口，該壓縮排出區設有一氣體出口；該氣體入口及氣體出口分別位在靠近該葉室體的軸向不同端位置；在該主座朝向葉室體的組合方向設有一葉室體容室，以供收容該葉室體靠近該氣體出口之一端，並遮閉該葉室體上之氣體出口；該主座設有至少一結合支架，以支撐形成至少一透空部，且讓該氣體入口不受葉室體容室之遮閉地裸露於透空部，且於該葉室體容室之內部設有一圓形內邊壁，在該內邊壁上設有一連通外部之導出槽孔，該導出槽孔可在葉室體轉動過程中與該氣體出口相重疊連通。
  2. 如請求項1之壓縮機結構，其中相對該葉室體之氣體出口與該主座之導出槽孔之間，另設有一壓縮比調節組件，該壓縮比調節組件中之一調節件上，設有一對應該導出槽孔之調節開口，在調節該調節件時，可改變該調節開口與該導 出槽孔之間的重疊位置，藉以調整該氣體出口與該導出槽孔之間相通導出氣體的時機，藉以達到調整排出氣體的壓縮比。
  3. 一種壓縮機結構，其係於一葉片轉子之外圍設置一偏心且可同時轉動之葉室體，該葉室體可轉動地樞設在一主座上，該葉片轉子之葉輪的周壁與該葉室體內之圓周壁相切接觸，並於該葉室體內形成一偏心的月弧形葉室；該葉輪周側設有一徑向葉片槽，其內可容設一滑動葉片，該葉片之外伸端具有葉片樞接部，藉該葉片樞接部固定樞結在該葉室體上，讓該葉片以其頂端緊靠在該葉室內圓周壁上，並在該葉片的頂端與該葉室內圓周壁之間形成一軸向密封接觸，使該葉室內部由該葉片分隔成一進氣吸入區及一壓縮排出區，且該進氣吸入區設有一氣體入口，該壓縮排出區設有一氣體出口，該氣體出口位在該壓縮排出區之葉輪上，且連通該葉片轉子內部之一排氣通道，該排氣通道連通一排氣口，該排氣口設置在第一轉子軸及第二轉子軸至少其一的端部，且於該轉子軸端部所在位置之外周側，套設有一軸端排氣控制組件，該軸端排氣控制組件能隨該葉片轉子之轉動，控制該排氣口與外部相連通的時機。
  4. 如請求項3之壓縮機結構，該軸端排氣控制組件中央設有一轉軸凹孔，該轉軸凹孔套合於該具設有排氣口之轉子軸的端部上，於該轉軸凹孔局部周側設有導出缺口，該導出缺口連通於該軸端排氣控制組件上之一氣體排放口，再朝軸端排氣控制組件外部連通排放。
  5. 如請求項4之壓縮機結構，在該軸端排氣控制組件的轉軸凹孔內與該轉子軸的外周側之間，另套設一壓縮比調節組件，該壓縮比調節組件於對應該排氣口活動路徑上設有一調節開口，能夠在該壓縮比調節組件進行運轉時，改變該調節開口與該導出缺口之間的重疊位置，即可改變該排氣口與該導出缺口之間相通導出氣體的時機，藉以調整排出氣體的壓縮比。
  6. 如請求項3之壓縮機結構，其中該軸端排氣控制組件係由一端蓋座及一具有開口之導出缺口控制環蓋所組成，該轉軸凹孔設在該端蓋座中央，且套合在該具設有排氣口之轉子軸端的外周側，於該端蓋座上設有至少一朝外連通之通孔，該等通孔與該轉軸凹孔相連通，該轉軸凹孔中央設有一貫通之中央孔，該中央孔外周圍設有一與中央孔同軸心且相間隔之環槽；該導出缺口控制環蓋係以一具開口端之邊緣嵌入該端蓋座上的環槽中，並使該導出缺口控制環蓋嵌入該環槽的部位設有至少一環軌，該等環軌上設有至少一缺口分段，且該等缺口分段均設有缺口部份，該等環軌對應該端蓋座上的通孔，使該等缺口分段在導出缺口控制環蓋運轉時，皆能在不同時段分別使其缺口部份與該等通孔形成對應相通排氣。
  7. 如請求項6之壓縮機結構，其中該環軌之每一缺口分段經過該等通孔的期間，恰好對應葉片轉子轉動一周，使得該導出缺口控制環蓋轉動一周，該葉片轉子相對應的轉動周數為該導出缺口控制環蓋上設定的缺口分段數。
  8. 如請求項6之壓縮機結構，其中之該中央孔及該環槽之間設有一次連動元件，該轉子軸端部組合有一連動元件，該導出缺口控制環蓋的內周壁上環設有一被動部，該次連動元件係連結於該連動元件與該被動部之間形成連動，該等端蓋座上的通孔穿過該環槽連通該轉軸凹孔，藉以使該導出缺口控制環蓋能透過該連動元件先驅動該次連動元件再間接驅動該被動部進行樞轉，使在該缺口分段之缺口部份同時連通該通孔與轉軸凹孔時，形成排氣通道。
  9. 如請求項7之壓縮機結構，其中之該中央孔及該環槽之間設有一次連動元件，該轉子軸端部組合有一連動元件，該導出缺口控制環蓋的內周壁上環設有一被動部，該次連動元件係連結於該連動元件與該被動部之間形成連動，該等端蓋座上的通孔穿過該環槽連通該轉軸凹孔，藉以使該導出缺口控制環蓋能透過該連動元件先驅動該次連動元件再間接驅動該被動部進行樞轉，使在該缺口分段之缺口部份同時連通該通孔與轉軸凹孔時，形成排氣通道。
  10. 如請求項1或2或3或4或6或7或8或9之壓縮機結構，其中該葉片樞接部係設為在葉片二旁側向外凸伸之葉片凸軸，且該葉室體上設有葉片被樞接部與該葉片樞接部相樞接，使得該葉片之葉片頂端與該葉室體之內圓周壁保持軸向密封接觸，形成一軸向葉片接觸線及凹入該內圓周壁之軸向葉片接觸圓弧面的其中一種。
  11. 如請求項1或2或3或4或6或7或8或9之壓縮機結構，其中該主座外側設有一架體組，該架體組與該主座之間設有至少一自動調整組件，利用該自動調整組件可驅動該主座及葉室體，使該葉室內圓周壁與該葉片轉子之葉輪周壁之間保持緊貼，以調整消除該葉片轉子與葉室內圓周壁間因運轉磨耗所產生之間隙；該主座外周緣之二端邊皆設有一導斜面，且於該架體組之二旁側分別設具側折緣，側折緣對應該導斜面處分別設具側孔：該自動調整組件設具有一軸桿、兩迫緊件及一彈性調整元件，該兩迫緊件可滑動地套合於該軸桿上，且分別穿過相對稱之兩側折緣的各側孔，並受該彈性調整元件之自動彈性扭轉作用而朝向該主座靠近，各該迫緊件上分別設有對應於該導斜面之迫緊斜面，利用該彈性調整元件使二迫緊件具有自行相互彈性靠近迫緊之機能，進而讓各迫緊斜面常態對主座之導斜面產生向上抵頂之作用，連帶使得該主座與葉室體能夠自行朝向葉片轉子之葉輪周壁緊靠。
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