TWM449197U - 螺旋轉子型液環式壓縮機 - Google Patents

Description

螺旋轉子型液環式壓縮機

本新型是有關於一種液環式壓縮機，特別是指一種螺旋轉子型液環式壓縮機。

參閱圖1，為一種現有的液環式壓縮機1，該液環式壓縮機1包含界定一密閉的橫向圓柱形壓縮室11的一機殼12、一橫向偏心設於該壓縮室11內的轉子13、一封閉該壓縮室11之一端的蓋板14，及連接於該蓋板14的一進氣管15與一排氣管16。該壓縮室11內容置一液封液體17。該蓋板14包括一連通該壓縮室11內部與進氣管15的吸氣口141，及一連通該壓縮室11內部與排氣管16的排氣口142。該轉子13包括多個形成於該轉子13表面且呈放射狀向外延伸的葉片131。

在該轉子13轉動時會產生一離心力，帶動壓縮室11內的液封液體17形成一包覆該機殼12內表面的液環。該液封液體17形成的液環與該轉子13的每一葉片131相接觸而與轉子13相配合界定多個彼此間隔的容氣槽18。該等容氣槽18隨著該轉子13的旋轉而轉動，且由於該轉子13相對於該液環相對呈偏心，因此該等容氣槽18轉動時其徑向長度R會產生長度變化，連帶使容氣槽18的體積隨之產生改變。在該等容氣槽18體積逐漸增加時，容氣槽18經由該吸氣口141連通進氣管15，使一欲壓縮的氣體由吸氣口141被吸入容氣槽18內；在該等容氣槽18體積開始減少時，該等容 氣槽18呈密封狀態並逐漸使內部氣體受到壓縮；在容氣槽18內部的氣體隨容氣槽18體積減小而被壓縮到所需的壓縮比時，等容氣槽18經由該排氣口142連通排氣管16，使壓縮後的氣體由排氣口142進入至排氣管16，達成壓縮氣體之目的。

然而，現有的液環式壓縮機1在運作時，由於該等容氣槽18只會因轉子13相對於液環呈偏心轉動而產生徑向長度R的變化，因此容氣槽18的體積變化比率有限，只能使被壓縮氣體達到較小的壓縮比，常無法達到所需的壓縮效果。此外，因為液封液體17不會沿壓縮室11的軸向方向產生流動，所以無法有效利用壓縮室11的軸向空間提升壓縮氣體的效果。因此，現有的液環式壓縮機確實還存在待改善的空間。

因此，本新型之目的，即在提供一種能提高壓縮比且增進壓縮效果的螺旋轉子型液環式壓縮機。

於是，本新型螺旋轉子型液環式壓縮機包含一機殼、一吸氣蓋板、一排氣蓋板、一壓縮室，及一螺旋轉子。該機殼為一中空的殼體，並包括一呈管形而橫向延伸的壓縮部。吸氣蓋板設於該機殼而封閉該壓縮部之一端，且包括一貫穿該吸氣蓋板而連通該壓縮部內部的吸氣口。該排氣蓋板設於該機殼而封閉該壓縮部之另一端，且包括一貫穿該排氣蓋板而連通該壓縮部內部的排氣口，並定義一由該吸氣蓋板至該排氣蓋板的壓縮方向。該壓縮室由該壓縮部 、該吸氣蓋板及該排氣蓋板相配合圍繞界定，並經由該吸氣口與該排氣口和壓縮室外部連通，該壓縮室內容置一液封液體。該螺旋轉子沿該壓縮方向延伸且可轉動地設於該機殼，並穿過該壓縮室而相對於該壓縮室呈偏心，或使用截面概呈橢圓形的壓縮部而將螺旋轉子安裝於壓縮室的中心位置。該螺旋轉子包括一軸桿，及至少一位於該壓縮室內呈螺旋形圍繞該軸桿的瓣片，該瓣片由該壓縮室鄰近該吸氣蓋板之一端延伸至鄰近該排氣蓋板之一端。

該螺旋轉子轉動時，該螺旋轉子的旋轉運動產生一離心力使該液封液體形成一包覆該壓縮部的內側面的液環，並藉該瓣片驅使該液封液體朝向該壓縮方向流動，該液封液體形成的液環相對於該螺旋轉子呈偏心且與該螺旋轉子的瓣片相接觸，並與該瓣片及該軸桿相配合界定多個彼此相間隔的容氣槽。該等容氣槽隨該螺旋轉子的轉動沿該壓縮方向位移，並依序經過與該吸氣口連通、不與該吸氣口和排氣口連通，及與該排氣口連通等階段。每一容氣槽與該吸氣口連通時體積、軸向長度與徑向長度皆逐漸增加，而每一容氣槽與該排氣口連通時，體積、軸向長度與徑向長度皆逐漸減少，每一容氣槽與該吸氣口連通時的最大體積大於與該排氣口連通時的最大體積。

本新型之功效在於：利用螺旋轉子設有呈螺旋形圍繞軸桿的瓣片，使壓縮機在壓縮氣體時各容氣槽同時產生軸向長度與徑向長度的改變，使容氣槽的體積變化率增加，有效提升壓縮氣體時的壓縮比。此外，透過調整螺旋形瓣 片的螺距即可輕易調整壓縮氣體的壓縮比，或是利用改變吸氣口31與排氣口41的位置或大小即可輕易達到改變氣體壓縮比的效果。

另外，螺旋形的瓣片能驅動液封液體沿壓縮方向朝向排氣口流動，讓液封液體產生一向排氣口集中的慣性，使液封液體形成的液環於鄰近排氣口處具有更佳的壓縮氣體效果。故確實能達到本新型之目的。

有關本新型之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之二個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在本新型被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2至圖5，為本新型螺旋轉子型液環式壓縮機之第一較佳實施例。包含一機殼2、一吸氣蓋板3、一排氣蓋板4、一壓縮室5，及一螺旋轉子6。該機殼2為一中空的殼體，並包括一呈圓管形而橫向延伸的壓縮部21、一位於該壓縮部21之一端的進氣腔22、一位於壓縮部21之另一端的排氣腔23、一連通於該進氣腔22與機殼2外部的進氣管24，及一連通於該排氣腔23與機殼2外部排氣管25。吸氣蓋板3設於該機殼2而位於該壓縮部21與進氣腔22間，並封閉該壓縮部21鄰近該進氣腔22的一端，且包括一貫穿該吸氣蓋板3而連通該壓縮部21內部與進氣腔22的吸氣口31。該排氣蓋板4設於該機殼2而位於該壓縮部21與 排氣腔23間，並封閉該壓縮部21鄰近該排氣腔23的一端，且包括一貫穿該排氣蓋板4而連通該壓縮部21內部與排氣腔23的排氣口41，同時定義一由該吸氣蓋板3至該排氣蓋板4的壓縮方向I。須特別說明的，圖2中的吸氣口31與圖3中的排氣口41僅為示意顯示吸氣口31與排氣口41的位置與高度，實際上吸氣口31與排氣口41如圖4所示分別位於吸氣蓋板3與排氣蓋板4不互相對應的位置，因此並不同時存在於在圖2或圖3的剖視圖中。

該壓縮室5由該圓管形的壓縮部21、該吸氣蓋板3及該排氣蓋板4相配合而圍繞界定，並經由該吸氣口31與該排氣口41分別與壓縮室5外的進氣腔22與排氣腔23連通。該壓縮室5內部容置一液封液體51。該螺旋轉子6沿該壓縮方向I延伸且可轉動地設於該機殼2，並穿過該壓縮室5而相對於該壓縮室5呈偏心，在本實施例中螺旋轉子6在該壓縮室5內為向上偏心設置，使該螺旋轉子6在不轉動時僅有下端少部分會位於液封液體51內，讓螺旋轉子6不易因長時間浸泡於液封液體51而發生鏽蝕使壽命縮減。但螺旋轉子6依實際使用的需求也可為向下偏心設置，並不以本實施例的態樣為限。

該螺旋轉子6包括一貫穿該壓縮室5的軸桿61，及多個位於該壓縮室5內彼此間隔且呈螺旋形圍繞該軸桿61的瓣片62。該等瓣片62由該壓縮室5鄰近該吸氣蓋板3之一端延伸至鄰近該排氣蓋板4之一端。該機殼2還包括兩個分別位於該壓縮室5兩相反側而分別供該軸桿61兩端可轉 動地穿設的軸承26。

該螺旋轉子6轉動時會產生一離心力，使該液封液體51形成一個包覆該壓縮部21的內側面且圍繞螺旋轉子6的液環。該液封液體51形成的液環相對於螺旋轉子6呈偏心，且與該螺旋轉子6的每一瓣片62相接觸，並在液環最接近該軸桿61處與軸桿61相接觸，藉此與該瓣片62及該軸桿61相配合界定多個彼此相間隔的容氣槽7。該等容氣槽7隨該螺旋轉子6的轉動會沿該壓縮方向I位移，並依序經過與該吸氣口31連通、不與該吸氣口31和排氣口41連通，及與該排氣口41連通等階段。

本新型螺旋轉子型液環式壓縮機在使用時，該進氣管24連接一欲壓縮氣體的供應源，使欲壓縮的氣體經由進氣管24進入機殼2的進氣腔22。同時螺旋轉子6開始轉動而與液封液體51形成的液環配合界定多個相間隔的容氣槽7。每一容氣槽7在與該吸氣口31連通時，容氣槽7的體積、軸向長度71及徑向長度72皆逐漸增加(如圖2及圖4所示)，使進氣腔22內的欲壓縮氣體經由吸氣口31被吸入容氣槽7。接著容氣槽7不與該吸氣口31和排氣口41連通並沿該壓縮方向I位移，帶動容氣槽7內的欲壓縮氣體由鄰近吸氣口31處向鄰近排氣口41處移動。最後容氣槽7鄰近該排氣蓋板4而與該排氣口41相連通，此時容氣槽7的體積、軸向長度71與徑向長度72皆逐漸減少(如圖3及圖5所示)。利用容氣槽7體積的改變，使容氣槽7內的欲壓縮氣體隨容氣槽7的減小而被壓縮，進而通過排氣口41進 入排氣腔23再從排氣管25被排出機殼2。須注意的，每一容氣槽7與該吸氣口31連通時的最大體積大於與排氣口41連通時的最大體積，藉此確保欲壓縮的氣體在從容氣槽7進入排氣腔23時，體積相較於從進氣腔22進入容氣槽7時產生壓縮。

要特別強調的，由於該等容氣槽7在壓縮氣體時，同時產生軸向長度71與徑向長度72的變化而使容氣槽7的體積改變，因此能在壓縮室5有限的空間中使欲壓縮氣體達到所期望的壓縮比。另外在螺旋轉子6轉動時，該等螺旋形瓣片62的旋轉會驅使該液封液體51沿該壓縮方向I流動，讓液封液體51產生一向排氣口41集中的慣性，使液封液體51形成的液環在鄰近排氣口41處對容氣槽7內的氣體產生較佳的壓縮效果。另外，在本實施例中螺旋轉子6相對於壓縮室5呈偏心設置，但實際上也可如圖6及圖7所示，改用截面概呈橢圓形的壓縮部21，而將螺旋轉子6安裝於壓縮室5的中心位置，並具有一個以上的進氣口31及排氣口41，只需使液封液體51形成的液環能配合螺旋轉子6界定體積會隨螺旋轉子6轉動產生變化的容氣槽7即可，並不以本實施例螺旋轉子6呈偏心設置為限。

參閱圖8，為本新型螺旋轉子型液環式壓縮機之第二較佳實施例。與前述第一較佳實施例大致相同，僅該螺旋轉子6之瓣片62具有不同的數量及螺距，瓣片62的數量不以本實施例為限，也可為一個、兩個或兩個以上的任意正整數，只須能配合軸桿61與液封液體51形成的液環界定容 氣槽7即可。該第二較佳實施例顯示本新型螺旋轉子型液環式壓縮機能利用容氣槽7的軸向長度71變化而改變容氣槽7的體積，或是利用改變吸氣口31與排氣口41位置或大小即可輕易達到改變氣體壓縮比的效果。

綜上所述，本新型利用螺旋轉子6設有呈螺旋形圍繞軸桿61的瓣片62，使壓縮氣體時各容氣槽7同時產生軸向長度71與徑向長度72的改變，使容氣槽7的體積變化率增加，相較於現有的液環式壓縮機在有限的壓縮室5空間與螺旋轉子6轉速下，進一步提升壓縮氣體時的壓縮比。此外，要調整壓縮氣體的壓縮比時，只需調整該等螺旋形瓣片62的間距、數量、螺距或是利用改變吸氣口31與排氣口41的位置或大小即可輕易達成調整效果，不需對壓縮機的其他結構進行重新設計。另外，螺旋形的瓣片62能驅動液封液體51向沿壓縮方向I朝排氣口41流動，讓液封液體51產生一向排氣口41集中的慣性，使液封液體51形成的液環於鄰近排氣口41處具有更佳的壓縮氣體效果。故確實能達到本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之較佳實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，即大凡依本新型申請專利範圍及新型說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

2‧‧‧機殼

21‧‧‧壓縮部

22‧‧‧進氣腔

23‧‧‧排氣腔

24‧‧‧進氣管

25‧‧‧排氣管

26‧‧‧軸承

3‧‧‧吸氣蓋板

31‧‧‧吸氣口

4‧‧‧排氣蓋板

41‧‧‧排氣口

5‧‧‧壓縮室

51‧‧‧液封液體

6‧‧‧螺旋轉子

61‧‧‧軸桿

62‧‧‧瓣片

7‧‧‧容氣槽

71‧‧‧軸向長度

72‧‧‧徑向長度

I‧‧‧壓縮方向

圖1 是一立體圖，說明一種現有的液環式壓縮機；圖2 是一剖視圖，說明本新型螺旋轉子型液環式壓縮 機的第一較佳實施例；圖3 是一剖視圖，說明該第一較佳實施例的另一剖切角度；圖4 是一沿圖2中的IV-IV剖線所取的視圖，說明該第一較佳實施例的容氣槽與一吸氣口連通時的徑向長度變化：圖5 是一沿圖2中的V-V剖線所取的視圖，說明該第一較佳實施例的容氣槽與一排氣口連通時的徑向長度變化；圖6 是一剖視圖，說明一種壓縮部的截面概呈橢圓形的態樣；圖7 是一方向不同於圖6的剖視圖，說明該壓縮部的截面概呈橢圓形的態樣；及圖8 是一剖視圖，說明本新型螺旋轉子型液環式壓縮機的第二較佳實施例。

2‧‧‧機殼

21‧‧‧壓縮部

22‧‧‧進氣腔

23‧‧‧排氣腔

24‧‧‧進氣管

25‧‧‧排氣管

26‧‧‧軸承

3‧‧‧吸氣蓋板

31‧‧‧吸氣口

4‧‧‧排氣蓋板

41‧‧‧排氣口

5‧‧‧壓縮室

51‧‧‧液封液體

6‧‧‧螺旋轉子

61‧‧‧軸桿

62‧‧‧瓣片

7‧‧‧容氣槽

71‧‧‧軸向長度

I‧‧‧壓縮方向

Claims (7)

1. 一種螺旋轉子型液環式壓縮機，包含：一機殼，為一中空的殼體，並包括一呈管形而橫向延伸的壓縮部；一吸氣蓋板，設於該機殼而封閉該壓縮部之一端，且包括一貫穿該吸氣蓋板而連通該壓縮部內部的吸氣口；一排氣蓋板，設於該機殼而封閉該壓縮部之另一端，且包括一貫穿該排氣蓋板而連通該壓縮部內部的排氣口，並定義一由該吸氣蓋板至該排氣蓋板的壓縮方向；一壓縮室，由該壓縮部、該吸氣蓋板及該排氣蓋板相配合圍繞界定，並經由該吸氣口及該排氣口與外部連通，該壓縮室內容置一液封液體；及一螺旋轉子，沿該壓縮方向延伸且可轉動地設於該機殼並穿過該壓縮室，該螺旋轉子包括一軸桿，及至少一位於該壓縮室內呈螺旋形圍繞該軸桿的瓣片，該瓣片由該壓縮室鄰近該吸氣蓋板之一端延伸至鄰近該排氣蓋板之一端；該螺旋轉子轉動時會產生一離心力使該液封液體形成一包覆該壓縮部之內側面的液環，並藉該瓣片驅使該液封液體朝向該壓縮方向流動，該液封液體形成的液環與該螺旋轉子的瓣片相接觸，並與該瓣片及該軸桿相配合界定多個彼此間隔的容氣槽，該等容氣槽隨該螺旋轉子的轉動沿該壓縮方向位移，並依序經過與該吸氣口連 通、不與該吸氣口和排氣口連通，及與該排氣口連通等階段，每一容氣槽與該吸氣口連通時體積、軸向長度與徑向長度皆逐漸增加，而每一容氣槽與該排氣口連通時，體積、軸向長度與徑向長度皆逐漸減少，每一容氣槽與該吸氣口連通時的最大體積大於與該排氣口連通時的最大體積。
2. 根據申請專利範圍第1項所述的螺旋轉子型液環式壓縮機，其中，該螺旋轉子相對於該壓縮室及該液封液體形成的液環呈偏心設置。
3. 根據申請專利範圍第1項所述的螺旋轉子型液環式壓縮機，其中，該管形的壓縮部截面概呈橢圓形，該螺旋轉子安裝於該壓縮室的中心位置。
4. 根據申請專利範圍第2項或第3項所述的螺旋轉子型液環式壓縮機，其中，該螺旋轉子包括多個瓣片；該等瓣片彼此間隔且於該螺旋轉子轉動時與該液封液體形成的液環及該軸桿相配合界定多個彼此相間隔的容氣槽。
5. 根據申請專利範圍第4項所述的螺旋轉子型液環式壓縮機，其中，該機殼還包括一進氣腔、一排氣腔、一進氣管及一排氣管；該進氣腔位於該吸氣蓋板相反於該壓縮室的一側I並可經由該吸氣口與該壓縮室連通；該排氣腔位於該排氣蓋板相反於該壓縮室的一側並可經由該排氣口與該壓縮室連通；該進氣腔與該排氣腔分別經由該進氣管與該排氣管連通於該機殼外部。
6. 根據申請專利範圍第5項所述的螺旋轉子型液環式壓縮 機，其中，該螺旋轉子之軸桿貫穿該壓縮室；該機殼還包括兩個分別位於該壓縮室兩相反側而分別供該軸桿兩端可轉動地穿設的軸承。
7. 根據申請專利範圍第2項所述的螺旋轉子型液環式壓縮機，其中，該螺旋轉子在該壓縮室內的偏心設置為向上偏心與向下偏心其中之一。