螺旋式压缩机

文档序号:777919 发布日期:2021-04-09 浏览:42次 >En<

阅读说明:本技术 螺旋式压缩机 (Screw compressor ) 是由 林维煦 游耀中 于 2019-12-10 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种螺旋式压缩机,包括机体、螺杆组、第一调整件以及第二调整件。机体具有压缩腔,螺杆组设置于压缩腔,流体适于流入压缩腔而被螺杆组压缩。第一调整件可移动地设置于螺杆组,第一调整件与螺杆组形成一出口,被螺杆组压缩的流体适于从出口流出压缩腔,且出口随着第一调整件相对于螺杆组移动而改变位置。第二调整件可移动地设置于压缩腔以抵接第一调整件或脱离第一调整件,以调节流体在压缩腔的可压缩容积。(The invention provides a screw compressor, which comprises a machine body, a screw rod group, a first adjusting piece and a second adjusting piece. The body has a compression chamber, and the screw set is arranged in the compression chamber, and the fluid is suitable for flowing into the compression chamber and being compressed by the screw set. The first adjusting member is movably arranged on the screw rod set, the first adjusting member and the screw rod set form an outlet, fluid compressed by the screw rod set is suitable for flowing out of the compression cavity from the outlet, and the outlet changes position along with the movement of the first adjusting member relative to the screw rod set. The second adjusting piece is movably arranged in the compression cavity to abut against the first adjusting piece or be separated from the first adjusting piece so as to adjust the compressible volume of the fluid in the compression cavity.)

螺旋式压缩机

技术领域

本发明涉及一种压缩机,尤其涉及一种螺旋式压缩机。

背景技术

随着工业化的发展,人们对于冷气机和冷冻设备的需求与日俱增,从而发展出了许多种类的压缩机。

以螺旋式压缩机而言,其通过螺杆对气体进行压缩,并将调整件覆盖于螺杆,调整件的凹部对应于螺杆的排气部,而可通过改变所述凹部的尺寸来调整容积比。在此调整方式之下,需要额外开模制造具有不同尺寸的凹部的调整件,而会增加制造成本。同时,螺旋式压缩机并非随时都需处于全负载状态,常需视环境温度、制冷剂的容积及其在压缩前后形成的压缩比等条件而有所不同。

据此,如何提供可调节压缩比及容积的螺旋式压缩机,以有效改善现况压缩机的效能,实为相关技术人员所需思考并解决的课题。

发明内容

本发明提供一种螺旋式压缩机,其通过调整件而调节流体在压缩过程中的可压缩容积与压缩比,以提高螺旋式压缩机的效率并达到节能效果。

本发明的螺旋式压缩机,包括机体、螺杆组、第一调整件以及第二调整件。机体具有压缩腔,螺杆组设置于压缩腔,流体适于流入压缩腔而被螺杆组压缩。第一调整件可移动地设置于螺杆组上方,第一调整件与螺杆组形成一出口,被螺杆组压缩的流体适于从出口流出压缩腔,且出口随着第一调整件相对于螺杆组移动而改变位置。第二调整件可移动地设置于压缩腔以抵接第一调整件或脱离第一调整件,以调节流体在压缩腔的可压缩容积。

本发明的螺旋式压缩机,包括机体与至少一第一压缩模块。机体具有多个压缩腔,第一压缩模块设置于压缩腔的至少其一。第一压缩模块包括螺杆组、第一调整件以及至少一第二调整件。螺杆组设置于压缩腔,流体适于流入压缩腔而被螺杆组压缩。第一调整件可移动地设置于螺杆组上方,第一调整件与螺杆组形成出口,被螺杆组压缩的流体适于从出口流出压缩腔,出口随着第一调整件相对于螺杆组移动而改变位置。第二调整件可移动地设置于压缩腔以抵接第一调整件或脱离第一调整件,以调节流体在压缩腔的可压缩容积。

在本发明的一实施例中,上述的第一调整件覆盖螺杆组以在压缩腔内形成第一区域,第二调整件覆盖螺杆组以在压缩腔内形成第二区域。当第二调整件抵接第一调整件时,螺杆组在第一区域及第二区域的部分形成流体在压缩腔内的压缩区域。当第二调整件脱离第一调整件时,螺杆组仅在第一区段的部分形成流体在压缩腔内的压缩区域。

在本发明的一实施例中,上述的第一区域的范围相关于流体在压缩腔的压缩比。

在本发明的一实施例中,上述的第二区域的范围相关于流体在压缩腔的可压缩容积。

在本发明的一实施例中,上述的压缩腔还具有第三区域,第二调整件位于第二区域与第三区域之间。当第二调整件抵接第一调整件时,第二调整件隔绝第二区域与第三区域。当第二调整件脱离第一调整件时,第二区域连通第三区域。

在本发明的一实施例中,上述的第二调整件相对于螺杆组移动以覆盖螺杆组或脱离螺杆组。

在本发明的一实施例中,上述的螺旋式压缩机还包括多个驱动模块,分别设置于机体且连接第一调整件与第二调整件。

在本发明的一实施例中,上述的驱动模块包括活塞与驱动杆,活塞可动地设置于机体的腔室,驱动杆连接在活塞与第一调整件之间,或连接在活塞与第二调整件之间。

在本发明的一实施例中,上述的螺旋式压缩机还包括第三调整件,可移动地设置于压缩腔以抵接第二调整件或脱离第二调整件。

在本发明的一实施例中,上述的第二调整件的局部穿过第三调整件,以使第二调整件位于第三调整件与第一调整件之间,第二调整件脱离第一调整件时一并驱动第三调整件移离第一调整件。

在本发明的一实施例中,上述的机体具有第一压缩腔与至少一第二压缩腔,第一压缩模块设置于第一压缩腔,而螺旋式压缩机还包括至少一第二压缩模块,设置于第二压缩腔,未被压缩的流体流入机体后,依序受第一压缩模块与第二压缩模块的压缩后排出机体。

在本发明的一实施例中,上述的第二压缩模块包括另一螺杆组。

在本发明的一实施例中,上述的第二压缩模块包括另一螺杆组与另一第一调整件。

在本发明的一实施例中,上述的螺旋式压缩机包括多个第一压缩模块,分别设置于压缩腔。

基于上述,螺旋式压缩机在其机体的压缩腔内除了设置用以压缩流体的螺杆组之外,还对应螺杆组设置可移动的第一调整件与第二调整件,其中第一调整件与螺杆组形成出口以利于流体被压缩后能从出口排出压缩腔,而出口能随着第一调整件的移动而改变位置。再者第二调整件能相对于第一调整件移动而抵接或脱离第一调整件,故能通过第二调整件相对于第一调整件的对应状态而调节流体在压缩腔内的可压缩容积。

据此,螺旋式压缩机能通过对流体的压力或饱和温度的感测,而据以对由螺杆组、第一调整件与第二调整件所组成的压缩模块进行对应的调整动作,进而使压缩模块的状态能符合需求,也就是让压缩模块具有能对应不同需求的操作模式,而据以提高螺旋式压缩机的适应性及工作效率,也因而达到节能效果。

附图说明

图1是依据本发明实施例的螺旋式压缩机的局部剖视图;

图2是图1的螺旋式压缩机的相关构件连接关系示意图;

图3至图5分别示出图1的螺旋式压缩机的系统示意图;

图6是本发明另一实施例的螺旋式压缩机的局部剖视图;

图7是图6的螺旋式压缩机的系统示意图;

图8是本发明另一实施例的调整组件的示意图。

附图标记说明

100、200:螺旋式压缩机

110、130、230:第一调整件

120、240、320:第二调整件

141、142:螺杆组

141a、142a:排气端

150:机体

151:第一压缩腔

151a:第一区域

151b:第二区域

151c:第三区域

152:第二压缩腔

153:腔室

161、162、163、164、165、170:驱动模块

161a:活塞

161b:驱动杆

180:控制模块

321、331:局部

330:第三调整件

332:开孔

E1、E12:入口

E11、E2、E13、E14:出口

F1、F2:施力

V1:第一压缩模块

V2:第二压缩模块

X-Y-Z:直角坐标

具体实施方式

图1是依据本发明实施例的螺旋式压缩机的局部剖视图,其中仅针对相关构件提供剖面线以利于分辨。图2是图1的螺旋式压缩机的相关构件连接关系示意图。图3至图5分别示出图1的螺旋式压缩机的系统示意图,提供图1的螺旋式压缩机在不同状态的简单示意,并以箭号代表流体方向。请先参考图1至图3,在本实施例中,螺旋式压缩机100包括机体150与第一压缩模块V1,其中机体150具有第一压缩腔151与第二压缩腔152,而第一压缩模块V1配置在第一压缩腔151中。第一压缩模块V1包括螺杆组141、第一调整件110与第二调整件120,外部环境未被压缩的流体适于经由机体150的入口E1而流入第一压缩腔151以受螺杆组141的压缩。再者,螺旋式压缩机100还包括第二压缩模块V2,设置于第二压缩腔152,被第一压缩模块V1压缩的流体适于流入第二压缩腔152而再被第二压缩模块V2所压缩。在此,第二压缩模块V2包括另一螺杆组142与另一第一调整件130,进入第二压缩腔152的流体会受到螺杆组142再次压缩后,再从出口E2排出机体150。在此,螺杆组141、142同受驱动模块170(例如是马达)的直接驱动或间接驱动。在本实施例中,螺杆组141实质上配置于X-Y平面,而螺杆组142实质上配置于Y-Z平面。另需提及的是,本实施例虽以双级压缩机作为例示,但不因此限制第一压缩模块V1所能适用的压缩机类型。

请再参考图1、图3与图4,在本实施例的第一压缩模块V1中,螺杆组141设置于第一压缩腔151,第一调整件110沿Y轴可移动地设置于螺杆组141上方并贴近螺杆组141,且第一调整件110与螺杆组141形成出口E11,被螺杆组141压缩的流体适于从出口E11流出第一压缩腔151(并经由入口E12流入第二压缩腔152),出口E11会随着第一调整件110相对于螺杆组141移动而改变位置(请对照图3与图4,第一调整件110、130因移动而改变出口E11、E2的位置)。进一步地说,第一调整件110具有凹陷结构,当第一调整件110覆盖于螺杆组141时,第一调整件110与螺杆组141被第一调整件110覆盖的部分形成第一压缩腔151内的第一区域151a,而所述凹陷结构与螺杆组141形成所述出口E11,也就是说,流体会在第一区域151a受到螺杆组141的压缩而从出口E11排出第一压缩腔151。

在此,第一区域151a在第一压缩腔151内的范围相关于流体在第一压缩腔151的压缩比,亦即,随着第一调整件110的移动,出口E11在螺杆组141上的位置将会影响流体被压缩时的压缩比。类似地,对于本实施例的第二压缩模块V2而言,其第一调整件130也如同前述的第一调整件110的运作而使出口E2随之改变位置以调整流体的压缩比,在此便不再赘述。基于上述,使用者便能通过调整螺旋式压缩机100的第一调整件110、130而改变流体被压缩时的压缩比以符合所需。

另一方面,请再参考图1、图3与图5,在本实施例的第一压缩腔151中,第二调整件120沿Y轴可移动地设置其内以抵接第一调整件110或脱离第一调整件110,以调节流体在第一压缩腔151的可压缩容积。详细而言,本实施例的第二调整件120覆盖且贴近螺杆组141以在第一压缩腔151内形成第二区域151b。在此,第二区域151b的范围相关于流体在第一压缩腔151的可压缩容积。当第二调整件120移向并抵接第一调整件110时,螺杆组141在第一区域151a及第二区域151b的部分形成流体在第一压缩腔151内的压缩区域,如图3所示。换句话说,此时移入第一压缩腔151的流体会被局限在第一区域151a与第二区域151b而必须接受螺杆组141的压缩。相对地,当第二调整件120脱离第一调整件110时,如图5所示,螺杆组141仅在第一区段151a的部分形成流体在第一压缩腔151内的压缩区域,亦即此时的流体仅有在被局限于第一区域151a的部分才会受到螺杆组141的压缩。

进一步地说,第一压缩腔151还具有第三区域151c,第二调整件120位于第二区域151b与第三区域151c之间。当第二调整件120抵接第一调整件110时,第二调整件120会隔绝第二区域151b与第三区域151c,而当第二调整件120脱离第一调整件110时,第二区域151b会连通第三区域151c。换句话说,第三区域151c可被视为流体在第一压缩腔151的泄压区,第二调整件120脱离第一调整件110会使原本应被螺杆组141压缩的流体因此从第二区域151b移离,以解除第二区域151b的流体必须被压缩的状态,也就是相当于降低流体在第一压缩腔151内的可压缩容积。据此,使用者便能通过控制第二调整件120相对于第一调整件110移动,而调节流体在第一压缩腔151内的可压缩容积,进而调节螺杆组141以致于驱动模块170的负载状态。

请再参考图1,在本实施例中,螺旋式压缩机100还包括控制模块180与多个驱动模块161、162、163,其中控制模块180电性连接驱动模块170以驱动螺杆组141、142,且控制模块180也电性连接驱动模块161、162、163以控制第一调整件110、第二调整件120与另一第一调整件130的移动。进一步地说,驱动模块161、162、163是分别结构连接至第一调整件110、第二调整件120与第一调整件130。在此,驱动模块161、162、162具有相同构件组成,以驱动模块161为例,其包括活塞161a与驱动杆161b,其中活塞161a可动地设置于机体150的腔室153,驱动杆161b连接在活塞161a与第一调整件110之间。在此,控制模块180能通过控制驱动模块161的气压源(未示出)而驱动活塞161a在腔室153内移动,据以调整第一调整件110在第一压缩腔151内的位置。关于驱动模块162、163也一如前述动作,在此便不再赘述。还需提及的是,在此并未限制所述气压源,在一实施例中,其可以螺旋式压缩机100所产生的压缩流体予以分流而作为所需气压源,而在另一实施例中,也可另行外接所需的气压源。

以下再次简述图3至图5所示螺旋式压缩机100依据不同工况所对应的操控状态。需先提及的是,本实施例的第一压缩模块V1包括第一调整件110与第二调整件120,因此能据以讨论其压缩比与可压缩容积的特性,而第二压缩模块V2仅有第一调整件130,因此仅能据以讨论其压缩比的特性。

请先参考图3,在此所示的螺旋式压缩机100是处于正常压缩比及全负载工况,第一调整件110、130的出口E11、E2实质上邻近螺杆组141、142的排气端141a、142a,而第二调整件120抵接于第一调整件110。因此如上述,流体将被局限在第一区域151a与第二区域151b而必须受螺杆组141的压缩,且此时第二调整件120隔绝第二区域151b与第三区域151c。

以图3为对照基准,则图4所示的螺旋式压缩机100是处于低压缩比及全负载工况,此时第一调整件110与其出口E11远离螺杆组141的排气端141a,而第一调整件130与其出口E2远离螺杆组142的排气端142a。对于第一压缩腔151而言,此举相当于第一调整件110带动第二调整件120一并往负Y轴方向移动,并因此使第二调整件120覆盖于螺杆组141所形成的第二区域151b减少,但由于第二调整件120仍抵接于第一调整件110,因此进入第一压缩腔151的流体仍必须受螺杆组141的压缩,因此并未降低驱动模块170的负载,而让螺旋式压缩机100仍呈现全负载的工况。相对地,对于出口E11而言,其已远离螺杆组141的排气侧,也就是相当于让流体提早被排出第一压缩腔151,进而降低流体被压缩的程度。同时比较图3与图4所示,流体在图4的压缩过程所产生的压缩比明显低于图3的压缩过程。另,对于第二压缩腔152而言,第一调整件130在图3与图4的变化一如第一压缩腔151内的第一调整件110,故不再赘述。

以图3为对照基准,则图5所示的螺旋式压缩机100是处于正常压缩比及卸载工况,第一调整件110与图3所示位置相同皆是邻近螺杆组141的排气端141a,因此流体在第一压缩腔151受压缩后所形成的压缩比也与图3相同。然,此时第二调整件120已脱离了第一调整件110而让第二区域151b与第三区域151c连通,同时,第二调整件120也实质上脱离螺杆组141,进而让彼此脱离的第一调整件110、第二调整件120之间形成出口E13,而让第一压缩腔151内的流体的部分会从第二区域151b流向第三区域151c,且让位于第二区域151b的流体也因第二调整件120脱离螺杆组141而不具被压缩的可能,因而在第一压缩腔151内可被压缩的流体便仅局限于第一调整件110与螺杆组141所形成的第一区域151a,以减少流体被压缩的流量。

图6是本发明另一实施例的螺旋式压缩机的局部剖视图。图7是图6的螺旋式压缩机的系统示意图。请同时参考图6与图7,与前述实施例不同的是,在本实施例的螺旋式压缩机200中,第二压缩模块改以与第一压缩模块的构件组成相同,也就是第二压缩模块同样包括第一调整件230与第二调整件240而能被视为另一个第一压缩模块。第一调整件230与第二调整件240分别由驱动模块164、165驱动而得以改变其相对于螺杆组142的位置,驱动机制一如右侧的驱动模块161、162故不再赘述。此外,参考图7并对照前述图3至图5而能清楚得知,图7所示的螺旋式压缩机200无论在何压缩腔,皆是处于正常压缩比及卸载工况,也就是其第一调整件110、230的出口E11、E2是邻近螺杆组141、142的排气端141a、142a,而第二调整件120、240脱离第一调整件110、230而形成出口E13、E14,以降低流体在压缩腔内的可压缩容积。

基于上述图3至图5以及图7的示出能清楚得知,无论在何压缩腔,第一调整件110、130、230是用以调整压缩流体的出口E11、E2的位置,藉以与流体的压缩比相关,而第二调整件120、240是用以调整流体的可压缩容积,并据以调节螺杆组141、142与驱动模块170的负载。

图8是本发明另一实施例的调整组件的示意图。请参考图8并对照图3所示实施例,本实施例的调整组件包括第一调整件110、第二调整件320以及第三调整件330,其中第一调整件110如同前述实施例,而第二调整件320也部分类似前述实施例的第二调整件120,也就是其也能相对于第一调整件110移动而抵接或脱离第一调整件110。与前述实施例的不同处在于,第三调整件330可移动地设置于压缩腔,第二调整件320的局部321穿过第三调整件330的开孔332,以使第二调整件320位于第三调整件330与第一调整件110之间。换句话说,本实施例的第三调整件330是位于第二调整件320移离第一调整件110的移动路径上。

据此,在第一操作模式,当驱动模块连接第三调整件330的局部331而以施力F2驱动时,便能使第三调整件330脱离第二调整件320,而让第二调整件320仍维持抵接第一调整件110的状态。如同前述第二调整件120脱离第一调整件110,本实施例此举除了同样对压缩腔的流体造成泄压效果之外,同时还能因第二调整件320仍抵接第一调整件110让流体的可被压缩量较前述实施例为多。

此外,在第二操作模式,也就是通过施力F1对第二调整件320驱动时,第二调整件320会在脱离第一调整件110时一并驱动第三调整件330移离第一调整件110,相较于前述仅让第三调整件330脱离第二调整件320,第二操作模式除了同样对压缩腔的流体造成泄压效果之外,其能对流体进行压缩的可压缩容积少于前述第一操作模式。据此,使用者可依据需求而对应地选择第一操作模式或第二操作模式。

综上所述,在本发明的上述实施例中,螺旋式压缩机在其机体的压缩腔内除了设置用以压缩流体的螺杆组之外,还对应螺杆组设置可移动的第一调整件与第二调整件,其中第一调整件与螺杆组形成出口以利于流体被压缩后能从出口排出压缩腔,而出口能随着第一调整件的移动而改变位置,进而决定流体的被压缩程度,也就是相关于流体的压缩比。

再者,第二调整件能相对于第一调整件移动而抵接或脱离第一调整件,故能通过第二调整件相对于第一调整件的对应状态而调节流体在压缩腔内的可压缩容积。也就是说,第二调整件脱离第一调整件与否能造成压缩腔内的流体是否被螺杆组进行压缩的可压缩容积。使用者能据以调整以控制螺杆组或驱动模块的负载。此外,在一实施例中,还包括第三调整件,其与第二调整件存在对应的驱动关系,以供使用者选择不同的调节手段。

据此,螺旋式压缩机能通过对流体的压力或饱和温度的感测,而据以对由螺杆组、第一调整件与第二调整件所组成的压缩模块进行对应的调整动作,进而使压缩模块的状态能符合需求,也就是让压缩模块具有能对应不同需求的操作模式并调节其负载状态,而据以提高螺旋式压缩机的适应性及工作效率,也因而达到节能效果。

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