TW201337107A

TW201337107A - 液環式壓縮機

Info

Publication number: TW201337107A
Application number: TW101139735A
Authority: TW
Inventors: Peter Bucher
Original assignee: Nsb Gas Proc Ag
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2012-10-26
Publication date: 2013-09-16

Abstract

本發明提供一種液環式壓縮機(1)，包括環狀殼體(2)及動葉輪(4)，其中，該動葉輪(4)設置在該環狀殼體(2)內，該動葉輪(4)係圍繞著旋轉軸(4b)設置，並且可旋轉地安裝在一旋轉方向(5)，其中該動葉輪(4)具有多個在旋轉方向(5)上相互隔開配置的葉片(4a)，其中該環狀殼體(2)具有一面對朝著動葉輪(4)沿著圓周方向上延伸的殼體內壁(3)，其中該殼體內壁(3)具有第一部分(3d)及第三部分(3f)，該殼體內壁部分是與相關的旋轉軸(4b)相對彎曲的，最好是圓形的，並且延伸到一偏心曲率半徑(Re)，這是與相關的旋轉軸(4b)相對的並且佈置成彼此相對對稱延伸，以及其中該殼體內壁(3)具有第二部分(3e)，該部分連接該第一部分(3d)至該第三部分(3f)，而且其中該第二部分(3e)在該第一部分(3d)和該第三部分(3f)之間有一偏心點(3h)，其在徑向方向上的旋轉軸(4b)，就和相關的一經由該葉片(4a)的外側邊緣(4c)所限定的圓形軌道(K)，保持著最大距離(A1)，並且其中，在該偏心點(3h)和該第三部分(3f)之間的該第二部分(3e)，在該旋轉方向(5)中，包括第五及第六部分(3i、3k)，其中該第五部分(3i)具有彎曲形狀的曲率半徑(Ri)，大於該第一部分(3d)的偏心曲率半徑(Re)，以及其中，該第六部分(3k)具有彎曲形狀的曲率半徑(Rk)，小於該第一部分(3d)的偏心曲率半徑(Re)，而且其中，該第五及第六部分(3i、3k)在其轉變點(U1)上，彼此相互沿著切線方向延伸，以及其中，在該環形殼體(2)內，配置一入口及出口裝置(6)，其具有一出口開口(8)，且其中該出口開口(8)，在偏心點(3h)和第三部分(3f)中間的範圍內，延伸於該旋轉方向(5)。

Description

液環式壓縮機

本發明係關於根據申請專利範圍第1項的序言部分之液環式壓縮機。

文件EP 0 565 232 B1在圖11中揭示出二階段液環式壓縮機，其中兩個階段係連續地配置於旋轉方向，使得該液環式壓縮機具有一對在沿圓周方向隔開的壓縮區。該液環式壓縮機具有一個橢圓形地延伸出的外殼，在其中設置有泵的轉子。該液環壓式縮機具有的缺點是，它的效率不是最優秀的。

本發明的目在於提供一種經濟上有利的液環式壓縮機，它特別是具有一改良的效率。

本發明的任務是藉由包含申請專利範圍第1項的技術特徵之液環式壓縮機來達成。申請專利範圍第2至10項係關於更進一步優越的實施例。

本發明的目的是特別經由一種液環式壓縮機，包括環狀殼體及動葉輪，其中，該動葉輪設置在該環狀殼體內，該動葉輪係圍繞著旋轉軸設置，並且可旋轉地安裝在一旋轉方向，其中該動葉輪具有多個在旋轉方向上相互隔開配置的葉片，其中該環狀殼體具有一面對朝著動葉輪沿著圓周方向上延伸的殼體內壁，其中該殼體內壁具有第一部分及第三部分，該殼體內壁部分是與相關的旋轉軸相對彎曲的，最好是圓形的，並且延伸到一偏心曲率半徑，這是與相關的旋轉軸相對的並且佈置成彼此相對對稱延伸，以及其中該殼體內壁具有第二部分，該部分連接該第一部分至該第三部分，而且其中該第二部分在該第一部分和該第三部分之間有一偏心點，其在徑向方向上的旋轉軸，就和相關的一經由該葉片的外側邊緣所限定的圓形軌道，保持著最大距離，並且其中，在該偏心點和該第三部分之間的該第二部分，在該旋轉方向中，包括第五及第六部分，其中該第五部分具有彎曲形狀的曲率半徑，大於該第一部分的偏心曲率半徑，以及其中，該第六部分具有彎曲形狀的曲率半徑，小於該第一部分的偏心曲率半徑，而且其中，該第五及第六部分在其轉變點上，彼此相互沿著切線方向延伸，以及其中，在該環形殼體內，配置一入口及出口裝置，其具有一出口開口，且其中該出口開口，在偏心點和第三部分中間的範圍內，延伸於該旋轉方向。朝著旋轉方向延伸的出口開口，最好是沿著在該偏心點和該第三部分之間的區域的局部部分。

根據本發明的液環式壓縮機之殼體內壁的過程所具有的優點就是，在出口開口之區域的射出過程。在一個越的實施例中，該液環式壓縮機的體積量，在出口開口之範圍的旋轉方向中，漸漸地減少，其具有的結果是，流體被液環式壓縮機抽運泵送，在出口開口的範圍中，經受進行壓力的增加，使得被抽運泵送的流體經由更高的壓力，輸送到出口開口。

在更進一步優越的實施例中，根據本發明的液環式壓縮機之殼體內壁係如此的設計，該液環式壓縮機的吸入室，在入口開口的範圍內，於旋轉方向更進一步增大，其具有的結果是，使該液環式壓縮機具有更大的排氣量，從而更大量被抽運泵送通過入口開口的流體到達該排氣量。

根據本發明的液環式壓縮機，也可以作為液環式泵、液環真空泵或液環式壓縮機，或液環真空壓縮機，或是根據指示來使用。

本發明將參照以下示範性的實施例予以詳細說明。

圖1示出了本發明之液環式壓縮機1的剖面。液環式壓縮機1包括具有內部空間2a之液環式壓縮機殼體2，其中，內部空間2a設置有可旋轉的動葉輪4，該動葉輪4具有多個沿著圓周方向間隔相互設置的葉片4a，且該動葉輪4被安裝到可轉動的旋轉中心4b。一固定的入口及出口裝置6被設置在液環式壓縮機1的中心，其具有兩個在圓周方向上延伸的入口開口7、及兩個在圓周方向上延伸的出口開口8。入口及出口裝置6亦被作為內部分佈器。該液環式壓縮機1被配置在所示實施例中，作為一雙流動泵，其具有兩個入口開口7、兩個口開口8、以及兩個往復壓縮空間10a。內部空間2a係被一殼體內壁3限制於圓周方向上，該殼體內壁從圓周方向上自外面來包圍動葉輪4，其中殼體內壁3是朝向動葉輪4對準。殼體內壁3包括了多個部分3a至3n，其一起形成在圓周方向上延伸的殼體內壁3。在內部空間2a中，有一液體，該液體係經由動葉輪4支承於旋轉方向5，並形成具有一條分界線9a之液環9。在分界線9a和入口及出口裝置6之間的空間，構成了一泵送室10，在該泵送室內，將氣體從入口開口7泵送到出口開口8。如圖1中所示，泵送室10沿著圓周方向，經由一個接一個的各自葉片4a，連續分成複數局部泵送室10a，其中局部泵送室10a的體積朝著入口開口7區域的方向增大，並由此執行吸入運動9b，以及局部泵送室10a的體積朝向出口開口8的方向減少，由此執行壓縮運動9c。這種抽吸作用發生在圖1中上左側所示的泵送室10，或者更確切地說，局部泵送室10a，以及如圖中在下右側所示的泵送室10，或者更確切地說，局部泵送室10a。

在所示的實施例中，殼體內壁3具有第一部分3d及第三部分3f，這些是與動葉輪4的旋轉中心4b同軸運轉的，至旋轉中心4b有一距離R，或者更確切地說，有一偏心半徑Re，也稱為偏心曲率半徑Re。一第二部分3e是延伸在第一部分3d和第三部分3f之間。一第四部分3g是延伸在第三部分3f和第一部分3d之間。殼體內壁3中各部分3d、3e、3f、3g的轉換處，各具有一彎曲點K1、K2、K3、K4。這些彎曲點可以被設計成邊緣、角、或圓角。液環式壓縮機1具有第一中心11a及第二中心11b，其有關動葉輪的旋轉中心，該等中心在動葉輪4的旋轉中心4b之間隔長度是相同的。此圖中虛線11c示出一具有第一中心11a及偏心半徑Re的圓。虛線11d示出了一具有第二中心11b及偏心半徑Re的圓。殼體內壁3還具有兩個相對的偏心點3h，在該偏心點，殼體內壁3至旋轉中心4b具有最大的距離。在一優越的實施例中，殼體內壁3是以下述方式沿著第二部分3e延伸，其中第二部分3e沒有造成彎折扭曲，並且第二部分3e的一些部位有著不同的曲率半徑。在最優選的實施例中，殼體內壁3具有曲率半徑Rl、Rk，是沿第二部分3e在入口開口7的開啟點7a之區域，及/或在該出口開口8的閉合點8b之區域，該等曲率半徑是小於偏心半徑Re，同時在第二部分3e的曲率半徑Rm、Ri之間，是大於偏心半徑Re。本實施例中的殼體內壁3之結果是，分界線9a的吸入運動9b是增加或增強，以及分界線9a的壓縮運動9c被放大或增加，這是液環式壓縮機1導致其抽氣量能力擴大的結果。半徑Ri、Rk、Rl、Rm可在圓周方向上改變。在更進一步優越的實施例中，每一半徑Ri、Rk、Rl、Rm也可以有一恆定值。

圖2顯示液環式壓縮機1的更進一步實施例，於一垂直於旋轉軸4b的剖面，具有殼體2及殼體內壁3，其中液環式壓縮機1是沒有在操作，因此該液環式壓縮機1的內部沒有流體。該液環式壓縮機1，如已在圖1中所述，殼體內壁3沿著圓周方向連續地延伸，具有第一、第二、第三及第四部分，3d、3e、3f、3g，並佈置在彎曲點或轉變區K1、K2、K3、K4之間。在本實施例中，第二部分3e的所有四個半徑Ri、Rk、Rl、Rm都設有一恆定值。這兩個半徑Rm及Ri是大於偏心半徑Re，而兩個半徑Rk及Rl是小於偏心半徑Re。在一優選的實施例中，第二部分3e是無彎折扭曲的，這意味著，該等部分具有半徑Rl、Rm、Ri、Rk在它們的轉變點u1、3h、u4，彼此相對沿著旋轉方向5依切線方向運行，使得這些轉變點u1、3h、u4沒有扭結或沒有間斷。

圖3示出了圖2中的液環式壓縮機1的左上部分的詳細視圖。第二部分3e包括以下四個沿著旋轉方向5連續的部分，一第七部分3l具有曲率半徑Rl，一第八部分3m具有曲率半徑Rm，過了轉變點u4之後，一第五部分3i具有曲率半徑Ri，過了偏心點3h之後，一第六部分3k具有曲率半徑Rk，其係隨在轉變點u1之後。在更進一步優越的實施例中，第二部分3e相對於延伸穿過點3h及點4b的軸線對稱地延伸。圓周路線K構成沿著動葉輪4的葉片4a之外緣(4c)的圓。該圓周路線K和殼體內壁3之間的距離A，從入口開口7的開啟點7a區域在旋轉方向5上增加，且該距離A在偏心點3h上具有著最大值A1。該距離A隨著出口開口8的閉合點8b之區域而減小。圖3亦示出圓周線11c，其係由一具有偏心半徑Re及第一中心11a來界定。現在，殼體內壁3沿著第五及第六部分3i 、3k以曲率半徑Ri的數值大於偏心半徑Re的值數之方式運行，使得其第五部分3i進一步遠離圓周線11c，以及以曲率半徑Rk的數值小於偏心半徑Re的值數之方式運行，使得其第六部分3k進一步接近圓周線11c。在一優越的實施例中，如圖3中所示，沿著出口開口8設置而運行之第六部分3k，以便通過殼體內壁3沿第六部分3k的路線，這將導致壓縮運動9c在液體環中9增加，以及壓縮運動9c在分界線中9a增加，從而使運送行動朝向出口開口8增加。

圖4示出了另一實施例中之殼體內壁3的輪廓。基本上示出了第二部分3e的左半部，其包括第五部分3i及第六部分3k。第五部分3i具有曲率半徑Ri及旋轉中心zi。第六部分3k具有曲率半徑Rk及旋轉中心zk。這些半徑Ri、Rk以及旋轉中心zi、zk是依照它們的實際大小尺寸予以安排和設置，第五及第六部分3i、3k在轉變點u1之切線的是相同的，以使轉變點u1沒有彎折扭結或沒有間斷。為了更佳了解，在圖4中，也有用虛線示出圓周線11c具有偏心半徑Re及旋轉中心11a，以及用虛線示出圓周線4c具有動葉輪4的旋轉中心4b以及偏心半徑Re。本實施例中所示的這兩個曲率半徑Ri、Rk示出一固定值，其中Ri是大於Re，而Rk是小於Re。半徑Ri、Rk以及旋轉中心zi、zk可以用各種不同的方式來測量和安排，使得在這轉變點u1上的第五及第六部分3i、3k之切線是相同的。曲率半徑Ri、Rk可以在旋轉方向5上，但有不同值，較佳的是，半徑Ri大於Re，半徑Rk小於Re，以及較佳的是，在轉變點u1上的第五及第六部分3i、3k之切線是相同的。

圖5示出了圖1中所示沿著剖面線B-B的液環式壓縮機1的剖面局部視圖。從其所述，在殼體2內，動葉輪4的葉片4a中的曲線過程是明顯的。

K1、K2、K3、K4‧‧‧彎曲點

Re‧‧‧偏心半徑

Rl‧‧‧曲率半徑

Rk‧‧‧曲率半徑

Ri‧‧‧曲率半徑

Rm‧‧‧曲率半徑

u1‧‧‧轉變點

u4‧‧‧轉變點

K‧‧‧圓周路線

A1‧‧‧最大值

1‧‧‧液環式壓縮機

2‧‧‧殼體

2a‧‧‧內部空間

3‧‧‧殼體內壁

3a至3n‧‧‧部分(3h除外)

3h‧‧‧轉變點

4‧‧‧動葉輪

4a‧‧‧葉片

4b‧‧‧旋轉中心

4c‧‧‧外緣

5‧‧‧旋轉方向

6‧‧‧入口及出口裝置

7‧‧‧入口開口

7a‧‧‧開啟點

8‧‧‧出口開口

8b‧‧‧閉合點

9‧‧‧液環

9a‧‧‧分界線

9b‧‧‧吸入運動

9c‧‧‧壓縮運動

10a‧‧‧往復壓縮空間

10a‧‧‧局部泵送室

10a‧‧‧壓縮空間

11a‧‧‧第一中心

11b‧‧‧第二中心

11c‧‧‧虛線、圓周線

11d‧‧‧虛線

為便於說明實施例，使用附圖來示範：圖1係液環式壓縮機中垂直於動葉輪的軸線之延伸剖面部分圖，該液環式壓縮機包括殼體及轉子；圖2係液環式壓縮機的更進一步之實施例的剖面部分圖；圖3係圖2中的液環式壓縮機的左側部分詳細圖；圖4係另一液環式壓縮機的更進一步實施例的詳細視圖；以及圖5係沿著圖1中的剖面線B-B的剖面圖。

原則上，在這些附圖中所提供的相同零件都使用相同的參考標號。