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TWI461606B - 渦卷式壓縮機浮動裝置之改良 - Google Patents

渦卷式壓縮機浮動裝置之改良 Download PDF

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TWI461606B
TWI461606B TW099142952A TW99142952A TWI461606B TW I461606 B TWI461606 B TW I461606B TW 099142952 A TW099142952 A TW 099142952A TW 99142952 A TW99142952 A TW 99142952A TW I461606 B TWI461606 B TW I461606B
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pressure
scroll
improvement
hole
pressure chamber
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TW099142952A
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English (en)
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TW201224283A (en
Inventor
Kun Yi Liang
Yu Choung Chang
Shu Er Huang
Chun Chung Yang
Chi Hsing Chen
Yueh Ju Tang
Original Assignee
Ind Tech Res Inst
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Publication date
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Priority to CN201010601846.2A priority patent/CN102536825B/zh
Priority to US13/030,731 priority patent/US8579604B2/en
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Description

渦卷式壓縮機浮動裝置之改良
本發明係一種渦卷式壓縮機浮動裝置之改良，其係提供一種結合有溫度保護裝置、壓力保護裝置及防止逆轉裝置之浮動裝置，而使浮動裝置同時具有多項保護功能。
當渦卷式壓縮機於操作過程中處於非正常循環時，如高壓縮比條件、系統冷凝器散熱不良或風扇堵轉、系統管路塞阻，以及不明原因造成吐出壓力或溫度過高，而當遇到這些問題產生時，渦卷式壓縮機之壓縮腔體會產生有過熱的問題。
為避免渦卷式壓縮機因上述問題而損壞，故設計有一種將高壓流體導引至低壓區，以及將中壓流體導引至低壓區的裝置，以利於保護渦卷式壓縮機之元件，如美國專利第5,141,407號、第6,267,565號與第7,338,265號，所揭示用於保護渦卷式壓縮機的裝置。
然上述之三專利，其係揭示有保護裝置，於第5,141,407號與第6,267,565號中係教示有一種溫度保護裝置，於第7,338,265號中係教示有一種壓力保護裝置，所以第5,141,407號與第6,267,565號係克服溫度的問題，卻無法克服壓力的問題，而第7,338,265號係克服壓力的問題，但卻無法克服溫度的問題，因此，第5,141,407號、第6,267,565號與第7,338,265號分別具有尚待改善的空間。
此外，現有的渦卷式壓縮機之中央位置設有一滑塊， 當渦卷式壓縮機啟動時，經由壓力的變化，高壓流體推動滑塊，以使高壓流體得以流入高壓區中，另於滑塊中設有一防逆止裝置，以防止高壓流體逆流，而造成渦卷式壓縮機的毀損。
而上述之滑塊的設計，滑塊的作用力係集中渦卷對的中央處，其造成滑塊與渦卷對之間的接觸面積有限，所以滑塊與渦卷對之間的密封效果較差。
另外，防逆止裝置設於滑塊中的方式，其係於滑塊中開設有一盲孔，再將一閥片設於盲孔中，但於實際加工時，盲孔的設計往往會提升加工的難度，而使滑塊不易製造。
有鑑於上述之缺點，本發明之目的在於提供一種渦卷式壓縮機浮動裝置之改良，其係提供一種易於加工、能分散滑塊之作用力、具有較佳密封效果及能克服壓力與溫度之問題。
為了達到上述之目的，本發明之技術手段在於提供一種渦卷式壓縮機浮動裝置之改良，其具有一本體、一渦卷對、一浮動裝置與一防逆止裝置、一壓力保護裝置與一溫度保護裝。
本體具有一高壓區與一低壓區。
渦卷對設於該低壓區中。
浮動裝置係設於渦卷對之頂端，浮動裝置與渦卷對之間形成有一中壓室與一高壓室，中壓室係相通低壓區，高壓室係相通高壓區。
防逆止裝置係設於浮動裝置，並位於高壓區與高壓室 之間。
壓力保護裝置係設於該浮動裝置中，壓力保護裝置係被中壓區的壓力所驅動，以使中壓室與低壓區相通。
溫度保護裝置係設於浮動裝置中，溫度保護裝置係被中壓區的溫度所驅動，以使中壓室與低壓區相通。
於一實施例中，一隔離塊係設於於低壓區與高壓區之間，以區隔高壓區與低壓區，隔離塊具有一通孔與一密封承靠面。
如上所述之浮動裝置，其更具有一滑塊，滑塊具有：一高壓通孔，該防逆止裝置係位於該高壓通孔中；多個徑向側孔，其係相通該高壓通孔；以及一環狀凸緣密封面，其係與該高壓通孔同軸心且沿軸向延伸；其中，該滑塊的頂端係穿越該通孔，以使該頂端位該高壓區中；該密封承靠面與該環狀凸緣密封面係選擇性接觸或分離；以及該壓力保護裝置與該溫度保護裝置係分別位於該滑塊的兩側。
如上所述之滑塊，滑塊具有：一第一中壓通道，其係相通該中壓室與該低壓區；以及一第二中壓通道，其係相通該中壓室與該低壓區；其中，該壓力保護裝置係位於該第一中壓通道中，該溫度保護裝置係位於該第二中壓通道中。
如上所述之渦卷對，其具有具有：一繞動渦卷；以及一固定渦卷，其係嚙合該繞動渦卷之頂端，該固定渦卷具有：一吐出口，其係位於該固定渦卷的中心，該土出口係相通該高壓室；一承接槽，其係設於該固定渦卷的頂端，其中，該浮動裝置係設置該承接槽中；一環形凸緣，其係 設於該固定渦卷的頂端，其中，該中壓室係形成於該環形凸緣與該滑塊之間；以及一第三中壓通道，其係相通該中壓室與該低壓吸入口。
如上所述之溫度保護裝置，其具有一溫度感應閥，溫度保護裝置具有一擋圈與一碟型閥門，擋圈係相對於第一壓力通道，碟型閥門係設於第二中壓通道中。
如上所述之壓力保護裝置，其為一壓力保護閥，壓力保護裝置具有一擋塊，其具有一有一呈階梯狀之穿孔，該穿孔係相通該低壓區；一球體，其係設於該第一中壓通道；以及一彈性體，其係設於該擋塊中，該彈性體的一端係推抵該穿孔之內緣，該彈性體的另端係推抵該球體。彈性體為彈簧。
浮動裝置更具有：一第一密封元件，其係設於緊鄰於該渦卷對與位於該高壓通孔的底端，以區分該高壓室與該中壓室；以及一第二密封元件，其係設於該渦卷對之周緣，以區分該中壓室與該低壓區。
如上所述之防逆止裝置，其具有一隔片，高壓通孔中具有一承載防逆止裝置之凸緣，於高壓通孔的頂端設有一止擋防逆止裝置之環體，以避免防逆止裝置離開高壓通孔，環體係為C型扣環。
綜合上述之本發明之渦卷式壓縮機的浮動裝置之改良，其具有至少以下多個優點：
1、滑塊與固定渦卷之間的中壓室接觸面積增加，而使滑塊相對於渦卷對之作用力，得以分散，以使渦卷式壓縮機之動態運作更佳穩定，而可提升其運作效能。
2、滑塊的高壓通孔係為一通孔的設計，故其加工較為簡易與便利，並使用一環體，以止擋防逆止裝置，而該環體為C型扣環，以使本發明於製作時更加具有其便利性。
3、密封元件係位於高壓室與中壓室之間，以及中壓室與低壓區之間，所以密封效果更佳。
4、滑塊中具有溫度保護裝置與壓力保護裝置，所以可分別針對壓力與溫度分別進行降壓與散熱的動作，而不需要擇一選擇保護要件，故可使渦卷式壓縮機得到更佳的保護。
以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，所屬技術領域中具有通常知識者可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。
請配合參考圖一所示，本發明係一種渦卷式壓縮機浮動裝置之改良，其具有一本體1、一隔離塊2、一浮動裝置3、一防逆止裝置301、一溫度保護裝置31、一壓力保護裝置32、一渦卷對4與一架體5。
本體1具有一進氣口10與一出氣口11，本體1中具有一高壓區12與一低壓區13，高壓區12與出氣口11相通，低壓區13與進氣口10相通。
隔離塊2係設於本體1中，並且位於高壓區12與低壓區13之間，以區隔高壓區12與低壓區13，隔離塊2的中央具有一通孔20，以及隔離塊2具有一密封承靠面21。
渦卷對4係設於低壓區13中，渦卷對4具有相互嚙合 之一固定渦卷40與一繞動渦卷41，固定渦卷40與繞動渦卷41之間具有一低壓吸入口42，低壓吸入口42係相通低壓區13。
固定渦卷40的中心上方端部具有一吐出口401，該端部上另設置一承接槽403，以供浮動裝置3設置於其中，固定渦卷40上方端部具有一環形凸緣404，固定渦卷40具有一第三中壓通道402。
浮動裝置3係活動地設於渦卷對4與隔離塊2之間，浮動裝置3具有一滑塊30、一第一密封元件33與一第二密封元件34。
滑塊30係設置於固定渦卷40上方，並設於承接槽403中，以使滑塊30與承接槽403之間形成一高壓室400，而吐出口401係相通高壓室400，故高壓室400係相通高壓區12及低壓吸入口42，以及環形凸緣404與滑塊30之間形成有一中壓室43，中壓室43係相通第三中壓通道402，以使中壓室43係相通低壓吸入口42。
滑塊30的頂端穿越通孔20，並位於高壓區12中，滑塊30的中央具有一高壓通孔300與多個徑向側孔304。
滑塊30與隔離塊2之間形成有一第一壓力通道305與第二壓力通道308，第一壓力通道305與第二壓力通道308係相通，低壓區13與高壓區12係藉由第一壓力通道305與第二壓力通道308，而相通。
滑塊30相對於第一壓力通道305位置處分別形成有一第一中壓通道306與第二中壓通道307，第一中壓通道306與第二中壓通道307係相通第一壓力通道305。
第一密封元件33係設於滑塊30的底端，並且相鄰於高壓通孔300處，第一密封元件33係防止高壓室400的流體洩漏至中壓室43，第二密封元件34係設於滑塊30的底端，並且相鄰於滑塊30之邊緣處，第二密封元件34係防止中壓室43的流體洩漏至低壓區13，請配合參考圖七所示，各密封元件33、34具有一壓力承載槽330、340，以使密封元件33、34的斷面呈U型。故固定渦卷40與浮動裝置3及第一密封元件33以及第二密封元件34結合，以形成前述之高壓室400及中壓室43。
防逆止裝置301為一隔片，防逆止裝置301係移動地高壓通孔300中，高壓通孔300中具有一承載防逆止裝置301之凸緣302，另於高壓通孔300的頂端設有止擋防逆止裝置301之環體303，環體303為C型扣環，徑向側孔304、高壓通孔300與高壓區12相通，滑塊30具有一與高壓通孔300同軸心且沿軸向延伸之環狀凸緣密封面35，環狀凸緣密封面35與隔離塊密封承靠面21，以區隔出前述之高壓區12與低壓區13。
溫度保護裝置31係設於滑塊30的一側，溫度保護裝置31係為一溫度感應閥，並位於第二中壓通道307與第一壓力通道305之間中，而且相鄰於高壓通孔300，請配合參考圖四所示，溫度保護裝置31具有一擋圈310與一雙金屬材質之碟型閥門311，擋圈310係相對於第一壓力通道305，碟型閥門311係選擇性封閉或開啟第二中壓通道307。
壓力保護裝置32係設於滑塊30的另一側，並相對於溫度保護裝置31，而且位於第一中壓通道306與第一壓力 通道305之間，請配合參考圖二所示，壓力保護裝置32係為一壓力感應閥，壓力保護裝置32具有一擋塊320、一彈性體322與一球體323，擋塊320具有一呈階梯狀之穿孔321，因第一壓力通道305相通低壓區13，故與第一壓力通道305相通之穿孔321，其亦相通低壓區13，彈性體322係設於擋塊320中，彈性體322係為一彈簧，彈性體322的一端係推抵穿孔321之內緣，彈性體322的另端係推抵球體323，球體323係選擇性封閉或開啟第一中壓通道306。
架體5係設於本體1中，並且位於渦卷對4的底端，以支撐渦卷對4。
請配合參考圖六所示，當工作流體由進氣口10進入低壓區13，再由低壓吸入口42，而被吸入渦卷對4中，並加壓成為高壓流體。
此高壓流體由高壓通孔401進入高壓室400中，並推動滑塊30，環狀凸緣密封面35接觸密封承靠面21，以封閉第二壓力通道308，即封閉高壓區12與低壓區13之間的通路，此高壓流體亦進入高壓通孔300中，防逆止裝置301受到高壓氣體的推動，而使徑向測孔304與高壓室400相通，故高壓流體流入高壓區12中，再由出氣口11流出，以供隨後之使用。
若高壓流體不足以推動滑塊30，滑塊30係回復至其尚未移動前之位置，第一壓力通道305與第二壓力通道308係回復相通狀態，環狀凸緣密封面35係與密封承靠面21相互分離，以開啟高壓區12與低壓區11之間的通路，同樣地，防逆止裝置301亦回復至其尚未移動前之位置，以 封閉高壓通孔300，而使先前流入高壓區12中之高壓流體無法回流至高壓室400中。
請配合參考圖二及三所示，若渦卷對4中壓室43中之壓力流體(以下稱為中壓流體，以便於了解)，但以超過一壓力設定值時，中壓流體即會由第三中壓通道402進入中壓室43中，此中壓流體會推動球體323，藉由第一中壓通道306經由穿孔321以使第一中壓通道306與第一壓力通道305形成通路，即球體323係達預設壓力時，被推動之球體323開啟第一中壓通道306，而中壓流體就由中壓室43流入低壓區13中，以達到降壓的目的，進而保護渦卷式壓縮機。
當降壓效果達到後，彈性體322會將球體323推回其最初之位置，以封閉第一中壓通道306。
請配合參考圖四及五所示，如上所述，而中壓室43中之溫度已超過一設定溫度時，碟型閥門311開啟第二中壓通道307，以使中壓室43與低壓區13呈相通狀，即碟型閥門311達預設溫度時產生變型，以開啟中壓通道43，而中壓室43之流體藉由第二中壓通道307流入低壓區13中，以達到一散熱與降壓的效果，進而保護渦卷式壓縮機。
當中壓室43中之溫度回到正常值後，碟型閥門311即封閉第二中壓通道307。
請再配合參考圖七所示，如上所述，其第一密封元件33係位於高壓室400與中壓室43之間，第二密封元件34係位於中壓室43與低壓區13之間，第一密封元件33最主要的目的在於防止高壓流體由高壓室400外洩至中壓室 43，第二密封元件34最主要的目的在於防止中壓室43之流體外洩至低壓區13，當壓力承載槽330、340承受高壓流體時，其會迫使密封元件33、34產生一外撐的效果，而使密封元件33、34具有更好的密合效果，以避免產生外洩的情況。
惟以上所述之具體實施例，僅係用於例釋本發明之特點及功效，而非用於限定本發明之可實施範疇，於未脫離本發明上揭之精神與技術範疇下，任何運用本發明所揭示內容而完成之等效改變及修飾，均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。
1‧‧‧本體
10‧‧‧進氣口
11‧‧‧出氣口
12‧‧‧高壓區
13‧‧‧低壓區
2‧‧‧隔離塊
20‧‧‧通孔
21‧‧‧密封承靠面
3‧‧‧浮動裝置
30‧‧‧滑塊
300‧‧‧高壓通孔
301‧‧‧防逆止裝置
302‧‧‧凸緣
303‧‧‧環體
304‧‧‧徑向側孔
305‧‧‧第一壓力通道
306‧‧‧第一中壓通道
307‧‧‧第二中壓通道
308‧‧‧第二壓力通道
31‧‧‧溫度保護裝置
310‧‧‧擋圈
311‧‧‧碟型閥門
32‧‧‧壓力保護裝置
320‧‧‧擋塊
321‧‧‧穿孔
322‧‧‧彈性體
323‧‧‧球體
33‧‧‧第一密封元件
34‧‧‧第二密封元件
330、340‧‧‧壓力承載槽
35‧‧‧環狀凸緣密封面
4‧‧‧渦卷對
40‧‧‧固定渦卷
400‧‧‧高壓室
401‧‧‧吐出口
402‧‧‧第三中壓通道
403‧‧‧承接槽
404‧‧‧環形凸緣
41‧‧‧繞動渦卷
42‧‧‧低壓吸入口
43‧‧‧中壓室
5‧‧‧架體
圖一係本發明之渦卷式壓縮機浮動裝置之改良之剖面示意圖。
圖二係本發明之壓力保護裝置於未動作狀態之剖面示意圖。
圖三係本發明之壓力保護裝置於動作狀態之剖面示意圖。
圖四係本發明之溫度保護裝置於未動作狀態之剖面示意圖。
圖五係本發明之溫度保護裝置於動作狀態之剖面示意圖。
圖六係本發明之滑塊於動作狀態之局部剖面示意圖。
圖七係本發明之密封環於動作狀態之局部剖面示意圖。
1‧‧‧本體
10‧‧‧進氣口
11‧‧‧出氣口
12‧‧‧高壓區
13‧‧‧低壓區
2‧‧‧隔離塊
20‧‧‧通孔
21‧‧‧密封承靠面
3‧‧‧浮動裝置
30‧‧‧滑塊
300‧‧‧高壓通孔
301‧‧‧防逆止裝置
302‧‧‧凸緣
303‧‧‧環體
304‧‧‧徑向側孔
305‧‧‧第一壓力通道
306‧‧‧第一中壓通道
307‧‧‧第二中壓通道
308‧‧‧第二壓力通道
31‧‧‧溫度保護裝置
32‧‧‧壓力保護裝置
33‧‧‧第一密封元件
34‧‧‧第二密封元件
35‧‧‧環狀凸緣密封面
4‧‧‧渦卷對
40‧‧‧固定渦卷
400‧‧‧高壓室
401‧‧‧吐出口
402‧‧‧第三中壓通道
403‧‧‧承接槽
404‧‧‧環形凸緣
41‧‧‧繞動渦卷
42‧‧‧低壓吸入口
43‧‧‧中壓室
5‧‧‧架體

Claims (15)

  1. 一種渦卷式壓縮機浮動裝置之改良，其包括有：一本體，其具有一高壓區與一低壓區；一渦卷對，其係設於該低壓區之中；一浮動裝置，其係設於該渦卷對之頂端，並位於該高壓區與該低壓區之間，且該浮動裝置與該渦卷對之間形成有一中壓室與一高壓室，而該中壓室係相通於該低壓區，該高壓室係相通於該高壓區；一防逆止裝置，其係設於該浮動裝置，並位於該高壓區與該高壓室之間；一壓力保護裝置，其係設於該浮動裝置中，並位於該低壓區與該中壓室之間，該壓力保護裝置係被該中壓室的壓力所驅動，以使該中壓室與該低壓區相通；以及一溫度保護裝置，其係設於該浮動裝置中，並位於該低壓區與該中壓室之間，而且相對於該壓力保護裝置，該溫度保護裝置係被該中壓室的溫度所驅動，以使該中壓室與該低壓區相通。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之渦卷式壓縮機浮動裝置之改良，其更具有一隔離塊，該隔離塊係設於該低壓區與該高壓區之間，以區隔該高壓區與該低壓區，該隔離塊具有一通孔與一密封承靠面。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之渦卷式壓縮機浮動裝置之改良，其中，該浮動裝置更具有一滑塊，該滑塊具有：一高壓通孔，而於該高壓通孔中設有一防逆止裝置； 多個徑向側孔，其係相通該高壓通孔；以及一環狀凸緣密封面，其係與該高壓通孔同軸心且沿軸向延伸；其中，該滑塊的頂端係穿越該通孔，以使該頂端位該高壓區中；該密封承靠面與該環狀凸緣密封面係選擇性接觸或分離；以及該壓力保護裝置與該溫度保護裝置係分別位於該滑塊的兩側。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之渦卷式壓縮機浮動裝置之改良，其中，該滑塊具有：一第一中壓通道，其係相通該中壓室與該低壓區，而該第一中壓通道中更設有該壓力保護裝置；以及一第二中壓通道，其係相通該中壓室與該低壓區，而該第二中壓通道中更設有該溫度保護裝置。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之渦卷式壓縮機浮動裝置之改良，其中，該渦卷對具有：一繞動渦卷；以及一固定渦卷，其係嚙合該繞動渦卷之頂端，該固定渦卷具有：一吐出口，其係位於該固定渦卷的中心，該吐出口係相通該高壓室；一承接槽，其係設於該固定渦卷的頂端，其中，該浮動裝置係設置該承接槽中；一環形凸緣，其係設於該固定渦卷的頂端，其中，該中壓室係形成於該環形凸緣與該滑塊之間；以及 一第三中壓通道，其係相通該中壓室與該低壓吸入口。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之渦卷式壓縮機浮動裝置之改良，其中該溫度保護裝置具有一溫度感應閥。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之渦卷式壓縮機浮動裝置之改良，其中，該溫度保護裝置具有一擋圈與一碟型閥門，該碟型閥門係設於該第二中壓通道中。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之渦卷式壓縮機浮動裝置之改良，其中該壓力保護裝置具有一壓力保護閥。
  9. 如申請專利範圍第4項所述之渦卷式壓縮機浮動裝置之改良，其中，該壓力保護裝置具有：一擋塊，其具有一有一呈階梯狀之穿孔，該穿孔係相通該低壓區；一球體，其係設於該第一中壓通道；以及一彈性體，其係設於該擋塊中，該彈性體的一端係推抵該穿孔之內緣，該彈性體的另端係推抵該球體。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之渦卷式壓縮機浮動裝置之改良，其中，該彈性體具有一彈簧。
  11. 如申請專利範圍第3項所述之渦卷式壓縮機浮動裝置之改良，其中，該浮動裝置更具有：一第一密封元件，其係設於緊鄰於該渦卷對與位於該高壓通孔的底端，以區分該高壓室與該中壓室；以及一第二密封元件，其係設於該渦卷對之周 緣，以區分該中壓室與該低壓區。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之渦卷式壓縮機浮動裝置之改良，其中，該第一密封元件具有一壓力承載槽；該第二密封元件具有一壓力承載槽。
  13. 如申請專利範圍第3項所述之渦卷式壓縮機浮動裝置之改良，其中，該防逆止裝置具有一隔片，該高壓通孔中具有一承載該防逆止裝置之凸緣，於該高壓通孔的頂端設有一止擋該防逆止裝置之環體，以避免該防逆止裝置離開該高壓通孔。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之渦卷式壓縮機浮動裝置之改良，其中，該環體係為C型扣環。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之渦卷式壓縮機浮動裝置之改良，其中，該本體中更具有一架體，並且位於該渦卷對的底端。
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