流体压缩机的制作方法

1.本发明涉及流体压缩机，具体是，噪音小，且压缩性能强，因此适合普通家庭乃至各种室内用途的流体压缩机。


背景技术：

2.以气体压力和流体压力驱动的器具用于生产现场之外，还可以用于家庭或小型作业场所或商业设施等各种场所。例如，家用钻头或射钉枪或者喷漆器或真空吸尘器及其它自动门、残疾人用自动扶梯等设备也采用以空气压或液压驱动的机理。因此利用清洁压缩流体运行，实现静驱动而符合家庭使用，且结构小巧紧凑，轻而便于携带，可发挥较大动力的流体压缩机的需求随之增加。
3.进一步，噪音小而实现静驱动，能效进一步得到提高，与现有的具有差异化的特性方面，要求水平进一步提高，因此对有关方面的研究也需大量进行。
4.压缩流体由于温度在压缩过程中上升，因此一般不会直接使用。若想直接利用压缩成高压的流体，则需冷却至适当水平。
5.除了温度上升以外，如果是压缩气体的压缩机，则还存在发生冷凝水的问题。
6.因此，如果能开发出压缩后直接使用也没有任何问题的压缩机，则其使用用途和范围可以扩展到前所未想的各种领域。
7.在先技术文献韩国公开专利公报第10
‑
2018
‑
0064392号（公开日：2018.06.14)。


技术实现要素：

8.技术问题因此本发明的目的在于，提供一种不仅可以实现静音，轻量，高压缩比，而且能效也进一步突出，被高度压缩的流体可以根据用途，以充分低的温度排出的流体压缩机。
9.技术方案为实现所述目的，本发明的流体压缩机，由驱动电机和，以通过驱动电机旋转驱动，有多个可变叶片22沿着外周面设置成放射状的转子21和，围住转子21的转子壳体23和，将转子壳体23密封住的转子21盖25组成的压缩模块20构成；所述压缩模块20组装成两个以上被层压的形态，各压缩模块20之间被紧贴密封设置，来阻断从压缩模块20通过的流体与压缩模块20外部空气之间的接触，使得流入某一个压缩模块20的流体依次通过压缩模块20，通过一个所述驱动电机驱动所有压缩模块20，设置于各压缩模块20内部的转子21中心的旋转轴53之间用轴耦合器51连接，以实现高效压缩比的同时，降低因某一个压缩模块20过速而发生的噪音。
10.在此，所述转子21上，优选地，形成从转子21的中心开始向转子21的外部以放射状的多个滑槽211，所述多个可变叶片22是设置成可以各自插进一个滑槽21，随着转子21的旋转，沿着滑槽211被引导的同时，可变叶片22因转子21旋转发生的离心力而发生变化。
11.在此状态下，所述转子21的水平剖面的直径与转子壳体23内部的水平剖面直径相比制作得更小，转子21的中心是设置于转子壳体23内部偏心的位置，随着转子21的旋转，处于转子21外周面上的某一地点和与所述地点距离最短的转子壳体23内周面之间的距离发生变化。
12.另一方面，所述多个压缩模块20之间优选地设有制作成板形态的中间冷却模块30；在某一个压缩模块20中被压缩的流体进入下一个压缩模块20之前，温度下降。
13.此时，所述中间冷却模块30中优选地设有多个文丘里喷嘴孔312，使得在某一个压缩模块20中被压缩的流体从所述文丘里喷嘴孔312通过后进入下一个压缩模块20。
14.此时，所述中间冷却模块30的底面优选地设有从配置于中间冷却模块30下部的压缩模块20排出的压缩流体被暂时收容的压缩流体收容槽，所述中间冷却模块30的上面设有将从配置于中间冷却模块30上部的压缩模块20传递的压缩流体被暂时收容的压缩流体传递槽，所述压缩流体收容槽和缩流体传递槽配置于上下对应的位置，所述多个文丘里喷嘴孔312是设置于连接压缩流体收容槽压缩流体传递槽的位置，随着压缩流体从压缩流体收容槽开始向压缩流体传递槽移动，流路剖面积急剧减少，进而压缩流体的速度增加的同时温度下降。
15.优选地，所述中间冷却模块30中心设有收容冷却扇收容隔室311的冷却扇收容隔室311收容隔室，冷却扇收容隔室311收容隔室上设有冷却扇收容隔室311，使通过文丘里喷嘴孔312的压缩流体因冷却扇收容隔室311而进一步冷却，冷却扇收容隔室311是从所述驱动电机接收旋转运动能量而被驱动旋转。
16.进一步，所述轴耦合器51被设置的地点中至少一个优选地设有：由与所述地点下部的旋转轴53固定结合而一体地旋转的环形齿轮521和，与环形齿轮521内周面啮合的多个卫星齿轮522和，设置于环形齿轮521的中心并与多个卫星齿轮522同时啮合并与所述地点上部的旋转轴53固定结合而一体地旋转的一个太阳齿轮构成的行星齿轮52模块，进而随着所述驱动电机的旋转角速度加速，传递于转子21。
17.在此，所述轴耦合器51被设置的地点中两个以上的地点上分别设置行星齿轮52模块时，各行星齿轮52模块是制作时齿轮的加速比被不同地设置，因此多个压缩模块20之间的压缩比相互变得不同。
18.此时，所述中间冷却模块30上优选地设有：压缩流体为气体时从压缩流体上发生的冷凝水被排出的排水道。
19.有益效果本发明的流体压缩机的有益效果在于，不仅可以实现静音，轻量，高压缩比，而且能效也进一步突出，被高度压缩的流体可以根据用途，以充分低的温度排出。
附图说明
20.图1是本发明的流体压缩机的透视图；图2是图1的分解透视图；图3是图1中压缩模块20和冷却模块以及运动传递模块的底视分解透视图；图4a是图2中压缩模块20和运动传递模块的透视图；图4b是从概念上显示压缩模块20运转原理的平面图；
图5a至图5c是显示压缩流体传递过程的分解透视图。
具体实施方式
21.本发明的实施例中提供的特定结构乃至功能上的说明是作为示例，仅用以说明本发明概念上的实施例，根据本发明概念的实施例可以按照各种形态实施。而且并不限于本说明书中说明的实施例，包括本发明的思想及技术范围中包含的所有修改、等同替换或替代物。
22.下面结合附图对本发明详细进行描述。
23.本发明的流体压缩机如图1所示，由驱动电机（未图示）和压缩模块20构成。
24.驱动模块10由驱动电机（未图示）和电机箱体组成。图1中，驱动电机虽然没有直接图示，但本发明的流体压缩机的最下部的图示即为电机箱体，驱动电机是设置于电机箱体内。
25.压缩模块20是由通过驱动电机（未图示）旋转驱动且多个可变叶片22沿着外周面设置成放射状的转子21和；包围转子21的转子壳体23和；将转子壳体23密封住的转子盖25组成。在此，转子21旋转时，可变叶片22将流体挤向一方向的同时进行压缩。
26.压缩模块20在本发明中，优选地，被组装成两个以上层压的形态。在此状态下，各压缩模块20之间是被紧贴密封，来阻断通过压缩模块20的流体和压缩模块20外部空气之间的接触，使流入某一个压缩模块20的流体依次通过其余压缩模块20，用一个驱动电机（未图示）驱动所有压缩模块20，设置于各压缩模块20内部转子21中心的旋转轴53之间连接轴耦合器51，实现高效压缩比的同时，降低某一个压缩模块20过速而发生的噪音。
27.进一步，流入最下部压缩模块20的流体被分阶段压缩以后，实际以较大、快速旋转的一个压缩机可以实现的压缩流体的排出，可以通过更小、低速的多个压缩模块20实现。进而转子21的大小变小，旋转速度变得慢，从而实现安静运行的效果。
28.作为参考，以往将多台压缩模块20连接起来实现用一个压缩机无法实现的流体压缩比的概念本身也是存在的。但是将多台压缩模块20在一个小型箱体内进行组合实施小型化的形态是在本发明中才可能得到实现，尤其，结合要后述的冷却模块，可以使家庭用或者其它日常在室内使用的可发挥较大压缩力的压缩机变成可直接携带程度的轻量化压缩机，还可以接收清洁压缩流体。
29.而且转子21上如图4b所示，从转子21的中心开始向转子21的外部以放射状形成多个滑槽211，多个可变叶片22被设置成可以一个一个插进一个滑槽211，随着转子21的旋转，沿着滑槽211被引导，可变叶片22因转子21的旋转发生的离心力而发生变化。
30.此时，如图4b所示，转子21的水平剖面直径，与转子壳体23内的水平剖面直径相比设置得更小，转子21的中心是设置于转子壳体23内偏心的位置，因此随着转子21的旋转，在转子21外周面上某一地点和与所述地点距离最短的转子壳体23内周面之间的距离发生变化。
31.在此，转子21设置于转子壳体23内偏心的位置，与现有的叶片式压缩机的结构同样。在此，随着转子21的旋转，可变叶片22因离心力而保持外侧端部紧贴于转子壳体23内面的状态的同时旋转。但在本发明是与现有的叶片压缩机不同，不单独设置连接可变叶片22和转子21之间的弹簧。因此可变叶片22是仅依靠离心力和对转子壳本23内面的紧贴力发生
变化。
32.因为，本发明中压缩模块20相互层压为多级，一个大容量压缩机发挥的压缩力由各级的压缩模块20来相互分担压迫流体，使得设置于各个压缩模块20上的转子21可以低速旋转，因此可以安静运行。但此时如果转子21低速旋转，而且如果使用的是现有的转子21，则因可变叶片22和转子21之间的弹簧而发生的恢复力有可能变得大于离心力。因此本发明中在可变叶片22和转子21之间不安装弹簧。进一步，如图4b所示，本发明中可变叶片22因离心力而在滑槽211内通过滑动动作被引出，与转子壳体23内面之间的紧贴力变强时，重新逐渐被插进滑槽211内。
33.另外，本发明中如图2和图3所示，多个压缩模块20之间设置制作成板形态的中间冷却模块30，进而在某一个压缩模块20中被压缩的流体在进入下一个压缩模块20之前温度下降。
34.如前述的背景技术中所述，流体是越被压缩，温度越上升。例如，如同图6中图示的水的饱和蒸汽曲线，流体是压力越增加，温度也随之增加。
35.因此没有冷却过程，只进行压缩，则最终排出的压缩流体的温度达到相当高的程度，压缩流体变得无法直接使用，而且为防止高温的热量排放到室内，还需补充进行隔热收尾处理。
36.对于这些问题，本发明中如图2和图3所示，多个压缩模块20之间设置制作成板形态的中间冷却模块30。进一步，中间冷却模块30上设有多个文丘里喷嘴孔312，进而由某一个压缩模块20压缩的流体通过文丘里喷嘴孔312后，进入下一个压缩模块20。
37.此外如图2和图3所示，中间冷却模块30的底面设有由配置于中间冷却模块30下部的压缩模块20排出的压缩流体被暂时收容的压缩流体收容室315，中间冷却模块30的上面设有将被送往配置于中间冷却模块30的上部的压缩模块20的压缩流体被暂时收容的压缩流体传递室313，压缩流体收容室315和压缩流体传递室313是设置于上下对应的位置。
38.进一步，在此，多个文丘里喷嘴孔312是设置在将压缩流体收容室315和压缩流体传递室313连接起来的位置上，进而压缩流体从压缩流体收容室315的宽大空间开始通过一下子设置得较窄的文丘里喷嘴孔312而通过剖面积急剧减少，通过速度急剧增加，进而压力通过文丘里效果降低到一定程度。
39.即，通过文丘里喷嘴孔312的流体是有可能损失一定的压力，但同时形成冷却，从而防止将高温的压缩流体重新压缩而发生的多种问题。
40.而且如图2所示，冷却扇用收容隔室311与文丘里喷嘴孔312一起被补助设置在冷却扇收容隔室311的收容隔室。
41.组成中间冷却模块30的板具有一定厚度，但必须在一个箱体内，在每个压缩模块20之间设置，因此中间冷却模块30占有的空间需实现最小化。如此，为了既占有最小的空间，又能在中间冷却模块30中获取最大的冷却效率，在同样的高度上设置的同时，在水平面上相互不同的位置补充设置冷却装置，则空间效率和冷却效率皆能实现极大化。因此如图2和图3所示，冷却扇应设置在与文丘里喷嘴孔312形成的位置同样的高度，而且设置于与文丘里喷嘴孔312相互隔离的隔室即冷却扇收容隔室311。
42.冷却扇收容隔室311是与压缩流体收容室315或压缩流体传递室313被密封隔离，以免流体之间相互发生交换。为此，如图2所示，转子21和转子壳体23上部设有盖子25和密
封垫24。
43.另一方面，本发明中使设置于各端压缩模块20上的转子21旋转的旋转轴53，相互连接的仅一个旋转轴53可以被设置成与驱动电机（未图示）连接的状态，但使各端的转子21旋转的旋转轴53是相互单独配置，只有图3中图示的轴耦合器51可以相互联动地连接。
44.各端的压缩模块20的压缩比是可能需要相互不同地调整。因为本发明的流体压缩机是根据要使用的用途，存在各种不同的要求。例如，室内使用的压缩机是既具有某种程度的压缩性能，也需要极限静音。如上所述，需要静音时，各端的压缩模块20是每个转子21都需要以最大低速旋转，而且越向上部，越低速旋转，可以使噪音变得最低。
45.为了以同样大小的压缩机生成最大的高压流体，有时各端的转子21旋转速度可能需要逐步增加。
46.如上所述，若要使各端的转子21旋转角速度上发生差异，以连接各端的转子21旋转轴53的耦合器为基准时，下部的旋转轴53和上部的旋转轴53应处于相互分离的状态，需具备转子21分别以相互不同速度旋转的结构。
47.为此，本发明中，在各端之间可以设置行星齿轮52。行星齿轮52是一般与增加旋转速度的齿轮箱不同，以扁平的板状形成的同时，所有齿轮设置于同样的高度，占有空间可以最小化，因此本发明的流体压缩机可以制作得小巧紧凑。
48.行星齿轮52是由直径最大且内周面设有齿轮齿的环形齿轮521和，配置于环形齿轮521中心的太阳齿轮523和，与太阳齿轮523的外周面和环形齿轮521的内周同同时接触的卫星齿轮522构成。此时，旋转速度会根据太阳齿轮523和行星齿轮522以及环形齿轮521之间的齿轮比增加。有关行星齿轮522的技术是现有技术，因此在此省略，不再详述。
49.本发明中，连接于环形齿轮521的旋转轴53和连接于太阳齿轮523的旋转轴53相互不同。设置于下部的压缩模块20的旋转轴53是连接于环形齿轮521，设置于上部的压缩模块20的旋转轴53是连接于太阳齿轮523。此时，旋转轴53和齿轮之间设有耦合器，进而形成连接。
50.另一方面，如果压缩流体为气体，则压缩流体从中间冷却模块30通过的过程中，因冷却而发生冷凝水。因此中间冷却模块30中，为排出冷凝水，可以单独设置冷凝水排泄管（未图示）。冷凝水排泄管是虽然没有图示，但考虑到冷凝水的质量大于压缩气体的因素，可以设置在压缩流体收容室的最内侧，以便通过离心力排出。在此状态下，冷凝水是因加速度和离心力而从排泄管排出，不会从文丘里喷嘴孔312排出去。
51.此外，本发明中作为参考，图5a至图5c中图示了压缩流体流动的路径。
52.根据图5a至图5c，压缩流体是首先通过图5b中图示的壳体流入管流入转子壳体23内。流入转子壳体23内的压缩流体是如图4b所示，因可变叶片22而集中到图5b中图示的壳体排出管，进而从壳体排出管排出去。通过壳体排出管排出的压缩流体是通过设于盖子25上的盖子25连通口和设于密封垫上的密封垫连通口，如图5所示，收容于压缩流体收容室315。
53.此时，从密封垫连通口排出的流体是通过设于压缩流体收容室315的压缩流体传递槽，流入压缩流体收容室315。流入压缩流体收容室315的压缩流体是通过文丘里喷嘴孔312，如图5b所示，进入压缩流体传递室313。流入压缩流体传递室313的压缩流体是重新通过压缩流体传递槽，从设置于上部（未图示）的转子壳体23上形成的壳体流入管，从上部流
入转子壳体23。
54.在此，作为参考，排泄管（未图示）是根据图5c，在压缩流体收容室315中也可以设置于压缩流体传递槽的相反侧末端部位。因为，冷凝水的加速度大于由气体构成的压缩流体，不会通过文丘里管排出去，而是移动至压缩流体传递槽的末端部位。但，排泄管的具体设置位置并不限于本发明的说明。
55.此外，中间冷却模块30上，压缩流体收容室315和压缩流体传递室131相离的部位上可以设置第二冷却销317。设置第二冷却销317可以使从冷却的压缩流体中排出来的热量可以通过第二冷却销317排出去，不会流向压缩流体收容室315和压缩流体传递室131方向。
56.以上实施例和附图仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所述的技术方案进行修改或者变更，或者等同替换；而这些修改、变更或者等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例所述技术方案的范围。
57.符号说明10：驱动模块；
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20：压缩模块；21：转子；
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22：可变叶片；23：转子壳体；
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24：密封垫；25：盖子；
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30：中间冷却模块；32：冷却扇；
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40：连接模块41：螺母；
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50：运动传递模块；51：轴耦合器；
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52：行星齿轮；53：旋转轴；
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60：主盖子；61：出口喷嘴；
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211：滑槽；231：第一冷却销；
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232：壳体流入管；233：壳体排出管；
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241：密封垫连通口；251：盖子连通口；
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252：压缩流体导向件；311：冷却扇收容隔室；
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312：文丘里喷嘴孔；313：压缩流体传递室；
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314：压缩流体传递槽；315：压缩流体收容室；
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316：压缩流体传递槽；317：第二冷却销；
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521：环形齿轮；522：卫星齿轮；
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523：太阳齿轮。