压缩机的可变扩压器.pdf

本发明涉及在作为冷冻机的一个构成要素的压缩机中设置的扩压器，其目的是提供压缩机的可变扩压器，通过简化使作为扩压器的一个构成要素的扩压环在轴向移动的调节机构的结构而使压缩机及冷冻机小型化，且使由扩压器的动作引起的磨损最小化从而提高耐久性，并且便于维护。压缩机的可变扩压器包括：轴，其通过马达的驱动在与主轴垂直的方向进行直线移动，以使在主轴上固定的叶轮和包围叶轮的外壳之间的间隔变化；旋转环，其包围着主轴，并由铰链连接于轴，并通过轴的直线移动而旋转，在内周面形成有至少一个突出部；扩压环，其位于旋转环的内侧，在外周面上形成卡止突出部的倾斜槽，通过旋转环的旋转推动突出部，由此在主轴的长轴方向上前后移动。

1.  一种压缩机的可变扩压器，其特征在于，包括：
轴(210)，其通过马达(211)的驱动而在与主轴垂直的方向上进行直线移动，以使固定在所述主轴(26)上的叶轮(17b)和包围该叶轮的外壳(110)之间的间隔发生变化；
旋转环(220)，其包围着所述主轴，并通过铰链(213)连接于所述轴，该旋转环(220)通过所述轴的直线移动进行旋转；
扩压环(230)，其位于所述旋转环的内侧；
在相互相对的所述旋转环(220)的内周面和扩压环(230)的外周面的任一个面形成至少一个突出部(223)，在另一个面形成用于卡止所述突出部的倾斜槽(231)，通过所述旋转环的旋转而推动所述突出部，从而扩压环(230)在所述主轴的长轴方向上进行前后移动。

2.  根据权利要求1所述的压缩机的可变扩压器，其特征在于，在所述旋转环的外周面形成有突出片(221)，该突出片通过铰链连接于所述轴。

3.  根据权利要求1或2所述的压缩机的可变扩压器，其特征在于，在所述外壳上沿着所述扩压环的前后移动方向形成多个引导销(115)，在所述扩压环上沿着圆周方向形成多个引导孔(233)，所述引导销分别插入到所述引导孔中。

4.  根据权利要求1或2所述的压缩机的可变扩压器，其特征在于，在所述突出部安装有轴承(225)。

5.  根据权利要求1或2所述的压缩机的可变扩压器，其特征在于，所述倾斜槽包括卡止所述突出部的开放部(231o)和从所述开放部沿着所述扩压环的圆周方向倾斜形成的倾斜部(231s)，
在将所述扩压环插入于所述旋转环的内侧时，从所述开放部插入所述突出部，通过所述旋转环的旋转，所述突出部一边沿着所述倾斜部移动，一边使所述扩压环在前后方向上移动。

压缩机的可变扩压器
技术领域
本发明涉及一种在作为冷冻机的一个构成要素的压缩机中设置的扩压器(diffuser)，尤其涉及一种如下构成的压缩机的可变扩压器，其通过简化使作为扩压器的一个构成要素的扩压环在轴向移动的调节机构的结构，从而能够使压缩机以及冷冻机小型化，并且，通过使由扩压器的动作而引起的磨损最小化，从而提高耐久性，且维护便利。
背景技术
附图中的图1是表示冷冻机的压缩机部分的示意图，图2是表示现有技术的扩压器的侧面剖视图。另外，图3是表示图2所示的扩压器的动作关系的主视图，图4是表示突出部卡止在形成于图3所示的扩压环上的倾斜槽中的状态的示意图。
图1表示冷冻机的压缩机17的内部结构，图1的附图标记25表示外壳，附图标记26表示主轴，附图标记27表示第一级扩压器部，附图标记28表示第二级扩压器部，附图标记29表示折回弯曲部，附图标记31表示导叶(guide vane)，附图标记32表示吸入口，附图标记33表示排出口。
如图1所示，第一级扩压器部27包括具有多个叶片27a的叶片扩压器，所述多个叶片27a等间隔地分离配置在第一级叶轮(impeller)17a的外周部上。在第二级扩压器部28组合设置有扩压器34和叶片扩压器35。扩压器34不具有在第二级叶轮17b的外周上以同心圆状配置的叶片，叶片扩压器35具有等间隔地分离配置在扩压器34的外周上的多个叶片35a。另外，设置有用于传递来自马达22的驱动力的齿轮机构36。
如此构成的压缩机17中的第一级叶轮17a以及第二级叶轮17b都固定在主轴26上且通过马达22而旋转，在使从吸入口32吸引的气体冷媒压缩(使压力增大)之后，从排出口33排出。
通过第一级叶轮17a的旋转而从吸入口32吸引的气体冷媒因第一级叶轮17a的动作，速度以及压力被增加。接着，所述气体冷媒在通过第一级扩压器部27的过程中速度降低，动能转换为内能。此后，气体冷媒依次通过折回弯曲部29以及导叶31而被减压后，被引导至第二级叶轮17b的入口中。因第二级叶轮17b的旋转而吸引的气体冷媒在通过第二级叶轮17b时进行同样的工序，从而进一步被减压，在通过第二级扩压器部28的过程中速度进一步被降低，在动能转换为内能之后，气体冷媒从排出口33排出。
另一方面，在压缩机17中构成扩压器34的一个壁部分34a形成为与另一个壁34b自由接触或分离，从而能够调节扩压器34的效率。因此，当将这种结构组合到下一个阶段的叶片扩压器35时，即使流体的吸入流量发生变化，也能够达到最佳的扩压器效率。
图2以及图3是表示在大韩民国专利注册号第0423618号(发明名称：涡轮压缩机以及冷冻机)中公开的扩压器34的调节机构的图。该图中的附图标记37表示扩压环，附图标记38表示轴(shaft)，附图标记39表示驱动部。另外，扩压环37的一侧面构成壁部分34a，并且扩压环37以使该壁部分34a在通路中露出的方式组装在外壳25内，另外，扩压环37以在圆周方向可自由旋转且在主轴26的纵向可自由移动的方式被支撑着。
如图4所示，在扩压环37的外周面上，相对于主轴26的长轴方向倾斜的槽37a沿着圆周以均匀的间隔形成在3个位置上。另外，在外壳25上，在与槽37a相对应的3个位置上设置有突出部40，该突出部40在扩压环37进行如上所述那样组装时卡止在槽37a内。为了抑制与槽37a的摩擦接触，各各突出部40设置有轴承(bearing)。
在扩压环37上经由托架(bracket)41连接于轴38，所述托架41安装在扩压环上且突出至外部。托架41通过铰链(hinge)与轴38连接，轴38通过驱动部39在长轴方向往复移动。
在扩压器34的调节机构中，若在长轴方向驱动轴38，则轴38的直线运动转换为扩压环37的旋转运动，从而扩压环37沿着圆周方向旋转。此时，在卡止在槽37a内的突出部40沿着槽37a引导扩压环37，但是，因为槽37a相对于主轴26的长轴方向倾斜地形成，所以扩压环37不仅在圆周方向旋转，而且沿着主轴26的长轴方向移动。因此，若轴38向一个方向移动，则扩压环37沿着圆周方向旋转，并且向通路一侧移动，从而一个壁34a与另一个壁34b接近。另外，若向另一个方向驱动轴38，则扩压环37向反方向移动，一个壁34a从另一个壁34b离开而返回到原来的位置。
驱动部39可以采用在长轴方向对轴38进行推或拉的缸体(cylinder)机构，另外，也可以是如下的机械装置(mechanism)：在轴38上形成齿条(rack)，通过使该齿条与利用马达等进行旋转的小齿轮(pinion)啮合，使轴38在长轴方向上移动。
但是，在大韩民国专利注册号第0423618号中公开的扩压器，通过使轴在长轴方向上移动，使扩压环一边旋转一边在轴向前进或后退。即，由于同时进行旋转运动和直线运动，所以扩压环在动力传递过程中发生剧烈的磨损。另外，由于必须通过扩压环的旋转运动以及直线运动同时传递轴的长轴方向的移动，所以连接扩压环和轴的托架的结构变得复杂。即，为了托架在两个方向自由移动，通过铰链在两个位置连接，但是由于这样通过铰链在两个位置进行连接，所以在托架向任意一个方向移动时，对用于向任意另一个方向移动的铰链反复施加不合理的应力而容易引起疲劳，存在由此损坏该铰链的情况。
另外，大韩民国专利注册号第0423618号中公开的扩压器，安装扩压环的槽形成在外壳上，由此在发生如上说明的磨损时，需要在分解尺寸大且分量重的外壳之后进行维护。由此，存在该维护需要很多人手，而且花费很多时间的缺点。
发明内容
本发明是为了解决以上说明的现有技术的问题点而提出的，其目的在于提供一种压缩机的可变扩压器，其以在轴和扩压环之间设置旋转环，使得扩压环仅进行轴向的直线运动，旋转环仅进行旋转运动的方式简化其结构，由此使得结构简单从而容易维护。
用于达到上述目的的本发明的压缩机的可变扩压器的技术特征在于，包括：轴，其通过马达的驱动而在与主轴垂直的方向上进行直线移动，以使在所述主轴上固定的叶轮和包围该叶轮的外壳之间的间隔变化；旋转环，其包围着所述主轴，通过铰链连接在所述轴上，并通过所述轴的直线移动进行旋转；扩压环，其位于所述旋转环的内侧；在相互相对的所述旋转环的内周面和扩压环的外周面的任一个面形成至少一个突出部，在另一个面形成用于卡止所述突出部的倾斜槽，通过所述旋转环的旋转推动所述突出部，从而扩压环在所述主轴的长轴方向上进行前后移动。
另外，本发明的压缩机的可变扩压器的技术特征在于，包括：轴，其通过马达的驱动而在与主轴垂直的方向上进行直线移动，以使在所述主轴上固定的叶轮和包围该叶轮的外壳之间的间隔变化；旋转环，其包围着所述主轴，并通过铰链连接在所述轴上，并通过所述轴的直线移动进行旋转，在内周面形成有至少一个突出部；扩压环，其位于所述旋转环的内侧，在外周面形成有用于卡止所述突出部的倾斜槽，通过所述旋转环的旋转推动所述突出部，从而在所述主轴的长轴方向上进行前后移动。
另外，根据本发明一个实施方式，在所述旋转环的外周面形成有突出片，该突出片通过所述铰链连接于所述轴。
根据本发明又一个实施方式，在所述外壳上沿着所述扩压环的前后移动方向形成有多个引导销，在所述扩压环上沿着圆周方向形成有多个引导孔，所述引导销分别插入到所述引导孔中。
根据本发明又一个实施方式，在所述突出部安装有轴承。
根据本发明又一个实施方式，所述倾斜槽包括用于卡止所述突出部的开放部和从所述开放部沿着所述扩压环的圆周方向倾斜形成的倾斜部，将所述扩压环插入到所述旋转环的内侧时，从所述开放部插入所述突出部，通过所述旋转环的旋转，所述突出部一边沿着所述倾斜部移动，一边使所述扩压环在前后方向上移动。
如以上说明那样，在本发明的压缩机的可变扩压器中，旋转环通过轴的直线运动进行旋转运动，扩压环在轴方向进行前进或后退移动，由此与现有那样由扩压环的旋转以及直线运动而引起的磨损相比，磨损相对减少，从而提高耐久性。
另外，在本发明的压缩机的可变扩压器中，独立于外壳而构成旋转环，旋转环进行旋转运动，使得扩压环前进或后退，由此简化连接轴和旋转环的托架的结构。另外，在维护时，由于不用卸下外壳而仅对旋转环和扩压环进行维护即可，因此维护作业变得容易。
附图说明
图1是表示冷冻机的压缩机部分的示意图。
图2是表示现有技术的扩压器的侧面剖视图。
图3是表示图2所示的扩压器的动作关系的主视图。
图4是表示突出部卡止在形成于图3所示的扩压环上的倾斜槽中的状态的示意图。
图5A是表示本发明的一个实施方式的压缩机的可变扩压器的立体图。
图5B是表示图5A所示的可变扩压器的剖视图。
图6是图5A和图5B所示的可变扩压器的分解立体图。
图7是表示图6所示的可变扩压器的动作关系的示意图。
图8是表示图7所示的扩压环向前后方向移动的关系的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的压缩机的可变扩压器的优选实施方式进行详细地说明。
附图中的图5A是表示本发明的一个实施方式的压缩机的可变扩压器的立体图，图5B是表示图5A所示的可变扩压器的剖视图，图6是图5A和图5B所示的可变扩压器的分解立体图，图7是表示图6所示的可变扩压器的动作关系的示意图，图8是表示图7所示的扩压环向前后方向移动得关系的示意图。
如图5A以及图5B所示，在外壳110上，可变扩压器200安装在与叶轮17b相对的部位上，在外壳110的中心形成有中孔，以便主轴26插通。
可变扩压器200包括：轴210，其通过马达211的驱动，在与所述主轴26垂直的方向上直线移动；旋转环220，其通过铰链连接在所述轴210的端部，并且外插在插通于所述外壳110的主轴26上；扩压环230，其位于所述旋转环220的内侧，通过所述旋转环220的旋转而在前后方向上移动。
下面，对如上构成的压缩机的可变扩压器进行具体地说明。
如图5A至图6所示，在外壳110的中孔的外侧以规定的曲率半径形成弯曲部，以便与叶轮17b的弯曲部相对应，在所述弯曲部111的外侧形成阶梯部113，以便能够安装可变扩压器200。
另外，在所述阶梯部113的底面上，朝所述主轴26的方向形成引导销115，关于该引导销115在后面进行描述，但该引导销是以使扩压环230能够在前后方向移动的方式进行引导的销。优选这样的引导销115沿着弯曲部111的圆周以等间隔形成有多个。
另一方面，旋转环220位于沿着弯曲部111的圆周形成的多个引导销115的外侧。所述旋转环220是环状的圈形式，在外侧的一个位置上朝外形成突出片221。所述突出片221通过铰链213连接在通过马达211而进行直线移动的轴210的端部。
所述轴210与插通外壳110的主轴26垂直，通过马达211进行直线移动。通过所述马达211进行直线移动的轴210的机械装置存在很多种。若列举其中的几个例子，则能够使用直线马达，或者能够由齿条和通过马达进行旋转的小齿轮构成轴。另外，在轴上形成螺纹牙，通过马达使螺合在螺纹牙上的螺母旋转，由此也能够使轴进行直线移动。除此以外，还能够实现各种机械装置，但是只要是使轴进行直线移动的机械装置即可，可以采用任何方式。
在如此进行直线移动的轴210的端部，通过铰链213连接所述突出片221，该铰链213将轴210的直线运动切换为旋转环220的旋转运动。
另一方面，在旋转环220的内周面、即与位于旋转环220的内侧的扩压环230的外周面相对的面上，形成多个突出部223。另外，在所述突出部223安装着滚动轴承225。
另外，在所述扩压环230的外周面形成有用于插入所述突出部223的倾斜槽231，如图6所示，倾斜槽231包括用于插入突出部223的开放部231o和沿着扩压环230的外周面倾斜的倾斜部231s。所述倾斜槽231与形成于旋转环220的突出部223相对应，在扩压环230插入到旋转环220的内侧时，突出部223从倾斜槽231的开放部231o进入倾斜槽231的深处。在外壳110上形成的引导销115分别插入引导孔233中，所述引导孔233从扩压环230的一面贯通至另一面而形成。
以下，对如此构成的压缩机的可变扩压器的动作关系进行说明。
如图7以及图8所示，在想利用扩压环230改变外壳110和叶轮17b之间的间隔的情况下，驱动马达211使轴210进行直线移动。这样一来，通过铰链213而连接在轴210的端部的突出片221，以通过所述铰链213而连接的位置为中心一边改变角度一边使旋转环220旋转。
伴随这样的旋转环220的旋转，在旋转环220的内侧形成的突出部223在插入到扩压环230的倾斜槽231中的状态下，因旋转环220的旋转而沿着倾斜槽231的倾斜部231s移动。这样，突出部223一边沿着倾斜部231s移动，一边使扩压环230在主轴26的长轴方向上仅前进或后退所述倾斜部231s的高度的距离。
在此，若扩压环230朝叶轮17b的方向前进，则叶轮17b和扩压环230之间的间隔变窄，相反，若扩压环230朝从叶轮17b离开的方向后退，则叶轮17b和扩压环230之间的间隔变宽。
通过如此使扩压环230的位置可变，从而能够调节流体的吸入流量，并能够得到最佳的扩压器效率。