TWI842544B - 用於容納旋轉式螺桿壓縮機之齒輪箱之殼體 - Google Patents

Abstract

依據一實施例，本發明包括一種用於容納一系統之樑型殼體(100)，該系統係用於將來自一馬達之一驅動軸的一扭矩傳遞至一旋轉式螺桿壓縮機之轉子軸，該殼體(100)包括在一第一側(102)上的一馬達開口(104)、及在與第一側(102)相對且平行之一第二側(200)上的二個螺桿開口(202，203)，其特徵在於，該殼體(100)進一步包括在該第一側(102)與第二側(200)之間延伸的二組肋(204，205)，及其中在該第二側(200)上之該等肋(204，205)的末端係每組在該等螺桿開口(202，203)周圍放射狀地分布，及其中每組在該第一側(102)上之該等肋(204，205)的末端係會聚至該馬達開口(104)之邊緣的一點(206，207)。

Description

用於容納旋轉式螺桿壓縮機之齒輪箱之殼體

本發明關於一種用於容納諸如一齒輪箱等一機械系統之殼體，該機械系統係用於將來自一馬達之一機械扭矩傳遞至一旋轉式螺桿壓縮機之一個以上的軸。

一旋轉式螺桿壓縮機係一設計成產生諸如壓縮空氣等壓縮氣體之機器。處於某一特定操作壓力之壓縮氣體因此用於譬如為其他機器提供動力之各種應用中。

一旋轉式螺桿壓縮機包括一雙螺桿，作為公轉子及母轉子，該等轉子係當二者與該殼體之間的體積減小時，朝相對方向旋轉。每一個螺桿設有一螺旋外形，且當該等轉子旋轉時，氣體係在這些轉子之間壓縮。

為了旋轉該等轉子，需要由一電動馬達、一動力輪機、一柴油引擎、或任何其他適合驅動機組成之一驅動機。然而，該旋轉式螺桿壓縮機之螺旋為達成一期望工作壓力所必須旋轉的速度，通常不與該驅動機之速度相當。儘管如此，即使該等速度匹配，來自該驅動機之機械扭矩仍需被傳遞至該等螺桿。

為傳遞機械扭矩，使用一構造成傳遞該機械扭矩之機械系統。該機械系統係譬如一組齒輪，其機械地連接該驅動機之轉子的軸。

基於安全及穩定性，一方面該機械系統必須被保護，且另一方面該機械系統連同該旋轉式螺桿壓縮機之驅動軸及轉子必須被穩固地支持。

緣是，有需要一種安全地、穩定地且永久地容納一機械系統之殼體，該機械系統係用於將來自一驅動機之一機械扭矩傳遞至一旋轉式螺桿壓縮機。

本發明之一目的係提供一種用於容納一機械系統之殼體，該機械系統係用於將來自一驅動機之一機械扭矩傳遞至一旋轉式螺桿壓縮機。

該目的係依據本發明之一第一態樣而藉提供一如請求項1之殼體達成。

本發明包括一種用於容納一機械系統之大致樑型殼體，該機械系統構造成將來自一馬達之一驅動軸的一機械扭矩傳遞至一旋轉式螺桿壓縮機之一第一及/或第二螺桿軸，該殼體包括在一第一側上的一馬達開口、及在與該第一側相對且平行之一第二側上的二個螺桿開口，該馬達開口係適應於該驅動軸之***，該二個螺桿開口各分別適合於***該第一及第二螺桿軸，其特徵在於該殼體進一步包括分別在該第一與第二側之間延伸的一第一及第二組肋，及其中每組在該第二側上之該等肋的末端係分別在該第一及第二螺桿開口周圍放射狀地分布，及其中每組在該第一側上之該等肋的末端係分別朝該馬達開口之邊緣上的一第一或第二點會聚。

應了解到，該殼體係呈大致樑型。一幾何樑或矩形塊係一多面體，其具有六個矩形面、八個隅角、及十二個亦稱作肋的邊緣。該殼體之大致樑型形狀意指，一個以上的隅角及/或邊緣可完全地或部分地倒圓角。再者，亦可存在一個以上的凹口及/或凸起件。是以，可能偏離一幾何樑之確切形狀，其中熟於此技藝之人士清楚地認定殼體之外表面係呈樑型。

該驅動軸源自一電動馬達、一動力輪機、一柴油引擎、或適合於此目的之任何其他引擎的驅動機。該驅動機之驅動軸係在該殼體之某一側、第一側、且進一步稱為馬達側上***至該殼體中。在與該馬達相對之側、第二側上，設置該旋轉式螺桿壓縮機之轉子或螺桿的二軸。此側進一步稱為壓縮機側。

一般說來，該驅動軸將不與該等螺桿軸中之一者成軸。再者，該等螺桿軸彼此在軸向上平行，一旋轉式螺桿壓縮機通常如此。再者，針對一高效率的機械傳動，驅動軸及螺桿軸之軸線將與藉該馬達側及/或該壓縮機側決定之平面垂直。結果，該等軸線確實具有相同方向。

一馬達開口係提供該驅動軸之***，而同時複數個螺桿開口係提供給該等螺桿軸。該殼體從而在二個相對的側上具有複數個開口。再者，為收容該機械系統，該殼體將部分地騰空內部。

該殼體進一步以包含二組內部肋之新穎概念為特徵，該等內部肋係針對用於一高效率扭矩傳遞之殼體的剛性及強度。此後，將進一步闡明此等組肋是如何構造出。

該等肋普遍以與該殼體剩餘部分相同之材料製成。另一選擇為，如果這些肋可固定地黏合至構成該殼體之材料，則該等肋亦可由不同材料製成。

每組肋皆在該第一與第二側之間、換言之在一方面該馬達側與另一方面該壓縮機側之間延伸。

該等肋係在這些前述側之間的方向上大致細長，其中截面呈大致矩形。每組該等肋之末端係在該二個螺桿開口之周邊上放射狀地分布。換言之，該第一組之肋的末端係在該第一螺桿開口周邊之周圍放射狀地分布，且該第二組之肋的末端係在該第二螺桿開口周邊之周圍放射狀地分布。

每組肋因此延伸至該馬達側，其中每組之末端會合或會聚至鄰接該開口之邊緣的每一個各別點。

藉前述的架構，可發現超越先前技藝之數個優點。

藉在各別螺桿開口周圍放射狀地分布該等肋之末端，因操作時之旋轉螺桿造成的振動係被這些肋補償及/或吸收，而無在單一點處之力集中。換言之，在該等螺桿周圍表露且在該等螺桿周圍分布的振動係藉該等肋吸收。

當該殼體中之組件操作時、因此當來自驅動馬達之機械扭矩透過該驅動軸傳遞至該等螺桿時，大多數的振動將源自該等旋轉螺桿。這可藉壓縮機之操作與驅動馬達之操作相比較來解釋。由於環境空氣或其他氣體係在壓縮機中壓縮，因此更取決於可影響操作之外部因素，而同時驅動馬達可較壓縮機更穩定地操作。然而，請注意到，這取決於所使用的驅動技術。電動馬達普遍將較內燃機引擎更穩定地運轉。

在該馬達側上，每組該等肋之末端會聚至某一點上。來自該等旋轉螺桿之振動可因此每螺桿集中於在該馬達開口周圍之某一點。這容許在該馬達側上之加強，以使在這些點上及周圍之區帶足夠地強壯、堅固及/或強健來吸收這些振動。

另一優點在於，此架構保持該等肋接觸不到位於該殼體內之旋轉組件。該等肋可因此定位成，使得其不致妨礙機械傳動系統的操作。

較佳地，該等肋不具有尖銳轉變。這具有無任何額外應力集中將出現的優點。

依據一實施例，該第一及第二組肋之末端會聚所在之點係位於藉該等螺桿軸之幾何軸線在安裝或置於該等螺桿孔中時界定的一平面中。

換言之，該等肋為吸收振動而會聚所在之該馬達開口邊緣上的點係位於與該馬達側之平面垂直且藉該等螺桿軸之幾何軸線或直徑在安裝於該等螺桿孔中時進一步界定的平面中。結果，在該等螺桿軸之朝軸向方向出現的振動可被高效率地吸收，不致經由該等肋再次造成不平衡。倘這些點並非位於前述平面中，且一機械動量將在這些點與位於該等螺桿軸之幾何軸線上的點之間出現，則此不平衡可能出現。

依據一實施例，該等肋之剖面係從該第一到該第二側逐漸增大。

是以，依據本實施例，該等肋之剖面將從該馬達開口之邊緣處或該馬達開口之邊緣上的點到該等螺桿開口周邊之周圍的點增大。由於這些振動係集中於這些點處，因此這在最大振動將發生所在之側上建立足夠的勁度，如上面已解說者。

較佳地，依據一實施例，在該二末端之間在縱向上之一個以上肋的一邊緣將進一步接合在不同於該馬達側及/或該壓縮機側之至少一側上、較佳地二個其他側上。

該等肋分別接合在該馬達設置所在之該殼體的內側上且接合在該壓縮機所在之側上，或者至少該驅動軸或該等螺桿軸所在之側上。由於該殼體絕大多數呈矩形形狀，因此可在內側上區別至少四個其他側。該等肋將因此較佳地亦接合在一個或二個其他內側上。接合意指這些肋係藉譬如一鑄造過程或一焊接技術而以一邊緣固定地連接且成為一體。結果，振動甚至更佳地遍及該殼體分布。

再者，依據一實施例，該殼體可進一步包括一第三組筆直肋，一方面在該馬達開口之側或該馬達側與該等螺桿開口之側或該壓縮機側之間且另一方面依據一側平面之方向延伸，該方向係與該馬達側或該壓縮機側之平面呈垂直。這些肋因此進一步在與藉該等螺桿軸之幾何軸線界定的平面呈垂直之方向上提供足夠的勁度。

除此以外，該殼體可進一步包括一第四組肋，在該馬達側與該壓縮機側之間且與該第三組之肋呈垂直地延伸。這因此甚至提供進一步在該方向上的額外勁度，由此結合其他第三組肋保證在該殼體之每一個正交方向上皆足夠的勁度。這容許機械扭矩從該馬達高效率地傳遞至該壓縮機之螺桿。

最後，該第三及/或第四組之肋的末端可接合在該馬達開口之邊緣上。結果，該等肋延伸越過整個允許長度，以得到該殼體之最大剛性。

依據一實施例，該第二側、因此該壓縮機側進一步包括一第二馬達開口，用於支持該驅動軸。換言之，該驅動軸係沿該殼體之二個外側延伸，使該驅動軸被支持在該壓縮機側上。結果，該驅動軸朝軸向方向之一彎曲被收容，且從而被防止或至少減少。

再者，較佳地依據一實施例，該第一側上之該馬達開口適合於該馬達之一護罩或殼體的***。換言之，該馬達側上之該馬達開口足夠地大，以包圍該馬達之該殼體。這容許該馬達抵靠該殼體緊固。

依據一實施例，該等螺桿開口更適合於***該旋轉式螺桿壓縮機之一護罩或殼體。這亦容許該壓縮機永久地附接至該用於容納機械系統之殼體。可因此連同該容納馬達護罩之馬達開口，安裝一阻抗系統，而容許機械扭矩之傳動高效率地進行。

依據本發明之一第二態樣，揭露一種依據本發明之第一態樣的用於容納機械系統之大致樑型殼體，該殼體係透過永久模製技術及/或一減損模製技術得到。

該殼體因此由單件組成，該單件係由鑄鋼或鑄鐵組成，模製成期望的形狀，如上面已描述者。

依據一第三態樣，揭露一種壓縮機單元，包括一馬達及一旋轉式螺桿壓縮機，且進一步包括一依據本發明第一態樣之殼體，該機械系統係用於將來自該馬達之一驅動軸的一機械扭矩傳遞至該旋轉式螺桿壓縮機之一第一及/或第二螺桿軸。

本發明將參考某些特定實施例及參考某些特定圖式作說明，但本發明並非以此為限且僅藉申請專利範圍界定。所描述之圖式僅為圖解且非限制性。圖式中，某些特定元件之大小可為說明用途而誇大且未按比例繪製。尺寸或相對的尺寸並非必然與本發明之實際可行實施例對應。

此外，術語第一、第二、第三及相似者係用在說明書中及申請專利範圍中，以區別相似元件且並非必然描述一順序或時間次序。此等術語在適當情況下可互換，且本發明之實施例可依除了此中描述或圖示者以外之順序使用。

此外，說明書及申請專利範圍中之術語頂側、底側、上方、下方及相似者係為說明用途而使用，且並非必然描述相對的位置。如此使用的術語在適當情況下可互換，且此中描述之本發明實施例可在除了此中描述或圖示者以外之方位下使用。

再者，儘管被稱為「較佳實施例」，然各種各樣的實施例係被理解為可實現發明之示範，而非對本發明之範疇的限制。

申請專範圍中使用之術語「包括」不應被理解為限制在以下陳述之手段或步驟；該術語並未排除其他元件或步驟。該術語應解釋為，指明存在有被提到之列舉特點、元件、步驟或組件，但並未排除存在有或附加一個以上的其他特點、元件、步驟或組件、或者其群組。措詞「一包括手段A及B之裝置」的範疇因此不應被限制在僅由組件A及B組成之裝置。意義在於，就本發明而言，僅列出該裝置之組件A及B，且申請專利範圍進一步被解釋為包含這些組件之等效者。

圖式中顯示之殼體係用於容納一機械系統之殼體，該機械系統係用於將來自一馬達之一驅動軸的一機械扭矩傳遞至一旋轉式螺桿壓縮機。

圖1係依據本發明之一實施例的殼體100之馬達側102的一視圖。殼體100絕大多數呈樑型，其中一個以上的隅角可倒圓角，譬如隅角101。在殼體100之馬達側102上，有呈一圓形103之馬達開口104，適合於容納一驅動軸連同該馬達之一護罩。

透過馬達開口104，有該殼體之內側的一視圖，這在隨後圖式中討論。

圖2圖示出相同殼體100，但出自壓縮機側200之視圖。在此側200上，亦設有一開口201，用於支持該馬達之該驅動軸。開口201亦可在圖1中透過馬達開口104看見。開口104、201二者皆藉圓103形成，其中馬達開口104之中心係與用於驅動軸之開口201的中心重合。換言之，當形成開口104、201之圓投影到彼此上時，其各自的中心重合。

在如圖2中圖示之壓縮機側200上，進一步顯示二個開口202、203設成連接且收容一旋轉式螺桿壓縮機之螺桿。這些開口202、203之形狀並非圓形，但適應於一旋轉式螺桿壓縮機之特別形狀、且特別地適應於該旋轉式螺桿壓縮機之螺桿。

透過這些開口202、203可分別看見肋205及204，每組205、204從壓縮機側200出發到馬達側102會聚至各別點207及206。點206及207從而位於馬達開口104之邊緣103上。換言之，肋204、205係在馬達側102與壓縮機側200之間延伸，其中在壓縮機側200上，末端係分布在各別開口202及203之邊緣上，且分別朝點207及點206會聚。

該組肋205、204進一步在圖4中圖示，該圖式圖示出殼體100馬達側102上內側的一視圖。此視圖係與圖3之斷面IV-IV對應，該圖式圖示出殼體100之一側視圖。

在圖3上進一步看出，在用於驅動軸之開口201處，設有一凸起件301來支持該驅動軸。

圖5亦圖示出內側，但出自一相對視圖、即著眼於壓縮機側200，因此依據如圖3中顯示之斷面V-V。

圖4中可看出，肋204、205在該側係接合在馬達開口104之邊緣上的點206、207上。換言之，每組肋204、205皆接合在馬達開口104之邊緣上的一共同點206、207上。

另一方面，如圖5中顯示者，末端係分布在螺桿孔202及203之邊緣上。針對藉參考符號204圖示之肋組，其接合在點503-505上，及針對藉參考符號205圖示之肋組，其接合在點500-502上。

再者，殼體100可在內部包括一組筆直肋，一方面在馬達側102與壓縮機側200之間且另一方面依據殼體100之一側面的一方向延伸。這係藉圖4及圖5二者中之肋400-404圖示。此外，與這些筆直肋400-404垂直者，可提供藉圖4及圖5中之肋510-511圖示之一第四組肋。

依據一實施例，此筆直肋之垂直方向可局部地偏離藉肋404圖示者。再者，可設有額外肋以強化該殼體，但應進一步了解到，這些額外肋是選用的，在肋組204及205的情況下，其依據本發明之新穎態樣提供從該旋轉式螺桿壓縮機之馬達的驅動軸到第一及/或第二螺桿軸之一高效率的機械扭矩傳遞。

最後，圖6及圖7圖示出殼體100之三維側視圖，其分別朝壓縮機側200及馬達側102之方向觀看。在壓縮機側200上，可透過該螺桿開口看出肋組205會聚到的點207。再者，可看見在壓縮機側200與馬達側102之間延伸的肋204。並且，又再一次圖示出用於支持該馬達之驅動軸的開口201。在圖7中，亦圖示出此開口201，這次係出自馬達側102之視圖。

100:殼體 101:隅角 102:馬達側 103:圓 104:馬達開口 200:壓縮機側 201:第二馬達開口 202-203:螺桿孔 204:第一組肋 205:第二組肋 206:第一點 207:第二點 301:凸起件 400-404:第三組筆直肋 500-505:末端 510-511:第四組筆直肋

將參考圖式進一步圖示本發明，其中： 圖1圖示出依據本發明之一實施例的馬達側之一前視圖； 圖2圖示出依據本發明之一實施例的壓縮機側之一前視圖； 圖3圖示出依據本發明之一實施例的殼體之一側視圖； 圖4圖示出依據本發明之一實施例的殼體之馬達側內側的一視圖； 圖5圖示出依據本發明之一實施例的殼體之壓縮機側內側的一視圖； 圖6圖示出依據本發明之一實施例的壓縮機側之三維側視圖；及 圖7圖示出依據本發明之一實施例的馬達側之三維側視圖

200:壓縮機側 201:第二馬達開口 204:第一組肋 207:第二點

Claims (16)

1. 一種構造成用於容納一機械系統之樑型殼體(100)，該機械系統構造成將來自一馬達之一驅動軸的一機械扭矩傳遞至一旋轉式螺桿壓縮機之一第一及/或第二螺桿軸，該殼體(100)包括在一第一側(102)上的一馬達開口(104)、及在與該第一側(102)相對且平行之一第二側(200)上的二個螺桿開口(202，203)，該馬達開口係適應於該驅動軸之***，該二個螺桿開口(202，203)各分別適合於***該第一及第二螺桿軸，其特徵在於該殼體(100)進一步包括分別在該第一(102)與第二(200)側之間延伸的一第一(204)及第二(205)組肋，及其中每組(204，205)在該第二側(200)上之該等肋的末端係分別在該第一(500-502)及第二(503-505)螺桿開口周圍放射狀地分布，及其中每組在該第一側上之該等肋的末端係分別會聚至該馬達開口(104)之邊緣上的一第一(206)及第二(207)點。
2. 如請求項1之殼體(100)，其中該第一(204)及第二(205)組之該等肋之末端分別會聚所在之點(206，207)係位於藉該等螺桿軸之幾何軸線在附接時界定的一平面中。
3. 如請求項1之殼體(100)，其中該等肋(204，205)之剖面係從該第一側(102)到該第二側(200)逐漸增大。
4. 如請求項2之殼體(100)，其中該等肋(204，205)之剖面係從該第一側(102)到該第二側(200)逐漸增大。
5. 如請求項1之殼體(100)，其中在該二末端之間沿縱向之一肋的一邊緣係接合在不同於該第一(102)或第二(200)側之至少一側上。
6. 如請求項2之殼體(100)，其中該二末端之間沿縱向之一肋的一邊緣係接合在不同於該第一(102)或第二(200)側之至少一側上。
7. 如請求項3之殼體(100)，其中該二末端之間沿縱向之一肋的一邊緣係接合在不同於該第一(102)或第二(200)側之至少一側上。
8. 如請求項4之殼體(100)，其中該二末端之間沿縱向之一肋的一邊緣係接合在不同於該第一(102)或第二(200)側之至少一側上。
9. 如請求項1至8中任一項之殼體(100)，其進一步包括一第三組筆直肋(400-404)，一方面在該第一(102)與第二(200)側之間且另一方面依據該大致樑型殼體(100)之一側面的一方向延伸，該方向係與藉該第一(102)或第二(200)側界定之一平面呈垂直。
10. 如請求項9之殼體(100)，其進一步包括一第四組筆直肋(510-511)，一方面在該第一(101)與第二(200)側之間且另一方面依據一方向延伸，該方向係與依據該第三組(400-404)之方向垂直。
11. 如請求項10之殼體(100)，其中該第三(400-404)及/或第四(510-511)組之一個以上的肋之末端係接合在該馬達開口(104)之邊緣的一點上。
12. 如請求項1至8中任一項之殼體(100)，其進一步包括在該第二側(200)上之一第二馬達開口(201)，適應於支持該驅動軸。
13. 如請求項1至8中任一項之殼體(100)，其中該第一側(102)上之該馬達開口(104)進一步適合於該馬達之一護罩的***。
14. 如請求項1至8中任一項之殼體(100)，其中該等螺桿開口(202，203)進一步適合於該旋轉式螺桿壓縮機之一護罩的***。
15. 如請求項1至8中任一項之用於容納機械系統之大致樑型殼體(100)，其係透過一永久模製技術及/或一減損模製技術得到。
16. 一種壓縮機單元，包括一馬達及一旋轉式螺桿壓縮機，且進一步包括一如請求項1至15中任一項之殼體(100)，係構造成將來自該馬達之一驅動軸的一機械扭矩傳遞至該旋轉式螺桿壓縮機之一第一及/或第二螺桿軸。