螺旋式膨胀机的制作方法

本发明涉及一种膨胀机，尤其涉及一种螺旋式膨胀机。

背景技术：

随着工业化的发展，人类对于电力的需求与日俱增，因此发展出了许多发电方式。其中，螺旋式膨胀机通过输入的高压气体而被驱动，从而可进行发电。

一般来说，螺旋式膨胀机的排气端的压力与其排出气体所到达的低压区域的压力差异越大，则功率消耗越大。因此，如何有效地将螺旋式膨胀机的排气端的压力控制为与低压区域的压力一致，是螺旋式膨胀机设计上的重要课题。

技术实现要素：

本发明提供一种螺旋式膨胀机，可调整膨胀螺杆在排气端所排出气体的压力。

本发明的螺旋式膨胀机包括主体、至少一膨胀螺杆及调整件。主体具有高压区域、膨胀区域及低压区域。膨胀螺杆配置于膨胀区域且具有进气端及排气端，其中进气端连接高压区域，排气端连接低压区域。调整件覆盖膨胀螺杆，且适于相对于膨胀螺杆移动而改变进气端的开口面积或排气端的开口面积，以调整膨胀螺杆在排气端所排出气体的压力。

在本发明的一实施例中，上述的调整件的末端具有凹口，当调整件移动至第一位置时，凹口对位于进气端以增加进气端的开口面积，当调整件移动至第二位置时，凹口错位于进气端以减少进气端的开口面积。

在本发明的一实施例中，上述的调整件的末端具有凹口，当调整件移动至第一位置时，凹口对位于排气端以增加排气端的开口面积，当调整件移动至第二位置时，凹口错位于排气端以减少排气端的开口面积。

在本发明的一实施例中，上述的调整件适于沿移动方向往复移动，移动方向平行于膨胀螺杆的转动轴线。

在本发明的一实施例中，上述的调整件具有导槽，主体具有导引凸部，调整件通过导槽而滑设于导引凸部。

在本发明的一实施例中，上述的螺旋式膨胀机包括控制模块，其中控制模块适于感测膨胀区域的压力及低压区域的压力，并据以控制调整件移动。

在本发明的一实施例中，上述的主体或调整件具有贯孔，贯孔连通膨胀区域，控制模块通过贯孔而感测膨胀区域的压力。

在本发明的一实施例中，上述的膨胀螺杆具有多个螺纹区段，这些螺纹区段中的第一螺纹区段邻接排气端，这些螺纹区段中的第二螺纹区段邻接第一螺纹区段且不邻接排气端，贯孔连接于第二螺纹区段。

在本发明的一实施例中，上述的贯孔与排气端的距离小于贯孔与进气端的距离。

在本发明的一实施例中，上述的调整件的长度大于膨胀螺杆的长度。

基于上述，在本发明的螺旋式膨胀机中，调整件可相对于膨胀螺杆移动而改变其对膨胀螺杆的进气端的覆盖率或其对膨胀螺杆的排气端的覆盖率，从而改变进气端的开口面积或排气端的开口面积。通过进气端的开口面积的改变或排气端的开口面积的改变，可调整膨胀螺杆在排气端所排出气体的压力，使膨胀螺杆在排气端所排出气体的压力与低压区域的压力一致，从而降低螺旋式膨胀机的功率消耗。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1a是本发明一实施例的螺旋式膨胀机的部分构件示意图；

图1b是图1a的螺旋式膨胀机在另一剖面的部分构件示意图；

图2显示图1a的调整件移动；

图3是图1a的螺旋式膨胀机的部分构件方块图；

图4是图1a的主体及调整件的局部示意图；

图5是本发明另一实施例的螺旋式膨胀机的部分构件示意图；

图6显示图5的调整件移动。

附图标号说明：

100：螺旋式膨胀机

110：主体

110a、130b：贯孔

112：导引凸部

120：膨胀螺杆

120a：进气端

120b：排气端

130、130’：调整件

130a、130a’：凹口

130c：导槽

140：控制模块

142、144：感测单元

146：控制单元

150：驱动单元

a：转动轴线

d：移动方向

r1：高压区域

r2：膨胀区域

r3：低压区域

s1：第一螺纹区段

s2：第二螺纹区段

具体实施方式

图1a是本发明一实施例的螺旋式膨胀机的部分构件示意图。请参考图1a，本实施例的螺旋式膨胀机100包括主体110及至少一膨胀螺杆120。主体110具有高压区域r1、膨胀区域r2及低压区域r3。膨胀螺杆120配置于膨胀区域r2且具有进气端120a及排气端120b，进气端120a连接高压区域r1，排气端120b连接低压区域r3。从进气端120a输入的高压气体驱动膨胀螺杆120转动，使膨胀螺杆120可进行例如发电等工作。图1a仅显示出单一膨胀螺杆120，然本发明不以此为限，其可为双螺杆的形式。

图2显示图1a的调整件移动。本实施例的螺旋式膨胀机100包括更包括调整件130。调整件130覆盖膨胀螺杆120的至少局部外侧，且适于沿移动方向d相对于膨胀螺杆120移动于图1a所示状态与图2所示状态之间而改变进气端120a的开口面积，以调整膨胀螺杆120在排气端120b所排出气体的压力，使膨胀螺杆120在排气端120b所排出气体的压力与低压区域r3的压力一致，从而降低螺旋式膨胀机100的功率消耗。在本实施例中，调整件130的移动方向d例如平行于膨胀螺杆120的转动轴线a。

具体而言，调整件130的较为邻近高压区域r1的末端具有凹口130a。当调整件130移动至图1a所示的第一位置时，凹口130a对位于进气端120a以增加进气端120a的开口面积，此时进入膨胀螺杆120的气体压力下降，以使从排气端120b排出的气体压力相应地下降。反之，当调整件130移动至图2所示的第二位置时，凹口130a错位于进气端120a以减少进气端120a的开口面积，此时进入膨胀螺杆120的气体压力上升，以使从排气端120b排出的气体压力相应地上升。

图3是的螺旋式膨胀机的部分构件方块图。请参考图1a及图3，本实施例的螺旋式膨胀机100更包括控制模块140，控制模块140适于藉其感测单元142及感测单元144分别感测主体110的膨胀区域r2的压力及主体110的低压区域r3的压力，控制单元146依据来自感测单元142及感测单元144的感测信号而据以通过驱动单元150控制调整件130移动，使膨胀螺杆120在排气端120b所排出气体的压力与低压区域r3的压力一致。感测单元142及感测单元144例如是适当种类的压力感测元件，驱动单元150例如是适当种类的致动器，本发明不对此加以限制。

图1b是图1a的螺旋式膨胀机在另一剖面的部分构件示意图。详言之，在本实施例中，主体110如图1b所示具有贯孔110a，贯孔110a连通膨胀区域r2，控制模块140的感测单元142通过贯孔110a而感测膨胀区域r2的压力。亦即，当凹口130a在进气端120a时，贯孔110a设置在主体110。进一步而言，膨胀螺杆120具有多个螺纹区段，这些螺纹区段中的第一螺纹区段s1邻接排气端120b，这些螺纹区段中的第二螺纹区段s2邻接第一螺纹区段s1且不邻接排气端120b，主体110的贯孔110a连接于第二螺纹区段s2，以确实地感测膨胀区域r2中尚未且即将到达排气端120b的气体的压力。在所述配置方式之下，主体110的贯孔110a与膨胀螺杆120的排气端120b沿移动方向d的距离例如小于主体110的贯孔110a与膨胀螺杆120的进气端120a沿移动方向d的距离，然本发明不以此为限。此外，本实施例的调整件130沿移动方向d的长度例如大于膨胀螺杆120沿方向d的长度，以有效覆盖膨胀螺杆120，然本发明亦不对此加以限制。需说明的是，为使附图较为清楚，图1a及图1b以剖面方式显示主体110的局部，实际上主体110与调整件130共同覆盖膨胀螺杆120而仅暴露膨胀螺杆120于进气端120a及排气端120b的局部区域，以供进气及排气。

图4是图1a的主体及调整件的局部示意图。请参考图4，本实施例的调整件130具有导槽130c，主体110(标示于图1a)具有导引凸部112，调整件130通过导槽130c而沿移动方向d滑设于导引凸部112，使调整件130能够平稳地沿移动方向d移动。在其他实施例中，可通过其他适当结构来进行调整件130的滑设，本发明不对此加以限制。

图5是本发明另一实施例的螺旋式膨胀机的部分构件示意图。图6显示图5的调整件移动。图5及图6所示实施例与图1a、图1b及图2所示实施例的不同处在于，调整件130’的凹口130a’是位于调整件130’的较为邻近低压区域r3的末端。当调整件130’移动至图3所示的第一位置时，凹口130a’对位于排气端120a以增加排气端120a的开口面积，以使从排气端120b排出的气体压力下降。反之，当调整件130移动至图4所示的第二位置时，凹口130a’错位于排气端120a以减少排气端120a的开口面积，以使从排气端120b排出的气体压力上升。此外，在图5及图6所示实施例中，贯孔130b形成于调整件130’而非如图1b所示实施例的贯孔110a形成于主体110。亦即，当凹口130a’在排气端120b时，贯孔130b设置在调整件130’。贯孔130b的其余配置与作用方式类似图1b的贯孔110a的配置与作用方式，于此不再赘述。

综上所述，在本发明的螺旋式膨胀机中，调整件可相对于膨胀螺杆移动而改变其对膨胀螺杆的进气端的覆盖率或其对膨胀螺杆的排气端的覆盖率，从而改变进气端的开口面积或排气端的开口面积。通过进气端的开口面积的改变或排气端的开口面积的改变，可调整膨胀螺杆在排气端所排出气体的压力，使膨胀螺杆在排气端所排出气体的压力与低压区域的压力一致，从而降低螺旋式膨胀机的功率消耗。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定的为准。