渦旋式制冷壓縮機(jī)

1、 渦旋式壓縮機(jī)是回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的一種，是指由一個(gè)固定的漸開線靜渦旋盤和一個(gè)呈偏心回轉(zhuǎn)平動(dòng)的漸開線運(yùn)動(dòng)渦旋盤組成可壓縮容積的制冷壓縮機(jī)。第14講 渦旋式與滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī) 一、渦旋式制冷壓縮機(jī)化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 渦旋式制冷壓縮機(jī)發(fā)明于1905年，但由于難以制造出高精度的渦旋形狀，缺乏實(shí)用而可靠的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，摩擦磨損問(wèn)題不能妥善解決，直到80年代初才在日本首次應(yīng)用到制冷及空調(diào)領(lǐng)域中。因此，目前還是一種較為新型的制冷壓縮機(jī)。20世紀(jì)90年代，渦旋式制冷壓縮機(jī)的系列化產(chǎn)品相繼問(wèn)世。化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n （）基本結(jié)構(gòu)主要由靜渦旋盤、動(dòng)渦旋盤、機(jī)座、防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)十字滑環(huán)及曲軸等組成

2、。（）工作原理利用動(dòng)渦旋盤和靜渦旋盤的嚙合，形成多個(gè)壓縮腔，隨著動(dòng)渦旋盤的回轉(zhuǎn)平動(dòng)，使各壓縮腔的容積不斷變化來(lái)壓縮氣體。渦旋式制冷壓縮機(jī)工作過(guò)程示意圖a)=0 b)=90 c)=180 d)=2701壓縮室2進(jìn)氣口3動(dòng)盤 4靜盤5排氣口6吸氣室7排氣室8壓縮室 外圈部分剛好封閉，此時(shí)最外圈兩個(gè)月牙形空間充滿氣體，完成了吸氣過(guò)程（陰影部分）。隨著動(dòng)渦旋盤的運(yùn)動(dòng)，外圈兩個(gè)月牙形空間中的氣體不斷向中心推移，容積不斷縮小，壓力逐漸升高，進(jìn)行壓縮過(guò)程，圖b所示位置。當(dāng)兩個(gè)月牙形空間匯合成一個(gè)中心腔室并與排氣口相通時(shí),如圖c所示，壓縮過(guò)程結(jié)束，并開始進(jìn)入排氣過(guò)程，如圖d所示，直至中心腔室的空間消失則排氣過(guò)

3、程結(jié)束，渦旋的外圈部分正進(jìn)行著吸氣過(guò)程。在渦旋式制冷壓縮機(jī)中，吸氣、壓縮、排氣等過(guò)程是同時(shí)和相繼在不同的月牙形空間中進(jìn)行的，外側(cè)空間與吸氣口相通，始終進(jìn)行吸氣過(guò)程。 工作過(guò)程如下圖所示。在圖a所示位置，渦旋密封接觸線在左右兩側(cè)，渦旋（）主要結(jié)構(gòu)類型1）立式全封閉渦旋式制冷壓縮機(jī)2）臥式全封閉渦旋式制冷壓縮機(jī)3）開啟渦旋式制冷壓縮機(jī)。4）數(shù)碼渦旋式制冷壓縮機(jī)。數(shù)碼渦旋式制冷壓縮機(jī)在運(yùn)行時(shí)，頂上的靜渦旋盤允許向上移動(dòng)大約1mm。升起頂上的靜渦旋盤使其無(wú)法產(chǎn)生壓縮，從而使壓縮機(jī)無(wú)制冷劑通過(guò)。數(shù)碼碼渦旋式制冷壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)能量調(diào)節(jié)的原理是不斷變換頂部靜渦旋盤升起和嚙合。負(fù)載狀態(tài)時(shí)間和卸載狀態(tài)時(shí)間段長(zhǎng)短的不

4、同決定了壓縮機(jī)的能量調(diào)節(jié)量。（4）渦旋式制冷壓縮機(jī)的特點(diǎn) 相鄰兩室的壓差小，氣體的泄漏量少； 由于吸氣、壓縮、排氣過(guò)程是同時(shí)連續(xù)地進(jìn)行，壓力上升速度較慢，因此轉(zhuǎn)矩變化幅度小、振動(dòng)小； 沒(méi)有余隙容積，故不存在引起輸氣系數(shù)下降的膨脹過(guò)程； 無(wú)吸、排氣閥，效率高，可靠性高，噪聲低； 由于采用氣體支承機(jī)構(gòu)，故允許帶液壓縮，一旦壓縮腔內(nèi)壓力過(guò)高，可使動(dòng)盤與靜盤端面脫離，壓力立即得到釋放； 機(jī)殼內(nèi)腔為排氣室，減少了吸氣預(yù)熱，提高了壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)； 渦線體型線加工精度非常高，必須采用專用的精密加工設(shè)備； 密封要求高，密封機(jī)構(gòu)復(fù)雜。 滾動(dòng)式轉(zhuǎn)子制冷壓縮機(jī)也稱滾動(dòng)活塞式制冷壓縮機(jī)，或固定滑片壓縮機(jī)，是一種容積

5、型回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。它是依靠偏心安設(shè)在氣缸內(nèi)的滾動(dòng)轉(zhuǎn)子在圓柱形氣缸內(nèi)作滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)和一個(gè)與滾動(dòng)轉(zhuǎn)子相接觸的滑板的往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)氣體的吸入、壓縮和排出的制冷壓縮機(jī)。二、滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)（）基本結(jié)構(gòu)立式全封閉滾動(dòng)活塞式制冷壓縮機(jī) 立式雙缸全封閉滾動(dòng)活塞式制冷壓縮機(jī) （）工作原理當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滑片作徑向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而其下端始終緊貼在轉(zhuǎn)子表面上?；瑢⒃卵佬慰臻g分成兩個(gè)部分，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，吸、排氣腔的容積都在不斷變化，吸氣腔不斷增大，排氣腔不斷縮小，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到最高點(diǎn)時(shí)，吸氣腔達(dá)最大值，而排氣腔縮小為零。不設(shè)吸氣閥，吸氣開始的時(shí)機(jī)和氣缸上吸氣孔口位置有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，不隨工況的變化而變動(dòng)。由于設(shè)置了排氣閥，壓縮

6、終了的時(shí)機(jī)將隨排氣管中壓力的變化而變動(dòng)。上圖a為壓縮工作過(guò)程開始時(shí)的狀態(tài)。此時(shí)，轉(zhuǎn)子和氣缸壁之間的密封線剛移過(guò)吸氣口，滑板左側(cè)已充滿進(jìn)氣的空間容積開始縮小，其右側(cè)的容積則開始下一工作循環(huán)的吸氣過(guò)程。上圖b為壓縮過(guò)程結(jié)束、排氣過(guò)程開始時(shí)的狀態(tài)。此時(shí)，滑板左側(cè)空間容積的縮小已使制冷劑氣體的壓力升高到一定程度，從而頂開排氣閥開始了排氣過(guò)程。同時(shí)，滑板右側(cè)的空間容積仍在不斷增大，處于吸氣過(guò)程之中。上圖c所示為排氣過(guò)程結(jié)束時(shí)的狀態(tài)。此時(shí)，氣缸和轉(zhuǎn)子之間的密封線剛移過(guò)排氣口，滑板左側(cè)的空間容積已縮小為一個(gè)很小的“死隙”（實(shí)際上“死隙”幾乎充滿了潤(rùn)滑油），排氣過(guò)程結(jié)束?；逵覀?cè)的空間容積仍在繼續(xù)進(jìn)氣。當(dāng)轉(zhuǎn)子

7、繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，達(dá)到圖d所示的位置時(shí)，轉(zhuǎn)子與氣缸的密封線和滑板與轉(zhuǎn)子的密封線重合，達(dá)到理論最大吸入容積，下一循環(huán)的吸氣結(jié)束（實(shí)際上排出口至滑板間的“死隙”為潤(rùn)滑油占據(jù)，不能進(jìn)氣）。轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)很小的角度即回到圖a所示的位置，工作過(guò)程將重復(fù)進(jìn)行。在這一過(guò)程中，轉(zhuǎn)子又掃過(guò)了滑板與吸入口之間的“死隙”，將已吸入氣缸的一小部分氣體從吸入口排出，使氣缸的理論輸氣量變小。（）主要類型1）全封閉滾動(dòng)活塞式制冷壓縮機(jī)上面右圖為一臺(tái)較典型的立式全封閉滾動(dòng)活塞式制冷壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)，壓縮機(jī)的氣缸18位于電動(dòng)機(jī)的下方，制冷劑氣體由進(jìn)氣管16進(jìn)入氣液分離器14，然后由機(jī)殼下部直接吸入氣缸，以減少吸氣的有害過(guò)熱。氣液分離器起氣液

8、分離、儲(chǔ)存制冷劑液體和潤(rùn)滑油及緩沖吸氣壓力脈動(dòng)的作用。經(jīng)壓縮后的高壓氣體由排氣閥12、排入機(jī)殼內(nèi)，再經(jīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子4和定子5間的空隙從機(jī)殼的頂部排氣管1排出，并起到了冷卻電動(dòng)機(jī)的作用。潤(rùn)滑油貯存在機(jī)殼的底部。在偏心軸6的下端設(shè)有油泵，靠旋轉(zhuǎn)時(shí)離心力的作用，將潤(rùn)滑油沿偏心軸油道壓送至各潤(rùn)滑點(diǎn)。氣缸與機(jī)殼焊接在一起使之結(jié)構(gòu)緊湊，用平衡塊2消除不平衡的慣性力。電動(dòng)機(jī)定子與機(jī)殼緊密配合，使機(jī)殼成為電動(dòng)機(jī)的散熱面。對(duì)于高轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)（變頻壓縮機(jī)），可采用雙缸滾動(dòng)活塞式壓縮機(jī)，以減小其振動(dòng)。2）開啟滾動(dòng)活塞式制冷壓縮機(jī)薄壁彈性套筒12等組成。滾動(dòng)轉(zhuǎn)子外面套有一鋼制薄壁彈性套筒，套上鉆有小孔，以增加轉(zhuǎn)子與氣缸壁

9、之間的密封性能。壓縮機(jī)的軸通過(guò)聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)的軸直接聯(lián)接，軸伸出機(jī)體部位裝有摩擦環(huán)式機(jī)械密封裝置。壓縮機(jī)的潤(rùn)滑是依靠吸、排氣壓力差來(lái)進(jìn)行的。壓縮機(jī)起動(dòng)后，裝在曲軸另一端的離心閥被打開，油從油分離器出來(lái)，經(jīng)油冷卻器、油過(guò)濾器及離心閥后，分別進(jìn)入各潤(rùn)滑表面及軸封處，然后聚集在氣缸下部的空腔中，通過(guò)浮球閥2進(jìn)入壓縮機(jī)的吸氣腔，隨制冷劑氣體一起排至油分離器，分離下來(lái)的油繼續(xù)循環(huán)使用。 對(duì)于大、中型滾動(dòng)活塞式制冷壓縮機(jī)，一般做成開啟式，如下圖所示。主要由帶冷卻水套的氣缸體6、滾動(dòng)轉(zhuǎn)子11、滑板7、圓柱導(dǎo)向器5、排氣閥8、1油面指示器；2浮球閥；3吸入管；4密封條；5圓柱導(dǎo)向器；6氣缸體；7滑板；8排氣閥

10、；9氣缸；10排出管；11滾動(dòng)轉(zhuǎn)子；12彈性套筒優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，同活塞式壓縮機(jī)比較，體積可減小4050，重量也可減輕4050；零部件少，特別是易損件少，與活塞式壓縮機(jī)比較零件數(shù)減少40%左右且，零部件的幾何形狀簡(jiǎn)單，便于加工及流水線生產(chǎn)。同時(shí)相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件之間的摩擦損失少，因而可靠性較高；僅滑片有較小的往復(fù)慣性力，旋轉(zhuǎn)慣性力可完全平衡，因此振動(dòng)小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、可靠；沒(méi)有吸氣閥，余隙容積小，減小了吸氣有害過(guò)熱，所以效率高。但其加工及裝配精度要求高。缺點(diǎn)：只利用了氣缸的月牙形空間，密封線較長(zhǎng)，密封性能較差，泄漏損失較大，氣缸容積利用率低；轉(zhuǎn)子和氣缸的間隙應(yīng)嚴(yán)格保證，否則會(huì)顯著降低壓縮機(jī)的可靠性和效率，因此，加工精度要求高；相對(duì)運(yùn)動(dòng)部位必須有油潤(rùn)滑；用于熱