渦旋式制冷壓縮機

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

2、。（）工作原理利用動渦旋盤和靜渦旋盤的嚙合，形成多個壓縮腔，隨著動渦旋盤的回轉(zhuǎn)平動，使各壓縮腔的容積不斷變化來壓縮氣體。渦旋式制冷壓縮機工作過程示意圖a)=0 b)=90 c)=180 d)=2701壓縮室2進氣口3動盤 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，此時最外圈兩個月牙形空間充滿氣體，完成了吸氣過程（陰影部分）。隨著動渦旋盤的運動，外圈兩個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，進行壓縮過程，圖b所示位置。當兩個月牙形空間匯合成一個中心腔室并與排氣口相通時,如圖c所示，壓縮過程結(jié)束，并開始進入排氣過程，如圖d所示，直至中心腔室的空間消失則排氣過

3、程結(jié)束，渦旋的外圈部分正進行著吸氣過程。在渦旋式制冷壓縮機中，吸氣、壓縮、排氣等過程是同時和相繼在不同的月牙形空間中進行的，外側(cè)空間與吸氣口相通，始終進行吸氣過程。 工作過程如下圖所示。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2）臥式全封閉渦旋式制冷壓縮機3）開啟渦旋式制冷壓縮機。4）數(shù)碼渦旋式制冷壓縮機。數(shù)碼渦旋式制冷壓縮機在運行時，頂上的靜渦旋盤允許向上移動大約1mm。升起頂上的靜渦旋盤使其無法產(chǎn)生壓縮，從而使壓縮機無制冷劑通過。數(shù)碼碼渦旋式制冷壓縮機實現(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。負載狀態(tài)時間和卸載狀態(tài)時間段長短的不

4、同決定了壓縮機的能量調(diào)節(jié)量。（4）渦旋式制冷壓縮機的特點 相鄰兩室的壓差小，氣體的泄漏量少； 由于吸氣、壓縮、排氣過程是同時連續(xù)地進行，壓力上升速度較慢，因此轉(zhuǎn)矩變化幅度小、振動??； 沒有余隙容積，故不存在引起輸氣系數(shù)下降的膨脹過程； 無吸、排氣閥，效率高，可靠性高，噪聲低； 由于采用氣體支承機構(gòu)，故允許帶液壓縮，一旦壓縮腔內(nèi)壓力過高，可使動盤與靜盤端面脫離，壓力立即得到釋放； 機殼內(nèi)腔為排氣室，減少了吸氣預熱，提高了壓縮機的輸氣系數(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，密封機構(gòu)復雜。 滾動式轉(zhuǎn)子制冷壓縮機也稱滾動活塞式制冷壓縮機，或固定滑片壓縮機，是一種容積

5、型回轉(zhuǎn)式壓縮機。它是依靠偏心安設(shè)在氣缸內(nèi)的滾動轉(zhuǎn)子在圓柱形氣缸內(nèi)作滾動運動和一個與滾動轉(zhuǎn)子相接觸的滑板的往復運動實現(xiàn)氣體的吸入、壓縮和排出的制冷壓縮機。二、滾動轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機（）基本結(jié)構(gòu)立式全封閉滾動活塞式制冷壓縮機 立式雙缸全封閉滾動活塞式制冷壓縮機 （）工作原理當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，滑片作徑向往復運動，而其下端始終緊貼在轉(zhuǎn)子表面上?；瑢⒃卵佬慰臻g分成兩個部分，當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，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，當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到最高點時，吸氣腔達最大值，而排氣腔縮小為零。不設(shè)吸氣閥，吸氣開始的時機和氣缸上吸氣孔口位置有嚴格的對應關(guān)系，不隨工況的變化而變動。由于設(shè)置了排氣閥，壓縮

6、終了的時機將隨排氣管中壓力的變化而變動。上圖a為壓縮工作過程開始時的狀態(tài)。此時，轉(zhuǎn)子和氣缸壁之間的密封線剛移過吸氣口，滑板左側(cè)已充滿進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)的吸氣過程。上圖b為壓縮過程結(jié)束、排氣過程開始時的狀態(tài)。此時，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程。同時，滑板右側(cè)的空間容積仍在不斷增大，處于吸氣過程之中。上圖c所示為排氣過程結(jié)束時的狀態(tài)。此時，氣缸和轉(zhuǎn)子之間的密封線剛移過排氣口，滑板左側(cè)的空間容積已縮小為一個很小的“死隙”（實際上“死隙”幾乎充滿了潤滑油），排氣過程結(jié)束。滑板右側(cè)的空間容積仍在繼續(xù)進氣。當轉(zhuǎn)子

7、繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，達到圖d所示的位置時，轉(zhuǎn)子與氣缸的密封線和滑板與轉(zhuǎn)子的密封線重合，達到理論最大吸入容積，下一循環(huán)的吸氣結(jié)束（實際上排出口至滑板間的“死隙”為潤滑油占據(jù)，不能進氣）。轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)過一個很小的角度即回到圖a所示的位置，工作過程將重復進行。在這一過程中，轉(zhuǎn)子又掃過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）全封閉滾動活塞式制冷壓縮機上面右圖為一臺較典型的立式全封閉滾動活塞式制冷壓縮機結(jié)構(gòu)，壓縮機的氣缸18位于電動機的下方，制冷劑氣體由進氣管16進入氣液分離器14，然后由機殼下部直接吸入氣缸，以減少吸氣的有害過熱。氣液分離器起氣液

8、分離、儲存制冷劑液體和潤滑油及緩沖吸氣壓力脈動的作用。經(jīng)壓縮后的高壓氣體由排氣閥12、排入機殼內(nèi)，再經(jīng)電動機轉(zhuǎn)子4和定子5間的空隙從機殼的頂部排氣管1排出，并起到了冷卻電動機的作用。潤滑油貯存在機殼的底部。在偏心軸6的下端設(shè)有油泵，靠旋轉(zhuǎn)時離心力的作用，將潤滑油沿偏心軸油道壓送至各潤滑點。氣缸與機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。電動機定子與機殼緊密配合，使機殼成為電動機的散熱面。對于高轉(zhuǎn)速壓縮機（變頻壓縮機），可采用雙缸滾動活塞式壓縮機，以減小其振動。2）開啟滾動活塞式制冷壓縮機薄壁彈性套筒12等組成。滾動轉(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。壓縮機的軸通過聯(lián)軸器與電動機的軸直接聯(lián)接，軸伸出機體部位裝有摩擦環(huán)式機械密封裝置。壓縮機的潤滑是依靠吸、排氣壓力差來進行的。壓縮機起動后，裝在曲軸另一端的離心閥被打開，油從油分離器出來，經(jīng)油冷卻器、油過濾器及離心閥后，分別進入各潤滑表面及軸封處，然后聚集在氣缸下部的空腔中，通過浮球閥2進入壓縮機的吸氣腔，隨制冷劑氣體一起排至油分離器，分離下來的油繼續(xù)循環(huán)使用。 對于大、中型滾動活塞式制冷壓縮機，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、滾動轉(zhuǎn)子11、滑板7、圓柱導向器5、排氣閥8、1油面指示器；2浮球閥；3吸入管；4密封條；5圓柱導向器；6氣缸體；7滑板；8排氣閥

10、；9氣缸；10排出管；11滾動轉(zhuǎn)子；12彈性套筒優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，同活塞式壓縮機比較，體積可減小4050，重量也可減輕4050；零部件少，特別是易損件少，與活塞式壓縮機比較零件數(shù)減少40%左右且，零部件的幾何形狀簡單，便于加工及流水線生產(chǎn)。同時相對運動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慣性力，旋轉(zhuǎn)慣性力可完全平衡，因此振動小，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、可靠；沒有吸氣閥，余隙容積小，減小了吸氣有害過熱，所以效率高。但其加工及裝配精度要求高。缺點：只利用了氣缸的月牙形空間，密封線較長，密封性能較差，泄漏損失較大，氣缸容積利用率低；轉(zhuǎn)子和氣缸的間隙應嚴格保證，否則會顯著降低壓縮機的可靠性和效率，因此，加工精度要求高；相對運動部位必須有油潤滑；用于熱