一、旋轉(zhuǎn)式壓縮機結(jié)構(gòu)、原理及特點 1、旋轉(zhuǎn)式壓縮機結(jié)構(gòu) 旋轉(zhuǎn)式壓縮機結(jié)構(gòu)的主要特點是用偏心轉(zhuǎn)子起活塞作用,對制冷劑氣體進行壓縮。旋轉(zhuǎn)式制冷壓縮機內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示。它主要由電機、軸承、氣缸體、轉(zhuǎn)子、主軸、排氣閥、吸氣管、活動刮板、機座、機殼、油分離器等。 轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu),主軸與氣缸軸共線,在主軸上裝有偏心輪,偏心輪上裝有優(yōu)質(zhì)鋼制成的薄壁彈性套筒轉(zhuǎn)子(為圓柱形,又稱環(huán)形轉(zhuǎn)子)。轉(zhuǎn)子一側(cè)總是與氣缸壁緊密接觸,因而轉(zhuǎn)子外表面與氣缸內(nèi)壁之間形成一個月牙形工作腔,安裝在氣缸體上的活動刮板在彈簧力的作用下,使其一端始終保持與轉(zhuǎn)子相接觸,將月牙形工作腔分成A、B兩個互不相通的空間,A、B腔分別為吸氣室和壓縮排氣室。在圓柱形氣缸壁上部開有進、排氣口,不設(shè)進氣閥,但為防止高壓蒸氣倒流,在排氣口外側(cè)裝有排氣閥。氣缸體整個浸在冷凍油中,防震、潤滑良好。 2、旋轉(zhuǎn)式壓縮機工作原理 滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機工作時,主軸帶動偏心軸轉(zhuǎn)動,套在偏心軸上的轉(zhuǎn)子隨著一起轉(zhuǎn)動,其工作原理如下圖所示。在圖a中,A腔通過吸氣管與吸氣腔相通,A腔充滿制冷劑氣體。當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到圖b位置時,A腔容積縮小,氣體被壓縮而壓力升高。同時新出現(xiàn)的B腔與吸氣管相通,制冷劑氣體進入B腔。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到圖c位置時,A腔進一步縮小,氣體壓力繼續(xù)升高。而B腔容積進一步增大,繼續(xù)吸氣。當A腔氣體壓力超過排氣腔壓力時,排氣閥開啟,高壓氣體被輸往制冷系統(tǒng)管道。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到圖d位置時,A腔容積繼續(xù)縮小,排氣過程接近完成,而B腔繼續(xù)增大,仍在吸氣。當轉(zhuǎn)子與氣缸切點到達排氣口處時,排氣過程結(jié)束。再繼續(xù)回轉(zhuǎn),則A、B兩容積被排氣口溝通,存在于排氣口與活動刮片區(qū)間氣體將膨脹,并流向吸氣腔B空間,壓力下降至接近吸氣壓力。由此可見,旋轉(zhuǎn)式壓縮機的吸氣、壓縮、排氣、膨脹過程是在偏心轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)720°內(nèi)完成,在刮板兩側(cè)容積的工作過程相差360°。因此,氣流的流動速度較為緩慢,壓力損失較小。此外,吸氣口不設(shè)吸氣閥,減小了吸氣壓力損失,這些都有利于提高容積效率。 由蒸發(fā)器過來的制冷劑氣體通過氣液分離器進入吸氣管,然后直接進入壓縮機氣缸內(nèi)。經(jīng)壓縮后,由排氣閥、消聲罩進入殼體中,再經(jīng)過電動機周圍的通道,流至壓縮機機殼的頂部排氣管排出,因此整個機殼中充滿了高壓氣體,潤滑油貯存在機殼的底部,滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機在偏心軸下端的油靠離心力的作用,將潤滑油沿曲軸油道壓升到各軸承潤滑點,然后回流到機殼體的底部,部分進入氣缸腔的油,起到潤滑密封轉(zhuǎn)子端面與軸承端面、轉(zhuǎn)子與氣缸腔之接觸線、轉(zhuǎn)子與滑片以及滑片與氣缸上開設(shè)的滑片槽之間的間隙的作用。有一部分油隨氣體從排氣閥排出并隨氣流通過電機通道時被分離,沿機殼四周流回到機殼的底部油池里。 吸入管裝有氣液分離器是用以避免吸入氣體中過多的液體進入氣缸中,特別是在較低的室外溫度下,機組以熱泵工況運轉(zhuǎn)時,吸入氣體中會帶有較多的液態(tài)工質(zhì),壓縮機容易出現(xiàn)濕沖缸現(xiàn)象。 3、旋轉(zhuǎn)式壓縮機特點 從旋轉(zhuǎn)式壓縮機的工作原理與結(jié)構(gòu)可以看出,它具有結(jié)構(gòu)緊湊、零件少、重量輕、體積小、運行平穩(wěn)可靠、振動小、噪聲低,且在720°完成一次循環(huán),使氣流速度減小,從而減小了氣體的流動損失,提高了旋轉(zhuǎn)式壓縮機的容積效率和等熵效率,所以旋轉(zhuǎn)式壓縮機的制冷效率較高。而且,可采用變頻器調(diào)節(jié)壓縮機的轉(zhuǎn)速。 但是這類壓縮機由于氣缸中的密封性要求很高,為保證各密封間隙處保持著微米級的間隙大小,對于其相關(guān)零件的制造、裝配精度要求很高,這只有在擁有專用高精度工藝設(shè)備,在批量生產(chǎn)條件下方可達到。 目前,制冷量在1000~7000W的空調(diào)器基本上都用旋轉(zhuǎn)式壓縮機。 二、渦旋式壓縮機結(jié)構(gòu)、原理及特點 近年來,渦旋式壓縮機由于其效率高、噪聲低、運轉(zhuǎn)平衡而受到人們的重視,已逐漸在房間空調(diào)器中推廣應(yīng)用。渦旋式壓縮機也是容積型壓縮機,它是利用渦旋轉(zhuǎn)子與渦旋定子的嚙合,形成多個壓縮室,隨著渦旋轉(zhuǎn)子的平動回轉(zhuǎn),使各壓縮室的容積不斷變化來壓縮氣體的。 目前,渦旋式壓縮機應(yīng)用于制冷量大致在6000~11000W的空調(diào)器中。 1.結(jié)構(gòu) 渦旋式壓縮機的整機內(nèi)部結(jié)構(gòu)由兩個渦旋體、軸承、機座、十字聯(lián)接環(huán)、偏心軸等組成。 從蒸發(fā)器過來的工質(zhì)氣體經(jīng)吸氣管4進入壓縮機機殼,通過處于機殼上部的渦旋轉(zhuǎn)子3和渦旋定子2壓縮,由渦旋定子中心孔排出,并經(jīng)由高低壓分隔罩26進入頂部排氣腔25。在分隔罩與渦旋定子間設(shè)有密封面。在機殼體排氣管1處裝有止回閥24。在渦旋定子的中心排氣孔口附近,設(shè)有一旁通管道20,通道口由雙金屬溫控片23控制。當排氣溫度過高時,溫控片打開通道口使高低壓旁通,排氣腔壓力降低,止回閥關(guān)閉,壓縮機運轉(zhuǎn)在卸載狀態(tài),避免壓縮機過熱。用這種方式,壓縮機排氣溫度可控制在150℃以下,從而避免壓縮機的損壞。偏心軸7與十字聯(lián)環(huán)18相接,使渦旋轉(zhuǎn)子只能繞渦旋定子公轉(zhuǎn)。渦旋轉(zhuǎn)子盤與偏心銷之間裝有游動襯套17。壓縮機的潤滑是藉助于運轉(zhuǎn)時的離心抽力,將殼體下部油池中的潤滑油,沿著偏心軸中的油道,送到主軸承、偏心銷、游動襯套,進行潤滑。內(nèi)置電動機處于機殼的下部,其定子緊配在機殼上,使機殼成為電動機的散熱面。在電動機轉(zhuǎn)子的上下端設(shè)有平衡塊6和14,以平衡渦旋轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的慣性力矩。 2.工作原理 渦旋式壓縮機的工作室是由兩個渦旋體嚙合而成。渦旋體的型線(下圖)一般采用圓的漸開線,其基圓半徑為α,利用漸開線的不同起始角形成渦旋體的壁厚δ。當軸向具有一定的高度H時即形成渦旋體。 兩個渦旋體中一個是固定不動的渦旋定子,一個是作平移轉(zhuǎn)動的渦旋轉(zhuǎn)子。渦旋轉(zhuǎn)子和渦旋定子周向差相180°,中心偏置e=πα-δ,于是兩個渦旋體的型面出現(xiàn)多處嚙合點,形成多個封閉的小室(下圖)。渦旋轉(zhuǎn)子中心只能進行繞渦旋定子中心,以偏心距e為半徑的平移轉(zhuǎn)動而不能繞渦旋轉(zhuǎn)子中轉(zhuǎn)動。在渦旋轉(zhuǎn)子的中心處設(shè)置一定大小的排氣口,在其周邊設(shè)有吸氣口,直通渦旋轉(zhuǎn)子的外圍。下圖a表示轉(zhuǎn)子和定子的最外圈正好在端點處嚙合,處于最外圍的兩個對稱的小室(陰影部分)剛完成其吸氣過程。隨著偏心軸的轉(zhuǎn)動和渦旋轉(zhuǎn)子的平移動,兩渦旋體保持著良好的嚙合,使外圈小室中的氣體不斷向中心推移,容積不斷收縮,壓力逐漸升高,開始其壓縮過程(圖a-g,每圈相對偏心軸轉(zhuǎn)角120°)。壓縮過程一直持續(xù)至該兩小室的空間合并為一中心室與排氣口相通為止,然后開始通過排氣口向外排氣(下圖h),并持續(xù)到小室的空間消失為止,此即排氣過程。在上述這些過程進行的同時,外圈型面多次開啟,把氣體不斷吸入到渦旋外圈小室,直到外圈端部閉合(下圖d、g),多次完成其吸氣過程。渦旋式壓縮機中的壓縮過程是具有一定內(nèi)容積比的內(nèi)壓縮過程,有一定的內(nèi)壓比,其中不需要設(shè)置吸氣閥和排氣閥,不存在余隙容積,工作中也就沒有膨脹過程。 3、特點 壓縮室由一對渦旋盤形成,同時對稱地形成幾個壓縮室,不需要吸氣閥和排氣閥,回轉(zhuǎn)半徑很小,只有幾毫米,沒有余隙容積。扭矩變化小,反復(fù)沖擊部分少,零部件數(shù)量少,相對滑動速度低,內(nèi)部泄漏、通道損失少,容積效率高。所以總體振動小,嗓音低,效率高,可靠性強,體積小,重量輕。