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国内外水润滑无油螺杆压缩机现状及展望

一、水润滑无油压缩机概况

无油压缩空气应用越来越广泛，除了传统的应用行业，诸如食品、

医药、电子、芯片、喷涂、空分、仪用控制外，近期在诸如LCD面板、

锂电池、太阳能、医用设备等新兴行业也快速发展。随着IS08573-1

“0级无油”标准的深化，催生了无油压缩技术的蓬勃发展，如干式无

油螺杆引入变技术，螺杆转子“锥形”设计，小型干式旋齿技术，

无油涡旋技术，离心机小型化、高速化。更有很多新技术被引入，其

中有两个比较热门的话题，一个是磁悬浮小型高速离心式压缩机，第

二个就是水润滑无油压缩机。磁悬浮离心压缩机是用高速电机来直接

带动叶轮，替代了齿轮箱；变调节替代了进口导叶；磁悬浮轴承替

代了滑动轴承和润滑系统等等。

现在各行各业使用最广的是喷油螺杆压缩机，由于润滑油喷入压

缩腔起着润滑、密封和冷却作用，使得压缩过程简单又可靠，但是产

生的压缩空气含油。如果用水替代油喷入压缩腔起到润滑、密封和冷

却作用的话，可以实现“无油压缩”，产生的压缩空气就不含油，获

得可靠的“0级无油”压缩空气。

滑片压缩机

双螺杆压缩机

主机结构

从理论上讲能够实现水润滑无油压缩的结构有三种，第一种是水

润滑滑片压缩机，第二种是水润滑单螺杆，第三种是水润滑双螺杆。

1.国内水润滑无油压缩机

上述三种形式的压缩机都不新奇，20年前都广泛应用于回转容积

式压缩机行业，当时喷油双螺杆约占市场60〜70%,喷油单螺杆约占市

场25%,喷油滑片约占市场5%o国内第一次触及水润滑无油压缩机大

约是1998年，当时复盛公司引进了日本三井的水润滑单螺杆主机，生

产喷水单螺杆压缩机。国内多家企业在2012年前后，先后开发并生产

“水润滑单螺杆”主机及无油压缩机，而这些厂家基本上都和喷油单

螺杆有渊源。

目前，水润滑无油产品样本虽然覆盖到了250kW,但是市场上销售

比较多的还是在15〜55kW。目前市场上，主要的水润滑无油压缩机品

牌有三井、佳力士、辛麦恩（杰能）、神龙（格兰克林）、奥夫科、

索贝克、正力精工、复盛、英诺伟特、汉诺斯等，2022年整体销量大

约为2000台。

2.国外水润滑无油压缩机

阿特拉斯•科普柯2004年就在欧洲发布了无油水润滑双螺杆压缩

机，国内2012年推向市场，两款主机功率覆盖了15-55kW,工作压力

从4-12.75barG,排气量从1.29-9.31m3/mino

美国寿力公司的水润滑双螺杆压缩机是2012年推向市场的，它有

三款主机，覆盖了15-75kW,排气压力从5.5-9.5barGo日本也有

类似的产品。

德国压缩机公司AquaAir,它的水润滑双螺杆产品大约在2013年

进入中国市场。这是一家专门做水润滑的企业，主要的成就是引入水

润滑“PEEK螺杆转子”，有四款主机覆盖了4-110kW的功率范围。国

内很多厂家在水润滑双螺杆方面的尝试，都可以看到AquaAir的身影。

二、无油水润滑双螺杆与单螺杆比较

可以发现，国内以水润滑单螺杆为主，国外差不多同期已经进入

水润滑双螺杆时代。我们从技术上来比较一下两者各自的特点。

螺杆啮合：双螺杆的啮合相当于一对斜齿轮，我们知道高精度斜

齿轮的机械传动效率基本都在99%；单螺杆的机械啮合相当于涡轮-蜗

杆，它的机械效率一般最高就是95%。这是机械效率上的差异。

受力变形：螺杆压缩机压缩产生压缩空气，主机运转部件要承受

载荷力。双螺杆压缩机的螺杆转子受力是不平衡的，一般是从一侧一

端进气且从另一侧一端排气，所以两个螺杆转子要承受径向力和轴向

力；但是螺杆转子的刚性在这样的受力情况下是不会发生变形的，设

计轴承载荷时应充分考虑这些径向力和轴向力，使主机可靠性耐久性

都有保证。单螺杆主机的中间是一个单螺杆，左右是两个星轮，一正

一反安装；所以单螺杆转子在工作过程中受力是平衡的，没有额外的

轴向力；但是星轮受力是不平衡的，星轮和螺杆接触的一侧受力，不

接触的这部分不受力，而且星轮的刚性小，所以它会发生扭曲变形。

密封线：容积式压缩机除了机械啮合以外，不得不关注的就是密

封问题。双螺杆压缩机靠阴阳转子啮合的密封线