涡旋压缩机发展历程、工作原理和技术优势分析全套.pdfVIP

涡旋压缩机发展历程、工作原理和

技术优势分析全套

涡旋压缩机是继往复压缩机、转子压缩机、螺杆压缩机之后的又一

种新型高效容积式压缩机，被公认为是技术先进的第三代压缩机。与同

等容量的往复压缩机相比，主要零部件仅为往复式的40%,体积减小40%

左右，噪声下降5-8dB,效率提高10%,重量减轻15%,驱动力矩的波动

幅度仅为往复式的1/10。由于涡旋压缩机独特的结构形式和运动规律，

使其具有优良的热力性能和力学性能。

①涡旋压缩机的发展历程

涡旋机械理论的提出，可以追溯到19世纪末与20世纪初。1905年

；

法国人1eonCreux以可逆转的涡旋膨胀机为题申请了美国专利1925

年1Nordi申请了涡旋液体泵的专利。在随后近70年里，涡旋机械都没

有得到更深入的研究和发展，其原因主要是由于涡旋机械的关键部件

一一涡旋盘涡旋齿型线的加工精度无法得到保证，各种加工手段、工艺

设备和检测设备都不能保证高精度涡旋型线的加工与检测。

直到20世纪70年代，由于能源危机以及温室效应的出现，使得对

节省能源和环境保护的要求日益高涨，涡旋机械以其效率高、振动噪声

小、结构简单和运转平稳等显著优点满足了人们对节能和环保的要求；

同时高精度数控加工技术的发展，也为涡旋机械的发展带来了机遇。

1972年，美国ArthurD.1itt1（e简称A.D.1）公司首次采用双伸轴

两级压缩的结构，成功开发出了排气压力为17MPa的氨气涡旋压缩机，

展现出涡旋机械独特的优点。把它用在远洋海轮上，并在此基础上与瑞

士合作开发了多种工质的涡旋压缩机样机，标志着涡旋压缩机实用化

年代的到来，从而揭开了涡旋压缩机大规模产业化的序幕。

1973-1976年间，美国和瑞士先后开发了空气、氮气及氟利昂等介

质的涡旋压缩机，从此涡旋压缩机的系列化产品相继出现。1981年，

日本三菱重工推出了用于汽车空调的涡旋压缩机；1982年，三电公司

开始批量生产汽车空调涡旋10刘振全主编，《涡旋式流体机械与涡旋

压缩机》，机械工业出版社，2009年

4月第一版压缩机；

1983年，日立公司开发出2~5hp(0.15~3.73kW)的全封闭涡旋压缩

机用于单元式空调和柜式空调；松下电器于1990年开始大规模生产小

型立式空调涡旋压缩机，又于1992年成功地研究开发了分体式空调卧

式涡旋压缩机；丰田公司大批量生产涡旋式汽车空调压缩机用以装备

其公司生产的轿车；东芝公司把涡旋压缩机作为新干线高速火车的空

调压缩机，成为新干线高技术组合的一部分。目前涡旋压缩机的研究制

造主要集中在美国、日本、丹麦、韩国、中国等国。

②涡旋压缩机的结构

涡旋压缩机主要由动涡盘、静涡盘、支架、偏心轴、防自转机构及

其他配件构成。典型的涡旋压缩机结构如下图

涡旋压缩机的核心部件为动涡盘和静涡盘，其结构如下图：

③涡旋压缩机的工作原理

涡旋压缩机由一个固定的渐开线涡旋盘和一个呈偏心回旋平动的

渐开线运动涡旋盘组成压缩腔，通过动涡盘的运动实现压缩器容积的

变化而提高气体压力，属于容积式回转压缩机。

在吸气、压缩、排气的工作过程中，静涡旋盘固定在机架上，

动涡旋盘由偏心轴驱动并由防自转机构制约，围绕静涡旋盘基圆中心，

作很小半径的平面转动。气体通过空气滤芯吸入静涡旋盘的外围，随之

偏心轴的旋转，气体在动静盘啮合所组成的若干个月牙形压缩腔内被

逐步压缩，然后由静涡旋盘中心部件的轴向孔连续排出。

④涡旋压缩机的技术优势

1）零件数少、无气阀等易易损件，因而结构简单紧凑、体积小、重

量轻、可靠性高。

2）无吸排气阀，因而气体流动损失小、吸排气损失小、无气阀的敲

击噪声和由此引起的振动。

3）吸气过程是主动的包容运动且持续时间长，无吸气余隙，容积效

率高。

4）工作腔容积变化过程持续时间长，因而压缩平稳、排气接近连续，

气流脉动小。

5）主轴回转半径小，且可对旋转零件进行平衡，因而旋转惯性力小、

运动平衡性能好、整件振动小、运转平稳。

6）动、静两涡旋盘之间相对滑动速度小，因而摩擦磨损小、主轴

可选用较12刘振全主编,《涡