【正文】 無回油問題，并保證系統(tǒng)可以配備長聯(lián)管； ⑥極其簡 單的系統(tǒng)設(shè)計，不需要制冷劑熱氣旁通，不需要制冷劑液體旁通，不需要油分離器，系統(tǒng)設(shè)計更簡單，更可靠； ⑦無電磁兼容問題。目前，數(shù)碼渦旋壓縮機和與之配套的電器控制板均向客戶供應(yīng)，以方便開發(fā)多聯(lián)式變?nèi)萘靠照{(diào)系統(tǒng)。 ⑤由于吸排氣過程幾乎連續(xù)進行 ，整機噪聲很低。 ③動渦盤與主軸等運動件的受力變化小，整機振動小。 渦旋壓縮機的結(jié)構(gòu)特點 渦旋壓縮機在因其結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出以下優(yōu)點： ①多個壓縮腔同時工作，相鄰壓縮腔的氣體壓差小，氣體泄漏量小，容積效率高，可達 90%~98% 。動渦盤上承受的軸向氣體作用力，隨主軸轉(zhuǎn)角發(fā)生變化，很難恰如其分的加以平衡，因此軸向氣體力往往帶來摩擦功率消耗。 徑向可采用偏心軸套式徑向密封機構(gòu)及滑動襯套式機構(gòu)減少泄露。當(dāng)渦旋壓縮機工作時，動渦盤在氣體力作用下，沿軸向與靜渦盤脫離，增大渦盤頂部的氣體泄漏通道面積，降低容積效率和熱效率，因此如何有效的平衡作用在動渦盤上的軸向氣體作用力，成為渦旋壓縮機能否獲得良好性能的重要因素之一。其結(jié)構(gòu)簡單 ，易加工，可實現(xiàn)滾動支撐，減少磨損。防自傳機構(gòu)設(shè)置在動渦盤與支架體之間，常見的結(jié)構(gòu)形式有： ①十字聯(lián)接環(huán)：其結(jié)構(gòu)簡單但是易磨損，加工困難； ②圓柱銷聯(lián)軸節(jié) ：在機座上開孔板，動渦旋體上連軸銷，當(dāng)動渦旋體平動時，銷在孔內(nèi)平動。 渦旋壓縮機的防自轉(zhuǎn)機構(gòu) 圖 圖 意圖 動渦盤在氣體作用下，有繞其中心自傳的趨勢。需要指出的是，①中的氣體并不受到壓縮，其容積減少是一個等壓過程，即排氣過程。②和①并不存在吸氣過程，只是在幾何關(guān)系上按 2π為一循環(huán)劃分時，分割為不 壓縮腔而已。①和②中氣體容積變化規(guī)律與③中相同。當(dāng)θ =360176。當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)角θ =0 時，③剛好封閉，壓縮機的吸氣過程結(jié)束，這時③中充入的氣體所占據(jù)的空間即為吸氣容積，相當(dāng)于往復(fù)式壓縮機的形成容積。三對容積腔分別用①②③來表示，依次表示中心壓縮腔（排氣腔）、第二壓縮腔、第三壓縮腔。低壓氣體從靜渦盤上開設(shè)的吸氣孔口或動靜渦盤的周邊縫隙進入吸氣腔，經(jīng)壓縮后由靜渦盤中心處的排氣孔口排出。下面以圓的漸開線渦旋型線為例來 說明渦旋壓縮機的工作原理。渦旋式壓縮機的主要零件包括動渦盤，靜渦盤，支架體，偏心軸及防自傳機構(gòu)。其動渦盤的運動是在偏心軸的直線驅(qū)動下進行的，這一點又與旋轉(zhuǎn)式壓縮機相同。然而，由于變截面渦旋壓縮機的型線組成相對靈活，一般由 2 到 3 種型線組成，型線的組成不同或者組成順序不同，建立的分析模型都會不同，從而對幾何學(xué)、動力學(xué)、傳熱學(xué)、摩擦磨損和內(nèi)外泄漏等研究存在一定的難度。 如果采用新型等距組合型線的變截面渦旋壓縮機可以采用很少的圈數(shù)就實現(xiàn)高壓比，解決了傳統(tǒng)渦旋壓 縮機只能用于低壓比領(lǐng)域的問題。然而，隨著工 業(yè)的發(fā)展，等截面渦旋壓縮機由于壓縮比小，已經(jīng)不能滿足工業(yè)上很多情況下的大壓縮比的需求。減少氣體的泄露，減少機械摩擦損失，從而提高渦旋壓縮機的工作效率和可靠性； （ 7）加強對實際運行的實驗研究，建 立起關(guān)于渦旋壓縮機理論和實驗相對應(yīng)發(fā)展的統(tǒng)一體系； （ 8）建立包括壓縮機油冷卻、供油、電機等外部系統(tǒng)在內(nèi)的模塊化數(shù)學(xué)模型，使之具有通用性，并在原有基礎(chǔ)上強化對壓縮機內(nèi)部熱力學(xué)特性、動力學(xué)特性的研究，更完善地分析壓縮機各種運行工況下的工作過程； （ 9）通過對渦旋機械工作過程的研究及其結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，采用新的材料與新的機構(gòu)來減少機械摩擦損失、氣體泄漏損失、傳熱損失和氣流阻力損失，提高渦旋壓縮機的工作效率和工作可靠性。 （ 1）型線的優(yōu)化設(shè)計和新型線的開發(fā)為渦旋壓縮機的多樣性和理論應(yīng)用增加了新鮮血液，不斷推動理論研究和應(yīng)用的發(fā)展； （ 2）提高渦旋壓縮機加工工藝，降低生產(chǎn)制造成本仍然是研究 工作的首要任務(wù)； （ 3）研究新的環(huán)保型制冷劑對渦旋壓縮機結(jié)構(gòu)的新要求； （ 4）增大渦旋壓縮機的功率范圍，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，特別是研究其變頻特性以及在空調(diào)壓縮機中的應(yīng)用，實現(xiàn)產(chǎn)品的系列化； （ 5）不斷和最新的工業(yè)技術(shù)相結(jié)合，促進渦旋壓縮機技術(shù)水平和制造工藝的快速提高。 渦旋壓縮機的發(fā)展展望 渦旋壓縮機是近十幾年來迅速發(fā)展起來的一種新型容積式壓縮機，主要用于制冷、空調(diào)，真空泵等行業(yè)，隨著行業(yè)中技術(shù)的不斷進步，批量生產(chǎn)的可行性已經(jīng)越來越受到壓縮機行業(yè)的公認(rèn)。 Pa，這比滑片式真空泵所能達到的真空度提高了近 10 倍。自轉(zhuǎn)型渦旋式真空泵的渦圈之間，密封線的位置和方向始終不變，這樣，通過調(diào)節(jié)渦盤徑向的作用力，達到更好的徑向密封效果。 渦旋機械也可作為真空泵應(yīng)用，所達到的極限真空比一般回轉(zhuǎn)真空泵高。渦旋增壓裝置在 20世紀(jì) 90 年代以后，又被谷輪公司制造成醫(yī)用空氣動力源，效果也比較理想。 增壓器 在增壓器應(yīng)用方面，比較典型的是汽車發(fā)動機用渦旋增壓器。 渦旋空氣壓縮機的品種和規(guī)格較多，排氣量主要集中在 ~ 3m / min 之間，主要是動力用渦旋空氣壓縮機。 渦旋壓縮機的應(yīng)用 渦旋壓縮機的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，且不斷在擴大，主要用作渦旋制冷壓縮機、渦旋空氣壓縮機、渦旋增壓器、渦旋液體泵、渦旋發(fā)動機、渦旋膨脹機和渦旋真空泵等。 其主要優(yōu)點有： （ 1）零件數(shù)少、無氣閥的易損件，因而結(jié)構(gòu)簡單緊湊、體積小、重量輕、可靠性高； （ 2）無吸排氣閥，因而氣 體流動損失少、吸排氣損失小、無氣閥的敲擊噪聲和由此引起的振動； （ 3）吸氣過程持續(xù)時間長，無吸氣余隙，容積效率高； （ 4）工作腔容積變化過程持續(xù)時間長，壓縮平穩(wěn)，排氣接近連續(xù)，氣流脈動?。? （ 5）主軸回轉(zhuǎn)半徑小，且可對旋轉(zhuǎn)零件進行平衡設(shè)計，因而旋轉(zhuǎn)慣性力小、運動平衡性能好，整機振動小、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)； （ 6）動、靜兩渦旋盤之間相對滑動速度小，因而摩擦磨損小、主軸可選用較高轉(zhuǎn)速； （ 7）可實現(xiàn)徑向和軸向隨變，能夠?qū)崿F(xiàn)徑向和軸向的磨損補償、對系統(tǒng)雜質(zhì)和液體具有較高的容許量； （ 8）定壓縮比壓縮，因而啟動性能好，轉(zhuǎn)速可 在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)且效率變化不大，變轉(zhuǎn)速特性好； （ 9）多個壓縮腔同時工作，轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動力矩變化幅度??； （ 10）相鄰壓縮腔的壓差小，因而工作腔間的密封性好，氣體泄漏小。 渦旋壓 縮機的主要特點 渦旋壓縮機是繼往復(fù)壓縮機、轉(zhuǎn)子壓縮機、螺桿壓縮機之后的又一種新型高效容積式壓縮機，被公認(rèn)為是技術(shù)最先進的第三代容積式壓縮機。從而實現(xiàn)封閉工作腔容積的周期性變化，被封閉的氣體受到壓縮，氣體壓力逐漸升高，實現(xiàn)氣體的壓縮過程。當(dāng)兩渦旋盤的主軸相對位置在 0度位置時，最外圓的月牙形容積正好吸滿低壓氣體并且封閉。動盤和靜盤的渦旋型呈漸開線形狀，安裝時使兩者中心線距離一個回轉(zhuǎn)半徑 e,相位差 180 度。當(dāng)主軸處于某 一旋 轉(zhuǎn)角度時，最外圈的一對封閉的工作腔容積開啟，吸氣過程開始；當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)一周后，這一對工作腔關(guān)閉，形成封閉的工作腔容積，吸氣過程結(jié)束；在這對新吸氣腔形成的過程中，前一周所形成的封閉吸氣腔已同時開始壓縮過程。動渦旋和靜渦旋的結(jié)構(gòu)十分相似，都是由端板和端板上伸出的渦旋齒所組成，在工作中一渦旋盤靜止不動，稱為靜渦旋盤，而另一渦盤作公轉(zhuǎn)平動，稱之為動渦旋盤。渦旋機械以其結(jié)構(gòu)緊湊、高效節(jié)能、微震低噪和高可靠性等諸多優(yōu)點，已被廣泛地應(yīng)用于空調(diào)、制冷、各種氣體壓縮、增壓 器、真空泵和液壓泵等領(lǐng)域。 渦旋壓縮機有較好的防過熱和潤滑裝置，它采用配管將冷凝器處的部分制冷液引入壓縮室，使之 在氣缸內(nèi)噴射進行冷卻，提高了冷卻效果。通過引進、消化、再創(chuàng)新的過程，我國在渦旋壓縮機的研發(fā)過程中取得了一些成就，其中投入生產(chǎn)的已有很多種類型，應(yīng)用最為普遍的就是渦旋空氣壓縮機和無油渦旋式壓縮機。中國雖然著手這個領(lǐng)域較晚，但是這些年發(fā)展飛速。其中，美國的谷輪公司研制出的渦旋壓縮機最為著名，并設(shè)有全世界最大的研發(fā)中心，是該領(lǐng)域的領(lǐng)軍者，公司年產(chǎn)量超過 1000 萬臺。 隨后世界各制造強國紛紛加大了對渦旋壓縮機的研發(fā)力度和資金投入，新的產(chǎn)品層出不窮。當(dāng)時能源危機日益加劇，人們試圖找到一種耗能低、效率高、安全可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單運行平穩(wěn)的新型設(shè)備，而渦旋壓縮機就是具有以上多種特點的代表性機械，因此在該領(lǐng)域的探索上實質(zhì)性上更進了一步。由于加工渦旋型線需要相當(dāng)精密的設(shè)備和工藝技術(shù)，而 當(dāng)時的加工設(shè)備和技術(shù)條件很落后，因此在此之后近半個世紀(jì)，此項理論研究成果一直未獲得突破性的發(fā)展。 渦旋壓縮機的研究背景 20 世紀(jì)初，法國人克拉斯提出了渦旋式壓縮機的工作原理并取得專利，從而標(biāo)志著一項新技術(shù)的問世。 鈧的 使用 比油的過濾器更加有效 ，因為它消除了 潤滑油的使用 。不過，對于食品加工，醫(yī)療系統(tǒng)、紡織制造、低溫燃料電池堆棧和其他超清潔的應(yīng)用，石油污漬不能在這類領(lǐng)域的容忍和嚴(yán)格禁止。渦旋壓縮機中潤滑油效率的提高將可以 密封固定 軸與 繞卷軸之間的 空隙 。伴隨著 渦旋壓縮機的發(fā)展，它 已在多領(lǐng)域大受歡迎 。 渦旋式壓縮機是一種新型的正壓機械。 通過借鑒前人研究的方式和方法，本論文旨在根據(jù)已知工作條件，通過各零部件的強度校核和受力分析對空調(diào)用渦旋式壓縮機進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。這些產(chǎn)品與相同容量的往復(fù)式壓縮機相比，體積小 40%，重量輕 15%，零件數(shù)減少 85%，效率提高10%，扭距變化幅度小 90%，噪音降低 5db（ A） . 在供暖、空調(diào)與制冷應(yīng)用中，主要的能量都耗在壓縮機上，高效壓縮機對美國市場已成為頭等重要因素。 70 年代以前由于難以得到高精度的渦旋形狀，缺乏實用而可靠地驅(qū)動機構(gòu)，摩擦磨損的問題不能妥善解決，因此渦旋壓縮機在將近 70年的時間內(nèi)未得到普及應(yīng)用直到 70 年代初期，美國的 ADL 公司及日本，中國的幾家公司又相繼重新開始渦旋壓縮機的研究開發(fā)工作。渦旋式壓縮機最早由法國工程師 Creux 發(fā)明并于 1905 年在美國獲得專利，于國際上 70 年代開始開發(fā)應(yīng)用的一種新型壓縮機，它以高效率，高可靠性，低能耗，低噪音，零件少，易損件少，結(jié)構(gòu)緊湊等突出優(yōu)點引起許多國家的重視，被稱為全新一代壓縮機，在 1705KW 輸出功率的范圍內(nèi)，渦旋壓縮機已在單元式空調(diào)機及汽車空調(diào)器中得到相當(dāng)普遍的應(yīng)用，并很快牢固地占領(lǐng)了市場，由于渦旋壓縮 機在較寬的頻率范圍內(nèi)（ 30120hz）均有較高的容積效率與絕熱效率，適合采用變頻裝置，可進一步降低空調(diào)器的耗能，提高舒適性，所以在空調(diào)領(lǐng)域中具有廣闊的發(fā)展前景。目前在空調(diào)領(lǐng)域?qū)τ跍u旋式壓縮機的研究已越來越普遍也越來越熱門，渦旋式 壓縮機的發(fā)展將會不僅僅為空調(diào)領(lǐng)域帶來飛躍，從而針對空調(diào)用渦旋式壓縮機的研究是非常有意義的。 關(guān)鍵詞：渦旋壓縮機，動渦盤，靜渦盤，偏心軸 ,密封，性能，結(jié)構(gòu)，水。在渦旋齒線型的設(shè)計中，不僅說明了漸開線的特征和渦旋線的成形過程，而且還對渦旋線線型進行了修正。分析結(jié)果表明， 鈧在這一領(lǐng)域 有巨大的 增長潛力。一些研究 性 工作和最 來關(guān)于 這 方面的專利描述 都進行了 詳細的分析，特別是注入水和空氣冷卻鈧 方面 。所以它對 發(fā)展無油潤滑渦旋壓縮機 是 很重要（鈧）。 并且 對于食品加工，醫(yī)療系統(tǒng)，紡織制造，燃料電池系統(tǒng)，和其他超潔凈領(lǐng)域，石油的操作 等方面是至關(guān)重要的。 目錄 緒 論 ......................................... 1 1. 概述 .