涡旋空压机

中国机械工程第13卷第19期2002年10月上半月

文章编号:1004-132Ⅹ(2002)19-1706-03

涡旋压缩机的发展优势和关键技术

冯健美　屈宗长

　　　　摘要:从涡旋压缩机的发展历史、特点、研究现状方面分析了涡旋压缩

机的发展优势,介绍了各种型线的特点及评判标准,提出了涡旋压缩机进一

步发展的关键技术。

关键词:涡旋压缩机;型线;柔性机构;整体优化中图分类号:TH457;TB652　　　文献标识码:A

　　涡旋压缩机最早于1905年提出,但由于加工手段和工艺设备的局限性没有得到深入的研究和发展。直到20世纪70年代,能源危机的加剧和高精度数控铣床的出现,为涡旋机械的发展带来了机遇。美国ADL公司1973年首次提出涡旋氮气压缩机的研究报告,并证明了涡旋压缩机具有其它压缩机无法比拟的优点。1982年,日本三电公司开始批量生产汽车空调涡旋压缩机,其后日立公司、三菱电气、大金、松下、美国的谷轮公司和特灵公司也开始批量生产涡旋压缩机。进入21世纪,谷轮公司又推出了一种新的数码涡旋压缩机,使空调器不必使用昂贵的变频控制器就能实现制冷量在10%～100%范围内的无级调节。1993～1998年整个压缩机市场只增长了5.2%,涡旋压缩机却增加了26%,1998年底柔性涡旋压缩机的产量已经突破了1200万台。

我国1983年以后才开始涡旋压缩机的研制工作,1987年试制出第1台涡旋空气压缩机。目前涡旋压缩机的研究制造主要集中在美国、日本、中国和韩国。近年来研究涡旋压缩机的论文不断增多,研究内容主要集中在涡旋压缩机的几何特性、工作原理、泄漏及密封、加工工艺及材料、型线修正及通用型线、整体优化等方面。

1.往复式(1缸)　2.往复式(2缸)　3.涡旋式

冯健美　博士研究生

图1　涡旋压缩机的噪声和振动特性

同压力比下的效率曲线。与第2代产品回转式压缩机比较,涡旋压缩机有较高的容积系数,且气流脉动

低10%左右

。

1　涡旋压缩机的发展优势

涡旋压缩机作为第3代压缩机产品,与第1代往复式压缩机比较,有结构简单、体积小和重量轻的特点。它的主要零部件仅为往复式的1/10,体积减小40%左右,噪声也下降5～8dB(A);无气阀等易损件,流体的流动损失也减至最小;转速可在较大范围内调节,且效率变化不大;多腔同时工作,转矩均匀。图1为涡旋压缩机振动和噪声特性曲线,图2为其转矩变化特性曲线。图3给出了2

种压缩机在不

收稿日期:2001—12—29

1.往复式(2缸)　2.滚动转子　3.涡旋式

图2　涡旋压缩机的转矩特性

涡旋压缩机应用在汽车空调上有其它压缩机不

可替代的优势,日本、美国几个大公司就首先将涡旋压缩机用于汽车空调。德国汉诺威大学曾对往复式、汪克尔、滑片式、六缸斜盘式、五缸斜盘式、螺杆式、滚动活塞式以及涡旋式等8种车用空调压缩机进行性能比较,涡旋压缩机转速在4000r/min以上时性