螺杆式制冷压缩机基本结构和工作原理

制冷压缩机系列讲座（二十三）：螺杆式制冷压缩机I —基本结构和工作原理

信息来源：中国制冷空调技术网 更新日期： 2009-2-18

关键词：制冷压缩机，螺杆式制冷压缩机，基本结构，工作原理

基本结构和工作原理

螺杆式压缩机最早由德国人H. Krigar 在1878年提出，直到1934年瑞典皇家理工学院A. Lysholm 才奠定了螺杆式压缩机SRM技术，并开始在工业上应用，取得了迅速的发展。20世纪50年代时，就有喷油螺杆式压缩机应用在制冷装置上，由于其结构简单，易损件少，能在大的压力差或压力比的工况下，排气温度低，对制冷剂中含有大量的润滑油（常称为湿行程）不敏感，有良好的输气量调节特性，很快占据了容量往复式压缩机的使用范围，而且不断地向中等容量范围延伸，广泛地应用在冷冻、冷藏、空调和化工工艺等制冷装置上。以它为主机的螺杆式热泵从20世纪70年代便开始用于采暖空调方面，有空气热源型、水热泵型、热回收型、冰蓄冷型等。在工业方面，为了节能，亦采用螺杆式热泵作热回收。

目前，螺杆式压缩机应用越来越广泛，各种开启式和半封闭式螺杆式压缩机已形成系列，近几年又出现全封闭系列螺杆式压缩机。双螺杆式压缩机简称螺杆式压缩机，由两个转子组成，而单螺杆式压缩机由一个转子和两个星轮组成，它们制冷和制热的输入功率范围已发展到10～1000KW，基于螺杆式和单螺杆式压缩机一系列的优点，其研究和开发领域十分广泛，性能优化潜力很大。

图23-1 螺杆式制冷压缩机组及循环系统

1-螺杆式压缩机 2-油分离器3-油过滤器4-液压泵5-油冷却器6-油分配管7-冷凝器8-节流装置 9-蒸发器

在典型单机螺杆式压缩机制冷循环原理图中，作为循环四大部件之一的螺杆式压缩机往往以机组形式出现，图23-1中虚线所围成方框表示循环中螺杆式制冷压缩机机组。由于螺杆式制冷压缩机以喷射大量的油来保持其良好的性能，因此，在机组中除主机——螺杆式压缩机1外，往往还有辅机——油分离器2、油过滤器3、液压泵4、油冷却器5、油分配管6等。随着螺杆式压缩机向小型化封闭式的发展，在新技术推动下，这些辅机有的不断地被简化或省略。

图23-2 开启式螺杆压缩机的转子、气缸和端盖结构外形图

1-吸气端盖2-阴转子3-气缸4-滑阀5-排气端盖6-阳转子

螺杆式压缩机是靠气缸中一对含有螺旋齿槽的转子相互啮合，造成由齿型空间组成的基元容积的变化，进行制冷剂气体压缩。图23-2是开启式螺杆式压缩机的一对螺旋齿槽转子、气缸和两端盖的外形。由图可

知，压缩机的字形气缸3里存放着一对转子，其中一个有凸齿槽的转子称阳转子6，另一个有凹齿槽的转子称阴转子2，气缸的左右有吸气端盖1和排气端盖5，一对转子支承在左右端盖的轴承上。转子之间以及转子与气缸、端盖间留有很小的间隙。吸气端盖和气缸上部设有轴向和径向进气孔口，排气端盖和滑阀4上分别设有轴向和径向排气孔口。滑阀可以在气缸上左右移动，进行输气量调节或卸载启动。当螺杆式压缩机运转时，通常阳转子带动阴转子，由阴阳转子凹凸齿槽、啮合密封线与气缸和端盖内壁所围成的∞∞字形基元容积不断地变化。图23-3a 、b 为一对转子的俯视图，图6-3c 、d 、e 、f 为一对转子由下而上的仰视图。当基元容积由最小向最大变化时，它与径向和轴向吸气孔口相通，进行吸气过程（图23-3a 、b 、c ）。当基元容积达到最大时，便与吸气孔口隔开，吸气结束，此后，基元容积由最大逐渐变小，开始气体的压缩过程（图23-3d 、 e ）。当基元容积内气体压力升到一定压力时便开始与排气孔口接通，进行排气过程（图23-3f ），直到基元容积变为零为止。上述三个过程，随着转子不停运转，重复地进行。

必须指出的是螺杆式压缩机同往复式压缩机相比较时，因为它没有吸排气阀，故其

p V −图还可能

出现如图2-2所示的过压缩现象和欠压缩现象。

图23-3 螺杆式压缩机的工作原理图

主要参考文献：

1、缪道平，吴业正 主编，制冷压缩机。机械工业出版社，2004。

2、朱立 主编，制冷压缩机与设备。机械工业出版社，2005。

3、郁永章 主编，容积式压缩机技术手册。机械工业出版社，2005。

4、高等职业技术教育教材，制冷压缩机。中国商业出版社，2004。