單螺桿壓縮機(jī)20世紀(jì)60年代由法國人辛麥恩發(fā)明,70年代主要用作噴油壓縮機(jī),
80年代技術(shù)其正成熟后,其應(yīng)用范圍才日漸擴(kuò)大。單螺桿壓縮機(jī)雖比雙螺桿壓縮機(jī)問世晚數(shù)十年,但因性能優(yōu)異而上升勢頭強(qiáng)勁,目前在國際市場上單、雙螺桿約各占50%(包括工業(yè)、空調(diào)在內(nèi)的各種用途)。但在國內(nèi)空調(diào)制冷壓縮機(jī)市場,雙螺桿壓縮機(jī)仍占了大部分。
單螺桿壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)類似機(jī)械傳動中的蝸輪蝸桿,但其作用不是機(jī)械傳動,而是用來壓縮氣體。單螺桿壓縮機(jī)主要零件是一個(gè)外圓柱面上銑有6個(gè)螺旋槽的轉(zhuǎn)子外螺桿,在螺桿的兩側(cè)垂直地對稱布置完全相同的有11個(gè)齒條的行星齒輪,見圖3-34.單螺桿的一端與電動機(jī)直聯(lián),單螺桿在水平方向旋轉(zhuǎn)時(shí),同時(shí)帶動2個(gè)行星齒輪以相反的方向在垂直方向上旋轉(zhuǎn)。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),行星齒輪的齒條和螺桿的溝槽相嚙合,形成密封線。行星齒輪的齒條一方面繞中心垂直旋轉(zhuǎn),同時(shí)也逐漸侵人到螺桿溝槽中去,使溝槽的容積逐漸縮小,從而達(dá)到壓縮氣體的目的。由于2個(gè)行顯齒輪是反方向旋轉(zhuǎn),所以吸、排氣口的布置正好上、下相反。
單螺桿式壓縮機(jī)螺桿高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)氣流脈動小、排氣量大。因星輪對稱安裝,螺桿受力完全平衡,所以運(yùn)轉(zhuǎn)平衡、振動小,噪聲比雙螺桿式低10B以上:同時(shí),因螺桿受力完全平衡,能在很小的工作間隙下工作,因而泄漏小、薦積效率高:單螺桿不像雙螺桿那樣在有彎曲變形的情況下運(yùn)行,因此可以在高壓下工作,即使在一級壓縮時(shí)也可達(dá)6,16MP,而雙螺桿壓縮機(jī)最高只能達(dá)到2.8MP:單螺桿比雙螺桿節(jié)能,井且軸承尺寸不像雙螺桿式那樣受限制而壽命更長。突出的優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡單,零部件少,質(zhì)量輕,機(jī)器效率高、功耗低且振動小、噪聲低,形成了自己獨(dú)特的競爭優(yōu)勢。目前單螺桿式壓縮機(jī)分開啟式和半封閉式兩種單螺桿工作過程與容積式壓縮機(jī)類似,有吸氣、壓縮,排氣三個(gè)過程,如圖3·5所示,
吸氣過程:制冷劑氣體通過吸氣口進(jìn)人主螺桿齒槽。隨著主螺桿的轉(zhuǎn)動,星輪依次進(jìn)人與主螺桿齒糟嚙合的狀態(tài),制冷劑氣體隨即被封入由主螺桿齒槽曲面、機(jī)殼以及星輪齒面所形成的密閉空間,亦即壓縮腔。
壓縮過程:隨著主螺桿連續(xù)不斷地旋轉(zhuǎn),壓縮腔的體積便不斷減少,亦即其中的制冷劑氣體隨之被壓縮,直到該壓縮腔的前沿轉(zhuǎn)至排氣口。
排氣過程:壓縮腔前沿轉(zhuǎn)至排氣口后便開始排氣,直到壓縮腔中制冷劑氣體完全通過排氣口,完成一個(gè)工作循環(huán):由于兩個(gè)星輪在主螺桿的兩側(cè)對稱分布,這種循環(huán)在主螺桿每旋轉(zhuǎn)一周時(shí)便發(fā)生兩次,故而機(jī)組的排氣量是上述一次循環(huán)排氣量的兩倍。
單螺桿壓縮機(jī)也采用滑閥進(jìn)行能量湖節(jié),容量可在10%一100%的范圍內(nèi)進(jìn)行分級調(diào)節(jié)或無級調(diào)節(jié),用戶應(yīng)根據(jù)常年使用工況選擇合適的內(nèi)容積比,以達(dá)到節(jié)能的效果,單螺桿用鍛鋼制成,?個(gè)行星齒輪采用工程塑料模壓而成,因此運(yùn)行時(shí)磨損較小且能起到消聲作用。
圖3-36為半封閉單螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)模型,其外形與雙螺桿半封閉壓縮機(jī)有些類似,均在壓縮機(jī)殼內(nèi)置了油分離器和吸氣過濾器。單螺桿壓縮機(jī)制冷量范圍為106一624kW,常用來配置冷水機(jī)組、風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組等。