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第四章 滚动转子式压缩机





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?偏 心 主 轴
? ?机体来自?气缸内壁 基元容积 ????转滑子片外壁
??转子与气缸切点 ??气缸两端盖
开启式滚动转 子式压缩机
卧式全封闭滚动转子式压缩机
立式全封闭滚动 转子式压缩机
? 滚动转子式压缩机的特点(优缺点)
结构简单,体积小,重量轻:相同冷量时,与活塞机比体积
减小40%~50%,重量减轻40%~50%。
排气结束
吸气结束
Φ
α 吸气开始
γβ
压缩开始
o
ψ
ω o1
T
排气开始
滚动转子式压缩机工作过程示意图
滚动转子式压缩机的工作过程: 参考108页图P4-3
回转 角度 θ
气体 压力 P
气体 容积 V
气体 完成 工作 过程
0→α
2π→ 2π+β α→2π
2π+β →2π +ψ
1—2—3; 1点: P1>Pdk; 2点: P2<Ps0; 3点: P3=Ps0
几个特征角说明:
? ? 吸气孔口后边缘角,
引起吸气前气体膨胀;
? ? 吸气孔口前边缘角,
引起压缩前气体回流,
通常? =30?~35?; ? ? 排气孔口后边缘角,
影响余隙容积大小,
通常?=30?~35?; ? ? 排气孔口前边缘角,
造成气体再度压缩;
? ? 排气开始角, ? ? 2? ? ? 时开始排气。
零部件少,易损件少,相对运动部件之间摩擦损失少。
滑片有较小的往复惯性力,旋转惯性力可完全平衡,因 此振动小,运转平稳、噪声低(38~40dB,室外系统),可 靠性较高。 没有吸气阀,吸气时间长,余隙容积小,并且直接吸气, 减小了吸气有害过热,容积效率高。
机械加工及装配精度要求高,且密封线较长,密封性能 较差,泄漏损失较大。
? 应用场合
几乎全部应用于制冷系统,主要是空调系统,在制 冷量为10kw以下的机型中具有很大优势。目前的家 用空调几乎全部用滚动转子式压缩机。
4-2 滚动转子式压缩机工作过程 及主要热力性能参数分析
一、滚动转子式压缩机的工作过程
? 几个特征角及对工作过程的影响
假定:气缸中心及偏心转子中心连线 oo1表征 转子转角θ的位置。假定θ=0时,转子处于 最上端的位置,气缸与转子的切点 T在气缸内 壁顶点,随着θ的不同,在 0~4π的区间内, 转子完成不同的工作过程。
70年代 :广泛应用于小型空调与制冷装置中,在小容 量范围(如0.3~5kW)内有替代往复式压缩机趋势。
?发展趋势
变频调速进行无级能量调节
变频调速具有节能、舒适、启动快速、温控精度高、 且易于实现自动控制等优点。 由于变频调速调节速度范围比较大,对于偏心转子 而言会产生较大的震动和噪声,故实际中常需要消 音减震措施。 常用减振和消声措施:多重膨胀室、排气消声器和 共鸣式排气消声孔;设置平衡块以降低高速时引起 的振动。
该全封闭转子式压缩机频率 调节范围:30~120Hz,转速 在1600~6200rpm。
1-排气管;2-回油管;3、6-平衡孔; 4-变频电动机;5-曲轴;7-气缸; 8、10-消声孔;9-滑片;11-排气阀; 12-消声器;13-底座;14-平衡块; 15-下盖;16-磁铁;17-机壳; 18-滚动转子;19-焊接点。
孔口,
回流量
为Δ V。
2π + ψ 4π-Υ 4π-φ →4π -Υ →4π -φ →4π
6—7水平 7—8;
线;
Pdk↓→
P=Pdk Ps0
8—1; Ps0↑→P1, 其中P1 > Pdk。
c—d
d—d′ d′—0
余隙气体 排气过程。 膨胀过程。
克服排气 阀的弹簧 力进行排 气,排气 终了余隙 气体容积 为 Vc。
3—4水 平线; P=Ps0
4—5水 平线; P= Ps0
5—6; Ps0↑→ Pdk
0—a
a—b
a—b′ b′—c
吸气前气体膨胀 过程。
当θ=α时,
与吸气孔相通, 吸气开始。
吸气过 程。
当θ= 2π时,
吸气结 束,此 时V达到 最大值 Vmax。
吸气回 流过程。
吸气状
态的气 体回流 到吸气
气体压缩 过程。
近年来在电冰箱中使用小型滚动转子压缩机的越来越多,在空调 器中有完全取代活塞式压缩机趋势。
三、滚动转子式压缩机的发展现状及趋势
20世纪初 :美国Vilter首次推出,之后瑞士的Escher Wyess公司开始生产,但当时与往复式压缩机相比, 并无明显竞争力。
60年代 :精密加工技术迅速发展,滚动转子式压缩机 的技术也日臻完善。
本章教学内容
? 滚动转子式压缩机的工作原理和基本结构 ? 滚动转子式压缩机工作过程及热力性能参数 ? 滚动转子式压缩机的能量调节 ? 振动和噪声
4-1 滚动转子式压缩机原理和 基本结构
一、工作原理
滚动转子式压缩机又称 滚动活塞 压缩机或固定 滑片压缩机,是回转式压缩机的一种型式。 原理:利用一个偏心圆筒形转子在气缸内的转 动来改变气缸的工作容积,从而实现气体的吸 气、压缩和排气,因而也属于容积式压缩机。
对降低噪声提出更高的要求
为了减少由于滚动转子式压缩机与压缩机焊接成整 体结构带来对噪声的不利影响,首先从振动方面入 手减少曲轴及轴承的振动,改进压缩机和机壳的连 接系统,开发各种新型消声结构和排气阀等。
?典型生产厂家
日本 三洋、日立、东芝、三菱、松下等。 美国 FEDDERS公司。 国内 上海日立、庆安、沈阳华润等。
双缸滚动转子式压缩机
特点:双缸滚动转子式 压缩机是将两个气缸相 差180度对称布置形成。
如图:双缸滚动转 子式压缩机与单缸 相比,其负荷扭矩 的变化趋于平缓, 故适用于大功率滚 动转子式压缩机。
压缩机的经济性和可靠性的提高
通过电子计算机对压缩机工作过程、各主要部件的结 构特征及噪声和振动进行仿真,从而预测压缩机的 经济性和可靠性,并通过完善这些预测条件,对满 足各种要求的滚动转子式压缩机进行优化设计。
转子主轴在原动机拖动下 旋转时,偏心转子紧贴着 气缸内壁面回转,造成月 牙状空间容积周期性的变 化,完成吸气、压缩和排 气过程。
二、滚动转子式压缩机的结构和特点
? 基本结构
1-气缸 2-偏心转子 3-排气阀 4-滑片 5-滑片弹簧 6-吸气管
?偏 心 转 子
? ?


?滑 片



部件
? ?

使其后基 元容积吸 入气体量 减少,导 致输气量 减少。
排气封闭 容积再度 压缩过程。
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