[實用新型]節能單螺桿壓縮機

無效

• 申請號: 99248828.1
• 申請日: 1999-10-26
• 公開（公告）號: CN2427650Y
• 公開（公告）日: 2001-04-25
• 發明（設計）人: 查世樑;查謙
• 申請（專利權）人: 查世樑;查謙
• 主分類號: F04C18/08
• 分類號: F04C18/08
• 代理公司: 北京科龍環宇專利事務所
• 代理人: 孫皓晨,張正星

本實用新型涉及一種節能單螺桿壓縮機，屬于壓縮機類，主要供動力(如空氣壓縮機)、制冷和工藝(如壓縮多種化工氣體的壓縮機)用。

螺桿壓縮機有單螺桿和雙螺桿兩種。單螺桿壓縮機也稱蝸桿壓縮機，發明于1960年，八十年代采用“浮動星輪”而延長了星輪壽命后才趨于成熟。單螺桿壓縮機的結構見圖4，由一個6頭的螺桿11和兩個11齒的星輪6構成，螺桿的主軸7架支于機體10內的軸承上，件號8表示吸氣腔，件號9表示排氣口。運轉時，主軸旋轉，帶動螺桿齒和星輪齒的嚙合來完成吸氣、密封、壓縮和排出，以完成壓縮空氣的作業。

螺桿壓縮機具有體積小、噪聲低、振動小、可靠性好、壽命長和能在高壓下工作等優點，用螺桿壓縮機來取代活塞式壓縮機是動力用壓縮機的發展趨勢。如：日本1976年螺桿壓縮機僅占27％，1985年則上升到85％。雙螺桿壓縮機的全套技術我國已引進了多套，但都不是一流技術，較難與搶占中國市場的外商競爭。因此有的廠家與外商合資，有的廠家再次引進更新的技術。單螺桿壓縮機，則由于國外的封鎖，是我國惟一未能引進的高檔壓縮機。

由于單螺桿壓縮機的螺桿同時與兩個星輪嚙合，既使螺桿受力完全平衡，又使排量增加一倍，壓縮機的體積小，9m³／min單螺桿壓縮機的重量僅為活塞式壓縮機的1／6。螺桿受力平衡使單螺桿壓縮機具有一系列優點：(1)運轉平穩、振動小、噪聲比雙螺桿低10dB(A)以上，(2)螺桿沒有彎曲變形，可以在高壓下工作，例如：美國德萊賽。蘭德公司生產的單螺桿工藝壓縮機，即使在一級壓縮的條件下也能達到6．16MPa，而雙螺桿最高只能達到2．18MPa。(3)嚙合副可以在很小的間隙下工作以減少泄漏，因而容積效率高。此外，單螺桿壓縮機由于軸承受力小，且星輪軸與螺桿垂直交錯，軸承尺寸不像雙螺桿那樣受限制，采用標準軸承時，軸承壽命為5萬小時(球軸承)至10萬小時(圓錐滾子軸承)。整機的“免維修”時間相應地在5-10萬小時之間。潛水艇對壓縮機的各項性能均有嚴格的要求，然而美國海軍為了淘汰活塞式壓縮機，對現有的各種壓縮機進行了大量的試驗與論證后認為：單螺桿壓縮機是潛水艇用最佳壓縮機，對于高壓無油壓縮機來說是惟一的選擇。美國海軍從80年代開始積極研究并設法建立國內的技術來源。

單螺桿式雖比雙螺桿式問世晚，但因性能優異而上升勢頭強勁，目前國際市場上單、雙螺桿式大體上平分秋色。主要用作空氣壓縮機、冷凍(空調)機、熱泵和在化工生產的工藝流程中壓縮各種氣體或輸送天然氣、煤氣等。目前只有美、日等四國在引進技術的基礎上生產，以日本水平最高。

從1975年開始國內先后有幾個單位研制單螺桿壓縮機：1986年國家科委曾將單螺桿壓縮機的研制工作列為重點攻關項目；此后國防科工委也將研制艦船用單螺桿壓縮機的課題列為重點攻關項目。這些研制工作均因未能解決一系列的關鍵技術而未獲成功，主要表現為壓縮機在運轉過程中排量迅速下降。

近來我國打破了國外的技術封鎖，在基礎理論研究、高精度專用機床、工藝和刀具等方面取得了全面突破，高水平地解決了螺桿、星輪的加工技術。但是單螺桿壓縮機惟一的缺點是：小排量時，其能耗大于雙螺桿壓縮機，大排量時能耗指標也不占優勢，因此，如果不能在節能技術上有所突破，中國的單螺桿壓縮機行業就很難發展。以空調機為例：目前我國半封閉螺桿空調機的進口量遠多于國產機，由于能耗較大，單螺桿的進口量少于雙螺桿。為了開拓中國市場各國均努力探求單螺桿壓縮機的節能技術，甚至專門為中國市場設計節能產品，但無明顯成效。如果我國率先在節能技術上取的突破，我國就能占領螺桿壓縮機和空調行業的制高點，在世界上處于領先地位。變壓縮機大量進口為大量出口，因此，我國也注重節能技術的研究。本專利是我國單螺桿壓縮機節能技術方面的成果之一，它保持了單螺桿壓縮機的一切優點并且節能。

眾所周知，單螺桿壓縮機的其它參數不變時，增大星輪直徑既增大排量又能提高能效比。例如某進口空調其螺桿與星輪的直徑均為φ147mm時，排量為169m³／h；星輪的直徑增大至φ154mm后，排量增至198m／h，能效比由4．21w／w提高至4．39w／w。因此增大星輪直徑是提高單螺桿壓縮機效率的一個重要手段，但目前增大星輪直徑有時受結構的限制，螺桿直徑越小這種限制所造成的影響越大。

現有技術的單螺桿壓縮機的結構見圖6，其星輪6為等寬齒5，即星輪齒左、右兩側的母線至星輪運轉中心的距離是相等的，見圖6所示的b=b／2+b／2。其不足之處在于：能耗較大；難以用于小排量機型；或者為了降低能耗而降低星輪托架的剛度，從而縮短星輪壽命。