螺桿式制冷壓縮機(jī)是一種容積型回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，由于其高效、耐久、結(jié)構(gòu)緊湊和對(duì)負(fù)載進(jìn)行平穩(wěn)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)，兼有了活塞式壓縮機(jī)和離心式壓縮機(jī)二者的優(yōu)點(diǎn)，從而逐漸在活塞式和離心式之間找到自己的位置，并在一定冷量范圍內(nèi)有加速取代活塞式和離心式制冷壓縮機(jī)的趨勢(shì)，在食品冷凍、冷藏、制冰、民用及商用空調(diào)、工業(yè)制冷等領(lǐng)域廣泛得到應(yīng)用。
螺桿式制冷壓縮機(jī)從壓縮機(jī)理上可分為：雙螺桿（twin screw）和單螺桿(single screw)。
螺桿式制冷壓縮機(jī)從型式上可分為：開(kāi)啟式、半封閉式、全封閉式三種。
13歷史及背景
同離心式制冷機(jī)組相比，螺桿式壓縮機(jī)組的發(fā)展較晚。
■1934年瑞典皇家工學(xué)院教授Lysholm(里斯曼)發(fā)明第一臺(tái)雙螺桿式氣體壓縮機(jī)。
■從60年代開(kāi)始，噴油雙螺桿機(jī)組應(yīng)用于制冷機(jī)組。瑞典SRM公司（雙螺桿）首先發(fā)明雙邊不對(duì)稱(chēng)型線螺桿，使螺桿機(jī)效率大大提高。
■1960年法國(guó)人Zimmern(辛麥恩)（單螺桿）發(fā)明單螺桿的新結(jié)構(gòu)。1962年試制出第一臺(tái)樣機(jī)。
■70年代初，荷蘭GRASSO(格拉索)制成第一臺(tái)單螺桿制冷壓縮機(jī)。
■1972年，日本開(kāi)始生產(chǎn)單螺桿空氣壓縮機(jī)。
■1982年，開(kāi)始生產(chǎn)單螺桿制冷壓縮機(jī)。
14螺桿機(jī)在中國(guó)的發(fā)展情況
螺桿機(jī)在中國(guó)的發(fā)展情況：
■1975年，由上海第一冷凍機(jī)廠完成我國(guó)第一臺(tái)氨噴油雙螺桿制冷壓縮機(jī)制造。
■1976年，大連冷凍機(jī)廠成功設(shè)計(jì)制造我國(guó)第一臺(tái)單機(jī)雙級(jí)螺桿式制冷壓縮機(jī)。
■1986年，武漢冷凍機(jī)廠開(kāi)發(fā)了XBY齒型的新型單邊不對(duì)稱(chēng)圓弧齒型。進(jìn)一步提高了國(guó)產(chǎn)螺桿制冷壓縮機(jī)水平。
■90年開(kāi)始，國(guó)外著名廠商進(jìn)入我國(guó)，在螺桿機(jī)方面進(jìn)行多家合資生產(chǎn)。其中有：
中美合資：上海一冷-開(kāi)利 23XL系列空調(diào)用螺桿冷水機(jī)組
中日合資：煙臺(tái)荏原 螺桿模塊式冷(熱)水機(jī)組
中美合資：煙臺(tái)頓漢布什 空調(diào)用全封閉螺桿冷水機(jī)組
中美合資：武漢麥克維爾 WHS系列R22，R134a單螺桿冷水機(jī)組
中美合資：江陰特靈 RTHB系列螺桿冷水機(jī)組
中美合資：無(wú)錫約克 YS、YCWS系列螺桿冷水機(jī)組
中日合資：1998年 大冷-前川 單機(jī)雙級(jí)雙螺桿壓縮機(jī)組
中日合資：1998年 大金-三石 CUW系列單螺桿冷水機(jī)組
中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的復(fù)盛在上海設(shè)廠生產(chǎn)雙螺桿制冷壓縮機(jī)。
15螺桿機(jī)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)：
螺桿壓縮機(jī)：
螺桿式壓縮機(jī)分為單螺桿壓縮機(jī)及雙螺桿壓縮機(jī)，雙螺桿壓縮機(jī)最早由德國(guó)人H.Krigar在1878年提出，直到1934年瑞典皇家理工學(xué)院A.Lysholm才奠定了螺桿式壓縮機(jī)SRM技術(shù)，并開(kāi)始在工業(yè)上應(yīng)用，取得了迅速的發(fā)展。20世紀(jì)50年代，就有噴油螺桿式壓縮機(jī)應(yīng)用在制冷裝置上，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易損件少，能在大的壓力差或壓力比的工況下，排氣溫度低，對(duì)制冷劑中含有大量的潤(rùn)滑油（常稱(chēng)為濕行程）不敏感，有良好的輸氣量調(diào)節(jié)性，很快占據(jù)了大容量往復(fù)式壓縮機(jī)的使用范圍，而且不斷地向中等容量范圍延伸，廣泛地應(yīng)用在冷凍、冷藏、空調(diào)和化工工藝等制冷裝置上。以它為主機(jī)的螺桿式熱泵從20世紀(jì)70年代初便開(kāi)始用于采暖空調(diào)方面，有空氣熱源型、水熱泵型、熱回收型、冰蓄冷型等。在工業(yè)方面，為了節(jié)能，亦采用螺桿式熱泵作熱回收。
單螺桿式壓縮機(jī)是在70年代由法國(guó)辛恩開(kāi)發(fā)出來(lái)，因其的結(jié)構(gòu)更加合理，迅速的應(yīng)用到國(guó)防領(lǐng)域，并被開(kāi)發(fā)國(guó)家保護(hù)起來(lái)，技術(shù)一直都在相對(duì)獨(dú)立。
在經(jīng)歷了二十多年的從開(kāi)發(fā)到發(fā)展的過(guò)程，螺桿機(jī)已取得相當(dāng)?shù)某删?。螺桿式制冷壓縮機(jī)由于沒(méi)有進(jìn)排氣閥片、運(yùn)動(dòng)部件及易損件少，使它具有20,000到50,000小時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)周期，甚至可達(dá)100,000小時(shí)。據(jù)瑞典STAL公司統(tǒng)計(jì)：螺桿式制冷壓縮機(jī)的零件數(shù)只為活塞式的1/10；在3,000小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)期間,活塞式的故障為螺桿式的10倍；在12,000小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，活塞式的故障為螺桿式的4倍；螺桿式的振幅為活塞式的1/5；螺桿式對(duì)壓縮濕行程不敏感，安全可靠。
目前在雙、單螺桿壓縮機(jī)技術(shù)發(fā)展上主要表現(xiàn)為：
（1）中間補(bǔ)氣的經(jīng)濟(jì)器系統(tǒng)的研究及推廣應(yīng)用；
?。?）壓縮機(jī)內(nèi)容積無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)；
（3）高效率新型線的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。
在制冷空調(diào)領(lǐng)域內(nèi)，首先應(yīng)用的是開(kāi)啟式螺桿壓縮機(jī)，在經(jīng)歷了七十年代大發(fā)展時(shí)期后，由于制冷裝置的應(yīng)用普及和以改善部分負(fù)荷特性的多機(jī)組化的發(fā)展趨勢(shì)，螺桿機(jī)在中、大型機(jī)保持穩(wěn)步發(fā)展的同時(shí)，中、小型機(jī)尤其是半封閉式及全封閉式螺桿壓縮機(jī)已得到了市場(chǎng)的廣泛重視和青瞇。我們認(rèn)為，下一步螺桿機(jī)的發(fā)展走勢(shì)將是在進(jìn)一步發(fā)揮螺桿機(jī)的傳統(tǒng)固有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，積極開(kāi)發(fā)和利用新技術(shù)的基礎(chǔ)上，揚(yáng)長(zhǎng)避短，從而在正擁有廣闊市場(chǎng)的往復(fù)機(jī)制冷容量范圍內(nèi)開(kāi)拓中小型螺桿壓縮機(jī)的銷(xiāo)售市場(chǎng)。
(一)雙螺桿壓縮機(jī)以瑞典SRM型線系列為主導(dǎo)，先后經(jīng)歷SRM非對(duì)稱(chēng)型線、對(duì)稱(chēng)型線、又非對(duì)稱(chēng)型線、X、Sigma（5:7）、GHH（5:6）、SRM-D-a、b等型線，以后各公司又開(kāi)發(fā)自己的專(zhuān)利型線。
除上述所提及的新齒形的發(fā)展外，目前雙螺桿主要發(fā)展趨勢(shì)為：
（1）轉(zhuǎn)子加工精度的提高和質(zhì)量穩(wěn)定性；
（2）開(kāi)啟式雙螺桿機(jī)在結(jié)構(gòu)和應(yīng)用上的不足已引起廠家和市場(chǎng)的重視；
（3）重量級(jí)滾動(dòng)軸承的應(yīng)用，以提高主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)壽命和為壓縮機(jī)小型化、封閉化提供必要條件；
（4）合成冷凍機(jī)油的應(yīng)用；
（5）壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)更趨合理和緊湊。
目前大約有37家公司生產(chǎn)雙螺桿機(jī)，基本分布在亞洲（日、韓、中、臺(tái)）、北美洲（美）和歐洲，主要制造廠家有Hitachi（日立），Dunham-Bush（頓漢-布什），Trane（特靈），York（約克國(guó)際Frick），Carrier（開(kāi)利）、KOBELOO （神戶(hù)制鋼所）、Mycom（前川）、Bitzer（德國(guó)比策爾）、SABROE（丹麥薩布羅）、Refcomp（意大利萊富康）、Century（韓國(guó)慶元世紀(jì)）、Fusheng（臺(tái)灣復(fù)盛）、Hanbell（臺(tái)灣漢鐘）等。
目前采取5:6齒數(shù)比的約有15家，采取5:7齒數(shù)比約有2家、采取6:8齒數(shù)比有1家、其余均為4:6齒數(shù)比。
(二)1960年法國(guó)人辛麥恩（Zimmern）發(fā)明了單螺桿壓縮機(jī)的基本原理，1962年試制出第一臺(tái)空氣壓縮機(jī)樣機(jī)，1972年法國(guó)別儒（Peugeot）汽車(chē)制造公司、美國(guó)芝加哥風(fēng)動(dòng)工具公司（Chicago pneumatic tool Co.）研制成單螺桿式空氣壓縮機(jī)。1975年荷蘭格拉索（Grasso）公司制造了第一臺(tái)單螺桿制冷壓縮機(jī)MS10， 并在同年第14次國(guó)際制冷學(xué)會(huì)展出。
早期人們?cè)?jīng)認(rèn)為單螺桿具有雙螺桿的一切優(yōu)點(diǎn)，并且具有受力平衡，軸承負(fù)載小，轉(zhuǎn)子嚙合面不受力，星輪可采用潤(rùn)滑性能良好的有機(jī)材料，從而噪聲及振動(dòng)小，沒(méi)有雙螺桿的漏氣三角形通道等特點(diǎn)，故認(rèn)為單螺桿效率應(yīng)比雙螺桿高出5～7%。但在經(jīng)歷二十年后，單螺桿并未曾像人們想象那樣得到迅速的發(fā)展，目前生產(chǎn)廠家僅有4～5家，即J&E Hall（英國(guó)霍爾）、McQuay（美國(guó)麥克維爾國(guó)際）、DaiKin（日本大金）、MITSUBISHI ELECTRIC（三菱電機(jī)）、美國(guó)Vilter等。
究其原因：
（1）單螺桿的發(fā)展時(shí)間較雙螺桿為短，星輪結(jié)構(gòu)和材料只有少數(shù)廠家掌握；
（2）由于吸排汽通道阻力較大，壓力損失較雙螺桿多，同時(shí)高低壓腔內(nèi)泄露線較長(zhǎng)，所以壓縮效率并不比雙螺桿高。但是單螺桿在轉(zhuǎn)子受力均衡、軸承壽命，尤其是振動(dòng)和噪聲低上是它的突出優(yōu)點(diǎn)，因此在近十年內(nèi)單螺桿機(jī)將得到充分的發(fā)展。
單螺桿主要技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀為：
（1）大尺寸滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)壽命達(dá)100,000小時(shí)；
（2）高強(qiáng)度增強(qiáng)纖維星輪材料減少磨損；
（3）受力平衡原理有利于振動(dòng)可以忽略，噪聲水平極低；
（4）除提高轉(zhuǎn)子加工精度外，轉(zhuǎn)子嚙合面特殊涂層處理，以消除表面微小凸凹，滑動(dòng)性能得以改進(jìn)；
（5）半封閉單螺桿采用：壓差供油至軸承及壓縮腔，同時(shí)少量冷媒噴射壓縮部分，并與油混合以降低粘性阻力，以克服因密封功能下降造成的容積效率降低以及由于內(nèi)壓提高引起的功率增加；殼體采用雙層結(jié)構(gòu)和加強(qiáng)筋，將熱應(yīng)力和壓力的變形降為最低限度；能量調(diào)節(jié)采用氣體壓力驅(qū)動(dòng)滑閥進(jìn)行分段調(diào)節(jié)；采用 粘度和粘度指數(shù)均優(yōu)于礦物油的合成油。
目前，螺桿式壓縮機(jī)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，各種開(kāi)啟式和半封閉式螺桿壓縮機(jī)已形成系列，近幾年又出現(xiàn)全封閉系列螺桿壓縮機(jī)。雙螺桿壓縮機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)螺桿壓縮機(jī)，由兩個(gè)轉(zhuǎn)子組成，而單螺桿壓縮機(jī)由一個(gè)轉(zhuǎn)子和兩個(gè)星輪組成，它們制冷和制熱的輸入功率范圍已發(fā)展到10-1000KW，基于螺桿式和單螺桿式壓縮機(jī)一系列優(yōu)點(diǎn)，其研究和開(kāi)發(fā)領(lǐng)域十分廣泛，性能優(yōu)化潛力大. |
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