渦旋式制冷壓縮機(jī)是最近幾年才發(fā)展起來的一種新型壓縮機(jī)。這種壓縮機(jī)最早由法國人克勒克斯發(fā)明,并于1905年在美國取得專利。長期以來由于軸向力不能穩(wěn)定平衡,防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)不靈活,軸向、徑向密封不完善,以及渦形盤加工困難,故未達(dá)到實用化程度。直至70年代美國進(jìn)行了應(yīng)用研究,并在精加工方面取得突破,成功地研制出一種在潛水艇超導(dǎo)推進(jìn)實驗系統(tǒng)上應(yīng)用的氮氣渦旋式壓縮機(jī),使渦旋式壓縮機(jī)走上實用化的道路。后來日本多家公司從美國購買了渦旋壓縮機(jī)的專利,致力于開發(fā)制冷用渦旋式壓縮機(jī)獲得成功。1981年后,先后有日本三電公司、日立公司和美國的考普蘭公司開始生產(chǎn)渦旋式制冷壓縮機(jī)。
壓縮機(jī)主要由固定渦旋盤、旋轉(zhuǎn)渦旋盤、十字滑環(huán)、曲軸、支架、機(jī)殼等組成。渦旋盤安裝在機(jī)殼上部,固定渦旋盤和電動機(jī)定子安裝在機(jī)殼內(nèi)壁上。十字滑環(huán)是在上下兩面設(shè)置互相垂直的兩對凸鍵的圓環(huán),上面凸鍵裝在旋轉(zhuǎn)渦旋盤背面的鍵梢內(nèi),下面的凸鍵裝在支架鍵槽內(nèi);十字滑環(huán)的作用是防止旋轉(zhuǎn)渦旋盤傾斜及自轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)渦旋盤下設(shè)有一個背壓腔,背壓腔由旋轉(zhuǎn)渦旋盤上的小孔引入中壓氣流自動充氣,使氣腔壓力支撐著旋轉(zhuǎn)渦旋盤,同時在旋轉(zhuǎn)渦旋盤頂部裝有可調(diào)的軸向密封,使得旋轉(zhuǎn)渦旋盤可以軸向移動,這樣便可補(bǔ)償運行中的逐漸磨損,并且也能防止液擊或壓縮腔中潤滑油過多時引起的過載。
在曲柄銷軸承處和曲軸通過支架的地方,裝有轉(zhuǎn)動密封,以保持背壓腔與機(jī)殼之間的氣密性。軸承的潤滑油是利用排氣腔壓力和中間壓力的壓差,由密封殼體和底部經(jīng)曲軸上加工的油道來供給,并最終由背壓腔流向壓縮腔以潤滑渦旋面,然后流至底部。另外,在旋轉(zhuǎn)渦旋盤外有油道,由這里給渦旋盤摩擦部位供油。渦旋壓縮機(jī)停止運轉(zhuǎn)后要逆轉(zhuǎn),為此在固定渦旋盤上的吸氣管內(nèi)裝有止逆閥。
吸入氣體從氣腔上部被直接導(dǎo)入渦旋盤的四周,封在月牙形容積中,然后被壓縮,并由固定渦旋盤的中心排入機(jī)殼內(nèi),最后由排氣管排出。
目前,大多數(shù)工廠生產(chǎn)的渦旋式壓縮機(jī)功率均在2~4kW范圍內(nèi).空調(diào)工況的制冷量在7~12kW,個別工廠有功率在11.5kW,制冷量42.5kW的產(chǎn)品。