[实用新型]一种螺杆式气体压缩装置

说明书

本实用新型涉及空调制冷压缩机，特别是螺杆式气体压缩机。

现有螺杆式气体压缩机，均采用电机驱动主动螺杆转子旋转，并通过主动螺杆转子驱动从动螺杆转子，螺杆转子分为阴、阳转子，阴、阳转子相互啮合，转子外圆与壳体配合，当啮合的转子工作对旋转时，转子齿槽与壳体之间的容积会发生改变，从而实现气体的吸入、压缩和排出，完成连续的气体压缩循环。

常规螺杆式气体压缩机的特点：

1、螺杆式气体压缩机的排气量受螺杆转子转速的限制，主动转子受电机转速的限制，在工频电源的情况下，主动转子的最高转速＜3000rpm(60Hz电源时，＜3600rpm)，。由于螺杆式气体压缩机的阴阳转子的齿数不等，阴转子齿数大于阳转子齿数，如：4∶3、6∶4、8∶6等，为了提高转子转速，有时采用阴转子为主动转子，此时阳转子转速可达4000-4500rpm，但由于阴转子的强度和刚度通常小于阳转子，当阴转子为主动转子时，为了提高阴转子的刚度，通常需增加阴转子齿数，但是当同样转子直径时，齿数增加，排气量减少。所以用此法增加转速时，排量增加不大。

2、目前的螺杆式气体压缩机均为固定转速工作方式，无法通过变速进行能量调节，大型螺杆式气体压缩机中，可采用滑阀式能量调节机构，但由于滑阀调节机构结构复杂，要求加工精度高，成本高，所以，在常规空调制冷压缩机中已很少采用，常规空调用螺杆式气体压缩机中，均不设置能量调节机构，使螺杆式气体压缩机结构大为减化，并大幅降低了制造成本，为了实现部分能量调节，通常一套制冷系统中，设置多个无能量调节装置的压缩机(简称多机头系统)，通过部分停机法，实现有限能量调节，虽然采用多机头后，可实现分级能量调节，增加机组的可靠性，但同时增加了机组的故障率和维修管理工作量，增大了成本。

本实用新型的目的是设计一种通过调高输入电源频率的方法，大幅提高螺杆式气体压缩机的转速，从而大幅提高螺杆式气体压缩机的排气量，通过对输入电源的频率的调节，实现螺杆式气体压缩机的无级能量调节的高效螺杆式气体压缩机。

为了实现上述目的，本实用新型的方案是：它由变频调速器、变频高速电机、壳体、轴承、主动螺杆转子和从动螺杆转子组成，变频调速器的输出端接变频高速电机，变频高速电机的轴与主动螺杆转子连接，主动螺杆转子驱动从动螺杆转子旋转，实现气体压缩循环。

采用本方案后，螺杆式气体压缩机具有如下特点：

1、由于提高了螺杆式气体压缩机的转速，在同样转子直径的条件下，压缩机的排气量增大了一倍以上，使压缩机单位制冷量的成本下降，减小了机组体积。

2、由于变频器可大范围调速，因此，可采用阳转子为主动转子，满足转子的刚度要求。

3、可实现无级变速、无级能量调节，使压缩机组始终处于最高效状态下工作。

4、由于压缩机组的排气量主要受转速和吸、排气压差及阴阳转子间的配合间隙影响，当机组转速提高后，由于配合间隙串气引起的相对泄漏量减少，使机组的能效比(COP)大幅提高。

5、由于变频装置可设定机组启动时间，使机组可缓慢启动，即实现软启动，可防止启动电流冲击。

6、由于变频装置可实现机组缓慢启动，可防止因快速启动时，在润滑系统建立前就高速运转而造成转子干摩擦并造成转子磨损。

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明

图1  为本装置的组成原理图

图2为螺杆转子横剖面示意图。

图1所示，本装置由变频调速器5、变频高速电机1、壳体6、轴承2、主动螺杆转子3和从动螺杆转子4组成。变频调速器5的输出端接变频高速电机1的电源端子，向变频高速电机1提供可变频率的电源，变频高速电机1的轴与主动螺杆转子3连接，主动螺杆转子3驱动从动螺杆转子4旋转，螺杆转子分为阴、阳转子，阴、阳转子相互啮合，转子外园与壳体6配合，当啮合的阴、阳转子对3和4旋转时，转子齿槽与壳体6之间的容积会发生改变，从而实现气体的吸入、压缩和排出，完成连续的气体压缩循环。

本装置的主动螺杆转子3为阳转子，从动螺杆转子4为阴转子。(见图2)

变频高速电机1可以通过变频调速器5改变输入电源频率调节转速，来实现螺杆气体压缩机的全过程无级变速能量调节，使压缩装置始终在最高效状态下工作。本装置的变频调速器5可设定变频高速电机启动时间，能使机组缓慢启动，防止启动电源冲击，实现软启动。

采用高速电机(专门开发、适合大范围的变频调速，适用于高转速运转)，直接驱动转子，在额定工况下通过提高电机电源的工作频率(约150Hz)，提高转子转速(可接近9000rpm)。