Спиральные компрессоры

Основу любого спирального компрессора составляют две спиральные, вставляемые друг в друга (рис.49 и 50) [9, 10].

1, 4 – полости всасывания и нагнетания; 2 – обмотка электродвигателя; 3 – подвижная и неподвижная спирали; 5, 6 патрубки нагнетания и всасывания

Рисунок 49. Продольный разрез спирального компрессора

Рисунок 50. Общий вид подвижной и неподвижной спирали

Верхняя спираль, в центре основания которой находится нагнетательное отверстие, неподвижна, тогда как центр нижней спирали движется по кругу. Всасывание осуществляется по периферии системы, а нагнетание обеспечивается через отверстие, расположенное в центре основания неподвижной спирали. Каждая спираль снабжена прокладкой, расположенной на торцевой части стенки спирали и находящейся в контакте с основанием противоположной спирали. Таким образом, прокладки ведут себя как уплотнительные кольца, обеспечивая герметичность между двумя спиралями.

Принцип работы спиральных компрессоров состоит в следующем. Круговое движение центра подвижной спирали приводит к образованию замкнутых газовых полостей, а движение витков подвижной спирали относительно витков неподвижной спирали перемещает газ замкнутому в этих полостях к нагнетательному отверстию, расположенному в центре неподвижной спирали. Это перемещение сопровождается постепенным уменьшением объема полостей, занятых газом.

В момент осуществления первого оборота вала двигателя, или в фазе всасывания, - стенки спиралей расходятся, обеспечивая доступ газа в пространство между ними.

В конце первого оборота – стенки снова контактируют друг с другом, образуя герметичные газовые полости

Во время второго оборота вала двигателя, или в фазе сжатия, - объем газовых полостей постепенно уменьшается

В конце второго оборота – степень сжатия газа достигает максимального значения.

Фаза нагнетания, которая реализуется при третьем обороте вала двигателя; концы двух спиралей отодвигаются.

Представляя цикл целиком можно заметить, что все три фазы: всасывания, сжатия и нагнетания – происходят одновременно в непрерывном движении.

Такая система имеет ряд преимуществ, а именно:

- неподвижная и подвижная спирали заменяют примерно 15 подвижных деталей аналогичного двухцилиндрового поршневого компрессора, что значительно повышает надежность спирального компрессора;

- отсутствует вредное пространство, в результате чего объемный КПД практически близок к единице;

- отсутствуют потери давления, адекватные потерям давления на клапанах поршневого компрессора при прохождении через них хладагента, из-за чего не снижается изоэнтропный КПД;

- абсолютная симметрия полостей всасывания и сжатия, расположенных диаметрально противоположно, и центральный выхлоп сжатых газов обеспечивают свободную от пульсаций давления и шумов работу компрессора. Вследствие этого момент сопротивления вала чрезвычайно уравновешен и сопровождается очень слабыми циклическими пульсациями, которые значительно ниже по сравнению с пульсациями вала поршневого компрессора.