渦旋壓縮機(jī)的工作室是由兩個(gè)渦旋體嚙合而成。渦旋體的型線一般采用圓的漸開線(見圖7-44a),其基圓半徑為a,利用漸開線的不同起始角形成禍旋體的壁厚(見圖7-44b),當(dāng)軸向具有一定高度H時(shí),即形成渦旋體(見圖7-44c)。
圖7-45示出渦旋壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。兩個(gè)渦旋體中一個(gè)是固定不動(dòng)的渦旋定子3,一個(gè)是作平移轉(zhuǎn)動(dòng)的渦旋轉(zhuǎn)子4,渦旋轉(zhuǎn)子和渦旋定子周向相差180°,中心偏置e =πa-δ,于是兩個(gè)渦旋體的吧面出現(xiàn)多處嚙合點(diǎn),形成多個(gè)封閉的小室。從圖7-45上可以看到,禍旋轉(zhuǎn)子在其反而與偏心軸8上的偏心銷相連,其偏心距即等于e。當(dāng)偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),渦旋轉(zhuǎn)子在偏心銷的帶動(dòng)下運(yùn)動(dòng),由于在渦旋轉(zhuǎn)子底部和固定機(jī)座5之間介入了一個(gè)十字聯(lián)軸環(huán)7,因而限制了渦旋轉(zhuǎn)子中心只能進(jìn)行繞渦旋定子中心以偏心距e為半徑的平移轉(zhuǎn)動(dòng),而不能繞渦旋轉(zhuǎn)子中心轉(zhuǎn)動(dòng)。在渦旋定子的中心處,設(shè)置一定大小的排氣口 2,在其周邊設(shè)有吸氣口,直通渦旋轉(zhuǎn)子的外圍。圖7-46a表示轉(zhuǎn)子和定子的最外圈正好在大端點(diǎn)處嚙合,處于最外圍的兩個(gè)對(duì)稱的小室(陰影部分)剛完成其吸氣過(guò)程。
隨著偏心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)和渦旋轉(zhuǎn)子的平移轉(zhuǎn)動(dòng),兩渦旋體保持著良好的嚙合,使外圈小室中的氣體不斷向中心推移,容積不斷收縮,壓力逐漸升高,開始其壓縮過(guò)程(見圖7-46a~g,每圈相隔偏心軸轉(zhuǎn)角120°) , 壓縮過(guò)程一改持續(xù)到該兩小室的空間,合并為一中心室與排氣口相通為止,然后開始通過(guò)排氣口的向外排氣(見圖7-46h),并持續(xù)到小室的空間消失為止,此即排氣過(guò)程。在上述這些過(guò)程進(jìn)行的同時(shí),從圖7-45b、c、e、f、h看到,外圈型面多次開啟,把氣體不斷吸入到渦旋外圈小室,直到外圈端部閉合(見圖7-46d、g),多次完成其吸氣過(guò)程。由此可見,在渦旋幾縮機(jī)中,吸氣、壓縮、排氣等過(guò)程,是同時(shí)和相繼在不同渦旋小室中進(jìn)行的,據(jù)此,可以進(jìn)而理解到,渦旋壓縮機(jī)中的壓縮過(guò)程,是一具有一定內(nèi)容積比的內(nèi)壓縮過(guò)程,有一定的內(nèi)壓力比,其中不需要設(shè)置吸氣閥和排氣閥,不存在余隙容積,工作中也就沒有膨脹過(guò)程。此外,由最外圈壓縮室的形成至最內(nèi)圈排氣結(jié)束,需經(jīng)渦旋轉(zhuǎn)子多次平移才能完成。
與活塞式、滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式相比,渦旋式壓縮機(jī)的壓縮過(guò)程中氣體壓縮、排氣過(guò)程最為緩慢,流動(dòng)損失也必然最小。