雙轉子壓縮機

雙轉子壓縮機，指的是壓縮機由兩個轉子構成。

1　單、雙轉子壓縮機的性能

1.1　壓縮機的振動

旋轉式壓縮機引起振動的因素有二：一是包括曲軸滾動活塞在內的轉子系統不平衡質量所引起的在殼體垂直方向上的振動；二是被壓縮的製冷劑蒸汽脈衝引起的在旋轉方向的扭振。

圖1(b)所示單轉子壓縮機轉軸只有一個曲拐和與之配套的滾動活塞。為保證氣缸排量，曲拐(偏心圓)與活塞均相對較高、質量亦較大，用於平衡偏心質量所產生離心負荷所需的平衡塊也比較重，體積也相對較大。

圖2(a)所示雙轉子壓縮機，上述不平衡質量錯開180°對稱布置，它們彼此在相反的方向上產生的離心力相互低消了。在雙轉子(雙氣缸)壓縮機中，安裝平衡塊僅僅為了平衡曲軸兩曲拐(含活塞)間產生的彎矩，這就使得雙轉子壓縮機所需平衡塊的質量大為減小、其質量約為單轉子的1/10。

圖2

圖2為單、雙轉子壓縮機高速(150Hz)時，其轉子頂端渦旋振軌大小的計算數值圖。比較圖(2)單轉子(b)、雙轉子(a)壓縮機渦旋振軌大小，可見雙轉子壓縮機轉子頂端的振軌還不到單轉子的50%。這充分顯示了雙轉子壓縮機優良的動平衡特性。

圖3壓縮機的扭振是壓縮機在進行壓縮時隨著力矩波動而產生的，通過採用雙轉子，轉矩波動可減少至約為單轉子的1/3.25，轉矩脈動的一次成份也變為2倍，在防振系統比共振點高的領域內振幅與頻率的平方成反比，故可達到低振動的效果。

圖3　單雙轉子壓縮機轉距變化曲線

圖(4)為單、雙轉子壓縮機在不同頻率條件下運轉的振幅值，從圖中可以看出：雙轉子壓縮機在從低頻到高頻的各個階段，其振動的振幅值都很小。

圖4

1.2　壓縮機的噪聲

雙轉子壓縮機由於運轉平穩振動小，因而噪聲比單轉子壓縮機低，經三菱電機對單、雙轉子旋轉式壓縮機的聲功率級噪聲一系列對比測試分析得出了一個綜合的結論：即在壓縮機排氣量相同的情況下，雙轉子壓縮機比單轉子壓縮機聲功率級噪聲低3～5dBA。

1.3　壓縮機的效率

圖(5)給出了雙轉子壓縮機和單轉子壓縮機的各種效率比的分析試驗結果：

①機械效率比：雙轉子壓縮機在低轉速(低頻)階段運行時滑動摩擦損失較大，其機械效率稍低於單轉子壓縮機，但在高轉速下(高頻)運行時，由於不平衡質量和氣體壓力所引起的軸的變形較小，同時，由於它具有良好的動平衡特性故其摩擦損失反而比單轉子壓縮機小，因而機械效率反而升高。

②壓縮效率比：由於三菱電機SHV130V雙缸旋轉式壓縮機提高了機芯零部件的加工精度(如滑片槽寬加工精度達到±1μm，平面度/平行度達4μm)，縮小了配合間隙(如汽缸—活塞高度方向的間隙值由12～16μm縮減至6～10μm)，提高了偏心裝配機的調芯精度(從17～25縮減至15～22)，從而使得涉及泄漏損失、過壓縮損失等與容積效率有關的壓縮效率，無論是在低速階段或高速階段均有所提高。

③電機效率比：由於雙轉子壓縮機扭矩波動小，其變化僅是單轉子的1/3.25，因此電機效率從低轉速到高轉速的整個區間都是提高的。

圖5

綜上所述雙轉子壓縮機的總效率在從低速到高速的整個區間都有較大的提高。

1.4　雙轉子壓縮機吸氣彎管與主殼體的焊接工藝

為使雙轉子壓縮機上、下汽缸能同時吸入製冷劑蒸汽，採取了雙吸氣彎管的結構，若其組裝工藝仍採用火焰釺焊則主殼體連線管口周圍將因熱應力影響而產生變形，三菱電機採取電容儲能式電阻焊先將錐形連線管組件與主殼體連成一體，然後將吸氣彎管插入過渡連線管並將兩者釺焊起來，從而避免了直接釺焊的熱應力影響。(如圖6所示)。

圖6

雙轉子壓縮機與單轉子壓縮機相比，從低速到高速都能平穩、低噪聲、高效率運轉。

①雙轉子壓縮機的最低工作轉速已降至15Hz，其速度變化範圍可達15Hz～150Hz，已從單轉子變頻範圍(30～120Hz)的4倍擴大到10倍。

②其運轉振動的振幅值(低速時)減小到單轉子壓縮機的1/8～1/10。聲功率級噪聲降低了3～5分貝。

③壓縮機的效率有了明顯的提高。