專利名稱：螺桿式氣體壓縮裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空調(diào)制冷壓縮機(jī)，特別是螺桿式氣體壓縮機(jī)。
現(xiàn)有螺桿式氣體壓縮機(jī)，均采用電機(jī)驅(qū)動主動螺桿轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，并通過主動螺桿轉(zhuǎn)子驅(qū)動從動螺桿轉(zhuǎn)子，螺桿轉(zhuǎn)子分為陰、陽轉(zhuǎn)子，陰、陽轉(zhuǎn)子相互嚙合，轉(zhuǎn)子外圓與殼體配合，當(dāng)嚙合的轉(zhuǎn)子工作對旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子齒槽與殼體之間的容積會發(fā)生改變，從而實現(xiàn)氣體的吸入、壓縮和排出，完成連續(xù)的氣體壓縮循環(huán)。
常規(guī)螺桿式氣體壓縮機(jī)的特點1、螺桿式氣體壓縮機(jī)的排氣量受螺桿轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的限制，主動轉(zhuǎn)子受電機(jī)轉(zhuǎn)速的限制，在工頻電源的情況下，主動轉(zhuǎn)子的最高轉(zhuǎn)速＜3000rpm(60Hz電源時，＜3600rpm)，。由于螺桿式氣體壓縮機(jī)的陰陽轉(zhuǎn)子的齒數(shù)不等，陰轉(zhuǎn)子齒數(shù)大于陽轉(zhuǎn)子齒數(shù)，如4∶3、6∶4、8∶6等，為了提高轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，有時采用陰轉(zhuǎn)子為主動轉(zhuǎn)子，此時陽轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可達(dá)4000-4500rpm，但由于陰轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度和剛度通常小于陽轉(zhuǎn)子，當(dāng)陰轉(zhuǎn)子為主動轉(zhuǎn)子時，為了提高陰轉(zhuǎn)子的剛度，通常需增加陰轉(zhuǎn)子齒數(shù)，但是當(dāng)同樣轉(zhuǎn)子直徑時，齒數(shù)增加，排氣量減少。所以用此法增加轉(zhuǎn)速時，排量增加不大。
2、目前的螺桿式氣體壓縮機(jī)均為固定轉(zhuǎn)速工作方式，無法通過變速進(jìn)行能量調(diào)節(jié)，大型螺桿式氣體壓縮機(jī)中，可采用滑閥式能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，但由于滑閥調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要求加工精度高，成本高，所以，在常規(guī)空調(diào)制冷壓縮機(jī)中已很少采用，常規(guī)空調(diào)用螺桿式氣體壓縮機(jī)中，均不設(shè)置能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使螺桿式氣體壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)大為減化，并大幅降低了制造成本，為了實現(xiàn)部分能量調(diào)節(jié)，通常一套制冷系統(tǒng)中，設(shè)置多個無能量調(diào)節(jié)裝置的壓縮機(jī)(簡稱多機(jī)頭系統(tǒng))，通過部分停機(jī)法，實現(xiàn)有限能量調(diào)節(jié)，雖然采用多機(jī)頭后，可實現(xiàn)分級能量調(diào)節(jié)，增加機(jī)組的可靠性，但同時增加了機(jī)組的故障率和維修管理工作量，增大了成本。
本發(fā)明的目的是設(shè)計一種通過調(diào)高輸入電源頻率的方法，大幅提高螺桿式氣體壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而大幅提高螺桿式氣體壓縮機(jī)的排氣量，通過對輸入電源的頻率的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)螺桿式氣體壓縮機(jī)的無級能量調(diào)節(jié)的高效螺桿式氣體壓縮機(jī)。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是它由變頻調(diào)速器、變頻高速電機(jī)、殼體、軸承、主動螺桿轉(zhuǎn)子和從動螺桿轉(zhuǎn)子組成，變頻調(diào)速器的輸出端接變頻高速電機(jī)，變頻高速電機(jī)的軸與主動螺桿轉(zhuǎn)子連接，主動螺桿轉(zhuǎn)子驅(qū)動從動螺桿轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)氣體壓縮循環(huán)。
采用本方案后，螺桿式氣體壓縮機(jī)具有如下特點1、由于提高了螺桿式氣體壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，在同樣轉(zhuǎn)子直徑的條件下，壓縮機(jī)的排氣量增大了一倍以上，使壓縮機(jī)單位制冷量的成本下降，減小了機(jī)組體積。
2、由于變頻器可大范圍調(diào)速，因此，可采用陽轉(zhuǎn)子為主動轉(zhuǎn)子，滿足轉(zhuǎn)子的剛度要求。
3、可實現(xiàn)無級變速、無級能量調(diào)節(jié)，使壓縮機(jī)組始終處于最高效狀態(tài)下工作。
4、由于壓縮機(jī)組的排氣量主要受轉(zhuǎn)速和吸、排氣壓差及陰陽轉(zhuǎn)子間的配合間隙影響，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速提高后，由于配合間隙串氣引起的相對泄漏量減少，使機(jī)組的能效比(COP)大幅提高。
5、由于變頻裝置可設(shè)定機(jī)組啟動時間，使機(jī)組可緩慢啟動，即實現(xiàn)軟啟動，可防止啟動電流沖擊。
6、由于變頻裝置可實現(xiàn)機(jī)組緩慢啟動，可防止因快速啟動時，在潤滑系統(tǒng)建立前就高速運(yùn)轉(zhuǎn)而造成轉(zhuǎn)子干摩擦并造成轉(zhuǎn)子磨損。
下面結(jié)合附圖
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明附圖所示，為本裝置的組成原理圖。
本裝置由變頻調(diào)速器5、變頻高速電機(jī)1、殼體6、軸承2、主動螺桿轉(zhuǎn)子3和從動螺桿轉(zhuǎn)子4組成。變頻調(diào)速器5的輸出端接變頻高速電機(jī)1的電源端子，向變頻高速電機(jī)1提供可變頻率的電源，變頻高速電機(jī)1的軸與主動螺桿轉(zhuǎn)子3連接，主動螺桿轉(zhuǎn)子3驅(qū)動從動螺桿轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)，螺桿轉(zhuǎn)子分為陰、陽轉(zhuǎn)子，陰、陽轉(zhuǎn)子相互嚙合，轉(zhuǎn)子外園與殼體6配合，當(dāng)嚙合的陰、陽轉(zhuǎn)子對3和4旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子齒槽與殼體6之間的容積會發(fā)生改變，從而實現(xiàn)氣體的吸入、壓縮和排出，完成連續(xù)的氣體壓縮循環(huán)。
本裝置的主動螺桿轉(zhuǎn)子3為陽轉(zhuǎn)子，從動螺桿轉(zhuǎn)子4為陰轉(zhuǎn)子。
變頻高速電機(jī)1可以通過變頻調(diào)速器5改變輸入電源頻率調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，來實現(xiàn)螺桿氣體壓縮機(jī)的全過程無級變速能量調(diào)節(jié)，使壓縮裝置始終在最高效狀態(tài)下工作。本裝置的變頻調(diào)速器5可設(shè)定變頻高速電機(jī)啟動時間，能使機(jī)組緩慢啟動，防止啟動電源沖擊，實現(xiàn)軟啟動。
采用高速電機(jī)(專門開發(fā)、適合大范圍的變頻調(diào)速，適用于高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn))，直接驅(qū)動轉(zhuǎn)子，在額定工況下通過提高電機(jī)電源的工作頻率(約150Hz)，提高轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速(可接近9000rpm)。
為了適應(yīng)高轉(zhuǎn)速、大排氣量的運(yùn)轉(zhuǎn)，對螺桿式氣體壓縮機(jī)的進(jìn)、排氣道需進(jìn)行適當(dāng)加大。
由于專用高速電機(jī)和專用變頻器可實現(xiàn)輸出功率與輸入頻率成正比，所以，在50Hz以上運(yùn)行時，該裝置仍能正?？煽康貪M載運(yùn)行，而常規(guī)電機(jī)和常規(guī)變頻器就不能直接實現(xiàn)升速運(yùn)行，因為在50Hz以上時，普通電機(jī)的輸入頻率增加，電機(jī)的輸出功率并不增加，而輸出轉(zhuǎn)矩反而減少，因此，壓縮機(jī)不能工作在50Hz以上。
本裝置的螺桿式氣體壓縮機(jī)械部分與常規(guī)的螺桿式氣體壓縮機(jī)相同。
權(quán)利要求
1.一種螺桿式氣體壓縮裝置，它由殼體、軸承、主動螺桿轉(zhuǎn)子和從動螺桿轉(zhuǎn)子組成；其特征在于它還有一個變頻調(diào)速器和一個變頻高速電機(jī)；變頻調(diào)速器的輸出接變頻高速電機(jī)，變頻高速電機(jī)的軸與主動螺桿轉(zhuǎn)子連接，主動螺桿轉(zhuǎn)子驅(qū)動從動螺桿轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)氣體壓縮循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿式氣體壓縮裝置，其特征在于通過變頻高速電機(jī)升速運(yùn)轉(zhuǎn)，可使螺桿機(jī)的壓縮量增大，并且相對串氣量減少，COP值增加，從而增大制冷量，降低制冷成本。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿式氣體壓縮裝置，其特征在于所述變頻高速電機(jī)可通過改變輸入電源頻率調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速從而實現(xiàn)螺桿氣體壓縮機(jī)的全過程無級變速能量調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿式氣體壓縮裝置，其特征在于所述變頻調(diào)速器設(shè)置有延長啟動時間程序，可實現(xiàn)壓縮機(jī)的軟啟動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種由變頻調(diào)速器、變頻高速電機(jī)、殼體、軸承、主動螺桿轉(zhuǎn)子和從動螺桿轉(zhuǎn)子組成的螺桿式氣體壓縮裝置，該裝置可通過改變變頻高速電機(jī)電源頻率調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)全過程無級變速能量調(diào)節(jié)，同時，電機(jī)轉(zhuǎn)速可在遠(yuǎn)大于工頻電源同步轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，大幅提高螺桿式氣體壓縮裝置的排氣量，使壓縮裝置的單位制冷量成本下降，減小了機(jī)組體積。
文檔編號F04C18/14GK1420281SQ0112907
公開日2003年5月28日 申請日期2001年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月19日
發(fā)明者劉永言 申請人:成都希望電子研究所