制冷压缩机系列讲座（二十三）：螺杆式制冷压缩机 I —基本结构和工作原理
信息来源：中国制冷空调技术网 更新日期： 2009-2-18
关键词：制冷压缩机，螺杆式制冷压缩机，基本结构，工作原理
基本结构和工作原理
螺杆式压缩机最早由德国人 H. Krigar 在 1878 年提出，直到 1934 年瑞典皇家理工学院 A. Lysholm 才
奠定了螺杆式压缩机 SRM 技术，并开始在工业上应用，取得了迅速的发展。20 世纪 50 年代时，就有喷油
螺杆式压缩机应用在制冷装置上，由于其结构简单，易损件少，能在大的压力差或压力比的工况下，排气
温度低，对制冷剂中含有大量的润滑油（常称为湿行程）不敏感，有良好的输气量调节特性，很快占据了
容量往复式压缩机的使用范围，而且不断地向中等容量范围延伸，广泛地应用在冷冻、冷藏、空调和化工
工艺等制冷装置上。以它为主机的螺杆式热泵从 20 世纪 70 年代便开始用于采暖空调方面，有空气热源型、
水热泵型、热回收型、冰蓄冷型等。在工业方面，为了节能，亦采用螺杆式热泵作热回收。
目前，螺杆式压缩机应用越来越广泛，各种开启式和半封闭式螺杆式压缩机已形成系列，近几年又出
现全封闭系列螺杆式压缩机。双螺杆式压缩机简称螺杆式压缩机，由两个转子组成，而单螺杆式压缩机由
一个转子和两个星轮组成，它们制冷和制热的输入功率范围已发展到 10～1000KW，基于螺杆式和单螺杆
式压缩机一系列的优点，其研究和开发领域十分广泛，性能优化潜力很大。
图 23-1 螺杆式制冷压缩机组及循环系统
1-螺杆式压缩机 2-油分离器 3-油过滤器 4-液压泵 5-油冷却器 6-油分配管 7-冷凝器 8-节流装置 9-蒸发器
在典型单机螺杆式压缩机制冷循环原理图中，作为循环四大部件之一的螺杆式压缩机往往以机组形式
出现，图 23-1 中虚线所围成方框表示循环中螺杆式制冷压缩机机组。由于螺杆式制冷压缩机以喷射大量的
油来保持其良好的性能，因此，在机组中除主机——螺杆式压缩机 1 外，往往还有辅机——油分离器 2、
油过滤器 3、液压泵 4、油冷却器 5、油分配管 6 等。随着螺杆式压缩机向小型化封闭式的发展，在新技术
推动下，这些辅机有的不断地被简化或省略。
图 23-2 开启式螺杆压缩机的转子、气缸和端盖结构外形图
1-吸气端盖 2-阴转子 3-气缸 4-滑阀 5-排气端盖 6-阳转子
螺杆式压缩机是靠气缸中一对含有螺旋齿槽的转子相互啮合，造成由齿型空间组成的基元容积的变化，
进行制冷剂气体压缩。图 23-2 是开启式螺杆式压缩机的一对螺旋齿槽转子、气缸和两端盖的外形。由图可
知，压缩机的 字形气缸 3 里存放着一对转子，其中一个有凸齿槽的转子称阳转子 6，另一个有凹齿槽的
转子称阴转子 2，气缸的左右有吸气端盖 1 和排气端盖 5，一对转子支承在左右端盖的轴承上。转子之间以
及转子与气缸、端盖间留有很小的间隙。吸气端盖和气缸上部设有轴向和径向进气孔口，排气端盖和滑阀
4 上分别设有轴向和径向排气孔口。滑阀可以在气缸上左右移动，进行输气量调节或卸载启动。当螺杆式
压缩机运转时，通常阳转子带动阴转子，由阴阳转子凹凸齿槽、啮合密封线与气缸和端盖内壁所围成的
∞
∞
字形基元容积不断地变化。图 23-3a、b 为一对转子的俯视图，图 6-3c、d、e、f 为一对转子由下而上的仰
视图。当基元容积由最小向最大变化时，它与径向和轴向吸气孔口相通，进行吸气过程（图 23-3a、b、c）。
当基元容积达到最大时，便与吸气孔口隔开，吸气结束，此后，基元容积由最大逐渐变小，开始气体的压
缩过程（图 23-3d、 e）。当基元容积内气体压力升到一定压力时便开始与排气孔口接通，进行排气过程（图
23-3f），直到基元容积变为零为止。上述三个过程，随着转子不停运转，重复地进行。
必须指出的是螺杆式压缩机同往复式压缩机相比较时，因为它没有吸排气阀，故其 p V− 图还可能
出现如图 2-2 所示的过压缩现象和欠压缩现象。
图 23-3 螺杆式压缩机的工作原理图
主要参考文献：
1、缪道平，吴业正 主编，制冷压缩机。机械工业出版社，2004。
2、朱立 主编，制冷压缩机与设备。机械工业出版社，2005。
3、郁永章 主编，容积式压缩机技术手册。机械工业出版社，2005。
4、高等职业技术教育教材，制冷压缩机。中国商业出版社，2004。
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