1、涡旋压缩机的最初起源

1913年,瑞士工程师Rateau首次提出了利用旋转叶轮实现流体压缩的思想,这可以看作是涡旋压缩机的滥觞。随后到20世纪20年代,由Stalder、Birmann等人陆续对旋轮压缩机的原理进行了研究。这些研究为旋轮压缩机的诞生奠定了理论基础。

2、德国BBC公司的开创性作用

1926年,Brown Boveri Company(BBC)公司在瑞士巴登制造出了世界上第一台旋轮压空气机,标志着涡旋压缩机作为一种新型压缩机正式问世。这台旋轮压缩机采用不锈钢制造,转速为2万转/分钟。BBC公司在旋转叶轮结构、密封技术等方面进行了大量研究和测试,不断完善涡旋压缩机的性能。BBC的这些开拓性工作奠定了涡旋压缩机发展的基础。

3、美国通用电器公司的产业化发展

20世纪30年代,通用电器公司引进了BBC公司的涡旋压缩机技术,在美国形成自己的涡旋压缩机研究和生产体系。通用电器公司将涡旋压缩机的应用范围从高压缩比的空气压缩扩大到了低压缩比的工业过程气体压缩。同时他们改进了叶轮机械强度和密封结构,使涡旋压缩机的压缩功率不断增加,真正实现了其产业化发展。

4、日本IHI公司的技术自主和发展

二战后,日本IHI公司引入涡旋压缩机技术,并在材料和叶轮设计等方面进行创新,研制出性能优异的涡轮增压器和工业用大功率涡轮空气压缩机。60年代,IHI开发出蜂窝式涡轮 structure,大幅提高了涡轮效率和压差。IHI的技术积累为日本涡旋压缩机的发展奠定了基础。

5、国内涡旋压缩机的发展现状

我国在20世纪80年代开始引进涡旋压缩机技术。旋涡、太行等公司通过技术引进和消化吸收,掌握了涡旋压缩机的生产工艺,实现批量生产。目前中国在小型涡轮增压器上技术较为成熟,大功率涡轮压缩机还需要进一步发展。涡旋压缩机的进一步推广也需要完善设计计算和过程控制,实现性能和可靠性的全面提升。

涡旋压缩机是一种容积式压缩的压缩机，压缩部件由动涡旋盘和静涡旋组成。其中一个涡旋盘固定在机壳上，另一个涡旋盘则由电机驱动旋转。当气体被吸入涡旋盘之间的空腔中时，随着涡旋盘的旋转，气体被压缩并排出。

涡旋压缩机的工作原理类似于一个旋转的活塞，但它的效率更高，噪音更低。其工作原理是利用动、静涡旋盘的相对公转运动形成封闭容积的连续变化、实现压缩气体的目的。

涡旋压缩机的涡旋盘通常由铝合金制成，具有较高的强度和耐磨性。涡旋盘之间的空隙非常小，通常只有几微米，因此涡旋压缩机可以实现很高的压缩比。涡旋压缩机的电机一般采用变频控制，可以根据实际需要调节转速，从而实现不同的压缩比和流量。

涡旋式压缩机的优点

从具体结构上看，涡旋压缩机没有吸、排气阀，这大大提高了高速运转的可靠性。综合起来看，涡旋压缩机有以下几个主要特点：  

(1)属于第三代压缩机，多个压缩腔同时工作，相邻压缩腔之间的气体压差小，气体泄漏量少，容积效率高，可达98%，比第二代压缩机转子压缩机效率高5％左右。

(2)驱动动涡盘运动的偏心轴可以高速旋转，因此，涡旋式压缩机体积小重量轻。

(3)动涡盘与主轴等运动部件的受力变化小，整机振动小。

(4)没有吸 、排气阀，涡旋压缩机运转可靠，且特别适应于变转速运动和变频调速技术 。

(5)涡旋压缩机的压缩腔是由涡旋型线构成的，为多室压缩机构，当动涡盘中心绕静涡盘中心作圆周运动时，各压缩腔容积随主轴转角发生变化，将相应地减小或扩大，由此实现气体的吸入、压缩和排气过程，由于吸排气过程几乎连续进行，整机噪声很低 。

(6)轴向和径向柔性结构提高了涡旋压缩机的生产效率，而且保证轴向间隙和径向间隙的密封效果，不因摩擦和磨损而降低，即涡旋压缩机有可靠和有效的密封性，所以其制冷系数不是随运行时间的增加而减小，而是略有提高 。

(7)涡旋压缩机有着良好的工作特性，性能主要受自身压缩比和吸气压力的影响，排气压力范围广，适用各种室内、外环境，确保压缩机一直在高能效比下运行，从而保证空调机组的能效比。在热泵式空调系统中，特别表现在制热性能高、稳定性好、安全性高 。

(8)涡旋式压缩机无余隙容积，在结构上属于多室压缩，相邻的腔室内压力差别不是很大（近似连续变化），同时，动、静涡盘端面接触部的密封条靠轴向背压被压紧而使得动、静涡盘紧密接触，并在冷冻油的帮助下实现良好的密封效果，从而使得内泄漏几乎不存在；当密封条端平面被磨损后，可以沿轴向方向自动补偿，以保证动涡盘端面和静涡盘底面始终贴紧，而且压缩机工作时间越长，这些贴紧的相对运动面的配合越好，密封效果也越好，这些优点使得涡旋压缩机不存在二次压缩制冷剂气体的问题，是保持高容积效率运行的重要保障因素之一 。

(9)力矩变化小，平衡性高，振动小，运转平稳，从而操作简便，易于实现自动化 。

(10)因其自身运动部件少、没有往复运动机构，所以结构简单、体积小、重量轻、零件少（特别是易损件少），可靠性高，寿命在20年以上。

涡旋式压缩机的缺点

(1)其运动机件表面多是呈曲面形状，这些曲面的加工及其检验均较复杂，制造需高精度的加工设备及精确的调心装配技术，因此制造成本较高。 

(2)其运动机件之间或运动机件与固定机件之间，常以保持一定的运动间隙来达到密封，气体通过间隙势必引起泄漏，这就限制了回转式压缩机难以达到较大的压缩比，因此，大多数回转式压缩机多在空调工况下使用。

在使用涡旋压缩机之前，需要检查机器的各个部分是否正常，包括电源、油路、冷却水路等。此外，还需要检查机器的油位和油温是否符合要求。涡旋压缩机的油路非常重要，因为润滑油不仅可以减少摩擦和磨损，还可以带走热量，降低机器的温度。因此，在使用过程中，必须保证油路畅通，避免出现堵塞或泄漏等情况。

在使用涡旋压缩机时，需要注意机器的运转状态，包括声音、振动、温度等。一旦发现异常情况，应立即停止机器并进行检修。此外，还需要注意机器的负载情况，避免超载或欠载，以免影响机器的性能和寿命。

涡旋压缩机常见的故障包括泄漏、轴承损坏、电机故障等。针对不同的故障，需要采取不同的应对措施。例如，对于泄漏问题，可以通过更换密封轴承损坏问题，可以通过更换轴承或调整轴承间隙来解决；对于电机故障问题，可以通过更换电机或修复电机来解决。

除了上述常见故障外，涡旋压缩机还可能出现其他问题，例如涡旋盘磨损、油路堵塞等。对于这些问题，需要根据具体情况进行分析和解决。在维修涡旋压缩机时，需要注意安全，遵循相关的操作规程和标准，确保人身和设备的安全。

总之，涡旋压缩机是一种高效、低噪、体积小的重要设备，但在使用过程中也需要注意安全和维护。只有正确地使用和维护，才能保证机器的长期稳定运行。