Конструкция вихревого компрессора и принцип действия

Вихревой компрессор, обычно, образует с электродвигателем моноблочную конструкцию. Рабочее колесо размещено в корпусе и крышке корпуса с малыми торцевыми и радиальными зазорами, при это оно расположено, как видно на рисунке, консольно на валу электродвигателя. Электродвигатель, обычно крепится на раме. К корпусу компрессора со стороны окна всасывания присоединен воздушный фильтр для фильтрации всасываемого воздуха. Так как наличие нежелательных твердых частиц в рабочем канале может привести к заклиниванию рабочего колеса. В корпусе компрессора и крышке выполнены кольцевые рабочие каналы, которые в свою очередь перекрыты отсекателями, разделяющими области с разным давлением. Рабочие каналы рассчитываются по определенным правилам. Их геометрическая форма зависит от того, какие параметры нам необходимо получить от проектируемого компрессора (производительность, напор, давление).

Как же работает этот компрессор?

Воздух из атмосферы, проходя через воздушный фильтр попадает в рабочие каналы, где подхватывается лопатками рабочего колеса, который приводится в движение электродвигателем. Таким образом в рабочих каналах возникает вихрь. И чем больше воздух попадет на лопатки рабочего колеса, тем больше он получит от него энергии. Поэтому в нагнетательном патрубке мы получаем уже сжатый газ, который в дальнейшем и направляется потребителю.

Основным достоинством компрессора является отсутствие механического трения и смазки в рабочей полости, что обеспечивает экологическую чистоту подаваемого потребителю воздуха. По своим характеристикам компрессор близок к машинам объемного типа, таким как шестеренчатые и ротационно-пластинчатые и винтовые компрессоры. Однако, в отличие от них не содержит смазки, надежнее в эксплуатации и имеет значительно меньший уровень шума.

Также стоит отметить, что ломаться в этом компрессоре совершенно нечему. Единственное, что может выйти из строя, и выходит по истечению своего срока службы, - это подшипники. Однако подшипники определяют ресурс не только в вихревых компрессорах, но и в другой технике. Поэтому после замены подшипников, Вы, получается, опять начинаете использовать новый компрессор.

Однако Коэффициент полезного действия у данной машины один из самых низких, среди компрессоров. Все дело в том, что в вихревом компрессоре имеет место перетекание газа из области с высоким давлением в область с низким. Газ перетекает через торцевые зазоры. Но самые большие перетечки (до 30%) обуславливаются перетеканием газа в межлопаточном пространстве с нагнетания на всасывание. Горячий сжатый воздух попадает в область с холодным воздухом при атмосферном давлении, вследствие чего воздушные потоки смешиваются и воздух на всасывании нагревается. Из-за этого процесса, получается, что часть воздуха мы сжимаем впустую. Низкий КПД единственная причина, которая мешает применять вихревые компрессоры в более широких пределах.

Но, несмотря на это компрессор имеет обширную область применения как в производстве, так и в быту. Например, в пищевой промышленности, в системах водоочистки для аэрирования очищаемой воды, в системах откачки и фильтрации газов и так далее.

Таким образом мы получаем, что использование данного компрессора в интервале небольших давлений и производительностей в областях, где необходим сжатый безмасляный воздух наиболее выгодно по сравнению с другими видами компрессоров (поршневых и винтовых компрессорных станций)