羅茨風(fēng)機(jī)三葉與二葉轉(zhuǎn)子的性能比較

    1、基元容積和排量的比較

    現(xiàn)在有不少人認(rèn)為，三葉轉(zhuǎn)子鼓風(fēng)機(jī)由于比二葉轉(zhuǎn)子羅茨鼓風(fēng)機(jī)多了一個(gè)葉而簡(jiǎn)單的認(rèn)為在中心距外圓半徑相同的條件下，二葉轉(zhuǎn)子的鼓風(fēng)機(jī)比三葉的排氣量大，這是一種錯(cuò)誤的觀點(diǎn)。

    對(duì)于漸開線型的葉輪，由于面積利用系數(shù)和葉輪的頭數(shù)沒有關(guān)系，也就是在選用漸開線葉輪的時(shí)候，二葉和三葉的羅茨鼓風(fēng)機(jī)在主要參數(shù)相同的時(shí)候其排量是相同的。

通過(guò)上面的論述，在葉型選取適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，三葉的比二葉的理論輸氣量更大。所以說(shuō)文獻(xiàn) [3-4] 講的三葉是以了基元單元的容積來(lái)降低了它的噪聲，這句話是不恰當(dāng)?shù)模~的在降低噪聲的同時(shí)并沒有降低了它的排量，這正是三葉轉(zhuǎn)子其中之一的優(yōu)勢(shì)。

    2、噪聲及振動(dòng)大小的比較

    羅茨鼓風(fēng)機(jī)在工作過(guò)程中，氣體逆流壓縮產(chǎn)生強(qiáng)烈的空氣沖擊動(dòng)力噪聲，為了減少這種噪聲，在不改變整個(gè)容積的情況下，減少單個(gè)容積 V 的體積，從而減少霍而姆共振效應(yīng)，減小噪聲的目的。將二葉型變?yōu)槿~型，從而將容積從兩等分變?yōu)槿确?，減少了輸出氣流壓力的脈動(dòng)，而且排氣腔部分體積通過(guò)葉輪間隙回流到進(jìn)氣腔的氣體流量減少，氣體的擾動(dòng)減小，氣體的脈動(dòng)壓力減小，從而使鼓風(fēng)機(jī)的振動(dòng)減少。壓力脈動(dòng)是羅茨鼓風(fēng)機(jī)的主要噪聲源，三葉式鼓風(fēng)機(jī)能地降低噪聲達(dá) 5dB 。

為了進(jìn)一步減少羅茨鼓風(fēng)機(jī)的噪聲，對(duì)于三葉的葉型可以采用扭葉型，如圖 4 所示。這種結(jié)構(gòu)不可以進(jìn)一步擴(kuò)大鼓風(fēng)機(jī)的基元容積，而且可以進(jìn)一步減小羅茨鼓風(fēng)機(jī)的噪聲。當(dāng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)的葉輪扭轉(zhuǎn)角為 60 °時(shí)，其理論流量為定值，不勻度為 ；另一方面扭葉結(jié)構(gòu)還可以延緩回流過(guò)程，降低排氣脈動(dòng)。由于受到內(nèi)泄漏的影響，其進(jìn)氣流量些脈動(dòng)，但要比三葉直葉的要小。扭葉型的羅茨鼓風(fēng)機(jī)的排氣脈動(dòng)要比直葉型的小一些，三葉直葉型的排氣脈動(dòng)也比二葉的要小，但差別不是太明顯。二葉的轉(zhuǎn)子不可能利用扭葉這種形式，因?yàn)槿绻~的采用扭葉的話，其扭轉(zhuǎn)角要取 270 °，在葉輪正常嚙合的情況下，這種結(jié)構(gòu)是不可能實(shí)現(xiàn)的。而三葉的扭葉轉(zhuǎn)子，其包容角不小于 180 °，即可以滿足要求 。

    3、內(nèi)泄漏的比較

    在間隙大小及工作條件相同的情況下，三葉鼓風(fēng)機(jī)的內(nèi)泄漏流量往往比二葉的小一點(diǎn)?；莘e V 處于泄漏間隙與進(jìn)氣口之間，對(duì)內(nèi)泄漏流動(dòng)具有的阻隔作用。對(duì)二葉鼓風(fēng)機(jī)而言，容積 V 只在微小的角度范圍內(nèi)保持封閉狀態(tài)，阻隔作用不大。三葉鼓風(fēng)機(jī)的基本容積至 60 °的封閉旋轉(zhuǎn)過(guò)程，阻隔效果顯著一些，可以鼓風(fēng)機(jī)的容積效率。采用三葉轉(zhuǎn)子及逆流冷卻的鼓風(fēng)機(jī)，封閉容積內(nèi)的氣體處于吸排氣的中間壓力，這樣通過(guò)葉輪及端面的泄漏就不是從排氣壓力直接到吸氣壓力。對(duì)三葉扭葉轉(zhuǎn)子，當(dāng)排氣口呈對(duì)角線布置時(shí)，結(jié)合扭葉轉(zhuǎn)子逐漸嚙合的特點(diǎn)，使扭葉轉(zhuǎn)子工作時(shí)并不象直葉那樣能使基元容積與排氣口相通，在與排氣口連通前使基元容積中的氣體能在機(jī)殼內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)壓縮，這樣就比二葉轉(zhuǎn)子在同樣條件下的直接泄漏量還要小，容積比能也相應(yīng)降低 。

    4、轉(zhuǎn)子力學(xué)性能比較

    由于三葉葉輪和二葉的在葉型結(jié)構(gòu)上存在的的差異，在一般情況下，三葉轉(zhuǎn)子的力學(xué)性能要二葉的。在葉輪大小和氣體壓差相同的情況下，三葉轉(zhuǎn)子承受的的合力要比二葉轉(zhuǎn)子的小，大概是二葉轉(zhuǎn)子的 80% 。三葉轉(zhuǎn)子本身結(jié)構(gòu)的剛性就比二葉的好，而且在中心距、葉輪半徑和葉輪長(zhǎng)度相同，所用材料也相同的情況下，三葉的質(zhì)量要比二葉的稍微輕點(diǎn)。所以三葉轉(zhuǎn)子在葉輪和外殼的間隙及葉輪間的間隙方面，更具有優(yōu)勢(shì)。