羅茨風(fēng)機三葉與二葉轉(zhuǎn)子的性能比較

    1、基元容積和排量的比較

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

    對于漸開線型的葉輪，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候，二葉和三葉的羅茨鼓風(fēng)機在主要參數(shù)相同的時候其排量是相同的。

通過上面的論述，在葉型選取適當?shù)臅r候，三葉的比二葉的理論輸氣量更大。所以說文獻 [3-4] 講的三葉是以了基元單元的容積來降低了它的噪聲，這句話是不恰當?shù)?，三葉的在降低噪聲的同時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。

    2、噪聲及振動大小的比較

    羅茨鼓風(fēng)機在工作過程中，氣體逆流壓縮產(chǎn)生強烈的空氣沖擊動力噪聲，為了減少這種噪聲，在不改變整個容積的情況下，減少單個容積 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，而且排氣腔部分體積通過葉輪間隙回流到進氣腔的氣體流量減少，氣體的擾動減小，氣體的脈動壓力減小，從而使鼓風(fēng)機的振動減少。壓力脈動是羅茨鼓風(fēng)機的主要噪聲源，三葉式鼓風(fēng)機能地降低噪聲達 5dB 。

為了進一步減少羅茨鼓風(fēng)機的噪聲，對于三葉的葉型可以采用扭葉型，如圖 4 所示。這種結(jié)構(gòu)不可以進一步擴大鼓風(fēng)機的基元容積，而且可以進一步減小羅茨鼓風(fēng)機的噪聲。當羅茨鼓風(fēng)機的葉輪扭轉(zhuǎn)角為 60 °時，其理論流量為定值，不勻度為 ；另一方面扭葉結(jié)構(gòu)還可以延緩回流過程，降低排氣脈動。由于受到內(nèi)泄漏的影響，其進氣流量些脈動，但要比三葉直葉的要小。扭葉型的羅茨鼓風(fēng)機的排氣脈動要比直葉型的小一些，三葉直葉型的排氣脈動也比二葉的要小，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，因為如果二葉的采用扭葉的話，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)機的內(nèi)泄漏流量往往比二葉的小一點。基元容積 V 處于泄漏間隙與進氣口之間，對內(nèi)泄漏流動具有的阻隔作用。對二葉鼓風(fēng)機而言，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)機的基本容積至 60 °的封閉旋轉(zhuǎn)過程，阻隔效果顯著一些，可以鼓風(fēng)機的容積效率。采用三葉轉(zhuǎn)子及逆流冷卻的鼓風(fēng)機，封閉容積內(nèi)的氣體處于吸排氣的中間壓力，這樣通過葉輪及端面的泄漏就不是從排氣壓力直接到吸氣壓力。對三葉扭葉轉(zhuǎn)子，當排氣口呈對角線布置時，結(jié)合扭葉轉(zhuǎn)子逐漸嚙合的特點，使扭葉轉(zhuǎn)子工作時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殼內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時產(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。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。