在小型制冷空調(diào)領(lǐng)域目前主要采用的壓縮機(jī)為：往復(fù)活塞式、滾動轉(zhuǎn)子式、渦旋式、擺動轉(zhuǎn)子；活塞的運動是**的繞自身軸線的轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)盤的運動是有兩種運動的合成：一是繞自身軸線的轉(zhuǎn)動，另一是其軸線始終通過球形缸的球心，并在以球形缸的球心為頂點，錐角為2a、軸線與主軸軸線重合的錐體表面周向移動（即轉(zhuǎn)盤的軸線掃過上述錐體的錐面），移動的周期與主軸旋轉(zhuǎn)的周期同步。

　　以上空間機(jī)構(gòu)的運動都是旋轉(zhuǎn)性質(zhì)的運動，故沒有高振動運動件，這種空間運動的合成結(jié)果為：活塞和轉(zhuǎn)盤有一周期性的相對擺動，擺動的周期為主軸旋轉(zhuǎn)周期的一倍，擺動的幅度為4a；利用這種相對擺動作為容積變化的基本運動要素，利用活塞的旋轉(zhuǎn)以及活塞體上球形表面與球形缸內(nèi)表面的配合，作為所有進(jìn)排氣口打開、關(guān)閉的基本要素。

　　1.2球形壓縮機(jī)的優(yōu)點1.2.1密封可靠：任何需要防止工質(zhì)泄漏的動密封處，都能設(shè)計成具有相當(dāng)寬度的面配合動密封，使其達(dá)到可靠的密封效果，并成為良好的潤滑面，減少工質(zhì)泄漏；1.2.2無進(jìn)排氣閥：各級壓縮、膨脹過程均不需要設(shè)置進(jìn)排氣閥，減少能耗減低噪音，成本低，靠性好；1.'2.3兩相流動好，抗液擊力強(qiáng)：由于每個工作室都是繞活塞軸線做旋轉(zhuǎn)運動，其機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式有利于通過對氣道位置及局部結(jié)構(gòu)的設(shè)計，使缸內(nèi)液體在旋轉(zhuǎn)離心力的作用下順利排出，避免液擊，改善兩相流動。

　　1.2.4結(jié)構(gòu)緊湊、零件少：在實現(xiàn)多級壓縮膨脹時仍然只有三個運動件，空間占用小。

　　1.2.5運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，高速變頻性能好：由于無氣閥，零件受力潤滑好，無往復(fù)運動件和能引起高振動的運動件，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，高速變頻性能好；1.2.6能耗低：由于無氣閥、密封可靠、運動件少，零件受力潤滑好等特點，故效率篼、能耗低；1.2.7制造成本低：由于零件基本為球面、圓柱面、平面，并且數(shù)量少，所以易于制造而且制造成本低。

　　第笛二部分、由。冰箱、K縮和。坊太1.3運動及動力分析設(shè)定：6――主軸轉(zhuǎn)角；――活塞繞其軸線的轉(zhuǎn)角，￠1――轉(zhuǎn)盤繞其軸線的轉(zhuǎn)角；-主軸轉(zhuǎn)速；-塞繞其軸線的轉(zhuǎn)速；一活塞角加速度；-轉(zhuǎn)盤繞其軸線的轉(zhuǎn)速；朽dt―-轉(zhuǎn)盤角加速度；a――活塞軸線和轉(zhuǎn)盤軸線與主軸軸線的夾角；V―工作容積（每一級對稱兩個工作腔，容積變化周期720°，相位差為360°）；由空間機(jī)構(gòu)運動、動力分析得：在（5），K為結(jié)構(gòu)常數(shù)，結(jié)構(gòu)尺寸確定后K為定值。

　　第圖A中為a分別為5°、10°、20°時￠）的曲線圖：1.4.1由以上的運動分析可知，在球形壓縮機(jī)中活塞和轉(zhuǎn)盤各繞其自身軸線的轉(zhuǎn)動是不均勻的，這也是引起球形壓縮機(jī)震動的**要素。但從動力特性分析可以看出，當(dāng)a角小于20°時，這種不勻速引起的值非常小，所以只要通過優(yōu)化設(shè)計，選取合適的a角就能使球形壓縮機(jī)的振動非常小，有很好的運轉(zhuǎn)平順性。

　　1.4.2通過圖D可知，工作容積F=/（句的變化趨勢在開始進(jìn)氣或排氣結(jié)束時非常緩慢，這一特點有利于利用缸內(nèi)余隙容積，使開設(shè)在球形缸內(nèi)表面上的進(jìn)排氣口在圓周方向隔開足夠的距離，防止高低壓腔間竄氣。

　　1.4.3F=的周期為72（T，這一特點有利于進(jìn)排氣獲得較長的時間，從而減少流動損失，有利于氣道設(shè)計。

　　1.4.4由結(jié)構(gòu)分析可知，球形缸內(nèi)徑一定時a角增大有利于工作容積V的增加，V正比于4a，但過大的a角將會導(dǎo)致密封面的寬度下降和活塞、轉(zhuǎn)盤的不勻速轉(zhuǎn)動增加，因此應(yīng)用時要根據(jù)不同的使用條件要求作全面的優(yōu)化。

　　1.4.5由=/）圖可知，在a角小于20°時，活塞和轉(zhuǎn)盤繞其自身軸線的平均轉(zhuǎn)速等于并且波動不大。因此活塞和轉(zhuǎn)盤外表面與球形缸內(nèi)表面的摩擦速度大致正比于頁這一特性對高速變頻特別有利。

　　1.4.6由于轉(zhuǎn)盤在運動中有一位置使其軸線與活塞的軸線重合，而在這一位置是機(jī)構(gòu)運動傳遞死點，所以可以在主軸上合適位置設(shè)置停車限位裝置（磁力或偏心凸輪式都可以），使壓縮機(jī)在停機(jī)時不停在此位置，也可以在電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子上設(shè)置此類裝置。

　　1.4.7潤滑系統(tǒng)的布置可以方便進(jìn)行，只要不破壞密封、不形成泄漏通道即可。

　　1.4.8活塞與活塞鉸鏈支撐組合完畢裝進(jìn)球形缸后，緊固螺釘?shù)穆菝迸c活塞鉸鏈支撐上的螺帽過孔以及球形缸內(nèi)表面之間形成了空隙容積，這一空隙容積的存在會積存工質(zhì)和潤滑油。所以必須在組合完成后還未裝進(jìn)球形缸前設(shè)置專門的工藝，用合適的材料將這一空隙容積填充，也可以加工專用的堵塊填充。同時要求：當(dāng)壓縮機(jī)工作時這些填充物和堵塊不能與球形缸內(nèi)表面產(chǎn)生大的摩擦功耗。

　　1.4.9轉(zhuǎn)盤和主軸均有相對于主軸軸線的質(zhì)量偏心，這種偏心引起的不平衡完全可以采取在主軸外端或在電機(jī)轉(zhuǎn)子上加平衡塊的方式完全平衡。

　　1.4.10由可以看出：102氣道與主軸孔間的動密封面較窄，但在全封閉式結(jié)構(gòu)中，主軸孔中的壓力與12進(jìn)氣道壓力均為中間壓力，故此處亦不能成為密封的薄弱環(huán)節(jié)。

　　了以看出：301氣道是布置在活塞體表面，這樣的優(yōu)點是易于制造，缺點是增加了泄露線的長度；也可以將301氣道不開在活塞表面，而是采用在活塞體上開貫通孔道方式，這樣可以減少泄露線長度。

　　1.S應(yīng)用領(lǐng)域分析同所有機(jī)型的壓縮機(jī)比，球形壓縮機(jī)也受到其結(jié)構(gòu)特點的限制，存在有效使用范圍，這些限制因素主要是：活塞和轉(zhuǎn)盤表面與球形缸內(nèi)表面的相對運動速度不宜過高，這一速度過高將導(dǎo)致機(jī)械效率下降，因此結(jié)構(gòu)尺寸不宜過大；活塞和轉(zhuǎn)盤木勻速轉(zhuǎn)動引起的震動不宜過高，盡管這一振動在cr角不大時其值很小，但如果活塞與轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)尺寸過大，就會使零件的轉(zhuǎn)動慣量增大，從而導(dǎo)致振動增大。因此球形壓縮機(jī)在小型制冷空調(diào)領(lǐng)域有很好的特性，但不宜用于大型制冷空調(diào)領(lǐng)域。

　　制造可行性球形壓縮機(jī)的特點是：主要零件需加工表面都為規(guī)整的平面、球面或圓柱面，這非常有利于制造。個別局部有不能采用旋轉(zhuǎn)切削加工的部位，可以采用拉削加工或其他現(xiàn)有方式確保加工精度和大批量生產(chǎn)的效率。

　　分析制造可行性時，既要結(jié)合現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展水平，還要與現(xiàn)有的已經(jīng)大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行對比。更重要的是要考慮此類產(chǎn)品不是單件小批量生產(chǎn)，而是大規(guī)模的工業(yè)化制造，*終都是以大量的高精度專用加工制造手段作為保證。

　　不能以單件小批量的樣機(jī)制造難度判定其產(chǎn)業(yè)化的前景，如果以這種觀點分析，那么渦旋式壓縮機(jī)、擺動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)還有其他幾種螺旋式壓縮機(jī)都無法接受，之所以大家都對這類壓縮機(jī)的生產(chǎn)習(xí)以為常，那是因為大量的專用設(shè)備己經(jīng)使用，而這正是技術(shù)帶動裝備制造業(yè)的范例。

　　球形壓縮機(jī)的制造難度至少低于渦旋式壓縮機(jī)，因此只要在綜合性能上球形壓縮機(jī)有突破性表現(xiàn)，大規(guī)模工業(yè)制造沒有任何問題；同時只要球形壓縮機(jī)被市場接受，肯定會為裝備制造業(yè)帶來新的機(jī)遇，帶動其發(fā)展。

　　球形壓縮機(jī)零件少，無氣閥，特別是應(yīng)用于多級壓縮和膨脹壓縮工況時優(yōu)勢更大，因此球形壓縮機(jī)的制造成本將不會是廣泛應(yīng)用的障礙，相反在許多應(yīng)用領(lǐng)域球形壓縮機(jī)還具有綜合造價低的優(yōu)勢。

　　重要應(yīng)用領(lǐng)域二氧化碳跨臨界循環(huán)球形壓縮機(jī)能在單缸內(nèi)實現(xiàn)多級壓縮、膨脹的特點能很好的應(yīng)用于二氧化碳跨臨界循環(huán)工況，無論是單級壓縮帶膨脹、二級壓縮帶膨脹或是多級壓縮帶多級膨脹的工況下，球形壓縮機(jī)都有極大的競爭力。球形壓縮機(jī)密封性好、無氣閥、零件少、振動小、兩相流動好、高速變頻性能好的優(yōu)勢能為二氧化碳跨臨界循環(huán)提供結(jié)構(gòu)緊湊、工作平穩(wěn)的高效一體化的膨脹壓縮機(jī)。

　　使用HFC、HC工質(zhì)的冰箱循環(huán)3.2.1常規(guī)單級壓縮循環(huán)：與現(xiàn)廣泛使用的往復(fù)式壓縮機(jī)相比，球形壓縮機(jī)無進(jìn)排氣閥、運動件少、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、有可靠的密封、高速變頻性能好、抗液擊能力強(qiáng)等優(yōu)點將提高冰箱的綜合性能。3.2.2建立新型的二級壓縮冰箱循環(huán)：球形壓縮機(jī)在實現(xiàn)多級壓縮時的優(yōu)勢能有力支持冰箱行業(yè)應(yīng)用其建立新型冰箱二級壓縮帶中間冷卻循環(huán)。這將大幅度降低冰箱的能耗，達(dá)到在現(xiàn)有壓第縮機(jī)技術(shù)情況下難以實現(xiàn)的節(jié)能指標(biāo)。同時還能提高冰箱的綜合性能，極大地提高產(chǎn)品的市場競爭力。

　　HFC、HC工質(zhì)的其他空調(diào)制冷循環(huán)球形壓縮機(jī)以其自身的特點完全有取代擺動轉(zhuǎn)子式、滾動活塞式的優(yōu)勢。其密封可靠、工作平穩(wěn)、無進(jìn)排氣閥、抗液擊能力強(qiáng)高速變頻性能好能帶來綜合競爭力。

　　球形壓縮機(jī)可緊湊、高效實現(xiàn)多級壓縮的優(yōu)點能使其有效應(yīng)用于低溫制冷多級壓縮循環(huán)。

　　技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析通過對C02球形壓縮機(jī)（二級壓縮一級膨脹）進(jìn)行的初步理論分析表明：4.1<：02球形膨脹壓縮機(jī)適用于25HP以下的制冷、空調(diào)、冰箱領(lǐng)域。

　　42C02球形膨脹壓縮機(jī)的能效比Cop高于所有使用傳統(tǒng)工質(zhì)單級壓縮機(jī)10-30%以上。

　　4.3C02球形膨脹壓縮機(jī)的制造難度低于渦旋式、螺桿式壓縮機(jī)，對材無特殊要求。

　　4.4與所有使用傳統(tǒng)工質(zhì)的單級壓縮機(jī)相，C02球形膨脹壓縮機(jī)的制造成本低于渦旋式>與往復(fù)式相當(dāng)或略高；高于滾動活塞式；但如果考慮使用C02作為工質(zhì)后節(jié)省了昂貴的制冷劑費用，C02球形膨脹壓縮機(jī)的綜合成本低于所有形式的壓縮機(jī)。

　　4.5與己知的所有其它形式的C02膨脹壓縮機(jī)相比，￡球形膨脹壓縮機(jī)的制造成本只是其20―50%.結(jié)束語：球形壓縮機(jī)目前還處在以理論研究為主的階段，要達(dá)到工程應(yīng)用階段還要做許多工作，非常希望得到有關(guān)專家學(xué)者的指導(dǎo)與合作。當(dāng)然這一事業(yè)也非常希望得到企業(yè)家的推動。

　　20年來過我國制冷空調(diào)行業(yè)的發(fā)展的確取得了巨大成就，10―20年前的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和市場形勢決定了大量、成套引進(jìn)技術(shù)和生產(chǎn)線，這也符合當(dāng)時的國情。但也應(yīng)該看到在這一行業(yè)我國至今在世界上還沒有擁有主體性核心技術(shù)，大量的研究工作是對引進(jìn)技術(shù)、產(chǎn)品的消化吸收和局部的改進(jìn)，而許多企業(yè)仍習(xí)慣于“拿來主義”，等著國外有了新一輪的技術(shù)、產(chǎn)品又準(zhǔn)備采取成套引進(jìn)的辦法。與10―20年前不同的是，在這一行業(yè)我國現(xiàn)在的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和市場規(guī)模以及研究開發(fā)能力有了極大改善，對熱衷引進(jìn)而沒有形成自有主體核心技術(shù)的市場教訓(xùn)也有深刻的體會。國家也在多方面倡導(dǎo)、支持核心技術(shù)的創(chuàng)新，支持裝備制造業(yè)的發(fā)展。因此業(yè)內(nèi)人士也應(yīng)該互相支持形成敢于在世界上獨樹一幟的學(xué)術(shù)研究氣氛和產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路，有著巨大實力和發(fā)展眼光的企業(yè)家當(dāng)然是*合適的推動者，希望球形壓縮機(jī)的出現(xiàn)能成為推動這一產(chǎn)業(yè)發(fā)擇的技術(shù)要素之一。