2.3 压缩机的分类

2.3.1 压缩机的分类方式

以压缩机的工作原理及结构来分类是最基础的分类方式，也是被广泛接受的方式，GB/T 4976—2017《压缩机分类》对此做出了规范，如图2-7所示。

拓展阅读

（1）由于可用于压缩机的结构及变种非常多，因此无法全部都体现，如斜盘式”“滚动活塞式”“（齿式）旋齿式”等。

（2）在英语国家与日本称为往复式，在俄国与德国等非英语欧洲国家称为活塞式。

（3）在有些国外资料中，回转式包括叶轮式，将压缩机只分为往复式与回转式两类。

（4）三角转子压缩机在国外文献中用发明者菲力斯·汪克尔（Felix Wanker）命名。

（5）罗茨式，在我国所有结构的压缩机都有中国自己的命名，唯有罗茨式一直沿用发明者Roots姓氏称呼，有资料也称作“鲁氏”。

（6）透平式是“Turbine”的音译，“Turbine”源于拉丁文“turbo”一词，意为旋转物体，也称“涡轮”。

1.容积式压缩机

通过改变工作腔容积的大小，来提高气体压力的压缩机。

1）往复式压缩机 通过活塞在气缸内做往复运动或膜片在气缸内做反复变形来压缩气体，以提高气体压力的压缩机。

（1）轴驱动压缩机 具有曲轴旋转运动的往复压缩机。

① 活塞压缩机 通过活塞在气缸内做往复运动来压缩气体的轴驱动压缩机。

② 隔膜压缩机 机械直接或通过液压驱动膜片变形来完成压缩循环的轴驱动压缩机。

（2）自由活塞压缩机 通过对动活塞直接压缩介质，利用气垫作用或同步机构等方式来完成活塞返程和同步的无曲轴往复压缩机。

（3）线性压缩机 由线性电机直接驱动活塞来压缩气体的往复式压缩机。

2）回转压缩机 通过一个或几个转子在气缸内做回转运动，使工作容积产生周期性变化，从而实现气体压缩的压缩机。

（1）涡旋压缩机 由动涡盘和静涡盘构成，并以动涡盘平动与静涡盘啮合为特征，实现气体压缩的回转压缩机。

（2）液环压缩机 通过工作轮旋转，在离心力作用下甩出液体，形成一个紧贴气缸内壁的液环，在两相邻叶片与液环之间构成一周期性扩大与收缩的扇形空间，从而完成气体压缩的回转压缩机。

（3）滑片压缩机 在偏心配置的转子上装有径向往复运动的滑片，滑片紧贴气缸内壁并随转子旋转而构成基元容积的周期变化，以达到气体压缩的回转压缩机。

（4）三角转子压缩机 依靠三角形旋转活塞在近似椭圆形气缸内运动，从而实现气体压缩的压缩机。

（5）双螺杆压缩机 通过两个螺旋形转子按一定的传动比相互啮合回转而压送气体的压缩机。

（6）单螺杆转子 通过蜗杆与星轮的啮合运动实现压送气体的回转压缩机。

2.动力式压缩机

通过提高气体运动速度，将其动能转换为压力能来提高气体压力的压缩机。

1）透平压缩机 具有回转叶片、轮盘或叶轮的动力式压缩机。

（1）轴流压缩机 气体在压缩机级内近似的在圆柱表面上沿轴线方向流动的透平压缩机。

（2）离心压缩机 气体在叶轮叶道内沿径向方向流动的透平压缩机。

（3）混流压缩机 气体沿着介于轴向和径向之间的方向流动的透平压缩机。

2）引射器 一种没有运动元件的动力式压缩机。利用高速气体或蒸汽喷射流带走吸入的气体，然后通过转换混合气体的动能来提高气体的压力。

3.几种不同类型压缩机的特性比较

表2-4对几种不同类型压缩机的热力性能与结构特点进行了比较。

2.3.2 压缩机的其他分类方式

前面内容已经学习到根据压缩机的工作原理可分为容积式和动力式两大类。结合压缩机的功能和用途，我们还可以发现压缩机应用于不同的行业和领域，其压缩介质种类很多。在不同领域中使用时，压缩机的排气压力也不尽相同。而这些不同必然导致压缩机的特性或者压缩机的设计不同。

因此，除了工作原理外，我们还可以从多个维度去了解压缩机，对压缩机进行分类。显然，这是有实际工程价值的，一些分类名称甚至较原理分类名称更为大众所熟知，这些分类将有助于大家更全面地了解压缩机。

1.按用途分类（表2-5）

2.按排气压力分类（表2-6）

3.按容积流量（排气量）分类（表2-7）

4.按压缩级数分类（表2-8）

根据理想气体状态方程，在一个连续的气体压缩过程中，原动机的机械能转换为气体的内能，随着气体压力的提高，气体的温度必然逐渐上升。再就是相等质量、相等压力的气体，温度越低，体积越小，压缩所消耗的功越小。另外，压比越大，压缩机内泄漏越大，功耗将越大。

因此，可以将一次压缩分为两次或多次压缩，将经过前一级压缩的气体通过冷却以降低气体温度，减小气体的体积，降低功耗，提高压缩机的能源效率。

小贴士

理论上可以无限级数以达到“等温圧缩”的效果。事实上，是否采用多级压缩设计，需要综合考虑多种因素，如工况的需要、制造工艺、材料、效费比。

5.按冷却方式分类

压缩机在气体压缩过程中释放大量的热，同时压缩机的动部件摩擦也会产生热量，这会造成压缩机机体温度升高，因此压缩机是需要冷却的。根据压缩机机体的冷却方式不同，可分为风冷压缩机、水冷压缩机等。

小贴士

在压缩过程中，向压缩腔中喷液（油）有冷却压缩气体的作用（此外还具有润滑和密封的作用），这通常不认为是压缩机的冷却方式，而只是将其视为冷却介质。压缩机热量最后被带离机组的主要方式才被认为是该压缩机的冷却方式。例如，喷油螺杆空气压缩机，压缩腔中喷入大量润滑油（冷却剂）带走压缩过程中产生的部分热量，但这些热量最后都需要在冷却器中被冷却，这里的冷却器的冷却方式才被认为是该压缩机的冷却方式。

6.按润滑方式分类（表2-9）

压缩机作为一种动设备，有大量的运动部件，这些运动部件之间必然存在摩擦。为了减少摩擦，提高压缩机的可靠性，必然需要对摩擦部件进行润滑。所以，按照润滑方式，可分为有油润滑压缩机、少油润滑压缩机、无油润滑压缩机、全无油润滑压缩机4种。

小贴士

有油润滑压缩机和少油润滑压缩机比较容易理解，无油润滑压缩机和全无油润滑压缩机的区别在于，前者是在正常情况下压缩腔内不存在润滑油，但压缩机的其他部件仍可能使用润滑油润滑，在密封系统异常的情况下，仍有可能造成压缩腔含油。而后者能够确保压缩腔不可能有油或油脂进入，除非压缩机吸入的空气中含油，否则排出的压缩空气中不应当有油。

7.按密封结构特征分类（表2-10）

上一个分类讲的是压缩机的压缩腔的密封，我们跳出来，看看压缩机整体与外界的密封问题。我们已经知道压缩机的作用是提高气体的压力，当气体的压力提高了以后，就有可能向环境泄漏（真空泵相反，环境气体向压缩机内部泄漏）。

对于空气压缩机来说，这并不需要采取过多的措施，但对于一些珍稀气体、易燃易爆气体（如氢气），对环境和人体有危害的有毒气体（如氨气、氯气）等（事实上，除了少数气体是较为安全外，大部分气体都有一定的危害性），就必须采取相应的密封结构。

根据不同的压缩介质和使用工况，工程师们设计了不同的密封方案，根据密封特征的不同，可分为开启式润滑压缩机、半封闭润滑压缩机、全封闭润滑压缩机。

开启式压缩机的轴伸出机壳，然后通过不同的传动方式与原动机联接，这种压缩机结构简单，易于制造。但动密封的方式或多或少都存在泄漏的可能性，因此对于危险气体不能采用这种方式，而空气无害，故空气压缩机几乎都采用的是这种方式。

半封闭式压缩机和电机共用一个外罩，外罩采用法兰和螺栓固定（可拆卸），这种静密封方式较开启式要好得多，但仍然有泄漏的可能，尤其是压缩机内部压力比环境压力低时。

全封闭压缩机和半封闭压缩机的区别是其机壳不可拆卸，一般是通过焊接连接，只要是焊接工艺可靠，材料没有缺陷或不发生腐蚀，密封性能是最可靠的。

显而易见，危险气体采用全封闭的压缩机是最可靠的，但全封闭的压缩机不可拆卸，如果压缩机可靠性不高，需要保养和维修，往往无法采用全封闭的密封结构。这时需要考虑采用半封闭的密封结构。

小贴士

在工程中，微型制冷压缩机常采用全封闭密封结构，如冰箱、家用空调的制冷压缩机。中型危险气体压缩机多采用半封闭密封结构，如商用空调、冷库的制冷压缩机。一些大型危险气体压缩机因为半封闭密封结构复杂，机壳太过于巨大，制造难度大、制造材料和制造成本较高，也会采用开启式密封结构，当然，这时就必须采取其他安全措施。

8.按基础、传动方式分类

按所需基础的特征可分为移动式压缩机和固定式压缩机。前者通常安装在底盘上，大多数设计有车轮，可被牵引移动，供建筑工地、路桥施工、勘探打井、采矿掘进、野外作业等频繁需要变换作业地点的工况使用。后者在某个固定的地方使用（通常是在长期从事生产制造的工厂，位置固定），有些类型的压缩机对地基还有较高要求。

移动式压缩机和固定式压缩机的原动机通常也有所区别，移动式压缩机有内燃机驱动或电机驱动，当内燃机采用柴油机时俗称“柴移”、采用电机时俗称“电移”，固定式压缩机主要是电机驱动，一些大型压缩机由汽轮机驱动。

压缩机与原动机的传动方式有齿轮传动、联轴器直联传动和皮带传动。

*注：一体式压缩机的轴与电机轴是同一根（还有一种是压缩机轴与电机轴在同一直线上，却是两部分独立的，用键和螺栓连接），则视压缩机和电机为一个整体，不再单独讨论其传动方式。

2.3.3 活塞压缩机的分类方法

往复活塞压缩机是各类压缩机中发展最早的一种，也是应用最广泛的一种。18世纪末，英国制成第一台工业用往复活塞空气压缩机。20世纪30年代开始出现迷宫压缩机，随后又出现了各种无油润滑压缩机。20世纪50年代出现对动型结构使大型往复式压缩机的尺寸大为减小。因为活塞式压缩机种类繁多、结构复杂且应用广泛，有必要单独学习一下往复活塞压缩机的分类方法。除了前面内容提到的一些通用的压缩机分类方法也适用于往复活塞压缩机外，往复活塞压缩机不同的结构特点使其有更细致的分类方法。

1.按气缸工作容积的方式分类（表2-11、图2-8）

2.按压缩机具有的列数分类（表2-12）

3.按气缸的排列形式分类

按气缸中心线在空间的位置不同，往复活塞压缩机可分为以下几种（见图2-9）。

（1）立式压缩机 气缸中心线垂直布置，通常立式压缩机仅用于中、小型及微型，特别是无油润滑压缩机。

（2）卧式压缩机 气缸中心线水平布置，按其中心线的布置方式，又可分为一般卧式压缩机、对动式（又称为对称平衡型）压缩机和对置式压缩机。在多列对动或对置式压缩机中，按与气缸中心线和电机之间的连线组成的图形类似的字母称呼为H形、M形压缩机。

（3）角度式压缩机 气缸中心线间具有一定的夹角，按气缸中心线的位置不同，又分为W形压缩机、V形压缩机、L形压缩机、扇形压缩机和星型压缩机。

往复活塞压缩机按气缸的排列形式分类见表2-13。

2.3.4 压缩机的型号编制方法

压缩机的型号编制方法目前有JB/T 2589《容积式压缩机型号编制方法》，这是机械行业的一个推荐标准，各个企业也可以自行编制压缩机型号。动力式压缩机目前没有相应的标准可供参考执行。因此，本节主要呈现容积式压缩机的型号编制方法。

从压缩机的型号就能体现出压缩机的特性和性能参数，主要有结构形式、结构特征、进排气压力等。

*注：因为制冷压缩机涉及制冷剂的种类，还涉及具体应用领域的工况，情况比较复杂，因此，该标准中的型号编制方法不适用制冷压缩机。

1.型号编制规则

容积式压缩机型号由大写汉语拼音字母和阿拉伯数字组成，表示方法如下。

2.代号含义

（1）结构代号 容积式压缩机的结构代号见表2-14。

（2）特征代号 具有特殊使用性能的容积式压缩机，特征代号按表2-15的规定，如需标识多项特征代号，还应按此表的先后顺序标注。

（3）一些需要注意的其他情况

① 为了便于区分容积式压缩机品种，必要时可以使用型号的最末项“差异”，但应避免全部由数字表示。

② 吸气压力为常压时，型号中压力一项仅需标示额定排气压力的表压值。

③ 吸气压力为非常压时，应标示出其额定吸、排气压力的表压值（当吸气压力低于常压时）。

④ 以真空度标示，同时其前冠以负号，且吸、排气压力之间以负号“-”隔开。

⑤ 容积式压缩机的全称由两部分组成：第一部分是型号，第二部分用汉字表示压缩机特性或压缩介质。

⑥ 凡属于“增压”“循环”“真空”“联合”性质的压缩机，以及喷液或干螺杆压缩机均应表明其特性。

（4）压缩机型号及全称示例（表2-16）