通常所称的螺杆膨胀机指双螺杆膨胀机,与汽轮机、内燃机等热机相比,螺杆膨胀机的发展历程较短,是一种比较新颖的热动力机械。
其结构与双螺杆压缩机基本相同,并按气体压缩的逆原理工作。主要由一对互相啮合的螺杆转子和机壳组成,转子与转子、转子与机壳之间以间隙密封,形成容积可连续变化的工作腔,含有热量的气态工质进入工作腔绝热膨胀,驱动转子旋转做功,膨胀做功的同时,工质的压力和温度降低,以此实现热功转换。
螺杆膨胀机主要优点:
1、可达较高等熵效率。优秀的螺杆型线设计、微米级的高精度加工制造能力,可获得85%以上等熵效率,相比速度式汽轮机可更高。
2、除过热区外,还能可靠适应气液两相区(饱和蒸汽),高、低品位热源均可使用。
3、间隙密封原理,有一定的除垢自洁能力。
4、螺杆转子长径比适中、动平衡性好、简单可靠、无易损件,可十年无大修。
5、可全自动无人管理。
螺杆膨胀机主要缺点:
1、造价贵。由于需要很小的工作间隙(可达微米级),螺杆转子齿面是一空间曲面,转子与转子、转子与机壳之间需要很高的配合精度,需用特制的刀具在价格昂贵的专用设备上进行加工,相应的轴承、齿轮、轴封也都需要很高的精度。
2、受转子刚度、轴承寿命等限制,螺杆膨胀机只能适用于中、低压范围,承压一般不超过3MPa、温度不超过250℃。
3、不能用于微型场合,因使用工作间隙密封气体,目前只有流量大于0.2m3/min时,螺杆膨胀机才具有优越的性能。