تاریخچه‌ی این تجهیزات به سال ۱۹۰۵ میلادی در فرانسه برمیگردد ولی از نیمه های سال ۱۹۸۰ کاربرد فراوانی در زمینه تهویه مطبوع و دستگاه های سردکننده پیدا کردند. کمپرسور اسکرول چیست و چگونه عمل می کند؟ این ماشین‌ها یکی از انواع کمپرسورهای جابجایی مثبت نوع دورانی بوده که دارای حرکت اوربیتی (حرکت خارج از محور) هستند و تمامی قطعات آن در یک شل یا پوسته (هرمتیک) قرار گرفته و پوسته آنها جوشکاری شده است. عمل فشرده سازی توسط دو مارپیچ (حلزونی یا پیچ ارشمیدسی) ثابت (بدنه) و متحرک (پروانه) انجام می شود که این دو با اختلاف ۱۸۰ درجه نسبت به یکدیگر در داخل هم نصب می شوند. محفظه یا شل از دو بخش فشار بالا با حجمی کم و فشار پایین با حجمی زیاد تشکیل شده است. در قسمت فشار پایین مخزن و پمپ روغن، هیتر، الکتروموتور، کوپلینگ و مارپیچ ها قرار گرفته است و در بخش فشاربالا فقط یک نوسان‌گیر، یک لرزش‌گیر و کاهنده ی صدا وجود دارد.

معمولا روغن که در کف پوسته قرار دارد توسط یک پمپ روغن از طریق محور الکتروموتور به یاتاقان‌های پایینی، میانی و بالایی میرسد. در بالای سطح روغن، گاز تبرید شده از طریق مجرای ورودی وارد فضای دور الکتروموتور و مارپیچ ها می شود.

شماتیک کلی کمپرسور اسکرول

این تغییر حجم (از لوله به فضای دور الکتروموتور) باعث افت فشار شده و مایع تبدیل به گاز می شود. از آنجایی که مقداری گاز وارد روغن شده است نیز یک گرم کننده (هیتر) در کف مخزن روغن تعبیه شده که به طور اتوماتیک و به هنگام خاموش بودن تجهیزات در سرویس قرار گرفته و با جوشاندن گاز را از مایع جدا می سازد.

در هنگام کار، گرمای حاصل از کار کردن الکتروموتور به بخار شدن گاز کمک بیشتری می نماید. گاز محبوس شده در محفظه های فشار بین مارپیچ ها در هنگام خاموش بودن تجهیزات به طور خودکار به سمت محفظه ورود گاز رفته و این عمل به راه اندازی بدون بار دستگاه کمک شایانی می نماید. برای جلوگیری از لرزش دستگاه از وزنه های تعادلی استفاده شده و همین امر باعث پایین بودن لرزش در این دستگاه ها شده است. سیستم یاتاقان بندی آنها به گونه ای است که نیروهای شعاعی در مارپیچ متحرک (یک یاتاقان) و الکتروموتور (۲ یاتاقان) توسط یاتاقان های لرزشی و نیروی محوری کلی توسط نیروی هیدرودینامیکی تولیدشده از طریق سیال متراکم در بین مارپیچ ها خنثی می شود. سیستم های حفاظتی این تجهیزات، آنها را در مقابل بالا رفتن بیش از حد دما، فشار، رسوب گرفتن و برعکس چرخیدن محافظت می کند. همچنین برای عدم برگشت گاز از سمت خروجی به محفظه‌ی فشار، شیر یکطرفه ای تعبیه شده است. صفحات مارپیچی از جنس کربن استیل بوده و از طریق فرزکاری یک میل گرد توپر ساخته می شوند و به همین دلیل قیمتشان بالاست. این صفحات از دو قسمت تیغه و کفی تشکیل شده اند. به طور کلی در سیستم آب بندی این تجهیزات دو نوع نشتی وجود دارد:

۱. محوری: این نشتی از بین سر تیغه‌ی یکی از مارپیچ‌ها با کف مارپیچ مقابل به وجود آمده که با استفاده از گرافیت نرم سعی در کم کردن این فواصل شده و تقریبا می توان این نشتی را حذف نمود.

۲. شعاعی:‌ این نشتی از بین دو سطح تماس تیغه های مارپیچ به وجود می آید که با ماشین‌کاری بسیار دقیق و در حد میکرون آن را به حداقل می رسانند.

نحوه عملکرد

بعد از نصب مارپیچ‌ها، بعضی از سطوح داخلی و خارجی آنها به یکدیگر مماس شده و فضاهایی در بین آنها به وجود می آید. حجم این فضاها به سمت مرکز کوچکتر می شود و زمانی که مارپیچ متحرک شروع به حرکت اوربیتی و خارج از محور خود می کند سیال را از قسمت ورودی، که در بالای محفظه تعبیه شده، به داخل مکیده و در فضای بین دو مارپیچ حبس می کند. با تداوم این حرکت، در طول مسیر مارپیچ ها حجم کاهش پیدا کرده، سیال فشرده شده و در انتهای مسیر نهایتا به سمت مرکز مارپیچ منتقل می شود تا از طریق دریچه خروجی خارج می شود. این حرکت خارج از مرکزی (اوربیتی) باعث می شود تا قسمت های مارپیچی تشکیل دهنده فشار دارای تعادل شعاعی باشند. از آنجایی که این فرآیند عاری از هرگونه تغییرات گشتاوری است تقریبا آرام،‌ بدون صدا و لرزش و پایدار بوده و با کمپرسورهای پیستونی قابل مقایسه نیست.

مراحل فشرده شدن گاز در یک کمپرسور اسکرول

 

شماتیک مراحل فشرده شدن گاز در درون یک کمپرسور اسکرول

دامنه کاربرد

با توجه به مزایای زیاد آنها نسبت به کمپرسورهای رفت و برگشتی و بازده حجمی بیشتر نسبت به سایر کمپرسورها، استفاده از کمپرسورهای اسکرول گسترده شده و تا قدرت‌های ۱۰ کیلووات در صنایع خانگی، اتومبیل سازی و تبرید مورد استفاده قرار میگیرند.

نمونه یک کمپرسور هرمتیک از نوع اسکرول

در ذیل به برخی از موارد آن اشاره شده است:

۱. تهویه مطبوع خانگی
۲. سیستم تهویه مطبوع اتومبیل‌ها
۳. سیستم کنترل پروسسی
۴. سیستم پنوماتیک
۵. آزمایشگاهٰ‌ها

مزایا

  • راندمان بالا
  • تعادل
  • تعداد کم قطعات
  • لرزش و صدای پایین
  • حذف شیرهای ورودی و خروجی
  • کارکرد بدون روغن
  • تولید فشار ۱۰ الی ۱۵ بار در نوع یک مرحله‌ای
  • سایش کمتر نسبت به سایر کمپرسورهای جابجایی مثبت
  • میزان نوسانات جریان خروجی بسیار کمتر

محدودیت‌ها

  • محدودیت در تولید فشارهای بالا
  • در ظرفیت‌های بالا به دلیل افزایش قطر مارپیچ مشکلاتی ایجاد می گردد
  • محدودیت کمپرسورهای اسکرول تک‌مرحله ای در میزان نیروی سانتریفیوژ وارد به اسکرول
Call Now Buttonتماس با شرکت