المنت کمپرسوراسکرو با اسامی مختلفی شناخته میشود، المنت اصطلاحی است که کمپانی اطلس کوپکو جا انداخته است. ایرند (airend) عنوانی عمومی تر است؛ همچنین محفظه‌ی تراکم، استیج فشرده‌سازی، مرحله فشرده سازی و امثالهم اصطلاحاتی است که عموما به المنت کمپرسور اسکرو اشاره دارد. باید توجه داشت که یک استیج یا مرحله فشرده‌سازی جوانب دیگری نیز دارد اما مهمترین بخش هر مرحله‌ی تراکم هوا در کمپرسور اسکرو در محفظه‌ی تراکم رخ میدهد. محفظه‌ی تراکم متشکل از پوسته یا سیلندر بوده و روتورهای نر و ماده در درون آن در یکدیگر تنیده اند. روتورهای نر و ماده نامتقارن هستند و تعداد برجستگی (lobe) متفاوتی دارند.
طراحی محفظه‌ی تراکم انواع مختلفی دارد که بسیار شبیه یکدیگرند. کمپانی‌ها و طراحان مختلف از ریزه‌کاری‌هایی برای افزایش بهره‌وری و بهبود عملکرد کمپرسور استفاده میکنند، اما در بررسی باید به خاطر داشته باشیم دو دسته‌بندی وجود دارد که با یکدیگر تفاوت اساسی دارند: روغن پاششی (Oil Inject/Oil Flooded) و بدون روغن (Oil-free یا هوای خشک).
کمپرسور روغن پاششی و کمپرسور اویل فری
در کمپرسور اسکرو روغن پاششی همانطور که پیشتر بررسی شده است، روغن به درون محفظه‌ی تراکم ورود میکند و بر روی قطعات متحرک و جریان هوای گذری پاشیده میشود. چنین پاششی مزایای متعددی دارد: روانکاری قطعات، خنک کنندگی و پاکسازی ذرات به جا مانده از قبل. همچنین فیلم روغن فضای میان روتور و پوسته را پر میکند و در نتیجه فضای کمتری برای جریان برگشتی وجود دارد؛ کاهش فضای برگشتی از هدررفت هوای فشرده کاسته و بهره‌وری را افزایش میدهد.
در کمپرسور اسکرو اویل فری همانطور که پیشتر بررسی شده است، غیاب روغن با پارامترهای طراحی پر شده است. این پارامترها عبارتند از روکش مخصوص روتور و فاصله‌ی کم روتور و پوسته، بسیار کم. طراحی و تعمیر محفظه تراکم کمپرسور اسکرو اویل فری دشوارتر و پیچیده‌تر است. این دو مسئله اهمیت نگهداری آن را برجسته‌تر مینماید، زیرا جبران آسیب به مراتب گرانتر از کمپرسور اسکرو روغن پاششی است.
سیلندر کمپرسور اسکرو
سیلندر محفظه‌ی تراکم کمپرسور اسکرو بسته به فشاری که تحمل خواهد کرد از جنس‌های مختلفی ساخته میشود؛ عموما آلیاژهای مختلف فولاد و در بیشتر موارد چدن. استاندارد طراحی این سیلندرها API619 است که بنا بر آن استفاده از پوسته چدنی برای فشارهای بیش از ۲۷ بار یا ۴۰۰ psig، دماهای بیش از ۲۶۰ درجه سانتیگراد یا ۵۰۰ درجه فارنهایت و گازهای سمی و اشتعال‌پذیر مجاز نیست.
سیلندر محفظه تراکم کمپرسور اویل فری مجهز به ژاکتی است که در آن آب یا روغن خنک کننده جاری بوده و با انتقال حرارت وظیفه‌ی خنک‌سازی استیج فشرده سازی را بر عهده دارد. برای تحمل بارهای محوری و شعاعی از یاطاقان‌های متناظر کروی (بلبرینگ) و استوانه‌ای در کمپرسور اسکرو استفاده میشود.
روتور کمپرسور اسکرو
جریان هوای ورودی پس از ورود به سیلندر و محفظه‌ی تراکم و به واسطه‌ی ساختار و ماشین‌کاری مخصوص روتورهای در‌هم‌تنیده‌ی کمپرسور اسکرو، همزمان با فشردگی و افزایش فشار به جلو و در راستای محوری هدایت میشود. جفت دنده‌های کمپرسور اسکرو که یکی بر سر شافت سمت موتور، خواه الکتروموتور و خواه موتور دیزلی، نصب شده و دیگری بر سر شافت سمت کمپرسور، تعداد دندانه‌هایی متفاوت دارند. در نتیجه‌ی این تفاوت، هر دور موتور چندین دور روتورها را میچرخاند.
روتور کمپرسور اسکرو معمولا از فولاد و آلیاژهای آن تراشیده یا ریختهگری میشود. همچنین در کمپرسورهای اویل فری از روکش‌های مخصوصی برای جبران ضعف‌های ناشی از غیبت روغن استفاده میشود که عموما بر دو نوع است: پلی تترا فلوئورو اتیلن یا تفلون و مولیبدنوم دی سولفید. تفلون برای درجات حرارت معمول و پایین و روکش نوع دوم برای درجات حرارت بالاتر و کمپرسورهای فعال در فشار و دمای بالا استفاده میشود.
ساخت روتور کمپرسور اسکرو
روتورهای کمپرسور اسکرو با دو روش آهنگری و ریختهگری شکل داده میشود. هرچند ریختهگری نیز روشی پذیرفته و استاندارد تحت استانداردهای ASME و ASTM است، اما کیفیت روتورهای آهنگری و تراشکاری شده بالاتر است. روتورهای محصول ریختهگری معمولا ضعف‌هایی چون تخلخل یا عمر مفید کوتاهتر دارند. آهنگری استحکام و عمر مفید قطعه را بالاتر میبرد.
در برخی از مدل‌های روتور کمپرسور اویل فری، روتورها توخالی ساخته میشود تا امکان جریان سیال خنک کننده در درون آن فراهم شود. همچنین ضخامت روکش‌های تفلون و دی سولفید مولیبدنوم به عوامل متعددی بستگی دارد.
همانطور که پیشتر گفته شد سرعت دورانی روتورهای کمپرسور اسکرو تا چندین برابر دور موتور خواهد بود. در چنان سرعت دورانی اطمینان از بالانس مکانیکی و کنترل لرزش ضروری است. بازبینی دوره‌ای روتورها از نظر دینامیکی توصیه میشود. این مسئله در کمپرسورهای اسکرو اویل فری از اهمیت بیشتری برخوردار است، زیرا المنت یا محفظه‌ی تراکم این کمپرسورها طراحی پیچیده‌تر و تعمیرات دشوارتری دارد.
یاطاقان کمپرسور اسکرو
در اغلب کمپرسورهای اویل فری بزرگ، یاطاقان‌های شعاعی از نوع غلافی (sleeve) و یا tilting pad به کار گرفته میشود. در این مدل‌ها، لایه‌ای از بابیت (آلیاژ قلع) بر روی پوسته‌ی فولادی ریختهگری میشود. بر اساس دستورالعمل استاندارد API619 که پیشتر بدان اشاره شد، یاطاقان‌ها باید طوری طراحی و ساخته شود که برای تعویض آنها نیازی به خارج کردن روتورها نباشد.
یاطاقان‌هایی که بار محوری داخل المنت کمپرسور اسکرو را تحمل میکنند، عموما از نوع Tilting pad بوده و نباید متقارن باشند. در کمپرسورهای فشار معمولی از بلبرینگ و یا رولربرینگ استفاده میشود. مهمترین بار وارده بر روی قطعات مذکور فشار هوا و وزن روتورهاست. بار در قسمت خروجی هوای فشرده بیشتر است، زیرا همانطور که گفته شد بار وارده حاصل جمع وزن روتورها و فشار هوا بوده و در قسمت خروجی فشار هوا افزایش یافته است.
