کمپرسور اسکرال (Scroll Compressor)
تاریخچه کمپرسور اسکرال به سال 1905 میلادی در فرانسه بر می گردد ولی از نیمه های سال 1980 کاربرد فراوانی در زمینه تهویه مطبوع و دستگاه های سرد کننده پیدا کرده است.
کمپرسور اسکرال یا فرفره ای یکی از انواع کمپرسورهای جابجایی مثبت نوع دورانی بوده که دارای حرکتی خارج از محور می باشد و تمامی قطعات آن در یک پوسته جوش شده (هرمتیک) قرار دارد. عمل فشرده سازی توسط دو مارپیچ (حلزونی یا پیچ ارشمیدسی) ثابت (بدنه) و متحرک (پروانه) انجام شده که این دو با اختلاف 180 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 و در بخش پر فشار فقط یک نوسان گیر و لرزش گیر و کاهنده صدا وجود دارد.
در کمپرسور اسکرال، معمولا روغن که در کف پوسته قرار داشته توسط یک پمپ روغن از طریق محور الکتروموتور (محور الکتروموتور سوراخی راه بدر در امتداد طول خود داشته) روغن را به یاتاقان های پایینی، میانی و بالایی می رساند. در بالای سطح روغن، گاز مایع از طریق مجرای ورودی وارد و فضای دور الکتروموتور را پوشانده و وارد مارپیچ ها می شود. این تغییر حجم (از لوله ورودی به فضای دور الکتروموتور) باعث افت فشار گاز شده و مایع تبدیل به گاز می شود.
از آنجایی که مقداری گاز وارد روغن شده یک گرم کننده (هیتر) در کف مخزن روغن تعبیه شده که بطور اتوماتیک و به هنگام خاموش بودن تجهیز در سرویس قرار گرفته و گاز را به جوش می آورد. در هنگام کار، گرمای حاصل از کار کردن الکتروموتور به بخار شدن گاز کمک بیشتری می کند. گاز محبوس شده در محفظه های فشار بین مارپیچ ها در هنگام خاموش بودن تجهیز 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 کمپرسور اسکرال شده است.
سیستم یاتاقان بندی کمپرسور اسکرال بگونه ای است که نیروهای شعاعی در مارپیچ متحرک و الکتروموتور توسط یاتاقان های بین مارپیچ ها خنثی می شود.
سیستم آب بندی کمپرسور اسکرال
بطور کلی دو نوع نشتی در این تجهیزات وجود دارد:
1. محوری: این نشتی از بین سر تیغه یکی از مارپیچ ها با کف مارپیچ مقابل بوجود آمده که با استفاده از گرافیت نرم سعی در کم کردن این فواصل نموده و باعث تقریبا حذف این نشتی شده است.
2. شعاعی: این نشتی از بین دو سطح تماس تیغه های مارپیچ بوجود آمده که با ماشینکاری بسیار دقیق و در حد میکرون، به حداقل رسیده است.
نحوه عملکرد کمپرسور اسکرال
بعد از نصب مارپیچ ها، بعضی از سطوح داخلی و خارجی آن ها به یکدیگر مماس شده و فضاهایی در بین آن ها بوجود می آید. حجم این فضاها به سمت مرکز کوچکتر می شود و زمانیکه مارپیچ متحرک شروع به حرکت 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 و با تداوم حرکت و در طول مسیر مارپیچ ها حجم کاهش پیدا کرده (همواره با کاهش مداوم فضا، حجم معینی از سیال را فشرده می سازد)، سیال فشرده شده و در انتهای مسیر نهایتا به سمت مرکز مارپیچ انتقال و از طریق دریچه خروجی خارج می شود. این حرکت خارج از مرکزی باعث شده تا قسمت های مارپیچی تشکیل دهنده فشار، دارای تعادل شعاعی باشند. به دلیل اینکه این فرآیند عاری از هرگونه تغییرات گشتاوری است، کمپرسورهای اسکرال عملکردی تقریبا آرام، بدون صدا، بدون لرزش و پایدار دارند و با کمپرسورهای سیلندر پیستونی قابل مقایسه نیستند.
دامنه کاربرد کمپرسور اسکرال
باتوجه به مزایای کمپرسورهای اسکرال نسبت به کمپرسورهای سیلندر پیستونی و بازده حجمی بیشتر نسبت به سایر کمپرسورها، استفاده از آن ها گسترده تر شده و تا قدرت های 10 کیلووات در صنایع خانگی و اتومبیل سازی و تبرید مورد استفاده قرا می گیرد.
بخشی از موارد استفاده کمپرسورهای اسکرال:
- تهویه مطبوع خانگی
- سیستم تهویه مطبوع اتومبیل ها
- سیستم کنترل پروسسی
- سیستم پنوماتیک
- آزمایشگاه ها
- و ....
مزایای کمپرسور اسکرال
- بالانس بودن
- لرزش و صدای پایین
- راندمان بالا
- کارکرد بدون روغن
- تعداد قطعات کم
- حذف شیرهای ورودی و خروجی
- تولید فشار 10 الی 15 بار در نوع یک مرحله ای
- سایش کمتر نسبت به سایر کمپرسورهای جابجایی مثبت
- میزان Pulsation بسیار پایین (نوسانات خروجی کمتر است)
محدودیت های استفاده از کمپرسور اسکرال
- محدودیت در تولید فشارهای بالا
- در ظرفیت بالا به دلیل افزایش قطر مارپیچ مشکلاتی ایجاد می گردد.
- محدودیت تک مرحله ای در میزان نیروی سانتریفیوژ وارد به Scroll
- ۰۰/۱۱/۱۸