کمپرسور گردشی یا Rotary Compressor

کمپرسور گردشی یا Rotary Compressor از نظر رفتاری جزو کمپرسورهای جابجائی مثبت بوده ولی از دیدگاه نیروهای وارد بر آن همانند کمپرسورهای گریز از مرکز، یک ماشین بالانس شده می‌باشند.
در کمپرسور گردشی یا Rotary Compressor حجم معینی از گاز در فضای بین دو قطعه محبوس شده و سپس در اثر کاهش حجم فضائی که گاز در آن گیر افتاده است، فشار آن افزایش داده شده و به سمت قسمت خروجی (دهش) هدایت می‌شود.
















سرعت گاز در طی فرآیند تراکم چندان بالا نبوده و همین امر موجب جلوگیری از تأثیر تحول پولی تروپیک در کمپرسور می‌شود، پدیده‌ای که در اثر نزدیک شدن سرعت گاز به سرعت صوت در کمپرسورهای گریز از مرکز منشا مشکلات زیادی می‌باشد.
فشار کار اساساً در این نوع کمپرسور گردشی یا Rotary Compressor پائین بوده و غالبا تا ۱۵ بار بیشتر نمی‌باشد. البته طرح۔‌های خاصی از این کمپرسورها که چند مرحله‌ای می‌باشند قادرند تا فشارهای بالاتری کار کنند. این کمپرسور گردشی یا Rotary Compressor بصورت خشک و یا روغن کاری شده مورد استفاده قرار می‌گیرند.
از کمپرسور گردشی یا Rotary Compressor برای جا به جایی گازهای چسبنده، گازهای تشکیل دهنده پلیمری و گازهای حاوی قطرات مایع استفاده می‌شود. اما از آنها نمی‌توان برای انتقال گازهای حاوی ذرات جامد استفاده کرد. این کمپرسورها از نظر هزینه طراحی و ساخت و تعمیرات مقرون به صرفه هستند، بطوری که هزینه تعمیر و نگهداری آنها حدود یک سوم کمپرسورهای رفت و برگشتی با ظرفیت مشابه می‌باشد. اما دارای سر و صدای زیاد می‌باشند.
کمپرسورهای گردشی دارای وزن سبکتر و ساختمان ساده تری می‌باشند و همچنین بدلیل عدم نیروهای لرزاننده، به فنداسیون سنگین نیاز ندارند لذا هزینه نصب آنها کم است و فضای کمتری را اشغال می‌کنند. این کمپرسورها از نظر طراحی دارای تنوع زیادی بوده و در طرح‌های مختلفی ساخته می‌شوند. همچنین بصورت یک مرحله‌ای یا چند مرحله‌ای وجود دارند.

انواع کمپرسور گردشی یا Rotary Compressor

·      کمپرسور تیغه‌ای لغزنده (Sliding Vane)
·      کمپرسور رینگ مایع (Liquid Ring)
·      کمپرسور پیچی یا حلزونی (Screw)
·      کمپرسور گوشواره‌ای (Lobe)
·      کمپرسور دندانه‌ای (Tooth).
·      کمپرسور اسکرول (Scroll)
·      کمپرسور روتور پله‌ای (Stepped Rotor)

همانطور که گفته شد، کمپرسور گردشی یا Rotary Compressor در طرح‌های مختلفی ساخته می‌شوند که در اینجا به بررسی تعدادی از پرکاربردترین آنها پرداخته می‌شود.
 

کمپرسور تیغه‌ای لغزنده یا پره‌ای لغزشی (Sliding Vane)

در این نوع کمپرسور گردشی یا Rotary Compressor یک سری پره در سوراخهایی درون چرخان تعبیه شده اند، که به داخل و خارج آن سوراخ‌ها لغزش می‌کنند. هنگامی که چرخان میچرخد نیروی گریز از مرکز این پره‌ها را به خارج می‌فرستد و چون چرخان در خارج از مرکز پوسته قرار گرفته است این پره‌ها به پوسته می‌چسبند و گاز بین دو پره متوالی حبس میشود. همانطور که گفته شد چون چرخان خارج از مرکز پوسته است لذا فضایی که گاز در آن حبس می‌شود هر چه به خروجی نزدیک شود، کمتر می‌شود و انتقال گاز با این حجم که توسط چرخان و پره ها صورت می‌پذیرد باعث می‌شود که فشار گاز را بالا ببرد و موجب انتقال گاز گردد.
 

کمپرسور رینگ مایع یا پیستونی مایعی (Liquid Ring)

در این نوع کمپرسور گردشی یا Rotary Compressor​​​​​​​ پره‌های فنجانی شکل بر روی چرخان دایره‌ای شکل قرار گرفته اند. پوسته دارای شکلی تخم مرغی می‌باشد که تا قسمتی توسط آب یا مایع دیگر پر شده است. بجز موارد کاربری خاص، معمولا از آب جهت پوسته استفاده می‌شود.
زمانی که کمپرسور کار نمی‌کند، مایع در ته پوسته جمع شده و حرکتی ندارد. هنگامی که چرخان شروع به چرخش می‌کند نیروی گریز از مرکز مایع را از ته پوسته به اطراف پوسته پرتاب می‌کند و جریان مایع در اطراف پوسته به شکل خود پوسته (تخم مرغی شکل) جریان پیدا می‌کند. نزدیک مرکز چرخان این نوع کمپرسورها یک محفظه ثابت که از چهار خانه تشکیل شده است وجود دارد. در خانه از این چهار خانه به طرف ورودی و دو خانه دیگر به طرف خروجی کمپرسور هدایت می‌شود. زمانی که چرخان می‌چرخد گاز از درون دو خانه مربوط به ورودی کمپرسور گردشی یا Rotary Compressor وارد می‌شود و بین پره‌های حلقوی شکل و مایع در حال چرخش حبس می‌گردد و پره‌ها گاز را به طرف خروجی هدایت می‌کنند و مایع نیز به فشرده شدن گاز کمک می‌کند. در حقیقت مایع جای یک پیستون عمل می‌نماید که با هدایت پره ها، گاز را فشرده می‌کند.
این نوع کمپرسور گردشی یا Rotary Compressor می‌توانند در یک زمان دو مسیر گاز، که مجزا از یکدیگر هستند را فشرده نمایند و لازم به توجه است که به علت وجود مقداری مایع همراه با گاز خروجی می‌بایست یک مجزا کننده در قسمت خروجی وجود داشته باشد و همواره می‌بایست مقدار آب درون پوسته کنترل گردد و ثابت نگه داشته شود.
 










​​​​​​​

 

کمپرسور پیچی یا حلزونی (Screw or Helical)

 در این کمپرسور گردشی یا Rotary Compressor​​​​​​​  گاز ورودی با چرخش پیچ‌ها (Rotor )، از سمت ورودی به سمت خروجی هدایت می‌شود. گاز عبوری در حین حرکت بین پیچ‌ها و پوسته حبس می‌شود و همینطور که گاز به طرف خروجی فرستاده می‌شود حجم آن کاهش و در نتیجه فشارش افزایش می‌یابد. این نوع کمپرسور نیازی به روغن کاری ندارد و در مواقعی استفاده می‌شود که نیاز است گاز خروجی از هر نوع روغن، پاک باشد.
روتور یا همان پیچ‌ها بصورت حلزونی شکل (Helical) می‌باشند و بصورت نر و مادگی ساخته می‌شوند. به همین خاطر در بعضی مراجع و کتابها از آنها تحت عنوان کمپرسورهای حلزونی نام برده شده است
این کمپرسورها بصورت یک مارپیچی (Singel Screw) و دو مارپیچی (Twin Screws) وجود دارند. کمپرسورهای پیچی برای فشار خروجی تا ۴۰ بار و ظرفیت تا ۱۲۰۰۰ متر مکعب در دقیقه طراحی و ساخته می‌شوند. از این کمپرسورها در ظرفیتهای پایین برای سیستم تهویه مطبوع اتومبیل‌ها استفاده می‌شود.
مشخصه‌های کمپرسورهای پیچی به نحوی است که در حد فاصل بین مشخصه‌های کمپرسورهای گریز از مرکز و کمپرسورهای رفت و برگشتی قرار می‌گیرند، لذا در مواردی قادر هستند که در محدوده کار هر یک از کمپرسورهای فوق الذكر بکار گرفته شوند.




​​​​​​​










کمپرسور گوشواره‌ای (Lobe)

 این نوع کمپرسور گردشی یا Rotary Compressor​​​​​​​ از دو روتور گوشواره‌ای با محورهای موازی تشکیل شده است. این محورها بر روی یاتاقانها سوار شده اند و در انتهای این محورها از یک جفت دنده با میل بادامک به منظور ایجاد هم زمانی استفاده شده است. روتورها بصورت دو گوش، سه گوش و چهار گوش وجود دارند.
در این کمپرسورها، محور دوار با حرکت خود مقداری گاز را در فضای خالی بین Lobe و دیواره به دام می‌اندازد و با دوران بیشتر این محور، گاز محبوس شده از مسیر خروجی به بیرون رانده می‌شود.














​​​​​​​