Dôležitý princíp práce skrutkového kompresora

Základné pracovné komponenty skrutkového kompresora tvoria dvojica záberajúcich sa špirálových mužských a ženských rotorov umiestnených v valci. Oba rotory majú viacero dutých zubových drážok a počas prevádzky sa otáčajú vysokou rýchlosťou v opačných smeroch. Vzdušná medzera medzi rotorami a medzi rotorami a vnútornou stenou skrine je len 5 až 10 tisícin palca (0,05 až 0,10 milimetra), čo zabezpečuje tesniacu integritu procesu stlačovania plynu.

Čo sa týka pohonu, hlavný rotor (nazývaný tiež mužský alebo konvexný rotor) je zvyčajne poháňaný elektrickým motorom (hoci v niektorých aplikáciách existujú aj konfigurácie s motorovým pohonom). Prenos výkonu na sekundárny rotor (nazývaný tiež ženský alebo konkávny rotor) sa dosahuje hlavne dvoma spôsobmi: pružným pohonom prostredníctvom vrstvy oleja vytvorenej vstrekovaním oleja alebo tuhým prenosom prostredníctvom synchronizačných ozubených kolies na koncoch oboch rotora. Oba spôsoby pohonu zabezpečujú, že počas prevádzky rotora nedochádza k priamemu kovovo-kovovému kontaktu (teoreticky), čím sa účinne zníži opotrebenie a zvýši prevádzková stabilita.

Výstupný objem (prietok) a tlak kompresora sú určené predovšetkým štrukturálnymi parametrami rotora: dlhšie rotory zvyšujú schopnosť tvoriť tlak počas zdvihu stlačenia, čo vedie k vyššiemu výstupnému tlaku; väčší priemer rotorov zvyšuje objem plynu na jednotlivý sací cyklus, čo má za následok väčší výstupný objem.

Prevádzkový cyklus sleduje postupnosť „sánie – stláčanie – výtlak“, ktorý je podrobný nasledovne: Keď sa zubová dutina skrutkového rotora otočí do polohy sacieho otvoru, jej objem sa postupne zväčšuje. Okolitý plyn je nasávaný vplyvom tlakového rozdielu a napĺňa dutinu. Keď sa rotor ďalej otáča, zapaľovaná zubová dutina je uzavretá stenou skrine, čím vzniká nezávislá komora na stláčanie. V tomto okamihu je do komory privedené mazivo pod vysokým tlakom, ktoré súčasne plní tri funkcie: tesnenia, chladenia a mazania. Spojité otáčanie rotora spôsobuje postupné zmenšovanie objemu komory na stláčanie, čo vedie k postupnému stláčaniu zmesi oleja a plynu (zmesi maziva a plynu) vo vnútri komory, čo má za následok trvalé zvyšovanie tlaku. Keď sa komora na stláčanie otočí do polohy, kedy je zarovnaná s výstupným otvorom, vysokotlaká zmes oleja a plynu je pod tlakom vytlačená z kompresora, čím sa dokončí jeden celý pracovný cyklus.

Stabilný chod rotora je zabezpečený ložiskovým systémom s nízkym trením: Ložiská sú upevnené a umiestnené pomocou koncových krytov v blízkosti koncov hriadeľa. Na sacom konci sa zvyčajne používajú valivé ložiská, ktoré prevažne prenášajú radiálne zaťaženie; na výstupnom konci sa nachádza dvojica osovo oproti sebe umiestnených kuželkových ložísk. Tieto ložiská majú dvojnásobnú funkciu: pôsobia ako ložiská axiálnych síl, ktoré vyrovnávajú axiálne zaťaženie vzniknuté prevádzkou rotora, a zároveň prenášajú radiálne zaťaženie. Súčasne zabezpečujú minimálnu axiálnu medzeru potrebnú pre pohyb rotorov, čím zaručujú presný chod v rámci stanovených tolerancií.

Je potrebné zdôrazniť, že keď sa rotor neustále otáča, každý pár zaostraných zubov postupne opakuje proces „sací—kompresný—výfukový“. Pracovné cykly viacerých zubových priestorov sa navzájom prepojujú a nepretržite striedajú, čo umožňuje kompresoru dodávať rovnomerný a stabilný výstup plynu.