หลักการทำงานของคอมเพรสเซอร์สกรูที่สำคัญ

ชิ้นส่วนหลักในการทำงานของคอมเพรสเซอร์แบบสกรูประกอบด้วยโรเตอร์เกลียวคู่แบบขบกัน ได้แก่ โรเตอร์ชายและหญิงภายในกระบอกสูบ ซึ่งแต่ละตัวมีร่องฟันเว้าหลายร่อง และหมุนด้วยความเร็วสูงในทิศทางตรงข้ามกันขณะทำงาน ช่องว่างระหว่างโรเตอร์ทั้งสอง และระหว่างโรเตอร์กับผนังด้านในของตัวเรือน มีขนาดเพียง 5 ถึง 10 ส่วนพันของนิ้ว (0.05 ถึง 0.10 มิลลิเมตร) เพื่อให้มั่นใจในความสมบูรณ์ของการปิดผนึกในกระบวนการอัดก๊าซ

เกี่ยวกับระบบขับเคลื่อน โรเตอร์หลัก (หรือที่รู้จักกันในชื่อโรเตอร์ผู้ชาย หรือโรเตอร์นูน) โดยทั่วไปจะถูกขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า (แม้ว่าจะมีการใช้เครื่องยนต์เป็นตัวขับเคลื่อนในบางแอปพลิเคชัน) การส่งกำลังไปยังโรเตอร์รอง (หรือที่รู้จักกันในชื่อโรเตอร์ผู้หญิง หรือโรเตอร์เว้า) มักทำได้สองวิธีหลัก คือ การขับเคลื่อนแบบยืดหยุ่นผ่านฟิลมน้ำมันที่เกิดจากการฉีดน้ำมัน หรือการส่งกำลังแบบแข็งผ่านเกียร์ซิงโครนัสที่ปลายทั้งสองของโรเตอร์ทั้งสอง วิธีการขับเคลื่อนทั้งสองแบบนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะไม่มีการสัมผัสกันโดยตรงระหว่างโลหะกับโลหะในระหว่างการทำงานของโรเตอร์ (ตามทฤษฎี) ซึ่งช่วยลดการสึกหรอและเพิ่มความเสถียรในการทำงาน

ปริมาตรการปล่อยของคอมเพรสเซอร์ (อัตราการไหล) และความดันการปล่อย จะถูกกำหนดโดยพารามิเตอร์เชิงโครงสร้างของโรเตอร์เป็นหลัก: โรเตอร์ที่ยาวขึ้นจะช่วยเพิ่มความสามารถในการสร้างความดันในช่วงจังหวะอัด ทำให้เกิดความดันการปล่อยที่สูงขึ้น; ขณะที่เส้นผ่านศูนย์กลางโรเตอร์ที่ใหญ่ขึ้นจะเพิ่มปริมาตรก๊าซต่อรอบการดูดเข้า ทำให้ได้ปริมาตรการปล่อยที่มากขึ้น

รอบการทำงานเป็นไปตามลำดับ "ดูดเข้า – อัด – ปล่อยออก" ซึ่งอธิบายได้ดังนี้: เมื่อช่องฟันของโรเตอร์สกรูหมุนมาถึงตำแหน่งช่องดูด ปริมาตรของช่องจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น ส่งผลให้ก๊าซจากภายนอกถูกดูดเข้ามาโดยแรงต่างความดันและเติมเต็มภายในช่อง เมื่อโรเตอร์ยังคงหมุนต่อไป ช่องที่บรรจุก๊าซจะถูกปิดผนึกโดยผนังของตัวเรือน ทำให้เกิดห้องอัดแยกอิสระขึ้น ในจุดนี้ น้ำมันหล่อลื่นจะถูกฉีดเข้าไปในห้องภายใต้ความดันสูง โดยทำหน้าที่พร้อมกันสามประการ คือ การปิดผนึก การระบายความร้อน และการหล่อลื่น การหมุนอย่างต่อเนื่องของโรเตอร์ทำให้ปริมาตรของห้องอัดลดลงอย่างสม่ำเสมอ จึงอัดส่วนผสมของน้ำมันและก๊าซ (ซึ่งเป็นสารผสมระหว่างน้ำมันหล่อลื่นกับก๊าซ) ภายในห้องอย่างค่อยเป็นค่อยไป ส่งผลให้ความดันเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง เมื่อห้องอัดหมุนมาตรงกับตำแหน่งช่องปล่อย สารผสมของน้ำมันและก๊าซภายใต้ความดันสูงจะถูกขับออกจากคอมเพรสเซอร์ ซึ่งถือว่าเป็นการสิ้นสุดรอบการทำงานหนึ่งรอบ

การดำเนินงานที่มั่นคงของโรเตอร์ได้รับการสนับสนุนจากระบบแบริ่งที่ช่วยลดแรงเสียดทาน: แบริ่งจะถูกยึดและจัดตำแหน่งผ่านฝาปิดปลายเพลาใกล้กับปลายเพลา ปลายดูดมักใช้แบริ่งแบบลูกกลิ้ง ซึ่งรองรับแรงตามแนวรัศมีเป็นหลัก; ปลายปล่อยใช้แบริ่งลูกกลิ้งกรวยคู่ที่วางตัวตรงข้ามกัน แบริ่งเหล่านี้ทำหน้าที่สองประการ คือ ทำหน้าที่เป็นแบริ่งรับแรงดันตามแนวแกนเพื่อต้านทานแรงดันตามแนวแกนที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานของโรเตอร์ ในขณะเดียวกันก็รองรับแรงตามแนวรัศมี และยังให้ช่องว่างตามแนวแกนที่น้อยที่สุดที่จำเป็นสำหรับการเคลื่อนที่ของโรเตอร์ เพื่อให้มั่นใจในการทำงานอย่างแม่นยำภายในขีดจำกัดที่กำหนดไว้

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อโรเตอร์หมุนอย่างต่อเนื่อง แต่ละคู่ของช่องฟันที่ขบกันจะทำกระบวนการ "ดูด—อัด—ปล่อย" ซ้ำไปเรื่อย ๆ วงจรการทำงานของช่องฟันหลายช่องจะล็อกและสลับกันอย่างต่อเนื่อง ทำให้คอมเพรสเซอร์สามารถจ่ายก๊าซออกมาได้อย่างสม่ำเสมอและมั่นคง