Önemli Vidalı Kompresör Çalışma Prensibi

Vidali bir kompresörün temel çalışma bileşenleri, silindir içinde birbirine geçirilmiş helisel erkek ve dişi rotor çiftinden oluşur. Her iki rotorun da çok sayıda içbükey diş oluğu bulunur ve çalışma sırasında yüksek hızlarda zıt yönlerde dönerler. Rotorlar arasında ve rotorlar ile muhafaza iç duvarı arasındaki boşluk yalnızca 5 ila 10 bin inç (0,05 ila 0,10 milimetre) kadardır ve bu da gaz sıkıştırma sürecinin sızdırmazlık bütünlüğünü sağlar.

Tahrik sistemi açısından, ana rotor (erkek veya dışbükey rotor olarak da bilinir) genellikle bir elektrik motoru tarafından tahrik edilir (ancak bazı uygulamalarda motorla çalışan yapılar da mevcuttur). İkincil rotora (kadın veya içbükey rotor olarak da bilinir) güç iletimi başlıca iki yöntemle sağlanır: yağ enjeksiyonuyla oluşan bir yağ filmi aracılığıyla esnek tahrik ya da her iki rotorun uçlarına yerleştirilmiş senkron dişliler aracılığıyla rijit iletim. Her iki tahrik yöntemi de rotorların çalışma sırasında doğrudan metal-metal temasını önler (teorik olarak), bu da aşınmayı etkili bir şekilde azaltır ve işletme stabilitesini artırır.

Kompresörün basma hacmi (akış hızı) ve basma basıncı öncelikle rotorun yapısal parametrelerine bağlıdır: daha uzun rotorlar sıkıştırma stroğunda basınç oluşturma kapasitesini artırarak daha yüksek basma basıncı sağlarken, daha büyük rotor çapları her emme çevriminde alınan gaz hacmini artırarak daha büyük basma hacmi elde edilmesini sağlar.

Çalışma döngüsü, şu şekilde ayrıntılandırılan 'emme – sıkıştırma – deşarj' sırasını izler: Vidalı rotorun diş boşluğunun emme portu konumuna dönmesiyle birlikte hacmi kademeli olarak genişler. Ortam gazı, basınç farkı ile içeri çekilir ve boşluğu doldurur. Rotorun dönmesi devam ettikçe, gazla dolu diş boşluğu gövde duvarı tarafından kapatılarak bağımsız bir sıkıştırma odası oluşturur. Bu noktada, yağ yüksek basınç altında odaya püskürtülür ve aynı anda sızdırmazlık, soğutma ve yağlama olmak üzere üç işlevi yerine getirir. Rotorun sürekli dönmesi, sıkıştırma odasının hacminin kademeli olarak azalmasına neden olur ve odadaki yağ-gaz karışımının (yağlayıcı yağ ile gazın karışımdır) kademeli olarak sıkıştırılmasına yol açarak basıncın sürekli artmasını sağlar. Sıkıştırma odası deşarj portu ile hizalandığında, yüksek basınçlı yağ-gaz karışımı kompresörden dışarı atılarak tam bir çalışma döngüsü tamamlanır.

Rotorların kararlı çalışması, sürtünmeyi azaltan bir yatak sistemi tarafından desteklenir: Yataklar, mil uçlarına yakın konumlandırılmış kapaklar aracılığıyla sabitlenir ve pozisyonlanır. Giriş ucu genellikle radyal yükleri taşıyan bilyalı yataklar kullanır; çıkış ucu ise zıt yönlü konik rulman çiftine sahiptir. Bu yataklar iki işlev görür: rotor çalışması sırasında oluşan eksenel itiyi karşılamak için itme yatağı görevi yaparken aynı zamanda radyal yükleri taşır. Aynı zamanda rotor hareketi için gerekli olan minimum eksenel boşluğu sağlayarak belirlenen sınırlar içinde hassas bir çalışma sağlar.

Önemli olan, rotor sürekli dönerken her bir diş oluğunun sırayla 'emme—sıkıştırma—egzoz' sürecini tekrar etmesidir. Çoklu diş oluklarının çalışma döngüleri birbiriyle eş zamanlı ve sürekli olarak devam eder, bu da kompresörün sürekli ve dengeli bir gaz çıkışı sağlamasına olanak tanır.