Scroll compressor
સ્ક્રોલ કોમ્પ્રેસર (જેને સર્પાકાર કોમ્પ્રેસર, સ્ક્રોલ પંપ અને સ્ક્રોલ વેક્યૂમ પંપ પણ કહેવાય છે) એ હવા અથવા રેફ્રિજન્ટને સંકુચિત કરવા માટેનું ઉપકરણ છે. તેનો ઉપયોગ એર કન્ડીશનીંગ સાધનોમાં, ઓટોમોબાઇલ સુપરચાર્જર (જ્યાં તે સ્ક્રોલ-ટાઇપ સુપરચાર્જર તરીકે ઓળખાય છે) અને વેક્યૂમ પંપ તરીકે થાય છે. ઘણા રહેણાંક કેન્દ્રીય હીટ પંપ અને એર કન્ડીશનીંગ સિસ્ટમો અને કેટલીક ઓટોમોટિવ એર કન્ડીશનીંગ સિસ્ટમો વધુ પરંપરાગત રોટરી, પારસ્પરિક અને વોબલ-પ્લેટ કોમ્પ્રેસરને બદલે સ્ક્રોલ કોમ્પ્રેસરનો ઉપયોગ કરે છે. રિવર્સમાં કામ કરતું સ્ક્રોલ કોમ્પ્રેસર એ સ્ક્રોલ એક્સપેન્ડર છે, અને યાંત્રિક કાર્ય પેદા કરી શકે છે. લિયોન ક્રેક્સે સૌપ્રથમ 1905માં ફ્રાન્સ અને યુ. એસ. (પેટન્ટ નંબર 801182) માં સ્ક્રોલ કોમ્પ્રેસરની પેટન્ટ કરાવી હતી. ક્રેક્સે ચક્રાકાર વરાળ એન્જિનના ખ્યાલ તરીકે કોમ્પ્રેસરની શોધ કરી હતી, પરંતુ તે સમયની મેટલ કાસ્ટિંગ ટેકનોલોજી કાર્યરત પ્રોટોટાઇપ બનાવવા માટે પૂરતી અદ્યતન નહોતી, કારણ કે સ્ક્રોલ કોમ્પ્રેસર અસરકારક રીતે કાર્ય કરવા માટે ખૂબ જ ચુસ્ત સહનશીલતાની માંગ કરે છે. 1905 ના પેટન્ટમાં, ક્રેક્સ એક જ શાફ્ટ પર નિશ્ચિત ત્રિજ્યા ક્રેન્ક દ્વારા સંચાલિત સહ-ભ્રમણકક્ષા અથવા સ્પિનિંગ રિવર્સિબલ વરાળ વિસ્તરણને વ્યાખ્યાયિત કરે છે. જો કે, સ્ક્રોલ વિસ્તરણ એન્જિન સ્ક્રોલ કામગીરીમાં કાર્યક્ષમતા હાંસલ કરવા માટે અંતર્ગત રેડિયલ પાલનના મશીનિંગ અવરોધોને દૂર કરી શક્યું ન હતું, જેને 1975માં નીલ્સ યંગની કૃતિઓ સુધી પર્યાપ્ત રીતે સંબોધવામાં આવ્યું ન હતું. પ્રથમ વ્યવહારુ સ્ક્રોલ કોમ્પ્રેશર્સ બીજા વિશ્વયુદ્ધ પછી સુધી બજારમાં દેખાયા ન હતા, જ્યારે ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળા મશીન ટૂલ્સે તેમનું બાંધકામ સક્ષમ કર્યું હતું. 1981માં, સેન્ડેને ઓટોમોબાઇલ એર કંડિશનર માટે પ્રથમ વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ સ્ક્રોલ કોમ્પ્રેસરનું ઉત્પાદન શરૂ કર્યું હતું. 1983માં હિટાચીએ હર્મેટિક સ્ક્રોલ કોમ્પ્રેસર સાથે વિશ્વનું પ્રથમ એર કંડિશનર લોન્ચ કર્યું ત્યાં સુધી તેઓ ઓરડાના એર કન્ડીશનીંગ માટે વ્યાવસાયિક રીતે ઉત્પાદિત કરવામાં આવ્યા ન હતા. ડિઝાઇન એક સ્ક્રોલ કોમ્પ્રેસર પ્રવાહી અને વાયુઓ જેવા પ્રવાહીને પંપ કરવા, સંકુચિત કરવા અથવા દબાણ કરવા માટે બે ઇન્ટરલીવિંગ સ્ક્રોલનો ઉપયોગ કરે છે. ફલકની ભૂમિતિ અનૈચ્છિક, આર્કિમિડીયન સર્પાકાર અથવા વર્ણસંકર વળાંક હોઈ શકે છે. મોટેભાગે, એક સ્ક્રોલ સ્થિર હોય છે, જ્યારે અન્ય ફર્યા વિના વિચિત્ર રીતે ભ્રમણ કરે છે, જેનાથી સ્ક્રોલ વચ્ચે પ્રવાહીના ખિસ્સાને ફસાવવામાં અને પંપીંગ અથવા સંકુચિત કરવામાં આવે છે. એક વિચિત્ર શાફ્ટ ભ્રમણકક્ષાની ગતિ પ્રદાન કરી શકે છે પરંતુ સ્ક્રોલને ફરતા અટકાવવું આવશ્યક છે, સામાન્ય રીતે ઓલ્ડહામ-પ્રકારનાં જોડાણ, વધારાના વિચિત્ર નિષ્ક્રિય શાફ્ટ અથવા ધબકારા સાંધા (ખાસ કરીને ઉચ્ચ-શુદ્ધતા કાર્યક્રમો માટે) સાથે. સંકોચન ગતિ ઉત્પન્ન કરવાની બીજી પદ્ધતિ સ્ક્રોલને સહ-ફેરવવાની છે, સિંક્રનસ ગતિમાં, પરંતુ પરિભ્રમણના ઓફસેટ કેન્દ્રો સાથે. સાપેક્ષ ગતિ એ જ છે કે જાણે કોઈ ભ્રમણ કરી રહ્યું હોય. બંને સર્પાકારની ટીપ્સ પર ખાંચોમાં મૂકવામાં આવેલી સર્પાકાર આકારની ટોચની સીલના ઉપયોગ દ્વારા અક્ષીય અંતરમાંથી ગળતર અટકાવવામાં આવે છે. આ ટીપ સીલ ઘર્ષણ ઘટાડવામાં પણ મદદ કરે છે અને જ્યારે ઘસાઈ જાય ત્યારે તેને બદલી શકાય છે. કેટલાક કોમ્પ્રેસર બંને સ્ક્રોલને એકસાથે દબાણ કરવા માટે દબાણયુક્ત સ્રાવ ગેસનો ઉપયોગ કરે છે, ટિપ સીલની જરૂરિયાતને દૂર કરે છે અને ઉપયોગ સાથે સીલિંગમાં સુધારો કરે છે; આ કોમ્પ્રેસર વેર-આઉટને બદલે વેર-ઇન હોવાનું કહેવાય છે, પરંતુ ઓલ્ડહામ રિંગ જેવા અન્ય ભાગો હજુ પણ વેર આઉટ થઈ શકે છે. અન્ય વિવિધતા લવચીક (લેફ્લેટ) ટ્યુબિંગ સાથે છે જ્યાં આર્કિમિડીયન સર્પાકાર પેરિસ્ટાલ્ટિક પંપ તરીકે કામ કરે છે, જે ટૂથપેસ્ટ ટ્યુબ જેવા જ સિદ્ધાંત પર કામ કરે છે. તેમની પાસે પંપ ટ્યુબના બાહ્ય ભાગમાં ઘર્ષણને રોકવા માટે અને ગરમીના વિસર્જનમાં મદદ કરવા માટે ઊંજણથી ભરેલા આવરણ હોય છે, અને પ્રબલિત ટ્યુબનો ઉપયોગ કરે છે, જેને ઘણીવાર 'હોસીસ' કહેવાય છે. પંપના આ વર્ગને ઘણીવાર 'નળી પંપર' કહેવામાં આવે છે. અન્ય પંપ સાથે ઇજનેરી સરખામણી આ ઉપકરણો કેટલીક એપ્લિકેશનોમાં પરંપરાગત કોમ્પ્રેસર કરતાં વધુ સરળતાથી, શાંતિથી અને વિશ્વસનીય રીતે કામ કરવા માટે જાણીતા છે. પરિભ્રમણ અને નાડી પ્રવાહ સંકોચન પ્રક્રિયા ક્રેંકશાફ્ટના આશરે 2 થી 2 1⁄2 પરિભ્રમણ પર થાય છે, જ્યારે રોટરી કોમ્પ્રેસર માટે એક પરિભ્રમણ અને પારસ્પરિક કોમ્પ્રેસર માટે અડધું પરિભ્રમણ થાય છે. સ્ક્રોલ સ્રાવ અને સક્શન પ્રક્રિયાઓ સંપૂર્ણ પરિભ્રમણ માટે થાય છે, જ્યારે પારસ્પરિક સક્શન પ્રક્રિયા માટે અડધાથી ઓછા પરિભ્રમણ અને પારસ્પરિક સ્રાવ પ્રક્રિયા માટે ચોથાથી ઓછા પરિભ્રમણની સરખામણીમાં. પારસ્પરિક સંકોચકમાં બહુવિધ સિલિન્ડર હોય છે (સામાન્ય રીતે, બેથી છ સુધી ગમે ત્યાં), જ્યારે સ્ક્રોલ સંકોચકમાં માત્ર એક જ સંકોચન તત્વ હોય છે. પારસ્પરિક સંકોચકમાં બહુવિધ સિલિન્ડરની હાજરી સક્શન અને ડિસ્ચાર્જ સ્પંદનોને ઘટાડે છે. તેથી, તે જણાવવું મુશ્કેલ છે કે શું સ્ક્રોલ કોમ્પ્રેસરમાં રિસિપ્રોકેટિંગ કોમ્પ્રેસરની સરખામણીમાં ઓછું સ્પંદન સ્તર હોય છે કે કેમ, જેમ કે ઘણીવાર સ્ક્રોલ કોમ્પ્રેસરના કેટલાક સપ્લાયરો દ્વારા દાવો કરવામાં આવે છે. વધુ સ્થિર પ્રવાહ નીચા ગેસના ધબકારા, નીચા અવાજ અને જોડાયેલ પાઈપિંગનું ઓછું કંપન પેદા કરે છે, જ્યારે કોમ્પ્રેસરની કાર્યકારી કાર્યક્ષમતા પર તેનો કોઈ પ્રભાવ પડતો નથી. વાલ્વ સ્ક્રોલ કોમ્પ્રેસરમાં ક્યારેય સક્શન વાલ્વ હોતો નથી, પરંતુ એપ્લિકેશનના આધારે તેમાં ડિસ્ચાર્જ વાલ્વ હોઈ શકે છે અથવા ન પણ હોઈ શકે. ગતિશીલ સ્રાવ વાલ્વનો ઉપયોગ ઉચ્ચ દબાણ ગુણોત્તરના ઉપયોગોમાં વધુ અગ્રણી છે, જે રેફ્રિજરેશનની લાક્ષણિકતા છે. સામાન્ય રીતે, એર-કન્ડીશનીંગ સ્ક્રોલમાં ડાયનેમિક ડિસ્ચાર્જ વાલ્વ હોતો નથી. ડાયનેમિક ડિસ્ચાર્જ વાલ્વનો ઉપયોગ ઓપરેટિંગ પરિસ્થિતિઓની વિશાળ શ્રેણીમાં સ્ક્રોલ કોમ્પ્રેસરની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરે છે, જ્યારે ઓપરેટિંગ પ્રેશર રેશિયો કોમ્પ્રેસરના બિલ્ટ-ઇન પ્રેશર રેશિયોથી ઘણો વધારે હોય છે. જો કોમ્પ્રેસર એક જ ઓપરેટિંગ પોઇન્ટની નજીક કામ કરવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું હોય, તો જો કોઈ ડાયનેમિક ડિસ્ચાર્જ વાલ્વ હાજર ન હોય તો સ્ક્રોલ કોમ્પ્રેસર ખરેખર આ બિંદુની આસપાસ કાર્યક્ષમતા મેળવી શકે છે (કારણ કે ડિસ્ચાર્જ વાલ્વની હાજરી સાથે સંકળાયેલ વધારાના ડિસ્ચાર્જ ફ્લો લોસ હોય છે તેમજ જ્યારે ડિસ્ચાર્જ હાજર હોય ત્યારે ડિસ્ચાર્જ પોર્ટ નાના હોય છે). કાર્યક્ષમતા સ્ક્રોલ કોમ્પ્રેસરની આઇસેન્ટ્રોપિક કાર્યક્ષમતા લાક્ષણિક પારસ્પરિક કોમ્પ્રેસરની તુલનામાં થોડી વધારે હોય છે જ્યારે કોમ્પ્રેસર એક પસંદ કરેલા રેટિંગ બિંદુની નજીક કામ કરવા માટે રચાયેલ હોય છે. આ કિસ્સામાં સ્ક્રોલ કોમ્પ્રેસર વધુ કાર્યક્ષમ છે કારણ કે તેમની પાસે ડાયનેમિક ડિસ્ચાર્જ વાલ્વ નથી જે વધારાના થ્રોટલિંગ લોસ રજૂ કરે છે. જો કે, ઉચ્ચ દબાણ ગુણોત્તર કામગીરીમાં પારસ્પરિક કોમ્પ્રેસરની સરખામણીમાં સ્ક્રોલ કોમ્પ્રેસરની કાર્યક્ષમતા જેમાં ડિસ્ચાર્જ વાલ્વ નથી તેમાં ઘટાડો થવાનું શરૂ થાય છે. આ ઓછા સંકોચનના નુકસાનનું પરિણામ છે જે સકારાત્મક વિસ્થાપન કોમ્પ્રેસરની ઉચ્ચ દબાણ ગુણોત્તર કામગીરીમાં થાય છે જેમાં ગતિશીલ સ્રાવ વાલ્વ નથી. સ્ક્રોલ સંકોચન પ્રક્રિયા લગભગ 100% ફસાયેલા પ્રવાહીને પમ્પ કરવામાં વોલ્યુમેટ્રિકલી કાર્યક્ષમ છે. સક્શન પ્રક્રિયા તેની પોતાની વોલ્યુમ બનાવે છે, જે અંદરની સંકોચન અને સ્રાવ પ્રક્રિયાઓથી અલગ હોય છે. તુલનાત્મક રીતે, પારસ્પરિક સંકોચક નળાકારમાં થોડી માત્રામાં સંકુચિત ગેસ છોડે છે, કારણ કે પિસ્ટન માટે માથા અથવા વાલ્વ પ્લેટને સ્પર્શ કરવો વ્યવહારુ નથી. છેલ્લા ચક્રમાંથી તે અવશેષ ગેસ પછી સક્શન ગેસ માટે બનાવાયેલ જગ્યા રોકે છે. ક્ષમતામાં ઘટાડો (એટલે કે. વોલ્યુમેટ્રિક કાર્યક્ષમતા) સક્શન અને ડિસ્ચાર્જ દબાણ પર આધાર રાખે છે, જેમાં ડિસ્ચાર્જ અને સક્શન દબાણના ઊંચા ગુણોત્તરમાં વધુ ઘટાડો થાય છે. કદના સ્ક્રોલ કોમ્પ્રેસર ખૂબ જ કોમ્પેક્ટ અને સરળ ચાલતા હોય છે અને તેથી તેને સ્પ્રિંગ સસ્પેન્શનની જરૂર નથી. આ તેમને ખૂબ જ નાના શેલ એન્ક્લોઝર્સ રાખવાની મંજૂરી આપે છે જે એકંદર ખર્ચ ઘટાડે છે પણ ઓછા મુક્ત જથ્થામાં પણ પરિણમે છે. વિશ્વસનીયતા સ્ક્રોલ કોમ્પ્રેસરમાં પારસ્પરિક કોમ્પ્રેસર કરતાં ઓછા ગતિશીલ ભાગો હોય છે, જે સૈદ્ધાંતિક રીતે વિશ્વસનીયતામાં સુધારો કરે છે. કોપલેન્ડ સ્ક્રોલ કોમ્પ્રેસરના ઉત્પાદક ઇમર્સન ક્લાઇમેટ ટેક્નોલોજીસ અનુસાર, સ્ક્રોલ કોમ્પ્રેસરમાં પરંપરાગત પારસ્પરિક કોમ્પ્રેસરની તુલનામાં 70 ટકા ઓછા ફરતા ભાગો હોય છે. ઓછામાં ઓછા એક ઉત્પાદકને પરીક્ષણ દ્વારા જાણવા મળ્યું કે સ્ક્રોલ કોમ્પ્રેસર ડિઝાઇન પારસ્પરિક કોમ્પ્રેસર કરતાં કામગીરીમાં વધુ સારી વિશ્વસનીયતા અને કાર્યક્ષમતા પ્રદાન કરે છે. સ્ક્રોલ વિસ્તરણકર્તું સ્ક્રોલ વિસ્તરણકર્તું એક કાર્ય-ઉત્પાદક ઉપકરણ છે જેનો ઉપયોગ મોટે ભાગે નીચા દબાણવાળી ગરમી પુનઃપ્રાપ્તિ કાર્યક્રમોમાં થાય છે. તે અનિવાર્યપણે એક સ્ક્રોલ કોમ્પ્રેસર છે જે વિપરીત રીતે કામ કરે છે; ઉચ્ચ એન્થાલ્પી કાર્યરત પ્રવાહી અથવા ગેસ કોમ્પ્રેસરની સ્રાવ બાજુએ પ્રવેશ કરે છે અને કોમ્પ્રેસર ઇનલેટમાંથી વિસર્જિત થતાં પહેલાં વિચિત્ર સ્ક્રોલને ફેરવે છે. સ્ક્રોલ કોમ્પ્રેસરને સ્ક્રોલ એક્સપેન્ડરમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે જરૂરી મૂળભૂત ફેરફાર કોમ્પ્રેસર ડિસ્ચાર્જમાંથી નોન-રિટર્ન વાલ્વને દૂર કરવાનો છે. કોમ્પ્રેસ્ડ એર બેટરી સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ કોપલેન્ડ કોમ્પ્રેસર 111, સ્ક્રોલ કોમ્પ્રેસર કેવી રીતે કામ કરે છે તે દર્શાવતો વીડિયો પણ જુઓ