Scroll compressor
एक स्क्रॉल कंप्रेसर (जिसे सर्पिल कंप्रेसर, स्क्रॉल पंप और स्क्रॉल वैक्यूम पंप भी कहा जाता है) हवा या प्रशीतक को संपीड़ित करने के लिए एक उपकरण है। इसका उपयोग वातानुकूलन उपकरण में, एक ऑटोमोबाइल सुपरचार्जर (जहां इसे स्क्रॉल-प्रकार के सुपरचार्जर के रूप में जाना जाता है) और वैक्यूम पंप के रूप में किया जाता है। कई आवासीय केंद्रीय ताप पंप और वातानुकूलन प्रणालियाँ और कुछ मोटर वाहन वातानुकूलन प्रणालियाँ अधिक पारंपरिक रोटरी, पारस्परिक और कंपन-प्लेट संपीड़कों के बजाय एक स्क्रॉल संपीडक का उपयोग करती हैं। रिवर्स में काम करने वाला एक स्क्रॉल कंप्रेसर एक स्क्रॉल विस्तारक है, और यांत्रिक कार्य उत्पन्न कर सकता है। लियोन क्रेक्स ने पहली बार 1905 में फ्रांस और अमेरिका में एक स्क्रॉल कंप्रेसर का पेटेंट कराया (पेटेंट संख्या 801182)। क्रेक्स ने एक घूर्णन भाप इंजन अवधारणा के रूप में कंप्रेसर का आविष्कार किया, लेकिन उस अवधि की धातु कास्टिंग तकनीक एक कार्यशील प्रोटोटाइप के निर्माण के लिए पर्याप्त रूप से उन्नत नहीं थी, क्योंकि एक स्क्रॉल कंप्रेसर प्रभावी ढंग से कार्य करने के लिए बहुत तंग सहिष्णुता की मांग करता है। 1905 के पेटेंट में, क्रेक्स एक एकल शाफ्ट पर एक निश्चित त्रिज्या क्रैंक द्वारा संचालित एक सह-परिक्रमा या कताई प्रतिवर्ती भाप विस्तारक को परिभाषित करता है। हालांकि, स्क्रॉल विस्तारक इंजन स्क्रॉल संचालन में दक्षता प्राप्त करने के लिए अंतर्निहित रेडियल अनुपालन की मशीनिंग बाधाओं को दूर नहीं कर सका, जिसे 1975 में नील्स यंग के कार्यों तक पर्याप्त रूप से संबोधित नहीं किया गया था। पहला व्यावहारिक स्क्रॉल कंप्रेसर द्वितीय विश्व युद्ध के बाद तक बाजार में दिखाई नहीं दिया, जब उच्च परिशुद्धता वाले मशीन उपकरणों ने उनके निर्माण को सक्षम किया। 1981 में, सैंडन ने ऑटोमोबाइल एयर कंडीशनर के लिए पहले व्यावसायिक रूप से उपलब्ध स्क्रॉल कंप्रेसर का निर्माण शुरू किया। उन्हें व्यावसायिक रूप से कमरे के वातानुकूलन के लिए 1983 तक उत्पादित नहीं किया गया था जब हिताची ने हर्मेटिक स्क्रॉल कंप्रेसर के साथ दुनिया का पहला वातानुकूलन शुरू किया था। डिजाइन एक स्क्रॉल कंप्रेसर तरल पदार्थ और गैसों जैसे तरल पदार्थों को पंप करने, संपीड़ित करने या दबाव बनाने के लिए दो इंटरलीविंग स्क्रॉल का उपयोग करता है। फलक ज्यामिति अनैच्छिक, आर्किमिडियन सर्पिल या संकर वक्र हो सकती है। अक्सर, स्क्रॉल में से एक को स्थिर किया जाता है, जबकि दूसरा बिना घूर्णन के विलक्षण रूप से परिक्रमा करता है, जिससे स्क्रॉल के बीच द्रव की जेबों को फंसाया और पंप किया जाता है या संपीड़ित किया जाता है। एक विलक्षण शाफ्ट कक्षीय गति प्रदान कर सकता है लेकिन स्क्रॉल को घूमने से रोका जाना चाहिए, आमतौर पर एक ओल्डहैम-प्रकार के युग्मन, अतिरिक्त विलक्षण निष्क्रिय शाफ्ट, या एक धौंकनी जोड़ (विशेष रूप से उच्च-शुद्धता अनुप्रयोगों के लिए) के साथ। संपीड़न गति उत्पन्न करने के लिए एक अन्य विधि स्क्रोल को सह-घुमाना है, समकालिक गति में, लेकिन घूर्णन के ऑफसेट केंद्रों के साथ। सापेक्ष गति वैसी ही है जैसे कोई परिक्रमा कर रहा हो। अक्षीय अंतराल से रिसाव को सर्पिल आकार की नोक मुहरों के उपयोग से रोका जाता है, जिन्हें दोनों सर्पिल की युक्तियों पर खांचे में रखा जाता है। ये नोक वाली मुहरें घर्षण को कम करने में भी मदद करती हैं और खराब होने पर इन्हें बदला जा सकता है। कुछ कंप्रेसर दोनों स्क्रॉल को एक साथ धकेलने के लिए दबावयुक्त निर्वहन गैस का उपयोग करते हैं, टिप सील की आवश्यकता को समाप्त करते हैं और उपयोग के साथ सीलिंग में सुधार करते हैं; इन कंप्रेसरों को खराब होने के बजाय खराब होने के लिए कहा जाता है, लेकिन ओल्डहैम रिंग जैसे अन्य भाग अभी भी खराब हो सकते हैं। एक अन्य भिन्नता लचीली (लेफ़्लैट) नलिकाओं के साथ है जहां आर्किमिडियन सर्पिल एक पेरिस्टाल्टिक पंप के रूप में कार्य करता है, जो टूथपेस्ट ट्यूब के समान सिद्धांत पर काम करता है। उनके पास पंप ट्यूब के बाहरी हिस्से के घर्षण को रोकने और गर्मी के अपव्यय में सहायता के लिए स्नेहक से भरे आवरण होते हैं, और प्रबलित ट्यूबों का उपयोग करते हैं, जिन्हें अक्सर 'नली' कहा जाता है। पंप के इस वर्ग को अक्सर 'नली पम्पर' कहा जाता है। अन्य पंपों की तुलना में इंजीनियरिंग ये उपकरण कुछ अनुप्रयोगों में पारंपरिक कंप्रेसरों की तुलना में अधिक सुचारू रूप से, चुपचाप और विश्वसनीय रूप से काम करने के लिए जाने जाते हैं। घूर्णन और नाड़ी प्रवाह संपीड़न प्रक्रिया क्रैंकशाफ्ट के लगभग 2 से 21⁄2 घूर्णन पर होती है, जबकि घूर्णन संपीडक के लिए एक घूर्णन और पारस्परिक संपीडक के लिए आधे घूर्णन की तुलना में। स्क्रॉल निर्वहन और चूषण प्रक्रियाएं एक पूर्ण आवर्तन के लिए होती हैं, जबकि पारस्परिक चूषण प्रक्रिया के लिए आधे से कम आवर्तन और पारस्परिक निर्वहन प्रक्रिया के लिए एक चौथाई से कम आवर्तन की तुलना में। पारस्परिक संपीड़कों में कई सिलेंडर होते हैं (आमतौर पर, दो से छह तक), जबकि स्क्रॉल संपीडकों में केवल एक संपीड़न तत्व होता है। पारस्परिक संपीड़कों में कई सिलेंडरों की उपस्थिति चूषण और निर्वहन स्पंदन को कम करती है। इसलिए, यह बताना मुश्किल है कि क्या स्क्रॉल कंप्रेसरों में पारस्परिक कंप्रेसरों की तुलना में कम स्पंदन स्तर होते हैं जैसा कि अक्सर स्क्रॉल कंप्रेसरों के कुछ आपूर्तिकर्ताओं द्वारा दावा किया गया है। अधिक स्थिर प्रवाह कम गैस स्पंदन, कम ध्वनि और संलग्न पाइपिंग का कम कंपन पैदा करता है, जबकि कंप्रेसर संचालन दक्षता पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। वाल्व स्क्रॉल कम्प्रेसर में कभी भी सक्शन वाल्व नहीं होता है, लेकिन अनुप्रयोग के आधार पर डिस्चार्ज वाल्व हो भी सकता है और नहीं भी। एक गतिशील निर्वहन वाल्व का उपयोग उच्च दबाव अनुपात अनुप्रयोगों में अधिक प्रमुख है, जो प्रशीतन की विशेषता है। आमतौर पर, एक वातानुकूलन स्क्रॉल में गतिशील निर्वहन वाल्व नहीं होता है। एक गतिशील निर्वहन वाल्व का उपयोग संचालन स्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला पर स्क्रॉल कंप्रेसर दक्षता में सुधार करता है, जब संचालन दबाव अनुपात कंप्रेसर के अंतर्निहित दबाव अनुपात से काफी ऊपर होता है। यदि कंप्रेसर को एक एकल संचालन बिंदु के पास संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, तो स्क्रॉल कंप्रेसर वास्तव में इस बिंदु के आसपास दक्षता प्राप्त कर सकता है यदि कोई गतिशील निर्वहन वाल्व मौजूद नहीं है (क्योंकि निर्वहन वाल्व की उपस्थिति के साथ जुड़े अतिरिक्त निर्वहन प्रवाह नुकसान होते हैं और साथ ही निर्वहन पोर्ट छोटे होते हैं जब निर्वहन मौजूद होता है)। दक्षता स्क्रॉल कंप्रेसर की आइसेंट्रोपिक दक्षता एक विशिष्ट पारस्परिक कंप्रेसर की तुलना में थोड़ी अधिक होती है जब कंप्रेसर को एक चयनित रेटिंग बिंदु के पास संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया जाता है। इस मामले में स्क्रॉल कंप्रेसर अधिक कुशल होते हैं क्योंकि उनके पास एक गतिशील निर्वहन वाल्व नहीं होता है जो अतिरिक्त थ्रॉटलिंग नुकसान का परिचय देता है। हालांकि, एक स्क्रॉल कंप्रेसर की दक्षता जिसमें निर्वहन वाल्व नहीं होता है, उच्च दबाव अनुपात संचालन में पारस्परिक कंप्रेसर की तुलना में कम होने लगती है। यह कम संपीड़न नुकसान का परिणाम है जो सकारात्मक विस्थापन संपीड़कों के उच्च दबाव अनुपात संचालन में होता है जिसमें गतिशील निर्वहन वाल्व नहीं होता है। स्क्रॉल संपीड़न प्रक्रिया फँसे हुए तरल पदार्थ को पंप करने में लगभग 100% वॉल्यूमेट्रिक रूप से कुशल है। चूषण प्रक्रिया अपना स्वयं का आयतन बनाती है, जो संपीड़न और निर्वहन प्रक्रियाओं से अलग होती है। तुलनात्मक रूप से, पारस्परिक संपीडक सिलेंडर में थोड़ी मात्रा में संपीड़ित गैस छोड़ते हैं, क्योंकि पिस्टन के लिए सिर या वाल्व प्लेट को छूना व्यावहारिक नहीं है। अंतिम चक्र से वह अवशेष गैस तब चूषण गैस के लिए लक्षित स्थान पर कब्जा कर लेती है। क्षमता में कमी (अर्थात। आयतनमापी दक्षता) चूषण और निर्वहन दबाव पर निर्भर करती है जिसमें निर्वहन और चूषण दबाव के उच्च अनुपात में अधिक कमी होती है। साइज स्क्रॉल कम्प्रेसर बहुत कॉम्पैक्ट और सुचारू रूप से चलने वाले होते हैं और इसलिए स्प्रिंग सस्पेंशन की आवश्यकता नहीं होती है। यह उन्हें बहुत छोटे खोल घेरों की अनुमति देता है जो समग्र लागत को कम करता है लेकिन इसके परिणामस्वरूप कम मुक्त मात्रा भी होती है। विश्वसनीयता स्क्रॉल कंप्रेसर में पारस्परिक कंप्रेसर की तुलना में कम गतिशील भाग होते हैं, जो सैद्धांतिक रूप से विश्वसनीयता में सुधार करना चाहिए। इमर्सन क्लाइमेट टेक्नोलॉजीज, कोपलैंड स्क्रॉल कंप्रेसर के निर्माता के अनुसार, स्क्रॉल कंप्रेसर में पारंपरिक पारस्परिक कंप्रेसर की तुलना में 70 प्रतिशत कम चलने वाले भाग होते हैं। कम से कम एक निर्माता ने परीक्षण के माध्यम से पाया कि स्क्रॉल कंप्रेसर डिजाइन पारस्परिक कंप्रेसर की तुलना में संचालन में बेहतर विश्वसनीयता और दक्षता प्रदान करता है। स्क्रॉल एक्सपेंडर स्क्रॉल एक्सपेंडर एक कार्य-उत्पादक उपकरण है जिसका उपयोग ज्यादातर कम दबाव वाले गर्मी पुनर्प्राप्ति अनुप्रयोगों में किया जाता है। यह अनिवार्य रूप से एक स्क्रॉल कंप्रेसर है जो रिवर्स में काम करता है; उच्च एन्थैल्पी काम करने वाला तरल पदार्थ या गैस कंप्रेसर के निर्वहन पक्ष में प्रवेश करता है और कंप्रेसर इनलेट से निर्वहन से पहले विलक्षण स्क्रॉल को घुमाता है। स्क्रॉल कंप्रेसर को स्क्रॉल विस्तारक में बदलने के लिए आवश्यक बुनियादी संशोधन कंप्रेसर निर्वहन से गैर-वापसी वाल्व को हटाना है। कम्प्रेस्ड एयर बैटरी संदर्भ बाहरी लिंक कोपलैंड कम्प्रेसर 111, वीडियो में दिखाया गया है कि स्क्रॉल कम्प्रेसर गैस कम्प्रेसर वैक्यूम पंप कैसे काम करता है