स्क्रॉल कंप्रेसर
स्क्रॉल कंप्रेसर (जिसे 'सर्पिल कंप्रेसर', स्क्रॉल पंप और स्क्रॉल निर्वात पंप भी कहा जाता है) कंप्रेसर एयर या रेफ्रिजरेंट के लिए उपकरण है।[1] इसका उपयोग एयर कंडीशनिंग उपकरण में, ऑटोमोबाइल सुपरचार्जर (जहां इसे स्क्रॉल-टाइप सुपरचार्जर के रूप में जाना जाता है) और निर्वात पंप के रूप में किया जाता है। कई आवासीय सेंट्रल गर्मी पंप और एयर कंडीशनिंग सिस्टम और कुछ ऑटोमोटिव एयर कंडीशनिंग सिस्टम अधिक पारंपरिक रोटरी संपीड़न पंप, प्रत्यागामी संपीडक और वॉबल-प्लेट कम्प्रेसर के अतिरिक्त स्क्रॉल कंप्रेसर का उपयोग करते हैं।
स्क्रॉल कंप्रेसर रिवर्स में काम कर रहा है स्क्रॉल विस्तारक है, और यांत्रिक कार्य उत्पन्न कर सकता है।
इतिहास
लियोन क्रेक्स ने पहली बार 1905 में फ्रांस और अमेरिका में स्क्रॉल कंप्रेसर का पेटेंट कराया था (पेटेंट संख्या 801182)।[2] क्रेक्स ने घूर्णी इंजन भाप का इंजन अवधारणा के रूप में कंप्रेसर का आविष्कार किया था, लेकिन इस अवधि की धातु कास्टिंग तकनीक कार्यशील प्रोटोटाइप के निर्माण के लिए पर्याप्त रूप से उन्नत नहीं थी, क्योंकि स्क्रॉल कंप्रेसर प्रभावी ढंग से कार्य करने के लिए बहुत सख्त सहनशीलता की मांग करता है। 1905 के पेटेंट में, क्रेक्स शाफ्ट पर एक निश्चित त्रिज्या क्रैंक द्वारा संचालित सह-परिक्रमा या कताई प्रतिवर्ती भाप विस्तारक को परिभाषित करता है।[3] चूंकि, स्क्रॉल विस्तारक इंजन स्क्रॉल ऑपरेशन 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 जाएगा।[4] द्वितीय विश्व युद्ध के बाद तक पहला व्यावहारिक स्क्रॉल कंप्रेशर्स बाजार में नहीं आया, जब उच्च-परिशुद्धता मशीन टूल्स ने उनके निर्माण को सक्षम किया। 1981 में, सैंडन निगम ने ऑटोमोबाइल एयर कंडीशनर के लिए व्यावसायिक रूप से उपलब्ध पहला स्क्रॉल कंप्रेशर्स का निर्माण प्रारंभ किया।[5][1] वे 1983 तक रूम एयर कंडीशनिंग के लिए व्यावसायिक रूप से उत्पादित नहीं किए गए थे, जब हिताची ने हर्मेटिक स्क्रॉल कंप्रेसर के साथ दुनिया का पहला एयर कंडीशनर लॉन्च किया था।[6][7]
डिजाइन
स्क्रॉल कंप्रेसर दो इंटरलीविंग स्क्रॉल का उपयोग पंप, गैस कंप्रेसर या तरल पदार्थ और गैसों जैसे तरल पदार्थों पर दबाव डालने के लिए करता है। फलक ज्यामिति अंतर्वलित, आर्किमिडीयन सर्पिल या संकर वक्र हो सकती है।[8][9][10][11][12]
अधिकांशतः, स्क्रॉल में से एक स्थिर होता है, जबकि अन्य बिना घुमाए सनकीपन (यांत्रिकी) की परिक्रमा करता है, जिससे स्क्रॉल के बीच तरल पदार्थ की जेब फंस जाती है और पंप हो जाती है या संकुचित हो जाती है। सनकी शाफ्ट कक्षीय गति प्रदान कर सकता है, लेकिन स्क्रॉल को घूमने से रोका जाना चाहिए, सामान्यतः ओल्डहैम कपलिंग के अतिरिक्त सनकी आइडलर शाफ्ट, या धौंकनी संयुक्त (विशेष रूप से उच्च-शुद्धता अनुप्रयोगों के लिए)। संपीड़न गति के उत्पादन के लिए एक अन्य विधि स्क्रॉल को समकालिक गति में सह-घूर्णन कर रही है, लेकिन रोटेशन के ऑफसेट केंद्रों के साथ। सापेक्ष गति वैसी ही है जैसे कि कोई परिक्रमा कर रहा हो।
दोनों सर्पिलों की युक्तियों पर खांचे में रखे गए सर्पिल के आकार के टिप सील के उपयोग से अक्षीय अंतराल से रिसाव को रोका जाता है।[13] ये टिप सील घर्षण को कम करने में भी सहायता करती हैं और बेकार होने पर इन्हें परिवर्तित किया जा सकता है। कुछ कम्प्रेसर दोनों स्क्रॉल को एक साथ धकेलने के लिए दबावयुक्त डिस्चार्ज गैस का उपयोग करते हैं, टिप सील की आवश्यकता को समाप्त करते हैं और उपयोग के साथ सीलिंग में सुधार करते हैं; कहा जाता है कि ये कंप्रेशर्स बेकार होने के अतिरिक्त [14][15][16][17]ओल्डहैम रिंग जैसे अन्य हिस्से अभी भी घिस सकते हैं।
एक अन्य भिन्नता लचीली (लेफ्लैट) टयूबिंग के साथ है जहां आर्किमिडीयन सर्पिल पेरिस्टाल्टिक पम्प के रूप में कार्य करता है, जो टूथपेस्ट ट्यूब के समान सिद्धांत पर काम करता है। पंप ट्यूब के बाहरी हिस्से के घर्षण को रोकने और गर्मी के अपव्यय में सहायता करने के लिए, और प्रबलित ट्यूबों का उपयोग करने के लिए उनके पास चिकनाई से भरे आवरण होते हैं, जिन्हें अधिकांशतः 'होसेस' कहा जाता है। पंप के इस वर्ग को अधिकांशतः 'होज पम्पर' कहा जाता है।
अन्य पंपों की इंजीनियरिंग तुलना
इन उपकरणों को कुछ अनुप्रयोगों में पारंपरिक कंप्रेशर्स की तुलना में अधिक सुचारू रूप से, चुपचाप और दृढ़ता से संचालित करने के लिए जाना जाता है।[18]
घूर्णन और नाड़ी प्रवाह
संपीड़न प्रक्रिया क्रैंकशाफ्ट के लगभग 2 से 2½ घुमावों पर होती है, रोटरी कम्प्रेसर के लिए रोटेशन की तुलना में, और कंप्रेशर्स के लिए एक-आधा रोटेशन होता है। स्क्रॉल डिस्चार्ज और सक्शन प्रक्रिया पूर्ण रोटेशन के लिए होती है, जबकि पारस्परिक सक्शन प्रक्रिया के लिए आधे से कम रोटेशन की तुलना में, और पारस्परिक निर्वहन प्रक्रिया के लिए एक चौथाई से कम रोटेशन होता है। प्रत्यागामी कम्प्रेसर में कई सिलेंडर होते हैं (सामान्यतः, दो से छह तक कहीं भी), जबकि स्क्रॉल कंप्रेशर्स में केवल संपीड़न तत्व होता है। प्रत्यागामी कम्प्रेसर में कई सिलेंडरों की उपस्थिति सक्शन और डिस्चार्ज स्पंदन को कम करती है। इसलिए, यह बताना जटिल है कि क्या स्क्रॉल कंप्रेशर्स का स्पंदन स्तर रेसिप्रोकेटिंग कंप्रेशर्स की तुलना में कम होता है, जैसा कि अधिकांशतः स्क्रॉल कंप्रेशर्स के कुछ आपूर्तिकर्ताओं द्वारा प्रमाणित किया जाता है। अधिक स्थिर प्रवाह कम गैस स्पंदन, कम ध्वनि और संलग्न पाइपिंग के कम कंपन उत्पन्न करता है, जबकि कंप्रेसर ऑपरेटिंग दक्षता पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।
वाल्व
स्क्रॉल कंप्रेशर्स में कभी भी सक्शन वाल्व नहीं होता है, लेकिन एप्लिकेशन के आधार पर डिस्चार्ज वाल्व हो भी सकता है और नहीं भी। प्रशीतन के विशिष्ट उच्च दबाव अनुपात अनुप्रयोगों में गतिशील निर्वहन वाल्व का उपयोग अधिक प्रमुख है। सामान्यतः, एक एयर कंडीशनिंग स्क्रॉल में डायनेमिक डिस्चार्ज वाल्व नहीं होता है। डायनेमिक डिस्चार्ज वाल्व का उपयोग ऑपरेटिंग परिस्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला में स्क्रॉल कंप्रेसर दक्षता में सुधार करता है, जब ऑपरेटिंग दबाव अनुपात कंप्रेशर्स के अंतर्निर्मित दबाव अनुपात से काफी ऊपर होता है। यदि कंप्रेसर को ऑपरेटिंग 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 उपलब्ध नहीं है (चूंकि निर्वहन वाल्व की उपस्थिति से जुड़े अतिरिक्त निर्वहन प्रवाह हानि भी हैं) चूंकि डिस्चार्ज उपलब्ध होने पर डिस्चार्ज पोर्ट छोटे होते हैं)।[19][20]
दक्षता
स्क्रॉल कंप्रेशर्स की आइसेंट्रोपिक दक्षता एक विशिष्ट पारस्परिक कंप्रेसर की तुलना में थोड़ी अधिक होती है जब कंप्रेसर को चयनित रेटिंग बिंदु के पास संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया जाता है।[21] स्क्रॉल कंप्रेशर्स इस स्थिति में अधिक कुशल हैं क्योंकि उनके पास डायनेमिक डिस्चार्ज वाल्व नहीं है जो अतिरिक्त थ्रॉटलिंग नुकसान का परिचय देता है। चूँकि, स्क्रॉल कंप्रेसर की दक्षता जिसमें डिस्चार्ज वाल्व नहीं होता है, उच्च दबाव अनुपात ऑपरेशन में प्रत्यागामी कंप्रेसर की तुलना में कम होने लगता है। यह अंडर-कंप्रेशन नुकसान का परिणाम है जो सकारात्मक विस्थापन कंप्रेशर्स के उच्च दबाव अनुपात संचालन पर होता है जिसमें डायनेमिक डिस्चार्ज वाल्व नहीं होता है।
फंसे हुए तरल पदार्थ को पंप करने में स्क्रॉल संपीड़न प्रक्रिया लगभग 100% बड़ा रूप से कुशल है। चूषण प्रक्रिया अपनी स्वयं की मात्रा बनाती है, जो अंदर संपीड़न और निर्वहन प्रक्रियाओं से अलग होती है। तुलनात्मक रूप से, प्रत्यागामी कम्प्रेसर सिलेंडर में थोड़ी मात्रा में संपीड़ित गैस छोड़ते हैं, क्योंकि पिस्टन के लिए सिर या वाल्व प्लेट को छूना व्यावहारिक नहीं है। पिछले चक्र से बची हुई गैस फिर सक्शन गैस के लिए जगह घेरती है। क्षमता में कमी (अर्थात् वॉल्यूमेट्रिक दक्षता) सक्शन और डिस्चार्ज दबावों पर निर्भर करती है, जिसमें सक्शन दबावों के निर्वहन के उच्च अनुपात में होने वाली अधिक कमी होती है।
आकार
स्क्रॉल कंप्रेशर्स बहुत कॉम्पैक्ट और सुचारू रूप से चलते हैं और इसलिए स्प्रिंग सस्पेंशन की आवश्यकता नहीं होती है। यह उन्हें बहुत छोटे शेल बाड़ों की अनुमति देता है जो समग्र लागत को कम करता है लेकिन इसके परिणामस्वरूप छोटी मुक्त मात्रा भी होती है।[22]
विश्वसनीयता
स्क्रॉल कंप्रेशर्स में रेसिप्रोकेटिंग कंप्रेशर्स की तुलना में कम चलने वाले हिस्से होते हैं, जो सैद्धांतिक रूप से विश्वसनीयता में सुधार करते हैं। कोपलैंड स्क्रॉल कंप्रेशर्स के निर्माता एमर्सन क्लाइमेट टेक्नोलॉजीज के अनुसार, स्क्रॉल कंप्रेशर्स में पारंपरिक पारस्परिक कम्प्रेसर की तुलना में 70 प्रतिशत कम चलने वाले हिस्से होते हैं।[23]
कम से कम एक निर्माता ने परीक्षण के माध्यम से पाया कि स्क्रॉल कंप्रेसर डिजाइन ने कंप्रेशर्स की तुलना में ऑपरेशन में अधिक विश्वसनीयता और दक्षता प्रदान की।[24]
स्क्रॉल विस्तारक
स्क्रॉल विस्तारक कार्य-उत्पादक उपकरण है जिसका उपयोग ज्यादातर कम दबाव वाले ताप पुनर्प्राप्ति अनुप्रयोगों में किया जाता है। यह अनिवार्य रूप से स्क्रॉल कंप्रेसर है जो रिवर्स में काम करता है; उच्च एन्थैल्पी काम कर रहे तरल पदार्थ या गैस कंप्रेसर के निर्वहन पक्ष में प्रवेश करती है और कंप्रेसर इनलेट से निर्वहन से पहले सनकी स्क्रॉल को घुमाती है। स्क्रॉल कंप्रेसर को स्क्रॉल विस्तारक में परिवर्तित करने के लिए आवश्यक मूल संशोधन कंप्रेसर डिस्चार्ज से नॉन-रिटर्न वाल्व को हटाना है।[25]
यह भी देखें
- संपीड़ित हवा बैटरी
- गैस कंप्रेसर
संदर्भ
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बाहरी कड़ियाँ
- Copeland Compressors 111, video showing how the scroll compressor works
