کمپرسور اسکرو یا حلزونی و تاریخچه ی آن ها

کمپرسور اسکرو یا حلزونی با طرح های مشابه کمپرسورهای امروزی نخستین بار در سال ١٩٣٤ توسط  Lysholm مهندس ارشد شرکت(SRM) Sevenska Rotor Maskiner اختراع شد. با این که اولین کمپرسور اسکرو یا حلزونی درسال ١٨٧٨ درآلمان ساخته شد، لذا این می توان افزود: کمپرسور اسکرو یا حلزونی را می توان جزء کمپرسورهای جدید در صنایع دانست. Lysholm سعی بر این داشت تا کمپرسوری ازخانواده دورانی، با سرعت بالاتر از کمپرسورهای تناوبی که بتوان مستقیما آن را با توربینهای گازی راه اندازی نمود و فاقدمشکلات پدیده موجدارشدن (Surging) که در کمپرسورهای گریزازمرکزبه وقوع می پیوندد باشد، طراحی و تولید کند.

اولین کمپرسور ساخته شده توسط وی ازنوع خشک  (OilFree) که دارای دنده زمان بندی کننده (Timming Gear) بوده تا موجب همزمانی چرخش روتورها شود. آرایش روتورها به صورت٣+3 طراحی شد (روتور نری با سه برجستگی و روتور مادگی با سه فضای مقعر) و دارای زاویه پیچش تندی (Steep) بوده که اجازه می دهد تا کمپرسور با نسبت تراکم داخلی (Built- in Compression Ratio) بالاتر و فشار خروجی بیشتری کارکند. فشار دهش درطرحهای اولیه این کمپرسورهاحدود 20-30  psigبود.

متأسفانه طرح فوق باعث ایجاد فضای گیرانداختن  TrappedPocketدر کمپرسور شده و این امرموجب بالا رفتن فشار گاز قبل از خروج گاز از کمپرسور شده که نهایتا افزایش سروصدای کمپرسور و کاهش راندمان را بدنبال داشت.

دردهه ١٩٤٠ Hans Nilson مهندس ارشد شرکت SRM تغییراتی را در کمپرسورهای اولیه بوجود آورد . در طرح وی روتور نری (Male Rotor) با چهار گوشواره وروتور مادگی (FemaleRotor) با شش محفظه مقعر(آرایش ٦+4) ساخته شد. این تغییرات موجب حذف فضای گیر افتادن و افزایش زاویه پیچش حلزونی شده که در نهایت باعث افزایش تثبیت تراکم و راندمان کمپرسور می شد.

پیشرفت در طراحی و ساخت ماشینهای تراش حلزونی به شرکت Howden که یک شرکت اسکاتلندی بود اجازه داد تا تولید نسل جدید کمپرسورهای اسکروی را که روغن کاری می شدند (OilFlooded) را توسعه و گسترش دهند.

استفاده از شیر لغزشی (Slid Valve) در سالهای اولیه دهه ١٩٥٠ موجب شد تا شرکت SRM بتواند درکنار تغییر ابعاد کمپرسور ظرفیت آنها را نیزکنترل نماید. کنترل ظرفیت که یکی از عوامل محدود کننده در طراحی کمپرسور بود اجازه داد تا بتوان نسبت تراکم را دریک دمنده وسیعی از تغییرات دبی، تحت کنترل درآورد. امروزه استفاده از شیر لغزنده درکنترل ظرفیت کمپرسورهای حلزونی ازنوع روغن کاری شونده کاربرد وسیعی دارد. روغن کاری کمپرسور علاوه بر افزایش راندمان کمپرسور به میزان ٨ تا ١٠ درصد در مقایسه با کمپرسورهای خشک، موجب افزایش نسبت تراکم مجاز شده و نیاز به دنده های زمان بندی کننده را در بهره برداری از کمپرسورهای حلزونی منتفی ساخته است. لایه روغن موجود بین روتورها اجازه می دهد تا روتور مادگی توسط روتور محرک (روتور نری) بچرخش درآید. این امر نخستین بار توسط شرکت اطلس کوپکو درسال ١٩٥٧ به مرحله اجراء درآمد. استفاده از شیر لغزنده همراه با روغن کاری به روش تزریقی نخستین بار در سیستم تبرید در سال ١٩٦٠ بکار گرفته شد. تغییر در ساختار روتورها وتغییر شکل آن بصورت غیر متقارن Asymmetric سال ١٩٦٩ توسط شرکت Sullair صورت پذیرفت. تغییر شکل روتورها باعث کاهش میزان نشتی در طول مسیر تراکم شده که در نهایت افزایش راندمان را به دنبال داشت. بهبود کارایی در سرعت کم اجازه می دهد تا این کمپرسور ها را بتوان بطور مستقیم توسط الکتروموتورها مورد بهره برداری قرار داد.