স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসার সিস্টেমের কার্যপ্রণালীর বিশ্লেষণ

প্রধান ইঞ্জিন/মোটর সিস্টেম:

সিঙ্গেল স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারকে ওয়ার্ম এয়ার কম্প্রেসারও বলা হয়। সিঙ্গেল স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারের মেশিং পেয়ারটি একটি ৬-হেড স্ক্রু এবং দুটি ১১-দাঁতযুক্ত স্টার হুইল দ্বারা গঠিত। ওয়ার্মটি একই সাথে দুটি স্টার হুইলের সাথে মেশ করে, যদিও ওয়ার্মের বল ভারসাম্যপূর্ণ থাকে, এর ফলে সরণ দ্বিগুণ হয়ে যায়। আমরা সাধারণত স্ক্রু কম্প্রেসার বলতে ডাবল স্ক্রু কম্প্রেসারকেই বুঝি।
স্ক্রু-টাইপ (অর্থাৎ, টুইন-স্ক্রু) কম্প্রেসারে একজোড়া রোটর থাকে, যেগুলোর সর্পিল দাঁতগুলো বিপরীত দিকে ঘোরার সময় পরস্পরের সাথে সংযুক্ত থাকে। উত্তল দাঁতের পৃষ্ঠযুক্ত রোটরকে পজিটিভ রোটর এবং অবতল দাঁতের পৃষ্ঠযুক্ত রোটরকে নেগেটিভ রোটর বলা হয়। কম্প্রেসারের ভেতরে রোটরের ঘূর্ণনের সাথে সাথে, দাঁতের প্রবেশ বা বিচ্ছিন্নতার কারণে কার্যক্ষেত্র ক্রমাগত পরিবর্তিত হতে থাকে। এর ফলে, সাকশন, কম্প্রেশন এবং এক্সহস্টের উদ্দেশ্য পূরণের জন্য প্রতিটি রোটর দাঁতের জোড়ার মধ্যবর্তী আয়তন পর্যায়ক্রমে পরিবর্তিত হয়।
স্ক্রু মেশিনের মূল অংশ হলো এর প্রধান যন্ত্রাংশ, যেকোনো ব্র্যান্ডের স্ক্রু মেশিনের প্রধান যন্ত্রাংশের গঠন এবং কার্যপ্রণালী একই রকম হয়ে থাকে।

এ. শ্বাস-প্রশ্বাস প্রক্রিয়া

রোটরটি ঘুরতে থাকে এবং এর দাঁতগুলো ক্রমাগত ইয়াং রোটরের দাঁতের মতো হয়। দাঁতগুলোর মধ্যবর্তী স্থান ধীরে ধীরে প্রসারিত হতে থাকে এবং সাকশন অরিফিসের সাথে সংযুক্ত থাকে। সাকশন অরিফিসের মাধ্যমে গ্যাস দাঁতগুলোর মধ্যবর্তী স্থানে প্রবেশ করে, যতক্ষণ না স্থানটি সর্বোচ্চ মানে পৌঁছায়। এরপর সাকশন অরিফিসটি বিচ্ছিন্ন হয়ে যায় এবং দাঁত ও খোলসের সম্মিলিত ক্রিয়ায় মধ্যবর্তী স্থানটি বন্ধ হয়ে যায়, যার ফলে শোষণ প্রক্রিয়াটি শেষ হয়। উল্লেখ্য যে, ইয়াং রোটর এবং ইয়িন রোটরের দাঁতগুলোর মধ্যবর্তী স্থান একে অপরের সাথে সংযুক্ত নয়।

খ. সংকোচন প্রক্রিয়া

রোটরটি ঘুরতে থাকে। ইয়িন এবং ইয়াং রোটরের দাঁতগুলোর মধ্যবর্তী স্থান সংযুক্ত হওয়ার আগে, ইয়িন রোটরের দাঁতের অনুপ্রবেশের মাধ্যমে ইয়াং রোটরের দাঁতের মধ্যবর্তী স্থানের গ্যাস প্রথমে সংকুচিত হয়। একটি নির্দিষ্ট কোণের পরে, ইয়িন এবং ইয়াং রোটরের দাঁতগুলোর মধ্যবর্তী স্থান সংযুক্ত হয়ে একটি ভি-আকৃতির দাঁত-ভিত্তিক আয়তনের জোড়া (প্রাথমিক আয়তন) গঠন করে। দুটি রোটর দাঁতের পারস্পরিক বহিঃপ্রসারণের সাথে সাথে, প্রাথমিক আয়তনটি ধীরে ধীরে সামনের দিকে ঠেলে দেওয়া হয় এবং গ্যাসের সংকোচন প্রক্রিয়া সম্পন্ন করার জন্য এর আয়তন ক্রমান্বয়ে হ্রাস পায়। এই সংকোচন প্রক্রিয়াটি ততক্ষণ পর্যন্ত সম্পন্ন হয় যতক্ষণ না প্রাথমিক আয়তনটি নিষ্কাশন ছিদ্রের সাথে সংযুক্ত হয়।

গ. নিষ্কাশন প্রক্রিয়া

রোটর ঘোরার সাথে সাথে মূল উপাদানটির আয়তন সংকুচিত হয় এবং সংকুচিত গ্যাস নিষ্কাশন নলে বেরিয়ে যায়; এই প্রক্রিয়াটি ততক্ষণ চলতে থাকে যতক্ষণ না আয়তন সর্বনিম্ন হয়।
রোটরের অবিরাম ঘূর্ণনের সাথে সাথে, উপরোক্ত শোষণ, সংকোচন এবং নিষ্কাশন প্রক্রিয়া চক্রের মাধ্যমে প্রতিটি উপাদান পর্যায়ক্রমে কাজ করে, যা স্ক্রু রেফ্রিজারেশন কম্প্রেসরের কার্যচক্র গঠন করে।
উপরোক্ত প্রক্রিয়াটির বিশ্লেষণ থেকে দেখা যায় যে, দুটি রোটর যখন একে অপরের দিকে মুখ করে থাকে, অর্থাৎ যেদিকে উত্তল এবং অবতল দাঁতগুলো পরস্পরের দিকে মুখ করে থাকে, সেদিকে ঘোরে, তখন গ্যাসের চাপ সংকুচিত হয়ে একটি উচ্চতর চাপ তৈরি করে, যাকে উচ্চচাপ অঞ্চল বলা হয়। এর বিপরীতে, যখন রোটরগুলো একে অপরের বিপরীত দিকে ঘোরে, অর্থাৎ যেদিকে উত্তল এবং অবতল দাঁতগুলো পরস্পরের দিকে মুখ করে থাকে, তখন দাঁতগুলোর মধ্যবর্তী আয়তনে প্রসারণের ফলে নিম্নচাপ তৈরি হয়, যা নিম্নচাপ অঞ্চল নামে পরিচিত। এই দুটি অঞ্চল হাউজিং এবং রোটরের সংযোগ রেখা দ্বারা পৃথক থাকে এবং দুটি রোটরের অক্ষীয় তলকে মোটামুটিভাবে উচ্চ ও নিম্নচাপ অঞ্চলের মধ্যবর্তী সংযোগস্থল হিসেবে বিবেচনা করা যেতে পারে। এছাড়াও, ইয়িন এবং ইয়াং রোটরের মধ্যকার সংযোগ রেখা দ্বারা গঠিত সর্পিল চ্যানেলটি বেস এলিমেন্টের আয়তনের মধ্যে থাকা গ্যাসকে সংকুচিত অবস্থায় শোষণ প্রান্ত থেকে নিষ্কাশন প্রান্তের দিকে সর্পিলভাবে চালিত করে।
স্ক্রু কম্প্রেসার একটি রোটারি কম্প্রেসার হলেও, এর গঠনে সেন্ট্রিফিউগাল কম্প্রেসারের বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং এর কার্যপ্রণালীও পজিটিভ ডিসপ্লেসমেন্ট কম্প্রেসারের শ্রেণীভুক্ত।

অসুবিধা সমূহ

স্পাইরাল রোটরের স্পেস সারফেসের মেশিনিং নির্ভুলতা উচ্চ
রোটরগুলোর মধ্যকার সংযোগ রেখাটি ভালো ইন্টারস্টেজ সিলিং অর্জন করতে পারে না এবং এটি রোটরের দৃঢ়তা দ্বারা সীমাবদ্ধ। বর্তমানে, স্ক্রু কম্প্রেসার উচ্চতর প্রান্তিক চাপে পৌঁছাতে পারে না।
মাধ্যমটি পর্যায়ক্রমে উচ্চ গতিতে সাকশন এবং এক্সহস্ট ছিদ্রের মধ্য দিয়ে যায়। ফাটল এবং অন্যান্য কারণে লিকেজের ফলে কম্প্রেসরের শব্দ অনেক বেড়ে যায়, তাই শব্দ কমানোর জন্য নয়েজ-ক্যানসেলিং ব্যবস্থা গ্রহণ করা প্রয়োজন।

উপরোক্ত বৈশিষ্ট্যগুলোর কারণে, স্ক্রু কম্প্রেসার সাধারণত নিম্নলিখিত কাজের পরিস্থিতিতে ব্যবহৃত হয়।

·যানজট খুব বেশি নয় ·মসৃণভাবে চলতে দীর্ঘ সময় লাগে ·নির্গমন চাপ কম

উপরোক্ত বৈশিষ্ট্যগুলোর কারণে, স্ক্রু কম্প্রেসার সাধারণত নিম্নলিখিত কাজের পরিস্থিতিতে ব্যবহৃত হয়।

·যানজট খুব বেশি নয় ·মসৃণভাবে চলতে দীর্ঘ সময় লাগে ·নির্গমন চাপ কম

বন্দুকাদির কাঠাম

এটি এয়ার ফ্রেম, সাকশন এন্ড সিট এবং এক্সহস্ট এন্ড সিট দ্বারা গঠিত, যা কম্প্রেসরের প্রধান উপাদান। বডি হলো প্রতিটি অংশকে সংযোগকারী কেন্দ্রীয় অংশ, যা প্রতিটি অংশের জন্য সঠিক অ্যাসেম্বলি অবস্থান নিশ্চিত করে, সিলিন্ডারের মধ্যে রোটরের সঠিক সংযোগ নিশ্চিত করে এবং নির্ভরযোগ্যভাবে কাজ চালিয়ে যায়। এর প্রান্তভাগের আকৃতি ∞, যা দুটি সংযুক্ত রোটরের বাইরের সিলিন্ডারের জন্য উপযুক্ত, যাতে রোটরটি বডির মধ্যে সঠিকভাবে স্থাপন করা যায়। বডির ভেতরের দেয়ালে একটি রেডিয়াল সাকশন অরিফিস থাকে যা রোটরের ঘূর্ণন কোণের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে, যাতে রোটরটি ঘূর্ণনের সময় মসৃণভাবে সাকশন প্রক্রিয়া সম্পন্ন করতে পারে।
সাকশন এবং এক্সহস্ট এন্ড সিট হলো ইঞ্জিন বডির সামনের এবং পিছনের প্রান্তে অবস্থিত একটি সিলিং কানেক্টর। এটি কেবল ইঞ্জিন বডির প্রান্তভাগের সিলই তৈরি করে না, বরং ইয়িন ও ইয়াং রোটর এবং সাপোর্টিং রোটরের বেয়ারিং অ্যাসেম্বলির অবস্থানও নিশ্চিত করে।

রটার

পরিবর্তনশীল-ভলিউম কম্প্রেশনের প্রধান উপাদানগুলো ইয়িন এবং ইয়াং রোটর দ্বারা গঠিত। রোটর প্রোফাইলটি উচ্চ নির্ভুলতার বিশেষ মেশিন টুলস ও বিশেষ কাটিং টুলস দিয়ে তৈরি করা হয় এবং এটি কম্প্রেসরের অন্যতম প্রধান অংশ। রোটর প্রোফাইলটি সাধারণত একপাক্ষিক অপ্রতিসম সাইক্লয়েড—অর্থাৎ একটি আর্ক প্রোফাইল হয়ে থাকে। ইয়িন এবং ইয়াং রোটরের গঠন নিম্নলিখিত দুই ধরনের হয়ে থাকে।
ধনাত্মক রোটরটি সক্রিয় রোটর হিসেবে মোটরের সাথে সংযুক্ত থাকে, যা মেশিং সম্পর্কের মাধ্যমে টর্ক স্থানান্তর করে এবং ঋণাত্মক রোটরকে (চালিত রোটর) ঘোরায়। ইয়িন এবং ইয়াং রোটরগুলো তাদের চালিত গিয়ারের মাধ্যমে মোটর দ্বারা চালিত ড্রাইভিং গিয়ারের সাথে যুক্ত হয়ে টর্ক সঞ্চারিত করে।

বিয়ারিং

বিয়ারিং রোটরের দুই প্রান্তকে সাপোর্ট দেয় এবং রোটরের উচ্চ-গতির ঘূর্ণন নিশ্চিত করে। মোটরের প্রান্তে সাপোর্টের জন্য সাধারণত রোলার বিয়ারিং ব্যবহার করা হয়। দ্বিতীয়ত, যখন রোটর ঘোরে এবং গ্যাসকে সংকুচিত করে, তখন একটি অক্ষীয় থ্রাস্ট বা ধাক্কা উৎপন্ন হয়। এই অক্ষীয় বলকে অতিক্রম করার জন্য, রোটরের অপর প্রান্তে তির্যক কলাম বিয়ারিং ব্যবহার করা হয়, যা কেবল রোটরের ঘূর্ণনের অক্ষীয় বলকেই অতিক্রম করে না, বরং রেডিয়াল বলও বহন করে।  
বেশিরভাগ স্ক্রু কম্প্রেসারে অয়েল ইনজেকশনের মাধ্যমে লুব্রিকেশন করা হয়। লুব্রিকেটিং অয়েল কম্প্রেসারের ভেতরে প্রবেশ করে এবং এর প্রবাহের মাধ্যমে মেশিনটিকে লুব্রিকেট ও সিল করে।
সুবিধাগুলো নিম্নরূপ
·নির্গমন তাপমাত্রা কমান।
কার্যকরী মাধ্যমের ফুটো কমানো এবং সিলিং কার্যকারিতা উন্নত করা
যন্ত্রাংশের তৈলাক্তকরণ উন্নত করে, যন্ত্রাংশের কার্যকাল বাড়ায়।
এর শব্দ তরঙ্গের উপর শোষণ ও প্রশমন প্রভাব রয়েছে এবং এটি কোলাহল কমাতে পারে।
যান্ত্রিক অশুদ্ধি দূর করে এবং ক্ষয়ক্ষতি কমায়
তবে, প্রচুর পরিমাণে তেল ইনজেকশনের কারণে, কম্প্রেসার আউটলেটে লুব্রিকেটিং অয়েল সিস্টেম এবং অয়েল ও গ্যাস সেপারেটর যুক্ত করা প্রয়োজন, যা ইউনিটের আয়তন ও জটিলতা বাড়িয়ে দেয়। একই সাথে, এই পদ্ধতিটি দূষণমুক্ত মাধ্যমের জন্য ব্যবহার করা যায় না। তাই, স্ক্রু কম্প্রেসার মেশিনের কিছু অংশে তেল-মুক্ত লুব্রিকেশনও করা হয়।
তেল-মুক্ত কম্প্রেসার ব্যবহারের ক্ষেত্রে এনগেজমেন্ট ক্লিয়ারেন্স, রোটরের দৃঢ়তা ও ভর এবং সম্পূর্ণ ইউনিটটির মেশিনিং মানের উপর উচ্চতর প্রয়োজনীয়তা রয়েছে।