तेल-इंजेक्टेड स्क्रू एयर कंप्रेसर क्या है और यह कैसे काम करता है?

का मूल कार्य सिद्धांत ओयल-इन्जेक्टेड स्क्रू एयर कंप्रेसर

ट्विन-स्क्रू रोटर गतिशीलता और समकालिक तेल-फिल्म संपीड़न

तेल-इंजेक्टेड स्क्रू वायु कंप्रेसर अपने संचालन के लिए सावधानीपूर्ण रूप से डिज़ाइन किए गए हेलिकल रोटरों पर निर्भर करते हैं। जब पुरुष रोटर (मेल रोटर) घूमता है—आमतौर पर एक विद्युत मोटर द्वारा संचालित—तो उसके ग्रूव्स, विपरीत दिशाओं में घूमते समय, महिला रोटर (फीमेल रोटर) के ग्रूव्स के साथ एक साथ फिट हो जाते हैं। इस समन्वित गति के कारण वायु के छोटे-छोटे बुलबुले बनते हैं, जो कंप्रेसर की लंबाई के अनुदिश, इनलेट से आउटलेट तक आगे बढ़ते हैं। जैसे-जैसे ये बुलबुले प्रणाली के माध्यम से आगे बढ़ते हैं, रोटरों के बीच की जगह लगभग पाँच गुना तक सिकुड़ जाती है, जिससे वास्तव में वायु का संपीड़न होता है। इंजेक्ट किया गया तेल एक साथ तीन महत्वपूर्ण कार्य करता है: यह एक पतली फिल्म बनाता है जो सूक्ष्म अंतरालों से रिसाव को रोकती है, गतिशील भागों को अच्छी तरह से चिकनाई प्रदान करता है, और संपीड़न के दौरान उत्पन्न ऊष्मा को अवशोषित कर लेता है। इस चतुर डिज़ाइन के कारण, ये मशीनें अधिकांश औद्योगिक अनुप्रयोगों में 3000 आरपीएम (रिवोल्यूशन प्रति मिनट) से अधिक की गति पर लगातार चल सकती हैं, जबकि इनकी दक्षता लगभग 90 प्रतिशत बनी रहती है।

क्यों औद्योगिक स्क्रू वायु कंप्रेसर अनुप्रयोगों में तेल-इंजेक्शन प्रभुत्व स्थापित करता है

निर्माण और स्वचालित उद्योगों के निर्माता तेल-फ्लडेड डिज़ाइनों के साथ चिपके रहते हैं, क्योंकि वे समग्र रूप से अधिक आर्थिक रूप से समझदार होते हैं। इंजेक्ट किया गया तेल वास्तव में संचालन के दौरान उत्पन्न होने वाली लगभग 70% ऊष्मा को अवशोषित कर लेता है, जिसका अर्थ है कि कंपनियों को उन विशाल शीतलन प्रणालियों को स्थापित करने की आवश्यकता नहीं होती है। इससे छोटे कंप्रेसर यूनिट बनाए जा सकते हैं, जो 100 से 150 पाउंड प्रति वर्ग इंच के दबाव पर 50 से 250 घन फुट प्रति मिनट की वायु प्रवाह दर को संभाल सकते हैं। एक और बड़ा लाभ यह है कि तेल की परत शोर स्तर को लगभग 8 से 12 डेसिबल तक कम करने में सहायता करती है, जिससे ये मशीनें उन स्थानों के लिए भी उपयुक्त हो जाती हैं, जहाँ शोर विनियमन कड़े होते हैं। इसके अतिरिक्त, समयबद्ध गियर के शामिल न होने के कारण रखरखाव का कार्य कम होता है, और प्रारंभिक क्रय मूल्य तेल-मुक्त मॉडलों की तुलना में 30 से 40 प्रतिशत कम होता है। जहाँ दैनिक औद्योगिक वायु आवश्यकताओं के लिए पूर्णता की अत्यधिक आवश्यकता नहीं होती है, वहाँ तेल-इंजेक्टेड कंप्रेसर विभिन्न क्षेत्रों की अनगिनत सुविधाओं के लिए अब भी प्रमुख विकल्प बने हुए हैं।

स्क्रू एयर कंप्रेसर में तेल के चार महत्वपूर्ण कार्य

चिकनाई के अतिरिक्त, तेल स्क्रू कंप्रेसरों में तीन अन्य महत्वपूर्ण भूमिकाएँ निभाता है:

• चिकनाई और सीलिंग: आयतनिक दक्षता को अधिकतम करने के लिए ब्लो-बाय को समाप्त करना
  तेल रोटर्स के बीच एक गतिशील सील बनाता है, जिससे वायु रिसाव ("ब्लो-बाय") में लगभग 15% की कमी आती है और आयतनिक दक्षता 90% से अधिक बनी रहती है।

• शीतलन: संपीड़न की ऊष्मा का लगभग 70% अवशोषण—ऊष्मीय प्रबंधन के आवश्यक तत्व
  इंजेक्ट किए गए तेल द्वारा संपीड़न के दौरान उत्पन्न तापीय ऊर्जा का अधिकांश भाग अवशोषित किया जाता है, जिससे रोटर के अत्यधिक तापन को रोका जाता है और मानक औद्योगिक दबाव सीमाओं के भीतर स्थिर संचालन सुनिश्चित किया जाता है।

• शोर कम करना: तेल-फिल्म डैम्पिंग द्वारा ध्वनि उत्सर्जन में 8–12 डीबी(ए) की कमी
  घूर्णन करने वाली सतहों के बीच तेल की परत एक प्रभावी ध्वनि अवशोषक के रूप में कार्य करती है, जिससे संचालन का शोर 70–75 डीबी(ए) तक कम हो जाता है—जो निरंतर कार्यस्थल अनुमति के लिए OSHA द्वारा निर्धारित सीमा के भीतर पूर्णतः अनुपालन करता है।

यह बहुक्रियाशील एकीकरण उचित रूप से रखरखाव वाले तेल-इंजेक्टेड स्क्रू कंप्रेसरों को 50,000+ ऑपरेटिंग घंटे प्राप्त करने की अनुमति देता है।

मुख्य घटक और तेल-गैस पृथक्करण प्रक्रिया

एयर-एंड, तेल संग्रहाशय और तेल कूलर: एकीकृत तापीय और प्रवाह नियंत्रण

एयर-एंड के अंदर वे जुड़े हुए रोटर हैं जो संपीड़न के मामले में अधिकांश भारी कार्य करते हैं। इस बीच, तेल संग्रहाशय इस सील्ड प्रणाली में लुब्रिकेंट के भंडारण के रूप में कार्य करता है। जैसे ही तेल संग्रहाशय से निकलकर एयर-एंड में प्रवेश करता है, यह चीजों को उचित रूप से सील रखने में सहायता करता है और संचालन के दौरान ठंडा बना रहता है। तेल कूलर से गुजरने के बाद, जहाँ उत्पन्न ऊष्मा का लगभग दो तिहाई भाग निकल जाता है, तेल बिल्कुल सही श्यानता (थिकनेस) के साथ एयर-एंड में वापस आ जाता है। यह सावधानीपूर्ण तापमान नियंत्रण इस बात की गारंटी देता है कि तेल लंबे समय तक चलने पर भी अत्यधिक गर्म न होने पर भी उचित आयतन दक्षता बनाए रख सके।

बहु-चरणीय पृथक्करण: संगलन, अधिशोषण और यांत्रिक फिल्ट्रेशन जिससे तेल का अतिरेक <3 ppm होता है

संपीड़न के बाद तेल और गैस का पृथक्करण कई जुड़े हुए चरणों के माध्यम से होता है। पहला चरण सेपरेटर के अंदर अपकेंद्रीय बल का उपयोग करता है, जिससे बड़े तेल के बूँदों में से लगभग 95% को निकाल दिया जाता है। जो कुछ शेष रह जाता है, उसे अगले चरण में संगठन फ़िल्टर (कोएलेसिंग फ़िल्टर) द्वारा संभाला जाता है, जो उन सूक्ष्म तेल कणों को एक साथ लाकर उन्हें इतना बड़ा बना देते हैं कि उन्हें वास्तव में निकाला जा सके। वास्तव में बहुत छोटे कणों के लिए, हम अधिशोषण माध्यम (एड्सॉर्पशन मीडिया) पर निर्भर करते हैं, जिसमें आमतौर पर सक्रियित कार्बन मिलाया जाता है, और यह सब-माइक्रॉन के आकार के एरोसॉल को पकड़ लेता है। इसके अतिरिक्त, पूरी प्रक्रिया के दौरान यांत्रिक फ़िल्ट्रेशन भी ध्यान से कार्य करता रहता है, ताकि ऊपर की ओर से आने वाले किसी भी कण को पकड़ा जा सके। जब सब कुछ ठीक से काम करता है, तो यह पूरी प्रणाली अधिकांश समय तेल के अतिप्रवाह को 3 पीपीएम (प्रति मिलियन में भाग) से कम बनाए रखती है, जिसका अर्थ है कि आगे की ओर जाने वाली वायु अधिक शुद्ध होगी और यहाँ से नीचे की ओर स्थित किसी भी उपकरण की बेहतर सुरक्षा होगी।

निश्चित-गति बनाम वेरिएबल स्पीड ड्राइव (VSD) स्क्रू एयर कंप्रेसर: तेल प्रबंधन और दक्षता के प्रभाव

मानक निश्चित-गति वाले स्क्रू कंप्रेसर अपनी मोटर को चाहे जो भी मांग हो, समान आरपीएम (RPM) पर चलाते रहते हैं, और आवश्यकता पड़ने पर आउटपुट को इनलेट वाल्व के माध्यम से समायोजित करते हैं। यह सरलता मूलभूत अनुप्रयोगों के लिए ठीक काम करती है, लेकिन जब केवल आंशिक भार (पार्ट लोड) की आवश्यकता होती है, तो इसकी कीमत चुकानी पड़ती है। ऊर्जा का अपव्यय होता है क्योंकि मोटर तब भी घूमती रहती है जब कोई विशेष कार्य नहीं होता। यहीं पर वेरिएबल स्पीड ड्राइव (VSD) मॉडल्स अपनी क्षमता का प्रदर्शन करते हैं। ये मशीनें वास्तव में वर्तमान में कितनी वायु को स्थानांतरित करने की आवश्यकता है, इसके आधार पर मोटर की गति को बदल सकती हैं, जिससे दिन भर में बदलती मांग वाली सुविधाओं में ऊर्जा के उपयोग में लगभग 30 से 50 प्रतिशत की कमी आ जाती है। इसका प्रभाव तेल प्रणालियों पर भी काफी महत्वपूर्ण होता है। निश्चित गति वाली इकाइयाँ काफी स्थिर तापीय स्थितियों में काम करती हैं, इसलिए तेल ठंडा रहता है और फ़िल्टर अधिकांश समय भरोसेमंद ढंग से काम करते हैं। लेकिन VSD कंप्रेसर अपनी गति को बढ़ाने और घटाने के दौरान तापमान में विविध उतार-चढ़ाव और तेल प्रवाह दर में परिवर्तनों का सामना करते हैं। इसका अर्थ है कि निर्माताओं को तेल को विभिन्न गतियों पर उचित श्यानता (विस्कॉसिटी) में बनाए रखने के लिए बेहतर शीतलन समाधानों और कहीं अधिक सटीक फ़िल्ट्रेशन प्रणालियों की आवश्यकता होती है। अन्यथा, बार-बार गति परिवर्तनों के दौरान चिकनाई (लुब्रिकेशन), सील की अखंडता और संपीड़ित वायु प्रवाह में अत्यधिक तेल के साथ ले जाए जाने जैसी समस्याएँ उत्पन्न हो सकती हैं।

सामान्य प्रश्न

स्क्रू एयर कंप्रेसर में तेल के तीन मुख्य कार्य क्या हैं?

स्क्रू एयर कंप्रेसर में तेल गतिशील भागों के लिए एक स्नेहक के रूप में कार्य करता है, वायु रिसाव को रोकने के लिए एक सील बनाता है, और संपीड़न के दौरान उत्पन्न ऊष्मा को अवशोषित करता है।

औद्योगिक अनुप्रयोगों में तेल-इंजेक्टेड स्क्रू कंप्रेसर को क्यों प्राथमिकता दी जाती है?

इन्हें इनकी लागत-प्रभावशीलता, तेल द्वारा ऊष्मा के कुशल अवशोषण, कम शोर स्तर, कम रखरखाव और तेल-मुक्त मॉडलों की तुलना में कम प्रारंभिक लागत के कारण प्राथमिकता दी जाती है।

चर गति ड्राइव (VSD) कंप्रेसर ऊर्जा कैसे बचाता है?

VSD कंप्रेसर मांग के अनुसार मोटर की गति को समायोजित करते हैं, जिससे कम मांग के समय अनावश्यक मोटर संचालन से बचकर 30 से 50% तक ऊर्जा का उपयोग कम किया जा सकता है।