ΣΥΜΠΙΕΣΤΕΣ – ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΙΚΟΙ

33

3. Περιστροφικοί Συμπιεστές (Rotary Vane Compressors)

3.1 Είδη περιστροφικών συμπιεστών. Τα κύρια εξαρτήματαΟι περιστροφικοί συμπιεστές λέγονται και διαφραγματικού τύπου. Βρίσκουν εφαρμογή σεψυκτικές εγκαταστάσεις μικρού μεγέθους όπως τα οικιακά ψυγεία, οι κλιματιστικές συσκευέςδωματίου κ.λπ. που απαιτούν μεγάλες παροχές ψυκτικού μέσου σε μέτριες πιέσεις λειτουργίας.Είναι συμπιεστές απλής κατασκευής και κατατάσσονται σε δύο βασικούς τύπους, σύμφωνα μετην αρχή λειτουργίας τους:

Τύπος #1: Οι περιστροφικοί συμπιεστές με έκκεντρο τύμπανο και σταθερό στεγανοποιητικόπτερύγιο

Εικόνα 3.1: Αρχή λειτουργίας Περιστροφικού Συμπιεστή με έκκεντρο τύμπανοκαι σταθερό στεγανοποιητικό πτερύγιο

D: εσωτερική διάμετρος σώματος συμπιεστή (κυλίνδρου)d: διάμετρος έκκεντρου τύμπανου

E: εκκεντρότητα =2

dD

Τα κατασκευαστικά τμήματα ενός περιστροφικού συμπιεστή ΤΥΠΟΥ #1, είναι: Το σταθερό εξωτερικό σώμα Το περιστρεφόμενο τύμπανο Ο άξονας του συμπιεστή με το έκκεντρο τύμπανο Το σύστημα στεγανοποίησης του τυμπάνου με το σταθερό πτερύγιο

Ειδικότερα: Το σταθερό εξωτερικό σώμα του συμπιεστή έχει κυλινδρική μορφή και στην

εσωτερική του επιφάνεια (κύλινδρος) κυλίεται το περιστρεφόμενο τύμπανο. Επάνω στοσώμα του συμπιεστή έχουν προσαρμοσθεί οι σωληνώσεις αναρρόφησης και κατάθλιψηςκαι το σταθερό στεγανοποιητικό πτερύγιο.

Το περιστρεφόμενο τύμπανο του συμπιεστή κυλίεται στην εσωτερική επιφάνεια τουσώματος του συμπιεστή (κύλινδρος) και δημιουργεί τις διαδοχικές φάσεις αναρρόφησηςκαι κατάθλιψης, που πάντα χωρίζονται μεταξύ τους και στεγανοποιούνται από τοσταθερό στεγανοποιητικό πτερύγιο. Μεταξύ του περιστρεφόμενου στροφείου και της

ΣΥΜΠΙΕΣΤΕΣ – ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΙΚΟΙ

34

εσωτερικής επιφάνειας του σώματος του συμπιεστή (κυλίνδρου) παρεμβάλλεται πάνταλεπτό στρώμα ψυκτελαίου, ώστε να αποφεύγονται οι ανεπιθύμητες φθορές και τριβή τωνεπιφανειών.

Ο άξονας του συμπιεστή κινείται από τον ηλεκτροκινητήρα του συγκροτήματος. Φέρειτο έκκεντρο τύμπανο, που περιστρέφεται έκκεντρα, οπότε και γίνεται δυνατή με αυτόν τοντρόπο η συνεχής και ταυτόχρονη αναρρόφηση και κατάθλιψη του ψυκτικού αερίου.

Το σύστημα στεγανοποίησης του στροφείου με το σταθερό στεγανοποιητικόπτερύγιο, το οποίο εφάπτεται συνεχώς πάνω στο στροφείο κάτω από την πίεση ενόςελατηρίου και διαχωρίζει στεγανά το χώρο αναρρόφησης από το χώρο κατάθλιψης.

Τύπος #2: Οι περιστροφικοί συμπιεστές με περιστρεφόμενο στροφέα και κινητόστεγανοποιητικό πτερύγιο (ένα ή περισσότερα)

Εικόνα 3.2: Τομή Συμπιεστή με περιστρεφόμενο στροφέα και κινητά στεγανοποιητικό πτερύγια

Τα κατασκευαστικά τμήματα ενός περιστροφικού συμπιεστή ΤΥΠΟΥ #2, είναι: Το σταθερό εξωτερικό σώμα Ο περιστρεφόμενος στροφέας Ο άξονας του συμπιεστή με το στροφέα Το σύστημα στεγανοποίησης του στροφέα με τα κινητά στεγανοποιητικά πτερύγια

Ειδικότερα: Το σταθερό εξωτερικό σώμα του συμπιεστή έχει κυλινδρική μορφή και στην

εσωτερική του επιφάνεια (κύλινδρος) κυλίεται ο περιστρεφόμενος στροφέας. Επάνω στοσώμα του συμπιεστή έχουν προσαρμοσθεί οι σωληνώσεις αναρρόφησης καικατάθλιψης.

ΣΥΜΠΙΕΣΤΕΣ – ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΙΚΟΙ

35

Ο περιστρεφόμενος στροφέας του συμπιεστή κυλίεται στην εσωτερική επιφάνεια τουσώματος του συμπιεστή (κύλινδρος) και δημιουργεί τις διαδοχικές φάσεις αναρρόφησηςκαι κατάθλιψης, που πάντα χωρίζονται μεταξύ τους και στεγανοποιούνται από τα κινητάστεγανοποιητικά πτερύγια. Μεταξύ του περιστρεφόμενου στροφείου και της εσωτερικήςεπιφάνειας του σώματος του συμπιεστή (κυλίνδρου) παρεμβάλλεται πάντα λεπτόστρώμα ψυκτελαίου, ώστε να αποφεύγονται οι ανεπιθύμητες φθορές και τριβή τωνεπιφανειών.

Ο άξονας του συμπιεστή κινείται από τον ηλεκτροκινητήρα του συγκροτήματος. Φέρειτον περιστρεφόμενο στροφέα.

Το σύστημα στεγανοποίησης του στροφέα με τα κινητά στεγανοποιητικά πτερύγια,που είναι εγκατεστημένα σε ειδικές υποδοχές συμμετρικά διαμορφωμένες πάνω στοστροφέα και περιστρέφονται μαζί του.

Η άσκηση της πίεσης των στεγανοποιητικών πτερυγίων πάνω στο εσωτερικό τοίχωμα τουκυλίνδρου επιτυγχάνεται με 2 τρόπους: εγκαθίστανται ελατήρια μέσα στις υποδοχές του στροφέα τα οποία πιέζουν τα

στεγανοποιητικά πτερύγια προς την εσωτερική επιφάνεια του κυλίνδρου. αξιοποιείται η αναπτυσσόμενη από την περιστροφή φυγόκεντρη δύναμη, που

εξαναγκάζει τα πτερύγια να κινηθούν ακτινικά και να πιέζονται πάνω στην εσωτερικήεπιφάνεια του κυλίνδρου, εξασφαλίζοντας έτσι τη στεγανότητα. Στην περίπτωση αυτή ηταχύτητα περιστροφής του άξονα του συμπιεστή είναι η ίδια με την ταχύτηταπεριστροφής του άξονα του ηλεκτροκινητήρα (δηλαδή δεν παρεμβάλλεται σύστημαμείωσης στροφών).

Εικόνα 3.3: Σχηματική παράσταση της Αρχής Λειτουργίας συμπιεστή μεπεριστρεφόμενο στροφέα και κινητά στεγανοποιητικά πτερύγια

1. Είσοδος αερίου ψυκτικού2. Εμβολο Ρύθμισης3. Έκκεντρη κυλινδρική περιοχή4. Ολισθαίνοντα (κινητά) στεγανοποιητικά πτερύγια5. Κατά μήκος αύλακας6. Στροφέας7. Περιοχή μέγιστης συμπίεσης8. Έξοδος συμπιεσμένου ψυκτικού αερίου9. Εντατική έγχυση ψυκτελαίου

Λειτουργία συμπιεστή με περιστρεφόμενο στροφέα και κινητά στεγανοποιητικά πτερύγια1. Ένας αυλακωτός στροφέας (ή φτερωτή) περιστρέφεται έκκεντρα σε ένα κυκλοειδές

κέλυφος.Ο στροφέας είναι τοποθετημένος κοντά στα τοιχώματα του κελύφους, οπότεσχηματίζεται έτσι, μιά κοιλότητα σαν μισοφέγγαρο. Ο στροφέας έχει στεγανοποιηθείμέσα στο κέλυφος από δύο πλευρικές πλάκες (μπρός και πίσω ως προς το επίπεδο τηςεικόνας)Πτερύγια ή ελάσματα ή κόφτρες, εφαρμόζουν μέσα στους αύλακες του στροφέα.

ΣΥΜΠΙΕΣΤΕΣ – ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΙΚΟΙ

36

Καθώς η φτερωτή περιστρέφεται (κίτρινο βέλος) το αέριο εισέρχεται στο συμπιεστή καιλόγω της φυγοκέντρου δυνάμεως (ή της πίεσης ελατηρίων) τα πτερύγια (ελάσματα ήκόφτρες) εφαρμόζουν με πίεση πάνω στα τοιχώματα του κελύφους. Η εφαρμογή αυτήείναι απόλυτα στεγανή.

2. Το αέριο εισέρχεται στο «θάλαμο» συμπίεσης μέσα από ανοίγματα που βρίσκονται στατοιχώματα του κελύφους. Το αέριο καταλαμβάνει τις κοιλότητες που σχηματίζονται απότα πτερύγια, το στροφέα, το κέλυφος και τις πλευρικές πλάκες.

3. Καθώς η φτερωτή συνεχίζει να περιστρέφεται, τα πτερύγια σαρώνουν το αέριο, προς τηναντίθετη πλευρά του μισοφέγγαρου. Εκεί συμπιέζεται μέσα στα ανοίγματα κατάθλιψηςτου κελύφους, καθώς το κάθε πτερύγιο πλησιάζει στο σημείο του μισοφέγγαρου πουφαίνεται στο μικρό κόκκινο βέλος στα αριστερά.Στη συνέχεια, το συμπιεσμένο αέριο εξέρχεται από το στόμιο κατάθλιψης.

Είναι φανερό ότι, όταν σταματήσει η λειτουργία του περιστροφικού συμπιεστή, τότε το ψυκτέλαιοστραγγίζει από τα εσωτερικά τοιχώματα του κυλίνδρου και επομένως παύει να υφίσταται ηπροαναφερθείσα στεγανότητα μεταξύ αναρρόφησης και κατάθλιψης. Για να μην περάσει ψυκτικόαέριο από την κατάθλιψη (χώρος υψηλής πίεσης και θερμοκρασίας) στην αναρρόφηση (χώροςχαμηλής πίεσης και θερμοκρασίας) και από εκεί στον εξατμιστή, εγκαθίσταται μία βαλβίδααντεπιστροφής (check valve, non-return valve) στη σύνδεση της γραμμής αναρρόφησης στοσυμπιεστή.

3.2 Πλεονεκτήματα – μειονεκτήματα έναντι των παλινδρομικών

Πλεονεκτήματα Περιστροφικών Συμπιεστών σε σχέση με τους παλινδρομικούς συμπιεστές

Αθόρυβη λειτουργία Μεγάλος βαθμός απόδοσης σε μικρούς λόγους συμπίεσης Μικρές διαστάσεις Πολύ λίγα κινούμενα εξαρτήματα

Μειονεκτήματα Περιστροφικών Συμπιεστών σε σχέση με τους παλινδρομικούς συμπιεστές

Δυσκολία επισκευής Κόστος προμήθειας μεγάλο Ακατάλληλοι για μεγάλους λόγους συμπίεσης

3.3 ΕρωτήσειςΠοια είναι τα κύρια εξαρτήματα του περιστροφικού συμπιεστή;

Εικόνα 3.4: Λειτουργία συμπιεστή με περιστρεφόμενο στροφέα και κινητά στεγανοποιητικά πτερύγια