ŠROUBOVÉ KOMPRESORY

Šroubové kompresory jsou moderní objemové kompresory, slučující v mnohém
směru přednosti pístových, rotačních i dynamických kompresorů, takže v současnosti již
zaujímají v oboru stlačování plynů dominantní postavení. Konstruktérům těchto strojů se
podařilo vyřešit i řadu problémů souvisejících s technologii chemických procesů. Šroubové
kompresory stlačují celou škálu plynů od vodíku až k etanu včetně jejich směsí, kde je nutný
nástřik chladicí kapaliny do pracovního prostoru.
Svou konstrukcí navazují na dvourotorová Rootsova
dmychadla, avšak čelní ozubení rotoru je nahrazeno šroubovými tělesy s velkým stoupáním a
nestejným počtem zubů. Pohybující se části jsou dokonale vyváženy.

Vysoké otáčky a mimořádně malé rozměry vytvářejí předpoklady pro stavbu levných
jednotek s minimálními požadavky na konečnou montáž i nenáročnou údržbu. Šroubové
kompresory jsou vhodné pro kompresi vlhkých i znečištěných plynů. Teplota v sání může
dosahovat i 100 °C. Odpovídající teplota ve výtlačném hrdle neohrožuje bezporuchový
provoz stroje. Nevýhodou šroubových kompresorů je neměnný vestavěný tlakový poměr π a
značný hluk o vysoké frekvenci.
Šroubové kompresory bývají rozděleny podle:
- vyhotovení na bezmazné a mazané,
- počtu stupňů na jednostupnové až třístupňové,
- zubových profilů rotorů na stroje s ozubením cykloidním, cévovým, nesymetrickým
a nyní již hojně využívaným profilem sigma.

HLAVNÍ ČÁSTI ŠROUBOVÝCH KOMPRESORŮ
Skříň šroubových kompresorů má dva válcové otvory, v nichž se otáčejí
rotory. Součásti skříně je sací hrdlo se sacím prostorem a sacím otvorem, který svým tvarem
omezuje dobu sání. Podobně jsou ve výtlačném hrdle uspořádány výtlačné otvory.
Původní uspořádání využívalo z hlediska snadné montáže a návaznosti potřebných
konstrukčních prvků souhlasné orientace sacího a výtlačného hrdla směrem nad pracovní
prostor stroje. Tím byly vytvořeny předpoklady k hydraulickým rázům po vadné provozní
manipulaci při spouštění a odstavování stroje. Nyní mají procesní a mazané kompresory
vstupní hrdlo nad pracovním prostorem a výtlačné hrdlo pod rotory. Bezmazné kompresory
vzduchové jsou stavěny s obráceným smyslem proudění.
Ve skříni jsou dále uložena ložiska a ucpávky hřídelů, synchronizační a převodová
soukolí. Pracovní prostor je vytvořen komůrkami mezi zuby obou rotorů a válcovou plochou
skříně.
Hlavní rotor má zuby s vypouklým, v poslední době zpravidla nesymetrickým
profilem, který je zkonstruován tak, aby při rotaci vytvářel nepřetržitou těsnicí linii s minimální
podélnou (mezi komůrkami) i příčnou netěsností (mezi sáním a výtlakem). Vedlejší rotor má
profil vydutý. Optimální poměr délky a průměru rotoru L/D je podle (L 6) 1,65. Stroje s delšími
rotory mají větší výkonnost, dobré využití pracovního prostoru, ale malou tuhost.
Kratší rotory připouštějí vyšší zatížení rozdílem tlaků Δp = pd - pn. Obvodová rychlost
rotorů závislá na tlakovém poměru, výšce zubů a hustotě stlačovaného plynu, bývá 80 až
120 m.s-1. Závity na rotorech nejsou úplné. U hlavního rotoru dosahuje úhel natočení zubů
210° u vedlejšího 140°.
Šroubové kompresory jsou doplněny systémy zajišťujícími:
- regulaci výkonnosti, mazání, chlazení, filtraci nasávaného plynu, tlumení hluku, měření a
střežení stroje.

ŠROUBOVÉ KOMPRESORY BEZMAZNÉ
Pracovní prostor není mazán, vzájemný pohyb rotorů je svázán synchronizačním
soukolím. Tím je zajištěno požadované rozdělení vůlí mezi zuby, které bývají co nejmenší,
pro dosažení dobrého utěsnění pracovního prostoru. Zpravidla jsou vůle menší než (0,8 až
1,2).10-3 D. Bezmazné kompresory se uplatňují i v extrémních podmínkách.
Jsou vhodné pro stlačování plynů:
- silně korozivních,
- vzácných, kdy je styk stlačovaného média s olejem nežádoucí (kyslíkové kompresory),
- s nízkou molekulární hmotností,
- znečištěných,
- obsahujících velké množství kapalin a sedimentů.
K dosažení vysokých otáček (až n = 375 s-1) jsou hlavní rotory bezmazných šroubových
kompresorů poháněny přes převodovou skříň do rychla. I při relativně malých rozměrech
dosahují výkonnosti až 40 000 m3.h-1. Podobně jako kompresory křídlové dodávají se do
tlakového poměru σ = 4 jako jednostupňové, do tlakového poměru c σ = 11 jako
dvoustupňové.
 

ŠROUBOVÉ KOMPRESORY MAZANÉ
Nástřikem značného množství oleje do pracovního prostoru (poměr hmotnosti oleje a
plynu v dopravované směsi bývá 5:1) se vytváří příznivé podmínky pro přímé odvalování
rotoru, dokonalé utěsnění vůlí a účinný odvod tepla ze stroje. Celkový tlakový poměr
jednostupňových kompresorů lze pak zvyšovat na σc = 10 i více. Konstrukce stroje je
jednodušší, poněvadž stroje jsou zpravidla jednostupňové, synchronizační soukolí odpadá,
snižuje se počet rotorů, ucpávek i ložisek. Nezbytné je ovšem přiřadit komplikovaný systém,
zajišťující cirkulaci, chlazení, čištění i odloučení oleje z dopravovaného plynu Otáčky se
snižují, takže odpadá převod mezi motorem a kompresorem. To vše vede k malé hlučnosti
a ekonomickému využití stroje pro výkonnosti od 50 do 3 000 m3.h-1. Jako vývěvy dosahují
tlaku v sání 7 kPa. Osvědčují se také jako součásti pojízdných kompresorových soustav i
chladicích zařízení.
Zvláštním typem mazaného šroubového kompresoru je jednorotorové soustrojí
. K rotoru náleží dvě volně otočná kola, vložená kolmo na hlavní osu rotoru, který je
kontinuálně spojen se sacím hrdlem.
Během rotace v naznačeném směru proudí nasávaný plyn do mezizubové drážky a
je v ní uzavírán rozvodovými koly. Pak dochází ke kompresi a po spojení s výtlačným hrdlem
k vytlačování plynu do spotřebiče.