Kompressor
En kompressor är en maskin som komprimerar exempelvis luft. Kompressorerna brukar delas in i tre kategorier: kolvkompressorer, radialkompressorer och axialkompressorer. Verkstäder och industrier brukar ofta använda sig av tryckluft för att driva handverktyg eller styra delar av större maskiner. För att kunna göra det krävs en kompressor som trycksätter luften. Lastbilar har ofta en kompressor som drivs av motorn som används främst till att trycksätta det tryckluftsdrivna bromssystemet. Drivfordon och motorvagnar på järnvägen använder tryckluft för att styra bromssystemet, men den kan i vissa fall även användas till andra ändamål, såsom öppning av dörrar, ljudsignalering med mera. Kompressorer används även i vissa förbränningsmotorer för att höja effekten och i vissa fall verkningsgraden genom att trycksätta insugsluften. En sådan kompressor är vanligtvis driven av motorns avgaser via en turbin (så kallad turbo), men kan också vara kopplad till motorns vevaxel. En turbinmotor bygger på principen att en turbin driver en axial- eller radialkompressor som komprimerar och blåser luft genom förbränningsrummet, där den blandas med bränsle och antänds. Den varma expanderande gasen driver sedan turbinen. Kompressorn är också grundkomponenten i ett värmepumpssystem. Exempel på sådana är kylskåp, frysar, värmepumpar för uppvärmning av fastigheter, luftkonditionering av fordon och byggnader, med mera. I det fallet är det oftast inte luft som komprimeras, utan ett kylmedium. Det finns även speciella kompressorer som används vid dykning för att fylla på tryckkärl som till exempel andningstuber. Dessa används för att komprimera luften i flaskorna och innehåller oftast andningsluft men även andra gasblandningar som behövs för dykning på större djup. Dessa andningsluftskompressorer finns runt om i Sverige där man bedriver dykning och finns även för medicinskt bruk på sjukhus. Det finns flera sätt att variera kapaciteten i kylsystem, luftkonditioneringssystem och uppvärmningssystem. De metoder som är vanligast inom luftkonditionering är on/off-reglering, varmgasöverblåsning, vätskeinsprutning, parallellkoppling med flera kompressorer, mekanisk modulering (kallas även digital) och inverterteknik. Det finns för- och nackdelar med alla metoder. On/off-reglering: kompressorn med fast varvtal stängs av vid lätt belastning vilket kan leda till korta cykler och kortare livslängd för kompressorn. Enhetens effektivitet minskar på grund av tryckcykler och transientförluster. Kyleffekten är 100 eller 0 procent. Varmgasöverblåsning: en mängd gas sprutas in från utloppet till sugsidan. Kompressorn fortsätter i samma hastighet men på grund av överblåsningen minskas massflödet av köldmediet som cirkulerar i systemet och därmed kylkapaciteten. En naturlig följd är att kompressorn går utan nytta under de perioder då förbiledningen är aktiv. Kyleffekten varierar mellan 0 och 100 procent. Parallellkoppling: flera kompressorer kan installeras i systemet för att åstadkomma maximal kylkapaciteten. Varje kompressor går eller står stilla och reglerar på så sätt enhetens kylkapacitet. Kyleffekten är antingen 0/33/66 eller 100 procent för en triokonfiguration och antingen 0/50 eller 100 procent för en tandemkonfiguration. Mekaniskt modulerad kompressor: den interna mekaniska kapacitetsmoduleringen baseras på en periodisk kompressionsprocess med en styrventil. De 2 spiralerna flyttas från varandra vilket avbryter kompressionen under en angiven tidsperiod. Med den här metoden åstadkoms ett varierande flöde av köldmediet genom att den genomsnittliga kompressionstiden, men inte motorns faktiska hastighet, ändras. Trots ett utmärkt effektförhållande, från 10 till 100 procent av kylkapaciteten, är energiförbrukningen hög hos mekaniskt modulerade scrollkompressorer eftersom motorn hela tiden är igång.
Arkimedes spiral
Arkimedes spiral (även känd som Aritmetisk spiral) är en spiral namngiven på 300-talet f.Kr. efter den Grekiska matematikern Arkimedes. Arkimedes spiral beskriver det geometriska läget av punkter som med konstant hastighet rör sig utefter en linje bort från en fix punkt, kallad spiralens pol, samtidigt som linjen med konstant vinkelhastighet roterar i planet kring polen. Ekvivalent, i polära koordinater (r, θ) kan det beskrivas med ekvationen. med reella tal a och b. Om man ändrar på parametern a kommer spiralens utgångspunkt att ändra, medan b kontrollerar avståndet mellan successiva vändningar. Arkimedes beskriver en sådan spiral i sin bok Om spiraler. Den Arkimediska spiralen har den egenskapen att varje stråle från origo skär spiralens vändningar i punkter med konstant avstånd (motsvarande 2πb om θ mäts i radianer), därav namnet "aritmetisk spiral". I motsats till detta, i en logaritmisk spiral bildar dessa avstånd, såväl som avståndet från skärningspunkterna mätt från origo en geometrisk talföljd. Arkimedes spiral har två armar, en för θ >, 0 och en för θ <, 0. Båda armarna har samma utgångspunkt, endast den ena armen syns på graferna intill. Den andra armen fås genom spegling över "y"-axeln. Vissa källor beskriver Arkimedes spiral som en spiral med "konstant avstånd" mellan successiva varv. Detta är något missvisande. De konstanta avstånden i Arkimediska spiralen mäts längs strålar från utgångspunkten som inte korsar kurvan i rät vinkel, medan ett avstånd mellan parallella kurvor mäts ortogonalt (vinkelrätt) mot båda kurvorna. Ibland används termen "Arkimedes spiral" för den mera allmänna gruppen av spiraler. Den normala arkimediska spiralen fås då x = 1. Andra spiraler som faller in i denna grupp innefattar hyperbolisk spiral, Fermats spiral, och lituus. Praktiskt taget är alla statiska spiraler som förekommer i naturen logaritmiska spiraler, inte Arkimediska spiraler. Många dynamiska spiraler (t.ex. Parker spiral av solvinden, eller det mönster som gjorts av en Catherines hjul) är Arkimediska spiraler. En metod för att konstruera cirkelns kvadratur, genom att lindra på de strikta begränsningarna för användning av linjal och passare i antika grekiska geometriska bevis, använder sig av arkimedes spiral. Den Arkimediska spiralen har en rad av verkliga tillämpningar. Scroll-kompressorer, tillverkade av två överlappande Arkimediska spiraler av samma storlek, används för att komprimera vätskor och gaser. Dessa kompressorer används mycket i exempelvis värmepumpar. Fjädrarna i klockor och spåren i mycket tidiga grammofonskivor bildar Arkimediska spiraler, vilket gör spåren jämnt fördelade och maximerar mängden musik som kan monteras på skivan (även om detta ändrades senare till att möjliggöra bättre ljudkvalitet). Att be en patient att dra en arkimedisk spiral är ett sätt att kvantifiera mänsklig tremor, vilket hjälper att diagnostisera neurologiska sjukdomar. Arkimediska spiraler används också i DLP (Digital Light Processing) projektion system för att minimera "regnbågseffekt", vilket gör det ser ut som om flera färger visas samtidigt, när det i verkligheten ärött, grönt och blått som byts cykliskt extremt snabbt. Dessutom används arkimediska spiraler inom livsmedelsmikrobiologi för att kvantifiera bakteriell koncentration genom en spiral diskett. De används också för att modellera det mönster som uppstår i en papper- eller tejprulle av konstant tjocklek inslagna runt en cylinder.
Rolls-Royce Olympus
Rolls-Royce Olympus är en brittisk jetmotor med axialkompressor utvecklad och tillverkad av Bristol Aeroplane Company som senare gick upp i Rolls-Royce. Motorn var världens första jetmotor med dubbla rotorer, detta innebar att kompressorn var uppdelad i en högtryckskompressor och en separat lågtryckskompressor som drev av varsin turbin via koncentriskt arrangerade axlar. Genom att de två kompressorerna kunde rotera med olika varvtal relativ varandra så kunde motorn konstrueras för högre kompressionsförhållanden utan att det skulle medföra problem vid start och vid snabba varvtalsförändringar. Både det brittiska bombplanet Avro Vulcan och passagerarflygplanet Concorde använde versioner av jetmotorn. Olympusmotorn kom att användas som bas för en serie gasturbiner för marint bruk. Den ursprungliga jetmotorn försågs med en separat kraftturbin utan att några större omkonstruktioner av jetmotorn behövdes. Det första fartyget som använde Olympus-gasturbinen var den finska korvetten Turunmaa som började provturer i början av 1968. Det första brittiska fartyget som använde Olympus-motorn var HMS Exmouth, en fregatt ur Blackwood-klassen, som byggdes om från att ha använt ångturbiner. Nominell effekt 23 200 hk. Nominell effekt 23 200 hk, endast mindre skillnader mot Olympus TM1. Nominell effekt 28 000 hk. Finlands marin Turunmaa-klass. Royal Navy HMS Exmouth. Iranska flottan Alvand-klass fregatter. Malaysiska flottan KD Rahmat. Libyska flottan Dat Assawari. Royal Navy Invincible-klass hangarfartyg. Broadsword-klass fregatt. Argentinas flotta Almirante Brown-klass fregatter. Brasiliens flotta Niteroi-klass fregatter. Nigerianska flottan Aradu (F89). Thailands flotta HTMS Makut Rajakumarn. Greklands flotta Elli-klass. Frankrikes flotta Georges Leygues-klass. Belgiska flottan Wielingen-klass. Nederländernas flotta Tromp-klass fregatter. Jacob van Heemskerck-klass. Japans marina självförsvarsstyrkor JDS Ishikari.
Supermarine Spitfire
Supermarine Spitfire var ett brittiskt jaktplan konstruerat av Reginald Joseph Mitchell under 1930-talet. Det är främst känt för sin insats under slaget om Storbritannien och det var ett av de viktigaste stridsflygplanen under andra världskriget. Spitfire har sina rötter i tävlingsflygplanet Supermarine S.6, även det konstruerat av Reginald Mitchell. Till skillnad från sina föregångare S.4 och S.5 hade S.6 en vätskekyld V12-motor tillverkad av Rolls-Royce som hade mycket högre effekt än de tidigare Napier Lion-motorerna. Den förfinade modellen S.6b gick till historien genom att vinna Schneidertrofén åt Storbritannien 1931. Ungefär samtidigt konstruerade Mitchell även jaktflygplanet Supermarine 224 enligt en specifikation från Luftministeriet. Den hade en Rolls-Royce Goshawk-motor på 660 hk, vinklade måsvingar, öppen sittbrunn och fast landningsställ med "byxben". Den hade vissa likheter med Ju 87 Stuka. Toppfarten var bara föga imponerande 370 km/h och Royal Air Force valde att i stället köpa in det något snabbare biplanet Gloster Gladiator. Mitchell var inte heller nöjd med konstruktionen och lovade att han kunde konstruera ett mycket bättre jaktflygplan om han bara fick fria händer. Luftministeriet var inte intresserat, men Supermarine och den nya ägaren Vickers beslutade att påbörja utvecklingen som ett privat initiativ. Med utgångspunkt från sina tävlingsflygplan började Mitchell att konstruera jaktflygplanet Supermarine 300. Den var baserad på motorn Rolls Royce PV12, en mer robust och pålitlig efterföljare till den högtrimmade tävlingsmotorn Rolls-Royce "R" och som snart skulle bli känd under namnet Merlin. Flygplanet hade en slank och strömlinjeformad flygkropp, tunna vingar och infällbart landningsställ, allt för att minska luftmotståndet. Därtill hade den en imponerande beväpning av inte mindre än åtta stycken kulsprutor, samtliga monterade utanför propellercirkeln och därmed utan behov av synkronisering. När den färdiga konstruktionen presenterades för Luftministeriet ändrade de sig och beställde en prototyp för evaluering. (En prototyp av Hawker Hurricane beställdes ungefär samtidigt). Prototypen genomförde sin jungfruflygning 5 mars 1936 och det krävdes inte många flygtimmar innan flygplanet utmärkte sig genom sin imponerande prestanda och utmärkta flygegenskaper. Ett kontrakt på 310 stycken Spitfires skrevs 3 juni 1936, men det tog tid att få ingång serieproduktionen och det dröjde till juli 1938 innan de första flygplanen började levereras. Reginald Mitchell arbetade in i det sista på Spitfiren fram till sin död den 11 juni 1937 varefter Joseph Smith tog över arbetet. Smith införde förbättringar som vindruta i pansarglas, sporrhjul i stället för skida, en starkare Merlin-motor och en trebladig metallpropeller med två stigningslägen. När Spitfires mötte Focke-Wulf Fw 190 i strid i september 1941 blev de för första gången utklassade av ett snabbare och tyngre beväpnat flygplan. Lösningen blev att så snabbt som möjligt byta ut motorn på ett antal Mk.V mot en Merlin-motor med tvåstegskompressor. Resultatet blev Mk.IX. Flera olika modeller av Merlin monterades i Mk.IX, både med vanlig förgasare med flottör och insprutningsförgasare. Gemensamt för alla var dock att de hade tvåstegskompressor. Den plats som togs upp av kompressorn och intercoolern gjorde flygplanen 18 cm längre. Dessa brukar klassas som andra generationens Spitfires. Den tredje generationens Spitfires hade den större och kraftfullare motorn Rolls-Royce Griffon. Eftersom Griffon-motorn var större fick motorhuven göras om med två stycken åsar för topplocken, något som gjorde de sista versionerna av Spitfire mer lik ursprunget Supermarine S.6. Griffon-motorn hade högre vridmoment än Merlin-motorn vilket gjorde att propellrar med fyra eller fem blad fick användas.
Atlas Copco
Atlas Copco Aktiebolag är ett svenskt industriföretag med huvudkontor i Nacka. Företaget har cirka 39 000 anställda och verkar inom affärsområdena kompressorteknik, vakuumteknik, industriteknik samt energiteknik. I Sverige produceras industriella, kraftdrivna handverktyg i Tierp medan till exempel kompressorer, pumpar, vakuumprodukter och produkter för energilösningar tillverkas utomlands. Företaget har sin bakgrund i två olika industriföretag som båda grundades i Stockholmsområdet i slutet av 1800-talet. Aktiebolaget Atlas bildades 1873, ordförande var André Oscar Wallenberg och Edvard Fränckel var verkställande direktör. Företaget lät uppföra verkstäder i nuvarande Atlasområdet i Vasastaden, Stockholm, dessutom hade man en verkstad i Södertälje. Verkstäderna i Stockholm låg precis invid stambanan, och redan från start tillverkade man material för järnvägen, till exempel personvagnar, godsvagnar, växlar, vändskivor, ångmaskiner, tändkulemotorer, kompressorer och lokomotiv, men även kanonlavetter till försvaret. På 1880-talet köpte man Brynäsvarvet i Gävle. I slutet av 1880-talet drabbades företaget av en ekonomisk kris och rekonstruerades. Det nya företaget fick namnet Nya AB Atlas. I början av 1900-talet blev tryckluftsprodukter allt viktigare. De första produkterna var nit- och mejselhammare. På 1910- och 1920-talet tillkom olika typer av bergborrmaskiner. Aktiebolaget Diesels Motorer bildades 1898 efter initiativ av Marcus Wallenberg, som samma år köpt en licens för att tillverka en dieselmotor som tagits fram av den tyska ingenjören Rudolf Diesel. År 1898 köpte företaget två stora tomter i Sickla i västra delen av Nacka kommun. Här byggdes en fabrik, men även arbetarbostäder i nuvarande Tallbacken. De första motorerna levererades 1899. Tillverkningen var till en början ganska liten, men det satsades mycket på utveckling. År 1907 hade man lyckats ta fram en reversibel (omkastbar) dieselmotor som kunde användas för att driva fartyg, en uppfinning av företagets chefsingenjör Jonas Hesselman. År 1917 gick Diesels Motorer samman med Atlas varvid AB Atlas Diesel bildades. Företaget koncentrerade hela verksamheten till verkstäderna i Sickla 1927, och på fabriksområdet i Vasastaden byggdes bostäder. I Sickla uppfördes samtidigt flera nya byggnader, bland annat den stora så kallade "luftverkstaden". Under de följande åren växte verksamheten. 1930 lanseras den första lätta handhållna bergborrmaskinen i RH-serien som skulle bli en viktig komponent i den Svenska metoden, RH-borrmaskinerna finns fortfarande i Atlas Copcos sortiment idag. 1935 utvecklades knämataren, denna bestod av en cylindrisk knästräva med en pneumatisk cylinder som på ett enkelt sätt kunde upprätthålla ett högt och jämnt matningstryck på borrmaskinen samtidigt som den var hanterbar för en person. Under början av 1940-talet så började Atlas Diesel tillsammans med Kooperativa Förbundets glödlampsfabrik Luma utvecklingen av borrstål för bergborrar med hårdmetallspets. Luma bidrog med expertis rörande tillverkning av wolframkarbid med tiden övertog Sandvikens Jernverk utvecklingen och tillverkningen av borrstål med hårdmetallspetsar. Den stora fördelen med borrskär med hårdmetall var att borrstålet behöll sin skärpa flerfaldigt längre än traditionella stålborrar. Dessa tre komponenter kom att utgöra den Svenska metoden som kom att kraftigt öka produktiviteten vid tunnel- och ortdrivning. Den första storskaliga användningen av den Svenska metoden var utbyggnaden av spårvagnslinje 17 i Stockholm 1945-1947, där en tunnel drevs genom Hägerstensåsen. Det internationella genombrottet för metoden var bygget av Mont Blanctunneln 1957 – 1965. 1956 bytte man namn till Atlas Copco. Namnet Copco härrör från företagets förvärv av det belgiska företaget Airpic Engineering NV, där Copco är en akronym av det franska Compagnie Pneumatique Commerciale.
