કુલિંગ પદ્ધતિની રચનાકીય અને કાર્યલક્ષી વિગતો

એર-કુલિંગ

એર-કુલિંગ (Air-cooling) :

આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે એર-કુલિંગ માટે સિલિન્ડરને તેની ફરતી સંખ્યાબંધ ફિન્સ સાથે કાસ્ટિંગ કરીને બનાવવામાં આવે છે. આ પ્રકારનાં સિલિન્ડરોનો ઉપયોગ સ્કૂટરો અને મોટર સાયકલોમાં કરવામાં આવે છે. વાતાવરણની હવા આ ફિનની સામેની દિશામાંથી વહે છે અને સિલિન્ડરની ઉષ્માંનું વહન કરે છે. રણપ્રદેશોમાં કુલિંગ માટે પૂરતા જથ્થામાં પાણી મળતું નથી એટલે એન્જિન કુલિંગ માટે એર કુલિંગની રીતને પસંદ કરવામાં આવે છે. ખૂબ જ ઠંડા પ્રદેશોમાં નીચા તાપમાનને લીધે સિસ્ટમમાં પાણી ફ્રીઝ થઈને બરફ સ્વરૂપે જામી જાય છે એટલે તેવા પ્રદેશોમાં પણ એર-કુલિંગ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

 

વોટર-કુલિંગ (Water Cooling) :

આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે એન્જિન સિલિન્ડર બ્લોક અને સિલિન્ડર હેડમાં વોટર જેકેટ આપેલા હોય છે. આ જેકેટોમાં પાણી ભરાયેલું રહે છે અને સિલિન્ડર અને સિલિન્ડર હેડની ઉષ્મા પાણીમાં ટ્રાન્સફર થાય છે. એટલે સિલિન્ડર અને સિલિન્ડર હેડ ઠંડા રહે છે.

 

થર્મોસિફોન પદ્ધતિ (Thermosiphon System) :

થર્મોસિફોન પદ્ધતિ

આકૃતિમાં આજે વપરાતી વિવિધ વોટર કુલિંગ સિસ્ટમ પૈકીની થર્મોસિફોન પદ્ધતિને દર્શાવવામાં આવી છે. આ પદ્ધતિ રેડિયેટર, સિલિન્ડર અને પિસ્ટન સાથે દર્શાવી છે. બે પાઈપો વડે રેડિયેટરને એન્જિન બ્લોક સાથે જોડવામાં આવે છે. રેડિયેટરમાં પાણી નીચે આવે છે અને ત્યારબાદ એન્જિન બ્લોકમાં જાય છે. સિલિન્ડર બ્લોકમાંથી પાણી બાહ્ય પાઈપમાં સરક્યુલેટ થયા પછી રેડિયેટરમાં પ્રવેશે છે.

જયારે પાણીને કોઈ પાત્રમાં ગરમ કરવામાં આવે છે ત્યારે ગરમ પાણી હંમેશાં ઉપર ચડે છે અને ઠંડું પાણી પાત્રમાં નીચે આવે છે. ગરમ અને ઠંડા પાણીની ઘનતાના તફાવતને લીધે ઉષ્ણતાનયનના પ્રવાહો સર્જાવાને લીધે આવું બને છે. જેમકે ગરમ પાણીની ઘનતા ઓછી હોવાથી તે ઉપર ચડે છે, જ્યારે ઠંડા પાણીની ઘનતા વધુ હોવાથી તે પાત્રનાં તળિયે પહોંચી જાય છે. કન્વેકશન કરન્ટના આ સિદ્ધાંતનો થર્મોસિફોન સિસ્ટમમાં ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

જયારે એન્જિન ફરતું હોય ત્યારે ક્રેન્ક શાફટ રોટેશન વડે થર્મોસિફોન સિસ્ટમમાં એક ફેનને ફેરવવામાં આવે છે. ક્રેન્ક શાફટ ફેન બેલ્ટ વડે આ ફેનને ફેરવે છે. આ ફેન રેડિયેટરમાં થઈને આવતી ઠંડી હવાને ખેંચે છે. રેડિયેટરમાંની પાતળી પાઈપોમાંથી ગરમ પાણી પસાર થતું હોય છે. જ્યારે આ પાઈપોની સપાટી ઠંડી હવાના સંપર્કમાં આવે છે ત્યારે તેમાંથી પસાર થઈ રહેલું ગરમ પાણી ઠરવા લાગે છે. આથી એન્જિન પણ ઠંડું થતું રહે છે.

 

પંપ કુલિંગ (Pump Cooling) :

જયારે ગરમ પાણી રેડિયેટરમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે ફેન દ્વારા ખેચાતી ઠંડી હવાથી તે ગરમ પાણી ઠરે છે. આ ઠંડું પાણી ફરી પાછું સિલિન્ડર, બ્લોકમાં થર્મોસિફોન પદ્ધતિ વડે પહોંચે છે. તેમ છતાં વોટર સરક્યુલેશનની આ રીત અસરકારક નથી કારણ કે એન્જિનમાંથી ઉષ્માનો ખૂબ જ મોટો જથ્થો દૂર કરવાની જરૂરિયાત હોય છે, થર્મોસિફોન પદ્ધતિ ઝડપી રીતે એન્જિનને ઠંડું પાડી શકવા અસમર્થ છે.

પંપ કુલિંગ

કુલિંગને ઝડપી બનાવવા માટે એન્જિન બ્લોકના નીચેના ભાગમાં એક પંપને રેડિયેટર અને એન્જિન બ્લોકની વચ્ચે ગોક્વવામાં આવે છે. આ રચના આકૃતિ માં દર્શાવવામાં આવેલ છે. આ પંપને એક બેલ્ટ વડે કૅન્કશાફ્ટથી ફેરવવામાં આવે છે. જયારે આ પંપ ફરે છે ત્યારે પાણીને તે થોડા દબાણ સરક્યુલેટ કરે છે. પરિણામે કોઈપણ મુશ્કેલી વિના એન્જિન બ્લોકમાંથી ઉષ્માનો ઝડપી નિકાલ થાય છે. તેમ છતાં, થર્મોસિફોન પદ્ધતિમાં પંપનો ઉપયોગ કરવામાં થોડી મુશ્કેલી નડે છે.

જ્યારે પાણી પોઝિટિવ દિશામાં વહે છે. ત્યારે એન્જિનનું ઓવરકુલિંગ થાય છે, પાણી અહીં કૂલિગ માધ્યમ છે અને તેનું તાપમાન કોઈપણ સંજોગોમાં 75°C સેન્ટિગ્રેડથી ઘટવું જોઈએ નહિ અને 90°Cથી વધવું જોઈએ નહિ એટલે એન્જિન કાર્યદક્ષ રીતે કાર્ય કરતું રહી શકે. તેના માટે આ પદ્ધતિમાં તાપમાનને તેની નિયત સીમાઓ વચ્ચે જાળવી રાખવા માટે એક થર્મોસ્ટેટનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

 

થર્મોસ્ટેટ (Thermostat) :

થર્મોસ્ટેટ

આકૃતિમાં ધાત્વિક પાર્ટ્સનો બનેલો થર્મોસ્ટેટ દર્શાવેલ છે, તેનું વિસ્તરણ અને સંકોચન અનુક્રમે ગરમ અને ઠંડા પાણીના સંપર્કમાં આવે ત્યારે થાય છે. જયારે વાલ્વ ઠંડા પાણીના સંપર્કમાં આવે છે ત્યારે તે બંધ થાય છે. જયારે પાણી ગરમ હોય છે ત્યારે તે તેની સીટ ઉપરથી ઊંચકાયને તેમાંથી ગરમ પાણી પસાર થઈને રેડિયેટરમાં જાય છે. આ સિદ્ધાંતનો થર્મોસ્ટેટમાં ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

કેટલીક વાર લાંબા સમય સુધી પાણીનું તાપમાન નીચું રહે છે. આ કિસ્સામાં પાણીનું સરક્યુલેશન પંપ વડે સતત સિલિન્ડર બ્લોકમાં જયાં સુધી પાણી ગરમ ન થાય ત્યાં સુધી થતું રહે છે. જયારે પાણી પૂરતું ગરમ થાય ત્યારે જ ફક્ત થર્મોસ્ટેટ ખૂલે છે.

 

 

 

પંપ સાથે થર્મોસ્ટેટ (Thermostat with Pump) :

આકૃતિમાં વોટર-કુલિંગ સિસ્ટમનાં પંપને થર્મોસ્ટેટ સાથે દર્શાવેલ છે. આ પંપ અને થર્મોસ્ટેટની વચ્ચે એક બાયપાસ વાલ્વ હોય છે. જયારે પંપ ફરે છે, સિલિન્ડરનાં વિવિધ પાર્ટ્સમાંથી પાણી સરક્યુલેટ થાય છે. સમગ્ર સિસ્ટમમાં વોટરનું સરક્યુલેશન કરીને સિલિન્ડર બ્લોકમાંથી ગરમી દૂર કરવામાં આવે છે. આવું તાપમાન 75°C. જેવું થાય ત્યાં સુધી થતું રહે છે. જેવું તાપમાન 75°C થાય છે એટલે થર્મોસ્ટેટ વાલ્વ બંધ થઈ જાય છે.

તેનો અર્થ એવો થાય છે કે હવે પાણી રેડિયેટરમાં જતું નથી પરંતુ બાયબોસ વાલ્વમાં થઈને સિલિન્ડર બ્લોકમાંથી જયાં સુધી પૂરતું ગરમ થાય અને તેને ઠારવાની જરૂર પડે ત્યાં સુધી સરક્યુલેટ થયા કરે છે.થર્મોસ્ટેટમાં એક વાલ્વ હોય છે અને પંપ સિસ્ટમ એક બાજુએ જ ખૂલે છે. જ્યારે પાણી વાલ્વમાંથી નીચે આવે છે. ત્યારે પાણી પંપમાં જાય છે. પંપ પાણીનું અમુક તાપમાન થાય ત્યાં સુધી તેને સરક્યુલેટ કર્યા કરે છે.

પંપ સાથે થર્મોસ્ટેટ

આકૃતિમાં પાણીનું અમુક તાપમાન જેમ કે 75°C થઈ ગયા પછીની સ્થિતિ દર્શાવી છે. થર્મોસ્ટેટ વાલ્વ ખૂલે છે અને પાણી તેમાંથી પસાર થઈને ઠંડું થવા માટે રેડિયેટરમાં જાય છે. ઠંડું થયા પછી પાણી પાછું પંપમાં આવે છે. પંપ આ પાણીનું સરક્યુલેશન જયાં સુધી તેને ફરી ઠંડું કરવાની જરૂર ન પડે ત્યાં સુધી ચાલુ રાખે છે. જ્યારે પાણીને રેડિયેટરમાં મોકલવું પડે તેમ હોય ત્યારે બાયપાસ વાલ્વ સિલિન્ડર બ્લોકમાં જતા પેસેજને બંધ કરી દે છે.

 

 

વોટર પંપ (Water Pump) :

વોટર પંપ

સરક્યુલેટિંગ વોટરના વેગને વધારવા માટે કુલિંગ સિસ્ટમમાં વોટર પંપનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. સિલિન્ડરના આગળના છેડે ઇન્વેલર ટાઈપ પંપ ગોઠવવામાં આવે છે. આ પંપને કુલિંગ સિસ્ટમની નીચે તરફ જતી બાજુએ સિલિન્ડર બ્લોક અને રેડિયેટરની વચ્ચે લગાવવામાં આવે છે. આકૃતિ માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે પંપમાં ઇમ્પલર, શાફટ અને વોટર પેસેજ આપેલા હોય છે. ઇમ્પલર એક ફલેટ પ્લેટ છે, જે પંપના શાફ્ટ ઉપર લગાવાય છે અને તેના પર ફલેટ અથવા વર્તુળાકાર બ્લેડોની હારમાળા હોય છે. આકૃતિમાં આ ઇન્વેલર દર્શાવેલ છે. જયારે ઇપેલર ફરે છે ત્યારે કેન્દ્રત્યાગી બળને લીધે બ્લેડોની વચ્ચેનું પાણી બહાર ફેંકાય છે. પંપના આઉટ લેટમાંથી નીકળતા આ પાણીને રેડિયેટરમાં મોકલવામાં આવે છે.

આકૃતિમાં વી-બેલ્ટ વડે કેમશાફ્ટ દ્વારા રોટેટ થતો વોટર પંપ દર્શાવેલ છે. ક્રેન્ક શાફટ જ્યારે એક રિવોલ્યુશન પૂરું કરે છે ત્યારે પંપ અડધો આંટો ફરે છે. આધુનિક પંપના બોડી લાઈટ મિશ્ર ધાતુમાંથી અને ઇમ્પલર સિન્વેટિક રેઝીનમાંથી બનાવવામાં આવે છે..

Also read: કૂલિંગ સિસ્ટમ ના પ્રકારો

Please follow and like us:

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *