คอมเพรสเซอร์แบบโรตารี่สกรูเป็นคอมเพรสเซอร์แก๊สชนิดหนึ่งเช่นเดียวกับคอมเพรสเซอร์อากาศที่ใช้กลไกการแทนที่เชิงบวกแบบหมุน คอมเพรสเซอร์เหล่านี้พบได้ทั่วไปในงานอุตสาหกรรมและใช้แทนคอมเพรสเซอร์ลูกสูบ แบบดั้งเดิม ในกรณีที่ต้องการปริมาณแก๊สอัดจำนวนมาก เช่น สำหรับวงจรทำความเย็นขนาดใหญ่ เช่นเครื่องทำความเย็นหรือสำหรับระบบอากาศอัดเพื่อใช้งานเครื่องมือที่ใช้ลม เช่นค้อนลมและประแจกระแทกสำหรับขนาดโรเตอร์ที่เล็กกว่า การรั่วไหลภายในโรเตอร์จะมีความสำคัญมากขึ้น ทำให้กลไกประเภทนี้ไม่เหมาะสมกับคอมเพรสเซอร์ขนาดเล็กเท่ากับคอมเพรสเซอร์ลูกสูบ

เครื่องอัดอากาศแบบสกรูมีลักษณะเหมือนกับปั๊มแบบสกรูทุกประการ ยกเว้นว่าช่องเก็บวัสดุจะเล็กลงเรื่อยๆ ตามแนวสกรู ทำให้วัสดุที่ถูกกักอยู่ภายในช่องเหล่านั้นถูกอัดแน่น ดังนั้น สกรูของเครื่องอัดอากาศแบบสกรูจึงไม่สมมาตรตลอดความยาว ในขณะที่ปั๊มแบบสกรูมีความสมมาตรตลอดทั้งตัว

กระบวนการอัดแก๊สของคอมเพรสเซอร์แบบสกรูหมุนเป็นการเคลื่อนที่แบบกวาดอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นจึงมีการกระเพื่อมหรือการไหลกระชากน้อยมาก ซึ่งแตกต่างจากคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ นอกจากนี้ยังทำให้คอมเพรสเซอร์แบบสกรูเงียบกว่าและเกิดการสั่นสะเทือนน้อยกว่าคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบอย่างมาก แม้จะมีขนาดใหญ่ก็ตาม และยังให้ประโยชน์ในด้านประสิทธิภาพอีกด้วย

คอมเพรสเซอร์แบบสกรูหมุนใช้โรเตอร์เกลียวสองตัวที่ขบกันแน่นมากเพื่ออัดก๊าซ ในคอมเพรสเซอร์แบบสกรูหมุนที่ทำงานโดยไม่มีน้ำมันหล่อลื่น เฟืองกำหนดเวลาจะช่วยให้โรเตอร์ตัวผู้และตัวเมียรักษาการจัดเรียงที่แม่นยำโดยไม่สัมผัสกัน ซึ่งจะทำให้เกิดการสึกหรออย่างรวดเร็ว ในคอมเพรสเซอร์แบบสกรูหมุนที่หล่อลื่นด้วยน้ำมัน น้ำมันหล่อลื่นจะเชื่อมช่องว่างระหว่างโรเตอร์ ทำให้เกิดทั้งซีลไฮดรอลิกและถ่ายโอนพลังงานกลระหว่างโรเตอร์ ทำให้โรเตอร์ตัวหนึ่งถูกขับเคลื่อนโดยอีกตัวหนึ่งได้อย่างสมบูรณ์

ก๊าซเข้าทางด้านดูดและเคลื่อนที่ผ่านเกลียวขณะที่สกรูหมุน โรเตอร์ที่ขบกันจะดันก๊าซผ่านคอมเพรสเซอร์ และก๊าซจะออกทางปลายสกรู พื้นที่ทำงานคือปริมาตรระหว่างกลีบของโรเตอร์ตัวผู้และตัวเมีย โดยจะมีขนาดใหญ่กว่าที่ด้านดูด และลดลงตามความยาวของโรเตอร์จนถึงพอร์ตไอเสีย การเปลี่ยนแปลงปริมาตรนี้คือการอัด

ประจุขาเข้าจะถูกดูดเข้าไปที่ปลายโรเตอร์ในช่องว่างขนาดใหญ่ระหว่างกลีบตัวผู้และตัวเมีย ที่ปลายด้านขาเข้า กลีบตัวผู้มีขนาดเล็กกว่ากลีบตัวเมียมาก แต่ขนาดสัมพัทธ์จะกลับสัดส่วนไปตามความยาวของโรเตอร์ทั้งสอง (ตัวผู้มีขนาดใหญ่ขึ้นและตัวเมียมีขนาดเล็กลง) จนกระทั่ง (สัมผัสกับพอร์ตปล่อย) ช่องว่างระหว่างกลีบแต่ละคู่มีขนาดเล็กลงมาก การลดปริมาตรนี้ทำให้เกิดการอัดประจุ ก่อนที่จะถูกส่งไปยังท่อร่วมขาออก^{[ 1 ]}

ประสิทธิภาพของกลไกนี้ขึ้นอยู่กับการปรับช่องว่างระหว่างใบพัดเกลียวและระหว่างใบพัดกับห้องเพื่อปิดผนึกช่องอัดอากาศอย่างแม่นยำ อย่างไรก็ตาม การรั่วไหลบางส่วนเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ และต้องใช้ความเร็วในการหมุนสูงเพื่อลดอัตราส่วนของอัตราการไหลของการรั่วไหลต่ออัตราการไหลที่มีประสิทธิภาพให้น้อยที่สุด

ตรงกันข้ามกับเครื่องเป่าลมแบบ Rootsคอมเพรสเซอร์แบบสกรูสมัยใหม่ถูกสร้างขึ้นโดยใช้โปรไฟล์ที่แตกต่างกันบนโรเตอร์ทั้งสอง: โรเตอร์ตัวผู้มีกลีบนูนที่ประกบกับโพรงเว้าของโรเตอร์ตัวเมีย โดยปกติโรเตอร์ตัวผู้จะมีกลีบน้อยกว่าโรเตอร์ตัวเมีย เพื่อให้หมุนได้เร็วกว่า เดิมทีคอมเพรสเซอร์แบบสกรูถูกสร้างขึ้นโดยใช้โปรไฟล์โพรงโรเตอร์แบบสมมาตร แต่รุ่นใหม่ใช้โรเตอร์แบบไม่สมมาตร โดยการออกแบบโรเตอร์ที่แน่นอนเป็นเรื่องของสิทธิบัตร^{[ 2 ]}

โดยทั่วไปแล้ว กำลังของคอมเพรสเซอร์แบบโรตารี่สกรูจะวัดเป็นแรงม้า (HP) ลูกบาศก์ฟุตมาตรฐานต่อนาที ( SCFM )* และปอนด์ต่อตารางนิ้ว (PSIG) สำหรับหน่วยที่มีกำลังตั้งแต่ 5 ถึง 30 แรงม้า ขนาดของเครื่องเหล่านี้จะเทียบได้กับคอมเพรสเซอร์แบบสองขั้นตอนทั่วไป เมื่อกำลังแรงม้าเพิ่มขึ้น คอมเพรสเซอร์แบบโรตารี่สกรูจะมีข้อได้เปรียบด้านขนาดอย่างมาก ตัวอย่างเช่น คอมเพรสเซอร์แบบคอมปาวด์ 250 แรงม้า เป็นอุปกรณ์ขนาดใหญ่ที่โดยทั่วไปแล้วต้องใช้ฐานรากพิเศษ อาคารที่เหมาะสม และผู้ติดตั้ง ที่มีความเชี่ยวชาญสูง ในการติดตั้งอุปกรณ์ ในทางกลับกัน คอมเพรสเซอร์แบบโรตารี่สกรู 250 แรงม้า สามารถวางบนพื้นโรงงานทั่วไปได้โดยใช้รถยก มาตรฐาน ในอุตสาหกรรม คอมเพรสเซอร์แบบโรตารี่สกรู 250 แรงม้า มักถูกมองว่าเป็นอุปกรณ์ขนาดกะทัดรัด

คอมเพรสเซอร์แบบสกรูหมุนมีจำหน่ายทั่วไปในขนาด 5 ถึง 500 แรงม้า และสามารถผลิตปริมาณลมได้มากกว่า 2500 SCFM ในขณะที่แรงดันที่ผลิตโดยคอมเพรสเซอร์แบบสกรูขั้นตอนเดียวจำกัดอยู่ที่ 250 PSIG แต่คอมเพรสเซอร์แบบสกรูสองขั้นตอนสามารถส่งแรงดันได้สูงถึง 600 PSIG

คอมเพรสเซอร์แบบสกรูหมุนมักทำงานได้อย่างราบรื่นและมีการสั่นสะเทือนน้อย จึงไม่จำเป็นต้องใช้ฐานรองหรือระบบติดตั้งแบบพิเศษ โดยปกติแล้ว คอมเพรสเซอร์แบบสกรูหมุนจะติดตั้งโดยใช้แท่นรอง ยางมาตรฐาน ที่ออกแบบมาเพื่อดูดซับการสั่นสะเทือนความถี่สูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในคอมเพรสเซอร์แบบสกรูหมุนที่ทำงานด้วยความเร็วรอบสูง

*ในระดับที่น้อยกว่านั้น คอมเพรสเซอร์บางตัวได้รับการจัดอันดับเป็นลูกบาศก์ฟุตต่อนาทีจริง ( ACFM ) ในขณะที่บางตัวได้รับการจัดอันดับเป็นลูกบาศก์ฟุตต่อนาที (CFM) การใช้CFM ^{[ 3 ]}ในการจัดอันดับคอมเพรสเซอร์นั้นไม่ถูกต้อง เนื่องจาก CFM แสดงถึงอัตราการไหลที่ไม่ขึ้นกับแรงดันอ้างอิง เช่น 20 CFM ที่ 60 PSI

เครื่องอัดอากาศแบบสกรูได้รับการจดสิทธิบัตร ครั้งแรก ในปี พ.ศ. 2421 โดยไฮน์ริช คริการ์ในประเทศเยอรมนีอย่างไรก็ตาม สิทธิบัตรหมดอายุลงโดยไม่มีการสร้างเครื่องจักรที่ใช้งานได้จริง^{[ 4 ] [ 5 ]}

คอมเพรสเซอร์แบบสกรูกลีบเกลียวสมัยใหม่ได้รับการพัฒนาขึ้นในสวีเดนโดยAlf Lysholmซึ่งเป็นหัวหน้าวิศวกรที่Ljungstroms Angturbin Lysholm พัฒนาคอมเพรสเซอร์แบบสกรูในขณะที่กำลังมองหาวิธีเอาชนะปัญหาการกระชากของคอมเพรสเซอร์ในกังหันก๊าซ Lysholm พิจารณา เครื่องเป่าลมแบบ Rootsก่อนแต่พบว่าไม่สามารถสร้างอัตราส่วนความดันที่สูงพอได้ ในปี 1935 Ljungstroms ได้จดสิทธิบัตรคอมเพรสเซอร์แบบสกรูกลีบเกลียว ซึ่งต่อมาได้มีการอนุญาตให้ผู้ผลิตรายอื่นนำไปใช้กันอย่างแพร่หลาย Ljungstroms Angturbin ABได้เปลี่ยนชื่อเป็น Svenska Rotor Maskiner (SRM) ในปี 1951 ^{[ 4 ] [ 6 ]}

ในปี พ.ศ. 2495 เครื่องตัด Holroyd เครื่องแรกถูกนำมาใช้โดยบริษัทวิศวกรรมHowden ของสกอตแลนด์เพื่อผลิตโรเตอร์คอมเพรสเซอร์แบบกลีบเกลียว ซึ่งช่วยลดทั้งต้นทุนและเวลาในการผลิตลงอย่างมาก^{[ 4 ] [ 5 ]}

ในปี พ.ศ. 2497 Howden และ SRM ได้ร่วมกันพัฒนาคอมเพรสเซอร์แบบสกรูที่แช่น้ำมันเป็นครั้งแรก การแช่น้ำมันช่วยให้เกิดการระบายความร้อน ซึ่งทำให้สามารถใช้อัตราส่วนแรงดันสูงขึ้นได้ และยังช่วยขจัดปัญหาเฟืองไทม์มิ่ง คอมเพรสเซอร์ลมแบบสกรูที่แช่น้ำมันรุ่นแรกที่วางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์นั้นเปิดตัวในปี พ.ศ. 2490 โดยAtlas Copco ^{[ 4 ] [ 5 ]}

วาล์วแบบช่องได้รับการพัฒนาโดย SRM ในช่วงทศวรรษ 1950 ซึ่งช่วยให้สามารถควบคุมกำลังการผลิตได้ดีขึ้น ซึ่งเคยเป็นปัจจัยจำกัดสำหรับการใช้งานคอมเพรสเซอร์แบบสกรู^{[ 4 ] [ 5 ]}

โรเตอร์แบบไม่สมมาตรได้รับการจดสิทธิบัตรครั้งแรกโดย SRM และต่อมาได้นำมาใช้ในเชิงพาณิชย์โดยSullairในปี 1969 การนำโรเตอร์แบบไม่สมมาตรมาใช้ช่วยปรับปรุงการปิดผนึก ทำให้ประสิทธิภาพของโรเตอร์ประเภทนี้เพิ่มขึ้นอีกด้วย^{[ 4 ​​]}

คอมเพรสเซอร์แบบโรตารี่สกรูโดยทั่วไปใช้สำหรับจ่ายอากาศอัดสำหรับงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เหมาะที่สุดสำหรับการใช้งานที่มีความต้องการอากาศอย่างต่อเนื่อง เช่น โรงงานบรรจุภัณฑ์อาหารและระบบการผลิตอัตโนมัติ แม้ว่าหากมีความต้องการเป็นช่วงๆ จำนวนมากพอ พร้อมกับการจัดเก็บไว้บ้าง ก็จะสามารถสร้างภาระต่อเนื่องได้เช่นกัน นอกจากแบบติดตั้งอยู่กับที่แล้ว คอมเพรสเซอร์แบบโรตารี่สกรูยังนิยมติดตั้งบนรถพ่วงและขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ดีเซลขนาดเล็ก ระบบอัดอากาศแบบพกพาเหล่านี้มักเรียกว่าคอมเพรสเซอร์สำหรับงานก่อสร้าง คอมเพรสเซอร์สำหรับงานก่อสร้างใช้สำหรับจ่ายอากาศอัดให้กับเครื่องเจาะกระแทก เครื่องมือตอกหมุด ปั๊มลม การพ่นทราย และระบบพ่นสีอุตสาหกรรม พบเห็นได้ทั่วไปในสถานที่ก่อสร้างและในทีมงานซ่อมถนนทั่วโลก

เครื่องอัดอากาศแบบสกรูยังนิยมใช้ในแท่นขุดเจาะแบบโรตารี่, DTH และ RC ที่ใช้ในงานขุดเจาะเพื่อการผลิตและการสำรวจเหมืองแร่ รวมถึงงานบริการท่อส่งน้ำมันและก๊าซ เช่น การทดสอบด้วยลม หรือการทำความสะอาดท่อด้วยลม (air pigging)

ในคอมเพรสเซอร์แบบไร้น้ำมัน อากาศจะถูกอัดโดยอาศัยการทำงานของสกรูเพียงอย่างเดียว โดยไม่มีตัวช่วยจากซีลน้ำมัน ส่งผลให้โดยทั่วไปแล้วจะมีแรงดันปล่อยสูงสุดที่ต่ำกว่า อย่างไรก็ตาม คอมเพรสเซอร์แบบไร้น้ำมันหลายขั้นตอน ซึ่งอากาศถูกอัดโดยชุดสกรูหลายชุด สามารถสร้างแรงดันได้มากกว่า 150 psi (10 atm) และปริมาตรส่งออกมากกว่า 2,000 ลูกบาศก์ฟุตต่อนาที (57 m³ ^/ min)

คอมเพรสเซอร์แบบไร้น้ำมันถูกนำมาใช้ในงานที่ไม่อนุญาตให้มีการปนเปื้อนของน้ำมัน เช่น การวิจัยทางการแพทย์และการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ได้หมายความว่าจะไม่ต้องมีการกรองอากาศ เนื่องจากไฮโดรคาร์บอนและสารปนเปื้อนอื่นๆ ที่ปนเปื้อนมาจากอากาศโดยรอบจะต้องถูกกำจัดออกก่อนนำไปใช้งาน ดังนั้น การบำบัดอากาศแบบเดียวกับที่ใช้กับคอมเพรสเซอร์แบบสกรูที่ใช้น้ำมันหล่อลื่นจึงมักจำเป็นเพื่อให้มั่นใจได้ว่าอากาศอัดมีคุณภาพสูง

คอมเพรสเซอร์ลูกสูบขนาดเล็กบางรุ่นใช้คำว่า "ไร้น้ำมัน" เพื่อหมายถึงการใช้สารเคลือบประเภทเทฟลอนบนพื้นผิวที่สึกหรอเท่านั้น

ในคอมเพรสเซอร์แบบสกรูหมุนที่ฉีดน้ำมัน น้ำมันจะถูกฉีด^{[ 7 ]}เข้าไปในโพรงอัดเพื่อช่วยในการปิดผนึกและให้ความเย็นแก่ก๊าซที่อัดเข้าไป น้ำมันจะถูกแยกออกจากกระแสที่ปล่อยออกมา ทำให้เย็นลง กรอง และนำกลับมาใช้ใหม่ น้ำมันจะดักจับอนุภาคที่ไม่เป็นขั้วจากอากาศขาเข้า ซึ่งช่วยลดปริมาณอนุภาคในการกรองอนุภาคของอากาศอัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยปกติแล้วน้ำมันคอมเพรสเซอร์บางส่วนจะปนอยู่ในกระแสของก๊าซอัดที่อยู่ด้านล่างของคอมเพรสเซอร์ ในการใช้งานหลายๆ อย่าง จะมีการแก้ไขปัญหานี้โดยใช้ ถัง ดักจับ /กรอง^{[ 8 ]}เครื่องอบแห้งอากาศอัดแบบใช้ระบบทำความเย็นที่มีตัวกรองดักจับแบบเย็นภายในนั้น สามารถกำจัดน้ำมันและน้ำได้มากกว่าตัวกรองดักจับที่อยู่ด้านล่างของเครื่องอบแห้งอากาศ เนื่องจากหลังจากที่อากาศเย็นลงและความชื้นถูกกำจัดออกไปแล้ว อากาศเย็นจะถูกนำไปใช้ในการทำความเย็นล่วงหน้าให้กับอากาศร้อนที่เข้ามา ซึ่งจะทำให้อากาศที่ออกไปอุ่นขึ้น ในการใช้งานอื่นๆ ปัญหานี้จะได้รับการแก้ไขโดยการใช้ถังรับน้ำมัน ซึ่งจะช่วยลดความเร็วของอากาศอัดในบริเวณนั้น ทำให้คราบน้ำมันควบแน่น ตกตะกอนออกจากกระแสอากาศ และถูกกำจัดออกจากระบบอากาศอัดโดยอุปกรณ์จัดการหยดน้ำมันที่ควบแน่น

คอมเพรสเซอร์แบบสกรูที่แช่น้ำมันใช้ในงานหลากหลายประเภท รวมถึงการอัดอากาศการทำความเย็น ด้วยแก๊ส การแปรรูปไฮโดรคาร์บอนและการใช้พลังงานจากแหล่งความร้อนระดับต่ำ^{[ 9 ]}ขนาดมีตั้งแต่คอมเพรสเซอร์อากาศขนาดเล็กสำหรับโรงงาน ไปจนถึงคอมเพรสเซอร์อุตสาหกรรมหนักขนาด 8,400 กิโลวัตต์ (11,300 แรงม้า) ที่มีแรงดันเอาต์พุตสูงถึง 60 บาร์ (870 psi) ^{[ 10 ]}คอมเพรสเซอร์อากาศแบบสกรูที่แช่น้ำมันรุ่นใหม่ปล่อยน้ำมันตกค้างน้อยกว่า 5 มก./ลบ.ม. ^{[ 11 ]}

น้ำมัน PAG คือโพลีอัลคิลีนไกลคอล ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าโพลีไกลคอลบางชนิดเป็นเกรดอาหารและย่อยสลายได้ทางชีวภาพ สารหล่อลื่น PAG ถูกใช้โดยผู้ผลิตคอมเพรสเซอร์อากาศรายใหญ่ที่สุด 2 รายในสหรัฐอเมริกาในคอมเพรสเซอร์อากาศแบบสกรูหมุน^{[ 12 ]}คอมเพรสเซอร์ที่ฉีดน้ำมัน PAG ไม่เหมาะสำหรับการพ่นสี เนื่องจากน้ำมัน PAG จะละลายสีหลายชนิด สีอีพ็อกซี่เรซินสององค์ประกอบที่แข็งตัวด้วยปฏิกิริยาจะทนต่อน้ำมัน PAG

โพลีไกลคอลไม่เข้ากันกับจาระบีที่มีส่วนผสมของน้ำมันแร่ การผสมโพลีไกลคอลกับน้ำมันแร่จะทำให้เกิดสารเหนียวข้นคล้ายเจล^{[ 12 ]}จาระบีซิลิโคนสามารถทนต่อโพลีไกลคอลได้ ผู้ผลิตอุปกรณ์ควบคุมระบบนิวแมติกรายหนึ่งใช้จาระบีซิลิโคนกับซีลและปะเก็น^{[ 13 ] [ 14 ]}

แนะนำให้ใช้น้ำมันแร่ (แต่ไม่ใช่น้ำมันโพลีอัลคิลีนไกลคอล) ในการหล่อลื่นคอมเพรสเซอร์สำหรับซีลที่เคลือบด้วยจาระบีน้ำมันแร่ เช่น วาล์ว 4 ทางความเร็วสูงแบบนิวแมติกและกระบอกสูบอากาศที่ทำงานโดยไม่มีตัวหล่อลื่นน้ำมันแร่ ผู้ผลิตรายหนึ่งได้ประเมินอายุการใช้งานของวาล์ว 4 ทางความเร็วสูงแบบนิวแมติกไว้ที่ 50 ล้านรอบ หากไม่สัมผัสกับน้ำมันโพลีไกลคอล^{[ 15 ]}

น้ำมันโพลีอัลฟาโอเลฟิน PAO เข้ากันได้กับจาระบีน้ำมันแร่^{[ 16 ]}

คอมเพรสเซอร์แบบสกรูทรงกรวยที่พัฒนาขึ้นเมื่อไม่นานมานี้ แท้จริงแล้วคือส่วนขยายแบบเกลียวทรงกรวยของเกียร์โรเตอร์มันไม่มีเส้นทางการรั่วไหลแบบ "รูลม" ซึ่งในคอมเพรสเซอร์แบบสกรูที่ออกแบบมาอย่างดี จะเป็นสาเหตุของการรั่วไหลอย่างมากผ่านชุดประกอบ สิ่งนี้ช่วยให้โรเตอร์ที่มีขนาดเล็กกว่ามีประสิทธิภาพในทางปฏิบัติ เนื่องจากในขนาดที่เล็กกว่า พื้นที่การรั่วไหลจะไม่กลายเป็นส่วนสำคัญของพื้นที่สูบจ่ายมากเท่ากับในคอมเพรสเซอร์แบบสกรูตรง เมื่อรวมกับเส้นผ่านศูนย์กลางที่ลดลงของโรเตอร์รูปทรงกรวย สิ่งนี้ยังช่วยให้มีอัตราส่วนการอัดที่สูงขึ้นมากในขั้นตอนเดียวด้วยการสั่นของเอาต์พุตที่ต่ำกว่า^{[ 17 ]}

ในบรรดาคอมเพรสเซอร์แบบสกรูหมุน มีรูปแบบการควบคุมหลายแบบ ซึ่งแต่ละแบบมีข้อดีและข้อเสียแตกต่างกันไป

ในระบบควบคุมแบบเริ่ม/หยุด คอมเพรสเซอร์จะสั่งการรีเลย์เพื่อจ่ายและตัดกระแสไฟไปยังมอเตอร์ตามความต้องการของอากาศอัด ในกรณีการใช้งานส่วนใหญ่ จำเป็นต้องมีพื้นที่จัดเก็บขนาดใหญ่ หากโหลดไม่ต่อเนื่องหรือไม่เหมาะสมกับคอมเพรสเซอร์ พื้นที่จัดเก็บที่ต้องการมักจะใหญ่กว่าตัวคอมเพรสเซอร์เอง

ในระบบควบคุมการโหลด/ปลดโหลด คอมเพรสเซอร์จะได้รับพลังงานอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม เมื่อความต้องการอากาศอัดลดลงหรือได้รับการตอบสนองแล้ว แทนที่จะตัดไฟไปยังคอมเพรสเซอร์ อุปกรณ์ที่เรียกว่าวาล์วเลื่อนจะทำงาน อุปกรณ์นี้จะเปิดส่วนหนึ่งของโรเตอร์และลดกำลังการผลิตของเครื่องลงตามสัดส่วน โดยทั่วไปจะเหลือประมาณ 25% ของความสามารถของคอมเพรสเซอร์ ซึ่งเป็นการปลดโหลดคอมเพรสเซอร์ วิธีนี้จะลดจำนวนรอบการสตาร์ท/หยุดสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าเมื่อเทียบกับระบบควบคุมการสตาร์ท/หยุดในคอมเพรสเซอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า ช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์โดยมีการเปลี่ยนแปลงต้นทุนการดำเนินงานน้อยที่สุด เมื่อระบบควบคุมการโหลด/ปลดโหลดรวมกับตัวตั้งเวลาเพื่อหยุดคอมเพรสเซอร์หลังจากช่วงเวลาการทำงานแบบไม่โหลดต่อเนื่องที่กำหนดไว้ จะเรียกว่าระบบควบคุมแบบคู่หรือระบบควบคุมอัตโนมัติแบบคู่ ระบบควบคุมนี้ยังคงต้องการพื้นที่จัดเก็บเนื่องจากมีอัตราการผลิตเพียงสองอัตราเพื่อให้ตรงกับการบริโภค แม้ว่าจะน้อยกว่าระบบสตาร์ท/หยุดอย่างมาก คอมเพรสเซอร์อากาศที่ใช้เครื่องยนต์ดีเซลส่วนใหญ่ใช้วิธีนี้

แทนที่จะเริ่มและหยุดคอมเพรสเซอร์เป็นระยะ วาล์วเลื่อนดังที่อธิบายไว้ข้างต้นจะปรับกำลังการผลิตอย่างต่อเนื่องให้ตรงกับความต้องการ แทนที่จะควบคุมเป็นขั้นๆ แม้ว่าวิธีนี้จะให้แรงดันจ่ายที่คงที่ในช่วงความต้องการที่กว้าง แต่การใช้พลังงานโดยรวมอาจสูงกว่าระบบโหลด/ปลดโหลด ส่งผลให้การใช้พลังงานประมาณ 70% ของการใช้พลังงานเต็มกำลังเมื่อคอมเพรสเซอร์อยู่ในสภาวะไม่มีโหลด

เนื่องจากข้อจำกัดในการปรับกำลังการใช้พลังงานของคอมเพรสเซอร์เมื่อเทียบกับกำลังการผลิตอากาศอัด การควบคุมแบบโมดูเลชันจึงเป็นวิธีการควบคุมที่ไม่ค่อยมีประสิทธิภาพเมื่อเทียบกับการควบคุมแบบปรับความเร็วได้ อย่างไรก็ตาม สำหรับการใช้งานที่ไม่สามารถหยุดและเริ่มการทำงานของคอมเพรสเซอร์ได้บ่อยครั้ง (เช่น เมื่อคอมเพรสเซอร์ถูกขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์สันดาปภายในและทำงานโดยไม่มีถังรับอากาศอัด) การควบคุมแบบโมดูเลชันก็เหมาะสม อัตราการผลิตที่เปลี่ยนแปลงได้อย่างต่อเนื่องยังช่วยลดความจำเป็นในการใช้พื้นที่จัดเก็บขนาดใหญ่หากภาระไม่เกินกำลังการผลิตของคอมเพรสเซอร์

ระบบปรับ ปริมาตรการทำงานแบบแปรผันซึ่งใช้โดยบริษัทคอมเพรสเซอร์ Quincy Compressor, Kobelco , Gardner Denver , Kaishan USA และSullairจะปรับเปลี่ยนเปอร์เซ็นต์ของโรเตอร์คอมเพรสเซอร์แบบสกรูที่ทำงานเพื่ออัดอากาศ โดยอนุญาตให้กระแสอากาศไหลผ่านบางส่วนของสกรู แม้ว่าวิธีนี้จะช่วยลดการใช้พลังงานเมื่อเทียบกับระบบควบคุมแบบมอดูเลชั่น แต่ระบบโหลด/ปลดโหลดอาจมีประสิทธิภาพมากกว่าเมื่อใช้กับถังเก็บขนาดใหญ่ (10 แกลลอนต่อ CFM) หากการใช้ถังเก็บขนาดใหญ่ไม่สามารถทำได้ ระบบปรับปริมาตรการทำงานแบบแปรผันก็มีประสิทธิภาพมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่โหลดมากกว่า 70% ของโหลดเต็ม^{[ 18 ]}

วิธีหนึ่งที่สามารถควบคุมปริมาตรการไหลได้คือ การใช้ลิ้นยกหลายตัวที่ด้านดูดของคอมเพรสเซอร์ โดยแต่ละตัวต่อเข้ากับตำแหน่งที่สอดคล้องกันที่ด้านจ่าย ในซูเปอร์ชาร์จเจอร์ของรถยนต์ หลักการทำงานนี้คล้ายคลึงกับการทำงานของลิ้นบายพาส

แม้ว่าคอมเพรสเซอร์อากาศที่ขับเคลื่อนด้วยไดรฟ์ปรับความเร็วได้จะให้ต้นทุนพลังงานในการทำงานต่ำที่สุดโดยไม่ลดอายุการใช้งานลงอย่างเห็นได้ชัดเมื่อเทียบกับคอมเพรสเซอร์แบบโหลด/ไม่โหลดที่ได้รับการบำรุงรักษาอย่างเหมาะสม แต่ อินเวอร์เตอร์พลังงานความถี่แปรผันของไดรฟ์ปรับความเร็วได้มักจะเพิ่มต้นทุนในการออกแบบคอมเพรสเซอร์ดังกล่าวอย่างมาก ทำให้ประโยชน์ทางเศรษฐกิจลดลงเมื่อเทียบกับคอมเพรสเซอร์แบบโหลด/ไม่โหลดที่มีขนาดเหมาะสมหากความต้องการอากาศคงที่ อย่างไรก็ตาม ไดรฟ์ปรับความเร็วได้ให้ความสัมพันธ์เชิงเส้นเกือบสมบูรณ์ระหว่างการใช้พลังงานของคอมเพรสเซอร์และการส่งอากาศอิสระ ทำให้การทำงานมีประสิทธิภาพสูงสุดในช่วงความต้องการอากาศที่กว้างมาก คอมเพรสเซอร์จะต้องเข้าสู่โหมดเริ่ม/หยุดสำหรับความต้องการที่ต่ำมาก เนื่องจากประสิทธิภาพจะลดลงอย่างรวดเร็วที่อัตราการผลิตต่ำเนื่องจากการรั่วไหลของโรเตอร์ ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (ร้อน ชื้น หรือมีฝุ่น) อาจต้องปกป้องอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของไดรฟ์ปรับความเร็วได้เพื่อรักษาอายุการใช้งานที่คาดหวัง^{[ 19 ]}

ซูเปอร์ชาร์จเจอร์แบบสกรูคู่เป็น อุปกรณ์ประเภท ปริมาตรคงที่ที่ทำงานโดยการดันอากาศผ่านสกรูคู่ที่ขบกันอย่างใกล้ชิดคล้ายกับชุดเฟืองตัวหนอน ซูเปอร์ชาร์จเจอร์แบบสกรูคู่ยังเป็นที่รู้จักในชื่อซูเปอร์ชาร์จเจอร์ (หรือคอมเพรสเซอร์ ) ของ Lysholm ตามชื่อผู้ประดิษฐ์คือAlf Lysholm [ ^{20 ] โรเตอร์} แต่ละตัวมีความสมมาตรในแนวรัศมี แต่ไม่สมมาตรในแนวด้านข้าง เมื่อเปรียบเทียบกันแล้วโบลเวอร์แบบ "Roots" ทั่วไป จะมีโรเตอร์ที่เหมือนกัน (โรเตอร์แบบตรง) หรือโรเตอร์แบบภาพสะท้อน (โรเตอร์แบบเกลียว) โรเตอร์ตัวผู้ที่ผลิตโดย Whipple มีสามแฉก ตัวเมียมีห้าแฉก โรเตอร์ตัวผู้ของ Kenne-Bell มีสี่แฉก ตัวเมียมีหกแฉก ตัวเมียในการออกแบบก่อนหน้านี้บางแบบมีสี่แฉก เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว โบลเวอร์แบบ Roots จะมีจำนวนแฉกเท่ากันบนโรเตอร์ทั้งสอง โดยทั่วไปคือ 2, 3 หรือ 4

คอมเพรสเซอร์แบบสกรูหมุนมีการรั่วไหลต่ำและการสูญเสียปรสิตต่ำเมื่อเทียบกับแบบรูทส์ โดยทั่วไปแล้วซูเปอร์ชาร์จเจอร์จะถูกขับเคลื่อนโดยตรงจากเพลาข้อเหวี่ยง ของเครื่องยนต์ ผ่านสายพานหรือเฟืองขับ แตกต่างจากซูเปอร์ชาร์จเจอร์แบบรูทส์สกรูคู่แสดงการอัดภายใน ซึ่งเป็นความสามารถของอุปกรณ์ในการอัดอากาศภายในตัวเรือนขณะที่เคลื่อนที่ผ่านอุปกรณ์ แทนที่จะอาศัยความต้านทานต่อการไหลลงด้านล่างของทางออกเพื่อสร้างการเพิ่มขึ้นของความดัน^{[ 21 ]}

เนื่องจากต้องใช้เทคนิคการผลิต ที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ที่มีความแม่นยำสูงทำให้ซูเปอร์ชาร์จเจอร์แบบสกรูมีราคาแพงกว่าระบบอัดอากาศแบบอื่น ๆ ที่มีอยู่ อย่างไรก็ตาม ด้วยเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นในภายหลัง ต้นทุนการผลิตจึงลดลง ในขณะที่ประสิทธิภาพก็เพิ่มขึ้นด้วย

ซูเปอร์ชาร์จเจอร์ทุกประเภทจะได้รับประโยชน์จากการใช้อินเตอร์คูลเลอร์เพื่อลดความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการสูบฉีดและการอัดอากาศ

ตัวอย่างที่ชัดเจนของเทคโนโลยีที่ใช้ในระบบอัดอากาศแบบทวินสกรูในบริษัทต่างๆ เช่นฟอร์ดมาส ด้า เมอร์ เซเดสและเมอร์คิวรี มารีนสามารถแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของระบบอัดอากาศแบบทวินสกรูได้เช่นกัน แม้ว่าระบบอัดอากาศแบบแรงเหวี่ยงบางชนิดจะมีความสม่ำเสมอและเชื่อถือได้ แต่โดยทั่วไปแล้วจะไม่สามารถสร้างแรงดันสูงสุดได้จนกว่าจะถึงรอบเครื่องยนต์สูงสุด ในขณะที่ระบบอัดอากาศแบบปริมาตรคงที่ เช่นระบบอัดอากาศแบบรูทส์และแบบทวินสกรู จะให้แรงดันที่เพิ่มขึ้นได้ทันทีมากกว่า นอกจากนี้ ระบบอัดอากาศแบบทวินสกรูยังสามารถรักษาแรงดันที่เหมาะสมได้ดีกว่าระบบอัดอากาศแบบปริมาตรคงที่ชนิดอื่นๆ ในช่วงรอบเครื่องยนต์สูงๆ อีกด้วย

คำว่า "blower" มักใช้เรียกอุปกรณ์ที่ติดตั้งบนเครื่องยนต์ที่มีความต้องการอากาศไหลเวียนเพิ่มเติม เช่นเครื่องยนต์ดีเซล 2 จังหวะที่ต้องการแรงดันไอดีเพื่อ "กวาดล้าง" หรือกำจัดก๊าซไอเสียที่ใช้แล้วออกจากกระบอกสูบ และดันอากาศใหม่เข้าไปในกระบอกสูบก่อนจังหวะอัด คำว่า "blower" ยังใช้กับคอมเพรสเซอร์แบบโรตารี่สกรู คอมเพรสเซอร์แบบรูทส์ และคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยง เมื่อใช้เป็นส่วนหนึ่งของ ระบบ อัดอากาศ ในรถยนต์ นอกจากนี้ คำว่า "cabin blower" ยังใช้สำหรับการเพิ่มแรงดันในเครื่องบินสำหรับการบินที่ระดับความสูง ซึ่งใช้คอมเพรสเซอร์แบบรูทส์โดยเฉพาะในช่วงทศวรรษ 1950 (ดูMarshall supercharger )

• เครื่องอัดแก๊ส
• คอมเพรสเซอร์แบบโรเตอร์นำทาง
• คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ
• การทำความเย็นแบบอัดไอ
• เครื่องอัดอากาศแบบปรับความเร็วได้