પંખો (air-fan) : હવા ફેંકતું સાધન. હવાના દબાણમાં ફેરફાર કરીને હવાના પ્રવાહ દ્વારા ઠંડક ઉત્પન્ન કરવા માટેનાં અનેક ઉપકરણોમાં પંખો મુખ્ય છે. રાજમહેલોથી માંડી સામાન્ય જનસમાજમાં હાથથી ચલાવાતા જાતજાતના પંખાઓ ખાસ કરીને ઉનાળાની ગરમીથી રાહત મેળવવા વપરાતા રહ્યા છે. હાલ વિદ્યુત-પંખાઓ આ માટે વપરાય છે. વિદ્યુત-પંખાઓ બે, ત્રણ કે ચાર પાંખિયાંના હોય છે. એ ફરે ત્યારે જે વર્તુળ રચાય તે વર્તુળના અલગ અલગ વ્યાસ પ્રમાણે પંખાનું કદ (size) દર્શાવાય છે. તેનાં માપો ભારતીય તેમજ વિશ્વની માનક સંસ્થાઓએ નક્કી કરેલ છે. વિદ્યુતપંખા બનાવવામાં અનેક સ્વદેશી તેમજ વિદેશી કંપનીઓ કાર્ય કરે છે. ભારતમાં તેનું વિશાળ બજાર છે.
નાના પંખાઓમાં ‘સિંગલ ફેઝ એ. સી. ઇન્ડક્શન’ મોટરો વપરાય છે. મોટા પંખાઓમાં ત્રણ ફેઝની ‘ઇન્ડક્શન’ મોટરો વપરાય. પંખાઓ માટે ડી. સી. મોટરોનો પણ ઉપયોગ થાય. તેમાં સિરીઝ, શંટ કે કંપાઉન્ડ પ્રકારની મોટરો વપરાય છે. પંખા માટે બહુ ઓછા પાવરની ડી. સી. બૅટરીથી ચાલતી મોટરો પણ વપરાય.
ખાસ સંજોગોમાં પંખા માટે યુનિવર્સલ મોટર વપરાય છે. તેને માટે એ.સી. કે ડી.સી. વાયર વાપરી શકાય છે. 230 વોલ્ટ AC પર જે ઝડપ મળે તેના કરતાં 230 વોલ્ટ DC પર વધારે ઝડપ મળે છે. કોઈ પણ પ્રકારની મોટર કરતાં આ મોટરમાં વધારે ઝડપ મેળવી શકાય છે.
પંખા માટે સિંગલ ફેઝ, એસી, 230 વોલ્ટની 1 હૉર્સ-પાવરથી ઓછા પાવરની શક્તિશાળી મોટરો વપરાય છે. તેમાં કાર્યક્ષમતા અને પાવર-ફેક્ટર ઓછાં હોય છે. તેથી વીજળીનો વપરાશ ત્રણ ફેઝની મોટરો કરતાં વધારે થાય છે; પરંતુ ત્રણ ફેઝનો પાવર બધે મળી શકતો નથી, જ્યારે 1-ફેઝનો પાવર બધે મળે છે, માટે 1-ફેઝની મોટરો પંખા માટે સામાન્ય રીતે પ્રચલિત છે.
આકૃતિ 1 : શેડેડ પોલ મોટર
ઔદ્યોગિક હેતુ માટેના પંખાઓ માટે વધુ શક્તિ-દરની જરૂર પડતી હોય ત્યાં ઘણા વધારે HPની મોટરો વપરાય છે; દા. ત., પાવર-હાઉસમાં બૉઇલરને માટે જરૂરી હવાનો પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરી કાર્યક્ષમ દહનક્રિયા ગોઠવી કોલસામાંથી વધારે શક્તિ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે અને ચીમનીમાં દહનક્રિયાને અંતે ધકેલાતા નકામા વાયુમાં અંગારવાયુનું પ્રમાણ ઘટાડી શકાય છે. ફ્રીઝ કે રેફ્રિજરેટરના બ્લોઅરની મોટર, મોટાં ઍરકૂલરોની મોટરો વગેરે ઔદ્યોગિક હેતુના ઉપયોગનાં ઉદાહરણો છે. ગુજરાતમાં પાણીના પંપને પણ પંખો કહે છે.
ઠંડક માટે વપરાતા, ઔદ્યોગિક હેતુઓ માટે વપરાતા પંખાઓ 10ના ગુણકમાં હૉર્સપાવર શક્તિ ધરાવતા પણ હોય છે. તે માટે 3 ફેઝની ઇન્ડક્શન મોટરો વપરાય છે.
રહેવાનાં ઘરોમાં તેમજ ઑફિસોમાં નીચે પ્રમાણેના પંખાઓ વપરાય છે : (1) સીલિંગ-ફૅન છત પર ટિંગાતા પંખા; (2) ફ્લૉર – ટાઇપ પંખા; (3) દીવાલના પંખા; (4) ટેબલ-પંખા; (5) હીટર સાથેના પંખા (હીટરની ગરમી દૂર સુધી પહોંચાડવા માટે); (6) દીવાલોમાં બેસાડેલા બ્લોઅર પંખા (અંદરની હવા બહાર ધકેલવા); (7) ‘સતત પ્રક્રિયા’વાળા પ્લાન્ટમાં ઇન્સ્ટ્રુમેંટનું તાપમાન કાબૂમાં રાખવાના નાના ઇન્સ્ટ્રુમેંટ-પંખા; (8) રમકડાં માટે વપરાતા અતિ નાના પંખા.
સિંગલ ફેઝ એ.સી. ઇન્ડક્શન મોટરના મુખ્ય ભાગો : સ્ટેટર, રોટર, સ્ટેટર વાઇન્ડિંગ, રોટર વાઇન્ડિંગ (કેજ ટાઇપ), શાફ્ટ, બેરિંગ, બેરિંગ અને શાફ્ટ વચ્ચેની સ્પ્રિંગ અને વૉશર, જરૂર હોય ત્યાં સેંટ્રિફ્યૂગલ સ્વિચ વગેરે.
બળઆઘૂર્ણ (torque) સિદ્ધાંત : આવી મોટરોને ચાલુ કરવા માટેનો બળઆઘૂર્ણ હોતો નથી. બળઆઘૂર્ણ ઉત્પન્ન કરવા માટે ‘સ્ટાર્ટ’ વાઇન્ડિંગ હોય છે. બીજું વાઇન્ડિંગ રનિંગ વાઇન્ડિંગ હોય છે.
આ બંને વાઇન્ડિંગ સ્ટેટરમાં બેસાડેલાં હોય છે. બંને વાઇન્ડ 90oના ‘સ્પેસ ઍંગલ’ રાખી સ્ટેટરના સ્લૉટમાં બેસાડેલા હોય છે. બંને સમાંતર જોડેલા હોય છે. હવે રનિંગ અને સ્ટાર્ટ-વાઇન્ડિંગના કરંટમાં ‘ફેઇઝ તફાવત’ કરવા માટે સ્ટાર્ટ-વાઇન્ડિંગ ઊંચા અવરોધ-મૂલ્યના વાયરનું બનાવેલ હોય છે અથવા સ્ટાર્ટ-વાઇન્ડિંગમાં કેપૅસિટર જોડવામાં આવે છે.
ઊંચા અવરોધ સાથેના સ્ટાર્ટ વાઇન્ડિંગની મોટરને ‘સ્પ્લીટ ફેઝ’-મોટર કહેવાય છે જ્યારે કેપૅસિટર સાથેની સ્ટાર્ટ-વાઇન્ડિંગવાળી મોટરને કેપૅસિટર-મોટર કહેવાય છે.
આવા સ્ટાર્ટ-વાઇન્ડિંગવાળી મોટરમાં અમુક કિસ્સામાં સેન્ટ્રિફ્યૂગલ સ્વિચ વપરાય છે.
ઘરમાં વપરાતા સીલિંગ-ફૅન સાધારણ રીતે 50થી 60 વૉટ પાવરના હોય છે. તેને માટે વપરાતું કેપૅસિટર 2થી 2.5 માઇક્રોફેરેડ માપનું હોય છે. પંખો તેની પૂર્ણ ગતિએ ફરતો હોય ત્યારે તેની કાર્યક્ષમતા 70 % અને ‘પાવર ફૅક્ટર’ પણ 0.7 જેટલો હોય છે. અહીં કેપૅસિટરને દૂર કરવા માટે ‘સેન્ટ્રિફ્યૂગલ’ સ્વિચ હોતી નથી એટલે પાવર-ફૅક્ટર 0.7 મળે છે. જો કેપૅસિટરને સ્વિચથી દૂર કરી પંખો ચલાવવામાં આવે તો 0.5થી 0.6 જેવો નબળો પાવર-ફૅક્ટર મળે. સાધારણ મોટરોમાં હોય છે, તેના કરતાં સીલિંગ-ફૅનમાં ‘સ્ટેટર’ ફરે અને ‘રોટર’ સ્થિર રહે તેવી ગોઠવણી હોય છે. પંખામાં ગતિનિયંત્રણ માટે રેગ્યુલેટર હોય છે તેમાં કૉઈલ-અવરોધના ટૅપિંગ પ્રમાણે જુદી જુદી ગતિ મેળવી શકાય છે.
આકૃતિ 2
આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે 1 નંબર પર ઓછામાં ઓછી અને નંબર 5 પર મહત્તમ ગતિ મળે છે. આમાં રેગ્યુલેટરમાં પણ શક્તિનો વપરાશ થાય છે, જે શક્તિનો બગાડ જ છે. આવો શક્તિ-વ્યય બચાવવા માટે હાલ ટ્રાઇકથી ફૅન-રેગ્યુલેટર બનાવાય છે. આમાં મહત્તમથી લઘુતમના વ્યાપમાં કોઈ પણ ગતિ મેળવી શકાય છે અને પાવર-વપરાશમાં બચત થાય છે. ટ્રાઇક-રેગ્યુલેટર ગરમ થતાં નથી. વળી એમાં આગનો ભય પણ ઓછો હોય છે. ખૂબ મોટી મોટરો માટે પોલ મૉડ્યુલેટેડ વાઇન્ડિંગ હોય છે. અને પોલ બદલવાની સ્વિચથી ઝડપ પર નિયંત્રણ થાય છે.
પંખા માટે ‘ફ્યૂઝ’થી પૂરતું રક્ષણ મળી જાય છે. મોટા પંખાની મોટર માટે ઓવર-લોડ અને શૉર્ટ-સર્કિટ સામે રક્ષણ આપે તેવી એમ. સી. બી. (mini-circuit breaker) વપરાય છે.
ખૂબ જ મોટા પંખા (જેવા કે બૉઇલરના ડ્રાફ્ટ માટેના પંખા) માટે ખાસ પ્રકારના મોટરરક્ષણ માટેના વીજ પ્રવાહ વધઘટ સાથે રક્ષણ આપે તેવાં સાધન રિલે વાપરવા પડે. આવાં સાધનો ખાસ તકલીફ વખતે ઊર્જા-સ્રોતને મોટરથી છૂટો પાડી મોટરનું રક્ષણ કરે છે. હવે તો કમ્પ્યૂટર અને મોબાઇલ સાથે જોડી શકાય એવા નાના પંખા પણ આવે છે.
વેલજીભાઈ બાબરિયા