انواع کمپرسور هوا و ویژگیهای آنها
کمپرسور هوا نه تنها در صنایع بلکه در تولید، جوشکاری، ساخت و سازها، نیروگاه‌ها، کشتی‌ها، کارخانه‌های خودروسازی، صافکاری‌ها و همچنین پر کردن کپسول هوای تنفسی کاربرد دارد. با این وجود انواع مختلفی از کمپرسور هوا هستند که مشخصا برای اهداف فوق مورد استفاده قرار می‌گیرند. اکنون انواع این کمپرسورها را بررسی می‌کنیم. کمپرسورها از بسیاری جهات طبقه بندی می‌شوند که نوع رایج آن طبقه بندی بر اساس عملکرد است.
انواع کمپرسور هوا
- جابجایی مثبت
- کمپرسورهای چرخشی – دینامیکی (Roto-dynamic)
کمپرسورهای جابجایی مثبت نیز به کمپرسورهای پیستونی (reciprocating) و چرخشی (rotary) تقسیم می‌شود.
دسته بندی کمپرسورهای پیستونی یا رفت و برگشتی به این صورت است:
- کمپرسورهای خطی ( قرار داشتن در یک خط یا ردیف)
- کمپرسورهای V شکل
- کمپرسورهای پیستونی Tandem
- کمپرسورهای تک مرحله‌ای
- کمپرسورهای دو مرحله‌ای
- کمپرسورهای دیافراگمی
کمپرسورهای چرخشی (rotary) به 3 دسته تقسیم می‌شوند:
- کمپرسورهای پیچشی (srew)
- کمپرسورهای پره‌ای (Vane)
- کمپرسورهای گوشواره‌ای (Lobe) و پیچی (scroll)
کمپرسورهای چرخشی دینامیکی دو نوع هستند:
- کمپرسورهای گریز از مرکز یا سانتریفیوژ (Centrifugal)
- کمپرسورهای جریان محوری (Axial flow)
این کمپرسورها از جهات زیر نیز دسته بندی می‌شوند:
- تعداد مراحل (تک مرحله‌ای، دو مرحله‌ای و چند مرحله‌ای)
- روش و وسیله برودتی ??(خنک شونده با هوا، خنک شونده با آب، خنک شونده با روغن)
- انواع محرک (محرک موتور الکتریکی، محرک موتور، محرک توربین، تسمه، زنجیر، چرخ دنده و یا محرک جریان مستقیم)
- روش روانکاری (روانکاری پاششی (Splash) یا روانکاری فشرده یا کمپرسور بدون روغن)
- فشار سرویس (کم، متوسط، زیاد)
کمپرسورهای رفت و برگشتی خطی (Reciprocating In-line):
این کمپرسورها پرکاربردترین نوع و دارای محدوده فشار مختلف هستند. طراحی آنها بسیار ساده و غیر اتوماتیک است. وقتی از بالا نگاه کنید، می‌بینید که سیلندرهای مراحل مختلف در یک خط مستقیم قرار دارند. معمولا محرک این کمپرسورها موتورهای الکتریکی یا موتورهای دیزلی هستند.
کمپرسورهای V شکل
این کمپرسورها اغلب با هوا خنک می‌شوند و روی هر واحد سر سیلندر آن سوپاپ‌های متحد المرکز قرار گرفته است. این کمپرسور دارای واحدهای مختلفی است که معمولا تا 90 درجه جابجا می‌شوند و می‌توانند به همان پین میل لنگ متصل شوند یا نشوند. کمپرسورهای با ظرفیت بالا با آب خنک می‌شوند. با جابجایی این واحدها در زاویه‌ای خاص، گشتاور و تعادل بهتر صورت می‌گیرد.
کمپرسورهای یک واکنشی
این نوع، معمولا جزو کمپرسورهای رفت و برگشتی هستند که با هوا و تنها از یک سمت پیستون کار می‌کند. سمت دیگر پیستون اغلب آزاد یا باز است که هیچ کاری انجام نمی‌دهد. هوا فقط در قسمت بالای پیستون فشرده می‌شود. قسمت پایین پیستون مخصوص کارتر میل لنگ است و برای فشرده سازی هوا استفاده نمی‌شود.
کمپرسورهای دو واکنشی
این کمپرسورها دو مجموعه مکش و هواکش دارند و در هر دو طرف پیستون سوپاپ تحویل قرار دارد. با حرکت پیستون به سمت بالا و پایین، هر دو طرف آن عمل فشرده سازی هوا را انجام می‌دهد. سوپاپ‌های دریافت و تحویل مربوط به عملیات رفت پیستون هستند. تحویل هوای فشرده این کمپرسور در مقایسه با نوع تک واکنشی نسبتا مداوم است. بنابراین هر دو طرف پیستون‌ها عملا در فشرده سازی هوا استفاده می‌شوند.
کمپرسورهای چرخشی:
این کمپرسورها از نوع رفت و برگشتی نیستند، پس هیچ پیستون و میل لنگی ندارند. در عوض دارای پیچ، پره، پیچک یا اسکرول و دیگر قطعاتی است که می‌چرخند و هوا را فشرده می‌کنند. این کمپرسورها به چند نوع تقسیم می‌شوند، نوع پیچی، نوع پره‌ای، نوع گوشواره‌ای، نوع اسکرول و انواع دیگر.
کمپرسورهای پیچی در شرایط فشار هوای کم، کار می‌کنند. دو پیچ در داخل یکدیگر می‌چرخند و هوا بین پیچ‌ها و کارتر کمپرسور به دام می‌افتد و هوا را انباشته و دائما حرکت می‌دهند و فشرده می‌کنند و سپس با فشار انتقال می‌دهند و با این کار سوپاپ تحویل باز می‌شود. تحویل هوای فشرده در این کمپرسورها نسبت به کمپرسور رفت و برگشتی، پیوسته و آرام انجام می‌شود. کمپرسور هوای نوع پره‌ای دارای یک کارتر ثابت و یک دیسک روتوری (چرخانه‌ای) دورانی است که دنده‌های آن صفحات لغزنده را نگه می‌دارد. با چرخش این روتور (آرمیچر) دیسک نیز می‌چرخد و صفحات لغزنده را به حرکت درمی آورد چون سطح داخلی این کارتر خارج از مرکز (لنگ) است. بنابراین صفحات لغزنده دور از مرکز حرکت می‌کنند و حجم زیادی از هوا در آن به دام می‌افتد، به همین دلیل وقتی این صفحات در تقارن هم قرار می‌گیرند، هوا فشرده می‌شود.
کمپرسورهای اسکرول دارای پیچ‌هایی است که عامل محرک کل هستند. پیچ‌های لبه بیرونی هوا را به دام می‌اندازند و با چرخش این پیچ‌ها، هوا از بیرون به داخل حرکت می‌کند و به دلیل کاهش سطح، هوا فشرده می‌شود. در نتیجه هوای فشرده از فضای مرکزی اسکرول به خط هوایی تحویل، انتقال می‌یابد.
کمپرسور هوای نوع گوشواره‌ای بسیار ساده و هیچ بخش متحرک پیچیده‌ای ندارد. یک یا دو گوشواره یا لوب به میل گاردان چسبیده و عامل محرک کل هستند. لوب‌ها تا 90 درجه جابجا می‌شوند. بنابراین اگر یکی از لوب‌ها در موقعیت افقی باشد، لوب دیگر در موقعیت عمودی قرار خواهد گرفت. بدین ترتیب هوا بین این لوب‌ها به دام افتاده و هنگام چرخش آنها، فشرده شده و به خط تحویل انتقال می‌یابند.