انواع كمپرسور هوا و ويژگي‌هاي آنها

كمپرسور هوا نه تنها در صنايع بلكه در توليد، جوشكاري، ساخت و سازها، نيروگاه‌ها، كشتي‌ها، كارخانه‌هاي خودروسازي، صافكاري‌ها و همچنين پر كردن كپسول هواي تنفسي كاربرد دارد. با اين وجود انواع مختلفي از  كمپرسور هوا  هستند كه مشخصا براي اهداف فوق مورد استفاده قرار مي‌گيرند. اكنون انواع اين كمپرسورها را بررسي مي‌كنيم. كمپرسورها از بسياري جهات طبقه بندي مي‌شوند كه نوع رايج آن طبقه بندي بر اساس عملكرد است.

انواع كمپرسور هوا

1.  جابجايي مثبت
2.  كمپرسورهاي چرخشي – ديناميكي (Roto-dynamic)

كمپرسورهاي جابجايي مثبت نيز به كمپرسورهاي پيستوني (reciprocating) و چرخشي (rotary) تقسيم مي‌شود.

دسته بندي كمپرسورهاي پيستوني يا رفت و برگشتي به اين صورت است:

1.  كمپرسورهاي خطي ( قرار داشتن در يك خط يا رديف)
2.  كمپرسورهاي V شكل
3.  كمپرسورهاي پيستوني Tandem
4.  كمپرسورهاي تك مرحله‌اي
5.  كمپرسورهاي دو مرحله‌اي
6.  كمپرسورهاي ديافراگمي

كمپرسورهاي چرخشي (rotary) به 3 دسته تقسيم مي‌شوند:

1.  كمپرسورهاي پيچشي (srew)
2.  كمپرسورهاي پره‌اي (Vane)
3.  كمپرسورهاي گوشواره‌اي (Lobe) و پيچي (scroll)

كمپرسورهاي چرخشي ديناميكي دو نوع هستند:

1. كمپرسورهاي گريز از مركز يا سانتريفيوژ (Centrifugal)
2. كمپرسورهاي جريان محوري (Axial flow)

اين كمپرسورها از جهات زير نيز دسته بندي مي‌شوند:

1.  تعداد مراحل (تك مرحله‌اي، دو مرحله‌اي و چند مرحله‌اي)
2.  روش و وسيله برودتي ​​(خنك شونده با هوا، خنك شونده با آب، خنك شونده با روغن)
3.  انواع محرك (محرك موتور الكتريكي، محرك موتور، محرك توربين، تسمه، زنجير، چرخ دنده و يا محرك جريان مستقيم)
4.  روش روانكاري (روانكاري پاششي (Splash) يا روانكاري فشرده يا كمپرسور بدون روغن)
5.  فشار سرويس (كم، متوسط، زياد)

كمپرسورهاي رفت و برگشتي خطي (Reciprocating In-line):

اين كمپرسورها پركاربردترين نوع و داراي محدوده فشار مختلف هستند. طراحي آنها بسيار ساده و غير اتوماتيك است. وقتي از بالا نگاه كنيد، مي‌بينيد كه سيلندرهاي مراحل مختلف در يك خط مستقيم قرار دارند. معمولا محرك اين كمپرسورها موتورهاي الكتريكي يا موتورهاي ديزلي هستند.

كمپرسورهاي V شكل

اين كمپرسورها اغلب با هوا خنك مي‌شوند و روي هر واحد سر سيلندر آن سوپاپ‌هاي متحد المركز قرار گرفته است. اين كمپرسور داراي واحدهاي مختلفي است كه معمولا تا 90 درجه جابجا مي‌شوند و مي‌توانند به همان پين ميل لنگ متصل شوند يا نشوند. كمپرسورهاي با ظرفيت بالا با آب خنك مي‌شوند. با جابجايي اين واحدها در زاويه‌اي خاص، گشتاور و تعادل بهتر صورت مي‌گيرد.

كمپرسورهاي يك واكنشي

اين نوع، معمولا جزو كمپرسورهاي رفت و برگشتي هستند كه با هوا و تنها از يك سمت پيستون كار مي‌كند. سمت ديگر پيستون اغلب آزاد يا باز است كه هيچ كاري انجام نمي‌دهد. هوا فقط در قسمت بالاي پيستون فشرده مي‌شود. قسمت پايين پيستون مخصوص كارتر ميل لنگ است و براي فشرده سازي هوا استفاده نمي‌شود.

كمپرسورهاي دو واكنشي

اين كمپرسورها دو مجموعه مكش و هواكش دارند و در هر دو طرف پيستون سوپاپ تحويل قرار دارد. با حركت پيستون به سمت بالا و پايين، هر دو طرف آن عمل فشرده سازي هوا را انجام مي‌دهد. سوپاپ‌هاي دريافت و تحويل مربوط به عمليات رفت پيستون هستند. تحويل هواي فشرده اين كمپرسور در مقايسه با نوع تك واكنشي نسبتا مداوم است. بنابراين هر دو طرف پيستون‌ها عملا در فشرده سازي هوا استفاده مي‌شوند.

كمپرسورهاي چرخشي:

اين كمپرسورها از نوع رفت و برگشتي نيستند، پس هيچ پيستون و ميل لنگي ندارند. در عوض داراي پيچ، پره، پيچك يا اسكرول و ديگر قطعاتي است كه مي‌چرخند و هوا را فشرده مي‌كنند. اين كمپرسورها به چند نوع تقسيم مي‌شوند، نوع پيچي، نوع پره‌اي، نوع گوشواره‌اي، نوع اسكرول و انواع ديگر.

كمپرسورهاي پيچي در شرايط فشار هواي كم، كار مي‌كنند. دو پيچ در داخل يكديگر مي‌چرخند و هوا بين پيچ‌ها و كارتر كمپرسور به دام مي‌افتد و هوا را انباشته و دائما حركت مي‌دهند و فشرده مي‌كنند و سپس با فشار انتقال مي‌دهند و با اين كار سوپاپ تحويل باز مي‌شود. تحويل هواي فشرده در اين كمپرسورها نسبت به كمپرسور رفت و برگشتي، پيوسته و آرام انجام مي‌شود. كمپرسور هواي نوع پره‌اي داراي يك كارتر ثابت و يك ديسك روتوري (چرخانه‌اي) دوراني است كه دنده‌هاي آن صفحات لغزنده را نگه مي‌دارد. با چرخش اين روتور (آرميچر) ديسك نيز مي‌چرخد و صفحات لغزنده را به حركت درمي آورد چون سطح داخلي اين كارتر خارج از مركز (لنگ) است. بنابراين صفحات لغزنده دور از مركز حركت مي‌كنند و حجم زيادي از هوا در آن به دام مي‌افتد، به همين دليل وقتي اين صفحات در تقارن هم قرار مي‌گيرند، هوا فشرده مي‌شود.

كمپرسورهاي اسكرول داراي پيچ‌هايي است كه عامل محرك كل هستند. پيچ‌هاي لبه بيروني هوا را به دام مي‌اندازند و با چرخش اين پيچ‌ها، هوا از بيرون به داخل حركت مي‌كند و به دليل كاهش سطح، هوا فشرده مي‌شود. در نتيجه هواي فشرده از فضاي مركزي اسكرول به خط هوايي تحويل، انتقال مي‌يابد.

كمپرسور هواي نوع گوشواره‌اي بسيار ساده و هيچ بخش متحرك پيچيده‌اي ندارد. يك يا دو گوشواره يا لوب به ميل گاردان چسبيده و عامل محرك كل هستند. لوب‌ها تا 90 درجه جابجا مي‌شوند. بنابراين اگر يكي از لوب‌ها در موقعيت افقي باشد، لوب ديگر در موقعيت عمودي قرار خواهد گرفت. بدين ترتيب هوا بين اين لوب‌ها به دام افتاده و هنگام چرخش آنها، فشرده شده و به خط تحويل انتقال مي‌يابند.