انواع کمپرسور
کمپرسور چیست؟
کمپرسور یکی از دستگاه های مکانیکی برای ایجاد نیروی مکش لازم جهت مکیدن گاز مبرد از اواپراتور، متراکم کردن گاز و سپس فرستادن آن به کندانسور است، که در آن گاز به مایع تبدیل می گردد، مکندگی کمپرسور گاز را از سمت راست فشار قوی منتقل می کند و حجم گازی که باید متراکم شود به میزان جابجایی پیستون کمپرسور بستگی دارد.
انواع کمپرسور
کمپرسور دینامیکی
کمپرسور جابجایی مثبت
کمپرسور روتاری پره ای
کمپرسور اسکرال
تشدید کننده های فشار
کمپرسور های کمکی
کمپرسورهای دینامیکی
در این نوع از کمپرسورها انتقال انرژی به سیال مداوم است. از کمپرسورهای دینامیکی در فشار پایین و دبی های بالاتر استفاده می شود. کمپرسورهای دینامیکی در دو طرح محوری و شعاعی تولید می شود. طرح های شعاعی معمولاکمپرسورهای توربینی یا کمپرسورهای توربینی شعاعی هستند و طرح های شعاعی، کمپرسورهای گریز از مرکز می باشند.
بیشتر بخوانید: فروش کمپرسور پینت بال
بر خلاف کمپرسورهای جابجایی که با جریان ثابت کار می کنند، کمپرسورهای دینامیکی با فشار ثابتی کار می کنند. عملکرد کمپرسور دینامیکی تحت تاثیر شرایط بیرونی از جمله، ایجاد تغییری جزیی در فشار ورودی قرار دارد که باعث ایجاد تغییر زیادی در ظرفیت می شود.
انواع کمپرسورهای دینامیکی
کمپرسور جریان محوری (Axial)
یک کمپرسور محوری دارای جریان محوری است به این صورت که هوا یا گاز از میان ردیف هایی از پره های ثابت و متحرک در امتداد محور گردان کمپرسور عبور می کند و بدین ترتیب سرعت هوا بتدریج همزمان با اینکه پره های ثابت انرژی جنبشی را به فشار تبدیل می کنند، افزایش پیدا می کند. پایین ترین میزان حجمی در چنین کمپرسوری حدود S/15 می باشد.
معمولا یک استوانه متعادل کننده در کمپرسور تعبیه می شود تا نیروی فشار محوری را متعادل کند. کمپرسورهای گریز از مرکز کوچکترند و بطور معمول سرعت آن ها 25% بالاتر است، این کمپرسورها برای میزان جریان حجمی بالا در فشار نسبتا متوسط استفاده می شوند.
کمپرسور جریان شعاعی (Centrifugal)
از ویژگی های کمپرسور گریزاز مرکز، جریان شعاعی آن است که هوا با استفاده از پره های شعاعی وارد مرکز پروانه دواری می شود و توسط نیروهای گریز از مرکز به سوی محیط پروانه دوار به بیرون پرتاب می گردد. پیش از آن که هوا به مرکز پروانه دوار بعدی رانده شود، از یک پخش کننده و یک محفظه حلزونی عبور می کند که در این محفظه انرژی جنبشی به فشار استاتیک تبدیل خواهد شد که نسبت فشار کلی کمپرسور را مشخص می کند.
بعد از هر پروانه دوار سرعت هوا بطور چشمگیری بالا می رود، دمای هوا در قسمت ورودی هر یک از مراحل نقش مهمی در مقتضیات توان کمپرسور دارد و به همین دلیل به خنک کاری بین مراحل نیاز است. آب بندهای مختلفی در این کمپرسورها استفاده می شود که پیشرفته ترین آنها در کمپرسورهای پرسرعت که تامین کننده فشارهای بالا می باشند استفاده می شود.
بیشتر بخوانید: ساخت تجهیزات غواصی
رایج ترین انواع آب بندهای چهارگانه شامل آب بندهای لابیرینتی، آببندهای حلقوی (آببندهای گرافیتی که خشک کار می کنند ولی آببندهای مایع نیز نامیده شده) آب بندهای مکانیکی، آب بندهای هیدرواستاتیکی می باشد. کمپرسورهای سانتریفیوژ در موتورهای درون سوز به عنوان سوپر شارژ و توربو شارژ کاربرد دارند. کمپرسورهای سانتریفیوژ در موتورهای توربین گاز کوچک و یا به عنوان مرحله نهایی تراکم توربین های گاز متوسط مورد استفاده قرارمی گیرند.
کمپرسورهای جابجایی مثبت
در این کمپرسورها انتقال انرژی به سیال به صورت متناوب و یا دوره ای انجام می گیرد. قدرت تراکم این کمپرسور ها نسبت به نوع دینامیک بیشتر است ولی دبی این کمپرسورها به مراتب کمتر از نوع دینامیک می باشد. نیروی محرکه کمپرسورها بسته به قدرت آنها می تواند الکتروموتور یا دیزلی باشد. کار این نوع کمپرسورها بدین صورت است که حجم معینی از گاز یا هوا را محصور و سپس با کاهش دادن منطقه حجم محصور شده، فشار را افزایش می دهد.
کمپرسور دوار (Rotary)
کمپرسورهای روتاری اسکرو از دو مارپیچ دوار جابجایی مثبت درگیر در هم ساخته شده اند که گاز را با فشار به یک فضای کوچک می فرستند. این کمپرسورها معمولا برای کارکرد پیوسته در تجاری و صنعتی کاربرد دارند و می توانند ثابت و یا قابل حمل باشند. کمپرسورهای روتاری اسکرو از 3 تا بیش از 1200 اسب بخار و از فشار کم تا فشار متوسط رو به بالا را شامل می شود. کمپرسورهای دوار تجاری به صورت مغروق در روغن، مغروق در آب و نوع خشک هستند.
بیشتر بخوانید: تعمیرات کمپرسور آتش نشانی
کمپرسور رفت و برگشتی (Reciprocating)
کمپرسور سیلندر پیستونی قدیمی ترین و متداول ترین انواع کمپرسور در شکل های دو طرفه یا یک طرفه می باشند که قطعات آنها روغنکاری شونده و یا روغنکاری نشونده می باشند و در اشکال متفاوتی دارای تنوع تعداد سیلندر هستند و در شکل بندیV و L عرضه می شوند.
کمپرسورهای رفت و برگشتی می توانند ثابت یا قابل حمل و نقل و تک مرحله ای یا چند مرحله ای باشند و همچنین امکان راندن توسط موتورالکتریکی یا موتور احتراق داخلی را دارا می باشند. کمپرسورهای رفت و برگشتی کوچک از 5 تا 30 اسب بخار معمولا به صورت متناوب کار می کنند.
کمپرسورهای رفت و برگشتی بزرگ تر با بیش از 1000 اسب بخار به طور معمول در کاربردهای بزرگ صنعتی و نفت استفاده می شود. فشارتخلیه می تواند از فشار پایین تا فشار بسیار بالا باشد.
کمپرسورهای خانگی و تجاری از نوع رفت و برگشتی با 5/1 اسب بخار یا کمتر متصل به یک مخزن گیرنده (receiver tank) هستند.
کمپرسور دیافراگمی (Diaphragm)
کمپرسورهای دیافراگمی یا ممبرانی از انواع کمپرسورهای رفت و برگشتی معمولی است به این صورت که دیافراگم بطور مکانیکی یا هیدرولیکی به کار انداخته می شود. کمپرسور های دیافراگمی مکانیکی با جریان اندک و فشار پایین یا به عنوان پمپ های خلاء استفاده می شوند. کمپرسورهای دیافراگمی هیدرولیکی برای فشار بالا مورد استفاده قرار می گیرند. کمپرسورهای دیافراگمی برای هیدروژن و CNG و برخی کاربردهای دیگر استفاده می شوند.
کمپرسور اسکرال (Scroll)
یک کمپرسور اسکرال با نام پمپ اسکرال و پمپ خلاء اسکرال شناخته می شود، که از دو پره مارپیچی لایه ای برای پمپ کردن یا تراکم سیالاتی مانند مایعات و گازها دارد. هندسه پره می تواند به صورت اینولت، مارپیچ ارشمیدس، و یا منحنی ترکیبی باشد. کمپرسورهای اسکرال از دیگر کمپرسورهای نرم تر، بی صداتر و مطمئن تر کار می کنند و اندازه کمتری دارند.
بیشتر بخوانید: آشنایی با کمپرسور پینت بال
کمپرسور روتاری پره ای (Rotary Vane Compressor)
این کمپرسور از چند پره که در شکاف های شعاعی روتور قرارداده شده اند تشکیل می شود، روتور با یک فاصله در یک محفظه بزرگ تر دایره ای یا با شکل پیچیده تر نصب می شود. زمانی که روتور می چرخد، پره ها در حالی که تماس خود را با دیواره محفظه حفظ می کنند به داخل و خارج شکاف حرکت می کنند، بنابراین مجموعه ای از حجم های رو به کاهش به وسیله پره های دوار بوجود می آید.
کمپرسورهای روتاری پره ای به همراه کمپرسورهای پیستونی یکی از قدیمی ترین تکنولوژی های کمپرسور را تشکیل می دهند. با اتصال مناسب پورت ها، کمپرسورهای پره ای می توانند به عنوان یک کمپرسور یا پمپ خلاء عمل کنند. کپرسورهای پره ای ثابت یا قابل حمل و یک مرحله ای و یا چند مرحله ای هستند و می توانند توسط موتور الکتریکی یا موتور احتراق داخلی رانده شوند.
تشدید کننده های فشار (Pressure intensifiers)
تشدیدکننده های فشار، فشار سیال را افزایش می دهند. تشدید کننده فشار فقط برای جریان های خیلی کم کاربرد دارد. وقتی که محفظه پر فشار از هوا پر شود پیستون کم فشار بالابرده می شود. وقتی سیال مولد فشار وارد محفظه می شود، پیستون به طرف پایین رانده می شود و تحت فشار بالایی سیال را به بیرون می راند.
تشدید کننده فشار می تواند در یک فرآیند تناوبی تا دامنه سطح فشار از پیش تنظیم شده ای کار کند و تمامی گازهای خنثی می توانند به این طریق فشرده شوند. هوا را نیز می توان در یک تشدید کننده فشار متراکم ساخت، اما باید کاملا عاری از روغن باشد تا از احتراق خود به خود آن جلوگیری شود.
کمپرسور های کمکی (Booster Compressor)
کمپرسوری است که هوای فشرده شده را تا فشار بالاتری متراکم می سازد. این کمپرسور برای جبران فشارهایی که در طول خطوط لوله های طویل افت کرده و یا در مواردی که به فشارهای بالاتری نیاز است، استفاده می شود. تراکم ممکن است یک یا چند مرحله ای باشد و کمپرسور نیز می تواند از نوع دینامکی یا جابجایی باشد، اما کمپرسورهای پیستونی رایج ترند.
توان مورد نیاز برای کمپرسور کمکی با افزایش نسبت فشار، افزایش می یابد، در صورتی که جرم در حال حرکت افت می کند. منحنی توان که تابعی از فشار ورودی می باشد از نظر شکل کلی با منحنی پمپ خلاء شبیه است.