درواقع همان‌طور که در طول این نوشتار نیز مطالعه خواهید کرد، کار کمپرسور، ایجاد نیروی مکش لازم برای مکیدن گاز مبرد از اواپراتور، متراکم کردن گاز و سپس فرستادن آن به کندانسور است که در آن گاز به مایع تبدیل می‌شود. حال با این مقدمه به سراغ بررسی دقیق‌تر این نوع از سیستم‌ها رفته و شما را با انواع آن بیشتر آشنا می‌کنیم، پس با وبلاگ سازه افزار همراه شوید تا بیشتر بدانید.
مروری بر تاریخچه مختصر کمپرسورها
جالب است بدانید که از زمان شروع انقلاب صنعتی تغییرات علم و صنعت به شکل بسیار سریعی اتفاق افتاده که دراین‌بین ماشین دمنده هیدرولیکی جان ویکلسون نقش مهمی در تغییر شرایط صنایع مختلفی ازجمله آهنگری، کارگاه‌های تولیدی و بسیاری از موارد دیگر داشته است و همین نوع از دستگاه‌ها الهام‌بخش کمپرسورهای مدرنِ امروزی شده است. همچنین در سال 1857، بود که یک سیستم ریلی بین ایتالیا و فرانسه به طول هشت مایل طراحی شد که در آن به‌منظور اکسیژن‌رسانی و تهویه هوا از کمپرسورهای لازم در راستای انتقال هوای تازه به داخل تونل استفاده می‌شد. تا اینکه بالاخره در قرن بیستم، کمپرسورهای هوا به شکل‌ها و با کاربردهای متنوع امروزی توسعه‌یافته و درنهایت به شکل دستگاه‌های پرکاربرد، جذاب و پیشرفته درآمد.
دستگاه کمپرسور چیست؟
به‌طورکلی می‌توان کمپرسور را به‌عنوان دستگاه‌های مخصوص کاهش حجم هوا دانست. به همین دلیل به کمپرسور، متراکم کننده یا فشرده کننده‌ی هوا نیز گفته می‌شود. در یک نگاه کلی می‌توان مطرح کرد که کمپرسور با صرف انرژی اولیه که از نوع انرژی مکانیکی است، می‌تواند هوا را، با حجم اولیه‌ی زیاد به‌سرعت و با قدرت مکش بالا به درون خود بکشد و با سیستم‌های تعبیه‌شده و برنامه‌ی طراحی‌شده‌ی داخل آن، طی یک فرایند آن را فشرده و متراکم کند، در همین راستا جالب است بدانید که در این فرایند دمای گاز نیز به‌شدت بالا می‌رود. کمپرسورها را برحسب نیاز در اندازه‌های مختلفی می‌سازند و با توجه به نحوه کارکرد به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند که در ادامه این نوشتار به بررسی آن‌ها می‌پردازیم.
آشنایی با اجزا مختلف کمپرسور
کمپرسور از اجزا مختلفی تشکیل‌شده است که در این مقاله از سازه افزار به بررسی آن‌ها می‌پردازیم.
مبدل حرارتی
مبدل حرارتی دستگاهی در جهت عملکرد صحیح و قابل‌اطمینان سیستم در کنار کاهش انرژی می‌باشد و معمولاً به‌صورت پوسته و مارپیچ، یو شکل و حلزونی در داخل کمپرسور به کار می‌رود.
رادیاتور کمپرسور
وظیفه رادیاتور در کمپرسور برای دو عمل اساسی یعنی خنک کاری هوا و خنک کاری روغن می‌باشد. چراکه هوای فشرده‌شده بر اساس تئوری جنبشی مولکولی با افزایش دما روبه‌رو بوده و نیاز به رادیاتور کمپرسور در آن سیستم حس می‌شود. لازم به ذکر است که دو عمل گفته‌شده یعنی خنک کاری هوا و خنک کاری روغن در رادیاتور به‌صورت هم‌زمان انجام می‌پذیرد.
اینتر کولر
در گروهی از کمپرسورها برای تولید فشار موردنیاز از دو واحد هواساز که به صورتی سری (متوالی) طراحی‌شده استفاده می‌شود. به‌طورکلی هوای متراکم شده از خروجی واحد هواساز در ابتدا با افزایش هوا روبه‌رو بوده و قبل از تراکم سازی مراحلِ دوم این دما کاهش یابد که این عملیات توسط اینترکولر به انجام می‌رسد.
افترکولر
جالب است بدانید که براثر فشرده شدن هوا میزان دما معمولاً افزایش‌یافته و همین مسئله عاملی برای پایین آمدن دمای هوای شده است. به‌طورکلی افترکولر این عمل را توسط رادیاتور انجام داده و این فرایند با عبور سیال از لوله‌های آنکه از جنس آلومینیوم اسفنجی است، حرارت سیال را گرفته و دما را پایین می‌آورد.
چرخ‌دنده گیربکس کمپرسور
چرخ‌دنده کمپرسور بخش مهمی از کمپرسور می‌باشد که باید از آلیاژ خواصی تراشیده شود تا در قسمت سخت‌کاری بر روی آن آبکاری گردد و بتواند در دمای بالا و سرعت‌بالا کار کند.
سوپاپ
سوپاپ کلمه‌ای فرانسوی است که در زبان ما به همان شکل اصلی استعمال می‌گردد. معنی دقیق آن دریچه است. لیکن معنی رایج آن عبارت است از یکی از قطعات موتور که روی سیلندر موتور قرار می‌گیرد و ورود هوا و خروج دود را کنترل می‌کند.
بیشتر بخوانید: کندانسور یونیت و کاربردهای آن
سنسور فشار کمپرسور
سنسور که به معنای حسگر می‌باشد و معمولاً به نام‌های مبدل‌های فشار، ترنسمیتر فشار، فرستنده فشار، نشان‌دهنده‌ی فشار، پیرو مترومانومتر شناخته می‌شود و برای سنجش میزان فشار از طریق اثر پیرو الکتریکی به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌شود.
سنسور حرارتی
سنسور حرارتی وسیله‌ای جهت کنترل دما می‌باشد، به این صورت که با افزایش و کاهش دما دستور به قطع یا فعالیت کمپرسور می‌دهد و معمولاً دارای یک ورودی و خروجی می‌باشد.
فیلتر کمپرسور
فیلتر کمپرسور برای جداسازی روغن و هوا، گرفتن گردوخاک محیط و گرفتن ذرات معلق در روغن می‌باشند. به یاد داشته باشید که استفاده از فیلتر کمپرسور مناسب و با کیفیت باعث بالا رفتن راندمان کاری کمپرسور و عمر مفید دستگاه می‌گردد. لازم به ذکر است که فیلترها در اصل به سه گروه اصلی فیلتر سپراتور (جداسازی روغن و هوا) فیلتر هیدرولیک (تسویه روغن هواساز از ذرات) فیلتر هواکش کمپرسور تقسیم‌بندی می‌گردند.
کوپلینگ
به‌طورکلی به وسیله‌ای که برای انتقال گشتاور از طریق اتصال بین دوشفت است و از آن برای کوپله کردن استفاده می‌شود، کوپلینگ میگویند. در همین راستا باید اشاره نمود که یکی از مهم‌ترین مزایای کوپلینگ را می‌توان جبران نا هم‌راستایی موجود بین دوشفت گفت که نباید این میزان از حد استاندارد بیشتر باشد چون هر مدلی از کوپلینگ با توجه به عملکردی که دارد تا حدود مشخصی از این میزان نا هم‌راستایی را جبران می‌کند. از دیگر مزایای کوپلینگ‌های صنعتی (انعطاف‌پذیر) می‌توان به کاهش انتقال بارهای شوک از یک شافت به شافت دیگر اشاره کرد. همچنین لازم به ذکر است که شوک‌های مذکور تا حد زیادی توسط این مواد جذب‌شده و به سمت دیگر وارد نخواهد شد.
موتور دیزل
یک موتور احتراق داخلی وسیله است که انرژی محبوس در سوخت‌های فسیلی نظیر بنزین، گازوئیل و یا نفت را به انرژی مکانیکی تبدیل کرده و آن را در انتهای شفت میل‌لنگ، خارج از پوسته موتور، به‌صورت چرخش صفحه فلایویل در اختیار مصرف‌کننده می‌گذارد. به‌طورکلی موتورهای احتراق داخلی امروزه گسترده‌ترین و پراستفاده‌ترین انواع موتورها می‌باشند و بیشترین کاربرد آن‌ها را می‌توان در موتورهای اتومبیل‌ها، کامیون‌ها و سایر وسایل ازجمله کمپرسور در نظر گرفت.
انواع دستگاه‌های کمپرسور
به‌طورکلی می‌توان انواع کمپرسورها به دو دسته اصلی تقسیم کرد که این تقسیم‌بندی شامل:
کمپرسورهای جابه‌جایی مثبت
۱. کمپرسورهای دورانی
به‌طورکلی کمپرسورهای دورانی را باید پاسخ مناسبی برای دامنه‌ای از کاربردهای کمپرسورها در صنعت دانست که در حدفاصل بین کمپرسورهای تناوبی و گریز از مرکز قرار می‌گیرد. درواقع این نوع کمپرسورها ماشینی مناسب برای نسبت تراکم‌های متغیر و دامنه وسیعی از ظرفیت هستند.
این دسته از کمپرسورها ازنظر رفتاری جزء کمپرسورهای جابه‌جایی مثبت بوده ولی از دیدگاه نیروهای وارد بر آن همانند کمپرسورهای گریز از مرکز یک ماشین بالانس شده می‌باشند. مهم‌ترین تفاوت کمپرسورهای دورانی با کمپرسورهای تناوبی که هم‌خانواده می‌باشند در حذف سوپاپ‌ها در کمپرسورهای دورانی است. لازم به ذکر است که اساساً این نوع از کمپرسورها در مقایسه با کمپرسورهای تناوبی ازنظر وزن، سبک‌تر بوده و به علت حذف نیروهای لرزاننده به فونداسیون سنگین نیاز ندارند. هرچند که دارای ساختمان نسبتاً ساده‌تری در مقایسه با کمپرسورهای تناوبی می‌باشند، بااین‌وجود ازنظر طراحی دارای تنوع زیادی بوده و در طرح‌های مختلفی ساخته و به بازار عرضه می‌شوند.
۲. کمپرسورهای رفت و برگشتی
کمپرسور رفت و برگشتی از عمل رفت‌وبرگشت پیستون درون سیلندر برای فشرده‌سازی گاز تبریدی استفاده می‌کند. به این صورت که در زمانی که پیستون به سمت پایین حرکت می‌کند، خلائی درون سیلندر ایجاد می‌شود. درواقع به خاطر فشار در بالای سوپاپ ورودی بیشتر نسبت به فشار پایین آن است سوپاپ ورودی مجبور می‌باشد که باز شود و گاز تبریدی در سیلندر مکیده می‌شود. بعدازاینکه پیستون به پایین می‌رسد موقعیت آن شروع به حرکت به سمت بالا می‌کند. در چنین حالتی سوپاپ ورودی بسته می‌شود و گاز تبریدی درون سیلندر به تله می‌افتد؛ بنابراین زمانی که پیستون به سمت بالا در کمپرسور حرکت می‌کند و فشرده‌سازی گاز تبریدی ادامه می‌یابد فشار آن افزایش می‌یابد. در نقطه معین از فشار توسط نیروهای تبرید نشان داده‌شده است که سوپاپ خروجی است که باز می‌شود و هوای تبریدی فشرده‌شده به خارج از سیلندر جریان می‌یابد. یک‌بار پیستون به بالاترین موقعیت می‌رسد دوباره شروع کرده و به سمت پایین حرکت می‌کند و چنین سیکلی دوباره در دستگاه کمپرسور تکرار می‌شود.
۳. کمپرسور دیافراگمی
کمپرسورهای دیافراگمی یا ممبرانی نوعی دیگر از کمپرسورهای رفت و برگشتی معمولی است که به‌طور مکانیکی یا هیدرولیکی به کار انداخته می‌شود. کمپرسورهای دیافراگمی مکانیکی با جریان اندک و فشار پایین یا به‌عنوان پمپ‌های خلأ مورداستفاده قرار می‌گیرند. جالب است بدانید که کمپرسورهای دیافراگمی هیدرولیکی معمولاً برای فشار بالا مورداستفاده قرار می‌گیرد.
بیشتر بخوانید: پنل خورشیدی و مزایای آن
کمپرسورهای دینامیکی
۱. کمپرسورهای سانتریفوژ
ازجمله ویژگی‌های کمپرسور گریز از مرکز یا سانتریفیوژ، این است که هوا با استفاده از پره‌های شعاعی وارد مرکز پروانه دواری می‌شود و توسط نیروهای گریز از مرکز به‌سوی محیط پروانه دوار به بیرون پرتاب می‌شود. جالب است بدانید قبل از اینکه هوا به مرکز پروانه دوار بعدی رانده شود، از یک پخش کنند و یک محفظه حلزونی عبور می‌کند که در این محفظه انرژی جنبشی به فشار استاتیک تبدیل می‌شود. همچنین بعد از هر پروانه دوار سرعت هوا به‌طور چشمگیری افزایش می‌یابد. دمای هوا در قسمت ورودی هر یک از مراحل نقش مهمی در مقتضیات توان کمپرسور دارد و به همین دلیل است که خنک کاری بین مراحل نیاز می‌شود. پروانه دوار می‌تواند دارای طرح باز و یا بسته باشد که دراین‌بین طرح باز در کاربردهای هوا رایج‌تر است، معمولاً جنس پروانه دوار از آلیاژ فولاد ضدزنگ و یا آلومینیوم بوده و همچنین لازم به اذعان است که از طرح باز در کمپرسورهای گاز نیز استفاده می‌شود. سرعت این کمپرسور در مقایسه با کمپرسورهای دیگر بسیار بالا می‌باشد به‌طوری‌که سرعت حدود ۱۵۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰ دور بر دقیقه در این نوع از سیستم‌ها کاملاً رایج است.
۲. کمپرسورهای محوری
کمپرسورهای محوری ازجمله کمپرسورهایی می‌باشند که در آن‌ها، گاز به‌موازات محور گردنده جریان پیدا می‌کند. درواقع کمپرسور از چندین ردیف آبشاری تشکیل‌شده که برخی از این ردیف‌ها روتور نام دارد که به شفت مرکزی متصل شده و با سرعت‌بالا گردش می‌کند. دراین‌بین اما باقی ردیف‌ها استاتور است که در جای خود ثابت است و گردش نمی‌کند. وظیفه استاتور افزایش فشار و بازگرداندن جریان از حالت مارپیچ به‌موازات محور است. چراکه گاز از درون کمپرسور عبور کرده سرعت آن متناوباً زیاد و کم می‌شود و با هر افزایش سرعت انرژی جنبشی گاز زیاد شده و با هر کاهشی، انرژی جنبشی آن تبدیل به افزایش فشار می‌شود. این کمپرسورها جریان پیوسته دارند و در حجم زیاد، می‌توانند گاز متراکم ایجاد کرده و راندمان بالایی داشته باشند.
۳. کمپرسور پیستونی
به‌طورکلی این نوع از کمپرسورها ازجمله قدیمی‌ترین و متداول‌ترین انواع کمپرسور است. این کمپرسور در شکل‌های دوطرفه یا یک‌طرفه در بازار موجود می‌باشند که قطعات آن‌ها روغن‌کاری شونده یا روغن‌کاری شونده می‌باشند و به اشکال متفاوتی دارای تنوع تعداد سیلندر هستند. دراین‌بین اما در کمپرسورهای بزرگ دوطرفه، شکل‌بندی نوع L با سیلندر عمودی فشار پایین و سیلندر افقی فشار بالا مزایای بسیار زیادی داشته و به همین علت است که این نوع طرح نسبت به طرح‌های دیگر رایج‌تر است.
کمپرسورهایی که روغن‌کاری می‌شوند به‌طورمعمول با سیستم روغن‌کاری پاششی یا روغن‌کاری فشاری کار می‌کنند. لازم به ذکر است که بیشتر کمپرسورها دارای سوپاپ‌های خودکار هستند که یک سوپاپ خودکار به هنگام بروز اختلافات فشار در دو سمت بشقابک سوپاپ باز و بسته می‌شود.
مشاهده کنید: مرکز آگهی های کالا و خدمات ساختمانی
کلام پایانی
همان‌طور که با این مقاله از سری مقالات سازه افزار همراه بودید، هدف ما از این نوشتار آشنایی کامل شما با اجزا و قسمت‌های مختلف کمپرسور در کنار بررسی انواع مختلفی از این دستگاه بود که امیدواریم مفید واقع‌شده باشد.