کمپرسور یا متراکم‌کننده
از کمپرسور هوا برای فشرده کردن سیالات تراکم‌پذیر استفاده می‌شود. در برخی دستگاه‌ها و ماشین‌آلات، کمپرسورها وسایلی هستند که توسط آن‌ها هوا فشرده شده و سپس به سمت قسمت احتراق فرستاده می‌شود. از کمپرسورها برای فشرده کردن گازها استفاده می‌شود.
در حقیقت کمپرسورها وسایلی هستند که با صرف انرژی مکانیکی، سیال را با سرعت به درون خود مکیده و سپس آن را فشرده می‌سازند. در اثر این عملیات، دمای گازی که فشرده می‌شود نیز افزایش می‌یابد. معمولاً گاز پر فشار خروجی از کمپرسورها را از یک سیستم خنک‌کننده عبور می‌دهند تا دمای گاز دوباره به حد معمولی بازگردد.
انواع گوناگونی از کمپرسور وجود دارد که برای مصارف صنعتی و عمومی طراحی شده‌اند. بد نیست بدانید که حتی پمپ آکواریوم که برای وارد کردن هوا به آکواریوم ماهی‌ها استفاده می‌شود نیز یک نوع کمپرسور هوا است.
انواع کمپرسور
کمپرسورها دارای انواع مختلفی هستند. کمپرسورها را بر پایه ویژگی‌های گوناگون طبقه‌بندی می‌کنند. در یکی از رایج‌ترین این طبقه‌بندی‌ها، بر پایه نحوه انتقال انرژی از کمپرسور به سیال، کمپرسورها به دو دسته تقسیم می‌شوند.
کمپرسورهای دینامیکی
در این کمپرسورها انتقال انرژی به سیال به‌طور دایمی است.
انواع کمپرسورهای دینامیکی عبارت‌اند از:
جریان شعاعی (Centrifugal)
جریان محوری (Axial)
از کمپرسورهای دینامیک در فشارهای با نرخ پایین و دبی‌های بالاتر استفاده می‌شود.
کمپرسورهای جابجایی مثبت:
در این کمپرسور هوا انتقال انرژی به سیال به صورت متناوب یا پریودیک صورت می‌پذیرد.
انواع کمپرسورهای جابجایی مثبت عبارت‌اند از:
رفت و برگشتی (Reciprocating)
دوار (Rotary)
قدرت تراکم این کمپرسورها نسبت به نوع دینامیک بیشتر است. البته دبی این کمپرسورها به مراتب کم‌تر از نوع دینامیک است. نیروی محرکه کمپرسورها بسته به قدرت آن‌ها می‌تواند الکتروموتور (برقی) یا موتوردیزلی (Diesel Engine) یا ژنراتور (انواع توربین‌ها) باشد.
پمپ‌های خلاء
خلاء به معنی فشار پایین‌تر نسبت به فشار اتمسفر است. یک پمپ خلاء، کمپرسوری است که در این دامنه فشار کار می‌کند از جمله ویژگی خاص پمپ خلاء این است که آن‌ها با نسبت فشار خیلی بالا کار می‌کنند، با این وجود، علی‌رغم این موضوع، کمپرسورهای متراکم‌کننده چند مرحله‌ای می‌توانند برای محدوده فشارهای ۱ بار تا ۱/. بار مورد استفاده قرار گیرند.
کمپرسورهای کمکی
(Booster compressor)
کمپرسوری است که هوای فشرده شده از قبل را تا فشار بالاتری متراکم می‌سازد. این کمپرسور برای جبران فشارهایی که در طول خطوط لوله‌های طویل افت کرده است مورد استفاده قرار می‌گیرد یا در مواردی که به فشارهای بالاتری در فرایند نیاز است، استفاده می‌شود.
تراکم ممکن است که یک یا چند مرحله‌ای باشد و کمپرسور نیز می‌تواند از نوع دینامیکی یا جابجایی باشد، اما در این مواقع کمپرسورهای پیستونی رایج‌ترین هستند. توان مورد نیاز برای کمپرسور کمکی با افزایش نسبت فشار، افزایش می‌یابد، درحالی‌که جرم در حال حرکت افت می‌نماید. منحنی مقتضیات توان که تابعی از فشار ورودی است از نظر شکل کلی با منحنی پمپ خلاء مشابه است.
تشدیدکننده‌های فشار (Pressure intensifiers)
فشار را در سیال افزایش می‌دهند به عنوان مثال برای تست‌های آزمایشگاهی بر روی شیر، لوله‌ها و شیلنگ‌ها. فشاری حدود ۷ بار را می‌توان با یک مرحله تا ۲۰۰ بار یا حتی تا فشار ۱۷۰۰ بار در تجهیزات چند مرحله‌ای افزایش داد. تشدیدکننده فشار فقط برای جریان‌های خیلی کم موجود است.
وقتی که محفظه پر فشار از هوا پر می‌شود، پیستون کم فشار بالا برده می‌شود. وقتی که سیال مولد فشار وارد محفظه می‌شود پیستون به طرف پایین رانده می‌شود، و تحت فشار بالایی سیال را به بیرون می‌راند. تشدیدکننده فشار می‌تواند در یک فرایند تناوبی تا دامنه سطح فشار از پیش تنظیم شده‌ای کار کند.
تمامی گازهای خنثی می‌توانند به این طریق فشرده شوند. هوا را نیز می‌توان در یک تشدیدکننده فشار متراکم ساخت، اما باید کاملاً عاری از روغن باشد تا از احتراق خود به خود آن ممانعت شود.
تولید هوای فشرده بدون روغن
کمپرسورهای اسکرو oil-free در صنایعی کاربرد دارند که نیازمند هوای فشرده تمیز و عاری از روغن هستند و در این حالت خطر آلودگی روغنی و در نتیجه تولید محصول با کیفیت کم وجود ندارد. به صورت عمده ۳ روش برای تولید هوای فشرده بدون روغن یا هوای فشرده کلاس ۱ مطابق استاندارد ISO 5873 وجود دارد.
استفاده از کمپرسورهای Oil-Free
استفاده از Catalytic Converter
استفاده از فیلترهای کربن اکتیو
سه روش برای تولید هوای بدون روغن کمپرسورهای Oil free
در این نوع کمپرسورها فرایند cooling توسط آب یا هوا انجام می‌شود. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های کمپرسورهای water-injected این است که روغن کمپرسور به هیچ وجه فشرده نمی‌شود. به عنوان یک هدایت‌کننده ایده‌آل گرما، گرمای حاصل از فشرده شدن را در کمپرسور کاهش می‌دهد و در نتیجه دمای سیستم پایین است. مزیت دماهای پایین این است که عملیات فشرده‌سازی به صورت فرایند هم‌دما انجام می‌گیرد.
فیلترهای کربن اکتیو
جهت اطمینان از کیفیت هوای فشرده، به ویژه در صنایع حساسی که وجود روغن در آن یک امر بسیار تأثیرگذار است، فیلترهای جذبی Activated Carbon یک راه‌حل بسیار ویژه و کاملاً اقتصادی را پیشنهاد می‌دهد. این فیلترها به دو صورت کارتریجی و مخزنی هستند و با استفاده از این فیلترها حداکثر روغن موجود در هوای فشرده به mg/m³ 003/0 رسیده که به معنی کلاس صفر روغن است و قابلیت نصب نشانگر روغن را دارد. Catalytic Converter منبع اصلی تولید هوای فشرده بدون روغن، کمپرسورهای oil free هستند.
در طی فرایند فشرده شدن هوا، روغن از قسمت روانکاری کمپرسور به هوای فشرده انتقال می‌یابد. به‌منظور جلوگیری از این اتفاق، جدا کردن روغن از هوای فشرده ضروریست اما این امر به معنای جداسازی کامل و عدم وجود روغن در هوای فشرده نیست. وجود هیدروکربن‌ها در هوای محیط علت وجود روغن در هوای فشرده تولیدی است؛ بنابراین برای دستیابی به هوای فشرده مطابق با استاندارد ISO 8573-1، فرآیندهای کامل تری نیاز است.
Catalytic Converter
در یک فرایند تک مرحله‌ای هیدروکربن‌های موجود در هوای فشرده را می‌شکند و تجزیه می‌نماید. این وسیله به‌طور کامل هیدروکربن را از طریق اکسیداسیون به دی‌اکسید کربن و آب تبدیل می‌کند. در نتیجه هوای فشرده مطابق استاندارد ISO 8573-1 دارای کلاس هوایی بهتری خواهد بود.
