امروزه در صنعت تبريد بيشتر از کمپرسورهاي پيستوني استفاده مي شود . در اين نوع کمپرسور ها نيز از حرکت رفت و آمدي پيستون سيال را متراکم مي نمائيم .
اين نوع کمپرسور اغلب در سيستم تبريد مورد استفاده قرار مي گيرد و ممکن است قدرت آنها از چند دهم اسب تا چند صدم اسب خواهد بود و مي توان از يک سيلندر ويا چند سيلندر تشکيل شده باشد . سرعت دوراني محور کمپرسور ممکن است از 2 تا 6 ( r . s -1 ) تغيير نمايد . در کمپرسور ها ممکن است موتور و کمپرسور از هم جدا بوده که کمپرسور هاي باز ناميده مي شوند . ( Hermiticaly Compressor ) خواهيم داشت که بيشتر در يخچالهاي منزل که موتور کوچکي دارند از اين نوع کمپرسورها استفاده مي شود .
کمپرسورهاي باز با قدرت هاي بالا غالباً افقي بوده و ممکن است دو عمله نيز باشند . در حالي که کمپرسورهاي بسته معمولاً عمودي و يک مرحله مي باشند .

ـ تقسيم بندي کمپرسورهاي پيستوني :

الف) از نظر قدرت برودتي به شرح زير تقسيم بندي مي شوند :
1) ريز ـ تا5/ 3 kw/h ( 300 کيلو کالري در ساعت)
2) کوچک ـ از5 / 3 تا 23 kw/h ( 3 تا 20 هزار کيلو کالري در ساعت )
3) متوسط ـ از 23 تا 105 kw/h ( 20 تا 90 هزار کيلو کالري در ساعت )
4) بزرگ ـ بيش از 105 kw/h ( بيش از 90 هزار کيلو کالري در ساعت)
ب) از نظر مراحل تراکم به کمپرسورهاي يک مرحله اي وکمپرسورهاي دو يا سه مرحله اي .
ج) از نظر تعداد حفره کارگر به حرکت ساده به طوري که مبرد فقط در يک طرف پيستون متراکم مي شود و حرکت دوبل که مبرد به نوبت در هر دو طرف پيستون متراکم مي شود .
د) از نظر سيلندر به تک سيلندر و چند سيلندر .
و) از نظر قرار گرفتن محور سيلندرها به افقي و قائم و زاويه ( V شکل و مايل)
ر) از نظر ساختمان سيلندر و کارتر به ترکيبي و انفرادي .
م) از نظر مکانيزم ميل لنگ و شاتون به بدون واسطه ( معمولي ) و با واسطه .

اجزاء کمپرسور پيستوني تناوبي :

کارتر

در کمپرسورهاي قائم و V شکل کارتر يک قسمت اساسي براي اتصال قسمتهاي مختلف است و ضمناً نيروي ايجاد شده را تحمل مي کند لذا بايد سخت و مقاوم باشد .
کارتر هاي بسته تحت فشار مکش بوده و مکانيزم ميل لنگ و شاتون و روغن کاري در آن قرار مي گيرد و براي کنترل سطح روغن شيشه روغن نما و براي دسترسي به مکانيزم ميل لنگ و شاتون و پمپ روغن درپوشهاي حفره اي و جنبي وجود دارد . در کمپرسورهاي کوچک معمولاً يک درپوش حفره اي وجود دارد , به فلانژ بالائي کارتر سيلندر متصل مي گــردد . در کمپرسور هاي متوسط بزرگ کارتر و سيلندر با هم ريخته مي شوند .
اين امر باعث کم شدن تعداد برجستگي ها و هرمتيک بودن کمپرسور و درست قرار گرفتن محور سيلندر ها نسبت به محور درز ( سوراخ ) زير ياطاقان ميل لنگ مي شود .
کارتر کمپرسور معمولاً از چدن ريخته شده بوده و در کمپرسور هاي کوچک از آلياژ آلومينيوم مي باشد.

سيلندرها :

در کمپرسورهاي عمود ( قائم ) و V شکل بدون واسطه بصورت مجموعه دو سيلندر يا بصورت مجموع سيلندرها مي سازند . در سيستم کارتر بوش داخلي پرس مي شود که باعث کم شدن خورندگي و ساده شدن تعميرات مي گردد و در صورت سائيده شدن قابل تعويض هستند . مجموعه سيلندرها داراي کانال مکش و رانش مشترک مي باشند . تحولات در داخل سيلندر عبارت است از مکش و تراکم رانش مبرد است و بدنه سيلندر نيروهاي فشار گاز و فشردگي رينگها و نيروي نرمال مکانيزم ميل لنگ و شاتون را تحمل مي کند .

پيستون:

در کمپرسورهاي عمودي وV و VV شکل بدون واسطه پيستون هاي تخت عبــوري بکــار مي رود . ولي در کمپرسورهاي غير مستقيم الجريان ساده تر و غير عبوري مي باشد . در پيستون هاي عبوري که فرم کشيده تري دارند و سوپاپ مکش روي آن قرار دارد کانالي وجود دارد که از طريق اين کانال بخار مبرد از لوله مکش به سوپاپ مکش هدايت شده . در کمپرسورهاي اتصال مستقيم با اتصال پيستون به شاتون به وسيله اشپيل هاي شناور پيستوني (3 گژنپين ) انجام مي گيرد .
پيستون بدون رينگ معمولاً از چدن يا فولاد با کربنيک پائين ساخته مي شود . پيستون کمپرسورهاي افقي از چدن يا فولاد با تسمه هاي بابيتي در قسمت پائين مي باشد . مهره و پيستون از جنس فولاد است . در پيستون هاي تخت لوله اي سوراخ هاي زير گژنپين بايد در يک راستا و عمود بر محور پيستون باشد . ( براي اينکه در جمع کردن پيستون با شاتون پيستون نسبت به محور سيلندر کج نباشد . در پيستون هاي ديسکي سوراخ زير ميله بايد در يک راستاي سطح خارجي پيستون وسطح نگهدارنده لوله عمود بر محور پيستون باشد. شيارهاي رينگ ها بايد موازي هم بوده و سطوح خارجي آنها عمود بر پيستون باشد . مفصل اتصال پيستون و شاتون ( دسته پيستون ) کاملاً شناور و آزاد است و مي تواند در داخل بوش شاتون و بوشهاي بدنه پيستون آزادانه بچرخد .

رينگ هاي پيستون :

براي جلوگيري از نفوذ گاز متراکم شده به کارتر از رينگ هاي فشار( کمپرسي) و همچنين جلوگيري از خروج روغن از آن از رينگ هاي روغن استفاده مي شود که در شيارهاي مخصوص روي پيستون سوار مي شوند . رينگ ها بايد حتي الامکان کيپ شيار و در عين حال مانع حرکت آزاد پيستون در سيلندر نشوند . تعداد رينگهاي آب بندي بستگي به دور کمپرسور دارد .

واسطه ( کريسکف):

واسطه براي اتصال رابط و شاتون بکار مي رود و يک حرکت متناوب مستقـــيم الخط را طي مي کند .

شاتون :

شاتون براي اتصال ميل لنگ به پيستون يا به واسطه بکار مي رود و جنس آن فولاد و بعضي اوقات چدن تشکيل شده از ميله با دو سر که يکي از آنها اتصال ثابت دارد و ديگري مجزا يا جدا شونده است .

ميل لنگ :

اين قسمت کمپرسور يکي از مهم ترين اجزاء مي باشد و بايد خيلي سخت و محکم و در سطح اتصال آن نبايد در شرايط مختلف خورندگي ايجاد شود . ميل لنگ يک محور چرخنده است که در حرکت دوراني الکتروموتور را توسط شاتون به حرکت متناوبي پيستون در داخل سيلندر تبديل مي کند .

چرخ طيّار :

چرخ طيار را روي ميل لنگ بر خار نشانده و با مهره محکم مي کنند . در زماني که براي انتقال انرژي از الکتروموتور به ميل لنگ از تسمه استفاده مي شود .

کاسه نمد :

براي محکم نمودن ميل لنگ و آب بندي خروجي آن از بدنه کارتر در کمپرسورهاي اتصال مستقيم از کاسه نمد استفاده مي شود . درست کارکردن کاسه نمد باعث آب بندي بودن کمپرسور و در نتيجه کار صحيح کمپرسور مي شود .
کاسه نمدها را مي توان به دو گروه تقسيم کرد:
1) کاسه نمد کمپرسورهاي اتصال مستقيم با حلقه هاي اصطکاک , آب بندي بين حلقه ها در اثر ارتجاع فنر يا سيليفون يا ديافراگم و همچنين به کمک وان روغني که ايجاد سيفون هيدروليکي مي نمايد مي باشد . به گروه اول مي توان کاسه نمد سيليفوني و فنري را نسبت داد .
2) کاسه نمد کمپرسورهاي اتصال غيرمستقيم داراي خانه هاي زياد با حلقه هاي برجسته فلزي يا مسطح با قشر فلوئور است . کاسه نمد سيليفوني با گشتاور ( کوپل) اصطحکاک برتري .
فولاد تا سالهاي اخير در کمپرسورهاي کوچک فريوني با ميل لنگ به قطر تا 40 ميلي متر مورد استفاده قرار مي گرفت. کاسه نمد فنري ـ کار کمتر در تهيه ، معتبر در کار ، مونتاژ ساده و کار ساده تر مزاياي کاسه نمدهاي فنري با سيفون روغني است .
بهترين نوع کاسه نمد فنري با کوپل يا چفت هاي حلقه اي مي باشد که يکي از گرافيت مخصوص و ديگري از فولاد سخت مي شوند .

سوپاپ هاي مکش و رانش کمپرسور :

در کمپرسورهاي مبرد اين نوع سوپاپ ها خودکار است و بر اثر اختلاف فشار در دو طرفه صفحه سوپاپ بازشده و در اثر ارتجاع فنر صفحه بسته مي شود . مورد استفاده بيشتر را نوع نواري ( صفحه هاي باريک ) ارتجاعي بدون فنر دو طرفه دارد که يک آب بندي قابل اطمينان را بوجود آورده و مقطع عبور زيادي را ايجاد مي نمايند . صفحات اين نوع سوپاپ ها از صفحات باريک فولادي که خاصيت ارتجاعي دارند و به ضخامت2/ 0 تا 1 ميــلي متر هستــند تهيــه مي شوند و فرم صفحات مختلف است . اجزاء اساسي هر سوپاپ عبارتند از صفحه سوپاپ , پايه ( نشيمنگاه) که صفحه روي آن مي نشيند و مقطع عبور و بست را تشکيل مي دهند و محدود کننده صفحات روي پايه . در بعضي از سوپاپ ها صفحه سوپاپ به وسيله فنر به پايه فشرده مي شود . و در کمپرسورهاي فريوني غير مستقيم الجريان سوپاپ هاي مکش و رانش در قسمت فوقاني سيلندر ( تخته سوپاپ ) واقع هستند .

سوپاپ محافظ :

برا ي حفاظت کمپرسور از سانحه در مواقع ازدياد سريع فشار رانش از سوپاپ محافظ استفاده مي شود . ازدياد سريع فشار رانش ممکن است بخاطر نبودن آب در کندانسور يا بسته بودن شير رانش در زمان روشن کردن کمپرسور بوجود بيايد .
در زمان کار کمپرسور سوپاپ محافظ بايد بسته باشد و وقتي فشار از حد مجاز در سيلندر تجاوز کرد آن باز شده و قسمت رانش را با قسمت مکش کمپرسور مرتبط مي کند . فشار باز شدن سوپاپ محافظ بستگي به اختلاف فشار محاسبه اي ( Pk - Po ) دارد که معمولاً براي آمونياک و فريون 22 حدود2 / 1 مگا پاسکال يا 12 کيلو گرم بر سانتي متر مربع و براي فريون 12 حدود8/ 0 مگا پاسکال مي باشد که باز شـدن ســـوپاپ محافــظ در اختلاف فــشار6/ 1 ( آمونياک و فريون 22 ) و يک مگا پاسکال براي فريون 12 تنظيم مي شود .

باي پاس (ميان بر) :

دو نوع ميان بر وجود دارد :
براي کم کردن قدرت مصرفي در استارت کمپرسورهاي متوسط و بزرگ از ميان بر استارت استفاده مي شود و قسمت رانش را به قسمت مکش متصل مي کند و در نتيجه در زمان استارت نيروي وارد بر پيستون حذف مي شود يعني کمپرسور در خلاص کار مي کند و قدرت فقط براي حرکت کمپرسور و جبران نيروي انرسي و مقاومت مصرف مي گردد .
ميان بر گاز ممکن است دستي يا اتوماتيک باشد که در اين صورت براي باز شدن از يک شير برقي (سلونوئيد) استفاده مي شود و بسته شدن از طريق ضربان رله زماني وقتي الکتروموتور دور کافي را بدست مي آورد صورت مي پذيرد .
در ميان بر دستي زمان استارت کمپرسور شيرهاي رانش و مکش هر دو بسته هستند در حالي که در ميان بر اتوماتيک هر دو باز بوده و در لوله برگشت يک سوپاپ برگــشت بکار مي رود. در کمپرسورهاي کوچک و متوسط تا قدرت 20 کيلو وات معمولاً از ميان بر استارت استفاده نمي شود و الکتروموتور آنها با گشتاور استارت بيشتري انتخاب مي گردد . در کمپرسور هاي بزرگ براي تغيير بازده برودتي از ميان بر تنظيم استفاده مي شود و بطور دستي يا اتوماتيک قسمت سيلندر به قسمت مکش متصل مي گردد و بدين ترتيب بازده برودتي حدود 40 الي 60 درصد کاهش مي يابد .

سيستم روغن کاري :

روغن کاري گرم شدن و خورندگي قسمت هاي متحرک کمپرسور را کم کرده و انرژي مصرفي براي مقاومت را تقليل مي دهد . همچنين باعث آب بندي بيشتر کاسه نمد , رينگ ها و سوپاپ ها مي گردد . در کمپرسور هاي مبرد از روغن هاي مخصوص طبيعي و مصنوعي استفاده مي گردد و براي مبردهاي مختلف روغن هاي متفاوتي بکار مي رود .( با عددي که نشان دهنده غلظت روغن است) روغن کاري کمپرسورها به دو طريق فشاري يک پمپ کوچک روغن را تحت فشار به ياطاقانها ثابت متحرک مي رساند . پمپ هاي مورد استفاده چرخ دنده اي يا پروانه اي و يا پيستوني مي باشند که يک سوپاپ آزاد کننده فشار در مسير پمپ سوار مي شود تا از تمرکز فشار زياد بر روي پمپ جلوگيري بعمل آورد . نيروي لازم براي کار پمپ از گردش ميل لنگ تأمين مي گردد که در پمپ هاي پيستوني شناور انتهاي ميل لنگ يک بادامک يا برجستگي خارج از مرکز خواهد داشت و در پمپ چرخ دنده اي سر ميل لنگ نيز چرخ دنده اي براي چرخش پمپ دارد و در پمپ هاي پروانه اي انتهاي ميل لنگ داراي يک وسيله گرداننده پره اي مي باشد .
در قسمت مکش پمپ يک فيلتر قرار مي گيرد . توري در ارتفاع 10 تا 15 ميلي متر از کف کارتر قرار گرفته و تعداد خانه هاي ( شبکه هاي توري) فيلتر بين 150 تا 300 عدد در يک سانتي متر مربع مي باشد . در قسمت رانش پمپ روغن کمپرسورهاي متوسط و بزرگ يک فيلتر صفحه اي شکافدار توري ريز قرار مي گيرد که با کمک آنها وقتي محور بطور دستي مي گردد متناوباً تميز مي شود . فاصله بين صفحات03/ 0 تا1/ 0 ميلي متر است . فشار روغن از طريق سوپاپ مخصوص کنترل مي شود و در صورت افزايش فشار باز شده و روغن از قسمت رانش پمپ به کارتر مي ريزد . معمولاً فشار روغن بين6/ 0 تا 2 اتمسفر بيش از فشار در کارتر است و هر چقدر فشار روغن زياد باشد مقدار روغن خروجي از کمپرسور نيز زيادتر مي گردد . وقتي از ياطاقانهاي لغزنده استفاده مي شود معمولاً تمام روغن از پمپ به ياطاقان فرستاده شده و از طريق کانال هاي مخصوص در ميل لنگ به ياطاقان شاتون و همچنين کاســه نمد مي رود . وقتي ميل لنگ با ياطاقان نوساني استفاده مي شود , روغن به کاسه نمد داده شده و از شيار ميل لنگ به قسمت هاي ديگر روانه مي گردد . کمپرسور ها معمولاً داراي کليد اطمينان روغن هستند که به فشار روغن کار مي کند و هر زمان که فشار روغن به دليل خرابي سيستم افت کند موتور را از کار مي اندازد و کمپرسور خاموش مي شود . در سيستم روغن کاري به طريق پاشش کارتر تا نيمه هاي ياطاقان اصلي پر از روغن مي شود و زماني که ميل لنگ مي چرخد ته شاتون ( قسمت خميده ) وارد روغن شده و با گردش ميل لنگ روغن را به قسمت انتهاي سيلندر و پيستون مي پاشد . گاهي قسمت انتهاي شاتون در اتصال به ميل لنگ داراي محفظه اي است که در ورود به روغن پر شده و وارد ياطاقان مي شود . سيستم روغن کاري پاششي معمولاً در کمپرسور هاي کوچک مورد استفاده قرار مي گيرد .
در بعضي از کمپرسور ها براي سيستم روغن کاري خنک کننده آبي يا هوائي بصورت کوئل در نظر مي گيرند . در کمپرسور هاي معمولي مخزن روغن همان کارتر کمپرسور است ولي در کمپرسورهاي واسطه اي مخزن روغن مخصوصي در نظر گرفته ميشود.
در کمپرسور هرمتيک از روغن کاري فشاري استفاده مي شود .

سيستم خنک کنندة کمپرسور :

کمپرسورها به دو علت اساسي خنک مي شوند که يکي اصطکاک بين قطعات متحرک و ديگري افزايش درجه حرارت ناشي از تراکم بخار است . خنک کردن کمپرسور به منظور جلوگيري از کاهش کارآيي کمپرسور و همچنين نگهداري کيفيت روغن و روغن کاري است .
روغني که براي روغن کاري به گردش در مي آيد وسيله خوبي براي جـــذب و دفع گرمــا مي باشد و به همين جهت در بعضي از کمپرسورها خنک کننده مخصوص بــراي روغن بکار مي رود و در بعضي از کمپرسورها سطح خارجي را پره دار مي سازند تا سطح تبادل حرارتي آنرا با هوا زياد کنند و در بعضي انواع نيز از يک موتور و پنکه جهت عبور هوا بر روي کمپرسور و خنک کردن آن استفاده مي شود .
در سيستم هائي که تقطير مبرد به وسيله آب خنک کننده برج است , کمپرسور نيز با آب خنک مي شود . براي گردش آب لوله با محفظه اي در قسمت مجاور بالاي سيلندر در نظر گرفته مي شود که به کيسه خنک کننده معروف است . کمپرسور هاي هرمتيک ( بسته ) که موتور و کمپرسور در يک پوسته قرار دارند بيشتر در معرض داغي قرار دارند و معمولاً با عبور دادن بخار قسمت مکش کمپرسور با اطراف موتور گرماي آنرا مي گيرند .
منبع: مقالات علمي ايران
/س