Pistonlu kompresör
Pistonlu kompresörlerde her kompresör gibi basınçlı hava elde etmek için kullanılmaktadır. Çalışma prensibi farklıdır ve basınçlı havayı farklı şekilde elde etmektedir. En basit anlatımla kompresörün içinde bulunan pistonun olduğu bölüme alınan havanın pistonun yukarı aşağı hareket etmesi sonucu hava sıkışır ve basınçlı hava elde edilir. Bu amiyane tanımı biraz daha derinleştirip bu kompresörün çalışma prensibine değinelim. Pistonun hareketleriyle içeri alınan hava ya da gazlar filtrelerden geçerek içinde bulunan zararlı parçacık vb. şeylerden temizlenir. Temizlenen hava buradan emme subapları denilen alana geçer. Piston ileri geri hareketleri sırasında basma sübapları sıkıştırılır. Pistonun hareketleriyle elde edilen basınçlı havayı üreten makineye pistonlu kompresör denilmektedir. Düşük basınç ya da yüksek basınç üretmek için iki ayrı tür kompresör bulunur. Bunlardan düşük basınç üretmek için tek kademeli, yüksek basınç üretmek için ise iki kademeli kompresörler tercih edilmektedir. Tek kademeli kompresörlerin sağladığı basınçlı hava kollektör vasıtasıyla toplanmaktadır. Toplanan hava çek valf denilen bir sistemden geçer ve buradan da hava deposuna geçer. Çek valf depoya giren havanın geri dönmesini engellemektedir.
Kompresörden yüksek basınç elde etmek için tercih edilen iki veya üç kademeli kompresörlerde birinci kademede üretilen alçak basınç bu kademeden sonra iki veya üçüncü kademeye geçerek soğutucu sisteme alınır. Tek kademeli kompresörlerde olan sistematik takip edilir yani çek valften geçer ve hava deposuna aktarılır. Havanın içinde bulunan su molekülleri havanın sıkıştırılması sırasında yoğunlaşarak sıvı hale gelmektedir. Bu sıvılar deponun alt kısmında bulunan tahliye vanaları aracığıyla sistemden atılır. Basınçlı havanın içinden nem atılmış oluyor ve bu basınçlı hava kullanım için hazır hale gelir. Basınçlı havanın içinde hala bir miktar nem bulunur, bu nem istenmiyorsa kompresöre eklenen hava kurutucu sistemiyle bu nemde basınçlı havadan atılabilir.
Pistonlu kompresörler termodinamiğin yani enerji yapısının değişimi gösterdiği en iyi kompresör tipidir. Bu kompresör tipinin kötü özelliği olarak ise için tasarımında aşınmaya karşı hassas olabilecek birçok parçası bulunmaktadır. İçyapıda pistonların basınç üretebilmesi için birçok silindir birbirine seri şekilde bağlanmıştır. İçyapıda aşınma olduğu segman denilen parça silindir aşınması olduğunda sisteme yağ sızdırmaya başlamaktadır. Soğutma konusunda ise kompresörlerin boyutuna göre soğutma tipi değişiklik göstermektedir. Boyutları büyük olan kompresörlerin soğutulması genellikle su ile yapılırken küçük boyutlu kompresörler hava ile soğutulmaktadır.
Pistonlu kompresörler ikiye ayrılmaktadır.
*Açık Tip Kompresörler
*Hermetik Kompresörler
Bu iki kompresörün arasındaki fark kartere uzanan milin olup olmamasıdır. Açık tiplilerde kartare mil uzanmakta iken, hermetik tip kompresörlerde kartere uzanın bir mil bulunmamaktadır. Açık tip kompresörler esnek bir yapıya sahiptir ve istenilen her tip motorlar çalışılabilmektedir. Açık tip kompresörlerde bulunan bu esnek yapı kullanım açısından avantaj sağlamaktadır. Sıcaklık olarak ise belli bir kriter bulunmamaktadır. Yüksek sıcaklık veya düşük sıcaklıklarda kullanımı kolaydır. Hermetik kompresörlerde kartere uzanan bir mil bulunmaması sayesinde sızdırmazlık parçası denilen parçaya olan ihtiyacı ortadan kaldırmaktadır. Tek güç kaynağına sahip olan ve 40 hertz frekans üretilen alanlarda açık tip kompresör tercih edilmesi daha avantajlı olacaktır.
Pistonlu Kompresörlerin Çalışma Prensibi
Pistonlu kompresörler bilinen tüm teknik gazların sıkıştırılması için kullanılabilmektedir. 2000 bar basınca kadar hava sıkıştırmak mümkündür. Pistonlu kompresörler tür olarak çok silindirli ve tek silindirli ve ayrıca tek aşamalı ve çok aşamalı olmak üzere ayrılmaktadır. Yüksek basınç elde etmek için çok aşamalı pistonlu kompresörler tercih edilmektedir. Yüksek kapasite için ise çok silindirli pistonlu kompresörler tercih edilmektedir.
Kompresör krankına bağlı olan kolların hareketi ile hava subaplar yardımı ile depolanır. Piston ileri geri hareketleri ile hava sıkıştırılır. Basınç artışı ile çıkış kapakçığı açılır ve piston içerisindeki hava dışarı atılır. Tek yönlü kompresörlerde içeri alınan hava veya gaz tek bir yönden emilir ve yine aynı yönden sistemden atılır. Çift yönlü pistonlu kompresörlerde ise pistonun bir tarafından içeri alınan gaz pistonun başka bir tarafından sistemden atılır.
Pistonlu Kompresör Çeşitleri
*Kayış Kasnaklı Pistonlu Kompresörler
*Akuple Pistonlu Kompresörler
*Yüksek Basınçlı Pistonlu Kompresörler
Endüstri alanında daha çok elektrik ile çalışan pistonlu kompresörler tercih edilmektedir. Bu tür kompresörler sabit şekilde yerinde durmaktadır. Dizel ve ya benzin ile çalışan kompresörler ise daha çok gezebilen kompresörlerdir. İnşaat ve ya yol yapımı gibi işlerde kullanılmak için tercih edilmektedir.
Kompresörü oluşturan parçaları krank mili, piston kolu, gövde ve silindir olarak sıralayabiliriz. Silindir üzerinde emme ve egzoz supapları yer almaktadır. Alçak basınç yani 56 bar’ a kadar olan basınçlarda tek kademeli kompresörler tercih edilebilir. Daha yüksek basınç elde edilmek isteniyorsa eğer iki, üç ya da daha yüksek kademeli pistonlu kompresörlerin kullanımı yönünde karar kılınabilir. Alçak basınç silindirine alınan atmosfer basıncına eşit değerdeki hava, kompresörden çıkan basınçlı havanın neredeyse karekökü kadar bir basınç ile sıkıştırılmaktadır. Bu belirtilen oran ihtiyaç duyulmakta olan güç miktarının en alt seviyesidir. Havanın sıkıştırılması sonucu ısı oluşmaktadır. Isının yükselmesi yağlamayı olumsuz yönde etkileyebilecek bir unsurdur. Bu ısı yükselmesi sorununu çözmek için alçak basınç kademesi ile yüksek basınç kademesi arasında bir soğutma aşaması bulunur. Soğutma için ise hava ve sudan faydalanılmaktadır.
Pistonlu kompresörlerde, silindirlerin dizilişi ve dizaynı çok çeşitlilik göstermektedir. Üretilmekte olan çoğu kompresörde ek soğutucu kademesi bulunmaktadır. Ek soğutucunun soğutma kapasitesi ekleneceği kompresörün boyutuna göre değişiklik göstermekle birlikte yine ayrıca hava ya da su ile soğutulup soğutulamayacağı belirlenir.
Yüksek basınçlar elde etmek için kullanılan kompresörlerde sıcaklık artışı olur. Isınma sonucu piston ile silindirin işlemesi sırasında oluşan sürtünme azaltmak ve kompresörün çalışmasında arıza oluşmaması ve iç parçalarında aşınmayı engellemek için yağ kullanılmaktadır. Bu yağ kompresörün içinde ki parçaların sürtünmesini engellemektedir. Kompresörün kullanımı sonucunda zamanla yağlama sisteminde problemler ve aksamalar meydana gelmektedir. Bu soruna ise birçok silindirli pompalar kullanılarak güçten tasarruf sağlanabilir.
Birinci silindirden geçmekte olan yüksek basıncın ısısı burada soğuk su yardımıyla düşürülmektedir. Daha sonra bu basınçlı havanın basıncını daha da artırmak için yüksek basınç silindirine aktarılır. Yüksek basınç kompresörleri en yüksek verimini ve yüksek basıncını sabit hızla çalıştırıldığında sağlamaktadır. Bu basınçlı hava elde edilmesi sırasında sistemde olan sıkıntıların basınçlı havaya zarar vermesi en son istenebilecek bir durumdur. Silindirdeki sürtünmeyi engellemek için kullanılan yağın sıkıştırılmış havaya geçmesi sistemde istenmeyecek durumlar arasında başta gelmektedir.
Piyasada yüksek basınç kompresörleri genellikle az miktarlarda basınçlı havaya ihtiyacı olan aletlerin kullanılmasında, demir döküm gibi döküm yapılan işlemlerde tercih edilmektedir. Bunlardan başka olarak dökme demir dökülmekte olan işletmelerde, buharla çalışmakta motorlu makinelerde kullanılmaktadır. Demir döküm yapılan ocaklarda yüksek basınç üreten kompresörler hava sağlamak amacıyla kullanılmaktadır. Buhar makinelerinde kullanılmakta olan pistonlu kompresörlerin silindir hacmi büyük olmakla birlikte çalışma hızı düşük ve pistonlar iki yönlü, yatay eksenlidir. Küçük hacimli, çalışma hızı yüksek ve düşey eksenli küçük boyutlu kompresörlerin yaygınlaşması, içten yanmalı motorun gelişmesi sonucu olmuştur. Pistonlu kompresörler günümüzde daha çok endüstriyel alanlarda kullanım için tasarlanmış ve çoğunlukla bu alanlarda tercih edilmektedir.
Pistonlu kompresör fiyatları, kompresörün kalitesine iç mekanizmada kullanılan parçaların kalitesine ve tercih edilecek markaya göre değişiklikler gösterecektir.