Kompresory

Kompresory slouží ke stlačování plynu a podle dosahovaného rozsahu tlaku je dělíme:

• nízkotlaké kompresory – výtlačný tlak do 2,5 MPa,

• středotlaké kompresory – výtlačný tlak do 10 MPa,

• vysokotlaké kompresory – výtlačný tlak nad 10 MPa.

Pístové kompresory

Podstatou práce pístového kompresoru je pohyb pístu ve válci, přičemž se plyn nasává, stlačuje a vytlačuje. Oba ventily, sací i výtlačný, pracují samočinně a obvykle jsou uloženy v hlavách válců. Píst nevytlačí všechen stlačený vzduch z válce, určitý malý objem zůstane ve škodlivém prostoru, tzn. mezi horní úvratí a hlavou válce. Při pohybu pístu do dolní úvratě, kdy jsou oba ventily uzavřené, expanduje nejdříve plyn ze škodlivého prostoru na tlak sací a pak se otevře sací ventil.

Obr. 1: Pracovní oběh pístového

1– píst, 2- válec, 3- sací ventil, 4- výtlačný ventil, 5- škodlivý prostor

Při snaze dosáhnout vyššího výtlačného tlaku nad 0,7MPa, klesá objemová účinnost a vzrůstá teplota plynu po kompresi. Pro snížení vysoké kompresní teploty dělíme stlačování do několika stupňů, případně mezi jednotlivými stupni zařazujeme chlazení plynu chladičem.

U dvoustupňového kompresoru stlačíme nejprve plyn v nízkotlakém stupni na určitý mezitlak a ve druhém stupni na tlak výtlačný.

Obr. 2: Uspořádání válců dvoustupňových kompresorů

I– první stupeň, II- druhý stupeň,

a)b)– první a druhý stupeň vedle sebe, c)d)– jednotlivé stupně nad sebou

Průmyslové využití tlakového vzduchu ve výrobě a opravnách umožňují tlakové rozvody napájené tlakovým vzduchem z tzv. kompresorové stanice.

Obr. 3: Kompresorová stanice

1– kompresor, 2– vstup chladící vody, 3– výstup vody, 4– čistič vzduchu,

5 – odlučovač vody a oleje, 6– zpětný ventil, 7- tlakový vzdušník,

8- výstupní kohout, 9- manometr, 10- pojistný ventil, 11- zpětné vedení,

12- regulátor ovládající sací ventil

Šroubové kompresory

Šroubové kompresory mají obdobnou konstrukci jako vřetenová čerpadla. Hlavní částí jsou dva rotory tvaru šroubů uložené ve společné skříni na jednom konci se vstupním otvorem a na druhém výstupním. Otáčením rotorů se vzduch dopravuje drážkou mezi šrouby směrem k výstupnímu otvoru a během otáčení zasahuje do drážky jednoho z rotorů zub druhého a stlačuje tak vzduch. Výstupním otvorem se vzduch vytlačuje do potrubí plynule. Rotory mají nucený pohyb pomocí ozubeného soukolí. Kompresor se chladí vodou proudící dvojitými stěnami skříně a olejem protékajícím dutými rotory. Průtok kompresoru se reguluje změnou otáček rotorů. Do přetlaku 0,25 MPa se vyrábějí šroubové kompresory jednostupňové, od 0,25 do 0,9 MPa dvoustupňové s mezichladičem.

Obr. 4: Příčný řez šroubovým kompresorem

1– hnací rotor, 2– hnaný rotor, a– sání b- výtlak

Turbokompresory

Turbokompresory jsou stroje pracující dynamicky, které dosahují zvýšení tlaku urychlováním plynu a změnou pohybové energie v tlakovou. Podle směru proudění se dělí:

• radiální,
• axiální.

Radiální turbokompresory stlačují vzduch odstředivou silou. Mají několik tlakových stupňů, které by se měly zmenšovat z důvodu zmenšujícího se objemu vzduchu. Z důvodu úspory nákladů se dělají sekce o dvou až třech kolech stejného průměru a při přechodu plynu z jedné sekce do druhé prochází vzduch chladičem. Vyrábějí se pro výkony 5000 až 80000 m³/h.

Obr. 5: Třístupňový radiální kompresor

1– oběžné kolo, 2– převaděč, 3– vratný kanál

Axiální turbokompresory se vyrábějí pro největší výkony a dosahují výkon až 500 000 m³/hod. Proud vzduchu se zrychluje v oběžných – rotorových lopatkách a zpomaluje v lopatkách statorových - vodících. Jeden věnec oběžných lopatek s příslušnými vodícími lopatkami tvoří jeden stupeň turbokompresoru. Axiální turbokompresory se používají zejména u spalovacích turbín apod.

Obr. 6: Schéma axiálního turbokompresoru

1– rotor, 2– stator, 3– oběžné lopatky, 4– vodící lopatky

Zdroje

• Doleček, Josef., Holoubek, Zdeněk. Strojnictví II pro SOU. 3. vydání. Praha: SNTL – NAKLADATELSTVÍ TECHNICKÉ LITERATURY, 1989. 165 s. ISBN 80-03-00036-X.
• Leinveber, Jan., Vávra, Pavel. Strojnické tabulky. 1. vydání. Praha: Scientia, spol. s r. o., pedagogické nakladatelství, 1996. 578 s. ISBN 80-7183-008-9.
• Mičkal, Karel. Strojnictví - Části strojů pro učební a studijní obory SOU a SOŠ. 1. vydání. Praha: Sobotáles, 1995. 220 s. ISBN 80-85920-01-8.

Obrázky:

• Obr. 1: Pracovní oběh pístového. Doleček, Josef., Holoubek, Zdeněk. Strojnictví II pro SOU. 3. vydání. Praha: SNTL – NAKLADATELSTVÍ TECHNICKÉ LITERATURY, 1989. 165 s. ISBN 80-03-00036-X.
• Obr. 2: Uspořádání válců dvoustupňových kompresorů. Doleček, Josef., Holoubek, Zdeněk. Strojnictví II pro SOU. 3. vydání. Praha: SNTL – NAKLADATELSTVÍ TECHNICKÉ LITERATURY, 1989. 165 s. ISBN 80-03-00036-X.
• Obr. 3: Kompresorová stanice. Doleček, Josef., Holoubek, Zdeněk. Strojnictví II pro SOU. 3. vydání. Praha: SNTL – NAKLADATELSTVÍ TECHNICKÉ LITERATURY, 1989. 165 s. ISBN 80-03-00036-X.
• Obr. 4: Příčný řez šroubovým kompresorem. Doleček, Josef., Holoubek, Zdeněk. Strojnictví II pro SOU. 3. vydání. Praha: SNTL – NAKLADATELSTVÍ TECHNICKÉ LITERATURY, 1989. 165 s. ISBN 80-03-00036-X.
• Obr. 5: Třístupňový radiální kompresor. Doleček, Josef., Holoubek, Zdeněk. Strojnictví II pro SOU. 3. vydání. Praha: SNTL – NAKLADATELSTVÍ TECHNICKÉ LITERATURY, 1989. 165 s. ISBN 80-03-00036-X.
• Obr. 6: Schéma axiálního turbokompresoru. Doleček, Josef., Holoubek, Zdeněk. Strojnictví II pro SOU. 3. vydání. Praha: SNTL – NAKLADATELSTVÍ TECHNICKÉ LITERATURY, 1989. 165 s. ISBN 80-03-00036-X.
• Obr. 7: Dvouválcový dvoustupňový kompresor 2 DSK 120, kompresor.cz, [online], © 2014 [cit. 2014-12-04], Dostupné z: http://kompresor.cz/include/detail.php?id=50&from=shop
• Obr. 8: Kompresorová stanice, www.danisevsky.cz, [online], © 2008 [cit. 2014-12-04], Dostupné z: http://www.danisevsky.cz/zdroje-stlaceneho-vzduchu.php?detailPart=fotogalerie
• Obr. 9: Šroubový kompresor, www.tribotechnika.sk, [online], © 2008-2014 [cit. 2014-12-04], Dostupné z: http://www.tribotechnika.sk/tribotechnika-12010/oleje-pro-sroubove-kompresory.html
• Obr. 10: Odstředivý vícestupňový turbokompresor CENTAC, www.itsbrno.cz, [online], © 2012-2014 [cit. 2014-12-04], Dostupné z: http://www.itsbrno.cz/turbokompresory/