Kompresörler

[ozguryolcu]

Kompresörler havayı sıkıştırma mekanizmalarına göre iki ana gruba ayrılırlar. Bunlar deplasmanlı kompresörler ve dinamik kompresörlerdir.


                Turbo Kompresör


Dinamik Kompresörler: (Türbin) Atmosferdeki havayı emerek hızlandırırlar. Hızlanmış olan hava sabit dağıtıcılarda basınca dönüştürür. Merkezkaç ve turbo kompresörler bu prensibe dayanarak çalışırlar.
Havayı hızlandırarak oluşturduğu basınç farkıyla emip, çıkışına basan kompresörlerdir. Bu kompresörlerde dönen kanatların hız kazandırdığı hava önde veya içeride boşluk/vakum oluştururken, arkada veya dışarıda yığılma dolayısıyla basınç oluşur. Önden emip arkaya basanlara eksenel kompresör denir; içten emip dışa basanlara radyal kompresör denir. Bazı kompresörler eksenel ve radyal kompresörün karışımıdır. Düşük basınçlı eksenel kompresörlerin kanatlarına veya rotoruna fan veya pervane denilmektedir. Yüksek basınçlı (>0.5 bar) radyal veya radyal-eksenel karışımı kompresörlerin basınç oluşturan elemanına "Impeller" veya Türkçe "İmpeller" denir. Bu tip (santrifüj-türbo) kompresörlerin impeller'ları (impellerleri) emişinin olduğu ön/orta taraftan emdiği havayı (hızlandırıp), çıkışının olduğu dış/arka tarafa savurarak (santrifüj kuvvetle) sıkıştırır. Uçak motorlarının kompresörleri eksenel kompresördür. Radyal fan diye bildiğimiz fanlar düşük basınçlı radyal kompresörle aynı prensibe sahiptir, sadece tek kademelidirler; o nedenle kompresör denmez (düşük basınçtan dolayı), fan denir. Turbo/Türbo veya Santrifüj (Centrifugal) kompresörler eksenel-radyal karışımı dinamik hava kompresörleri olup, 7 bar civarında, 20-30 m3/dk veya 180-220 HP güçten itibaren vidalı kompresörlere karşı debi ve maliyet avantajı üstünlüğü sağlar. Dinamik kompresörler yağsız kompresörlerdir.

Deplasmanlı Kompresörler: Bu kompresörler atmosferdeki havayı kapalı bir alana emerler ve sonrada bu alanın hacmini küçülterek havanın basıncını artırırlar. Günümüzde madencilikte yaygın olarak kullanılan kompresörler deplasmanlı prensibe göre çalışan kompresörler olup başlıca üç çeşidi bulunmaktadır. Geliştirilme sıralarına göre;
*Pistonlu kompresör
*Döner-kayan pervane kanatlı kompresörler
*Döner vidalı kompresörler

Günümüzde pistonlu kompresörlerin kullanımı azalırken, döner vidalı kompresörlerin kullanımı artmaktadır.
Pistonlu Kompresörler
Döner vidalı kompresör (Kaeser)
Döner vidalı kompresör (Atlas Copco)

Deplasmanlı Kompresörler


Pistonlu Kompresör


1) Pistonlu kompresörler: Pistonlu kompresörlerde emilen hava bir silindir içine alınır ve silindir içindeki piston vasıtası ile sıkıştırılarak basıncı artırılır. Genellikle bir kompresörde dört veya altı silindir vardır. Sıkıştırılan hava çıkış anında soğutulur. Buradaki soğutucuya son soğutma denir.


2) Döner Kompresörler
a) Döner kanatlı kompresör: İlk geliştirilen döner kompresörler pervane kanatlı hava motoru prensibiyle çalışırlar. Büyük bir silindirin eksen dışına silindirik rotor yerleştirilmiştir. Bu rotor üzerinde kayan kanatlar vardır. Rotor hızla döndüğü zaman merkezkaç kuvveti etkisi ile kanatlar sürekli olarak büyük silindir duvarı ile temas halinde olur. Bu kompresörlerin kanat bakım oldukça problemli olduğundan dolayı günümüzde vidalı kompresörler daha fazla tercih edilmektedir.



Vidalı Kompresör


b) Vidalı kompresörler: Bu kompresörlerde içinde birbiri ile uyumlu vida olan silindir çifti kullanılır. Burada kayan kanatlar ve metal-metal teması yoktur. Birbirine ters yönde dönen vidanın dişlileri arasına giren hava sıkışarak basıncı artar. Bu kompresörlerde yağ, hem koruma hem de soğutma görevi görür. Genelde 7-8 bar arası basınçla çalışır. En basit ve en güvenilir kompresör tipi olarak kabul edilirler. Fakat onların basit tasarımı çalışma basınçlarını maksimum 24-30 bar (360-440 psig) olarak kısıtlamaktadır.


Hava Deposu: Hava deposu kompresör çıkışındaki basınç dalgalarını absorbe eder. Düzgün, aniden değişmeyen hava basıncı sağlar. Kompresör kapasitesini aşan ani hava taleplerinin karşılanabilmesi için gereken miktarda havayı depolar. Hava deposu kapasitesi kompresör kapasitesine ve hava talebinin şekline bağlı olarak saptanır. Hava deposunun litre olarak kapasitesi kompresörün litre/saniye olarak kapasitesinin 6 katından 10 katına kadar seçilebilir. Hava deposunun ikinci faydası; hava içindeki nemin yoğunlaşmasını ve oluşan yoğuşumun boşaltılmasını kolaylaştırmasıdır. Nemin yoğuşması sonucunda hava deposu dibinde toplanan su traplar (otomatik tahliye aygıtları) vasıtasıyla sistem dışına atılmalıdır. Hava deposu mümkünse o tesisteki en soğuk yere yerleştirilmelidir. Ortam havası korozyon yapıyorsa, hava deposunun özel bir astar boya ile boyanması gerekir.

Deplasmanlı kompresörler havayı sıkıştırma kademelerine bağlı olarak tek veya çok kademeli olabilirler. Kompresöre giren hava ile çıkan havanın basıncına bağlı olarak kademe sayısı değişmektedir. Giren hava ile çıkan hava arasındaki basınç farkı fazla ise çıkan havada aşırı bir ısınma meydana gelir. Bu ısınmayı engellemek için hava, kademeli olarak sıkıştırılırken kademeler arasında bulunan ara soğutucular aracılığı ile soğutulur. Yaygın olarak kompresörler iki kademeli olup birinci kademede 30 psi (2 atm)’ye kadar sıkıştırılan hava ara soğutucudan geçirilip ikinci kademeye aktarılır. Bu kompresörlerde atmosfer basıncında emilen hava ikinci kademe sonunda yaklaşık 100-125 psi basınca kadar sıkıştırılır.
Kademeli kompresörlerde ara soğutucular kullanılmaktadır. Ara soğutucuların görevi bir önceki kademede sıkıştırılan havayı soğutmaktır. Sıkışan hava ısınır. Isınan hava genleşerek hacmini artırır. Hacmi artan hava bir başka kademeye verilince, bu havayı sıkıştırma için gerekli olan iş artar. Bu işten tasarruf sağlamak için kompresör içindeki hava ara kademelerde soğutulur. Ara soğutucularda genellikle su kullanılır ve bu su borular içinden geçerek borular arasından geçen havayı soğutur. Suyun sıcaklığı havanın sıcaklığından en az 10°C düşük olmalıdır. Soğutucudan çıkan su en fazla 40°C sıcaklığında olmalıdır.

Tüm kompresörlere giren hava tozlardan arındırılması için filtrelerden geçmek zorundadır. Kompresörler birim zamanda emdikleri normal hava miktarı oluşturdukları hava basıncına göre gruplandırılırlar. Hava miktarları emdikleri hava olup birimi genellikle cfm veya m3/dk olarak ifade edilirken, çalışma basınçları psig veya bar olarak verilir.

1-Giriş filtre ve valfı
2-Basınç ünitesi (hava 82°C kadar ısınır)
3-Elektrik motor
4-Nem ayrıştırıcısı
5-Soğutucu