容積式コンプレッサーは、圧縮室内の作動容積を定期的に減少させることによってガスまたは蒸気の圧力を増加させる機械装置です。
容積式コンプレッサーは、比較的一定の流量と圧力を維持できます。これらのコンプレッサーは、冷凍、空調、空圧工具など、より高い圧力を必要とする用途で一般的に使用されます。
容積式コンプレッサーとは何ですか?
容積式コンプレッサーは、圧縮室内の作動容積を定期的に減少させることによってガスまたは蒸気の圧力を増加させる機械装置です。
容積式コンプレッサーは、比較的一定の流量と圧力を維持します。これらのコンプレッサーは、冷凍、空調、空圧工具など、より高い圧力を必要とする用途で一般的に使用されます。
容積式コンプレッサーはどのように動作するのですか?
吸気ステージ：装置内部に密閉室が形成されます。チャンバー容積が増加して負圧が発生し、大気圧の空気が密閉チャンバー内に引き込まれます。
圧縮段階:機械的動作 (ローターの噛み合い/ピストンの推進/スクロールの回転) により密閉されたチャンバーのサイズが継続的に縮小され、一定量の空気が強制的に圧縮され、圧力と温度が同時に上昇します。
排気段階：チャンバー内の圧力が設定された排気圧力に達すると、ガスは排気バルブ/排気通路を通ってチャンバーから排出されます。その後、チャンバーは元の位置に戻り、このサイクルが繰り返されます。
容積式コンプレッサーの種類
容積式コンプレッサーは、機械構造設計の違いにより、主にレシプロ式コンプレッサー（ピストンコンプレッサー） 、スクリューエアコンプレッサー、スクロールエアコンプレッサーに分類されます。往復ピストン コンプレッサーは、多くの場合、高圧用途に適しています。スクリューコンプレッサーは安定したガス生成と広い流量範囲を提供します。オイルフリー スクロール コンプレッサーは、静かでオイルフリー、コンパクトなため、食品や医薬品など、空気品質の要求が高い業界に適しています。
レシプロコンプレッサー
ピストンコンプレッサーは、シリンダー内のピストンの往復運動を利用して密閉容器の容積を変化させ、空気を圧縮します。
吸気：ピストンが下降し、シリンダー容積が増加し、内圧が減少します。吸気バルブが開き、外気がシリンダー内に取り込まれます。
圧縮: ピストンが上方に移動してシリンダー容積が減少し、空気が圧縮されて圧力が上昇し、吸気バルブが閉じます。
排気：ピストンが上昇し続けると、シリンダー圧力が排気管圧力を上回り、排気バルブが開き、高圧ガスが排出されます。
スクリューエアコンプレッサー
スクリューコンプレッサーは、逆方向に回転する一対の噛み合うスクリューを使用し、ローターの内部容積を周期的に変化させます。ガスは軸に沿って吸気側から排気側に移動し、吸気、圧縮、排気のプロセスが連続的に行われます。
吸気: ローターの回転により歯付きキャビティの容積が増加し、外気を引き込み、ローターとハウジングによって形成される密閉室内に密閉します。吸気バルブが閉じます。
圧縮: ローターが回転し続けると、キャビティの容積が継続的に減少し、ガスが圧縮され、圧力と温度が同時に上昇します。油入スクリューコンプレッサーはシールと冷却に潤滑油を使用しますが、オイルフリースクリューコンプレッサーは空冷または水冷を使用します。
排気：歯付きキャビティと排気ポートを接続すると高圧ガスが排出されます。
スクロールエアコンプレッサー
スクロール コンプレッサーの核となる圧縮コンポーネントは、移動スクロールと固定スクロールで構成されます。 2 つのスクロールの噛み合い動作により、密閉容積が連続的に変化し、ガスが圧縮されます。
吸気: 可動スクロールは偏心回転し、固定スクロールの外輪と開いた三日月形の空洞を形成します。体積が増加し、外輪吸気ポートより大気圧の空気が吸い込まれます。その後、キャビティが閉じて、密閉されたチャンバーが形成されます。
圧縮：可動スクロールが中心を中心に回転し続け、三日月形の密閉空洞が中心に向かって継続的に収縮し、空洞容積が継続的に減少し、空気が徐々に加圧され、加熱されます。
排気：密閉されたキャビティはスクロール中心の排気口に移動し、定格圧力に達したガスは中心から排出されます。その後、外輪が吸気キャビティを再形成し、サイクルが継続的に続きます。
容積式コンプレッサーのメリット
高い動作安定性
容積式コンプレッサーの作動室容積は機構の寸法に完全に依存し、ガスの圧力や流量にはほとんど関係がありません。そのため、作動圧力と流量の関係が比較的安定しており、作動安定性が良好です。
幅広い適応性
容積式コンプレッサーのガスの吸入と排出は主に作動量の変化に依存し、ガスの特性にはほとんど関係しません。これにより、適応性が高く、さまざまな種類のガスを処理でき、より高い圧力を容易に達成できます。
高い熱効率
容積式コンプレッサーは漏れが少ないため、熱効率が比較的高くなります。これにより、エネルギー消費がある程度削減され、全体的な効率が向上します。