is een werktuig voor het samendrukken van gassen. Gewoonlijk verstaat men onder compressoren alleen die werktuigen, waarmede gassen als lucht, zuurstof, stikstof enz. van atmosferische druk worden samengeperst tot een einddruk van 3-8 kg/cm, resp.: 60-70 kg/cm of 150-250 kg/cm en deze groep compressoren verdeelt men dan overeenkomstig de genoemde drukgebieden in lagedruk-, middeldruk- en hogedrukcompressoren.
De luchtcompressoren vormen een eigen groep van zeer verschillend gebouwde werktuigen en deze groep is heel belangrijk omdat de lucht in de techniek voor velerlei doeleinden wordt gebruikt: voor ventilatie van gebouwen, tunnels en mijnen; voor het aanblazen van vuren en ovens, voor het aandrijven van pneumatische werktuigen en gereedschappen; voor het bedienen van afsluiters en schakelapparaten; voor het aërodynamisch onderzoek; enz. Hierbij tekenen zich dadelijk twee opgaven af: een eerste, waarbij een beperkte hoeveelheid lucht (of gas) onder hogere druk moet worden gebracht, en een tweede, waarbij een vaak zéér grote hoeveelheid lucht in continue stroming moet worden gebracht, zonder dat daarbij een verhoging van druk of temperatuur van de lucht wordt beoogd.
In het algemeen noemt men de werktuigen, die alleen een continue luchtstroom onderhouden, hetzij ventilatoren of blaaswerktuigen. Bij de ventilatoren is de drukverhoging niet meer dan 30 tot 500 mm waterkolom (0,003-0,05 kg/cm) en het luchtvolume, dat per minuut wordt verplaatst, kan groot zijn. Een ventilator voor de luchtverversing van een kolenmijn verplaatst bijv. 20 000 m3 lucht per minuut bij een drukverhoging van 440 mm waterkolom. De blaaswerktuigen in de luchtcentrale van een hoogovenbedrijf leveren een continue luchtstroom waarvan de overdruk 0,3-2 kg/cm bedraagt. Een scherpe grens tussen de „blaaswerktuigen” „ventilatoren” en „compressoren” wordt echter niet getrokken en zo worden de meertrappige axiale schroefventilatoren, die 20 000 m lucht per minuut leveren, bij een drukverhouding van 2 op 1 tot 6 op 1, in welke afmetingen zij toegepast worden voor de windtunnels van de aërodynamische laboratoria en bij het proces van de gasturbine, meestal aangeduid als axiale compressoren.
Luchtcompressoren (de gascompressoren vertonen daarvan alleen geringe verschillen in de details en de materiaalkeuze) worden, wat de bouwwijze betreft, verdeeld in de volgende vier groepen:
1. zuigercompressoren;
2. roterende compressoren,
3. centrifugaal-compressoren en
4. axiaal-compressoren.
De aandrijving geschiedt door een zuigerstoommachine, een electromotor, een stoomturbine, een verbrandingsmotor of een gasturbine. De arbeid, die deze krachtwerktuigen aan de compressoren afgeven, wordt, afgezien van wat daarvan aan wrijving en andere verliezen verloren gaat, omgezet in warmte, die bij het comprimeren van het gas ontstaat. Deze grote hoeveelheid warmte, ten naaste bij aequivalent met de gehele hoeveelheid arbeid die het krachtwerktuig heeft verricht, moet uit de compressoren worden afgevoerd door de lucht tijdens het comprimeren af te koelen, bijv. door de lucht langs wanden te voeren, die uitwendig worden gekoeld. Kleine compressoren kunnen met lucht worden gekoeld, de grotere moeten met water worden gekoeld.
Het afvoeren van de warmte wordt zo geregeld, dat de temperatuur in de compressieruimten niet boven de ontvlammingstemperatuur van de smeerolie stijgt. Dit is de voornaamste reden waarom het comprimeren tot drukken boven 8 atm trapsgewijs moet geschieden. De eerste trap gaat hoogstens tot 8 atm, de tweede tot 35 atm, de derde tot 160 atm, de vierde tot 1000 atm. De lucht wordt telkens, na een druktrap te hebben doorlopen, afgekoeld in een tussenkoeler.
I. ZUIGERCOMPRESSOREN
De lucht wordt gecomprimeerd doordat een zuiger in een cylinder heen en weer wordt bewogen en daarbij beurtelings lucht aanzuigt en wegperst. Daar de snelheid van de heen- en weergaande delen niet hoog kan worden opgevoerd zijn de zuigercompressoren alleen geschikt voor hoge einddrukken, maar niet voor grote hoeveelheden samengeperste lucht.
2. ROTERENDE COMPRESSOREN
Bij deze compressoren komen geen heen-en weergaande delen voor zodat directe koppeling aan een snellopende electromotor mogelijk is. De constructie is eenvoudig en neemt weinig ruimte in. Deze compressoren worden gebouwd voor drukken tot 6 atm en luchthoeveelheden tot 350 m3/min.
In fig. 2 is een twee-traps roterende compressor voorgesteld bestaande uit een cylindrisch huis waarin een kleinere cylindrische rotor excentrisch is geplaatst. Over de gehele lengte van het Iagedruk- en van het hoge-drukdeel van de rotor is een aantal radiale sleuven aangebracht waarin platte platen (lamellen) passen, die alleen in radiale richting beweegbaar zijn. Als de rotor draait (de snelheid van de motor is 1500-3600 omw./min.) worden de platen door centrifugaalwerking tegen het cylinderhuis aangedrukt, zodat een aantal gesloten ruimten ontstaat, waarvan de inhoud van elk der ruimten gedurende elke omwenteling van de rotor varieert van maximum tot minimum en weer tot maximum. De lucht, die bij het afnemen van het volume is samengeperst, wordt door een uitlaatopening in het huis afgevoerd, waarna de kamer voor de inlaatopening in het huis komt en door het toenemen van het volume opnieuw lucht aanzuigt.
3. CENTRIFUGAAL-COMPRESSOREN
bestaan uit één of meer sneldraaiende schoepenwielen, te zamen vormende de rotor, die binnen het compressorhuis draait en aangedreven wordt door een stoomturbine, of een electromotor, of een gasturbine, of door de afgewerkte gassen van een dieselmotor. Bij het draaien van de rotor wordt de lucht door de centrale ringopening van elk schoepenrad aangezogen en radiaal naar buiten geslingerd en gecomprimeerd onder invloed van de centrifugaalwerking. De lucht verlaat het wiel aan de buitenomtrek onder verhoogde druk en met grotere snelheid, welke laatste in een aansluitende diffusor, die het wiel omgeeft, wordt omgezet in druk. De uitstromende lucht wordt bij een meertrapscompressor teruggevoerd naar de as van de rotor
Op de as zijn drie loopwielen bevestigd, achtereenvolgens voor de eerste, tweede en derde trap. Om de centrale opening en om de naaf van elk loopwiel is een labyrint-dichting aangebracht, die het terugvloeien van lucht naar een lagere trap belet om door de ringvormige opening van het volgende loopwiel opnieuw te worden aangezogen en verder gecomprimeerd. De lucht wordt tussen elke trap gekoeld in gekoelde leidschoepen of in een tussenkoeler, die buiten de compressor is opgesteld.
Voordelen van deze turbo-compressoren ten opzichte van zuiger-compressoren zijn: eenvoudige opstelling en aandrijving, rustige gang en olievrije lucht. Zij zijn zeer geschikt voor grote luchthoeveelheden bij lage druk. In de windcentralen van hoogovens en staalfabrieken worden turbo-compressoren opgesteld voor 70 000 tot 130 000 m3 per uur bij een druk van 2-3,5 atm.
4. De zgn. AXIAAL-COMPRESSOREN
zijn in de laatste jaren door toepassing van de theorieën omtrent luchtschroeven en vleugelprofielen tot ontwikkeling gekomen. Hierbij bestaat elke trap uit een loopkrans, bezet met vleugelprofielen, die de luchtstroom in tangentiële richting afbuigen en uit een rij leidschoepen, die de stoomrichting herstellen, zodat hetzelfde proces zich in een volgende trap kan herhalen. De energie, die hierbij aan de luchtstroom wordt afgegeven, wordt gedeeltelijk in de leidschoepen omgezet in statische druk. Fig. 4 toont een rotor, en een gedeelte van het huis met de leidschoepen van een meertrappige axiaal-compressor.
PROF. DR F. WESTENDORP
Lit.: Eugene W. F. Feller, Air Compressors (New York-London 1944); Bruno Eck, Turbogebläse und Turbokompressoren (Berlin 1929); J- M. Homs, Compressoren (Haarlem 1940); A.
J. Ponomareff, Axial-FIow Compressors for Gas Turbines; Transactions of the American Society of Mechanical Engineers (Mei 1948). Vol. 70, no 4, blz. 295-306.
