بسيارياز پيشرفتهاي تكنولوژي امروزي اقتباس تكامل يافته اي ازدستاوردهاي مراحل نخستين زندگيبشر مي باشند. به عنوان مثال، اولين مورد استفاده ازهواي فشرده مربوط به زماني استكه انسان نخستين با دميدن به كنده هاي نيم سوزي كه بر اثر صاعقه بوجود آمده بود، آتشرا روشن نگه مي داشت. هواي مورد نياز براي دميدن را شش هاي وي كه كمپرسوري خداداديبا مشخصات شگفت انگيز است، تأمين مي كرد. شش هاي انسان عادي قادر است ١٠٠ ليتر در دقيقهو يا شش مترمكعب درساعت با فشاري معادل ٠,٠٨- ٠,٠٢ بار تأمين كند . درصورت سالم بودن،اين كمپرسور اوليه انساني به نحو شايسته و بدون رقيب و بي وقفه كار كرده و هزينه نگهداريو تعميرات آن درحدصفر مي باشد. اهميت كيفي اين كمپرسور طبيعي در روشن كردن اولين آتشاست. چون اگر شش ها ي انسان درانجام اين امر مهم قاصر بود، بدون شك تمدن امروزي بشرمسير ديگري را طي مي كرد. اما در سه هزارسال قبل ازميلاد حضرت مسيح، زمانيكه بشر فلزاتيازقبيل طلا، مس، قلع و سرب را كه بصورت خالص درطبيعت وجود داشت كشف كرد و همچنين پسازگذشت چندي، هنگاميكه براي احياء اكسيد اين فلزات، كه در واقع اولين مواد خام براياستفاده فلزكاران جهت مصنوعات فلزي آن روز بود، احتياج به عمل ذوب و توليد هواي فشردهبراي ايجاد حرارت مورد نياز را داشت. دراين هنگام كمپرسور انساني يعني شش ها ديگر قادربه تأمين هواي مورد نياز نبودند. براي رفع اين مشكل و ايجاد دماي حدود يك هزار درجهسانتي گراد ازكمپرسور قوي تر ديگري كه آنهم به دست طبيعت ساخته شده بود، استفاده كرد.بايد توجه داشت كه اختراع دمي (اولين كمپرسور مكانيكي) را بايد به عنوان تولدي تازهبراي توليد هواي فشره به حساب آورد. اين وسيله و دستگاه هائي كه توسط چرخ دوار آبيكار مي كردند، تا دويست سال بعد بدون وقفه مورد استفاده قرارگرفتند. درحدود سال هاي١٧٠٠ ميلادي حجم كوره ها ي ذوب فلزات رو به افزايش گذاشت. ولي دستگاه هاي دمي موجوددرآن زمان از عهده انجام كارهاي مربوط به گداخت اين كوره ها بر نمي آمدند. تا سرانجامبراي اولين بار جان اسميتون (John Smeaton) درسال ١٧٦٢ ميلادي سيلندرهوائي را اختراع كرد. اين دستگاه هرچند بسيار ابتدائي بود ولي به هرصورت براي كورههاي موجود مورد استفاده قرارگرفت. زيرا ساخت يك سيلندر دقيق و خوب براي توليد هوايفشرده درآن زمان امكان پذير نبود. وضعيت كار به همين منوال ادامه داشت تا اينكه درسال١٧٧٦ ميلادي جان ويلكينسون دستگاه ماشين تراشي براي ساختن توپ اختراع كرد كه توسط آنمي شد سيلندرهاي دقيقي از فولاد ريختگي را تراشيد. اولين دستگاه هواي فشرده دقيق توسطويلكينسون ساخته و در كارگاهش نصب شد. اين كمپرسور مكانيكي فقط قادر بود هواي فشردهاي با فشاري برابر يك بار توليد كند و تراكم بيش از آن امكان پذير نبود. چرا كه درصورت افزايش فشار، دماي كمپرسور زياد شده و بندها و تسمه هاي چرمي كه به سوپاپ هايچوبي اتصال داشتند تاب حرارت را نياورده و از بين مي رفتند.

اولينانتقال عظيم و موفق هواي فشرده هنگام تسريع در ساختمان تونل مونت سنيس (Mt.CeNis) دركوه هاي آلپ سويس صورتگرفت. اين تونل پس از تكميل داراي دو ريل و طولي برابر 13.6 كيلومتر بود. عمليات احداثتونل درسال ١٨٥٧ با استفاده از چكش هاي دستي شروع شد. ولي با سرعتي كه كار حفاري پيشمي رفت، ساختن اين تونل سي سال به طول مي انجاميد. بنابراين از روي ضرورت و اجبار مديرانراه آهن تصميم گرفتند از چكش هاي بادي كه با هواي فشرده با فشار ٦ آتمسفر كار مي كردنداستفاده كنند.

ساختنكمپرسورها چهارسال طول كشيد و در دو دهانه تونل نصب شد. درطول اين مدت نيز چكش هايبادي، توسط مهندس ارشد تونل ها جرمن سوميلر (GermainSommeiller) طراحيشد تا مورد استفاده قرارگيرد . بايد توجه داشت كه مشكلات و گرفتاريهائي كه در كار اينكمپرسورها و چكشهاي مربوطه به وجود آمد، باعث پيشرفتهاي فراواني در زمينه ساختمان كمپرسورهاو چكشهاي بعدي شد و فن حفاري تونل گامي بزرگ به سوي تكامل برداشت. لازم به توضيح استكه هردو كمپرسور از نوع خنك شونده آبي بودند، كه آب براي خنك كردن هواي داخل سيلندرهااستفاده مي شد.

اينطرح ظاهرا قديمي، سعي و كوششي بود كه درجهت تكامل و پيشرفت و توسعه دمي هاي هوائي قبليصورت گرفته بود. زيرا مهندسين و طراحان از بوجود آمدن يك ديواره حرارتي بين سيلندرها،سوپاپها، شيرها و دريچه ها كه به صورت مشكل غيرقابل حلي جلوه گر مي شد، بيم داشتند.خوشبختانه دردسرهاي جدي و متعدد اين سوپاپها و دريچه ها كه به صورت ظاهر شدن فوارهآب درآنها به سرعت بروز كرد، باعث به وجود آمدن تكنيك ها ي جديد و ماندني به صورت پيستونهاي آبي شد. همچنين مشكلات موجود در اولين كوشش براي استفاده از اين چكش هاي سنگ شكندر حدي بود كه براي بهره برداري از ٩ دريل، ٥٤ عدد از آن در كارگاه در دست تعمير بودند.

هنگاميكهدوگروه حفاري به يكديگر رسيدند، تقريبا از ٧٠٠٠ متر لوله براي انتقال هواي فشرده ايكه از دهانه ها تا قسمت اصلي حفاري كشيده شده بود، استفاده مي شد. اين اقدام نشان دادكه نيروي هواي فشرده تا مسافت هاي دور نيز قابل انتقال و استفاده مي باشد. اخبار مربوطبه حفر تونل مونت سنيس در روزنامه ها و مجلات صنعتي چاپ شد و مورد توجه اكثر مردم ومهندسين و دانشمندان درسراسر جهان قرارگرفت. بحث و ابراز عقيده و دادن راهكارهاي لازمدرباره امكانات ايجاد و ساخت شبكه هاي انتقال نيروي هواي فشرده و تغذيه و استفاده صنايعو تجارت از اين نيرو، رونق گرفت. در سال ١٨٧٥ درنزديكي منطقه اي صنعتي واقع درجنوبسوئد، بزرگترين كارخانه هيدروالكتريك (توليد نيروي برق از آب ) به قدرت اوليه  kw ٣٦٠٠ و قابل توسعه تا kw ١٣٠٠٠٠ براي تأمين نيروي لازم و به حركت درآوردن كمپرسورهايتوليد هواي فشرده ايجاد شد. ولي اين پروژه موفقيت اقتصادي مطلوبي را در پي نداشت.

 با استفاده از ابزارها و وسايل بادي، قدرت و شعاععمل دست بشر، بدون آنكه از ميزان حساسيت، دقت و انعطاف پذيري غيرقابل رقابتش كاستهشود به مقدار قابل ملاحظه اي توسعه يافته و پيشرفت كرده است و اين ضروري ترين مسئلهاي است كه در انجام كار بايد صورت بگيرد. ابزارهاي هوائي كم وزن، جمع وجور، بادوام،مطمئن و دقيق اند. كاركردن با آنها براي فرد ايجاد خستگي نكرده و داراي ايمني بالاييمي باشند. هواي فشرده براي كنترل ونظارت، تنظيم از راه دور و نزديك و انجام فرمان هايمتناوب و زمان دار وگاهي نيز همراه و همزمان و هماهنگ با سيستم هاي هيدروليكي، الكتريكيو الكترونيكي براي انجام مقاصد مورد نظر، درخدمت بشر در آمده است.

باگسترشچشمگيري كه در نيمه دوم قرن نوزدهم براي صنايع به وقوع پيوست ، توليد انبوه محصولاتو ضرورت دستيابي به دبي و فشار بالاتر و محدوديت هائي كه كمپرسورهاي تناوبي در دبيزياد دارند باعث شد تا صنعتگران مجبور شوند در فكر طراحي و ساخت انواع جديدتري ازكمپرسورهاباشند.

 هرچند كه كمپرسورهاي تناوبي ازنظر قابليت دستيابيبه فشار بالا و راندمان هنوز هم مناسب ترين كمپرسورها مي باشند ولي بالا بودن قيمتاوليه، محدوديت دستيابي به دبي زيا ، پائين بودن قابليت اعتماد، توقف هاي ناخواستههمراه با بالابودن هزينه هاي تعميرات عملا باعث گرديد تا اين كمپرسور ها قادر به تأمينتمامي نيازهاي صنايعي كه با رشدي شتابان درحال گسترش بودند نباشد . به همين خاطر ازاواخر دهه ١٨٦٠ نسل جديدي ازكمپرسورها كه درحين دارا بودن بسياري از ويژگيهاي مطلوبكمپرسور هاي تناوبي، قادر به تراكم و جابجا كردن حجم وسيعتري ازگاز بودند ابداع گرديدكه به لحاظ ماهيت رفتار ظاهري به كمپرسورهاي دوراني(Rotary) معروف شدند.

كمپرسورهايگوشواره اي (Lobe) را مي توان اولين نمونه ازكمپرسورهاي دوراني دانست که توليد آن ازدهه ١٨٦٠ شروع گرديد.  دراواخر قرن نوزدهم شركتRoots كه نمونه اي ازدمنده فوق را كه داراي گوشوارهائي بهقطر 7.5 متر بودند براي تهويه معادن بكار گرفت كه قادر بود  ١٧٤٠٠٠ مترمكعب درساعت هوا را جهت تهويه به داخلتونل هاي معدني بفرستد . قابليت هاي اين دمنده آنچنان بالا بود كه بنام شركت سازنده(Roots) معروف گرديد و هنوز هم در بسياري ازمراجع علمي كمپرسورهاي گوشوارهاي بنام Roots ناميده مي شوند . اولين كمپرسور تيغه لغزنده (SlidingVane) درسال١٨٩٠ در آمريكا ساخته شدكه بصورت خشك (Dry) طراحي شده بودند. پائينبودن راندمان و مشكل گرم كردن جزء معايب اساسي اين كمپرسورها بوده تا اينكه درسال١٩٤٧ با تزريق روغن كه نقش آب بند كننده و خنك كاري كمپرسور را بعهده داشت، كارآئي،عمرمفيد و قابليت هاي اين كمپرسور به مقدار چشمگيري افزايش داده شد و امروزه نسل جديديازكمپرسورهاي دوراني بصورت روغن كاري شونده (Lubricated) درصد بالائي از بازار فروشكمپرسورها رابه خود اختصاص داده است . هرچند كه كمپرسورهاي دوراني درمقايسه با كمپرسورهايتناوبي ازقابليت بالاتري درامر متراكم كردن گازها با دبي بيشتر برخوردار بودند وليبا اين وجود قادر به تأمين تمامي نيازهاي صنايع روبه گسترش كه هر ساله ازنظر ظرفيتتوسعه مي يافتند نبودند.

كمپرسورهايگريز از مركز را مي توان پاسخ مناسبي براي مشكل ظرفيت كمپرسورها دانست . با اولين كمپرسورگريز ازمركز درسال ١٨٩٩ توسط يك مهندس فرانسوي بنام  Rateauباظرفيت ٢٠٠٠ مترمكعب درساعت و با نسبت تراكم 1.16:1 (فشارخروجي 1.62 بار مطلق ) ساختهشد. درسال ١٩٠٣ كمپرسور گريز ازمركز ٥ مرحله اي با نسبت تراكم كلي 1:5طراحي و بكارگرفته شد. توليد كمپرسورهاي گريز ازمركز با ظرفيت و فشار خروجي بالاتر دائما دردستوركار شركتهاي سازنده قرارگرفته، بنحوي كه امروزه اين كمپرسورها درظرفيت بيش از١٢٥٠٠٠٠ مترمكعب در ساعت ساخته مي شود. فشار قابل دسترسي در اين دسته ازكمپرسورها ازطريق افزايش تعداد طبقات تا ١٦ طبقه به بيش از ٧٠٠ بار نيز رسانيده شد. كمپرسورهايگريز ازمركز ذاتًا ازنوع خشك (Oil Free) بوده و بعلت بالابودن قابليتاعتماد آن، دوره هاي بهره برداري بدون توقف آن به بيش از سه سال نيز مي رسد.

نشراز پایگاه تخصصی کمپرسور  www.comperesor.com

منبع:مبانی کمپرسورها – شرکت ره آروران فنون پتروشیمی