مقدمه

كمپرسورهاي تناوبي(Reciprocating) نيز ناميده مي شوند که يكي از قديمي ترين انواع كمپرسورها مي باشند. اولين نمونه هاي اين كمپرسور ها با سيلندر چوبي (مثلا از جنس ني بامبو (Bambooساخته شده و پيستون آن بوسيله نيروي انساني (دستي) عقب و جلو برده مي شد.

آب بندي پيستون توسط پر پرندگان صورت مي گرفت تا از اين طريق در مرحله مكش هوا واردكمپرسور شده و در مرحله تراكم از آن خارج شود . از اين كمپرسور غالبا براي ذوب فلزاتاستفاده ميگرديد. بر اساس شواهد تاريخي يونانيان در ١٥٠ سال قبل از ميلاد مسيح توانستندكمپرسورهاي فلزي بسازند كه در آن از آلياژهاي برنزي استفاده شده بود. بهر حال در ساختاراين كمپرسورها تا قرن هيجدهم ميلادي پيشرفت چنداني صورت نگرفت تا اينكه يك مهندسانگليسي بنامJ.Wilkinson  کمپرسوري را طراحي كرد كه شبيه كمپرسورهاي امروزي بوده و  سيلندر آن از چدن ريخته گري ساخته و ماشين كاري شده بود. كمپرسورهاي تناوبي عموما براي دبي كم وفشار زياد مورد استفاده قرار مي گيرند. دبي گاز دراين نوع كمپرسورها از مقادير كم تا 2000m^3/hrمي رسد و با آن مي توان به فشارهاي بسيار زياد (تا ٦٠٠٠ بار ) دست يافت. درنسبت هاي تراكم بالاتر از 1.5 اين كمپرسورها در مقايسه با ساير انواع كمپرسورها از راندمان بالاتري برخوردار مي باشند . كمپرسورهاي تناوبي اساسا جزء ماشينهاي با ظرفيت ثابت مي باشند ولي در شرايط خاصي مي توان ظرفيت آن را برحسب شرايط مورد نظر تغييرداد كه شرح كامل روش هاي متداول براي اين منظور در قسمت هاي بعد ارائه خواهد شد.

بزرگترين مزيت اين كمپرسور ها در مقايسه با ساير انواع مورد استفاده در صنايع (دوراني و گريزازمركز) بالا بودن راندمان كلي آن وقابليت دست يابي به فشا رهاي بالا مي باشد. با پيشرفت صنعت، در طي قرون نوزدهم و بيستم تغييرات مهمي در ساختار و طراحي كمپرسورهاي پيستوني حاصل شد و اين امر در درجه اول مديون انقلاب صنعتي و گسترش صنايع شيمیائي و پتروشيمي مي باشد.

از اواخر دهه ١٩٥٠ تا ١٩٧٠ ميزان استفاده از اين كمپرسورها رو به كاهش نهاد. علت امر در اين بود كه هر چند اين كمپرسورها ازلحاظ راندمان كلي بالاتر بوده و نهايتا ميزان انرژي مصرفي براي هر مترمكعب گاز مورد تراكم دراين نوع كمپرسورها در مقايسه با ساير انواع كمپرسورها كمتر مي باشد، ولي به ازاء آن قيمت اوليه، هزينه هاي تعمير ونگهداري و ... اين كمپرسورها نسبتا بالا بوده وبا توجه به ارزان بودن قيمت انرژي در آن دوران، فوايد بالا بودن راندمان و پائين بودن انرژي مصرفي در مقايسه با ساير هزينه ها (قيمت اوليه و هزينه تعمير و نگهداري ) چندان مطلوب نبوده و استفاده از كمپرسورهاي ارزان تر و ساده تر (نظير كمپرسورهاي ازنوع گريز از مركز يا دوراني) به سرعت رو به رشد نهاد.

بعداز افزايش ناگهاني قيمت نفت در اواسط دهه ١٩٧٠ مسئله صرفه جوئي در انرژي در صنعت مطرح گرديد و استفاده از كمپرسورها تناوبي مجددا مورد توجه قرار گرفت. يكي از ويژگيهاي منحصر به فرد اين كمپرسورها استفاده از يك كمپرسور براي تراكم چند گاز مختلف مي باشد كه در ساير انواع كمپرسورها امكان پذير نمي باشد. در يك كمپرسور با چند پيستون از هر سيلندر مي توان براي تراكم يك گاز استفاده كرد. بعنوان مثال از يك سيلندر مي توان براي تراكم گاز پروپان و راه اندازي سيستم تبريد استفاده نموده و بقيه سيلندرها به تراكم گاز اصلي سيستم اختصاص داده شود.

كمپرسورها بلا استثناء جزء ماشین آلاتي هستند كه در اغلب واحدهاي صنعتي مورد استفاده قرار مي گيرند. كمپرسور هوا بهترين ماشين براي صرفه جوئي در نيروي انساني وكار بدني و افزايش راندمان توليد مي باشد. بنابراين انتخاب كمپرسور براي شرايط مورد نياز به تجربه و تحليل دقيق نياز دارد.

در خيلي از واحدهاي صنعتي بخش اعظمي از انرژي مورد نياز صرف راه اندازي كمپرسورها شده و لذا انتخاب كمپرسور با راندمان بالا نقش مهمي در هزينه هاي جاري آن واحددارد . علاوه بر آن انتخاب كمپرسور مناسب مي تواند موجب صرفه جوئي در تأسيسات بالاخص زمين، آب خنك كننده، هزينه تعمير و نگهداري و... گردد.

يكي از مسائل مهمي كه در طراحي كمپرسور بايد مورد توجه قرار گيرد، نحوه خنك كردن سيلندرها مي باشد. در كمپرسورهاي بزرگ سيلندرها داراي ژاكت بيروني جهت جريان آب بوده تا گاز مورد تراكم توسط آن خنك شود. درعوض كمپرسورهاي كوچك غالبا باهواخنك مي شوند.