なぜエアコンプレッサーは分級圧縮が必要なのか

ガスの使用圧力が高い場合、単段圧縮は経済的ではなく、時には不可能であるだけでなく、多段圧縮を使用する必要があります。多段圧縮は、ガスの吸入から始まり、必要な動作圧力に達するために数回の昇圧によって開始されます。なぜエアコンプレッサーがグレード圧縮が必要なのかを詳しく説明します。

エアコンプレッサーのグレード圧縮の理由は以下のとおりです。

電力消費の節約：

多段圧縮を採用すると、段間に中間冷却器を設置する方法により、被圧縮ガスを一段圧縮した後、まず等圧冷却して温度を下げることができ、次に次段のシリンダに入る。温度が低下し、密度が増加するため、さらなる圧縮が容易であり、1回の圧縮よりも大幅に電力消費を節約できます。したがって、同じ圧力下での多段圧縮の作業面積は、単段圧縮よりも小さくなります。級数が多いほど、消費電力は等温圧縮に近づきます。

容量利用率の向上：

製造、設置、運転の3つの理由により、シリンダー内のギャップ容量は常に避けられず、ギャップ容量は直接シリンダーの有効容積を減少させるだけでなく、残留高圧ガスも吸気圧力まで膨張させなければならず、シリンダーは新鮮なガスを吸入し始め、シリンダーの有効容積をさらに減少させることに等しい。

排気温度を下げる：

圧縮機の排気ガス温度は圧縮比の増加に伴って上昇し、圧縮比が高いほど排気温度は高くなりますが、過剰な排気温度はしばしば許容されません。これは、油潤滑コンプレッサーでは、潤滑油温度が高いと粘度が低下し、摩耗が悪化し、温度が高すぎるとシリンダーやバルブに炭素沈着が形成されやすくなり、摩耗が悪化し、時には爆発が発生するためです。様々な理由により、排気温度が大幅に制限されるため、排気温度を下げるために多段圧縮を採用する必要があります。

ピストンロッドに作用するガス力を低減する：

ピストンコンプレッサでは、圧縮が比較的高く、単段圧縮を使用すると、シリンダ径が大きくなり、大きなピストン面積に作用するガスの最終圧力が高くなり、ピストン上のガス力が大きくなります。多段圧縮を採用すれば、ピストンに作用するガス力を大幅に低減でき、機構の軽量化と機械効率の向上が可能です。

もちろん、多段圧縮は、シリーズが多ければ多いほど良いという意味ではありません。シリーズが多いほど、エアコンプレッサーの構造が複雑になり、サイズ、重量、コストが増加するからです。