Come funzionano i compressori d’aria?

L’abbiamo usato tutti una volta nella vita: chi per regolare le atmosfere delle gomme della macchina, chi in alternativa alla pompetta per ripristinare la bicicletta in primavera, chi per velocizzare la quantità industriale di palloncini da allestire per la festa di compleanno del figlio; ma vi siete mai chiesti come funzionano davvero i compressori d’aria?

Per chi non lo sapesse il compressore d’aria è uno strumento in grado di produrre energia potenziale o energia di pressione innalzando la pressione di gas o vapore attraverso l’impiego di energia meccanica. Diciamo che di fatto è come una pompa, ma al contrario di essa, agisce su un fluido comprimibile.

L’invenzione di questa macchina si può ricondurre a metà del 1600 e da quel periodo non si è più potuto farne a meno. Si distinguono principalmente in due categorie: i compressori volumetrici, caratterizzati da movimenti meccanici ben definiti, e i compressori dinamici, tipici delle compressioni realizzate attraverso la velocità. Ma scendiamo più nel dettaglio.

Parliamo di compressori volumetrici, ovvero compressori in grado di aspirare un volume di gas indipendentemente dalle condizioni di aspirazione a monte e a valle del compressore, ovvero di mandata. Spesso hanno una portata direttamente proporzionale alla velocità di rotazione e allo stesso tempo, un rapporto di compressione indipendente dalla velocità.
In questa categoria troviamo: il compressore a palette, il compressore a vite e il compressore a pistoni.
Tra i più utilizzati, il compressore a pistoni, tipico della piccola industria o per piccole potenze. È una macchina con costi contenuti di manutenzione poiché la sua meccanica è molto semplice: un pistone che scorre all’interno di un cilindro che regola l’afflusso di aria attraverso delle valvole di aspirazione in grado di comprimere e aspirare.
Parliamo invece di compressore a palette, nel momento in cui gli elementi in rotazione riescono, attraverso il movimento del volume d’aria, ad aumentare la pressione e poi lo scarico della stessa. Questo è possibile grazie alla presenza di un cilindro, uno statore dove ruotano rotore e le palette, che galleggiano su un film d’olio che ne blocca il consumo. Vengono prodotti diversi compressori d’aria, e ci sono aziende specializzate nel settore, come per esempio LL Air Service compressori d’aria industriali in quanto, sempre più spesso sono utilizzati anche nel settore agricolo, ma senza limitazioni di applicazione anche in numerosi altri settori.
Il vantaggio principale è la loro longevità di performance, in grado di giungere anche fino a 100.000 ore di servizio, per non parlare della non rumorosità. Questo tipo di compressore infatti, rispetto agli altri, attraverso l’utilizzo della palette attutisce il suono, permettendone l’utilizzo anche senza protezioni acustiche.
Il compressore a vite, simile per forma a quello a palette per via dei due rotori a forma di vite dispostiti parallelamente e intersecati longitudinalmente rispetto ai cilindri, permettendone la rotazione.

L’alternativa al volumetrico è il compressore di tipo dinamico. Qui il fluido viene compresso grazie all’energia cinetica impressa al gas attraverso il principio della variazione del momento della quantità di moto. Lo scambio di energia con il fluido è possibile per via della rotazione di un rotore calettato su un albero attraverso un processo definito stazionario. Questo tipo di compressore si trova spesso e volentieri in applicazioni aereospaziali, aziende alimentari e chimico-farmaceutiche.

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