Les types de COMPRESSEURS et leur fonctionnement - Volumétriques - Dynamiques - piston - centrifuge

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Un compresseur est un dispositif mécanique qui augmente la pression d'un fluide aérien en réduisant son volume afin qu'il puisse être transporté dans des tuyaux.
Tout comme la pompe est construite pour pressuriser et transporter des fluides liquides (qui, par nature, ont une compressibilité si faible qu'ils sont considérés comme incompressibles) le compresseur, quant à lui, est conçu pour transporter des fluides gazeux, en les comprimant pour augmenter leur pression et réduire leur volume de plusieurs fois.
Les compresseurs sont utilisés dans de nombreuses applications où il est nécessaire d'augmenter la pression ou de diminuer le volume d'un gaz.
Ils sont utilisés, par exemple, pour transporter du gaz naturel dans des pipelines, dans des équipements de réfrigération et de climatisation, pour actionner des outils pneumatiques, pour souffler des bouteilles et des conteneurs en plastique, et même pour augmenter les performances des moteurs à combustion interne.
C'est pourquoi il n'existe pas un seul type de compresseur qui convienne à toutes les applications, mais de nombreux modèles différents.
On peut immédiatement les classer en deux grandes catégories : les compresseurs volumétriques et les compresseurs dynamiques :
- avec les compresseurs volumétriques, la compression est donnée par des mouvements mécaniques bien définis ;
- dans le cas des compresseurs dynamiques, la compression se fait par le biais de la vitesse que l'on peut donner aux pièces rotatives.
Les compresseurs volumétriques comprennent:
Le compresseur à piston, qui utilise le travail effectué par un moteur électrique ou thermique pour augmenter la pression du gaz.
Le gaz à comprimer est aspiré dans le cylindre par le piston à travers la soupape d'aspiration, tandis que le gaz comprimé est expulsé par la soupape de refoulement ; généralement, le gaz comprimé est stocké dans un réservoir afin d'amortir les fluctuations de pression et de débit liées au mouvement alternatif du piston, ce qui permet en outre d'accumuler le gaz comprimé, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de laisser le compresseur fonctionner en permanence.
Le compresseur à palettes est un type de compresseur très différent.
Un rotor circulaire est équipé de palettes, qui sont poussées par des ressorts pour les maintenir constamment en contact avec les parois de la cavité circulaire, contre lesquelles elles glissent.
Le rotor n'est cependant pas centré sur la cavité, ce qui crée des chambres de volume variable, maximum du côté de l'aspiration et minimum du côté du refoulement, ce qui entraîne la compression du gaz.
Les compresseurs à lobes, quant à eux, ont des rotors ayant une forme caractéristique de deux ou trois lobes, qui tournent de manière synchronisée et dans des directions opposées, créant des chambres progressives de l'orifice d'aspiration à l'orifice de refoulement.
Grâce à leur simplicité et à l'absence de pièces en frottement, ce sont des machines robustes et durables.
Ils sont souvent utilisés dans les moteurs à cycle d'Otto suralimentés.
Très proche du modèle précédent, dans le compresseur à vis, deux vis à pas inversé sont reliées l'une à l'autre de sorte que le corps du compresseur crée une cavité qui se déplace progressivement de la zone d'aspiration à la zone de refoulement, diminuant le volume et comprimant ainsi le gaz.
Comme il est peu sollicité, il est adapté à une utilisation continue et présente un bon rendement.
Le dernier des compresseurs volumétriques est le compresseur à spirale.
Ce type de compresseur utilise deux spirales l'une dans l'autre, l'une fixe et l'autre avec un mouvement planétaire sans rotation, afin de comprimer le gaz entre elles.
Les compresseurs dynamiques, quant à eux, comprennent le compresseur centrifuge.
Il s'agit d'une turbomachine dans laquelle un disque à aubes appelé roue, placé en rotation rapide, fournit de l'énergie au gaz pour augmenter sa pression grâce à la force centrifuge.
Il est largement utilisé dans la turbocompression des moteurs automobiles.
Le dernier des compresseurs dynamiques est le compresseur axial, dans lequel un rotor à palettes est suivi d'un stator à palettes fixé au châssis. L'accouplement d'un rotor et d'un stator est appelé étage.
L'étage unique d'un compresseur axial produit une pression très basse, mais en raison de sa configuration axiale, il se prête bien au multi-étage : le flux sortant du stator est déjà prêt à entrer dans l'étage suivant.