CLASIFICACIÓN

1.- COMPRESORES DE DINAMICOS

El sistema de compresión dinámica convierte energía cinética (movimiento) en presión. Utiliza energía para desplazar, a alta velocidad, un determinado volumen de aire, que luego es bruscamente desacelerado, lo que aumenta la presión de la masa. Este tipo de compresor es ideal para obtener grandes volúmenes de aire, a presiones de hasta 7 bar.

1.1.- EYECTORES

Podemos mencionar que el principal uso de los inyectores se a dirigido hacia la compresión de gases desde una presión inferior a la atmosférica hasta un valor ligeramente superior a esta.Una variante a los inyectores son los eyectores en donde el fluido principal y el secundario son diferentes. En muchas aplicaciones industriales donde se dispone el vapor, este se utiliza como fluido principal para comprimir aire u otros gases. 

1.2.- FLUJO AXIAL

Estos compresores se caracterizan porque el flujo sigue la dirección de su eje. Es decir, es aquel que que impulsa aire,a alta velocidad, en sentido a su eje.

El compresor está formado por filas alternadas de álabes móviles y álabes fijos. Los álabes móviles se encuentran dispuestos radialmente en su rotor, mientras que los fijos son solidarios al estator.

Tanto los álabes fijos como los álabes móviles tienen forma aerodinámica el conjunto de una fila de álabes móviles y otra de álabes fijos es denominado “etapa”.

El principio de funcionamiento de estos equipos es el siguiente: los álabes móviles imparten velocidad y presión al fluido al girar el rotor, luego en los álabes fijos la velocidad es convertida en presión por expansión, de manera similar a como ocurre en los compresores radiales.

El incremento de presión por etapa es por lo general relativamente pequeño; por ello para obtener relaciones de compresión altas, se requiere de un considerable número de etapas.

Ø  El flujo del gas es paralelo al eje del compresor y conserva su sentido, se emplea para flujos más grandes que los centrífugos, poseen cierto número de etapas en serie, Se utilizan  con mayor frecuencia en la industria petroquímica, de refinación y química, aplicaciones  aeroespaciales y turbocargadores.

Ø  Las  altas cargas resultantes de impulsos en el rotor, crean limitaciones para emplear compresores axiales en corrientes de gas de alta densidad.

Dado que no utilizan aceite, el aire producido por estos compresores dinámicos está libre de lubricantes, a la vez que la disposición externa de sus rodamientos asegura un producto final sin contaminantes.

Mientras que los compresores radiales suministran prácticamente flujo a presión constante dentro de un amplio rango de caudales, los compresores axiales presentan una característica de caudal constante para presiones variables.

Los compresores axiales, debido a su pequeño diámetro funcionan a mayor velocidad que los radiales para un mismo trabajo. Generalmente el incremento es de un 25%.

1.3.- CENTRIFUGOS

Los aparatos centrífugos se crearon para obtener grandes capacidades de enfriamiento, y constan principalmente de un compresor centrífugo, que da nombre al conjunto, impulsado por un motor eléctrico, (aún cuando puede utilizarse también una turbina de vapor u otro tipo de motor de gas) un condensador y un evaporador.

El compresor centrífugo se fundamenta esencialmente en una o varias ruedas impulsoras, montadas sobre una flecha (eje) de acero y encerradas en una cubierta de hierro fundido. El número de impulsores (turbinas) que se puede ensamblar depende principalmente de la magnitud de la presión que queremos desarrollar durante el proceso de compresión.

Las ruedas impulsoras rotativas son esencialmente las únicas partes móviles del compresor centrífugo y por tanto la fuente de toda la energía impartida al vapor durante el proceso de compresión.La acción del impulsor es tal, que tanto la columna estática como la velocidad del vapor, aumentan por la energía que se imparte al mismo.La fuerza centrífuga aplicada al vapor confinado entre los álabes del impulsor y que gira con los mismos, origina la autocomprensión del vapor en forma similar a la que se presenta con la fuerza de gravedad, que hace que las capas superiores de una columna de gas compriman a las inferiores.

• Rotodinámicos o turbomáquinas que incluyen bombas y ventiladores, son dispositivos dinámicos que  intercambian de forma  continua un momento angular entre un elemento rotatorio (rodete) y el flujo de vapores de refrigerante.
•  Proporcionan un caudal mayor que los compresores reciprocantes
•  Aplicaciones donde se requiere un trabajo continuo, como el caso de sistemas de ventilación, unidades de refrigeración, y otras que requieran mover grandes volúmenes de aire aumentando su presión mínimamente

2.-COMPRESORES DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO O VOLUMETRICOS

Son unidades donde el incremento de presión se logra introduciendo un volumen de gas en espacio determinado, que posteriormente es reducido por medios mecánicos.Los compresores de desplazamiento positivo se dividen a la vez en dos grupos, los reciprocantes y los rotativos

2.1.- COMPRESORES RECIPROCANTES:

Son los más antiguos y conocidos entre los compresores de desplazamiento positivo.

En estos equipos el elemento principal de compresión es un pistón que se mueve alternativamente dentro de un cilindro, lográndose así la reducción del volumen del gas a comprimir.

Los compresores de pistón pueden ser se simple o doble efecto, según si una o ambas caras del pistón realicen compresión sobre el fluido.

Los de simple efecto comprimen el aire en la parte superior del cilindro y normalmente son del tipo entroncado.

Los de doble efecto requieren una acople mediante crucetas, para procurar que el movimiento de vástago sea lineal, con lo cual puede lograrse una reducción en el largo del pistón, creándose dos cámaras de compresión: una por arriba y otra por abajo del mismo.

Los compresores reciprocantes pueden ser además lubricados o no lubricados; estos últimos tienen anillos de politetrafluoretileno (PTFE) auto-lubricados. Los compresores no lubricados del tipo entroncado tienen carcaza seca, con rodamientos de engrase permanente, mientras que los de cruceta tienen la biela más larga de forma que su parte lubricada no entre en la cámara de compresión.

Los compresores reciprocantes normalmente tienen válvula auto-accionadas las cuales abren y cierran según la diferencia de presión que exista a través de ellas.

Los compresores alternativos son los equipos de compresión más usados; poseen un alto rango de tamaños y tipos diferentes, su potencia varía desde fracciones de hp hasta unidades de más de 12.000 hp, con rangos de presión desde menos de uno hasta más de 4000 bar.

2.1.1.- COMPRESORES DE PISTÓN LIBRE

Se trata de un arreglo especial, en donde el compresor se encuentra integrado a un motor diesel de manera tal que no existe conexión mecánica alguna.          

El principio de operación de estos equipos es el siguiente: 

Haciendo uso del aire comprimido se logra el movimiento hacia adentro del pistón, comprimiéndose el aire contenido en la cámara de combustión. Cuando los pistones se encuentran cerca del punto muerto inferior, se inyecta el combustible, produciéndose la combustión por efecto de la temperatura.

Al incrementarse bruscamente la presión en la cámara de combustión, los pistones son forzados hacia fuera, obteniéndose la compresión del aire en las cámaras de compresión. 

2.2.- COMPRESORES ROTATORIOS 

Están incluidos los compresores: tipos de lóbulos, espiral, aspas o paletas y anillos de liquido. Cada uno con una carcasa, o con mas elementos rotatorios que se acoplan entre sí, como los lóbulos o las espirales, o desplazan un volumen fijo en cada rotación.

Por lo general,estos compresores tienen una capacidad máxima de unos 25 000 ft3/min, en los de espiral rotatoria y de lóbulos.

Son equipos que pueden manejar volúmenes de aire considerables (3000 CFM) y presiones de trabajo de hasta 350 Psi, estos trabajan con dos rotores  que giran en una carcasa y sus componentes están montados con holguras o tolerancias muy pequeñas que garantizan la compresión del aire con flujos axiales.

2.2.1.- COMPRESORES DE ASPAS O ALETAS

Son máquinas que tienen aletas dispuestas en ranuras axiales sobre un rotor montado excéntricamente dentro de una carcaza cilíndrica. 

El principio de funcionamiento de estos compresores es el siguiente:  Cuando el rotor gira las aletas se pegan contra la carcaza por acción de la fuerza centrifuga, sellándose así el especio entre dos aletas consecutivas.

El aire entra al compresor cuando el volumen entre dos aletas es máximo; luego a medida que el rotor gira, el volumen decrece por efecto de la excentricidad. El aire se comprime a medida que es desplazado hasta la descarga. 

2.2.2.- COMPRESORES DE ANILLO LÍQUIDO

Son compresores exentos de aceite y sin válvulas, con relación de compresión fija.

Este tipo de compresores están constituidos por un rotor con alabes fijos, montados excéntricamente dentro de una cámara circular, de manera similar a los compresores de aletas deslizantes 

2.2.3.- COMPRESORES DE TORNILLO

En la figura puede apreciarse un compresor típico de tornillos helicoidales, libres de aceites, en la cual los rotores macho y hembra están cerrados en una carcaza común refrigerada por agua y soportados sobre rodamientos

Estos compresores son maquinas de desplazamiento sin válvulas de aspiración o descarga. Estos no producen compresión interna. La compresión tiene lugar en un tanque posterior debido a las sucesivas entregas de aire.

Son máquinas donde los rotores helicoidales engranados entre si y ubicados dentro de una carcaza, comprimen y desplazan el gas hacia la descarga.Los lóbulos de los dos rotores no son iguales; los ajustan en las cavidades de la hembra o rotor conducido.

Los rotores pueden no tener el mismo número de lóbulos. Por lo general el rotor principal tiene menos lóbulos y por ello opera a mayor velocidad.

El principio de funcionamiento de estos compresores : inicialmente el aire llena el espacio entre los dos lóbulos, y a medida que los rotores giran, el volumen entre los rotores disminuye obteniéndose progresivamente la compresión deseada

La carencia de válvulas de aspiración y descarga, y la inexistencia de fuerzas mecánicas desequilibradoras, hacen que el compresor del tornillo pueda funcionar a elevadas velocidades.

En consecuencia, combina una elevada capacidad con reducidas dimensiones. Los compresores de tornillos del tipo seco utilizan engranajes de sincronización externos para los rotores macho y hembra. Al no a ver contacto entre rotores ni entre estos y la carcaza, no se necesita ningún tipo de lubricación dentro de la cámara de compresión. El aire suministrado es excento de aceite

Para mantener el rendimiento del compresor en pequeñas capacidades se necesitan velocidades de eje muy elevadas. Sin embargo, inyectando aceite en la cámara de compresión se pueden utilizar velocidades mas reducidas. El aceite inyectado cumple de 3 funciones:

•  Cerrar las holguras internas.
•  Enfriar el aire durante la compresión.
•  Lubricar los rotores.

La lubricación interna hace posible prescindir de los engranajes de sincronización. El aceite inyectado se recupera y recircula después de la compresión. Debido a que la temperatura del aceite puede mantenerse en un nivel bajo, se puede recuperar en la practica, todo el aceite. La recuperación del aceite se realiza en 2 etapas.

 RESUMEN DE LA CLASIFICACIÓN DE LOS COMPRESORES