Quels sont les types de compresseurs ?

Un compresseur est une machine qui se charge de compresser un fluide, lorsque ce dernier le traverse. Les fluides peuvent être de différentes natures : gaz pur, mélange de gaz, vapeur surchauffée ou encore saturée. Le volume du fluide diminue parallèlement à l’augmentation de la pression. Cet équipement est souvent utilisé dans le domaine de la médecine, de la construction, de l’industrie… Vous pouvez choisir entre deux catégories de compresseurs dont les types volumétriques et les turbo-compresseurs.

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Compresseurs volumétriques

Un compresseur est doté d’un système de compression, d’un ensemble de filtrations et d’une rampe de distribution. La machine est volumétrique lorsque la pression s’élève par action mécanique suite à la réduction du volume de gaz.

Compresseurs à pistons alternatifs

Ce type de compresseur est constitué d’un piston en alliage léger situé à l’intérieur d’un cylindre. Ce dernier est le conduit permettant la circulation de gaz ou d’eau. Le volume délimité par le piston et le cylindre est appelé enceinte. La variation de volume et la compression de gaz sont obtenues grâce à un système de bielle-manivelle. À la fin du processus de compression, l’enceinte entre en communication avec le circuit de refoulement. Ainsi, le gaz comprimé peut sortir, tandis qu’une nouvelle masse de gaz se trouve aspirée dans le cylindre.

Le fonctionnement de la machine est cyclique. Les organes de refoulement et d’admission sont dans les compresseurs à piston. Les clapets s’ouvrent automatiquement sous l’effet des différences de pression entre l’enceinte et les canalisations de refoulement ou d’admission. La cylindrée apparente des compresseurs volumétriques est inférieure à sa puissance géométrique. En effet, une masse de fluide reste enfermée dans le compresseur à la fin du refoulement. Cette dernière réduit le volume utile de la machine.

Un modèle est hermétique si le moteur électrique et le compresseur se trouvent dans la même enveloppe. De petite puissance, un compresseur hermétique est adapté aux usages domestiques et commerciaux. Si vous voulez choisir le mode d’entraînement de votre machine, choisissez un compresseur ouvert. L’enveloppe contenant le moteur est séparée de celle qui abrite le compresseur. Les opérations de dépannage sont ainsi facilitées. Si les enveloppes moteur et compresseur sont accolées, il s’agit d’un modèle semi-hermétique. Ce système limite les risques de fuite, car la liaison entre les deux éléments est assurée par l’arbre de transmission.

Compresseurs rotatifs

Le fonctionnement des compresseurs rotatifs est le même que celui des compresseurs à pistons alternatifs. Toutefois, les pistons sont remplacés par d’autres éléments, qui varient en fonction du type de compresseur. Le compresseur à palettes fonctionne à l’aide du mouvement rotatif qu’effectue un rotor tangent au cylindre. Ce dernier est pourvu de plusieurs palettes radiales dont les volumes compris entre chacune d’elles sont variables. Lors de la phase d’aspiration et grâce au mouvement de rotation, les cellules entre chaque palette se remplissent de fluide. La compression commence lorsque les compartiments ont atteint leur volume maximum. Le fluide comprimé entraîne l’ouverture des lumières, ce qui permet son échappement grâce au collecteur de sortie. 

Un compresseur à vis est doté de deux pignons dentés qui ont des profils conjugués. En effet, les vis mâle et femelle présentent une forme asymétrique, ce qui équilibre les forces radiales. Elles emprisonnent et compriment le fluide jusqu’à ce qu’il atteigne la lumière de refoulement. L’aspiration se déroule dans la partie inférieure de la machine, et chaque mouvement effectué par les vis comprime le fluide. Pour assurer l’étanchéité entre les vis, vous devez huiler votre machine. Elle peut être simple ou à double vis.

Les compresseurs à spirales n’existent qu’en version hermétique. Ils sont munis de deux spirales dont l’une est fixe et l’autre mobile. Le fluide se déplace dans les surfaces libres entre les deux spirales. Le mouvement de ces dernières comprime le fluide qui s’échappe grâce à l’orifice de refoulement. D’autres types de compresseurs rotatifs sont aussi disponibles : type roots, à membrane et à lobes. Chaque élément offre une valeur de compression constante.

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Choisir son compresseur volumétrique

Le compresseur à pistons est simple, robuste, et également le moins cher sur le marché. Il convient aux petits ateliers d’outillage et d’usinage. Il est facile à entretenir, mais fait beaucoup de bruit lors de son utilisation. De plus, il ne peut fonctionner que pendant 30 à 35 minutes par heure, le reste étant son temps de refroidissement. Le non-respect de cette consigne peut endommager l’appareil.

Si vous devez utiliser un compresseur pour une longue durée, choisissez un modèle rotatif. Qu’il soit à vis, à palette ou à lobes, un compresseur rotatif offre plus d’options, et donc revient plus cher. Pour augmenter sa capacité de stockage, vous pouvez y installer un réservoir. Intégrez un séchoir à votre installation si vous avez besoin d’air sec.

Turbo-compresseurs

Les compresseurs dynamiques se distinguent par la manière dont s’écoule le fluide. La pression de ce dernier augmente au fur et à mesure que les mouvements s’accélèrent. Ainsi, l’énergie cinétique issue des particules se convertissent en énergie de pression.

Compresseurs axiaux

Ils sont dotés d’un arbre qui sert d’axe de rotation. Le fluide se déplace le long de cet axe et traverse les guides fixes et les roues mobiles. La conversion d’énergie se déroule dans les guides lorsque le débit du fluide augmente progressivement. En raison de leur vitesse plus élevée, ils sont utilisés dans les turbines à grande puissance. Malgré leur taux de compression moins élevé, ils n’en demeurent pas moins efficaces. D’ailleurs, vous pouvez aussi les trouver dans les turboréacteurs d’aviation.

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Compresseurs centrifuges

Durables et économiques, ils sont équipés d’un rotor tournant à une vitesse uniforme. Le fluide s’écoule alors de façon permanente avec un débit constant. De type radial, vous avez le choix entre le compresseur centrifuge mono ou multi roues. Ce dernier modèle présente un canal de retour qui relie le diffuseur d’une des roues à l’entrée de l’autre. En fonction de vos besoins, vous pouvez choisir un modèle de compresseur centrifuge hermétique, ouvert ou semi-hermétique.

Autres paramètres pour classer les compresseurs

Le type d’entraînement peut être par courroie ou coaxiale. Le système de refroidissement du compresseur est constitué d’air ou de liquide. Certaines machines n’en sont pas équipées. En fonction de ses conditions de fonctionnement, un compresseur est fixe ou mobile. Les modèles fixes nécessitent un réseau d’alimentation, contrairement à ceux qui sont portables. La pression finale ainsi que la performance exprimée en m3/ min permettent aussi de caractériser un compresseur. Les installations de compression de gaz nécessitent des unités de basse pression (10 m3/ min). Pour la liquéfaction de gaz, vous avez besoin d’un dispositif de pression moyenne (10 à 100 m3/ min). Les appareils haute pression (plus de 100 m3/ min) conviennent aux installations de synthèse de gaz.

Conclusion

Un compresseur permet de comprimer et de déplacer un fluide vers des outils pneumatiques. En se basant sur le principe de la compression, vous avez le choix entre les compresseurs volumétriques et dynamiques. Dans les compresseurs volumétriques, vous pouvez obtenir une élévation de pression en réduisant le volume du fluide. Ce procédé se fait mécaniquement, tandis qu’avec les turbo-compresseurs, l’énergie cinétique communiquée au fluide se transforme en énergie de pression. D’autres paramètres comme le type d’entraînement et le système de refroidissement permettent aussi de classifier les compresseurs.

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