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應用於自動化設備，保護氣壓閥、氣壓缸
空壓機 (Air Compressor) 是一種可以將空氣壓縮以達成推動、噴射等作業的機械工具，是工業、建設、維修等產業中至關重要的關鍵設備。本篇文章會帶你了解空壓機的主要運作原理，並搭配精美動圖，詳細介紹目前常見的六大種類空壓機運作原理。
空壓機簡介
空壓機是一種廣泛應用於工業領域的設備，其主要功能是將空氣或其他氣體進行壓縮，從而提高其排氣壓力。它的工作原理是利用動力源（通常是電動機）驅動壓縮機轉子旋轉，將大量的空氣吸入並逐漸壓縮，最終將壓縮後的氣體釋放出來。空壓機可以根據需要調整壓縮氣體的壓力和流量，並且具有高效、穩定的特性，廣泛應用於塑膠射出自動化、鑄造噴塗、CNC加工、氣體製造、清潔除塵、雷射切割、焊接等工業領域。其儲存的高壓氣體可供給各種設備或工具使用，是現代工業生產中不可或缺的重要設備之一。
空壓機基本原理
空壓機的原理是利用電機帶動壓縮機轉子旋轉，將空氣吸入並逐漸壓縮，最終將壓縮後的空氣釋放出來。具體原理如下：
- 吸入空氣：空壓機通過進氣口將大量的空氣吸入機器內部。
- 壓縮空氣：電機帶動壓縮機旋轉，旋轉時葉片將空氣逐漸壓縮。空氣在壓縮過程中會變得更加密集，體積變小，壓力逐漸增加。
- 利用冷卻系統：由於氣體在壓縮的過程中會產生熱量，因此空壓機通常還設有冷卻系統來保持壓縮機的溫度在較低的範圍內。
- 儲存壓縮空氣：壓縮後的空氣被送入儲氣罐中，以便將其儲存下來，待需要時可以使用。
- 釋放壓縮空氣：當需要使用儲存的壓縮空氣時，通過控制機械或電子控制系統，將儲氣罐中的空氣釋放出來，用於供應其他設備或工藝。
總的來說，空壓機通過將空氣壓縮使其體積減小，從而儲存大量的氣體。這種儲氣的方式可以方便地為工業設備及其他工藝提供所需的高壓氣體。
六大常見空壓機種類運作原理及優缺點
根據工作原理，空壓機可分為容積型和速度型，容積型可再分為活塞式、螺杆式和滑片式三種；速度型可再分為離心式和軸流式兩種。本文將討論六種常見空壓機的工作原理、優缺點和應用範圍。
一、 活塞式空壓機原理
活塞式壓縮機的工作是氣缸、氣閥和在氣缸中作往復運動的活塞所構成的工作容積不斷變化來完成。
如果不考慮活塞式壓縮機實際工作中的容積損失和能量損失（即理想工作過程），則活塞式壓縮機曲軸每旋轉一週所完成的工作，可分為吸氣、壓縮和排氣過程。
活塞式壓縮機工作原理：
壓縮過程：活塞從下止點向上移動，吸、排汽閥處於關閉狀態，氣體在密閉的氣缸中被壓縮，由於氣缸容積逐漸縮小，則壓力、溫度逐漸升高直至氣缸內氣體壓力與排氣 壓力相等。
排氣過程：活塞繼續向上移動，致使氣缸內的氣體壓力大於排氣壓力，則排氣閥開啟，氣缸內的氣體在活塞的推動下等壓排出氣缸進入排氣管道，直至活塞運動到上止 點。 此時由於排氣閥彈簧力和閥片本身重力的作用，排氣閥關閉排氣結束。
優缺點：活塞式空壓機價格便宜，維修簡單又便宜，但是容易壞，而且噪音大。
二、 螺桿式空壓機原理
螺桿壓縮機分為單螺桿式壓縮機及雙螺桿式壓縮機。
螺旋式壓縮機工作原理：
螺桿式壓縮機汽缸內裝有一對互相嚙合的螺旋形陰陽轉子，兩轉子都有幾個凹形齒，兩者互相反向旋轉。
轉子之間和機殼與轉子之間的間隙僅5~10絲，主轉子（又稱陽轉子或凸轉子），透過由發動機或電動機驅動（多數為電動機驅動），另一轉子（又稱 陰轉子或凹轉子）是由主轉子經由噴油形成的油膜進行驅動，或由主轉子端和凹轉子端的同步齒輪驅動。
優缺點：產氣量大，噪音小，可靠性高，但造價相對較高，不能用於超高壓場合。
壓縮空氣管路有水會損壞設備！
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三、 離心式空壓機原理
離心式壓縮機又稱透平式壓縮機，主要用來壓縮氣體，主要由轉子和定子兩部分組成。
轉子包括葉輪和軸，葉輪上有葉片、平衡盤和一部分軸封；定子的主體是氣缸，還有擴壓器、彎道、回流器、迸氣管、排氣管等裝置。
離心式壓縮機的工作原理：
當葉輪高速旋轉時，氣體隨著旋轉，在離心力作用下，氣體被甩到後面的擴壓器中去，而在葉輪處形成真空地帶，這時外界的新鮮氣體進入葉輪。
葉輪不斷旋轉，氣體不斷地吸入並甩出，從而保持了氣體的連續流動。
主要優點：輸氣量大而連續，運轉平穩；機組外形尺寸小，重量輕，佔地面積少；設備易損部件少，使用期限長，維修工作量小；由於轉速很高，可以用汽輪機直接 帶動，比較安全，容易實現自動控制。
主要缺點：效率不及軸流式壓縮機和往復式壓縮機；穩定工況區較窄有喘振現象發生。
四、 轉子式空壓機原理
轉子壓縮機透過由引擎或電動馬達驅動（多數為電動馬達驅動），另一轉子（又稱陰轉子或凹轉子）是由主轉子透過噴油形成的油膜進行驅動，或由主轉子端和凹轉子端的同步齒輪驅動。
轉子壓縮機原理：
當轉子旋轉壓縮潤滑劑+氣體（簡稱油氣混合物）時，壓縮腔室容積減小，並向排氣口壓縮油氣混合物。 當壓縮腔室經過排氣口時，油氣混合物從壓縮機排出，完成一個吸氣–壓縮–排氣過程。
五、 軸流式空壓機原理
軸流式壓縮機是屬於一種大型的空氣壓縮機，最大的功率可以達到150000KW，排氣量是20000立方米/分，它的壓縮機能效比可以達到90％左右，比離心機要節能一些 。
軸流式壓縮機與離心式壓縮機都屬於速度型壓縮機，皆稱為透平式壓縮機。
優點：效率較高，單機效率可達86%～92%，比離心式壓縮機高5%～10%，單位面積流通能力大，徑向尺寸小，適宜流量大於1500m³/min的場合，單級 壓力比較低，單缸多級壓力比可達11，結構較為簡單，維護方便。
六、 滑片式空壓機原理
滑片式壓縮機以非常低的速度直接進行驅動，轉子是唯一連續運轉的部件，上面有若干個沿長度方向切割的槽，其中插有可在油膜上滑動的滑片，轉子在氣缸的定子中旋轉。
滑片壓縮機工作原理：
空氣經由過濾器及調節比例閥而吸入，此調節閥主要用於調節空氣缸轉子，滑片形成的壓力腔。 轉子旋轉相對於氣缸呈偏心式運轉、閥片安裝在轉子的槽中，透過離心力將滑片推至氣缸壁，高效的注油系統能夠確保壓縮機的冷卻及潤滑劑的最小損耗量，在氣缸壁 上方形成的一層薄薄的油膜可防止金屬部件之間直接接觸而造成磨損。
優缺點：耐用，維修少。 主要缺點是滑片與轉子氣缸之間有很大的機械摩擦，產生較大的能量損失，因此效率較低。
