ใบความรู้ที่ 2นิว

ใบความรูท้ ี่ 2

วชิ า นิวแมตกิ สแ์ ละไฮดรอลกิ ส์

เรอ่ื ง การผลิตลมอดั

จดุ ประสงคท์ วั่ ไป

 เพ่ือใหผ้ เู้ รียนความรู้ ความเขา้ ใจ ในเร่ืองของเครื่องอดั อากาศชนิดตา่ งๆ ส่วนประกอบของ
เครื่องอดั อากาศแบบลกู สูบ การหาขนาดของท่อส่งลมอดั และชุดควบคุมคุณภาพของลมอดั

จดุ ประสงคเ์ ชงิ พฤตกิ รรม
หลงั จากจบบทเรยี นแลว้ ผเู้ รยี นตอ้ งมีความสามารถ…
1. จาแนกชนิดของเครื่องอดั อากาศชนิดต่างๆ ได้
2. อธิบายหลกั การทางานของเคร่ืองอดั อากาศชนิดตา่ งๆ ได้
3. อธิบายส่วนประกอบของเครื่องอดั อากาศแบบลกู สูบได้
4. คานวณหาขนาดของท่อส่งลมอดั ได้
5. อธิบายส่วนประกอบและหลกั การทางานของชุดควบคุมคุณภาพลมอดั ได้

เครอ่ื งอดั อากาศหรอื คอมเพรสเซอร์ (Compressor)

 คือ เคร่ืองจกั รกลที่ทาหนา้ ที่อดั อากาศซ่ึงถูกดูดเขา้ มาที่ความดนั ปกติใหม้ ีความดนั ท่ีสูงข้ึน เพอ่ื
นาไปใชใ้ นงานบริการต่างๆ สามารถแบ่งออกเป็น

 1. เคร่ืองอดั อากาศแบบลูกสูบ (Pistion compressor) เป็นท่ีนิยมมากท่ีสุด ความดนั ท่ีอดั ได้ 4-
300 บาร์สามารถส่งลมได้ 2-500 m3/sec แบ่งออกตามลกั ษณะของจานวนลูกสูบไดเ้ ป็น

-แบบอดั 1 ช้นั (Single stage) ใหค้ วามดนั ไดป้ ระมาณ 4 บาร์

-แบบอดั 2 ช้นั (Double stage) ใหค้ วามดนั ไดป้ ระมาณ 15 บาร์

-แบบอดั 3 ช้นั หรือหลายช้นั (treble stage or multistage) ใหค้ วามดนั มากกวา่ 15 บาร์

 2. เครื่องอดั กาอาศแบบไดอะแฟรม (Diaphragm compressor) อากาศที่อดั ไดจ้ ะสะอาด ไม่มี
น้ามนั หล่อล่ืนปนในอากาศ

 3. เคร่ืองอดั อากาศแบบใบพดั เล่ือน (Sliding vane rotary compressor) อาศยั หลกั การทางาน
ของตวั หมุนในแนวเย้อื งศูนย์

 4. เคร่ืองอดั อากาศแบบสกรู (Screw compressor) ประกอบดว้ ยตวั เรือน 2 เพลาขบ
กนั ตวั หน่ึงมีฟันเป็นสนั นูน อีกตวั เป็นสันเวา้ ทิศทางการหมุนเขา้ หากนั

 5. เครื่องอดั อากาศแบบใบพดั หมุน (Root compressor)
 ใชใ้ บพดั 2 ใบ 2 ตวั ขบกนั หมุนดว้ ยความเร็วรอบเท่ากนั
 6. เครื่องอดั อากาศแบบกงั หนั หรือกระแสอากาศ (turbo compressor or flow

compressor) อาศยั การ
 ไหลของลมรอบกงั หนั จากศูนยก์ ลางออกไปรอบนอก แบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ
 - แบบเรเดียลโฟลว์ (radial flow compressor)
 - แบบแอกเซียลโฟลว์ (axial flow compressor)

การพิจารณาเลือกชนิดและขนาดของเครอื่ งอดั อากาศ ตอ้ งคานึงถึง
1. ความดนั ใชง้ าน จะใชค้ วามดนั ระหวา่ ง 6-8 บาร์
2. ปรมิ าณลมอดั ทใี่ ชง้ าน ในทางทฤษฎีหาไดจ้ าก

 Vcompressor Vth  V  N  n …………………. (2.1) หรอื

Vcompressor  d2  L  N  n……………. (2.2)

4

เม่อื Vcompressor คอื ปริมาณที่เครอ่ื งอัดอากาศสามารถผลิตได้ (L/min หรอื m3/hr)
d คอื เสน้ ผา่ นศูนยก์ ลางของลกู สบู (m)
L คอื ระยะชักท่ลี กู สูบเคลื่อนที่(m)
N คือ ความเรว็ รอบของเครือ่ งอดั อากาศ (rpm.)
n คือ จานวนของลูกสูบ

*ในทางปฏิบตั ิไม่สามารถนาไปใชจ้ ริงไดเ้ พราะการอดั อากาศ (Acture)
มความสูญเสียดงั น้นั ตอ้ งใชส้ มการ

1.2.1.1.1.1.1.1.1Vacture  Vth  v………………………(2.3)

เมอื่ Vacture คอื ปริมาณลมอดั จากเครอ่ื งอัด(m3/hr)
Vt คือ ปริมาณลมอัดทีค่ านวณได้ทางท ษ ี(m3/hr)
v คือ ประสิทธิภาพเชงิ ปรมิ าตร

3. ระยะทางของทอ่ ลมทสี่ ง่ ไปยงั อปุ กรณต์ า่ งๆ ถา้ ใชร้ ะยะทางไกลจะเกดิ ความดนั ตก
ครอ่ ม ควรใช้
ไมเ่ กนิ 1,000 เมตร แรงดนั ในระบบยอมใหต้ กครอ่ มไดไ้ มเ่ กิน 5 % ของความดนั ใช้
งาน
4. ความบรสิ ุทธิข์ องลมทใี่ ชง้ าน

สว่ นประกอบของเครอ่ื งอดั อากาศแบบลูกสบู

1. ถงั เกบ็ ลมอดั (Air reservoir) ใชป้ ระโยชนค์ ือ
- เกบ็ ลมอดั ที่เครื่องอดั ผลิตออกมา
- รักษาปริมาณลมใหเ้ พียงพอกบั การใชง้ าน
- จ่ายลมดว้ ยความดนั สม่าเสมอ
- ระบายความร้อนใหก้ บั ลมอดั
- แยกไอน้าบางส่วนที่ปะปนกบั ลมอดั

ลมอดั ท่ีอยใู่ นถงั จะมีความดนั 8-10 บาร์ ลกั ษณะของถงั เกบ็ ลมอดั มี 2
แบบคือ
1) ถงั เกบ็ ลมเป็นชุดเดียวกบั เครื่องอดั อากาศ
2) ถงั เกบ็ ลมแยกจากเครื่องอดั อากาศ

สญั ลกั ษณข์ องถงั เก็บลม

2. ท่อจ่ายลมอดั ไปใชง้ านและวาลว์ ปิ ดเปิ ด
สัญลกั ษณ์ของวาลว์ ปิ ดเปิ ด

3. สวทิ ชค์ วบคุมความดนั เป็นอุปกรณ์ท่ีใชค้ วบคุมการทางานของมอเตอร์ป๊ัมลม
แบ่งออกเป็ น
3.1 การควบคุมแบบเปิ ด-ปิ ด (On-off or Start-stop) ช่วงการต้งั ความดนั จะกวา้ ง เพ่อื
ไม่ใหม้ อเตอร์สตาร์ทบ่อยคร้ัง

รปู ท่ี 2.1 การควบคมุ แบบเปิด-ปิด

3.2 การควบคุมแบบอนั โหลดดิงเรกเู ลชนั่ (unloading regulation) เป็นการควบคุม
เครื่องอดั อากาศ
ขนาดใหญ่ มีหลกั การคลา้ ยแบบเปิ ด-ปิ ด แต่ไม่ตอ้ งตดั วงจรไฟฟ้า มอเตอร์ยงั คง
ทางานปกติ คือ มอเตอร์จะหมุนตวั เปลา่ เพราะลมที่อดั จะระบายออกเมื่อความดนั ถึง
ค่าท่ีตอ้ งการแลว้ ควรต้งั ระยะความดนั แคบๆ

รูปที่ 2.2 การควบคมุ วธิ รี ะบายลมอดั (exhaust regulation)

4. เซฟต้ีวาลว์ (Safety valve) หรือ Pressure limit valve เป็นอุปกรณ์ควบคุมความ
ดนั ของลมอดั ภายในถงั เกบ็ ลมไม่ใหเ้ กินความดนั ท่ีกาหนด หากเกินจะทาการ
ระบายออกท่ีรู R
สญั ลกั ษณ์

5. เกจวดั ความดนั (Pressure gauge)
สญั ลกั ษณ์

6. ตวั ป๊ัมลมอดั แบบลกู สูบชกั ทาหนา้ ท่ีอดั อากาศใหม้ ีปริมาตรเลก็ ลง
7. มอเตอร์ตน้ กาลงั

สญั ลกั ษณ์

8. วาลว์ ระบายน้าทิ้ง

การติดต้ังและการบารุงรักษาเครื่องอดั อากาศ
1. ควรติดต้งั ในบริเวณที่ไม่มีฝ่ นุ ละออง
2. ติดต้งั ชุดกรองอากาศที่ดูดเขา้
3. ตรวจดูระดบั น้ามนั หลอ่ ลื่นทุก 500 ชว่ั โมง
4. ตรวจหารอยร่ัวปี ละคร้ัง
5. ระบายน้าในถงั เกบ็ ลมอดั เมื่อเลิกใชง้ าน

การติดต้ังท่ อส่ งลมอดั
1. ไม่ควรฝังในกาแพงหรือวางในที่แคบๆ
2. การวา่ งท่อส่งลมตามแนวนอน ควรวางใหล้ าดเอียงประมาณ 1-2 % ของความยางท่อ
3. ท่อท่ีต่อแยกควรต่อข้ึนดา้ นบน และโคง้ ลงมาเป็ นมุม 30 และรัศมี 5 เท่าของเส้นผ่าน
ศูนยก์ ลาง

การวางท่อส่งลมอดั แบ่งออกเป็ น
1. แบบแยก (branch line) การวางแบบน้ีจะเกิดความดนั ตกทางปลายท่อ
2. แบบวงแหวน (ring circuit) ความดนั มีคา่ ใกลเ้ คียงกนั ทุกจุด
3. แบบอิเตอร์คอนเน็กเตด็ (interconnected system) สามารถซ่อมบารุงไดง้ ่าย

การหาขนาดของท่อส่งลมอดั คารพจิ ารณาถงึ
1. ปริมาณการใชล้ มอดั (m3/min)
2. ความดนั ลมอดั (ความเร็วในการไหลไม่เกิน 6-10 m/s)
3. ความดนั ตกคร่อม (ไม่ควรเกิน 5 %)
4. ความยาวท่อ
5. จานวนขอ้ ตอ่ ขอ้ งอ

วธิ ีการคานวณหาขนาดของท่อส่งลมอดั
1. หาขนาดของท่อโดยการใชก้ ราฟโมโนแกรม

แกน A คือ ความยาวท่อ (m)
แกน B คือ ปริมาณลมอดั (m3/hr)
แกน D คือ ขนาดเสน้ ผา่ นศูนยก์ ลางของท่อ (mm)
แกน E คือ ความดนั ใชง้ าน (bar)
แกน G คือ ความดนั ตกคร่อม (bar)
แกน C,F คือ แกนอา้ งอิงเช่ือมตอ่ เพ่ือหาจุดตดั บนแกน D

การควบคุมคุณภาพของลมอดั
สัญลกั ษณ์ของชุดควบคุมคุณภาพลมอดั (Service unit)

รปู ที่ 2.3 สญั ลกั ษณข์ องชุดควบคมุ คณุ ภาพลมอดั

ส่วนประกอบของชุดควบคุมคุณภาพลมอดั แบ่งออกเป็น
1. อุปกรณ์กรองอากาศ (Compressed air filter)
เป็นอปุ กรณ์กรองกรองไอน้าที่ปนมากบั ลมอดั ฝ่ นุ ละอองและส่ิงสกปรกตา่ งๆ

สญั ลกั ษณ์

2.อปุ กรณ์ผสมน้ามนั หลอ่ ล่ืน (Compressed air lubricator)
เป็ นอุปกรณ์ผสมนา้ มันหล่อลื่นกบั ลมอัดเพ่ือ
1) ลดความฝืดของชิ้นส่วนภายใน
2)ลดการเสียดสีและการสึกหรอ
3)ป้องกนั การกดั กร่อนของสนิมกรณีมีอากาศร่ัวซึมเขา้ ระบบ

รปู ที่ 2.4 หลกั การทางานของอปุ กรณผ์ สมนา้ มนั กบั อากาศ

3. อปุ กรณ์ควบคุมความดนั (Compressed air regulator) ทาหนา้ ท่ี
1.ปรับความดนั ใชง้ านใหค้ งที่และเหมาะสมกบั ความดนั ของระบบ
2.ปรับความดนั ตน้ ทางใหส้ ูงกวา่ ความดนั ปลายทาง

แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ

- ชนิดไม่มีการระบายความดนั ออกสู่บรรยากาศ - ชนิดมีการระบายความดนั ออกสู่บรรยากาศ

4. เกจวดั ความดนั (Pressure gauge)