Turbo kompresörler, yaygın olarak
hava ve gaz basmak için kullanılan,
dinamik kompresörlerdir. Kompresyon
havanın yüksek bir hızla (dönerek)
savrulurken kinetik enerji
kazanmasından kaynaklanır. Turbo
kompresörlerde havanın santrifüj
kuvvetle (impeller dışına)
savrularak hızlanması ve impeller
çıkışında yığılması, taşıdığı
kinetik enerjinin basınç enerjisine
dönüşmesini sağlar. Turbo
(Santrifüj) kompresörün impellerinin
havayı (emip, savurarak) sıkıştırma
oranı genellikle 1:1'den 2:1'e
kadardır.
Bu makineler
dinamik ilkesine göre basınç
oluşturur; bunun anlamı pozitif
yer değiştirmeli kompresörlerin
çalışmasındaki gibi herhangi bir
mekanik hacim daraltması (sürme)
olmadan (havanın hızını kullanarak)
basınç artışı sağlanmasıdır. Turbo
kompresörlerde havayı (gazı) basmak
için yüksek hızla dönen elemana
impeller veya turbo fan adı verilir.
Turbo kompresörün hava girişi ile
hava çıkışı arasında piston veya
diğer tip mekanik sürme veya
sıkıştırma elemanı yoktur.
Turbo kompresör havayı emiş ağzından
(ortadan) emer ve yüksek hızla dönen
impeller kanatları santrifüj
(savurma) kuvveti oluşturup havayı
içten dışa doğru (çevresine)
savurur. Dolayısıyla, turbo
kompresörler, santrifüj ve hatta
aerodinamik kompresörler olarak ta
adlandırılır.
Turbo (Santrifüj) kompresörler
"fanların üç kanunu" olarak da
adlandırılan şu üç performans
özelliğine sahiptir:
1. Debi impeller dönme hızıyla doğru
orantılıdır.
2. İmpeller giriş ve çıkışı
arasındaki basınç farkı impeller
dönme hızının karesiyle doğru
orantılıdır.
3. İmpellerin çektiği güç impeller
dönme hızının küpüyle doğru
orantılıdır.
Turbo kompresör nereden geldi?
İlk turbo kompresörler 1900'lü
yılların başında üretildi. Orijinal
olarak buhar türbini üreticileri
tarafından, özellikle, derin kömür
ocaklarının havalandırması amacıyla
kullanıldı. İlk zamanlarda impeller
imalatı basit yöntemlerle
yapılıyordu ve yüksek teknoloji
ürünü turbo kompresörün
geliştirilmesi onlarca yıl sürdü.
Tipik olarak, fan göbekleri üzerine
kanatlar perçinleniyor ve sonra fan
balansı yapılıyordu. 1950'li
yılların başına kadar turbo
kompresör üretimine Avrupada fazla
para yatırırılmadı. Daha büyük olan
Amerikan pazarı dolayısıyla,
Amerika'da daha ileri düzeyde
geliştirilen turbo kompresörler
Avrupa'ya ihraç edildi.
İlk zamanlardaki perçinli fanlar
ancak 1.2:1 basınç oranına
çıkabiliyordu. Dolayısıyla, turbo
kompresör çıkışında 7 bar efektif
basıncına ulaşabilmek için 10 veya
11 fan kademesi gerekiyordu. Modern
impellerler tek kademede 8:1 basınç
oranı verebilmektedir. (Belki de
daha yüksek...)
Bununla birlikte, ara soğutma olmayan
tek kademeli turbo kompresörün
verimi ara soğutmalı dizayna göre
düşük kaldığından, çok kademeli
turbo kompresör dizaynı tercih
edilmektedir. Yine de bu,
teknolojide, malzemede ve imalat
yöntemlerinde daha fazla ilerleme
olduğunu ve olacağını
göstermektedir.