เครื่องอัดลม (Air Compressor)

เครื่องอัดลม (Air Compressor)

          เครื่องอัดอากาศเป็นเครื่องจักรช่วยที่สำคัญอีกอย่างหนึ่ง ทั้งนี้เพราะความจำเป็นในการใช้ลม (Compress air) มีอยู่มากมาย ตั้งแต่การใช้ลมสำหรับการสตาร์ทเครื่องจักรใหญ่ เครื่องไฟฟ้า หรือสำหรับควบคุมอุปกรณ์ควบคุมต่าง ๆ ทั้ง Main engine control และเครื่องจักรช่วย (Auxiliary machinery) อื่น ๆ หรือแม้กระทั้งการนำลมไปใช้ในส่วนของงานฝ่ายเดินเรือ หากจะกล่าวถึงงานซ่อมบำรุงต่าง ๆ ในห้องเครื่องเอง แรงดันลมที่ใช้กันส่วนมากจะประมาณ 5 – 7 kg/cm ซึ่งสามารถเตรียมลมได้จากเครื่องอัดอากาศ (Air compressor) นั่นเอง โดยเครื่องอัดอากาศจะทำการดูดอากาศเข้าไปอัดภายในกระบอกสูบแล้วผ่านการหล่อเย็นด้วย Cooler เพื่อเป็นการเพิ่มความหนาแน่นและลดอุณหภูมิให้กับอากาศที่เกิดจากการอัดของกระบอกสูบ ก่อนที่จะส่งลมเข้าไปเก็บยังถังพัก (Air reservoir tank) ซึ่งโดยในเรือ สุมานา นารี มีอยู่ 2 ถัง แต่ละถังจะมีความดันประมาณ 25 Kg/cm2 การนำลมมาใช้งานต่างๆจะต้องทำการลดความดันของลมก่อนนำมาใช้งาน ซึ่งก็คือ Air reducing valve นั่นเอง  สำหรับเครื่องอัดอากาศอากาศนั้น ชนิดที่มีความนิยมใช้ในเรือสินค้ามากที่สุด จะเป็นชนิดลูกสูบแบบ Multi stage โดยจะอาศัยหลักการดูดและอัดอากาศด้วยลูกสูบผ่านลิ้น (Valve) ซึ่งจะมีหลายๆ Stage แต่ที่ใช้กันมากที่สุดคือเครื่องอัดอากาศชนิด 2 Stage

1.หลักการทำงานของเครื่องอัดอากาศ         

เครื่องอัดอากาศจะมีลักษณะคล้ายๆกับเครื่องยนต์ทั่วๆไป กล่าวคือ มีลูกสูบ ฝาสูบ มีก้านสูบ เพลาข้อเหวี่ยง และมี Valve แต่จะต่างกับเครื่องยนต์คือไม่มีระบบเชื้อเพลิงในการเผาไหม้ ส่วนต้นกำลังที่ใช้ขับให้เครื่องอัดอากาศทำงานจะมีอยู่ 2 ชนิดคือ

  1. ใช้เครื่องยนต์  ปัจจุบันไม่เป็นที่นิยมเพราะสิ้นเปลืองและบำรุงรักษายาก
  2. ใช้ Motor เป็นที่นิยมใช้เป็นต้นกำลังเพราะสะดวกและง่ายต่อการบำรุงรักษามีอายุการใช้งานและความเร็วที่สูงกว่าซึ่งในเรือ แวนด้า นารีจะใช้แบบนี้

หลักการทำงานของอัดอากาศจะเริ่มจากการเลื่อนตัวลงของลูกสูบในจังหวะดูดแรงดูดของลูกสูบจะชนะแรงดัน Spring ของ Suction valve ทำให้วาล์วเปิดให้อากาศวิ่งเข้าไปภายในกระบอกสูบโดยผ่านกรองเพื่อแยกสิ่งสกปรกเช่น เศษตะกอนต่างๆ ออกก่อน จากนั้นลูกสูบจะเลื่อนขึ้นในจังหวะอัด จังหวะนี้ Suction valve จะถูกดันให้ปิด และDelivery valve หรือ Valve ทางส่งจะถูกเปิดด้วยแรงดันที่มีอยู่ภายในกระบอกสูบประมาณ 5 Kg/cm2 ซึ่งมีมากกว่าแรงดัน Spring ทำให้อากาศผ่านไปได้การอัดตัวของอากาศทำให้เกิดความร้อน ความหนาแน่นของอากาศจะมีน้อยลง จึงจำเป็นที่จะต้องนำอากาศที่อัดได้ให้ Stage แรกไปผ่าน Cooler เพื่อหล่อเย็นและเพื่อความหนาแน่นให้กับอากาศ จากนั้นจะเข้าไปสู่ Stage ที่ 2 ซึ่งจะประกอบไปด้วยลูกสูบและกระบอกสูบที่เล็กลงโดยทั่วไปแล้วผู้ผลิตจะออกแบบมาให้ลูกสูบมี 2 ส่วนอยู่ในลูกสูบเดียวกัน เมื่อลูกสูบเลื่อนที่ลง ลิ้นทางดูด (Suction valve) จะถูกเปิดออกทำให้อากาศที่ผ่านมาจาก Stage แรกเข้าไปยังกระบอกสูบ เมื่อลูกสูบเลื่อนขึ้น Suction valve จะถูกเปิด เพราะแรงดันภายในกระบอกสูบใน Stage นี้ จะมากกว่าแรงดัน Spring คือประมาณ 27 Kg/cm2 ขณะเดียวกัน Delivery valve .ใน Stage ที่ 2 จะถูกเปิดทำให้อากาศที่อัดได้ผ่านต่อไปยัง Inter coolerเพื่อดับความร้อนและเพิ่มความหนาแน่น ก่อนที่จะผ่าน Dryer เพื่อแยกน้ำและน้ำมันที่มีอยู่ในอากาศก่อนที่จะเก็บเข้าถังลมต่อไป

 2. ส่วนประกอบที่สำคัญของเครื่องอัดอากาศ

               หากแบ่งตามลักษณะการเคลื่อนที่แล้วสามารถแบ่งได้เป็น 2 ส่วนด้วยกันคือ

1. ส่วนที่อยู่กับที่(Stationary part) ได้แก่ ฝาสูบ, Crank case ซึ่งจะถูกรองรับด้วยเพลาข้อเหวี่ยง (Crank shaft) และเสื้อสูบ (Cylinder block) จะอยู่ด้านบน ภายใน Cylinder bock จะมีกระบอกสูบติดอยู่

2.ชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ (Moving part) ได้แก่ ลูกสูบ (Piston) ก้านสูบ (Connecting rod) เพลาข้อเหวี่ยง (Crank shaft)วาล์ว(VALVE)

1.ส่วนที่อยู่กับที่( STATIONARY PART)

-ฝาสูบ (Cylinder) ฝาสูบของสเตจที่หนึ่งจะถูกติดตั้งบน Cylinder block ส่วนฝาสูบของสเตจที่ 2 จะถูกติดตั้งบนสเตจที่ 1 อีกที ทั้ง 2 ส่วนจะเชื่อมติดกัน ในแต่ละฝาสูบประกอบไปด้วยลิ้นทางดูด (Suction valve) และลิ้นทางส่ง (Delivery valve)

- ลิ้นทางดูดและลิ้นทางส่ง (Valve) ภายในจะประกอบไปด้วยบ่าวาล์ว (Valve seat) ตัววาล์ว (Valve)สปริง ซึ่งวาล์วจะมีอยู่ 2 ขนาด โดยที่วาล์วสเตจที่1จะมีขนาดใหญ่กว่าวาล์วสเตจที่2

- Automatic drain valve จะถูกติดตั้งในทั้ง 2 สเตจ ทั้งนี้จะต้องเปิดออกขณะเครื่องเริ่มเดินเพื่อให้อากาศที่อัดระบายออกมา ลักษณะเช่นนี้เรียกว่า การเดินเครื่องแบบ Unload โดยที่การอัดอากาศจะไม่เกิดขึ้น ซึ่งมีความจำเป็นที่จะต้องทำเช่นนี้เพราะต้องการลดแรงของการสตาร์ท (Starting torque) ของเครื่อง และเพื่อเป็นการระบายเอาละอองความชื้น (Moisture) ที่สะสมอยู่ในระบบรวมทั้งคราบตะกอนและน้ำมันที่ตกค้างให้ระบายออก ทั้งนี้เพื่อเป็นการป้องกันอันตรายและปัญหาต่าง ๆ ที่อาจเกิดขึ้นได้เมื่อมีสิ่งปะปนในระบบ

- ปั๊มน้ำมันหล่อลื่น (Lubricating oil pump) ปั๊มนี้จะถูกติดตั้งอยู่ที่หัวเครื่อง จะถูกขับโดยเฟืองที่ติดต่ออยู่กับเพลาข้อเหวี่ยง ทำหน้าที่ส่งน้ำมันไปหล่อลื่นชิ้นส่วนต่าง ๆ ในห้อง Crank เช่น Bearing ต่าง ๆ รวมทั้งลูกสูบด้วย ปกติเครื่องรุ่น SC15N จะตั้งแรงดันน้ำมันหล่อที่ปั๊มไว้ประมาณ 1.5 -2.0 Kg/cm

- ปั๊มน้ำจืดหล่อเย็น (Jacket cooling water pump) จะถูกขับด้วยสายพานที่ติดอยู่ที่ล้อช่วยแรงนอกตัวเครื่อง ปั๊มนี้จะดูดน้ำจาก Auxiliary cooler ซึ่งน้ำจะมีอุณหภูมิประมาณ50 องศาเข้ามาหล่อเย็นภายในเสื้อสูบ ฝาสูบและ Cooler ทั้ง 2 สเตจ

- Relive valve ถูกติดตั้งไว้บริเวณทางออกของทั้ง 2 สเตจ มีหน้าที่ระบายแรงดันอากาศที่ถูกอัดตัวแล้วมีแรงดันมากเกินไป โดยทั่วไปจะถูกออกแบบให้ทำงานที่ความดันเกิน  10% ของความดันที่  เครื่องทำได้ 

- Drierทำหน้าที่ในการดักความชื้นที่มีอยู่ในอากาศที่ถูกอัด ซึ่งการอัดตัวของอากาศจะทำให้เกิด

ความร้อนของอากาศเมื่อผ่าน Cooler จะทำให้อากาศควบแน่นได้

 3.การเตรียมการก่อนการเดินเครื่องอัดอากาศ

            ก่อนทำการเดินเครื่องอัดอากาศทุกครั้งต้องทำการตรวจสอบสภาพความพร้อมของเครื่องอัดอากาศดังนี้

1. ตรวจดูสภาพและระดับของน้ำมันหล่อลื่นภายในห้อง Crank ต้องให้อยู่ในเกณฑ์ที่กำหนด

2. ทดลองหมุนเครื่องด้วยมือเปล่าว่ามีการติดขัดในส่วนใดของเครื่องหรือไม่

3. ตรวจหาการรั่วไหลของระบบน้ำมันหล่อลื่นและระบบน้ำหล่อเย็น

4. ตรวจหาสิ่งกีดขวางการหมุนของเครื่อง

5. ทำการสตาร์ท ซึ่งโดยปกติแล้ว เรือ แวนด้า นารี จะใช้การสตาร์ทของเครื่องปกติแบบอัตโนมัติ แต่ในขณะเรือเข้าร่องน้ำจะใช้การสตาร์ทด้วยระบบMANUAL คือเมื่อทำการเดินเครื่องจะต้องคอยเช็คดูกำลังดันตลอด

6. ในขณะทำการสตาร์ทในครั้งแรกอัตราการกินกระแสไฟฟ้าจะมาก ก่อนทำการสตาร์ทเครื่องอัดอากาศทุกครั้งจะต้องหมั่นใจว่ามีกระแสไฟฟ้ามากพอ หากไม่พอให้ทำการสตาร์ทเครื่องไฟฟ้าอีกเครื่องก่อน เพื่อเป็นการป้องกันอันตรายที่อาจจะเกิดทำให้ไฟฟ้าดับได้(โดยปกติเครื่องไฟฟ้า 1 เครื่องสามารถรับภาระนี้ได้)   

4.การระวังรักษาเครื่องอัดลมขณะเดิน

1. เมื่อเครื่องอัดลมเดินด้วยรอบที่คงที่แล้วให้ทำการตรวจเช็คระดับน้ำมันเครื่องอีกครั้งหนึ่ง

2. วาล์วระบายจะถูกปิดเพื่อและจะต้องเปิดก่อนการหยุดเครื่องประมาณ 2 – 3 นาทีเพื่อให้เครื่องอยู่ในสภาพ Unload รวมทั้งเป็นการระบายสิ่งปะปนอื่น ๆ ที่มีอยู่ในระบบให้ออกไปกับการ Drain

3. หมั่นตรวจดูแรงดัน (Pressure) ทั้ง 2 สเตจ คือ ด้านแรงดันต่ำ (Low pressure side) และด้านแรงดันสูง (High pressure side) รวมทั้งแรงดันของน้ำมันหล่อ ต้องอยู่ภายในเกณฑ์ที่กำหนด หากแรงดันของอากาศที่อัดมีแรงดันต่ำกว่าปกติแสดงว่าเกิดการรั่วของลิ้นนั่นเอง ต้องทำการถอดเปลี่ยนลิ้น หากแรงดันด้านทางดูด (Suction side) ต่ำ แสดงว่าลิ้นทางดูด (Suction valve) รั่ว หรือในทางกลับกันถ้าหากแรงดันอากาศด้าน High pressure ต่ำแสดงว่าเกิดการรั่วของลิ้นทางส่งด้านความดันสูง (Delivery valve)

4. หมั่นตรวจสอบดูสภาพของอัตราการกินกกระแสไฟฟ้าว่าคงที่หรือไม่ หากมีการเปลี่ยนแปลงแสดงว่าเกิดความผิดปกติเกิดขึ้น

5. หมั่นตรวจเช็คสภาพของปั๊มน้ำหล่อเย็นรวมทั้งสายพานของปั๊มรวมทั้งสภาพภายนอกเครื่องด้วย

 5.การเลิกเครื่อง

            1.หลังจากเครื่องหยุดเดินไม่ว่าจะ Auto หรือ manual นั้นเดรนวาล์ว จะต้องเปิดโดยสามารถสังเกตได้ง่ายจากการฟังเสียง หากไม่เปิดให้ตรวจหาสาเหตุและดำเนินการแก้ไข

 6.การซ่อมบำรุงรักษาเครื่องอัดอากาศ

  1. ตรวจสอบสภาพของลิ้นทั้งทางดูดและทางส่งทุกๆ 500 ชั่วโมง
  2. ตรวจสอบสภาพของห้อง Crank และเปลี่ยนถ่ายน้ำมันเครื่องทุกๆ 1000 ชั่วโมง
  3. ตรวจสอบสภาพของลูกสูบ, ร่องแหวน, แหวนสูบ ทุกๆ 4000 – 5000 ชั่วโมง
  4. ตรวจสภาพของปั๊มน้ำจืดและปั๊มน้ำมันหล่อ ทุกๆ 3000 ชั่วโมง
  5. ทำความสะอาดกรองน้ำมันหล่อทุกๆ 200 ชั่วโมง
  6. ตรวจสอบสภาพของ Main bearing, Crank shaft, Connecting rod ทุกๆ 2000 ชั่วโมง
  7. ตรวจสอบสภาพของสังกะสีกันกร่อน (Zinc anode) ทุกๆ ครึ่งปี