Un compressore a pistoni, spesso chiamato compressore alternativo, è una macchina per la compressione di gas che funziona più o meno allo stesso modo di un motore a combustione interna a pistoni, ma senza l’accensione esplosiva del carburante. La potenza esterna, spesso fornita da un altro motore, viene utilizzata per azionare la macchina. Un compressore a pistoni utilizza pistoni racchiusi in cilindri, solitamente con almeno due valvole per l’aspirazione e l’uscita dei gas. Il gas viene immesso nella bombola, compresso dalla bombola e quindi espulso sotto pressione. Queste macchine possono essere utilizzate per la compressione di una serie di gas diversi che possono essere utilizzati anche in diversi modi, incluso, ma non limitato a, il funzionamento di utensili pneumatici, macchinari o sistemi di strumentazione o per lo stoccaggio in serbatoi pressurizzati.
Nella progettazione di base, un compressore a pistoni assomiglia a un motore a combustione interna senza i sistemi di alimentazione e accensione del carburante. Uno o più pistoni racchiusi in cilindri sono collegati ad un albero a camme, il quale è azionato da una fonte di alimentazione esterna, solitamente un motore diesel, anche se possono essere utilizzati anche motori elettrici o altri tipi di alimentazione. Quando l’albero a camme gira, fa muovere avanti e indietro i pistoni all’interno dei cilindri, che sono sigillati ad eccezione delle valvole di aspirazione e scarico. L’albero a camme è progettato per muovere i pistoni secondo uno schema specifico per consentire un’espulsione continua del gas compresso, ogni pistone esegue la sua corsa di compressione uno dopo l’altro.
Il funzionamento dei singoli cilindri è abbastanza semplice. Quando il pistone viene estratto dal cilindro, una valvola di aspirazione si apre, aspirando il gas all’interno del cilindro. Quando il pistone raggiunge la sua corsa massima nella corsa di aspirazione, la valvola di aspirazione si chiude e il pistone inizia la sua corsa di compressione. Questo serve a comprimere il gas contenuto all’interno del cilindro, e quando il pistone ha raggiunto la sua corsa massima in questa corsa, la valvola di scarico si apre e il gas compresso viene espulso in un qualche tipo di sistema chiuso e pressurizzato per un ulteriore utilizzo o stoccaggio. A questo punto la valvola di scarico si chiude e il ciclo ricomincia.
I modelli per i compressori a pistoni possono variare notevolmente l’uno dall’altro. Possono essere abbastanza semplici, con un solo cilindro o possono averne molti. Anche il numero di valvole per cilindro può variare, alcune hanno una sola valvola sia per l’aspirazione che per lo scarico. I sistemi esterni prevedono la deviazione di aspirazione e scarico in macchine di questo tipo. Un compressore a pistoni può anche avere più valvole per cilindro.
Le applicazioni per queste macchine sono numerose. Ad esempio, l’uso dell’aria compressa per utensili pneumatici, strumentazione e altri macchinari è molto comune. I gas possono includerne altri oltre all’aria, come azoto, idrogeno, ossigeno o idrocarburi gassosi. Possono essere utilizzati direttamente dal compressore o conservati in serbatoi pressurizzati per un ulteriore utilizzo.