Un compresseur à piston, souvent appelé compresseur alternatif, est une machine de compression de gaz qui fonctionne à peu près de la même manière qu’un moteur à combustion interne à piston, mais sans l’allumage explosif du carburant. La puissance extérieure, souvent fournie par un autre moteur, est utilisée pour faire fonctionner la machine. Un compresseur à piston utilise des pistons enfermés dans des cylindres, généralement avec au moins deux soupapes pour l’admission et la sortie des gaz. Le gaz est aspiré dans la bouteille, comprimé par la bouteille puis expulsé sous pression. Ces machines peuvent être utilisées pour la compression d’un certain nombre de gaz différents qui peuvent également être utilisés de plusieurs manières, y compris, mais sans s’y limiter, le fonctionnement d’outils pneumatiques, de machines ou de systèmes d’instrumentation ou pour le stockage dans des réservoirs sous pression.
Dans sa conception de base, un compresseur à piston ressemble à un moteur à combustion interne sans les systèmes d’alimentation en carburant et d’allumage. Un ou plusieurs pistons enfermés dans des cylindres sont connectés à un arbre à cames, qui est entraîné par une source d’alimentation extérieure, généralement un moteur diesel, bien que des moteurs électriques ou d’autres types d’énergie puissent également être utilisés. Lorsque l’arbre à cames tourne, les pistons se déplacent d’avant en arrière dans les cylindres, qui sont scellés à l’exception des soupapes d’admission et de sortie. L’arbre à cames est conçu pour déplacer les pistons selon un schéma spécifique pour permettre une expulsion continue du gaz comprimé, chaque piston effectuant sa course de compression l’un après l’autre.
Le fonctionnement des cylindres individuels est assez simple. Lorsque le piston est tiré vers l’extérieur du cylindre, une soupape d’admission s’ouvre, aspirant le gaz à l’intérieur du cylindre. Lorsque le piston atteint sa distance de déplacement maximale sur la course d’admission, la soupape d’admission se ferme et le piston commence sa course de compression. Cela sert à comprimer le gaz contenu dans le cylindre, et lorsque le piston a atteint sa course maximale sur cette course, la soupape d’échappement s’ouvre et le gaz comprimé est expulsé dans un certain type de système fermé et pressurisé pour une utilisation ou un stockage ultérieur. À ce stade, la soupape d’échappement se ferme et le cycle recommence.
Les conceptions des compresseurs à piston peuvent varier considérablement les unes des autres. Ils peuvent être assez simples, avec aussi peu qu’un cylindre ou ils peuvent en avoir plusieurs. Le nombre de soupapes par cylindre peut également varier, certains n’ayant qu’une seule soupape pour l’admission et l’échappement. Les systèmes extérieurs prévoient la déviation de l’admission et de l’échappement dans les machines de ce type. Un compresseur à piston peut également avoir plusieurs soupapes par cylindre.
Les applications de ces machines sont nombreuses. L’utilisation d’air comprimé pour les outils pneumatiques, l’instrumentation et d’autres machines est très courante, par exemple. Les gaz peuvent comprendre d’autres gaz que l’air, tels que l’azote, l’hydrogène, l’oxygène ou les hydrocarbures gazeux. Ils peuvent être utilisés directement à partir du compresseur ou stockés dans des réservoirs sous pression pour une utilisation ultérieure.