스크롤 압축기, 왕복동 압축기, 회전 스크류 압축기, 원심 압축기 등 다양한 종류의 압축기가 있지만 모두 동일한 작업을 수행합니다. 바로 공기를 압축하는 것입니다.
그러면 공기 압축기는 정확히 어떻게 작동합니까? 압축기 유형에 따라 공기가 어떻게 다르게 압축됩니까? 그리고 어쨌든 큰 문제는 무엇입니까?
마지막 문의부터 시작해 보겠습니다.
공기 흐름의 크기는 압축 공기의 의도된 용도에 따라 달라집니다. 압력, 속도 및 주변 공기의 품질이 이러한 요소 중 가장 중요합니다. 모든 압축기는 유사하게 공기를 압축하지만 각 유형에 필요한 특정 절차는 고유합니다. 필요한 압축기 유형은 부분적으로 압축 공기가 사용되는 목적에 따라 결정됩니다. 앞서 언급한 변형으로 인해 생성되는 공기 흐름의 다양한 치수에 대한 실제 값이 제한될 수 있기 때문입니다.
압축기 유형이 중요한 이유를 더 잘 이해했으므로 이제 첫 번째 질문을 다시 검토할 수 있습니다. 하지만 이에 대해 알아보기 전에 공기 압축기가 어디서 동력을 얻는지 빠르게 살펴보겠습니다.
압축기의 1차 에너지원
압축 공기는 다양한 도구와 장비에 동력을 공급하는 데 사용될 수 있지만 압축기 자체가 작동하려면 동력이 필요합니다. 압축기는 일반적으로 다음 소스에서 전력을 끌어옵니다.
소형 실외 압축기는 가솔린 엔진으로 구동되는 경우가 많습니다. 일반적으로 출력은 분당 입방피트로 측정되는 50cfm(1.4m3/min) 미만입니다. 손으로 운반합니다(종종 바퀴가 달린 거대한 여행 가방 스타일의 컨테이너에 담겨 있음).
상업용 건축과 같은 실외 환경에서 사용되는 대형 압축기는 종종 디젤 엔진으로 구동됩니다. 영구적으로 설치되어 전기 콘센트에 연결할 수 없는 압축기가 포함됩니다. 디젤 연료는 휘발유보다 부피당 에너지가 더 많기 때문에 디젤 엔진의 연료 효율이 더 높습니다.
실내에서 사용되는 압축기는 전기 모터로 구동되며 DIY 작업부터 공장 제작과 같은 대규모 산업 작업에 이르기까지 응용 분야가 다양합니다. 일반적으로 가정이나 소규모 매장의 압축기에는 단상 전력이 사용되는 반면, 대규모 매장 및 산업 활동에는 3상 전력이 사용됩니다.
압축 공기: 기본 사항
흡입, 압축, 통합 저장, 통합 냉각 및 배출은 공기 압축의 주요 단계이지만 모든 압축기에 통합 저장 또는 냉각이 필요한 것은 아닙니다.
1. 섭취량
공기를 압축하는 과정의 첫 번째 단계는 물론 공기를 흡입하는 것입니다. 공기 흡입 밸브는 흡입 공정 중에 외부 공기가 압축기로 유입되도록 합니다.
필터는 일반적으로 공기 흡입 밸브 앞에 설치되어 잔해물과 먼지로부터 압축기를 보호합니다.
2. 압축
그러면 압축된 공기가 압축실에서 나옵니다.
• 공기가 압축되면 동력원의 운동에너지가 위치에너지로 변환됩니다.
압축기 종류에 대해 알아보면 각 종류의 압축기가 이를 어떻게 수행하는지 자세히 살펴보겠습니다. 하지만 지금은 모든 압축기를 뒷받침하는 두 가지 기본 아이디어를 알아두세요.
배수량
압축기는 공기를 더 작은 부피로 압축하기 위해 양의 변위 또는 동적 변위(때때로 비양의 변위라고도 함)를 사용합니다.
• 주어진 공간에서 더 많은 공기를 짜내기 위해 용적형을 사용하는 압축기.
• 이동 중 변위 압축기(비양성 변위라고도 함)는 공기의 속도(따라서 운동 에너지)를 증가시킨 다음 다시 속도를 줄여 대기압을 높이는 장치입니다.
오일 윤활식 압축기와 오일 프리 압축기
사용된 방법에 관계없이 모든 압축기는 오일 윤활 방식이거나 오일 프리 방식입니다.
• 오일 윤활식 압축기(오일 홍수식 압축기라고도 함)는 윤활, 밀봉, 냉각 등 다양한 목적으로 압축실의 오일을 사용합니다. 공기를 압축하면 공기 자체에 미량의 오일이 유입됩니다. 최종 목표에 따라 이는 압축 공기를 최대한 활용하지 못할 수도 있습니다.
• 오일리스 압축기(오일리스 압축기라고도 함)처럼 압축실에서 오일을 사용하지 않으면 공기 흐름으로 오일이 배출되지 않습니다.
그러나 이는 압축 메커니즘의 모든 측면에서 오일이 사용될 가능성을 배제하지 않습니다(예를 들어 베어링이 효과적으로 작동하려면 오일이 필요함).
3. 통합 스토리지
압축 후 일부 압축기는 압축 공기를 내장된 리시버 탱크(저장 탱크 또는 공기 탱크라고도 함)로 직접 보냅니다.
압축기 유형과 통합 스토리지의 다양한 응용 분야에 대해 자세히 설명합니다. 그러나 전반적으로 두 가지 설명이 유지됩니다.
• 지속적인 듀티 사이클과 달리 제한된 듀티 사이클을 갖는 압축기에는 유지 관리 중에도 공기를 항상 사용할 수 있도록 내장된 저장 장치가 포함되어 있습니다.
• 감소된 용량으로 작동하는 동안 공기에 접근할 수 있도록 조절식 압축기(감소된 용량 작동을 허용하는 제어 장치가 있는 압축기)에는 저장 장치가 포함되어 있습니다.
변조 압축기는 듀티 사이클이 제한된 압축기와 동일하지 않다는 점을 명심하십시오.
• 제한된 듀티 사이클을 가진 압축기는 너무 오랫동안 켜져 있으면 꺼집니다. (대규모 상업용 및 산업용 압축기의 기능은 아니지만 가정이나 작업장에서 사용되는 소형 압축기의 경우 일반적입니다.)
• 조절형 압축기는 필요한 경우 지속적으로 작동할 수 있지만 수요가 적은 기간에는 출력을 줄여 전력을 절약할 수도 있습니다.
4. 일체형 에어컨
공기를 압축하면 열이 발생합니다. 공기가 압축기에서 배출되기 전에 냉각할 필요는 없지만 대부분의 3상 전기 압축기와 특정 디젤 압축기(모든 종류)에는 이를 위한 애프터쿨러가 내장되어 있습니다.
냉각된 공기 흐름에서 응축되는 수분을 수집하기 위해 애프터쿨러가 있는 압축기에 물 분리기가 설치됩니다.
5. 퇴원
일련의 건조기와 필터(예: 제조 공장의 계측 공기)를 통과한 후 공기는 배출 밸브를 통해 방출되어 이동하게 됩니다.
다양한 압축기를 이용한 공기 압축
모든 공기 압축기는 유사하게 작동하지만 미세한 부분에는 상당한 차이가 있습니다. 널리 사용되는 네 가지 압축 방법이 어떻게 작동하고 이것이 필수 작업에 어떤 영향을 미치는지 간단히 살펴보겠습니다.
1. 스크롤용 압축기
용적식 오일 프리 압축기는 스크롤 압축기로 알려져 있습니다.
압축
스크롤 압축기에는 공기를 압축하기 위해 인터리브된 두 개의 스크롤이 있습니다. 디자인에서는 두 스크롤이 동시에 회전하거나 하나가 고정된 상태로 유지되도록 요구할 수 있습니다. 두루마리는 항상 분리되어 있으므로 기름이 필요하지 않습니다.
스크롤이 연속적이고 깨지지 않는 동작으로 움직이기 때문에 스크롤 압축기는 진동을 최소화하고 공기 흐름에 펄스를 생성하지 않고 조용하게 작동합니다.
스크롤 압축기로 처리할 수 있는 최대 공기 흐름은 중요한 단점입니다. 스크롤 압축기는 이론적으로 무한정 확장될 수 있지만 실제적인 한계(적어도 효율적인 공기 생성 측면에서)는 필요한 스크롤의 직경에 따라 결정됩니다. 최대 유량은 여기에서 설명하는 모든 압축기 유형 중 가장 낮습니다.
통합 메모리
스크롤 압축기는 펄스가 없고 오일이 없는 공기를 생성하므로 변조를 활용하지 않는 한 내장형 저장 장치가 필요하지 않습니다.
2. 회전-와류 압축기
오일 윤활 또는 오일 프리 왕복 압축기(피스톤 압축기라고도 함)는 용적형 압축기입니다.
압축
자동차 엔진의 압축실은 왕복동 압축기에 비유할 수 있습니다. 피스톤이 위쪽으로 움직이는 동안 진공이 형성되어 공기가 압축실로 들어갈 수 있습니다. 다운스트로크 시 공기가 압착되어 챔버에서 배출됩니다. 일부 설계에서는 두 단계의 압축을 사용합니다. 첫 번째 단계에서 분쇄된 공기가 두 번째 단계에서 추가로 압축되어 더 높은 압력과 더 큰 부피를 효율적으로 달성합니다.
피스톤 압축기는 여기에서 논의된 압축기 유형 중 가장 시끄러우며 자동차 엔진 소리와 유사합니다.
피스톤의 부드러운 움직임은 지속적인 효율성을 위해 필수적입니다. 미량의 오일이 공기 중으로 방출되도록 윤활하거나 마찰을 최소화하는 재료로 코팅해야 합니다.
압축이 듀티 사이클의 절반 동안만 발생하기 때문에 챔버를 떠나는 공기는 일정한 흐름과 압력이 아닌 "펄스"를 갖습니다.
통합 메모리
왕복동 압축기는 압축 메커니즘이 공기 흐름에 펄스를 발생시키기 때문에 오일을 사용하지 않는 경우에도 항상 통합 저장 장치가 필요합니다. 압축실이 아닌 리시버 탱크에서 공기를 흡입함으로써 공기 흐름에서 일정한 흐름과 압력을 유지할 수 있습니다.
3. 회전하는 스크류 압축기
오일 윤활 또는 오일 프리 로터리 스크류 압축기는 용적식 압축기입니다.
압축
회전 나사를 사용하는 압축기에는 전체 길이에 걸쳐 돌출부가 있는 두 개의 나선형 나사(로터)가 있습니다. 공기를 압축하려면 공기가 압축기 로브의 길이를 따라 이동하면서 더 큰 볼륨에서 더 작은 볼륨으로 강제 이동해야 합니다. 상호 압축기와 마찬가지로 일부 설계에서는 더 높은 압력과 더 큰 용량에 효율적으로 도달하기 위해 두 단계의 압축을 사용합니다.
소량의 오일이 공기 흐름에 유입되지만, 로터 사이의 간격을 밀봉하는 데 사용되는 유체가 하나의 로터가 다른 로터를 구동할 수 있도록 하기 때문에 오일 윤활 스크류 압축기에서는 이는 무시할 수 있습니다.
오일프리 스크류 압축기는 로터 로브 사이의 공차가 매우 가까운 타이밍을 사용하여 유체가 필요하지 않습니다.
로터의 지속적인 회전으로 눈에 띄는 변동 없이 공기가 일정하게 흐릅니다. 이 유형의 압축기는 스크롤 압축기만큼 조용하지는 않지만 왕복동 압축기보다 조용합니다.
통합 메모리
로터리 스크류 압축기가 오일 윤활식인지 아니면 오일 홍수식인지에 따라 통합 보관이 필요한지 여부가 결정됩니다.
• 압축 과정에서 손실된 오일의 일부를 재활용하려면 오일 유입식 스크류 압축기에 리시버 탱크 형태의 내장형 저장 장치가 필요합니다.
• 다시 포집할 오일이 없기 때문에 오일 프리 스크류 압축기는 변조를 사용하지 않는 한 내장형 저장 장치가 필요하지 않습니다.
4. 로터리 스크류 압축기
동적 변위 설계로 인해 원심 압축기에는 오일이 필요하지 않습니다.
압축
초기 속도 향상을 위해 원심 압축기는 빠르게 회전하는 임펠러에 의존합니다. 그런 다음 공기는 디퓨저를 통과하여 속도가 감소하고 압력이 증가합니다. 공기 흐름에 오일을 공급할 필요가 없으므로 압축실에서는 수행되지 않습니다. 임펠러가 회전하는 동안 공기가 지속적으로 생성되므로 공기 흐름이나 압력에 맥동이 없습니다.
통합 메모리
변조를 사용하지 않는 한 원심 압축기는 펄스가 없고 오일이 없는 공기를 생성하므로 일체형 저장 장치가 필요하지 않습니다.
구매하기 전에 조사해 보세요
압축기 작동에 대해 잘 알고 있으면 잠재적인 모델의 범위를 좁히는 데 도움이 되지만 에너지 효율성, 유지 관리 비용, 예상 가동 시간 등과 같이 고려해야 할 다른 요소도 있습니다. 현지 대리점의 전문 지식을 활용하여 귀하의 요구에 가장 적합한 압축기를 선택하십시오.
