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공기압이란(2)
공기압은 기계적 에너지인 전동기나 내연기관으로 공기압축기를 구동하여 대기의 공기를 흡입, 공기압력으로 에너지를 변환한다. 이 압축공기를 제어 밸브등으로 제어하여 액추에이터에 공급하고 각종 기계적인 일을 수행한다.
이같은 일련의 기기요소 및 응용기기를 공기압기기라고 하며, 그 결합체를 공기압장치라고 한다. 공기압 장치의 기능의 구성을 공기압회로라고 한다.
공기압원장치
공기압원장치란 공기압의 원천인 압축공기를 만들어 적정한 처지를 하여 사용하기 쉬운 압축공기를 공급하는 일련의 장치를 말한다.
대기의 공기를 압력 에너지인 압축공기에서 얻은데 공기압 축기나 송풍기가 사용된다. 송풍기는 토출 공기압력이 1kgf/cm²미만을 말하며, 토출 공기압력이 0.1kgf/cm²미만을 블로어, 그 이상을 팬이라고 한다.
송풍기는 저압에서 다량의 공기를 필요로 하는 블로장치, 운반장치, 냉각부, 순유체소자 회로 등의 공기압원으로서 사용된다.
공기압회로에서 사용되는 공기압력은 4~6kgf/cm²가 많으며, 공기압원의 압력도 10kgf/cm²미만에서 사용되는 경우가 많다. 이것은 종전의 고압가스 단속법이 10kgf/cm²이상을 고압 가스로 한 영향이며, 법개정에서 50kgf/cm²이상이 고압가스로 되었으므로, 앞으로는 약16kgf/cm²까지 사용 압력 범위가 증가될 것이다.
송풍기의 용적형은 미폐된 실내의 용적을 기계적으로 감소시켜 압력을 높이는 방식이다. 회전식은 가동익(可動翼), 나사, 루츠 등의 회전자를 회전시켜 용적변화를 얻는다.
터보형은 날개의 회전운전으로 공기에 에너지를 부여하여 압력으로 변화하는 것이며, 공기의 흐름이 날개의 회전축과 평행의 축류식 및 회전축에 대하여 방사성으로 흐르는 원심식이 있다.
공기압관계에서는 왕복 피스톤식이 많이 사용되고 있는데, 저소음화에 따라 나사식이나 베인식이 증가되고 있다.
공기청정화 기기
대기 중에는 여러 가지의 가스나 물질이 혼합되어 있으며, 이들을 압축하면 압축공기의 단위체적 중에는 대기에 비하여 농축된 유해물질이 존재한다. 이들을 제거하는 동시에 고온의 압축공기를 냉각하는데 공기청정화기기가 사용된다(그림 3).
후부 냉각기는 공기압축기의 직후에 설치되며, 공기 압축기에서 토출된 120~200℃의 고온의 공기를 냉각한다. 냉각하는 방법으로서는 물 또는 냉각 팬으로 외기의 온도 가까이까지 냉각한다. 냉각하면 압축공기중의 수중기가 수적화(水滴化)되어 드레인으로 된다. 드레인은 분리기로 드레인을 분리하여 외부로 배출한다. 배출방법은 정기적으로 수동으로 하거나 자동배수밸브로 실행한다.
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그림 2. 공기압장치의 기본 시스템 |
이같은 압축공기는 드레인을 제거해도 보통은 상대습도가 100%에 가깝다. 따라서 공기압 필터로 선회로를 부여하고, 또한 수분을 제거하는 데에는 에어드라이어가 사용된다. 에어드라이어는 도료에 수분이 혼입되어서는 곤란한 곳 등에 사용된다.
에어드라이어에는 냉각식과 건조제식이 있다. 냉각식은 냉동기로 압축공기를 10℃ 이하로 냉각하여 수증기를 응축하여 제거한다. 건조제식은 물리화학적으로 수분을 흡착한다. 공기압 피터는 외부에서 흡입한 분진이나 내부에서 발생하는 카본, 타르나 녹 등을 제거한다.
윤활기기
공기에는 윤활작용이 없으므로 압축공기 중에 루브리케이터나 사출급유기를 사용하여 급유한다. 이것은 급유함으로써 공기압축기의 상대운동을 하는 고체간의 유막을 만들어 마모방지, 습도저항 감소 및 실(Seal)재(材)의 마모를 경감시켜 공기누설을 방지하여 장수명화를 기하고 있다.
기기내부의 방청, 방식, 냉각, 세정효과 등도 있다.
최근에는 오일 미스트의 환경오염 방비나 유류절약을 위해서 급유를 필요로 하지 않는 무급유기기도 보급되고 있다.
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