1. 압축기 종류와 구분

공기 압축기는 전기모터나 터빈 등의 동력 발생장치로부터 동력을 전달 받아 공기나 냉매 또는 그 밖의

특수 가스에 압축 일을 가함으로써 작동가스를 압축시켜 압력을 높여주는 기계로써 산업 전반에 걸쳐

널리 사용되고 있습니다.

압축기는 압축을 이루는 방식에 따라 용적형과 터보형으로 분류할 수 있습니다. 용적형 압축기(Positive

Displacement Compressor)는 체적의 감소를 통해 압력을 증가 시키는 압축방식을 지니며, 터보형 압축

기(Dynamic Compressor or Turbo Compressor)는 가스의 운동에너지를 압력에너지로 변환시켜 압축을

합니다. 용적형 압축기와 터보형 압축기는 작동 형태에 따라 아래 그림과 같이 구분 할 수 있습니다.

1.1. Reciprocating compressors

왕복동 압축기는 산업현장에서 오랫동안 사용되어온 압축기로서, 여러 방면에 가장 넓게 사용되고

있습니다. 왕복동 압축기의 장점은 다음과 같습니다.

① 쉽게 높은 압력을 얻을 수 있습니다.

② 압축효율이 좋습니다.

③ 압력-유량 특성이 비교적 안정되어 있습니다.

④ 가격이 저렴한 편입니다.

반면, 왕복동 압축기는 피스톤의 왕복운동에 의해 압축을 하므로 단점도 가지고 있습니다.

① 왕복부분의 관성 때문에 회전속도에 한계가 있습니다.

② 관성력 때문에 진동이 발생합니다.

③ 압축공기에 맥동이 있습니다.

④ 무급유식이외는 실린더 내에 윤활유가 필요하게 되고, 압축 공기 중에 유분이 포함됩니다.

과거 공기 압축기의 대명사로 불리던 왕복동 압축기는 많은 풍량을 요구하는 경우에는 스크류 및 터보

압축기로 변화하고 중형 압축기 분야에서는 패키지화된 스크류 압축기로 대체되는 경향이 있습니다.

소형분야에서도 점차 스크류 압축기로 전환되고 있지만, 여전히 높은 비중을 차지하고 있으며, 중-고압의

압축기 분야에서 왕복동 압축기는 매우 중요한 위치를 차지하고 있습니다.

1.2. Rotary screw compressors

스크류 압축기 로터리 용적식 압축기의 가장 일반적인 형태는 스크류 압축기입니다.

스크류 압축기는 케이싱 내에 맞물려 회전하는 로터(Rotor)라고 불리는 숫나사(Male Rotor)와 암나사

(Female Rotor)를 갖고 있습니다. 암수 로터가 회전하면서 공기를 흡입, 압축하여 토출구를 통하여

압축 공기가 배출됩니다.

스크류 압축기는 압축공기 중에 유분을 포함하지 않는 무급유식과 윤활유를 주입하여, 밀봉, 윤활,

압축열을 제거하는 급유식으로 나눠질 수 있습니다.

1.2-1 급유식 스크류 압축기

급유식 스크류 압축기는 적당량의 윤활유를 분사하여 압축과정에서 발생하는 열을 제거하고, 압축

공간의 밀폐, 윤활작용을 동시에 하는 것으로 다음과 같은 장점이 있습니다

① 적당량의 윤활유를 직접 냉각함으로써 토출 온도가 낮게 되고 압축과정이 등온압축에 가까우므로

높은 효율을 얻을 수 있습니다.

② 윤활유에 의한 직접냉각을 하므로, 단당 압력 비를 높일 수 있습니다.

③ 주입되는 윤활유에 의해 로터와 로터 사이, 로터와 케이싱 사이의 밀폐가 유지되며, 냉각에 의해

내부의 열팽창이 적어 틈새를 적게 할 수 있으므로 저속으로 높은 효율을 얻을 수 있습니다.

④ 저속으로 높은 효율을 얻을 수 있으므로, 진동이 적고 저소음화가 가능하다.

⑤ 내부 윤활식이기 때문에 숫로터가 암로터를 직접 구동할 수가 있다.

⑥ 적절한 용량조절방식을 채택하여 효율적으로 운전 할 수 있습니다.

⑦ 토출가스에 맥동이 없습니다.

1.2-2 무급유식 스크류 압축기

무급유식 스크류 압축기는 압축공기 중에 유분이 포함되지 않는 압축기로, 다음과 같은 특징이 있습니다.

① 로터와 케이싱 사이, 로터와 로터가 접촉하지 않고 내부윤활을 필요로 하지 않으므로 압축가스

중에 유분이 포함되지 않는 깨끗한 가스와 공기를 얻을 수 있습니다.

② 토출가스에 맥동이 없습니다.

③ 유지보수가 간단합니다.

④ 진동이 적습니다.

⑤ 단점으로, 최고 토출 압력에 제한이 있습니다.

1.3. Turbo compressors

터보 압축기는 회전축의 기계적 에너지를 공기의 운동에너지로 변환시킵니다.

원심식 압축기의 특징으로서는 회전식으로서 다음과 같은 장점이 있습니다.

① 토출 가스가 맥동이 없고 안정적입니다.

② 윤활유가 혼입되지 않아 깨끗한 가스를 얻을 수 있습니다.

③ 고속 회전형으로 같은 마력의 다른 압축기보다 소형 경량이다.

원심식 압축기의 단점으로는,

① 압력상승이 가스의 비중 및 회전부분의 속도에 관련되므로 1단당 압력상승은 용적형과 비교하면

훨씬 낮고, 유량이 적은 경우에는 효율이 저하됩니다.

② 압축특성이 설계, 기계가공의 정밀도, 사용조건에 민감합니다.

③ 압력-풍량 특성에 불안정영역(Surging)이 있어서 운전시의 풍량이 계획시의 풍량의 70~80%이하로

되면 써징(Surging)이 발생합니다.

1.4. Diaphragm compressors

다이아프램 압축기는 용적식, 무급유식 입니다. 횡격막의 운동으로 기계적 구동이나 유압으로 작동 되는

것으로 구분되며, 기계적 다이아프램 압축기는 유압식보다 소형으로 제작됩니다. 결과적으로 두 가지 형

태의 중복은 제한된 범위에서만 발생합니다. 기계식은 가격이 비교적 저렴하며, 구조가 간단하며 대기

보다 낮은 압력을 압축하는 장치로 사용될 수 있습니다. 기계식이 보통 베어링하중을 고려해야 하기

때문에 제한이 있는 반면, 유압식은 기계식보다 고압을 더 쉽게 형성할 수 있습니다.

다아아프램 압축기는 다음과 같은 장점이 있습니다.

① 기밀이 정적이므로 안정된 기체를 만들 수 있습니다.

② 기체가 분리돼서 운전되기 때문에 100% 오일이 없는 압축공기를 공급합니다.

이 형식의 단점은 토출량이 적고 압축비가 제한되어 있다는 것입니다. 기계식에는 보통 합성고무로

된 다이아프램을 적용하며, 유압식은 금속 막을 사용하고 고압을 형성할 수 있습니다. 두 가지 형태를

혼합하여 다단압축을 할 수도 있습니다. 기계식 다이아프램 압축기에서 고압을 형성키 위해 압축기와

드라이버를 압력용기로 밀봉하기도 합니다.

1.5. Rotary sliding vane compressor

베인 압축기는 원통형 실린더 내에 편심으로 로터를 설치하고, 로터에는 가동익(Vane)을 설치하므로

가동익(Vane)과 실린더에 둘러쌓인 공간이 로터의 회전에 의해서 변화하는 것을 이용해서 기체를 압축

하는 것으로서 일반적으로는 다량의 윤활유를 실린더 내에 주입하여 밀폐, 윤활과 동시에 압축열을

제거하는 유냉식으로 되어 있습니다.

이 형식에서는 가동익(Vane)이 실린더 또는 로터에 대하여 습동 운동을 하므로 가동익(Vane)의 재질

선정이 중요하므로, 내열성이 높고 오일이나 수분의 흡수가 적은 것을 선택합니다.

다음과 같은 단점이 있습니다.

① 구조상, 습동에 의한 마모를 초래하는 것을 피할 수 없습니다.

② 가동익(Vane) 강도가 습동 속에 제한되기 때문에 습동 속도가 크게 될 때 에는 2단 압축식의 채용

이 필요해지고 기계크기가 커집니다.

③ 구조상 고압압축기에는 사용할 수 없습니다.

1.6. Rotary tooth compressors

Rotary Tooth compressor의 회전자는 단면에서 평행하고 타이밍 기어로 외부에서 맞물려 있습니다.

스크류처럼 하나의 톱니가 다른 것을 연동하는 것은 불가능합니다. 주로 Oil-free공기를 만드는데 적합

합니다. 이러한 장치는 2.5bar까지의 저압용 1단 송풍기와 7bar까지의 2단 압축기로 제작됩니다. 10bar

정도의 압력에 적당합니다. 헬리컬 가공을 하지 않기 때문에 회전자는 비교적 단순한 구조입니다.

2. 압축기 사양 결정

기본적으로 검토해야 할 사항

주어진 시설에 적당한 압축기를 설치하기 위해서 다음 사항이 고려되어야 합니다.

2.1. 최대, 최소, 평균 공기소모량

압축기의 사양을 결정하는 데 중요한 것은 공장의 요구 공기량과 사용압력 입니다. 이 두 가지가

결정되면, 압축기의 소요동력이 결정될 수 있습니다. 공기 압축기의 사양을 결정하려고 할 때에는,

압축공기를 사용하는 기기가 필요로 하는 압력과 유량을 조사할 필요가 있습니다. 이 조사가 불충분하면

구입한 압축기가 유량이 적어서 제 역할을 못하게 되거나, 요구유량에 비해 전동기 출력이 너무 커서

손실 운전을 하게 됩니다.

2.2. 외부조건

최고 사용온도, 설치고도, 습도, 유해환경 등 압축기 운전환경에 대한 검토가 필요합니다.

고지대에서는 희박한 공기밀도 때문에 압축기의 효율과 용량은 감소하게 됩니다. 또 높은 습도는 드레인

되는 수분의 양을 많게 하고 토출 공기량을 감소시킵니다.

2.3. 냉각방법

압축기가 설치될 장소의 환기상태, 냉각수 공급여부 등을 고려하여 수냉식 혹은 공냉식 압축기를 선정

합니다. 수냉식의 경우 특히 냉각수의 공급조건을 잘 따져보고, 공냉식의 경우에는 대기온도, 환기조건

등에 대한 검토가 필요합니다. 공냉식 압축기의 경우 냉각과정을 거친 뜨거운 공기를 공간난방이나 가열

공정에 이용하는 등 남는 열의 사용도 고려할 수 있습니다.

2.3. 외부요소

소음, 진동법규에 위배되지는 않는지 검토하고, 소음이 주변의 작업환경에 영향을 미치지 않는지

검토하여야 합니다.

3. 공기 압축기의 설치

3.1. 설치장소의 선택

(1) 표준 사양의 기계는 옥내에 장치되어야 합니다.

(2) 통풍이 잘되고, 습기가 적은 장소를 선택하시고 주위온도는 하절기에도 40℃이하를 유지하여야

합니다. 흡입온도가 낮고, 건조할수록 효율이 좋음 (흡입공기온도 3℃낮아질때마다 효율과

동력이 1%씩 향상됩니다.)

(3) 먼지 및 유해가스가 없는 항상 깨끗한 공기를 흡입할 수 있어야 합니다.

-오일오염 및 압축기내부에 손상을 방지하고, 보전주기가 연장되어 장비의 내구성이 좋아집니다.

(4) 토양이 COMPRESSOR의 총중량을 견딜 수 있는 충분한 지력이 있어야 합니다.

(아래 기초공사참조)

(5) 통풍이 충분치 못한 옥내에 COMPRESSOR가 설치된다면 공기유통에 필요한 통풍구와 창문 등을

설치하여야 합니다. 또한, AIR COMPRESSOR에서 발생된 열을 유연하게 배출시킬 수 있도록

COMPRESSOR와 냉각 FAN의 위치선정시 아래사항을 고려하여 주십시오.

(가) 건물의 흡입면 으로부터 찬공기가 COMPRESSOR의 흡입 도관으로 들어가기 용이하도록

흡입구의 높이를 낮게 설치하십시오. (찬공기는 비중이 무거워 아래부분에 있습니다)

(나) 실내 용적이 크고 지붕이 높은 압축실에 충분한 통풍구가 확보된 경우:

냉각기의 배출구는 지붕위 또는 양벽 측면상단에 설치하여 더운공기가 상부로 올라가는

공기의 자연대류를 이용한 배출을 적용하십시오. 동절기 실내 난방 및 별도의 배출용 휀의

설치가 없어 소음이 없고, 동력비가 절감됩니다.

또한 측면 창문을 이용하여 실내환기 및 온도를 조절 하십시요.

※ 실내가 협소하고 자연통풍이 어려운 압축실에는 냉각후 배출되는 열풍을 닥트를 통해 실외

로 배출하십시오.

(통상 압축기 가동후 30분간 실내온도를 측정하여 주위온도가 5~10℃이상 상승하면 필히

닥트 및 강제배출휀 설치가 필요 합니다.)

(다) COMPRESSOR에서 배출된 뜨거운 공기가 건물 내로 재유입 되지 않토록 하고 특히

COMPRESSOR의 흡입주위에 근접되지 않도록 배출구는 가급적 높은 위치 그리고 반대

방향에 배출배관을 설치하여 주십시오.

(자동차의 공기흡입구와 배기가스머플러설치위치와 동일한 개념입니다. 또한 냉각탑의

백연이 흡입 되지 않토록 확인 하십시오 )

(라) 적절한 통풍량을 확보하기 위해 COMPRESSOR의 가까운 곳에 벽과 같은 장애물을 설치

하지 말아 주십시오. 각각의 설비간격을 1M이상 유지하십시오.

(마) 분진이 많은 공장(섬유, 유리, 시멘트, 아스콘, 화학분말등)에 설치시에는 필히 압축기 흡입

구에 별도의 정비가 용이한 전 처리 휠터(부직포, 메쉬망등)를 각사의 특성에 맞게 설치

하십시요.

공조용 공기흡입구 크기 및 배출 구경 크기 등은

공기량= 초당공기속도×관 단면적으로 계산하고

닥트의 단면적은 공기압축기의 열교환기 배출구보다 항상 크게 시공하여야합니다.

3.2.기초공사관련사항

3.2.1. 기초크기결정

기계바닥면 외형크기의 전후좌우로 100mm정도표면적여유를 준다.

건축물바닥(G.L)으로부터 필요한 높이(F.L)만큼의 길이와 바닥면 하부까지 파야하 는 경우의 선택은

기초총하중량과 설치하고자하는 기계의 중량에 관계된 문제로써 아래와 같이 정리할 수 있습니다.

아 래

기초중량 = 공기압축기중량 x 5

면 적 =［ (공기압축기중량+기초중량)/ (기초설치면적) ］＜5000㎏/㎡

재료 특성치: 콘크리트비중 2.3-2.4ton/㎥

용적혼합비- 시멘트 1 : 모래 2 : 자갈 4

※ 그러나 상기의 내용은 진동이 동반되는 왕복동식압축기에 준한사항으로 진동 이 수반되지 않는

회전식 압축기인 100Hp이하 Screw type의 경우에는 특별한 기초공사를 절대 필요로 하지는

않으나 건축물바닥(G.L)의 습기 등으로부터 기계를 보호하고 최소의 정비높이확보 등의 필요

이유로 약식기초공사를 시행합니다.

3.2.2. 기초시공 순서

- 기초에 필요한 면적과 깊이만큼 바닥을 판다.

- 파낸 웅덩이부분의 방수대책을 수립후 철근과 철사로 촘촘한 간격의 철 골을 구성한다.(200~300mm)

- 거푸집작업시행(매립형 기초볼트 사용시 기초구멍 고려할것)

- 콘크리트타설 / 타설시 높이는 G.L 상부로 돌출되는 설계높이에서 1/3정 도는 남겨놓는다.

- 최소 28일 이상 충분히 양생후 기초상부면을 Chipping후 수준기를 이용 하여 LINER 수평작업을

수행하고 기계를 설치한다.

- 기초볼트를 정 위치에 수직상태를 유지하여 필요깊이만큼 설치한다.

- 설치된 기계바닥과 기초면(F.L)사이에 틈새가 없도록 Mortar로 마감한다.

이상이 일반적인 기초공사의 시공개요입니다.

그러나 스크류형과 터보형 공기압축기는 상기와 같이 복잡한 작업은 필요치 않고 아래와 같은 약식 기초로

충분합니다.

【 약식기초시방 】

- 바닥은 파지 않고 필요한 기초면적만큼 Chipping

- Chipping면에 300mm간격으로 세트앙카 처리

- 세트앙카를 이용길이와 폭 방향으로 철근용접(G.L위50mm높이유지)

- 거푸집작업

- G.L위 70mm까지 콘크리트타설

- 콘크리트 양생후 Mortar로 깨끗이 마감 - 기계 설치시 세트앙카 시공함.

3.2.3. 기초볼트고정

압축기Base양측에 가공되어있는 Tap을 이용하여 완성된 기초면에 세트 앙카처리 하고 Air receiver tank,

dryer, pipe support등은 바닥 면에 수직으로 기초 볼트를 시공합니다. 와셔와 너트 체결후 그 표면에

방청유를 도포하면 기초 및 설치공사가 완료 됩니다.

3.2.4. 기초시의 주의사항

(1) 지반이 약하다면 PILE 또는 자갈로 보강해 주십시오.

(2) 기초의 경사도는 10 mm/M 이내로 하여야 합니다.

(3) 기초 BOLT의 경사는 2° 이내로 하여 주십시요.

(4) COMPRESSOR의 설치후 경사도는 10mm/M 이내이어야 합니다.

(5) 기초 바닥면은 먼지, 분진등의 발생을 최대한 억제하도록 에폭시등의 표면처리를 하십시오.

압축기 및 오일의 흡입 휠타 수명과 효율에 영향이 있습니다.

3.3. 배관상의 유의사항

3.3.3-1. 기본개념

(1) 가능한 한 압력 손실이 없도록 하여 주십시요.

공기압축기의 흡입배관과 토출배관에 관연결시 모두 1"이상 더 큰관을 설치하시고 , 배관을 짧게

하여 주시고, VALVE나 BEND, ELBOW, JOINT등의 설치수량을 줄여 주십시오. 부득이 굴곡과 저

항이 많아지면 충분한 다면적을 고려하십시요.

(2) 배관의 하부에 DRAIN 발브를 설치하여 주십시오. PIT를 이용한 지하배관의 경우 가장 낮은 관말

구배의 하단에서 드레인을 상부로 배출하십시요. 모든 배관은 시작점과 관말의 끝단부에 구배를

1~2%정도 주도록 하십시요.

(3) 분해 검사시나 정비에 COVER를 벗겨 낼수 있도록 토출 배관과 COMPRESSOR사이에 UNION

또는 FLANGE COUPLING을 반드시 설치하여 주십시요.. 또한 COMPRESSOR의 설치 조립이나

시운전에 이용 할 수 있도록 STOP VALVE를 설치하여 주십시요.

(4) 병열운전을 위하여는 각 COMPRESSOR에의 역류를 방지하기 위하여 각 기계의 토출단에

CHECK VALVE를 설치하여 주십시요.

(5) 모든 분기배관의 주관의 상부에서 분기하고 압력계등 검출단도 항상 배관의 상부에 설치 하십

시요. 측면과 하단에 설치하는 경우에는 3방메니홀드 발브나 T 형 배관을 구성하여 드레인

대책을 세우십시요.

(6) 지면에서 배관지지시는 동일한 규격또는 주배관경보다 한단계아래의 치수로 지지하고, 지지점의

간격은 최소6M에 1개 이상이 되도록 하십시요.

(7) 배관이 벽이나 지붕을 관통하는 경우 스리브를 매설하고 방수대책을 수립하십시요.

(8) 배관재 선정시 고객의 현장 사양을 최우선으로 적용하고 부식, 비철등 특별한 조건이 없는 경우

에는 배관두께를 규정하는 스케듈번호 계산법에 따라 선정하십시요.

호칭관경 (inch) 1/4 1/2 1 2 2 ½ 3 4 5 6 8

공기량 (㎥/min) 0.06 0.6 1.5 4 6 11 15 25 40 110

노즐

구경

d ㎜

게 이 지 압 력 P

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0.2 0.7 1.1 1.5 1.9 2.2 2.6 2.9 3.3 3.6 4.0

0.4 3.0 4.4 5.9 7.3 8.8 10.2 11.7 13.1 14.6 16.0

0.6 6.4 10.0 13.2 16.4 19.7 23.0 26.2 29.5 32.8 36.0

0.8 11.8 17.6 23.4 29.2 35.0 40.8 46.6 52.4 58.3 64.4

1.0 18.4 27.5 36.6 45.7 54.9 63.8 72.9 81.9 91.0 100.1

1.3 31.2 46.5 61.8 77.1 92.5 107.8 123.2 138.5 153.8 169.2

1.5 41.5 61.9 82.3 102.7 123.1 143.6 164.0 184.4 204.8 225.3

2.0 73.8 110.1 146.3 182.6 219.0 255.2 291.5 327.8 364.1 400.4

3.0 166.0 247.6 329.3 410.9 492.6 574.2 655.9 737.5 819.1 900.8

3.4 213.2 318.1 422.9 527.8 632.7 737.5 842.4 947.3 1052.1 1157.0

3.8 266.3 397.3 528.3 659.3 790.3 921.3 1052.3 1183.3 1314.3 1445.3

4.0 295.1 440.2 585.4 730.5 875.7 1020.8 1166.0 1311.1 1456.2 1601.4

4.7 407.4 607.8 808.2 1008.6 1208.9 1409.4 1609.7 1810.1 2010.5 2210.9

5.0 461.1 687.9 914.6 1141.4 1368.2 1595.0 1821.8 2048.6 2275.4 2502.2

6.0 663.9 990.5 1317.1 1643.7 1970.2 2296.8 2623.4 2950.0 3276.5 3603.1

7.0 903.7 1348.2 1792.7 2233.2 2681.7 3126.2 3570.7 4015.2 4459.7 4904.2

8.0 1180.3 1760.9 2341.5 29220.6 3502.6 4083.2 4663.8 5244.4 5828.0 6405.5

9.0 1493.8 2228.6 2963.4 3698.2 4433.0 5167.8 5902.6 6637.4 7372.2 8107.0

10.0 1844.3 2751.4 3658.6 4565.7 5472.9 6380.0 7287.2 8194.3 9101.5 10008.7

12.0 2655.7 3962.0 5268.3 6574.6 7880.9 9187.2 10493.5 11799.8 13106.2 14412.5

18.0 5975.4 8914.5 11853.7 14792.9 17732.1 20671.3 23610.5 26549.7 29488.8 32428.0

35.0 22592.0 33704.1 44817.3 55930.0 67042.7 78155.3 89268.0 100380.6 111493.3 122605.9

【 배관 두께계산 공식 】

배관(파이프) 두께 (MM) = 사용압력 (kg/cm²) X 관의 외경(mm) + 2.54

175 X 재료의 허용응력 ( KG/MM2)

간편한 배관 스케듈은 10 ~ 160까지 있으며, 계산공식은 아래와 같습니다.

SCH = 10 X 사용압력 / 재료의 허용 응력

토출배관경

7기압의 압축공기를 100M 이내에서 이송할때 배관경에 따른 이송가능공기량은 아래표와 같 다. 100M이상의

거리까지 이송하는 경우에는 압력손실계산또는 아래표의 권장 호칭관경보다 한단계 큰 배관을 선정 하십시요.

3.3.3-2.노즐에서의 공기량 구하는 방법

예제】노즐 직경 1MM 로 게이지 압력 7 의 압축공기가 연속분사될 때 분사되는 공기량은?

(온도조건 20℃)

【해】

각 구경별 온도 20℃일 때 노즐에서의 분사량표

( 단위 ℓ/min)

a : 노즐 단면적

: 절대압력(p+1.0332)

c : 유량계수 100%=1

T : 절대온도(t+273)

V : 공기 분사량 ℓ/min

관 기 수관 경(inch)

1/2 3/4 1 1 1/4 1 1/2 2 2 1/2 3 4

게이트 밸브 0.11 0.13 0.17 0.23 0.26 0.34 0.40 0.49 0.64

엘보(45。) 0.24 0.30 0.37 0.4949 0.58 0.73 0.88 1.10 1.43

티 0.34 0.43 0.55 0.70 0.82 1.07 1.28 0.58 2.07

엘보(90。) 0.52 0.64 0.79 1.07 1.25 1.58 1.89 2.35 3.11

기준티 검출구 통과시 10.1 1.28 1.62 2.13 2.47 3.17 3.78 4.72 6.19

반밸브 1.25 1.55 1.98 2.59 3.02 3.90 4.63 5.76 7.56

체크밸브 1.31 1.62 2.07 2.71 3.17 4.08 4.85 6.04 7.92

앵글밸브 2.83 3.51 4.48 5.88 6.89 8.84 10.67 13.11 17.40

그로브밸브 5.67 7.04 8.96 11.77 13.78 17.68 21.03 26.21 34.40

용

접

엘

보

슈트(90。) - - 0.49 0.64 0.73 0.95 1.13 1.43 1.86

로크(90。) 0.21 0.28 0.35 0.46 0.55 0.70 0.82 1.04 1.34

슈트(45。) - - 0.31 0.41 0.49 0.61 0.73 0.92 1.19

로크(45。) 0.13 0.18 0.23 0.30 0.35 0.46 0.52 0.67 0.89

유량

ℓ/min

초압 5 에서 가스관 1000m당 압력강하( )

1/2 3/4 1 1 1/4 1 1/2 2 2 1/2 3 4

100 0.134 0.031 0.009 0.002

200 1.535 0.124 0.036 0.010 0.005

300 1.204 0.278 0.081 0.023 0.011

400 2.141 0.496 0.146 0.040 0.018

500 3.336 0.773 0.227 0.175 0.029

600 4.806 1.111 0.326 0.090 0.042

700 1.517 0.445 0.122 0.057

800 2.049 0.580 0.161 0.075

900 2.508 0.773 0.203 0.095

1000 3.039 0.908 0.250 0.116 0.035

1500 2.042 0.564 0.263 0.079

2000 3.631 1.004 0.466 0.140 0.040

3000 2.257 1.047 0.316 0.091 0.038

4000 4.010 1.864 0.561 0.161 0.068

5000 2.910 0.877 0.251 0.106

6000 4.195 1.260 0.363 0.152

7000 1.715 0.493 0.208 0.055

8000 2.241 0.644 0.271 0.072

9000 2.836 0.814 0.344 0.091

10000 3.052 1.007 0.424 0.112

15000 2.264 0.954 0.252

20000 4.022 1.696 0.499

3.3.3-3. 압축공기 이송배관의 압력손실 계산법

배관자재를 단통직영으로 환산한 길이 단위 : m

계산예 : 초압 7 에서 2B가스관 100m, 엘보 5개, 티 3개를 사용하여 6000ℓ/min 흐를 때

압력강하 ΔP는

사용압력단위별 5기압,7기압, 9.9기압 별 1000M당 통과유량당 압력손실표

유량

ℓ/min

초압 7 에서 가스관 1000m당 압력강하( )

1/2 3/4 1 1 1/4 1 1/2 2 2 1/2 3 4

100 0.120 0.25 0.007 0.002

200 0.479 0.102 0.027 0.007 0.003

300 1.077 0.229 0.061 0.016 0.007

400 1.915 0.408 0.108 0.028 0.012

500 2.993 0.637 0.169 0.044 0.019

600 4.309 0.917 0.243 0.063 0.028

700 5.808 1.248 0.331 0.086 0.038

800 1.630 0.432 0.112 0.049

900 2.067 0.547 0.142 0.062

1000 2.547 0.675 0.176 0.077 0.028

1500 5.731 1.519 0.395 0.174 0.050

2000 2.700 1.703 0.309 0.090 0.035

3000 6.075 1.511 0.694 0.200 0.051 0.022

4000 2.811 1.235 0.340 0.090 0.038

5000 4.393 1.929 0.500 0.150 0.060

6000 6.325 2.778 0.800 0.210 0.084

7000 3.779 1.100 0.300 0.120 0.032

8000 4.938 1.300 0.370 0.150 0.042

9000 6.248 1.700 0.430 0.190 0.051

10000 1.900 0.550 0.260 0.062

15000 4.300 1.500 0.500 0.145

20000 2.800 2.300 0.900 0.236

유량

ℓ/min

초압 9.9 에서 가스 관 1000m당 압력강하( )

1/2 3/4 1 1 1/4 1 1/2 2 2 1/2 3 4

100 0.018 0.017 0.005 0.001

200 0.296 0.069 0.020 0.006 0.003

300 0.666 0.154 0.045 0.012 0.006

400 1.184 0.274 0.080 0.022 0.010

500 1.850 0.428 0.126 0.035 0.016

600 2.664 0.617 0.181 0.050 0.023

700 3.625 0.839 0.246 0.068 0.032

800 1.096 0.321 0.089 0.041

900 1.387 0.407 0.112 0.052

1000 1.174 0.502 0.141 0.065 0.019

1500 3.855 1.310 0.312 0.145 0.044

2000 2.009 0.555 0.258 0.078 0.020

3000 4.521 1.250 0.581 0.175 0.050 0.021

4000 2.222 1.032 0.310 0.089 0.038

5000 3.471 1.613 0.485 0.139 0.059

6000 4.999 2.323 0.698 0.210 0.085

7000 3.162 0.951 0.273 0.115 0.030

8000 4.129 1.250 0.356 0.150 0.040

9000 5.226 1.571 0.451 0.190 0.050

10000 1.940 0.557 0.235 0.062

15000 4.364 1.254 0.528 0.140

20000 2.229 0.939 0.248

3.3.3-4. 에어 실린더의 소요공기량을 구하는 방법

계산식

Q : 소요공기량 (ℓ/min)

D : 실린더 직경 (㎝)

L : 스트로크 (㎝)

N : 1분간 작동회수 (회/min)

: 작동압력 ( )

n : 단동ㆍ복동으로 결정되는 정수 단 1, 복 2

: 사용본체

Q' : 스트로크 1㎝를 1분간 1회작동하는 경우의

소요공기량

Q = Q'LN n

【예제】실린더 직경 100㎜ 스트로크 80㎜ 1분간 작동회수 12회, 작동압력 7 G

복동 10 개의 에어실린더를 작동시키는 경우의 소요공기량 및 압축기의 마력을 구하시오.

【해】실린더 직경 100㎜ 작동압력 7 G의 조건을 표에서 Q를 구하면 0.612ℓ/min로 된다.

따라서 소요공기량(Q)는

Q = 0.612×8×12×2×10 = 1175(ℓ/min)

공기 압축기의 선정 작동압력 7 G이므로 NH형으로 하고 표준흡입상태의 공기량이

1323ℓ/min(공기 실린 더만의 소요공기량이고, 배관부분의 소요량은 포함되지 않았다) 이상

필요하기 때문에 체적 효율 65%로 하면 피스톤 배제량은

의 기종으로 하면 좋다.

선정기종 NH-15(피스톤 배제량 1909ℓ/min, 연속 및 단속운전 겸용형)

4. 공기압축기의 문제해결

4.1 공기압축기에서 주로 발생하는 문제점

공기압축기에서 발생하는 문제점은 유형에 따라 다양한 형태로 나타나며 여러 가지 요인에 의해서 발생

합니다. 스크류형 압축기에서 급유식 압축기와 무급유식 압축기에서 발생하는 문제점에 대한 TROUBLE

SHOOTING GUIDE를 참고 하십시오. 실제로는 자료에서 보는 것보다 더 많은 현상과 원인/대책이 있을

수 있습니다. 압축기에서 발생할 수 있는 모든 문제 현상에 대해 살펴보는 것은 압축기를 점검하고 정비

하는 써비스맨에게 일임하고 여기서는 대표적으로 문제될 수 있는 현상에 대해서만 살펴보도록

하겠습니다. 압축기에서 발생하는 문제의 대표적인 사례는 다음과 같습니다.

1) 유량 저하

2) 온도 상승

3) 과전류

4) 압력상승

5) 오일 소모량의 과다

4.1.1. 유량 저하

이와 같은 경우는 보통 압축기의 흡입 계통에 문제가 있는 경우가 많습니다.

압축기의 유량이 서서히 감소하는 경향을 보일 때는 흡입휠타 엘레멘트가 먼지로 오염된 경우입니다.

유량의 변화 (실제로 사용하는 입장에선 말단의 압력이 저하되는 현상) 가 계절적인 차이를 느끼거나

하루중 오전과 한낮의 차이가 발생한다면 이는 흡입 온도의 상승에 따른 문제입니다.

압축기의 유량이 갑자기 감소하는 경향을 보이면 이러한 경우는 보통 흡입밸브의 제어 계통에 이상이

있거나 배관 계통의 누설이 원인이 됩니다.

급유식 스크류 압축기의 유량저하 원인으로 압축기본체(에어엔드)의 효율 저하가 지적되는 경우는

거의 없습니다.

4.1.2. 온도 상승

압축기의 토출온도가 상승하는 경우는 냉각계통(쿨러류)의 오염이나 냉각매질(공기 또는 냉각수)의

부족/온도상승이 원인입니다. 공냉식 압축기의 경우 쿨러에 장착된 냉각핀이 먼지에 의해서 오염된

경우가 대부분이고 시운전 단계부터 온도 상승의 문제가 일어난다면 주위 온도에 문제가 없다면

덕트의 크기가 부적절하거나, 덕트 설비가 없는 경우 냉각공기의 재유입에 의한 문제가 원인일 수

있습니다. 때때로 덕트에 설치된 댐퍼를 닫아두고 운전하여서 문제를 일으키는 경우도 있으며,

압축기의 냉각공기 입구에 설치된 더스트 휠타를 청소하지 않아 냉각공기의 유입을 방해함으로써

온도가 상승하는 경우도 있었습니다.

수냉식 압축기의 경우는 냉각기의 오염이 가장 빈번한 문제로 발생합니다.

이러한 오염은 냉각수의 수질 관리가 제대로 되지 않을 때는 급속히 발생하기도 합니다.

수냉식 압축기에서는 냉각수 배관의 입, 출구 온도와 압력을 관찰함으로써 문제의 원인을 쉽게 짐작할

수 있습니다. 냉각수의 입출구 온도차가 큰 경우는 냉각유량의 부족이 원인이며 이때는 냉각라인의

스트레이너가 막힌 경우가 많습니다. 냉각수의 입출구 온도차가 별로 없고 냉각수의 입, 출구 압력에

문제가 없다면 쿨러의 오염이 원인입니다.

4.1.3. 과전류

압축기의 전동기에 과전류가 발생하는 것은 전원계통에 있거나 실제 압축기 부하가 커지는 경우의

두 가지입니다. 전원 계통의 이상은 통상적으로 저전압에 의해서 발생하며 드물게는 전자접촉기의

이상에 의한 경우도 있습니다.

실제로 압축기의 부하가 커지는 경우는 압축기의 토출압력이 상승하는 경우입니다. 압축기의

제어 계통에 문제가 없을 경우, 실제적인 압축기의 토출압력 상승에 의한 부하의 증가는 무급유식

압축기에서는 드물게 발생하며, 급유식 압축기에서는 가끔씩 발생하는 문제입니다.

급유식 압축기에서 제어계통의 이상이 없는 경우에도 압력이 상승하는 원인은 유회수기(OIL SUMP)

엘레멘트의 막힘이 원인입니다. 급유식 압축기에서 흡입계통의 관리가 잘 안되거나 압축기가 고온에

서 장시간 운전된 경우 유회수기 엘레멘트의 차압은 1 ∼ 2 Kgf/cm2 이상이 되는 경우도 있으며

이 경우 토출압력의 상승에 따라 압축기의 부하도 같이 상승하므로 압축기는 과부하 상태가 되게

됩니다.

4.1.4. 압력상승

압축기의 압력이 상승하여 안전변이 작동하는 경우는 거의 제어 계통의 이상입니다.

압축기의 제어 계통은 압력스위치와 콘트롤밸브, 흡입밸브, 전자변(솔레노이드밸브)로 이루어진

경우가 대부분입니다.

이러한 제어 계통이 막히거나 파손/소손 된 경우 압축공기의 흡입을 계속하여 안전변이 작동합니다.

드물게는 안전변의 이상이 있는 경우도 있으나 발생빈도는 현저히 낮습니다.

NO 내 용 원 인 대 책

1 기 동 불 능

1) 기동반의 고장

2) 과전류 relay 작동

3) 온도 relay 오동작

4) 압축기 회전불능

점검, 수리

릴레이 설정치 확인

점검, 교환

회전불능의 경우는 분해, 수리

2 압축기 본체의 이상 소음

1) 베어링의 이상

2) Oil 속의 이물질 혼입

3) 급유량 부족

㉠ 유회수기內 Oil 부족

㉡ Oil line內에서의 저항

점검, 수리

점검, 교환

유면계 점검, Oil 보충

Oil filter, Oil cooler, 본체로

주입하는 노즐점검, 청소

3 작동압력의 상승

1) 압력조정밸브의 풀림

2) 조정불량

3) 압력조정밸브 다이아후램 파손

4) 흡입조정밸브 다이아후램 파손

5) 압력계의 고장

6) 압력조정 pipe內에서의 고장

재조정

압력조정 Valve의 조정핸들 재조정

diaphram 교환

diaphram 교환

교환

점검

4 토출 공기 압력의 강하

1) 압력계 고장

2) 보압밸브의 설정불량

3) pipe line에서의 누설

교환

재조정

점검, 수리

5토출 공기 온도가

60℃ 이하

1) 온도조정밸브 불량

2) 온도계 불량

온도조정밸브의 Element 교환

교환

6 토출온도 relay의 작동

1) Oil cooler의 능력저하

2) Oil cooler내부의 막힘

3) 기온이 너무 높다

4) 온도조정밸브 불량

Oil cooler청소

청소

압축기室의 환기

온도조정밸브의 Element 교환

7 안전밸브의 작동1) 용량 조정장치 불량

2) 안전밸브의 설정불량

분해, 점검, 청소

재조정

8윤활유 소비량의

증가

1) 유회수기 연결 오리피스 막힘

2) 유회수기 Element의 파손과 노화

분해, 점검, 청소

교환

9 과전류 릴레이의 작동

1) 과전류

2) 저전압

3) 압축기의 over load

4) 용량조정밸브의 설정이 너무 높다

전류측정

전압의 복귀

본체분해, 점검

Element점검, 교환 재조정

4.1.5. 오일소모량 과다

급유식 압축기에서는 오일소모량이 많아지는 문제가 생길 수 있습니다.

압축기에서 오일 소모가 많아지면 소모된 오일은 압축공기와 함께 배관으로 유출되어 압축기 후단

라인을 심하게 오염시키는 경우가 있습니다.

이러한 과다 오일의 유출문제는 대부분 유회수기 엘레멘트의 노후화에 따른 과다 차압 발생이나

엘레멘트의 파손이 주된 원인이지만 압축기의 운전 온도가 높을 때에도 오일 소모량은 많아지는

경향을 나타냅니다.

또한 압축기에 맞지않는 등급의 오일을 사용하거나 하는 경우에도 오일소모량은 많아질 수 있습니다.

5. 문제의 원인과 해결책

5.1 공기압축기고장 원인과 대책

다음 표는 급유식 압축기와 무급유식 압축기의 고장 원인과 대책 및 유지보수 정비기준 입니다.

급유식 스크류 압축기의 고장의 원인과 대책 (1/1)

5) 유회수기내 저항증대

6) 윤활유의 노화

Element점검, 교환

내부청소 후 윤활유 교환

10 압축기 구동축 누유 1) Mechanical seal 불량 점검, 교환

5.2 공기압축기 사용시 안전사고 예방법

다음은 공기 압축기와 시스템을 취급함에 지켜야할 안전사고 예방법이며, 이 경고를 따르지 않으면

공기 압축기의 손상은 물론, 인명과 재산에 막대한 피해를 줄 수 있습니다.

① 공기 압축기는 정상적인 대기공기만을 흡입하여 압축하도록 설계되어있으므로, 다른 종류의 가스,

기체, 증기류는 공기 압축기에 흡수되거나 사용되지 말아야 합니다.

② 공기 압축기의 정비작업 개시전에 리모트 컨트롤러를 포함하여 모든 전원을 차단하여야 합니다.

(전원차단기는 가급적 압축기 유니트 외부에 별도로 장착하는 것이 안전합니다.)

③ 정비작업 전 공기 압축기의 내부압력을 모두 제거하여야 합니다. 시스템의 압력차단을 목적으로

체크밸브에 의존하지 마시고 촉감과 압력계기 모두 확인 하십시요.

④ 알맞은 규격의 안전밸브를 설치하여야 합니다.

안전밸브의 미비는 공기 압축기와 그 부품의 파손 또는 폭발을 가져올 수 있습니다.

⑤ 안전밸브의 설정압력을 변경하거나 그 기능을 제한하거나 플러그로 대체하지 마십시오.

공기 압축기 시스템의 과도한 내부압력은 막대한 인명과 재산상의 피해를 줄 수도 있습니다.

⑥ 공기 압축기 시스템 어느 부분에도 플라스틱 파이프, 고무호스 또는 납땜을 사용하지 마십시오.

사용압력보다 충분한 강도를 지닌 사용이 허가된 파이프를 시공치 않으면 매우 위험합니다.

⑦ 에어 필터나 부품의 세척에 인화성 또는 독성이 있는 신나, 솔벤트를 사용하지 마십시오.

⑧ 공기 압축기가 작동중일 때에는 정비작업을 시도하지 마십시오

⑨ 규정된 압력이상으로 공기 압축기를 작동하지 마십시오

⑩ 공기 압축기가 작동중일 때에는 보호외피나 판넬을 제거하지 마십시오

⑪ 매일 게이지를 관찰하여 공기 압축기가 정상작동임을 확인하십시오.

⑫ 모든 보수/정비 수칙을 지키고, 모든 안전장치를 정기점검계획에 따라 점검 하십시오

⑬ 압축된 공기는 위험하므로 함부로 다루지 마십시오.

⑭ 항상 순정 윤활유를 사용하시고 교환시간을 지키십시오

5.3 여름철 공기압축기 관리방법

기온이 상승하는 여름이 되면 일기예보에는 겨울철에는 볼 수 없는 예보가 하나 등장합니다. 바로

불쾌지수에 대한 예보입니다. 온도가 올라가고 습도마저 높아지는 후덥지근한 날이면 불쾌지수는 급격한

상향곡선을 그리게 되고 에어콘도 선풍기도 없다면 견디기 어려운 날씨가 될 것입니다. 이럴 때 관리하던

압축기마저 말썽을 부린다면?

하지만 사람과 마찬가지로 압축기도 높아진 불쾌지수만큼 힘들어지는 시기가 이 때입니다.

압축공기는 공장설비에서 가장 많이 사용되는 동력원 가운데 하나일 뿐 아니라 그 이용 또한 점점

확대되고 있는 추세에 있습니다. 압축공기는 공압공구, 컨베이어, 수송기계 와 자동제어, 제조공정 등에

사용되고 있으며 압축공기 시스템은 그 신뢰성과 편리함으로 인하여 이제 제 4의 동력원이라고까지 불리고

있습니다. 이와 같은 이유로 압축공기의 공급이 중단된다면 전력공급이 중단되는 경우와 같이 막대한

손해를 가져올 수 있습니다.

여름철에 발생하는 압축기의 트러블을 살펴보았을 때, 발생하는 트러블의 20%정도는 올바른 설치와

정비절차를 지키면 피할 수 있는 것들이었습니다.

아래에서는 산업용 압축기로 가장 많이 사용되고 있는 급유식 스크류 압축기를 기준으로 하여 여름철

압축기의 관리요령에 대하여 기술하였습니다. 본격적인 장마와 무더위가 시작되기 전에 압축기의 설치위치,

환기, 배관, 드라이어, 필터, 냉각시스템과 예방정비 등에 관하여 다시 한번 검토해 보시고 건강하고

활기찬 여름을 보내시기 바랍니다.

여름철에 발생하는 압축기의 중요 관리 포인트는 운전온도와 드레인(응축수) 문제입니다.

5.3.1. 압축기 운전온도 상승의 경우

최근에 운전되고 있는 대부분의 압축기는 공냉식 냉각방식을 채택하고 있습니다. 이 경우 냉각공기

매질은 압축기실에 있는 대기공기이므로 외기의 온도상승은 곧 냉각공기의 온도상승을 의미하고 이로

인한 압축기의 냉각성능 저하로 압축기의 운전온도는 상승하게 됩니다. 일반적인 급유식 스크류압축기의

운전온도는 70℃ ∼ 80℃ 범위에 있으며 여름철에는 75℃ ∼ 85℃ 범위 내에서 운전됩니다.

압축기의 운전온도가 85℃를 넘어 서게될 때에는 오일의 산화에 따른 점도지수 상승으로 사용윤활유

의 수명이 급격히 짧아지고 오일 속에 탄화물과 슬러지가 발생할 우려가 높아집니다.

따라서 압축기의 운전온도는 85℃ 이하에서 운전되도록 관리하여야 합니다.

압축기의 운전온도가 상승하는 원인은 아래와 같습니다

5.3.1.-1 압축기실의 온도의 상승

공기 압축기 및 드라이어와 같은 압축공기 시스템은 많은 양의 열을 발생시키기 때문에, 적절한

환기장치를 설치해 주어야 합니다. 압축기로부터 발생되는 열의 대부분은 보통 압축기의 상부에

있는 쿨러로부터 방출되므로 공냉식 압축기를 설치할 때에는 쿨러 상부에 덕트를 설치하여 더워진

냉각공기를 외부로 배출시키는 방식을 주로 사용합니다. 덕트설비가 어려운 경우에는 환기팬을

설치하여 강제배기 시키거나 자연환기방식을 통한 열의 방출을 시도하는 경우도 있습니다만 압축기의

용량이 작은 경우가 아니면 현실적으로 덕트설비 보다 효율적이지 못한 경우가 대부분입니다.

압축기에 덕트설비를 하지 않고 여러 대를 동시에 운전하는 경우에는 압축기로부터 배출되는

뜨거운 공기가 다시 압축기로 유입되거나 다른 압축기의 흡입구, 드라이어 쪽으로 향하지 않도록

주의하셔야 합니다.

덕트 설비의 경우 덕트의 배기저항은 3mmAg 이하가 되도록 크기를 결정하시고 압축기마다

개별적으로 설치하셔야합니다. 설치공간상의 이유로 두 대의 압축기를 하나의 공통 덕트로 연결하신

경우에는 배기가 원활하지 않을 뿐 아니라 운전되고 있는 압축기의 열이 옆에 있는 압축기를 통하여

재유입될 가능성마저 있습니다.

여름의 뜨거운 직사일광과 압축기로부터의 복사열로 인하여 압축기실의 온도는 상승되기 때문에

압축기실은 적절하게 환기가 이루어져야 합니다. 어떤 경우에도 압축기실의 온도가 40℃를 넘지

않도록 하셔야합니다.

수냉식 압축기가 설치된 경우에도 압축기에 탑재된 전동기는 공냉식인 경우가 대부분이므로

전동기로부터의 발생 열과 압축기의 복사열에 의하여 압축기실의 온도가 상승할 수 있기 때문에

압축기실의 환기는 수냉식, 공냉식에 관계없이 모두 중요합니다.

5.3.1-2 쿨러의 오염

A. 공냉식압축기

공냉식 압축기의 냉각은 쿨러의 냉각핀 사이로 외기공기를 흐르게 하여 열교환을 함으로써 이루어집니다.

외기공기 속에는 압축기가 설치된 주위환경에 따라 다수의 먼지와 이물질이 포함되어 있으며 냉각팬에

의하여 공기와 함께 압축기로 유입된 먼지나 이물질이 냉각핀에 부착하게 되면, 냉각공기의 흐름과

열전달을 방해받아 원활한 냉각이 이루어지지 않게 됩니다. < 하절기엔 장마등의 영향으로 특히 습도가

높아 오염과 부식 속도가 매우 빨라짐 >

따라서 압축기에서 발생한 열의 냉각이 잘 이루어지지 않게 되므로 압축기의 운전온도는 상승 하게되고,

그 결과로 윤활유의 수명이 감소되며, 탄화물과 슬러지의 발생을 일으킬 뿐 아니라 심하면 압축기가

정지하는 지경에 이르기도 합니다.

이럴 경우 쿨러를 청소해 주어야 하는데 냉각핀 사이의 오염물질은 보통 압축공기를 사용하여 제거

합니다. 압축공기를 불어주는 방향은 냉각공기의 흐름방향과 반대로 하시는 것이 좋으며, 쿨러의 위,

아래에서 골고루 청소하시는 것이 중요합니다. 보통 쿨러의 상부에는 덕트가 있기 때문에 쿨러의 청소를

위해서는 덕트의 일부룰 분해해야하는 경우도 있으므로 최초 덕트 설치시 쿨러청소를 감안하셔서 분해

및 청소가 용이하도록 덕트 측면에 <소제용 덮개가 달린 개구부를> 설치하시는 것이 바람직합니다.

압축기가 고온상태에서 장시간 운전될 때 오일이 제 때 교환되지 못하면 오일의 점도지수가 상승하고

오일속에 탄화물이 발생합니다. 정도가 심하지 않을 때에는 고온운전의 원인을 찿아 해결한 후 압축기

의 오일을 신유로 교체하여 압축기를 운전하면 탄화물이 신유 속에 녹아 나오면서 제거되므로 오일의

상태를 유심히 관찰하여 오일을 조기에 교환하면 큰 문제가 생기지는 않습니다. 그러나 탄화의 정도가

심하게 진행된 경우에는 탄화물이 쿨러의 튜브내부에 부착하여 두껍게 응고된 상태로 존재하기 때문에

신유로 교체하고 운전하더라도 오일의 흐름에 방해를 받고 쿨러의 열교환 성능도 방해를 받기 때문에

계속 고온으로 운전이 되는 그러면서도 발생된 탄화물은 제거가 되지 않는 상태에 이를 수도 있습니다.

이런 경우는 쿨러를 압축기로부터 분해하여 화학세관제로서 세정한 후 사용하셔야 합니다.

( 보통 이런 경우 압축기 본체의 베어링부위에도 탄화물이 형성되어 있으므로 압축기 전체를 오바홀

해야하는 경우도 있습니다 )

수냉식 압축기의 경우는 냉각수계통의 스케일발생에 따른 쿨러의 냉각능력 저하로 압축기의 운전온도가

상승하는 문제가 일어날 수 있습니다. 냉각탑을 사용하는냉각 시스템의 경우 냉각수의 중요성이 크게

인식되어있는 대형 냉각 시스템에서는 냉각수의 약품처리 및 관리가 잘 이루어지고 있으나, 순환수량이

적은 중, 소규모 냉각 시스템에서는 보통 관리가 소홀한 경우가 많아 냉각장애가 발생할 우려가 높습니다.

냉각탑에서 냉각되는 순환 냉각수는 구조상 대기에 노출되어 있어 먼지, 가스, 모래 등이 유입되어

농축되기 쉽고, 수온의 상승과 풍부한 용존산소, 각종 영양염에 의한 조류 및 미생물이 번식하기 쉬운

환경에 놓여 있을 뿐아니라 냉각수 중에 용해되어 있는 칼슘 등의 염류는 냉각수의 증발에 따라 냉각

시스템에 농축되어 쿨러와 같은 열부하가 높은 부분에서 과포화 상태에 도달함으로써 열교환튜브에

침전물을 형성하고 스케일을 발생시킴으로 열교환 효율을 저하시키는 장해를 일으킵니다.

특히 쿨링타워 내부의 충진제인 pvc 또는 pe 재질의 엠보싱필러는 40도이상의 냉각수가 유입되면

엠보싱이 풀리면서 일자로 붙어 냉각 능력이 대폭 상실되어 급격히 수온이 상승 됩니다. 따라서 수냉식

압축기의 경우는 냉각수 관리와 <냉각탑 충진제>가 중요한 관리 포인트가 됩니다. 증발량이 크므로

보충수라인의 개방과 볼탑의 작동상태는 항상 확인하셔야 합니다.

냉각수의 수질을 분석하여 수질 분석 결과가 좋지 않게 나왔을 때에는 적절한 수처리제의 사용을 검토

하시고, 주기적인 냉각탑의 청소 및 냉각수 교체 방안을 마련하실 필요가 있습니다. 이미 쿨러의 오염이

진행된 경우에는 쿨러를 분해하여 오염물을 제거하신 후에 사용하셔야 합니다. 쿨러의 세관방법은 쿨러의

오염정도와 상태에 따라 기계적인(물리적인) 방법하거나 적절한 세관제를 사용한 화학세관의 방법등을

사용하게되며 화학세관의 경우 세관제에 의한 환경을 오염이 발생하지 않도록 주의하시기 바랍니다.

5.3.1-3 더스트필터의 오염

압축기가 운전되는 공기 중에는 환경조건에 따라 먼지뿐만 아니라 여러 가지 부유 물질과 모래, 흙과

같은 이물질이 포함되어 있습니다. 이러한 물질에 의해 압축기의 공냉식 쿨러와 흡입 필타가 조기에

막히는 것을 예방하기위하여 압축기의 냉각공기 흡입구에는 더스트 필터( 먼지제거 필터)가 설치되는

경우가 있습니다. 이 필터가 막힐 경우 압축기로 유입되는 냉각공기의 양이 줄어들기 때문에 냉각공기량

부족으로 압축공기의 운전온도가 상승합니다. 더스트 필터는 별다른 공구없이 분해/조립이 가능하도록

설치되어 있으므로 항상 깨끗한 상태로 관리해주시고 먼지나 이물질로 오염이 된 경우에는 중성세제를

이용하여 청소한 후 말려서 사용하시면 됩니다. 하절기의 야간 운전시 압축기실에 전등이 켜져있는

경우 불빛에 유인된 날파리나 모기 같은 곤충류에 의해서 쿨러나 더스트 필터가 심하게 막히는 경우도

발생하므로 압축기실의 환기창에 방충망을 설치하시는 것도 도움이 됩니다.

5.3.1-4 기타의 경우

계절적 요인에 관계없이 압축기 내부의 유회수기 엘레멘트나 오일휠타 엘레멘트가 막히는 경우에도

압축기의 운전온도는 상승하게 됩니다. 이와 같은 경우는 제공된 압축기의 취급설명서를 참고하셔서

관련 부품의 교환이나 정비를 실시하시기 바랍니다.

5.3.2. 압축기의 운전온도가 지나치게 낮은 경우

압축기를 관리하는 입장에서 볼 때 압축기의 운전온도가 지나치게 상승하면 압축기가 정지되기 때문에

온도상승에는 민감한 반면 운전온도가 낮을 경우에는 이상이라고 생각하지 않고 오히려 안심하는 경향이

있습니다. 하지만 급유식 스크류압축기에서 운전온도가 지나치게 낮은 경우도 온도상승과 마찬가지로

심각한 문제가 발생할 수 있습니다. 압축기에서 운전온도가 높을 경우에는 윤활유의 산화에 의한

점도지수 상승의 문제가 발생되는 것에 반하여 공기압축기에서 운전온도가 지나치게 낮을 경우에는

윤활유의 유화문제가 발생합니다.

유화란 오일속에 수분이 혼입되는 것으로 보통의 상태에서는 물과 기름이란 말처럼 서로 분리되지만

공기압축기의 압축과정과 같이 비교적 온도가 높은 상태에서 회전하는 로타에 의해서 심하게 교반되기

때문에 오일과 물이 분리되지 않는 유화의 문제가 일어 날 수 있습니다. 또 유화까지는 이르지 않았다

하더라도 압축기의 순환 오일 속에 수분이 섞여 들어가면 베어링이나 금속부의 발청 문제와 윤활불량이

발생 할 수 있습니다.

압축기로 흡입되는 대기중의 공기속에는 습도로 표현되는 수증기(물)가 항상 포함되어 있습니다. 공기속에

포함된 수증기의 양은 상대습도로 표현되는데 이는 온도에 따라 공기속에 수증기상태로 있을 수 있는

수분의 양이 각각 다르기 때문입니다.

예를 들면

20℃ 공기 1m3 속에 최대로 존재할 수 있는 수분의 양은 17.3g 이고 이 때의 습도가 70% 라면

실재 존재하는 수분의 양은 17.3 x 0.7 = 12.11g 입니다.

온도가 30℃ 라면

30℃ 공기 1m3 속에 최대로 존재할 수 있는 수분의 양은 20 ℃ 때와는 달리 30.3g 이고 이 때의

습도가 70% 라면 실재 존재하는 수분의 양은 30.3 x 0.7 = 21.21g 이 됩니다.

압축기가 공기를 흡입하여 압축할 때에 함께 흡입된 수증기는 압축공기의 압력에 비례하여 농축되는데

보통은 압축기의 운전온도가 높으므로 유입된 수분은 수증기상태로 유회수기 내에서 존재하다가 압축

공기와 함께 토출되어 압축기의 애프터쿨러를 지나면서 냉각될 때 비로소 수분으로 응결되어 드레인

됩니다. 그러나 이 과정에서 압축기의 운전온도가 지나치게 낮다면 유회수기 내에서도 수증기의 응결이

일어나므로 유회수기 안에서도 드레인이 발생하여 축척되고 발생된 수분의 양만큼 오일의 레벨이 상승

하여 아주 심할 경우에는 오일은 라인으로 유출되고 압축기내에는 응축수로 가득 채워지는 결과를

초래할 수 도 있습니다. 급유식 스크류 압축기에서는 이러한 이유로 자동온도조절밸브를 설치하여

압축기가 과냉된 상태에서 운전되지 않도록 하고 있습니다. 압축기내에서 수분의 응결이 발생하지

않는 온도는 압축기의 토출압력과 흡입온도, 상대습도에 따라서 달라지지만 30℃ 습도 70% 토출압력

7Kgf/cm2 일 경우 유회수기 내에서 응축수가 발생하지 않기 위해서는 압축기의 운전온도가 67℃ 이상

이 되어야 합니다.

그러므로 압축기의 운전온도가 지나치게 낮거나 유면의 상승 및 압축기 가동전에 유회수기의 하부

드레인 밸브를 열었을 때 응축수가 보이는 경우에는 자동온도조절밸브를 점검하시고 필요시는 교체

하셔서 압축기의 운전온도를 응결온도 이상으로 상승시킬 필요가 있습니다.

5.3.3. 드레인의 배출

우리나라의 여름철은 고온다습하므로 여름철에는 자연 응축수의 발생이 많아집니다.

압축공기 속의 응축수는 압축공기 사용기기에 부식이나 오동작과 같은 여러 가지 문제를 일으키므로

애프터쿨러, 필터, 냉동식/흡착식 드라이어를 사용하여 발생된 응축수나 압축공기속의 수분을 제거하고

있습니다. 이 중에서 흡착식 드라이어를 제외하면 응축수의 외부 배출에는 주로 자동 드레인 트랩을

사용하고 있습니다.

자동 드레인 트랩으로 가장 많이 쓰이는 FLOAT TYPE의 경우 트랩의 자동배출기능이 작은 니들밸브에

의존하고 있으므로 배관 내에서 발생한 녹이나 이물질에 의해 밸브구멍이 막힐 경우 드레인의 배출에

문제가 생깁니다. 따라서 드레인트랩은 주기적으로 상태를 관찰하시어 작동이 원활히 이루어지는지

확인하시고 때때로 수동 드레인밸브를 열어서 응축수의 쌓임이 없는지 체크해보시는 것이 좋습니다.

자동 드레인 트랩 전단에는 반드시 스톱밸브를 설치하셔야 드레인 트랩의 고장 시에도 압축공기공급

시스템의 정지 없이 정비가 가능해 집니다. 자동트랩과 병행하여 수동 드레인 밸브를 설치해 두시면

트랩의 고장 시에도 드레인을 배출할 수 있을 뿐 아니라 트랩의 작동상태도 쉽게 점검할 수 있으므로

가능하면 설치해 두시는 것이 좋습니다.

100마력 압축기가 30℃ 습도 70% 7Kgf/cm2 으로 압축된 후 가압하 노점 4℃의 냉동식 드라이어를

거친다면 압축공기 공급시스템으로부터 배출되는 응축수의 양은 1시간에 16리터가 넘는 양이 됩니다.

이처럼 무시하기 어려운 양의 응축수를 배출하는 드레인트랩이 막혔을 경우에는 트랩을 분해하여

막힌 곳을 뚫어주시고 내부를 청소해 주시면 대부분 정상적으로 작동이 이루어집니다.

급유식 압축기의 응축수에는 압축공기와 함께 토출된 소량의 오일이 혼재하고 있기 때문에 응축수를

아무런 여과장치 없이 바닥에 함부로 버리는 것은 환경과 토양을 오염시킬 수 있습니다. 유수분리기

와 같은 적절한 장치를 사용하여 여과하신 후에 방류 할 수 있도록 하여 주십시오.

5.3.4. 외기 온도 상승이 압축기의 성능에 미치는 영향

공기는 온도가 상승하면 팽창하고 온도가 떨어지면 수축합니다.

우리가 사용하는 압축기는 대부분 용적형 압축기로써 압축기 1회전당 퍼 담을 수 있는 공기의 양은

일정하기 때문에 흡입공기의 온도가 상승하여 공기가 팽창된 상태로 흡입되면 팽창된 만큼의 유량

저하가 발생합니다. 산술적으로 압축기의 흡입온도가 10도 상승할 때마다 압축기의 유량은 대략 3%

씩 감소합니다. 이는 온도에 따른 흡입공기의 팽창에 의한 것으로 압축기의 좋고 나쁨과는 무관한

물리학적인 현상입니다. 그러므로 압축기로 흡입되는 공기는 가능한 한 온도가 낮고 깨끗한 공기가

흡입될 수 있도록 하는 것이 중요합니다. 조금만 유의한다면 똑같은 돈(전기요금)을 들여서 더 많은

공기를 생산 할 수 있습니다. ( 압축기가 새 것 이든 오래된 것이든 관계가 없습니다.)

5.3.5. 운전기록의 유지와 관리

누군가가 “효율적인 압축공기 시스템을 유지하는데 있어서 가장 중요한 점은 무엇 입니까?하고 묻는다면

가장 적절한 대답은 “예방정비”가 될 것입니다. 이는 압축기를 사용하면서 문제가 발생하고 난 다음

정비를 시행 할 경우에 발생하는 추가적인 비용을 절감하는 적극적이면서 예측 가능한 정비방법이기

때문입니다. 예방정비를 실행하는 방법 중의 하나는 압축기의 운전상태를 기록하고 그 운전자료

로부터 압축기의 상태에 대한 경향을 분석하는 것입니다.

운전자료로 기록해야 할 데이터는 압력, 온도와 전압, 전류와 같은 전기 자료 등을 포함하는 기본

운전 변수들이 될 것이고 이러한 운전기록을 살펴봄으로써 정비가 필요한 부분을 판단할 수 있습니다.

예를 들어, 압축기의 운전온도가 서서히 증가하는 것은 쿨러의 청소나 시스템의 과부하, 기타 기계적인

문제들을 포함한 다양한 형태의 정비가 필요하다는 것을 알려줍니다. 다른 예로 만일 압력이 서서히

감소하는 경우는 시스템의 사용 공기량이 증가하거나, 압축기의 성능이 떨어지거나, 휠타류의 막힘이

있거나 시스템에 누설이 발생하고 있다는 것을 말해줍니다. (압축기의 운전일지 기록양식의 표준은

압축기와 함께 제공된 취급설명서의 뒷면에 기재되어 있으므로 참고하시기 바랍니다.)

운전기록을 기록하게 된 다음에, 간과하기 쉬운 것은 자료의 분석입니다. 만일 기록만하고 자료를

다시 검토하지 않는다면 운전 자료로부터 얻을 수 있는 유용한 정보들을 사장하는 결과를 초래할

것입니다.

5.4 겨울철 압축기 관리 요령

찬바람이 불고 외기 온도가 낮아지는 겨울이 되면 압축기도 겨울나기 준비를 해야 합니다

여름철은 압축기의 주위온도 상승에 따른 토출온도 관리가 가장 중요한 포인트가 됩니다만

동절기는 응축수나 냉각수의 동결방지 대책과 온도하강에 따른 윤활유의 점도상승으로 인한 압축기의

초기 기동이 곤란한 문제에 대한 대책이 요구됩니다.

5.4.1. 수냉식 압축기의 경우

수냉식 압축기의 경우 무엇보다 중요한 것은 냉각수라인의 동파 방지 대책입니다.

압축기가 운전되고 있을 경우에는 압축기의 발생열량이 있기 때문에 동파는 일어나지 않습니다.

그러나 압축기를 운전하지 않는 시간대에는 배관라인이 얼거나 동파되지 않도록 할 필요가 생깁니다.

일반적으로는 냉각수 펌프만 계속해서 기동을 시켜서 배관이 어는 것을 방지하고는 있습니다만 쿨링

타워와 연계되어 있는 경우가 대부분이므로 쿨링타워가 얼지 않도록 할 필요가 있습니다. 이럴 경우

는 쿨링타워 하부의 저수조에 투입히터를 설치하여 냉각수의 온도를 빙점이상으로 유지하는 방법을

사용합니다. 배관하부에는 정온전선을 설치하고 단열재로 배관을 보온하는 경우에도 배관의 동파는

예방할 수 있습니다. 냉각수 펌프를 가동하지 않는 경우 배관을 보온하고 히트 트레이싱(정온전선등

히팅케이블 설치)하는 것만으로는 완전한 동파 대책이 되었다고 볼 수는 없습니다. 수냉식 압축기의

경우 압축기 내부에 설치되어 있는 OIL COOLER나 AFTER COOLER 및 냉각수 배관은 보온되거나

정온전선이 설치되어있지 않기 때문에 압축기가 설치된 압축기실은 한겨울에도 온도가 0。C 이하로

떨어지지 않도록 해야합니다. ( 장시간 압축기를 운전하지 않을 경우는 냉각수 입/출구 밸브를 완전히

잠그고 냉각수를 드레인 시키십시오. 이 때 냉각수가 완전히 배출되도록 주의하셔야 하며, 밸브의

누설로 냉각수가 유입될 수도 있으므로 배출 플러그나 밸브는 닫지 않아야 합니다. )

겨울철 압축기실은 압축기가 운전되고 있을 때에는 압축기에서 발생하는 자체 열량으로 압축기실의

온도가 빙점이상으로 유지되도록 환기구를 조정하시고 (밀폐), 압축기가 운전되지 않는 야간시간대에는

히터를 켜두거나 하는 조치가 필요합니다.

냉각수배관에 대한 동결/동파방지 대책 이외의 압축기 관리요령은 공냉식 압축기의 관리방법과

동일합니다.

5.4.2. 공냉식 압축기의 경우

공냉식 압축기의 경우는 냉각수 라인이 없으므로 수냉식 압축기와 같이 냉각수 라인의 동결이나 동파

방지 대책이 필요하지는 않습니다만 압축기로부터 발생하는 응축수에 의해서 압축공기배관이 얼어서

막히는 경우도 있고 배관에 설치된 필터엘레멘트가 응축수에 젖어 있다가 밤새 얼어버리는 경우도

있습니다. 따라서 압축공기 배관에 대한 동결방지 대책과 관리가 필요합니다.

5.4.2-1. 압축기실은 항상 영상의 온도가 유지되도록 하십시오.

필요에 따라 환기구를 차단하거나 조정하시고, 압축기를 가동하지 않는 시간대에는 히터를 켜

두십시오.

5.4.2-2. 압축기와 필터, 탱크, 드라이어에 설치된 드레인 트랩의 작동상태를 확인하시고 응축수가 배관이나

장치내에 고여있는 일이 없도록 하십시오. 압축기를 정지하신 후에는 반드시 배관이나 리시버탱크,

드라이어 등에 장치된 드레인 밸브를 열어서 응축수를 완전히 배출하도록 하십시오.

5.3.2-3. 공냉식 압축기는 대부분 압축기에서 발생하는 열을 외부로 배출하기 위한 덕트가 설치되어 있습니다.

동절기에는 외부의 찬 공기가 계속 유입되고 되므로 압축기실내 온도가 영하로 떨어질 가능성이

있습니다. 이 때 덕트에 댐퍼 설비가 되어 있어서 압축기로부터 배출되는 뜨거운 공기의 일부를

압축기실로 되돌린다면 압축기실의 온도가 과도하게 떨어지는 것을 예방할 수 있습니다.

(댐퍼는 압축기 설치시 덕트공사를 하실 때 미리 준비가 되어 있어야 합니다.)

만약 댐퍼가 설치되어 있지 않다면 덕트의 측면부 일부를 사각으로 절개하고 절개부보다 조금 큰

카바를 쉽게 설치 할 수 있도록 준비하시면 겨울철에는 카바를 열어서 뜨거운 공기의 일부를

압축기실로 유입시키고 여름에는 카바를 닫아서 뜨거운 공기의 유입을 차단 할 수도 있습니다.)

5.3.2-4. 압축기가 여러대 설치되고 일부만 운전되고 있는 경우 정지한 압축기의 덕트를 통하여 외기공기가

압축기실로 유입되는 것을 흔히 볼 수 있습니다. 이 때 정지하고 있는 압축기의 방음박스 내부는

외기공기에 의해 샤워하고 있는 상태라 외기온도까지 떨어질 수 있습니다. 이럴 경우 유회수기 및

에어엔드 내부 오일의 온도하강으로 압축기의 기동이 어려워지므로 덕트를 통하여 외기가 압축기

내부로 유입되지 않도록 할 필요가 있습니다.

5.3.2-5. 압축기실을 영상으로 유지 할 수 없거나 압축기실 시설이 미비한 경우 추운날 아침에 압축기를

기동하려고 하면 기동이 잘 안되는 경우가 있습니다. 이것은 압축기의 에어엔드 내부에 있는 오일의

점도상승으로 압축기의 회전이 어려워지기 때문에 발생하는 현상입니다.

이럴 경우는 압축기의 카플링이나 벨트를 손으로 잡고 서너번 돌려주시고 난 다음에 기동해 보도록

하십시오. 대부분 기동이 이루어집니다만 압축기의 카플링이나 벨트에 접근하기가 용이하지 않다는

단점이 있습니다.

압축기실의 히터 설비가 용이하지 않은 경우 미흡하지만 압축기의 방음박스 내부에 백열전등을 하나

켜 두는 방법도 있습니다. 물론 압축기의 방음박스는 완전히 닫아두어야 합니다.

이 때 백열전구는 상당히 뜨겁기 때문에 조심하시고 백열전구가 파손되거나 깨지면서 화재가 날

수도 있기 때문에 압축기 내부가 청결하지 않은 경우에는 사용하지 마십시오

5.3.2-6. 급유식 압축기에서 유회수기 내부에 히터를 설치하는 방법은 에어엔드 내부에 있는 오일까지는

영향을 미치는 것이 아니기 때문에 완전한 효과를 기대할 수는 없습니다. 다만 유회수기 자체의

온도가 올라가면서 압축기 내부의 온도를 상승시키는 효과는 있기 때문에 기동을 보다 용이하게

할 수는 있습니다. 이 때 그냥 히터만 설치하는 것은 히터 표면의 온도상승으로 내부 오일을 태워

버리게 되므로 반드시 온도조절기와 병행해서 설치하셔야 합니다.

5.3.2-7. 압축기실에 있는 필터나 드라이어의 오토드레인 계통은 정온전선으로 히트 트레이싱 해주는 것이

온 도(℃) 50 48 45 40 38 35 32 30 27 25 22 20 16 13 10 9 4 2 0 -5

포화수증기량

(g/m)10.7 9.5 8.2 6.5 5.9 5.0 4.3 3.8 3.3 2.9 2.4 2.2 1.75 1.421.17 1.1 0.82 0.69 0.6 0.4

좋습니다. 이 때 정온전선의 자체 발열온도가 높지 않은 것으로 선정하셔야 오토드레인의 보울이

열에 의해 변형되는 것을 방지 할 수 있습니다.

6. 주변기기

6.1 제습장치(AIR DRYER)

6.1.1. 압축 공기 드라이어의 필요성

공기압축기에서 토출되는 압축공기 속에는 대기중의 수분과 먼지, 공해 물질 및 압축기의 윤활유 등이

농축, 혼합되어 있어 이러한 상태의 공기를 그대로 사용하게 되면 압축공기 시스템에 다음과 같은 여러

가지 문제를 일으킬 수 있습니다.

① 파이프내의 수분에 의해 파이프가 부식되고, 스케일이 발생해서 배관의 수명을 감소시킵니다.

또한 추운 겨울철 응축수로 인한 동파의 위험도 따릅니다.

② 부식등에 의해 발생된 스케일 및 이물질은 각종 공압기기의 고장원인이 되며 수명을 단축시킵니다.

③ 제어계통에 문제를 발생시킬 수 있고, CONTROL AIR 라인의 막힘이나 압력강하 등으로 대형 플랜트,

선박항공기, 보일러 등의 제어에 문제를 일으킬 수 있습니다.

④ 생산제품의 불량

― 도 장 : 마지막처리로 PAINTING할 때 포함된 수분은 수포를 형성하여 면이 곱지 못하고 재처리를

해야 하므로 막대한 경비가 소비됩니다.

― 식품공업 : 식품 가공시 수분에 의해 음식물을 변질시킵니다.

― 화학공업 : 수분에 의해 이상반응을 초래하고, 원료손실을 초래합니다.

― 주물 및 정밀기계제작 : 모래 HOPPER등이 막히거나 솔레노이드 밸브 및 AIR TOOLS의 비정상적

작동으로 정밀기계 제작이 어렵습니다.

― SAND BLASTING : 수분에 의해 부식 및 표면손상을 초래합니다.

⑤ 잦은 고장으로 보수 및 유지비용이 증가합니다.

6.1.2. 수분발생 과정 및 제거 방법

우리나라의 기후는 상대습도가 최대 99%에서 20%까지 기록되는데 여름철은 습도가 70∼90% 정도가

됩니다. 대기압 상태에서 70%의 상대습도를 가진 대기가 압축기에 의해 계기압력 7kg/㎠로 압축되면 상대

습도는 70×8=560%의 상대습도가 됩니다. 그러나 실제 수증기 상태로 존재하는 수분량은 100% 상대습도에

해당하는 포화 수증기량 뿐이고 나머지 460%의 상대습도에 해당하는 수분량은 물로 존재하게 됩니다.

압축된 공기가 포화 할 수 있는 포화 수증기량은 단위 m당 표와 같이 포함되어 있습니다. 아래 표에서

알수 있듯이 압축공기는 약 11℃ 온도가 하강함에 따라 포화수증기량은 약 50%정도 감소하게 됩니다.

이러한 효과를 이용해서 공기를 냉각시켜 공기중의 수분을 물로 응축, 제거하는 것이 냉동식 에어

드라이어입니다.

에어 드라이어는 크게 냉동식과 흡착식으로 나눌 수 있고 압축공기의 일반적 사용에서는 경제적인

냉동식을 사용하고 극히 건조한 공기를 필요로 하는 곳은 흡착식을 사용하여 수분을 제거합니다.

냉동식은 냉동기와 냉매를 사용, 입구공기를 낮은 이슬점(DEWPOINT)까지 냉각하여 공기 중에 포함된

수증기를 응축시켜 수분을 제거하고 흡착식은 건조탑과 흡착제를 사용하여 수분을 물리적으로 흡착함으로써

완벽하게 제거합니다.

<표10> 온도에 따른 포화 수증기량의 변화

6.1.3. 압축공기 건조

먼지나 미세한 녹 따위의 고형물은 필터로 완전히 제거가 가능하나 화학약품(특히 부식성 가스)은 간단하게

처리할 수 없으므로 원료공기의 흡입구를 깨끗한 곳에 설치하는 것이 압축공기를 사용할 때 최고 먼저

고려해야 할 사항입니다. 공기중의 습기는 압축기로 압축한 다음 드레인 세퍼레이터 또는 미세한 필터

등을 사용하여 분리하는 것으로는 포화상태 이하의 습도를 얻을 수 없습니다. 응축수는 배관이나 계기

등을 부식시켜 녹을 발생시킴은 물론, 노점 이하로 주위온도가 내려가는 경우 다량의 응축수가 발생되어

배관이나 계기류를 폐쇄시키거나 겨울철에는 드레인이 동결되어 계기류의 파손, 성능저하를 일으키는 등

트러블의 원인이 되므로 계장용 공기 및 공정용 공기의 제진 및 탈습장치는 압축공기를 사용하기 전에

반드시 드라이어를 설치해야만 합니다.

6.1.4. 건조정제장치(Dryer)의 종류

건조정제장치는 압축기체의 종류 및 건조정도에 따라 아래와 같이 분류할 수 있습니다.

① 흡착식 : 실리카겔, 활성 알루미나, 모큘러시브 등의 흡착제를 충진한 원통 속으로 압축공기를 유입

시켜 공기 속의 수분을 흡착제가 흡착하도록 함으로써 건조공기를 얻는 방법으로 산업용으로 가장 많이

사용됩니다. 일단 수분을 흡착시켜 포화된 흡착제는 흡착된 수분을 추방하는 재생공정을 통하여 반복

사용됩니다. 흡착제의 재생(건조)을 전기히터나 증기로 가열하거나 열풍을 사용하여 대기 속으로

수증기를 제거하는 것을 가열 재생형이라 하고, 건조된 공기 일부를 감압하여 수분을 방출시키는

것을 비가열 재생형이라 합니다. (일반적으로 노점 -40℃이하 생산)

② 흡수식: 염화리튬, 브롬화리툼 등 액상의 수용성흡수제를 이용 수분을 흡수하는 방식으로 부식성이

강한 미스트의 발생과 노점이 높은 관계로 현재는 거의 사용되지 않고 있습니다.

③ 냉동식 : 압축한 공기를 냉매나 브라인에 의해 열교환하여 압축공기의 온도를 낮추어 낮은 온도까지

냉각시켜 응축된 수분을 제거하는 건조방법으로 공기온도를 빙결(氷結)온도 이하로는 할 수 없으며

최고노점은 7 kg/㎠G 상태에서 2℃(대기압 -24℃정도)가 한계로써 주위조건과 용도를 고려하여야

합니다.

④ 화학식 : 공기 속의 수분과 화학 반응을 일으키는 흡수제를 사용하는 특수한 방법입니다.

6.1.5. 노점(이슬점) : DEW POINT

압축공기에서 습기응축을 막는 방법은 에어라인이나 설비가 놓여있는 곳의 가장 낮은 온도보다 더 낮은

온도까지 압축공기의 가압노점을 낮추어 주는 것입니다. 여기서 말하는 가압노점은 사용중인 배관내에

공기가 압축된 상태에서 습기가 응축하기 시작하는 온도이며, 이 온도는 대기압에서의 노점보다 훨씬

높은 온도입니다. 노점은 앞서 언급한 바와 같이 배관라인이 노출된 곳 중에서 가장 낮은 온도를

계측함으로써 결정되어지거나, 최저 수분량을 규정함으로써 결정됩니다. 주의할 점은 대기압노점과

가압노점의 구별이 반드시 이루어져야 합니다. 대기압 노점이란 대기압 하에서의 응축온도이지만,

가압노점은 실제 시스템 압력 하에서의 응축 온도입니다. 모든 에어시스템이 가압상태에서 작동하기

때문에 대기압 노점 기준으로 드라이어를 선정할 때는 대기압 노점을 압력노점으로 환산해주어야 합니다.

대기압하의 노점℃ -17 -43

7 kg/㎠G압력하의 노점℃ 10 -20

6.1.6. 계장 및 공정용 탈습장치에 고려할 사항

① 압축기가 급유식인 경우 흡착식 입구에서 필히 오일을 제거하는 장치를 부착하여야 하고 가급적

냉동식과 필터를 직렬 배치하여 주십시오,

② 처리공기의 입구온도를 낮게 유지하십시오.(온도조건, 냉각수 온도)

③ 물리적 드레인을 최대한 활용하십시오.(일일점검사항-드레인 트랩은 각종 이물질이 집결 되므로

주1회 이상 분해 청소하십시오)

수분배출을 철저히 할 필요가 있는 곳에는 노치(Notch) valve를 사용 하십시오.

④ 흡착제의 양과 질이 흡착능력을 좌우하고 흡착제의 재생조건이 탈습장치의 수명을 결정합니다.

⑤ 가열 재생식의 경우 완전재생을 위해 처리 유량의 8% 소모공기가 소비되며 비가열식의 경우 출구

노점에 따라 7∼20%의 건조공기 소모가 발생합니다.

압축기 용량 선정 시 고려하십시오

⑥ 사계절의 온도, 습도 변화에 따라 사용주기를 간편하게 변경할 수 있는 타이머를 사용하며 건조시간을

조정하십시오.

⑦ 노점은 외기 최저온도보다 5∼10℃정도 낮게 생산되도록 계획하십시오.

⑧ 연속(24시간)사용 또는 일시사용조건에 따라 기종을 결정하십시오.

가열 재생식 : 24시간 연속사용조건

비가열 재생식 : 10분 이상 일시사용 및 연속사용조건

⑨ 사용 장소의 건조도 조건에 따라 차등 탈습장치를 설치 활용하십시오.

⑩ 드레인 배출구의 감시를 철저히 하여 응축수의 배출이 원활하도록 하십시오.

6.1.7. 압축공기 제습용 드라이어 선정

드라이어 선정시에는 필요한 가압노점, 입구공기온도, 시스템 작동압력, 처리유량 및 비용등 5가지 인자를

반드시 고려해야 합니다. 에어 드라이어 제조사의 사양서에 있는 운전압력과 입구공기온도, 사용노점을

고려한 선정 표를 참고하시기 바랍니다.

고객의 현장조건에 따라 유량에 보정 값을 곱하면 적합한 모델을 선정하실 수 있습니다.

6.1.7-1) 유량

유량은 압축공기 시스템의 공기 소비량을 합함으로써 간단히 결정됩니다.

그러면 필요한 유량을 처리하기 위한 압축공기 드라이어의 사이즈가 결정됩니다.

6.1.7-2) 입구공기 온도

드라이어로 유입되는 입구에서의 압축공기의 온도는 드라이어 선정에 중요한 영향을 미칩니다. 공기의

수분함유량은 온도에 따라 좌우되기 때문에 높은 입구공기 온도는 보다 많은 수분이 제거되어야 하므로,

더 크고 비싼 드라이어가 사용되어야 한다는 것을 의미합니다. 그러므로 입구공기 온도를 낮추는 것은

초기 투자비와 운전비용을 최소화하는 것입니다.

입구공기 온도가 50℃를 초과해서는 안됩니다. 높은 입구공기 온도는 냉동식 드라이어의 냉각부하를

커지게 하고, 흡착식 드라이어의 건조제 흡착효율을 크게 감소시키므로, 입구공기 온도가 높은 공압

시스템에서는 공냉식/ 수냉식 애프터 쿨러가 반드시 드라이어 앞에 설치되어야 합니다.

경험에 의하면, 38℃의 입구공기 온도일 때 드라이어 비용은 최적입니다. 38℃이상에서는 드라이어

용량(비용)이 급격히 증가하고, 38℃이하에서는 애프터쿨러 사이즈와 비용이 증가합니다.

6.1.7-3) 시스템 작동압력

정확한 드라이어 선정을 위해, 드라이어가 사용될 작동압력이 결정되어야 합니다. 설계압력보다 낮은

압력에서 드라이어가 작동할 경우, 유속이 빨라져 접촉시간이 줄어들므로 높은 압력노점과 응축수가

배관으로 넘어가는 현상이 발생하고 드라이어의 응축 및 흡착 성능이 저하됩니다. 일반적으로 압력이

높을수록 유속이 늦어 단위 면적당 효율이 증가하므로 드라이어의 크기는 작아집니다.

6.1.7-4) 비용

비용은 드라이어 선정시 최종 고려사항 입니다.

압력노점이 낮을수록 비용은 증가하는데, 가장 경제적인 초기 투자비와 운전비용을 달성하기 위해서는

공압 시스템에서 필요로 하는 가압노점과 연관시켜 드라이어를 선정하여야 하며, 입구공기 온도 또한

현실적으로 가능한 낮춰야 합니다.

필터, 세퍼레이터 등을 전처리 또는 후처리용으로 선정할 때에도 유체의 특성, 제거 시킬 이물질의 종류에

따라 점진적으로 미세하고 정밀한 여과입자 혹은 흡착 엘리멘트를 사용하는 필터를 설치하는 것이

가장 우수한 압축공기를 얻을 수 있는 방법입니다.

6.2. 공기 저장 탱크(AIR RECEIVER TANK)

공기 압축기의 주변기기로는 공기 저장 탱크(Air Receiver Tank), 압축공기나 가스 속의 수분을

제거하기 위한 드라이어(Dryer), 이물질을 제거하기 위한 여과기(Filter)와 응축수 제거를 위한 드레인

트랩, 급유식 압축기의 응축수 처리를 위한 유수분리기 등이 있습니다.

이중에서 저장탱크는 내용적으로 그 크기가 표시되고, 드라이어나 필터 같은 경우에는 처리 가능한

유량범위를 사양서에 명기하고 있습니다. 각각의 기기 세부 사양에 대해서는 해당 사양서를 참조하시고

여기서는 각 기기의 개략적이 부분만 살펴보도록 하겠습니다.

6.2.1. 공기저장 탱크의 중요한 기능

① 맥동을 감소시켜 탱크 후단 배관내 압력과 유속을 항상 일정하게 유지시켜 줍니다.

그러나, 스크류 압축기나 원심식 압축기의 경우 토출 공기의 맥동이 거의 없기 때문에 맥동을

고려한 공기저장 탱크의 설계는 필요하지 않습니다.

② 공기 압축기의 용량을 초과한 공기가 필요 할 때를 대비합니다.

③ 공기 압축기가 너무 자주 load-unload를 반복하는 것을 막아줍니다.

④ 공기 압축기나 애프터 쿨러에서 나오는 수분을 배출시킬 수 있게 합니다.

적용되는 탱크용량은 보통 압축기의 부하-무부하 운전주기를 기준으로 하거나 최소유지시간을 기준

으로 하는 두 가지 방법 중 하나를 사용하여 크기를 결정합니다.

6.2.2. 공기저장 탱크의 용량선정 계산식

계산식1) 공기탱크의 저장용량으로 라인에서 요구하는 최저압력까지 하강하는데 걸리는 시간

T = V × ( P1 - P2 )

(C × P0 ) T : 저장유지 시간(min )

V : 공기저장탱크의 내용적(㎥)

P1 : 탱크 내부압력(KG/㎠G)

P2 : 최저유지 한계압력 (KG/㎠G)

C :분당 공기사용량(㎥/min)

P0 : 대기압력(KG/㎠A)

계산식2) 공기저장탱크의 내용적으로 공기압축기의 부하/ 무부하 주기를 검토하기 위한 계산식

T = ³P × T1 × 60V × 1

P1 × T2 × Q × M(1 - M)

△P : 압력스위치의 차압설정범위 ( KG/㎠ )

P1 : 대기압( KG/㎠A )

T1 : 공기탱크 입구절대온도 (273+섭씨온도)

T2 : 공기탱크 출구절대온도 (273+섭씨온도)

T : 압축기 부하/ 무부하 운전주기 ( sec )

V : 공기저장탱크 내용적(㎥)

Q : 압축기 유량(㎥/min)

M : 공기 사용율로서 사용 공기량을 압축기 유량으로 나눈 값 ( 0 ≤M≤ 1 의 조건이어야 한다.)

위의 계산식 분석해 보면 사용 공기량이 압축기에서 공기를 생산하는 양의 50% 즉, M 값이 0.5일 때

주기가 가장 짧습니다.

용적형 압축기에서 부하/무부하 운전주기는 1분 이상이 되도록 설계하는 것이 바람직합니다. 압축기의

최단 한계 주기는 45초 정도이므로 탱크의 용량결정시 참고하여 주십시오. 주기가 너무 짧으면 베어링과

조작부 및 솔레노이드 밸브 같은 전장품의 수명이 단축됩니다.

계산식3) 공기생산량/ 공기사용량/ 허용압력강하시간으로 용량을 계산하는 식

V = =C × ((1 - (C/Q )) × T × P0

P1 - P2

※ 현장점검을 통한 계산 검토 예

조사된 Data V : 공기저장 탱크 용량 ?㎥

PO : 대기압1.0332KG/㎠A

P1 : 토출 압력9KG/㎠G

P2 : USER가 제시하는 최소압력8KG/㎠G

Q : FAD : 토출 공기량20.51㎥/min

C : 사용자측 사용 공기량16.818㎥/min

T : 허용압력 강하시간0.75min

① 토출 공기량(FAD)

공기 압축기 모델 :AL-150H

공기 압축기 대당 토출 공기량 :20.51 ㎥/mi

공기 압축기 수량 :1 SET

∴ FAD = 20.51 × 1 = 20.51 ㎥/min

② 사용자측 공기량을 82%로 가정할 때 사용 공기량( C )

∴ C = 20.51× 0.82 = 16.82 ㎥/min

③ 공기저장 탱크 용량( V )

위의 공식을 이용하여 계산하여 보면, V = 2.27㎥

그러나 일반적으로 공기저장 탱크의 용량은 여유율을 고려하여 계산치의 15% 정도로 선정합니다.

∴ V = 2.27 × 1.15 = 2.61102555㎥

결론> 당사에서는 3.0 ㎥의 용량을 가진 공기저장 탱크를 추천합니다.

6.2.3. 안전밸브의 선정

안전밸브는 한국산업안전공단의 인증 품을 장착하고 탱크에 명기된 작동압력 이상의 것으로

설치되어서는 안 됩니다. 안전밸브는 압력용기의 실제 사용압력보다 110% 압력에서 작동되도록

설정합니다.

6.2.4. 공기 저장 탱크의 설치

공기저장 탱크는 압축공기 건조 시스템인 드라이어의 전단 또는 후단에 설치될 수 있으며 각각

나름대로의 장점이 있으므로 압축공기가 사용되는 조건을 고려하여 전·후단 설치위치를 검토해야

할 필요가 있습니다. 공기 저장 탱크를 에어 드라이어 전단에 설치하였을 때, 저장탱크는 압축기의

맥동을 부드럽게 하고 완충작용을 하는 공간의 역할을 합니다. 또한 부가적으로 공기 흐름으로부터

애프터 쿨러의 드레인 세퍼레이터에 의해 제거되지 않은 고체 미립자 물질과 오일, 액체를 제거할 수

있는 세퍼레이터의 역할도 병행 합니다.

공기저장탱크가 드라이어 전단에 설치되었을 때, 토출 공기의 냉각과 응축수 전처리, 흡착제 보호

등 많은 장점이 있으나 드라이어를 통과한 공기의 유량이 드라이어의 설계용량을 초과하는 일이

없도록 주의해야 합니다. 만약 사용 공기량이 드라이어의 설계용량보다 많거나 간헐적으로 사용

공기량이 많아져 드라이어의 처리능력을 넘어서는 압축공기가 드라이어로 유입되면, 제대로 처리되지

않은 압축공기가 드라이어를 통과함으로써 응축수 발생, 높은 노점, 건조제의 손상과 같은 문제를

야기할 수 있습니다.

드라이어 후단에 공기 저장탱크를 설치했을 경우에는 드라이어를 통과하는 유량이 압축기의 용량을

넘어설 수 없기 때문에 위와 같은 문제는 발생하지 않습니다. 이러한 배치는 건조하고 깨끗한

공기를 저장탱크에 저장시켜 순간적인 최대부하가 요구될 때 사용할 수 있습니다.

6.3. 필터(FILTER)

산업분야에서 각각의 용도에 맞게 다양한 필터가 사용되고 있습니다. 압축공기를 사용할 때도 여러

종류의 필터가 각각의 용도에 맞게 사용되고 있습니다.

이물질의 종류

Contaminant : 시스템 내에서 바람직하지 못한 물질, 이물질.

Contaminant의 형식

① Particulate : 파이프의 스케일, 부유하는 탄소, 용접플래쉬, 돌, 곰팡이, 효모균, 페니실린

② Vapor: 수증기, 오일증기, 페인트증기, 휘발성 솔벤트 증기.

③ Liquids: 압축기오일, 응축된 오일, 수분과 오일의 유상액, 오일과 다른 용액,

혼합된 고형물질, 탄화오일(광택제), 이상의 혼합물.

6.3.1 필터의 종류와 용도

압축 공기용 필터는 크게 차단(INTERCEPTION)/ 충돌(IMPINGEMENT)/ 흡착(ADSORPTION) 3가지로

분류되고, 용도에 따라 입자, 유분, 가스 제거용으로 사용됩니다.

6.3.1-1) 입자제거용 필터 - PARTICULATE FILTER

여과망(MESH)를 이용하여 큰 입자는 차단하고 여과공간 보다 작은 입자는 통과시키는 가장

단순한 구조로 서 여과면적을 넓혀 장기간 사용이 가능하도록 종이, 비금속. 섬유, 화학소재 등

광범위한 재료로 원형의 절곡 단면으로 제작하거나, 성형가공, 소결의 형태로 제작합니다.

-주 사용처: 공기압축기의 흡입 필터, 산화철, 분진 등의 고형물 제거용 라인필터, 흡착식

에어 드라이어 후단의 파우더 제거용 등 입자제거와 더욱 미세한 후단 필터

보호용으로 많이 사용됩니다.

6.3.1-2) 유분제거용 필터 - COALESCING FILTER

미세하고 아주 가벼운 유분과 수증기를 불규칙한 차단 막과 충돌시켜 입자를 크고 무겁게 변화

시켜 밀도와 관성의 특성으로 제거한 후 정제된 공기만 통과시키는 필터로 합성섬유, 그라스화

이버 등의 소재가 여러 층으로 조밀하고 정교하게 짜여져 있습니다.

설치시 전단에 고형입자와 과다한 오염물을 전 처리하는 PRE FILTER를 꼭 설치하십시오.

-주사용처: 급유식 공기 압축기의 유분 제거용 세퍼레이터 엘리멘트, 배관내 유-수분 제거용,

흡착식 에어 드라이어 전단에 수분 제거용으로 사용됩니다.

공기 압축기의 선택과 관리

浩山 엔지니어링(株)

대표이사 정 원 규