공기압축기의 종류

한국에너지공단 시스템 기술정보집

공기압축기의 종류

공기기계로 불리는 기계는 전동기나 내연기관, 증기터어빈 등의 원동기로 피스톤이나 스크류, 로터, 치차 등 여러 형태의 액츄에이터를 구동하여 역학적인 에너지가 공기로 전달되도록 하는 구조를 가진다. 즉, 구동축에 가해지는 축 동력을 공기의 에너지로 변환 하는 기계라고 할 수 있다.

일반적으로 공기기계는 압력상승의 정도에 따라, 팬, 블로어 그리고 압축기로 분류되며, 다음과 같이 정의되고 있다.

­ 팬(fan) : 토출압력이 10kPa 미만, 또는 압력비가 1.1 미만 ­
송풍기(blower) : 토출압력이 10kPa 이상에서 0.1MPa 미만, 또는 압력비가 1.1 이상에서 2.0미만 ­
압축기(compressor) : 토출압력이 0.1MPa 이상, 또는 압력비가 2.0 이상

​공기압축기에는 다양한 종류가 있다. 이중 산업계에서 주로 사용되고 있는 형식은 왕복 동식, 회전식(스크류), 터보형 공기압축기 등 3가지 형태로 구분된다.

범용 공기압축기의 종류

[그림 1] 범용 공기압축기의 종류

​압축부에 해당하는 공기압축기 중 일반적으로 널리 사용되는 압축기 종류는 그림과 같으며 냉각방식에 따라 공랭식과 수냉식이 있다. 압축방법에 따라 크게 용적형(왕복동식, 회전식)과 공기역학형(터보식)으로도 분류 할 수 있다.

​공기압축기 종류별 특징을 다음 표에 비교한다.

​<표 1> 공기압축기의 종류별 비교

비교왕복동식회전식터보식

압축
원리

실린더내에 있는 피스톤의 압축작용 (왕복 용적형)밀폐된 케이싱내의 암,수 로타가 맞물려 회전할 때점진적 체적감소를 통한 압축(회전식 용적형)임펠라를 고속 회전시켜 공기의 속도를 높이고 디퓨저를 통해 속도에너지를 압력에너지로 전환시킴(원심식)

압축
단수

2단 압축(20단까지 가능)2단 압축(8단까지 가능)3단 압축
공기량일반적으로 120㎥/mim까지 생산할 수있으며,그이상은기계적인 효율, 진동이 문제가 된다60㎥/mim이하인 경우 터보식보다 전력료가 저렴50㎥/mim이상 한계 없이 제작할 수 있다.

운전
특징

높은 압력 변화에 따른유량의 변동이 작으며, 유량의 한계가 있어 공기사용량이 많은 공정에는 부적합압력은 왕복동 압축기보다 작으나, 공기 유량이 크다.유량을 압력변동 없이 조절할수 있으며, 다른 종류의 압축기 보다 전력당 많은 유량을 생산할 수 있다.

용량
제어

현장 공기량의 소요에 따라 100,75,50,25,0%의 5단계부하조절이 가능Modulration방법으로 0~100%까지 무 단계적으로 흡입공기량을 조절할 수 있음.Surging 영역이 있으므로 100~70%정도 구간의 부하운전이 가능하고 50%용량 요구시는 여분의 압축공기를 방출

제어
방법

언로더 피스톤밸브를 조작 흡입밸브를 개방상태로 하여 운전흡입밸브가 없으므로 언로더 역할을 하는 드로틀 밸브로 흡입구의 압력이 일정하게 유지되도록 비례적으로 교축하여 제어 (정압제어 불가능)인렛 가이드 베인을 공기 사용량에 따라 연속적으로 흡입 용량을 조절 (정압제어)
Surging없음없음70%부하운전점이 하한선 이므로 그 이하 운전시 대책 필요
효율

전부하 : 높음

부분부하 :높음

전부하 : 높음

부분부하 : 높음

전부하 : 아주 높음

부분부하 : 아주 높음

비고인버터 장착된 압축기가 있음.

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