공기압 시스템의 원리 및 보전기술 (1)

공기압 시스템의 원리 및 보전기술 (1) - 공압 시스템의 구성

1. 공기압 시스템의 기본 구성

가 공기압 발생부

공기압시스템은 유압과는 달리 대기를 흡입, 압축하여 에너지로서 사용한 대기로 방출하는 개방시스템이므로 대기중에 함유되어 있는 먼지, 수분 압축기의 윤활유 혼입등에 대한 책이 필요하다.
압축기에서의 송출공기는 고온으로 되기 때문에 이를 냉각하는 것도 필요하고, 공기압을 안정되게 발생ㆍ공급하기 위해서는 이러한 오염물질을 제거하여 정상적인 운전이 가능하도 록 관리해야만 한다.
여기에서 적절한 처리를 하지 않으면 그 이후의 제어부나 작동부에서 각종의 기기에 나쁜 영향을 미쳐서 기기는 물론 그 장치의 수명과 신뢰성을 저하시키는 원인이 되므로 공기압 발생부의 설치, 유지관리가 중요한 일이다.

1) 압축기(Compressor)

압축기는 구조, 송출량, 송출압력, 급유방식, 제어방식에 따라 여러 형식이 있다. 구조에 따른 분류는 다음 표와 같다.
이들은 사용목적, 환경조건, 가격등을 고려하여 적당한 것을 선정하는 것이 필요하다.
1대의 대용량 압축기에 의한 운전보다는, 소용량의 것을 복수로 병렬운전하는 것이 고장의 미치는 손해를 최소한으로 할 수 있다.
또한 가격 검토를 하는 경우에는 초기 투자비, 유지비, 보전비 등을 고려하여 선정해야 한다.

압축기	왕복식	피스톤식
		다이어램프식
	회전식	베인식
		나사식
		캠식
		터빈식

(압축기의 구조에 따른 분류)

2) 후부냉각기(After Cooler)

압축기에서의 송출온도는 250℃ 정도까지 상승하므로 탱크, 배관, 도중에서의 방열량 으로는 충분하지 않은 경우에 그대로 사용하면 사용기기에서 패킹의 열화를 촉진하거나, 말단에서 냉각된 수분이 분리되어 기기에 나쁜 영향을 끼치므로, 압축기 송출구의 직후에 후부냉각기를 설치, 공기를 냉각하여 수분을 분리하는 것이 필요하다. 이때 압축기내 윤활 유의 미스트도 동시에 어느 정도 분리하는 것이 가능하므로 효과적이다.
수분과 미스트는 공기압기기에 대하여 나쁜 영향을 미치므로 이것을 무시하면 공기압기기의 수명과 신뢰성에 나쁜 영향을 주어 공기압기기에 대한 불신감을 초래하므로 특히 중요하다.

3) 탱크(Tank)

공기압 탱크는 공기의 압축성을 충분히 갖도록 하므로서 소비량의 변동에 대응하여 압축 기의 맥동을 제거하거나 탱크의 표면에서의 방열을 이용하여 냉각작용을 돕는 것도 가능 하다. 또 압축 저장된 공기를 정전시등 비상시에 사용하는 것도 가능하다.

나. 공기 청정화부

1) 드레인(Drain)분리기, 배출기

후부냉각기의 출구 부근, 탱크의 바닥, 배관의 도중에 부착하여, 분리된 수분이나 기름을 배 출시키는 것으로, 자동적으로 일정량이 모이면 배출시키는 자동 배출기나, Motor Timer에 의해 정기적으로 배출시키는 것도 있다.

2) 필터(Filter)

공기원에서 공장의 주요부로 공기를 보내는 주배관(MAIN LINE)과 각 작업장이나 장치로 주배관에서 분기시켜 보내는 분기배관(SUB LINE)이 있고, 이들 각 배관의 각 장소에 필터 를 설치하여 관내에서 발생하는 녹, 분리된 수분을 제거하기 위한 것으로 상류에서 하류로 가는데 따라 여과정도를 향상시킬 필요가 있다.

3) 에어 드라이어(Air Dryer)

후부냉각기나 탱크내에서의 냉각으로는 불충분한 경우에 강제적으로 수분을 제거하여 가압 하 노점을 내리기 위해 드라이어를 설치하는 경우가 있다.
주된 형식은 다음과 같다.

드라이어		냉동제습식
		흡착제습식

1. 공기압 시스템의 구성

공기압시스템은 각종 공기압기기를 유기적으로 조합하여 공기압 작동기기를 목적하는 바와 같이 작동하도록 구성하게 되며 공기압원, 청정화시스템, 제어밸브, 작동기기, 기타 부속 기기 등으로 구성된다.
(그림 2-1)에 공기압시스템의 일예를 아타낸다.
압축기에서 발생된 압축공기는 단열압축에 의해 온도가 150~250℃까지 상승하므로 후부 냉각기에서 냉각된 후에 탱크로 들어간다. 여기서 맥동압력을 안정화 시키고, 탱크의 낮은 곳에 고인 물은 자동적으로 배출된다. 탱크를 통과한 압축공기는 필터에서 이물질과 수분이 분리ㆍ제거되고 압력제어밸브에서 필요로 하는 압력으로 감입된 후 윤활기에 의해 분무된 미세한 윤활유와 함께 방향제어 밸브로 보내지고 액추에이터를 수동한 후 방향제어 밸브에 서 소음기를 통하여 배기된다. 수분을 완전히 제거한 건조공기를 필요로 하는 기기에서는 드라이어(Dryer)에서 충분히 제습된 것이 사용된다.
한편 주배관(Main line)의 공기압은 압력 S/W에서 감지되어 그 전기신호에 의해 압축기를 구동하는 전동기에 신호가 전달되어 항상 일정수준의 압력을 유지시키면서 가동하게 된다.

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