자동차정비소, 자동차학과, 자동차정비기사 등 자동차정비사업 요점정리 12. 장비관리 2

12. 장비관리 2

(4) 공기 압축기의 선택
공기압 장치에 사용되는 공기 압축기의 압력은 게이지 압력으로 1bar이상의 것이 대
부분이다. 용도에 맞는 압축기를 선택하려면 토출 공기 압력, 토출 공기량, 구동 방식등
에 대한 면밀한 검토가 필요하다.
 
가) 압축기의 선정
공기압 장치에 사용되는 공기 압력의 범위는 통상적으로 7~9bar 정도가 요구되
며 공기압 라인 중의 공기 누설을 감안하여 최종 소요 공기량에 대략 20%의 여유를
주어 토출 공기량을 결정한다. 그러므로 대부분의 공기압 장치에는 왕복식이나 회
전식 공기 압축기가 많이 사용된다.

나) 압축기의 용량
공기압 장치에 사용되는 공기 소비량이 결정되면 적정 용량의 공기 압축기가 선
정되어야 한다. 또한 공기 압축기의 토출 공기량은 압축된 상태의 체적이므로 대기
압 상태로 환산한 소요 공기량을 구해야 한다.
왕복 피스톤 압축기가 공급하는 공기량은 한 행정에서 피스톤이 움직여 얻어진 체
적에 회전수를 곱한 것이 된다.

다) 압력
압력에는 작업 압력(working pressure)과 작동 압력(operating pressure)이
있다.
작업 압력은 압축기 출구 측의 압력 또는 탱크나 파이프라인의 압력이며, 작동 압
력은 공기압 기기를 작동시키는 곳에서 요구되는 압력이다. 작동의 신뢰성을 높이
기 위하여 토출 압을 일정하게 유지하는 것이 중요하며 작업 속도, 힘, 구동부의 작
동 순서가 일정 압력유지에 관계되는 요소이다.

라) 구동 방식 및 조절 방법
공기 압축기는 작업 환경 및 조건에 따라 이동식과 고정식의 형태로 구별할 수 있
다. 일반적으로 공장에서는 전동기에 의한 구동이 대부분이며, 도로 공사장과 같은
야외의 경우는 내연기관에 의한 구동이 대부분이다.
소요 공기량을 조절하기 위한 압축기의 조절 방식은 무부하 조절, 저속 조절, ONOFF조절 방식이 있으며, 최대 압력과 최저 압력 사이에서 조절된다.

마) 냉각 방식
공기 압축기에서 공기를 압축할 때 열이 발생하게 된다. 작은 용량의 압축기에
서는 핀(fin)을 통한 방열이 많이 이용되며 용량이 큰 경우는 별도의 냉각팬(fan)
이 사용된다. 또한 30kW 이상의 압축기에서는 수냉식을 채택하여 양질의 압축공
기를 생산한다.
 
(5) 압축기의 사용상 주의 사항
공기 압축기는 공장 설비에서 공기압 장치를 정상적으로 가동시키기 위한 중요 부분
이므로 운전시의 주의 사항을 준수하여 고장이나 결함에 의한 압축 공기의 공급에 이상
이 발생해서는 안 된다. 다음에 제시된 내용은 소형 왕복식 공기 압축기의 설치 및 운전
에 관한 주의 사항을 나열한 것이다.

가) 압축기의 설치 조건
① 소음, 진동에 대한 대책을 세워야하며, 필요에 따라 방음벽 또는 별도의 방
음실에 설치한다.
② 지반이 견고한 장소에 설치하여 소음, 진동을 예방한다.
③ 예방 정비나 고장 수리가 가능하도록 충분한 설치 공간을 확보한다.
④ 빗물, 바람, 직사광선 등에 대하여 보호될 수 있도록 지붕이나 보호벽을 설
치한다.
⑤ 저온, 저습한 장소에 설치해서 드레인 발생을 적게 한다.

나) 공기 흡입부
① 공기 흡입구에 반드시 흡입 필터를 설치한다. (압축기 구입 시에 이미 부착되
어 있으나 사용기간, 여과 정도에 따라 정기적으로 교환해야 한다.)
② 오존, 유해가스, 유해 물질이 아주 적은 곳에 압축기를 설치하여 청정 공기
를 흡입할 수 있게 해야 하며, 공기 흡입구가 실내에 설치될 경우 가능한 온
도와 습도를 낮게 하여 압축기의 효율을 높인다.

다) 운전 및 관리
① 급유식의 경우 윤활유의 유무를 매일 점검한다.
② 동절기에는 충분한 워밍업(warming up) 후에 규정 압력으로 서서히 높여간다.
③ 공기탱크 내의 드레인을 매일 실시한다.
④ 윤활유의 산화 오일을 제거하기 위한 필터를 붙이고 에프터쿨러를 설치한다.
⑤ 공기탱크를 설치해서 압력의 급 변동을 피하고 최대한 온도의 안정을 유지한다.
⑥ 정기 점검을 실시한다.

나. 윤활기(lubricator) 및 윤활유

공기압장치에 사용되는 각종 기기의 원활한 작동과 내구성을 향상시킬 목적으로 급유 하기 위한 윤활기(lubricator)가 있다.
루브리게이터에는 고정 벤츄리식, 가변 벤츄리식 및 윤활유 입자 선별식이 있다.
아래는 현장에서 실제 사용 중인 윤활기이다.

루브리케이터

고정 벤츄리식은 발생된 윤활유 분무량 전부를 송출하고, 윤활유 분무의 입도도 공기
의 유량에 따라 변화하는 반면, 가변 벤츄리식은 공기 유량이 변화되면 벤츄리부가 가
변되어 항상 일정한 공기 유속이 유지된다.
윤활유 입자 선별식은 배관 등이 길어 윤활유의 비산이 어려운 공기압 공구(공압모터,
공기 드라이버 등)의 경우에 사용된다.
사용되는 윤활유의 성질은 윤활성이 좋아야 하며, 즉 마찰 계수가 적고, 원활성이 있
으며, 마멸, 발열, 소착 등을 방지하고, 열화의 정도가 적을 것 등을 필요로 한다.
일반적으로 공압 회로용 윤활유로서 루브리케이터에 급유하는 윤활유는 다음의 것이
적합하다.
① 터빈 오일 1종(무첨가) ISO VG 32
② 터빈 오일 2종(첨가) ISO VG 32

다. 공기탱크(air tank)

공기탱크는 압축기에서 생산된 압축 공기를 저장하는 기기이며, 다음과 같은 기능을 한다.
① 공기 압력의 맥동을 평준화한다.
② 일시적으로 다량의 공기가 소비되어도 급격한 압력 강하를 방지한다.
③ 정전에 의해 압축기가 일시 정지 되었을 때 등, 비상시에 일정 시간 공기를 공급
한다.
④ 주위의 외기에 의한 냉각 효과로 응축수를 분리시킨다.
공기탱크에는 압력계, 안전밸브, 압력 스위치 등을 부착해야 하며 압력 용기이므로 법
적 규제를 받음을 주지하여야 한다.
 
라. 드레인(drain) 발생
(1) 공기압 라인의 드레인 발생원인
압축 공기 중에는 다량의 수증기가 포함되어 있다. 이것은 대기 중의 증기를 대기와
함께 압축기가 흡입하여 수분의 1로 체적이 압축될 때 발생하여 드레인 발생의 원인이 된다.
예를 들면 대기 중의 공기를 압축기에서 8㎥을 흡입하여 게이지압 7kgf/㎠의 압축공
기 1㎥으로 압축하였다면 그 공기는 대기 1㎥중의 8배의 수증기를 포함하게 된다. 그러
나 공기 중의 수분의 수증기로서 존재할 수 있는 양이 공기의 온도에 따라 한계가 있으
며(이 양을 포화 수증기량이라 함) 이 한계를 넘어 서면 수증기로 존재할 수 없으므로
응축하여 물방울이 된다.
대기 중의 수증기량은 항상 일정하지 않고 온도에 따라서 그 최대값 즉 포화 수증기량
이 정해진다. 따라서 온도의 상승과 하강에 의해 변하게 되고, 특히 온도 강하가 현저하
면 수증기의 응축이 시작되어 드레인이 발생한다.
 
(2) 드레인 제거 방법
공기압 라인에서 그 온도 구배는 압축기의 단열 압축에 따라 온도가 약 150℃의 고온
으로 되고, 그 후 압축기 내부의 인터쿨러에 의해 80℃정도로 내려간다.
이것이 고온이기 때문에 애프터쿨러로 온도를 내려 그때 발생하는 드레인을 제거하고
그 이후의 라인에서는 드레인 발생을 억제한다.
그러나 압축 공기는 배관 내를 흐르면서 배관 주위의 온도 간에 차이가 있으면 열의
방사나 흡수가 행해지고, 공기압 기기를 통과할 때의 단열 팽창에 따라 온도 강하를 일
으키고 강하할 때의 재차 드레인을 발생한다.
 

마. 압축 공기 조정 유닛(air service unit)

압축 공기 조정 유닛은 다음과 같은 기구들로 구성되어 있다.
① 압축 공기 필터
② 압축 공기 조절기
③ 압축 공기 윤활기(루브리게이터)

압축 공기 조정 유닛

압축 공기 조정 유닛은 다음 사항에 대하여 정기적인 점검의 필요가 있다.
① 압축 공기 필터의 응축수를 확인하여 규정 값 이상의 경우 응축수를 배출한다.
② 윤활기는 적정량의 윤활유가 채워져 있는지 확인해야 한다.

압축 공기 조정 유닛의 기호