컴프레서란?
압축기(영어: compressor)는 가스를 로터의 회전 운동이나 피스톤의 왕복 운동으로 압축하여 내보내는 기계입니다.
압축하는 기체로는 공기를 대표적으로 수소, 냉매 등이 있습니다. 공기를 압축하는 방법은 여러 가지가 개발되어 있으며, 압축하는 압력과 유량 등을 고려하여 선택합니다. 압축 압력이 초고압이 될 경우 위험성이 매우 높아지기 때문에 안전에 대한 충분한 고려가 중요합니다.
컴프레서의 사용 용도
컴프레서는 가전제품부터 산업기기까지 폭넓게 사용되고 있습니다. 다음은 사용 용도의 일례입니다.
- 토목 공사 현장 및 도장
- 수처리 플랜트의 계장 공기 제조
- 석재 절삭 공구 및 공압 드릴 등의 공사 기구
- 에어컨 등의 공조기기
- 세차 장비
- 타이어 공기 주입기
전력이 저렴한 시간대에 압축기로 공기를 저장해 두었다가 비싼 시간대에 사용하면 전기료 절감에도 기여합니다.
압축기의 원리
압축기는 크게 ‘터보식’과 ‘용적식’으로 구분할 수 있습니다.
1. 터보식 압축기
터보식은 공기에 운동 에너지를 주어 압축하는 방식입니다. 다시 원심식과 축류식으로 나뉩니다.
원심식 압축기
원심식은 가스를 임펠러에 의해 원심 방향으로 흐르게 하여 압축하는 방식입니다. 대형화에 적합한 반면, 고압 압축에는 적합하지 않습니다.
축류식 압축기
축류식은 회전 날개에 의해 공기를 축 방향으로 흐르게 하여 압축하는 방식입니다. 단계적으로 압축함으로써 고압 압축에도 대응할 수 있고, 대형화에도 적합합니다. 제트 엔진에도 활용되고 있습니다.
2. 용적식 압축기
용적식은 부피의 변화에 따라 압축하는 방식입니다. 다시 왕복식과 회전식으로 나뉩니다.
왕복식 압축기
왕복식은 피스톤의 왕복 운동으로 가스를 압축합니다. 압축된 가스가 탱크 내압보다 높아지면 체크밸브가 열리면서 탱크로 이송하여 가스를 압축하는 방식입니다.
회전식 압축기
회전식은 왕복식 피스톤 운동 부분이 스크류 등의 회전 운동으로 대체된 구조입니다. 왕복식에 비해 소음이 적은 것이 특징입니다.
컴프레서의 기타 정보
1. 컴프레서 사용법
압축기는 공기를 압축하기 위해 사용되는 경우가 많습니다. 또한, 건설 현장 등에서는 에어 컴프레서의 압축공기로 자동 공구를 구동하는 경우가 있습니다. 이 자동 공구를 에어툴이라고 합니다. 장착하는 에어툴에 따라 여러 작업을 공기로 자동화할 수 있습니다.
일반적으로 최신 컴프레서는 자동으로 압력을 제어해 주는데, 그 절차는 다음과 같습니다.
- 컴프레서 전원을 켜기 전에 에어툴을 설치한다.
- 전원을 켠다. 압축공기가 없으면 압축기가 작동하여 압축공기를 만들기 시작한다.
- 탱크 내압이 규정된 압력까지 상승하면 압축기가 자동 정지하거나 무부하로 작동한다.
- 공기 공구를 사용하여 각종 작업을 수행한다.
- 일정량의 공기가 소모되면 탱크 내압이 낮아져 압축기가 재시작 또는 재부하 작동을 한다.
2. 압축기 오일
압축기는 공기나 공정 가스를 압축하여 송풍하는 장비입니다. 압축을 위한 피스톤과 스크류는 금속으로 만들어져 있기 때문에 금속 접촉에 의한 마모 방지와 가스 누출 방지를 위해 압축기 오일(윤활유)이 사용된다. 압축기의 종류에 따라 오일을 선택해야 합니다.
동력기계에 사용되는 오일은 용도에 따라 점도 ISO VG라는 국제 규격이 정해져 있으며, 이 값의 크고 작음이 점도의 높낮이를 나타냅니다. 왕복동용 컴프레서 오일은 VG68 정도로 다소 점도가 높은 것을 사용합니다.
반면 스크류식은 로터에 가해지는 부하를 줄이기 위해 저점도 오일을 선택합니다. 오일은 크게 광유와 화학합성유 두 가지로 나뉩니다. 화학 합성유는 광유에 비해 오일이 잘 분해되지 않기 때문에 많은 압축기에 사용됩니다. 또한, 압축기 오일은 압축 시 고온 부하, 고온 산화성 및 공기 중의 미세한 입자로 인한 슬러지에 대한 저항성이 우수해야 합니다.