에어 컴프레서 (2)

지난달에 왕복식 컴프레서의 필수 주요 부품인 모터, 펌프 그리고 리시버 탱크에 관해 얘기했다. 이달에는 에어 컴프레서의 나머지 부품과 기능에 대해 알아본다.

지난달 얘기를 정리하자면, 전기 모터는 벨트를 통해 펌프와 연결된다. 모터의 회전운동이 펌프의 플라이휠을 돌리고, 여기에 연결된 크랭크섀프트가 돌면서, 실린더 안의 피스톤이 올라가면서 공기를 압축하고, 내려가면서 공기를 빨아들여, 다음 싸이클에서 압축될 수 있게 한다. 압축된 공기는 헤드라고 불리는 실린더 윗부분을 통해 나가 리시버라 불리는 저장 탱크에 들어간다.

에어 컴프레서의 구조를 알기 위해 각 부품에 대한 기술을 다음에 소개한다:

1. 대개 탱크 안에 달린 체크 밸브(#1)가 리시버로 압축 공기가 들어올 수 있게 하며, 다시 역류하지 못하게 막는다. 이 체크 밸브는 실린더 피스톤이 내려가면서 공기를 빨아들일 때 탱크 안의 압축된 공기가 역류하는 것을 방지한다.
2. 압력 방출 밸브(#2)는 탱크 내부에 지나친 압력이 형성되는 것을 방지한다. 이 밸브의 설정된 압력이 초과되면, 이 안전장치가 열리면서 탱크 내부의 과한 압력을 대기 중으로 방출한다.
3. 컴프레서에서 공기가 나가는 것을 차단하는 밸브(#3)가 있다. 이는 대개 볼 밸브를 사용한다.
4. 탱크 안에 기름과 물과 같은 오염 물질이 축적되므로 이를 배출해야 한다. 이를 위해 탱크 아래로 방출 밸브(#4)가 달려 있고 이를 열면 압축 공기가 불순물을 밀어낸다. 이는 대개 볼 밸브를 이용해 수동으로 이뤄지는데, 자동 배출 밸브를 설치하는 것이 바람직하다.
5. 탱크 내부 압력이 올라가서 원하는 수준에 달하면 모터를 정지시켜야 한다. 이를 위해 사용되는 것이 공기 압력 컨트롤 스위치(#5)이다. 이 스위치는 대형 컴프레서인 경우 모터 스타터(#9)를 작동하거나, 소형 컴프레서인 경우 모터 회로를 열고 닫는다.
6. 탱크 내부 압력이 설정치에 도달해 모터가 꺼지면, 실린더 위쪽과 탱크 체크 밸브 사이에 압축된 공기가 갇혀 있다. 탱크 내부 압력이 떨어져 다시 모터가 돌기 시작할 때, 이 갇혀 있던 압축 공기가 피스톤이 위로 올라오는 것을 방해, 모터에 심각한 부하가 걸린다. 압력 컨트롤 스위치가 켜질 때 갇혀 있던 압축 공기를 방출하기 위해 언로더(unloader)라 불리는 작은 밸브(#6)가 달려 있다. 대형 컴프레서 중에는 원하는 압력에 도달했을 때, 모터는 계속 돌지만 언로더 밸브(#6a)가 열려 압력을 방출하는 경우도 있다.
7. 공기 압력 컨트롤 스위치 옆으로 탱크 내부 압력을 말해주는 압력 게이지(#7)가 있다.
8. 탱크를 과다 압력으로 보호하는 압력 방출 밸브(#8)가 달려 있다. 이런 밸브는 미리 설정된 압력에 도달하면 열리면서 탱크 내 압력을 대기 중으로 방출한다. 이 밸브는 절대로 손대면 안 되고, 고장 났을 때 동일한 압력 설정이 된 밸브로 교환해야 한다.
9. 모터를 안전하게 켜고 끄기 위해, 모터 스타터(#9)가 달려 있다. “모터 스타터”란 용어는 자석식 모터 접촉기(스위치)가 모터를 켜고 끔을 의미하며, 대개 과열 방지 장치와 같은 모터 과부하 보호장치가 함께 달려 있다. 만일 지나친 전류가 모터로 흐를 경우, 회로가 자동으로 열리면서, 모터가 멈춰, 손상을 방지한다.

자, 이달은 여기까지다. 다음 달에도 에어 컴프레서와 압축 공기 시스템에 관한 얘기를 계속한다. 잡지에 실린 필자의 EZtimers Mfg. 광고를 꼭 보시기 바란다.