< 목 차 >
15.공기압 배관의 치수 선정조건
16.공기압배관(호스)의 치수 선정조건
17.배관의 저항과 압력 손실
18.공기압 배관의 압력 손실의 의미
19.콤프레셔 에너지절감 운전포인트
20.리시버탱크에 의한 에너지 절약에 대하여
21.에너지 절감 기계 콤프레셔에 대하여
　
1987년 Pressed Air System 전문업체로 출범한 (주)한국에어로는 무급유식 에어콤프레셔(Oil free Air Compressor) 및 급유식 에어콤프레셔(Oil injection Air Compressor), Air Cleaning System과 Energy Saving System, Drain Trap & 유수분리장치, Air Conditioning System 등을 생산하고 있으며, 기계설비공사, Over Haul Center 운영 등을 통해 국내 공기압축기 시장에서 주목받고 있다.
특히 2003년부터는 일본 Mitsui Seiki사와 한국 솔 에이전트 계약을 체결하고 무급유식 에어콤프레셔(Oil free Air Compressor)를 공급하여 좋은 반응을 얻고 있다.
이에 공기압축기 분야 20년 역사의 동사가 제공하는 "최고의 공기압축기 시스템과 관리" 자료를 이 업계 초보자 또는 입문자를 위해 기초부터 응용까지 연재하고자 한다.   <편집자 주>

15. 공기압 배관의 치수 선정 조건(배관치수 선정은 공기압 유량뿐만 아니라 전달하는 거리에도 관계가 있다)

▣ 공기압 배관의 치수 선정조건

사용유량을 계산하는 것은 실제로는 굉장히 어려운 일이다.  그것은 용도가 다양하고, 용도에 따른 분기관이나 회로가 많기 때문인 것이다.
계산상의 유량은 용도에 대하여 일정하지만, 실제로 변화되는 것도 생각하지 않으면 안되고, 또 어느 용도에서는 배관의 말단에 급격히 유량을 변화시키는 경우도 있다.
더욱이, 콤프레셔의 마력은 필요 유량에 따라 간단히 바꿀 수 없고, 토출 압력은 항상 일정하게 하지 않으면, 유량에 관한 제약 조건은 많고, 이 유량에 가장 적당한 파이프의 칫는 물리적으로는 내경 치수에 의하여 결정된다.

▣ 압축공기와 배관용 파이프와의 관계

 <그림 14>는 일본 공기압 공업회에서 작성한 것으로 압력 강하율을 30.5m당 15%, 1/2까지의 파이프와 더 큰 사이즈의 경우는 10%의 압력 강하로 한 최대 유량을 기준으로 한 것이다.

16. 배관의 저항과 압력 손실

▣ 어떤 압력에서 흐르는 양은 재질, 구멍의 지름, 길이, 접합의 수에 관계함
배관 거리가 길어지는 메인 라인에 있어서는 공기 유량이 흐를 때 메인 라인의 말단에서 어느 정도의 압력 강하가 발생 하는지를 고려해 둘 필요가 있습니다.
실제 사용상 판단하여 배관 길이에 대한 유속, 유량, 압력 강하를 허용할 수 있는 추천 유량의 범위에서 선택합니다. 
추천 범위를 넘은 범위에서 유량이 흐를 수 없다는 것이 아니라, 이 이상 흐르면 압력 강하가 커져 에너지 절약 상에도 바람직하지 않다는 것입니다. (<그림 15> 참고)

압력 강하의 산출식(참고)
△P : 배관내 압력 손실(MPa)
 L  : 배관의 길이(m)
Q  : 유량(ℓ/min)
d  : 배관 원 지름(mm)
P  : 압력(MPa)
10 kgf/㎠ = 0.98MPa = 98 N/㎠

17. 공기압 배관의 압력 손실의 의미

▣ 압력 손실은 왜 일어나는 것일까?

이 현상은 <그림 16>에서 보여 주듯이 밸브를 잠가 흐름이 없는 한 압력계의 눈금은 같다.
이처럼 밸브를 잠가 공기압을 사용하지 않으면 관속의 조절 장치도 파이프 자체에도 아무런 저항이 발생하지 않기 때문에 압력 손실은 전혀 일어나지 않는다.


그러나 밸브를 열어 공기압을 전달 동력으로서 사용하면, <그림 17>에서 보여 주듯이 조절장치 A, B에서 압력 저하가 일어나 압력계의 눈금에 변화가 나타난다.

이 조절 장치 A, B에서는 파스칼의 원리에 의해 관속의 흐름이 제한되는 것이다
즉, 이 조절 장치가 관속의 공기압의 흐름의 속도를 제한하는 유량제어 밸브의 역할을 하는 것이다. 따라서 그림에서 나타내듯이 입력측에 7kgf/㎠의 공기압이 가해지면 조절 장치에 의해 압력이 저하하고 출구에서는 3.5kgf/㎠가 되어 이 압력이 사용할 수 있는 압력이 되는 것이다.
큰 압력 손실을 일으키지 않는 배관이 필요하다.

< 다음 호에 계속 >

자료제공 : 한국에어로(주)