압축 공기

Compressed air
이 기사는 압력을 받는 공기에 관한 것이다."압축 공기"로 부정확하게 판매되는 캐니스터는 가스 먼지 제거기를 참조하십시오.

압축공기는 대기압보다 높은 압력으로 유지되는 공기입니다.압축 공기는 산업 공정에서 에너지 전달을 위한 중요한 매체이며, 에어 해머, 드릴, 렌치 등의 전동 공구와 페인트 분무, 자동화를 위한 에어 실린더 작동 및 차량 추진에도 사용됩니다.압축 공기에 의해 작동되는 브레이크는 대형 철도 열차를 보다 안전하고 효율적으로 운행할 수 있게 했다.압축 공기 브레이크는 대형 고속도로 차량에서도 볼 수 있습니다.

압축 공기는 수중 다이버들에 의해 호흡 가스로 사용됩니다.잠수부가 고압 다이빙 실린더에 담아 운반하거나, 수면에서 공기 라인 또는 잠수부의 [1]탯줄을 통해 낮은 압력으로 공급할 수 있다.소방관, 광산 구조대원 및 산업 종사자가 위험한 환경에서 사용하는 호흡 장치에도 유사한 장치가 사용됩니다.

유럽에서는 전체 산업용 전력 소비량의 10%가 압축 공기를 생산하는 것으로,[2][3] 연간 80테라와트 시간의 소비량에 해당합니다.

19세기 중반에는 송전을 위한 파이프 압축 공기의 산업적 사용이 개발되었습니다. 증기와 달리 압축 공기는 응축으로 인한 압력 손실 없이 장거리 파이프가 가능합니다.압축 공기의 초기 주요 적용은 1861년 이탈리아와 프랑스의 Mont Cenis 터널 시추에서 600kPa(87psi) 압축 공기 플랜트가 공압 드릴에 전력을 공급하여 이전의 수동 시추 방법보다 생산성을 크게 높였습니다.압축 공기 훈련은 1870년대에 미국의 광산에서 적용되었다.George Westinghouse는 1869년부터 열차용 에어 브레이크를 발명했다. 이러한 브레이크는 철도 운행의 안전을 [4]상당히 향상시켰다.19세기에 파리에는 압축공기를 전력기계에 도시적으로 분배하고 조명용 발전기를 작동시키기 위한 파이프 시스템이 설치되었다.초기 공기 압축기는 증기로 구동되었지만, 특정 장소에서는 트롬프가 떨어지는 [5]물의 힘으로 압축 공기를 직접 얻을 수 있었습니다.

숨쉬기

호흡용 공기는 스쿠버 다이빙과 같이 고압으로 저장했다가 필요할 때 점차 방출되거나 수면 공급 다이빙과 같이 요구 사항을 충족하기 위해 지속적으로 생산될 수 있다.호흡용 공기는 오일 및 기타 오염물질이 없어야 합니다. 예를 들어, 미량 체적 측정 분율에서 정상 대기압에서는 위험하지 않을 수 있는 일산화탄소는 비례적으로 높은 부분 압력으로 인해 가압 공기를 호흡할 때 치명적인 영향을 미칠 수 있습니다.공기 품질 요건이 [6]다르기 때문에 공기 호흡용 공기 압축기, 필터 및 공급 시스템은 일반적으로 공압 공구 또는 기타 용도로도 사용되지 않습니다.

교량이나 기타 구조물의 기초를 건설하는 작업자는 케이슨이라는 가압된 인클로저에서 작업할 수 있으며, 케이슨이란 인클로저에 압력을 가하여 열린 바닥부에 물이 유입되는 것을 방지할 수 있다.다이빙벨을 탄 근로자들이 숨가쁘게 느껴지고 종에 신선한 공기가 방출되면서 질식할 위험이 있었던 것은 17세기 초에 알려졌다.이러한 근로자들은 또한 수면으로 돌아왔을 때 압력이 완화되면서 고통과 다른 증상들을 경험했다.데니스 파핀은 1691년에 수면에서 나오는 신선한 공기가 계속해서 벨에 압력을 가한다면 다이빙 벨의 작업 시간이 연장될 수 있다고 제안했다.19세기까지 케이슨은 토목 건설에 정기적으로 사용되었지만, 일꾼들은 표면으로 돌아올 때 케이슨병 또는 감압병이라고 불리는 심각한, 때로는 치명적인 증상을 경험했다.많은 노동자들이 브루클린 다리와 이드 다리와 같은 프로젝트에서 이 질병으로 인해 사망했고,[7] 1890년대에 이르러서야 노동자들은 조직에 위험한 기포가 형성되는 것을 막기 위해 천천히 감압해야 한다는 것이 이해되었다.

약 20m(70ft) 아래로 잠수할 때 사용되는 것과 같이 적당한 고압의 공기는 신경계에 대한 마취 효과를 증가시킨다.잠수할 때 질소 마취는 위험합니다.30m(100ft)를 훨씬 넘는 다이빙의 경우 공기만 사용하는 것이 안전하지 않으며 헬륨이 함유된 특수 호흡 혼합물이 자주 사용됩니다.[8]

압축 공기의 사용

발전소의 공기 압축기 스테이션

산업에서는 압축 공기가 전기, 천연 가스, 물에 이어 네 번째 유틸리티로 간주될 정도로 널리 사용되고 있습니다.그러나 압축 공기는 전달된 단위 에너지 [9]기준으로 평가할 때 다른 세 가지 유틸리티보다 더 비쌉니다.

휴대용 1단 공기 압축기의 기술도
수평 탱크에 조립되어 JT(Joule-Thompson)형 냉동 압축 공기 건조기를 갖춘 2단 공기 압축기

압축 공기는 다음과 같은 다양한 용도로 사용됩니다.

시스템 설계

압축기실은 [12]압축기에서 발생하는 폐열을 제거하기 위해 환기 시스템으로 설계되어야 합니다.

수증기 및 유증기 제거

대기압의 공기가 압축될 때, 고압의 공기가 수용할 수 있는 것보다 훨씬 더 많은 수증기를 포함합니다.상대 습도는 물의 특성에 따라 결정되며 기압의 [13]영향을 받지 않습니다.압축공기가 식으면 기화된 물이 액화수로 [14][15]변한다.

압축기에서 나오는 공기를 냉각하면 배관에 들어가기 전에 대부분의 습기가 제거됩니다.애프터쿨러, 저장탱크 등은 압축공기를 104°F까지 냉각시킬 수 있으며 물의 3분의 2가 [16]액체로 변합니다.

과도한 습기의 관리는 압축 공기 분배 시스템의 요구 사항입니다.시스템 설계자는 배관 시스템의 낮은 부분에 습기가 축적되지 않도록 배관이 경사를 유지하도록 보장해야 합니다.대형 시스템의 여러 지점에 배수 밸브를 설치하여 갇힌 물을 뿜어낼 수 있습니다.파이프 헤더에서 나오는 탭은 파이프 상단에 배치하여 수분이 파이프 분기 공급 [17]장치로 넘어가지 않도록 할 수 있다.배관 크기는 피크 [18]수요 시 직진 배관의 초과 속도 또는 배관 [19]부속품의 난류로 인한 배관 시스템의 과도한 에너지 손실을 방지하기 위해 선택된다.

전원이 복구되면 여러 공기 압축기의 자동 재부팅이 시차적으로 실행됨

전원 장애 후 전원이 복구되면 시동을 걸면 주 회로 차단기가 [20]트립되는 것을 방지할 수 있습니다.최신 공기 압축기에는 정확히 같은 시간대에 모터 재시동을 트리거할 수 있는 디지털 제어 기능이 있어 각 공기 압축기에 전원을 공급하는 패널에서 주 배전 회로 차단기를 작동시킬 수 있습니다.각 에어 컴프레서의 디지털 제어는 #1 장치의 경우 32초, 추가 에어 컴프레서의 경우 6초 이상 자동 재시작을 지연하도록 별도로 설정할 수 있습니다.클린 파워를 사용할 수 있게 된 후 최초의 31초 지연은 유틸리티 자동회로 리클라이저 "데드 타임 인터벌"이 프로세스를 완료하여 5분 이내에 여러 번의 재시동을 줄일 수 있도록 하는 것입니다.인접 회로에 고장이 있는 경우, 고객이 전압 저하(sags)를 여러 번 볼 수 있으며, 중고장 전류가 인접 회로에 유입되어 1회 [21]이상 중단될 때 간헐적으로 정전될 수 있습니다.

모터 시동이 빠르게 짧아지는 것을 방지하고 전압 불균형, 과전압/저전압, 위상 손실, 반전, 잘못된 시퀀싱이 있을 때 모터를 끄도록 설정할 수 있는 애프터마켓 장치를 사용할 수 있습니다.이러한 장치는 브레이크 시 지연(0-10분) 시간이 경과할 때까지 모터를 끄도록 설정할 수 있습니다.이러한 장치는 전압 불균형, 과전압/저전압, 위상 손실, 반전, 잘못된 시퀀스 이벤트가 있을 때 모터를 꺼짐으로써 모터 시동이 빠르게 짧아지는 것을 방지함으로써 모터 과부하 릴레이 트립을 감소시킨다.모터 과부하 릴레이 트립을 피하는 것은 무인,[22][23][24][25] 지붕 장착 및 원격 위치에 있는 장비에 특히 유용합니다.

「 」를 참조해 주세요.

  • 공기 압축기 – 공기를 가압하는 기계
  • 기내 가압 – 항공기 내부 공기 압력을 유지하는 프로세스
  • 압축 공기 건조기 – 압축 공기의 습도를 줄이기 위한 필터 시스템
  • 컴프레서 – 부피를 줄여 가스 압력을 증가시키는 기계
  • 가스 분진기 – 물로 세척할 수 없는 민감한 장치를 청소하거나 먼지를 털어내는 데 사용되는 제품(일반적으로 불소화탄소를 사용하지만 일부는 압축공기를 사용함)
  • 로터리 스크류 압축기 – 로터리 양극 변위 메커니즘을 사용하는 가스 압축기

메모들

  1. ^ US Navy (1 December 2016). U.S. Navy Diving Manual Revision 7 SS521-AG-PRO-010 0910-LP-115-1921 (PDF). Washington, DC.: US Naval Sea Systems Command. Archived (PDF) from the original on 28 December 2016.
  2. ^ Leino, Raili (24 February 2009). "Paineilma hukkaa 15 hiilivoimalan tuotannon" (in Finnish). Archived from the original on 17 July 2011. Retrieved 24 February 2009.
  3. ^ "Compressed Air System Audits and Benchmarking Results from the German Compressed Air Campaign "Druckluft effizient"" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2011-12-24.
  4. ^ Lance Day, Ian McNeil(편집), Routledge, 2002, ISBN 1134650205, 페이지 1294
  5. ^ Peter Darling (ed.) , SME 광산공학 핸드북, 제3판 광산, 금속, 탐사 협회 (미국) 2011, ISBN 0873352645, 페이지 705
  6. ^ U.S. Navy Supervisor of Diving (2008). U.S. Navy Diving Manual (PDF). SS521-AG-PRO-010, revision 6. U.S. Naval Sea Systems Command. Archived from the original (PDF) on 2014-12-10. Retrieved 2014-01-21.
  7. ^ E. Hugh Snell, 압축 공기병 또는 소위 케이슨병 H. K. Lewis, 1896년 페이지.
  8. ^ Bennett, Peter; Rostain, Jean Claude (2003). "Inert Gas Narcosis". In Brubakk, Alf O; Neuman, Tom S (eds.). Bennett and Elliott's physiology and medicine of diving (5th ed.). United States: Saunders. ISBN 0-7020-2571-2. OCLC 51607923.
  9. ^ Yuan, C., Zhang, T., Rangarajan, A., Dornfeld, Ziemba, B. 및 Whitbeck, R... "자동차 제조에서의 압축 공기 사용 패턴의 의사결정 기반 분석", Journal of Manufacturing Systems, 254,3003 페이지.
  10. ^ "Applications - Working With Compressed Air - CAGI - Compressed Air And Gas Institute". www.cagi.org. Archived from the original on 2017-01-28. Retrieved 2017-01-12.
  11. ^ "Selger frisk luft fra Preikestolen på eBay". Stavanger Aftenblad (in Norwegian). Archived from the original on 18 August 2016. Retrieved 15 August 2016.
  12. ^ "Some Like It Hot…Your Compressor Room Doesn't". Compressed Air Tips from Kaeser Talks Shop. 5 May 2015. Archived from the original on 13 January 2017. Retrieved 2017-01-12.
  13. ^ Fluid-Aire Dynamics상대 습도 vs.압축 공기 시스템의 이슬점
  14. ^ 퀸시 컴프레서
  15. ^ Atlas Copco 어떻게 물이 압축 공기 시스템을 해칠 수 있습니까?
  16. ^ Quincy 컴프레서 압축 공기 배관 시스템의 모든 것
  17. ^ Hank van Ormer, Air Power USA, 압축 공기 모범 사례, 06/2012 페이지, 2열, 주 12의 컴프레서 입구 배관.2015-09-10 Wayback Machine에서 아카이브 완료
  18. ^ "Plant services (2005 - 2006 Collection) "Eliminate Mr. Tee"". p. 5. Archived from the original on 2013-11-24.
  19. ^ Merritt, Rich (May 2005). "Top 10 Targets of a Compressed Air Audit" (PDF). Plant Services magazine. p. 31. Archived from the original (PDF) on 2016-12-21.
  20. ^ [1] NASA Lewis 연구 센터 초음속 풍동에서의 구동 시스템 개선
  21. ^ Wikipedia "Recloser" 문서에서 복사했습니다.
  22. ^ [2] 프로그램 가능한 3상 라인 전압 모니터 ICM 컨트롤
  23. ^ [3] Motors Pacific Gas & Electric Company의 오픈 페이즈 프로텍션
  24. ^ [4] S. Küchük, L. F. 페르난데스, M. Bayrak 및 A.S. Yilmaz, "고부하 산업 시설에서 공급 전압 중단 후 전기 모터의 재가동 계획", 2015년 제9회 전기 전자 공학 회의(ELECO), 2015년, 페이지 599-603, doi: 10.1109/ELECO 2015.7394595.
  25. ^ [5] R. T. Jagaduri, D. Bradley, L. Kingrey 및 T. P. Nguyen, "마이크로프로세서 기반 보호 릴레이를 사용한 필수 모터의 자동 재시동 현장 평가" 2011년 제58회 연례 IEEE 석유 및 화학 산업 회의 기록(PCIC, 2011).

외부 링크