| (1) 공기압 기술의 발달 |
공기압 공학 또는 기술을 영어로는 Pneumatics라 부르고 있다. 우리가 사용하고 있는 공기를
압축 또는 감압한 상태로 목적에 맞게 사용하는 공학기술이 공기압기술(Pneumatics)이다. |
| - 공기의 이용 |
* 공기의 성분(주로 산소)을 이용한 것 : 연소, 호흡작용
* 공기의 물리적 성질을 이용한 것 : 열기구
* 흐름의 상대적인 현상을 이용한 것 : 낙하산
* 흐름의 물리적 현상을 이용한 것 : Air Curtain
* 풍력을 이용한 것 : 공기수송
* 인공으로 압축한 공기의 에너지를 이용한 것 : Air Brake, 자동문 개폐 장치 등 |
| - 공기압 기술의 역사 |
BC100 ~ AD100년 무렵 무기라든가 Pump, 시계, Organ등에 이용하기 시작하였고
고대 이집트인들은 이 압축공기를 이용하여 불을 피웠다.
14세기부터 동력의 기계화 및 작업성 개량면에 이용을 하면서 일찍이 관 업이나
건설업등에 사용되어 왔으나 실제로 공기압기술이 산업에 적용된 것은 제2산업혁명,
1850년대 채광용 증기드릴, 1880년 Air Brake, 1927년 차량용 자동문 개폐장치 등의
발명과 더불어 1940~1950년대부터의 일이다. |
| (2) 공기압의 특성 |
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- 공기압의 장점 |
* 출력 조정 용이 및 무단 변속 가능
* Return Line이 불 필요 하므로 배관이 간단
* 과부하 및 폭발, 인화에 대해 안전
* 점성이 작아 압력 강하가 적다.
* 저장이 간단
* 온도 변화에 둔감
* 사용 온도 범위가 -40C~130C로서 넓다.
* 청결성 및 인체에 무해하므로 목재, 섬유, 피혁, 식품 가공업등에 이용 |
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- 공기압의 단점 |
* 급유 필요(유압은 불필요)
* 이물 질에 약하다.
* 효율이 낮다.
* 응답속도가 늦다.(전기전자 가장 우수)
* 정확한 위치 결정, 일시정지 곤란 |
| (3) 공기의 성분단위 (%) |
구분 |
N2(질소) |
O2(산소) |
Ar(아르곤) |
CO2(탄산가스) |
체적조성 |
78.09 |
20.95 |
0.93 |
0.03 |
중량조성 |
75.53 |
23.14 |
1.28 |
0.05 |
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| (4) 공기의 흐름 |
공기의 흐름은 큰 구경에서 적은 구경을 통과 시에는 흐름 상태는 난류가 되고 때로는 소용돌이를
일으키거나 하여 압력 손실이 생긴다.
그림과 같이 예리한 끝부분을 가진 오리피스에서는 오리피스의 최소단면적보다 하류측에서의
흐름단면적이 최소로 되며 이때의 유속은 최대가 된다.
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| (5) 공기압 SYSTEM의 기본 구성 |
- 동력원 : 전동기 Engine
- 공기압 발생부 : 압축기(Compressor), Tank, After Cooler |
* 송풍기 : 토출 압력이 1Kgf/Cm2 미만인 것
Fan: 0.1Kgf/Cm2 이상
Blower: 0.1Kgf/Cm2 미만 |
| * 압축기 : 토출 압력이 1.0Kgf/Cm2 이상인 것 |
- 공기 청정부 : Filter, Mist Sepator, Air Dryer
- 제어부 : 압력제어, 방향제어, 유량제어, 기타
- 작동부 : Cylinder, Rotary actuator, Air Motor
- 기타 : 배관자재 |
| (6) 공기의 압축 |
압축공기는 압축기(Compressor)에서 만들어 진다. 압축기에서 발생하는 압력은 Gauge압력으로
7~10Kgf/Cm2 이 일반적이나 용도에 따라서는 10Kgf/Cm2 이상의 고압이 사용되기도 하며
이때는 고압Gas규정에 저촉을 받게 되므로 이 점을 감안한다.
또, 부압 또는 진공압을 얻기 위해서는 진공Pump가 사용된다. |
| (7) 압축공기의 처리 |
압축기에서 발생한 압축공기는 그대로의 상태에서는 다음과 같은 문제점을 갖게 되므로
정상적인 공기압 원으로써는 사용할 수 없다.
* 공기 온도가 높다 : 압축기로 부터 토출 된 직후의 압축공기는 온도가 매우 높다.
* 먼지가 많다 : 대기중의 먼지가 농축되므로 다량의 먼지를 포함한다.
* 수분이 많다 : 대기중의 수증기가 응축되므로 수분을 다량으로 포함한다.
* 악성유분 : 고온에 의해 변질 되 Compressor Oil이 포함되어 있다.
* 압력이 너무 높다 : 실제로 사용되는 압력보다 높기 때문에 조성이 필요하다.
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