제3장 송풍기와 압축기

3.1 개  요

3.1.1 정의

▶ 송풍기(blower)와 압축기(compressor)란 : 외부에서 가해진 기계 에너지로 기체의 에너지(압력 및 속도 에너지)를 증가시키는 기계

▶ 송풍기(blower) : 기체의 압력 증가가 100kPa(약 1kg/㎠) 미만인 기계, 팬(fan)과 블로워(blower)로 나눔

▶ 압축기(compressor) : 기체의 압력 증가가 100kPa(약 1kg/㎠) 이상인 기계

▶ 팬(fan) : 압력 증가가 10kPa(약 0.1 kg/㎠) 미만

▶ 블로워(blower) :압력 증가가 10kPa이상 100kPa(약 1kg/㎠) 미만

※1 kg/㎠ = 98066.5Pa = 98.0665kPa = 0.0980665 MPa ≒100kPa

송 풍 기

팬(fan)

압축기(compressor)

블로워(blower)

압력 10kPa 미만

압력 100kPa 이상

압력 10~100kPa

▶ 저압식과 고압식

⇒ 저압식 : 작동 기체를 비압축성 기체로 간주, 송풍기가 여기에 해당

⇒ 고압식 : 작동 기체를 압축성 기체로 간주, 압축기가 여기에 해당

3.1.2 송풍기와 압축기의 종류

▶ 크게 터보형(turbo type) 기계와 용적형(displacement type) 기계로 나눔

▶ 터보형에는 축류식과 원심식이 있다.

▶ 용적형에는 회전식과 왕복식이 있다.

송풍기(blower)

압축기(compressor)

터 보 형

축 류 식

원 심 식

용 적 형

회 전 식

왕 복 식

3.2 공기 압축기

3.2.1 선박용 압축 공기 시스템의 개요

▶ 선박에서 압축 공기는 주기관 및 발전기 기관으로 사용되는 디젤 기관의 시동용

▶ 공기압식 제어 기기의 구동용

▶ 갑판 보기의 구동용 및 기기 소제 등의 각종 작업용

1) 시동용 압축 공기 시스템

▶ 시동용 압축공기 시스템의 정격 압력 : 대략 30kgf/cm2

▶ 동일 용량의 공기 압축기 2대, 비상용 공기 압축기 1대

▶ 공기 탱크는 주공기 탱크 2개(동일 용량)와 보조 공기 탱크 및 제어용 공기 탱크

▶ 주공기 탱크의 용량 : 직접 반전식 주기관을 가진 선박에서는 12회 이상, 간접 반전식 주기관을 가진 선박(역전/감속기어박스나 가변 피치 프로펠러를 설치한 선박)에서는 6회 이상 연속 시동이 가능한 것일 것

▶ 주공기 탱크의 압축공기 압력이 일정 이하될 경우에는 비상을 알려주는 경보 장치가 설치되어 있어야 함

▶ 공기 압축기와 공기 탱크 사이에는 유 분리기, 드레인 장치, 역지 밸브 설치

▶ 공기 탱크에는 안전 밸브와 드레인 밸브를 설치

▶ 공기 압축기의 운전은 탱크에 설치되어 있는 압력 스위치에 의해 자동 on/off 제어함

2) 제어용 및 작업용 압축 공기 시스템

▶ 조타기 제어용 및 잡용 압축 공기 시스템의 정격 압력 : 7~10kgf/cm2

▶ 독립된 공기 압축기 및 탱크가 없는 경우(중, 소형 선박)에는 시동용 압축 공기를 감압 밸브(reducing valve)를 거쳐서 감압 후 사용

▶ 제어용 압축 공기 시스템은 정밀한 동작을 요구하기 때문에 시스템의 수분을 제거하기 위하여 공기 건조기(air dryer)를 설치함

3.2.2 선박용 공기 압축기

1) 터보식 공기 압축기

▶ 원심 압축기

▶ 축류 압축기

2) 회전식 공기 압축기

▶ 로브 압축기

▶ 베인 압축기

▶ 스크루 압축기

3) 왕복식 공기 압축기

3.3 송풍기

3.3.1 송풍기의 개요

▶ 선박의 통풍 환기는 자연 통풍이 널리 사용

▶ 자연 통풍이 충분하지 않을 경우, 전동 등에 의한 송풍기가 널리 이용

▶ 일반적으로 송풍량은 흡입측에서의 체적 유량(m3/s)으로 표시함

3.3.2 송풍기의 종류 및 특성

1) 용적식 송풍기

▶ 로브 송풍기

▶ 베인 송풍기

2) 원심식 송풍기

일반적으로, 원심식 송풍기는 용적식 송풍기에 비해 다음과 같은 장점이 있다.

▶ 진동 및 소음이 적다.

▶ 형태 및 중량이 작아서 값이 싸다.

▶ 베어링 이외에는 기계적 접촉부가 없으므로 기름이 혼입되지 않는다.

▶ 고속 회전에 적합하고 송출이 연속적이다.

그림 3.9 원심 송풍기

3) 축류 송풍기

▶ 큰 송풍량, 낮은 송풍 압력의  환기․통풍용

▶ 선박의 기관실 또는 선창의 통풍 환기에 적합

▶ 원심식에 비해, 부피가 작고, 효율이 높다.

▶ 반면, 소음이 큰 단점이 있다.

그림 3.14 축류 송풍기