내부유의 적정점도
압축기유를 선정할 때 가장 유의해야 할 것은 적정점도다. 점도를 선정함에 있어서 여러가지의 보고가 발표되고 있으나 메이커 측은 출력과 압력과의 관계로써 아래 표와 같은 점도를 선정하고 있다. 압축기에 있어서 점도는 압력에 의한 영향이 크고, 윤활기구 각부의 윤활은 내연기관과 비슷하지만 압축될 기체를 동력으로서 뿐 아니라 원료로 사용한다는 점이 다르다. 적정점도 결정에는 실린더의 온도, 압력, 회전수, 실린더의 직경, 스트로크 길이 등에 의해서 결정되며 압축기 메이커는 기종별, 운전조건별로 점도 및 급유량을 정하고 있다.
한편 유체윤활유를 유지하기 위해 필요한 윤활유의 점도계산식은 아래와 같다.
μ = 980CW/pν
μ : 유막온도에 있어서 점도(cSt)
W : 최대부하(단위길이 피스톤링에 걸리는 부하(kg/㎠)
ν : 피스톤평균속도(cm/sec)
p : 오일의 비중
C : 피스톤스트로크(S) 링유효폭(b)에 의해서 결정되는 계수
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압축기출력(kw) |
점도(SAE NO) |
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11이하 |
20W |
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12~300 |
20 |
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300이상 |
30 |
< 출력과 점도 >
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구 분 |
종 압 |
순광유 cSt(50℃) |
광유+지방유 cSt(50℃) |
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1단 압축기 |
< 5 기압 |
33~37 |
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2단 압축기 |
< 8 기압 |
45~65 |
35~45 |
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3~4단 압축기 |
< 70 기압 |
75~150 |
50~120 |
< 압력과 점도 >
토출압력이 10kg/㎠이하의 다목적 공기압축기는 종래부터 경험적으로 SAE 20~30이 사용되고 있다. 종래의 점도선정 방법은 한결같이 토출압력을 중시해서 압력의 범위별로 행했고 이것을 위의 식으로 각종의 압축기에 대해서 적정점도를 계산한 결과(피스톤 속도 링의 치수와 수 등이 틀리지만 토출압력만으로서 결과를 분류)와 함께 나타난다.
다목적압축기의 영역에 있는 토출압력 10kg/㎠ 이하에서는 계산치쪽이 낮은 값을 나타낸다. 종래의 경험치는 상당히 안전율을 포함한 값이라고 추정되기 때문에 특히 안전측면에서 고점도유를 사용한다는 것은 바람직한 일은 못된다.
특수가스압축기의 경우 압축가스의 종류에 따라서는 그 영향을 고려해서 고점도유를 사용하지 않으면 안되는 경우도 있다. 이때는 압축기 메이커와 충분히 협의할 필요가 있다.
1. 액체공기용 압축기에 있어서는 순광유만을 사용
2. 인화점은 개방식 200℃이하이어서는 안된다.
내부유의 품질
내부유에 요구되는 품질성능을 고온분위기에서 열/산화안정성 및 카본화되기 않는 것이 가장 중요하다.
1. 열/산화안정도
공기압축기의 경우 윤활유는 앞에서 언급한 바와 같이 압축률이 높으면 압축공기온도는 높아져 토출관이나 토출밸브 부근은 고온에서 되어 이때 토출관이나 토출벨브에서 부착된 내부유은 열분해나 산화에 의해 슬러지나 카본의 생성이 촉진된다. (아래 표 참조)
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게이지압(kg/㎠) |
1단 압축토출온도(℃) |
2단 압축토출온도(℃) |
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1 |
82.3 |
- |
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3 |
159.4 |
82.3 |
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5 |
212.1 |
104 |
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7 |
253.4 |
119.7 |
이러한 생성물들은 윤활부의 윤활을 방해하는 동시에 토출밸브의 개폐를 불량하게 하고 더욱더 고온화가 촉진되며 악순환을 초래한다. 또 최악의 상태에서는 카본에 의한 화재나 폭발사고의 원인이 되는 경우가 있으므로 압축기유는 열 및 산화안정성이 양호하여야 한다.
2. 생성카본의 연질제거법
토출밸브나 토출관에 부착된 윤활유의 분해, 중합에 의해서 생성된 슬러지나 카본, 도는 흡입공기중의 공기나 윤활각부로부터의 마모분에 의해서 형성된 카본은 앞에서 언급한 바와 같이 나쁜 영향을 미치기 때문에 될 수 있는 한, 적은 것이 요구되고 또 제거하기 쉬워야 한다. 물론, 탄화방지는 할 수 없고, 또 소비량과 운전시간은 카본의 체적량과 상관이 있다. 종래 탄화수소에 의한 카본화는 나프텐계유쪽이 연질이고 제거하기 쉬운 편이었으나, 첨가제의 진보나 정제법의 발전, 또 설계상의 운전관리면의 진보에 의거, 생산량이 적은 나프텐계유의 사용은 거의 없어졌다. 카본화 경향이 적은 윤활유를 사용하는 목적은 운전시간의 연장과 보수점검의 용이에 있으므로 가능한 한 카본화가 적고 또 제거하기 쉬운 것이 요구된다.
3. 방청성능, 부식방지성능에 대해서는 대상가스에 따라 크게 영향을 받지만 공기의 경에도 휴지시에 영향이 있으므로 요구되는 항목이다.
