싱글스크류 소개

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싱글스크류 소개

싱글스크류 소개

기술정보

물 윤활 기술이란

싱글스크류 압축기술 동작원리 및 장점
CMN 물(水) 분사 싱글 스크류의 에어 엔드는 스테인리스 재질로 만들어졌으며, 1개의 스크류 로터와 2개의 게이트 로터로 구성되어 있습니다. 스크류 로터에는 6개의 매우 정교한 나선형 홈이 형성되어 있으며, 양측의 게이트 로터는 특수 재질로 만들어진 11개의 블레이드가 스크류 축의 양쪽에 수평으로 자리 잡고 있어 2개의 공기 압축실을 가지는 구조입니다. 이러한 구조를 통해 스크류가 1회전할 때 12번의 압축이 진행됩니다. 에어 엔드 내부로 분사되는 물은
  1. 회전체의 윤활 역할,
  2. 스크류 로터의 나선형 홈과 게이트 로터의 블레이드 사이에 수막을 형성시키는 씰링 역할,
  3. 에어 엔드의 온도를 낮추는 냉각 역할
을 동시에 수행합니다.
안정성
에어 엔드의 회전수가 낮아 베어링의 부하가 적고, 윤활유가 필요 없으며, 또한 기기의 작동온도가 낮아 주변 부품의 수명이 길게 설계되었습니다.
에너지 절약
등온 압축으로 에너지 손실이 적고, 열 회수 시스템이 필요 없으므로 에너지가 절약됩니다.
저소음 및 저진동
에어 엔드와 모터가 직접 연결되는 설계를 통해 증속 기어가 필요 없고, 에어 엔드의 회전수가 3,000rpm 미만입니다. CMN의 특허인 흡기 구조와 독특한 소재의 방음 스펀지를 사용하므로 CM 시리즈는 최소 58dB(A)의 소음을 가진 스크류 공기압축기를 제공합니다.
간편한 유지보수
전체는 윤활유를 사용하지 않기 때문에 오일 및 오일필터의 유지관리가 필요 없습니다. 유지 보수로는 에어필터와 워터 필터만 교체하며, 인체공학적인 케이스 설계로 유지 & 관리에 편리함을 추구하였습니다.

주요 구성부품

사진
  1. 1 영구자석 모터
    CMN이 사용하는 고품질 모터는 희토류 영구자석 소재를 사용하며, IP55, F class, SKF 베어링을 사용하므로, 동급 모터 대비 3~5% 높은 효율을 가지며, 동시에 24시간 무고장 연속운전을 보증합니다.
  2. 2 PLC 제어시스템
    첨단 제어 및 고장 모니터링 알람 기능, 친화적인 인간-기계 인터페이스, 기기의 모든 운행정보 표시, 강력한 원격제어시스템, RS485 인터페이스 기능을 갖췄습니다. 스마트 컨트롤 시스템 및 프랑스 슈나이더 일렉트릭 제어시스템을 적용하여 마이크로컴퓨터가 구동 모터를 제어하고, 좁은 압력 대역 범위에서 압력을 조절하게 함으로써, 설비의 효율성과 신뢰성을 극대화하였습니다.
  3. 3 고효율 흡기밸브
    CMN의 독자적 특허인 고효율 흡기밸브는 일체형 공기 최저점 흡기 모드 적용으로 압축효율을 향상시켰습니다. 흡기 시 소음을 저감하는 동시에 에어필터의 사용 수명을 연장합니다. 아울러 오픈형 모듈 박스 구조를 독특하게 만들어 유지 보수 편의성을 높였습니다.
  4. 4 워터 세퍼레이터
    스테인리스 재질로 제작되어 박리물이 생기지 않으며, 세퍼레이터 내부에 특수 유선판층이 있어서 순간 공기 유속이 10m/s에 도달하여 수분과 공기가 완전히 분리되며, 이때 수분은 바닥으로 침전되고 압축된 공기는 상단의 최소 압력밸브를 통하여 배출됩니다.
  5. 5 스테인리스 에어 엔드
    CMN이 자체 연구개발한 스테인리스스틸 에어 엔드(특허번호 : ZL201110000872,4)는 최고의 용적효율을 가지며, 샤프트 실링이 없고(CMN 특허), 설계수명이 25년 이상입니다.
  6. 6 윤활수 필터링 시스템
    스테인리스 스틸 케이스로 제작되었으며, CMN 순정 필터는 정밀 유리섬유를 다중으로 감은 디자인으로 필터 정밀도가 0.1um 정도이며 깨끗한 윤활수는 에어 엔드의 수명을 연장시킵니다.
  7. 7 고품질 판형 열교환기
    고성능 스테인리스 판형 열교환기는 다중 프로세스 냉각 구조로 냉각 면적이 크고, 단위 냉각 효과가 우수하며, 공기압축기의 배기 온도는 55'℃를 초과하지 않습니다.

CMN 오일프리 싱글스크류 VS 피스톤 방식

구분 비교내용 CMN 오일프리 스크류 방식 기존 피스톤 방식
압축공기 품질 흡입먼지 물(윤활수)로 세정되며, 물속에 잔존하는 먼지는 워터 필터에서 걸러짐 그대로 압축되어 배기됨
오일함량 순수한 오일프리 0ppm 독일 TUV calss 0 인증 실린더 내부로 윤활유 유입 가능성 상존
수분함량 압축실온도가 약 45℃이며, 물은 기수분리기에서 완전회 분리되므로 함수율이 낮음 실린더 온도가 보통 180℃(에프터쿨러 통과시 약 85℃)이므로 함수율이 높음
위생 SUS304/316 사용으로 위생적 철, 탄소강 및 알미늄 재질로 비위생적
부식성 가스 압축과정에서 물로 세정되며, 물속 잔류물은 시스템이 주기적으로 자동 배출시킴 압축실로 들어가 직접 압축되므로 주철, 연철, 실린더 등 장비를 부식시킴
유지보수 소모품 워터 필터, 에어필터 오일필터, 오일 정밀필터, 에어밸브, 피스톤링, 서포트링 등 다수
비용 낮음 높음
주기 보통 6,000시간마다 실시 보통 4,000시간마다 실시
신뢰성 부하평형 축 부하의 동적 평형성이 양호하여 베어링이 받는 하중이 작음 축 부하의 동적 불평형으로 베어링이 받는 하중이 큼
압축효율 95% 이상 시간이 갈수록 압축효율 저하
진동 작음, 기초공사가 불필요 큼, 기초공사 또는 진동방지장치가 필요
소음 낮음 (330HP : 약 80㏈(A)) 높음 (330HP : 약 110㏈(A))
온도 냉각수의 압력과 유량이 보장되면 45℃에서 장기간 안정적으로 운행 실린더 내부 온도가 180℃ 이상 도달하므로 고온 경보나 운행 중지 상황이 자주 발생
안정성 안전 운전 정지 시에 압력 방출로 압축실에 압력이 없으므로 재시작 시 곧바로 시동 가능 재시작시, 저압으로 밸브를 열고 언로딩 진행시 조작미숙에 따른 고장위험 있음
오염 안전 100% 순수한 오일프리 압축공기로 오일 오염으로부터 절대 안전 오일탱크의 마모로 틈이 생기면 오일이 압축실로 들어갈 위험 있음
화재 안전 압축실 온도가 45℃ 정도로 낮으므로 자연발화나 화상사고로부터 안전 압축실 온도가 180℃ 정도이므로 자연발화나 화상사고의 위험에 노출

에너지 절약

공기압축기 10년 사용시 비용 구성
사진
1단 압축, 최고의 용적효율
CMN의 싱글스크류 에어엔드는 물을 이용한 윤활, 씰링, 냉각 방식을 통해 높은 용적 효율을 자랑합니다. 이러한 기술 덕분에 CM 시리즈는 2단 압축이 필요한 기존 오일프리 압축기와 달리, 단 1단의 압축만으로 최고 12.5bar의 압축 공기를 안정적으로 생산합니다. 불필요한 압축 단계를 제거하여 에너지 효율을 높였으며, 에어엔드와 모터를 직접 연결하여 동력 손실을 최소화했습니다. 이를 통해 에너지 소비와 유지보수 비용을 획기적으로 줄여, 더욱 경제적이고 친환경적인 솔루션을 제공합니다.
등온압축
등온 압축(Isothermal Compression)이란 압축 과정에서 발생하는 열을 냉각수와 즉시 교환하여 가스 온도를 일정하게 유지하는 방식입니다. 이 방식은 비 등온 압축 대비 열손실을 최소화하여 에너지 효율을 극대화합니다. 워터 인젝션 공기 압축기는 바로 이 등온 압축 원리를 이용하여 냉각수로 가스 온도를 효과적으로 제어하고 압축 효율을 향상시킵니다. 결과적으로 낮은 압축 온도가 유지되어 가스의 부피 변화가 줄고, 이는 압축기의 안정성과 신뢰성 향상으로 이어집니다. 또한, 기계적 마모와 고장 위험을 감소시켜 장비의 수명을 연장하는 데 핵심적인 역할을 합니다.
공정상의 품질 안정
워터인젝션 공기압축기의 등온압축은 과열로 인해 가스에서 수분과 오일이 분리되는 것을 방지하여 압축공기의 순도를 유지할 수 있게 합니다, 식품가공 및 제약업체와 같이 높은 공기품질을 요구하는 산업에 적합하며, 오일 오염이 없는 깨끗한 압축공기를 제공합니다.
사물 인터넷 모니터링 시스템
CM 모델에 loT 모니터링 시스템을 적용하여 원격모니터링, 스타트-스톱(옵션) 등의 기능이 가능하므로 다양한 알람정보에 대한 즉각적인 대응이 가능합니다.
인버터(주파수 변환) 적용
높은 공기 압축기 전력 비용의 문제
공기 압축기는 수명 주기 동안 발생하는 총비용의 약 80%가 전기료일 정도로 에너지 집약적인 장비입니다. 실제로 많은 공장에서 압축기가 소모하는 전력이 공장 전체 소비 전력의 40%를 넘어서는 실정입니다. 더 큰 문제는 공기를 사용하지 않는 ＇언로딩＇ 상태에서도 정격 전력의 20~40%에 이르는 불필요한 전력이 지속적으로 소비된다는 점입니다.
인버터 기술을 통한 에너지 절감
CM/PV 인버터 시리즈는 이러한 문제를 해결하기 위해 개발되었습니다. 공기 사용량의 변동이 큰 작업 환경에 최적화되어, 실시간 수요에 맞춰 모터의 주파수와 회전 속도를 자동으로 제어합니다. 이를 통해 언로딩 운전을 최소화하고 필요한 만큼의 압축 공기만을 정확히 공급하여 에너지 소비를 획기적으로 줄입니다.
CM/PV 시리즈의 특장점
  • 지능형 자동 제어 : 공기 생산량을 40~100% 범위 내에서 조절하며, ±0.1MPa의 미세한 압력 변동 범위 내에서 정압을 유지합니다.
  • 최적화 설계 : 전용 인버터와 컨트롤러, 핵심 부품들을 통합하여 항상 최고의 효율로 최저의 에너지 소비를 보장하도록 설계되었습니다.
인버터 기종의 장점
  • 흡기밸브 및 배기밸브에 대한 로딩 및 언로딩 영향 감소
  • 로딩 및 언로딩시의 에어엔드 내부베어링에 대한 충격 감소
  • 기기 내부에 압력을 받는 각 부품의 압력변동에 대한 영향 감소