급유식 스트류 압축기에서 주유량이 많으면 Oil Carry Over가 증가하는가?

급유식 스트류 압축기에서 주유량이 많으면 Oil Carry Over가 증가하는가?

급유식 스크류 압축기(Oil Injetion Screw Compressor)에는 그림과 같이 윤활유를 저장하는 기능과 함께 Air-Oil 분리 기능을 하는 Oil Sump(Oil Reclaimer)가 설치되어 있습니다.

Oil Sunp의 일반적인 구조는 아래쪽에는 윤활유 저장을, 위쪽에는 Air-Oil 분리 기능을 하는 Oil Separator가 설치되어 있고 그 사이에 일정한 공간이 있습니다.   이 공간은 윤활유 충진량에 따라 커지거나 작아 질 수 있습니다.

압축기 가동 중 윤활유는 Air End의 윤활을 위해 순환하고 있으며 가장 중요한 기능은 Male Rotor와 Female Rotor의 윤활 및 밀봉, 냉각 작용 입니다.

Air End 내부에서는 그림과 같이 윤활유와 흡입 공가가 섞여 압축된 후 Oil Sunp로 보내지는데 이 때 윤활유에서는 기포가 발생 되고 정상적인 조건이라면 신속하게 윤활유로부터 분리, 방출 됩니다. 윤활유에는 이런 기능을 하기 위해 소포성 및 방기성을 위한 첨가제가 사용 됩니다. 

이 공간이 Oil Carry Over와 관계가 있는지 알아보기 위해서는 2가지 조건을 이해 해야 합니다.

첫 번째, 윤활유는 압축 공기와 섞여 기포가 형성퇼 수 있으며 윤활유의 오염 정도에 따라 증가 될 수 있다.

두 번째, 윤활유에서 발생된 기포는 내부 압력에 따라 크기가 달라진다.(압력이 높으면 기포 크기가 작아지고, 압력이 낮으면 기포가 커진다)

위 두 가지 조건에 기초해 압축 기 내부 상태를 검토해 보면 정상적인 유면(Normal Oil Level) 상태에서 Oil Sump 내부 압력이 정상 운전 압력 범위 일때 기포의 높이 f2는 Oil Separator위치 보다 매우 낮다. 또 Oil Sump의 압력이 낮더라도 기포의 높이 f1 역시 Oil Separator 위치보다 낮아서 오일 기포가 Separator에 닿을 일이 없다.

그러나 윤활유를 과다 충진으로  Oil Level High를 초과하면 Oil Sunp 내부 압력이 낮으면 오일 기포가 Separator에 닿게 된다. 

Oil Separator가 오일 기포에 젖게되면 Separator의 기능을 상실하기 때문에 젖은 만큼 오일이 압축 공기와 함께 송출 된다고 보면 된다.
따라서 윤활유 과다 충진은 Oil Carry Over의 원인으로 작용할 수 있다.

결론적으로 Oil Carry Over를 예방하기 위해서는 적정한 윤활유 Level 관리가 필요하고, 오일에서 기포가 발생되는 양은 윤활유의 열화, 오염 등이 원인이 될 수 있어 윤활유 관리도  중요하다.

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