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압축공기의 여과 - 필터
(주)예원타스  Date : 2023-04-19 14:41:24     Hit : 7806


 

필터를 통한 압축공기의 여과는 다양한 방식의 조합으로 이루어 집니다. Sieving(채거름)은 입자들의 크기가 필터 조직 사이의 간격보다 큰 경우 분리되는 방식 입니다. 주로 1mm보다 큰 입자들에 적용되며 필터 엘리멘트이 조직이 촘촘하게 구성될수록 여과율이 증가합니다. 하지만 압축공기 이물질 크기는 보통 1mm보다 작기 때문에 Sievingㅇ르 통한 필터링은 발생하지 않습니다. 1mm보다 작은 입자들은 Impaction(충돌), Interception(가로챔), Diffusion(확산)같은 3가지의 물리적인 필터링 메커니즘에 의해 여과됩니다.


 

필터의 여과 원리

Impaction(충돌)은 비교적 큰 입자나 속도가 빠른 기체의 충돌로 인해 발생합니다. 무거운 입자는 큰관성 때문에 기체의 흐름을 따라 이동하지 않고 직선으로 이동하여 필터 엘레먼트 섬유에 충돌합니다. 이 현상은 1㎛ 큰 입자들에게서 주로 발생하며 입자의 크기가 증가하면 관성이 증가하므로 여과율이 커집니다.

Interception(가로챔)은 입자가 기체의 흐름을 따라 이동 할 때 입자의 반경이 공기의 흐름과 필터 섬유사이 간격보다 큰경우에 발생합니다.

Diffusion(확산)은 매우 작은 입자가 기체 흐름을 따르지 않고 브라운 운동으로 인해 무작위로 움질일때 필터 엘레멘트와 충돌하여 발생합니다. 입자의 크기가 작고 속도가 낮을때 확산에 의한 여과율이 증가합니다.

 


 

필터의 입자 크기별 여과 효율

필터의 효율은 위에 언급한 여러가지 여과방식이 조합되어 나타납니다. 그림과 같이 모든 크기의 입자에 효율적인 필터는 없기 때문에 용도에 맞게 잘 조합하여 사용해야 합니다., 일반적으로 0.1㎛ 과 0.2㎛사이의 입자들이 가장 분리하기 어렵습니다.

Coalescing 필터의 효율은 위에서 언급된 여과 방식이 모두 결합되어 결정되며 각각의 여과 방식 효율은 입자 크기들, 기체의 속도, 필터 엘리먼트의 섬유 지름 및 구조에 영향을 받습니다

에어로졸 형태의 오일과 수분은 입자가 비슷하므로 Coalescing 필터에 의해 분리됩니다. 필터를 통과할 때 에어로졸 액체들은 중력으로 인해 필터의 아래쪽에 모이며 점차 더 큰 액체방울로 합쳐져 여과됩니다. Coalescing 필터는 에어로졸뿐 아니라 액체 상태의 유분도 여과가 가능합니다. 하지만 액체 형태의 유분은 농도가 높기 때문에 압력 강하와 낮은 여과율을 야기시킵니다. 증기 형태의 유분은 일반 필터로는 제거 할 수 없기 때문에 흡착 방식을 이용한 필터를 사용합니다. 일반적으로 활성화 탄소를 함유한 엘레멘트를 많이 사용합니다.

모든 필터링은 불가피하게 압축공기 시스템의 에너지 손실인 압력 강하를 초래합니다. 더 단단하고 촘촘한 구조의 필터는 압력 강하가 크고 금방 막힙니다. 따라서 잦은 필터 엘레먼트이 교체가 요구되어 높은 유지보수 비용이 듭니다.

압축공기의 품질은 ISO 8573-1에 따라 고형입자, 수분, 유분의 포함 정도에 의해 결정됩니다. 따라서 무조건 많은 필터를 사용하는 것이 아니라 사용되는 공압기기에 요구되는 압축공기의 품질에 따라 적절한 필터를 사용하는 것이 좋습니다.