로터리 압축기

정의와 핵심 키워드

로터리 압축기는 회전 운동으로 가스를 압축하는 압축기다.

정식 명칭은 회전식 용적형 압축기다. 가스를 일정량씩 가두어 압축한다.

핵심 부품은 편심 실린더 안에서 구르는 롤링 피스톤과 베인이다.

가정용 냉장고와 소형 룸에어컨, 패키지 에어컨 등 소형 냉동공조에 쓰인다.

작동 원리

편심 때문에 롤링 피스톤과 실린더 사이 공간이 회전에 따라 커졌다 작아진다.

공간이 가장 커지면 흡입 포트로 가스가 들어오고, 공간이 줄면 압축된다.

압력이 토출 밸브의 개방 압력에 이르면 밸브가 열려 고압 가스가 토출된다.

흡입, 압축, 토출이 한 회전 안에서 연속으로 일어나 맥동이 작다.

구성요소

구성요소는 실린더, 롤링 피스톤, 베인, 편심축, 토출밸브다.

롤링 피스톤은 압축실을 구획하는 격벽이다. 베인은 흡입 영역과 압축 영역을 나눈다.

베인은 스프링으로 롤러에 밀착되어 흡입 측과 토출 측의 밀봉을 유지한다.

회전자와 실린더 사이 간극으로 고압 가스가 새면 체적효율이 떨어진다.

이론 토출량 계산

이론 토출량은 행정체적으로 구한다. 롤러 외경과 실린더 내경의 반지름을 쓴다.

R²−r²을 먼저 구하면 0.000275 m²다. 이를 π, L, N과 곱한다.

계산하면 이론 토출량은 8.64×10⁻⁴ m³/s, 즉 0.864 L/s다.

단위를 환산하면 약 51.8 L/min이며, 소형 압축기의 상식 범위에 든다.

왕복동식과 비교

왕복동식 압축기와 비교하면 로터리 압축기의 차이가 분명해진다.

왕복동식은 피스톤이 직선으로 왕복해 관성력이 생기고, 이것이 진동과 소음의 원인이다.

회전 운동은 왕복 질량이 없어 진동과 소음이 작다. 이 점이 핵심 비교 포인트다.

부품 수가 적고 흡·토출 밸브도 적어 조립이 쉽고 소형 기기에 유리하다.

헷갈리기 쉬운 실수

헷갈리기 쉬운 실수를 짚는다. 로터리와 스크류 압축기는 작동 원리를 구분해 써야 한다.

대용량에서는 누설로 효율이 떨어져 대형 설비에는 적용이 제한된다.

용량을 과장하지 않고, 왕복동식과 비교할 때 진동과 소음을 빠뜨리지 않는다.

이제 직접 풀어 보자.

핵심 정리

정답은 액 냉매가 흡입되어 롤러와 베인의 마찰이 커지는 쪽이다.

로터리 압축기는 회전 운동으로 체적을 줄여 압축하는 용적형 압축기다.

소형 기기에서 진동과 소음이 작고, 대용량은 스크류 압축기가 맡는다.

답안에는 정의, 종류, 특징, 왕복동식과의 비교를 빠짐없이 쓴다.