압축의 초석: 프릭 스크류 압축기

By Norm Shade2022년 9월 28일

1826년에 태어난 공학 천재 조지 프릭(George Frick)은 인간과 동물의 노동을 용이하게 하는 동력 기계 개발의 선구자였습니다. 1853년 펜실베니아주 웨인즈버러에서 시작한 프릭은 10년 후 앤티텀과 게티즈버그에서 벌어진 중요한 남북전쟁 전투의 중간 지점에 있는 자신을 발견했습니다. 그의 공장은 수많은 남부군의 공격을 받았고 게티즈버그 전투로 이어지는 남부군이 Waynesboro를 점령했을 때 한 달 동안 폐쇄되었습니다.

그러나 전쟁이 끝난 후 Frick은 증기 기관, 곡물 탈곡기 및 제재소를 건설하여 번영을 누렸습니다. 그의 휴대용 및 자체 추진 견인 엔진은 미국 최초의 엔진 중 하나였으며 최대 5000hp(3729kW) 크기의 Corliss 증기 엔진이 뒤따랐습니다.

1882년에 Frick은 기존 수직 증기 기관의 프레임에 장착된 암모니아 압축기 실린더를 제작하여 냉동 기계 분야에 진출했습니다. Frick Company는 1883년에 설립되었고 George는 43년 동안 산업 회사를 설립한 후 1886년에 은퇴했습니다. 그의 모토는 “당신이 옳다는 것을 확신하라; 그럼 빨리 하세요!”라고 Frick이 발전 중인 냉동 압축기 시장에 진출하는 것을 정의했습니다.

최초의 암모니아 압축기의 성공으로 수요가 자극되었고, 1880년대 중반 Frick Company는 새로운 Frick Corliss 증기 엔진으로 구동되는 대형 냉동 기계 전체 라인을 개발했습니다. 1896년 프릭은 세계에서 가장 큰 냉동기를 만들었습니다. 키가 30피트(9.14m)인 이 거인은 길이가 50피트(15.2m)에 달해 웨인즈버러에서 미주리주 캔자스시티의 아머까지 조각조각 운송하려면 15대의 차량으로 구성된 열차가 필요했습니다. 1890년대 후반까지 Frick은 호텔, 레스토랑, 병원 및 다양한 산업 공장에 서비스를 제공하기 위한 적당한 용량의 냉동 시스템에 대한 더 작은 크기, 더 빠른 속도로 작동하는 더 가벼운 부품에 대한 수요를 예상했습니다. 증기 동력을 항상 사용할 수 있는 것은 아니었기 때문에 압축기를 구동하는 다른 방법이 도입되었습니다.

무거운 저속 수평 압축기는 직접 동기식 모터 구동에 적합한 Type J 기계로 대체되었습니다. 수직 밀폐형 CO2 기계도 개발되었지만 곧 1930년대 초에 프레온-12 압축기로 대체되었습니다. Frick 저압 냉동 장치와 더 무거운 기계가 수만 대에 의해 생산되었습니다. 이후 몇 년 동안 Frick은 다양한 유형의 상업, 산업 및 건물 냉동 및 냉각 시스템 분야에서 선도적인 역할을 담당했으며 9기통 압축기를 포함하도록 라인을 확장했습니다.

그러나 20세기 초에 내연 기관이 Frick의 증기 기관 사업을 대체한 것처럼, 곧 냉동 분야에서 Frick의 리더십 위치를 위협할 새로운 압축기 기술이 등장했습니다. 1964년까지 스웨덴 회사인 SRM은 특히 냉동 응용 분야를 위해 특허를 받은 회전 스크류 압축기 버전을 개발했으며, 1960년대 말에는 여러 SRM 라이센스 보유자가 1000개 이상의 냉동 스크류 압축기를 생산했습니다.

마침내 1980년에 Frick은 SRM 라이센스를 획득하고 자체 스크류 압축기 개발에 착수했습니다. 이미 나사를 제조하고 있는 다른 회사와의 경쟁에 맞서기 위해 Frick은 당시 "급진적인 아이디어"로만 특징지어질 수 있는 몇 가지 중요한 차별화 기능을 개발했습니다. Frick은 또한 마찰 방지 베어링이 장착된 모든 스크류 압축기를 최초로 제작하여 대부분의 기계를 오일 펌프 없이 사용할 수 있게 했습니다. 그러나 1982년 최초의 Frick 로터리 스크류 압축기에서 밝혀진 가장 혁신적인 기능은 압축기 하우징에 두 개의 슬라이드가 포함되어 있다는 것입니다. 이 슬라이드는 로터 메시를 따라 축 방향으로 이동하여 용량과 체적 지수를 모두 무단계로 제어할 수 있습니다(Vi ). Vi를 시스템 압력 비율에 맞추면 일반적인 스크류 압축기의 과소 압축 또는 과압축과 관련된 전력 페널티가 제거됩니다. 이러한 경쟁 우위를 더욱 활용하기 위해 Frick은 유압 작동식 슬라이드 밸브를 자동으로 조정하여 작동 조건이 변경됨에 따라 성능을 최적화하는 PC 기반 제어 시스템을 개발했습니다.