에너지를 절약하는 압력 조절 진공 기술

오랜 기간의 테스트를 통해 Busch (부쉬)의 신형 R5 RA 0840 A PLUS 로터리 베인 진공 펌프 로 에너지를 대폭 절약할 수 있다는 것이 검증되었습니다. 자동차 공급업체인 IAC Group AB는 다양한 Volvo 모델의 운전석을 생산하는 적층 시스템 중 하나에서 신형 로터리 베인 진공 펌프를 사용하고 있습니다.

IAC Group은 50개 이상의 생산 공장과 22,000명의 직원을 보유한 자동차 산업의 글로벌 공급업체입니다. 예테보리 공장에서는 650명의 직원이 주로 Volvo의 운전석과 인테리어 도어 패널을 제작하여 하루에 여러 차례 Volvo의 생산 라인으로 정시에 납품하고 있습니다.

현재까지는 운전석용 적층 시스템에 2개의 기존 로터리 베인 진공 펌프가 설치되었습니다(그림 1). 이러한 진공 펌프는 조절되지 않았으며, 주 5일 3교대로 계속해서 작동되었습니다. 장식용 필름과 베이스 필름을 성형 피스에 수작업으로 삽입한 후 진공은 이러한 필름이 원하는 위치에 유지되도록 해줍니다. 각 진공 펌프에는 15kW의 모터가 장착되므로, 연간 전력 소비량은 약 120,000kWh에 달했습니다. 이러한 2개의 진공 펌프는 이미 약 30년 동안 사용해 왔으므로, 일반 중정비를 수행하거나 교체 제품을 구입해야 할 시점이었습니다. 유지보수 책임자인 Markel Jordansson은 Busch (부쉬) 진공 솔루션에 실용적이고 가성비가 높은 솔루션을 문의했습니다. Busch (부쉬)의 진공 전문가는 새로 개발된 R5 PLUS(그림 2)를 추천했습니다.

그리고 수십 년 동안 업계에서 검증된 견고한 진공 기술인 윤활유 공급 로터리 베인 진공 펌프입니다.

최대 전력 소비는 대기압(전원을 켤 때)과 300mbar의 진공 레벨 사이에서 발생합니다. 30~40mbar의 실제 작동 범위 내에서 이 진공 펌프는 지정된 모터정격 소비전력의 약 70%만을 소모합니다.

Markel Jordansson은 몇 개월 동안 이 진공 펌프를 테스트하기로 결정했습니다. 다양한 공정 단계에 필요한 실제 흡입 용량에 관계없이, 압력 제어를 통한 작동은 진공 펌프에서 30mbar의 지정된 목표 압력이 안정적으로 유지되도록 보장합니다.

매일 약 200개의 운전석을 생산하는 적층 시스템의 생산 공정에서 실제 흡입 용량을 사전에 결정하는 것은 사실상 불가능했습니다. 시스템에서는 총 8개의 공정 단계가 수행되며, 각 단계는 동기화되지 않고 다른 흡입 용량이 필요합니다. 이전에는 삽입된 몰딩 부품을 고정하기 위해 성형 피스에서 직접 40mbar의 진공 수준이 지정되었습니다. 진공 공급 장치는 적층 시스템에 직접 설치되지 않으므로 긴 진공 라인에서 누설이 발생합니다. 즉, 진공 펌프 자체가 30mbar의 진공 레벨을 제공해야 합니다.

R5 PLUS를 사용함으로써 필요한 회전 속도를 달성하여 흡입 용량을 디스플레이에 영구적으로 표시하는 것이 가능해졌습니다. 30mbar의 진공 레벨이 프로그래밍되었습니다. 공정 단계에 따라 흡입 용량이 매우 달라야 하고 진공 펌프가 회전 속도를 변경하여 이를 보상할 수 있어야 한다는 것이 빠르게 파악되었습니다. 내장된 PLC가 모든 작동 관련 데이터를 기록했으며 언제라도 디스플레이(그림 3)에서 확인하거나 통합 메모리 카드로 읽거나 시스템 제어 또는 기타 외부 출력 장치로 전송할 수 있습니다. 운영 책임자 Markel Jordansson은 진공 펌프를 작동할 필요가 없는 자유롭게 선택할 수 있는 시간 이후에 진공 펌프가 자동으로 종료되는 에코 모드를 작동했습니다. 공정에서 다시 진공이 필요하면 즉시 진공 펌프가 자동으로 시작되고 필요한 회전 속도로 조정됩니다. 이를 통해 특히 짧은 생산 중단과 휴식 시간 중에 에너지를 절약할 수 있습니다. 이전에는 이러한 시간 동안 2개의 진공 펌프가 100% 출력으로 계속해서 작동했습니다. Markel Jordansson은 전기 엔지니어에게 내부 에너지 절약을 계산하도록 요청하여, 신형 R5 PLUS 로터리 베인 진공 펌프를 사용하면 연간 8,400유로의 에너지 비용을 절감할 수 있다는 것이 입증되었습니다. 여기에는 공정 최적화를 통한 절약 가능성이 포함되지 않았습니다. 이제 여러 다른 매개변수와 함께 최대 진공도 및 전력 소비를 지속적으로 기록하여 진공 펌프를 미세 조정하는 것이 가능합니다. 예를 들어, 원래는 30mbar의 작동 압력이 성형 피스에 직접 필요했지만, 몇 주 후에 이러한 애플리케이션에서는 40mbar가 충분하다는 것이 밝혀졌습니다. 이제 더 거친 진공 레벨을 지정하면 진공 펌프가 더 낮은 회전 속도로 작동하여 에너지 소비량이 감소하게 됩니다.

Markel Jordansson은 2대의 구형 로터리 베인 진공 펌프는 모두 소음 레벨이 79dB(A)이기 때문에 펌프실에서 대화를 나누는 것이 불가능했다고 말합니다. R5 PLUS는 최대 회전 속도에서도 70dB(A) 미만의 소음이 발생합니다.

테스트를 진행한 첫 몇 달 후, 유지 보수 책임자 Markel Jordansson은 R5 PLUS가 이러한 응용 분야에 이상적인 진공 펌프라는 확신을 갖게 되었습니다.