이 글에서는 다양한 유형의 밸브와 그 응용 분야에 대해 알아보겠습니다.
JIS 규격에서는 밸브를 다음과 같이 정의합니다.
통로를 열거나 닫음으로써 유체의 흐름을 허용, 방지 또는 제어하는 가동 장치입니다. 밸브의 구조와 특성에 따라 다음과 같은 범주로 나눌 수 있습니다.
1. 통로내에서 밸브소자를 회전시켜 흐름에 영향을 주는 밸브: 예를 들어 볼 밸브, 버터플라이 밸브
2. 통로 내부의 "씰 또는 플러그" 역할을 하는 밸브 요소에 의해 흐름에 영향을 미치는 밸브: 예를 들어, 글로브 밸브
통로에 밸브 요소를 "삽입"하여 흐름에 영향을 미치는 밸브: 예를 들어, 게이트 밸브
버터플라이 밸브 본체의 원통형 통로에서 디스크 모양의 버터플라이 플레이트가 축을 중심으로 회전하면서 주로 디스크를 90도 회전시켜 흐름을 제어합니다.
게이트 밸브
게이트 밸브의 구조는 플러드게이트와 유사합니다. 이 밸브의 주요 특징은 완전히 열렸을 때 압력 손실이 매우 낮다는 것입니다. 그러나 밸브는 완전히 열리려면 통로에서 완전히 들어 올려야 하므로 핸드휠을 여러 번 돌려야 합니다. 버터플라이 밸브의 개구부 크기는 매우 작고 압력 손실이 매우 낮은 것이 특징입니다. 이 유형의 밸브는 일반적으로 물과 공기에 사용됩니다.
증기 시스템에서 흔히 사용되는 볼 밸브와 글로브 밸브에 대해 자세히 살펴보겠습니다.
볼 밸브볼 밸브는 탁월한 차단 기능을 가지고 있으며 핸들을 90도 회전하여 닫을 수 있어 사용하기 매우 편리합니다. 볼 밸브의 구조는 풀 보어(full bore)일 수 있는데, 즉 밸브의 개구부가 파이프의 내경과 같은 크기이므로 압력 손실이 매우 낮습니다. 또 다른 주요 특징은 밸브 스템이 90도만 회전하면 되기 때문에 패킹 누출 가능성을 줄인다는 것입니다.
그러나 이 유형의 밸브는 완전히 열린 위치 또는 완전히 닫힌 위치에서만 사용할 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 어떤 목적으로든 흐름을 제어하기 위해 부분적으로 열린 밸브로 사용할 수 없습니다.
볼 밸브는 일반적으로 환형 소프트 시트를 사용합니다. 밸브를 부분적으로 열린 상태로 사용하면 압력이 국소 시트에 작용하여 시트가 변형될 수 있습니다. 시트가 변형되면 밀봉 성능이 저하되어 누출이 발생합니다.
글로브 밸브글로브 밸브는 유량 제어부터 유체 차단까지 다양한 용도에 적합합니다.
밸브 플러그와 시트가 밀착되면 밸브가 닫힙니다. 플러그가 시트에서 빠지면 밸브가 열립니다. 따라서 유량 제어는 시트의 개방이 아니라 플러그의 리프트(플러그와 시트 사이의 거리)에 의해 결정됩니다. 이 유형의 밸브의 특징은 부분적으로 열린 상태에서도 유체로 인한 시트와 플러그의 손상이 매우 적다는 것입니다. 정밀한 유량 제어가 필요한 일부 응용 분야에서는 니들 글로브 밸브가 종종 사용됩니다.
그러나 이 유형의 밸브의 유로가 S자 모양이기 때문에 압력 손실이 다른 밸브보다 높다는 점에 유의해야 합니다. 또한 밸브를 열거나 닫으려면 밸브 스템을 여러 번 돌려야 하므로 패킹 누출이 발생할 수 있습니다. 또한 밸브 스템을 여러 번 돌려 플러그가 시트에 꼭 맞아 밸브를 닫을 때까지 기다려야 하므로 밸브가 완전히 닫혔는지 확인하기 어렵습니다. 많은 사례에서 실수로 밸브 스템을 너무 조이면 밀봉 표면이 손상될 수 있음을 보여주었습니다.
추가 정보다이어프램 밸브는 외부에서 통로를 "차단"하여 흐름을 제어하며 주로 액체 시스템에서 사용되지만, 때때로 증기 시스템에서 유사한 이름의 밸브가 발견됩니다. 이것은 다이어프램 액추에이터가 있는 자동 밸브로, 일반적으로 "다이어프램 밸브"라고 합니다. 따라서 이 이름을 언급할 때는 정확하게 구별하는 것이 중요합니다.