5.1 밸브류

Valve

 

압축기의 밸브를 고장없이 사용하기 위해서는 압축되는 가스의 질, 성상, 압축기의 사양과 치수, 운전조건 등의 심도있는 분석이 필요하다. 그 다음에 효율과 내구성을 적당히 고려하여 적절한 밸브를 선택하면 된다.

많은 제조회사에서 다양한 제품의 압축기 밸브가 제조되고 있으며 대표적인 밸브의 설계목록은 다음과 같다.

• 단일 또는 다중링 밸브 (Single- And Multi-Ring Valves).

• 판 밸브(Plate Valves)

• 링-판 밸브(Ring-Plate Valves)

• 채널 밸브(Channel Valves)

• 페더스트립 밸브(Feather-Strip Valves)

① 단일 또는 다중링 밸브 왕복동 공정가스 압축기에 가장 일반적으로 사용되는 밸브이다. 밸브는 그림 4-7과 같이 하나 또는 그 이상의 각개의 스프링으로 하중을 받는 동심원의 밸브 링으로 구성되어 있다. IIC 피라미드 링 밸브(IIC Pyramid Ring Valve)와 같은 단면을 가진 Ring을 사용하는 Ring-type의 밸브는 가스유동저항을 낮추어 효율을 개선할 수 있도록 설계된다.

다중 밸브링의 개․폐시 적절한 타이밍을 얻기 위하여 각기 다른 밸브링에 걸리는 스프링 하중의 분포에 주의하는 것이 중요하다.

그림 4-7 피라미드 링 밸브

 

② 판 밸브 (그림 4-8)는 밸브 요소용 홈이 파여져 있는 디스크와 댐핑용 스프링을 사용한다.

그림 4-8 판 밸브

 

이 Hoerbiger 설계는 밸브 전영역에 스프링 하중이 균등하게 분포되도록 설계된다. 적절한 댐핑을 위해서는 보통 강한 스프링력을 필요로 하기 때문에, 일반적으로 이러한 형태의 밸브에서는 유동효율에 나쁜 영향을 주지 않고 적절한 댐핑작용을 얻기가 어렵다.

Hoerbiger 밸브 플레이트와는 별개의 스프링 하중을 받는 비교적 두꺼운 댐핑 플레이트의 사용은, 밸브의 슬래밍(Slamming) 현상을 피하기 위해 충분한 댐핑을 가지면서, 적은 스프링 하중으로도 신속하게 밸브 플레이트를 열 수 있도록 하기 위한 것이다.

③ 링-판 밸브 다중링 밸브와 판밸브를 혼합한 형태이다. 일반적으로 이것은 밸브 구성요소로서 두개의 동심원으로 된 홈이 파인 링 플레이트를 사용하며, 잘 고안된 밸브이기는 하지만 완충이나 댐핑에 약간 제한을 받는다. 이러한 형식의 밸브의 주 생산업체는 Cooper Bessener이다.

④ 채널밸브 (그림 4-9)는 Ingersoll-Rand가 설계하였고, 밸브 시트, 안전장치, 얇은 판스프링으로된 채널, 채널을 지지하는 가이드 등으로 구성되어 있다. 때로 정비를 용이하게 하고 내마멸성으로 개선하기 위해 스텐레스강 Seat 판을 겹쳐 사용하기도 한다.

각 채널에는 판 스프링(Leaf Spring)이 장착되어 있고, 이 판 스프링으로 Slot 모양의 Port를 덮은 상태로 개별적으로 운전된다. 동일 밸브의 다른 채널에 분포하는 스프링 하중은 채널 개폐시 적절한 타이밍을 맞추는데 매우 중요하다.

판 스프링과 채널 사이에 작은 가스공간이 존재하며, 이곳은 밸브가 열릴때 채널이 쉽게 멈출 수 있도록 공기 완충작용을 한다.

그림 4-9 채널 밸브

페더형 밸브 (그림 4-10)의 설계는 매우 단순하다. Worthington에 의해 제작된 이 밸브는 시트와 안전장치 그리고 몇 개의 Feather Strip으로 구성되어있다. 이러한 Feather Strip은 가스가 통과할 수 있도록 유연하게 움직이는 여러개의 Steel Strip으로 이루어져 있으며, Strip의 양쪽 끝에서 중앙까지의 접촉면적을 증가시킴으로써 충격을 주지 않고 용이하게 밸브를 동작시킨다. 이러한 형식은 비교적 큰 Seat부, 리프트부, 안전장치부를 가지고 있는 밸브에 효과적이다. Feather Strip은 완충작용이 없기 때문에 비교적 큰 기계적 마멸이 발생된다.

그림 4-10 페더형 밸브

 

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