펌프의 재료와 방식 12 :: Today

4. 밸브의 형식과 특징

밸브의 선정에 있어서 <표 4.15>에 나타난 특징을 고려할 필요가 있다. 또 밸브 몸체의 설계강도 및 구동장치의 용량 선정시 구경과 최대수압(펌프의 흡입헤드 펌프의 체절양정) 뿐만 아니라, 밸브 몸체내의 최대유속등 밸브관 전후에 발생하는 최대차압등도 고려하여야 한다.

<표4.15 밸브의 형식과 특징>

종류

밸브형식

구조

특징

단점

적용범위

조

절

밸

브

슬

로

우

스

형

공 통

- 밸브 몸체가

밸브몸통내를

이용하여 밸브의

개폐를 행하는

방식.

- 전폐시의 압력

손실이 적다.

- 액체의 차단성이

좋다.

- 반폐시 배면에

유수에 의한

와류를 발생시켜

침식 등 진동을

일으키기 쉽다.

- 전폐-전개의

리프트가 커서

개폐에 시간이

걸린다.

- 높이가 길다.

- 교육효과는

스토로크의

약80% 이상

폐쇄함으로써

나타난다.

- 중, 저양정

펌프의 토출밸브,

흡입밸브

- 관로 연결, 차단용

- 유량 조정용

바깥나사

- 밸브 몸체를

이동하기 위하여

스핀들 나사부를

밸브몸통의 바깥

부분에 만들어 스

핀들과 몸체를 일

체로 만들어 상하

이동하는 형식

- 나사부의 내마모,

내부식에 대하여

우수

-전높이가 안나사식

에 비하여 길다.

- 부식성유체

- 개폐빈도가 많은

것

안나사식

- 밸브몸체를 이동

하기 위하여 스핀

들나사부가 밸브몸

통의 안쪽에 있으

며, 스핀들을 상하

로는 이동하지 않

고 회전만 하는

형식

- 바깥나사식에

비햐여 전높이가

낮다.

- 나사부가 유체에

접촉하기 때문에

마모, 부식되기

쉽다.

- 개폐빈도가

적은것

- 보통의 물

로

타

형

- 원추모양의 밸브

몸체 중에 관로와

동일한 유로를 설

치하고 이것을 밸

브내에서 약간의

상하 이동과 90°의

회전을 시켜서 개

폐를 행하는 형식

- 전개시에는 완전

한 원통형유로를

형성하므로 압력

손실 적음.

- 전폐시에는 완전

밀폐가 가능하다.

- 유량조절이 우수

하다

- 개폐시간을 짧게

하는 것이 가능

- 다른 밸브에

비하여 약간 고가

이다.

- 펌프토출밸브

- 차단, 유량 조절용

- 긴급 폐쇄 밸브로

서 사용

- 고압에서 사용

가능

버

터

플

라

이

형

공통

- 밸브 몸체와 축이

일체가 되어 축의

회전에 의해 개폐

를 행하는 방식의

밸브

- 슬루우스, 로타형

보다 소형, 경량이

다.

- 슬루우스, 로타형

에 비하여 전개시

압력 손실이 크다.

- 유량조정용

- 펌프토출밸브,

흡입밸브

수밀식

- 밸브 몸체 내면에

고무시트를 설치하

여 밸브외주를 크

롬도금 한것

- 밸브몸체에 고무

를 취부한 것

- 수밀성은 슬루우

스 밸브와 동일함

- 구조간단

- 고무취급이

복잡하다.

- 경년변화에 의해

누설이 생기는

경우가 있다.

- 일반적으로

10kgf/㎠ 이하에

서 사용한다.

비수밀식

- 밸브몸체측 아래

에 고무시트를 설

치하지 않고 금속

으로 접속 시킨것

- 구조간단

- 수밀에 대해서

기대는 할 수 없다.

- 유량, 압력 조정용

역

류

방

지

밸

브

슬

림

거

형

공통

- 흐름을 일정 방향

으로만 흐르게 한

밸브로서 밸브의

동작은 슬링거식이

다.

- 차압에 의해 자동

적으로 개폐한다.

- 압력 손실이 비교

적 크다.

- 완전 수밀은 곤란

- 펌프정지시에

역류방지를 자동

적으로 행한다.

보통형

- 소구경(50mm 이

하)에서는 슬링거

식외에 리프트식

도 있다.

- 구조가 간단

- 펌프비상 정지의

경우 폐쇄시의 충

격도 있음.

- 구경 500mm 정

도 이하는 1장의

밸브, 600mm 이

상은 2장 이상으

로 분할

급폐식

- 밸브축에 코일스

프링 또는 웨이트

를 취부한 구조 또

는 그에 준한 구조

- 밸브에 자폐력을

갖게 하여 밸브의

폐쇄 지연에 의한

얍력 상승을 방지

- 밸브가 닫힐 때

실양 정의 약2배

의 압력이 걸인다.

- 고압에 사용된다.

바이패스

완폐식

- 바이패스 밸브를

설치후 여기에 대

쉬포트를 설치하

고, 바이패스 밸브

를 완폐하는것

- 펌프가 급 정지하

여 역류가 시작되

면 주 밸브는 즉

시 폐쇄되지만 대

쉬 포트의 작용에

의해 완폐된다.

- 완폐밸브의 자동

확인은 역류시키

지 않으면 확인할

수 없다.

- 역류시 수충격방

지

- 일반적으로 실양

정 약 10m~75m

에 사용

주밸브

완폐식

- 주밸브에 대쉬포

트를 설치하여 완

폐작동을 하는것

- 역류가 시작되면

대쉬포트의 동작

에 의해 주밸브가

완폐되어 충격을

방지

- 상동

- 일반적으로

저양정에 사용

리

프

트

형

스모렌

스키형

- 밸브 몸체안에

내장되어진 완충

깃과 스프링에 의

해 역류도 바뀌는

순간에 폐쇄된다.

- 역류에 의한

밸브의 폐쇄시간

이 짧고, 수격에

의한 압력상승이

작다

- 밸브전후에 손실

차압이 크다.

- 밸브를 급폐함으

로써 수충격을 방

지하는 장치

플

랫

트

형

- 한방향으로 흐름

가능케한 슬링거

형의 역류방지 밸

브로서 관 끝부분

에 설치된다. 밸브

몸체는 구경의 대

소에 따라 한매부

터 여러매로 분할

가능

- 역류방지의 역할

- 슬림거형 보다도

압력 손실이 작다.

- 역압에 대해서

수밀성이 좋지

않다.

- 저양정, 대용량

펌프의 끝부분에

설치한다.

푸

트

밸

브

- 펌프 흡입구에

설치되는 일종의

역지밸브

- 펌프기동시 별도

의 프라이밍 장치

가 필요없다.

-흡입수조 내에 있

기 때문에, 점검

및 취급이 불편하

다.

- 중소형 펌프에

사용된다.

5. 플랜지 규격

5.1 플랜지 규격의 종류

관의 플랜지규격에 대해서는 KS를 비롯하여 ANSI, BS, DIN 규격 등에 의해 사용 압력, 온도, 재질 등의 관계가 정해져 있지만, 그중에 KS 규격(KS B 1511-1987)을 <표4.16>에 나타내었다.

5.2 플랜지 규격의 대표 예

1) 호칭압 10Kgf/㎠ (KS B 1511-1987)

호

칭

지

름

적용하는

강 관 의

외 경

플랜지

지 름

(D)

플랜지의 각부 치수

볼트구멍

지름

중심원

볼트

호칭

회주철

이 외

회주철

지름

수

지름

17.3

21.7

27.2

100

M12

42.7

48.6

125

135

140

100

105

M16

60.5

76.3

89.1

155

175

185

116

126

120

140

150

M16

(90)

100

125

101.6

114.3

139.8

195

210

250

136

151

182

160

175

210

M16

M20

150

(175)

200

165.2

190.7

216.3

280

305

330

212

237

262

240

265

290

M20

(225)

250

300

241.8

267.4

318.5

350

400

445

282

324

368

310

355

400

M20

M22

350

400

450

355.6

406.5

457.2

490

560

620

413

475

530

445

510

565

M22

M24

(500)

550

600

508

558.8

609.6

675

745

795

585

640

690

620

680

730

M24

M30

(650)

700

(750)

660.4

711.2

762

845

905

970

740

840

900

780

840

900

M30

800

(850)

900

812.8

863.6

914.4

1020

1070

1120

950

1000

1050

950

1000

1050

M30

1000

(1100)

1200

1016

1117.6

1219.2

1235

1345

1465

1110

1220

1325

1160

1270

1380

M36

(1350)

1500

1371.6

1524

1630

1795

1480

1635

1540

1700

M42

2) 호칭압 20Kgf/㎠ (KS B 1511-1987)

호

칭

지

름

적용하는

강 관 의

외 경

플랜지의 각부 치수

볼트구멍

지름

수

지름

볼트

나사

호칭

회주철

이 외

회주철

100

125

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

900

17.3

21.7

27.2

42.7

48.6

60.5

76.3

89.1

101.6

114.3

139.8

165.2

216.3

267.4

318.5

355.6

406.4

457.2

508.2

558.8

609.6

660.4

711.2

762.0

812.8

863.6

914.4

116

132

145

160

195

230

275

345

395

440

495

560

615

670

720

790

840

900

960

1020

1070

100

105

120

140

160

170

185

225

260

305

380

430

480

540

605

660

720

770

850

900

970

1030

1090

1140

M12

M16

M20

M22

M24

M30X3

M36X3

M45X3

M52X3

제5장 수충격 현상

1. 수충격 현상의 개념

1.1 단순관로의 수충격 현상

수충격 현상을 한마디로 정의하면 관로내의 유체속도의 급격한 변화에 따라 유체압력이 상승 또는 강하하는 현상이라 할 수 있다. 수충격 현상의 기본개념의 이해를 위해 <그림5.1>과 같은 단순 관로계를 고려해 보자.

<그림5.1>에서 수조의 용량은 연결된 파이프 체적에 비해 무한히 크며, 연결파이프 내의 손실은 없고 파이프는 수평으로 설치되어 있다고 가정한다. 여기서 파이프 끝에 설치된 밸브를 갑자기 닫았을 때의 수충격 현상을 관찰해 본다.

<그림5.1>에서 L = 연결파이프 길이
                  H0 = 정상압력
                  V0 = 파이프내의 유체의 정상속도
                    t = 밸브급폐 이후의 경과시
                   a = 밸브급폐후 발생한 파이프내의 압력과
                         전파속도
               hmax = 밸브급폐로 인한 유체의 최대상승압력
                        (hmax=aV0/g ; joukowsky의 식)

1) 단계1(0