(4) 밸브 (가) 압력제어 밸브 - 릴리프 밸브 (relief valve) (가) 유압 장치용, (나) 공기압 장치용.

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1 (4) 밸브 (가) 압력제어 밸브 - 릴리프 밸브 (relief valve) (가) 유압 장치용, (나) 공기압 장치용

2 (나) 유량제어 밸브 (가) 유통 면적이 일정한 조리개(orifice or choke), (나) 가변조리개 밸브 (throttle valve), (다) 유량조절밸브(flow control valve)

3 (다) 방향제어밸브 - (가) 4포트 2위치 밸브(4 port 2 position valve), (나) 4포트 3위치 밸브
A, B는 부하측 연결구, P는 펌프측 연결구, R은 탱크 를 나타낸다.

4 (가) 수동조작, (나) 푸시버턴(push button)조작, (다) 솔레노이드에 의한 전자력(electro-magnetic force), (라) 파일럿 신호에 의한 조작, (마) 전자-유압 조작, (바) 전자-공기압 조작

5 그림 2.111은 체크밸브(check valve or non-return valve)를 나타낸 그림.
(가) 일반적인 체크밸브, (나) 파일럿 조작 체크 밸브. 파일럿 조작 체크 밸브는 파일럿 압력이 작용하지 않는 동안은 체크 밸브의 기능을 하지만, 파일럿 압력이 작용하면 체크 밸브의 기능을 상실하는 밸브. 그림 2.112는 공기압 장치에서 많이 사용되는 셔틀 밸브(shuttle valve)의 기호. 이 밸브는 a 또는 b 어느 쪽에서 유체가 공급되어도 밸브 내부에 있는 볼의 작용으로 유체는 언제나 c쪽으로 흐르게 된다.

6 (5) 기타 부속 기기 (가) 작동유 저장탱그(oil reservoir), (나) 어큐뮬레이터(accumulator), (다) 정지밸브 또는 콕(stop valve or cock) (라) 압력 스위치(pressure switch), (마) 전동기(electric motor), (바) 유량계(flow meter), (사) 압력계(pressure gauge), (아) 여과기(filter), (자) 냉각기(cooler), (차) 가열기(heater) (카) 배수기(drain separator), (타) 건조기(dryer), (파) 주유기(lubricator), (하) 공기압조절 유닛(pressure regulator unit)

7 유-공압 밸브 압력 제어 밸브 (가) 직동형 릴리프 밸브
압력 제어 밸브는 용도에 따라 릴리프 밸브(relief valve), 감압 밸브(reducing valve), 시퀸스 밸브(sequence valve)등으로 나뉨 릴리프 밸브는 유-공압 회로 내부의 압력을 일정한 압력으로 유지하며, 최고 제한하는 기능을 한다. 릴리프 밸브는 구조상: 직동형 릴리프 밸브와 평형 피스톤형 릴리브 밸브로 나누어짐 (가) 직동형 릴리프 밸브 그림 2.123은 유압용 직동형 릴리프 밸브의 구조 및 기호를 나타낸것으로, 원추형의 밸브(poppet valve)가 스프링에 의해 밸브 시트(seat)에 밀착되어서 회로 내의 기름이 탱크로 복귀하는 구멍을 막고 있다. 회로 압력이 높아져서 밸브의 설정 압력에 도달하면 스프링은 밸브를 밀어 올리려는 압력을 감당하지 못하고 후퇴함로써 밸브와 시트 사이에 틈이 생긴다. 따라서 기름의 일부는 탱크로 흐르게 되고 회로 내부의 압력은 설정치 이상으로 상승하지 않게 되어 일정 압력을 유지. 이 형식의 릴리프 밸브는 구조가 간단하고 용량에 비해서 비교적 소형이지만, 설정 압력과 실제 밸브가 열리기 시작하는 압력의 차이가 비교적 커서 작동이 부정확하고, 밸브가 진동을 일으키기 쉬운 결점.

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9 (나) 평형 피스톤형 릴리프 밸브 그림 2.124는 평형 피스톤형(balance piston type) 릴리프 밸브의 구조를 나타냄. 회로 내의 여분의 기름을 기름탱크로 흐르게 하는 주 밸브(평형 피스톤과 일체로 된 포핏 밸브) 부분과 주 밸브의 작동을 제어하는 압력을 조정하는 파일럿 밸브 부분으로 되어 있슴. 회로 내부의 압력은 압력 조정 핸들을 돌려 파일럿 밸브의 스프링에 가해지는 힘을 조절함으로써 설정.

10 (다) 여러 압력제어 밸브

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17 유량 제어 밸브 실린더, 모터 등의 유-공압 액튜에이터의 운동 속도를 제어하기 위해 액튜에이터로 흘러가는 유량을 조절하는 밸브
유량 제어 밸브 가운데 가장 널리 사용되는 것은 가변 조리개 밸브와 유량 조정 밸브 유체의 유동 통로 가운데 있는 조리개 부분을 통과하는 유량 Q는 C는 조리개의 유량 계수로서 실험적으로 구해지는 값, A는 조리개의 유동 단면적으로 조리개의 개폐에 따라 변하는 값, 는 유체밀도 는 조리개 전후의 압력차

18 그림 2.125는 니들 밸브(needle valve)를 사용하는 가변조리개 밸브의 구조와 기호를 나타냄
니들 밸브는 밸브가 1바퀴 회전할 때 조리개의 열리는 정도가 아주 작아서 정밀한 유량 제어가 가능하고, 폐쇄시 누설이 적은 이점이 있다. 가변 조리개 밸브는 유량 계수 C가 거의 일정하다고 가정할 수 있는 경우에, 밸브의 개도 A를 일정하게 해두더라도 밸브 전후의 압력차(p1 – p2)가 변하면 유량이 변하는 결점이 있다. 밸브 직전의 압력 즉, 펌프로부터 공급되는 압력 p1이 일정한 경우 밸브 직후의 압력 p2는 액튜에이터에 작요하는 부하의 크기에 따라 결정, 부하가 커지면 압력차는 감소, 부하가 작아지면 압력차는 증가한다. 따라서 위의 가변 조리개 밸브를 사용하게 되면 밸브개도가 일정한 경우라도 부하에 따라 유량이 변하게 된다.

19 이러한 결점을 보완하여 밸브를 지나는 유량이 밸브 전-후의 압력차(p1-p2)의 변화에 영향을 받지 않도록 설계된 밸브가 유량조정 밸브(flow control valve)이다.
유량 조정 밸브는 그림 2.126에 보이는 것과 같이 압력 보상용 감압 밸브와 가변 조리개 밸브로 구성되어 있고, 가변 조리개 밸브로 통과 유량을 설정 밸브의 1차측 압력 p1 또는 2차측 압력 p3가 변하더라도 압력 보상용 감압 밸브가 작동하여 압력 p2를 조절함으로써 가변 조리개 밸브 전-후의 압력차(p2-p3)가 항상 일정하게 유지

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21 방향 제어 밸브 액튜에이터의 운동 방향을 제어하기 위해 유체 흐름의 방향을 바꾸거나 정지시키는 밸브
방향 제어 밸브는 밸브의 구조에 따라 크게 포핏형(poppet type)과 스풀형(spool type)으로 나뉘어짐 그림 2.127는 포핏형 밸브의 일종인 체크 밸브의 구조를 나타냄 포핏형 밸브는 밸브와 시트 사이의 접촉이 선접촉(line contact)으로 되기 때문에, 밸브가 완전히 닫혔을 때 거의 누설이 없는 것이 특징 - 이 밸브는 1차측에서 2차측으로는 기름의 유동력이 스프링의 힘을 이겨서 포핏을 누르고 자류로이 흐르지만, 반대 방향으로는 흐르지 못하게 되어있다.

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26 - 그림 2.128에 스풀 밸브의 구조 및 기호를 나타냄. - 고정된 중공 원통의 슬리브(sleeve) 속에서 랜드(land)를 지닌 스풀(spool)이 축방향으로 직선적으로 움직여서 슬리브에 가공된 구멍들이 서로 통하게 하여 흐름의 방향을 변환하는 밸브

27 복합 밸브 릴리프 밸브, 체크 밸브, 방향 변환 밸브 등을 하나의 밸브 몸체 속에 포함시켜 일체로 만든 밸브를 복합밸브라 한다. 복합 밸브는 건설 기계, 선박 기계 등에서와 같이 설치 면적이 좁아서 밸브를 밀집시켜 배치해야 하는 경우에 많이 사용 그림 2.129는 선박에서 사용되는 박용밸브 이것은 릴리프 밸브와 유량 조정식 방향 변환 밸브가 일체로 된 밸브 윈치(winch)의 정회전, 역회전 및 정지는 물론 회전 속도를 무단으로 제어할 수 있다

28 <<참고5>> 각종 선박 - LNG 선박

29 <<참고6>> - 초고속선 (water jet 추진방식)

30 <<참고7>> - 초고속선 (초전도체 추진방식)
- 초고속선 (초전도체 추진방식) 초전도선에서 가장 중요한 전자추진의 원리는 플레밍의 왼손법칙을 직접 선박 추진에 적용한 것으로 지금까지 없었던 새로운 추진 방식이다. 즉 선체에 고정시킨 전자석에 의해 해수중에 자장을 형성시키고, 전류를 자장과 직교시켜 흘려보내면 자장과 전장과의 상호작용에 의해 해수에 전자력(Lorentz force)이 발생하고 그 반작용으로 추진력을 얻는 것이다.