공장에서는 고압으로 생성된 증기를 생산물이나 용도에 맞게 감압을 해서 사용합니다. 여기에 알맞게 파이프사이즈를 선정하는 것으로 코스트 절감을 실현 할 수 있습니다.

증기의 통과량을 조절하는 것으로 감압이 가능합니다. 가장 간단한 방법으로는 글로브 밸브를 고정치로 조금 열어준다던지, 오리피스 플레이트를 설치하면 되겠지만 조건이 변하는 경우에는 압력이 변하게 됩니다. 감압밸브는 이러한 상황의 변화에서도 2차측의 압력을 유지 시킬 수 있습니다. 따라서 조건이 변해도 압력이 변하지 않게 자동적으로 열림 정도가 조정되게 만들어 진 것이 감압밸브 입니다.

압력을 일정하게 제어하는 것은, 제어밸브와 압력센서 그리고 조절계를 사용해서도 가능하겠지만, 감압밸브는 별도의 동력을 사용하지 않고, 순수 기계적인 자력으로 압력조절을 실행하는 점이 뛰어나다고 할 수 있습니다. 또 기계적으로 압력을 감지해서 작동하기 때문에 작동이 빠른 점도 장점 입니다.

감압밸브의 압력 자동 조정 장치에는 증기압력과 조정용 스프링의 밸런스를 이용하고 있습니다. 여기까지는 모든 감압밸브의 공통이지만, 밸브의 열림 정도를 변화시키는 장치에는 아래의 2가지 형식이 존재 합니다.

• 직동식 감압밸브 밸브의 열림 정도 변화는 조정용 스프링 길이의 늘어나고 줄어듬에 따라 직접 실행 -> 직동식
• 파일롯 감압밸브 밸브의 열림 정도 변화는 증기의 힘에 의해 실행 -> 파일롯식

각 장치의 일반적인 특징은 아래에 설명하고 있습니다.

직동식

압력의 변동의 대응이 필요 없는곳 (적용범위가 좁음)

• 장점: 작고 가벼움, 저렴한 가격, 구조가 단순
• 단점: 사용가능한 유량범위가 파이로트식에 비해 좁고, 유량이나 일차측 압력이 변하면 이차측 압력이 설정압력에서 벗어나는 현상(옵셋)이 발생합니다.

직동식 감압밸브는 스프링의 수축과 팽창에 따라 직접 영향을 받습니다. 만약 유량이 증가한다면 스프링이 팽창해 메인밸브는 더 열리게 될 것입니다. 스프링과 이차측압력이 밸런스를 유지해 스프링의 힘이 약해지면 이차측 압력은 낮아지기 쉽게 됩니다. 이것은 직동식 밸브의 대표적인 단점입니다.

파일롯식

압력변동의 대응이 요구되는 곳(적용범위가 넓음)

• 장점: 사용가능한 유량범위가 직동식에 비하여 넓으며, 유량이나 일차측 압력의 변동에 따라 이차측 압력이 변하는 현상(옵셋)이 발생하지 않습니다.
• 단점: 직동식에 비해 대형, 구조가 복잡하고 가격이 비쌉니다.

파일롯식 감압밸브는 피스톤이나 다이어프램에 작용하는 힘을 이용하여 메인밸브의 개도를 조정합니다. 메인밸브의 개폐는 구성품과 증기압력의 힘의 밸런스에 따라 정해지게 됩니다. 이것은 증기의 압력과 스프링의 힘만으로 직업 메인밸브의 개도를 조정하는 직동식과는 다른 방식으로 유량이 많은 곳에서도 사용이 가능하며 압력의 드롭과 같은 업셑또한 줄어들기 때문에 유량변동에 민감한 장치에서도 사용이 가능합니다.

피스돈이나 다이어프램에 작용하는 작은 변화가 파일롯의 메인밸브에는 큰 변화로 작용하게 됩니다. 따라서 결과적으로 작은 조건의 변화에도 민감하게 유량을 조정 할 수 있는 것 입니다.

이런 특징에 따라 직동식감압밸브와 파일롯식 감압밸브는 사용목적, 용도가 확실히 구분되어 있다고 생각해도 좋습니다.

정리

• 직동식 감압밸브는 2차측 압력의 변화가 발생할 가능성이 있기 때문에 적용범위가 좁으며, 비교적 중요성이 낮은 곳에서 사용됩니다.
• 파일롯식 감압밸브는 압력조건의 변동이 빈번히 발생하는 곳에 주로 이용이 되므로 적용범위가 넓습니다.

증기를 사용하는 플랜트

• 일반적으로 조건의 변화가 크지 않은 살균장치, 유니트 히터, 가습기등에서는 직동식 감압밸브가 사용됩니다.
• 증기유송배관등의 조건의 변동이 많은 곳에서는 파일롯식 감압밸브가 사용됩니다.
• 뿐만아니라 대부분의 증기사용설비는 초기 스타트업시의 증기사용량은 일반 운전시와 비교하여 상당한 양이 변하기 때문에 파일롯식 감압밸브가 주로 이용되고 있습니다.