로타리 밸브의 원리와 용도

로타리 밸브의 원리는 무엇이며 사용 용도는 어떠한 것이 있을까요? 

산업용에서 사용하는 로타리 밸브를 밸브라고 호칭할 수 있을까요? 

 

처음에 언뜻 명칭을 들었을 때는 로타리 펌프와 혼동할 수도 있습니다. 그럴 수도 있는 것은 로타리 밸브 자체가 외형적으로도 밸브라는 느낌을 주기 보다는 잘 모르는 사람이 보았을 때 펌프나 부스터 느낌에 더 가깝다는 인상을 주고 있습니다. 

 

글쓴이 혼자만의 생각일 까요? (아래 사진을 비교해 보시기 바랍니다.) 밸브라면 우리가 익히 알고 있듯이 관내의 유체의 흐름을 개폐하기 위한 목적의 장치류라고 알고 있습니다. 

 

그런데 말입니다. 로타리 밸브는 유체가 아닌 분체를 처리하는데 주 목적이 있습니다. 여러가지로 혼동할 수 있는 요인들이 많이 있는 재미있는 밸브입니다.

 

<Vacuum Booster - 출처 위키미디어>

 

<Rotary valve-Feeder 출처 위키미디어>

 

 

로타리 밸브는 다음과 같이 3가지 명칭으로 호칭합니다.

• 로타리 밸브

 

• 회전식 에어 록

 

• 로터리 피더 

 

 

밸브가 아니고 다른 호칭으로 부른다는게 무슨말이죠? 로타리 라고도 하고 회전식 에어 록이라고도 하고 피더라고도 하고 사용 목적에 따라 다르게 호칭하는 것일까요? 

 

도대체 무슨 차이가 있는 것일까요? 왜 유체가 아닌 분체를 사용하는데 밸브라는 명칭을 달아 놨을까요

로타리 밸브의 주요 기능을 확인하면 그 이유를 알 수 도 있을 것 같습니다. 

 

로타리 밸브는 사일로나 사이클론, 혼합기, 호퍼의 고형물의 흐름(배출) 과정 중 시스템 내의 압력 및 진공 즉 기밀을 유지하기 위해서 사용합니다. 설명 자체가 조금은 어려운데요. 이해를 돕기 위해 영상을 하나 링크 합니다. 

 

70년 전통의 Rotary valve 제조사의 Meyer Rotary Valve Basics 를 시청해 보시기 바랍니다.

 

https://www.youtube.com/watch?v=RTIshTlwpLY&t=9s

 

 

영상을 통해서 확인할 수 있듯이 로타리 밸브를 통해서 시스템 내부의 분체는 밸브의 로터가 회전하면서 외부로 이송되고 시스템 내부에 압력 변화(Leakage에 의한) 를 최소화 하는 것을 알 수 있습니다. 

 

압력은 Leakage와 관련성이 있습니다.

Displacement Leakage : 로터가 회전하면서 대기상태의 공기가 로터 내부로 들어온 후 그대로 밸브 상부 시스템으로 유입되는 것

Clearance Leakage : 로터가 정밀하더라도 가공 오차범위 내에서 외부의 공기가 틈새를 통해 시스템 내부로 들어가는 것.

잠깐 이를 살펴 보면 산업용 회전기계에서 Clearance 라는 것은 틈새를 말하는 것이며 이를 제로로 관리한다는 것은 거의 불가능에 가깝습니다. 

 

무슨 말이냐면 Rotor와 같이 회전하는 기계 요소에 Clearance 가 없으면 고착되는 것이지요. 이를 얼마나 최소화 하냐의 차이가 결국에는 회전기계의 Performance 와 연관성이 깊습니다.

왜 밸브라고 호칭할까에 대한 해답은 기밀을 유지한다는 목적 자체가 다른 밸브의 기본적인 기능과 동일하다는데 있습니다. 

 

왜 3가지 호칭으로 부를까? 밸브, 에어록, 피더 영상에서 알 수 있듯이 시스템 내의 기밀 유지하고 (밸브), 외부의 공기를 차단 (Air lock), 시스템 내부의 분체를 이송 (Feeder) 하는 3가지 역할을 수행하기 때문입니다. 

 

이제서야 로타리 밸브를 왜 3가지 이름으로 호칭하는지 이유가 밝혀졌습니다.




로타리 밸브의 사용 분야

- 기본적으로는 벌크 또는 특수 재료를 취급하는 산업 및 농업분야.

- 대량의 분체 (고체를 포함한) 및 분말, 과립 펠릿, 플라스틱 등 덩어리가 큰 솔리드를 이송하는 공정.

- 무기물(Mineral), 광산업

로타리 밸브에 대한 내용을 정리하면 다음과 같습니다.

- Rotary valve, Air Lock, Feeder 3가지 기능을 동시에 수행 가능한 장치.

- 3가지 이름중에 하나로 부르기도 함. (로타리 밸브라는 호칭을 가장 많이 사용)

- 회전시 Rotor와 Body의 Clearance 로 인해 100% 기밀을 유지할 수 없음.

- 유체 (액체, 기체) 를 사용하는 공정에서는 사용할 수 없음.

- 농업, 광산, 일반산업에서 분체 (고체와 같은 물질이 모여있는 상태)를 다루는 공정에서 사용. 

- 사일로나(Silo), 사이클론(Cyclone), 호퍼(Hopper) 와 같이 내부의 고형물질을 외부로 배출할 때, 내부에 압력변화를 최소화 (기밀유지) 하기 위해 사용. 

Inside Insight 였습니다.

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