솔레노이드 밸브 원리 - sollenoideu baelbeu wonli

솔레노이드밸브(Solenoid Valve) 작동원리 / 구조 / 종류

◆밸브의 종류 열두번째 - 솔레노이드밸브◆

1. 솔레노이드

솔레노이드는 원통형으로 감은 전기 코일을 의미합니다. 코일을 원형으로 감고 전류를 흘리면 원의 내측에 자기장이 생기며, 여기에 자성물질을 접근시켜 원의 중심부로 자기장을 이동시킵니다. 여기서 코일에 전기에너지를 흘려 기계에너지로 변환시키는 코일과 저성물질인 쇠막대를 합쳐 솔레노이드라고 합니다.

B는 자기장의 세기, I는 전류의 세기, N은 솔레노이드에 감은 코일의 총 수, l은 솔레노이드의 길이를 뜻합니다. 솔레노이드 내부의 자기장 세기는 전류의 세기에 비례하고, 단위 길이당 감긴 코일수에 비례합니다.

2. 솔레노이드밸브의 용도와 구조

솔레노이드밸브는 솔레노이드와 한 개 또는 그 이상의 오리피스(Orifice)가 있는 밸브 몸체에 두 개의 부품이 결합된 것이며, 수동밸브를 대신하여 원격제어를 통한 유체의 흐름을 조절하는데 사용됩니다. 오리피스를 통한 유체의 흐름은 솔레노이드에 전류가 흐를 때 또는 전류가 흐르지 않을 때 자기 코일의 움직임에 의하여 열리거나 닫히며 제어됩니다.

솔레노이드밸브 /물용,스팀용 / 명인코리아(주)

3. 솔레노이드밸브의 종류

솔레노이드밸브는 유로의 수에 따라 2way, 3way, 4way로 나뉘고, 유로의 개폐상태에 따라 상시 닫힘 형과 상시 열림 형이 있습니다. 또 작동방식에 따라 직동식과 파이롯트식으로 나뉘며, 형태와 종류가 다양합니다.

직동식 솔레노이드밸브는 전기가 통하였을 때 코어가 직접, 평상시 닫혀있거나, 평상시 열려있는 밸브의 오리피스를 열거나 닫습니다. 이러한 밸브는 압력 0에서 최고 정격압력 사이에서 정상적으로 작동합니다.
밸브를 열기 위한 힘은 오리피스 크기 및 유체의 압력에 비례합니다. 즉, 오리피스 크기가 증가하면 밸브를 열기 위한 힘도 증가하며, 솔레노이드 크기를 작게하면 큰 오리피스를 열기 위해 내부에 파이롯트가 사용됩니다.

파이롯트식 솔레노이드 밸브는 내부에 파이롯트와 오리피스가 있으며, 이것들이 밸브 작동을 위한 보조압력을 사용할 수 있도록 해줍니다. 솔레노이드에 전기가 통하지 않을 때 파이롯트 오리피스는 닫혀있고 유체 압력은 피스톤과 다이어프램 위에 가해지면서 확실한 닫힘 상태를 유지합니다.

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[공압 지식] 솔레노이드 밸브(SOLENOID VALVE) 작동원리와 구조

안녕하세요, YH INTERNATIONAL입니다.

오늘 설명드릴 내용은 공압 솔레노이드 밸브(SOLENOID VALVE)의 작동원리와 그 구조에 관한 것입니다. 

솔레노이드란?

솔레노이드는 도체(전류가 흐를 수 있는 물체)를 길고 가는 선으로 만들어 원통형으로 감아 만든 것을 가리킵니다. 이 솔레노이드는 에너지변환장치로서 역할을 합니다. 

바로 전기에너지를 자기에너지로 변환시켜주는 것인데요, 이 솔레노이드에 전류를 흘려 보내면 솔레노이드 내부에 자기장 에너지가 형성됩니다.

솔레노이드의 힘은 전류의 크기와 일정 길이당 얼마나 촘촘히 도체를 감았는지에 비례합니다. 솔레노이드 밸브 제조사 별로 솔레노이드의 힘은 상이합니다. 

솔레노이드 밸브란?

솔레노이드 밸브는 솔레노이드에서 발생하는 자기장의 힘을 이용하여 유체를 제어하는 장치를 의미합니다.

수동제어 밸브들과는 달리 전기신호를 이용한 원격제어가 가능하다는 특징이 있습니다.

솔레노이드 밸브는 기본적으로 자기장을 발생시키는 솔레노이드와 실제로 유체가 제어되는 밸브 몸체의 조합으로 구성됩니다. 

위의 사진은 CLIPPARD 사의 기본형 솔레노이드 밸브입니다. 위의 솔레노이드 밸브의 왼쪽이 자기장의 힘을 내는 솔레노이드 부분이고 오른쪽이 실제 유체가 제어되는 몸체입니다. 

솔레노이드 밸브 작동원리

솔레노이드 밸브의 작동원리는 간단합니다. 솔레노이드에서 발생하는 자기장의 힘으로 밸브 내부의 제어부를 움직여 유체를 제어하는 것입니다.

솔레노이드 밸브는 크게 스풀(SPOOL)타입과 포핏(POPPET)타입으로 나뉠 수 있는데요,

각각의 작동원리에 대해 살펴보겠습니다.

<스풀(SPOOL)타입>

위의 사진에 나온 솔레노이드 밸브가 스풀타입의 전형적인 예시입니다.

스풀밸브는 하나의 축상에서 밸브 제어부의 직선운동으로 유체의 방향을 제어하는 솔레노이드 밸브입니다.

위의 애니메이션을 보시면 막대가 움직이는 것을 볼 수 있습니다. 이 막대가 움직이면서 유체가 들어오고(INLET) 나가는(OUTLET) 방향을 조절하게 됩니다. 이때 막대를 움직이게 하는 것이 바로 솔레노이드에서 발생되는 자기장의 힘입니다.

5-WAY의 다양한 방향제어를 하나의 밸브로 제어하는데 스풀타입의 밸브를 주로 사용하며 비교적 가격이 저렴합니다.

<포핏(POPPET)타입>

포핏 밸브는 밸브 제어부와 밸브 시트가 직각방향으로 만나 유체의 방향을 제어하는 솔레노이드 밸브입니다. 

위의 그림을 보시면 밸브 내부의 제어부가 솔레노이드의 자기장의 힘으로 상하 운동을 하며 밸브 시트(유체가 흘러나가는 밸브 내부의 구멍)를 여닫음으로서 유체를 제어합니다.

포핏(POPPET) 타입의 솔레노이드 밸브는 스풀(SPOOL)타입보다 리크가 적다는 장점이 있습니다.

<SPIDER RING 기술>

추가로 포핏(POPPET)타입에서 한단계 더 발전한 솔레노이드 밸브가 있습니다.

CLIPPARD 사의 10억 싸이클 EV 솔레노이드 밸브의 경우 SPIDER RING 기술을 적용하여 저전력, 저소음 그리고 10억 싸이클의 사용수명을 갖춘 솔레노이드 밸브를 개발하였습니다.

위의 사진을 보시면 빨간색 부분이 SPIDER RING이며 밸브 제어부 역할을 합니다. 불과 0.007"만을 움직이며 작동하므로 기존의 솔레노이드 밸브와는 차별화된 성능을 제공합니다.

다양한 솔레노이드 밸브 종류

솔레노이드 밸브는 기능별로 종류가 다양합니다.

2-WAY, 3-WAY부터 5-WAY까지 다양하게 제어할 수 있습니다.

이와 관련하여 다음 글을 참고해주세요.

[공압 지식] 방향제어밸브란 무엇인가?(2way, 3way, 5way)

​안녕하세요~ 공압 지식을 쉽게 알려드리고자 노력하는 와이에이치인터내셔날의 공압대리 공대리입니다.​...

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아래의 영상은 공압 솔레노이드 밸브들로 제작된 기타입니다.

한번 감상해 볼까요?

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