현장 실무자가 알아야 할 Solenoid Valve 사용법

현장 실무자가 알아야 할 Solenoid Valve 사용법

 

 

 

1.Solenoid Valve의 정의와 구성
Solenoid Valve는 전기 신호에 의해 작동하는 자동 제어 밸브로, 주로 유체 또는 공기의 흐름을 제어하는 데 사용됩니다. 이 밸브는 내부에 전자석 역할을 하는 솔레노이드 코어를 가지고 있으며, 해당 코어의 움직임에 따라 밸브의 오리피스가 열리고 닫히는 구조입니다. 공압 제어계에서 많이 쓰이며, 액추에이터에 공기를 공급하거나 차단하는 역할을 수행합니다.

 

 

 

 

2.Solenoid Valve의 주요 유형

2.1_3Way Solenoid Valve
3Way 솔레노이드 밸브는 3개의 포트를 갖고 있으며, 유체의 방향 제어 방식에 따라 아래와 같이 세 가지 타입으로 구분됩니다.

  - Normally Closed (NC) 타입은 평상시 밸브가 닫혀 있으며, 신호 입력 시 유체가 출구로 흐름
  - Normally Open (NO) 타입은 평상시 밸브가 열려 있으며, 신호 입력 시 닫힘
  - Universal 타입은 양방향 유체 흐름이 가능하며, 다양한 회로 조건에 적용 가능

3Way 밸브는 단일 방향 제어가 필요한 시스템부터 유연한 배관이 요구되는 설비까지 폭넓게 사용됩니다.

 

 

2.2_5Way Solenoid Valve
5Way 밸브는 보통 더블 액팅 공압 액추에이터와 연계되어 사용되며, 두 개의 작동 포트와 두 개의 배기 포트를 포함하는 구조입니다. 이 밸브는 유체를 양방향으로 공급하고 배기할 수 있어 다중 동작이 필요한 시스템에 적합합니다. 또한 일부 포트를 블라인드 처리하면 3Way 밸브처럼 운용할 수도 있으며, Universal 타입은 양방향 흐름 제어가 가능해 복잡한 제어 환경에서도 사용됩니다.

 

 

 

 

3.작동 방식에 따른 분류

3.1 직동식 Solenoid Valve (Direct Acting)
직동식 밸브는 전기 신호가 직접 솔레노이드를 작동시켜 유로를 개폐하는 방식입니다. 주요 특징은 다음과 같습니다.

  - 0bar의 압력에서도 작동 가능
  - 구조가 단순하여 고장 가능성이 낮음
  - 상대적으로 전력 소비가 낮음
  - 유량 계수(Cv 값)는 낮은 편

직동식 밸브는 저압 혹은 미세 유량 제어에 적합하며, 정밀성이 필요한 장비에서 많이 사용됩니다.

 

 

3.2 간접구동식 Solenoid Valve (Pilot Acting)
간접구동식은 내부 파일럿 구조를 통해 메인 밸브를 작동시키는 방식으로, 다음과 같은 특징을 가집니다.

  - 저전력 신호로도 큰 유량 제어가 가능
  - 높은 Cv 값을 실현할 수 있음
  - 작동을 위해 일정한 최소 압력이 요구됨
  - 구조가 복잡하여 고장 가능성이 높을 수 있음

이 방식은 중대형 시스템, 고유량 요구 설비 등에 적합합니다.

 

 

 

 

4.제어 신호 방식과 시스템 연동
Solenoid Valve는 DO(Digital Output) 신호를 통해 제어되며, 이는 0 또는 1의 디지털 값으로 작동 유무를 판단합니다. DCS(Digital Control System)에서 신호를 보내면 밸브가 개폐되는 구조입니다. 이와 반대로 밸브의 상태를 DCS에 전달하는 구성은 DI(Digital Input)를 사용하는 Limit Switch를 통해 구현됩니다. 즉, Solenoid Valve는 출력 장치이며, Limit Switch는 입력 장치입니다.

 

 

 

 

5.기타 표현 및 현장 용어
Solenoid Valve는 간략히 Sol' Valve라고 표기되기도 하며, 특히 공압제어 시스템 도면이나 부품명세서에서 자주 사용되는 약칭입니다.

 

 

 

 

6.Solenoid Valve 선정 시 고려사항
설비에 적합한 솔레노이드 밸브를 선택하기 위해서는 다음 요소들을 종합적으로 고려해야 합니다.

  - 포트 수 및 구성 (2/2, 3/2, 5/2 등)
  -  작동 방식 (직동식, 간접구동식, 복합형)
  -  유체 종류 및 온도 조건
  -  작동 압력 및 최대 허용 압력
  -  전기적 사양 (전압 종류, 주파수, 소비전력 등)
  -  Cv 값 (유량 성능)
  -  방폭 여부 (Ex d, Ex ia 등)
  -  보호등급 (예: IP65, IP67 등)
  -  환경 조건 (고온, 옥외, 먼지, 부식성 등)

방폭 구역에 설치할 경우, 반드시 해당 지역의 방폭 등급을 충족하는 인증 제품을 선정해야 합니다. 예를 들어, 가연성 가스가 존재하는 장소는 국제 방폭 인증기준에 맞춘 제품이 요구되며, 온도 등급(T1 ~ T6)까지 검토해야 합니다.

 

 

 

 

7.결론
Solenoid Valve는 전기 신호를 이용해 유체를 제어하는 자동 밸브로, 설비 자동화에 있어 필수적인 구성 요소입니다. 

다양한 유로 구성과 작동 방식에 따라 설비 조건에 맞춰 유연하게 적용할 수 있으며, DO 신호 기반의 제어 방식은 디지털 제어 시스템과의 높은 호환성을 제공합니다. 

밸브 선정 시에는 사용 조건, 유체 특성, 제어 시스템과의 연계 여부를 충분히 고려해야 하며, 특히 방폭이나 외부 환경 조건이 까다로운 경우에는 관련 인증 여부를 반드시 확인해야 합니다.