열역학적 스팀 트랩

열역학적 스팀 트랩이란 무엇인가요?

열역학적 스팀 트랩은 하나의 움직이는 부품으로 구성됩니다. 이 부품은 스테인리스 스틸로 만들어진 디스크이며 밸브 역할을 합니다. 이 스팀 트랩은 플래시 스팀 동적 효과를 사용하여 작동합니다. 열역학적 스팀 트랩은 설계가 간단하며 중압 및 고압 용도에 적합합니다. 이 스팀 트랩은 크기가 작고 워터 해머 효과가 없으며 수직 또는 수평 어느 위치에나 설치할 수 있습니다. 열역학적 스팀 트랩 제조업체는 트랩을 컴팩트한 디자인으로 설계하고 넓은 압력 범위에서 다용도로 사용할 수 있도록 합니다. 이러한 특성으로 인해 열역학적 스팀 트랩은 트레이싱, 특정 조명 공정 및 드립 스팀 애플리케이션에서 폭넓게 사용되고 있습니다.

그림: 열역학적 스팀 트랩.

열역학적 스팀 트랩은 어떻게 작동하나요?

열역학적 스팀 트랩의 두 가지 주요 유형은 열역학적 디스크 스팀 트랩과 열역학적 임펄스 스팀 트랩입니다. 디스크형 트랩에는 평평한 디스크 밸브에서 발생하는 힘 변화에 따라 열리고 닫히는 밸브가 있습니다. 임펄스 트랩의 경우 피스톤 디스크의 움직임이 유량을 제어하는 데 사용됩니다. 열역학적 임펄스 스팀 트랩은 유량을 늘리거나 줄이도록 조절할 수 있습니다. 이 두 가지 유형의 열역학적 스팀 트랩은 모두 응축수를 간헐적으로 배출합니다. 

디스크 및 임펄스 유형의 열역학적 스팀 트랩 작동

열역학적 스팀 트랩의 종류

열역학적 스팀 트랩에는 열역학적 디스크 스팀 트랩과 열역학적 임펄스 스팀 트랩의 두 가지 유형이 있습니다. 이 두 가지 트랩 중 가장 일반적인 트랩은 디스크 트랩입니다. 임펄스 트랩은 스팀이 누출되는 경향이 있고 파일럿 채널을 막는 소량의 먼지가 있으면 고장이 날 수 있기 때문에 일반적이지 않습니다. 

열역학적 디스크 스팀 트랩에서 디스크 밸브의 개폐

증기가 밸브 디스크 아래에서 고속으로 이동하면 밸브 아래의 압력이 감소합니다. 이로 인해 챔버의 큰 압력으로 인해 디스크가 밸브 시트에 강제로 밀착되고 밸브가 닫힙니다. 열역학적 디스크 스팀 트랩에서 제어되는 스팀은 라이브 스팀 또는 플래시 스팀일 수 있습니다. 응축수가 스팀 트랩으로 유입되어 압력 감소로 인해 상이 바뀌는 것을 플래시 스팀이라고 합니다. 응축수 부하가 매우 작거나 트랩 설계가 스팀 손실을 방지하지 못할 정도로 손상된 경우 이를 라이브 스팀이라고 합니다. 열역학적 디스크 스팀 트랩 제조업체는 가능한 한 스팀을 사용하여 트랩이 작동할 수 있도록 라이브 스팀 사용을 제거하거나 최소화하는 데 도움이 되는 최상의 설계를 사용하는 경향이 있습니다. 압력 챔버 제어 스팀은 밸브 디스크 윗면에 압력과 면적(압력*면적)의 곱과 같은 힘을 아래쪽으로 가합니다. 밸브 디스크 아래쪽에서는 제어 증기가 빠른 속도로 인해 디스크 아래의 압력을 감소시킵니다(베르누이의 속도 증가가 압력 감소로 이어지는 원리에 따라). 열역학적 디스크 스팀 트랩 제조업체는 스팀 온도 근처에서 응축수를 닫을 수 있도록 트랩을 설계합니다. 이는 축적된 응축수가 배출될 때 발생합니다. 폐쇄력 크기가 개방력을 극복할 수 있을 정도로 커지면 밸브가 닫힙니다. 

열역학적 디스크 스팀 트랩의 작동 원리

열역학적 임펄스 스팀 트랩 

열역학적 임펄스 스팀 트랩은 스팀 트랩으로 단단히 차단할 수 없습니다. 따라서 시중에서 흔히 볼 수 있는 열역학적 디스크 스팀 트랩에 비해 사용이 제한적입니다. 

열역학적 임펄스 스팀 트랩은 어떻게 작동하나요? 

1. 열역학적 임펄스 스팀 트랩은 속이 빈 피스톤으로 구성됩니다. 피스톤은 가이드 역할을 하는 테이퍼 피스톤에서 작동하는 피스톤 디스크와 연결되어 있습니다. 
2. 이 트랩을 시동하는 동안 메인 밸브는 시트에 안착합니다. 이렇게 하면 피스톤과 실린더 간극을 통해 흐름 통로가 남고 피스톤 상단 부분에 구멍이 생깁니다. 
3. 응축수와 공기 흐름이 증가하면 피스톤 디스크에 힘이 가해져 메인 밸브가 시트에서 들어올려져 유량이 증가합니다. 
4. 응축수의 다른 부분은 디스크와 피스톤 갭을 통해 지점 E를 통과하여 배출구를 통해 빠져나갑니다. 
5. 응축수가 증기 온도에 가까워지면 틈새를 통해 흐르면서 증기로 변합니다. 
6. 이는 F 지점의 구멍을 통해 배출되지만 피스톤 위에 중간 압력을 생성합니다. 이는 메인 밸브가 부하를 충족할 수 있도록 효과적으로 배치하는 데 도움이 됩니다. 
7. 트랩 시트에 대해 피스톤의 B 지점을 이동하여 트랩을 수정할 수 있습니다. 그러나 트랩은 배압의 영향을 받을 수 있습니다.     

열역학적 디스크 스팀 트랩 

열역학적 디스크 스팀 트랩은 밸브 시트에 대해 열리고 닫히는 밸브 디스크에 의해 응축수 흐름이 제어됩니다. 이 트랩에서 밸브 디스크는 이 트랩의 다른 부분과 분리되어 시트 상단에 위치합니다. 밸브 시트는 내부 링과 외부 링이라는 두 개의 시트 링으로 구성됩니다. 내부 링의 사용은 유체의 입구 구멍과 출구 구멍을 분리하는 것입니다. 이는 증기가 배출구로 단락되는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다. 디스크 위의 압력 챔버에서 출구 부분으로의 증기 누출은 외부 링에 의해 제어됩니다. 

열역학적 디스크 스팀 트랩은 어떻게 작동하나요? 

이 유형의 트랩은 불규칙하고 주기적인 작동 특성을 가지고 있습니다. 시트 링과 디스크로 구성된 밸브 메커니즘은 응축수를 배출하기 위해 몇 초 동안 열리고 그 후 새로운 배출 사이클이 시작될 때까지 더 오랜 시간 동안 닫히는 데 사용됩니다. 밸브 디스크의 아래쪽과 위쪽에 작용하는 힘의 차이로 인해 열리고 닫히는 동작이 발생합니다. 작용하는 힘은 주로 응축수, 공기 및 증기와 같은 일반적인 유체의 압력 및 운동 에너지 변화에 따라 달라집니다. 시동 중에 유입되는 유체(공기, 응축수 또는 증기)는 밸브 디스크 하단에서 리프팅/개방력을 발휘합니다. 이로 인해 밸브가 들어 올려지고 열립니다. 이렇게 하면 응축수가 흐르게 됩니다. 개방 위치에서 디스크 밸브에는 디스크 윗부분의 스팀 압력에 의한 힘과 디스크 아래의 스팀에 의한 힘이라는 두 가지 주요 힘이 작용합니다. 디스크 밸브를 열고 닫는 데 작용하는 스팀을 제어 스팀이라고 합니다.

열역학적 스팀 트랩의 장점

열역학 디스크 스팀 트랩의 장점 

• 이러한 유형의 스팀 트랩은 내부 부품을 조정하거나 변경할 필요 없이 전체 작동 범위에서 작동할 수 있습니다. 
• 가볍고 컴팩트하며 심플한 디자인에 큰 구멍을 통해 많은 양의 응축수를 수용할 수 있습니다. 
• 과열되고 고압의 증기 속에서 작동하며 진동이나 수격에 의해 손상되지 않습니다. 
• 고강도 및 높은 내식성으로 알려진 스테인리스 스틸과 같은 철 소재를 사용합니다. 
• 응축수 동결에 강하고 대기로 자유롭게 배출되기 때문에 수직 방향으로 디스크를 설치하면 동결이 거의 발생하지 않습니다. 
• 움직이는 부분이 디스크만 있어 라인에서 트랩을 제거하지 않고 나사나 볼트로 고정된 상단 캡만 제거하면 되기 때문에 유지보수가 매우 간편합니다. 
• 열리고 닫힐 때 클릭 소리가 납니다. 이렇게 하면 트랩을 미리 테스트하는 데 도움이 됩니다.

열역학적 디스크 스팀 트랩의 단점 

• 이 스팀 트랩의 디스크를 닫으려면 디스크 아래의 압력을 낮춰야 합니다. 이는 디스크 밸브 아래의 유속이 높을 때만 가능합니다. 속도가 빠를수록 더 높은 차압이 필요합니다. 따라서 열역학적 디스크 스팀 트랩은 차압이 매우 낮을 때는 제대로 작동하지 않습니다. 
• 시동 중에 흡입구 압력이 천천히 누적되면 대량의 공기를 배출합니다. 그러나 압력이 빠르게 축적되면 고속의 공기가 트랩을 닫아 공기가 묶이게 됩니다. 스팀을 사용하는 경우에도 마찬가지입니다. 
• 소음이 심해 수술실이나 병동 외부 등 일부 장소에서는 사용이 제한되는 경향이 있습니다. 열역학 디스크 스팀 트랩을 사용해야 하는 경우, 배출 시 소음을 줄이기 위해 디퓨저가 필요합니다.  
• 대형 열역학 디스크 스팀 트랩을 설계하면 사이클 완료 시간이 길어져 트랩의 마모가 증가하는 경향이 있습니다. 

열역학적 임펄스 스팀 트랩의 장점 

• 해당 크기의 응축수를 처리할 수 있는 높은 성능. 
• 이 스팀 트랩은 공기에 갇히지 않고 공기를 배출할 수 있습니다. 
• 초고열 및 고압 증기 애플리케이션에 사용할 수 있습니다. 
• 밸브 크기를 변경할 필요 없이 광범위한 압력 범위에서 작동할 수 있습니다. 

열역학적 임펄스 스팀 트랩의 단점 

• 단단히 차단할 수 없으며 매우 가벼운 부하에서도 증기를 뿜어냅니다. 
• 입구 압력의 40%를 초과하는 배압에서는 작업할 수 없습니다.
• 열역학적 임펄스 스팀 트랩은 실린더와 피스톤 사이의 간격이 매우 작기 때문에 먼지의 영향을 쉽게 받습니다. 
• 이러한 스팀 트랩의 진동은 소음, 기계적 손상 및 수격의 원인이 됩니다.

열역학적 스팀 트랩의 응용 분야 

• 드립 애플리케이션. 열역학적 스팀 트랩은 스팀이 열 에너지를 잃은 후 스팀 라인에 형성되는 응축수를 제거하는 데 널리 사용됩니다. 이 트랩은 배관 시스템에서 공기를 제거하는 배관의 통풍구 덕분에 드립 애플리케이션에 널리 사용됩니다. 
• 추적자 배출 시 고온 또는 증기가 주전원 배수구를 통해 배출됩니다. 
• 프로세스 적용. 열역학적 스팀 트랩은 열교환기나 라디에이터와 같은 열 전달 공정에서 공기와 응축수를 모두 제거하는 데 사용됩니다. 

열역학적 스팀 트랩 문제 해결 

트랩이 차갑고 방전이 없는 경우 

• 매우 높은 압력 

• 마모로 인해 오리피스가 커졌습니다. 밸브를 교체하세요. 
• 감압 밸브가 고장났습니다. 밸브를 정리하세요. 
• 압력 게이지가 오작동합니다. 게이지의 압력을 더 낮게 설정하세요. 
• 리턴 라인의 진공도가 매우 높습니다. 권장되는 진공 압력을 확인하세요. 

• 열역학적 스팀 트랩으로 유입되는 증기 또는 응축수 제로 

• 파이프라인이 막혔습니다. 차단 재료를 제거했습니다. 
• 스팀 트랩 앞 밸브가 고장났습니다. 밸브를 교체하세요. 
• 스트레이너가 막혔습니다. 스트레이너에 낀 먼지나 이물질을 제거합니다. 

• 트랩의 내부 메커니즘에 결함이 있습니다.

• 열역학적 스팀 트랩의 고장난 내부 부품을 교체하세요. 

• 트랩 본체는 불필요한 재료로 채워져 있습니다. 

• 트랩에 먼지나 불필요한 물질이 있는지 확인하고 제거합니다. 
• 트랩을 사용하기 전에 스트레이너를 설치합니다. 
• 필요한 경우 트랩 스트레이너 청소

트랩이 뜨겁고 방전이 없는 경우 

• 응축수가 트랩으로 오지 않습니다. 

• 열역학 스팀 트랩 바이패스 밸브가 새고 있습니다. 밸브를 점검하고 수리하세요.
• 사이펀 파이프가 파손되었습니다. 파손된 파이프를 교체하세요. 
• 온수기 진공 정지 배수. 트랩과 열교환기 사이에 진공 차단기를 설치해야 합니다. 

열역학적 스팀 트랩이 뜨겁고 스팀이 손실되고 있습니다.

• 밸브가 장착되지 않았습니다. 

• 밸브 부품이 마모되었습니다. 밸브를 교체하세요.
• 구멍에 먼지가 끼었습니다. 먼지를 제거합니다. 

연속 흐름이 발생하는 열역학적 스팀 트랩 

• 트랩의 크기가 매우 작습니다.

• 더 큰 트랩을 사용하거나 한 줄에 더 많은 트랩을 사용합니다. 

요약 

열역학적 스팀 트랩은 다양한 압력 애플리케이션에 사용할 수 있는 다목적 소형 팀 트랩입니다. 이 트랩은 단순한 디자인을 채택하고 수직 또는 수평 위치에서 작동할 수 있습니다. 이러한 특징 덕분에 열역학 스팀 트랩은 립, 트레이싱 및 기타 경공정 응용 분야와 같은 다양한 응용 분야에서 더 일반적으로 사용됩니다. 열역학 스팀 트랩에는 열역학 디스크 스팀 트랩과 열역학 임펄스 스팀 트랩의 두 가지 유형이 있습니다. 두 가지 유형 중 디스크 유형은 임펄스 유형이 파일럿 스팀이 누출되는 경향이 있고 약간의 먼지 작업 시에도 고장이 날 수 있기 때문에 주로 사용되는 유형입니다. 

열역학적 디스크 스팀 트랩에서 응축수 흐름은 밸브 시트에 대해 열리고 닫히는 밸브 디스크로 제어됩니다. 이 밸브는 트랩의 다른 부품에서 분리되어 밸브 시트에 놓여 있습니다. 열역학적 임펄스 스팀 트랩을 시동하는 동안 시트에 놓인 밸브는 실린더와 피스톤 사이의 간극을 통해 유량 통로를 남깁니다. 응축수와 공기의 흐름이 증가하면 밸브가 들어올라 더 많은 유량이 발생합니다. 이러한 열역학적 스팀 트랩은 추적자 배출, 드립 배수 및 공정 응용 분야 등 다양한 응용 분야에 사용됩니다. 열역학적 스팀 트랩은 다른 트랩에 비해 고유량 처리 능력, 과열 및 고압에서 작동하는 능력, 공기 배출 처리 능력, 광범위한 압력 범위에서 작동하는 능력 등 여러 가지 장점을 제공하는 우수한 기능을 갖추고 있습니다.