공유압 밸브의 사용목적이 아닌 것은?
- 유량제어
- 온도제어
- 압력제어
- 방향제어
정답과 해설 보기
정답 ② · 유압 시스템에서 밸브는 압력, 유량, 그리고 유동 방향을 제어하기 위해 사용된다. 온도 제어는 밸브 자체의 목적이 아니라 유압 장치 전체의 순환 과정이나 쿨러 등 부대 설비를 통해 이루어지는 제어 항목이다.
유압 밸브의 3대 기능은 압력·유량·방향 제어이며, 온도 제어는 밸브의 직접적 기능이 아니다.
개념 한 쪽
설비보전기능사 공기압 기초 — 왕복식·원심식·밸브 기초
공기압 시스템의 핵심 구성요소인 압축기와 밸브, 송풍기 특성을 이해해야 한다. 왕복식과 원심식의 동작 원리와 장단점, 밸브의 논리 기능과 보전 관리를 중심으로 핵심 개념을 정리한다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「공기압 기초」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 밸브 기능 논리 판단 | 1 | 논리 밸브의 동작 원리와 적용을 판단하는 문제 |
| 송풍기 고장원인 식별 | 1 | 풍량 저하의 원인으로 적절한 항목을 고르는 문제 |
| 압축기 방식 특성 비교 | 1 | 왕복식과 원심식의 장단점을 비교하여 맞는 설명을 고르는 문제 |
뜻
압축기는 공기를 압축하여 높은 압력을 만들어내는 장치로, 주로 왕복식과 원심식으로 구분한다. 왕복식 압축기는 피스톤의 왕복 운동으로 체적을 줄여 기체 압력을 크게 올릴 수 있으므로 고압을 발생시키기 용이하다는 점이 핵심이다. 반면 원심식 압축기는 회전하는 임펠러의 원심력으로 연속적으로 기체를 처리하므로 대용량 운전에 적합하고 압력 맥동이 적다는 점이 특징이다.
압축기 선택은 요구되는 압력 수준과 유량 특성에 따라 결정한다. 고압이 필요하면 왕복식을, 대용량과 무맥동이 필요하면 원심식을 우선 고려한다. 각 방식은 구조적 특성과 유지관리 관점에서 서로 다른 장단점을 보이므로 용도에 맞춰 구분하여 이해해야 한다.
밸브는 공기압 회로에서 논리 기능과 유량·압력·방향 제어 역할을 담당한다. 대표적인 논리 밸브로 2압(AND) 밸브는 두 입력이 모두 존재할 때만 출력을 내며, 입력 압력 차가 있을 때 낮은 쪽의 압력을 출력하는 특성이 있어 안전제어와 검사 기능에 유용하다는 점을 기억한다. 이 밖에 셔틀 밸브는 OR 논리, 체크 밸브는 역류 방지 기능을 수행한다.
송풍기와 같은 기기들은 송출 압력의 크기에 따라 분류할 수 있다. 일반적으로 0.1MPa 이상으로 높은 압력을 송출하는 장치는 압축기로 분류하고, 송풍기·환풍기 등은 비교적 낮은 압력에서 공기를 이동시키는 기기로 분류한다. 또한 송풍기의 풍량이 부족할 때는 공기 흐름의 저항 증가나 동력 전달의 이상을 먼저 점검해야 한다.
정비 관점에서 예방 보전의 원칙은 중요하므로 규정된 교환 주기가 도래하면 부품 상태와 무관하게 정해진 시기에 교체하는 것이 원칙이라는 점을 염두에 둔다. 밸브 스프링과 같은 소모품은 주기 관리를 통해 고장을 예방하는 방식으로 유지해야 한다.
예제
문제에서 왕복식과 원심식을 비교할 때는 '고압 가능'과 '대용량·무맥동'을 기준으로 판단한다. 예를 들어 고압이 요구되는 설비에는 왕복식이 적합하다는 설명을 정답으로 선택한다. 동일하게 밸브 문제에서는 '두 입력 모두 있어야 출력'이라는 AND 특성과 '낮은 압력 출력'이라는 세부 동작을 확인하여 2압 밸브를 선택한다.
송풍기 풍량 부족 문제에서는 덕트나 임펠러의 이물질에 의한 공기 저항 증가, 모터 회전수 저하나 벨트 미끄러짐과 같은 동력 전달 손실을 주요 원인으로 본다. V-벨트의 장력이 지나치게 강한 것은 풍량 부족의 직접 원인이 아니며 오히려 베어링 부하 증가와 소음을 유발하는 문제로 본다.
예방 보전 관련 문항에서는 교환 주기가 도래하면 상태가 양호해도 규정에 따라 교체해야 한다는 원칙을 적용한다. 밸브 스프링의 교환 시점이 지나면 탄성 상태와 관계없이 교체하는 것이 예방 보전의 기본 방침이라는 점을 근거로 삼는다.
대표 기출 3문항
밸브 중에서 AND 요소로 알려져 있으며, 두 개의 입력 신호가 다른 압력일 경우에 작은 압력 쪽의 공기가 출력되므로, 안전제어 및 검사기능 등에 사용되는 밸브는?
- 체크 밸브
- 셔틀 밸브
- 2압 밸브
- 감압 밸브
정답과 해설 보기
정답 ③ · 공압 회로에서 사용되는 밸브 중 2압 밸브(AND 밸브)는 두 개의 입력 신호를 받아 논리적 AND 기능을 수행합니다. 즉, 두 입력포트 모두에 압력이 가해져야 출력이 발생합니다.
두 입력 신호가 모두 존재할 때 출력되는 AND 논리 기능을 수행하는 공압 밸브는 2압 밸브입니다.
원심식 압축기의 장점이 아닌 것은?
- 고압 발생 가능하다.
- 윤활이 쉽다.
- 맥동 압력이 없다.
- 대용량이다.
정답과 해설 보기
정답 ① · 원심식 압축기는 회전 날개의 원심력을 이용하여 기체를 압축하는 방식입니다. 단단(Multistage) 구조를 통해 압력을 상승시킬 수는 있지만, 왕복식 압축기에 비해서는 초고압을 얻는 데 불리하고 압축비가 낮은 특징이 있습니다.
원심식 압축기는 대용량과 맥동 없음이 장점이나, 왕복식에 비해 고압 발생 능력이 낮아 고압 발생은 장점이 아니다.
자주 묻는 물음
- 왕복식과 원심식 압축기는 어떻게 구분하나?
- 왕복식은 피스톤의 체적 감소로 고압 발생이 용이하고, 원심식은 임펠러의 원심력으로 연속 대용량 처리와 무맥동 특성이 있어 용도에 따라 선택한다.
- 2압(AND) 밸브의 동작 특징은 무엇인가?
- 두 개의 입력 모두에 압력이 존재할 때만 출력이 발생하며 입력 압력이 다르면 낮은 압력 쪽이 출력되는 특성으로 안전제어와 검사에 사용된다.
- 송풍기 풍량 저하의 주된 원인은 무엇인가?
- 덕트나 임펠러의 이물질로 인한 공기 흐름 저항 증가와 모터 회전수 저하 또는 벨트 미끄러짐 등 동력 전달 손실을 우선 점검해야 한다.
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