포트 크기는 공압 밸브가 연결되는 방식을 정의하지만, 조립된 밸브가 통과시킬 수 있는 공기량을 정의하지는 않습니다. 실제 용량은 갤러리, 스풀 또는 포핏 개구부, 시트, 씰, 굴곡부, 매니폴드 통로 및 배기 경로를 포함한 전체 내부 유로에 따라 달라집니다. 나사 표기를 비교하기 전에 시험 유량 데이터를 비교하십시오.
이 구분은 교체 작업에서 중요합니다. 밸브가 동일한 매니폴드에 체결되고 같은 피팅을 사용할 수 있어도 압력 강하나 실린더 시간이 달라질 수 있습니다. 반대도 가능합니다. 내부 통로가 지배적인 제한부로 남아 있으면 더 큰 포트가 유량을 거의 늘리지 못할 수 있습니다.
핵심 요약
- SMC는 1/4인치 밸브 두 모델을 Cv 0.9와 1.7로 제시합니다.
- 기하학적 면적은 직경의 제곱에 비례하지만, 완성된 밸브의 유량은 그렇지 않습니다.
- 명시된 압력 조건과 함께 Cv 또는 ISO 6358 데이터를 사용하십시오.
- 동작 중 조립된 공급 및 배기 유로를 확인하십시오.
VF 및 VZ 방향 제어 솔레노이드 밸브 제품군은 포트 수, 나사, 작동 방식 및 장착 등 선택 시 눈에 보이는 요소를 보여 줍니다. 유량 성능은 여전히 정확히 구성된 밸브 데이터에서 결정됩니다.
포트 크기와 내부 오리피스 크기는 어떻게 다릅니까?
SMC는 VP344 밸브를 Cv 0.8의 1/8인치 포트와 Cv 0.9의 1/4인치 포트 구성으로 제시합니다. 해당 구성에서 더 큰 연결부가 공개된 계수를 늘리는 폭은 0.1에 불과합니다(SMC VP 시리즈 카탈로그, 2026년 확인).
포트 크기는 기계적 또는 공압 인터페이스의 사양입니다. 나사식 밸브에서는 Rc, G, NPT 또는 다른 나사 계열과 호칭 크기를 지정할 수 있습니다. 원터치 피팅에서는 일반적으로 호환되는 튜브 외경을 나타냅니다. 포트 크기는 “여기에 무엇을 연결할 수 있는가?”에 답합니다.
내부 오리피스 크기는 보통 밸브 내부에서 식별된 시트 개구부나 보어의 직경 또는 면적을 뜻합니다. 제조업체가 제어되는 하나의 개구부를 지정하는 경우에 가장 유용하며, 많은 2/2 유체 밸브가 여기에 해당합니다. 다방향 스풀 밸브에는 전체 유로를 대표하는 물리적 구멍 하나가 없을 수 있습니다. 여러 개의 창, 굴곡, 씰 및 공통 갤러리가 있을 수 있습니다.
유효 유량 용량은 명시된 시험 조건에서 완전히 구성된 유로의 측정 또는 도출 성능입니다. Cv, 음속 컨덕턴스 , 임계 압력비 , 유효 면적 또는 압력-유량 곡선으로 이 성능을 나타낼 수 있습니다. 유효 유량 용량은 “명시된 압력에서 이 유로가 얼마나 통과시키는가?”에 답합니다.
이 세 가지 설명은 같은 데이터시트에 함께 있어야 하지만 서로 바꿔 쓸 수는 없습니다.
실린더 요구량에서 시작하는 밸브 선정 계산에는 더 폭넓은 공압 유량 제어 밸브 사이징 가이드를 사용하십시오. 이 글은 연결부는 맞지만 내부 용량이 불확실한 경우에 필요한 근거에 초점을 맞춥니다.
내부 형상은 직렬 유로를 형성합니다
ISO 6358-3은 유량 특성이 알려진 구성품과 배관으로 이루어진 시스템의 정상 상태 특성을 계산합니다. 이 시스템 수준의 방법은 중요한 물리적 사실을 반영합니다. 결과를 결정하는 것은 하나의 호칭 포트나 고립된 직경 하나가 아니라 직렬로 연결된 여러 제한부입니다(ISO 6358-3, 2025년 확인).
5/2 방향 제어 밸브를 공급 측에서 실린더까지 추적해 보십시오. 공기는 입구 피팅, 매니폴드 갤러리, 스풀 창, 본체 가공 구멍, 실린더 포트 피팅 및 튜브를 통과할 수 있습니다. 배기 시에는 다른 스풀 창과 소음기를 거치는 별도의 유로를 따릅니다. 두 방향의 정격은 서로 다를 수 있습니다.
큰 입구 나사산으로 작은 스풀 개구부를 보완할 수는 없습니다. 마찬가지로 넉넉한 밸브 본체도 제한적인 피팅, 튜브, 유량 제어기 또는 소음기를 극복할 수 없습니다. 호스 및 피팅 크기 가이드는 밸브와 실린더 사이에 동일한 전체 유로 원칙을 적용합니다.
“내부 오리피스”라는 용어는 근거 없는 정밀성을 만들어 낼 수 있습니다. 다방향 밸브에서는 인용된 직경이 어느 유로와 어느 상태를 나타내는지 물어보십시오. 공급업체가 그 치수를 시험 유량 특성과 연결하지 못한다면, 이를 밸브 용량 보증이 아니라 형상 정보로 취급하십시오.
기하학적 면적이 밸브 유량을 보장하지 않는 이유는 무엇입니까?
ISO 6358-1은 고정되거나 가변적인 내부 유로를 가진 공압 구성품의 정상 상태 시험 방법을 정의합니다. 이 결과는 압축성 유동 조건에서 조립된 구성품의 특성을 나타내므로, 원형 면적 하나를 계산하고 그 결과가 밸브 유량과 같다고 가정하는 것보다 더 유용합니다(ISO 6358-1, 2022년 확인).
원형 개구부의 기하학적 면적은 다음과 같습니다.
여기서 는 단면적이고 는 직경입니다. 제곱밀리미터와 밀리미터처럼 일관된 단위를 사용하십시오.
두 원형 개구부의 면적비는 다음과 같습니다.
이상적인 하나의 개구부가 3 mm에서 4 mm로 커지면 면적비는 약 1.78입니다. 이는 기하학적 면적이 78% 증가한 것입니다. 완성된 밸브가 78% 더 많은 공기를 통과시킨다는 증거는 아닙니다.
왜 그렇지 않을까요? 실제 유동은 개구부의 방출 특성, 상류 및 하류 절대 압력, 가스 온도, 시트 뒤의 수축, 스풀 위치, 표면 형상 및 기타 제한부에도 좌우됩니다. 압력비가 구성품의 임계 영역에 도달하면 공기가 초크되어 비압축성 제곱근 근사를 더 이상 따르지 않을 수 있습니다.
“지수적”이라는 표현도 정확하지 않습니다. 면적은 지수가 2인 멱법칙을 따릅니다. 직경을 두 배로 하면 이상적인 원형 면적은 네 배가 됩니다. 조립된 밸브의 Cv, 음속 컨덕턴스 또는 정격 유량이 자동으로 네 배가 되지는 않습니다.
가스 유동의 경계는 층류와 난류를 비교한 밸브 사이징 분석 및 공압 밸브를 통과하는 압력 강하 계산 가이드를 참조하십시오.
제조업체 카탈로그 데이터는 무엇을 입증합니까?
SMC는 1/4인치 포트의 VP344에 Cv 0.9를, 같은 호칭 1/4인치 포트의 VP544에 Cv 1.7을 제시합니다. 연결부 표기가 같아도 두 번째 구성 밸브의 공개 Cv는 약 89% 더 높습니다(SMC VP 시리즈 카탈로그, 2026년 확인).
카탈로그에 공개된 값은 이 글의 핵심을 분명히 보여 줍니다. 연결 호환성만으로 내부 용량을 알 수는 없습니다. VP344의 연결부를 1/8인치에서 1/4인치로 키우면 Cv가 0.1 변하지만, 1/4인치 연결부를 유지한 채 VP344에서 VP544로 바꾸면 Cv가 0.8 변합니다.
| 모델 및 구성 포트 | 공급-출력 C | 임계비 b | Cv | 비교가 보여 주는 내용 |
|---|---|---|---|---|
| SMC VP344, 1/8인치 | 3.6 dm³/(s·bar) | 0.22 | 0.8 | 기준 구성 |
| SMC VP344, 1/4인치 | 3.9 dm³/(s·bar) | 0.22 | 0.9 | 이 본체에서는 더 큰 포트가 소폭의 증가만 제공 |
| SMC VP544, 1/4인치 | 7.5 dm³/(s·bar) | 0.16 | 1.7 | 같은 포트라도 내부 용량은 크게 다름 |
SMC의 VQZ2000 카탈로그는 또 다른 주의를 줍니다. 제품군 내 금속 씰 버전과 고무 씰 버전은 공급 및 배기 유로에 대해 서로 다른 , 및 Cv 값을 공개합니다(SMC VQZ 시리즈 카탈로그, 2026년 확인). 피팅 인터페이스를 바꾸지 않아도 씰과 스풀 구조가 용량을 바꿀 수 있습니다.
Parker도 밸브 크기, 포트 크기, Cv, 음속 컨덕턴스, 임계비, 호칭 유량 및 유동 방향별 H 시리즈 값을 공개합니다(Parker H 시리즈 카탈로그, 2026년 확인). 카탈로그 형식 자체가 유익합니다. 포트 열 옆에 여러 성능 열이 있는 이유는 단일 연결 치수만으로 사이징 질문에 답할 수 없기 때문입니다.
VXF 파일럿 작동식 2/2 밸브 제품군은 밸브 구조가 중요한 이유를 보여 줍니다. 눈에 보이는 프로세스 포트가 커도 모델별 시트 직경, 파일럿 요구 조건, 압력 범위 및 유량 정격을 확인해야 합니다.
어떤 유량 정격을 기준으로 선정해야 합니까?
ISO 6358-1은 공압 구성품의 정상 상태 시험을 다루며, 2020년 개정판은 유효 컨덕턴스를 추가하고 2026년 개정판은 측정 불확도를 다룹니다. 이러한 개정은 같은 규칙을 강화합니다. 라벨 없는 “고유량” 주장보다 정의된 공압 방법으로 측정하거나 도출한 데이터를 비교해야 합니다(ISO 6358-1, 2013).
제조업체가 정확한 부품 번호와 유동 방향에 대해 뒷받침하는 값을 사용하십시오.
| 공개 값 | 가장 적합한 용도 | 필요한 조건 |
|---|---|---|
| Cv | 밸브 용량 비교 및 공급업체의 가스 사이징 방법 사용 | 유동 방향, 입구 및 출구 절대 압력, 가스, 온도 |
| 음속 컨덕턴스 C | 초크 공압 용량 계산 또는 비교 | ISO 6358 방법 및 단위 |
| 임계 압력비 b | 아음속 영역과 초크 영역 사이의 전환 판단 | C 및 절대 압력과 함께 사용 |
| 유효 면적 | 공급업체가 시험 근거를 명시한 경우 구성품 비교 | 표준 및 압력 조건 |
| 정격 L/min 또는 SCFM | 하나의 카탈로그 안에서 빠르게 비교 | 공급 압력, 하류 압력 및 기준 조건 |
| 물리적 오리피스 직경 | 형상 및 오염 여유 검토 | 전체 유로 유량 데이터를 대체하지 않음 |
정의를 확인하지 않은 채 서로 다른 규약의 계수를 섞지 마십시오. Parker는 공압 밸브 Cv가 정해진 ANSI/NFPA 시험을 사용해 계산된다고 설명하며, 다른 계산 방법은 다른 결과를 낼 수 있다고 경고합니다(Parker 수동 및 기계식 밸브, 2026년 확인).
시험 방법을 수치의 일부로 취급하십시오. 구성품 상태, 유동 방향 및 방법이 없는 “Cv 1.0”은 , , Cv 및 압력 조건을 모두 담은 완전한 표보다 근거가 약합니다. 밸브 유로가 복잡할수록 단순한 오리피스 직경은 덜 유용합니다.
Cv 정의 및 밸브 사이징 가이드에서 계수 용어를 설명합니다. 공급업체가 서로 다른 계수 체계를 혼용하면 Cv/Kv 변환기로 먼저 비교한 다음 공압 유량 곡선으로 돌아가십시오.
포트를 선택하기 전에 밸브를 어떻게 사이징해야 합니까?
Parker의 공개 실린더 사례는 실린더 면적, 스트로크, 공급 압력 압축 계수, 허용 압력 강하 및 1초 스트로크 시간으로부터 Cv 1.06을 계산합니다. 계산은 동작 요구에서 시작해 호환되는 연결부로 끝나며, 그 반대가 아닙니다(Parker 엔지니어링 데이터, 2026년 확인).
다음 순서를 사용하십시오.
- 액추에이터 보어, 로드, 스트로크, 부하 방향 및 목표 전진·후진 시간을 정의하십시오.
- 사이클 평균 공기 소비량만이 아니라 각 이동 스트로크 중 피크 유량을 계산하십시오.
- 이동 중 액추에이터에서 사용할 수 있는 최소 압력을 설정하십시오.
- FRL, 방향 제어 밸브, 튜브, 피팅, 속도 제어기, 실린더 포트 및 배기에 압력 손실을 배분하십시오.
- Cv, ISO 6358 데이터 또는 공급업체 유량 곡선으로부터 밸브 용량을 선택하십시오.
- 해당 용량을 지지할 수 있는 포트 및 피팅 구성을 선택하십시오.
- 선택한 스풀 상태에서 공급 및 배기 정격을 모두 확인하십시오.
- 실제 부하에서 결과를 검증하십시오.
계산기는 선별용 보조 수단입니다. 단순한 Cv 관계식은 모든 압축성 유동 영역, 스풀 상태 또는 매니폴드 유로를 나타낼 수 없습니다. 실린더의 목표 시간이 입력의 출발점이라면 완전한 밸브 사이징 글에서 설명한 전용 유량 요구량 절차를 사용하십시오.
포트를 먼저 선택하고 가장 큰 본체가 자동으로 더 좋다고 가정하지 마십시오. 과대 사이징은 실제 병목을 개선하지 못한 채 비용, 매니폴드 공간, 전환 체적 및 더 큰 피팅만 늘릴 수 있습니다.
지배적인 제한부를 어떻게 찾습니까?
ISO 6358-3은 알려진 구성품 및 배관 데이터로부터 전체 정상 상태 특성을 추정하는 방법을 제공합니다. 현장에서는 동적 시험을 병행하십시오. 액추에이터가 움직이는 동안 의심되는 제한부 전후의 압력을 기록하고 동일한 부하 사이클을 비교합니다(ISO 6358-3, 2014).
세 개의 압력 지점을 사용하십시오.
- 밸브 입구의 P1: FRL, 공유 매니폴드 및 공급 라인의 손실을 드러냅니다.
- 활성 실린더 포트의 P2: 밸브 공급 유로, 피팅 및 튜브 손실을 포착합니다.
- 배기 중인 실린더 포트 또는 밸브 배기의 P3: 미터 아웃, 복귀 튜브, 매니폴드 및 소음기 배압을 드러냅니다.
같은 시간 기준으로 압력과 스트로크 시간을 기록하십시오. 전진과 후진은 실린더 챔버 면적과 밸브 유로가 다르므로 별도로 시험하십시오.
| 동작 중 관찰 | 가능한 해석 |
|---|---|
| P1이 양방향에서 떨어짐 | 상류 공급, FRL, 공유 매니폴드 또는 분기 라인이 제한 요소 |
| P1은 안정적이지만 P2가 계속 낮음 | 밸브 유로, 공급 피팅, 튜브 또는 속도 제어기가 제한 요소 |
| 구동 압력은 충분하지만 P3가 높음 | 배기 밸브 유로, 미터 아웃 제어, 튜브 또는 소음기가 제한 요소 |
| 더 큰 포트의 밸브를 사용해도 측정 가능한 변화가 없음 | 다른 구성품이나 액추에이터 기계부가 결과를 지배 |
| 한 방향만 개선되고 다른 방향은 개선되지 않음 | 공급 및 배기 유로 정격 또는 스풀 창이 서로 다름 |
정압만으로는 충분하지 않습니다. 레귤레이터 게이지는 동작이 멈춘 뒤 예상값을 보여도 실린더가 큰 일시적 압력 강하를 겪는 사실을 보여 주지 못할 수 있습니다. 완전한 압력 강하 문제 해결 가이드에서 공유 공급 및 플랜트 측 원인을 다룹니다.
교체 시험에는 두 가지 합격 결과가 필요합니다. 액추에이터의 동적 압력과 부하가 걸린 스트로크 시간입니다. 나사산이 맞는다는 것만으로는 설치 호환성만 입증됩니다. 이 측정값이 교체품이 기계의 공압 성능을 유지하는지 입증합니다.
밸브 교체 및 RFQ 체크리스트
Parker의 H 시리즈 표는 공급 및 배기 특성을 별도로 공개하며, SMC의 VP 데이터는 각 모델에서 양방향을 구분합니다. “1/4인치, 24 VDC, 5/2”만 적은 교체 요청에는 유량 성능을 유지하는 데 필요한 근거가 빠져 있습니다(Parker H 시리즈; SMC VP 시리즈, 2026년 확인).
RFQ 또는 교체 기록에 다음 항목을 포함하십시오.
- 원래 부품 번호와 제안 부품 번호 전체;
- 밸브 기능, 정상 상태, 위치 수 및 복귀 방식;
- 공급, 실린더, 파일럿 및 배기 포트 표준;
- 구성된 피팅 또는 매니폴드 인터페이스;
- 최소, 정상 및 최대 사용 압력;
- 각 활성 방향의 유량 요구량과 허용 압력 강하;
- 시험 조건과 함께 제시된 Cv, 및 , 유효 면적 또는 정격 유량;
- 파일럿 작동식 설계의 파일럿 압력 및 파일럿 유량;
- 유체, 여과, 윤활 및 응축수 조건;
- 주위 온도 및 공기 온도 범위;
- 씰 및 본체 재질;
- 전압, 전력, 커넥터, 서지 억제 및 듀티;
- 필요한 응답, 누설, 내구성 및 안전 근거;
- 부하가 걸린 전진 및 후진 합격 시간.
스풀과 포핏 비교는 포트가 비슷한 두 밸브가 누설, 응답, 압력 범위 및 내부 용량에서 달라질 수 있는 이유를 설명합니다.
구매한 밸브를 가공해 내부 통로를 넓히지 마십시오. 시트, 스풀 창 또는 본체 가공 구멍을 바꾸면 압력 유지, 밀봉, 파일럿 밸런스, 응답, 재질 처리 및 제조업체 정격이 무효화될 수 있습니다. 용량이 더 큰 문서화된 모델을 선택하십시오.
포트 크기와 내부 오리피스 FAQ
SMC의 VP 데이터가 이 주제에 대한 가장 짧은 답을 제공합니다. 1/4인치 VP344의 정격은 Cv 0.9인 반면 1/4인치 VP544의 정격은 Cv 1.7입니다. 따라서 같은 연결부라도 내부 밸브 설계와 구성된 유로에 따라 시험 용량은 크게 달라질 수 있습니다.
포트 크기로 내부 오리피스 직경을 알 수 있습니까?
아니요. 포트 크기는 연결부를 식별할 뿐 밸브 내부의 모든 보어, 갤러리, 시트, 스풀 창 또는 배기 통로를 식별하지 않습니다. 일부 2/2 밸브는 특정 시트 직경을 공개하지만, 다방향 밸브에는 유로 수준의 Cv 또는 ISO 6358 데이터가 필요한 경우가 많습니다. 보편적인 비율을 추정하지 말고 정확한 모델 도면과 유량 표를 요청하십시오.
오리피스 직경을 두 배로 하면 밸브 유량이 네 배가 됩니까?
이상적인 원형 개구부 하나의 기하학적 면적은 네 배가 됩니다. 그러나 조립된 공압 밸브를 통과하는 유량이 네 배가 된다고 보장하지는 않습니다. 실제 용량은 방출 특성, 압력비, 스풀 위치, 굴곡, 씰, 기타 제한부, 가스 온도 및 유동이 아음속인지 초크 상태인지에도 좌우됩니다.
포트가 더 작은 밸브가 포트가 더 큰 밸브보다 성능이 좋을 수 있습니까?
그럴 수 있습니다. 더 작은 연결부가 내부 유로가 더 개방적이거나 시험 컨덕턴스가 더 높은 밸브에 속할 수 있기 때문입니다. 정확한 Cv, 음속 컨덕턴스, 임계 압력비 또는 압력-유량 곡선을 비교하십시오. 피팅과 튜브도 확인해야 합니다. 밸브 정격이 유리해도 연결 회로에서 그 이점이 사라질 수 있습니다.
공개된 오리피스 직경보다 Cv가 더 유용합니까?
완성된 밸브의 용량을 판단할 때는 적절히 정의된 유량 계수나 ISO 6358 데이터가 일반적으로 더 유용합니다. 조립된 유동 거동을 반영하기 때문입니다. 그래도 시험 방법, 가스, 유동 방향 및 압력 조건이 함께 있어야 합니다. 오리피스 직경은 형상, 오염 허용도 및 명확하게 식별된 시트 개구부를 검토할 때 여전히 유용합니다.
공압 밸브를 교체한 후 무엇을 측정해야 합니까?
밸브 입구 압력, 활성 실린더 포트 압력, 필요한 경우 배기 배압, 그리고 부하가 걸린 전진 및 후진 시간을 측정하십시오. 교체 전후에 동일한 공급 상태, 부하, 쿠션 설정 및 유량 제어 위치를 사용하십시오. 나사산이 맞으면 체결을 확인할 수 있고, 동적 압력과 타이밍이 성능을 확인합니다.
출처 및 기술 참고자료
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