게이트밸브 (Gate Valve)

몸통과 덮개가 십자형태로 이루어지고, 디스크가 직선 유로에 대하여 직각으로 미끄러짐에 따라 밸

브가 완전히 열렸을 때 거의 배관 크기와 같은 유체 통로를 유지하는 밸브이다.

1) 특성

게이트밸브는 배관용 밸브로 가장 대표적인 제품이며, 광범위하게 사용되고 있다.

◆ 장점으로는

- 유체가 밸브 내부를 통과 시에 방향 및 단면의 변화가 없어 압력 손실이 적다.

- 비교적 제작이 용이하여 광범위(소형↔대형, 저압↔고압, 초 저온↔고온)하게 제작이 가능하다

- 부착 면간 거리가 짧으며, 핸들 조작이 가볍다.

- 양면 실링(Sealing)이 가능하므로 밸브를 설치 시에 방향성이 없다.

◆ 단점으로는

- 전 개폐(ON-OFF)용으로만 사용하고 조절용으로는 사용할 수 없다.

※ 반개 상태에서 사용하면 게이트의 배면에 와류가 생겨 유체저항이 크게 되어 밸브에 진동이 발

생 밸브 내면에 침식이 생길 위험이 있다.

- 밸브 높이가 높고, 리프트가 크므로 개폐하는 시간이 많이 걸린다.

2) 구조

게이트밸브의 몸통은 대소를 불문하고 두 개의 원통이 교차된 형상을 가지며 하나는 유체를 흘리

고 하나는 게이트를 수납한다.

게이트밸브에서는 2개의 주요부는 밸브대(Stem)와 게이트를 들어올리는 운동과 게이트 자신이다.

가) 밸브대와 게이트의 운동방법에 따라

a) Rising Stem : 밸브대 상승식은 밸브대의 작동부가 밖으로 나와 있어 이물질의 혼입 등의 염

려가 있으나, 작동부에 주유 등이 수월하고 개폐의 정도를 한눈에 알 수 있다.

• Inside Screw, Rising Stem(ISRS)형 ; 주로 소형, 저압(Class150 이하) 및 동합금밸브에 사

용되는 형태로 덮개의 속에 나사가 가공되어, 게이트를 물고 있는 밸브대의 나사와 작동하는 형.

• Outside Screw, Rising Stem형(OS&Y)형 ; 주로 고온, 고압 및 대형에 사용되는 형태로 슬리브

에 나사를 가공하여 요크에 조립하여, 게이트를 물고 있는 밸브대의 나사와 작동하는 형으로 발

전소용, 석유화학용 및 건축용에서 채택하고 있다.

b) Non-Rising Stem(NRS) : 밸브대 비상승식은 밸브대의 나사가 내측에 있어 외기와 접촉하지

않고 또 밸브대는 패킹부에서 회전하는 것으로 내외부로부터 패킹부에 이물질이 끼이는 위험이

적다. 주로 소형 동합금밸브에 사용되는 게이트 중앙부에 나사를 가공하는 형과 주로 대형 밸브

에 사용 Stem nut에 나사 가공하여 게이트에 끼워 사용하는 형이다. 이 형은 사용압력이 Class

150이하에서 사용되며, 좁은 공간에서 설치 및 작동이 용이하므로 수도용(지하 매설) 및 선박용밸

브에서 주로 채택하고 있다. 또한 이 형은 밸브가 외부에서 전개상태를 알 수 없으므로 인디게이

터(Indicator)를 설치하여야 한다.

나) 게이트(Gate)의 종류

a) Solid Wedge Gate : 게이트가 쐐기 형이며, 일체형으로 몸통의 시트 각도에 따라 게이트의

각도 변화가 불가능하므로 제작이 어려워 소형에서 많이 채택하며 누설 위험이 있다.

b) Flexible Wedge Gate : 게이트가 쐐기 형이며, 일체형으로 게이트의 외부에 홈을 넣어 탄력성

주어, 치수상의 오차나 시트 각도의 변화에 대하여 추종성이 좋아 대형 밸브에 많이 사용된다.

중앙부가 적으면 유연성이 클지라도 강도가 약해 영구 변형을 일으킬 위험이 따른다.

c) Tow Piece Wedge Gate : 게이트가 2쪽으로 각각의 반분의 시트에 대하여 자유롭게 대응하

는 구조로 소형에서 많이 채택되고 있다. 게이트가 분할된 조각이 과도하게 넓혀지는 것을 방지

하지 않으면 안 된다.

d) Double Disc Gate : 게이트가 2쪽으로 이루어져 평행면을 가진 반분씩의 디스크 사이의 쐐

기 면이 밸브대의 추력에 의해서 상호간 밀어 붙여 디스크를 넓혀 시트를 실링(Sealing)한다.

테이퍼를 붙인 쐐기는 디스크를 반분한 일부로 하여도 좋고, 또 분리된 부품으로도 좋다.

e) Parallel Slide Gate : 조작원리는 평행면을 가진 반분씩의 디스크의 사이에 스프링을 넣어

시트에 접촉시킨 상태에서 압력을 가하면 시트가 밀착되여 하류 측에서 밀봉(Seal)이 된다. 게이

트가 내려가는 것을 방지하고 회전하는 것을 방지하는 스톱퍼가 있어야 한다. 고온 고압용으로

많이 사용되며, 증기 서비스에 있어서의 대구경 게이트는 가열 상태에 있는 밸브를 누설이 없도

록 충분히 추력에 의해 닫혀 진 밸브가 냉각되면 시이트 사이가 수축되어 몸통을 가열하지 않으

면 열리지 않은 일이 있다. Parallel Slide Gate 이런 난점을 해소 한 것이다.

f) Through Conduit Gate : 게이트에 토관을 붙여 밸브가 열려 있을 때에 파이프와 같은 형태를

유지하는 것으로, 고온 고압용으로 평행면을 가진 반분씩의 디스크의 사이에 스프링을 넣어 시

트에 접촉시키는 형태(Parallel Slide Gate와 동일형)와 송유용으로 많이 사용되는 Slab형으로 게

이트를 솔리드로 하고 몸통 시트링에 “O”링과 스프링을 넣어 게이트 시트에 접촉시키는 방법이

있다.

g) Knife Gate : 펄프, Slurry 및 폐기물 계통의 점성이 높은 유체에 사용되는 형으로 게이트 끝

을 칼날 같이 하여 Close시에 유체를 절단하면서 닫는다.