로터리 밸브

Rotary valve
두 위치의 회전 밸브 공기 흐름

회전밸브는 횡방향 플러그의 통로나 통로의 회전이 부착된 파이프를 통과하는 액체나 기체의 흐름을 조절하는 밸브의 일종이다. 일반적인 스톱콕은 회전 밸브의 가장 단순한 형태다. 로터리 밸브는 다음을 포함한 수많은 용도에 적용되었다.

황동 기구에 사용

이중 경음기용 로터리 밸브

금관악기의 맥락에서 회전 밸브는 경음기, 트럼펫, 트롬본, 플루겔호른, 튜바에서 발견된다. 많은 유럽 트럼펫 연주자들은 회전 밸브를 선호하는 경향이 있다.[citation needed]

트롬본 F 부착 밸브는 보통 회전식 밸브로, 기본 설계에도 테이어 축류 밸브와 하그만 밸브와 같은 여러 가지 변형들이 사용되고 있다.

조셉 리들(Joseph Redel)은 1832년에 처음으로 황동 기구에 회전 밸브를 사용한 공로를 인정받았다.

트럼펫의 회전 밸브

산업에서 사용

산업용 로터리 밸브는 용도에 따라 대량 재료 취급, 분진 수집 또는 공압 전달 시스템에 종종 사용된다. 이 밸브는 공정에 맞는 일정한 유량을 유지함으로써 제품이나 재료의 유량을 조절하는 데 사용된다. 재료의 흐름을 제어하는 것은 걸림, 재료 누출, 밸브 자체의 손상과 같은 문제를 예방하는 데 도움이 된다.[1] 일반적인 용도는 무게가 나가는 호퍼에게 먹이를 주거나 제품에 의해 막힐 수 있는 방앗간에게 먹이를 주는 것이다.

밸브는 재료 교환 프로세스의 일부로서 계량 또는 급유 애플리케이션에서 작동하며, 회전식 에어록으로 기능하거나, 에어록과 계량 기능의 조합을 제공한다.

제약, 화학 및 식품 산업의 회전 밸브는 공정 내에서 고체 벌크 제품을 선량하고 공급하기 위해 사용된다. 밸브는 또한 건설, 플라스틱, 재활용, 농업 및 임업, 또는 재료가 한 지점에서 다른 지점으로 안전하고 효율적으로 전달되어야 하는 곳에서도 흔히 사용된다.

에어록형 로터리 밸브는 압력 수준이 다른 두 개의 챔버로부터 재료를 수신하고 분사한다. 그들은 밸브의 입구와 출구 사이의 공기 흐름을 밀봉하여 일관된 압력 차이를 유지하며, 이는 효율적인 자재 흐름을 촉진한다. 밸브의 가압 챔버는 이물질이 하우징에 침투하는 것을 방지하고 전달된 물질이 시스템에서 빠져나가지 못하게 한다. [2]

엔진 설계에 사용

포 스트로크 엔진

이탈라 로터리 밸브 엔진(1912년).
이탈라 로터리 밸브 냉각(1919).
다락크 로터리밸브 엔진(1919년 서클)

회전식 밸브 연소 엔진은 기존 조립품에 비해 상당히 높은 압축률과 rpm, 즉 출력 증가, 훨씬 소형 및 경량 실린더 헤드 감소, 복잡성 감소 등 몇 가지 중요한 이점을 가지고 있으며, 이는 신뢰성과 비용 절감을 의미한다. 흡입구와 배기가스는 일반적으로 결합되므로 엔진 노크 방지를 위해 밸브 냉각에 각별히 주의해야 한다.

회전식 밸브는 여러 가지 다른 엔진 설계에 사용되어 왔다. 영국에서는 포핏 밸브가 고착되거나 연소되어 고장이 나기 쉬운 시기에 내셔널 엔진사(National Engine Company Ltd)가 자사의 회전식 밸브 엔진을 초기 항공기용으로 광고했다.[3]

1930년대부터 프랭크 애스핀은 실린더 보어(bear)와 같은 축에서 회전하는 회전식 밸브(rotary valve)를 가진 디자인을 개발했지만, 성공에는 한계가 있었다.[4]


미국 코츠인터내셔널이 포핏 밸브 시스템을 대체하는 내연기관용 구형 로터리 밸브를 개발했다. 이 특수 설계는 4행정이며, 오버헤드 캠축 대신 오버헤드 샤프트에 의해 작동되는 회전 밸브(즉, 실린더 뱅크와 일직선)이다. 그러한 엔진의 첫 판매는 천연 가스 엔진 발전기의 일부였다.[5]

회전식 밸브는 경주용 스포츠카나 F1 경주용 자동차에 사용되는 것과 같이 회전식 밸브는 밸브 플로트와 스프링 공명으로 인해 스프링이 장착된 기존의 포핏 밸브가 고장날 수 있고 데스모드로믹 밸브 기어가 너무 무겁고 크며 시간과 설계가 적절하게 복잡할 수 있는 고배기 엔진에 잠재적으로 매우 적합하다. 회전식 밸브는 보다 작고 가벼운 실린더 헤드 설계를 가능하게 할 수 있다. 엔진 속도(또는 1/4)의 절반으로 회전하며 왕복 밸브 메커니즘의 관성력이 부족하다. 이를 통해 엔진 속도가 빨라지고 약 10% 더 많은 전력을 공급할 수 있다. 1980년대 MGN W12 F1 엔진은 회전식 밸브를 사용했지만 레이스는 하지 않았다. 2002년과 2004년 사이에 호주 개발자 Bishop Innovation과 Mercedes-Ilmor는 F1 V10 엔진용 회전식 밸브를 시험했다.[6]

비숍 이노베이션스의 회전 밸브 엔진 특허는 밸브 오리지널 디자이너 중 한 명인 토니 월리스 소유의 BRV Pty Ltd에 의해 인수되었다. BRV는 낮은(17% 증가)과 높은(9% 증가) 엔진 속도 모두에서 토크가 더 컸던 혼다 CRF 450 등 로터리 밸브 기술을 이용해 여러 기능성 모터를 만들었고, 기능 엔진 속도에서도 최대 30% 더 많은 브레이크 마력을 생산했다.[6] 엔진도 실린더 헤드 어셈블리가 크지 않아 상당히 작고 가벼웠다.

영국의 로튼 엔진 개발이라는 회사는 2005년에 오토바이 단일 실린더 후사베그에 2개의 로터(입구용 1개, 배기용 1개)를 장착하여 어느 정도 진전을 이루었다. 그들은 특허를 출원했고 2006년에 실행된 사례를 얻었지만, MG 로버의 지원을 받아 결국 파산했고, 로튼은 계속 진행할 충분한 자금이 없었다. 이 디자인은 몇 년 후 호주에서 엔진 개발 호주 Pty Ltd와 함께 표면화되었다. 2013년 가와사키 닌자 300 평행 트윈 유닛에서 프로토타입 주물이 제작되었다. 이 유닛은 아직 개발단계에 있지만 연소실의 중요하지만 공개되지 않은 새로운 냉각방법으로 인해 다른 로터리 밸브 엔진보다 훨씬 높은 압축비를 가동할 수 있는 잠재력과 스로틀을 완전히 제거하여 훨씬 경제적이라는 점에서 의미가 크다. 더 낮은 엔진 속도에서, 그래서 그것은 주장되었다.

뉴질랜드 오클랜드의 고 랄프 오그든 왓슨에 의해 1989년 동안 완전히 성공적인 자동차 로터리 밸브 엔진이 건설되었다. 그 차는 그 날짜로부터 수마일 떨어진 곳에 많은 문제를 다루었고 여전히 사용되고 있다.[7] [8] 밀봉 문제에 대한 왓슨의 학문적 접근, 이전 디자인에 대한 그의 연구, 재료에 대한 지식, 가공 기술, 엔진에 대한 경험, 인내심, 현실적인 기대감 등의 그의 특별한 결합으로 성공이 이루어졌다. 새로운 재료나 최근에만 구할 수 있는 재료는 없었다. 자동차와 엔진의 개발에 대한 자세한 내용은 2004년 처음 출판된 "Rolph Watson Special Engineer"라는 책, ISBN O-476-01371-2에 나타나 있으며, 2020년 현재 인터넷에서 무료로 쉽게 검색할 수 있다. 이 차는 현재 레이 페너가 소유하고 있다.

투 스트로크 엔진

평면 디스크 형태의 회전 밸브(디스크 밸브라고도 함)는 2행정 오토바이 엔진에서 널리 사용되며, 이 배열은 압축 행정 중에 흡기 포트로 역류하는 것을 방지하는 데 도움이 된다.[9]

오스트리아의 엔진 제조업체인 로탁스는 현재 생산되지 않은 64hp(48kW) 로탁스 532 2행정 엔진 설계에 로터리 흡기 밸브를 사용했으며, 532의 후속 제품인 현재 생산 64hp(48kW) 로탁스 582에서 로터리 흡기 밸브를 계속 사용하고 있다.[10][11]

생산 엔진에서 사용

영국 RCV Engineers Ltd.는 회전식 실린더 라이너 기술을 4행정 모델 엔진과 소형 엔진 라인업 중 일부에 특수 형태의 회전식 밸브로 사용하고 있다.[12][13] 또한 RCV는 현재 엔진 범위에서 4행정 엔진에 수평 및 수직 회전식 밸브를 사용한다.[14]

RCV는 스쿠터 응용을 위해 실린더 라이너에 회전 밸브를 내장한 125cc 회전식 실린더 라이너 엔진을 개발했다.[15] 대만의 PGO 스쿠터는 RCV와 함께 응용을 위한 엔진을 개발하고 있었다.[16]

스즈키 RG500 "감마"는 498 입방 센티미터의 스퀘어 4 엔진과 회전식 밸브, 트윈 크랭크의 2행정 엔진으로 구동되었다. 출력은 9500RPM에서 93.7 브레이크 마력(69.9kW)이었다.

크로마토그래피에 사용

로터리 밸브는 액체 또는 기체 크로마토그래피에 사용되는 기둥에 샘플을 적재하는 데 사용된다. 이 방법에 사용되는 밸브는 보통 6포트 2위치 회전 밸브다.

참고 항목

참조

  1. ^ Thompson, Megan. "Don't overstuff your pockets and 3 other material flow tips". ACS Valves. Retrieved 21 July 2021.
  2. ^ Bowman, Paul. "Are rotary airlocks supposed to leak?". ACS Valves. Retrieved 21 July 2021.
  3. ^ 플라이트 매거진, 1911년 4월
  4. ^ 2010년 10월 18일 Aspin Rotary Valve Engine 액세스
  5. ^ 2011년 3월 3일 국제 접속 공유
  6. ^ a b Wallis, Tony (2007). "The Bishop Rotary Valve" (PDF) (Special ed.). AutoTechnology Magazine. Retrieved 2011-12-26.
  7. ^ 2020년 리드풋 페스티벌 참가자
  8. ^ 유튜브: 왓슨-BSA 스페셜
  9. ^ 2010년 10월 18일 무료 엔진 정보 액세스
  10. ^ BRP-Rotax GmbH & Co. KG (2006). "OPERATORS MANUAL FOR ENGINE TYPES 447, 503 & 582" (PDF). Retrieved 4 January 2011.
  11. ^ 건포도, 윌리엄: 리프 캐틀로그, 6-105페이지. 선두 엣지 에어포일즈, 1995.
  12. ^ RCV. "RCV Engines Ltd - UK (India – AutoExpo 2004)" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2011-11-12. Retrieved 2012-01-03.
  13. ^ Keith Lawes. "The Rotating Cylinder Valve 4-stroke Engine (SAE Paper 2002-32-1828)" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2011-11-12. Retrieved 2012-01-03.
  14. ^ "rcv_engines_ltd". Rcvengines.com. Retrieved 2014-04-18.
  15. ^ "Engine Development". RCV Engines. Retrieved 2014-04-18.
  16. ^ Jeremy Korzeniewski RSS feed Google+. "PGO working on rotary valve scooter engine". Green.autoblog.com. Retrieved 2014-04-18.