KR0175068B1 - 유체유량제어밸브 및 밸브체 - Google Patents

유체유량제어밸브 및 밸브체 Download PDF

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KR0175068B1
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이사오 스즈끼
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아오야마 히사노리
니혼 다이란 가부시끼 가이샤
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Abstract

본 발명은 상기와 같은 유체유량제어밸브에 관하여, 유량의 제어범위를 바꿀 때 생기는 제어밸브자체의 구조의 개변을 극력 해하지 않고 끝내는 것을 목적으로 하며, 1차측과 2차측의 압력차이가 적더라도, 밸브체의 지름을 크게 하지 않고 필요한 제어범위를 가지는 유체유량제어밸브를 제공하고, 나아가 상기 유체유량제어밸브에 사용되면 매우 좋은 밸브체를 제공하는 것으로, 본 발명의 유체유량제어밸브는 밸브실과 이 밸브실에 유체공급측으로부터 유체를 도입하는 1차측통로와, 전기 밸브실로부터 유체를 도출하는 2차측통로와, 전기 유체의 유량을 제어하는 제어력을 발생시키는 제어력 발생수단과, 전기 밸브실의 전기 1차측통로구에 형성된 밸브시이트와, 전기 밸브실내에서 전기 밸브시이트에 대향배치됨과 동시에 전기 제어력 발생수단으로부터 제어력을 받아서 전기 밸브시이트와의 사이에서 오리피스를 형성하는 밸브체를 갖추고 있으며, 전기 1차측통로와 전기 2차측통로를 격리시키는 격벽이고, 밸브시이트 또는 밸브체의 주연부위치로부터 내측으로 꺾어져 이어지는 폐곡선을 그리도록 입설형성되는 전기 밸브체와 전기 밸브체의 어느 한쪽에 만들어져 있는 것을 특징으로 한다.

Description

유체유량제어밸브 및 밸브체
제1도, 제2도, 제3도는 본 발명의 밸브체를 써서 구성한 유체유량제어밸브의 구성의 하나의 실시예를 나타내는 단면도.
제4도 내지 제7도는 본 발명의 밸브체의 구성도.
제8도는 본 발명의 밸브체를 써서 구성한 유체유량제어밸브의 구성의 다른 실시예.
제9도는 제8도에 도시된 유체유량제어밸브의 요부사시도.
제10도는 본 발명이 또다른 실시예의 구성도.
제11도는 종래의 유체유량제어밸브의 구성을 보이는 단면도.
제12도는 유체유량제어밸브에 의한 유량제어의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 받침 101 : 1차측통로
102 : 2차측통로 105,301 : 다이아프램
200,2001~2005: 밸브체 201 : 본체부
2021~2025: 격벽 121 : 밸브시이트 가이드
122 : 밸브시이트 123 : 코일스프링
본 발명은 유체유량제어밸브 및 이 제어밸브에 사용되는 밸브체에 관한 것이다.
종래의 유체유량제어밸브로서는, 제11도에 도시되어 있는 것과 같은 구조가 알려져 있다. 받침부(1)에는 유체공급원으로부터 도래하는 유체가 통과하는 1차측통로(2) 및 유체를 송출하는 2차측통로(3)가 형성되어 있다. 받침부(1)의 상면 중앙부에는 밸브시이트(4) 및 밸브실벽부(5)를 수납하는 원통형구멍이 형성되어 있다.
밸브실벽부(5)의 상단부와 밸브체(6)의 상단부의 사이는 벨로우즈(7)에 의해 접속되어, 유체가 상부의 피에조 스택에 도달하지 못하도록 막고 있다.
뚜껑이 달린 원통형의 케이스(9)는 내부에 피에조 스택(8)을 수납한다. 케이스(9)의 뚜껑부에 만들어진 보지부(10)에 의해 피에조 스택(8)이 보지되어 있다. 피에조 스택(8)에는 리드선(11a,11b)을 통해 전압이 인가된다. 피에조 스택(8)은 피에조 소자가 적층된 것으로서, 리드선(11a,11b)으로부터 전압을 가하면 도면의 세로방향으로 변위하여, 스페이서(12)를 통해 밸브체(6)를 아랫쪽으로 내리누른다. 밸브시이트에는 1차측통로(2)에 연통되는 통로 및 2차측통로(3)에 연통되는 통로가 형성되고 이들 통로의 연통부분이 O링(13,14)에 의해 막혀있다. 또한, 밸브실벽부(5)의 하단면과 받침부(1) 사이에는 유체의 밀폐 및 밸브실벽부(5)와 받침부(1)의 완충작용을 갖는 링(15)이 끼워져 있다. 밸브체(6)의 밸브헤드(16)는 테이퍼져 있고, 평상시에는 밸브체(6)가 벨로우즈(7)에 의해 매달려져, 노말 오픈형(normally open)의 제어밸브를 구성한다. 이러한 구성의 유체유량제어밸브에서는, 리드선(11a,11b)을 통해 인가되는 전압의 전압차가 따라 밸브헤드(16)와 밸브시이트(4)에 의해 형성되는 오리피스(17)의 조정이 이루어진다. 상기 피에조 스택(8)에 의한 변위는 최대 40미크론 내지 50미크론 정도이다. 제12도에 상기 오리피스(17) 근처의 확대도를 나타내었다. 이러한 변위가 적은 제어밸브에서는, 유량(Q)은 제12도와 같이 오리피스(17)의 근처를 도시한 때, 간격(ℓ)과 밸브시이트(4)의 구경(D)에 비례하며, 아래의 식(1)에 의해 나타내어진다.
여기서, K는 정수, g는 중력가속도, r은 유체의 비중, P1은 1차측압력, P2는 2차측압력이다.
따라서, 유체의 유량(Q)을 크게 하기 위해서는 밸브헤드(16)의 변위가 적기 때문에 간격(ℓ)을 크게 할 수 없고, 구경(D)을 크게 하지 않으면 안된다. 이렇게 하기 위해서는 밸브체의 크기를 바꿀 필요가 있고, 밸브체를 크게 하면 제어밸브의 하우징 전체를 대형으로 바꾸어 유량이 다른 제어밸브를 제조하지 않으면 아니된다.
또한, 1차측과 2차측의 압력차를 크게 하는 것으로, 유량을 크게 하는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 압력차가 너무 크게 되면, 밸브헤드가 밸브시이트측에 흡인되어 유량이 거꾸로 감소되며 정확한 유량제어를 할 수 없게 된다.
더구나, 상기 흡인에 의해 액튜에이터에 무리한 힘이 가해진다. 또한, 구경(D)을 크게 한 경우에도 1차측으로부터 밸브체가 받는 압력이 증가하고 액튜에이터에 무리한 힘이 가해진다. 어느 경우에도 액튜에이터로서 피에조 스택 등의 연한 부재를 채용하면, 파괴가 생기기 쉽다고 하는 문제도 있다.
그리고, 일본국 특개소 62-204088호 공보에 나타내어 있듯이 밸브체에 유통로를 형성하고, 밸브체의 하면 주연부에 이중으로 돌조를 만들어서, 이 돌조 사이로부터 유통로에 유체를 도출하여 유량의 제어범위를 증대하도록 한 제어밸브도 알려져 있다. 그러나, 이 제어밸브에 있어서는 내측돌조내의 평면면적을 크게 하는 것으로 유량의 제어범위를 증대하는 효과를 얻는 것으로서, 결국 큰 유량의 유체제어용으로 하기 위해서는 유통로의 위치 등 제어밸브의 구성을 바꾸지 않으면 아니된다.
본 발명은 상기와 같은 유체유량제어밸브에 관하여, 유량의 제어범위를 바꿀 때 생기는 제어밸브자체의 구조의 개변을 극력 행하지 않고 끝내는 것을 목적으로 하며, 1차측과 2차측의 압력차이가 적더라도, 밸브체의 지름을 크게 하지 않고 필요한 제어범위를 가지는 유체유량제어밸브를 제공하고, 나아가 상기 유체유량제어밸브에 사용되면 매우 좋은 밸브체를 제공한다.
본 발명의 유체유량제어밸브는 밸브실과, 이 밸브실에 유체공급측으로부터 유체를 도입하는 1차측통로와, 전기 밸브실로부터 유체를 도출하는 2차측통로와, 전기 유체의 유량을 제어하는 제어력을 발생시키는 제어력 발생수단과, 전기 밸브실의 전기 1차측통로구에 형성된 밸브시이트와, 전기 밸브실내에서 전기 밸브시이트에 대향배치됨과 동시에 전기 제어력 발생수단으로부터 제어력을 받아서 전기 밸브시이트와의 사이에서 오리피스를 형성하고 밸브체를 갖추고 있으며, 전기 1차측통로와 전기 2차측통로를 격리시키는 격벽이고, 밸브시이트 또는 밸브체의 주연부위치로부터 내측으로 꺾어져 이어지는 폐곡선을 그리도록 입설형성되는 격실이 전기 밸브체와 전기 밸브체의 어느 한쪽에 만들어져 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유체유량제어밸브는 유체공급원으로부터 1차측통로를 통하여 도래하는 유체를 2차측통로에 송출하는 소정형상의 밸브실을 만들고, 전기 유체의 유량을 제어하는 제어력을 받는 본체부와, 이 본체부에 폐곡선을 그리도록 입설형성되어 전기 1차측통로와 전기 2차측통로를 격리시키는 격벽을 가지는 밸브체와,
이 밸브체의 전기 격벽의 단면에 대향하여, 이 단면과의 사이에서 전기 유체의 유량에 대응하는 간격을 형성하는 면을 가지는 밸브시이트를 가지는 유체유량제어밸브이며, 전기 밸브체의 복수개 준비된다.
그리고 복수개의 밸브체는 전기 소정형상의 밸브실에 합치되는 본체부를 가지며, 격벽에 의해 그려지는 폐곡선의 길이가 여러 가지인 밸브체이다. 그리고, 필요로 하는 유량에 따라 전기 폐곡선의 길이가 필요한 밸브체를 선턱해여 전기 밸브실에 설치한다.
한편, 본 발명에서는 밸브체로서 다음과 같은 밸브체를 구성한다.
즉, 유체공급원으로부터 1차측통로를 통해서 도래하는 유체를 2차측통로에 송출하는 소정형상의 밸브실에 설치되고,
전기 유체의 유량을 제어하는 제어력을 받는 전기 소정형상의 밸브실에 합치되는 본체부와, 이 본체부의 소정면(所定面)에,
이 소정면의 외주연부로부터 내측으로 꺾어져 이어지는 부분을 가지는 폐곡선을 그리도록 입설형성되어 상기 1차측통로와 상기 2차측통로를 격리시키는 격벽을 가지게 하여 밸브체를 구성한다.
그리고, 본 발명에서는 상기 밸브체의 본체부가 같은 구성이고, 1차측통로와 2차측통로를 격리시키는 격벽부와, 상기 본체부의 소정면에 이 소정면의 주연부가 그리는 폐곡선이 서로 다른 형상의 폐곡선을 그리도록 입성형성시켜서 밸브체를 구성한다.
또한, 본 발명에서는, 상기 밸브체의 본체부가 같은 구성이고, 1차측통로와 2차측통로를 격리시키는 격벽부와, 상기 본체부의 소정면이고 이 소정면의 주연부를 제외한 내측부분에 폐곡선을 그리도록 입설형성시켜서 밸브체를 구성한다.
상기 유체유량제어밸브에 의하면, 밸브체에 만들어진 격벽이 꺾어져 이어지는 형상으로 되어 있기 때문에, 종래와 같은 구경을 가지는 밸브시이트를 사용하는 경우에도 작은 1차압력으로 큰 유량을 제어할 수 있다.
또한, 본체부는 소정형상의 밸브실에 합치하기 때문에 제어밸브의 하우징 등의 구조를 바꾸는 요소로 될 수 없다. 한편, 밸브체에서는 밸브체의 격벽이 그리는 폐곡선이 길이가 바뀔 수 있을 뿐, 1차측통로와 2차측통로를 격리하는 격벽을 가지고 있는 것이므로, 제어밸브의 유체통로의 위치 등을 바꿀 필요가 없다. 격벽의 길이는 종래의 구경(D)을 실질상 크게 하도록 작용한다. 즉, 앞의 식(1)을 변형하면,
이 된다.
이 식(2)로부터, 유체의 종류, 유체압력 및 간격(ℓ)을 고정하면, 격벽주위길이(S)의 장단에 의해 유량을 변화시킬 수 있다고 이해할 수 있다. 결국, 밸브체 자체의 구경(D)을 바꾸지 않고, 격벽주위길이(S)가 여러 가지의 밸브체를 만들어서, 적의의 격벽주위길이(S)를 가지는 밸브체를 선택함으로써, 유량제어범위를 대폭으로 변동시킬 수 있다.
또한, 밸브체에서는, 상기 격벽이 ① 주연부로부터 내측으로 꺾어져 이어지게 입설형성되어 있거나, 혹은 ② 주연부의 형상과 다르게 입설형성되어 있거나, 또는 ③ 주연부를 제외한 내측부분에 폐곡선을 그리도록 입설형성되어 있거나, 어느 하나로서 격벽의 길이가 여러 가지의 것을 실현한다.
[실시예]
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 하나의 실시예를 설명한다. 제3도에서 본 발명에 의해 제조된 노말 오픈형의 유체유량제어밸브를 도시했다. 받침(100)에는 1차측통로(101), 2차측통로(102)가 형성되어 있다. 받침(100)의 상부에는 밸브베이스(103)가 예를 들면, 고정나사(104) 등의 고정수단에 의해 받침(100)에 고정되어 있다. 밸브베이스(103)의 내측에는 다이아프램(105)이 형성되고, 다이아프램(105)과 받침(100)과의 사이는 O링(106)에 의해 밀봉되어 있다. 다이아프램(105)의 바로 아래에는 밸브체(200)가 설치되어 있다. 이 밸브체(200)는 1차측통로(101)의 종단부에 형성된 스프링멈춤구멍에 설치되어 있는 스프링(107)에 의해 항상 윗쪽으로 압압되어 있다. 다이아프램(105)과 받침(100)의 상부에 의해 둘러싸인 부분은 밸브실을 구성한다. 밸브베이스(103)의 두부에는 케이스(108)가 나사에 의해 고정된다. 케이스(108)는 원통형상을 하고, 상부에는 암나사로 된 조정나사(109)가 나사결합되어 있다. 케이스(108)내에는 액튜에이터인 피에조 스택(110)이 설치되고, 상단과 하단으로부터 각각 스페이서(111,112)에 의해 협지되어 있다. 스페이서(111)의 주위부와 케이스(108)의 상단부는 벨로우즈(113)에 의해 접속되고, 스페이서(112)의 후렌지의 하단부와 케이스(108)의 하단부는 벨로우즈(114)에 의해 접속되어 있다. 스페이서(112)는 피에조 스택(110)의 압압력을 다이아프램(105)에 전달한다. 또한 스페이서(111)는 조정나사(109)의 조임량이 크게 됨에 따라 피에조 스택(110)을 아랫쪽으로 위치하도록 작용한다. 따라서, 조정나사(109)의 조임량을 조정하여, 스페이서(112), 다이아프램(105), 밸브체(200)를 아랫쪽으로 이동시키는 것으로서, 오리피스의 초기설정을 할 수 있다. 케이스(108)의 주위중앙부의 구멍에는 하메틱시일단자(115)가 끼워져서 리드선(116)이 이 하메틱시일단자(115)를 통해 피에조 스택(110)의 단자(117)에 접속되어 있다. 따라서, 피에조 스택(110)은 벨로우즈(113,114) 및 하메틱시일단자(115)를 사용함으로써 공기가 통하지 않는 케이스(108) 내부에 설치된다. 그리고 케이스(108)의 주위 하부에는 가스를 봉입하여 밀봉한 단부(118)가 남는다. 결국, 피에조 스택(110)은 피에조 소자를 적층하여 형성한 것으로서, 습기에 의해 전극의 절연불량으로 되므로, 당초에 케이스(108) 내부에 베이크하여 불활성가스를 단부(118)부분으로부터 도입하고 단부(118)에서 밀봉한다. 이러한 구성의 유체유량제어밸브에 쓰이는 밸브체를 제4도에 도시한다. 밸브체(2001)는 다이아프램(105)과 받침(100)의 상부에 의해 형성되는 밸브실에 들어가는 원반상의 본체부(201)와, 이 본체부(201)로부터 아랫쪽에 이르도록 입설형성된 격벽(2021)을 갖추고 있다. 이 격벽은 폐곡선을 구성하고, 1차측통로(101)와 2차측통로(102)를 격리시킨다. 구체적으로 격벽(2021)은 본체부(201)의 하면 주연부에 입설된 고리모양의 부분(A)에 대하여 동심원형상으로 고리모양의 부분(B,C)이 입설되고, 각 부분(A~C)의 일부가 절결되어 고리의 직경방향으로 뻗는 브릿지부(E)에 의해 각 부분(A~C)이 접속되어 있다. 고리모양의 부분(C)의 내부에 1차측통로(101)의 종단(스프링멈춤구멍)이 위치하고, 고리모양의 부분(A)의 하측에 2차측통로(102)의 첫부분이 위치하도록 구성된다. 격벽(2021)의 단면 및 이 단면에 대향하는 받침(100)의 상부인 밸브시이트의 상단면은 모두 거울면 끝손질이 되어 있다. 이 밸브체(2001)는 제어해야 할 유체의 유량에 따라 다르지만, 예를 들어 압력차가 1㎏/㎠G로 유량이 30SLM(Standard Liters per Minute) 정도의 경우, 직경 2cm, 높이가 1cm의 본체부(2011)에 대하여, 격벽(2021)의 높이는 1~2mm 정도가 된다.
제5도 내지 제7도에는 밸브체의 다른 구성이 도시되어 있다. 제5도 내지 제7도의 밸브체(2002~2004)의 본체부(201)는 제4도의 밸브체(2001)와 아주 같고, 격벽(2022~2024)이 그리는 폐곡선의 형상이 다르며, 따라서 격벽의 길이(폐곡선의 길이)가 다르다. 또한, 이들 밸브체(2002~2004)에 있어서는 1차측통로(101)의 종단이 본체(201)의 하면의 거의 중앙에 위치하고, 2차측통로(102)의 첫부분인 본체(201)의 외측에 위치함으로써, 당해 격벽(2022~2024)이 1차측통로(101)와 2차측통로(102)를 격리시킨다. 제5도의 밸브체(2002)의 격벽(2022)은 본체부(201)의 하면주연부에 연한 원호상의 부분을 4등분으로 절결하고, 이 절결부분으로부터 작은 원호가 그려지도록 하여 폐곡선을 만들고, 이 폐곡선을 격벽으로 한 것이다. 제5도(a)의 I-I 단면도 및 II-II 단면도가 제5도(b), 제5도(c)에 도시되어 있다. 제6도의 밸브체(2003)의 격벽(2023)은 본체부(201)의 하면주연부에 연한 제1원호상의 부분과, 이것과 동심원을 이루는 제2, 제3의 원호상의 부분을 가지며, 제1, 제3의 원호상의 부분을 4등분으로 절결하고, 제2의 원호상의 부분을 8등분으로 졀결하며, 이 절결부분을 직경방향으로 연장한 브릿지부에서 접속하여, 폐곡선이 그려지도록 하고, 이 폐곡선에 연하여 형성했다. 제6도(a)의 III-III단면도 및 IV-IV단면도가 제6도(b), 제6도(c)에 도시되어 있다. 제7도의 밸브체(2004)는 제4도의 밸브체(203)와 거의 같은 격벽(2024)을 가진다. 다만, 원호상의 부분(B)으로부터 부분(C)에 이르는 브릿지부에 원호를 접속한 장출부(張出部)(204)가 형성되어 있는 점이 제4도의 것과 다를 뿐이다. 제7도(a)의 V-V단면도, VI-VI단면도 및 VII 방향으로부터의 정면도가 각각 제7도(b), 제7도(c), 제7도(d)에 도시되어 있다.
이상과 같이 격벽이 그리는 폐곡선의 길이가 다른 밸브체(2001~2004)를 여러 가지 작성해두고, 유량이 제어범위에 따라 필요한 격벽의 길이를 가지는 밸브체(200)를 선택하여 제3도에 도시한 유체유량제어밸브에 갖추게 하여 당해 제어밸브를 제조한다. 이와 같이 하여 제조된 제어밸브는 밸브체(200)만이 다르다. 특히, 격벽(202)의 길이가 다르다. 여기서, 유체는 1차측통로(101)로부터 도래하여 밸브체(200)의 본체부(201)의 하면 중앙부에 이르러, 격벽(202)을 넘어 2차측통로에 이른다. 이때, 격벽(202)의 길이가 길면 길수록 유체가 넘을 수 있는 범위가 길게 되어, 밸브체(200)의 구경이 동일하여도 흐르는 유체의 양이 커진다. 물론, 이러한 작용은 오리피스의 갭이 제12도에서 설명했듯이 최대로 수십미크론의 범위에서 현저하다.
제1도, 제2도에 본 발명의 하나의 실시예에 관한 유체유량제어밸브의 제조방법의 설명도를 도시한다. 여기서, 쓰이는 유체유량제어밸브는 제4도에 도시한 밸브와 거의 같으나, 밸브실내가 크고, 밸브실의 구성만이 다르다. 이 때문에, 제1도, 제2도에는 필요부분만을 나타낸다. 받침(100)의 1차측통로(101)의 종단에 형성된 스프링멈춤구멍에 이 스프링멈춤구멍의 내경과 같은 외경을 가지는 원통형상의 밸브시이트 가이드(121)가 끼워져 있다. 밸브시이트(122)는 중앙에 1차측통로(101)에 연통되는 구멍으로서, 아랫쪽에서 밸브시이트가이드(121)에 끼워 맞춰지는 구멍을 가진다. 밸브체(2005)의 격벽(2025)의 단면에 대향하는 밸브시이트(122)의 면도 거울면 끝손질이 되어 있다. 밸브체(2005)는 제4도 및 제2도에 도시되어 있는 밸브체(2001)와 같은 구경, 같은 높이를 가지는 본체부(201)와, 본체부(201)의 하면중앙부에 원호상의 격벽(2025)을 가진다. 본체부(201)의 하면 중앙부에는 2개소와 졀결된 원호상의 스프링가이드(203)가 입설되어 있다. 스프링가이드(203)와 밸브시이트가이드(121)의 사이에는 코일스프링(123)이 끼워 설치되어 노말 오픈형의 제어밸브가 구성된다. 상기와 같은 밸브체(2005)를 밸브실에 갖추어지게 함으로써, 유체의 공급원으로부터 1차측통로(101), 밸브시이트가이드(121)의 내부 및 밸브시이트(122)의 구멍을 통해 도래하는 유체는, 밸브체(2005)의 격벽 내부에 이르러 스프링가이드(203)의 졀결부분을 통해 격벽(2025)의 단부를 넘어 밸브체(2005) 및 밸브시이트(122)의 외주의 밸브실 공간부를 통해 2차측통로(102)로 흐른다. 상기 밸브체(2005)의 격벽(2025)은 그 길이가 제2도의 것에 비해 짧고, 제12도의 구경(D)을 작게 한 경우에 상당하는 것이 이해된다.
이에 대해, 큰 유량으로 유체를 흘리는 것이 요구되는 제어밸브를 제조하는 경우에는, 제2도에 나타내듯이, 제1도의 밸브체(2005)를 제4도에 나타낸 밸브체(2001)로 대체한다. 코일스프링(123)은 격벽(2021)의 원호상의 부분(C)에 끼워 장치된다. 이와 같이 하여 제조된 제어밸브에서는, 유체의 공급원으로부터 보내진 유체는, 1차측통로(101), 밸브시이트가이드(121)의 내부 및 밸브시이트(122)의 구멍을 통해 밸브체(2001)의 격벽(2021)의 내부에 이른다. 그리하여, 유체는 격벽(2021)의 단부를 넘어 밸브체(2001) 및 밸브시이트(122)의 외주의 밸브실 공간부를 통해 2차측통로(102)에 유출된다. 이 밸브체(2001)는 밸브체(2005)보다 확실히 격벽(2021)의 길이가 길고, 이 격벽(2021)의 모든 범위를 넘어 유체가 2차측통로(102)에 유출된다. 따라서, 유체가 격벽을 넘는 범위가 넓게 된 만큼 큰 유량이 된다. 그리고, 제1도(b), 제2도(b)는 밸브체(2005), 밸브체(2001)의 저면도를 나타낸다.
제8도에는, 열팽창방식의 액튜에이터를 쓴 노말 오픈형의 유체유량제어밸브로서 본 발명의 밸브체(200)를 채용하여 제조한 구성이 도시되어 있다. 제8도에서, 제3도의 구성요소와 동일 구성요소에 동일부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 받침(100)의 상면에는 다이아프램(301)의 위에 밸브베이스(302)가 적층되어 있다. 다이아프램(301) 및 밸브베이스(302)는 받침(100)에 고정나사(104)에 의해 고정되어 있다. 밸브베이스(302)의 두부에는 케이스(303)를 입설하는 구멍이 형성되고, 케이스(303)가 나사에 의해 고정된다. 케이스(303)는 원통형상을 하고, 상부에는 나사로 된 로크나사(304)가 나사결합되어 있다.
케이스(303)내에는 액튜에이터(305)가 설치되어 있다. 액튜에이터(305)는 제9도에 도시되어 있듯이, 열팽창하는 봉체(306)에 히터선(307)이 권화되고, 하단에 스페이서(308)가 설치되며, 상단에 조정나사체(309)가 설치된 구성으로 되어 있다. 봉체(306)와 스페이서(308), 조정나사체(309)는 용접부(310,311)의 부분에서 용접되어 고정되어 있다. 리드선(312)은 조정나사체(309)내를 통해 봉체(306)위의 용접부(313)에서 용접되어 히터선(307)과 접속되어 있다.
이와같은 구성의 제어밸브를 제조함에 있어서도, 제1도, 제2도로 설명했듯이 밸브체(200)만을 교환하여, 소망의 유량을 제어밸브를 제공하도록 한다. 이러한 열팽창방식의 제어밸브에서는, 리드선(312)을 통해 전압을 인가함으로써, 히터선(307)이 발열되어, 봉체(306)가 열팽창한다. 이 때문에 스페이서(308)가 다이아프램(301)을 내리눌러 밸브체(200)가 내리 눌려진다. 이 결과 밸브체(200)의 격벽단면과 이에 대향하는 받침(100)위의 밸브시이트 부분의 간격이 좁게 되어 오리피스의 조정이 된다. 따라서, 필요한 유량에 따라 인가되는 전압을 바꾸면 좋다. 그리고, 오리피스의 초기설정은 조정나사체(309)의 나사끼움량에 의해 조정된다.
제10도에는 본 발명의 다른 실시예에 관한 유체유량제어밸브 요부구성도를 도시했다. 이 실시예는 제10(a)에 제3도와 동일한 구성을 많이 가지고 있으므로, 상이한 구성부분을 설명한다. 1차측통로(101A)와 2차측통로(102A)가 형성된 받침(100A)위에 링 형상의 결합체(151)가 설치되고, 또한 이 결합체(151)의 위에 밸브베이스(103A)가 재치되고, 이들이 고정나사(104)에 의해 고정되어 있다. 밸브체(2001)는 제4도에 도시된 것과 동일 구성의 밸브체이고, 이 밸브체(2001)의 상부외단연부와 결합체(151)의 상부내단연부의 사이에는 제10도(b)에 평면도가 도시되어 있듯이 중앙부에 구멍(153)이 형성된 링 형상의 다이아프램(152)이 용접에 의해 고정되어 있다. 이 다이아프램(152)은 원형가장자리부의 중앙이 돌부(154)로 되어 있고, 밸브체(2001)을 탄성을 가진 상태에서 보지하고 있다. 한편, 밸브체(2001)의 격벽의 소정의 부분에는 판스프링(155)이 끼워져 있고, 밸브시이트(156)에 대하여 판스프링(155)은 밸브체(2001)를 윗쪽방향으로 받쳐지게 하여 노말 오픈형의 유체유량제어밸브를 실현한다. 다이아프램(152)의 중앙부가 구멍(153)으로 되어 있기 때문에 피에조 스택(110)의 변위에 의해 스프링(112)가 직접적으로 밸브체(2001)를 아랫쪽으로 내리누르는 것으로 된다. 따라서, 밸브체(2001)가 다이아프램에 의해 간접적으로 제어력 발생수단인 피에조 스택(110) 등의 제어력을 받는, 제3도에 도시된 구성이 아니더라도, 이 제10도에 도시된 것처럼 다이아프램(152)을 거치지 않고 직접 제어력을 받는 구성이라도, 본 발명에 관한 유체유량제어밸브를 제공할 수 있음을 알게 된다.
이상의 실시예에서는, 액튜에이터를 피에조 스택을 사용한 경우와 열팽창 방식으로 설명했으나, 본 발명은 그 외에 전자 방식이나 자왜소자(磁歪素子)를 쓴 것에도 적용할 수 있다. 또한, 제어밸브의 형식도 노말 오픈형외에 노말클로즈형에도 적용될 수 있다. 게다가 밸브체에 입설되는 격벽에 의해 그려지는 폐곡선의 형상은 다각형이나 별모양 또는 꽃술형상 등 여러 가지 형상으로 할 수 있다. 더구나, 본 발명의 밸브체에서의 격벽의 길이는 길명 길수록, 유량을 크게 할 수 있으나, 격벽의 간격-예를 들면, 제4도의 원호상의 부분(B)과 부분(C)의 간격-이, 밸브체와 밸브시이트의 갭보다 작아지면(일반적으로 갭이 수십미크론이므로, 이러한 것은 일어날 수 없지만), 격벽을 길게 한 효과가 나타나지 않게 된다고 생각된다.
또한, 본 실시예의 유체유량제어밸브에서는 밸브체측에 격벽을 설치했으나, 밸브시이트에 실시예에서 설명한 것과 같은 격벽을 설치하고, 밸브체의 대향하는 면을 평탄하게 하여 1차측통로와 2차측통로를 격리시키도록 구성하여도 좋다.
본 발명에서 말하는 밸브시이트는 凸 또는 凹에 있어서, 블록이 형성되어 밸브로 되어 있을 뿐 아니라, 밸브실내에 단지 구멍이 형성되어 있는 경우의 구멍도 포함하는 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 밸브체의 구경이 동일하더라도, 격리의 작용에 의해 큰 유량을 흘릴 수 있다. 또한, 1차측통로와 2차측통로를 격리시키는 격벽의 길이만이 다르고, 기본적인 형상이 같은 밸브체를 여러 가지 준비하는 것만으로, 소망의 유량을 제어하는 유체유량제어밸브를 간단히 제조할 수 있으며, 밸브에서의 다른 구성을 변경할 필요가 없게 된다.
또한, 본 발명의 밸브체는, 본체부가 바뀌지 않더라도 격벽의 길이를 여러 가지로 할 수 있는 것으로서, 같은 구성의 유체유량제어밸브에 사용되어 필요한 유량을 실현할 수 있다.

Claims (5)

  1. 밸브실과 이 밸브실에 유체공급측으로부터 유체를 도입하는 1차측통로와, 전기 밸브실로부터 유체를 도출하는 2차측통로와, 전기 유체의 유량을 제어하는 제어력을 발생시키는 제어력 발생수단과, 전기 밸브실의 전기 1차측통로구에 형성된 밸브시이트와, 전기 밸브실내에서 전기 밸브시이트에 대향배치됨과 동시에 전기 제어력 발생수단으로부터 제어력을 받아 전기 밸브시이트와의 사이에서 오리피스를 형성하는 밸브체를 구비한 유체유량제어밸브로서, 전기 1차측통로와 전기 2차측통로를 격리시키는 격벽이며, 전기 밸브시이트 또는 밸브체의 주연부위치로부터 내측으로 꺾어져 이어지는 폐곡선을 그리도록 입설되는 격벽을 설치한 것을 특징으로 하는 유체유량제어밸브.
  2. 유체공급원으로부터 1차측통로를 통하여 도래하는 유체를 2차측통로에 송출하는 소정형상의 밸브실에 설치되어, 전기 유체의 유량을 제어하는 제어력을 받는 본체부와, 이 본체부에 폐곡선을 그리도록 입설되어 전기 1차측통로와 전기 2차측통로를 격리시키는 격벽을 가지는 밸브체와, 이 밸브체의 전기 격벽의 단면에 대향하고, 이 단면과의 사이에 전기 유체의 유량에 대응하는 간격을 형성하는 면을 가지는 밸브시이트를 구비하는 유체유량제어밸브의 제조방법으로서, 전기 밸브실에 합치되는 본체부와, 유량제어에 따른 길이를 갖는 격벽이며 주연부측으로부터 내측으로 이어지는 폐곡선을 그리도록 입설형성되는 격벽을 갖는 밸브체를 선택하여 전기 밸브실내에 설치하는 것을 특징으로 하는 유체유량제어밸브.
  3. 유체공급원으로부터 1차측통로를 통해 도래하는 유체를 2차측통로에 송출하는 밸브실내에 설치되는 밸브체이고, 이 밸브실에 합치하는 형상을 가지고, 전기 유체의 유량을 조정하는 제어력을 받는 본체부와, 이 본체부의 밸브시이트에 대향한 면에 당해 면의 주연부로부터 내측으로 꺾어져 이어지는 폐곡선을 그리도록 입설되어 전기 1차측통로와 전기 2차측통로를 전기 밸브실에 접할 때 격리시키는 격벽을 가지는 밸브체.
  4. 유체공급원으로부터 1차측통로를 통해 도래하는 유체를 2차측통로에 송출하는 밸브실내에 설치되는 밸브체이고, 이 밸브실에 합치하는 형상을 가지며, 전기 유체의 유량을 조정하는 제어력을 받는 본체부와 이 본체부의 밸브시이트에 대향한 면에 당해 면의 주연부가 그리는 폐곡선과의 상이한 형상의 연속되는 폐곡선을 그리도록 입설되고, 전기 1차측통로와 전기 2차측통로를 전기 밸브시이트에 접할 때 격리시키는 격벽을 가지는 밸브체.
  5. 유체공급원으로부터 1차측통로를 통해 도래하는 유체를 2차측통로에 송출하는 밸브실내에 설치되는 밸브체이고, 이 밸브실에 합치하는 형상을 가지며, 전기 유체의 유량을 조정하는 제어력을 받는 본체부와, 이 본체부의 밸브시이트에 대향한 면이고, 당해 면의 주연부를 제외한 내측부분에 주연부측으로부터 내측으로 꺾어져 이어지는 폐곡선을 그리도록 입설되어, 전기 1차측통로와 전기 2차측통로를 전기 밸브시이트에 접할 때 격리시키는 격벽을 가지는 밸브체.
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