KR100263955B1 - 유량 조정 밸브 - Google Patents

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KR100263955B1
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사토시 나카야마
요시에 와타리
다카히로 구리하라
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이마이 기요스케
마츠시다 덴코 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 콤팩트한 유량 조정 밸브는 형상 기억 합금을 사용하여 확실한 유체 흐름 조정을 수행한다. 상기 밸브는 베이스 부재와 밸브 본체를 구비하는 배럴을 포함한다. 상기 밸브 본체는 유체용 밸브를 통해 내부 흐름 경로 도중에 밸브 개구를 형성하기 위하여 베이스 부재와 협력한다. 상기 밸브 본체는 유체 흐름을 조정하기 위해 밸브 개구를 변경시키도록 베이스 부재쪽으로 및 베이스 부재로부터 이격되게 이동가능하다. 편향 스프링은 밸브 개구를 한 방향으로 변경시키기 위해 밸브 본체를 가압한다. 상기 형상 기억 합금은 가열되는 경우 밸브 개구를 변경시키기 위해 편향 스프링에 대향하게 밸브 본체를 이동시키도록 밸브 본체를 배럴에 연결시킨다. 상기 배럴은 와이어의 단부를 고착하기 위한 앵커 부재를 구비한다. 상기 앵커 부재는 배럴의 외부에 배치되고, 와이어가 배럴과, 배럴의 축방향 길이를 따라 배럴의 주 부분과 겹쳐진 관계로 있는 배럴 외부의 밸브 본체 사이에서 연장되는 상기 부분에 배치된다. 따라서, 상기 와이어는 유체의 내부 흐름 경로로부터 실질적으로 이격되게 유지되므로, 열적으로 영향 받지 않아 확실한 흐름 조정용으로 유지될 수 있다. 또한, 상기 와이어는 상기 배럴과 겹쳐지기 때문에, 밸브 전체는 감소된 축방향 크기를 가질수 있고, 따라서 한정된 공간에 장착되기에 충분히 콤팩트하게 될 수 있다.

Description

유량 조정 밸브
제1도는 본 발명의 실시예 1에 따른 유량 조정 밸브의 전개 사시도.
제2도는 제1도의 밸브의 단면도.
제3도는 본 발명의 실시예 2에 따른 유량 조정 밸브의 사시도.
제4도는 본 발명의 실시예 3에 따른 유량 조정 밸브의 사시도.
제5도는 제4도의 밸브의 전개 사시도.
제6도는 본 발명의 실시예 4에 따른 유량 조정 밸브의 사시도.
제7도는 본 발명의 실시예 5에 따른 유량 조정 밸브의 전개 사시도.
제8도는 제7도의 밸브의 단면도.
제9도는 상기 유량 조정 밸브의 변경예를 설명하는 단면도.
제10도는 본 발명의 실시예 6에 따른 유량 조정 밸브의 전개 사시도.
제11도는 제10도의 밸브의 단면도.
제12도는 제10도의 밸브의 사시도.
제13도는 본 발명의 실시예 7에 따른 유량 조정 밸브의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 배럴 11 : 축방향 보어
12 : 앵커 부재 14 : 슬릿
20 : 베이스 부재 21 : 도관
22 : 오리피스 23 : 유입구
26 : 부착 연장부 30 : 밸브 본체
32 : 슬릿 33 : 단부 판
35 : 캐치 부재 50 : 코일 스프링
60 : 와이어 62 : 도체
70 : 조정 유닛
[발명의 목적]
[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]
[기술 배경]
본 발명은 유량 조정 밸브에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 유체 흐름을 조절하기 위해 밸브 개구를 변경시키는 형상 기억 합금 와이어를 사용하는 밸브에 관한 것이다.
[발명 분야]
미국 특허 제4,973,024호와 일본공개공보 제2-8573호에는 유체 흐름을 조정하기 위해 형상 기억 합금을 사용하는 종래 기술의 유량 조정 밸브가 기술되어 있다. 상기 조정 밸브는 축방향 보어(bore)를 갖는 배럴과, 상기 축방향 보어내의 밸브 시트(seat), 및 밸브 본체와 밸브 시트 사이에 형성된 밸브 개구를 변경시키기 위해 밸브 시트에 관하여 상기 보어내에서 축방향으로 이동가능한 밸브 본체를 포함한다. 유입구로부터 밸브 개구를 통해 배출구까지 연장되는 내부 흐름 경로가 배럴내에 형성된다. 상기 형상 기억 합금 와이어는 밸브 본체와 배럴 사이에 연결되고, 그 길이를 따라서 열변형을 겪는 제어된 방법으로 가열될 수 있도록 전원에 연결된다. 상기 와이어의 변형 또는 길이 변경은 유체 흐름을 조절하기 위하여 밸브 개구를 증가 또는 감소시키는 방향으로 밸브 본체를 스프링 편향에 대향하여 이동시킨다. 이러한 공지된 밸브에서, 상기 와이어는 밸브 본체와 배럴에 각각 연결된 와이어 대향 단부를 가진 배럴의 축방향 보어내로 연장하므로, 배럴 뿐만 아니라 밸브 본체에 의하여 전원에 연결되어야만 한다. 따라서, 상기 밸브 본체와 배럴은 전기 전도성 재료로 제조되는 것이 요구되는데, 이는 설계상의 융통성을 감소시킨다. 또한, 상기 밸브 본체와 배럴은 와이어를 통하는 것 보다 다른 부가의 전기적 경로를 형성시킬 수 있거나, 또는 밸브 본체의 이동에 의해 영향을 받지 않는 와이어를 통하여서만 일정한 전기적 경로를 잘못 설정할 수 있다. 이러한 경우에, 와이어는 제어되지 않은 방법으로 가열되어 유체 흐름을 확실하게 조절하는데 실패를 초래한다. 또한, 상기 와이어가 내부 유체 경로를 통해 연장되기 때문에, 상기 와이어는 경로를 통과하는 유체에 의해 열적으로 영향받을 수 있으므로, 와이어는 의도되지 않는 열변형을 받게되며, 이는 궁극적으로 유체 흐름의 조절을 불확실하게 한다.
이러한 문제점들은 일본공개공보 제61-103081호에 제안된 유량 조정 밸브에서 제거될 수 있다. 상기 밸브는 축방향 보어를 갖는 배럴과, 축방향 보어내에 고정된 밸브 시트, 및 밸브 본체와 밸브 시트 사이에 형성된 밸브 개구를 변경시키기 위하여 배럴내에서 축방향으로 이동가능한 밸브 본체를 포함한다. 상기 배럴에는 배럴내에 내부 흐름 경로를 설치하기 위하여 밸브 개구를 통해 소통되는 유입구와 배출구가 형성된다. 와이어의 제어된 가열에 반응하여 밸브 개구를 변경시키기 위하여 밸브 본체를 배럴에 연결하기 위한 형상 기억 합금 와이어가 제공된다. 이러한 밸브에서, 상기 와이어는 밸브 본체 부분의 주위에 권취되고 그 대향 단부에서 배럴에 물리적으로 고정되는 한편, 상기 와이어는 와이어의 대향 단부에서 터미널을 통해 전원에 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 와이어는 밸브 본체와 배럴을 통과하지 않고 전원에 직접 연결될 수 있으므로, 상기 와이어를 사용하여 유체 흐름을 조절하는 신뢰성 있는 제어를 보장할 수 있게 한다. 그러나, 축방향 보어내에서 밸브 본체 주위에 권취되는 와이어는 배럴을 따라 축방향으로 배열된 밸브 본체와 밸브 시트의 구조에 여분의 축방향 길이를 부가하는 문제가 여전히 남아 있는데, 이는 형상 기억 합금 와이어를 사용하여 유량 조정 밸브를 완전히 콤팩트하게 설계하는데에 방해가 된다. 상기 와이어의 길이가 밸브 개구를 조정하기 위해서 사용되는 와이어 선형 변형의 증가된 양을 얻기 위해 보다 긴 것이 요구될 때, 이러한 치수 문제는 더욱 분명하게 된다.
[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]
상술된 문제의 관점에서 볼 때, 본 발명은 콤팩트하게 만들 수 있으며 형상 기억 합금을 사용하여 유체 흐름을 확실하게 조절 유지할 수 있는 개량된 유량 조정 밸브를 제공한다. 본 발명에 따른 유량 조정 밸브는 유체용 내부 흐름 경로가 유입구로부터 배출구까지 연장되도록 형성된 축방향 보어를 내부에 구비한 배럴을 포함한다. 베이스 부재는 배럴의 한쪽 축방향 단부에 배치되는 한편, 밸브 본체는 배럴의 다른쪽 축방향 단부에 유지된다. 상기 밸브 본체는 내부 흐름 경로 도중에 밸브 개구를 형성하기 위해 베이스 부재와 협력한다. 상기 밸브 본체는 내부 흐름 경로를 통하는 유체 흐름을 조절하기 위해 밸브 개구를 변경시키도록 베이스 부재쪽으로 및 베이스 부재 반대 방향으로 축방향으로 이동 가능하다. 편향 스프링은 밸브 개구를 한쪽 방향으로 변경시키기 위해 밸브 본체를 가압하기 위하여 설치된다. 적어도 하나의 형상 기억 합금 와이어는 와이어의 열 변형에 따라서 밸브 개구를 변경하기 위해 편향 스프링에 대해 밸브 본체를 이동시키는 힘을 가하도록 상기 배럴에 밸브 본체를 연결한다. 상기 와이어는 터미널을 가진 그 대향 단부상에 형성되며, 상기 와이어는 열변형을 부여하기 위해 와이어를 가열시키도록 전원에 연결된다. 상기 배럴에는 와이어의 한 단부와 결합하기 위한 하나 이상의 앵커 부재가 설치되고, 상기 밸브 본체에는 와이어의 다른 단부와 결합하기 위한 하나 이상의 캐치 부재(catch member)가 설치된다. 상기 앵커 부재는 배럴의 외부에 배치되고, 또한 와이어가 그 축방향 길이를 따라 배럴의 주요 부분과 중첩 관계로 배럴 외부의 밸브 본체와 배럴 사이에 연장되는 부분에 배치된다. 상기 앵커 부재의 이격된 정렬로 인하여, 와이어는 배럴내에 형성된 내부 흐름 경로로부터 실질적으로 이격되어 유지될 수 있다. 이에 의해, 상기 와이어는 유체 흐름에 노출되는 기회가 적고, 결과적으로 유체 흐름에 의해 열적으로 영향을 받는 기회가 적게 되어서, 와이어의 조정된 열적 선형 변형에 의거하여 유체 흐름을 확실하게 조절할 수 있다. 또한 상기 와이어가 그 축방향 길이를 따라 배럴의 주요 부분과 중첩되기 때문에, 전체 밸브는 감소된 축방향 치수를 가질 수 있으므로, 제한된 공간에 설치되기에 충분히 콤팩트하게 될 수 있다.
[발명의 구성 및 작용]
따라서, 본 발명의 주 목적은 유체 흐름의 확실한 조절을 실현하고 동시에 콤팩트하게 만들 수 있는 유량 조정 밸브를 제공하는 것이다.
본 발명의 양호한 실시예에서, 상기 배럴에는 와이어의 대향 단부를 고정하기 위한 한 쌍의 앵커 부재가 설치되고, 상기 밸브 본체에는 한 쌍의 캐치 부재가 설치된다. 상기 와이어는 앵커 부재에 고정된 와이어의 대향 단부에서 상기 캐치 부재 주위에 권취된다. 따라서, 상기 와이어는 배럴의 제한된 축방향 길이내에서 선형 변형의 대응적으로 증가된 양을 부여하기 위해 신장된 길이로 상기 밸브 본체위에 연장될 수 있으므로, 제한된 온도 변화 범위에 대해 밸브 본체의 이동의 범위를 증가시킨다.
따라서, 본 발명의 다른 목적은 제한된 온도 변화 범위에 대하여 밸브 개구를 광범위하게 조정할 수 있는 유량 조정 밸브를 제공하는 것이다.
상기 캐치 부재는 밸브 본체와는 다른 재료로 형성되며, 밸브 본체의 열전도성 보다는 더 낮은 열 전도성을 갖도록 선택된다. 상기 캐치 부재는 밸브 본체로부터 돌출됨으로써, 상기 캐채 부재 주위에 권취된 상기 와이어는 밸브 본체로부터 이격되어 유지된다. 따라서, 상기 와이어는 밸브 본체에 대하여 와이어내에서의 열 누출을 방지함으로써, 유체 흐름을 확실히 조절하기 위해 와이어를 열적으로 일정하게 변형시키는 것을 보장한다.
양호하게는, 상기 베이스 부재는 밸브 개구를 조정하기 위해 밸브 본체에 대해 베이스 부재의 축방향 위치를 변경하기 위하여 배럴과 나사 결합된다.
밀봉 링은 밸브 본체에 부착되고, 밸브 본체가 베이스 부재와 가깝게 이동하는 경우에 밸브 개구를 밀폐하도록 베이스 부재와 근접 접촉하므로써 밸브 개구를 양호하게 밀폐한다.
양호한 실시예에 있어서, 상기 배럴은 앵커 부재와 한 쌍의 와이어 안내부로 형성되며, 상기 하나 이상의 와이어는 한 번의 완전한 권취에 의해 상기 배럴과 밸브 본체 주위로 연장되도록 캐치 부재 뿐만 아니라 와이어 안내부 주위에 권취된다. 따라서, 상기 와이어는 밸브가 제한된 축방향 길이를 가질지라도 와이어의 선형 범위와, 밸브 개구의 변경 범위를 증가시키기 위해 신장된 길이로 연장될 수 있다.
다수의 권취 부재는 상기 앵커 부재와 상기 밸브 본체에 형성될 수 있으므로, 상기 와이어는 대향 단부 사이에서 권취 부재 주위를 통과한다. 상기 권취 부재는 배럴의 주위에서 원주방향으로 이격된다. 이러한 결과로 인해, 상기 와이어는 와이어에 대한 최대 선형 변형 범위를 얻기 위하여 와이어이 길이를 신장시키기 위해 배럴의 축방향으로 그리고 원주방향으로 연장되도록 복수배로 접혀질 수 있다.
또한, 상기 배럴에는 배럴과 나사 결합된 베이스 부재로부터 코일 스프링을 분리시키도록 상기 편향 스프링을 실현시키는 코일 스프링을 수용하는 부착 연장부가 형성된다. 따라서, 상기 베이스 부재로부터 이격 분리된 코일 스프링은 베이스 부재의 축방향 이동으로부터 본래대로 유지되므로, 스프링의 편향력을 변경시키지 않고 밸브 개구를 쉽게 조절할 수 있다.
상기 배럴에는 그 외부 면에서 와이어에 의해 유체 흐름을 확실히 조절하기 위해 배럴내의 와이어를 보호하기 위하여 와이어를 통과하는 홈이 형성된다.
또한, 상기 배럴은 밸브 본체를 외부 간섭으로부터 회피하기 위해 밸브 본체를 지나서 축방향 외향으로 연장되는 보호 연장부를 포함한다.
상기 밸브는 밸브 본체의 반복 이동 중에 와이어가 꼬이거나 비틀어지는 것을 방지하기 위하여 배럴 축에 관해 배럴에 대하여 밸브 본체의 회전을 제한하기 위한 스토퍼를 포함하므로, 장시간의 사용에 걸쳐 안정된 흐름 조정을 보장한다.
게다가, 상기 밸브는 또한 밸브 본체가 편형 스프링의 긴급한 상황하에서 특정 제한을 지나서 베이스 부재로부터 멀리 이동할 때 발생하는 와이어에 가해진 과도하게 높은 응력을 방지하기 위하여 소정의 범위내에서 베이스 부재에 대해 밸브 본체의 축방향 이동을 제한하는 제한기를 포함한다. 따라서, 상기 와이어는 제한기 없이 적용되는 상기 과도한 응력으로 인한 내구성의 변형으로부터 보호된다.
양호하게는, 상기 배출구는 밸브 본체에 형성되고, 밸브를 거쳐 통과하는 와이어와 엇물리는 부분에서 밸브 본체의 외부로 개방한다. 상기 배출구는 밸브 본체와 배럴 사이에 형성된 축방향 경로를 통해 밸브 개구와 소통한다. 따라서, 상기 와이어는 배출구를 통해 외향으로 배출되는 유체로부터 손상되지 않고, 따라서 유체 흐름에 의해 열적으로 영향을 받게되는 것이 방지된다.
본 발명의 상기 목적과 다른 목적 및, 장점들은 첨부된 도면을 참고로 하여 다음의 양호한 실시예로부터 보다 명백하게 설명될 것이다.
본 발명의 유량 조정 밸브는, 예를 들면 심장 수축기압과 확장기압을 결정하기 위해 조정된 비율로 폐쇄된 커프(cuff)로부터 공기를 방출하기 위한 혈압 모니터링 장치와 같은 것에 사용된다.
[실시예 1(제1도 및 제2도)]
제1도 및 제2도를 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 유량 조정 밸브가 도시되어 있다. 상기 밸브는 축방향 보어(11)를 갖는 전기 절연성 플라스틱 재료의 배럴(10)과, 축방향 보어(11)의 한쪽 단부에 있는 베이스 부재(20)와, 축방향 보어의 다른 단부에 미끄럼가능하게 고정된 밸브 본체(30)를 포함한다. 상기 베이스 부재(20)는 배럴(10)내부에서 그 축방향 위치를 조정할 수 있는 배럴(10)의 내부와 나사 결합되고, 서로 대향 방향으로 축방향으로 연장하는 도관(21)과 부착 연장부(26)와 일체로 형성되어 있다. 오리피스(22)는 베이스 부재(20)의 중앙에 형성되고 도관(21)의 배출구 단부에 형성된 유입구(23)와 소통한다. 상기 도관(21)에는 그 단부에서 베이스 부재(20)의 축방향 조정을 위해 툴(tool), 즉 스크류 드라이버의 팁을 수용하여 사용하기에 적합한 슬릿(25)이 형성되어 있다.
밸브 본체(30)는 부착 연장부(26)내에 미끄럼가능하게 수용된 샤프트(shaft;축) 형태이며, 스템(stem)과 베이스 부재사이에 베이스 부재(20)에 대하여 밸브 본체(30)의 축방향 이동에 따라 변경되는 밸브 개구가 형성되도록 베이스 부재(20)의 오리피스(22)내로 돌출되는 스템이 그 내부 축방향 단부상에 형성된다. 상기 밸브 본체(30)에는 그 외부면에 상기 개구로부터 단부 판(33)과 배럴(10)의 인접 단부사이에 형성된 배출구(34)까지 연장하는 원주방향으로 이격되고 축방향으로 신장된 슬릿(32)의 세트가 형성된다. 따라서, 내부 흐름 경로는 베이스 부재(20)의 외부 축방향 단부에서 유입구(23)로부터 밸브 개구를 통해 배출구(34)까지 연장되도록 형성된다. 상기 밸브 부재(30)는 축방향 보어(11)보다 큰 직경을 갖는 단부 판(33)을 완전히 포함하도록 전기 절연성 플라스틱 재료로 성형된다. 밀봉 링(46)은 밸브 본체(30)가 베이스 부재(20)와 가깝게 이동할 때 밸브를 완전하게 밀폐된 상태로 설치하는 경우 오리피스(22)의 외주 주위에 베이스 부재(20)의 내부 축방향 단부상에 형성된 밸브 시트와 견고하게 접촉하도로 하기 위해 스템(31)의 푸트 주위에 근접하게 고정된다.
코일 스프링(50)은 베이스 부재(20)로부터, 즉 흐름 경로를 통해 유체 흐름을 증가시키기 위해 밸브 개구를 증가시키는 방향으로 이격된 밸브 본체(30)를 편향시키기 위하여 베이스 부재(20)와 밸브 본체(30)의 단부 판(33) 사이에서 압축되는 부착 연장부(26) 주위에 고정된다. 이러한 경우에, 상기 밸브는 통상 개방 형태로 있다. 상기 밸브 본체(30)는 단단히 연장된 와이어(60)에 의해 배럴(10)에 연결된다. 상기 와이어는 원래의 길이를 갖는 형상 기억 합금으로 이루어지고, 가열될시 원래의 길이를 회복하도록 보다 긴 길이로 변형된다. 즉, 상기 와이어(60)는 가열될시 수축되므로 밸브 개구를 밀폐시키는 방향으로 스프링(50)의 편향에 대해 내향으로 밸브 본체(30)를 이동시킨다. 상기 형상 기억 합금은, 예를 들면 Ti-Ni, Ti-Ni,Cu 또는 Ti-Ni-Co로 이루어진다. 제2도에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 각각의 와이어(60)는 그 대향 단부에서 베이스 부재(20)에 인접한 한쪽 축방향 단부에서 상기 배럴상에 장치된 한 쌍의 앵커 부재(12)에 고정되고, 180°로 원주방향으로 이격되고, 밸브 본체(30)의 단부 판(33)의 외주에 형성된 한 쌍의 직경방향으로 대향하는 캐치 부재(35) 주위에 권취된다. 상기 앵커 부재(12)는 와이어(60)의 단부가 근접하게 고정되고 거기에 적층된 슬릿(14)을 구비한 스터드(stud) 형태이다. 또한, 와이어(60)에는 조정 유닛(70)을 통해 전원에 연결하기 위한 터미널(61)이 그 대향 단부에 형성되어 있다. 상기 2개의 와이어(60)는 조정 유닛(70)에 의해 조정된 양만큼 전류가 흐르도록 전원과 교차하여 도체(62)에 의해 일련으로 연결된다.
조정 유닛(70)은 와이어에서 방출된 주울 열량과 밸브 개구를 변경시키기 위해 와이어의 대응하는 선형 변형량, 즉 밸브를 통한 유체의 흐름량을 제어하기 위하여 와이어(60)에 공급되는 전류의 총효율을 변경시키기 위한 PWM 제어기를 포함한다. 이러한 실시예에서 상기 밸브는 완전히 밀폐된 조건으로 상기 흐름량을 계속적으로 감소시키도록 조정된다.
각각의 캐치 부재(35)는 단부 판(33)과 일체로 형성된 한 쌍의 브래킷(36) 사이에서 연장하는 핀의 형태이고, 와이어로부터 밸브 본체까지 열전달을 최소화시킬 뿐만 아니라 와이어와 밸브 본체와의 매끄러운 결합을 달성하기 위해 밸브 본체(30)보다 열전도도가 적을 뿐만 아니라 마찰 계수가 낮은 재료로 이루어진다. 상기 단부 판(33)은 그 대향 단부에서 상기 핀(35)이 브래킷(36) 사이에서 연장하는 요면과 각각 소통하는 홈(37)이 그 외부 면에 형성되어 있으므로, 각 와이어(60)는 단부 판(33)에 대하여 접촉 없이 주위환경의 접촉으로부터 보호되도록 상기 홈(37)을 통과한다.
상기 베이스 부재(20)는 상기 배럴(10)에 대하여 고정된 부재인 배럴(10)과 일체로 형성될 수 있다.
[실시예 2(제3도)]
제3도는 밸브 본체(30A)를 이동시키기 위하여 단일 와이어(60A)가 사용되는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1의 구성과 작동이 유사한 본 발명의 실시예 2에 따른 유량 조정 밸브를 도시한 도면이다. 실시예 1과 유사한 부분에는 동일한 도면부호에 첨자 “A”를 사용하여 도시했다. 상기 배럴(10A)에는 그 하나의 축방향 단부에서 2개의 슬릿을 각각 갖는 한 쌍의 직경방향으로 이격된 앵커 부재(12A)가 형성되며, 상기 2개의 슬릿중 하나는 와이어의 단부를 고정하기 위한 앵커 슬릿(14A)이고, 다른 하나는 와이어가 통과하도록 하는 안내 슬릿(15)이다. 밸브 본체의 단부 판(33A)은 핀 형태로 직경방향으로 이격된 캐치 부재(35A)의 대응되는 세트로 형성된다. 상기 단일 와이어(60A)는 핀(35A) 주위를 감고, 또한 하나의 완전한 권취에 의하여 밸브 본체와 배럴(10A) 주위로 연장될 수 있도록 상기 안내 슬릿(15)주위를 감는다. 따라서, 상기 와이어는 밸브 본체의 이동에 이용가능한 열변형량을 대응되게 증가시키기 위하여 밸브에 걸쳐 신장된 길이로 연장될 수 있다.
[실시예 3(제4도 및 제5도)]
제4도 및 제5도는 상기 단일 와이어(60B)가 배럴(10B)과 밸브 본체(30B)사이에 연장되는 동안에 배럴(10B)의 원주방향 주위로 연장되도록 여러번 접혀지는 것을 제외하고는, 상기 실시예 2와 유사한 본 발명의 실시예 3에 따른 유량 조정 밸브를 도시한 도면이다. 실시예 3과 유사한 부분에는 동일한 도면부호에 첨자 “B”를 사용하여 도시했다. 2개의 슬릿을 가지는 상기 앵커 부재(12B)는 각각의 슬릿(14B)에서 와이어(60B)의 대향 단부를 고정하기 위하여 밸브 본체(30B)의 단부 판(33B)에 인접된 한쪽 축방향 단부에서 배럴(10B)위에 설치된다. 또한, 상기 배럴(10B)에는 상기 단부 판(33B)으로부터 이격된 축방향 단부에서 4개의 주 권취 핀(17)과, 상기 단부 판(33B)에 인접되고 상기 앵커 부재(12B)에 대향된 다른쪽 축방향 단부에서 하나의 보조 권취 핀(18)이 형성되어 있다. 상기 단부 판(33B)은 서로 직경 방향으로 대향되고 상기 앵커 부재(12B)와 핀(18)으로부터 배럴의 축에 대하여 90°로 이격된 핀(35B) 형태로 된 한 쌍의 캐치 부재로 형성된다. 따라서, 상기 와이어(60B)는 앵커 부재(12B)에 고정된 대향 단부를 가진 권취 핀(17, 18) 뿐만 아니라 단부 판(33B)의 핀(35) 주위를 감는다. 따라서, 상기 와이어는 신장된 길이로써 상기 배럴과 밸브 본체사이에 연장될 수 있으므로, 밸브 개구를 조정하기 위해 이용되는 와이어의 선형 변형량을 대응적으로 증가시킨다.
[실시예 4(제6도)]
제6도는 상기 단일 와이어(60C)가 배럴(10C)주위에 이중으로 연장되는 것을 제외하고는, 상기 실시예 3과 유사한 본 발명의 실시예 4에 따른 유량 조정 밸브를 도시한 도면이다. 실시예 3과 유사한 부분에는 동일한 참조부호에 첨자 “C”를 사용하여 도시했다. 상기 배럴(10C)에는 밸브 본체(30C)의 단부 판(33C)으로부터는 이격되고 배럴(10C)의 원주 주위에서는 균일하게 이격된 한쪽 축방향 단부에서 돌출되는 4개의 주 권취 핀(17C)과, 상기 단부 판(33C)에 인접되고 상기 배럴의 원주 주위에서 균일하게 이격된 다른 쪽 축방향 단부에서 돌출되는 4개의 보조 권취 핀(18C)이 형성되어 있다. 상기 모든 주 권취 핀(17)과 하나의 보조 권취 핀(18C)은 와이어(60C)를 각각 통과시키는 이중 채널로 각각 형성된다. 상기 보조 권치 핀(18C) 중에 나머지 3개는 단일 채널로 형성되는데, 이후에서는 단일 채널핀으로 언급된다. 따라서, 앵커 부재(12C)로부터 시작하는 상기 와이어(60C)는 제 1 주 핀(17C1)의 내부 채널, 제 1 단일 채널 보조핀(18C1), 제 2 주 핀(17C2)의 내부 채널, 제 2 보조 핀(18C2)의 내부 채널, 제 3 주 핀(17C3)의 내부 채널, 제 3 단일 채널 보조핀(18C3), 제 4 주 핀(17C4)의 내부 채널, 제 4 단일 채널 보조 핀(18C4), 그런 다음 제 1 주 핀(17C1)의 외부 채널, 상기 단부 판(33C)의 캐치 부재(35C), 제 2 주 핀(17C2)의 외부 채널, 상기 제 2 보조 핀(18C2)의 외부 채널, 상기 제 3 주 핀(17C3)의 외부 채널, 단부 판(33C)의 캐치 부재(35C) 및, 제 4 주 핀(17C4)의 외부 채널의 순서로 통과한 다음, 상기 앵커 부재(12C)로 복귀한다. 이러한 신장된 경로로써, 상기 와이어(60C)는 밸브 본체(30C)를 이동시키기 위해 이용가능한 증가된 선형 연장량 부가로 가지므로써, 와이어를 가열하기 위해 조정된 온도 범위의 한정된 범위에 대하여 대응하는 밸브 개구의 민감성을 향상시킨다.
[실시예 5(제7도 및 제8도)]
제7도 및 제8도는 2개의 와이어(60D)가 각 와이어의 대향 단부에서 배럴(10D)과 밸브 본체(30D)를 연결하기 위하여 사용되는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 유사한 본 발명의 실시예 5에 따른 유량 조정 밸브를 도시한 도면이다. 실시예 1과 유사한 부분에는 동일한 참조부호에 첨자“D”를 사용하여 도시했다. 상기 목적을 위하여, 상기 밸브 본체(30D)의 단부 판(33D)에는 각 와이어(60D)의 한쪽 단부를 고정하기 위해 슬릿(39)을 구비한 스터드 형태로 된 캐치 부재(35D)로 형성된다. 각각의 와이어(60D)에는 그 대향 단부에 터미널(6AD)이 형성되어 있으며, 이중 하나는 유사한 조정 유닛을 통하여 전원과 연결되며, 다른 하나는 단부 판(33D)의 외부 면에서 유사한 홈(37D)에서 경로로 되는 도체(62D)를 통하는 보완 와이어(60D)를 직열로 연결한다. 상기 실시예와 본원에서 설명된 다른 실시예에서, 와이어가 코일 스프링(50)의 편향에 대향하여 축방향 내향으로 밸브 본체를 이동시키기 위하여 수축될 때, 상기 터미널(61D)은 서로 협력하는 앵커 부재(12D)로부터 와이어가 분해되는 것을 방지하도록 형성된다.
[변경예(제9도)]
제9도는 오리피스(22E)가 베이스 부재(20E)가 아닌 밸브 본체(30E)에 형성되고, 스템(31E)이 갭(gap) 개구를 형성하기 위하여 상기 베이스 부재(20E)위에서 오리피스내로 돌출되는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 유사한 실시예 1의 변경예이다. 상기 오리피스(22E)는 밸브 본체(30E)의 단부 판(33E)의 외부 단부에서 유입구(23E)로써 밸브 본체(30E)에 도관(21E)를 통하여 소통한다. 따라서, 내부 흐름경로는 유입구(23E)로부터 도관(21E), 오리피스(22E), 밸브 본체(30E)의 원주에 있는 슬릿(32E)을 통하여 상기 배럴(10E)의 축방향 단부와 단부 판(33E)사이의 배출구(34E)까지 형성된다. 실시예 1과 유사한 부분에는 동일한 참조부호에 첨자 “E”를 사용하여 도시했다. 상기 변경된 유량 조정 밸브의 작동은 실시예 1의 작동과 동일함으로 본원에서 반복되게 설명할 필요는 없을 것 같다.
[실시예 6(제10도 내지 제12도)]
제10도 내지 제12도는 상기 단일 와이어(60F)가 사용되고 배럴(10F)의 외부면에 형성된 홈(16)에 숨겨지며, 상기 배럴(10F)이 코일 스프링(50F)을 그 주위에서 수용하고 밸브 본체(30F)내에 수용하기 위하여 부착 연장부(38)와 일체로 형성되는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 유사한 본 발명의 실시예 6에 따른 유량 조정 밸브를 도시한 도면이다. 상기 실시예 1과 유사한 부분에는 동일한 도면부호에 첨자 “E”를 사용하여 도시했다. 상기 홈(16)은 배럴(10F)의 전체 축방향 길이로 연장되고 단부 판(33F)에서 상기 홈(37F)과 소통되므로서, 상기 와이어(60F)는 유량 조정 밸브가 장착된 전체 부분 또는 장치의 구성품과 간섭하지 않도록 오목부내에 완전하게 수용된다. 상기 와이어(60F)는 배럴(10F)상에서 유사한 앵커 부재(12F)에 고착되는 와이어(60F)의 대향 단부로써, 상기 단부 판(33F)위의 핀(35F) 형태로 상기와 유사한 캐치 부재 주위에 감긴다. 상기 와이어(60F)는 그 대향 단부에서 상기와 유사한 조정 유닛(70F)를 통하여 전원과 연결하기 위하여 상기와 유사한 터미널(61F)로서 형성됨으로써, 밸브 개구를 조정하기 위한 제어 방법으로 상기 와이어를 가열하게 된다. 또한, 상기 배럴(10F)은 상기 단부 판(33F)이 상기 장치의 외부 부분 또는 구성품과 간섭되는 것을 방지하기 위하여 상기 밸브 본체(30F)의 단부 판(33F)위의 축방향으로 연장되는 보호 연장부(19)를 포함한다.
또한, 상기 밸브 본체(30F)는 상기 밸브 본체(30F)가 상기 배럴(10F)의 축에 대하여 회전하는 것을 방지하도록 단부 판(33F)으로부터 상기 배럴(10F)의 홈(16)내로 일체식으로 연장하는 핑거(40)를 포함함으로써, 밸브 본체의 반복 이동중에 와이어의 다른 권취를 피하게 된다. 또한, 상기 핑거(40)에는 밸브 본체(10F)의 축방향 이동을 제한하기 위하여 상기 배럴(10F)의 외부면에서 축방향으로 신장된 리세스(42)에 느슨하게 고정되는 래치(41)가 형성되어 있다. 상기 리세스(42)의 한쪽 축방향 단부에 래치(41)를 결함시킴으로써, 상기 밸브 본체(30F)는 스프링(50F)의 압박에 의하여 축방향 외향으로 이동되는 것이 방지됨으로써, 와이어에 바람직하지 못한 영구적인 변형을 발생시키는 스프링의 과도한 힘으로 와이어를 보호하게 한다. 이러한 점으로부터, 상기와 유사한 핑거(40) 또는 이와 유사한 부재는 배럴에 대한 밸브 본체의 상대회전을 방지하고 밸브 본체의 축방향 이동을 제한하는 상술된 효과를 실현시키기 위하여, 배럴의 측부에 교대로 형성되거나 서로 관련된 홈 또는 리세스와 협력하게 될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 코일 스프링(50F)은 베이스 부재(20F)와 접촉 관계의 바깥쪽에 있는 부착 연장부(38)주위에 결합되고, 상기 코일 스프링(50F)은 밸브 본체에 대한 베이스 부재의 축방향 위치를 조정할 때 외부 힘을 수용함으로써, 밸브의 신뢰성 있는 제어를 위하여 베이스 부재의 다양한 위치로부터 영향을 받지 않는 일정한 편향력을 부여한다. 또한, 상기 단부 판(33F)에는 유체가 주로 배출구(34F)로 배출되도록 밸브 본체(30F)의 외부면에서 슬릿(32F)과 각각 유체 소통되는 단부 판을 통해 연장하는 배출구(34F)가 형성되어 있다. 상기 배출구(34F)는 스테거(stagger)되고, 즉 단부 판(33F)의 홈(37F)을 통과하는 와이어(60F)로부터 각도지게 이격됨으로써, 상기 유체 흐름에 대하여 와이어(60F)를 노출시키는 것을 감소시킨다. 따라서, 상기 와이어(60F)는 와이어의 온도 조정에 의거하여 유체의 신뢰성 있는 조절을 부여하기 위해 유체 흐름에 의하여 열적으로 영향을 받지않게 유지된다.
[실시예 7(제13도)]
제13도는 와이어(60G)가 가열될 때 그 길이를 연장시키는 특성을 가지도록 선택되고, 상기 코일 스프링(50G)이 베이스 부재(20G)를 향하여 밸브 본체(30G)를 당기는 힘을 발생시키도록 정렬되는 점을 제외하고는, 실시예 5와 유사한 본 발명의 실시예 7에 따른 유량 조정 밸브를 도시한 도면이다. 실시예 5와 유사한 부분에는 동일한 도면부호에 첨자 “G”를 사용하여 도시했다. 상기 실시예들과 변경예와는 반대되는 개념으로, 상기 와이어(60G)는 밸브 개구를 증가시키기 위하여 가열될 때 밸브 본체(30G)를 이동시키도록 스프링(50G)의 편향에 대하여 상기 배럴(10G)과 밸브 본체(30G)사이에 연장된다. 이러한 목적을 위하여, 상기 와이어(60G)는 앵커 부재(12G)와 캐치 부재(35G)의 각각 내향으로의 위치에서 인장 스톱퍼(63)와의 대향 단부에 형성된다. 가열시 팽창되는 상술된 특성을 충분히 성취하기 위하여 큰 직경을 구비하도록 형상 기억 합금 와이어(60G)가 선택된다. 상기 2개의 와이어(60G)는 상기와 유사한 도체(62G)에 의하여 일련으로 연결된다.

Claims (15)

  1. 유체용 내부 흐름 경로가 유입구(23)로부터 배출구(34)까지 연장되도록 형성된 축방향 보어(11)를 갖는 배럴(10)과, 상기 배럴의 한쪽 축방향 단부에 배치된 베이스 부재(20)와, 상기 배럴의 다른쪽 축방향 단부에 유지되고, 상기 내부 흐름 경로 도중에 밸브 개구를 형성하기 위하여 상기 베이스 부재와 협력하며, 상기 내부 흐름 경로를 통하는 유체 흐름을 조절하기 위해 상기 밸브 개구를 변경시키도록 상기 베이스 부재 쪽으로 및 베이스 부재 반대 방향으로 축방향으로 이동가능한 밸브 본체(30)와, 상기 밸브 개구를 한쪽 방향으로 변경시키기 위해 상기 밸브 본체를 강압하는 편향 스프링(50)과, 열변형에 따라서 밸브 개구를 변경하기 위해 상기 편향 스프링에 대해서 상기 밸브 본체를 이동시키는 힘을 가하도록 상기 배럴에 상기 밸브 본체를 연결하고, 그 대향 단부에는 열변형을 부여하기 위한 가열 전원에 접속되는 터미널(61)이 형성되는 하나 이상의 형상 기억 합금 와이어(60)를 포함하고, 상기 배럴에는 상기 하나 이상의 와이어의 한 단부와 결합하기 위한 하나이상의 앵커 부재(12)가 설치되는 유량 조정 밸브에 있어서, 상기 밸브 본체에는 상기 하나 이상의 와이어의 다른 단부와 결합하기 위한 두 개 이상의 캐치(catch) 부재(35)가 설치되고, 상기 앵커 부재(12)는 상기 배럴의 외부에 배치되며, 상기 와어어가 상기 배럴의 축방향 길이를 따라 상기 배럴의 주요 부분과 중첩하도록 상기 배럴과 상기 배럴 외부의 상기 밸브 본체 사이에서 연장되는 부분에 배치되는 것을 특징으로 하는 유량 조정 밸브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 배럴(10; 10A; 10B; 10C; 10E; 10F)에는 상기 하나 이상의 와이어(60; 60A; 60B; 60C; 60E; 60F)의 대향 단부를 고정하기 위한 상기 한 쌍의 앵커 부재(12; 12A; 12B; 12C; 12E; 12F)가 설치되고, 상기 밸브 본체에는 상기 와이어가 상기 앵커 부재에 고정된 와이어의 대향 단부에서 캐치 부재주위에 권취되도록 상기 하나 이상의 와이어에 대해 상기 한 쌍의 캐치 부재(35; 35A; 35B; 35C; 35E; 35F)가 설치된 것을 특징으로 하는 유량 조정 밸브.
  3. 제1항에 있어서, 상기 두 개의 와이어(60D, 60G)는 그 대향 단부에서 상기 앵커 부재(12D, 12G)와 상기 캐치 부재(35D, 36G)에 각각 고정되어 이들 앵커 부재와 캐치 부재 사이에서 연장되는 것을 특징으로 하는 유량 조정 밸브.
  4. 제2항에 있어서, 상기 캐치 부재는 상기 밸브 본체의 열 전도성 보다 낮은 열 전도성을 갖는 것을 특징으로 하는 유량 조정 밸브.
  5. 제1항에 있어서, 상기 베이스 부재(20)는 상기 밸브 개구를 조정하기 위해 상기 밸브 본체에 대해 베이스 부재의 축방향 위치를 변경하기 위하여 상기 배럴(10)과 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 유량 조정 밸브.
  6. 제1항에 있어서, 상기 베이스 부재(20)에는 코일 스프링 형태의 편향 스프링(50)이 끼워지는 부착 연장부(26)가 형성되는 것을 특징으로 하는 유량 조정 밸브.
  7. 제1항에 있어서, 상기 밸브 본체(30)에는 상기 밸브 본체가 상기 베이스 부재에 가깝게 이동할 때 밸브 개구를 폐쇄하도록 베이스 부재(20)와 기밀 접촉하는 밀봉링(46)이 설치된 것을 특징으로 하는 유량 조정 밸브.
  8. 제2항에 있어서, 상기 배럴(10A)에는 상기 앵커 부재(12A)와 한쌍의 와이어 안내부(15)가 형성되며, 상기 하나 이상의 와이어는 한 번의 완전한 권취에 의해 상기 배럴과 밸브 본체 주위로 연장하는 캐치 부재(35A) 뿐만 아니라 와이어 안내부 주위에 권취되는 것을 특징으로 하는 유량 조정 밸브.
  9. 제2항에 있어서, 상기 밸브 본체(10B; 10C)에는 상기 앵커 부재(12B; 12C)와 다수의 권취 부재(17; 18; 18C; 18C)가 형성되고, 상기 하나 이상의 와이어(60B; 60C)는 그 대향 단부 사이에서 상기 권취 부재 주위로 권취되며, 상기 권취 부재는 배럴 주위에서 원주방향으로 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 유량 조정 밸브.
  10. 제5항에 있어서, 상기 배럴(10F)에는 베이스 부재(20F)로부터 상기 코일 스프링을 분리하도록 코일 스프링 형태의 스프링(50F)을 수용하는 부착 연장부(38)가 형성된 것을 특징으로 하는 유량 조정 밸브.
  11. 제1항에 있어서, 상기 배럴(10F)에는 상기와이어(60F)가 통과하기 위한 홈(16)이 그 외주면에 형성된 것을 특징으로 하는 유량 조정 밸브.
  12. 제1항에 있어서, 상기 배럴(10F)은 상기 밸브 본체(30F)의 축방향 외측 단부를 지나서 축방향으로 연장하는 보호 연장부(19)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유량 조정 밸브.
  13. 제1항에 있어서, 상기 배럴의 축 주위에서 상기 배럴(10F)에 대한 밸브 본체(30F)의 회전을 제한하기 위한 핑거(40)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유량 조정 밸브.
  14. 제1항에 있어서, 상기 베이스 부재(20F)에 대한 밸브 본체(30F)의 축방향 이동을 소정 범위 이내로 제한하는 래치(latch; 41)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유량 조정 밸브.
  15. 제1항에 있어서, 상기 배출구(34F)는 상기 밸브 본체(30F)에 형성되고 상기 밸브 본체 위를 통과하는 와이어(60F)와 결합된 부분에서 상기 밸브 본체의 외부로 개방되며, 상기 밸브 본체와 배럴(10F) 사이에 형성된 축방향 경로(37F)를 통해 상기 밸브 개구와 소통하는 것을 특징으로 하는 유량 조정 밸브.
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