KR101602257B1 - 스로틀 밸브 - Google Patents

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KR101602257B1
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렌자오 진
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닝보 알코 오토모빌 에어-컨디셔너스 컴퍼니, 리미티드
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Abstract

본 스로틀 밸브는 벽상에 입구(11)와 출구(12)가 설치되며, 내부에 상기 입구와 출구를 연통시키는 유도(13)가 구비되고, 내부에 또한 상기 유도(13)와 관통하는 장착홀(14)이 구비된 밸브 바디(1); 장착홀(14) 내에 움직일 수 있게 삽입설치되고 밸브 바디(1)에 대해 슬라이딩 가능하며, 외주벽과 장착홀 내벽 사이에 액체를 밀봉하여 배합하고, 외부단은 밸브 바디(1)의 외부로 연신되고, 내부단은 상기 유도(13)에 진입하며, 슬라이딩에 의해 유도(13)의 유동 단면을 변화시킴으로써 유체가 유도(13)를 통과하는 유량을 조절하는 스풀; 밸브 바디(1) 외부에 설치되어 밸브 바디(1) 외부로 노출되는 스풀과 연결되는 스풀 구동 구조를 포함한다,
또한 본 스로틀 밸브에서 상기 스풀 구동 구조는 직접적으로 스풀을 구동하여 축방향으로 슬라이딩시키며, 상기 스풀 구동 구조는, 밸브 바디(1) 상에 고정되고, 상기 스풀이 밸브 바디(1) 외부로 연신된 후 진입하게 되는 오목챔버(21)를 내부에 구비하는 밸브 시트(2); 밸브 시트의 오목챔버(21) 내에 장착된 코일(3); 코일(3) 내에 위치하고, 코일(3)에 전류가 통한 후 발생한 전자력의 작용하에서 구동되어 코일(3)에 대해 슬라이딩하는 자성소자(4); 상기 스풀과 자성소자(4)를 연결하는 철심(5); 코일(3)이 자성소자(4)에 대해 발생시키는 전자력에 서로 대항하는 감쇠력을 스풀에 작용하여 발생시키는 탄성부재를 포함한다,

Description

스로틀 밸브 {THROTTLE VALVE}
본 발명은 유량을 조절하는 스로틀 밸브에 관한 것이며, 특히 주파수변환 에어컨, 상용 에어컨, 중앙 에어컨, 냉장식품진열대 및 항온항습 등 설비에 적합하게 이용된다.
냉각시스템의 스로틀 밸브는 일반적으로 모세관에 의한 스로틀 방식, 열팽창밸브에 의한 스로틀 방식(내부 평형, 외부 평형)과 전자팽창밸브에 의한 스로틀 방식으로 나눌 수 있다. 현재 냉각시스템에서 전자팽창밸브는 신형의 스로틀 장치이며, 마이크로프로세서(microprocessor)에 의해 제어되며, 전자팽창밸브의 출현으로 마이크로컴퓨터를 통해 직접적으로 냉각순환을 제어 및 조절이 가능하게 되었으며 전자팽창밸브의 특징은 조절 범위가 크며, 동작이 신속하고 빠르며, 정밀하게 조절가능하고, 안정성이 있으며, 냉각제가 전자팽창밸브에서 정방향, 역방향 두 방향으로 유동할 수 있으며, 열팽창밸브가 한 방향으로만 유동하는 단점을 보안하여, 열펌프에 사용할 경우 냉각시스템을 대폭 간소화시킬 수 있고, 냉각시스템이 정지하였을 때, 전자열팽창밸브가 완전하게 닫힐 수 있어 냉각제 입구에 전자밸브를 장착할 필요가 없으므로 전자열팽창밸브는 냉각분야의 인기를 받고 있다.
현재 우리가 말하는 전자팽창밸브는 일반적으로 스텝핑 모터형을 가리키며, 밸브 바디, 스풀, 파형도관, 전동기구와 임펄스 스텝핑 모터 등으로 구성되며, 임펄스 스텝핑 모터는 구동기구이며, 파형도관은 냉각제통로와 운동부재를 이격시킴으로써 냉각제가 누출되는 것을 방지하며, 전동기구의 작용은 전동기의 회전운동을 스풀의 왕복운동으로 전환시킴으로써 밸브포트의 오픈 정도를 결정하여 냉각제의 유량을 제어하는 것이다. 전자팽창밸브에 관한 전리문서 또한 매우 많으며, 예를 들면 전리번호 ZL02266124.7(공고번호 CN2564804Y)의 중국실용신안전리<주파수 변환 에어컨 전자팽창밸브>가 공개한 팽창밸브구조, 전리번호 ZL022610510.0(공고번호 CN2580367Y)의 중국실용신안전리<주파수 변환에어컨용 직동식 전자팽창밸브>가 공개한 팽창밸브구조, 전리번호 ZL200420023433.0(공개번호 CN2703169Y)의 중국실용신안전리<주파수 변환 에어컨용 감속식 전자팽창밸브>가 공개한 팽창밸브구조이다.
이상 전자팽창밸브구조는 기본적으로 유사하며, 전동기의 회전운동을 스풀의 왕복운동으로 전환시키는 전동구조는 2종류가 있으며, 그 중 하나는 기어페어(gear pair), 나사산페어(screw thread pair), 전동로드 등을 포함하는 감속식 전동기구이며, 나머지 하나는 기어페어가 없는 직동식 전동기구이다. 둘 중 어떤 전동기구든 상관없이, 관련 부재가 많으며, 구조가 복잡하고 중량이 무거운 단점이 있다. 또한 일반적으로 스텝핑 모터를 동력원으로 하는 것이 필요한데, 알다시피 스텝핑 모터는 가격이 비싸므로, 종래의 냉각제 유량을 조절하는 전자팽창밸브는 원가가 비싸다.
종합하면, 종래의 유량을 조절하는 스로틀 밸브는 여전히 개선해야 할 점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술문제는 상기 종래의 기술 상황에 대해 구조가 새롭고 간단하며 원가가 낮은 스로틀 밸브를 제공하는 것이며, 상기 스로틀 밸브는 또한 각 부재 사이의 마모가 작아 동작이 안정되는 장점을 가지고 있다.
본 발명이 상기 기술문제를 해결하고자 사용하는 기술방안은 다음과 같다. 벽상에 입구와 출구가 설치되며, 내부에 상기 입구와 출구를 연통시키는 유도가 구비되고, 내부에 또한 상기 유도와 관통하는 장착홀이 구비된 밸브 바디; 장착홀 내에 움직일 수 있게 삽입설치되고 밸브 바디에 대해 슬라이딩 가능하며, 외주벽과 장착홀 내벽 사이에 액체를 밀봉하여 배합하고, 외부단은 밸브 바디의 외부로 연신되고, 내부단은 상기 유도에 진입하며, 슬라이딩에 의해 유도의 유동 단면을 변화시킴으로써 유체가 유도를 통과하는 유량을 조절하는 스풀; 밸브 바디 외부에 설치되어 밸브 바디 외부로 노출되는 스풀과 연결되는 스풀 구동 구조를 포함하는 스로틀 밸브에 있어서, 상기 스풀 구동 구조는 직접적으로 스풀을 구동하여 축방향으로 슬라이딩시키며, 상기 스풀 구동 구조는 밸브 바디 상에 고정되고, 내부에 오목챔버를 구비하며, 상기 스풀은 밸브 바디로부터 연신된 후 상기 챔버 내에 진입하며, 오목챔버의 저면에 배기공이 설치된 밸브 시트; 밸브 시트의 오목챔버 내에 장착된 코일; 코일 내에 위치하고, 코일에 전류가 통한 후 발생한 전자력의 작용하에서 구동되어 코일에 대해 슬라이딩하는 자성소자; 상기 스풀과 자성소자를 연결하는 철심; 스풀에 작용하여 코일이 자성소자에 대해 발생시키는 전자력에 대해 서로 대항하는 감쇠력을 발생시키는 탄성부재를 포함한다.
상기의 장착홀은 상기 유도를 관통하고, 상기 스풀은 피스톤이며, 상기 피스톤의 중간부는 고리형 오목홈을 구비하고 있으며, 상기 고리형 오목홈은 유도와 매칭되고, 고리형 오목홈과 유도 단면이 중합되는 면적의 크기는 유도의 유동 단면을 결정한다. 피스톤의 상부는 유도 상측의 장착홀 내에 위치하며, 유도 상방의 장착홀의 상부 벽상에는 평형홀이 설치되어 있고, 피스톤의 하부는 유도 하방의 장착홀 내에 위치한다. 피스톤의 외단은 상기 오목챔버 내로 진입하며, 오목챔버의 저면에 배기공이 설치되어 있다. 상기 배기공은 또한 일종의 배기 간극일 수도 있으며, 주로 피스톤이 아랫쪽으로 이동할 때 더욱 순조로울 수 있게 보장하며, 그것은 일종의 구체적인 스풀 구조이며, 피스톤의 스풀 구조는 특히 일자형의 수평유도에 이용하기 적합하다.
피스톤과 장착홀 사이의 밀봉을 확실히 보장하기 위해, 밀봉링을 설치하여 상기의 피스톤의 상부 외주벽과 장착홀 내주벽의 사이를 밀봉하고, 밀볼링을 설치하여 피스톤의 하부 외주벽과 장착홀 내주벽의 사이를 밀봉한다. 밀봉링을 이용한 밀봉방식은 구조가 간단하고, 장착이 편리한 장점을 가지고 있다.
일반적으로 밸브 바디는 합금다이캐스팅(die-casting) 부재이므로, 마모성이 비교적 좋지 않다. 만약 피스톤이 밸브 바디 장착홀의 내주벽과 직접적으로 마찰되어 슬라이딩하면 매우 쉽게 밸브 바디가 마모되어 피스톤과 장착홀 사이의 액체 밀봉성이 낮아지게 된다. 이를 개선하여 상기의 장착홀 내에는 라이너 튜브가 단단히 끼워져 있으며, 상기 라이너 튜브 주벽 상에는 상기 유도와 연통되는 관통홀이 설치되어 있고, 상기 관통홀은 유도 내에 위치하며, 유도의 단면은 완벽하게 상기 관통홀을 관통하며, 상기 피스톤은 라이너 튜브 내에 위치한다. 이러한 라이너 튜브는 마모성 강재와 같이 마모성이 좋은 재료를 선택하여 제작할 수 있으며, 이러면 피스톤은 장착홀의 내주벽과 직접적으로 마찰하지 않고 라이너 튜브 내주벽과 직접적으로 마찰한다. 라이너 튜브는 또한 매우 쉽게 마모되지 않으므로 상기 스로틀 밸브의 사용 수명을 대폭 연장시킬 수 있다.
피스톤과 라이너 튜브의 사이의 밀봉을 확실히 보장하기 위해, 밀봉링을 설치하여 상기의 피스톤의 상부 외주벽과 라이너 튜브 외주벽 사이를 밀봉하고, 밀봉링을 설치하여 피스톤의 하부 외주벽과 라이너 튜브 내주벽 사이를 밀봉한다. 밀봉링을 사용하는 밀봉방식은 구조가 간단하고, 장착이 편리하다는 장점이 있다.
상기 철심 상부는 연결부재를 통해 피스톤 하단에 연결되고, 이 방식에 의하면 철심과 피스톤을 연결하기 편리하며, 당연히 철심은 피스톤에 직접적으로 고정될 수도 있다. 철심 하부와 자성소자는 직접적으로 고정된다.
상기 탄성부재는 스프링이며, 상기 스프링은 유도 상방의 장착홀 내에 위치하며 피스톤의 상단면에 지지된다. 스프링은 유도 하방의 장착홀 내에 위치하며 피스톤의 하단면에 의해 지지될 수도 있다.
상기 코일 내에는 자성소자의 슬라이딩 과정에서 코일이 마모되는 것을 방지하기 위한 슬라이드 가이드 슬리브가 끼움설치되어 있고, 상기 자성소자는 상기 슬리브내에 위치한다.
상기 탄성부재는 또한 디스크스프링일 수 있으며, 상기 디스크스프링은 2개가 있으며, 상기 밸브 시트의 오목챔버 내에는 상부 지지슬리브와 하부 지지슬리브가 설치되어 있고, 상기의 코일은 상부 지지슬리브와 하부 지지슬리브 사이에 위치를 한정하며, 상기 2개의 디스크스프링은 각각 코일 상하부에 위치하며, 그 중 하나의 디스크스프링의 주변은 상부 지지슬리브와 코일 상단면 사이에 압착되며, 디스크스프링의 중심은 철심과 고정되며, 다른 디스크스프링의 주변은 하부 지지슬리브와 코일 하단면 사이에 압착되고, 디스크스프링의 중심은 철심과 고정된다.
상기 유도는 L형상으로 형성되며, 상기의 스풀은 밸브 니들이며, 밸브 니들의 원뿔형 헤드부와 유도 수직부분의 하부 개구는 매칭되며, 밸브 니들의 외단은 상기 오목챔버 내로 진입하며, 오목챔버 저면에 배기공이 설치되어 있다. 상기 배기공은 또한 배기 간극일 수도 있으며, 주로 밸브 니들이 하부로 더욱 순조롭게 이동할 수 있도록 보장하며, 다른 일종의 비교적 일반적인 스풀 구조이다.
상기 탄성부재는 스프링이며, 상기 스프링은 밸브 니들 상에 끼움설치되고, 스프링의 상단은 밸브 바디 하단면에 접촉되고, 스프링의 하단은 밸브 니들 하단의 고리형 차단 숄더 상에 가압적으로 접촉된다. 상기 스프링의 장착방식은 스풀이 밸브 니들인 경우에 이용하기 적합하다.
종래의 기술과 비교하자면, 본 발명의 장점은 다음과 같다. 본 스로틀 밸브의 스풀 구동 방식과 종래의 기술과는 달리 전자방식으로 스풀을 구동하여 축방향으로 슬라이딩시키며, 상기 구동방식은 종래의 팽창밸브의 스풀 구동 구조 중의 스텝핑 모터, 기어페어(gear pair), 나사산페어(screw thread pair) 구조를 제거하였으므로 구조가 간단하고, 원가가 낮으며, 중량이 가볍고 또한 본 스로틀 밸브 관련부재가 적으므로, 부재 사이의 마모 또한 작고, 또한 본 스로틀 밸브의 구동 구조 중의 스풀은 단지 평행이동 동작만 하므로, 스로틀 밸브 동작의 안정성을 확실히 보장한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예의 구조 개략도이다(유도의 유동 단면이 가장 큰 상태).
도 2는 본 발명의 제1 실시예의 구조 개략도이다(유도의 유동 단면이 중간 상태에 있을 때).
도 3~도 5는 본 발명의 제1 실시예에서 피스톤 구조 개략도이다(고리형 오목부의 서로 다른 단면 형상).
도 6은 본 발명의 제2 실시예의 구조 개략도이다(유도의 유동 단면이 가장 큰 상태).
도 7은 본 발명의 제2 실시예의 구조 개략도이다(유도의 유동 단면이 중간 상태에 있을 때).
도 8은 본 발명의 제3 실시예의 구조 개략도이다(유도의 유동 단면이 가장 큰 상태).
도 9는 본 발명의 제3 실시예의 구조 개략도이다(유도의 유동 단면이 중간 상태에 있을 때).
도 10은 본 발명의 제4 실시예의 구조 개략도이다(유도의 유동 단면이 가장 큰 상태).
도 11은 본 발명의 제4 실시예의 구조 개략도이다(유도의 유동 단면이 중간 상태에 있을 때).
도 12는 본 발명의 제5 실시예의 구조 개략도이다(유도의 유동 단면이 가장 큰 상태).
도 13은 본 발명의 제5 실시예의 구조 개략도이다(유도의 유동 단면이 중간 상태에 있을 때).
도 14는 본 발명의 제6 실시예의 구조 개략도이다(유도의 유동 단면이 가장 큰 상태).
도 15는 본 발명의 제6 실시예의 구조 개략도이다(유도의 유동 단면이 중간 상태에 있을 때).
도 16은 본 발명의 제7 실시예의 구조 개략도이다(유도의 유동 단면이 중간 상태에 있을 때).
다음은 도면과 실시예를 결합하여 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예는 다음과 같다.
스로틀 밸브는 밸브 바디(1), 스풀, 스풀 구동 구조를 포함하고 있다. 상기 밸브 바디는 밸브 바디의 벽상에 입구(11)와 출구(12)가 설치되어 있고, 상기 입구(11)와 출구(12)는 동일한 수평축선 상에 위치하며, 밸브 바디(1) 내에는 입구(11)와 출구(12)를 연통시키는 유도(13)가 구비되고, 유도(13)의 축선은 직선이며, 밸브 바디(1) 내에는 또한 유도(13)와 관통되는 장착홀(14)이 구비되어 있으며, 장착홀(14)은 상기 유도(13)를 관통하며, 본 실시예에서 장착홀과 양단은 십자로 교차한다.
상기 스풀은 본 실시예에서 피스톤(6a)이며, 장착홀(14) 내에서 움직일 수 있게 삽입설치하고 밸브 바디(1) 축에 대하여 상하로 슬라이딩 가능하며, 피스톤(6a)의 상부는 유도(13) 상측의 장착홀(14) 내에 위치하며, 피스톤(6a)의 상부 외주벽과 장착홀(14)의 내주벽 사이에 밀봉링(15)을 설치하여 그 사이를 밀봉하고, 유도 상방의 장착홀(14)의 상부 벽상에는 평형홀(141)이 설치되어 있다. 피스톤(6a)의 하부는 유도(13) 하방의 장착홀(14) 내에 위치하고, 피스톤(6a)의 하부 외주벽과 장착홀(14)의 내주벽 사이에 밀봉링(15)을 설치하여 그 사이를 밀봉하며, 이를 통해서 유체(예를 들면 냉각제)가 피스톤(6a) 양단으로부터 누설되는 것을 방지할 수 있다. 피스톤(6a)의 중간부는 고리형 오목홈(6a1)을 구비하고 있으며, 본 실시예에서 고리형 오목홈(6a1)의 단면은 오목한 호형(弧形)으로 형성되며, 또한 정반원뿔면형 또는 바늘형일 수 있으며, 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 고리형 오목홈(6a1)과 유도(13)는 서로 매칭되며, 고리형 오목홈(6a1)과 유도(13) 단면의 중합면적의 크기는 유도(13)의 유동 단면을 결정하며, 고리형 오목홈(6a1) 전체가 유도(13) 내에 위치하면, 유체(예를 들면 냉각제)가 통과하는 유량이 크며, 고리형 오목홈(6a1) 전체가 유도밖에 위치하면 유도(13)가 차단되어, 유체(예를 들면 냉각제)는 유도를 통과할 수 없게 된다. 즉, 고리형 오목홈(6a1)과 유도(13) 단면의 중합면적이 커질수록, 유체(예를 들면 냉각제)가 유도를 통과하는 유량이 커지므로, 피스톤(6a)의 축방향 슬라이딩은 유도(13)의 유동 단면을 변화시킴으로써 유체가 유도(13)를 통과하는 유량을 조절한다. 피스톤(6a)의 외부단은 밸브 바디(1)의 외부로 연신된다.
스풀 구동 구조는 밸브 바디(1) 외부에 설치되어 밸브 바디(1) 외부로 노출되는 피스톤(6a)과 연결되며 스풀 구동 구조는 직접적으로 피스톤(6a)을 구동하여 축방향으로 슬라이딩시킨다.
스풀 구동 구조는 밸브 시트(2), 코일(3), 자성소자(4), 철심(5), 탄성부재를 포함한다.
상기 밸브 시트(2)는 나사를 통해 밸브 바디(1) 하부에 고정되며, 내부에 오목챔버(21)를 구비하고, 피스톤(6a)의 외단은 밸브 바디(1) 외부로 연신된 후 상기 오목챔버(21) 내에 진입하며, 오목챔버(21) 저면에는 배기공(22)이 설치되어 있다.
상기 코일(3)은 밸브 시트의 오목챔버(21) 내에 장착되고, 내부에 슬라이드 가이드 슬리브(31)가 끼움설치되어 있고, 코일 상의 두개의 접속선(32)은 밸브 시트(2) 저부를 관통하여 밸브 시트(2) 외부로 인출되고, 이렇게 인출된 접속선(32)은 전원과 접속할 수 있다.
자성재료로 제작된 원통형 모양의 상기 자성소자(4)는 원통형 모양의 슬라이드 가이드 슬리브(31) 내에 위치하고, 슬라이드 가이드 슬리브(31)의 내주면은 자성소자(4)의 외주면과 접합되고, 슬라이드 가이드 슬리브(31)의 외주면은 코일(3)의 내주면과 접합되고, 상기 자성소자(4)는 코일(3)에 전류가 통한 후 발생한 전자력의 작용하에서 구동되어 코일(3)에 대해 슬라이딩한다.
상기 철심(5)은 피스톤(6a)과 자성소자(4)에 연결되고 철심(5) 상부는 연결부재(10)를 통해 피스톤(6a) 하단에 연결되며, 철심(5) 하부와 자성소자(4)는 직접적으로 고정된다.
상기 탄성부재는 본 실시예의 스프링(8a)이며, 스프링(8a)은 유도 상방의 장착홀(14) 내에 위치하며 피스톤(6a)의 상단면에 의해 지지되며, 상기 스프링(8a)은 피스톤(6a)에 작용하며, 상기 스프링(8a)이 피스톤(6a)에 대해 발생하는 감쇠력은 코일(3)이 자성소자(4)에 대해 발생하는 전자력에 서로 대항하여, 피스톤(6a)으로 하여금 이동과정 중에 안정상태를 유지하게 한다.
전자유도원리에 따르면, 코일(3)에 전기가 통하여 발생하는 전자력이 스프링(8a)의 탄력보다 클 때, 전자력은 자성소자(4) 및 철심(5)을 윗 방향으로 밀어 슬라이딩하게 함으로써 피스톤(6a)을 윗 방향으로 슬라이딩하게 하고, 피스톤(6a)이 윗 방향으로 이동할 때, 유도 상방에 위치하는 장착홀(14) 내의 기체는 평형홀(141)로부터 배출되며, 동시에 고리형 오목홈(6a1) 상부 모서리는 유도(13)에 대해 위로 이동하고, 피스톤(6a) 하반부 로드가 유도(13)의 단면을 점차적으로 차단하기 시작하여, 입구(11)로 흘러들어와 유도(13)를 거치는 유체(예를 들면 냉각제)의 유량을 감소시키고, 스프링(8a)이 압축됨에 따라 피스톤(6a)에 대해 발생하는 감쇠력이 점차적으로 증가하며, 피스톤(6a) 상에서 작용하는 전자력과 스프링(8a)의 감쇠력이 평형상태에 이르면, 피스톤(6a)은 어떤 위치에 지속적으로 유지되며, 유체(예를 들면 냉각제)가 통과하는 유량을 조절하는 목적에 도달한다.
만약 고리형 오목홈(6a1) 하부의 피스톤 주변이 완벽하게 유도(13)를 차단하면, 입구(11)로 흘러들어오는 냉각제는 유도를 통과하여 출구(12)로부터 유출될 수 없다.
자성소자(4)에 작용하는 전자력이 스프링(8a)의 탄력보다 작을 때, 피스톤(6a)은 스프링(8a) 탄력의 작용하에서 아래로 슬라이딩하며, 밸브 시트에 위치하는 오목챔버(21) 내의 기체를 배기공(22)으로부터 배출시키며, 동시에 고리형 오목홈(6a1) 상부 모서리는 유도(13)에 대해 아래로 이동하며, 피스톤(6a) 하반부 로드는 유도(13)의 단면을 점차적으로 이탈하여, 입구(11)로 흘러들어와 유도(13)를 거쳐 지나가는 유체(예를 들면 냉각제)의 유량이 점차적으로 증가하고, 스프링(8a)은 점차적으로 원상태로 회복되어, 피스톤(6a)에 대해 발생하는 감쇠력은 점차적으로 감소하고, 피스톤(6a) 상에 작용하는 전자력과 스프링(8a)의 감쇠력이 다시 평형상태에 이르면, 피스톤(6a)은 어떤 위치상에서 지속적으로 유지되며, 유체(예를 들면 냉각제)가 통과하는 유량을 반향 조절하는 목적에 도달한다.
만약 고리형 오목홈(6a) 하부의 피스톤 주변이 완벽하게 유도(13)에서 이탈되어, 고리형 오목홈(6a1) 전체가 유도(13) 내에 위치하면, 입구(11)에서 흘러나오는 냉각제는 최대의 유량으로 유도를 통과하고, 출구(12)로부터 유출된다.
도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예는 다음과 같다.
상기 실시예는 장착홀(14) 내에 라이너 튜브(9)가 단단히 끼워져 있으며, 상기 라이너 튜브(9) 주벽 상에는 유도(13)와 연통되는 관통홀(91)이 설치되어 있고, 상기 관통홀(91)은 유도(13) 내에 위치하며, 유도(13)의 단면은 완벽하게 상기 관통홀(91)을 관통하며, 피스톤(6a)은 라이너 튜브(9) 내에 위치하며, 피스톤(6a)의 상부 외주벽과 라이너 튜브(9) 내주벽 사이에 밀봉링(15)을 설치하여 그 사이를 밀봉하고, 피스톤(6a)의 하부 외주벽과 라이너 튜브(9) 내주벽 사이에 밀봉링(15)을 설치하여 그 사이를 밀봉한다는 점이 제1 실시예와 다르다.
라이너 튜브는 마모성 강재와 같이 마모성이 좋은 재료를 선택하여 제작할 수 있으며, 이렇게 하면 피스톤은 장착홀의 내주벽과 직접적으로 마찰하지 않고 라이너 튜브 내주벽과 직접적으로 마찰한다. 라이너 튜브는 또한 매우 쉽게 마모되지 않으므로 상기 스로틀 밸브의 사용 수명을 대폭 연장시킬 수 있다.
도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예는 다음과 같다.
상기 실시예는 탄성부재가 비록 스프링(8a)이긴 하지만, 상기 스프링(8a)은 밸브 시트 상의 오목챔버(21) 내에 위치하고 자성소자(4)의 하단면에 의해 지지된다는 점이 제1 실시예와 다르다.
이때 코일에 전기가 통하는 방향은 반드시 제1 실시예와 반대방향이어야 하며, 설령 코일이 자성소자에 대해 발생하는 전자력과 제1 실시예가 서로 반대된다하더라도, 자성소자가 받는 전자력은 아래를 향한다.
도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예는 다음과 같다.
상기 실시예와 제1 실시예의 차이점은 장착홀(14) 내에 라이너 튜브(9)가 단단히 끼워져 있으며, 상기 라이너 튜브(9) 주벽 상에는 유도(13)와 연통되는 관통홀(91)이 설치되어 있고, 상기 관통홀(91)은 유도(13) 내에 위치하며, 유도(13)의 단면은 완벽하게 상기 관통홀(91)을 관통하며, 피스톤(6a)은 라이너 튜브(9) 내에 위치하며, 피스톤(6a)의 상부 외주벽과 라이너 튜브(9) 내주벽 사이에 밀봉링(15)을 설치하여 그 사이를 밀봉하고, 피스톤(6a)의 하부 외주벽과 라이너 튜브(9) 내주벽 사이에 밀봉링(15)을 설치하여 그 사이를 밀봉한다는 것이다.
도 12 및 도 13에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제5 실시예는 다음과 같다.
본 실시예와 제3 실시예의 차이점은, 탄성부재는 디스크스프링(8b)이며, 상기 디스크스프링(8b)은 2개가 있으며, 상기 밸브 시트의 오목챔버(21) 내에는 상부 지지슬리브(16)와 하부 지지슬리브(17)가 설치되어 있고, 상기 코일(3)은 상부 지지슬리브(16)와 하부 지지슬리브(17) 사이에 위치를 한정하며, 2개의 디스크스프링(8b)은 각각 코일(3) 상하부에 위치하며, 그 중 하나의 디스크스프링(8b)의 주변은 상부 지지슬리브(16)와 코일(3) 상단면 사이에 압착되며, 디스크스프링(8b)의 중심은 철심(5)과 고정되며, 다른 디스크스프링(8b)의 주변은 하부 지지슬리브(17)과 코일(3) 하단면 사이에 압착되고, 디스크스프링(8b)의 중심은 자성소자(4) 하부에 위치하는 철심(5)과 고정된다는 점이다.
자성소자(4)가 피스톤(6a)을 슬라이딩시킬 때, 디스크스프링(8b)은 변형되어 피스톤(6a)에 대해 감쇠 작용을 일으킬 수 있다.
도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제6 실시예는 다음과 같다.
상기 실시예와 제5 실시예의 차이점은 장착홀(14) 내에 라이너 튜브(9)가 단단히 끼워져 있으며, 상기 라이너 튜브(9) 주벽 상에는 유도(13)와 연통되는 관통홀(91)이 설치되어 있고, 상기 관통홀(91)은 유도(13) 내에 위치하며, 유도(13)의 단면은 완벽하게 상기 관통홀(91)을 관통하며, 피스톤(6a)은 라이너 튜브(9) 내에 위치하며, 피스톤(6a)의 상부 외주벽과 라이너 튜브(9) 내주벽 사이에 밀봉링(15)을 설치하여 그 사이를 밀봉하고, 피스톤(6a)의 하부 외주벽과 라이너 튜브(9) 내주벽 사이에 밀봉링(15)을 설치하여 그 사이를 밀봉한다는 것이다.
도 16에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제7 실시예는 다음과 같다.
상기 실시예와 제1 실시예의 차이점은 밸브 바디내의 유도(13)는 L형상으로 형성되며, 스풀은 밸브 니들(6b)이며, 밸브 니들(6b)의 원뿔형 헤드부(6b1)와 유도(13) 수직부분의 하부 개구는 매칭되며, 밸브 니들(6b)의 슬라이딩은 유도(13) 수직부분의 하부 개구부의 오픈 정도를 변화시킴으로써 유체가 유도(13)를 통과하는 유량을 조절하며, 밸브 니들(6b)의 하부 외주벽과 장착홀(14) 내주벽 사이에 밀봉링(15)을 설치하여 그 사이를 밀봉하고, 밸브 니들(6b)의 외단은 상기 오목챔버(21)내로 진입하며, 오목챔버(21) 저면에는 배기공(22)이 설치되어 있다는 점이다.
탄성부재(8a)는 스프링(8a)이며, 상기 스프링(8a)은 밸브 니들(6b) 상에 끼움설치되고, 스프링(8a)의 상단과 밸브 바디(1) 하단면은 접촉되고, 스프링(8a)의 하단은 밸브 니들(6b) 하단의 고리형 차단 숄더(6b2) 상에 가압적으로 접촉된다.
당연히 스프링(8a)은 밸브 시트 상의 오목챔버(21) 내에 위치하며 자성소자(4)의 하단면에 의해 지지된다. 이때 코일(3)에 전기가 통하는 방향은 반드시 제1 실시예와 반대방향이어야 하며, 비록 코일(3)이 자성소자(4)에 대해 발생하는 전자력이 제1 실시예와 상반된다 하여도, 자성소자(4)가 받는 전자력은 아래를 향한다.
전자유도원리에 따라, 코일(3)에 전기가 통한 후 발생하는 전자력이 스프링(8a)의 탄력보다 크면, 전자력은 자성소자(4) 및 철심(5)을 위로 향하여 슬라이딩시키고, 나아가 밸브 니들(6b)을 위로 향하여 슬라이딩시키며, 밸브 니들(6b)이 위로 이동할 때, 밸브 니들(6b)의 원뿔형 헤드부(6b1)는 점차적으로 유도(13) 수직부분의 하부로 연신되며, 유도(13) 수직부분의 하부 개구부의 오픈 정도는 점차적으로 감소한다. 밸브 니들(6b)이 위로 이동함에 따라 유체(예를 들면 냉각제)가 통과하는 유량은 감소하고, 스프링(8a)이 압축됨에 따라, 밸브 니들(6b)에 대해 발생하는 감쇠력은 점차 증가하며, 밸브 니들(6b)에 작용하는 전자력이 스프링(8a)의 탄력과 평형상태에 이르면, 밸브 니들(6b)은 어떤 위치상에 지속적으로 유지되며, 유체(예를 들면 냉각제)가 통과하는 유량을 조절하는 목적에 도달한다.
만약에 밸브 니들(6b)의 원뿔형 헤드부(6b1)가 완벽하게 유도(13) 수직부분의 하부 개구부 내에 삽입되면, 입구(11)에서 흘러들어오는 냉각제는 유도를 통해 출구(12)로부터 유출될 수 없으며, 원뿔형 헤드부(6b1)가 하부 개구부로부터 이탈할수록, 냉각제가 유도를 통과하는 유량은 점차 커진다.
자성소자(4)에 작용하는 전자력이 스프링(8a)의 탄력보다 작을 때, 밸브 니들(6b)은 스프링(8a) 탄력 작용하에서 아래로 슬라이딩을 시작하고, 밸브 시트에 위치하는 오목챔버(21) 내의 기체는 배기공(22)으로부터 배출되며, 밸브 니들(6b)이 아래로 이동할 때, 밸브 니들(6b)의 원뿔형 헤드부(6b1)는 유도(13) 수직부분의 하부개구로부터 점차 멀어지며, 유도(13) 수직부분의 하부 개구의 오픈 정도는 점차적으로 커진다. 밸브 니들(6b)이 아래로 이동함에 따라, 유체(예를 들면 냉각제)가 통과하는 유량은 증가하고, 스프링(8a)은 점차적으로 원상태로 회복하며, 밸브 니들(6b)에 대해 발생하는 감쇠력은 점차적으로 감소하고, 밸브 니들(6b)에 작용하는 전자력이 스프링(8a)의 탄력과 다시 평형상태에 이르면, 밸브 니들(6b)은 어떤 위치상에서 지속적으로 유지되며, 유체(예를 들면 냉각제)가 통과하는 유량을 반향 조절하는 목적에 도달한다.
1: 밸브 바디(valve body)
2: 밸브 시트(valve seat)
3: 코일
4: 자성소자
5: 철심
11: 입구
12: 출구
13: 유도(flow passage)
14: 장착홀(mounting hole)
15: 밀봉링
21: 오목챔버

Claims (12)

  1. 벽상에 입구(11)와 출구(12)가 설치되며, 내부에 상기 입구와 출구를 연통시키는 유도(13)가 구비되고, 내부에 또한 상기 유도(13)와 관통하는 장착홀(14)이 구비된 밸브 바디(1); 상기 장착홀(14) 내에 움직일 수 있게 삽입설치되고 상기 밸브 바디(1)에 대해 슬라이딩 가능하며, 외주벽과 장착홀 내벽 사이에 액체를 밀봉하여 상기 외주벽과 장착홀 내벽 사이를 연결하고, 외부단은 상기 밸브 바디(1)의 외부로 연신되고, 내부단은 상기 유도(13)에 진입하며, 슬라이딩에 의해 상기 유도(13)의 유동 단면을 변화시킴으로써 유체가 상기 유도(13)를 통과하는 유량을 조절하는 스풀; 상기 밸브 바디(1) 외부에 설치되어 상기 밸브 바디(1) 외부로 노출되는 스풀과 연결되는 스풀 구동 구조를 포함하는 스로틀 밸브에 있어서,
    상기 스풀 구동 구조는,
    직접적으로 상기 스풀을 구동하여 축방향으로 슬라이딩시키며,
    상기 밸브 바디(1) 상에 고정되고, 상기 스풀이 밸브 바디(1) 외부로 연신된 후 진입하게 되는 오목챔버(21)를 내부에 구비하는 밸브 시트(2),
    상기 밸브 시트의 오목챔버(21) 내에 장착된 코일(3),
    상기 코일(3) 내에 위치하고, 상기 코일(3)에 전류가 통한 후 발생한 전자력의 작용하에서 구동되어 코일(3)에 대해 슬라이딩하는 자성소자(4),
    상기 스풀과 자성소자(4)를 연결하는 철심(5), 및
    상기 코일(3)이 자성소자(4)에 대해 발생시키는 전자력에 서로 대항하는 감쇠력을 스풀에 작용하여 발생시키는 탄성부재
    를 포함하고,
    상기 장착홀(14)은 상기 유도(13)를 관통하고,
    상기 스풀은 피스톤(6a)이며, 상기 피스톤(6a)의 중간부는 고리형 오목홈(6a1)을 구비하고 있으며, 상기 고리형 오목홈(6a1)은 상기 유도와 매칭되고, 상기 고리형 오목홈(6a1)과 유도(13) 단면의 중합면적의 크기는 유도(13)의 유동 단면을 결정하고,
    상기 피스톤(6a)의 상부는 유도(13) 상측의 장착홀(14) 내에 위치하며, 상기 유도 상측의 장착홀(14)의 상부 벽상에는 평형홀(141)이 설치되어 있고,
    상기 피스톤(6a)의 하부는 유도(13) 하방의 장착홀(14) 내에 위치하며,
    상기 피스톤(6a)의 외단(外端)은 상기 오목챔버(21) 내로 진입하며, 오목챔버(21)의 저면(底面)에 배기공(22)이 설치되어 있으며,
    상기 장착홀(14) 내부에는 라이너 튜브(9)가 단단하게 끼워져있으며, 상기 라이너 튜브(9) 주벽 상에는 상기 유도(13)와 연통되는 관통홀(91)이 설치되어 있고, 상기 관통홀(91)은 유도(13) 내에 위치하며, 상기 유도(13)의 단면은 완벽하게 상기 관통홀(91)을 관통하며, 상기 피스톤(6a)은 라이너 튜브(9) 내에 위치하는
    것을 특징으로 하는 스로틀 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤(6a)과 상기 라이너 튜브(9) 사이에 밀봉링(15)을 설치하여 밀봉하는 것을 특징으로 하는 스로틀 밸브.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤(6a)의 상부 외주벽과 라이너 튜브(9) 내주벽 사이에 밀봉링(15)을 설치하여 밀봉하고, 상기 피스톤(6a)의 하부 외주벽과 라이너 튜브(9) 내주벽 사이에도 밀봉링(15)을 설치하여 밀봉하는 것을 특징으로 하는 스로틀 밸브.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 철심(5) 상부는 연결부재(10)를 통해 상기 피스톤(6a) 하단에 연결되고, 상기 철심(5) 하부와 자성소자(4)는 직접적으로 고정되는 것을 특징으로 하는 스로틀 밸브.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재는 스프링(8a)이며, 상기 스프링(8a)은 유도 상방의 장착홀(14)에 위치하며 상기 피스톤(6a)의 상단면에 지지되는 것을 특징으로 하는 스로틀 밸브.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재는 스프링(8a)이며, 상기 스프링(8a)은 밸브 시트 상의 오목챔버(21) 내에 위치하며 상기 자성소자(4)의 하단면에 지지되는 것을 특징으로 하는 스로틀 밸브.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 코일(3) 내에 슬라이드 가이드 슬리브(31)가 끼움설치되어 있고, 상기 자성소자(4)는 상기 슬라이드 가이드 슬리브(31) 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 스로틀 밸브.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재는 디스크스프링(8b)이며, 상기 디스크스프링(8b)은 2개가 있으며, 상기 밸브 시트의 오목챔버(21) 내에는 상부 지지슬리브(16)와 하부 지지슬리브(17)가 설치되어 있고, 상기 코일(3)은 상기 상부 지지슬리브(16)와 하부 지지슬리브(17) 사이에 위치를 한정하며, 2개의 상기 디스크스프링(8b)는 각각 코일(3) 상하부에 위치하며, 그 중 하나의 디스크스프링(8b)의 주변은 상기 상부 지지슬리브(16)와 코일(3) 상단면 사이에 압착되며, 상기 디스크스프링(8b)의 중심은 철심(5)과 고정되며, 다른 디스크스프링(8b)의 주변은 상기 하부 지지슬리브(17)와 코일(3) 하단면 사이에 압착되고, 상기 디스크스프링(8b)의 중심은 철심(5)과 고정되는 것을 특징으로 하는 스로틀 밸브.
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