KR20060028496A - Magnetically levitated, electromagnetically actuated valve for fluidic mass flow control - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 유체 제어 밸브는 동축 상에 구성된 유체입력단과 유체출력단 사이에 위치하는 관상의(tubular) 밸브 몸체(valve body)의 외부에 장착되는 코일에 의해 밸브 몸체 내에 임의로 조절되는 유도 자계에 의해 밸브 몸체 내에 부상된(levitated) 영구 자석에 일체화된 구조물의 위치를 조절하고, 상기 영구 자석과 결합되어 소정의 위치에 구성된 막대(rod) 형상의 구조물에 있어서 바늘 형상으로 테이퍼진 선단 부분을 유체출력단 측 관내의 소정의 위치에 형성된 개구(orifice)의 개방정도를 조절하는 밸브 마개(valve member)로 이용하도록 구성되며, 상기 영구 자석 내부에는 유체의 흐름을 위한 유로(flow channel)로 기능하는 하나 이상의 관통 공(through hole)을 부가하여 직선 형태로 구성된 유체의 입출력단 사이에 유량 조절부를 매입하여 구성함으로써 유로 관의 방향을 변경하지 않는 직선(in-line) 형태의 유량 조절 밸브 구성을 가능하게 하여 유량 조절 동작 시에 유체 흐름의 방향이 바뀌지 않게 하며, 상기 영구 자석을 포함하는 밸브 마개 결합체 구조물(valve member structure)을 밸브 몸체 관 내의 소정의 위치에 부상시키기 위한 방법으로 부상용 요크를 채용한 자기 부상 (magnetic levitation)의 방법을 이용하고, 이 때 발생할 수 있는 임의의 래디얼(radial) 방향으로의 편심 현상을 방지하기 위하여 도입된 가이드 구조물을 사용하는 유량 제어용 자기 부상 전자기력 구동 밸브이다.The fluid control valve according to the present invention is controlled by an induction magnetic field that is arbitrarily controlled in the valve body by a coil mounted outside the tubular valve body positioned between the fluid input end and the fluid output end configured on the coaxial shaft. Adjusting the position of the structure integrated with the permanent magnet (levitated) in the valve body, and the needle-shaped tapered tip portion in the rod-shaped structure coupled to the permanent magnet in a predetermined position One or more valve members for controlling the opening degree of the opening formed in a predetermined position in the side pipe, and the one or more inside the permanent magnet to function as a flow channel (flow channel) for the flow of fluid Flow path by inserting through hole and inserting flow control part between input and output ends of fluid It is possible to configure the flow control valve of the in-line form that does not change the direction of the flow is prevented from changing the direction of the fluid flow during the flow control operation, the valve member structure (valve member structure including the permanent magnet) ) And magnetic levitation method employing a floating yoke as a method for floating the valve at a predetermined position in the valve body tube, and any eccentricity in any radial direction may occur. It is a magnetically levitated electromagnetic force driving valve for flow control using a guide structure introduced to prevent it.

유량 제어 밸브, 자기부상Flow Control Valve, Maglev

Description

유량 제어용 자기 부상 전자기력 구동 밸브{Magnetically levitated, electromagnetically actuated valve for fluidic mass flow control} Magnetically levitated electromagnetic force driving valve for flow control {Magnetically levitated, electromagnetically actuated valve for fluidic mass flow control}             

도 1은 본 발명의 실시예의 단면사시도1 is a cross-sectional perspective view of an embodiment of the present invention

도 2는 본 발명의 실시예의 단면도2 is a cross-sectional view of an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예의 사시도3 is a perspective view of an embodiment of the present invention

도 4는 종래의 유량제어밸브와 본 발명의 유체의 흐름을 비교하는 개략도Figure 4 is a schematic diagram comparing the flow of the fluid of the present invention and the conventional flow control valve

도 5는 본 발명의 자기 부상 구조를 설명하는 개략도5 is a schematic diagram illustrating the magnetic levitation structure of the present invention.

도 6은 도 5의 자기부상구조에서 발생되는 영구 자석의 변위에 따른 부상력의 변화를 나타내는 그래프FIG. 6 is a graph showing a change in floating force according to displacement of a permanent magnet generated in the magnetic levitation structure of FIG.

도 7은 오리피스 개방 동작시의 본 발명의 구동원리를 나타내는 개념도7 is a conceptual diagram showing the driving principle of the present invention in the orifice opening operation;

도 8은 오리피스 폐쇄 동작시의 본 발명의 구동원리를 나타내는 개념도8 is a conceptual diagram showing the driving principle of the present invention in the orifice closing operation

도 9는 본 발명에 의하여 상개식 밸브 또는 상폐식 밸브를 구현하는 원리를 나타낸 개략도Figure 9 is a schematic diagram showing the principle of implementing the opening valve or the closed valve according to the present invention

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

1: 상부 편심방지용 가이드 2: 하부 샤프트 가이드1: upper eccentric prevention guide 2: lower shaft guide

3: 부상용 요크 4: 상부 요크 하우징3: floating yoke 4: upper yoke housing

5: 권선 코일 6: 하부 요크 하우징5: winding coil 6: lower yoke housing

7: 입력측 밸브관 8: 출력측 밸브관7: input valve tube 8: output valve tube

9: 오리피스(orifice) 10: 밸브몸체9: orifice 10: valve body

11: 하부 고정쇄 12: 샤프트11: lower fixed chain 12: shaft

13: 영구자석 14: 상부 고정쇄13: permanent magnet 14: upper fixed chain

15: 유체입력단 16: 유체출력단15: fluid input terminal 16: fluid output terminal

101, 111,131,201: 관통공 301: 권선코일용 리드홀101, 111, 131, 201: through hole 301: lead hole for winding coil

본 발명은 관내(tube or pipe)를 흐르는 유체의 흐름을 단속하거나 그 유량을 임의로 조절하기 위한 유체 제어 밸브에 관한 것으로, 기존의 비례 유량 제어 밸브(proportional valve)나 개폐 기능을 갖는 솔레노이드(solenoid) 밸브와 유사한 유량 제어 기능을 제공하기 위한 유량 제어용 자기 부상 전자기력 구동 밸브에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluid control valve for controlling a flow of a fluid flowing through a tube or pipe or arbitrarily adjusting the flow rate thereof. The present invention relates to a conventional proportional flow control valve or a solenoid having an opening and closing function. A magnetic levitation electromagnetic force driving valve for flow control to provide a flow control function similar to the valve.

기존 기술에 의한 유체 제어 밸브의 경우에는 오리피스(orifice, 개구)의 개방 정도를 조절하기 위해 바늘 형상의 밸브 로드(valve rod)를 개구로부터 소정의 변위만큼 이동하여 개구의 개방 면적을 선형적으로 조절함으로써 동작이 이루어진 다. In the case of a fluid control valve according to the prior art, the opening area of the opening is linearly adjusted by moving a needle-shaped valve rod from the opening by a predetermined displacement to adjust the opening degree of the orifice. The operation is done by.

이러한 바늘 형상의 밸브 로드의 이동을 위해 기존의 선형 유량 제어 밸브에서는 밸브 로드를 전동 스텝 모터(stepping motor)의 회전 축(rotor shaft)에 연결된 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 기어(gear)에 연결하여 스텝 모터에 인가되는 구동 전원의 펄스(pulse) 수에 비례하여 밸브 로드가 축 방향으로 변위가 발생하도록 하는 소위 모터 구동(motorized) 방식이 이용된다. In order to move the needle-shaped valve rod, in the conventional linear flow control valve, the valve rod is connected to a gear that converts a rotational movement connected to a rotor shaft of an electric stepping motor into a linear movement. Thus, a so-called motorized method is used in which the valve rod is displaced in the axial direction in proportion to the number of pulses of the driving power applied to the stepper motor.

그러나, 밸브 로드의 변위를 발생시키기 위한 모터는 가격이 비싸므로 밸브 장치의 단가를 상승시키고, 모터 부품의 회전축과 밸브 로드가 위치하는 유로관 간의 기밀 접합(hermetic sealing)이 필요하므로 밸브 장치 제조 시 조립 공정이 어렵고 공정 비용이 상승하게 된다. However, since the motor for generating displacement of the valve rod is expensive, the unit price of the valve device is increased, and a hermetic sealing between the rotating shaft of the motor part and the flow path where the valve rod is located is required. The assembly process is difficult and the process costs are increased.

또 다른 기존의 선형 유량 조절 밸브로는 밸브 로드의 위치 조절을 위하여 밸브 로드의 일부에 박판인 다이아프램(diaphragm) 또는 멤브레인(membrane)을 연결하고, 밸브 로드가 연결된 다이아프램 이면에 압력 조절이 가능한 별도의 가압 공간을 마련하여, 이 가압 공간에 충진된 소정의 유체를 가열함으로써 발생하는 팽창 압력에 의해 다이아프램이 변형됨으로써 발생되는 밸브 로드의 변위를 이용하는 다이아프램 밸브도 이용되고 있다. Another conventional linear flow regulating valve is to connect a thin diaphragm or membrane to a part of the valve rod to adjust the position of the valve rod, and to adjust the pressure behind the diaphragm to which the valve rod is connected. The diaphragm valve which uses the displacement of the valve rod which produces | generates another pressurization space and deforms the diaphragm by the expansion pressure which arises by heating the predetermined fluid filled in this pressurization space is also used.

이 다이아프램 밸브 역시 별도의 가압 공간을 마련하여야 하므로 밸브 장치의 소형화가 어렵고, 가압 공간의 가열에 의한 팽창 압력을 이용하므로 선형 동작을 위한 밸브의 응답 속도가 느리며, 발열에 의한 전력 소모가 크다는 단점이 있다. Since the diaphragm valve also needs to provide a separate pressurized space, it is difficult to miniaturize the valve device, and as the diaphragm valve uses the expansion pressure by heating the pressurized space, the response speed of the valve for linear operation is slow and the power consumption by the heat generation is high. There is this.

또한, 솔레노이드 구동기를 이용한 밸브는 개폐 동작에 국한 된 용도에는 적합하나, 유체의 선형 제어에는 적합하지 않고 구성 부품이 복잡하며 개폐 동작 시 소음이 심하다는 단점이 있다.In addition, the valve using the solenoid actuator is suitable for the application limited to the opening and closing operation, but it is not suitable for the linear control of the fluid, there is a disadvantage that the components are complicated and the noise is severe during the opening and closing operation.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명에 의한 유체 제어 밸브는 동축 상에 구성된 유체입력단과 유체출력단 사이에 위치하는 관상의(tubular) 밸브 몸체(valve body)의 외부에 장착되는 코일에 의해 밸브 몸체 내에 임의로 조절되는 유도 자계에 의해 밸브 몸체 내에 부상된(levitated) 영구 자석에 일체화된 구조물의 위치를 조절하고, 상기 영구 자석과 결합되어 소정의 위치에 구성된 막대(rod) 형상의 구조물에 있어서 바늘 형상으로 테이퍼진 선단 부분을 유체출력단 측 관내의 소정의 위치에 형성된 개구(orifice)의 개방정도를 조절하는 밸브 마개(valve member)로 이용하도록 구성되며, 상기 영구 자석 내부에는 유체의 흐름을 위한 유로(flow channel)로 기능하는 하나 이상의 관통 공(through hole)을 부가하여 직선 형태로 구성된 유체의 입출력단 사이에 유량 조절부를 매입하여 구성함으로써 유로 관의 방향을 변경하지 않는 직선(in-line) 형태의 유량 조절 밸브 구성을 가능하게 하여 유량 조절 동작 시에 유체 흐름의 방향이 바뀌지 않게 하며, 상기 영구 자석을 포함하는 밸브 마개 결합체 구조물(valve member structure)을 밸브 몸체 관 내의 소정의 위치에 부상시키기 위한 방법으로 부상용 요크를 채용한 자기 부상 (magnetic levitation)의 방법을 이용하고, 이 때 발생할 수 있는 임의의 래디얼(radial) 방향으로의 편심 현상을 방지하기 위하여 도입된 가이드 구조물을 사용하는 유량 제어용 자기 부상 전자기력 구동 밸브를 제공함에 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, the fluid control valve according to the present invention is mounted on the outside of the tubular valve body (valve body) located between the fluid input end and the fluid output end configured on the coaxial A rod shape configured at a predetermined position in combination with the permanent magnets by adjusting the position of the structure integrated with the permanent magnets levitated in the valve body by an induction magnetic field that is arbitrarily adjusted in the valve body by means of the coils. In the structure of the needle-shaped tapered tip portion is configured to use as a valve member (valve member) for controlling the opening degree of the orifice formed at a predetermined position in the fluid output end side pipe, the fluid inside the permanent magnet Inlet and outlet of a fluid in a straight line by adding one or more through holes that function as flow channels for By embedding the flow control unit between the end portions, it is possible to configure an in-line flow control valve that does not change the direction of the flow path tube so that the flow direction of the fluid flow does not change during the flow adjustment operation, the permanent In order to float the valve member structure including the magnet to a predetermined position in the valve body tube, a method of magnetic levitation employing a floating yoke is used. SUMMARY OF THE INVENTION Provided is a magnetically levitated electromagnetic force driving valve for flow control using a guide structure introduced to prevent eccentricity in any radial direction.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유체입력단과 유체출력단 사이에 유체가 흐를 수 있는 유로관을 가지는 밸브몸체; 상기 밸브몸체의 외부를 감싸도록 설치되는 권선코일이 내장된 요크하우징; 상기 밸브 몸체 내부에 설치되어 유체출력단 측의 유로관에 형성된 오리피스를 개폐하는 샤프트; 및 상기 샤프트의 주위로 영구자석을 일체로 고정하기 위하여 상기 영구자석의 상하에 각각 위치하여 샤프트와 일체로 설치되고, 유체의 흐름을 위한 관통공을 가지는 고정쇄를 포함하는 유량 조절 밸브이다.The present invention for achieving the above object, the valve body having a flow path tube through which fluid flows between the fluid input end and the fluid output end; A yoke housing with a winding coil installed to surround the outside of the valve body; A shaft installed inside the valve body to open or close an orifice formed in a flow pipe of a fluid output end side; And a fixed chain having upper and lower positions of the permanent magnet and integrally installed with the shaft in order to integrally fix the permanent magnet around the shaft, the fixed chain having a through hole for fluid flow.

상기의 유량 조절 밸브에 영구자석의 기준위치를 설정하기 위해 복원력을 부여하도록 상기 밸브몸체의 외측에 접하여 설치되는 부상용 요크를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it further comprises a floating yoke installed in contact with the outside of the valve body to give a restoring force to set the reference position of the permanent magnet to the flow control valve.

또, 상기의 유량 조절 밸브에 샤프트의 편심방지를 위하여 밸브몸체의 내부에 설치되는 편심방지용 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the flow control valve is characterized in that it further comprises an eccentricity prevention guide is installed inside the valve body for preventing the eccentricity of the shaft.

상기의 샤프트의 단부는 오리피스의 개폐를 확실하게 하기 위하여 테이퍼 가공된 것이 바람직하다.The end of the shaft is preferably tapered to ensure the opening and closing of the orifice.

상기 유체입력단과 유체출력단과 샤프트와 오리피스와 영구자석과 권선코일 이 동축 상에 구성되는 것을 특징으로 한다.The fluid input end, the fluid output end, the shaft, the orifice, the permanent magnet and the winding coil are configured on the coaxial.

상기의 부상용 요크는 영구자석에 대한 설치높이를 변경하여 샤프트의 평형상태를 상개형(常開形), 상폐형(常閉形), 대칭구동형(對稱驅動形) 중 어느 하나로 구현할 수 있다.The above-mentioned floating yoke can realize the equilibrium state of the shaft as one of an open type, an upper closed type, and a symmetrical drive type by changing the installation height of the permanent magnet.

상기의 오리피스의 단면적을 유체입력단의 단면적보다 좁게 하여, 유체입력단과 유체출력단 사이에 소정의 압력 차를 인가된 경우 높은 압력이 걸린 유체입력단의 유체가 오리피스를 지나 상대적으로 낮은 압력의 유체출력단으로 분출되면서 유체를 단열팽창시키는 노즐의 역할을 하되, 상기 샤프트로 오리피스의 개방면적을 조절하여 단열팽창이 발생하는 유체의 유량을 조절하는 것이 가능하다.The cross-sectional area of the orifice is made narrower than the cross-sectional area of the fluid input stage, so that when a predetermined pressure difference is applied between the fluid input stage and the fluid output stage, the fluid at the high pressure fluid input stage passes through the orifice to the relatively low pressure fluid output stage. While acting as a nozzle for adiabatic expansion of the fluid, it is possible to control the flow rate of the fluid in which the adiabatic expansion occurs by adjusting the opening area of the orifice with the shaft.

또한, 유체입력단의 압력이 유체출력단보다 높아 유체의 흐름이유체입력단에서 유체출력단으로 흐르는 정방향의 유량 제어와, 유체출력단의 압력이 유체입력단 보다 높아 유체의 흐름이 유체출력단에서 유체입력단으로 흐르는 역 방향의 유량 제어가 동시에 가능한 것을 특징으로 한다.In addition, the pressure of the fluid input stage is higher than the fluid output stage so that the flow of fluid flows from the fluid input stage to the fluid output stage, and the flow direction of the fluid output stage from the fluid output stage to the fluid input stage is higher than the fluid input stage. It is characterized in that the flow rate control at the same time possible.

상기 권선코일에 인가되는 전원은 유량의 연속적 조절을 위한 아날로그신호를 가지는 전원, 또는 유량을 단속적으로 조절하기 위한 디지털신호를 가지는 전원 중에서 선택될 수 있다.The power applied to the winding coil may be selected from a power source having an analog signal for continuous adjustment of the flow rate, or a power source having a digital signal for intermittently adjusting the flow rate.

이하, 본 발명을 실시예 및 도면을 통하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples and drawings.

도 1은 본 발명에 의한 직선 형태의 유량 제어용 자기 부상 전자기력 구동 밸브(valve)의 구조를 보여 주는 단면도이고, 도 2는 상기 도 1의 단면사시도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a magnetically levitated electromagnetic force driving valve (valve) for a straight line flow control according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional perspective view of FIG.

도 1 또는 도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 의한 유량 조절 밸브는 밸브몸체(10)에 형성된 유로관 내의 소정의 위치에 가공되어 있는 오리피스(orifice)(9)를 밸브 마개 결합체(valve member assembly)로 개폐할 수 있도록 구성된다.As shown in FIG. 1 or FIG. 2, the flow regulating valve according to the present invention includes a valve member assembly having an orifice 9 which is processed at a predetermined position in a flow path formed in the valve body 10. It is configured to open and close with).

상기의 밸브 마개 결합체는 오리피스(9)를 막는 부분이 바늘 형상으로 테이퍼 가공된 밸브 마개를 포함하는 샤프트(12)와, 밸브 개폐의 구동력을 발생시키는 영구자석(13)과, 상기 샤프트(12)와 영구자석(13)을 결합하는 고정쇄(11, 14)를 포함하여 구성된다. The valve stopper assembly includes a shaft 12 including a valve stopper in which a portion of the orifice 9 is tapered in the shape of a needle, a permanent magnet 13 generating a driving force for opening and closing the valve, and the shaft 12. And a fixed chain (11, 14) for coupling the permanent magnet (13).

상기 영구자석(13) 내부의 소정의 위치에는 유체의 흐름을 위한 관통공(penetrating hole flow channel)(131)이 형성된다.Penetrating hole flow channels 131 are formed at predetermined positions inside the permanent magnet 13.

상기 밸브 마개 결합체가 오리피스(9)에서 멀어지도록 변위가 조절되면, 상기 샤프트(12)의 테이퍼 영역과 오리피스(9) 사이에 형성되는 개방 면적이 선형적으로 증가하여 유로 내를 흐르는 유량을 개방 면적에 비례하여(proportionally) 조절할 수 있다. When the displacement is adjusted so that the valve stopper assembly moves away from the orifice 9, the open area formed between the tapered area of the shaft 12 and the orifice 9 increases linearly to open the flow rate through the flow path. You can adjust it proportionally.

이와 같이 상기의 밸브 마개 결합체의 오리피스(9)에 대한 상대적인 위치를 조절하기 위해 관상(管象)의 밸브 몸체(tubular valve body)(10)의 외벽에 밸브 몸체와 상기 샤프트(12)의 중심축을 중심으로 권선된 솔레노이드(solenoid) 형상의 권선코일(5)이 조립되어 구성된다. The central axis of the valve body and the shaft 12 on the outer wall of the tubular valve body 10 to adjust the relative position with respect to the orifice 9 of the valve cap assembly as described above. The winding coil 5 of the solenoid shape wound around the center is assembled.

상기 권선코일(5)에 전류를 인가하게 되면 코일 내부인 밸브 몸체(10) 내부에는 관상의 밸브 몸체(10)의 축과 평행한 자계(magnetic field)가 유도되며, 이 유도 자계는 영구자석(13)에 힘을 가하게 된다. When a current is applied to the winding coil 5, a magnetic field parallel to the axis of the tubular valve body 10 is induced inside the valve body 10 that is inside the coil, and the induction magnetic field is a permanent magnet ( 13) is applied.

이 때 상기 권선코일(5)의 바깥쪽 외벽 및 상 하부를 투자율(permeability)이 높은 물질로 에워싸 상기 코일에 전류를 인가할 때에 발생하는 자계가 밸브 몸체의 외부로 손실되는 것을 최소화하여 유로 내에서의 자속 밀도를 높이기 위한 용도로 요크하우징(yoke housing)(4, 6)이 더 포함되어 구성되는 것이 바람직하다.At this time, the outer outer wall and upper and lower parts of the winding coil 5 are surrounded by a material having high permeability to minimize the magnetic field generated when applying current to the coil to the outside of the valve body to minimize the In order to increase the magnetic flux density in the yoke it is preferable that the yoke housing (yoke housing) (4, 6) is further included.

밸브몸체(10)의 중심축 방향으로 자화(magnetized)되어 있는 영구자석(13)에 가해지는 전자기력의 방향 및 크기는 상기 권선코일(5)에 인가되는 전류의 방향과 세기를 조절함으로써 임의로 조절할 수 있게 되는 것이다.The direction and magnitude of the electromagnetic force applied to the permanent magnet 13 magnetized in the direction of the central axis of the valve body 10 can be arbitrarily adjusted by adjusting the direction and intensity of the current applied to the winding coil 5. Will be.

또한, 상기 밸브 마개 결합체를 소정의 위치에 부상(浮上)시키면서 밸브 구동 시에는 밸브 마개 결합체를 소정의 위치로 되돌리기 위한 복원력을 제공하는 부품인 부상용 요크(levitation yoke)(3)가 상기 요크하우징(4,6) 상단에 위치하도록 구성되는데, 부상용 요크(3)는 밸브 몸체(10)의 축방향으로 분극된 영구자석(13) 상단 주위에 자계를 집속시키는 역할을 담당하게 되어 권선코일(5)에 구동을 위한 전류가 인가되지 않은 상태에서 상기 밸브 마개 결합체의 수직 위치가 항상 일정한 기준 위치(reference position)로 되돌아 오도록 한다.In addition, a levitation yoke 3, which is a component that provides a restoring force for returning the valve cap assembly to a predetermined position when the valve cap assembly is lifted to a predetermined position, is operated. (4, 6) is configured to be located at the upper end, the floating yoke 3 serves to focus the magnetic field around the upper end of the permanent magnet 13 polarized in the axial direction of the valve body (10) winding coil ( 5) the vertical position of the valve stopper assembly is always returned to a constant reference position without a current for driving.

즉, 영구자석(13)의 상단부측에 부상용 요크(3)의 상단부를 위치시키고, 상기 부상용 요크(3)를 강자성체로 제작하여, 상호 인력이 작용하게 함으로써, 영구자석(13)에 복원력을 발생하게 하는 것이다.That is, the upper end of the floating yoke 3 is positioned on the upper end side of the permanent magnet 13, the floating yoke 3 is made of a ferromagnetic material, and mutual attraction forces act to restore the permanent magnet 13 to the permanent magnet 13. It is to cause.

상기와 같은 구조의 부상(levitation) 및 구동(actuation) 방식은 부품 제작 및 조립 시에 발생하는 형상 가공 오차 및 조립 오차 등에 의해 유발되는 축 방향 비대칭성으로 인하여 상기 밸브 마개 결합체가 구동축에서 이탈하여 밸브 몸체(10) 내벽의 임의의 위치로 쏠리는 편심(eccentricity) 현상이 발생하게 되어 상기 밸브 마개 결합체의 일부가 밸브몸체(10) 등의 내벽에 닿아 밸브의 구동 특성에 좋지 않은 영향을 미치게 되므로, 이를 방지하기 위한 편심 방지용 가이드(1,2)가 상기 샤프트(12)의 상 하단에 체결되어 구성된다. The levitation and actuation method of the above structure is caused by the axial asymmetry caused by the shape machining error and the assembly error that occur during component manufacturing and assembly, so that the valve stopper assembly is separated from the drive shaft and the valve An eccentricity phenomenon that occurs at any position of the inner wall of the body 10 occurs, so that a part of the valve stopper assembly touches the inner wall of the valve body 10 or the like, which adversely affects the driving characteristics of the valve. The eccentric prevention guides 1 and 2 for preventing are fastened to the upper and lower ends of the shaft 12.

편심 방지용 가이드(1,2)는 그 내측이 상기 샤프트(12)에 고정되어 샤프트(12)의 구동 방향으로 자유로이 움직일 수 있고, 외측이 밸브 몸체(valve body) (10)에 의해 고정되어 상술한 바의 편심을 막는 기계적 수단을 제공한다. The eccentric prevention guides 1 and 2 have an inner side fixed to the shaft 12 so as to be free to move in the driving direction of the shaft 12, and an outer side fixed by a valve body 10 so as to be described above. Provides a mechanical means to prevent eccentricity of the bar.

또한, 영구 자석 내부에 형성된 관통공(131), 가이드 내부에 형성된 관통공(101, 201), 상기 고정쇄(11, 14) 내부에 형성된 관통공(111, 141)은 유체가 유체입력단(15)과 유체출력단(16) 사이를 흐를 때, 상기 밸브 마개 결합체에 의해 유체 흐름이 방해받지 않고 원활한 유동을 확보하기 위한 수단을 제공하며, 본 발명에 의한 직선 형태의 유량 조절 밸브를 가능하게 해 준다.In addition, the through hole 131 formed in the permanent magnet, the through holes 101 and 201 formed in the guide, and the through holes 111 and 141 formed in the fixed chains 11 and 14 are fluids. And flows between the fluid output stage 16 and the valve stopper assembly to provide a means for ensuring a smooth flow without disturbing the fluid flow, thereby enabling a straight flow control valve according to the present invention. .

도 3은 본 발명에 의한 직선 형태의 유량 제어용 자기 부상 전자기력 구동 밸브의 구성 부품을 조립하여 구성되는 본 발명에 의한 유체입력단(15)과 유체출력단(16) 및 구동부가 직선 형태로 배치된 유량 제어용 자기 부상 전자기력 구동 밸브의 사시도이다. Figure 3 is a flow control device for the flow rate of the fluid input stage 15 and the fluid output stage 16 and the drive unit in a linear form of the present invention constituted by assembling the components of the magnetically floating electromagnetic force driving valve for the flow control of the linear form according to the present invention A perspective view of a magnetically levitated electromagnetic force driving valve.

상기 부상용 요크(3)의 외측으로 권선코일용 리드홀(301)이 형성되어 있다.A winding coil lead hole 301 is formed outside the floating yoke 3.

상기 권선코일용 리드홀(301)을 통해 권선코일(5)에 전원을 공급하며, 상기 전원은 유량의 연속적 조절을 위한 아날로그신호를 가지는 전원과, 유량의 단속적 조절을 위한 디지털신호를 가지는 전원 중 선택하여 공급할 수 있다. The winding coil 5 supplies power to the winding coil 5 through the winding coil lead hole 301. The power source includes a power source having an analog signal for continuous adjustment of flow rate and a power source having a digital signal for intermittent adjustment of flow rate. You can choose to supply.

상기 디지털신호를 가지는 전원은 신호의 주파수를 조절 및 듀티(duty) 비율을 조절하여 유량을 조절하는 소위 펄스 폭 변조(PWM) 제어에 의하여 유량을 제어할 수 있다.The power source having the digital signal may control the flow rate by so-called pulse width modulation (PWM) control that adjusts the flow rate by adjusting the frequency of the signal and adjusting the duty ratio.

도 4는 본 발명에 의한 직진식 유량 제어용 자기 부상 전자기력 구동 밸브(도 4에서 좌측)와 종래의 유량 제어용 밸브(도 4에서 우측)의 비교 모식도이다. Fig. 4 is a schematic view of the comparison of the linear flow rate controlling magnetic levitation electromagnetic force driving valve (left side in Fig. 4) and the conventional flow control valve (right side in Fig. 4) according to the present invention.

본 발명에 의한 유량 제어 밸브는 유체입력단(inlet port)(15)과 유체출력단(outlet port)(16)이 동축(同軸) 상에 구성되어 유체가 밸브를 통과하여도 유체 흐름의 방향이 바뀌지 않는 반면, 종래의 유량 제어용 밸브는 유체입력단(inlet port)과 유체출력단(outlet port)이 수직으로 배치되어 유체가 밸브를 통과할 때 유체 흐름의 방향이 바뀌는 것을 피할 수 없다.In the flow control valve according to the present invention, the fluid inlet port 15 and the fluid outlet port 16 are coaxially configured so that the direction of fluid flow does not change even when the fluid passes through the valve. On the other hand, in the conventional flow control valve, the fluid inlet port and the fluid outlet port are disposed vertically so that the direction of fluid flow is not changed when the fluid passes through the valve.

따라서, 본 발명에 의한 유량 제어 밸브는 유체의 흐름 변경으로 인하여 유체가 밸브에 가하는 힘이 존재하지 않아 설치가 용이하며, 상기 유체의 흐름 변경으로 인하여 발생되는 에너지 손실을 줄일 수 있다.Therefore, the flow control valve according to the present invention is easy to install because there is no force applied to the valve due to the flow change of the fluid, it is possible to reduce the energy loss caused by the flow change of the fluid.

도 5는 본 발명에서 상기 밸브 마개 결합체를 구동 전 기준 위치에 안정하게 부상시키는 자기 부상 방법에 대하여 설명하기 위한 종단면 개략도이다. 5 is a vertical cross-sectional view for explaining a magnetic levitation method for stably floating the valve cap assembly in a reference position before driving in the present invention.

도 5에서는 설명의 편의를 위하여 밸브 몸체(10)와 샤프트(12), 편심 방지용 가이드(11, 14) 등 비자성체 물질로 구성되어 자기장의 형성에 영향을 주지 않는 부품들은 도면에서 제외하였다. In FIG. 5, for convenience of description, components that are made of a nonmagnetic material such as the valve body 10, the shaft 12, and the eccentric guides 11 and 14 and do not affect the formation of a magnetic field are excluded from the drawing.

도 5에서의 부상용 요크(3)와 솔레노이드 형상의 권선코일(5) 및 요크 하우 징(4, 6)은 밸브 몸체(10)의 외벽에 고정되어 있으며, 영구자석(13)은 편심 방지 가이드(11, 14)의 작용에 의해 z축 방향으로만 이동이 가능하다. The floating yoke 3 and the solenoid-shaped winding coil 5 and the yoke housing 4 and 6 in FIG. 5 are fixed to the outer wall of the valve body 10, and the permanent magnet 13 is an eccentric prevention guide. It is possible to move only in the z-axis direction by the action of (11, 14).

이 때, 영구 자석(13)이 z축을 따라 위 아래로 이동하는 경우, 영구자석 (13)과 부상용 요크(3) 및 요크 하우징(4, 6)에 의해 형성된 자기장의 분포에 의해 영구 자석 (13) 자체에 가해지는 유도 자기력(Fm)은 도 6과 같은 양상으로 나타난다. At this time, when the permanent magnet 13 moves up and down along the z-axis, the permanent magnet (3) is formed by the distribution of the magnetic fields formed by the permanent magnet 13, the floating yoke 3 and the yoke housings 4 and 6. 13) The induced magnetic force (F m ) applied to itself is shown in the aspect as shown in FIG.

도 6에서 z축의 값은 영구 자석(13) 상단의 위치이며 부상용 요크(3)의 상단과 같은 높이를 z = 0 으로 정하였다. In FIG. 6, the value of the z-axis is the position of the upper end of the permanent magnet 13 and the same height as the upper end of the floating yoke 3 is set to z = 0.

도 6에서 보는 바와 같이 영구 자석(13) 상단의 위치가 z0 보다 낮으면 위쪽 방향으로 힘이 작용하고, z0 보다 높으면 아래쪽 방향의 힘이 작용하여 다시 영구자석(13)을 z0의 위치로 되돌리려는 복원력(restoring force)이 발생하게 되므로, 영구 자석 (13)은 외부에서 다른 힘이 가해지지 않으면 z0의 위치에 안정적으로 부상되어 기준 위치(reference position)를 형성하게 된다.As shown in FIG. 6, if the position of the upper end of the permanent magnet 13 is lower than z 0 , the force acts upward, and if it is higher than z 0 , the force acts downward to move the permanent magnet 13 back to the position of z 0 . Since a restoring force is generated to return to the permanent magnet 13, the permanent magnet 13 stably floats to the position of z 0 unless another force is applied from the outside to form a reference position.

도 7 및 도 8은 직선 형태의 유량 제어용 밸브의 전자기력 구동 원리 및 유량 조절 원리를 설명하기 위한 개략도로써, 도 7은 본 발명에 의한 유체 밸브의 개방 동작을 도 8은 유체밸브의 폐쇄 동작을 설명한다.7 and 8 are schematic diagrams for explaining the electromagnetic force driving principle and the flow rate control principle of the linear flow control valve, Figure 7 illustrates the opening operation of the fluid valve according to the present invention Figure 8 illustrates the closing operation of the fluid valve do.

도 7에서와 같이 영구자석(13)이 밸브몸체(10)의 중심 축을 따라 위쪽 방향으로 자화(magnetization)되어 있고, 이 영구 자석의 자력(magnetic field intensity)의 크기를 M이라 가정하면, 밸브 관 외부에 장착된 권선코일(5)에 흐르는 전류의 방향을 밸브몸체(10)의 중심축을 중심으로 시계 반대 방향이 되도록 인가하면 자기 유도 법칙에 의해 코일이 위치한 밸브 관내에는 위쪽 방향의 자계(magnetic field) Bu가 유도되며, 유도 자계의 크기는 권선코일(5)에 인가되는 전류의 세기에 비례한다. Assuming that the permanent magnet 13 is magnetized upward along the central axis of the valve body 10 as shown in FIG. 7, and the magnitude of the magnetic field intensity of the permanent magnet is M, the valve tube When the direction of the current flowing in the winding coil 5 mounted on the outside is applied in a counterclockwise direction about the central axis of the valve body 10, the magnetic field of the upward direction in the valve tube where the coil is located by the magnetic induction law. ) B u is induced and the magnitude of the induction magnetic field is proportional to the strength of the current applied to the winding coil 5.

이 유도 자계에 의해 영구자석(13)은 위쪽 방향의 구동력 Fu를 받게 되어 영구자석(13)에 체결된 상기 밸브 마개 결합체는 오리피스(9)를 열고 유로의 개방면적을 증가시키는 방향인 위쪽으로 이동하게 된다. Due to the induced magnetic field, the permanent magnet 13 receives the driving force F u in the upward direction, and the valve plug assembly coupled to the permanent magnet 13 opens upwardly in the direction of opening the orifice 9 and increasing the opening area of the flow path. Will move.

한편, 상기 밸브 마개 결합체가 상기의 초기 부상 위치를 벗어나 움직임에 따라, 영구자석(13)에는 부상용 요크(3)의 작용에 의해 밸브 마개 결합체의 이동 크기에 비례하여 이동 방향의 반대 방향(도 7에서는 오리피스(9)를 향한 방향)으로 복원력이 작용하게 된다. On the other hand, as the valve stopper assembly moves out of the initial floating position, the permanent magnet 13 is moved in the opposite direction to the moving direction in proportion to the movement size of the valve stopper assembly by the action of the floating yoke 3 (Fig. At 7, the restoring force acts on the orifice 9).

또한, 오리피스(9)가 열려 유체가 흐르게 되면 유체의 유동 방향으로 압력 강하(pressure drop)가 발생하므로, 이 압력 강하에 의해 상기 밸브 마개 결합체에도 구동 방향에 대해 소정의 힘이 가해지게 된다.In addition, when the orifice 9 is opened and the fluid flows, a pressure drop occurs in the flow direction of the fluid, so that a predetermined force is applied to the valve cap assembly in the driving direction by the pressure drop.

따라서, 유도 자계에 의한 구동력 Fu, 부상용 요크(3)와 유체의 압력차에 의해 상기 밸브 마개 결합체의 구동 방향으로 작용하는 힘 등이 평형을 이루는 지점에서 밸브 마개 결합체의 위치가 결정된다.Therefore, the position of the valve plug assembly is determined at the point where the force acting in the driving direction of the valve cap assembly is balanced by the driving force F u , the pressure difference between the floating yoke 3 and the fluid due to the induction magnetic field.

그러므로, 권선 코일(5)에 인가하는 전류의 세기를 조절함으로써 밸브 마개 결합체의 밸브 몸체의 중심 축상에서의 위치를 임의로 조절할 수 있으며, 이를 통하여 오리피스(9)와 샤프트(12)의 테이퍼진 밸브 마개 (valve member) 간의 거리를 조절하여 유체가 흐르는 유효 면적을 조절할 수 있게 되므로, 오리피스(9)를 통해 흐르는 유량을 임의로 조절할 수 있게 되는 것이다. Therefore, the position on the central axis of the valve body of the valve stopper assembly can be arbitrarily adjusted by adjusting the strength of the current applied to the winding coil 5, whereby the tapered valve stopper of the orifice 9 and the shaft 12. Since the effective area through which the fluid flows can be adjusted by adjusting the distance between the valve members, the flow rate flowing through the orifice 9 can be arbitrarily adjusted.

도 8은 밸브의 폐쇄 동작을 보여 주는 개략도로써, 권선 코일(5)에 밸브 몸체(10)의 중심축을 기준으로 시계 방향의 전류를 인가하면, 아래쪽 방향의 유도 자계 Bd가 밸브 몸체 내부에 형성되고, 이 유도 자계에 의하여 영구자석(13)을 포함한 밸브 마개 결합체는 오리피스(9)를 닫는 방향으로 구동력 Fd를 받게 된다. 8 is a schematic view showing a closing operation of the valve. When a current in a clockwise direction is applied to the winding coil 5 about the central axis of the valve body 10, a downward induction magnetic field B d is formed inside the valve body. By the induction magnetic field, the valve plug assembly including the permanent magnet 13 receives the driving force F d in the direction of closing the orifice 9.

이 경우에도 관내의 유체에 의한 압력 차에 의한 힘이 밸브 마개 결합체에 작용하게 된다. Even in this case, the force due to the pressure difference due to the fluid in the pipe acts on the valve cap assembly.

밸브의 폐쇄 동작은 앞서 설명한 개방 동작과는 상이하게 권선코일(5)의 유도 자계 Bd에 의한 구동력 Fd 및 부상용 요크(3)의 복원력, 유로관의 유체입력단(15) 및 유체출력단(16) 간의 압력 차에 의해 밸브 마개 결합체에 가해지는 힘의 합력이 유체출력단(16) 방향(도 8에서 아래쪽 방향)으로 향하게 하여 샤프트(12)의 밸브 마개가 고정된 위치의 오리피스(9)를 막도록 하는 것이 바람직하다. The closing operation of the valve is different from the opening operation described above, and the driving force F d by the induction magnetic field B d of the winding coil 5 and the restoring force of the floating yoke 3, the fluid input end 15 and the fluid output end of the flow path tube ( 16, the force of the force applied to the valve stopper assembly by the pressure difference between them is directed toward the fluid output end 16 (downward in FIG. 8) so that the orifice 9 in the position where the valve stopper of the shaft 12 is fixed is fixed. It is desirable to prevent it.

만약, 입력 단의 유체 압력이 출력 단에 비해 충분히 높아, 전자기력에 의한 밸브 마개 결합체의 구동 없이도 샤프트(12)의 밸브 마개가 오리피스(9)를 막을 수 있는 압력차가 유로 관내에 형성되어 있는 경우에는 별도의 폐쇄 구동을 위한 구동 전류 없이도 권선코일(5)에 인가 전원을 끄게 되면 밸브 폐쇄 동작을 구현할 수도 있다. If the fluid pressure of the input stage is sufficiently higher than that of the output stage, and there is a pressure difference in the flow path tube through which the valve plug of the shaft 12 can block the orifice 9 without the valve plug assembly driven by the electromagnetic force, When the power applied to the winding coil 5 is turned off without a driving current for a separate closing drive, a valve closing operation may be implemented.

그러나, 이 경우에도 밸브의 폐쇄를 위해 샤프트(12)의 밸브 마개가 오리피스(9)를 서서히 막을 수 있도록 권선코일(5) 인가 전류를 서서히 감소시킴으로써 밸브 마개가 급격히 오리피스(9)에 부딪힘으로써 야기될 수 있는 밸브 마개 및 샤프트(12)의 파손 가능성이나 소음 등을 방지하는 것이 바람직하다.However, even in this case, the valve stopper rapidly hits the orifice 9 by gradually decreasing the winding coil 5 applied current so that the valve stopper of the shaft 12 can block the orifice 9 slowly to close the valve. It is desirable to prevent the possibility of breakage of the valve cap and the shaft 12, noise or the like that may occur.

도 9는 부상용 요크(3)의 측벽 길이 L 을 변경하는 방법에 의해 상개식(常開式, normally open type) 및 상폐식(常閉式, normally closed type) 밸브를 구현하는 원리를 도시하였다. FIG. 9 shows the principle of implementing a normally open type and normally closed type valve by a method of changing the side wall length L of the floating yoke 3.

도 4와 같은 구조에서 영구 자석(13)의 부상 높이 z0는 부상용 요크(3)의 측벽의 길이 L에 의하여 결정될 수 있다. In the structure as shown in FIG. 4, the floating height z 0 of the permanent magnet 13 may be determined by the length L of the side wall of the floating yoke 3.

즉, 권선코일에 전류를 흘려 구동할 수 있는 거리를 d라 할 때, 부상용 요크(3) 측벽의 길이를 도 9의 좌측과 같이 오리피스(9)의 둘레로부터 샤프트(12)의 밸브 마개까지의 z 방향 거리가 d가 되도록 하는 Lo의 값으로 결정하면 이 밸브는 구동을 하지 않는 평상시에 최대 유량을 흘릴 수 있는 상태로 열려 있는 상개식 (normally open type) 밸브로서 동작하게 되고, 도 9의 우측과 같이 샤프트(12)의 밸브 마개가 오리피스(9)를 완전히 막는 높이에 밸브 마개 결합체가 부상하도록 하는 Lc의 값으로 결정하면 구동을 하지 않는 평상 시에는 유체가 흐르지 못하는 상폐식 (normally closed type) 밸브로써 동작하게 된다.That is, when d is a distance that can be driven by passing a current through the winding coil, d, the length of the side wall of the floating yoke 3 is increased from the circumference of the orifice 9 to the valve stopper of the shaft 12 as shown in the left side of FIG. Determined by the value of L o such that the distance in the z-direction of d becomes d, the valve operates as a normally open type valve that is open in a state capable of flowing the maximum flow rate at normal times without driving. If the valve stopper of the shaft 12 determines the value of L c such that the valve stopper assembly floats at a height that completely blocks the orifice 9 as shown on the right side of the valve, the fluid does not flow normally in the absence of driving. closed type) to act as a valve.

그리고, 상기 샤프트(12)의 밸브마개가 오리피스(9)를 약간만 막고 있는 상 태로 L의 값을 결정하면 대칭구동형(對稱驅動形) 밸브로써 동작하게 된다.Then, when the valve plug of the shaft 12 stops the orifice 9 only slightly and determines the value of L, the valve 12 operates as a symmetrically driven valve.

또한, 상기의 유량제어밸브로도 활용이 가능하다.In addition, it can be utilized as the flow control valve.

즉, 유체입력단(15)과 유체출력단(16)에 소정의 압력차를 인가하고, 높은 압력이 걸린 유체입력단(15)의 유체가 오리피스(9)의 좁은 유로를 지나 상대적으로 낮은 압력의 유체출력단(17)으로 분출되면서 체적이 팽창하며 온도가 강하하는 단열 팽창 현상을 이용한 노즐의 역할을 할 수 있다.That is, a predetermined pressure difference is applied to the fluid input end 15 and the fluid output end 16, and the fluid of the high pressure applied fluid input end 15 passes through the narrow flow path of the orifice 9 to the relatively low pressure fluid output end. As it is ejected to (17) it can act as a nozzle using the adiabatic expansion phenomenon in which the volume expands and the temperature drops.

특히, 오리피스(9)의 개방 면적을 상기 밸브 마개(valve member)가 형성된 샤프트(12)에 의해 유도 전자기력으로 선형적으로 조절하여 단열 팽창이 발생하는 유체의 유량을 직접 조절할 수 있다. In particular, the opening area of the orifice 9 may be linearly adjusted by the induced electromagnetic force by the shaft 12 in which the valve member is formed to directly control the flow rate of the fluid in which the adiabatic expansion occurs.

그리고, 상기 유체 제어용 밸브는 유체입력단(15)의 압력이 유체출력단(16) 보다 높아 유체의 흐름이 유체입력단(15)에서 유체출력단(16)으로 흐르는 정방향의 유량 제어와, 유체출력단(16)의 압력이 유체입력단(15) 보다 높아 유체의 흐름이 유체출력단(16)에서 유체입력단(15)으로 흐르는 역 방향의 유량 제어가 동시에 가능하다.In the fluid control valve, the pressure of the fluid input end 15 is higher than the fluid output end 16 so that the flow of fluid flows from the fluid input end 15 to the fluid output end 16 in the forward direction, and the fluid output end 16. The pressure of the fluid is higher than that of the fluid input stage 15 so that the flow of the fluid from the fluid output stage 16 to the fluid input stage 15 can be controlled at the same time in the reverse direction.

본 발명에 의한 직선 형태의 유량 제어용 자기 부상 전자기력 구동 밸브는 구성 부품 수가 적고, 가공 및 조립이 용이하므로 저렴한 밸브를 제공할 수 있고 소형화가 용이하며, 유체입력단(inlet port)과 유체출력단(outlet port)이 동축 상에 구성되어 유량 조절 동작 시에 유체 흐름의 방향이 바뀌지 않는 특징을 가지고 있으며, 직선 상의 유로관 내에 매입하여 밸브 장치에 의한 낭비 용적(dead volume)을 최소화할 수 있다. The magnetically levitated electromagnetic force driving valve for flow control of the linear form according to the present invention has a small number of components, and is easy to process and assemble, thereby providing an inexpensive valve and easily miniaturizing the fluid inlet port and the fluid output port. ) Is coaxially configured so that the direction of fluid flow does not change during the flow rate adjustment operation, and it is embedded in a straight flow path tube to minimize the dead volume by the valve device.

특히, 본 발명에 의한 유량 조절 밸브의 구동을 위한 전자기 코일에 인가되는 전류의 양을 조절하여 밸브 오리피스의 개방 면적을 선형적으로 조절함으로써 비례 조절 밸브(proportional valve) 및 선형 팽창 밸브(linear expansion valve)로 이용할 수 있으며, 상기 전자기 코일에 인가되는 전류의 크기를 밸브가 완전히 개방되는 소정의 레벨과 밸브가 오리피스를 차단하도록 하는 또 다른 레벨의 디지털화 된 인가 전류를 공급하도록 하는 구동 회로를 덧붙여 개방/폐쇄 동작을 수행하는 개폐 밸브로도 적용할 수 있다. In particular, by adjusting the amount of current applied to the electromagnetic coil for driving the flow control valve according to the present invention to adjust the opening area of the valve orifice linearly, a proportional control valve and a linear expansion valve And a drive circuit for supplying the magnitude of the current applied to the electromagnetic coil to supply a predetermined level at which the valve is fully open and another level of digitized applied current at which the valve shuts off the orifice. It can also be applied as an on / off valve that performs a closing operation.

본 발명의 밸브 구조는 기존의 유량 조절 밸브에 비해 구성 부품의 수가 적어 밸브 제조 시 조립 공수(process step)가 줄어들고, 조립 공정 역시 용이하게 된다. 또한, 전원이 인가되어 구동력을 발생시키는 코일이 밸브 외부에 장착되므로, 밸브 내부의 기밀성이 우수하다는 장점이 있다.The valve structure of the present invention has a smaller number of components compared to the conventional flow control valve, thereby reducing the assembly process (process step) when manufacturing the valve, and also facilitates the assembly process. In addition, since the coil to which the power is applied to generate the driving force is mounted outside the valve, there is an advantage that the airtightness inside the valve is excellent.

또한, 상기 디지털화 된 인가 전류의 주기 및 펄스 폭을 임의로 조절할 수 있는 펄스 폭 변조(PWM; pulse width modulation) 회로를 덧붙여 PWM 방식의 아날로그 유량 조절 밸브로도 이용할 수 있다. In addition, a pulse width modulation (PWM) circuit that can arbitrarily adjust the period and pulse width of the digitized applied current can be used as an analog flow control valve of a PWM method.

상기 개구(orifice)를 단속하는 영구 자석 밸브 마개 결합체 구조물을 소정의 위치에 부상시키는 방법으로 부상용 요크에 의한 자기 부상의 방법을 채용하여 용도에 따라 상개형(常開形, normally open type), 상폐형(常閉形, normally closed type) 밸브, 대칭구동형(對稱驅動形) 밸브로의 구성이 매우 용이하다. Normally open type according to the application by adopting the method of magnetic levitation by the floating yoke as a method of floating the permanent magnet valve stopper assembly structure to control the orifice to a predetermined position, Normally closed valves and symmetrically operated valves are very easy to configure.                     

본 발명에 의한 유량 조절 밸브를 자동차 전자 제어 엔진용 연료 분사 장치의 과급 압력을 조절하기 위한 조절 밸브, 자동차 자동 변속 장치의 유압 조절 장치, 능동 현가 장치(Active suspension)의 유압 조절 장치 및 자동 제동 장치(automatic braking system)의 압력 조절 장치, 타이어의 적정 내압 유지를 위하여 기체의 흐름을 조절하는 데 적용하거나, 자동차용, 가정용 또는 하나의 실외기에 다수의 실내기가 연결되어 구성되는 멀티(multi-joint)형 에어컨디셔너 등의 실외기 또는 실내기 등의 예와 같이 냉매 등의 유체의 유량 조절, 팽창 및 냉각 성능 조절을 위한 선형 팽창 밸브(linear expansion valve)에 적용하여 냉방(또는 냉각) 성능을 용이하게 임의로 조절할 수 있는 유체 열 교환 장치를 보다 저렴하고, 소형화하여 제공할 수 있다.The control valve for controlling the supercharge pressure of the fuel injection device for an automotive electronic control engine according to the present invention, the hydraulic control device of the automatic vehicle transmission, the hydraulic control device and the automatic braking device of the active suspension (automatic braking system) pressure control device, applied to control the flow of gas to maintain the proper internal pressure of the tire, or multi-joint consisting of a number of indoor units connected to a car, home or one outdoor unit Cooling (or cooling) performance can be easily adjusted by applying to a linear expansion valve for adjusting the flow rate, expansion and cooling of fluid such as refrigerant, such as an outdoor unit or an indoor unit such as a type air conditioner. It is possible to provide a fluid heat exchanger that is inexpensive and miniaturized.

Claims (9)

유체입력단과 유체출력단 사이에 유체가 흐를 수 있는 유로관을 가지는 밸브몸체;A valve body having a flow path tube through which fluid flows between the fluid input end and the fluid output end; 상기 밸브몸체의 외부를 감싸도록 설치되는 권선코일이 내장된 요크하우징;A yoke housing with a winding coil installed to surround the outside of the valve body; 상기 밸브 몸체 내부에 설치되어 유체출력단 측의 유로관에 형성된 오리피스를 개폐하는 샤프트; 및A shaft installed inside the valve body to open or close an orifice formed in a flow pipe of a fluid output end side; And 상기 샤프트의 주위로 영구자석을 일체로 고정하기 위하여 상기 영구자석의 상하에 각각 위치하여 샤프트와 일체로 설치되고, 유체의 흐름을 위한 관통공을 가지는 고정쇄를 포함하는 유량 조절 밸브.In order to integrally fix the permanent magnet around the shaft, the flow regulating valve comprising a fixed chain having a through hole for the flow of the fluid is installed integrally with the shaft, respectively located above and below the permanent magnet. 제1항에 있어서, 영구자석의 기준위치를 설정하기 위해 복원력을 부여하도록 상기 밸브몸체의 외측에 접하여 설치되는 부상용 요크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유량 조절 밸브.The flow regulating valve of claim 1, further comprising a floating yoke installed in contact with the outside of the valve body to provide a restoring force to set a reference position of the permanent magnet. 제1항 또는 제2항에 있어서, 샤프트의 편심방지를 위하여 밸브몸체의 내부에 설치되는 편심방지용 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유량 조절 밸브.The flow regulating valve according to claim 1 or 2, further comprising an eccentric prevention guide installed inside the valve body to prevent eccentricity of the shaft. 제1항에 있어서, 샤프트의 단부는 오리피스의 개폐를 확실하게 하기 위하여 테이퍼 가공된 것을 특징으로 하는 유량 조절 밸브.The flow regulating valve according to claim 1, wherein an end portion of the shaft is tapered to ensure opening and closing of the orifice. 제1항에 있어서, 유체입력단과 유체출력단과 샤프트와 오리피스와 영구자석과 권선코일이 동축 상에 구성되는 것을 특징으로 하는 유량 조절 밸브.The flow regulating valve according to claim 1, wherein the fluid input end, the fluid output end, the shaft, the orifice, the permanent magnet, and the winding coil are coaxial. 제2항에 있어서, 부상용 요크는 영구자석에 대한 설치높이를 변경하여 샤프트의 평형상태를 상개형(常開形), 상폐형(常閉形), 대칭구동형(對稱驅動形) 중 어느 하나로 구현할 수 있는 것을 특징으로 하는 유량 조절 밸브.The method of claim 2, wherein the floating yoke is changed to the installation height of the permanent magnet to change the equilibrium state of the shaft to any one of the upper, upper, and symmetrical driving type. Flow control valve, characterized in that can be implemented. 제1항에 있어서, 오리피스의 단면적을 유체입력단의 단면적보다 좁게 하여, 유체입력단과 유체출력단 사이에 소정의 압력차를 인가된 경우 높은 압력이 걸린 유체입력단의 유체가 오리피스를 지나 상대적으로 낮은 압력의 유체출력단으로 분출되면서 유체를 단열팽창시키는 노즐의 역할을 하되, 상기 샤프트로 오리피스의 개방면적을 조절하여 단열팽창이 발생하는 유체의 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 유량 조절 밸브.The fluid input stage according to claim 1, wherein the cross-sectional area of the orifice is made narrower than that of the fluid input stage so that when a predetermined pressure difference is applied between the fluid input stage and the fluid output stage, the fluid at the high pressure fluid input stage crosses the orifice and has a relatively low pressure. A flow regulating valve, which acts as a nozzle for adiabatic expansion of the fluid while being ejected to the fluid output stage, and adjusts the opening area of the orifice with the shaft to adjust the flow rate of the fluid in which the adiabatic expansion occurs. 제1항에 있어서, 유체입력단의 압력이 유체출력단보다 높아 유체의 흐름이 유체입력단에서 유체출력단으로 흐르는 정방향의 유량 제어와, 유체출력단의 압력이 유체입력단보다 높아 유체의 흐름이 유체출력단에서 유체입력단으로 흐르는 역 방향의 유량 제어가 동시에 가능한 것을 특징으로 하는 유량 조절 밸브.According to claim 1, wherein the pressure at the fluid input stage is higher than the fluid output stage, the flow control in the forward flow flow from the fluid input stage to the fluid output stage, and the pressure of the fluid output stage is higher than the fluid input stage, the fluid flow is higher than the fluid input stage, the fluid input stage Flow control valve, characterized in that the flow control in the reverse direction flowing to the same time possible. 제1항에 있어서, 권선코일에 인가되는 전원은 유량의 연속적 조절을 위한 아날로그신호를 가지는 전원, 또는 유량을 단속적으로 조절하기 위한 디지털신호를 가지는 전원인 것을 특징으로 하는 유량 조절 밸브.The flow control valve according to claim 1, wherein the power applied to the winding coil is a power supply having an analog signal for continuous adjustment of the flow rate, or a power supply having a digital signal for intermittently adjusting the flow rate.
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