KR20080018949A - 유체 유동 제어기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체 유동의 느린 압력 감소를 시간 경과후 측정가능한 유체 유동으로 변형시키는 자기 유동 제어기에 관한 것이다. 일단 스레시홀드 압력 차이에 도달되면, 유동 제어기를 통한 유동 통로는 상대적으로 큰 개구에 대해 신속히 개방하고, 그럼으로써 상기 통로를 통하여 흐르는 높은 흐름의 유체 체적을 발생시키고, 특히 통상의 유동 계량기에서 유체 체적을 측정할 수 있게 한다. 본 발명의 장치는, 이 낮은 흐름을 통합하고 그것을 측정 가능한 유체 흐름로 변형시키고, 그리하여 유체는 그의 최적 에러 범위 내에서 유체 계량기에 의해 측정될 수 있게 된다. 이것은, 허용된 기준 내에 있는 상기 유동 계량기에서의 압력 강하를 지속시키는 동안 달성된다. 그리하여, 본 발명은, 펄스-유사 방식에서, 사실상 높은 흐름 유동과 유동 없는 경우 사이에서 비교적 첨예한 변동을 제공한다.

이동 가능 부재, 자석, 강자성체 정지 부재, 압력 차이, 밀봉 부분, 유체 유동 통로, 복수의 가이드 소자, 복귀 부재

Description

유체 유동 제어기{FLUID FLOW CONTROLLER}

본 발명은 일반적으로 작은 유동을 측정할 수 있는 장치에 관한 것으로, 특히 물의 미소 유동을 측정하기 위한 수량계(water meter)와 함께 사용하기 위한 유체 유동 제어기에 관한 것이다.

시스템에서 다양한 사용자들에 의한 물 사용량을 측정하기 위하여, 각 사용자에게는 그들의 급수 라인에 수량계가 제공되고, 그것은 그 수량계를 통과하는 물의 양을 측정 및 기록한다. 이 측정된 양은, 사용자가 그의 사용량을 추적하는데 사용될 뿐만 아니라, 시 등과 같은 지역 급수자가 대금 청구의 목적으로도 사용될 수 있다.

많은 빌딩에서, 계량기에 의해 측정되기에는 너무 적은 소량의 누수 및 다른 물 수요가 있다. 그러나, 이 유동은 종일 계속되는 것이기 때문에, 측정되지 않은 사용량이 그 빌딩에 공급된 전체 물의 15%에 달할 수 있다. 전통적으로, 이 문제는 계량시스템의 더 높은 등급을 사용함으로써, 즉 등급(B)으로부터 등급(C)으로, 심지어는 등급(D)을 사용함으로써 처리된다. 각 측정 등급은 이점 및 손해를 가진다. 등급(A)로부터 더 높은 등급들로 이동하는 것은 낮은 흐름을 측정하는 계량기의 성능을 극적으로 개량시킨다. 그러나, 그 계량기의 기능의 신뢰성은, 상기 시스템을 이용하는 비용에서처럼, 각 등급이 더욱 높을수록 더 많은 문제가 있게 된다.

이 문제를 처리하기 위한 또 다른 방법은 더 작은 직경, 즉 3/4" 부터 1/2"까지 감소한, 계량기를 활용하는 것이다. 이리하여, 직경이 작아질수록 계량기가 고장 없이 오랜 시간 동안 작동하는 명목상의 체적 값이 더 낮아지도록 하기 때문에, 낮은 흐름을 측정하는 능력이 증가된다. 이 방법의 불리한 점은, 주어진 유동에서 수량계를 통한 압력 강하가 그 직경에 반비례하여 증가한다는 것이다. 그리하여, 더 작은 직경의 파이프들은 상기 계량기를 통하여 받아 들일 수 없는 압력 강하를 생성하기 쉽다. 추가로, 파이프의 직경을 감소시키는 것, 그리하여 결과적으로 압력을 감소시키는 것은, 소비자에게 물 압력의 손실로 귀착되기 쉽다. 이 압력 손실을 방지하기 위하여, 더 큰 공급 압력에서 더 큰 파이프를 필요로 한다. 이것은 매우 높은 기반 시설 비용과 계량기를 통한 낮은 압력으로 인한 에너지 낭비를 의미한다. 그리하여 이 방법들은 측정되지 않는 물 유동의 문제를 다소 줄일 수 있는 반면, 만족할만한 해결책을 제공하지 않고 추가의 문제를 발생시킨다.

오늘날, 다-분사, 단일-분사, 명확한 배수량, 수압 진동 계량기 등과 같은, 수량계의 많은 다른 종류가 사용되고 있다. 각 계량기의 유동 또는 체적 측정의 범위는 이하에 오는 변수에 따라 정의되고 도1에 도시된다. 도1은 통상의 수량계의 흐름(Q)에 대한 퍼센티지 측정 에러를 기술하는 그래프이다. Q_start는 계량기가 그를 통하여 흐르는 체적에 응답하기 시작하는 흐름이다. 측정 에러는 10 퍼센트이기 쉽다. 알 수 있는 바와 같이, 계량기가 전혀 측정할 수가 없으므로, 계량기가 정지해 있는 0 및 Q_start 사이의 범위가 있다. 최소 흐름 Q_min에서부터 더 높은 흐름 Qt(Q_transition)까지, 약 ±5% 에러가 허용될 수 있다. Qt(Q_transition)에서, 측정의 허용가능한 퍼센트 에러는 ±2% 에러 이상일 수 없다. 알 수 있는 바와 같이, Qt에서부터 Q_max(1기압 이하의 압력 강하 시 계량기를 통과하는 가능한 최대 흐름)까지, 측정값은 약 ±2% 이하의 최적의 에러 범위 내에 있다. 알 수 있는 바와 같이, 그러한 계량기에서, 느리고 적은 체적의 유체 유동으로 귀착되는, 느린 누설 Q_leak는 Q_start 또는 Q_min보다 작은 값이기 쉽고, 상기 계량기에 의해 전혀 검출될 수 없을 것이다.

통상의 계량기는 넓은 흐름 범위에 걸쳐 측정하도록 설계되어 있다. 그러나, 이것은 그 범위의 높은 끝 및 낮은 끝에서, 조금이라도 측정된다면, 측정값이 극도로 부정확하다는 것을 의미한다. 특별한 흐름 범위에 대한 더욱 정확한 측정값을 제공하기 위하여, 조합 계량기가 개발되었다. 조합 수량계는, 더 많은 양의 물 유동을 측정하기 위하여 물 본관에 연결될 수 있는 주 계량기 및 더 적은 양의 물 유동을 측정하기 위하여 측 도관에 배치되는 보조 계량기를 포함한다. 이 장치는 일반적으로 제조 및 유지 비용이 매우 비싸다.

측정되지 않는 유체량이 계량기들을 통과하는 것을 방지하기 위한 기계적 장 치가 Meineke에 의한 영국 특허 제2083호에 기술된다. 이 특허는 그들 사이에 배치된 여러 가지 저항을 가지는 주 및 서비스 파이프를 가지는 계량기를 기술한다. 상기 장치는 상기 주 및 서비스 파이프 사이의 밸브를 포함하며, 이는 회전 중량에 의해 가중된 슬롯된 레버에 의해 작동된다. 상기 중량이 외부 위치에 있을 때, 유체 통과에 대한 저항이 크고, 그러나 상기 유체압력이 서비스 파이프에서 감소하기 때문에, 밸브 및 레버는 상승되어서, 상기 중량이 슬롯의 다른 끝으로 미끄러지고, 저항은 감소하고, 그리하여 밸브는 갑작스럽게 개방되게 된다.

자기장에 의해 끌어 당겨지는 영구자석 및 이동성 포핏을 사용하는 밸브가 공지되어 있다. 일반적으로 포핏은 둥글고 밸브 자리로부터 그것을 이동시키고 밸브를 개방하기에 충분한 압력이 생성될 때까지 상기 밸브 자리에 자석에 의해 유지된다. 그러한 하나의 밸브 메커니즘이 유럽 특허 공개 제 925465호에 도시 및 기술된다. 이 출원은, 상기 밸브 메커니즘의 개방 시 쐐기 고정되도록 크기 조절된 적어도 하나의 원형 단면 영역을 구비한 밀봉체를 가지는, 가압-개방되고 자기 폐쇄되는 밸브 메커니즘을 기술한다.

그러한 장치의 또 다른 예는 Morris 등에 의한 미합중국 특허 제 5,320,136호에 도시된다. 이 특허는 밸브체, 내부 배치된 이동성 포핏, 및 자석을 가지는 자기 동작되는 체크 밸브를 기술한다. 포핏 상에 작용하는 액체 압력이 최소 스레시홀드값 보다 낮은 경우, 상기 포핏은 자석으로 끌어 당겨지고, 파이프를 폐쇄시킨다. 액체의 느린 유동이 계속되면, 액체가 모이게 되고 모인 액체의 압력이 자기력을 초과하여 포핏을 개방 위치로 이탈시킬 때까지 상기 포핏에 의해 보유될 것이 다. 이 포핏 및 자석은 자기으로 끌어 당겨진 입자들을 트랩하고 그들이 밸브 안착 영역으로 흐르는 것을 막도록 그렇게 구성되어 있다.

이들 통상의 밸브에서, 포핏의 이동은 비교적 작은 표면 영역에 대해 즉시 밸브 자리를 개방하고, 포핏이 밸브 자리로부터 더 이상 멀리 이동하지 않을 때까지, 포핏을 끌어당기는 자기력과 포핏 상에 작용하는 유체 압력을 감소시키는 자기력 사이에 평형 상태가 될 때까지 밸브를 통한 액체의 작은 유동을 허용한다. 그리하여, 이 밸브들은 통상의 수량계에 의해 측정하기에 충분히 큰 유동들을 제공하지 않는다.

통상의 자기 밸브 메커니즘은 개방 위치에서 평형을 이루도록 설계된다. 그리하여, 유체 압력이 자기장의 힘을 초과할 때, 상기 포핏은 밸브 자리로부터 이동되고, 작은 유체 유동 개방 및 압력에서의 낮은 감소를 형성한다. 동시에, 포핏이 이동될 때, 자기장의 힘은 감소되고, 그리고 스레시홀드 값 이상에서 밸브를 통하여 상대적으로 안정된 유체 유동이 있는 한, 포핏이 개방 위치에서 평형 상태에 도달된다.

미합중국 특허 제 6,317,051호로부터, 고압 하에서 파이프를 통하여 흐르는 물을 가지는 파이프 배관 시 누설의 존재를 측정하기 위한 물 유동 모니터링 시스템이 공지되어 있다. 상기 시스템은 파이프에 장착된 유동 모니터, 상기 유동이 미리-선택된 시간 구간 동안 계속되었을 때 또는 물의 양이 미리-선택된 축적 체적 스레시홀드값을 초과한 때를 측정하기 위하여 타이머 또는 축적 체적 계량기로 구성된 제어기, 및 파이프를 통한 유동을 멈추도록 밸브가 작동되는 그때에, 유동 속 도에서의 변화에 대해 응답하는 로직 성분을 포함한다. 이 해결책은 매우 복잡하고 제조 및 유지 비용이 매우 비싸다.

따라서, 허용가능한 퍼센트 에러를 가지는 통상의 계량기에서 측정될 수 있는, 측정가능한 흐름으로 방출되기에 충분한 체적이 있을 때까지 유체의 유동을 막고 적은 유체량을 모으는 장치에 대한 필요성을 오랫동안 느껴왔으며, 그러한 장치 는, 그 위에 작용하는 유체 압력이 떨어질 때, 유동 통로를 신속히 폐쇄하는 것이 바람직할 것이다.

본 발명에 따르면, 저압의 입구 유동을 소정의 스레시홀드 압력에 대한 시간경과 후에 더 높은 압력의 유체 체적으로 변형시키고, 측정가능한 높은 흐름의 출구 유동을 제공하기 위하여 유체 통로를 제어하는 자기 유동 제어기가 제공된다. 그리하여, 이 유동 제어기는, 상기 체적이 사실상 통상의 유동 계량기의 최적의 측정 범위 내에 있을 때 유동 측정을 허용할 수 있고, 그리하여 측정 에러가 최소화될 것이다.

따라서, 본 발명은, 자석을 구비한 유체 유동 통로, 상기 통로 내에 배치된 이동 가능한 자기 밀봉 부재를 포함하는 자기 유동 제어기로서, 상기 이동 가능 부재 및 유체 유동 통로는 상기 유동 통로를 통하여 상기 이동 가능 부재의 제1 이동 중에 밀봉된 상태로 남아 있도록 형상화되고, 그럼으로써 상기 이동 가능 부재 상에 작용하는 유체 체적 및 압력을 점차적으로 축적하고, 그리고 상기 통로를 통하여 측정가능한 유체 체적을 발생시키기 위하여, 상기 밀봉부를 완전히 급속히 개방시키도록 형상화된 그러한 자기 유동 제어기를 제공한다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 유동 제어기는, 이동 가능 부재가 상기 자석을 향하여 복귀할 수 있도록 적용 및 구성되는 복귀 소자를 추가로 포함한다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 유동 제어기는, 상기 이동 가능 부재 및 조절 나사의 결합 지점을 결정하기 위하여 상기 정지 부재에 장착되고 상기 자석에 결합된 조절 나사를 추가로 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유동 제어기는, 강자성체를 구비한 유체 입구 및 유체 출구 사이의 밀봉 벽, 상기 유체 통로에 밀봉 가능하게 배치된 자기으로 끌어 당겨지는, 이동 가능한 밀봉 부재를 형성한 유체 통로를 포함하고, 상기 밀봉 벽 및 밀봉 부재는 상호작용 윤곽선을 가지며, 이는 상기 유동 통로를 통하여 상기 이동 가능 부재를 슬라이딩 이동할 수 있도록 하는 한편, 상기 통로를 통하여 측정가능한 체적/유체 유동의 펄스를 허용하고 갑작스런 압력 강하를 형성할 수 있도록, 상기 이동 가능 부재가 상기 밀봉 벽으로부터 이탈되고 유체 입구로부터 멀리 가속되는 지점에서, 상기 감소된 자기장을 초과하는 소정의 압력차에 도달될 때까지, 상기 밀봉 벽 및 밀봉 부재 사이의 밀봉 상태를 유지시킨다.

본 발명의 추가의 실시예에 따르면, 상기 유동 제어기 내에서의 상기 이동 가능 부재의 운동은 히스테리시스 운동임에 특징이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이동 가능 부재는, 상기 밀봉벽을 따라 이동할 수 있도록 하는 한편 상기 밀봉상태를 유지시키는 일정한 직경의 중앙 연장부를 구비한 유체 역학적 형상을 가진다. 이 중앙부는, 번갈아, 유체 펄스의 체적을 제어하는 상기 이동 가능 부재의 히스테리시스 운동을 제어한다.

본 발명은 도면과 함께 취해진 이하의 상세한 설명으로부터 추가로 이해 및 인식될 것이고, 여기서:

도 1은 통상의 수량계의 흐름(Q)에 대한 퍼센티지 측정 에러를 도시하는 그래프;

도 2a는 폐쇄 및 밀봉된 방향에서의, 본 발명의 일 실시예에 따라 구성되고 동작되는 유체 유동 제어기의 개략도;

도 2b는 B-B선을 따라 취해진 도 2a의 단면도;

도 2c는 개방 및 비밀봉 방향에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 유동 제어기의 개략 측단면도;

도 2d는 폐쇄 및 밀봉 방향에서의, 본 발명의 일 실시예에 따라 구성되고 동작되는 유체 유동 제어기의 개략 측단면도;

도 3은 이동하나 밀봉 방향에서의 도 2에 따른 유체 유동 제어기의 개략도;

도 4는 추가의 이동하나 밀봉 방향에서 도 2에 따른 유체 유동 제어기의 개략도;

도 5는 개방 및 비밀봉 방향에서 도 2에 따른 유체 유동 제어기의 개략도;

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에서 이동 가능 부재의 히스테리시스 곡선 을 도시한 그래프;

도 7은 본 발명에 따른 장치에 의해 발생되는 시간 경과에 대한 흐름을 도시한 그래프;

도 8은 수량계에 장착된 본 발명에 따른 유체 유동 제어기의 개략도; 및

도 9는 선택적 수량계에 장착된 본 발명에 따른 유체 유동 제어기의 개략도.

본 발명은 유체 유동의 느린 압력 감소를 시간 경과후 측정가능한 유체 유동으로 변형시키는 자기 유동 제어기에 관한 것이다. 일단 스레시홀드 압력 차이에 도달되면, 유동 제어기를 통한 유동 통로는 상대적으로 큰 개구에 대해 신속히 개방하고, 그럼으로써 상기 통로를 통하여 흐르는 높은 흐름의 유체 체적을 발생시키고, 특히 통상의 유동 계량기에서 유체 체적을 측정할 수 있게 된다. 본 발명의 장치는, 이 낮은 흐름을 통합하고 그것을 측정 가능한 유체 흐름(단시간에 걸쳐 흐르는 높은 체적)로 변형시키고, 그리하여 유체는 그의 최적 에러 범위 내에서 유체 계량기에 의해 측정될 수 있다. 이것은, 허용된 기준(즉, 최대 용량에서 다-분사 계량기에 대해 1기압 이하) 내에 있는 유동 계량기에서의 압력 강하를 지속시키는 동안 달성된다. 그리하여, 본 발명은, 상기 제어기 하류의, 펄스-유사 방식에서, 사실상 높은 흐름 유동과 유동 없는 경우 사이에서 비교적 첨예한 변동을 제공한다.

도 2a, 2b, 2c 및 2d는, 폐쇄 및 밀봉된 방향에서, 그리고 유체 유동 파이 프(11) 내에 배치된, 본 발명의 일 실시예에 따라 구성되고 동작되는 자기 유동 제어기(10)의 개략 측면도 및 단면도들이다. 유동 제어기(10)는 유체 입구(14) 및 유체 출구(16)를 가지는 본체(20)를 통과하는 유체 유동 통로(12)를 포함한다. 유체 입구(14)는 유체원, 예를 들면 급수원에 연결된다. 유체 출구(16)는 하류, 예를 들면 소비자, 예를 들면, 가옥 내의 급수 파이프라인에 연결된다. 도시된 실시예에서, 유체 입구(14)는 강자성체 정지 부재(18)를 포함하고, 이는 강자성체를 포함하거나 또는 강자성체 물질로 형성될 수 있다. 정지 부재(18)는 본체(20)에 부착되고, 1이상의 밀봉 부재를 포함하며, 여기서 환형 밀봉 부재(19)로서 도시된다.

환형 부재일 수 있는, 밀봉 부재(22)는, 여기서 일정한 직경 부분과 내벽(23)을 가지는 연장된 밀봉 부재로서 도시되며, 본체(20)에 장착된다. 복수의 가이드 소자(24)가 유동 통로(12)의 길이를 따라 본체(20) 내에 설치되거나, 또는 본체(20)가 내부 가이드 소자를 또한 포함하도록 구성될 수도 있다. 본체 부재(20)의 하류 끝에는 출구 정지 부재(26)가 배치되며, 그것은 지지 소자들(28)에 의해 본체(20)에 장착되어 있고, 그 사이에서 유체는 유체 출구(16) 외부로 흐른다.

이동 가능 부재(30)는, 가이드 소자들(24) 사이에서 유동 통로(12) 내에 배치되고, 밀봉 부재(22)의 내벽들(23) 사이에서 이동하도록 배열된다. 이동 가능 부재(30) 및 밀봉 부재(22)는, 상기 이동 가능 부재의 이동 속도를 증가시키기 위하여, 선택된 거리에 걸쳐 상기 이동 가능 부재(30)가 밀봉 부재(22)에 대하여 상대적으로 이동하면서, 유체 밀봉을 제공하도록 구성된다. 이것은, 상기 밀봉 결합이 해제되면, 상기 이동 가능 부재는 상기 입구로부터 멀어지도록 계속 이동하고 상기 유체 유동 통로의 신속하고 완전한 개방을 제공하도록, 그렇게 상기 이동 가능 부재를 가속시키게 한다. 기술된 실시예에서, 이동 가능 부재(30)는 정지 부재(18)에 대향하여 안착하고 상기 폐쇄 방향에서 유동 통로(12) 내로의 유체 유동을 막도록 적용 및 구성된다. 바람직하게는, 상기 이동 가능 부재(30)는, 상기 유동 통로가 개방 상태에 있을 때, 유체 유동을 방해하지 않도록 유체역학적 형상을 가진다. 도시된 실시예에서, 이동 가능 부재(30)는 사실상 일정한 직경의 부분(32)을 포함하고 여기서 실린더형 부분으로서 도시된다. 실린더형 부분(32)은, 그것과 상기 밀봉 부재(22)가 서로 적어도 부분적으로 일치화되는 한, 상기 밀봉 부재(22)를 따라 미끄러지도록 그리고 그와 밀봉 상태로 맞물리도록 적용 및 구성된다. 이동 가능 부재(30) 및 밀봉 부재(22) 중 어느 하나 또는 둘 다는, 상기 이동 가능 부재가 속도를 증가시키도록, 상기 연장부분을 따라 밀봉 결합을 유지하는 동안 상대적 이동을 허용하는 연장부를 포함할 수 있음이 인식될 것이다.

도 2d에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 이동 가능 부재(30)의 적어도 한 부분(32)이 본체(20)와 밀봉 결합하기 위한 밀봉 물질(45)을 포함하며, 그리하여 밀봉 부재(22)에 대한 필요성을 없앤다. 밀봉 물질(45)을 포함하는 이동 가능 부재(30)의 부분(32)은, 상기 이동 가능 부재의 이동 속도를 증가시키기 위하여, 이동 가능 부재(30)가 선택된 거리에 걸쳐 본체(20)에 상대적으로 이동하는 동안 유체 밀봉을 제공하도록 구성된다. 도 2d에 도시된 바와 같이, 부분(32)의 밀봉 물질(45)은, 상기 이동 가능 부재(30)가 폐쇄 및 밀봉 방향에 있을 때, 본체(20)와 밀봉 결합 상태에 있다.

자석(34)이 이동 가능 부재(30)에 장착되거나, 또는 이동 가능 부재(30)가 자기 물질로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 자석 회로를 폐쇄시키기 위하여, 강자성체 물질 편(36)이 상기 이동 가능 부재(30)에, 자석(34) 근처에, 또한 장착된다.

바람직하게는, 복귀 부재(38)가 이동 가능 부재(30)에 연관된다. 상기 복귀 부재(38)는, 상기 이동 가능 부재가 완전 개방 방향으로부터 정지 부재(18)를 향하여 뒤로 이동할 수 있도록 구성 및 배치된다. 기술된 실시예에서, 상기 복귀 부재(38)는 이동 가능 부재(30) 상의 숄더(39) 및 정지 부재(26) 사이에서 바이어스된 압축 스프링이다. 택일적 실시예에 따르면, 복귀 부재(38)는, 정지 부재(26) 내에 또는 근처에 배치되고 이동 가능 부재(30) 내에서 상기 자석(34)을 밀어내는 자기력을 생성시키기 위하여 배열되는 금속 본체 또는 또 다른 자석(미도시)일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 자석 센서(31)는 상기 유동 제어기 근처에서 결합된다. 센서(31)는 리드 스위치, 또는 코일, 또는 다른 적절한 센서일 수 있고, 그것은 상기 이동 가능 부재의 이동을 검출할 수 있고 그에 대응하는 출력 신호를 제공할 수 있다. 센서(31)는 바람직하게는 컴퓨터(33), 또는 상기 센서에 의해 제공된 컴파일링 데이터 및 출력 신호를 수신하기 위한 다른 장치에 결합된다. 이 데이터는 이동 가능 부재(30)의 이동이 누설의 존재를 나타내는지 어떤지를 결정하도록 처리된다. 원한다면, 컴퓨터(33)는 얼람 또는 다른 누설 표시 등과 같이 경고를 제공하기 위한 제어기(35)에 결합될 수 있다.

본 발명의 택일적 실시예에 따르면, 상기 자석은 상기 입구 내의 정지 부재 에 장착될 수 있고, 그리고 상기 이동 가능 부재는 강자성체 물질로 만들어질 수 있으며, 또는 둘 다 자석을 포함할 수 있다는 것이 인식될 것이다. 유일한 필요 조건은, 유체 유동의 부재시 이동 가능 부재를 상기 정지 부재와 밀착 접촉한 상태로 유지하기에 충분히 강한 자기력이 둘 사이에 생성되고, 그것은 상기 이동 가능 부재가 상기 정지 부재로부터 멀리 이동할 때 점차적으로 감소한다는 것이다.

도 2c에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따르면, 정지 부재(18)는, 상단 개방 단부(미도시) 및 바닥 개방 단부(15), 측벽들(17)을 가지는 대략 실린더형 하우징(13) 내에 배치된 조절 나사(37), 하우징(13)의 상단 개방 단부를 밀봉시키기 위하여, O-링 밀봉부(27)를 고정시키기 위한 환형 홈을 포함하는 대략 실린더형 돌출부(25)를 가지는 캡(21)을 추가로 포함한다. 하우징(13)은 여러 가지 기하학적 형상 및 밀봉부(27)로 구성될 수 있고; 캡(21) 및 돌출부(25)는 상기 하우징(13)의 상단부를 밀봉시키도록 적절히 형상화될 수 있다.

추가로 도 2c에 도시된 실시예에 따르면, 하우징(13)은 환형 나사 나삿니부(41)를 가지는 조절 나사(37)에 결합된 자석(29)을 고정시키도록 적용 및 구성된다. 바람직하게는, 조절 나사(37)는 자기 인력을 향상시키고 자석(29) 부식으로부터 보호하기 위하여 비-부식성 강자성체 물질로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 조절 나사(37)에 대한 자석(29)의 결합은 단순한 자기 인력에 의하여 달성될 수 있다. 조절 나사(37)는 하우징(13) 내에 배치되고 바닥 단부(15)에 인접한, 측벽(17) 내에 보완적 환형 나사 나삿니(43)에 의하여 지지된다. 조절 나사(37)는 상기 조절 나사의 상단면 상의 스크류드라이버 홈(39) 내에 배치된 스크류드라이버의 회전에 의하여 양 방향으로 하우징(13) 내에서 수직축을 따라 전위될 수 있다. 조절 나사(37)를 전위하는 것은 이동 가능 부재(30) 및 조절 나사(37)의 결합 지점을 결정하기 위하여 제공된다. 바람직하게는, 조절 나사(37)의 바닥면은 이동 가능 부재(30)의 상단면을 사실상 완전히 결합하도록 적용 및 구성된다. 조절 나사(37)가 바람직하게는 강자성체 물질로 형성되기 때문에, 이동 가능 부재(30)가 자석(29)에 더잘 끌어 당겨지도록 하기 위하여 그를 통한 자기력의 전도에 대해 전도성이 있다는 것이 인식될 것이다. 조절 나사(37)를 회전시킴으로써, 이동 가능 부재(30)의 바닥면 및 상단면 사이의 결합은 자석(29) 및 이동 가능 부재(30) 사이의 자기 인력을 최대화하여 최적화될 수 있게 된다. 추가로, 조절 나사(37)를 전위하는 것은 자석(29)을 그와 함께 이동 가능 부재(30)에 더 가깝거나 더 멀리 전위할 수 있게 하고 그리하여, 그들 사이의 자기 인력을, 원하는 대로, 증가 또는 감소시킬 수 있게 된다.

이동 가능 부재(30) 및 조절 나사(37)의 결합 지점을 결정함으로써 이동 가능 부재(30)의 부분(32) 및 밀봉 부재(22) 사이의 결합면이 또한 결정된다. 그리하여, 조절 나사는 그들 사이에 밀봉 결합을 최적화하는데 사용될 수 있다. 조절 나사(37)는, 덜 정밀하고 그리하여 더 싼 구성 성분의 본 발명에 따른 유동 제어기를 구성할 수 있도록 하면서도 또한 자석(29) 및 이동 가능 부재(30) 사이의 우수한 자기 인력 뿐만 아니라 우수한 밀봉을 가진다는 것이 더욱 인식될 것이다. 바람직하게는, 하우징(13)은 비-부식성 물질로 형성되고, 자석(29)이 부식되는 것을 막기 위하여 캡(21) 및 조절 나사(37)에 의하여 사실상 밀봉된다.

본 발명의 이 실시예의 동작이 도 2a, 3, 4 및 5를 참조로 하여 이제 기술될 것이다. 도 2a는 폐쇄 및 밀봉 방향에서의 본 발명의 장치를 도시한다. 상술된 바와 같이, 이동 가능 부재(30)는 입구 정지 부재(18)에 대항하여 안착되고 그리하여, 공급 압력(Ps)에서 유체는, 유체 입구(14)의 외부에, 이동 가능 부재(30)의 상부에 트랩된다. 소비자에 의해서처럼 다량의 유체가 사용되거나 하류로 빠져나갈 때, 유동 통로(12) 내부의 압력이 감소되고, 그리하여 유체 입구(14)를 가로질러 압력 차이를 생성할 것이다. 수도 꼭지를 개방하는 등에 의하여 다량의 유체가 사용될 때, 압력 차이는 크고, 이동 가능 부재(30)는 유동 통로(12) 내로 급속히 이동하고, 그럼으로써 상기 유동 제어기 내로 그리고 그를 통하여 유체의 유입을 허용한다. 요구가 남아 있는 한, 압력 차이가 남아 있고, 유체는 계속하여 이동 가능 부재(30)에 대해 가압하고 그 주위를 흐르며, 알려진 바와 같이 상기 유동 통로를 통하여 흐른다.

그러나, 상기 유동 제어기의 하류에서의 누설 또는 작은 유체 유동이 있는 경우, 압력 차이는 작고 매우 느리고 점차적으로 축적되며, 그리고 자기력은 상기 정지 부재에 대하여 상기 이동 가능 부재를 고정시키도록 작용하고, 그래서 상기 이동 가능 부재는 이동하지 않는다. 상기 압력차가 증가하기 때문에, 유체 출구 방향에서 이동 가능 부재(30) 상에 작용하는 압력 차이의 힘이 유체 입구의 방향에서 이동 가능 부재(30) 상에 작용하는 자석의 힘과 동일한 스레시홀드에 도달하게 될 것이다. 이 스레시홀드를 통과하면, 이동 가능 부재(30)는 유동 통로(12)를 통하여 상기 유체 출 쪽으로 이동하기 시작할 것이다.

이동 가능 부재(30) 및 유동 통로(12) (또는 상기 유동 통로 내 밀봉 부재(22))는 상기 이동 가능 부재가 그들 사이에서 밀봉부를 밀봉 해제하지 않으면서 상기 유동 통로를 통하여 기-선택된 거리를 이동할 수 있도록 형상화되는 것이 본 발명의 특별한 구성이다. 이 실시예에서, 이것은 사실상 상수 직경의 부분(32)에 의해여 제공된다. 그리하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 이동 가능 부재(30)의 실린더형 부분(32)은 밀봉 결합된 상태에서 밀봉 부재(22)를 따라 이동한다. 이것은, 본 발명의 상기 유동 제어기에서 상기 유체 입구를 통한 압력 차이가, 상기 유동 통로가 상기 포핏의 이동 다음에 곧 바로 개방되는 통상의 자기 장치와는 달리, 상기 유동 통로를 개방시키지 않고 계속하여 증가한다.

이동 가능 부재(30)가 상기 유체 입구를 통한 압력 차이로 인하여 정지 부재(18)로부터 멀리 이동하기 때문에, 정지 부재(18) 내의 강자성체 및 이동 가능 부재(30) 내의 자석(34) 사이의 자기장의 힘은 더 작아지게 된다는 것이 인식될 것이다. 상기 유동 입구의 방향에서 작용하는 자기력에서의 이 감소는, 상기 유체 입구를 개방하도록 작용하는 물 체적의 압력으로 인하여 상기 출구 방향에서의 힘의 증가와 함께 작용하는데, 상기 유동 통로(12)를 통하여 상기 유체 출구(16) 쪽으로 상기 이동 가능 부재(30)의 이동을 가속하는 역할을 하고 상기 이동 가능 부재(30)가 상기 입구로부터 멀어지도록 이동하는 속도를 증가시키고, 그렇기 때문에, 그것이 상기 밀봉 부재(22)로부터 이동하는 거리를 증가시킨다.

그리하여, 이동 가능 부재(30)는 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 유동 출구 방향에서 계속 이동한다. 알 수 있는 바와 같이, 이동 가능 부재(30)는 선택 된 거리를 통하여 유동 통로(12)로 이동하였고, 밀봉 부재(22) 및 이동 가능 부재(30)의 내벽들의 보완 형상으로 인하여, 상기 밀봉은 그들 사이에서 아직 개방되지 않는다. 이 거리는 밀봉 부재(22) 및 이동 가능 부재(30) 사이의 밀봉 결합의 길이에 의하여 결정된다. 이 길이는, 상기 이동 가능 부재(30)가, 출구 방향으로 이동하는 동안, 유동 통로(12)가 개방되는 지점을 넘어 그 이동을 계속하기에 충분한 속도까지 증가될 수 있도록, 그렇게 선택된다. 그 속도로 인하여, 상기 이동 가능 부재(30)는 정지 부재(18)로부터 멀어지도록 이동하고, 그리하여 이동 가능 부재(30)를 반대 방향으로 압박하는 자기력은 감소되고 상기 이동 가능 부재는 상기 출구 방향에서 그 이동을 계속할 수 있다. 상기 이동 가능 부재(30)는, 상기 차이 압력이, 상기 통로를 통한 유체 유동으로 인하여 감소한다 하더라도, 자기력보다 더 크게 남아 있을 수 있도록 하기 위하여 충분한 거리를 이동하도록 허용된다. 이리하여, 본 발명에 따른 상기 유동 제어기는, 상기 이동 가능 부재(30)가 유동 통로(12)의 폐쇄 및 개방 위치들 사이에서 진동하는 것을 방지한다(유체 출구(16)의 방향으로 이동하는 상기 이동 가능 부재(30) 상에서의 그 차이 압력에 의해 가해지는 힘을 방해하기에 여전히 충분히 강한 자기력에 의해 발생되는, "수색"으로 알려진 현상).

자기장의 힘의 영향이 더 작아지고, 한편 출구 방향에서 작용하는 압력이 동일하거나, 더 큰 상태로 남아 있기 때문에, 이동 가능 부재(30)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 가속된 속도로 밀봉 부재(22)를 지나 비밀봉 위치로 이동한다. 이동 가능 부재(30) 및 유동 통로(12)는 상기 유동 경로가 상대적으로 큰 표면 영역을 가 지는 사실상 완전한 개구로 갑자기 개방하고, 이동 가능 부재(30) 둘레에서 그리고 상기 유동 통로를 통하여 높은 흐름로 이전에 트랩된 유체의 급속한 유동을 허용하고 그리고, 상술된 바와 같이, 상기 이동 가능 부재는 상기 자기력이 곧 바로 방향을 변화시키고 유동 통로를 폐쇄시키기에는 충분하지 않을 정도로 상기 밀봉 부재로부터 충분히 멀리 있게 되도록 그렇게 설계된다. 유체역학적 형상의 이동 가능 부재를 구비한 넓은 통로를 가지는 본체의 이러한 설계는 상기 장치를 통한 비교적 작은 헤드 손실을 제공하고 난류를 방지한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 유동 제어기는 유동 계량기(미도시)와 연관되고, 상기 유동 제어기에 의해 발생된 높은 흐름은 상기 유동 계량기의 최적의 측정 범위 내에 있도록 설계된다.

이 단계에서, 그 철회된 하류를 대체할 충분한 양의 유체가 상기 유동 통로를 통하여 흘렀고, 압력(Pc)은 증가하며, 그래서 Ps가 다시 한번 Pc와 동일해 질 때까지, 상기 이동 가능 부재(30) 상에 작용하는 압력 차이는 줄어든다. 이제 출구 방향에서 상기 이동 가능 부재 상에 작용하는 압력 차이는 사실상 없고, 자기장은 자석 상에 작용하기 시작하고, 상기 이동 가능 부재를 상기 유체 입구 쪽으로 다시 끌어 당긴다. 그것이 유체 입구에 접근할 때, 상기 이동 가능 부재 상에 작용하는 자기력은 계속적으로 증가하여, 상기 이동 가능 부재를 입구쪽으로 가속할 수 있게 한다. 추가로, 존재한다면, 복귀 부재(38)는 이제 이동 가능 부재(30) 상에 작용하여 그것을 정지 부재(18) 방향에서 뒤로 압박한다. 기술된 실시예에서, 스프링(38)은 이동 가능 부재(30)를 정지 부재(18) 쪽으로 압박한다. 상기 이동 가능 부 재(30)가 정지 부재(18) 쪽으로 이동할 때, 상기 이동 가능 부재 상에 작용하는 자기장의 힘은 증가하는 한편 압력 차이는 작은 상태로 남아 있다. 이리하여, 상술된 바와 같이, 상기 압력 차이가 다시 축적될 때까지, 이동 가능 부재(30)는 완전히 개방된 방향으로부터 밀봉 및 그 다음 폐쇄 방향으로 가속된다. 이것은 상당한 양의 유체가 유동 통로(12)를 통하여 검출되지 않고 흐르는 것을 막아 준다.

상기 이동 가능 부재 상에 작용하는 힘은, 상기 이동 가능 부재가 상기 유동 통로를 우선 개방시키는 방향에서, 그리고 그 다음 상기 유동 통로를 폐쇄시키는 방향에서 가속되도록 하고, 그리하여 계량기의 측정가능한 범위 내의 흐름 값의 펄스들로 상기 유동 제어기를 통한 유체의 통과를 허용한다는 것이 본 발명의 특별한 특징이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 누설 상태 하에서 정지 부재(18)로부터 그리고 그로의 상기 이동 가능 부재(30)의 이동은 히스테리시스 이동의 특징이 있다. 그러한 히스테리시스 곡선의 일 예의 개략적 설명이 도 6에 도시된다. 지점(40)은 도 2에 대응하고, 여기서 상기 이동 가능 부재는 상기 정지 부재에 대향하여 안착하고 상기 유동 제어기는 폐쇄 및 밀봉된다. 이 위치에서, 상기 입구를 가로질러 압력 차이가 없고, 그래서 상기 이동 가능 부재 상에 작용하는 힘의 합이 사실상 영이고, 상기 이동 가능 부재(30)는 이동하지 않는다. 상기 이동 가능 부재 상에 작용하는 힘의 합이 방정식

∑F_i=F_s-F_mag-F_k+△P*A

에 의하여 사실상 기술될 수 있고, 여기서 F_s는 상기 이동 가능 부재 상에 작용하는 정지 부재(18)의 힘이며, F_mag는 자기력이고, F_k는 복귀 소자의 힘이고, △P는 P_s-P_c와 같고, 그리고 A는 압력이 작용하는 상기 이동 가능 부재의 면적이다.

상기 유동 제어기의 하류에 누설이 있을 때, 상기 압력 차이(P_s-P_c)는 천천히 증가하기 시작하고, 그러나 상기 이동 가능 부재는 자기장의 힘 및 복귀 힘이 상수이기 때문에 여전히 이동할 수 없는 한편, 정지 부재(18)의 힘은 상응하는 양을 감소시킨다. 압력 차이, 더하기 상기 유동 통로에 작용하는 임의의 다른 힘이 상기 자석 및 상기 유동 통로를 폐쇄시키는 복귀 부재의 힘보다 큰 값이기 때문에, 상기 이동 가능 부재는 이동하기 시작한다. 상기 이동 가능 부재가 이동하기 시작하기 때문에, 압력 차이가 증가하는 한편 자기력은 감소하고, 곡선 상에서 화살표(44)에의해 도시된 바와 같이, 상기 이동 가능 부재는 출구를 향하여 가속된다. 상기 이동 가능 부재는, 정지 부재(18)로부터의 거리(X)가 L_H와 같아질 때까지, 상기 밀봉을 유지시키면서, 계속 가속되며, 여기서 L_H는 상기 이동 가능 부재가 상기 유동 통로를 비밀봉하기 전에 이동하는 거리이다. L_H는 상기 히스테리시스 효과의 생성시 중요한 파라미터이고, 상기 이동 가능 부재 및 유동 통로 또는 밀봉 부재의 보완적 형상들의 결과이다. 파라미터(L_H)는 누설 상태 하에서 개방 방향에서 상기 이동 가능 부재의 평형 상태를 막기에 충분히 크고 탐색(상기 유동 제어기의 급속한 개방 및 폐쇄)을 막기에 충분히 크다.

L_H 이후, 압력 차이는 점차적으로 강하하고, 상기 이동 가능 부재 상에 작용하는 주요 힘은 자기력이 되는데, 그것은, 상기 이동 가능 부재가 지점(48)에서, 정지 부재로부터 상기 이동 가능 부재의 최대 변위인, X_max에서 정지하기까지, 참조 화살표(46)를 가지는 곡선에 의하여 도시된 바와 같이, 상기 유체 출구를 향한 상기 이동 가능 부재의 이동을 늦춘다. 이 지점에서, 기술된 실시예에서, 상기 이동 가능 부재는 상기 정지 부재(26)를 치게 되고 더 이상 이동할 수 없다. 이 단계에서, 상기 복귀 부재로부터 수용된 부스트와 함께, 자기장의 증가하는 힘(F_mag)은, 상기 이동 가능 부재 상에 작용하는 힘의 한 단계 증가를 제공하고, 상기 이동 가능 부재의 이동 방향을 역전시킨다. 참조 부호(50)에 도시된 바와 같이, 상기 이동 가능 부재는 이제, 곡선 상의 화살표(52)에 도시된 바와 같이, 정지 부재(18)를 향하여 다시 가속된다. 상기 이동 가능 부재가 상기 정지 부재(18)를 치게 되면, 상기 이동 가능 부재 상에 작용하는 임들의 합은, 곡선 상의 화살표(54)에 의해 도시된, 한 단계 강하에서 원래 값으로 강하한다. 장치를 통하여 정상적인 물 유동이 있을 때, 그것은 상기 유동을 방해하지 않기 위하여 개방된 상태에 남아 있다는 것이 인식될 것이다. 그러나, 통상 계량기에 의하여 측정되지 않는, 느린 유동 동안, 상술된 장치는 흐름이 0부터 Qt까지 사실상 펄스 형태로 동요하도록 하고, Qt의 범위 내에 펄스 부분 동안 통상의 계량기에 의한 상대적으로 낮은 흐름의 측정을 위하여 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 의하여 생성된, 시간에 대한 유체 통로를 통과하는 흐름의 개략적 그래프상 설명이 도 7에 도시된다. 계량기에 의해 최소 에러로 츨정될 수 있는 흐름 값은 Qt이다. 알 수 있는 바와 같이, Q_leak는 이 범위 내에서 측정되기에 너무 작은 값이다. 본 발명의 유동 제어기는 낮은 흐름(Q_leak)를 통합하고 그것을 Qt 범위 내의 유체 흐름의 펄스로 변형시킨다. 상기 흐름의 급속한 증가(62)는 상기 유체 유동 통로(도 6에서 화살표(46)에 의해 나타내어짐)의 급속하고 넓은 개방의 결과인 한편, 펄스(60)의 비교적 첨예한 강하(64)는 입구(X_max 및 L_H 사이의 곡선(50)에 의해 나타내어짐)의 급속한 폐쇄의 결과이다. 이동 가능 부재(30)의 부분(32) 및/또는 밀봉 부재(22)의 일정한 직경 길이는 Qt에서 펄스의 폭(66)을 결정짓는다.

바람직하게는 본 발명의 장치는 그것이 유체 유동 파이프를 절단하지 않고 현존하는 공급라인 내에 장착될 수 있도록 하기 위하여 크기 형성된다. 도 8 및 9는 수량계 라인 내에 장착된 본 발명의 유동 제어기의 두 실시예에 대하여 도시한 도들이다. 알 수 있는 바와 같이, 상기 유동 제어기가 적절한 동작 위치에 장착될 수 있도록 하기 위하여, 플랜지(70)가 자기 유동 제어기의 어느 한 단부에 설치될 수 있다. 도 8의 실시예에서, 상기 유동 제어기(72)는 상기 유동 제어기의 유체 출구에 인접한 장착 플랜지를 가진다. 이 실시예는, 내부에 유동 제어기가 끼워 맞춰질 수 있는 출구 파이프를 가지는 계량기에 적절하다. 택일적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 장착 플랜지(70)는 유동 제어기(74)의 유체 입구에 인접하여 제공될 수 있다. 이리하여, 유동 제어기는, 계량기에서 보다는, 레코드에 의하여 단단히 장착 될 수 있다.

본 발명이 제한된 수의 실시예에 대하여 기술하였으나, 본 발명의 많은 변화, 변형 및 다른 적용이 만들어질 수 있음이 인식될 것이다. 또한, 본 발명은 단순히 예로서 이상에서 기술된 사항들로 한정되지 않는다는 것이 인식될 것이다. 오히려, 본 발명은 다음에 오는 청구범위에 의하여만 제한된다.

Claims (18)

1. 자기 유동 제어기에 있어서,

   입구 및 출구를 갖는 유체 유동 통로;

   상기 입구를 횡단하여 장착된 정지 부재; 및

   상기 정지 부재에 인접하여 상기 통로에 배치된 이동 가능 부재를 포함하며,

   상기 유동 통로를 폐쇄 및 밀봉하기 위하여 상기 이동 가능 부재를 상기 정지 부재와 결합시키기에 충분한 정도로, 상기 이동 가능 부재상에 작용하는 자기력을 발생시키기 위하여, 상기 정지 부재 및 상기 이동 가능 부재 중의 적어도 하나는 자석을 포함하고, 상기 정지 부재 및 상기 이동 가능 부재 중의 다른 하나는 강자성체 부분을 포함하며;

   상기 이동 가능 부재 및 상기 유동 통로는, 상기 이동 가능 부재가, 상기 입구의 압력과 출구의 압력간의 압력차에 의해 발생되는 힘에 의하여 상기 유체 통로를 통하여 상기 출구 쪽으로 가압되면서 일정 거리에 밀봉 결합을 유지시키도록 구성되고, 상기 거리는 상기 이동 가능 부재가 상기 유동 통로를 개방시키기 위하여 상기 밀봉 결합을 해제하기 전에 원하는 속도로 가속할 수 있도록 하기에 충분한

   자기 유동 제어기.
2. 자기 유동 제어기에 있어서,

   유체 입구과 유체 출구 사이에 유체 유동 통로를 형성하는 본체;

   상기 유체 입구 내에 장착된 강자성체 정지 부재;

   상기 본체 내에 장착되고, 일정한 직경의 부분을 갖는 내벽들을 구비한 밀봉 부재;

   상기 유체 출구 근처에 배치된 출구 정지 부재;

   강자성체로 둘러싸인 자석을 포함하고, 상기 유동 통로 내에 배치되고 그 내벽을 따라 이동되도록 배열된 이동 가능 부재를 포함하며,

   상기 이동 가능 부재 및 상기 밀봉 부재의 내벽들은, 상기 이동 가능 부재의 이동 속도를 증가시키기 위하여, 선택된 거리에 대해 이동 가능 부재가 상기 밀봉 부재에 대하여 이동하는 동안 유체 밀봉을 제공하도록 구성되어, 상기 유체 밀봉이 해제될 때, 상기 이동 가능 부재는 상기 밀봉 부재로부터 멀리 가속되어서, 상기 유동 통로를 가로질러 압력차의 급격한 강하를 발생시키기에 충분한 흐름의 유체 유동을 허용하는 개구를 제공하고, 그리고 상기 유체 통로를 통한 측정가능한 체적의 유체 유동을 허용하도록 하는,

   자기 유동 제어기.
3. 자기 유동 제어기에 있어서,

   유체 입구과 유체 출구 사이에 유체 유동 통로를 형성하는 본체;

   상기 유체 입구에 장착된 강자성체 정지 부재;

   상기 유체 출구 근처에 배치된 출구 정지 부재;

   강자성체로 둘러싸인 자석을 포함하고, 그의 적어도 한 부분이 밀봉재로 둘 러싸이고, 상기 유동 통로 내에 배치되고 상기 본체의 내벽을 따라 이동하도록 배열된 이동 가능 부재를 포함하며,

   상기 이동 가능 부재 및 상기 본체의 내벽들은, 상기 이동 가능 부재의 이동 속도를 증가시키기 위하여, 선택된 거리에 대해 이동 가능 부재가 상기 본체에 대하여 이동하는 동안 유체 밀봉을 제공하도록 구성되어, 상기 유체 밀봉이 해제될 때, 상기 이동 가능 부재는 상기 밀봉 부재로부터 멀리 가속되어서, 상기 유동 통로를 횡단하는 압력차의 급격한 강하를 발생시키기에 충분한 흐름의 유체 유동을 허용하는 개구를 제공하고, 그리고 상기 유체 통로를 통한 측정가능한 체적의 유체 유동을 허용하도록 하는

   자기 유동 제어기.
4. 제 1 항 및 제 2 항에 있어서,

   상기 유동 통로는 상기 이동 가능 부재와 밀봉 결합되도록 구성된 밀봉 부재를 포함하고, 상기 밀봉 부재는 상기 밀봉 결합을 유지하면서 상기 거리에서 상기 유동 통로를 따르는 상기 이동 가능 부재의 이동을 허용하는 실질적으로 일정한 직경의 연장부분을 포함하는

   자기 유동 제어기.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 이동 가능 부재는 유체역학적 형상을 가지며, 상기 밀봉 결합을 유지하 면서 상기 거리에서 상기 유동 통로를 따르는 상기 이동 가능 부재의 이동을 허용하는 실질적으로 일정한 직경의 연장부분을 포함하는

   자기 유동 제어기.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 정지 부재는, 상기 자석에 결합되고 상기 이동 가능 부재 및 상기 정지 부재의 결합지점을 결정하기 위하여 하우징 내에 이동 가능하게 배치되는 조정 나사를 추가로 포함하는

   자기 유동 제어기.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 하우징은 상부 및 하부 개방 단부, 측벽들, 상기 하우징의 상부 개방 단부를 밀봉하기 위한 캡을 포함하며, 상기 조정 나사는 상기 측벽에서 상보형의 환형 스크류 나사에 의하여 상기 하우징 내에서 양 방향으로 수직축을 따라 이동하는 환형의 스크류 나사를 포함하는

   자기 유동 제어기.
8. 제 6 항 및 제 7 항에 있어서,

   상기 조정 나사는 비-부식성 강자성 재료로 형성되고, 상기 하우징은 비-부식성 재료로 형성되고 실질적으로 밀봉되는

   자기 유동 제어기.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 이동 가능 부재를 상기 정지 부재 쪽으로 복귀시키도록 구성된 복귀 부재를 추가로 포함하는

   자기 유동 제어기.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 이동 가능 부재를 상기 정지 부재 쪽으로 복귀시키도록 구성된 복귀 부재를 추가로 포함하는

    자기 유동 제어기.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 복귀 부재는 자석인

    자기 유동 제어기.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

    누설 상태 하에서 상기 유동 제어기 내에서 상기 이동 가능 부재의 이동은 히스테리시스 운동인 것을 특징으로 하는

    자기 유동 제어기.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 이동 가능 부재의 이동을 감지하고 상기 감지된 이동에 대응하는 출력을 제공하도록 배치된 센서를 추가로 포함하는

    자기 유동 제어기.
14. 유체의 미소한 유동을 측정하기 위한 유체 유동 제어 방법에 있어서,

    유체 유동 통로를 형성하는 유체 입구 및 유체 출구를 갖는 본체를 제공하는 단계;

    상기 입구 내에 정지 부재를 장착하는 단계;

    상기 유체 유동 통로 내에 이동 가능 부재를 장착하는 단계로서,

    정지 부재와 이동 부재 사이에 자기 인력을 발생시키기 위하여, 상기 정지 부재 및 상기 이동 가능 부재 중 적어도 하나는 자석을 포함하고, 상기 정지 부재 및 상기 이동 가능 부재 중의 다른 하나는 강자성체 부분을 포함하며;

    상기 이동 가능 부재는, 상기 입구 및 출구의 압력간의 압력 차이를 발생시키기에 충분한 작은 유체 유동 하에서, 상기 이동 가능 부재가 상기 통로와 밀봉 결합한 상태에서, 상기 출구 쪽으로의 미리 선택된 거리에 대해, 상기 유동 통로를 통하여 가속되어서, 측정가능한 용적의 흐름을 상기 유체 통로를 통하여 상기 출구 쪽으로 통과시키기에 충분한 정도로 상기 밀봉 결합을 개방시키도록 구성되는, 상기 이동 가능 부재의 장착 단계; 및

    상기 자기 인력이 상기 압력차보다 더 클 때 상기 이동 가능 부재를 상기 입구로 복귀시키는 단계를 포함하는

    유체 유동 제어 방법.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 이동 가능 부재를 상기 입구 쪽으로 압박하기 위하여 상기 출구 부근에 복귀 소자를 제공하는 단계를 추가로 포함하는

    유체 유동 제어 방법.
16. 제 14 항 및 제 15 항에 있어서,

    상기 이동 가능 부재 및 상기 정지 부재의 결합 지점을 결정하기 위하여 상기 정지 부재 내에 상기 자석에 결합된 조절 나사를 제공하는 단계를 추가로 포함하는

    유체 유동 제어 방법.
17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 정지 부재 내의 하우징 내에 상기 조절 나사 및 상기 자석을 장착하는 단계를 추가로 포함하는

    유체 유동 제어 방법.
18. 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 이동 가능 부재의 이동을 감지하는 단계; 및

    상기 감지된 이동에 상응하는 출력 신호를 제공하는 단계를 추가로 포함하는

    유체 유동 제어 방법.

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