KR20090117875A - 유체 압력 조절기 - Google Patents

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Abstract

유체 압력 조절기(fluid pressure regulator)는 피스톤(18)을 수용하는 조절 챔버 수단(9); 및 상기 피스톤(18)의 대향 부분들에 의해 형성되는 제 1 챔버(10)와 제 2 챔버(11);를 포함하며, 상기 제 1 챔버(10)와 상기 제 2 챔버(11)는 각각 유체용 제 1 입구(12)와 제 2 입구(13)를 포함하고, 상기 제 1 입구(12)와 상기 제 2 입구(13)는 제 1 압력(PIN)으로 제 1 분위기(2)에 연결되고, 상기 제 1 챔버(10)와 상기 제 2 챔버(11)는 각각 상기 유체용 제 1 출구(14)와 제 2 출구(15)를 포함하고, 상기 제 1 출구(14)와 상기 제 2 출구(15)는 제 2 압력(POUT)으로 제 2 분위기(23)에 연결되고, 상기 피스톤(18)은 상기 제 2 압력(POUT)을 조절하도록 상기 제 2 출구(15)를 개폐하기 위해 상기 제 1 챔버(10) 내의 유체 압력의 변동에 응답하여 상기 조절 챔버 수단(9) 내에서 이동가능하며, 상기 유체 압력 조절기는 상기 제 1 챔버(10) 내의 압력 변동을 유도하도록 상기 제 2 출구(14)를 개폐하는 밸브 수단(26)을 포함한다.

Description

유체 압력 조절기{PRESSURE REGULATOR}
본 발명은 유체의 압력을 조절하기 위한 압력 조절기에 관한 것이다.
특히, 본 발명은, 가압형 가스상 연료 공급원으로부터 작동 장치, 예컨대 내연기관으로 흐르는 가스상 연료의 압력을 조절하도록, 예컨대 천연가스, 액화석유가스, 수소 등의 가스상 연료 공급 시스템에 사용될 수 있는 압력 조절기에 관한 것이다.
기계식 압력 조절기들이 공지되어 있으며, 이들은 조절 챔버를 갖는 본체를 포함한다.
조절 챔버 내에는, 격판 또는 피스톤이 배치되며, 이는 조절 챔버를 제 1 챔버(또는 상부 챔버)와 제 2 챔버(또는 하부 챔버)로 나눈다.
제 1 챔버는 기준 압력, 예컨대 대기압에서 분위기에 연결된다.
제 2 챔버는 가스상 연료 공급원 및 가스상 연료의 작동 장치에 각각 연결되는 가스상 연료용 입구와 출구를 포함한다.
공지된 기계식 조절기들은 입구와 출구 사이에서 가스상 연료의 유동을 조절 하기 위한 밸브를 더 포함한다.
이러한 밸브는 제 2 챔버에 면하는 격판/피스톤의 제 1 측부에 고정되며, 연료 유동 입구에서 입구와 출구 사이의 제 2 챔버 내에 위치설정된 시트를 구비한다.
공지된 기계식 조절기들은 제 1 챔버에 위치설정되며, 제 1 챔버에 면하고 제 1 측부 반대측의 격판/피스톤의 제 2 측부에 고정되는 스프링을 더 포함한다.
사용시에, 스프링은 격판/피스톤에 탄성력을 발휘하며, 이는 가스상 연료의 소정의 유동을 허용하는 포트를 형성하도록 시트로부터의 특정 거리에 밸브를 위치설정 및 유지함으로써 밸브에 작용한다.
다시 말하면, 격판/피스톤에 의해, 스프링은 조절기로부터의 소정의 출구 압력에 상응하는 결정된 작동 위치에 밸브를 위치설정한다. 공지된 기계식 조절기들의 한계는, 출구 압력이 조절기의 작동 범위 내의 공칭 압력 밸브에 대해 변화하는, 즉 출구 압력이 입구 조절기 압력 및 요구된 유동 속도의 변동으로 변화한다는 점이다.
공지된 기계식 조절기들의 또 다른 한계는, 작동시에 전술한 출구 압력을 조절할 수 없는, 즉 조절기들이 전술한 기준 압력에 의존하는 일정한 공칭 출구 압력으로 작동한다는 점이다.
실제로, 출구 압력은 격판/피스톤에 의해 밸브 상의 스프링에 의해 발휘되는 탄성력에 의존하는 밸브의 작동 위치에 의해 결정된다.
이러한 탄성력은 예압(preload), 특히 탄성 상수에 관한 스프링의 특성에 따 라 다르므로, 작동시에 변경될 수 없다.
또 다른 한계점은 공지된 기계식 조절기들은 초기 성능을 유지 및 보존하기 위해 주기적인 교정이 필요하다는 점이다.
이는 시간 드리프트(time drift) 및 영구 변형을 받는 격판으로 인한 것이다.
또 다른 결점은 이러한 조절기들은 가스상 연료와 적절한 열원 사이의 열교환 없이는 저온에서 사용될 수 없다는 점이다.
이는 온도 민감도로 인해 저온에서 강성이 되는 격판으로 인한 것이다.
본 발명의 목적은 압력 조절기를 개선하는 것이다.
또 다른 목적은 출구 압력을 변경할 수 있는 압력 조절기를 얻는 것이다.
또 다른 목적은 작동시에 제어될 수 있는 압력 조절기를 제공하는 것이다.
또 다른 목적은 유효 수명 동안에 주기적인 교정을 수행할 필요성이 없이 공지된 조절기보다 신뢰성 있고 정확한 압력 조절기를 제조하는 것이다.
또 다른 목적은 공지된 기계식 조절기보다 저온에 대한 민감도가 낮은 압력 조절기를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 피스톤을 수용하는 조절 챔버 수단; 상기 피스톤의 대향 부분들에 의해 형성되는 제 1 챔버와 제 2 챔버;를 포함하는 유체 압력 조절기(fluid pressure regulator)로서, 상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버는 각각 유체용 제 1 입구와 제 2 입구를 포함하고, 상기 제 1 입구와 상기 제 2 입구는 제 1 압력으로 제 1 분위기에 연결되고, 상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버는 각각 상기 유체용 제 1 출구와 제 2 출구를 포함하고, 상기 제 1 출구와 상기 제 2 출구는 제 2 압력으로 제 2 분위기에 연결되고, 상기 피스톤은 상기 제 2 압력을 조절하도록 상기 제 2 출구를 개폐하기 위해 상기 제 1 챔버 내의 유체 압력의 변동에 응답하여 상기 조절 챔버 수단 내에서 이동가능하며, 상기 유체 압력 조절기는 상기 제 1 챔버 내의 압력 변동을 유도하도록 상기 제 2 출구를 개폐하는 밸브 수단을 포함하는 유체 압력 조절기가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 조절기는 펄스폭 변조 사이클(pulse width modulation cycles)에 의해 상기 밸브 수단을 제어하기 위한 제어 및 관리 유닛을 포함한다.
이는 압력 조절기가 작동시에 상기 제 2 압력을 전자식으로 조절 및 변경할 수 있게 한다.
실제로, 상기 제어 및 관리 유닛 내에는, 상기 제 2 압력을 나타내는 압력 설정값이 도입되며, 이러한 설정값은 고정되거나 가변적일 수 있다.
상기 제어 및 관리 유닛은 상기 제 2 출구의 하류에 위치설정된 압력 센서 에 의해 측정된 상기 제 2 압력과 압력 설정값을 비교한다.
그 다음, 상기 제 2 출구 압력과 압력 설정값 사이에서 검출된 편차의 함수에서, 상기 제어 및 관리 유닛은 상기 밸브 수단으로 송신된 전기 신호를 처리하여, 상기 압력 설정값과 동일한 상기 제 2 압력을 만들기 위해 상기 피스톤을 이동가능하게 하는 상기 제 2 챔버 내의 압력 변동을 형성한다.
또한, 본 발명에 따른 조절기는 공지된 기계식 조절기에 비해 보다 신뢰성 있고 정확하며, 저온에서 사용될 수도 있다.
실제로, 상기 조절기는 온도 및 시간 드리프트에 민감했던 공지된 기계식 조절기에 사용되는 격판을 사용하지 않는다.
본 발명은 하기의 상세한 설명 및 첨부된 도면을 참조하면 더욱 잘 이해될 것이다.
도 1은 가스상 연료 공급 시스템 내에 삽입된 압력 조절기의 제 1 작동 구성에 도시한 개략도,
도 2는 도 1의 압력 조절기의 제 2 작동 구성을 도시한 개략도.
도 1 및 도 2를 참조하면, 예컨대 천연가스, 액화석유가스, 수소 등의 가스상 연료 공급 시스템(1)은 소정의 입구 압력(PIN)으로 가스상 연료를 수용하도록 배치된 탱크(2) 또는 실린더를 포함한다.
탱크(2)는, 출구 압력(POUT)에서 가스상 연료 작동 장치(7)(예컨대, 내연기관)의 연료 보급 수단(6)(예컨대, 인젝터)로 공급하도록 배치된 압력 조절기(3)로 입구 압력(PIN)에서 가스상 연료를 공급한다.
다시 말하면, 조절기(3)는 탱크(2)와 보급 수단(6) 사이에 개재되어, 탱크(2)로부터의 가스상 연료를 입구 압력(PIN)에서 수용하고 가스상 연료를 고정 또는 가변적인 소정의 출구 압력값(POUT)에서 보급 수단(6)으로 공급한다.
조절기(3)는 조절 챔버(9)를 본체(8)의 내부에 포함한다.
조절 챔버(9)는 제 1 챔버(10)와 제 2 챔버(11)를 구비하며, 제 1 챔버(10)는 제 2 챔버(11) 위에 작동가능하게 위치설정된다.
제 1 챔버(10)와 제 2 챔버(11)는 각각 가스상 연료용 제 1 입구(12)와 제 2 입구(13)를 포함하며, 제 1 입구(12)와 제 2 입구(13)는 각각 제 1 도관(20)과 제 2 도관(21)에 의해 탱크(2)에 연결된다.
또한, 제 1 챔버(10)와 제 2 챔버(11)는 각각 제 3 도관(22)과 제 4 도관(4)에 의해 조절기(3)의 제어 챔버(16) 및 보급 수단(6)에 연결된 제 1 출구(14)와 제 2 출구(15)를 포함한다(도 2).
조절기(3)는 각각 제 5 도관(24)을 제어 챔버(16)와 제 4 도관(23)에 연결하도록 배치된 제 1 도어(36)와 제 2 도어(37)를 구비한 제 5 도관(24)을 더 포함한다.
조절기(3)는 제 1 챔버(10)와 제 2 챔버(11)를 형성하도록 조절 챔버(9) 내에 위치설정된 피스톤(18)을 더 구비한다.
특히, 피스톤(18)과 조절 챔버(9) 사이에 제공되는 통로 수단(100)은 제 1 챔버(10)와 제 2 챔버(11) 사이에서 가스상 연료를 통과시키도록 배치되며, 적절하게 크기설정된다.
피스톤(18)은 서로 대향하며 제 1 챔버(10)와 제 2 챔버(11)에 면하는 제 1 단부면(38)과 제 2 단부면(39)을 포함하며, 제 1 단부면(38)은 제 2 단부면(39)보다 폭이 넓다.
피스톤(18)은 도 1에 도시한 제 1 폐쇄 위치(C1)와 도 2에 도시한 제 1 개방 위치(A1) 사이에서 이동가능하며, 피스톤(18)은 제 2 출구(15)에 의해 제 2 챔버(11)로부터 보급 수단(6)으로 가스상 연료의 유동을 방지하거나 허용한다.
다시 말하면, 피스톤(18)은 제 2 출구(15) 쪽으로 또는 그로부터 멀어지도록 이동가능하므로, 피스톤(18)의 단부(19)에 의해 제 2 출구(15)를 부분적으로 또는 완전히 차단한다.
이로써, 제 2 챔버(11)로부터 보급 수단(6)으로 가스상 연료를 제어되게 통과시키도록 단부(19)와 제 2 출구(15) 사이에 형성된 포트(도시하지 않음)의 치수를 변경가능하다.
조절기(3)는 제 1 챔버(10 내에 위치설정되며 피스톤(18)을 제 2 출구(15) 쪽으로 이동시키도록 배치된 제 1 스프링(25)을 더 포함한다.
조절기(3)는 제 1 챔버(10) 내에 존재하는 제 1 압력(P1)을 제어하도록 배치된 솔레노이드 밸브(26)를 더 포함한다.
솔레노이드 밸브(26)는 도 1에 도시한 제 2 폐쇄 위치(C2)와 도 2에 도시한 제 2 개방 위치(A2) 사이에서 이동가능하다.
솔레노이드 밸브(26)가 제 2 개방 위치(A2)와 제 2 폐쇄 위치(C2)에 있는 경우, 솔레노이드 밸브(26)는 제 1 챔버(10)의 제 1 출구(14)를 개폐하도록 배치된 셔터(27)를 구비하며, 상기 셔터(27)는 지지 요소(30) 둘레에 권취된 코일(29)을 포함하는 솔레노이드(28)에 의해 제 1 출구(14)로부터 멀어지게 이동하도록 제어된다.
코일(29) 내부에는 통로(33)가 제공되며, 이는 셔터(27)에 고정된 핀(34)을 슬라이드할 수 있다.
조절기(3)는 핀(34) 상에 놓이며 통로(33) 내에 위치설정된 제 2 스프링(31)을 더 포함한다.
특히, 제 2 스프링(31)은 솔레노이드 밸브(26)를 제 2 폐쇄 위치(C2)에 위치설정, 즉 제 1 출구(14)를 폐쇄하도록 제 1 출구(14)에 대해 셔터(27)를 밀도록 배치된다.
솔레노이드 밸브(26)는 펄스폭 변조 구형파 신호 또는 PWM(펄스폭 변조) 및/또는 주파수 변조 신호를 이용하여 제어 및 관리 유닛(4)에 의해 제어된다.
제어 및 관리 유닛(4) 내에는, 조절기(3)로부터의 소정의 출구 압력(POUT)을 나타내는 압력 설정값(PSET)이 도입되며, 이러한 설정값은 고정되거나 가변적일 수 있다.
제어 및 관리 유닛(4)은, 예컨대 비례, 적분 및 미분(PID) 제어 알고리즘 또는 비례 및 적분(PI) 제어 알고리즘을 이용하여, 제 2 출구(15)의 하류에 위치설정된 압력 센서(5)에 의해 측정된 출구 압력(POUT)을 설정 압력(PSET)과 비교한다.
그 다음, 출구 압력(POUT)과 압력 설정값(PSET) 사이에서 검출된 편차의 함수에서, 제어 및 관리 유닛(4)은 솔레노이드(28)로 송신된 전기 신호를 처리하여, 압력 설정값(PSET)과 동일한 출구 압력(POUT)을 만들기 위해 셔터(27)를 적절하게 구동한다.
조절기(3)가 제 1 구성(A)과 제 2 구성(B)에 있는 도 1 및 도 2를 참조하여, 조절기(3)의 작동을 후술한다.
제 1 구성(A)에서, 코일(29)에는 전류가 흐르지 않고, 솔레노이드 밸브(26)는 제 2 폐쇄 위치(C2)에 있으며, 제 2 스프링(31)에 의해 발휘되는 가압력에 의해, 셔터(27)는 제 1 출구(14)에 대해 접하게 유지, 즉 제 1 출구(14)를 폐쇄한다.
제 1 구성(A)에서, 제 1 챔버(10) 내에 존재하는 제 1 압력(P1)으로 인한 제 1 힘(FP1)과, 제 1 스프링(25)에 의해 발휘되는 탄성력(FEL)은 피스톤(18)을 제 2 출구(15) 쪽으로 밀어서 피스톤(18)의 제 1 단부면(38)에 작용한다.
한편, 제 1 구성(A)에서, 제 2 챔버(11) 내에 존재하는 제 2 압력(P2)으로 인한 제 2 힘(FP2)과, 출구 압력(POUT)으로 인한 제 3 힘(FP3)은 피스톤(18)의 제 2 단부면(39)에 작용하며, 출구 압력(POUT)은 피스톤(18)을 출구(15)로부터 멀리 밀어서 제 4 도관(23)에 존재하는 입구 압력(PIN)보다 낮다.
제 1 구성(A)에서, 제 1 압력(P1)은 제 2 압력(P2)과 동일하고, 양자는 입구 압력(PIN)과 동일한데, 그 이유는 제 1 단부면(38)이 제 2 단부면(39)보다 크고, 제 1 힘(FP1)의 모듈이 제 2 힘(FP2)의 모듈보다 크며, 제 1 힘(FP1)과 탄성력(FEL)의 모듈들의 합이 제 2 힘(FP2)과 제 3 힘(FP3)의 모듈들의 합보다 크기 때문이며, 이에 따라 피스톤(18)은 제 1 폐쇄 위치(C1)에 유지된다.
제 2 구성(B)에서, 코일(29)에는 전류가 흐르고, 솔레노이드 밸브(26)는 제 2 개방 위치(A2)에 있으며, 셔터(27)는 제 1 출구(14)에 대해 상승된다.
이로써, 제 1 출구(14)가 제 1 입구(12)의 제 2 직경(d2)보다 큰 제 1 직경(d1)을 갖기 때문에, 제 5 도관(24)에 의해 제 1 챔버(10)로부터 제어 챔버(16) 쪽으로 그리고 제어 챔버(16)로부터 보급 수단(6) 쪽으로의 가스상 연료의 유동이 있다.
이러한 가스상 연료의 유동은 제 1 챔버(10) 내의 제 1 압력(P1), 그 결과 제 1 힘(FP1)의 감소를 발생시킨다.
제 1 힘(FP1)과 탄성력(FEL)의 모듈들의 합이 제 2 힘(FP2)과 제 3 힘(FP3)의 모듈들이 합보다 낮은 값에 제 1 힘(FP1)이 도달하는 경우, 피스톤(18)은 제 2 출구(15)로부터 멀어지게 이동, 즉 제 1 폐쇄 위치(C2)로부터 제 1 개방 위치(A1)로 통과하며, 가스상 연료의 제어된 유동은 입구 압력(PIN)에서 가스상 연료로 일정하게 공급되는 제 2 챔버(11)로부터 보급 수단(6) 쪽으로 유동한다.
그 다음, 압력 센서(5)는 조절기 출구(3)에서 출구 압력(POUT)을 감지하여, 출구 압력(POUT)과 압력 설정값(PSET)을 비교하는 제어 및 관리 유닛(4)으로 신호를 송신하고, 솔레노이드 밸브(26)가 이들 값 사이의 편차를 감지하면 적절한 제어 신호들을 솔레노이드 밸브(26)로 송신한다.
조절기(3)는 전술한 가스상 연료를 위한 최대 압력 조건에서 보급 수단(6) 쪽으로 가스상 연료의 최소 유동을 효율적으로 조절할 수도 있다.
실제로, 솔레노이드 밸브(26)를 적절하게 작동함으로써, 제 1 챔버(10) 내의 제 1 압력(P1)의 변동이 피스톤(18)을 이동하지 않아 제 1 폐쇄 위치(C1)에 유지되 도록 제 1 챔버(10)로부터 가스상 연료의 적은 유동이 흐르게 하는 것이 가능하다.
제어 및 관리 유닛(4)에 의해 제어되는 적은 유동은 제 5 도관(24)에 의해 제 1 챔버(10)로부터 보급 수단(6) 쪽으로 유동한다.
다시 말하면, 피스톤(18)을 작동하지 않고서, 즉 피스톤(18)을 바이패스함으로써 유체의 적은 유동을 제공하는 것이 가능하다.
제어 및 관리 유닛(4)에 의해 적절하게 제어되는 솔레노이드 밸브(26)가 제 1 압력(P1)을 조절하게 하여, 보급 수단(6) 쪽으로 가스상 연료의 전달을 시작하고 지속하는 것을 조절하는 방법에 주의해야 한다.
조절기(3)의 최적 작동을 보장하기 위해, 제 1 직경(d1)은 셔터(27)에 작용하는 압력 힘을 수용하기에 충분히 작아야 한다.
다시 말하면, 제 1 직경(d1)은, 코일(29)에 전류가 흐르지 않는 경우, 제 2 스프링(31)이 솔레이노드 밸브(26)를 제 2 폐쇄 위치(C2)에 유지하게 하기에 충분히 작아야 한다.
또한, 제 1 직경(d1)은, 제 1 챔버(10)로부터 나오는 가스상 연료의 유량이 제 1 챔버(10)에 도입되는 가스상 연료의 또 다른 유량보다 크도록 제 2 직경(d2)보다 커야 한다.
다시, 제 1 챔버(10)에 의해 형성되는 제 1 용적은, 피스톤(18)이 제 1 폐쇄 위치(C1)에 있는 경우, 제 2 챔버(11)에 의해 형성되는 제 2 용적보다 훨씬 작아야 한다.
이는 피스톤의 개구, 즉 솔레노이드 밸브(26)에 의해 제어되지 않는 개구를 회피하기 위해 제 2 챔버(11)에 비해 제 1 챔버(10)가 더욱 빠르게 충진되도록 가스상 연료 입구 단계에서 특히 중요하다.
게다가, 조절기(3)가 공급 장치와 작동 장치 사이의 가스 파이프(도시하지 않음) 내의 어느 위치에 어떻게 삽입되어 사용될 수 있거나, 또는 연료 셀에 의해 공급된 엔진을 갖는 차량용 조절기로서 어떻게 사용되거나 혹은 어떻게 임의의 유체의 압력을 조절하는데 사용될 수 있는지를 주의해야 한다. 또한, 작동시에, 조절기(3)가 제 1 경우에 출구 압력(POUT)을 전자식으로 조절하고 제 2 경우에 이를 변경할 수 있는 제어 및 관리 유닛(4)에 의해 어떻게 제어되는지를 주의해야 한다.
제 1 경우에, 전자 제어는 주기적인 교정을 필요로 하지 않고서 조절기(3)의 수명 동안에 발생할 수 있는 임의의 드리프트를 보상할 수 있다.
제 2 경우에, 전자 제어는 가스상 연료의 작동 장치(7)의 임의의 드리프트를 보상하고/하거나 작동 장치(7)의 임의 전개되는 방법을 충족하는데 요구되는 출구 압력(POUT)을 제공할 수 있다.
또한, 전자 제어는 안전 계획을 제공하기 위해 작동 장치(7)뿐만 아니라 조절기(3)의 어떠한 결함을 진단할 수 있다.

Claims (14)

  1. 피스톤(18)을 수용하는 조절 챔버 수단(9); 및
    상기 조절 챔버 수단(9) 내에 상기 피스톤(18)의 대향 부분들에 의해 형성되는 제 1 챔버(10)와 제 2 챔버(11);를 포함하는 유체 압력 조절기(fluid pressure regulator)로서,
    상기 제 1 챔버(10)와 상기 제 2 챔버(11)는 각각 유체용 제 1 입구(12)와 제 2 입구(13)를 포함하고, 상기 제 1 입구(12)와 상기 제 2 입구(13)는 제 1 압력(PIN)으로 제 1 분위기(2)에 연결되고, 상기 제 1 챔버(10)와 상기 제 2 챔버(11)는 각각 상기 유체용 제 1 출구(14)와 제 2 출구(15)를 포함하고, 상기 제 1 출구(14)와 상기 제 2 출구(15)는 제 2 압력(POUT)으로 제 2 분위기(23)에 연결되고, 상기 피스톤(18)은 상기 제 2 압력(POUT)을 조절하도록 상기 제 2 출구(15)를 개폐하기 위해 상기 제 1 챔버(10) 내의 유체 압력의 변동에 응답하여 상기 조절 챔버 수단(9) 내에서 이동가능하며, 상기 유체 압력 조절기는 상기 제 1 챔버(10) 내의 압력 변동을 유도하도록 상기 제 2 출구(14)를 개폐하는 밸브 수단(26)을 포함하는 유체 압력 조절기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤(18)과 상기 조절 챔버 수단(9) 사이에 배치된 통로 수단(100)을 포함하며, 상기 통로 수단(100)은 상기 제 1 챔버(10)와 상기 제 2 챔버(11) 사이에서 상기 유체를 통과시키도록 배치된 것을 특징으로 하는 유체 압력 조절기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 피스톤(18)은 상기 제 1 챔버(10)와 상기 제 2 챔버(11)에 각각 면하는 제 1 표면(38)과 제 2 표면(39)을 포함하며, 상기 제 1 표면(38)은 상기 제 2 표면(49)보다 폭이 넓은 것을 특징으로 하는 유체 압력 조절기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 챔버(10)와 상기 제 2 챔버(11)는 각각 제 1 용적과 제 2 용적을 형성하며, 상기 제 1 용적은 상기 제 2 용적보다 작은 것을 특징으로 하는 유체 압력 조절기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 출구(14)는 상기 제 1 입구(12)의 제 2 직경(d2)보다 큰 제 1 직경(d1)을 갖는 것을 특징으로 하는 유체 압력 조절기.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 출구(14)를 상기 제 2 출구(15)에 연결하도록 배치된 도관 수단(24)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 압력 조절기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제 1 출구(14)와 상기 도관 수단(24) 사이에 위치설정되며 상기 밸브 수단(26)을 수용하도록 배치된 제어 챔버 수단(16)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 압력 조절기.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피스톤(18)을 상기 제 2 출구(15) 쪽으로 밀기 위해 상기 제 1 챔버(10) 내에 위치설정된 제 1 푸싱 수단(25)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 압력 조절기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제 1 푸싱 수단은 제 1 탄성 요소(25)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 압력 조절기.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 수단(26)을 상기 제 1 출구(14) 쪽으로 밀기 위해 제 2 푸싱 수단(31)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 압력 조절기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제 2 푸싱 수단은 제 2 탄성 요소(31)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 압력 조절기.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 수단은 솔레노이드 밸브(26)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 압력 조절기.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    펄스폭 변조 사이클(pulse width modulation cycles)에 의해 상기 솔레노이 드 밸브(26)를 제어하도록 배치된 제어 및 관리 유닛(4)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 압력 조절기.
  14. 가스상 연료 공급 시스템 내의 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 압력 조절기(3)의 용도.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5416676B2 (ja) 2010-10-19 2014-02-12 川崎重工業株式会社 ガスエンジンの燃料ガス供給システム
PT2458357E (pt) * 2010-11-29 2014-06-11 Air Prod & Chem Método e aparelho para medir a pressão de um gás
JP2013089307A (ja) * 2011-10-13 2013-05-13 Honda Motor Co Ltd インジェクタ付き減圧弁およびこれを備えた燃料電池システム
JP5713210B2 (ja) * 2012-12-05 2015-05-07 株式会社デンソー 気体燃料用圧力制御弁
RU2525043C1 (ru) * 2013-05-15 2014-08-10 Вадим Александрович Дрошнев Способ постоянного контроля целостности цепей управления кранами трубопроводов и схема для его осуществления
ITVI20130136A1 (it) * 2013-05-17 2014-11-18 Pietro Fiorentini Spa Regolatore di pressione per un gas e metodo di pilotaggio per tale regolatore di pressione
JP5976611B2 (ja) 2013-08-27 2016-08-23 愛三工業株式会社 圧力調整弁
JP2015170185A (ja) * 2014-03-07 2015-09-28 愛三工業株式会社 減圧弁及び圧力調整装置
DE102015211674A1 (de) * 2015-06-24 2016-12-29 Robert Bosch Gmbh Gasinjektor mit verbessertem Öffnungsverhalten
DE102016225580A1 (de) * 2016-12-20 2018-06-21 Robert Bosch Gmbh Einrichtung zur Zumessung eines gasförmigen Brennstoffs zu einem Injektor
CN106979363B (zh) * 2017-04-14 2018-12-18 西北工业大学 可同时调节出口压强和流量的气体减压阀及其调节方法
DE102018210899A1 (de) * 2018-07-03 2020-01-09 Robert Bosch Gmbh Gasdruckregler zum Regeln eines Gasdrucks
IT201800009743A1 (it) * 2018-10-24 2020-04-24 Landi Renzo Spa Dispositivo di regolazione della pressione di un combustibile gassoso e sistema di alimentazione a doppio combustibile con iniezione diretta
CN111472890A (zh) * 2020-04-08 2020-07-31 李笑雨 一种利用燃气冷能实现节能减排的系统

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3424427A (en) * 1966-12-06 1969-01-28 Erich Herion Fluid-pressure valve
US3797526A (en) * 1972-08-21 1974-03-19 E Champeon Cage valve with pilot and mechanical operating means
SU771629A1 (ru) * 1979-01-12 1980-10-15 Предприятие П/Я А-7114 Двухступенчатый регул тор давлени
JPS60104752A (ja) * 1983-11-14 1985-06-10 Nippon Denso Co Ltd ガス燃料噴射装置
JPH0361828A (ja) * 1989-07-29 1991-03-18 Ckd Corp 圧力検出器及び流体供給装置
JPH03292483A (ja) * 1990-04-06 1991-12-24 Toto Ltd パイロット形バルブ
GB9020740D0 (en) * 1990-09-24 1990-11-07 Lucas Ind Plc Valve arrangements
NZ244404A (en) * 1991-09-19 1994-04-27 Goyen Controls Co Pilot operated diaphragm valve for delivering short duration high energy pressure pulses
US5687759A (en) * 1996-04-04 1997-11-18 The Curators Of The University Of Missouri Low operating power, fast-response servovalve
US5752489A (en) 1997-02-10 1998-05-19 Cummins Engine Company, Inc. Integrated fuel measurement and control system for gaseous fuels
RU2150138C1 (ru) * 1997-06-13 2000-05-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - ВНИИГАЗ" Регулятор давления газа
AU3597900A (en) * 1999-02-19 2000-09-04 Automatic Switch Company Extended range proportional valve
CA2298324A1 (en) * 2000-02-09 2001-08-09 Michael T. Sulatisky High volume electronic gas regulator
JP2002168365A (ja) * 2000-12-01 2002-06-14 Aisan Ind Co Ltd 逆流防止機能付きパイロット式流路開閉弁
JP2002220865A (ja) * 2001-01-24 2002-08-09 Toto Ltd 洗浄装置
US6869060B2 (en) * 2003-04-04 2005-03-22 Husco International, Inc. Hydraulic poppet valve with force feedback
DE10346208A1 (de) * 2003-10-06 2005-04-21 Bosch Gmbh Robert Druckreglermodul zur Steuerung eines Gases
US20070290152A1 (en) * 2006-06-16 2007-12-20 Pengfei Ma Poppet valve

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Publication number Publication date
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