TWM496074U - 具備外環雙磁路聚磁的燃氣比例閥動線圈結構 - Google Patents

Description

具備外環雙磁路聚磁的燃氣比例閥動線圈結構

本創作有關於一種具備外環雙磁路聚磁的燃氣比例閥動線圈結構，特別是針對一種設置在燃氣流道中的燃氣比例控制閥，尤其涉及該燃氣比例控制閥內之用以控制燃氣流量比例的電磁閥(即，燃氣比例閥)，可將環形永久磁鐵設置在動線圈的外圍，藉以降低磁路氣隙和漏磁之新型者。

按，燃氣比例控制閥是一種安裝在例如瓦斯等燃氣之輸送流道中，用以控制該燃氣輸出之流量的氣閥。習知之燃氣比例控制閥技術，舉如台灣第M462353號「具備雙重安全閉止功能的燃氣比例控制閥」專利案所示，主要是將燃氣比例控制閥設在燃氣之輸送流道上，且燃氣比例控制閥上設有若干可控制燃氣流量比例的電磁閥(即，燃氣比例閥)，以及供給該燃氣流道通過的閥口，該燃氣比例閥並具有一設於閥口處的閥塞。

上述燃氣比例控制閥內部之傳統燃氣比例閥，主要是將動線圈設置在永久磁鐵外圍，令中央之永久磁鐵與外圍的動線圈產生磁感應，而引動該永久磁鐵產生位移，進而驅使閥塞開啟及關閉該閥口，並控制閥口之開啟量，以調整燃氣輸出之流量。惟其缺點在於，前述將動線圈設在永久磁鐵外圍的燃氣比例閥技術，是採用內芯式永久磁鐵，為開環式磁路型態，容易產生磁路氣隙大和漏磁高的問題，亟需加以改善。

此外，傳統燃氣比例閥之永久磁鐵，通常是採用釹鐵硼磁鐵；但是，釹鐵硼磁鐵的居裏溫度(Curie temperature，Tc)點較低，溫度特性差，易受溫度影響而退磁，且無法恢復。而且，釹鐵硼磁鐵易於粉化腐蝕，必須調整其化學成分，並採取表面處理，才能達到實際應用的要求；再者，釹鐵硼磁鐵主要原材料為稀土元素和貴金屬合金，價格昂貴。

有鑑於此，本創作人乃累積多年相關領域的研究以及實務經 驗，特創作出一種具備外環雙磁路聚磁的燃氣比例閥動線圈結構，藉以改善上述習知技術的缺失。

本創作之目的在於提供一種具備外環雙磁路聚磁的燃氣比 例閥動線圈結構，特別是指一種在二永久磁鐵環之間設置一鐵芯環來集中雙磁路的磁束，進而產生降低磁路氣隙和漏磁作用的燃氣比例閥，以克服先前技術中，傳統燃氣比例閥因為動線圈設置在永久磁鐵外圍，而產生磁路氣隙大和漏磁高的缺失，進而提升磁效能。

為達成上述目的，本創作具備外環雙磁路聚磁的燃氣比例閥 動線圈結構，係於一呈環形的永久磁鐵組內圍中央通道上，活動配置一動線圈模組，該動線圈模組能夠驅動一介於燃氣流道中的閥塞而開閥，其特徵在於：該永久磁鐵組是由層疊配置的第一永久磁鐵環與第二永久磁鐵環之間設置一鐵芯環所組成，使第一永久磁鐵環與第二永久磁鐵環的雙磁路能集中磁束於該鐵芯環上，進而使該鐵芯環的單位磁束密度達到最大；所述動線圈模組位於鐵芯環內圍的相對位置，使動線圈模組與該鐵芯環產生磁感應時，能產生較高的磁推力來驅使該動線圈模組移動閥塞，以克服傳統燃氣比例閥因為動線圈設置在永久磁鐵外圍而產生磁路氣隙大和漏磁高的缺失，進而提升磁效能。

藉由上述構造，本創作的外環式永久磁鐵組具有雙磁路集中 磁束於該鐵芯環上，當中央之動線圈模組與外圍的永久磁鐵組產生磁感應時，能夠產生較高的磁推力來驅使該動線圈模組移動閥塞進行開閥及關閥的動作，並控制閥塞之開啟量，以調整燃氣輸出之流量。在此期間，由於本創作將永久磁鐵組設置在動線圈模組外圍，是採用內芯式動線圈模組技術，為閉環式磁路型態，並且集中磁束於位於中央位置的鐵芯環上，因此該動線圈模組與永久磁鐵組之間的磁路氣隙小且漏磁低，能夠有效的提升磁效能。

以下進一步說明各元件之實施方式：實施時，該第一永久磁鐵環與第二永久磁鐵環相鄰的磁極相同，則通過鐵芯環的聚磁作用，可使第一永久磁鐵環與第二永久磁鐵環的共同組成雙磁路並聯型態，並集中磁束於該鐵芯環上，以增強永久磁鐵組 的磁力。

實施時，該永久磁鐵組固定於一導磁外殼內，可將永久磁鐵組的磁力線封閉在該外殼和永久磁鐵組以內，該外殼內壁設有一可驅動該動線圈模組驅使該閥塞於該關閥位置及開閥位置之間移動的彈簧。

實施時，該外殼外壁螺組有一可頂抵於該彈簧而能夠調節該彈簧之彈力的調節螺絲

實施時，該外殼結合於該燃氣比例閥之一殼體上，該殼體內設有一供給該燃氣流道通過且接受該閥塞啟閉的閥口。

實施時，該外殼可由軟性導磁體注膠成型。

實施時，該外殼內壁設有一凸伸入該永久磁鐵組之通道內的導磁柱，該動線圈模組包含一滑動套設於該導磁柱外圍且能夠驅動該閥塞的套體，以及一繞設於該套體上的動線圈。該彈簧可設於該套體內壁與導磁柱之間。

實施時，該動線圈模組經由一推桿驅動該閥塞。

以下依據本創作之技術手段，列舉出適於本創作之實施方式，並配合圖式說明如後：

1‧‧‧永久磁鐵組

10‧‧‧通道

100‧‧‧燃氣比例閥

11‧‧‧第一永久磁鐵環

12‧‧‧第二永久磁鐵環

13‧‧‧鐵芯環

2‧‧‧動線圈模組

21‧‧‧套體

22‧‧‧動線圈

23‧‧‧導電端子

31‧‧‧外殼

32‧‧‧殼體

40‧‧‧閥口

41‧‧‧推桿

42‧‧‧閥塞

421‧‧‧開閥位置

422‧‧‧關閥位置

43‧‧‧膜片

51、52‧‧‧彈簧

60‧‧‧導磁柱

61‧‧‧凹槽

62‧‧‧調節螺絲

70‧‧‧燃氣比例控制閥

71‧‧‧入口

72‧‧‧出口

80‧‧‧燃氣流道

第一圖係本創作較佳實施例的立體圖。

第二圖係第一圖實施例的剖示圖。

第三圖係第二圖的局部放大剖示圖。

第四圖係第二圖的使用狀態剖示圖。

第五圖係第四圖的局部放大剖示圖。

請參閱第一至第三圖，揭示出本創作之實施方式的圖式，由上述圖式說明本創作之具備外環雙磁路聚磁的燃氣比例閥動線圈結構100，包含於一呈環形的永久磁鐵組1上設一中央通道10，且通道10內活動配置一動線圈模組2；該永久磁鐵組1包含一第一永久磁鐵環11、一第二永久磁鐵環12，以及設於該第一永久磁鐵環11與第二永久磁鐵環12之 間的一鐵芯環13，該通道10連通於該第一永久磁鐵環11、鐵芯環13及第二永久磁鐵環12內部之間；該動線圈模組2則設置在中央通道10中相對於鐵芯環13內圍的位置。

該永久磁鐵組1固定於一導磁外殼31內壁，該外殼31可由 軟性導磁體注膠成型。該動線圈模組2底端向下延伸至該通道10外，而能夠經由一推桿41驅動一介於燃氣流道80中的閥塞42，且動線圈模組2底端與推桿41之間設有一氣密膜片43，且膜片43間隔於該燃氣流道80與導磁外殼31之間。該永久磁鐵組1與動線圈模組2能夠產生磁感應，而引動該動線圈模組2，令動線圈模組2驅使該閥塞42於一開閥位置421(如第五圖所示)及一關閥位置422(如第三圖所示)之間移動。

該外殼31頂部內壁設有一伸入該永久磁鐵組1之通道10 內的彈簧51，該彈簧51能夠驅動該動線圈模組2，令動線圈模組2驅使該閥塞42於該關閥位置422及開閥位置421之間移動。而且，該外殼31頂部外壁螺組有一頂抵於該彈簧51的調節螺絲62，使調節螺絲62係能夠調節該彈簧51之彈力。

該外殼31結合於該燃氣比例閥100之一殼體32上，且殼體 32內部設有一供給燃氣流道80通過的閥口40，該推桿41底端向下穿過閥口40，該閥塞42設於推桿41底端而位於閥口40下方，使閥口40接受該閥塞42開啟及關閉。

該外殼31頂部內壁設有一向下凸伸進入該永久磁鐵組1之 通道10內的導磁柱60，該動線圈模組2包含一滑動套設於該導磁柱60外圍的套體21，以及一繞設於該套體21外圍的動線圈22，該套體21底部依序銜接該膜片43、推桿41及閥塞42，而能夠驅動該閥塞42；該套體21底部並設有二分別連接該動線圈22兩端的導電端子23，所述導電端子23可外接電源，以供電至動線圈22。

在本實施上，該導磁柱60底部設有一凹槽61，該彈簧51 可設於該套體21內壁與導磁柱60的凹槽61之間，更可於該閥塞42底部與殼體32內壁之間設置另一彈簧52，使閥塞42位於該彈簧51與彈簧52之間，令該等彈簧51、52常態下彈性驅使閥塞42上移而關閉閥口40。

藉由上述構件組成，可供將該燃氣比例閥100之殼體32設 於一燃氣比例控制閥70上，該燃氣比例控制閥70內部之燃氣流道80，係連通於該燃氣比例控制閥70與燃氣比例閥100之間，並通過該燃氣比例閥100殼體32內部的閥口40。

如第四及第五圖所示，當燃氣經由該燃氣比例控制閥70之 一入口71進入燃氣流道80期間，該動線圈模組2可經由各導電端子23外接電源，而驅使該動線圈模組2之動線圈22與外圍永久磁鐵組1的第一永久磁鐵環11、鐵芯環13和第二永久磁鐵環12產生磁感應，進而引動該動線圈22和套體21下移而開啟閥口40，使燃氣流道80中之燃氣得以通過閥口40，再經由該燃氣比例控制閥70之一出口72輸出，同時可控制閥塞42相對於閥口40之開啟量，藉以調整燃氣輸出之流量。期間，該外殼31可將永久磁鐵組1的磁力線封閉在該外殼31和永久磁鐵組1以內。

在此期間，由於該外環式永久磁鐵組1之第一永久磁鐵環 11、鐵芯環13與第二永久磁鐵環12套設在動線圈模組2的套體21和動線圈外圍，是採用內芯式動線圈模組2技術，而與環形永久磁鐵組1之間形成閉環式磁路型態，而且第一永久磁鐵環11與第二永久磁鐵環12所產生的雙磁路能集中磁束於該鐵芯環13上而使單位磁束密度達到最大，因此該動線圈模組2與永久磁鐵組1之間的磁路氣隙小且漏磁低，據以產生降低磁路氣隙和漏磁之效果，並能夠提升整體之磁效能，進而克服上述傳統燃氣比例閥因為動線圈設置在永久磁鐵外圍，而產生磁路氣隙大和漏磁高的缺失。

在一可行的實施例中，該永久磁鐵組1之第一永久磁鐵環11和第二永久磁鐵環12可為鐵氧體磁鐵。本案採用鐵氧體磁鐵作為第一永久磁鐵環11和第二永久磁鐵環12之優點在於：

1.鐵氧體磁鐵最高工作溫度250℃，具有很好的抗高溫特性。超出居裏溫度(280℃)後，恢復至工作溫度磁力具有自動恢復能力，有較好的時間穩定性。

2.鐵氧體磁鐵的物理型態是氧化物，故不易腐蝕。

3.鐵氧體磁鐵主要原材料為鐵氧化物，故價格便宜。據此，以達到抗高溫特性佳、不易腐蝕且價格便宜之目的，進而克服上述採用釹鐵硼磁鐵作為燃氣比例閥之永久磁鐵，而導致易受溫度影響而退磁、容易粉化腐蝕及 價格昂貴等缺失。

在另一可行的實施例中，該第一永久磁鐵環11與第二永久磁鐵環12兩相鄰的磁極相同，則通過鐵芯環13的聚磁作用，可使第一永久磁鐵環11與第二永久磁鐵環12共同組成雙磁路並聯型態，可大幅提升永久磁鐵組1的磁力；圖示中，第一永久磁鐵環11與第二永久磁鐵環12兩相鄰的磁極為N極，兩相鄰的磁極為S極亦不失為可行的實施方式之一。

以上之實施說明及圖式所示，係舉例說明本創作之較佳實施例，並非以此侷限本創作；舉凡與本創作之構造、裝置、特徵等近似或相雷同者，均應屬本創作之創設目的及申請專利範圍之內，謹此聲明。

1‧‧‧永久磁鐵組

10‧‧‧通道

100‧‧‧燃氣比例閥

11‧‧‧第一永久磁鐵環

12‧‧‧第二永久磁鐵環

13‧‧‧鐵芯環

2‧‧‧動線圈模組

21‧‧‧套體

22‧‧‧動線圈

23‧‧‧導電端子

31‧‧‧外殼

32‧‧‧殼體

40‧‧‧閥口

41‧‧‧推桿

42‧‧‧閥塞

422‧‧‧關閥位置

43‧‧‧膜片

51、52‧‧‧彈簧

60‧‧‧導磁柱

61‧‧‧凹槽

62‧‧‧調節螺絲

80‧‧‧燃氣流道

Claims (9)

1. 一種具備外環雙磁路聚磁的燃氣比例閥動線圈結構，係於一呈環形的永久磁鐵組內圍中央通道上活動配置一動線圈模組，該動線圈模組能夠驅動一介於燃氣流道中的閥塞而開閥，其特徵在於：該永久磁鐵組是由層疊配置的第一永久磁鐵環與第二永久磁鐵環之間設置一鐵芯環所組成，該第一永久磁鐵環與該第二永久磁鐵環的雙磁路集中磁束於該鐵芯環上，該動線圈模組位於鐵芯環內圍的相對位置，能夠與該鐵芯環產生磁感應而以較高的磁推力驅動閥塞。
2. 如申請專利範圍第1項所述具備外環雙磁路聚磁的燃氣比例閥動線圈結構，其中，該該第一永久磁鐵環與第二永久磁鐵環相鄰的磁極相同，則通過鐵芯環的聚磁作用，可使第一永久磁鐵環與第二永久磁鐵環共同組成雙磁路並聯型態。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述具備外環雙磁路聚磁的燃氣比例閥動線圈結構，其中該永久磁鐵組固定於一導磁外殼內，該外殼內壁設有一可驅動該動線圈模組驅使該閥塞於該關閥位置及開閥位置之間移動的彈簧。
4. 如申請專利範圍第3項所述具備外環雙磁路聚磁的燃氣比例閥動線圈結構，其中該外殼外壁螺組有一可頂抵於該彈簧而能夠調節該彈簧之彈力的調節螺絲。
5. 如申請專利範圍第3項所述具備外環雙磁路聚磁的燃氣比例閥動線圈結構，其中該外殼結合於該燃氣比例閥之一殼體上，該殼體內設有一供給該燃氣流道通過且接受該閥塞啟閉的閥口。
6. 如申請專利範圍第3項所述具備外環雙磁路聚磁的燃氣比例閥動線圈結構，其中該外殼由軟性導磁體注膠成型。
7. 如申請專利範圍第3項所述具備外環雙磁路聚磁的燃氣比例閥動線圈結構，其中該外殼內壁設有一凸伸入該永久磁鐵組之通道內的導磁柱，該動線圈模組包含一滑動套設於該導磁柱外圍且能夠驅動該閥塞的套體，以及一繞設於該套體上的動線圈。
8. 如申請專利範圍第7項所述具備外環雙磁路聚磁的燃氣比例閥動線圈結構，其中該彈簧設於該套體內壁與導磁柱之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述具備外環雙磁路聚磁的燃氣比例閥動線圈結構，其中該動線圈模組經由一推桿驅動該閥塞。