KR200489094Y1 - 가스 유량 제어기 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 가스 유량 제어기에 관한 것으로서, 종래와 같이 솔레노이드 방식을 채택하지 않고, 정밀제어가 가능한 스템핑모터방식을 채택함으로써, 정밀제어와 함께 대용량에 적용하여도 체적변화가 없음으로 설치공간의 제한성에 구애됨이 없이 범용으로 사용 가능하도록 하는 데 그 목적이 있다.
이를 위해 본 고안은, 제어부와 상기 제어부의 제어신호에 따라 오리피스의 개폐량을 조절하여 가스의 배기량을 조절하는 콘트롤밸브부를 포함하는 가스 유량 제어기에 있어서, 상기 콘트롤밸브부(20)에는 정밀제어가 가능하고, 소용량 또는 대용량에 설치공간의 제한성에 구애됨이 없이 적용 가능하도록 회전력을 제공하는 스템핑모터(210)를 포함하고; 상기 스템핑모터(210)의 회전력을 제공받아 승강작용하고, 제어부(10)의 센서바디(110)에 구성된 오리피스(118)를 개폐시키도록 일정높이 승강되는 스템(230)을 포함하며; 상기 스템(230)의 일측에는 승강작용시 발생되는 작용오차를 보상하여 가스의 정밀유량 제어가 가능하도록 지지하는 판스프링(240);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가스 유량 제어기{Gas Flow Control Apparatus}

본 고안은, 가스 유량 제어기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 종래와 같이 솔레노이드 방식을 채택하지 않고, 정밀제어가 가능한 스템핑모터방식을 채택함으로써, 정밀제어와 함께 대용량에 적용하여도 체적변화가 없음으로 설치공간의 제한성에 구애됨이 없이 범용으로 사용 가능하도록 하는 가스 유량 제어기에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 등에서 사용중인 가스유량조절장치(Mass Flow Controller, MFC)는 초기 작동시 비교제어부에서 유량설정신호와 센싱부에서 나오는 전압을 비교하여 그 차이로 밸브를 조절하게 되는 데, 정상상태에서는 유량설정신호가 '0'VDC일때 센싱부에서 비교제어부로 전달되는 전압이 정확하게 '0'이 되어야만 밸브가 닫혔다가 유량설정신호가 인가되면 밸브가 닫힌 상태에서 열리면서 가스량을 조절하게 된다.

일례로, 도 1에 도시된 바와 같이, 가스 유량조절장치(2)는 유량설정신호와 보정부(14)의 보정신호를 대비하여 밸브(20)의 개폐량을 결정하는 비교제어부(16), 상기 비교제어부(16)의 제어로 밸브를 개폐하게 되는 밸브동작제어부(18), 상기 밸브동작제어부(18)의 제어로 개폐되어 라인에 흐르는 가스량을 조절하는 밸브(20), 상기 라인에 흐르는 가스의 유량을 감지하는 센싱부(10), 상기 센싱부(10)의 센싱신호를 증폭하는 증폭부(12) 및 상기 증폭부(12)를 통한 센싱신호를 분석하여 유량출력신호를 출력하는 한편, 보정신호를 생성하는 비교제어부(16)로 공급하는 보정부(14)로 구성된다.

또한, 상기 센싱부(10)에 의해 감지된 가스라인에 흐르는 유량에 대응하는 센싱신호가 증폭부(12)에 의해 증폭되어 입력되면 보정부(14)는 센싱신호를 분석하여 유량출력신호로 출력한다.

또한, 상기 보정부(14)에 의해 보정신호가 생성되어 비교제어부(16)에 인가되면, 상기 비교제어부(16)는 이를 유량설정신호와 대비하여 밸브(20)이 개폐량을 결정한다.

상기 비교제어부(16)의 제어신호를 입력받은 밸브동작제어부(18)는 제어신호에 맞게 밸브(20)의 개폐를 제어한다.

가스 유량조절장치의 초기동작에 대해 유량설정신호가 '0'VDC 일때 센싱부(10)에서 비교제어부(16)로 전달되는 전압이 정확하게 '0'VDC가 되지 못하고, -20mVDC일 경우 유량설정신호와의 차이에 의해 밸브(20)가 열리게 되며, 이때 유량설정신호가 인가되면 밸브(20)가 열린상태에 서서히 유량을 맞추기 위해 움직일 때 순간적으로 셋 포인트보다 많은 유량이 흐르게 되는 오버슈팅현상이 생기면서 공정불량을 유발시킨다.

또한, 센싱부(10)에서 비교제어부(16)로 전달되는 전압이 +20mVDC일 경우에는 밸브(20)가 닫힌상태가 되어 유량설정신호가 인가되면, 초기 램핑지역에서 지연스타트 효과가 나타나게 되어 공정 불량을 유발시킨다.

최근에는 솔레노이드밸브 및 스테핑모터를 이용하여 전자식으로 가스 유량을 제어하는 구성들이 제안되고 있다.

일례를 살펴보면, 등록실용신안 제20-476689호는 조절유량의 히스테리시스 현상이 없고, 전기적신호에 따라 정밀하게 유량이 조절되는 한편, 조절영점의 위치를 조절할 수 있으므로 가스조절밸브의 제조과정에서 발생되는 부품치수의 편차로 인한 유량의 편차를 획기적으로 감소시킬 수 있는 것이다.

다른 일례를 살펴보면, 특허공보 제10-703178호는 소비되는 전력을 감소시킬 수 있고, 가스레인지의 불꽃이 없을 경우 자동소화될 수 있도록 안전차단수단을 구비하며 디지털화된 유량조절신호로 유량이 정밀하게 제어함은 물론 가스레인지의 버너가 연소상태를 유지할 경우 안전차단부를 개방시키는데 필요한 유지전류를 열전대로부터 공급받을 수 있으므로 별도의 유지전류가 필요 없고 이에 따라 소비전류가 극히 미소해지는 것이다.

다른 일례를 살펴보면, 특허공보 제10-795082호는 기존의 가스유량 제어장치와는 달리 장시간 사용에 따른 특성 변화가 없고, 마이콤의 디지털 제어신호에 의해 간단하고 정밀하게 제어 가능하며, 소비전력과 작동소음이 낮고 홈오토메이션 또는 홈네트워크에 적용될 경우 불필요한 가스 공급에 의한 요리 소손 등의 안전사고를 방지할 수 있으며 최적의 가스량 공급에 따른 에너지 절감효과를 거둘 있는 것이다.

한편, 종래의 가스 유량 제어기는 솔레노이드 밸드(또는 코일)에 전류를 인가하여 내측 방향으로 자기장이 형성되어, 내부의 철심축을 자성화시켜 자성축을 상, 하부로 구동시켜 밸브의 오리피스(orifice)를 개방 또는 폐쇄하거나, 또는 축의 위치를 변경에 따른 가스의 유량을 제어한다.

그러나, 종래의 가스 유량제어기에는 동력원인 솔레노이드방식을 채택함으로써, 대용량을 제어하기 위해서는 솔레노이드 코일이 상대적으로 커질 수밖에 없고, 이로 인해, 설치공간이 제한되는 문제점과 함께, 비대해진 솔레노이드를 통한 지속적인 성능을 유지할 수 없다는 문제점, 및 이로 인해 필연적으로 발생되는 오차를 제어할 수 없다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 가스 유량제어기는 오리피스가 금속재로 형성되고, 이와 대응되는 솔레노이드 코일에 구성되는 스템이 금속재로 형성됨으로써, 닫음(OFF) 상태로 작용할 때, 금속재의 특성에 의해 완전한 밀폐가 이루어지지 않기 때문에 미세한 가스의 누출이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 가스 유량제어기는 가스를 full open 상태일 경우, 스템의 최대 높이를 제한하는 별도의 구조를 채택하고 있지 않음에 따라 상기 스템의 과회전을 방지할 수 없는 정밀제어기능이 수행되지 않는 문제점이 있다.

또한, 종래의 가스 유량제어기에는 동력원인 솔레노이드방식을 채택함으로써, 초기 가동속도가 빠르나, 지속적인 안정화된 속도를 유지할 수 없다는 문제점으로 인해 정밀제어가 이루어지지 않는다는 문제점이 있다.

이러한, 문제점으로 인해, 가스의 배출유량을 정밀제어할 수가 없어서, 불량을 양산시키는 문제점을 유발시키게 된다.

또한, 종래의 솔레노이드방식의 경우, 전류의 세기에 의해 유량이 조절되지만, 실질적으로 케이블의 불량, 전류의 흐름 불량, 케이블 접촉불량 등의 다양한 이유에 의해 항상 일정한 전류의 흐름이 지속되지 못함으로써, 가스 유량을 정밀제어할 수 없다는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 특2000-18621호(2000.04.06. 공개) 대한민국 등록실용신안공보 제20-283657호(2002.07.27. 공고) 대한민국 특허공보 제10-1803016호(2017.12.28. 공고)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안하는 것으로서, 본 고안의 목적은, 종래와 같이 솔레노이드 방식을 채택하지 않고, 정밀제어가 가능한 스템핑모터방식을 채택함으로써, 정밀제어와 함께 대용량에 적용하여도 체적변화가 없음으로 설치공간의 제한성에 구애됨이 없이 범용으로 사용 가능하도록 하는 가스 유량 제어기를 제공하는 데 있다.

또한, 본 고안의 가스 유량제어기는 스템에 판스프링을 장착함으로써, 스템핑모터 방식에 의해 회전운동을 직선운동으로 스템이 작용하여도 백래시 등과 같은 오차가 발생하지 않도록 하여 정밀제어가 가능하도록 한다.

또한, 본 고안의 가스 유량제어기는 본네트에 스톱퍼 구조를 채택함으로써, 상기 스템에 의해 오리피스를 full open할 때, 상기 스템의 과회전을 방지하여, 스템핑모터에 부하가 작용함을 방지하면서 정밀제어가 가능하도록 한다.

또한, 본 고안의 가스 유량제어기는 스템에 밀폐구조를 채택함으로써, 상기 스템과 오리피스가 닫음상태일 때 기밀성을 유지하여 가스의 임의 누출을 방지하게 된다.

또한, 본 고안의 가스 유량제어기는 종래와 같이 솔레노이드 방식을 채택하지 않고, 정밀제어가 가능한 스템핑모터방식을 채택함으로써, 회전력의 안정적인 제공을 통해 속도의 지속성과 안정화로 장시간 사용에도 정밀제어가 가능하도록 하는 가스 유량 제어기를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 제어부와 상기 제어부의 제어신호에 따라 오리피스의 개폐량을 조절하여 가스의 배기량을 조절하는 콘트롤밸브부를 포함하는 가스 유량 제어기에 있어서, 콘트롤밸브부에는 정밀제어가 가능하고, 소용량 또는 대용량에 설치공간의 제한성에 구애됨이 없이 적용 가능하도록 회전력을 제공하는 스템핑모터를 포함하고; 상기 스템핑모터의 회전력을 제공받아 승강작용하고, 제어부의 센서바디에 구성된 오리피스를 개폐시키도록 일정높이 승강되는 스템을 포함하며; 상기 스템의 일측에는 승강작용시 발생되는 작용오차를 보상하여 가스의 정밀유량 제어가 가능하도록 지지하는 판스프링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 스템에는 상기 오리피스에 밀폐 및 기밀성이 유지되도록 지지하는 각링러버;를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 스템의 승강작용을 지지하며, 상기 스템이 'full open'시에 상기 스템의 승강을 단속하여 과부하 발생을 방지하도록 하는 본네트; 및 상기 스템핑모터와 스템 사이에 구성되어, 축의 길이를 연장시켜 사용목적 또는 설치위치에 구애됨 없이 자유로운 변형 설치가 가능하도록 지지하는 커플링;을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 커플링의 일단에는 스템과의 연결상태가 임의로 해제되지 않고 안정적으로 고정된 상태를 유지하면서 판스프링에 탄성력이 항상 작용하도록 지지하여 스템에서 작용오차가 발생되는 것을 방지하도록 하는 풀림방지너트;를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 콘트롤밸브부에는, 상기 스템핑모터에 연결되어, 상기 스템핑모터에서 제공되는 정밀 회전력에 의해 하방에 구성되는 스템을 안정적으로 직선운동이 이루어지도록 하는 스크류축;을 포함하는 것이 바람직하다.

본 고안에 의하면, 종래와 같이 솔레노이드 방식을 채택하지 않고, 정밀제어가 가능한 스템핑모터방식을 채택함으로써, 정밀제어와 함께 대용량에 적용하여도 체적변화가 없음으로 설치공간의 제한성에 구애됨이 없이 범용으로 사용 가능하도록 하는 효과가 있다.

또한, 스템에 판스프링을 장착함으로써, 스템핑모터 방식에 의해 회전운동을 직선운동으로 스템이 작용하여도 백래시 등과 같은 오차가 발생하지 않도록 하여 정밀제어가 가능하도록 하는 효과가 있다.

또한, 본네트에 스톱퍼 구조를 채택함으로써, 상기 스템에 의해 오리피스를 full open할 때, 상기 스템의 과회전을 방지하여, 스템핑모터에 부하가 작용함을 방지하면서 정밀제어가 가능하도록 하는 효과가 있다.

또한, 스템의 일측에 각링러버를 통한 밀폐구조를 채택함으로써, 상기 스템과 오리피스가 닫음상태일 때 기밀성을 유지하여 가스의 임의 누출을 방지하게 되는 효과가 있다.

또한, 종래와 같이 솔레노이드 방식을 채택하지 않고, 정밀제어가 가능한 스템핑모터방식을 채택함으로써, 회전력의 안정적인 제공을 통해 속도의 지속성과 안정화로 장시간 사용에도 정밀제어가 가능하도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 가스 유량조절장치의 일례를 보인 도면.
도 2는 본 고안에 따른 가스 유량제어기의 사시도.
도 3은 본 고안에 따른 가스 유량제어기의 결합도면.

본 고안의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하기 위한 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 고안은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 고안의 개시가 완전하도록 하고, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 고안의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 고안은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

따라서, 몇몇 실시 예에서, 잘 알려진 공정단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 고안이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 본 고안을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않은 한 복수형도 포함한다.

명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다.

그리고, "및/또는"은 언급된 아이템의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 고안의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다.

따라서, 본 고안의 실시 예들은 도시된 특정형태로 제한되는 것이 아니라 제조공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다.

또한, 본 고안에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 가스 유량 제어기(1)는 종래와 같이 솔레노이드 방식을 채택하지 않고, 정밀제어가 가능한 스템핑모터방식을 채택함으로써, 정밀제어와 함께 대용량에 적용하여도 체적변화가 없음으로 설치공간의 제한성에 구애됨이 없이 범용으로 사용이 가능하다.

또한, 본 고안의 가스 유량제어기는 스템에 판스프링을 장착함으로써, 스템핑모터 방식에 의해 회전운동을 직선운동으로 스템이 작용하여도 백래시 등과 같은 오차가 발생하지 않도록 하여 정밀제어가 가능하도록 한다.

또한, 본 고안의 가스 유량제어기는 본네트에 스톱퍼 구조를 채택함으로써, 상기 스템에 의해 오리피스를 full open할 때, 상기 스템의 과회전을 방지하여, 스템핑모터에 부하가 작용함을 방지하면서 정밀제어가 가능하도록 한다.

또한, 본 고안의 가스 유량제어기는 스템에 밀폐구조를 채택함으로써, 상기 스템과 오리피스가 닫음상태일 때 기밀성을 유지하여 가스의 임의 누출을 방지하게 된다.

본 고안의 가스 유량제어기(1)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(10), 및 콘크롤밸브부(20)를 포함한다.

상기 제어부(10)는 가스의 유량 값을 설정하여, 상기 콘트롤밸브부(20)에 의해 가스의 흐름을 제어하는 기능을 수행한다.

상기 제어부(10)는 센서바디(110)를 포함한다.

상기 센서바디(110)에는 일단에 가스가 진입되는 입구(112) 및 타단에 상기 콘트롤밸브부(20)에 의해 설정된 유량 값에 맞춰 가스의 배기가 이루어지도록 하는 출구(114)를 포함한다.

또한, 상기 센서바디(110)의 입구(112) 및 출구(114) 사이에는 바이패스(116)를 포함한다.

또한, 상기 출구(114)의 일단 즉, 콘트롤밸브부(20)와 연결되는 부분에 장착되어, 상기 콘트롤밸브부(20)의 개폐량에 따라 가스의 배기가 이루어지도록 지지하는 오리피스(118)가 구성된다.

상기 오리피스(118)는 상기 출구(114)의 일단에 구성되어, 가스의 유량 또는 압력을 컨트롤하기 위해 설치되는 작은 통로로, 이는 통상의 기술자라면 쉽게 구현할 수 있는 일반적인 기술사상이므로, 여기에서 상세한 설명은 생략한다.

또한, 상기 센서바디(110)의 일측에는 센서어세이(120)를 포함한다.

상기 센서어세이(120)는 가스의 흐름을 측정하기 위한 기능을 수행한다.

또한, 상기 센서어세이(120)의 일측에는 상기 센서어세이(120)를 보호하기 위한 센서커버(130)를 포함한다.

또한, 상기 센서바디(110)의 일측에는 제어부(10)의 회로를 구성하는 PCB(140)를 포함한다.

또한, 상기 PCB(140)의 일단에는 외부 기기와 연결하기 위한 연결커넥터(142)를 포함한다.

상기 콘트롤밸브부(20)는 상기 제어부(10)를 통해 가스가 진입되면, 상기 제어부(10)에서 설정된 유량 값에 상기 제어부(10)의 센서바디(110)에 구성된 출구(114)를 통해 설정된 유량 값에 맞춰 정확하게 가스의 배기가 이루어지도록 하는 기능을 수행한다.

상기 콘트롤밸브부(20)는 스템핑모터(210)를 포함한다.

상기 스템핑모터(210)는 제어부(10)의 제어신호에 따라 일정각도 회전력을 제공하는 기능을 수행한다.

상기 스템핑모터(210)는 펄스 입력 신호에 따라서 스텝 상태로 변위하는 모터로서, NC서보의 요소부품에 사용되는 정밀제어부품이며, 10W이하의, 정도나 탈조(脫調)에 의한 오차의 집적에 영향을 주지않는 시스템에 사용된다.

이에, 상기 스템핑모터는 연속적 회전하는 것이 아니라 빠른 속도로 정확한 위치를 찾아 이동하고 정착하는 계단식 운동의 모터이다. 컴퓨터나 디지털로 제어되는 기기에 주로 사용되며, 하드디스크나 CD 드라이브에서는 헤드가 달려있는 액세스암을 구동시켜 정확한 트랙에 헤드를 위치시키는데 사용된다. 또한, 구동펄스가 하나씩 들어 올 때마다 일정한 각도를 회전한다.

또한, 상기 스템핑모터(210)에는 상기 스템핑모터(210)의 위치가 확고하게 지지된 상태를 유지하여, 상기 스템핑모터(210)에서 정확한 회전력이 제공될 수 있도록 하는 모터서포터(212)를 포함한다.

또한, 스템핑모터(210)의 하단에는 상기 스템핑모터(210)를 지지하기 위한 본네트(220)가 구성된다.

상기 본네트(220)는 상기 센서바디(110)의 상단 일측에 구성되어, 상부에 스템핑모터(210)가 안정적으로 고정된 상태를 유지하도록 지지하는 기능을 수행한다.

이 경우, 상기 본네트(220)와 스템핑모터(210) 사이에는 모터서포터(212)가 구성되어, 상기 본네트(220)에 스템핑모터(210)가 안정적으로 고정된 상태를 유지하도록 한다.

상기 본네트(220)에는 상기 스템핑모터(210)에서 제공되는 회전력에 의해 수직 승강작용이 이루어지도록 구성되는 스템(230)을 포함한다.

상기 스템(230)은 상기 본네트(220) 내측에 삽입되어, 상기 스템핑모터(210)에서 제공되는 회전력의 회전방향에 따라 상,하로 승강되는 작용을 수행하게 된다.

이 경우, 상기 스템(230)의 일단은 센서바디(110)의 출구(114)에 구성되는 오리프스(118)를 개폐시키도록 구성되어, 상기 스템(230)의 승강작용에 의한 승강높이에 따라 상기 오리피스(118)의 개폐량이 정해짐으로써, 결국, 상기 스템(230)의 승강작용에 의해 가스의 배기량이 결정된다.

상기 스템(230)의 일측에는 상기 스템핑모터(210)의 회전력에 의해 승강작용하는 스템(230)에 탄성력을 부여함으로써, 승강작용하는 스템(230)에서 백래시와 같은 작용오차의 발생을 최소화 또는 방지하도록 지지하는 판스프링(240)이 구성된다.

상기 판스프링(240)은 상기 스템(230)의 일측에 구성되어, 상기 스템(230)에 항상 탄성력이 작용하도록 함으로써, 상기 스템(230)의 승강작용할 때 백래시 등의 미끄럼에 의한 작용 오차가 발생되는 것을 방지하도록 탄상력을 제공하는 기능을 수행한다.

상기 판스프링(240)은 상기 본네트(220)의 상단 일측에 구성되어, 상기 본네트(220)에 지지를 받으면서 승강작용하는 스템(230)에서 미끄럼 등의 작용오차가 발생되는 것을 방지하도록 구성된다.

물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 판스프링(240)은 상기 스템(230)에서 작용오차가 발생되지 않도록 하는 구조 또는 위치이면 어느 곳이든 사용 가능하다.

상기 스템핑모터(210)와 스템(230) 사이에는 상기 스템핑모터(210)에 구성된 축의 길이를 연장시키도록 하는 커플링(250)을 포함한다.

상기 커플링(250)은 상기 스템핑모터(210)의 축을 연장시키는 기능을 수행함으로써, 사용목적 또는 설치 공간에 구애됨이 없이 설치 가능하도록 하는 사용의 편리성을 제공한다.

상기 커플링(250)의 일단에는 스템(230)과의 결합상태를 유지하면서, 임의로 풀림되는 것을 방지하기 위한 풀림방지너트(260)를 포함한다.

상기 풀림방지너트(260)는 상기 커플링(250)과 스템(230) 사이에 구성되어, 고정력이 유지되도록 지지하는 기능을 수행한다.

또한, 상기 풀림방지너트(260)는 상기 판스프링(240)의 상단부에 위치되어, 상기 판스프링(240)의 탄성작용이 원활하게 수행될 수 있도록 지지하는 기능을 포함한다.

또한, 상기 풀림방지너트(260)는 로크너트 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정하지 않고, 축과 판스프링(240) 사이에서 진동 또는 충격 등에 의해 풀림이 해제되는 것을 방지할 수 있도록 하는 구조 또는 구성이면 어느 것이든 사용 가능하다.

예컨대, 상기 풀림방지너트(260)는 핀결합방식 등이다.

또한, 상기 스템(230)의 일단에는 오리피스(118)에 밀폐성능을 발휘하도록 하는 각링러버(270)를 구성함으로써, 상기 각링러버(270)에 의해 오리피스(118)의 기밀성이 유지되도록 한다.

상기 각링러버(270)는 사각형 또는 육각형과 같은 다각형으로 형성되고, 내화학성 및 탄성률이 우수한 고무 또는 합성수지, 실리콘 등으로 형성된다.

이에, 상기 각링러버(270)는 도 2에 도시된 바와 같이, 스템(230)의 하단 내측에 구성되어, 오리피스(118)에 기밀성이 유지되도록 구성된다.

또한, 상기 스템(230)은 상기 본네트(220)의 하방에 장착되도록 구성됨으로써, 상기 스템(230)이 상승하여 오리피스(118)를 full open할 때, 상기 본네트(220)의 하단부에 상기 스템(230)의 상승을 제한하도록 구성된다.

이에 따라, full open일 때, 상기 본네트(220)에 의해 스템(230)의 최대 개방의 위치를 단속함으로써, 상기 스템(230)의 과부하를 방지하도록 구조적 개선을 가진다.

상기 콘트롤밸브부(20)에는 스템핑모터(210)에 연결되어, 상기 스템핑모터(210)의 회전력을 스템(230)을 직선운동으로 변환시켜 오리피스(118)를 개폐시키도록 지지하는 스크류축(280)을 포함한다.

상기 스크류축(280)은 나사산이 형성되어, 하방에 구성되는 스템(230)을 승강시키도록 지지하는 기능을 수행한다.

이에, 상기 스크류축(280)은 상기 스템핑모터(210)의 정밀제어 회전각도에 맞춰 하방의 스템(230)을 정밀하게 승강시킴으로써, 가스의 정밀 유량제어가 가능하도록 한다.

이 경우, 상기 스크류축(280)은 스템핑모터(210)의 하방에 구성되는 커플링(250)과 풀림방지너트(260) 사이에 구성된다.

상기와 같이 구성된 가스유량제어기의 작용상태를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 제어부(10)의 일측에 콘트롤밸브부(20)가 구성된다.

그리고, 상기 제어부(10)의 센서바디(110)에 구성된 입구(112)를 통해 가스가 인입된다.

이어서, 상기 제어부(10)의 가스배기 유량을 조절한 제어신호가 상기 콘크롤밸브부(20)로 전송된다.

이렇게 전송된 제어신호에 따라 상기 콘트롤밸브부(20)의 스템핑모터(210)에서 일정각도 회전하는 회전력이 발생되고, 이러한 상기 스템핑모터(210)의 회전력에 의해 상기 스템핑모터(210)의 하방에 연결된 커플링(250)과, 스크류축(280), 및 풀림방지너트(260)를 거쳐 일정각도 회전된 회전력에 의해 스템(230)이 승강하게 된다.

이에 따라, 상기 스템(230)의 승강상태에 의해 센서바디(110)의 일단에 구성된 출구(114)의 오리피스(118)를 개폐시킴으로써, 상기 센서바디(110)의 입구(112)로 진입된 가스가 상기 스템(230)의 승강작용에 의한 개폐량에 따라 출구(114)로 배기가 이루어지게 된다.

이때, 상기 스템(230)의 일측에는 판스프링(240)이 장착되어, 상기 스템(230)의 승강작용에 따른 백래시와 같은 기구적오차 또는 조립오차, 가공오차 등의 다양한 오차에 의해 필연적으로 나타나는 미끄럼 등의 작용오차를 방지시키도록 한다.

즉, 판스프링(240)은 상기 스템(230)의 일측에 장착된 상태를 유지하기 때문에, 상기 판스프링(240)의 탄성력이 항상 스템(230)에 작용된 상태를 유지함으로써, 상기 스템(230)의 승강작용이 수행될 때 탄성력이 작용된 상태를 유지하여, 상기 스템(230)에서 백래시와 같은 작용오차가 발생되는 것을 방지하게 된다.

또한, 상기 스템(230)과 오리피스(118) 사이에는 각링러버(270)가 구성되어 있음으로써, 상기 스템(230)의 회전 및 승강작용에 의해 상기 오리피스(118)를 개폐하여도 상기 각링러버(270)의 밀폐 및 기밀성에 의해 상기 오리피스(118)를 통해 가스가 임의로 배기되는 것을 방지하게 된다.

이상에서 설명한 것은 가스 유량 제어기를 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 고안은 상기한 실시 예에 한정되지 아니한다. 본 고안에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변경실시가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

1: 가스유량제어기 10: 제어부
110: 센서바디 112: 입구
114: 출구 116: 바이패스
118: 오리피스 120: 센서어세이
130: 센서커버 20: 콘트롤밸브부
210: 스템핑모터 212: 모터서포터
220: 본네트 230: 스템
240: 판스프링 250: 커플링
260: 풀림방지너트 270: 각링러버
280: 스크류축

Claims (5)

1. 제어부와 상기 제어부의 제어신호에 따라 오리피스의 개폐량을 조절하여 가스의 배기량을 조절하는 콘트롤밸브부(20)를 포함하는 가스 유량 제어기에 있어서,
   상기 콘트롤밸브부(20)는,
   정밀제어가 가능하고, 소용량 또는 대용량에 설치공간의 제한성에 구애됨이 없이 적용 가능하도록 회전력을 제공하는 스템핑모터(210)를 포함하고;
   상기 스템핑모터(210)의 회전력을 제공받아 승강작용하고, 제어부(10)의 센서바디(110)에 구성된 오리피스(118)를 개폐시키도록 일정높이 승강되는 스템(230)을 포함하며;
   상기 스템(230)의 일측에는 승강작용시 발생되는 작용오차를 보상하여 가스의 정밀유량 제어가 가능하도록 지지하는 판스프링(240)을 포함하되,
   상기 콘트롤밸브부(20)는, 상기 스템핑모터(210)에 연결되어, 상기 스템핑모터(210)에서 제공되는 정밀 회전력에 의해 하방에 구성되는 스템을 안정적으로 직선운동이 이루어지도록 하는 스크류축(280)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 유량 제어기.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 스템(230)에는 상기 오리피스(118)에 밀폐 및 기밀성이 유지되도록 지지하는 각링러버(270);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 유량 제어기.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 스템(230)의 승강작용을 지지하며, 상기 스템(230)이 'full open'시에 상기 스템(230)의 승강을 단속하여 과부하 발생을 방지하도록 하는 본네트(220); 및
   상기 스템핑모터(210)와 스템(230) 사이에 구성되어, 축의 길이를 연장시켜 사용목적 또는 설치위치에 구애됨 없이 자유로운 변형 설치가 가능하도록 지지하는 커플링(250);
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 유량 제어기.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 커플링(250)의 일단에는 스템(230)과의 연결상태가 임의로 해제되지 않고 안정적으로 고정된 상태를 유지하면서 판스프링(240)에 탄성력이 항상 작용하도록 지지하여 스템(230)에서 작용오차가 발생되는 것을 방지하도록 하는 풀림방지너트(260);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 유량 제어기.
5. 삭제

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