KR101406502B1 - 맥동제어밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장치하우징와, 상기 장치하우징의 내부에 장착되며, 주기적으로 맥동을 발생시키는 맥동발생부 및, 상기 맥동발생부의 맥동에 따라 이동되도록, 상기 맥동발생부와 연결되며 배치되는 스풀부재와, 상기 스풀부재에 밀착 또는 분리되며 유량을 조절토록, 상기 장치하우징 내부에서 상기 스풀부재의 이동방향에 배치되고 상기 스풀부재와 밀착시 상기 스풀부재의 형상에 대응하며 변형되는 탄성부재를 포함하는 유량조절부를 포함하고, 상기 탄성부재는 상기 탄성부재의 외직경과 상기 장치하우징의 내직경 사이에 유체가 흐르는 미세유로를 형성토록, 외직경이 상기 장치하우징의 내직경보다 작은 것을 특징으로 하고, 상기 유량조절부는 중앙부에는 유체가 흐르는 개구부가 구비되며, 상기 탄성부재의 하단부를 지지토록 상기 장치하우징의 내부에서 상기 탄성부재의 하측에 배치되는 하부 지지대 및, 상기 탄성부재의 상단부를 지지토록 상기 장치하우징의 내부에서 상기 탄성부재의 상측 둘레를 따라 배치되고, 상기 미세유로를 통해 유체가 유동 가능도록 소정간격을 두고 복수개로 분할되어 배치되는 상부 지지블럭을 포함하는 맥동제어밸브에 관한 것이다.
본 발명에 의하면 맥동연소에 사용되는 연료 또는 산화제의 맥동진폭, 맥동주기, 듀티비 제어가 용이하고, 다양한 크기의 설비에도 적용될 수 있으며, 맥동연소로의 소화 현상 또는 유량 증가에 따른 재점화시 발생되는 충격 현상 등을 방지하는 효과를 기대할 수 있다.

Description

맥동제어밸브{Valve for controlling oscillation}

본 발명은 맥동제어밸브에 관한 것으로, 구체적으로 맥동연소에 사용되는 연료 또는 산화제의 유량을 제어하는 맥동제어밸브에 관한 것이다.

연료와 산화제가 혼합되어 연소되는 경우, 당량비{실제 공연비(사용된 연료에 대한 공기의 중량비)에 대한 이론 공연비 또는 이론 연공비(사용된 공기에 대한 연료의 중량비)에 대한 실제 연공비)} 1.0 부근에서 연소온도가 최고가 된다. 그리고, 당량비 1.0 부근에서 NOx(질소산화물)의 발생도 최대가 된다.

연소온도는 당량비 1.0 을 벗어나면서 급격히 하락된다. 그리고, 연소온도와 산소의 농도에 민감한 NOx 생성률은 연료과잉(rich 상태)이나 연료희박(lean 상태) 상태, 즉 연소온도와 유사하게 당량비 1.0을 벗어나면서 급격히 저하된다.

맥동연소(OSCILATING COMBUSTION)는 이러한 점을 이용하여 NOx 생성률을 줄이기 위해서, 당량비가 1.0이 아닌 연료과잉과 연료희박상태에서 주기적으로 연소가 이루어지도록 하는 것이다. 그리고, 이를 위해서, 맥동연소에서는 연료와 산화제가 혼합되어 연소가 이루어지는 연소부에 공급되는 연료 또는 산화제의 주기적인 유량변동이 이루어지도록, 연소부에 공급되는 연료 또는 산화제에 주기적인 압력변동, 즉 맥동을 준다. 상대적으로 유량이 작은 연료에 주기적인 압력변동을 주는 것이 일반적이며, 통상 수십 Hz 정도로 압력변동을 준다.

기초적인 연구에 의하면, 맥동의 주기와 진폭에 의해서 맥동연소의 효과가 가변적이며, 실제 적용된 외국사례에서는 CO 등 미연소가스 발생량을 제어하는 가운데 속도변동을 갖는 고온의 배기가스에 의하여 열전달률이 향상되어 3 내지 5%의 연료절감이 가능하고, NOx가 50%이상 저감되는 장점을 갖는다고 보고되었다.

맥동연소에서 전술한 열전달율향상과 NOx 저감은 맥동강도가 큰 경우에 더 좋게 얻어진다.

맥동연소는 자발적으로 맥동이 일어나게 하는 자발적 맥동연소와 강제적으로 맥동이 일어나게 하는 타율적 맥동연소가 있다. 타율적 맥동연소에서는 맥동밸브가 구비되어 주기적인 개폐에 의해 맥동을 발생시킨다. 그리고, 이러한 맥동밸브는 소정량의 유량을 일정하게 연소부에 공급하는 구성과 연계하여 맥동을 발생시킬 수 있다. 즉, 예컨대 맥동연소를 구현하기 위해 연료희박상태가 되는 소정의 유량의 연료를 일정하게 공급하면서 맥동밸브에 의해서 연료과잉상태가 되도록 하는 유량의 연료를 주기적으로 공급하여 맥동연소가 이루어지도록 한다.

여기서, 맥동밸브에 관한 종래 기술의 일 예로는 미국 등록특허공보 제 6085786 호의 '회전식 맥동밸브'가 있으며, 이하 간단히 살펴보도록 한다.

먼저 도 1a에 도시된 바와 같이 상기 회전식 맥동밸브(1)는 밸브하우징(7)과 상기 밸브하우징(7)의 내부에 안착되는 회전모터(2)와 상기 회전모터(2)의 회전축에 장착되는 회전부재(4)와 상기 회전모터(2)와 상기 회전부재(4) 사이에 위치하며 유체가 흐르는 유동홈(3a)을 구비하는 조리개 플레이트(3) 및 상기 밸브하우징(7)과 볼트(6) 결합되며 상기 회전모터(2), 조리개 플레이트(3), 회전부재(4) 등을 고정토록 제공되는 환형 베이스부재(5)를 포함하여 구성될 수 있다.

우선 전원을 공급하면 상기 회전모터(2)가 구동되며, 상기 회전모터(2)의 회전축에 연결되어 있는 상기 회전부재(4)가 회전하게 된다. 그리고 도 1b에 도시된 바와 같이 상기 조리개 플레이트(3)와의 관계에서 상기 유동홈(3a)의 면적을 조절하거나 폐쇄시키면서 유체의 유량을 조절하게 된다. 그에 따라 맥동되는 시간당 유체의 유량은 도 1c에 도시된 바와 같다.

그런데, 이러한 상기 회전식 맥동밸브(1)는 구조가 매우 복잡하며 제작비가 많이 들고, 상기 회전부재(4)의 회전에 의해 맥동이 구현되므로 실질적인 유량제어는 어렵다. 즉 맥동주기, 맥동진폭, 듀티비의 제어가 용이하지 않다.

그리고, 종래 맥동연소로에 사용되는 맥동밸브의 경우 연료 또는 산화제가 완전히 차단되는 시간이 존재하여 연소로에서 화염이 소화되는 현상 및 재점화시에는 불꽃점화에 의한 폭발현상으로 인해 설비가 파손되거나 마모되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위해서 제안된 것으로서, 맥동연소에 사용되는 연료 또는 산화제의 맥동진폭, 맥동주기, 듀티비 제어가 용이하고, 다양한 크기의 설비에도 적용될 수 있으며, 맥동연소로의 소화 현상 또는 유량 증가에 따른 재점화시 발생되는 충격 현상 등을 방지토록 구성된 장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 실시예는 다음과 같은 맥동제어밸브를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에서는 장치하우징와, 상기 장치하우징의 내부에 장착되며, 주기적으로 맥동을 발생시키는 맥동발생부 및, 상기 맥동발생부의 맥동에 따라 이동되도록, 상기 맥동발생부와 연결되며 배치되는 스풀부재와, 상기 스풀부재에 밀착 또는 분리되며 유량을 조절토록, 상기 장치하우징 내부에서 상기 스풀부재의 이동방향에 배치되고 상기 스풀부재와 밀착시 상기 스풀부재의 형상에 대응하며 변형되는 탄성부재를 포함하는 유량조절부를 포함하고, 상기 탄성부재는 상기 탄성부재의 외직경과 상기 장치하우징의 내직경 사이에 유체가 흐르는 미세유로를 형성토록, 외직경이 상기 장치하우징의 내직경보다 작은 것을 특징으로 하고, 상기 유량조절부는 중앙부에는 유체가 흐르는 개구부가 구비되며, 상기 탄성부재의 하단부를 지지토록 상기 장치하우징의 내부에서 상기 탄성부재의 하측에 배치되는 하부 지지대 및, 상기 탄성부재의 상단부를 지지토록 상기 장치하우징의 내부에서 상기 탄성부재의 상측 둘레를 따라 배치되고, 상기 미세유로를 통해 유체가 유동 가능도록 소정간격을 두고 복수개로 분할되어 배치되는 상부 지지블럭을 포함할 수 있다.

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일 실시예에서는 상기 탄성부재는 환형 또는 중앙부가 개방된 원통형일 수 있다.

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일 실시예에서는 상기 맥동발생부는, 상기 장치하우징의 내부 둘레를 따라 환형으로 배치되는 코일부와 상기 코일부의 중앙부에서 상기 스풀부재와 연결되며 배치되는 작동자 및 상기 코일부 미작동시 상기 작동자를 원위치시키도록, 상기 작동자와 상기 장치하우징의 내부 격벽간에 설치되는 리턴스프링를 포함할 수 있다.

본 발명인 맥동제어밸브의 일 실시예는 전류제어에 의해 작동되는 코일부 및 작동자를 구비하여 맥동진폭, 맥동주기, 듀티비의 제어가 용이함에 따라 맥동연소에 사용되는 연료 또는 산화제의 유량 제어가 원활한 효과가 있다.

그리고, 연료 또는 산화제의 유량 제어를 상기 작동자와 연결된 스풀부재와 탄성부재를 통해 구현되도록 함으로써, 유입구 및 유출구의 크기에 상관없이 유량 제어가 가능하게 되므로, 다양한 크기의 배관 직경을 가지는 설비에 적용될 수 있는 효과가 있다.

또한, 장치하우징의 내직경보다 작도록 상기 탄성부재의 외직경을 구성하여 연료 또는 산화제가 흐르는 미세유로를 형성함으로써, 맥동연소로에서 화염이 소화되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 재점화시 불꽃반응에 의한 폭발로 인한 설비 파손이나 마모 등을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1a은 종래 회전식 맥동제어밸브의 사시도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 종래 기술에서 회전에 의해 유량이 제어되는 원리가 도시된 도이다.
도 1c는 도 1b에 도시된 원리에 의해 발생되는 시간에 따른 유량 변화가 도시된 도이다.
도 2a는 본 발명인 맥동제어밸브의 일 실시예의 측단면도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 발명에서 유량이 조절되는 상태가 도시된 도이다.
도 2c는 도 2a에 도시된 발명의 A-A' 단면도이다.
도 3a는 본 발명인 맥동제어밸브의 다른 실시예의 측단면도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 발명에서 유량이 조절되는 상태가 도시된 도이다.
도 3c는 도 3a에 도시된 발명의 B-B' 단면도이다.

상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 맥동제어밸브에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하겠다.

이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.

본 발명과 관련된 실시예들은 기본적으로, 맥동연소에 사용되는 연료 또는 산화제의 맥동진폭, 맥동주기, 듀티비 제어가 용이하고, 다양한 크기의 설비에도 적용될 수 있으며, 맥동연소로의 소화 현상 또는 유량 증가에 따른 재점화시 발생되는 충격 현상 등을 방지토록 하는 것을 기초로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명하도록 한다.

도 2a는 본 발명인 맥동제어밸브의 일 실시예의 측단면도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 발명에서 유량이 조절되는 상태가 도시된 도이며, 도 2c는 도 2a에 도시된 발명의 A-A' 단면도이다. 그리고 도 3a는 본 발명인 맥동제어밸브의 다른 실시예의 측단면도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 발명에서 유량이 조절되는 상태가 도시된 도이며, 도 3c는 도 3a에 도시된 발명의 B-B' 단면도이다.

도 2a 내지 도 3b를 참고하면, 본 발명인 맥동제어밸브의 일 실시예의 구성은 장치하우징(20), 맥동발생부(30) 및 유량조절부(40)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 장치하우징(20)은 스틸 재질일 수 있으며, 경량화를 위해 티타늄, 알루미늄 등의 재질로 구성될 수 있다. 상기 장치하우징(20)은 상기 맥동발생부(30)와 상기 유량조절부(40)가 설치될 수 있는 공간이 내부 격벽(21)으로 분리되어 구비될 수 있으며, 상기 유량조절부(40)가 설치되는 공간에는 연료 또는 산화제 등의 유체가 유입되는 유입구(22)와 유출되는 유출구(23)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 유량조절부(40)가 상기 유입구(22) 및 상기 유출구(23)와 일체로 연결된 것이 아니라, 별도로 유체의 유량을 조절할 수 있는 공간으로 구비됨에 따라, 유입구(22) 및 유출구(23)의 크기에 상관없이 유량 제어가 가능하게 되므로, 다양한 크기의 배관 직경을 가지는 설비에 적용될 수 있다.

상기 맥동발생부(30)는 상기 장치하우징(20)의 내부 격벽(21)에 분리된 일정 공간에 장착될 수 있으며, 주기적으로 맥동을 발생시키는 역할을 하게 된다. 이러한 상기 맥동발생부(30)는 다양한 수단에 의해 구현될 수 있다. 다만 본 발명의 일 실시예에서는 상기 맥동발생부(30)는 코일부(31), 작동자(32), 리턴스프링(33), 고정블럭(34) 및 엔드플레이트(36)를 포함하여 구성될 수 있다.

구체적으로 상기 장치하우징(20)의 내부 둘레를 따라 상기 코일부(31)가 설치될 수 있다. 여기서 상기 코일부(31)는 여과코일(31b)이 복수회로 감긴 보빈(31a) 형태로 제공될 수 있다. 상기 코일부(31)는 전류제어를 통해 자기장을 형성시키는 역할을 하게 된다.

상기 코일부(31)의 중앙부에는 상기 작동자(32)가 배치될 수 있다. 상기 작동자(32)는 상기 코일부(31)에서 발생시킨 자기장에 의해 상기 유량조절부(40)로 전진 또는 후진할 수 있도록 제공될 수 있다.

상기 맥동발생부(30)가 상기와 같이 자기장에 의해 맥동을 발생시키는 경우에는 전류 제어를 통해 맥동진폭 및 맥동주기를 용이하게 제어할 수 있다. 그리고 이를 통해 듀티비(duty ratio)를 제어할 수 있게 된다.

여기서, 듀티비는 단위 맥동주기에 대한 단위 맥동주기 내에서의 연료공급시간의 비를 의미한다. 만약 듀티비가 작으면 단위 맥동주기내에 일정량의 유체를 공급할 시간이 짧으므로 맥동진폭은 커지게 될 것이며, 만약 듀티비가 크면 단위 맥동주기내에 일정량의 유체를 공급할 시간이 길어지므로 맥동진폭은 작아지게 될 것이다. 듀티비가 너무 작거나 또는 너무 크면 맥동효과는 저감될 것이다. 따라서 이를 통해 연료 또는 산화제 등의 유량을 보다 원활하게 제어할 수 있다.

즉, 듀티비가 작으면 맥동효과는 상승하게 될 것이고, 듀티비가 크면 맥동효과는 하강하게 될 것이다. 따라서 이를 통해 연료 또는 산화제 등의 유량 제어는 보다 원활하게 된다.

그리고, 상기 엔드플레이트(36)는 일면이 상기 장치하우징(20)의 내부 격벽(21)에 밀착된 상기 코일부(31)의 타면에 밀착되며, 상기 코일부(31)를 상기 장치하우징(20)의 내부에 단단히 고정될 수 있도록 제공될 수 있다. 또한 상기 엔드플레이트(36)는 상기 작동자(32)가 후진할 때 종료지점을 선정해주는 역할을 할 수 있다.

여기서, 상기 작동자(32)에서 상기 유량조절부(40)를 바라보는 측에는 연결봉(35)이 설치될 수 있으며, 상기 연결봉(35)상에는 고정블럭(34)이 장착될 수 있다. 상기 고정블럭(34)은 일면이 개방된 원통형 용기로 제공될 수 있다.

이때, 상기 리턴스프링(33)이 상기 장치하우징(20)의 내부 격벽(21)과 상기 고정블럭(34)의 내부간에 삽입되며 배치될 수 있다. 상기 리턴스프링(33)은 상기 코일부(31)의 작동에 의해 자기장이 형성되고, 상기 작동자(32)가 상기 유량조절부(40) 방향으로 전진한 후, 상기 코일부(31)의 미작동시 상기 작동자(32)를 다시 전진하기 전의 원위치로 후진시키는 복원력을 제공하는 역할을 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 리턴스프링(33)이 코일스프링으로 제공되고 있으나, 반드시 이에 한정될 것은 아니며, 디스크스프링, 판스프링 등 복원력을 구현 가능한 다양한 형태로 제공될 수 있다.

그리고, 상기 장치하우징(20)의 내부 격벽(21)의 중앙부에는 관통홀(27)이 형성될 수 있으며, 상기 관통홀(27)에는 상기 연결봉(35)이 삽입되어 배치될 수 있다. 이때 상기 연결봉(35)이 상기 관통홀(27)에서 전진 또는 후진이 원활토록 상기 관통홀(27)의 내면 둘레를 따라 라이너부재(25)가 설치될 수 있다.

한편, 상기 유량조절부(40)는 상기 맥동발생부(30)의 맥동에 따라 상기 장치하우징(20) 내부로 유출입되는 유체의 유량을 조절할 수 있도록, 상기 장치하우징(20)의 내부 격벽(21)에 의해 분리된 공간에서 상기 맥동발생부(30)와 연계되며 설치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 유량조절부(40)는 스풀부재(41), 탄성부재(42), 하부 지지대(45) 및 상부 지지블럭(46)을 포함하여 구성될 수 있다.

구체적으로 상기 스풀부재(41)는 상기 연결봉(35)에 연결되며, 상기 작동자(32)의 전진 또는 후진에 따라 상기 탄성부재(42) 방향으로 전진 또는 후진을 하도록 제공될 수 있다.

그리고, 상기 장치하우징(20)에서 상기 유량조절부(40)가 설치되는 공간 하단부에는 상기 하부 지지대(45)가 설치될 수 있다. 여기서 상기 하부 지지대(45)는 연료 또는 산화제 등의 유체가 유동하는 공간을 제공하도록 구성될 수 있다.

즉, 상기 하부 지지대(45)는 상기 장치하우징(20)의 내면과 상기 하부 지지대(45)의 외면간에 유체가 흐를 수 있도록, 상기 장치하우징(20)의 내면과 소정 간격을 두고 배치될 수 있다. 또한, 상기 스풀부재(41)와 상기 탄성부재(42)간에 조절되는 유량이 흐를 수 있도록, 상기 하부 지지대(45)의 몸체부(45d) 중앙부에는 개구부(45a)가 제공될 수 있다. 그리고 상기 하부 지지대(45)는 상기 하부 지지대(45)의 하측을 통해 유체가 흐를 수 있도록 복수개의 다리(45b)로 지지되며 설치될 수 있다.

또한, 상기 하부 지지대(45)는 상기 탄성부재(42)의 하측에서 상기 탄성부재(42)의 위치를 고정토록, 상기 몸체부(45d)의 둘레를 따라 상측으로 신장되며, 상기 탄성부재(42)의 하면에 밀착되도록 배치되는 제1 돌출부(45c)를 구비할 수 있다.

그리고, 상기 상부 지지블럭(46)은 상기 탄성부재(42)의 상측에서 상기 탄성부재(42)의 위치를 고정토록, 상기 장치하우징(20)의 내면을 따라 소정 간격을 두고 복수개로 배치될 수 있다.

상기 상부 지지블럭(46)은 일측은 상기 장치하우징(20)의 내면에 고정되며, 타측은 상기 장치하우징(20)의 중앙부를 바라보며 신장되도록 구성될 수 있다. 여기서 상기 상부 지지블럭(46)은 상기 장치하우징(20)의 내면에 수직하게 테이퍼지며 제공될 수 있으며, 이 경우 상기 장치하우징(20)의 내면과 상기 하부 지지대(45)의 외면간에 형성하는 유체가 흐르는 미세유로(43)의 면적을 정확히 산출할 수 있게 된다. 이에 따라 상기 미세유로(43)를 통해 흐르는 유체의 유량을 보다 정확히 알 수 있다.

또한, 상기 상부 지지블럭(46)의 하단부는 상기 탄성부재(42)의 위치를 보다 단단히 고정할 수 있도록, 상기 상부 지지블럭(46)의 몸체부(46b)에서 하측으로 신장되고 상기 탄성부재(42)의 둘레 형상에 대응하는 제2 돌출부(46a)를 구비할 수 있다. 상기 제2 돌출부(46a)는 상기 제1 돌출부(45c)와 함께 상기 탄성부재(42)의 외측 둘레를 따라 배치되며, 상기 스풀부재(41)와 상기 탄성부재(42)의 유량 조절간에 상기 탄성부재(42)의 이탈을 방지하는 역할을 한다.

여기서, 상기 탄성부재(42)는 도 2a에 도시된 바와 같이 환형으로 제공될 수 있으며, 또는 도 3a에 도시된 바와 같이 중앙부가 개방된 원통형으로 제공될 수 있다. 그리고 이에 따라 상기 스풀부재(41)는 상기 탄성부재(42)의 형상에 대응하여 유체의 유량을 원활히 조절 가능토록, 도 2a에서는 상부에서 하부로 테이퍼진 원추형으로 제공될 수 있으며, 도 3a에서는 구형으로 제공될 수 있다.

즉, 상기 스풀부재(41)가 원추형 또는 구형으로 제공되면, 상기 탄성부재(42)의 중앙부 개방홀(42a)에 원활히 삽입될 수 있으며, 이때 상기 탄성부재(42)가 상기 스풀부재(41)의 형상에 대응하며 밀착, 변형되어 연료 또는 산화제 등의 유체가 흐르는 공간을 조절하게 된다.

여기서, 상기 탄성부재(42)는 상기 탄성부재(42)의 외직경과 상기 장치하우징(20)의 내직경 사이에 유체가 흐르는 미세유로(43)를 형성토록, 상기 탄성부재(42)의 외직경은 상기 장치하우징(20)의 내직경보다 작도록 구성될 수 있다.

상기 미세유로(43)가 형성되는 경우 지속적으로 미세한 연료 또는 산화제가 연소로로 공급되게 되므로, 연소로에서 화염이 소화되는 현상을 방지할 수 있다. 또한 급작스런 연료 또는 산화제의 공급으로 재점화시에는 불꽃반응에 의한 큰 폭발이 일어나는 현상을 방지할 수 있어 설비 파손이나 마모 등을 방지할 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예의 구성은 상기와 같으며, 이하에서는 작동상태를 살펴보도록 한다.

먼저, 상기 장치하우징(20)의 유입구(22)는 연료 공급부 또는 산화제 공급부에 연결될 수 있으며, 상기 장치하우징(20)의 유출구(23)는 연소로에 연결될 수 있다. 이에 따라 상기 연료공급부 또는 상기 산화제 공급부로부터 상기 유량조절부(40) 방향으로 연료 또는 산화제가 공급될 수 있다.

다음, 작업자는 제어부(C)를 통해 상기 코일부(31)에 전류를 공급하게 된다. 상기 코일부(31)에 전류가 공급됨에 따라 상기 작동자(32)의 주변부에 자기장이 발생될 것이며, 이에 따라 상기 작동자(32)가 상기 유량조절부(40) 방향으로 전진하게 된다.

상기 작동자(32)는 상기 연결봉(35)에 의해 상기 스풀부재(41)와 연결되어 있으므로, 상기 스풀부재(41)는 상기 작동자(32)의 전진에 따라 상기 탄성부재(42) 방향으로 전진하게 된다. 이때 상기 스풀부재(41)가 상기 탄성부재(42)에 접근하는 거리 또는 접근하는 속도는 작업자가 상기 제어부(C)를 통해 상기 코일부(31)에 공급하는 전류의 세기를 통해 조절할 수 있다.

상기 스풀부재(41)가 상기 탄성부재(42)에 접근하게 되면, 상기 탄성부재(42)의 중앙부 개방홀(42a)의 면적은 점차 감소하게 되고, 상기 개방홀(42a)을 통해 흐를 수 있는 유체의 유량도 감소하게 된다.

그리고 상기 스풀부재(41)가 상기 탄성부재(42)에 접하게 되면, 상기 탄성부재(42)는 형상변형을 통해 상기 스풀부재(41)와의 충격을 완충함과 동시에, 상기 스풀부재(41)의 외면 둘레를 따라 밀착되며 상기 개방홀을 폐쇄하게 된다. 이에 따라 상기 탄성부재(42)의 중앙부 개방홀을 통한 유체의 흐름은 완전히 차단되게 된다.

다만, 상기 장치하우징(20)의 내면과 상기 탄성부재(42)의 외면간에 형성된 미세유로(43)를 통해서는 계속하여 연료 또는 산화제가 흐를 수 있으므로, 연소로에서의 화염의 소화 방지 및 다시 다량의 연료 또는 산화제가 흐를 때 발생될 수 있는 급격한 재점화시 불꽃반응에 의한 폭발 충격을 최소화할 수 있게 된다.

이후, 유체의 공급유량을 증가시키기 위해 상기 스풀부재(41)를 후진시킬 때는 작업자는 상기 제어부(C)를 통해 상기 코일부(31)로의 전류 공급을 차단한다. 이 경우 상기 작동자(32)의 주변부에서는 자기장이 사라지게 되며, 이때 상기 리턴스프링(33)이 작동하게 된다.

즉, 상기 작동자(32)가 전진시에는 자기장의 힘에 의해 상기 리턴스프링(33)이 압축되어 있는 상태이며, 자기장의 힘이 사라진 경우에는 상기 리턴스프링(33)의 복원력에 의해 상기 작동자(32)는 상기 엔드플레이트(36) 방향으로 밀리게 된다.

이때, 상기 스풀부재(41)는 상기 작동자(32)와 상기 연결봉(35)으로 연결되어 있으므로, 상기 작동자(32)의 이동과 함께 후진하게 되며, 상기 탄성부재(42)의 중앙부 개방홀(42a)를 점차 개방하게 됨에 따라 유체의 유량은 다시 증가하게 된다.

상기와 같은 과정을 반복하며, 연소로에 공급하는 연료 또는 산화제의 유량을 맥동적으로 조절할 수 있게 된다.

이상의 사항은 맥동제어밸브의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.

따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.

20...장치하우징 21...내부 격벽
22...유입구 23...유출구
25...라이너부재 30...맥동발생부
31...코일부 32...작동자
33...리턴스프링 34...고정블럭
35...연결봉 40...유량조절부
41...스풀부재 42...탄성부재
43...미세유로 45...하부 지지대
46...상부 지지블럭

Claims (5)

1. 장치하우징;
   상기 장치하우징의 내부에 장착되며, 주기적으로 맥동을 발생시키는 맥동발생부; 및
   상기 맥동발생부의 맥동에 따라 이동되도록, 상기 맥동발생부와 연결되며 배치되는 스풀부재와, 상기 스풀부재에 밀착 또는 분리되며 유량을 조절토록, 상기 장치하우징 내부에서 상기 스풀부재의 이동방향에 배치되고 상기 스풀부재와 밀착시 상기 스풀부재의 형상에 대응하며 변형되는 탄성부재를 포함하는 유량조절부;를 포함하고,
   상기 탄성부재는,
   상기 탄성부재의 외직경과 상기 장치하우징의 내직경 사이에 유체가 흐르는 미세유로를 형성토록, 외직경이 상기 장치하우징의 내직경보다 작은 것을 특징으로 하고,
   상기 유량조절부는,
   중앙부에는 유체가 흐르는 개구부가 구비되며, 상기 탄성부재의 하단부를 지지토록 상기 장치하우징의 내부에서 상기 탄성부재의 하측에 배치되는 하부 지지대; 및
   상기 탄성부재의 상단부를 지지토록 상기 장치하우징의 내부에서 상기 탄성부재의 상측 둘레를 따라 배치되고, 상기 미세유로를 통해 유체가 유동 가능도록 소정간격을 두고 복수개로 분할되어 배치되는 상부 지지블럭;을 포함하는 것을 특징으로 하는 맥동제어밸브.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 탄성부재는 환형 또는 중앙부가 개방된 원통형인 것을 특징으로 하는 맥동제어밸브.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 맥동발생부는,
   상기 장치하우징의 내부 둘레를 따라 환형으로 배치되는 코일부;
   상기 코일부의 중앙부에서 상기 스풀부재와 연결되며 배치되는 작동자; 및
   상기 코일부 미작동시 상기 작동자를 원위치시키도록, 상기 작동자와 상기 장치하우징의 내부 격벽간에 설치되는 리턴스프링;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 맥동제어밸브.

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