KR20160099706A - 밸브 및 유체 도관 내에서의 밸브의 제어 방법 - Google Patents

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그레고르 보지츠
슬라우코 라흐
페테르 볼로베츠
클라우스 튀보
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아이엠아이 하이드로닉 엔지니어링 인터네셔널 에스.에이.
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Abstract

본 발명은 제어 기능을 가지는 밸브 및 유량 및/또는 차압 레이트(rate)를 조정하기 위해서 유체 도관 내의 밸브를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 밸브가 유체 유입구 및 유체 배출구 그리고 밸브 본체 내부에 위치된 밸브 폐쇄 부재를 포함한다. 밸브 폐쇄 부재는 가변 부피 챔버로 동작적으로 연결되고, 가변 부피 챔버는, 밸브의 개방 정도가 변화될 수 있도록 밸브 폐쇄 부재의 개방 변위 또는 폐쇄 변위를 제공하기 위해서 유체로부터 에너지를 추출하도록 구성된다. 가변 부피 챔버로의 그리고 그로부터의 유체의 공급이 전자 제어형 밸브에 의해서 조절될 수 있을 것이다.

Description

밸브 및 유체 도관 내에서의 밸브의 제어 방법{A VALVE AND A METHOD OF CONTROLLING A VALVE IN A FLUID CONDUIT}
본 발명은 유체 도관 내의 유체 유동 및/또는 압력을 조절하기 위한 밸브에 관한 것이다. 유체 도관은 예를 들어 가열, 냉각, 물 공급 또는 산업적인 제조 프로세스를 위해서 디자인될 수 있다. 본 발명은 또한 유체 도관 내에서 밸브를 제어하는 방법에 관한 것이다.
유체를 공급원으로부터 소비 지점으로 공급하도록 유체 분배 시스템이 디자인된다. 각각의 소비 지점은 계산된 그리고 디자인된 최적 유동 또는 차압 요건을 전형적으로 갖는다. 그러나, 순환수식(hydronic) 시스템의 유형에 따라서, 유동 요건이 종종 시간에 걸쳐서 가변적일 수 있고 그리고 계절특성(예를 들어, 여름 또는 겨울) 및 일간 기후 조건과 같은 인자에 따라 변화될 수 있다. 구체적으로, 계절특성 효과는 소비 지점에서의 부하의 변화를 유도할 수 있고, (예를 들어, 가열 시스템의 경우에) 시스템 유체 내의 온도 변화, (예를 들어, 음용수의 경우에) 시스템 유체에 대한 수요의 변화와 같은 인자에 기인할 수 있을 것이다.
제어 밸브는 유체 분배 시스템 내에서 빈번하게 이용되고, 유량이 조정될 수 있도록 가변적인 개구부를 갖는다. 구체적으로, 제어 밸브가 밸브 본체 내부에서 가동형(movable) 밸브 폐쇄 부재를 구비한다. 제어 밸브의 개방 및 폐쇄 기능이 자동 온도 조절(thermostatic) 장치, 센서 또는 건물 관리 시스템(Building Management System)(BMS) 등으로부터의 명령 신호를 기초로 조절될 수 있다.
제어 밸브 내의 밸브 폐쇄 부재의 이동이 파일롯 액츄에이터에 의해서 동작될 수 있다. 파일롯 액츄에이터는, 밸브를 개방 및 폐쇄하기 위해서 밸브 본체 내부의 밸브 폐쇄 부재를 이동시킬 수 있는 힘을 제공하도록 구성된다. 전형적인 파일롯 액츄에이터 디자인은 막-밀봉된 챔버, 예비-응력형(pre-stressed) 스프링 및 밸브 본체의 상류 측부(upstream side)로의 유체 연결부로 이루어진다. 밸브 폐쇄 부재가 예비-응력형 파일롯 스프링의 힘에 의해서 유지되며, 그러한 예비-응력형 파일롯 스프링은, 스프링이 파일롯을 가압하여 밸브를 개방 유지하고 유동의 통과를 가능하게 하도록 전형적으로 셋팅된다. 막은 연결 막대(connection rod)를 통해서 밸브 폐쇄 부재로 동작적으로 연결된다. 특별한 구현예에 따라서, 파일롯 액츄에이터 및 그 구성요소의 일부(예를 들어, 하단 및 상부 챔버, 디스크, 막 링, 막, 안전 스프링 및 주요 축)의 부피가 매우 클 수 있을 것이다.
파일롯 액츄에이터를 이용하여 작은 그리고 큰 유체 도관 모두에서 유동을 조절할 수 있다. 그러나, 큰 밸브의 경우에, 유량이 큰 대형 유체 도관 내에서 충분한 개방력/폐쇄력을 제공하기 위해서, 파일롯 액츄에이터가 상당한 크기를 가질 것이 요구된다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 감소시키는 것이다. 이하에서 분명해질 이러한 그리고 다른 목적은, 첨부된 독립항에서 규정된 바와 같은 밸브 및 방법에 의해서 달성된다.
본 발명의 제1 양태에 따라서, 유체 도관 내의 유동 및/또는 압력을 조절하기 위한 제어 기능을 가지는 밸브(또는 밸브 장치)가 제공되고, 그러한 밸브는:
유체 유입구 및 유체 배출구,
유입구로부터 배출구까지 유동을 조절하기 위한 밸브 폐쇄 부재로서, 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동 가능하고,
밸브가 밸브 폐쇄 부재의 상류의 고압 측부 및 밸브 폐쇄 부재의 하류의 저압 측부를 가지고, 가변 부피 챔버가, 챔버의 부피의 변화가 밸브 폐쇄 부재의 위치의 변화를 유발하도록, 밸브 폐쇄 부재에 동작적으로 연결되는, 밸브 폐쇄 부재,
고압 측부가 가변 부피 챔버와 유체 연통할 수 있게 하는 제1 제어 가능 도관,
저압 측부가 가변 부피 챔버와 유체 연통할 수 있게 하는 제2 제어 가능 도관, 및
가변 부피 챔버의 부피를 변화시키기 위해서 제1 및 제2 제어 가능 도관의 개방 및 폐쇄를 제어하기 위한 제어 유닛을 포함한다.
본 발명은, 밸브에 걸친 압력의 차이가 가변 부피 챔버의 부피를 조절하기 위해서 이용될 수 있다는 인식을 기초로 한다. 특히, 제어 가능한 회로를 배열하는 것에 의해서, 주요 밸브의 가변적 개방 정도를 달성하여 유량이 정밀한 방식으로 조정될 수 있도록, 가변 부피 챔버로의 그리고 그로부터의 유체의 공급이 조절될 수 있다. 가변 부피 챔버의 이러한 셋업은 밸브의 크기와 다소 무관하다. 그에 따라, 장점에는, 오늘날의 해결책에 대비되는, 적은 마모, 적은 유지보수, 및 공간 절감이 포함된다.
밸브가 소비 지점 또는 소비 요소(예를 들어, 라디에이터)로의 공급 파이프 상에 설치될 수 있거나, 소비 지점으로부터의 복귀 파이프 상에 설치될 수 있을 것이다. 첫 번째의 경우에, 고압이 밸브의 상류에 존재할 것이고 저압이 밸브의 하류에 존재할 것이다. 두 번째의 경우에, 저압이 밸브의 상류에 존재할 것이고 고압이 밸브의 하류에 존재할 것이다. 단순함을 위해서, 이하의 설명에서, 밸브가 공급 파이프 상에 있는 것으로 가정할 것이다. 그에 따라, 이하에서, 고압 측부는 밸브 본체의 상류 측부이고, 그에 따라, 일반적으로, 공급원에 더 근접한다. 그에 따라, 저압 측부는 밸브 본체의 하류 측부이고, 그에 따라, 일반적으로, 소비 지점에 더 근접한다. 고압 측부와 저압 측부 사이의 한계가 시트(seat)의 위치에 의해서 규정되고, 밸브가 폐쇄될 때, 그러한 시트에 대해서 가동형 밸브 폐쇄 부재가 접경한다. 부가적으로, "고압" 및 "저압"이라는 명칭은 서로에 대한 상대적인 값으로서 해석되어야 할 것이다.
밸브는 일반적으로, 밸브의 유체 유입구 및 유체 배출구를 형성하는 밸브 본체를 갖는다. 밸브 폐쇄 부재는 밸브 본체 내의 가동형 부분이다. 밸브 폐쇄 부재는 밸브 본체의 유체 유입구로부터 밸브 본체의 유체 배출구까지의 유동을 조절한다. 밸브 폐쇄 부재의 개방 위치에서, 유체가 밸브 본체의 유체 유입구로부터, 밸브 폐쇄 부재를 따라서, 유체 배출구까지 전달될 수 있다. 밸브 폐쇄 부재의 폐쇄 위치에서, 유체가 밸브 본체의 유체 유입구로부터, 밸브 폐쇄 부재를 따라서, 유체 배출구까지 전달되는 것이 방지된다. 밸브 폐쇄 부재가, 예를 들어, 밸브 폐쇄 부재의 폐쇄 위치를 획득하기 위해서 시트와 정합(mate)될 수 있는 플러그(plug) 또는 원뿔체로서 구현될 수 있을 것이다. 밸브 폐쇄 부재가, 예를 들어, 선형 방형으로 또는 회전 방향으로 이동될 수 있을 것이다. 예를 들어, 밸브 폐쇄 부재가, 밸브 폐쇄 부재의 폐쇄 위치에서 외측 차폐부(shield)에 의해서 차폐될 수 있고 밸브 폐쇄 부재의 개방 위치에서 차폐되지 않거나 부분적으로 차폐될 수 있는 관통 통로를 가지는 회전 가능한 부재일 수 있을 것이다.
밸브는 고압 측부로부터, 제1 제어 가능 도관을 통해서, 가변 부피 챔버로 유체를 전달하도록, 그리고 저압 측부로부터, 제2 제어 가능 도관을 통해서, 가변 부피 챔버로 유체를 전달하도록 적절하게 구성된다.
도면에 관한 설명과 관련하여 설명되는 바와 같이, 적어도 일부 실시예에서, 고압 측부로부터 가변 부피 챔버로 유체를 전달하는 것은 밸브 폐쇄 부재가 폐쇄 방향으로 이동하도록 유도한다. 그에 따라, 저압 측부로부터 유체를 전달하는 것은 밸브 폐쇄 부재가 개방 방향으로 이동하도록 유도할 것이다.
적어도 일부의 다른 실시예에서, 고압 측부로부터 가변 부피 챔버로 유체를 전달하는 것은 밸브 폐쇄 부재가 개방 방향으로 이동하도록 유도한다. 그에 따라, 저압 측부로부터 유체를 전달하는 것은 밸브 폐쇄 부재가 폐쇄 방향으로 이동하도록 유도할 것이다.
예시적인 실시예에 따라서, 밸브 폐쇄 부재가 폐쇄 위치를 향하는 또는 개방 위치를 향하는 편향력을 받고, 가변 부피 챔버의 부피 증가 또는 감소가 편향력에 반작용한다.
밸브 폐쇄 부재의 왕복 이동이 달성되도록 그리고 밸브 폐쇄 부재가 개방 위치 또는 폐쇄 위치로 가압될 수 있도록, 편향력이 가변 부피 챔버 내의 부피의 증가 또는 감소와 반대되는 힘의 방향으로 힘을 제공한다.
예시적인 실시예에 따라서, 밸브 폐쇄 부재가 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 축방향으로 이동 가능하다. 예를 들어, 밸브 폐쇄 부재가 부착될 수 있거나 밸브 스템(stem)을 포함한다.
예시적인 실시예에 따라서, 밸브 폐쇄 부재가 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 회전방향으로 이동 가능하다. 회전 밸브 폐쇄 부재를 포함하는 밸브의 예로서 볼 밸브 및 버터플라이 밸브가 있다.
밸브 폐쇄 부재의 축방향 또는 회전 이동은 밸브의 개방 정도를 변화시키고 밸브 본체를 통한 유동 및/또는 밸브에 걸친 차압을 조절한다.
예시적인 실시예에 따라서, 가변 부피 챔버가, 막(membrane), 격막(diaphragm) 또는 피스톤과 같은, 가동형 분리 부재에 의해서 부분적으로 형성되며, 분리 부재는 밸브 폐쇄 부재에 연결된다.
가동형 분리 부재는, 가변 부피 챔버를 둘러싸는 나머지 표면에 고정적으로 부착될 수 있다.
대안적으로, 표면이 서로의 내로 활주하는 2개의 부분으로서 그리고 그러한 부분들 사이의 밀봉 접합부와 함께 배열될 수 있다. 밀봉은 가변 부피 챔버 내부의 유체 누설 및 압력의 손실을 방지한다.
예시적인 실시예에 따라서, 분리 부재가 가변 부피 챔버를 격실로부터 분리하고, 가변 부피 챔버는 밸브의 고압 측부 및 저압 측부로 연결되고, 격실은, 예를 들어, 밸브의 저압 측부에 연결된 압력 릴리프(relief)를 구비한다. 압력 릴리프가, 예를 들어, 결빙으로 인한 챔버의 팽창을 방지하는데 있어서, 또는 과열을 방지하는데 있어서 유용할 수 있을 것이다.
예시적인 실시예에 따라서, 제1 및 제2 제어 가능 도관을 선택적으로 그리고 개별적으로 개방하기 위해서, 제어 유닛이, 솔레노이드 밸브 장치와 같은, 전자 제어형 밸브 장치에 동작적으로 연결되거나 그러한 전자 제어형 밸브 장치를 포함한다. 그러나, 솔레노이드 밸브 장치 대신에, 임의의 적절한 유형의 온-오프 또는 심지어 조절 밸브(modulating valve) 장치일 수 있을 것이다.
전자 제어형 밸브의 장점은, 그러한 전자 제어형 밸브가 가변 부피 챔버 내부의 유체 부피의 정밀한 제어를 가능하게 한다는 것이다. 예시적인 실시예에 따라서, 전자 제어형 밸브 장치가 2개의 개구부를 가지는 글라이더(glider)를 포함하고, 그에 따라 한 번에, 제어 가능한 도관 중 하나를 개방하도록 글라이더의 변위가 구성된다. 2개의 개구부를 가지는 글라이더는, 단일의 전자 제어형 밸브 유닛이 가변 부피 챔버에 대한 유체의 공급 및 방출 기능 모두를 관리할 수 있다는 장점을 제공한다.
예시적인 실시예에 따라서, 글라이더의 변위가 축방향 변위가 되도록, 전자 제어형 밸브가 2개의 개구부를 가지는 글라이더를 포함한다. 글라이더가 이하의 3개의 가능한 셋팅을 제공한다; 가변 부피 챔버로의 공급 도관 개방, 가변 부피 챔버로부터의 방출 도관 개방, 및 중간 위치에서 도관 공급 및 방출 모두의 폐쇄.
전자 제어형 밸브가 전술한 글라이더 이외의 다른 메커니즘을 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. 예를 들어, 예시적인 실시예에 따라서, 전자 제어형 밸브가 도관을 개방/폐쇄하기 위한 회전 디스크를 포함한다. 예를 들어, 회전 디스크가, 개방을 위해서 도관과 정렬될 수 있고 폐쇄를 위해서 도관에 대해서 변위될 수 있는 하나 이상의 개구부를 가질 수 있을 것이다. 다양한 유형의 구역 특정 주의(sector principle)가 또한 이용을 위해서 고려될 수 있을 것이다.
예시적인 실시예에 따라서, 제어 유닛이 건물 관리 시스템(BMS)로부터 입력 신호를 수신하도록, 그러한 신호를 전자 제어형 밸브 장치의 요구되는 개방으로 해석(translate)하도록, 그리고 전자 제어형 밸브 장치의 변위를 작동시키도록 구성된다. 밸브와 BMS 사이의 연결은 밸브를 통한 유동의 자동적인 조절을 가능하게 한다.
예시적인 실시예에 따라서, 밸브는 밸브 폐쇄 부재의 실제 위치를 결정하기 위한, 그리고 실제 위치에 관한 데이터를 제어 유닛 또는 BMS에 대한 입력으로서 제공하기 위한 수단을 더 포함한다. 밸브 폐쇄 부재의 실제 위치를 결정하기 위한 수단을 밸브에 제공하는 것에 의해서, 밸브를 통한 실제 유동의 결정에 있어서 보다 우수한 정확도가 달성될 수 있다.
비록 전자 제어형 밸브 장치가 전술되었지만, 다른 실시예에서, 밸브가 다른 방식으로 제어될 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. 예를 들어, 전자 제어형 밸브 대신에, 기계적으로, 공압적으로, 또는 수압적으로 제어되는 밸브 장치가 제공될 수 있을 것이다.
예시적인 실시예에 따라서, 위치 측정 장치가 자석 또는 RFID 장치와 같은 센서 및 위치 표시기를 포함한다. 자석은 단순하고 신뢰 가능한 기계적 감지 장치를 제공하는 한편, RFID 장치는, 무선 방식으로 밸브 폐쇄 부재에 관한 정보를 전달할 필요가 있는 경우에 이용될 수 있다.
예시적인 실시예에 따라서, 밸브는, 밸브 폐쇄 부재가 내부에서 이동 가능한 밸브 본체를 포함하고, 가변 부피 챔버가 밸브 본체의 외부에 위치된다. 가변 부피 챔버를 밸브 본체의 외부에 배열시키는 것에 의해서, 액츄에이터가 별개의 외부 부분으로서 디자인될 수 있다. 별개의 부분이 용이한 유지보수 및 수리와 같은 장점을 제공할 수 있다. 밸브 본체를 유체 도관으로부터 탈착하지 않고도, 액츄에이터가 제거될 수 있다.
예시적인 실시예에 따라서, 밸브는, 밸브 폐쇄 부재가 내부에서 이동 가능한 밸브 본체를 포함하고, 가변 부피 챔버가 밸브 본체의 내부에 위치된다. 통합된 파일롯 액츄에이터 및 밸브가 단순화된 설치 프로세스의 장점을 제공하는데, 이는 별개의 액츄에이터를 설치할 필요가 없기 때문이다.
예시적인 실시예에 따라서, 가변 부피 챔버가 밸브 폐쇄 부재 내부에 위치된다. 가변 부피 챔버를 폐쇄 부재 내부에 배열하는 것에 의해서, 가변 부피 챔버를 수용하기 위한 여분의 부피가 적게 부가된 상태에서, 밸브 본체 내부의 내부 챔버의 크기가 효율적으로 이용된다.
예시적인 실시예에 따라서, 제1 및 제2 제어 가능한 도관이 밸브 본체 내부의 채널로서 형성된다. 제어 가능한 도관을 밸브 본체 내부에 주조하는 것(casting)에 의해서, 외부 호스가 없이, 그러한 도관이 내구적으로 디자인될 수 있다.
본 발명의 제1 양태에 따른 본 발명의 제2 양태에 따라서, 본 발명은 유체 도관 내의 밸브를 제어하기 위한 방법에 관한 것이며, 밸브는, 유입구로부터 배출구까지 유동을 조절하기 위해서 밸브 폐쇄 부재를 포함하는 밸브를 조절하기 위한 밸브 폐쇄 부재를 포함하고, 밸브 폐쇄 부재는 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동 가능하고, 제어 밸브는 밸브 폐쇄 부재의 일 측부 상의 고압 측부 및 밸브 폐쇄 부재의 대향 측부 상의 저압 측부를 가지며,
그러한 방법은:
소정량(an amount of)의 유체를 고압 측부로부터 전환시키는 또는 고압 측부로부터 이전에 전환된 소정량의 유체를 저압 측부로 복귀시키는 단계,
밸브 폐쇄 부재를 이동시키기 위해서 전환 유체의 위치 에너지 또는 복귀 유체의 위치 에너지를 이용하는 단계를 포함한다.
적어도 하나의 예시적인 실시예에 따라서, 밸브 폐쇄 부재가 폐쇄 방향으로 그리고 개방 방향으로 이동 가능하고, 방법이:
전술한 방향들 중 하나의 방향으로 밸브 폐쇄 부재를 이동시키기 위해서 소정량의 유체를 고압 측부로부터 전환시키는 단계, 및/또는
전술한 방향들 중 다른 하나의 방향으로 밸브 폐쇄 부재를 이동시키기 위해서 소정량의 유체를 저압 측부로 복귀시키는 단계를 포함한다. 그러한 방향들이, 예를 들어, 선형 방향 또는 회전 방향일 수 있을 것이다.
예시적인 실시예에 따라서, 방법이
유체의 양을 선택적으로 전환 또는 복귀시키기 위해서, 온-오프 밸브 장치와 같은, 조절 밸브 장치를 동작시키는 단계를 더 포함한다.
예시적인 실시예에 따라서, 방법이:
밸브 폐쇄 부재의 희망 위치를 결정하는 단계,
밸브 폐쇄 부재의 실제 위치를 결정하는 단계,
실제 위치를 희망 위치에 대해서 비교하기 위해서 그리고 실제 위치와 희망 위치 사이의 편차를 정량화하기 위해서 연속적인 피드백 루프를 실시하는 단계, 및
편차가 감소되도록 밸브 폐쇄 부재의 위치의 반복적 교정을 실시하는 단계를 더 포함한다.
이제, 예로서 본 발명의 실시예를 예시적으로 도시하는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 설명할 것이다.
도 1은 순환수식 시스템 내에 장착된, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 밸브의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 밸브의 개략적인 횡단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 제어 가능한 도관을 조절하도록 구성된 전자 제어형 밸브의 개략적인 횡단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 폐쇄 위치 및 개방 위치에서의 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 밸브의 개략적인 횡단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 스프링-편향형(spring-biased) 밸브 폐쇄 부재의 다른 예시적인 실시예의 개략적인 횡단면도이다.
도 6은 가변 부피 챔버가 밸브 본체 외부에 위치된 액츄에이터를 포함하는 밸브의 예시적인 실시예의 횡단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 밸브를 통한 유량을 조절하기 위한 예시적인 방법의 흐름도이다.
이하의 설명에서, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 밸브가 유체 분배 시스템의 맥락으로 설명된다. 이는, 제조 프로세스(예를 들어, 화학적 프로세스, 프로세스 기계를 위한 가열 또는 냉각, 등)에서의 유체 분배 시스템과 같은 다른 유형의 산업적 적용예에도 동일하게 적용될 수 있는, 본 발명의 범위를 결코 제한하지 않는다는 것을 주목하여야 할 것이다. 부가적으로, 밸브가, 몇 개의 유체 유입구 및 유체 배출구를 포함하는 밸브 본체를 가질 수 있을 것이다.
또한, 이하의 도면에서, 상이한 실시예의 예시된 밸브가 공급 파이프 상에 설치되는 것으로 가정될 것이며, 고압 측부가 밸브의 상류에 위치되고 저압 측부가 밸브의 하류에 위치된다. 그러나, 비록 도면에 도시하지는 않았지만, 본 발명의 실시예에 따른 밸브가 복귀 파이프 상에 설치될 수 있다는 것을 이해하여야 하며, 그러한 경우에, 고압 측부가 밸브의 하류에 위치될 것인 한편, 저압 측부는 밸브의 상류에 위치될 것이다.
도시된 실시예에 따라서, 완전한 밸브가 많은 수의 "하위(sub)-밸브"를 포함한다는 것을 또한 주목하여야 할 것이다. 예를 들어, 도 4a의 밸브(100)가, 밸브 폐쇄 메커니즘의 부재(116) 및 시트(118)을 가지는 밸브 폐쇄 메커니즘(114) 형태의 하위-밸브, 및 제어 가능한 밸브(134 및 136)를 포함한다. 그에 따라, 밸브(100)와 같은 완전한 밸브가, 많은 수의 상이한 밸브 메커니즘들을 가지는 "밸브 장치"로서 지칭될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제어 기능을 가지는 밸브(200)가, 제1 도관 섹션(104)과 제2 도관 섹션(106) 사이에서, 유체 도관 내에 장착된다. 제1 도관 섹션(104)에 대한 밸브(200)의 연결이 밸브(200)에 대한 유체 유입구를 나타내는 한편, 제2 도관 섹션(106)에 대한 연결은 밸브(200)로부터의 유체 배출구를 나타낸다. 밸브(200)는, 유체 도관의 상류 측부(U) 및 유체 도관의 하류 측부(D)와 연결되는 밸브 본체(208)를 갖는다. 상류 측부(U)가 가열 적용예에서의 보일러 또는 물 공급부와 같은 공급원(S)으로 연결될 수 있는 반면, 하류 측부(D)는 공기 취급 유닛, 열 교환기, 팬-코일(fan-coil) 유닛, 라디에이터 또는 수마개(water tap)와 같은 소비 지점(C)에 더 근접하여 위치된다. 밸브 본체(208)을 통한 유체의 유동(F)이 있을 때, 밸브 본체(208)의 상류 측부(U) 내의 압력(pu)이 밸브 본체(208)의 하류 측부(D) 내의 압력(pd) 보다 높아, 밸브(200)에 걸친 압력 차이(Δp)를 유도한다.
이제, 밸브 본체(108)의 개략적인 횡단면도를 도시하는 도 2를 참조하면, 축방향으로 이동 가능한 플러그(116) 및 고정된 시트(118)의 형상의 밸브 폐쇄 부재를 포함하는 밸브 폐쇄 메커니즘(114)이 배열되어 있다. 시트(118)의 위치는 밸브 본체(108)의 (유체 유입구에 위치되는) 상류 측부(U) 및 (유체 배출구에 위치되는) 하류 측부(D) 사이의 한계를 형성한다. 플러그(116)가, 플러그를 축방향(A)으로 이동시키도록 구성된 변위 가능한 막대와 같은 변위 메커니즘(120)에 연결된다. 도시된 예에서, 플러그(116)가, 일반적으로 개방된 위치로, 스프링 부재(122)로부터 편향력(Fb)을 받는다. 어떠한 다른 외부 영향도 없는 자연적인 상태에서, 스프링 부재(122)가 플러그(116)를 시트(118)로부터 멀리 가압하여 밸브(100)가 개방되도록, 스프링 부재(122)가 예비-응력화된다(pre-stressed). 부가적으로, 플러그(116)가, 밸브 본체(108) 내부의 감지 장치(126)와 협력하는, 플러그(116) 내부의 자석과 같은, 위치 표시기(124)를 구비할 수 있을 것이다.
가변 부피 챔버(128)가 밸브 본체(108)의 상류 측부(U)로부터 유체 부피를 수용하도록 그리고 밸브 본체(108)의 하류 측부(D)로 유체 부피를 방출하도록 구성된다. 가변 부피 챔버(128)에 대한 유체의 공급 및 방출이 제1 제어 가능 도관(130) 및 제2 제어 가능 도관(132)에 의해서 달성되고, 제1 제어 가능 도관(130)은 밸브 본체(108)의 상류 측부(U)로부터 유체 부피를 전달하도록 구성되고, 제2 제어 가능 도관(130)은 가변 부피 챔버(128)로부터 밸브 본체(108)의 하류 측부(D)로 유체 부피를 전달하도록 구성된다. 다시 말해서, 제1 제어 가능 도관(130)이 가변 부피 챔버(128)의 "충진" 기능을 제공하는 반면, 제2 제어 가능 도관(132)은 가변 부피 챔버(128)의 "배출(drain)" 기능을 제공한다.
또한, 제1 전자 제어형 밸브(134) 및 제2 전자 제어형 밸브(136)가 제1 제어 가능 도관(130) 및 제2 제어 가능 도관(132) 상에 각각 배열되고, 가변 부피 챔버(128)로의 그리고 그로부터의 유체 공급/방출을 조절하도록 구성된다. 전자 제어형 밸브(134, 136)가 솔레노이드 유형의 밸브, 또는 임의의 적합한 온-오프 밸브 장치 또는 조절 밸브 장치일 수 있다.
또한, 도 3a, 도 3b 및 도 3c에서 도시된 바와 같이, 도관(130, 132)이, 제1 제어 가능 도관(130)으로부터의 공급 및/또는 제2 제어 가능 도관(132)으로부터의 방출을 조절할 수 있는 능력을 가지는 공통 전자 제어형 밸브(135)를 구비할 수 있다. 도 3a 내지 도 3c에 개략적으로 도시된 바와 같이, 가변 부피 챔버(128) 내부의 유체 부피를 제어하도록, 조합된 기능을 가지는 솔레노이드 밸브(135)가 구성될 수 있다. 조합된 기능이, 제1 제어 가능 도관(130) 및 제2 제어 가능 도관(132)으로 동작적으로 연결되는 조합된 밸브(135)로 달성될 수 있다. 개구부(107)를 가지는 축방향 가동형 슬라이더(105)가 솔레노이드 밸브의 하우징 내부에 위치된다. 개구부(107)의 3개의 상이한 축방향 위치가 가변 부피 챔버(128)로의 그리고 그로부터의 유체 유동의 존재 및 방향을 결정한다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 개구부(107)가 제1 제어 가능 도관(130)과 정렬될 때, 유체 공급부가 가변 부피 챔버(128)로 개방된다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 개구부(107)가 제2 제어 가능 도관(132)과 정렬될 때, 가변 부피 챔버(128)로부터의 유체 방출이 가능해진다. 또한, 도 3c에 도시된 바와 같이, 솔레노이드 밸브가 중간 위치에 있을 때, 제어 가능 도관(130, 132) 모두가 폐쇄된다.
이제 도 2를 다시 참조하면, 가변 부피 챔버(128)가, 막, 격막 또는 피스톤 등의 형상의, 가동형 분리 부재(138)에 의해서 부분적으로 형성된다. 가변 부피 챔버(128)가 단일 가변 부피 챔버(128)를 포함할 수 있거나, (도시된 예에서와 같이) 부가적인 격실(140)과 함께 디자인될 수 있다. 2개의 격실(128, 140)이 분리 부재(138)에 의해서 분리된다. 2개의 격실을 가지는 것이, 이하의 장점 중 하나 이상을 제공할 수 있을 것이다: 디자인의 강건함, 스프링에 의해서 유발되는 부상에 대한 예방, 절연에 대한 보호, 및 일반적으로 개방된(normally opened)(NO) 또는 일반적으로 폐쇄된(NC) 파일롯 액츄에이터를 가질 수 있는 가능성.
연결 막대와 같은 기계적 부재(142)가 가동형 분리 부재(138)에 동작적으로 연결된다. 예를 들어, 기계적 부재(142)가 가동형 분리 부재(138)의 내측 측부 또는 외측 측부에 부착될 수 있다. 기계적 부재(142)가 또한 축방향으로 이동 가능한 플러그(116)에 동작적으로 연결된다. 가변 부피 챔버(128) 내부의 부피가 변화됨에 따라, 기계적 부재(142)의 위치와 축방향으로 이동 가능한 플러그(116)의 위치가 그에 따라 변화되도록 구성된다.
도 4a 및 도 4b는, 밸브(100)의 폐쇄 및 개방 기능이 어떻게 달성될 수 있는지를 개략적으로 도시한다. 도 4a 및 도 4b에서, 전자 제어형 밸브(134, 136) 중 하나가 개방된 반면, 다른 하나가 폐쇄되어 있다는 것을 주목할 수 있을 것이다. 그러나, 밸브(100)가 또한 우회 모드로 동작될 수 있을 것이고, 그러한 우회 모드에서 전자 제어형 밸브(134 및 136) 모두가 개방될 수 있을 것이다. 이러한 것이 이하에서 추가적으로 예시될 것이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 가변 부피 챔버(128) 내부의 부피를 증가시키는 것에 의해서, 밸브(100)의 폐쇄 기능이 달성된다. 가변 부피 챔버(128) 내부의 부피는, 제1 제어 가능 도관(130)을 조절하는 전자 제어형 밸브(134)를 개방하는 것에 의해서 증가된다. 밸브(134)를 개방하는 것에 의해서, 유체가 밸브 본체(108)의 고압 측부(U)로부터 가변 부피 챔버(128)로 공급된다. 한편, 제2 제어 가능 도관(132)을 조절하는 전자 제어형 밸브(136)가 폐쇄되어 유지된다. 가변 부피 챔버(128) 내의 부피 증가는 분리 부재(138) 및 기계적 부재(142)의 이동을 격발한다. 기계적 부재(140)가 플러그(116)에 동작적으로 연결됨에 따라, 플러그(116)가 시트(118)에 대항하는 방향으로 이동되고 밸브(100)가 폐쇄되도록, 이동이 플러그(116)로 전달된다. 가변 부피 챔버(128) 내의 부피 증가가 또한 스프링-작용 부재(122)를 압축하고, 그에 따라 고유의 스프링 편향력(Fb)이 스프링 작용 부재(122) 내부에 저장된다. 그에 따라, 고압 측부(U)로부터 내부로 유동하는 유체가 스프링(122)의 반작용 힘 보다 큰 분리 부재(138) 상의 힘을 생성한다.
이제, 밸브(100)의 개방 기능이 어떻게 달성되는지를 개략적으로 도시한 도 4b를 참조한다. 도 4b는, 가변 부피 챔버(128) 내부의 유체 부피를 감소시키는 것에 의해서, 밸브(100)의 개방 기능이 달성되는 것을 도시한다. 가변 부피 챔버(128) 내부의 부피를 감소시키기 위해서, 제1 제어 가능 도관(130) 상에 위치된 제1 전자 제어형 밸브(134)가 폐쇄되는 한편, 제2 제어 가능 도관(132) 상의 전자 제어형 밸브(136)가 개방된다. 밸브 본체(108)의 저압 측부(D) 상에서 보다 가변 부피 챔버(128) 내에서 더 높은 압력이 존재하기 때문에, 제2 제어 가능 도관(132)을 개방하는 것에 의해서, 소정량의 유체가 가변 부피 챔버(128)로부터 밸브 본체(108)의 저압 측부(D)로 전환된다. 가변 부피 챔버(128) 내의 압력이 감소됨에 따라, 스프링 작용 부재(122) 내의 고유의 스프링 작용력(Fb)이 방출되고 스프링-작용력(Fb)은 분리 부재(138)를 평형 위치로 이동시키고, 그러한 평형 위치에서 분리 부재(138) 및 밸브(100) 모두가 평형이 되고 정지된다.
폐쇄 및 개방 기능에서, 제어 가능 도관(130, 132) 상에 위치된 전자 제어형 밸브(134, 136)가 선택적으로 그리고 시간적으로 상이한 지속시간들 동안 동작될 수 있을 것이다. 결과적으로, 밸브(100)의 개방 정도가 가변 부피 챔버(128) 내부의 실제의/상응하는 유체 부피에 의존한다.
사용시에, 최대 동작 유동이 먼저 밸브로 인가되고, 환산표(영점교정) 및 해당 최대 동작 유량에서의 측정된 압력차의 조합을 이용하는 것에 의해서, 플러그(116)와 시트(118)의 최적의 최대 분리가 식별되고 그리고 밸브(100)가 조절되어 최대 분리를 해당 최적치로 제한한다. 밸브의 정상 동작 중에 폐쇄 위치와 최적의 최대 개방 위치 사이에서의 밸브 폐쇄 부재(116)의 이동이 외부 제어 신호에 응답하여 달성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 우회 모드가 도 4a 및 도 4b에서의 밸브(100)를 위해서 그리고 또한 발명 개념의 다른 실시예를 위해서 이용될 수 있을 것이다. 그에 따라, 순전히 설명 목적을 위해서, 도 4a 및 도 4b의 밸브(100)의 기능이 유체 분배 시스템 내에서 어떻게 구현될 수 있는지에 대한 실제적인 예가 이제 제시될 것이다. 그에 따라, 다른 문맥의 및/또는 동작의 다른 모드가 또한 고려될 수 있다. 밸브(100)가 일반적으로 개방되고, 다시 말해서 밸브 폐쇄 부재(116)가 밸브 시트(118)로부터 분리된다. 제1 제어 가능 도관(130), 가변 부피 챔버(128) 및 제2 제어 가능 도관(132)을 통한 상류 측부(U)로부터 하류 측부(D)까지의 우회 유동이 존재하도록, 제1 및 제2 전자 제어형 밸브(134, 136) 모두가 개방될 수 있을 것이다. 스프링(122)이 밸브를 완전히 개방되게 유지한다. 스프링(122)은, 우회 기능으로 분리 부재(138)에 영향을 미치는, 제1 및 제2 제어 가능 도관(130, 132) 내의 압력 강하의 힘을 극복할 수 있을 정도로 충분히 강하다. 밸브 하류의 소비 지점에서의 온도가 증가되고 BMS(건물 관리 시스템) 내의 셋팅 값에 도달하였을 때, 제2 제어 가능 밸브가 폐쇄되기 시작한다. 도관(130, 132)을 통한 우회 유동이 감소되고, 상류 측부(U)로부터의 고압 유체가 분리 부재(138) 상으로 압력을 제공하여 밸브 폐쇄 메커니즘(114)을 폐쇄할 것이다. 소비 지점에서의 온도가 셋팅 값 미만이 되지 않는 한, 제2 전자 제어형 밸브(136) 및 밸브 폐쇄 메커니즘(114)이 폐쇄되어 유지될 것이다. 만약 소비 지점에서의 온도가 셋팅 값 미만으로 낮아진다면, 제어 가능한 밸브(136)가 다시 개방될 것이고, 그에 의해서 밸브 폐쇄 부재(116)가 밸브 시트(118)로부터 멀리 이동하여 밸브를 통한 유체 유동을 허용함으로써 소비 지점에서의 온도를 증가시킨다.
도 5는, 밸브 폐쇄 부재(116)가 일반적으로 폐쇄되는 위치를 향해서 어떻게 스프링 편향될 수 있는지에 관한 예시적인 실시예를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 밸브 폐쇄 부재가 기계적 부재(142)를 변위시켜 플러그(116)가 시트(118)에 대해서 가압되도록, 밸브 폐쇄 부재가 스프링-편향될 수 있다. 그에 따라, 제2 제어 가능 도관 내의 밸브(136)를 폐쇄되게 유지하면서, 유체가 고압 측부(U)로부터 제1 제어 가능 도관(130)을 통해서 가변 부피 챔버(128) 내로 유동하게 허용하는 것에 의해서, 밸브의 개방이 달성된다. 가변 부피 챔버(128) 내로의 유체의 유입(inflow)은, 이전에 설명된 실시예에서와 같이, 가변 부피 챔버(128)의 증가를 유발할 것이고, 이는, 스프링(122)의 편향력(Fb)이 반작용되도록, 분리 부재(138)를 압박할 것이다. 결과적으로, 밸브 폐쇄 부재(116)가 밸브 시트(118)로부터 멀리 이동될 것이다.
도 6은, 적어도 하나의 예시적인 실시예에 따른, 도 1의 밸브(200)의 횡단면을 도시한다. 밸브(200)는 밸브 본체(208)의 외부에 위치된 가변 부피 챔버(228)를 포함한다. 플러그(216) 및 시트(218)를 포함하는 밸브 폐쇄 메커니즘(214)이 밸브 본체(208) 내부에 배열된다. 플러그(216)가 플러그(216)의 중심을 통과하는 축을 가지는 샤프트(260) 상에서 유지된다.
연결 막대(242)는, 하나의 원위 단부가 가변 부피 챔버(228)의 가동형 분리 부재(238)와 접촉하는 상태로 배열된다. 연결 막대(242)의 다른 원위 단부가 밸브 본체(208) 내부에 배열되고 치형(toothed) 부분(243)을 구비한다. 연결 막대(242)의 축방향 이동을 플러그(216)의 축방향 이동으로 변환하기 위해서, 운동 변환 배열체(arrangement)가 밸브 본체(208) 내부에 배열된다.
예를 들어, 운동 변환 배열체는, 피니언 기어(246)가 연결 막대(242)의 치형 부분(243)과 결합하도록, 피니언 기어(246) 및 캠 종동부 조립체(248)를 포함할 수 있을 것이다. 피니언 기어(246)는, 캠 종동부 조립체(248)를 위한 안내부(252)를 포함하는 캠 판(250)에 고정적으로 장착된다. 캠 종동부 조립체(248)가 샤프트(260) 상에 고정적으로 장착되고 피니언 기어(248)가 그 축방향 이동을 방해하지 않도록 샤프트(260) 내의 슬롯을 통과한다. 막대(242)가 축방향으로 이동함에 따라, 피니언 기어(248)는, 치형 부분(243)과의 결합을 통해서, 회전되도록 강제되고 캠 판(250)이 그와 함께 회전한다. 캠 판(250)이 회전됨에 따라, 캠 종동부 조립체(248)는, 그와 함께 샤프트(260)를 반송하는(carrying) 캠 안내부(252) 내에서 이동하도록 강제된다. 샤프트(260) 상에서 반송되는 플러그(216)가 또한 축방향으로 이동하도록 강제되고, 그에 의해서 플러그(216)와 시트(218) 사이의 분리 거리가 조정된다.
제1 제어 가능 도관 또는 통로(270)가 제공되어, 상류 측부(U) 상의 고압 유체가 가변 부피 챔버(228)와 유체 연통되게 배열될 수 있게 한다. 제2 제어 가능 도관 또는 통로(272)가 제공되어, 하류 측부(D) 상의 저압 유체가 가변 부피 챔버(228)와 유체 연통되게 배열될 수 있게 한다. 일반적인 동작 원리가 도 4a 및 도 4b에 도시된 것과 유사하다. 그에 따라, 밸브 폐쇄 부재(216)를 시트(218)로부터 멀리 즉, "일반적으로 개방되는 위치"로 편향시키기 위해서, 스프링(282)이 제공된다. 그러나, 제1 제어 가능 도관(270)이 개방되고 제2 제어 가능 도관(272)이 폐쇄될 때, 고압 유체가 가변 부피 챔버의 부피를 증가시킬 것이고 분리 부재(238)를 스프링(282)의 힘에 대항하여 아래로 압박할 것이며, 그에 의해서 밸브 폐쇄 부재(216)를 밸브 시트(218)를 향하는 방향으로 이동시킬 것이다. 이어서, 제2 제어 가능 도관(272)이 개방되고 제1 제어 가능 도관(270)이 폐쇄될 때, 가변 부피 챔버 내의 고압 유체가, 차압으로 인해서, 하류 측부(D) 내로 유동할 것이고, 그러한 하류 측부(D) 내에는 낮은 압력이 존재한다. 이는, 밸브 폐쇄 부재(216)가 밸브 시트(218)로부터 멀리 이동하게 한다. 다른 실시예에서, 밸브 폐쇄 부재를 "일반적으로 폐쇄된 위치"를 향해서 편향시키기 위해서, 스프링(282)이 분리 부재(238)의 대향 측부(도면에서 보여지는 바와 같이 위쪽) 상에 배열될 수 있고, 그러한 경우에, 제1 및 제2 제어 가능 도관(270, 272)으로의/으로부터의 포트가 분리 부재(238) 아래에(도면에서 도시된 바와 같음) 위치될 수 있을 것이다.
도 7은, 밸브를 통한 유량 또는 밸브에 의해서 흡수되는 압력이 조정될 수 있도록 유체 도관 내의 밸브를 제어하기 위한 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다. 방법은 이하의 단계를 포함한다:
제1 단계(S1)에서, 유체 도관 내의 요구되는 유량이 결정된다. 예를 들어, 요구되는 유량 또는 차압이, BMS 시스템에 연결된 제어 유닛에 의해서, 또는 밸브 본체에 연결된 센서 또는 자동 온도 조절기에 의해서 결정될 수 있다.
제2 단계(S2)에서, 밸브 폐쇄 부재의 요구되는 위치가 결정된다. 이러한 단계는, 온도 센서, 차압 센서, 전기-자기 센서, BMS 등에 의한 것과 같은, 임의의 적합한 수단에 의해서 밸브 폐쇄 부재의 위치를 계산하는 제어 유닛에 의해서 실시될 수 있다.
제3 단계(S3)에서, 가변 부피 챔버 내의 요구되는 부피가 결정된다. 이러한 단계는 또한 제어 유닛에 의해서 실시될 수 있고, 그러한 제어 유닛은, 가변 부피 챔버 내부의 부피와 밸브 폐쇄 부재의 위치 사이의 미리 결정된 관계를 기초로 가변 부피 챔버 내부의 요구되는 부피를 결정한다.
제4 단계(S4)에서, 제어 가능 도관 상의 전자 제어형 밸브가 동작되고, 그에 따라 요구되는 유체량이 가변 부피 챔버로 공급되거나 가변 부피 챔버로부터 전달되며, 그에 의해서 밸브 폐쇄 부재가 요구되는 위치가 된다.
제5 단계(S5)에서, 밸브 폐쇄 부재의 요구되는 위치에 도달되었을 때, 전자 제어형 밸브가 폐쇄된다.
제6 단계(S6)에서, 밸브의 개방 정도가 결정되도록, 밸브 폐쇄 부재의 실제 위치가 결정될 수 있다.
선택적으로 및/또는 부가적으로, 제7 단계(S7)에서, 밸브를 통한 실제 유량 또는 밸브에 걸친 차압이 결정된다. 실제 유량을 결정하기 위해서, 차압 센서 또는 유량계가 이용될 수 있다.
선택적으로 및/또는 부가적으로, 제8 단계(S8)에서, 실제 위치를 희망 위치와 비교하기 위해서 연속적인 위치 피드백 루프가 실시될 수 있을 것이다. 실제 위치와 희망 위치 사이의 임의의 위치 편차(potential deviation)가 결정될 수 있고, 밸브 폐쇄 부재의 위치의 반복적인 교정이 실시될 수 있다.
당업자는, 본 발명이 설명된 예시적인 실시예로 제한되지 않는다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 밸브가 또한 균형(balancing) 기능 및 차압을 판독하기 위한 압력 포트를 구비할 수 있을 것이다. 균형 기능은 최대/최소 상승(lift)/유동/개방을 조절할 수 있는 가능성을 제공한다. 또한, 밸브를 통한 실제 유동 또는 밸브에 걸친 차압의 측정이, 측정 유닛이 연결될 수 있는 압력 포트를 통해서, 압력 측정 도구로 캡쳐될 수 있다. 이어서, 유량을 조절하는 사람이 최대 및 최소 유동 제약을 수작업으로 셋팅할 수 있을 것이다.
특정 수단이 서로 상이한 종속항 내에서 열거된다는 사실은, 이러한 수단들의 조합이 유리하게 이용될 수 없다는 것을 나타내지 않는다. 또한, "포함하는"이라는 표현은 다른 요소 또는 단계를 배제하지 않는다. 다른 비제한적인 표현은, 부정관사("a" 또는 "an")가 복수를 배제하지 않는다는 것 그리고 단일 유닛에 몇 개의 수단의 기능을 충족시킬 수 있다는 것을 포함한다. 청구범위 내의 임의의 인용 부호가 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 마지막으로, 본 발명이 도면에서 그리고 전술한 설명에서 구체적으로 설명되었지만, 그러한 도시 및 설명은 묘사적인 또는 예시적인 것으로 간주되며 제한적인 것으로 간주되지 않으며; 본 발명은 개시된 실시예로 제한되지 않는다.

Claims (17)

  1. 유체 도관 내의 유동 및/또는 압력을 조절하기 위한 제어 기능을 가지는 밸브로서:
    유체 유입구 및 유체 배출구,
    상기 유입구로부터 상기 배출구까지 유동을 조절하기 위한 밸브 폐쇄 부재로서, 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동 가능하고,
    상기 밸브가 상기 밸브 폐쇄 부재의 상류의 고압 측부 및 상기 밸브 폐쇄 부재의 하류의 저압 측부를 가지고, 가변 부피 챔버가, 챔버의 부피의 변화가 상기 밸브 폐쇄 부재의 위치의 변화를 유발하도록, 상기 밸브 폐쇄 부재에 동작적으로 연결되는, 밸브 폐쇄 부재,
    상기 고압 측부가 상기 가변 부피 챔버와 유체 연통할 수 있게 하는 제1 제어 가능 도관,
    상기 저압 측부가 상기 가변 부피 챔버와 유체 연통할 수 있게 하는 제2 제어 가능 도관, 및
    상기 가변 부피 챔버의 부피를 변화시키기 위해서 상기 제1 및 제2 제어 가능 도관의 개방 및 폐쇄를 제어하기 위한 제어 유닛을 포함하는, 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밸브가 상기 고압 측부로부터, 상기 제1 제어 가능 도관을 통해서, 상기 가변 부피 챔버로 유체를 전달하도록 구성되고,
    상기 밸브는 상기 저압 측부로부터, 상기 제2 제어 가능 도관을 통해서, 상기 가변 부피 챔버로 유체를 전달하도록 구성되는, 밸브.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 밸브 폐쇄 부재가 상기 폐쇄 위치를 향하는 또는 상기 개방 위치를 향하는 편향력을 받고, 상기 가변 부피 챔버의 부피 증가 또는 감소가 편향력에 반작용하는, 밸브.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가변 부피 챔버가, 막, 격막 또는 피스톤과 같은, 가동형 분리 부재에 의해서 부분적으로 형성되며, 상기 분리 부재는 상기 밸브 폐쇄 부재에 연결되는, 밸브.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 분리 부재가 상기 가변 부피 챔버를 격실로부터 분리하고, 상기 가변 부피 챔버는 상기 밸브의 고압 측부에 연결되고, 상기 격실은 상기 밸브의 저압 측부에 연결되는, 밸브.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 제어 가능 도관을 선택적으로 그리고 개별적으로 개방하기 위해서, 상기 제어 유닛이, 조절 밸브 장치, 온-오프 밸브 장치 또는 솔레노이드 밸브 장치와 같은, 전자 제어형 밸브 장치에 동작적으로 연결되거나 그러한 전자 제어형 밸브 장치를 포함하는, 밸브.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전자적으로 제어되는 밸브 장치가 2개의 개구부를 가지는 글라이더를 포함하고, 그에 따라 한 번에 상기 제어 가능한 도관 중 하나를 개방하도록 상기 글라이더의 변위가 구성되는, 밸브.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 건물 관리 시스템(BMS)으로부터 입력 신호를 수신하도록, 상기 신호를 상기 전자 제어형 밸브 장치의 요구되는 개방으로 해석하도록, 그리고 상기 전자 제어형 밸브 장치의 변위를 작동시키도록 구성되는, 밸브.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 밸브는 상기 밸브 폐쇄 부재의 실제 위치를 결정하기 위한, 그리고 상기 실제 위치에 관한 데이터를 상기 제어 유닛 또는 BMS에 대한 입력으로서 제공하기 위한 수단을 더 포함하는, 밸브.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 폐쇄 부재가 내부에서 이동 가능한 밸브 본체를 포함하고, 상기 가변 부피 챔버가 상기 밸브 본체의 외부에 위치되는, 밸브.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 폐쇄 부재가 내부에서 이동 가능한 밸브 본체를 포함하고, 상기 가변 부피 챔버가 상기 밸브 본체의 내부에 위치되는, 밸브.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 가변 부피 챔버가 상기 밸브 폐쇄 부재 내부에 위치되는, 밸브.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 제어 가능한 도관이 상기 밸브 본체 내부의 채널로서 형성되는, 밸브.
  14. 유체 도관 내의 밸브를 제어하기 위한 방법으로서, 상기 밸브는, 유입구로부터 배출구까지 유동을 조절하기 위한 밸브 폐쇄 부재를 포함하고, 상기 밸브 폐쇄 부재는 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동 가능하고, 상기 제어 밸브는 상기 밸브 폐쇄 부재의 일 측부 상의 고압 측부 및 상기 밸브 폐쇄 부재의 대향 측부 상의 저압 측부를 가지며,
    상기 방법은:
    소정량의 유체를 상기 고압 측부로부터 전환시키는 또는 상기 고압 측부로부터 이전에 전환된 소정량의 유체를 상기 저압 측부로 복귀시키는 단계,
    상기 밸브 폐쇄 부재를 이동시키기 위해서 전환 유체의 위치 에너지 또는 복귀 유체의 위치 에너지를 이용하는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 밸브 폐쇄 부재가 폐쇄 방향으로 그리고 개방 방향으로 이동 가능하고, 상기 방법이:
    상기 방향들 중 하나의 방향으로 상기 밸브 폐쇄 부재를 이동시키기 위해서 소정량의 유체를 상기 고압 측부로부터 전환시키는 단계, 및/또는
    상기 방향들 중 다른 하나의 방향으로 상기 밸브 폐쇄 부재를 이동시키기 위해서 소정량의 유체를 상기 저압 측부로 복귀시키는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 유체의 양을 선택적으로 전환 또는 복귀시키기 위해서, 온-오프 밸브 장치와 같은, 조절 밸브 장치를 동작시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 폐쇄 부재의 희망 위치를 결정하는 단계,
    상기 밸브 폐쇄 부재의 실제 위치를 결정하는 단계,
    상기 실제 위치를 상기 희망 위치에 대해서 비교하기 위해서 그리고 상기 실제 위치와 상기 희망 위치 사이의 편차를 정량화하기 위해서 연속적인 피드백 루프를 실시하는 단계, 및
    상기 편차가 감소되도록 상기 밸브 폐쇄 부재의 위치의 반복적 교정을 실시하는 단계를 더 포함하는, 방법.
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