KR100308760B1 - 솔레노이드밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 솔레노이드 밸브의 플런저 및 실린더 캡 형상을 변경하여 밸브 작동시에 발생되는 소음을 저감할 수 있는 솔레노이드 밸브에 관한 것으로, 유체가 유입 및 배출되는 유입포트(16)와 유출포트(18)를 지닌 밸브바디(10)와, 스프링(54)에 의해 가압되어 유입포트(16)를 막고 있는 플런저(52)를 당겨 유체의 유동을 가능하게 하는 코일(42)이 내장된 커버(40)로 이루어진 솔레노이드 밸브에 있어서, 상기 밸브바디(10)와 커버(40)의 길이방향을 따라 중앙에 배치되는 실린더(60)의 내측 상부에 삽입되는 실린더 캡(62)의 하단에는 안착홈(62a)이 형성되어 있으며, 플런저(52)의 상단에는 선접촉을 이루면서 안착홈(62a)에 안착되는 안착돌기(52a)가 형성된 구조를 지니고 있다.

Description

솔레노이드 밸브

본 발명은 솔레노이드 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 냉매의 흐름을 조절하여 압축기 용량을 가변하는 솔레노이드 밸브의 플런저 및 실린더 캡의 형상을 변경하여 밸브 작동시에 발생되는 소음을 저감할 수 있도록 구성한 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화장치는 일정한 공간의 요구에 알맞는 온도, 습도, 청결도 등을 최적으로 유지하는 장치로, 여기에는 여름철에 실내를 냉방하기 위한 냉방장치와, 겨울철에 난방하기 위한 난방장치가 있다.

더운 여름철에 주로 사용하는 냉방장치는 전체적으로 액체상태의 냉매를 고온, 고압의 가스상태로 만드는 압축기와, 이 압축기에서 보내진 고온, 고압의 냉매를 냉각팬에 의해 강제 냉각하여 액화시키는 응축기와, 액화된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브와, 팽창밸브를 통과하면서 기화되는 과정에서 주변의 공기가 갖고 열을 흡수하여 차갑게 냉각시키는 증발기로 구성되어 있다.

이 중에서 압축기는 증발기에서 유입된 액상의 냉매를 압축시켜 고압의 기체상태로 하는 과정에서 상당히 많은 동력을 필요로 하기 때문에, 냉방조건 및 실내온도에 따라 압축기 용량을 가변시켜 동력소모를 줄여야 한다.

그리고 상기 압축기의 용량 조절을 위해서, 솔레노이드 밸브를 이용하여 냉매의 흐름량을 조절하고 있는 바, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 첨부한 도 1을 참고로 종래의 솔레노이드 밸브에 대하여 설명한다.

도 1은 종래 기술에 의한 솔레노이드 밸브의 조립상태를 보인 단면도이고,도 2는 종래 기술에 의한 플런저와 실린더 캡의 형상을 분리하여 도시한 단면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 솔레노이드 밸브는 대략적으로, 냉매가 유입 및 배출되는 유입포트(16)와 유출포트(18)를 지닌 밸브바디(10), 스프링(32)에 의해 가압되어 하단의 실링캡(30a)을 통해 유입포트(16)를 막고 있는 플런저(30)와, 와이어(44)를 통해 전달되는 외부 전원에 의해서 자화되면서 플런저(30)를 당겨 냉매의 유동을 가능케 하는 코일(42)이 내장된 커버(40)로 이루어져 있다.

상기 밸브바디(10)에는 나사(22)에 의해서 자장 형성판(20)이 고정되어 있어, 코일(42)에서 나온 자력선에 의해 균일 자장이 형성되도록 한다.

상기 유입포트(16)와 유출포트(18)는 각각 냉매호스가 연결되는 유입구(12) 및 유출구(14)와 연통되어 있으므로, 코일(42)의 통전에 따라 플런저(30)가 스프링(32)의 힘을 극복하고 가상선으로 도시한 위치에서 실선으로 도시한 위치까지 상승하게 되면, 화살표(P)를 따라 유입된 냉매는 유입포트(16)와 유출포트(18)를 지나면서 유출구(14)로 빠져나간 다음, 화살표(Q)를 통해 배출됨으로써 냉매의 유동을 가능케 한다.

이때, 스프링(32)에 의해 가압된 상태에서 유입포트(16)를 선택적으로 개방하는 플런저(30)의 상부에는 실린더 캡(34)이 배치되어 있다.

즉, 도 2에 보다 자세히 도시한 바와 같이, 플런저(30)의 하단에는 유입포트(16)를 막는 실링캡(30a)이 형성되어 있으며, 상단에는 스프링(32)이 수납되는 요홈(30b)이 형성되어 있다.

상기 플런저(30)의 상부 내측에 배치되는 실린더(36)에는 플런저(30)의 상단과 접촉되는 실린더 캡(34)이 끼워져 있다.

이러한 구성을 지닌 종래의 솔레노이드 밸브에서는 코일이 자화되면서 플런저(30)가 상승하여 유입포트(16)가 개방되는 과정에서 플런저(30)의 상단과 실린더 캡(34)의 하단이 직접적으로 면접촉을 하기 때문에 심한 공진음이 발생된다.

이것은 와이어를 통해 코일로 공급되는 교류전원에 의해서 발생되는 자기력이 중앙으로 집중되지 않고 불규칙하게 분산됨으로써 생기는 마찰음 또는 진동음으로서, 제품에 대한 사용자의 만족도를 저하시키는 원인이 된다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 본 발명은 코일에 외부 전기가 공급되어 플런저가 상승되는 과정에서 플런저의 상단과 실린더 캡의 하단이 선접촉되도록 구조를 변경함으로써, 자기력을 중앙으로 집중시켜 소음이 발생되는 것을 최대한 억제할 수 있는 솔레노이드 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 솔레노이드 밸브의 조립상태를 보인 단면도,

도 2는 종래 기술에 의한 플런저와 실린더 캡의 형상을 분리하여 도시한 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 조립상태를 보인 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 플런저와 실린더 캡의 형상을 분리하여 도시한 단면도,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플런저를 분리하여 도시한 단면도,

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 밸브바디 16: 유입포트

18: 유출포트 20: 자장 형성판

40: 커버 42: 코일

50: 플런저 조립체 52: 플런저

52a: 안착돌기 54: 스프링

56: 실링부 56a: 실링단

상술한 본 발명의 목적은 유체가 유입 및 배출되는 유입포트와 유출포트를 지닌 밸브바디와, 스프링에 의해 가압되어 유입포트를 막고 있는 플런저와, 와이어를 통해 전달되는 외부 전원에 의해서 자화되면서 플런저를 당겨 유체의 유동을 가능케 하는 코일이 내장된 커버로 이루어진 솔레노이드 밸브에 있어서, 밸브바디와 커버의 길이방향을 따라 중앙에 배치되는 실린더의 내측 상부에 삽입되는 실린더 캡의 하단에는 안착홈이 형성되어 있으며, 플런저의 상단에는 선접촉을 이루면서안착홈에 안착되는 안착돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브에 의해 달성된다.

이하, 첨부한 도 3과 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시에에 따른 솔레노이브 밸브에 대하여 상세히 설명한다.

이때, 도 1과 도 2에서 설명한 종래의 구조와 동일한 부품은 동일한 부호로 표시한다.

도 3은 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 조립상태를 보인 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 플런저와 실린더 캡의 형상을 분리하여 도시한 단면도이다.

도 1에서 설명한 바와 같이, 솔레노이드 밸브의 전체적인 구성을 보면, 냉매가 유입 및 배출되는 유입포트(16)와 유출포트(18)를 지닌 밸브바디(10)와, 스프링(54)에 의해 가압된 상태로 유입포트(16)를 막고 있는 플런저(52)와, 와이어(44)를 통해 전달되는 외부 전원에 의해서 자화되면서 플런저(52)를 당겨 냉매의 유동을 가능케 하는 코일(42)이 내장된 커버(40)로 이루어져 있다.

이러한 구성을 지닌 밸브바디(10)와 커버(40)의 중앙에는 길이방향을 따라 실린더(60)가 삽입되어 있으며, 실린더(60)내에는 유입포트(16)를 막고 있는 플런저(52)가 장착되어 있다.

본 발명에서 채용한 플런저(52)의 상단에는 안착돌기(52a)를 형성하였으며, 실린더(60)의 상부 내측에 삽입되어 있는 실린더 캡(62)의 하단에는 이 안착돌기(52a)가 삽입되는 안착홈(62a)에 삽입되는 과정에서 선접촉하게 된다.

상기 스프링(54)에 의해 가압된 상태에서 유입포트(16)를 선택적으로 개방하는 플런저(52)와 실린더 캡(62)의 형상은 도 4에 상세히 도시되어 있다.

상기한 바와 같이 플런저(52)의 상단에는 실린더 캡(62)하단에 형성된 안착홈(62a)에 삽입되는 안착돌기(52a)가 형성되어 있으며, 하단에는 실링캡(56)의 상단이 삽입되는 요홈(52b)이 형성되어 있다.

본 발명의 바람직한 실시에에서는 스프링(54)의 장착을 위해서 실링캡(56)의 상단을 요홈(52b)에 삽입하면 된다.

이와 같이 조립된 플런저 조립체(50)는 플런저(52)와의 구별을 위해서 별도의 번호로 표시하였다.

이와 같이 조립된 플런저 조립체(50)가 내장된 본 발명의 솔레노이드 밸브를 이용하여 냉매의 흐름을 조절하는 과정을 설명한다.

도 3을 다시 보면, 여기에는 플런저(52)하부의 실링단(56a)에 의해 유입포트(16)가 막혀 있는 상태를 실선으로 나타내었으며, 유입포트(16)가 개방된 상태는 가상선으로 나타내었다.

먼저, 코일(42)에 전기가 공급되지 않는 상태에서 플런저(52)는 스프링(54)에 의해 가압되어 가상선으로 도시한 바와 같은 상태를 유지하게 된다.

그로 인해서 플런저(52)의 하단에 부착된 실링단(56a)이 유입포트(16)를 막고 있기 때문에 유체의 흐름이 차단된다.

다음에, 와이어(44)를 통해서 코일(42)에 외부전기가 공급되면, 코일(42)이 자화되면서 플런저(52)를 당기는 힘이 발생된다.

이 힘은 스프링(54)의 탄성 가압력보다 크기 때문에 플런저(52)는스프링(54)을 가압하면서 실린더(60)의 내벽을 따라 미끄럼 이동됨과 동시에, 플런저(52)의 하부를 구성하는 실링단(56a)이 상승되면서 유입포트(16)가 개방됨으로써, 화살표(P)로 유입된 냉매는 유입포트(16)와 유출포트(18)를 지나 화살표(Q)방향을 따라 배출된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플런저를 나타내기 위하여 분리하여 도시한 단면도이다.

여기에 도시한 플런저(52′)의 전체적인 구성은 도 4에 도시한 구조와 대체로 동일하다.

다만, 본 실시예에서는 플런저(52′)의 상단에 안착돌기 대신에 안착홈(52a′)을 형성하는 한편, 실린더 캡(62′)의 하단에는 이 안착홈(52a′)에 안착되는 안착돌기(62a′)를 하방으로 돌출되게 형성하였다.

이와 같은 구조를 지님으로써 플런저(52′)가 상승되는 과정에서 약간 기울어진 상태로 상승 이동하게 되어도 플런저(52′)상단의 안착홈(52a′)에 실린더 캡(62′)이 항상 정확히 안착됨과 동시에, 코일(42)에서 발생된 자기력이 중앙으로 보다 집중하게 된다.

지금까지 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에서는 냉방장치에서 냉매의 유동량을 조절하기 위해 사용하는 솔레노이드에 대하여 예시하였으나, 본 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 그 밖의 다른 여러 가지 형태의 솔레노이드 밸브에도 적용할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

가령, 본 출원인이 제조 판매하는 김치 저장고인 딤채의 냉방사이클에서도동일한 구조의 솔레노이드 밸브에 적용할 수 있으며, 듀티율에 따라 비례 제어하는 방식의 모든 솔레노이드 밸브에 적용하여도 소음저감효과를 달성할 수 있다.

이상으로 설명한 본 발명에 의하면, 플런저가 상승되는 과정에서 플런저의 상단과 실린더 캡의 하단이 선접촉되도록 구조를 변경함으로써, 자기력을 중앙으로 집중시켜 소음이 발생되는 것을 최대한 억제할 수 있기 때문에, 정숙한 운전을 가능케 하며 유체의 흐름량을 보다 정밀하게 제어할 수 있다.

Claims (3)

1. 유체가 유입 및 배출되는 유입포트와 유출포트를 지닌 밸브바디와, 스프링에 의해 가압되어 유입포트를 막고 있는 플런저와, 와이어를 통해 전달되는 외부 전원에 의해서 자화되면서 플런저를 당겨 유체의 유동을 가능케 하는 코일이 내장된 커버와, 상기 밸브바디와 커버의 길이방향을 따라 중앙에 배치되는 실린더를 포함하는 솔레노이드 밸브에 있어서,

   상기 실린더의 내측 상부에 삽입되는 캡의 하단에는 안착홈이 형성되고, 상기 플런저의 상단에는 상기 안착홈이 선접촉을 이루면서 안착되는 안착돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 플런저의 하단에는 유입포트를 막고 있는 실링단을 지닌 실링캡의 상단이 고정되는 요홈이 형성되어 이 요홈에 플런저에 탄성력을 제공하는 스프링이 삽입되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 플런저의 상단에는 대략 V자 형상의 안착홈이 형성되고, 상기 실린더 캡의 하단에는 상기 안착홈에 안착되는 동일형상의 안착돌기에 형성되어 플런저 상승시 상호 선 접촉하도록 된 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.