KR100963447B1 - 플로우 센서 결합형 전자석 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플로우 센서 결합형 전자석 밸브에 관한 것으로서, 플로우 센서와 결합되어 유체 흐름을 연결시키는 연결부와 출수부가 형성되며 상기 연결부와 출수부를 연결하는 밸브 체스트에 밸브 시트가 구성되는 케이스와, 상기 케이스의 일측에 연결 설치되며 플랜저 및 고정부재를 포함하는 상부 케이스로 구성된 전자석 밸브에 적용되는데, 상기 상부 케이스의 고정부재와 상기 케이스가 결합된 사이에 끼워져 상기 플로우 센서 측으로 연장되며, 상기 플로우 센서를 고정시키는 슬라이딩홈 및 관통홀이 형성된 브라켓과, 상기 입수부가 마련되는 플로우 센서에 일체로 형성되며, 상기 슬라이딩홈에 끼워져 슬라이딩되는 슬라이딩돌기 및 상기 관통홀을 통해 결합되는 결합홈과 상기 결합홈에 결합되는 결합부재를 포함한다. 이를 통해, 전자석 밸브와 플로우 센서간 유동을 방지하여 전자석 밸브와 플로우 센서의 파손을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 이로 인해 유체량의 정확한 센싱이 가능하게 되므로 냉방 시스템이나 유,공압시스템을 신뢰성 있는 제어할 수 있다.

플로우 센서, 전자석 밸브

Description

플로우 센서 결합형 전자석 밸브{SOLENOID VALVE HAVING FLOW SENSOR}

본 발명은 플로우 센서 결합형 전자석 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자석 밸브 및 플로우 센서가 결합되는 브라켓을 이용하여 유속의 흐름에 의한 내부 압력 상승 또는 외력 등에도 전자석 밸브와 플로우 센서간 안정적인 결합상태를 유지시키는 플로우 센서 결합형 전자석 밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 다양한 형태의 유체를 공급하기 위한 전자석 밸브는 현재까지 여러 형태로 개발되어 사용되고 있으며, 유체의 흐름을 자동으로 제어하는 기기나 장치 즉, 냉매의 흐름을 제어하는 냉방 시스템이나 작동 유체의 흐름을 제어하는 유,공압시스템에 적용되고 있다.

이러한 냉방 시스템이나 유,공압시스템은 전자석에서 발생하는 전자력의 유무에 따라 플랜저가 왕복이동하여 내부의 유로를 개폐시킴으로써, 유체의 흐름을 제어하게 된다.

기존의 전자석 밸브를 구비한 냉방 시스템이나 유,공압시스템의 경우에는 유체의 흐름을 고려하여 전자석 밸브의 일측에 입수부가 마련되고 타측에 출수부가 마련되게 된다.

이 입수부와 출수부 사이에 형성된 연결 공간을 통해 유체가 흐르게 되고, 케이스에 마련되는 밸브 시트를 포함하는 밸브 체스터에 대해 케이스에 수용된 플랜저에 의해 밸브 시트가 개폐되는 구조로 유체의 흐름을 제어하게 된다.

이 플랜저는 케이스의 상부측에 조립된 가이드부재가 탄성부재에 탄력 지지된 상태로 설치되며, 하단에 고무부재 등으로 이루어진 밸브 페이스가 갖추어진 상태에서 상단을 지지하는 탄성부재의 탄발력에 의해 밸브 페이스가 밸브 시트를 막아 유체의 흐름을 막게 되며, 개방 신호에 따라 전자력을 발생하는 전자석에 의해 상부로 이동하여 밸브 시트를 개방하도록 함으로써 유체를 다시 흐르게 한다.

한편, 최근에는 단순히 유체의 흐름 제어 뿐만 아니라, 유체의 흐름을 센싱하여 냉방 시스템이나 유,공압시스템에서 필요로 하는 유체량을 정확하게 계산하여 공급할 수 있는 전자석 밸브가 제안되고 있다.

이러한 센서로 대표적인 것이 플로우 센서인데, 이 플로우 센서는 상기한 전자석 밸브의 입수부측에 결합되며, 이로 인해 입수부는 플로우 센서에 직접 설치되거나 간적적으로 연결되게 된다. 플로우 센서의 일례로서, 시간당 흐르는 유체량을 정확하게 계산하기 위해 플로우 센서 내부에 유체 흐름에 대응하여 회전하는 팬이 마련되어 있다. 즉, 플로우 센서와 전자석 밸브가 별개로 제작되어 서로 체결된다.

이로 인해, 유체 흐름에 의해 내부 압력이 상승하거나 외력이 가해지는 경우에 이들 체결부분이 파손되거나 유체가 누수되는 문제점이 있었다. 이로 인해 유체량의 조절이 부정확하게 이루어져 냉방 시스템이나 유,공압시스템에도 문제를 일으킬 수 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 전자석 밸브 및 플로우 센서가 고정되는 브라켓에 슬라이딩홈 및 관통홀을 형성시키고, 플로우 센서에 일체로 형성된 슬라이딩돌기를 슬라이딩홈에 삽입시키고 이후 관통홀을 경유하여 나사결합홈에 나사결합시키는 2중 고정 구조를 통해 플로우 센서가 전자석 밸브에 용이하게 결합되도록 하면서 유속의 흐름에 의한 내부 압력 상승 또는 외력 등에 의한 유동을 방지하는 플로우 센서 결합형 전자석 밸브를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 플로우 센서와 결합되어 유체 흐름을 연결시키는 연결부와 출수부가 형성되며 상기 연결부와 출수부를 연결하는 밸브 체스트에 밸브 시트가 구성되는 케이스와, 상기 케이스의 일측에 연결 설치되며 플랜저 및 고정부재를 포함하는 상부 케이스로 구성된 전자석 밸브에 적용되는 것으로서, 상기 상부 케이스의 고정부재와 상기 케이스가 결합된 사이에 끼워져 상기 플로우 센서 측으로 연장되며, 상기 플로우 센서를 고정시키는 슬라이딩홈 및 관통홀이 형성된 브라켓과, 상기 입수부가 마련되는 플로우 센서에 일체로 형성되며, 상기 슬라이딩홈에 끼워져 슬라이딩되는 슬라이딩돌기 및 상기 관통홀을 통해 결합되는 결합홈과 상기 결합홈에 결합되는 결합부재를 포함하는 것을 특징으로 한 다.

이때, 상기 플로우 센서는, 상기 케이스의 연결부에 삽입되는 관로와, 유체 흐름에 따라 회전하는 팬과, 상기 팬에 결합되어 함께 회전하는 자성체와, 상기 자성체 근접시 센싱 신호를 발생시켜 마이컴에 전달하는 센서로 이루어진다. 상기 센서는 홀센서인 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 플로우 센서 결합형 전자석 밸브는, 전자석 밸브와 플로우 센서간 유동을 방지하여 전자석 밸브와 플로우 센서의 파손을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 이로 인해 유체량의 정확한 센싱이 가능하게 되므로 냉방 시스템이나 유,공압시스템을 신뢰성 있는 제어할 수 있다.

이하, 본 발명의 플로우 센서 결합형 전자석 밸브에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 플로우 센서 결합형 전자석 밸브의 정면도, 평면도, 측면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구성은 크게, 전자석 밸브(1)와 이에 체결되는 플로우 센서(2), 그리고 전자석 밸브(1)와 플로우 센서(2)를 고정시키는 브라켓(3)으로 이루어져 있다.

전자석 밸브(1)는 케이스(11)와 상부 케이스(12)로 구성되어 있다. 케이스(11)는 플로우 센서(2)와 결합되어 유체 흐름을 연결시키는 연결부(13)와 출수부(14)가 형성되어 있으며, 그 내부에는 연결부(13)와 출수부(14)를 연결하는 밸브 체스트에 밸브 시트가 구성되어 있다. 상부 케이스(12)는 케이스(11)의 일측에 연결 설치되며, 플랜저 및 고정부재(15)를 포함하여 구성되어 있다.

케이스(11)는 합성수지를 사출 성형하여 제조된 것으로, 내부에 수용 공간을 가진다. 한편, 상부 케이스(12)는 고정부재(15)를 통해 브라켓(3)을 개재하여 케이스(11)와 연결 고정된다.

한편, 플로우 센서(2)는 입수부(21)와 상기 케이스(11)의 연결부(13)에 삽입되는 관로(22)가 형성되어 있으며, 그 내부에는 유체 흐름에 따라 회전하는 팬과, 이 팬에 결합되어 함께 회전하는 자성체와, 이 자성체 근접시 이를 센싱하는 홀센서(Hall Sensor)가 마련되어 있다. 홀센서에는 배선(23)이 접속되어 있으며, 이 배선(23)에는 마이컴과 연결되는 잭(24)이 접속되어 있다. 한편, 플로우 센서(2)는 그 외부에 슬라이딩돌기(25) 및 나사결합홈(26)이 형성된 돌출부가 형성되어 있는데, 이들 슬라이딩돌기(25)와 나사결합홈(26)은 플로우 센서(2)의 외주부에 형성되며, 이들간의 거리는 좌우요동을 충분히 방지할 수 있도록 일정 거리를 갖고 형성되어 있다.

케이스(11)와 상부 케이스(12)에 개재된 브라켓(3)은 플로우 센서(2) 측으로 연장되며, 연장된 브라켓(3)에는 플로우 센서(2)의 슬라이딩돌기(25)가 삽입되는 슬라이딩홈(H1)이 형성되어 있으며, 전자석 밸브(1)와 플로우 센서(2)간 완전 체결시 플로우 센서(2)에 형성된 나사결합홈(26)이 위치하는 곳에 관통홀(H2)이 형성되어 있다. 이와 같이, 브라켓(3)에 형성된 슬라이딩홈(H1)을 따라 플로우 센서(2)가 전자석 밸브(1)와 체결되며, 체결이 완료된 위치에서 브라켓(3)에 형성된 관통홀(H2)을 개재하여 플로우 센서(2)의 나사결합홈(26)에 나사(4)를 나사결합시킴으로써 2중 고정 구조를 갖게 되는 것이다.

그러면, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 플로우 센서 결합형 전자석 밸브에 대해 도 1을 참조하여 작동관계를 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 입수부(21)를 통해 유체가 유입되면, 유체가 플로우 센서(2) 내부에 형성된 공간을 따라 흐르게 된다. 이에 플로우 센서(2) 내부에 형성된 팬이 유체 흐름에 대응하여 회전하게 되고, 이 회전에 따라 자성체 역시 회전하게 된다. 이 자성체의 회전에 따라 홀센서에서 센싱 신호가 발생되고, 이 센싱 신호는 배선(23)을 통해 마이컴에 전달되게 된다.

이에 마이컴에서는 회전값에 대응하여 유체량을 측정하게 된다. 이는 회전값과 유체량과의 관계를 미리 실험을 통해 정의함으로써 유체량의 측정을 수행할 수 있는 것이다. 마이컴에서 필요로하는 유체량이 흘렀다고 판단하였을 경우에, 유체량을 제어하는 제어 신호를 발생시키게 되고, 이에 전자석 밸브(1)에서 밸브 페이 스가 밸브 시트를 막아 유체의 흐름을 막게 될 것이다.

한편, 플로우 센서(2)를 지난 유체는 연결부(13)를 통해 케이스(11) 내부로 흐르게 되며, 상부 케이스(12)를 통해 출수부(14)로 배출된다.

이때, 본 발명에 따르면, 만약 유체의 흐름이 빨라 플로우 센서(2)의 내부 압력이 상승하게 되면 전자석 밸브(1)와 플로우 센서(2)를 연결하는 연결부(13)에 압력도 증가하여 연결부(13)에서 뒤틀림현상이 발생하거나 전자석 밸브(1)와 플로우 센서(2)간 분리현상이 발생하게 된다. 이때, 브라켓(3)에 형성된 슬라이딩홈(H1)에 슬라이딩돌기(25)가 삽입된 상태와 브라켓(3)에 형성된 관통홀(H2)을 개재하여 나사결합홈(26)에 나사(4)가 결합된 상태의 2중 고정 구조를 통해 전자석 밸브(1)와 플로우 센서(2)간 뒤틀림현상 및 분리현상을 방지할 수 있다. 또한, 외력에 의해 플로우 센서(2)에 힘이 가해질 경우에도 전자석 밸브(1)와 플로우 센서(2)간 유동을 방지할 수 있다.

이상에서 몇 가지 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 플로우 센서 결합형 전자석 밸브의 정면도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 플로우 센서 결합형 전자석 밸브의 평면도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 플로우 센서 결합형 전자석 밸브의 측면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 전자석 밸브

2 : 플로우 센서

3 : 브라켓

4 : 나사

H1 : 슬라이딩홈

H2 : 관통홀

Claims (3)

1. 플로우 센서와 결합되어 유체 흐름을 연결시키는 연결부와 출수부가 형성되며 상기 연결부와 출수부를 연결하는 밸브 체스트에 밸브 시트가 구성되는 케이스와, 상기 케이스의 일측에 연결 설치되며 플랜저 및 고정부재를 포함하는 상부 케이스로 구성된 전자석 밸브에 있어서,

   상기 상부 케이스의 고정부재와 상기 케이스의 사이에 끼워져 결합되어 상기 플로우 센서 측으로 연장되며, 상기 플로우 센서를 고정시키는 슬라이딩홈 및 관통홀이 형성된 브라켓;

   상기 입수부가 마련되는 플로우 센서에 일체로 형성되며, 상기 슬라이딩홈에 끼워져 슬라이딩되는 슬라이딩돌기 및 상기 관통홀을 통해 결합되는 결합홈; 및

   상기 결합홈에 결합되는 결합부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 플로우 센서 결합형 전자석 밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 플로우 센서는,

   상기 케이스의 연결부에 삽입되는 관로;

   유체 흐름에 따라 회전하는 팬;

   상기 팬에 결합되어 함께 회전하는 자성체; 및

   상기 자성체 근접시 센싱 신호를 발생시켜 마이컴에 전달하는 센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 플로우 센서 결합형 전자석 밸브.
3. 제2항에 있어서, 상기 센서는 홀센서인 것을 특징으로 하는 플로우 센서 결합형 전자석 밸브.

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