KR101878315B1

KR101878315B1 - 압축공기 재순환 밸브

Info

Publication number: KR101878315B1
Application number: KR1020160105045A
Authority: KR
Inventors: 이창훈; 노의동; 김동우; 박강우; 정광열
Original assignee: 주식회사 유니크
Priority date: 2016-08-18
Filing date: 2016-08-18
Publication date: 2018-07-16
Also published as: KR20180021302A

Abstract

본 발명은 스로틀 밸브는 차단되고 컴프레서가 정상 작동을 할 경우 인터쿨러와 터보차저를 연결하는 흡기라인의 압축공기를 바이패스시킴으로써 맥동파에 의한 손상 및 소음을 방지할 수 있도록 하는 압축공기 재순환 밸브에 관한 것이다. 그 구성을 살펴보면, 상기 흡기구를 개방 또는 폐쇄하는 밸브와, 상기 밸브를 작동시키는 솔레노이드를 포함한다. 상기 솔레노이드는, 케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치된 보빈과, 상기 보빈의 외주면에 감긴 코일과, 상기 보빈의 상부와 하부에 각각 설치되어 자기장을 유도하는 코어 및 플레이트와, 상기 코어를 관통하여 연장된 로드와, 상기 보빈의 내부에 이동 가능하게 설치되고 상기 로드를 따라 이동하는 플런저를 포함한다.

Description

압축공기 재순환 밸브{COMPRESSED AIR RECIRCULATION VALVE}

본 발명은 터보차저 엔진에 설치되는 압축공기 재순환 밸브에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 인터쿨러와 터보차저를 연결하는 흡기라인의 압축공기를 바이패스시키는 재순환 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 CNG(Compressed Natural Gas)를 연료로 사용하는 CNG 엔진에는 흡기 매니폴드로 공급되는 흡입공기를 과급하기 위한 터보차저(turbocharger)가 설치된다.

터보차저는, 흡기라인에 설치된 컴프레서와, 배기라인에 설치된 터빈으로 구성되되, 컴프레서와 터빈은 하나의 샤프트에 설치된다. 터빈은 엔진에서 배기라인을 통해 배출되는 배기가스의 압력에 의해 회전을 하고, 컴프레서는 터빈에 의해 회전을 하며 흡기라인을 통과하는 흡입공기를 압축한다.

통상 터보차저의 컴프레서에 의해 압축된 공기는 인터쿨러를 통과하면서 냉각된 뒤 스로틀 밸브의 개방 시 흡기 매니폴드로 유입되는데, CNG 엔진에서는 터보차저에 의해 압축된 공기량을 조절하여 엔진의 출력을 제어한다. 또한, 가속 페달을 조작할 경우 스로틀 밸브가 개폐되거나 스로틀 밸브의 개방량이 제어되면서 흡기 매니폴드로 유입되는 압축공기의 양에 따라 엔진의 최종 출력이 제어된다.

그러나 CNG 엔진의 경우 가속 후 출력이 급격히 떨어지는 구간, 일례로 운전자가 가속 페달을 밟지 않아 스로틀 밸브가 닫히는 구간이 존재한다. 이러한 구간에서는 스로틀 밸브를 통한 압축공기의 흐름이 일시적으로 차단되고, 컴프레서는 정상적으로 작동(회전)을 한다.

이처럼 스로틀 밸브는 차단되고 컴프레서가 정상 작동을 할 경우 터보차저와 스로틀 밸브 사이의 압력이 급격하게 변동되며 흡기라인의 내부에서 맥동파가 발생하게 된다. 맥동파는 흡기라인을 따라 인터쿨러 또는/및 터보차저로 전달되어 해당 부품을 손상시킬 뿐만 아니라 서지 소음을 발생시키게 된다.

상기한 문제점을 해결하기 위해, 스로틀 밸브의 급격한 닫힘 동작이 일어날 경우 흡기라인의 압축공기를 바이패스시킴으로써 압력 변동 및 그에 따른 맥동파 발생을 최소화하고, 인터쿨러 및 터보차저의 손상을 방지하며 서지 소음의 발생을 억제할 수 있는 압축공기 재순환 밸브가 개발되고 있다.

대한민국등록특허공보 제10-1490918호(2015.02.02.)

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 스로틀 밸브는 차단되고 컴프레서가 정상 작동을 할 경우 인터쿨러와 터보차저를 연결하는 흡기라인의 압축공기를 바이패스시킴으로써 맥동파에 의한 손상 및 소음을 방지할 수 있도록 하는 압축공기 재순환 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 압축공기 재순환 밸브는, 흡기구를 통해 유입된 압축공기를 바이패스시켜 터보차저 측으로 역류되는 것을 방지하는 밸브이다. 그 구성을 살펴보면, 상기 흡기구를 개방 또는 폐쇄하는 밸브와, 상기 밸브를 작동시키는 솔레노이드로 구성된다.

상기 솔레노이드는, 케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치된 보빈과, 상기 보빈의 외주면에 감긴 코일과, 상기 보빈의 상부와 하부에 각각 설치되어 자기장을 유도하는 코어 및 플레이트와, 상기 코어를 관통하여 연장된 로드와, 상기 보빈의 내부에 이동 가능하게 설치되고 상기 로드를 따라 이동하는 플런저를 포함한다.

또한, 상기 솔레노이드는, 상기 플런저의 내부에 설치된 베어링과, 상기 보빈의 내부에 설치된 가이드부시를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 케이스의 하면에는 상기 밸브의 설치를 위한 결합홈이 형성되고, 상기 결합홈에는 스토퍼가 마련된다.

상기 플런저의 하단에는 상기 밸브의 설치를 위한 장착돌기가 형성되고, 상기 장착돌기에는 상기 밸브를 고정하기 위한 고정너트가 결합된다.

한편, 상기 밸브는, 상기 솔레노이드의 하단에 결합되고 챔버가 내부에 형성된 쉴드와, 상기 쉴드를 관통하도록 결합되며 상기 솔레노이드에 의해 이동하는 포핏을 포함하여 구성된다.

상기 포핏은, 상기 쉴드를 관통하는 외부 하우징과, 상기 외부 하우징의 내부에 형성된 내부 하우징과, 상기 내부 하우징의 둘레를 따라 형성된 관통공과, 상기 외부 하우징의 하단에 마련된 러버씰로 구성된다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 솔레노이드의 작동 시 포핏이 이동하며 흡기구를 개방함으로써 흡기라인의 압축공기가 터보차저 측으로 역류되지 않고 흡기구를 통해 바이패스가 되도록 한다. 따라서 흡기라인의 압력 변동에 따른 맥동파의 발생을 방지할 수 있고, 인터쿨러 및 터보차저의 손상을 방지할 수 있으며, 서지 소음의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명은 쉴드의 내부에 마련된 챔버가 포핏에 의해 흡기구 측으로부터 구획되되 포핏에 관통공을 형성하여 흡기구 측의 압력 평형을 이루도록 함으로써, 챔버와 흡기구 측의 압력 차에 의한 포핏의 작동저항을 해소할 수 있으며, 이를 통해 밸브의 작동성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축공기 재순환 밸브의 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축공기 재순환 밸브의 일부를 확대한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축공기 재순환 밸브 중 포핏의 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축공기 재순환 밸브 중 포핏의 부분단면사시도.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명함에 있어, 그리고 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가하였다.

본 발명의 일 실시예에 따른 압축공기 재순환 밸브는, 인터쿨러와 터보차저를 연결하는 흡기라인의 압력이 급격하게 변동될 경우 흡기라인의 압축공기를 바이패스시킴으로써 맥동파의 발생을 방지하고 맥동파로 인한 부품의 손상 및 소음을 해소할 수 있도록 한 재순환 밸브에 관한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 압축공기 재순환 밸브(1)는 흡기라인(미도시)과 연결된 바이패스 배관(3)에 설치된다. 바이패스 배관(3)의 하부에는 흡기라인(미도시)과 연결된 흡기구(5)가 형성되고, 상부에는 흡기구(5)를 개방 또는 폐쇄하는 압축공기 재순환 밸브(1)가 설치된다. 이때, 흡기구(5)는 바이패스 배관(3)의 내측으로 돌출되게 형성되는데, 이는 압축공기 재순환 밸브(1)에 의한 개폐성능을 향상시키기 위함이다.

압축공기 재순환 밸브(1)는, 흡기구(5)를 개방 또는 폐쇄하는 밸브(100)와, 밸브(100)를 작동시키는 솔레노이드(200)를 포함하여 구성된다.

밸브(100)는, 솔레노이드(200)의 하단에 결합된 쉴드(110)와, 솔레노이드(200)의 플런저(270)에 결합되며 쉴드(110)를 관통하는 포핏(120)과, 솔레노이드(200)와 포핏(120) 사이에 설치된 스프링(140)과, 쉴드(110)와 포핏(120) 사이에 개재된 밀봉씰(150)로 구성된다.

도 2 내지 도 4를 참조하여 밸브(100)를 구성하는 각각의 구성요소(110~150)에 대해 좀 더 상세히 살펴보도록 한다.

쉴드(110)는 상하로 연장된 중공의 바디(112)를 포함한다. 바디(112)의 내부에는 포핏(120)의 작동공간인 챔버(114)가 형성된다. 바디(112)의 상단 둘레에는 솔레노이드(200)와의 결합을 플랜지(116)가 형성된다. 플랜지(116)는 바디(112)의 상단에서 외측(반경방향 외측)으로 벤딩되고, 플랜지(116)의 상면에는 솔레노이드(200)의 결합홈(218)에 삽입되는 결합돌기(117)가 형성된다. 바디(112)의 하단 둘레에는 밀봉씰(150)의 설치를 위한 고정턱(118)이 바디(112)의 내측(반경방향 내측)으로 벤딩된다. 이때, 고정턱(118)과 포핏(120) 사이에는 간극(119)이 형성되어 포핏(120)의 이동(상승 및 하강) 시 고정턱(118)에 의한 간섭을 방지하였다.

솔레노이드(200)의 결합홈(218)에는 스토퍼(219)가 마련된다. 스토퍼(219)는 결합홈(218)의 상면에서 하향으로 연장된 원통 형상이며, 그 하단은 고정턱(118)에 설치된 밀봉씰(150)과 접촉된다. 이러한 형상의 스토퍼(219)는 포핏(120)의 이동과정에서 밀봉씰(150)의 유동을 방지함으로써 밀봉씰(150)에 의한 밀봉 효과를 향상시킨다.

포핏(120)은, 쉴드(110)를 관통하는 외부 하우징(121)과, 외부 하우징(121)의 내부에 마련된 내부 하우징(131)으로 이루어진 이중 구조이다. 이때, 외부 하우징(121)과 내부 하우징(131)은 하단을 통해 서로 연결된 일체형 구조를 갖는다.

외부 하우징(121)은 원통 형상으로 형성된다. 즉, 외부 하우징(121)은 상하로 연장된 원통 형상의 몸체(122)를 포함한다. 몸체(122)의 상단 둘레에는 제1플랜지(123)가 마련되고, 하단 둘레에는 제2플랜지(124)가 마련된다.

외부 하우징(121)의 몸체(122)는 상단과 하단이 동일한 직경을 가진 원통 형상이며, 이때 몸체(122)의 외경은 흡기구(도 1의 5)의 내경과 같거나 작게 형성된다. 이처럼 몸체(122)의 외경을 흡기구(5)의 내경 이하로 제작할 경우 챔버(114)의 내부 압력(포핏(120)에 수직축 방향으로 인가되는 압력)에 의한 작동저항을 경감할 수 있다.

제1플랜지(123)는 몸체(122)의 상단에서 외측(반경방향 외측)으로 벤딩되며, 포핏(120)의 하강 시 밀봉씰(150)과 접촉된다. 또한, 제2플랜지(124)는 몸체(122)의 하단에서 외측(반경방향 외측)으로 벤딩되며, 포핏(120)의 하강 시 흡기구(5)와 접촉된다.

제2플랜지(124)의 하면에는 러버씰(160)이 마련된다. 러버씰(160)은 포핏(120)에 의해 흡기구(5)가 폐쇄되었을 때 포핏(120)과 흡기구(5) 사이로 압축공기가 누출되는 것을 방지하는 수단이다. 이때, 러버씰(160)은 제2플랜지(160)의 하면에 인서트 몰딩 방식으로 고정된다.

한편, 외부 하우징(121)의 내벽은 대경부(125)와 소경부(126)로 이루어진 다단으로 형성된다. 대경부(125)는 소경부(126)보다 큰 직경으로 형성되고, 대경부(125)와 소경부(126) 사이에는 안착부(127)가 형성된다. 내부 하우징(121)은 소경부(126)에서 상부로 연장되며, 안착부(127)에는 포핏(120)을 하향으로 탄성 지지하는 스프링(140)이 설치된다.

내부 하우징(131)은 외부 하우징(121)의 내측 하단, 즉 소경부(126)에서 상부로 연장되되 상부로 갈수록 직경이 작아지는 테이퍼 형상을 갖는다. 다시 말해, 내부 하우징(131)은 하단에 비해 상단의 직경이 작고 상단 측으로 갈수록 직경이 작아지는 원뿔 형상이다.

내부 하우징(131)의 상단에는 플런저(270)와의 결합을 위한 결합링(132)이 형성된다. 그리고 내부 하우징(131)의 경사진 측면에는 챔버(114)와 흡기구(5)를 연결하는 관통공(133)이 형성된다. 관통공(133)은 내부 하우징(131)의 경사진 측면을 따라 방사상으로 배치된 다수로 구성된다. 또한, 관통공(133)은 결합링(132)에서 안착부(127)까지 연장된 타원형으로 형성된다. 이때, 관통공(133)은 내부 하우징(131)의 경사진 측면을 수직축 방향으로 관통하도록 형성된다.

상술한 관통공(133)은 포핏(120)에 의해 구획된 챔버(114)와 흡기구(5)를 연결함으로써 양측이 압력 평형을 이를 수 있도록 한다. 따라서 챔버(114)와 흡기구(5)에 동일한 압력이 걸리므로 챔버(114)의 내부 압력(포핏(120)에 수직축 방향으로 인가되는 압력)에 의한 작동저항을 경감할 수 있다. 특히, 관통공(133)이 내부 하우징(131)의 경사진 측면을 수직축 방향으로 관통하므로 챔버(114)의 내부 압력에 의한 작동저항을 완전히 해소할 수 있다.

스프링(140)은 통상의 코일 스프링이다. 스프링(140)의 상단은 솔레노이드(200)의 결합홈(218)에 삽입되고, 하단은 포핏(120)의 안착부(127)에 삽입된다. 이러한 스프링(140)은 포핏(120)을 하향으로 탄성 지지하여 흡기구(5)가 포핏(120)에 의해 폐쇄되도록 한다.

밀봉씰(150)은 쉴드(110)와 포핏(120) 사이를 밀봉하는 수단이다. 밀봉씰(150)은 솔레노이드(200)에 고정된 쉴드(110)와 이동 가능하게 설치된 포핏(120) 사이를 밀봉할 수 있도록 V자형 립씰(lip seal) 형태를 갖는다. 즉, 밀봉씰(150)은, 쉴드(110)의 내벽에 접촉되는 제1씰링립(152)과, 포핏(120)의 외벽에 접촉되는 제2씰링립(154)으로 이루어진다.

도 1을 참조하여 밸브(100)를 작동시키는 솔레노이드(200)의 구조를 살펴보도록 한다.

솔레노이드(200)는, 외부 케이스(210)와, 외부 케이스(210)의 내부에 설치된 내부 케이스(220)를 포함한다.

외부 케이스(210)는 상하로 연장된 원통 형상이다. 외부 케이스(210)의 상면과 하면은 모두 밀폐되되 하면 중앙에는 플런저(270)가 관통될 수 있도록 개구(212)가 형성된다. 외부 케이스(210)의 상단 둘레에는 솔레노이드(200)에 전원을 공급하기 위한 터미널(214)이 마련되고, 하단 둘레에는 압축공기 재순환 밸브(1)를 바이패스 배관(3)에 고정하기 위한 플랜지(216)가 마련된다. 또한, 외부 케이스(210)의 하면에는 쉴드(110)의 설치를 위한 결합홈(218)이 형성되며, 결합홈(218)에는 스토퍼(219)가 마련된다.

외부 케이스(210)와 바이패스 배관(3) 사이에는 오링(O)이 개재된다. 오링(O)은 결합홈(218)의 외측에 마련된 별도의 공간에 삽입되어 외부 케이스(210)와 바이패스 배관(3) 사이를 밀봉한다. 더불어, 외부 케이스(210)와 쉴드(110) 사이도 밀봉을 한다.

내부 케이스(220)는 상면과 하면이 모두 개방된 원통 형상이다. 내부 케이스(220)의 상단 내측과 하단 내측에는 제1걸림턱(222)과 제2걸림턱(224)이 형성된다. 제1걸림턱(222)에는 코어(250)가 장착되고, 제2걸림턱(224)에는 플레이트(260)가 장착된다.

내부 케이스(220)의 내부에는 보빈(230)이 마련된다. 보빈(230)은 양단에 플랜지가 돌출된 중공의 스풀(spool) 형상이다. 보빈(230)의 상부와 하부에는 고정철심인 코어(250)와 플레이트(260)가 각각 결합되고, 외주면에는 자기장을 발생시키는 코일(230)이 감긴다. 이러한 보빈(230)은, 코일(240)과 코어(250) 사이, 코일(240)과 플레이트(260) 사이, 그리고 코일(240)과 플런저(270) 사이를 전기적으로 차단할 수 있도록 합성수지로 제작된다.

코일(240)은, 전원이 인가될 경우 보빈(230)의 주위에 자기장을 발생시키는 도선이며, 보빈(230)의 외주면에 촘촘하고 균일하게 감겨 원통 형상을 이룬다. 전원 인가 시 코일(240)에서 발생된 자기장은 코어(240)와 플레이트(250)에 의해 유도되어 플런저(270)를 상승시킨다. 이때, 자기장의 세기는 코일(240)을 따라 흐르는 전류의 세기와 보빈(230)에 감긴 코일(240)의 수에 비례한다. 따라서 코일(240)에 강한 전류를 인가하거나 코일(240)을 많이 감을수록 강한 자기장이 발생하므로 플런저(270)의 이동을 확실하게 제어할 수 있다.

코어(250)는 코일(240)에서 발생한 자기장을 유도하기 위한 구성요소이다. 이러한 코어(250)는, 플랜지(252)와, 플랜지(252)에 결합된 몸체(254)로 구성된다. 플랜지(252)는 소정의 두께를 가진 판재이고, 내부 케이스(220)의 제1걸림턱(222)에 장착 및 고정된다. 몸체(254)는 소정의 길이를 가진 원통이며, 보빈(230)의 내부로 삽입된다. 몸체(254)의 하단은 하부로 갈수록 직경이 작아지는 테이퍼 형상으로 형성되어, 코일(240)에서 발생한 자기장이 몸체(254)의 하단에 집중될 수 있도록 한다. 또한, 몸체(254)의 내부에는 플런저(270)의 왕복운동을 위한 작동공간(256)이 형성되고, 작동공간(256)에는 탄성링(258)이 마련된다. 탄성링(258)은 플런저(270)의 상승 시 코어(250)와의 접촉에 의한 충격을 방지하기 위한 것이다.

플레이트(260)는 코어(250)와 함께 코일(240)에서 발생한 자기장을 유도하기 위한 구성요소이다. 플레이트(260)는 소정의 두께를 갖는 원판 형상이고, 그 중앙에는 플런저(270)가 관통되는 개구(262)가 형성된다.

한편, 솔레노이드(200)의 내부에는 플런저(270)의 이동을 안내하기 위한 로드(280)가 설치된다. 로드(280)는 소정 길이를 가진 원형 단면의 샤프트이며, 코어(250)를 관통하여 플런저(270)까지 연장된다.

플런저(270)는 코일(240)에서 발생한 자기장에 의해 왕복운동을 하는 가동철심이다. 플런저(270)는 상하로 연장된 원기둥 형상이다. 플런저(270)의 내부에는 로드(280)가 삽입되는 안내홀(272)이 형성되고, 안내홀(272)의 내부에는 베어링(292)이 설치된다. 베어링(292)은 로드(280)와 접촉하여 플런저(270)의 이동 방향을 안내함과 동시에 로드(280)와의 접촉에 의한 마찰을 저감하는 역할을 한다.

플런저(270)의 하단에는 포핏(120)의 설치를 위한 장착돌기(274)가 돌출된다. 포핏(120)의 결합링(132)을 장착돌기(274)에 끼운 후 고정너트(276)를 죄면 포핏(120)을 고정할 수 있다. 이때, 장착돌기(274)는 다단으로 형성되어 장착돌기(274)에 끼워진 결합링(132)이 고정너트(276)에 의해 압착되지 않는다. 다시 말해, 포핏(270)은 플런저(270)에 설치된 상태에서 회전이 가능하다.

플런저(270)의 외부, 좀 더 상세하게는 보빈(230)의 하단 내부에는 가이드부시(294)가 설치된다. 가이드부시(294)는 플런저(270)의 외측에서 플런저(270)의 이동 방향을 안내함과 동시에 마찰을 저감하는 역할을 한다.

상술한 구조의 압축공기 재순환 밸브(1)는 챔버(114)와 흡기구(5)의 압력 평형을 통해 포핏(120)의 작동저항을 해소할 수 있고, 밸브(100)의 응답성을 향상시킬 수 있다.

도 3과 도 4는 본 실시예에 따른 포핏의 작동성을 평가한 실험 결과를 나타낸 그래프이다.

본 실시예에 따른 포핏의 작동성을 평가하기 위하여 2종류의 포핏을 준비하였다. 도 3의 (a)에 도시된 포핏은 본 실시예에 따른 특징이 적용된 포핏이고, 도 3의 (b)에 도시된 포핏은 통상의 포핏이다.

본 실시예에 따른 포핏의 외경은 흡기구의 내경과 동일한 21.5㎜이고, 소경부는 흡기구의 내경보다 작은 17.5㎜이며, 제2플랜지의 외경은 흡기구의 내경보다 큰 25.5㎜이다. 이때, 내부 하우징에는 결합링에서 안착부까지 길게 연장된 타원형으로 형성된다.

반면, 통상의 포핏의 외경은 흡기구의 내경보다 큰 27.7㎜이고, 소경부는 흡기구의 내경과 동일한 21.5㎜이다. 이때, 내부 하우징에는 본 실시예보다 작은 크기의 관통공이 형성된다.

상술한 2 종류의 포핏을 바이패스 배관에 설치한 후 흡기구에 소정의 압력(140㎪, 250㎪, 300㎪)을 인가하여 포핏의 작동성을 평가하였다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 포핏은 흡기구에 140㎪, 250㎪, 300㎪의 압력이 인가될 경우 수직축 방향으로 0.23N, 0.28N, 0.32N의 작동저항이 발생됨을 알 수 있었다.

반면, 종래의 포핏은 흡기구에 140㎪, 250㎪, 300㎪의 압력이 인가될 경우 수직축 방향으로 20.72N, 37.15N, 44.60N의 작동저항이 발생됨을 알 수 있었다.

결국, 본 실시예에 따른 포핏은 종래에 비해 챔버와 흡기구의 압력 평형을 구현하여 작동저항이 해소됨을 알 수 있다.

도 5는 본 실시예에 따른 포핏을 포함한 밸브의 응답성을 평가한 실험 결과를 나타낸 그래프이다.

본 실시예에 따른 포핏을 포함한 밸브의 응답성을 평가하기 위하여 2종류의 포핏을 준비하였다(도 3 참조).

상술한 2 종류의 포핏을 바이패스 배관에 설치한 후 흡기구에 소정의 압력(1.4~3.0bar)을 인가하여 밸브의 응답성을 평가하였다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 포핏은 흡기구를 통해 인가되는 압력이 1.4bar에서 3.0bar까지 인가되는 동안 응답성에 변화가 없었으나, 종래의 포핏은 흡기구에 인가되는 압력이 상승할수록 응답성이 떨어짐을 알 수 있다.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 압축공기 재순환 밸브 3: 바이패스 배관
5: 흡기구 100: 밸브
110: 쉴드 120: 포핏
140: 스프링 150: 밀봉씰
160: 러버씰 200: 솔레노이드
210: 외부 케이스 220: 내부 케이스
230: 보빈 240: 코일
250: 코어 260: 플레이트
270: 플런저 280: 로드
O: 오링

Claims

흡기구를 개방 또는 폐쇄하는 밸브 및 상기 밸브를 작동시키는 솔레노이드를 포함하고, 상기 흡기구를 통해 유입된 압축공기를 바이패스시켜 터보차저 측으로 역류되는 것을 방지하는 재순환 밸브에 있어서,
상기 솔레노이드는, 케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치된 보빈과, 상기 보빈의 외주면에 감긴 코일과, 상기 보빈의 상부와 하부에 각각 설치되어 자기장을 유도하는 코어 및 플레이트와, 상기 코어를 관통하여 연장된 로드와, 상기 보빈의 내부에 이동 가능하게 설치되고 상기 로드를 따라 이동하는 플런저를 포함하고,
상기 밸브는, 상기 솔레노이드의 하단에 결합되고 챔버가 내부에 형성된 쉴드와, 상기 플런저에 설치되되 상기 쉴드를 관통하도록 결합되고 상기 솔레노이드의 작동에 의해 이동하며 상기 흡기구를 개방 또는 폐쇄하는 포핏을 포함하며,
상기 포핏은, 상기 쉴드를 관통하는 외부 하우징과, 상기 외부 하우징의 내부에 형성된 내부 하우징과, 상기 내부 하우징의 둘레를 따라 형성된 관통공과, 상기 외부 하우징의 하단에 마련된 러버씰로 구성되고,
상기 챔버는 상기 관통공을 통해 상기 흡기구 측과 압력 평형을 이루며,
상기 외부 하우징은 원통 형상으로 형성되고, 상기 내부 하우징은 상기 외부 하우징의 내측 하단에서 상부로 연장되되 상부로 갈수록 직경이 작아지는 테이퍼 형상으로 형성되며,
상기 외부 하우징은, 원통 형상의 몸체와, 상기 몸체의 상단 둘레에 형성된 제1플랜지와, 상기 몸체의 하단 둘레에 형성된 제2플랜지로 이루어지고,
상기 몸체의 외경이 상기 흡기구의 내경과 같거나 작게 형성되며,
상기 외부 하우징의 내벽은, 상기 챔버와 연결되는 대경부와, 상기 대경부보다 작은 직경을 가지며 상기 내부 하우징이 연장되는 소경부로 이루어지고,
상기 대경부와 상기 소경부 사이에는 안착부가 형성되며, 상기 안착부에는 상기 포핏을 하향으로 탄성 지지하는 스프링이 안착되는 것을 특징으로 하는 압축공기 재순환 밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 솔레노이드는, 상기 플런저의 내부에 설치된 베어링과, 상기 보빈의 내부에 설치된 가이드부시를 더 포함하고,
상기 베어링과 상기 가이드는 상기 플런저의 이동을 안내함과 동시에 마찰을 저감하는 것을 특징으로 하는 압축공기 재순환 밸브.
청구항 2에 있어서,
상기 케이스의 하면에는 상기 밸브의 설치를 위한 결합홈이 형성되고, 상기 결합홈에는 스토퍼가 마련된 것을 특징으로 하는 압축공기 재순환 밸브.
청구항 3에 있어서,
상기 플런저의 하단에는 상기 밸브의 설치를 위한 장착돌기가 형성되고, 상기 장착돌기에는 상기 밸브를 고정하기 위한 고정너트가 결합된 것을 특징으로 하는 압축공기 재순환 밸브.
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청구항 1에 있어서,
상기 내부 하우징의 상단에는 상기 솔레노이드와의 결합을 위한 결합링이 형성되고, 상기 관통공은 상기 결합링에서 상기 안착부까지 연장된 것을 특징으로 하는 압축공기 재순환 밸브.
청구항 9에 있어서,
상기 러버씰은 상기 제2플랜지의 하면에 인서트 몰딩 방식으로 고정된 것을 특징으로 하는 압축공기 재순환 밸브.
청구항 10에 있어서,
상기 밸브는, 상기 쉴드와 상기 포핏 사이를 밀봉하는 밀봉씰을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압축공기 재순환 밸브.
청구항 11에 있어서,
상기 쉴드는, 상기 챔버가 내부에 형성되는 바디와, 상기 바디의 하단에 형성되고 상기 밀봉씰이 설치되는 고정턱으로 이루어진 것을 특징으로 하는 압축공기 재순환 밸브.
청구항 12에 있어서,
상기 밀봉씰은, 상기 쉴드의 내벽에 접촉되는 제1씰링립과, 상기 포핏의 외벽에 접촉되는 제2씰링립으로 이루어진 것을 특징으로 하는 압축공기 재순환 밸브.