KR102086424B1 - Solenoid valve - Google Patents

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주식회사 유니크
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Abstract

본 발명은 차량용 연료전지 시스템에 구비되어 엔진으로 공급되는 연료의 흐름을 단속하는 솔레노이드 밸브로서, 과유량 조건이 발생하더라도 엔진으로 공급되는 연료의 유량을 일정하게 제어할 수 있는 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.
그 구성을 살펴보면, 공급포트가 일단에 형성된 중공의 제1홀더와, 상기 제1홀더의 일단에 삽입되고 상기 공급포트와 연결된 제1유로가 상기 제1홀더와의 사이에 형성되며 상기 제1유로와 연결된 제1작동공간이 형성된 제2홀더와, 상기 제1홀더의 내부에 설치되되 솔레노이드에 의해 이동하며 상기 제1유로와 상기 제1작동공간 사이를 연결 또는 차단하는 플런저와, 상기 제1작동공간에 이동 가능하게 설치되고 상기 제1유로를 통해 공급된 연료를 상기 제1작동공간으로 토출하는 복수의 토출공이 형성된 제1밸브체와, 상기 제1작동공간에 설치되어 상기 제1밸브체를 지지하는 스프링과, 상기 제1작동공간의 일단에 결합되며 상기 토출공에서 토출된 연료를 외부로 배출하는 제어포트가 형성된 캡을 포함한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solenoid valve provided in a vehicle fuel cell system for controlling a flow of fuel supplied to an engine. The present invention relates to a solenoid valve capable of controlling the flow rate of fuel supplied to an engine even when an overflow condition occurs.
Looking at the configuration, a hollow first holder having a supply port at one end, and a first flow path inserted into one end of the first holder and connected to the supply port is formed between the first holder and the first flow path. A second holder having a first operating space connected to the plunger, a plunger installed inside the first holder and moving by a solenoid and connecting or blocking the first flow path and the first operating space, and the first operation A first valve body movably installed in the space and having a plurality of discharge holes for discharging fuel supplied through the first flow path to the first working space, and installed in the first working space to provide the first valve body; And a cap coupled to one end of the first operating space and a control port configured to discharge fuel discharged from the discharge hole to the outside.

Description

솔레노이드 밸브{SOLENOID VALVE}Solenoid Valve {SOLENOID VALVE}

본 발명은 솔레노이드 밸브에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 차량용 연료전지 시스템에 구비되어 엔진으로 공급되는 연료의 흐름을 단속하는 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.
The present invention relates to a solenoid valve, and more particularly, to a solenoid valve provided in a vehicle fuel cell system to regulate a flow of fuel supplied to an engine.

주지된 바와 같이, 연료전지는 연료가 가지고 있는 화학에너지를 연소에 의해 열로 바꾸지 않고 연료전지 스택 내에서 전기화학적으로 반응시켜 전기에너지로 변환시키는 일종의 발전장치이다.As is well known, a fuel cell is a kind of power generation device that converts chemical energy of a fuel into electrical energy by electrochemically reacting in the fuel cell stack without converting it into heat by combustion.

차량용 연료전지 시스템은, 전기에너지를 발생시키는 연료전지 스택, 연료전지 스택에 연료인 수소를 공급하는 수소공급장치, 연료전지 스택에 전기화학반응에 필요한 산화제인 공기(산소)를 공급하는 공기(산소)공급장치, 연료전지 스택의 반응열을 시스템 외부로 제거하고 연료전지 스택의 운전온도를 제어하며 물 관리 기능을 수행하는 열/물 관리계, 그리고 연료전지 시스템의 작동 전반을 제어하는 연료전지 시스템 제어기를 포함한다.The fuel cell system for vehicles includes a fuel cell stack that generates electric energy, a hydrogen supply device for supplying hydrogen as fuel to the fuel cell stack, and air (oxygen) for supplying air (oxygen) as an oxidant required for an electrochemical reaction to the fuel cell stack. A heat / water management system that removes the supply of heat from the feeder, fuel cell stack to the outside of the system, controls the operating temperature of the fuel cell stack, performs water management functions, and a fuel cell system controller that controls the overall operation of the fuel cell system. Include.

상술한 구성 중 수소공급장치는 수소탱크, 고압/저압 레귤레이터, 수소 재순환 장치 등을 포함한다.Among the above-described configurations, the hydrogen supply device includes a hydrogen tank, a high pressure / low pressure regulator, a hydrogen recycle device, and the like.

수소탱크의 출입구에는 솔레노이드 밸브가 위치하여 수소의 출입을 통제하고, 수소탱크의 온도 상승 시에 수소를 외부로 배출시켜주는 밸브 장치가 구비된다.The solenoid valve is located at the entrance and exit of the hydrogen tank to control the entry and exit of hydrogen, and is provided with a valve device for discharging hydrogen to the outside when the temperature of the hydrogen tank rises.

또한, 압력 레귤레이터의 출구 측에는 압력 레귤레이터의 고장 시 연료전지 스택 및 저압 부품의 보호를 위하여 상승된 레귤레이터 출구압을 외부로 배출시키는 안전밸브가 적용된다.In addition, a safety valve is applied to the outlet side of the pressure regulator to discharge the increased regulator outlet pressure to the outside for protection of the fuel cell stack and the low pressure component when the pressure regulator fails.

또한, 공급되는 수소의 개폐를 담당하는 솔레노이드 밸브, 과유량 조건이 발생했을 때 작동하여 유량을 제어하는 유량 제어 밸브도 구비된다.
In addition, a solenoid valve which is responsible for opening and closing of hydrogen to be supplied, and a flow control valve which operates when an overflow condition occurs and controls the flow rate are also provided.

대한민국등록특허공보 제10-0969010호(2010.07.01.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-0969010 (2010.07.01.)

본 발명은 차량용 연료전지 시스템에 구비되어 엔진으로 공급되는 연료의 흐름을 단속하는 솔레노이드 밸브로서, 과유량 조건이 발생하더라도 엔진으로 공급되는 연료의 유량을 일정하게 제어할 수 있는 솔레노이드 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention provides a solenoid valve provided in a vehicle fuel cell system to control the flow of fuel supplied to an engine, and provides a solenoid valve capable of controlling the flow rate of fuel supplied to the engine even when an overflow condition occurs. There is a purpose.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 솔레노이드 밸브는, 공급포트가 일단에 형성된 중공의 제1홀더와, 상기 제1홀더의 일단에 삽입되고 상기 공급포트와 연결된 제1유로가 상기 제1홀더와의 사이에 형성되며 상기 제1유로와 연결된 제1작동공간이 형성된 제2홀더와, 상기 제1홀더의 내부에 설치되되 솔레노이드에 의해 이동하며 상기 제1유로와 상기 제1작동공간 사이를 연결 또는 차단하는 플런저와, 상기 제1작동공간에 이동 가능하게 설치되고 상기 제1유로를 통해 공급된 연료를 상기 제1작동공간으로 토출하는 복수의 토출공이 형성된 제1밸브체와, 상기 제1작동공간에 설치되어 상기 제1밸브체를 지지하는 스프링과, 상기 제1작동공간의 일단에 결합되며 상기 토출공에서 토출된 연료를 외부로 배출하는 제어포트가 형성된 캡을 포함한다.The solenoid valve according to the present invention for achieving the above object, the hollow first holder having a supply port at one end, and a first flow path inserted into one end of the first holder and connected to the supply port is connected to the first holder. A second holder formed between the first holder and the first operating space connected to the first channel, and installed in the first holder and moved by a solenoid to connect the first channel and the first operating space or A first valve body having a plunger for blocking, a first valve body movably installed in the first operating space and having a plurality of discharge holes for discharging fuel supplied through the first flow passage to the first operating space, and the first operating space And a cap installed in the spring to support the first valve body and coupled to one end of the first operation space and having a control port configured to discharge fuel discharged from the discharge hole to the outside.

상술한 구성에 따르면, 상기 공급포트를 통해 과유량의 연료가 공급되면 상기 제1밸브체가 이동하여 상기 제어포트를 폐쇄하되, 상기 토출공 중 일부가 상기 제어포트를 통해 노출되어 연료를 배출시킴으로써 배출되는 유량을 제어한다.
According to the above-described configuration, when the excess amount of fuel is supplied through the supply port, the first valve body moves to close the control port, and some of the discharge holes are exposed through the control port to discharge the fuel. To control the flow rate.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 차량용 연료전지 시스템에 과유량 조건이 발생하더라도 엔진으로 공급되는 연료의 유량을 일정하게 제어함으로써 과유량에 따른 문제를 해결할 수 있다.According to the present invention configured as described above, even if an overflow condition occurs in a vehicle fuel cell system, the problem according to the overflow rate can be solved by controlling the flow rate of the fuel supplied to the engine constantly.

또한, 본 발명은 엔진으로 공급되는 연료의 흐름을 단속하는 솔레노이드 밸브의 기능과 연료의 유량을 일정하게 제어하는 유량 조절 밸브의 기능을 모두 포함하므로, 차량용 연료전지 시스템에 사용되는 부품의 수를 줄일 수 있으며, 이를 통하여 시스템을 심플하게 구성할 수 있다.
In addition, the present invention includes both the function of the solenoid valve to control the flow of fuel supplied to the engine and the function of the flow control valve to control the flow rate of the fuel uniformly, thereby reducing the number of components used in the vehicle fuel cell system. Through this, the system can be configured simply.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 단면도.
도 2는 도 1의 일부를 확대한 도면.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 작동을 도시한 도면.1 is a cross-sectional view of a solenoid valve according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged view of a portion of FIG. 1;
3 to 7 show the operation of the solenoid valve according to an embodiment of the present invention.

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.With reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention; In the following description of embodiments according to the present invention, and in adding reference numerals to the components of each drawing, the same reference numerals are added to the same elements as much as possible even though they are shown in different drawings.

본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브는, 차량용 연료전지 시스템에 구비되어 수소탱크에서 엔진으로의 연료 공급을 단속하는 밸브로서, 좀 더 상세하게는 연료가 항상 일정하게 공급될 수 있도록 제어하는 유량 제어 기능을 더 포함하는 솔레노이드 밸브이다.The solenoid valve according to an embodiment of the present invention is a valve provided in a vehicle fuel cell system to control fuel supply from a hydrogen tank to an engine, and more particularly, a flow rate for controlling fuel to be constantly supplied. The solenoid valve further includes a control function.

도 1과 도 2를 참조하여 본 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 구조를 설명하도록 한다.1 and 2 to describe the structure of the solenoid valve according to this embodiment.

솔레노이드 밸브는, 수소탱크에서 엔진으로 공급되는 연료를 제어하는 밸브(100)와, 외부에서 인가된 신호에 따라 밸브(100)를 작동시키는 솔레노이드(200)로 구분할 수 있다.The solenoid valve may be classified into a valve 100 for controlling fuel supplied from an hydrogen tank to an engine, and a solenoid 200 for operating the valve 100 according to a signal applied from the outside.

우선, 밸브(100)에 대해 살펴보도록 한다.First, the valve 100 will be described.

밸브(100)는, 연료의 이송을 위한 포트 및 유로가 형성된 홀더(110~130)와, 연료의 흐름을 단속하기 위한 플런저(140)와, 과유량 조건이 발생할 경우 연료의 유량을 제어하기 위한 제1밸브체(150)와, 연료의 압력에 의한 플런저(140)의 작동 저항을 해소하기 위한 제2밸브체(160)를 포함하여 구성된다.The valve 100 includes a holder 110 to 130 having a port and a flow path for transporting the fuel, a plunger 140 for controlling the flow of fuel, and a flow rate for controlling the flow rate of the fuel when an overflow condition occurs. It comprises a first valve body 150 and a second valve body 160 for releasing the operating resistance of the plunger 140 due to the pressure of the fuel.

홀더(110~130)는, 제1홀더(110)와, 제1홀더(110)의 하단에 결합된 제2홀더(120)와, 제2홀더(120)의 하단에 결합된 캡(130)으로 구성된다.Holders 110 to 130 may include a first holder 110, a second holder 120 coupled to a lower end of the first holder 110, and a cap 130 coupled to a lower end of the second holder 120. It consists of.

제1홀더(110)는 일 방향(도면상 상하방향)으로 연장된 파이프 형상이다. 제1홀더(110)의 내부는 제2홀더(120), 플런저(140) 및 코어(240)가 설치될 수 있도록 중공으로 형성된다.The first holder 110 has a pipe shape extending in one direction (up and down direction on the drawing). The inside of the first holder 110 is hollow so that the second holder 120, the plunger 140 and the core 240 can be installed.

제1홀더(110)의 상부는 솔레노이드(200)에 삽입되고, 제1홀더(110)의 하부는 솔레노이드(200)의 외부로 돌출된다. 외부로 돌출된 제1홀더(110)의 하단 둘레에는 공급포트(112)가 형성된다. 이때, 공급포트(112)는 수소탱크에서 압송된 연료가 공급되는 부분으로서, 제1홀더(110)의 하단 둘레를 따라 방사상으로 배치된 복수로 이루어진다.An upper portion of the first holder 110 is inserted into the solenoid 200, and a lower portion of the first holder 110 protrudes out of the solenoid 200. The supply port 112 is formed around the bottom of the first holder 110 protruding to the outside. In this case, the supply port 112 is a portion supplied with the fuel pumped from the hydrogen tank, a plurality of radially arranged along the lower periphery of the first holder (110).

제2홀더(120)는 일 방향으로 연장된 파이프 형상이다. 제2홀더(120)는, 제1홀더(110)의 내부로 삽입되는 몸체(120a)와, 제1홀더(110)의 외부로 돌출되는 플랜지(120b)로 이루어진다.The second holder 120 has a pipe shape extending in one direction. The second holder 120 includes a body 120a inserted into the first holder 110 and a flange 120b protruding out of the first holder 110.

몸체(120a)는 제1홀더(110)의 내경보다 작은 직경으로 형성된다. 따라서 제2홀더(120)의 결합 시 제1홀더(110)와의 사이에 제1유로(122)가 형성된다. 이때, 제1유로(122)는 제1홀더(110)의 공급포트(112)와 제2홀더(120)의 제1작동공간(124)을 연결하는 역할을 한다.The body 120a is formed to have a diameter smaller than the inner diameter of the first holder 110. Accordingly, when the second holder 120 is coupled, the first passage 122 is formed between the first holder 110 and the first holder 110. In this case, the first passage 122 serves to connect the supply port 112 of the first holder 110 and the first operating space 124 of the second holder 120.

제2홀더(120)의 내부에는 제1작동공간(124)이 형성된다. 제1작동공간(124)은 제1이송로(126)을 통해 제1유로(122)와 연결된다. 제1작동공간(124)에는 과유량 조건이 발생할 경우 유량을 제어하는 제1밸브체(150)와 제1스프링(170)이 설치된다. The first operating space 124 is formed inside the second holder 120. The first working space 124 is connected to the first flow path 122 through the first transport path 126. The first operating space 124 is provided with a first valve body 150 and the first spring 170 to control the flow rate when an overflow condition occurs.

캡(130)은 소정의 두께를 가진 원판 형상이며, 제1작동공간(124)의 개방된 하부에는 결합된다. 캡(130)의 중앙에는 제1작동공간(124)과 연결된 제어포트(132)가 형성된다.The cap 130 has a disc shape having a predetermined thickness and is coupled to an open lower portion of the first operating space 124. The control port 132 connected to the first operating space 124 is formed at the center of the cap 130.

전술한 바와 같이, 제1밸브체(150)와 제1스프링(170)은 과유량 조건이 발생할 경우 연료의 유량을 제어하는 역할을 한다.As described above, the first valve body 150 and the first spring 170 serves to control the flow rate of the fuel when an overflow condition occurs.

제1밸브체(150)는 제1작동공간(124)에 설치되어 제1이송로(126)를 통해 공급된 연료의 압력 및 제1스프링(170)의 탄성력에 의해 상하로 이동한다. 또한, 제1스프링(170)은 제1밸브체(150)와 캡(130) 사이에 개재되어 제1밸브체(150)를 상향으로 탄성 지지한다.The first valve body 150 is installed in the first operating space 124 and moves up and down by the pressure of the fuel supplied through the first transfer path 126 and the elastic force of the first spring 170. In addition, the first spring 170 is interposed between the first valve body 150 and the cap 130 to elastically support the first valve body 150 upward.

제1밸브체(150)는 하부로 갈수록 직경이 작아지는 형상을 가진다. 즉, 제1밸브체(150)는, 상대적으로 큰 직경으로 형성된 대경부(150a)와, 상대적으로 작은 직경으로 형성된 소경부(150b)로 이루어진다. 이때, 대경부(150a)는 제1작동공간(124)의 내벽에 접촉되고, 소경부(150b)는 제1작동공간(124)의 내벽에서 이격되며, 소경부(150b)에는 제1스프링(170)이 끼워진다.The first valve body 150 has a shape in which the diameter decreases toward the lower side. That is, the first valve body 150 includes a large diameter portion 150a formed with a relatively large diameter and a small diameter portion 150b formed with a relatively small diameter. At this time, the large diameter portion 150a is in contact with the inner wall of the first operating space 124, the small diameter portion 150b is spaced apart from the inner wall of the first operating space 124, and the small diameter portion 150b has a first spring ( 170) is fitted.

상술한 형상의 제1밸브체(150)는 그 이동 시 제어포트(132)를 개방 또는 폐쇄한다.The first valve body 150 having the above-described shape opens or closes the control port 132 during its movement.

제1밸브체(150)의 내부에는 제1이송로(126)와 연결된 제2이송로(152)가 형성된다. 제2이송로(152)는 제1이송로(126) 측으로 갈수록 확장되는 테이퍼 형상으로 형성되는데, 이는 제1이송로(126)를 통해 공급된 연료의 압력에 의해 제1밸브체(150)가 하강할 수 있도록 하기 위함이다.A second transfer path 152 connected to the first transfer path 126 is formed in the first valve body 150. The second conveying path 152 is formed in a tapered shape extending toward the first conveying path 126, which is formed by the pressure of the fuel supplied through the first conveying path 126. This is to allow you to descend.

제1밸브체(150)의 하단, 즉 소경부(150b)의 하단에는 제2이송로(152)와 연결된 복수의 토출공(154)가 형성된다. 토출공(154)은 제2이송로(152)를 통해 공급된 연료를 토출하는 부분으로서, 제1작동공간(124)을 통해 제어포트(132)로 토출하거나 제어포트(132)로 직접 토출할 수 있다.A plurality of discharge holes 154 connected to the second transfer path 152 are formed at the lower end of the first valve body 150, that is, at the lower end of the small diameter part 150b. The discharge hole 154 is a portion for discharging the fuel supplied through the second transfer path 152 and discharges to the control port 132 through the first operating space 124 or directly to the control port 132. Can be.

이를 위하여, 토출공(154)은 제1토출공(154a)과 제2토출공(154b)으로 이루어진다. 제1토출공(154a)은 제1밸브체(150)에 둘레, 좀 더 상세하게는 소경부(150b)의 둘레에 형성되어 제1작동공간(124)의 내벽을 향하도록 배치된다. 반면, 제2토출공(154b)은 제1밸브체(150)의 일단, 즉 소경부(150b)의 하단면에 형성되어 제어포트(132)를 향하도록 배치된다. 이때, 제1토출공(154a)은 제2토출공(154b)에 비해 다수로 구성되고, 제2토출공(154b)는 제1토출공(154a)보다 작은 직경으로 형성된다. To this end, the discharge hole 154 is composed of a first discharge hole 154a and a second discharge hole 154b. The first discharge hole 154a is formed in the periphery of the first valve body 150, more specifically, in the periphery of the small diameter part 150b and is disposed to face the inner wall of the first operating space 124. On the other hand, the second discharge hole 154b is formed at one end of the first valve body 150, that is, at the bottom surface of the small diameter part 150b and is disposed to face the control port 132. At this time, the first discharge hole (154a) is composed of a plurality than the second discharge hole (154b), the second discharge hole (154b) is formed with a smaller diameter than the first discharge hole (154a).

예를 들어, 제1이송로(126)를 통해 공급된 연료의 압력이 설정 압력 이하인 상태에서는, 제1밸브체(150)가 제1스프링(170)에 의해 상승하여 제어포트(132)를 개방한다. 따라서, 제1토출공(154a)과 제2토출공(154b)을 통해 토출된 연료가 제1작동공간(124)을 거쳐 제어포트(132)로 배출된다.For example, in a state where the pressure of the fuel supplied through the first transfer path 126 is lower than or equal to the set pressure, the first valve body 150 is lifted by the first spring 170 to open the control port 132. do. Therefore, the fuel discharged through the first discharge hole 154a and the second discharge hole 154b is discharged to the control port 132 via the first operating space 124.

반면, 제1이송로(126)를 통해 과유량이 공급되어 연료의 압력이 설정 압력 이상으로 상승하면, 제1밸브체(150)가 하강하며 제어포트(132)를 폐쇄시킨다. 이처럼 제어포트(132)가 폐쇄된 상태에서는, 제1토출공(154a)을 통한 연료의 배출이 불가능하고, 제2토출공(154b)을 통한 연료의 배출만 가능하게 된다.On the other hand, when the excess flow rate is supplied through the first transfer path 126 and the pressure of the fuel rises above the set pressure, the first valve body 150 descends and closes the control port 132. In this state in which the control port 132 is closed, it is impossible to discharge the fuel through the first discharge hole 154a and only discharge the fuel through the second discharge hole 154b.

한편, 제2토출공(154b)을 통해 연료가 배출됨에 따라 제1이송로(126)를 통해 공급된 연료의 압력이 감소하면, 제1스프링(170)에 의해 제1밸브체(150)가 상승하여 제어포트(132)를 개방하고, 이에 제1토출공(154a)과 제2토출공(154b)을 통해 연료가 배출된다.Meanwhile, when the pressure of the fuel supplied through the first transfer path 126 decreases as the fuel is discharged through the second discharge hole 154b, the first valve body 150 is closed by the first spring 170. Ascending to open the control port 132, the fuel is discharged through the first discharge hole (154a) and the second discharge hole (154b).

상술한 구성에 따르면, 제1토출공(154a)과 제2토출공(154b)를 통해 연료의 배출 경로를 달리할 경우 과유량 조건이 발생하더라도 엔진으로 공급되는 연료의 유량을 일정하게 제어할 수 있다.According to the above configuration, when the discharge path of the fuel is changed through the first discharge hole 154a and the second discharge hole 154b, even if an overflow condition occurs, the flow rate of the fuel supplied to the engine can be constantly controlled. have.

플런저(140)는 밸브(100)의 내부에서 이송되는 연료의 흐름을 단속하기 위한 수단이다. 이러한 플런저(140)는 제1홀더(110)의 중단 내부에 이동 가능하게 설치된다. 즉, 제1홀더(110)의 상단에는 플런저(140)를 흡인하기 위한 코어(240)가 결합되고, 제1홀더(110)의 하단에는 연료의 이송을 위한 포트 및 유로가 형성된 제2홀더(120)가 결합된다. 그리고 플런저(140)와 코어(240) 사이에는 플런저(140)를 하향으로 탄성 지지하는 제2스프링(180)이 설치된다.The plunger 140 is a means for controlling the flow of the fuel transported inside the valve 100. The plunger 140 is installed to be movable inside the middle of the first holder 110. That is, a core 240 for sucking the plunger 140 is coupled to an upper end of the first holder 110, and a second holder having a port and a flow path for transporting fuel to the lower end of the first holder 110. 120) is combined. A second spring 180 is installed between the plunger 140 and the core 240 to elastically support the plunger 140 downwardly.

플런저(140)는 전원의 인가 여부에 따라 상하로 이동하며 제1이송로(126)를 개방 또는 폐쇄함으로써 연료의 흐름을 단속한다. 예컨대, 솔레노이드(200)에 전원이 인가되면 제1이송로(126)를 개방하여 제1유로(122)와 제1작동공간(124)이 연결되도록 한다. 반면, 전원이 차단되면 제1이송로(126)를 폐쇄하여 제1유로(122)와 제1작동공간(124)의 연결을 차단한다.The plunger 140 moves up and down depending on whether power is applied, and controls the flow of fuel by opening or closing the first transfer path 126. For example, when power is applied to the solenoid 200, the first transport path 126 is opened to connect the first flow path 122 and the first operating space 124. On the other hand, when the power is cut off, the first transport path 126 is closed to block the connection of the first flow path 122 and the first operation space 124.

한편, 플런저(140)의 하부 일측에는 제1유로(122)와 연결된 제2유로(142)가 형성되고, 플런저(140)의 하부 내부에는 제2유로(142)와 연결된 제2작동공간(144)이 형성된다. 이때, 제2작동공간(144)에는 제2밸브체(160)가 설치된다.Meanwhile, a second passage 142 connected to the first passage 122 is formed at one lower side of the plunger 140, and a second operating space 144 connected to the second passage 142 is disposed inside the lower portion of the plunger 140. ) Is formed. In this case, the second valve body 160 is installed in the second operation space 144.

제2작동공간(144)은 하부로 개방된 공간이다. 제2작동공간(144)의 상부에는 제 2밸브체(160)와 접촉되는 탄성체(146)가 마련된다. 또한, 제2작동공간(144)의 하부에는 제2밸브체(160)를 상승시키는 와셔(148)가 구비된다.The second operating space 144 is a space opened downward. An elastic body 146 in contact with the second valve body 160 is provided at an upper portion of the second operating space 144. In addition, a washer 148 for raising the second valve body 160 is provided below the second operating space 144.

전술한 바와 같이, 제2밸브체(160)는 연료의 압력에 의한 플런저(140)의 작동 저항을 해소하기 위한 수단이다. 즉, 제2밸브체(160)는 제1유로(122)를 통해 공급된 연료의 압력에 의한 저항을 해소하기 위한 수단이다. 이를 위하여, 제2밸브체(160)는 제2작동공간(144)에 이동 가능하게 설치되며, 제2밸브체(160)에는 제2유로(142)와 연결된 제3이송로(162)가 형성된다.As described above, the second valve body 160 is a means for releasing the operating resistance of the plunger 140 due to the pressure of the fuel. That is, the second valve body 160 is a means for releasing the resistance caused by the pressure of the fuel supplied through the first passage 122. To this end, the second valve body 160 is installed to be movable in the second operating space 144, and the third valve path 160 is formed in the second valve body 160 to be connected to the second flow path 142. do.

상술한 구성의 제2밸브체(160)는 플런저(140)가 상승할 경우 탄성체(146)에서 이격되며 제3이송로(162)를 개방한다. 따라서 제1유로(122)를 통해 공급된 연료가 제2유로(142)와 제3이송로(162)를 통해 배출되므로, 제1유로(122)를 통해 공급된 연료의 압력에 의한 저항을 해소할 수 있다.The second valve body 160 having the above-described configuration is spaced apart from the elastic body 146 when the plunger 140 is raised, and opens the third transfer path 162. Therefore, since the fuel supplied through the first passage 122 is discharged through the second passage 142 and the third transfer passage 162, the resistance by the pressure of the fuel supplied through the first passage 122 is eliminated. can do.

여기서, 제2밸브체(160)의 하단면은 오목하게 함몰되어 제2홀더(120)의 상면에 선접촉을 하는데, 이와 같이 접촉면적을 최소화할 경우 연료의 압력에 의한 저항을 확실하게 해소할 수 있다.Here, the lower end surface of the second valve body 160 is recessed to make line contact with the upper surface of the second holder 120. When the contact area is minimized, the resistance due to the pressure of the fuel can be reliably eliminated. Can be.

도 1에 도시된 바와 같이, 솔레노이드(200)는 케이스(210)와, 케이스(210)의 내부에 설치된 보빈(220)과, 보빈(220)의 외주면에 감긴 코일(230)과, 보빈(220)의 상부 코어(240)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the solenoid 200 includes a case 210, a bobbin 220 installed inside the case 210, a coil 230 wound around an outer circumferential surface of the bobbin 220, and a bobbin 220. Top core 240).

케이스(210)는 하면이 개방되고 상면이 밀폐된 컵(cup) 형상이다. 케이스(210)의 내부에는 공간이 형성되고, 공간에는 상술한 부품(220~220)이 설치된다.The case 210 has a cup shape in which a lower surface is opened and the upper surface is closed. A space is formed inside the case 210, and the above-described parts 220 to 220 are installed in the space.

보빈(220)은 중공의 스풀(spool) 형상이다. 보빈(220)의 외주면에는 자기장을 발생시키는 코일(230)이 감긴다. 이러한 보빈(220)은 코일(230)과 코어(240) 사이, 코일(230)과 플런저(140) 사이를 전기적으로 차단할 수 있도록 합성수지로 제작된다.Bobbin 220 is a hollow spool shape. The coil 230 generating a magnetic field is wound around the outer circumferential surface of the bobbin 220. The bobbin 220 is made of synthetic resin so as to electrically block the coil 230 and the core 240 between the coil 230 and the plunger 140.

코일(230)은, 전원이 인가될 경우 보빈(220)의 주위에 자기장을 발생시키는 도선이며, 보빈(220)의 외주면에 촘촘하고 균일하게 감겨 원통 형상을 이룬다. 전원 인가 시 코일(230)에서 발생된 자기장은 코어(240)에 의해 유도되어 플런저(140)를 상승시킨다. 이때, 자기장의 세기는 코일(230)을 따라 흐르는 전류의 세기와 보빈(220)에 감긴 코일(230)의 수에 비례한다. 따라서 코일(230)에 강한 전류를 인가하거나 코일(230)을 많이 감을수록 강한 자기장이 발생하므로 플런저(140)의 이동을 확실하게 제어할 수 있다.The coil 230 is a conductive wire that generates a magnetic field around the bobbin 220 when power is applied, and forms a cylindrical shape by winding it tightly and uniformly on the outer circumferential surface of the bobbin 220. The magnetic field generated by the coil 230 when the power is applied is induced by the core 240 to raise the plunger 140. In this case, the strength of the magnetic field is proportional to the strength of the current flowing along the coil 230 and the number of coils 230 wound on the bobbin 220. Therefore, since a strong magnetic field is generated as a strong current is applied to the coil 230 or the coil 230 is wound up a lot, the movement of the plunger 140 can be reliably controlled.

코어(240)는 코일(230)에서 발생한 자기장을 유도하는 고정철심이다. 코어(240)에 의해 유도된 자기장은 흡인력을 발생시키고, 흡인력에 의해 플런저(140)가 상승하게 된다.The core 240 is a fixed iron core for inducing a magnetic field generated in the coil 230. The magnetic field induced by the core 240 generates a suction force, and the plunger 140 is raised by the suction force.

도 3 내지 도 8을 참조하여 본 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 작동을 살펴보도록 한다.3 to 8 to look at the operation of the solenoid valve according to this embodiment.

도 3은 솔레노이드 밸브에 전원을 인가하지 않은 상태를 도시한다.3 illustrates a state in which power is not applied to the solenoid valve.

플런저(140)는 제2스프링(도 1의 180)의 탄성력에 의해 하강하여 제2홀더(120)에 접촉함으로써 제1이송로(126)를 폐쇄한다. 따라서 제1유로(122)와 제1작동공간(124)의 연결이 차단되어 공급포트(112)를 통해 연료가 공급되지 않는다.The plunger 140 descends by the elastic force of the second spring (180 of FIG. 1) to contact the second holder 120 to close the first transfer path 126. Therefore, the connection between the first passage 122 and the first operating space 124 is cut off so that fuel is not supplied through the supply port 112.

도 4는 솔레노이드 밸브에 전원을 인가한 초기 상태를 도시한다.4 shows an initial state of applying power to the solenoid valve.

코어(도 1의 240)에 의해 유도된 자기장이 플런저(140)를 상승시키되, 제2밸브체(160)는 공급되는 압력의 저항에 의해 상승하지 않는다. 이때, 제2밸브체(160)는 탄성체(146)에서 이격되어 제3이송로(162)를 개방하므로, 공급포트(112)를 통해 제1유로(122)로 공급된 연료가 제2유로(142)와 제3이송로(162)를 거쳐 제1작동공간(124)으로 배출된다. 따라서 제1유로(122)를 통해 공급된 연료의 압력에 의한 저항을 해소할 수 있다.The magnetic field induced by the core (240 of FIG. 1) raises the plunger 140, but the second valve body 160 does not rise due to the resistance of the supplied pressure. At this time, since the second valve body 160 is spaced apart from the elastic body 146 to open the third transport path 162, the fuel supplied to the first flow path 122 through the supply port 112 is supplied to the second flow path ( It is discharged to the first operating space 124 via the 142 and the third transfer path (162). Therefore, the resistance due to the pressure of the fuel supplied through the first passage 122 can be solved.

도 5는 솔레노이드 밸브에 전원을 인가한 상태, 좀 더 상세하게는 솔레노이드(200)가 확실하게 ON된 상태를 도시한다.5 shows a state in which power is applied to the solenoid valve, and more specifically, the state in which the solenoid 200 is surely turned on.

코어(도 1의 240)에 의해 유도된 자기장이 플런저(140)와 제2밸브체(160)를 상승시켜 제1이송로(126)를 개방한다. 공급포트(112)를 통해 공급된 연료는 제1유로(122)를 거쳐 제1이송로(126)로 이송되는데, 이때 제1이송로(126)를 통해 공급된 연료의 압력이 설정 압력 이하이므로, 제1밸브체(150)가 제1스프링(170)에 의해 상승하여 제어포트(132)를 개방한다. 따라서, 제1이송로(126)로 이송된 연료가 제1토출공(154a)과 제2토출공(154b)을 통해 제1작동공간(124)을 거쳐 제어포트(132)로 배출된다.The magnetic field induced by the core 240 (see FIG. 1) raises the plunger 140 and the second valve body 160 to open the first transfer path 126. The fuel supplied through the supply port 112 is transferred to the first transport path 126 via the first flow path 122, since the pressure of the fuel supplied through the first transport path 126 is less than or equal to the set pressure. The first valve body 150 is lifted by the first spring 170 to open the control port 132. Therefore, the fuel transferred to the first transfer path 126 is discharged to the control port 132 through the first operation space 124 through the first discharge hole 154a and the second discharge hole 154b.

도 6은 솔레노이드 밸브에 전원을 인가한 상태에서 과유량 조건이 발생한 상태를 도시한다.6 illustrates a state in which an overflow condition occurs in a state where power is applied to the solenoid valve.

제1이송로(126)를 통해 과유량이 공급되어 연료의 압력이 설정 압력 이상으로 상승하면, 제1밸브체(150)가 하강하며 제어포트(132)를 폐쇄시킨다. 이처럼 제어포트(132)가 폐쇄된 상태에서는, 제1토출공(154a)을 통한 연료의 배출이 불가능하고, 제2토출공(154b)을 통한 연료의 배출만 가능하게 된다. 따라서 제1이송로(126)를 통해 과유량이 공급되더라도 엔진으로 공급되는 연료의 유량을 일정하게 제어할 수 있다.When the excess flow rate is supplied through the first transfer path 126 and the pressure of the fuel rises above the set pressure, the first valve body 150 descends and closes the control port 132. In this state in which the control port 132 is closed, it is impossible to discharge the fuel through the first discharge hole 154a and only discharge the fuel through the second discharge hole 154b. Therefore, even if the overflow rate is supplied through the first transfer path 126, the flow rate of the fuel supplied to the engine can be controlled constantly.

도 7은 솔레노이드 밸브에 전원을 인가한 상태에서 과유량 조건이 발생한 후 복귀과정을 도시한다.7 illustrates a return process after an overflow condition occurs in a state where power is applied to the solenoid valve.

제2토출공(154b)을 통해 연료가 배출됨에 따라 제1이송로(126)를 통해 공급된 연료의 압력이 감소하면, 제1스프링(170)에 의해 제1밸브체(150)가 상승하여 제어포트(132)를 개방하고, 이에 제1토출공(154a)과 제2토출공(154b)을 통해 연료가 배출된다.When the pressure of the fuel supplied through the first transport path 126 decreases as the fuel is discharged through the second discharge hole 154b, the first valve body 150 is raised by the first spring 170. The control port 132 is opened, and fuel is discharged through the first discharge hole 154a and the second discharge hole 154b.

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.
While the present invention has been described through the preferred embodiments, the above embodiments are merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes are possible within the scope without departing from the technical idea of the present invention. Those of ordinary skill will understand. Therefore, the protection scope of the present invention should be interpreted not by the specific embodiments, but by the matters described in the claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100: 밸브 110: 제1홀더
120: 제2홀더 130: 캡
140: 플런저 150: 제1밸브체
160: 제2밸브체 170: 스프링
180: 스프링 200: 솔레노이드100: valve 110: first holder
120: second holder 130: cap
140: plunger 150: first valve body
160: second valve body 170: spring
180: spring 200: solenoid

Claims (7)

차량용 수소 충전 시스템에 구비되어 엔진으로 공급되는 연료의 흐름을 단속하는 솔레노이드 밸브에 있어서,
상기 솔레노이드 밸브는,
공급포트가 일단에 형성된 중공의 제1홀더;
상기 제1홀더의 일단에 삽입되고, 상기 공급포트와 연결된 제1유로가 상기 제1홀더와의 사이에 형성되며, 상기 제1유로와 연결된 제1작동공간이 형성된 제2홀더;
상기 제1홀더의 내부에 설치되되 솔레노이드에 의해 이동하며 상기 제1유로와 상기 제1작동공간 사이를 연결 또는 차단하는 플런저;
상기 제1작동공간에 이동 가능하게 설치되고, 상기 제1유로를 통해 공급된 연료를 상기 제1작동공간으로 토출하는 복수의 토출공이 형성된 제1밸브체;
상기 제1작동공간에 설치되어 상기 제1밸브체를 지지하는 스프링; 및
상기 제1작동공간의 일단에 결합되며, 상기 토출공에서 토출된 연료를 외부로 배출하는 제어포트가 형성된 캡을 포함하고,
상기 공급포트를 통해 과유량의 연료가 공급되면 상기 제1밸브체가 이동하여 상기 제어포트를 폐쇄하되, 상기 토출공 중 일부가 상기 제어포트를 통해 노출되어 연료를 배출시킴으로써 배출되는 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
A solenoid valve provided in a vehicle hydrogen charging system to regulate a flow of fuel supplied to an engine,
The solenoid valve,
A hollow first holder having a supply port formed at one end thereof;
A second holder inserted into one end of the first holder and having a first flow path connected to the supply port formed between the first holder and a first working space connected to the first flow path;
A plunger installed inside the first holder and moved by the solenoid to connect or block the first flow path and the first operating space;
A first valve body movably installed in the first operating space and having a plurality of discharge holes for discharging fuel supplied through the first passage to the first operating space;
A spring installed in the first operating space to support the first valve body; And
A cap coupled to one end of the first operation space and having a control port configured to discharge fuel discharged from the discharge hole to the outside;
When the excess amount of fuel is supplied through the supply port, the first valve body moves to close the control port, and some of the discharge holes are exposed through the control port to control the flow rate discharged by discharging the fuel. A solenoid valve characterized in that.
청구항 1에 있어서,
상기 토출공은, 상기 제1밸브체에 둘레에 형성되고 상기 제1작동공간의 내벽을 향하는 제1토출공과, 상기 제1밸브체의 일단에 형성되며 상기 제어포트를 향하는 제2토출공으로 이루어지고,
상기 제1밸브체가 이동하여 상기 제어포트를 폐쇄할 경우 상기 제2토출공이 상기 제어포트를 통해 노출되어 연료를 배출시키는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
The method according to claim 1,
The discharge hole is formed of a first discharge hole formed around the first valve body and facing the inner wall of the first operating space, and a second discharge hole formed at one end of the first valve body and directed to the control port. ,
And the second discharge hole is exposed through the control port to discharge fuel when the first valve body moves to close the control port.
청구항 2에 있어서,
상기 제2홀더에는 상기 제1유로와 상기 제1작동공간을 연결하는 제1이송로가 형성되고, 상기 제1밸브체에는 상기 제1이송로와 상기 토출공을 연결하는 제2이송로가 형성되며,
상기 제2이송로는 상기 제1이송로 측으로 갈수록 확장되는 테이퍼 형상인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
The method according to claim 2,
The second holder is formed with a first transport path connecting the first flow path and the first operating space, and the first valve body is formed with a second transport path connecting the first transport path and the discharge hole. ,
The second transfer path is a solenoid valve, characterized in that the tapered shape extending toward the first transfer path side.
청구항 3에 있어서,
상기 제1밸브체는, 상기 제1작동공간에 접촉되는 대경부와, 상기 제1작동공간에서 이격되는 소경부로 이루어지고,
상기 제1토출공과 상기 제2토출공이 상기 소경부의 둘레와 일단에 각각 형성되며,
상기 스프링이 상기 대경부와 상기 캡 사이에 개재된 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
The method according to claim 3,
The first valve body is composed of a large diameter portion in contact with the first operating space and a small diameter portion spaced from the first operating space,
The first discharge hole and the second discharge hole are respectively formed in the circumference and one end of the small diameter portion,
The solenoid valve, characterized in that the spring is interposed between the large diameter portion and the cap.
청구항 4에 있어서,
상기 플런저의 일단에는 상기 제2홀더에 접촉 또는 이격되는 제2밸브체가 설치되고, 상기 제2밸브체는 상기 플런저와 함께 이동하며 상기 제1유로와 상기 제1작동공간 사이를 연결 또는 차단하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
The method according to claim 4,
One end of the plunger is provided with a second valve body which is in contact with or spaced apart from the second holder, the second valve body moves with the plunger to connect or disconnect between the first flow path and the first operating space. A solenoid valve characterized in that.
청구항 5에 있어서,
상기 제1유로와 연결된 제2유로가 상기 제1홀더와 상기 플런저 사이에 형성되고, 상기 제2유로와 연결된 제2작동공간이 상기 플런저의 일단에 형성되며,
상기 제2밸브체는 상기 제2작동공간에 이동 가능하게 설치되고, 상기 제2밸브체에는 상기 제2유로와 상기 제1이송로와 연결하는 제3이송로가 형성되며,
상기 제3이송로는 상기 플런저의 이동에 의해 개폐되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
The method according to claim 5,
A second flow path connected to the first flow path is formed between the first holder and the plunger, and a second working space connected to the second flow path is formed at one end of the plunger,
The second valve body is installed to be movable in the second working space, the second valve body is formed with a third feed path connecting the second flow path and the first feed path,
The third transfer path is a solenoid valve, characterized in that the opening and closing by the movement of the plunger.
청구항 6에 있어서,
상기 제2밸브체의 일단면은 오목하게 함몰되어 상기 제2홀더에 선접촉되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.The method according to claim 6,
A solenoid valve, characterized in that one end surface of the second valve body is recessed concave and in line contact with the second holder.
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