KR20110012263A - 고압가스용 솔레노이드 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고압가스용 솔레노이드 밸브에 관한 것으로서, 고압가스용 솔레노이드 밸브에 있어서, 상기 솔레노이드 밸브는, 고압가스가 유입되는 입구포트와, 이 입구포트와 연통되게 형성되어 고압가스가 배출되는 출구포트를 갖는 바디와; 상기 입구포트와 출구포트를 연결하는 바디의 유로 상에 이동가능하게 설치되고 그 일측에는 입구포트와 출구포트를 연통시키는 유로를 갖는 메인밸브와; 상기 바디에 결합되는 한편 그 내부에는 코일이 감김되어 있고 감김된 코일에는 코어가 삽입되어 설치된 코일하우징과; 상기 코일하우징에 이동가능하게 설치되고 그 단부는 바디의 메인밸브에 삽입되어 코어의 자화에 따라 메인밸브의 유로를 개폐시키는 플런저;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하여, 솔레노이드 밸브의 작동이 안정적으로 이루어지도록 한 것이다.

고압, 가스, 솔레노이드, 필터, 코일, 코어, 요크, 플런저, 메인밸브

Description

고압가스용 솔레노이드 밸브{solenoid valve}

본 발명은 고압가스용 솔레노이드 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고압의 가스가 흐르는 고압가스 시스템에서 강건하고 단순한 구조로서 유로를 안전하게 개폐시키는 고압가스용 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 솔레노이드 밸브는 유체가 유동하는 유로를 개폐하거나 전환해주는 기능을 수행하는 장치로서, 전원공급에 따라 그 내부의 플런저가 이동되면서 유로를 개폐시키게 된다.

그런데, 이러한 종래의 솔레노이드 밸브는 플런저가 이동됨에 따라 유로를 개폐시키게 되는데, 고압가스가 유동하는 고압가스 시스템에서는 솔레노이드 밸브로 유입된 유로 내부의 모든 고압가스가 플런저에 직접 수직 작용함으로써 고압의 저항으로 인해 플런저의 이동이 원활하게 이루어지지 못해 솔레노이드 밸브의 작동이 불안정하게 이루어지는 단점이 있다.

그리고, 고압가스가 유입되는 입구포트에는 가스 중의 이물질을 필터링하기 위한 수단이 구비되어 있지 않기 때문에, 가스 중에 혼합된 이물질에 의해서 솔레노이드 밸브의 유로가 막혀 오작동될 우려가 있다.

이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 솔레노이드 밸브에 유로를 개폐시키는 메인밸브를 구성함으로써 이 메인밸브에 작용하는 저항이 최소화되어 솔레노이드 밸브의 작동이 안정적으로 이루어질 수 있도록 한 고압가스용 솔레노이드 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적으로는, 솔레노이드 밸브의 입구포트에 유입되는 가스 중에 혼합된 이물질을 필터링하기 위한 필터를 구성함으로서 이물질에 의한 솔레노이드 밸브의 오작동을 미연에 방지할 수 있도록 한 고압가스용 솔레노이드 밸브를 제공함에 있다.

상술한 목적은, 고압가스용 솔레노이드 밸브에 있어서, 상기 솔레노이드 밸브는, 고압가스가 유입되는 입구포트와, 이 입구포트와 연통되게 형성되어 고압가스가 배출되는 출구포트를 갖는 바디와; 상기 입구포트와 출구포트를 연결하는 바디의 유로 상에 이동가능하게 설치되고 그 일측에는 입구포트와 출구포트를 연통시키는 유로를 갖는 메인밸브와; 상기 바디에 결합되는 한편 그 내부에는 코일이 감김되어 있고 감김된 코일에는 코어가 삽입되어 설치된 코일하우징과; 상기 코일하우징에 이동가능하게 설치되고 그 단부는 바디의 메인밸브에 삽입되어 코어의 자화에 따라 메인밸브의 유로를 개폐시키는 플런저;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 고압가스용 솔레노이드 밸브에 의해 달성된다.

그리고, 상기 플런저의 단부에는 메인밸브의 유로를 개폐시키는 시트가 설치되고, 상기 플런저의 단부에는 시트를 고정시키는 한편 시트의 팽창 시 팽창되는 시트가 삽입될 수 있도록 다수의 관통공이 천공되어 있는 캡이 결합되며, 상기 캡과 이격된 플런저의 단부에는 메인밸브를 가이드하는 한편 메인밸브의 유로와 연통되는 유동공이 천공되어 있는 가이드가 결합된다.

또한, 상기 코일하우징의 내부에는 코일을 감싸는 요크가 설치되고, 상기 바디의 입구포트에는 유입되는 고압가스를 필터링하는 필터가 설치되며, 상기 바디에는 고압가스가 흐르는 바디 내부의 압력을 측정하는 고압센서가 설치됨이 바람직하다.

본 발명의 고압가스용 솔레노이드 밸브에 따르면, 고압가스가 흐르는 솔레노이드 밸브의 유로 상에 구성된 메인밸브의 유로가 플런저의 이동에 의해 개방된 후 메인밸브 하부에서 작용하는 압력에 의해 메인밸브가 상승되면서 솔레노이드 밸브의 유로가 개방됨으로써 솔레노이드 밸브의 작동이 안정적으로 이루어지는 효과가 있다.

그리고, 본 발명의 솔레노이드 밸브에는 입구포트 내부에 설치된 필터가 입구포트를 통해 유입되는 고압가스 중의 이물질을 모두 걸러냄으로써 이물질에 의한 솔레노이드 밸브의 막힘 등에 의한 오작동을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부도면 도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 고압가스용 솔레노이드 밸브를 도시한 도면이다.

본 발명의 고압가스용 솔레노이드 밸브(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 크게 고압가스가 흐르는 바디(110)와, 상기 바디(110)의 유로를 개폐시켜 가스의 흐름을 단속하는 코일하우징(120)으로 대별되어 구성된다.

상기 바디(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 그 일측에 고압가스가 유입되는 입구포트(111)가 형성되고, 타측에는 입구포트(111)와 연통되어 고압가스가 배출되 는 출구포트(114)가 형성된다.

상기 입구포트(111)는 바디(110)에 착탈가능하게 나사 결합되는 중공의 피팅부재로서, 입구포트(111)와 바디(110) 사이에는 압축 코일스프링(113)과 필터(112)가 순차적으로 설치되고, 상기 필터(112)는 스프링(113)에 의해서 바디(110)의 내측면에 진동이나 유격없이 견고하게 밀착되어 설치된다.

따라서, 상기 바디(110)의 입구포트(111)로 유입되는 고압가스는 필터(112)를 통과하면서 고압가스 중에 혼합되어 있는 이물질이 걸러져 순수한 가스만이 바디(110) 내부로 유입되어 출구포트(114)로 배출된다.

이러한 바디(110)는 황동 및 알루미늄을 단조 이외에 반응고주조 공법으로 제작할 수 있다.

한편, 상기 바디(110)에는 바디(110) 내부의 압력을 감지하는 고압센서(160)가 설치되어 고압가스의 유입을 감지할 수 있고, 상기 고압센서(160)의 감지신호에 따라 제어부(미도시)가 후술될 플런저(127)의 작동을 제어하게 된다.

그리고, 상기 바디(110)의 내부 유로 상에는 메인밸브(140)가 상하로 승강될 수 있도록 설치되고, 상기 메인밸브(140)의 외측면에는 입구포트(111)와 연통되는 공급유로(140a)가 형성되며, 상기 메인밸브(140)의 하면에는 출구포트(114)와 연통되는 토출유로(140b)가 형성된다.

따라서, 상기 바디(110)의 입구포트(111)로 유입된 고압가스는 메인밸브(140)의 공급유로(140a)와 토출유로(140b)를 통해서 출구포트(114)로 배출되고, 상기 메인밸브(140)가 바디(110)의 유로 상에서 상승되는 경우에는 바디(110)의 유 로가 완전 개방됨으로써 입구포트(111)로 유입된 고압가스는 메인밸브(140)를 통하지 않고 바로 출구포트(114)를 통해 신속하게 배출된다.

한편, 상기와 같이 구성된 메인밸브(140)는 바디(110) 내부를 흐르는 고압가스에 의한 메인밸브(140)의 주변 압력이 평형이 될 때 즉 메인밸브(140)의 상부에서 메인밸브(140)를 누르는 압력과 메인밸브(140)의 하부에서 메인밸브(140)를 상부로 밀어주는 전체 압력이 평형 상태가 될 때, 메인밸브(140)가 바디(110) 내에서 상승되어 바디(110)의 유로를 완전히 개방시키게 된다.

상기 코일하우징(120)은 도 2에 도시된 바와 같이, 외부 전원을 공급받기 위한 커넥터(120a)가 일체로 사출 형성되어 코일하우징(120)의 외관이 심플하게 되고, 상기 바디(110)에 대향되는 일측에는 슬리브(150)가 개재되어 설치된다. 상기 슬리브(150)는 그 상단부가 코일하우징(120)의 내부에 삽입되어 설치되고, 하단부는 바디(110)에 착탈가능하게 나사 결합된다.

상기 코일하우징(120)의 내부에는 보빈(121)이 형성되고, 상기 보빈(121)의 외측면에는 코일(122)이 감김되어 권취된다. 그리고, 상기 코일(122)의 외측면에는 코일(122) 및 보빈(121)을 감싸는 원형의 요크(123)가 형성되고, 이와 같이 형성된 요크(123)는 코일하우징(120)의 마지막 제조공정에서 인서트 사출로서 일체로 성형할 수도 있다. 상기 보빈(121)의 상,하부에도 각각 어퍼요크(123a)와 로워요크(123b)를 설치하여 코일(122)을 완전히 감싸 줌으로써 자속의 누설을 최소화하여 흡입력이 최대한 발생된다.

또한, 상기 코일하우징(120)의 상측 중앙부에는 연자성체인 코어(124)가 관통 설치되되, 상기 코어(124)의 하단부는 코일하우징(120) 뿐만 아니라 슬리브(150)의 상면을 관통하는 한편 상기 코어(124)의 상단부에는 코일하우징(120) 외측에서 너트(125)가 코어(124)에 체결되어 코어(124)를 코일하우징(120)에 관통된 상태로 고정시키게 된다.

한편, 상기와 같이 설치된 코어(124)와 이격된 하부에는 플런저(127)가 슬리브(150)의 하단부를 관통하여 설치되고, 상기 플런저(127)와 코어(124) 사이에는 압축 코일스프링(126)이 설치되어 플런저(127)를 탄력 지지하게 된다. 이때, 상기 스프링(126)은 그 양단부가 각각 코어(124)와 플런저(127)에 삽입되어 구비됨으로써 안정적인 압축작동이 이루어질 수 있게 된다.

그리고, 이와 같이 설치된 플런저(127)의 하단부에는 메인밸브(140)의 토출유로(140b)를 개폐시키는 시트(128)가 설치되고, 상기 시트(128)는 플런저(127)의 하단부에 착탈가능하게 나사 결합된 중공의 캡(129)에 의해서 고정 설치된다.

상기와 같이 시트(128)를 플런저(127)의 하단부에 고정시키는 캡(129)은 그 외측면과 하면에 각각의 관통공(129a)(129b)이 형성되고, 이 관통공(129a)(129b) 중에서 측면의 관통공(129a)은 바디(110) 내부의 고압고온의 환경하에서 팽창되는 시트(128)가 부풀 경우 시트(128)의 상하 팽창을 좌우 팽창으로 전환시킬 수 있게 된다. 한편, 상기와 같이 팽창되는 시트(128)가 상하로 부풀 경우 플런저(127)의 스트로크가 변하거나 또는 누설이 발생할 수 있기 때문에, 이를 좌우 팽창으로 전환시키는 것이 바람직하다. 또한, 상기 시트(128)는 캡(129)의 하면에 천공된 관 통공(129b)을 통해서 메인밸브(140)의 내측면에 접하여 메인밸브(140)의 토출유로(140b)를 개폐시키게 된다.

또한, 상기 플런저(127)의 하단부에는 메인밸브(140)의 승강을 가이드하기 위한 중공의 가이드(130)가 설치된다. 상기 가이드(130)는 플런저(127)의 하단부에 압입 또는 착탈가능하게 체결되어 구비되고, 그 하단부는 메인밸브(140)의 외측면에 일측에 걸림되도록 설치된다. 따라서, 상기 메인밸브(140)의 상하 승강작동 시 메인밸브(140)가 가이드(130) 내에서 가이드되면서 상하로 이동하게 된다. 또한, 상기 가이드(130)의 외측면에는 바디(110)의 입구포트(111) 및 메인밸브(140)의 공급유로(140a)와 연통되는 유동공(130a)이 형성된다.

한편, 상기와 같이 구성된 솔레노이드 밸브(100)의 각 구성 간에는 O링 등과 같은 실링수단으로서 실링되어 기밀 및 수밀유지됨이 바람직하다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 고압가스용 솔레노이드 밸브의 작동을 설명한다.

먼저, 도 3과 같이 솔레노이드 밸브(100)의 바디(110)의 입구포트(111)로 고압가스가 유입되면, 필터(112)에 의해서 고압가스 중의 이물질이 걸러져 순수한 가스만이 유입된다. 이와 같이 유입된 고압가스는 노멀 클로징(normal closing) 상태인 메인밸브(140)에 의해서 외부로 유출되지 않는다.

한편, 이와 같이 입구포트(111)를 통해 바디(110) 내부로 유입된 고압가스는 고압센서(160)에 의해 감지되고, 이러한 감지신호에 따라 제어부가 코일하우 징(120)의 커넥터(120a)를 통해 코일(122)로 전원(전류)를 공급하게 된다.

그러면, 코일(122)에 전원이 공급됨에 따라 연자성체인 코어(124)는 자석으로 변하게 되고, 이와 같이 자화된 코어(124)는 플런저(127)를 끌어당기게 된다.

따라서, 플런저(127)는 코어(124)에 의한 흡인력에 의해 메인밸브(140)로부터 분리되어 상승되고, 플런저(127)의 상승에 의해 플런저(127)에 캡(129)으로서 고정 설치된 시트(128)가 플런저(127)와 같이 상승되면서 실링하고 있던 메인밸브(140)의 토출유로(140b)를 미세하게나마 개방시키게 된다.

이와 같이 메인밸브(140)의 토출유로(140b)가 개방됨에 따라 바디(110) 내부로 유입된 고압가스는 도 3의 화살표와 같이 메인밸브(140)의 공급유로(140a)와 토출유로(140b)를 순차적으로 지나 흐르게 된다.

이후, 상기와 같이 메인밸브(140)를 통하는 고압가스에 의한 메인밸브(140)의 주변 압력 즉, 메인밸브(140)의 상부에서 메인밸브(140)를 누르는 압력과 메인밸브(140)의 하부에서 메인밸브(140)를 상부로 밀어주는 전체 압력이 평형이 될 때, 메인밸브(140)가 도 4에서와 같이 가이드(130)에 의해 가이드되면서 상승되어 바디(110)의 유로를 완전히 개방시키게 된다.

따라서, 바디(110)의 입구포트(111)를 통해 바디(110) 내부로 유입된 고압가스는 메인밸브(140)를 거치지 않고 개방된 바디(110)의 유로를 통해 출구포트(114)로 직접 흘러 배출된다.

그리고, 코일(122)에 공급되던 전원이 차단되면 코어(124)가 비자화됨으로써 상승된 플런저(127)에 의해서 플런저(127)와 코어(124) 사이에서 압축되어 있던 스 프링(126)의 복원력에 의해 플런저(127)가 원상태로 하강하게 되고, 이러한 플런저(127)의 하강으로 인해 상승되어 있던 메인밸브(140) 역시도 원상태로 하강하여 바디(110)의 유로를 다시 차단(실링)하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 고압가스용 솔레노이드 밸브를 도시한 사사도이다.

도 2는 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브를 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 1차 작동상태도이다.

도 4는 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 2차 작동상태도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 솔레노이드 밸브 110 : 바디

111 : 입구포트 112 : 필터

113 : 스프링 114 : 출구포트

120 : 코일하우징 120a : 커넥터

121 : 보빈 122 : 코일

123 : 요크(york) 123a : 어퍼요크

123b : 로워요크 124 : 코어

125 : 너트 126 : 스프링

127 : 플런저 128 : 시트

129 : 캡 129a,129b : 관통공

130 : 가이드 130a : 유동공

140 : 메인밸브 140a,140b : 유로

150 : 슬리브 160 : 고압센서

Claims (6)

1. 고압가스용 솔레노이드 밸브에 있어서,

   상기 솔레노이드 밸브는, 고압가스가 유입되는 입구포트와, 이 입구포트와 연통되게 형성되어 고압가스가 배출되는 출구포트를 갖는 바디와;

   상기 입구포트와 출구포트를 연결하는 바디의 유로 상에 이동가능하게 설치되고 그 일측에는 입구포트와 출구포트를 연통시키는 유로를 갖는 메인밸브와;

   상기 바디에 결합되는 한편 그 내부에는 코일이 감김되어 있고 감김된 코일에는 코어가 삽입되어 설치된 코일하우징과;

   상기 코일하우징에 이동가능하게 설치되고 그 단부는 바디의 메인밸브에 삽입되어 코어의 자화에 따라 메인밸브의 유로를 개폐시키는 플런저;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 고압가스용 솔레노이드 밸브.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 플런저의 단부에는 메인밸브의 유로를 개폐시키는 시트가 설치되고, 상기 플런저의 단부에는 시트를 고정시키는 한편 시트의 팽창 시 팽창되는 시트가 삽입될 수 있도록 다수의 관통공이 천공되어 있는 캡이 결합된 것을 특징으로 하는 고압가스용 솔레노이드 밸브.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 플런저의 단부에는 메인밸브를 가이드하는 한편 메인밸브의 유로와 연통되는 유동공이 천공되어 있는 가이드가 결합된 것을 특징으로 하는 고압가스용 솔레노이드 밸브.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 코일하우징의 내부에는 코일을 감싸는 요크가 설치된 것을 특징으로 하는 고압가스용 솔레노이드 밸브.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 바디의 입구포트에는 유입되는 고압가스를 필터링하는 필터가 설치된 것을 특징으로 하는 고압가스용 솔레노이드 밸브.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 바디에는 고압가스가 흐르는 바디 내부의 압력을 측정하는 고압센서가 설치된 것을 특징으로 하는 고압가스용 솔레노이드 밸브.

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