WO2017196002A1 - 유체 제어용 솔레노이드 밸브 - Google Patents

유체 제어용 솔레노이드 밸브 Download PDF

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이광호
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영도산업 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a fluid control solenoid valve for controlling the flow of the raw material gas when the raw material gas stored in the high-pressure container is filled in the high-pressure container or supplied to the gas using unit.
  • a fluid control valve is installed in a high pressure vessel in which source gas is stored to control the flow of the source gas when the source gas is filled in the high pressure vessel, and supply the source gas stored in the high pressure vessel to the gas using part. Control the flow of source gas.
  • the fluid control valve can precisely control the flow of raw gas according to the electrical signal, maintain the pressure of the fluid stored in the pressure vessel constant, and explode the high pressure vessel in the event of overturning or fire of a hydrogen fuel cell vehicle. Should be able to prevent.
  • Conventional solenoid valves as disclosed in Korean Patent Publication No. 10-0002586 (January 30, 2012), include a housing, a valve core provided in the housing, a plunger provided to be retractable in the housing, and a plunger mounted therein.
  • a packing member to be opened and a valve seat opened and closed by the packing member, and the plunger includes a first accommodating part for receiving the packing member in a flowable manner, and the first accommodating part is inclined to be seated inclinedly.
  • the packing member is disposed in parallel with an end portion of the valve seat when the valve seat is closed, and the first accommodating part is disposed to be inclined at a predetermined angle with respect to the valve seat when the valve seat is opened. It is configured to flow inside.
  • the conventional solenoid valve is equipped with a packing member for opening and closing the valve seat at the end of the plunger, the manufacturing process is complicated because the packing member is attached to the plunger, and the packing member is made of rubber. Since the packing member is torn due to high pressure is generated.
  • Solenoid valves installed in other conventional compressed natural gas storage tank, as disclosed in Patent Publication No. 10-0428184 (April 09, 2004), a valve housing connected to the gas pipe, a coil wound in the valve housing, It consists of a piston which, as power is applied to this coil, overcomes the force of the valve spring and selectively opens the gas pipe to the storage tank.
  • the piston is coupled to one end of the upper piston made of steel and linearly moved in the valve housing in a direction of opening or closing the gas pipe connected to the storage tank while being coupled to one end of the valve spring installed in the valve housing.
  • It is coupled to the upper piston through the shaft in the longitudinal direction and coupled to the lower piston of the steel material which is interlocked along the upper piston, and coupled to the lower surface of the lower piston to be axially rotated along the upper piston and linked to the storage tank It consists of a steel auxiliary piston to open or close the gas pipe connected to the furnace.
  • Another conventional solenoid valve is connected between the upper piston and the lower piston by a coupling shaft, so if the rigidity of the coupling shaft is weak, there is a risk of damage due to high pressure, and since the auxiliary piston is rotatably installed on the lower portion of the lower piston, Wear may occur due to the rotation of the auxiliary piston, thereby causing the auxiliary piston to be broken, and there is a risk of malfunction and leakage of the valve.
  • an object of the present invention is to provide a fluid control solenoid valve for delaying the flow of fluid flowing into the outer plunger of the lower plunger to generate a pressure difference between the upper and lower portions of the lower plunger so that the operation of the valve can be performed smoothly. It is.
  • valve member which is in close contact with the orifice of the lower plunger is arranged to be linearly movable inside the upper plunger separately from the upper plunger to alleviate the impact when the orifice and the valve member contact to prevent damage to the valve.
  • the fluid control solenoid valve of the present invention includes a valve body, a valve seat mounted on the lower portion of the valve body, a coil mounted on the outer circumferential surface of the valve body and applied with power, and an inner surface of the valve body.
  • a lower plunger which is integrally formed on the inner surface of the valve body, the orifice is formed on the lower surface of the valve body, and an intimate portion in close contact with the valve seat is integrally formed on the lower surface of the valve body; It is disposed and is operated in conjunction with the lower plunger, the power unit is linearly moved when the power is applied to the operating unit including an operating rod is formed in close contact with the orifice, the outer surface of the lower plunger between the valve body and the lower plunger Pressure between the upper and lower portions of the lower plunger by retarding the flow of fluid to the gap Generating a delay is characterized in that the fluid flow portion is provided.
  • An inlet through which source gas enters and exits is formed in the lower part of the valve body, and a first space part in which the operation unit is mounted is formed in an upper side thereof, and a lower plunger is formed in a lower part thereof to have a larger inner diameter than the first space part. It characterized in that the second space is formed is mounted.
  • the fluid flow retardation part is formed with a groove formed in a shape concave in the circumferential direction on the outer surface of the lower plunger, inserted into the groove and in contact with the inner wall surface of the valve body to prevent a gap between the valve body and the lower plunger. And a retardation ring, wherein the retardation ring is fluidly mounted to the groove such that the flow of fluid is retarded by the retardation ring.
  • the actuating unit is installed in the valve body so as to move linearly, and when power is applied to the coil, the upper plunger moves linearly, a moving rod inserted into the inner surface of the upper plunger so as to be movable linearly, and operates in conjunction with the moving rod. And a valve member inserted into the inner surface of the upper plunger so as to be linearly movable, and having a working rod formed at an end thereof to open and close an orifice, and a spring installed between the movable rod and the core to provide elastic force to closely adhere to the orifice. Characterized in that it comprises a.
  • the moving member is formed of a metal material
  • the valve member is characterized in that it is formed of a non-metal material to mitigate the impact when the contact between the operating rod and the orifice.
  • the lower plunger is in close contact with the valve seat is formed in close contact with the opening and closing action of the outlet, the center is formed through the orifice is formed to penetrate through the operating rod, the upper side is inserted into the upper plunger is inserted A groove portion is formed.
  • a locking pin is mounted on a lower outer surface of the upper plunger, and a locking slot is formed on the upper side of the lower plunger so that the locking pin is locked to move upward and downward within a set range.
  • the upper plunger is characterized in that the fluid passage for reducing the pressure difference through which the fluid passes so as to solve the pressure difference between the outside and the inside of the upper plunger.
  • the fluid passage for reducing the pressure difference includes a first fluid passage communicating between the inside and the outside of the upper plunger, and a second fluid passage communicating between the outside of the upper plunger and the chamber formed between the upper plunger and the lower plunger. Characterized in that.
  • the fluid control solenoid valve of the present invention has a groove formed on the outer surface of the lower plunger, and a delay ring is mounted on the groove to retard the flow of fluid flowing into the gap between the lower plunger and the valve body.
  • the pressure difference is generated between the upper and lower portions of the lower plunger to facilitate the operation of the valve.
  • the fluid control solenoid valve of the present invention is formed with a fluid passage for reducing the pressure difference in the upper plunger to solve the pressure difference between the outside and the inside of the upper plunger to facilitate the operation of the upper plunger.
  • the fluid control solenoid valve of the present invention has a valve member which is in close contact with the orifice of the lower plunger is arranged to be linearly movable inside the upper plunger separately from the upper plunger to alleviate the impact of contact with the orifice and the valve member to prevent damage to the valve. prevent.
  • FIG. 1 is a block diagram of a fluid control system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a valve assembly for fluid control according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view of a solenoid valve according to an embodiment of the present invention.
  • 4 to 6 is an operation state diagram of the solenoid valve according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of a fluid control system according to an embodiment of the present invention.
  • the fluid control system includes a high pressure vessel 100 in which source gas is stored, a fluid control valve assembly 200 mounted at an inlet of the high pressure vessel 100 to control a fluid, and a valve assembly 200 for fluid control.
  • the first pipe 500 is connected to the raw material gas filling port 300 for filling the raw material gas into the high pressure vessel 100 and the second pipe 600 to the fluid control valve assembly 200 is connected to the high pressure vessel. It includes a gas using unit 400 using the raw material gas stored in the (100).
  • Such a fluid control system according to the present embodiment is installed in a hydrogen fuel cell vehicle and is mainly used to control the flow of hydrogen raw materials, and can be applied to any system for filling and supplying a high pressure fluid, in addition to the hydrogen fuel cell vehicle. .
  • the high pressure vessel is a container that can safely store more than 700Bar source gas.
  • the fluid control valve assembly 200 supplies the raw material gas stored in the high pressure container 100 to the gas using unit 400, and controls the flow of the raw material gas when the raw material gas is charged into the high pressure container 100. .
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a valve assembly for fluid control according to an embodiment of the present invention.
  • the fluid control valve assembly 200 includes a main valve body 10 mounted at an inlet of a high pressure container 100 filled with a source gas, provided with a plurality of valves, and having a plurality of flow paths, and a main valve.
  • a manual valve 12 installed on the body 10 to manually open and close the flow path
  • a solenoid valve 14 installed on the main valve body 10 to automatically open and close the flow path according to an electrical signal.
  • the main valve body 10 is connected to the high pressure container and the first flow path 20 through which the raw material gas for filling filled in the high pressure container 100 passes, and connected to the high pressure container 100 to the gas using part 400. And a second flow passage 22 through which the feedstock gas to be supplied passes, and a third flow passage 24 through which the first flow passage 20 and the second flow passage 22 communicate.
  • the main valve body 10 is connected to the raw material gas filling port 300 to connect the raw material gas to the fourth passage 26 and the gas using part 400 to connect the raw material gas to the gas using part 400.
  • a fifth flow passage 28 is formed to be supplied, and the fourth flow passage 26 and the fifth flow passage 28 are in communication with the third flow passage 24.
  • a filter 30 for filtering fine dust contained in the raw material gas is installed, and the filter 30 uses a 10 ⁇ porous sintered filter. Since the filter 30 of the present embodiment uses a sintered filter made of metal, it is possible to prevent the filter from being damaged by the pressure of the raw material gas and to increase the life of the filter.
  • the first flow path 20 is equipped with a first check valve 32 for opening the first direction (arrow A direction) of the filling raw material gas filled in the high pressure container 100 and blocking the flow in the reverse direction.
  • the second flow path 22 opens the second direction (arrow B direction) of the feedstock gas supplied to the gas using unit 400 to be opened and blocks the flow in the reverse direction, and the filling source gas for filling is automatic valve 14.
  • a second check valve 34 is installed to block the flow into.
  • the solenoid valve 14 is installed in the second flow passage 22 to automatically open and close the second flow passage 22 according to an electrical signal, and is installed at the front side of the second check valve 34.
  • the main valve body 10 is separately formed with a first flow path 20 through which the raw material gas for filling and a second flow path 22 through which the raw material gas for supply passes are formed separately.
  • the valve 14 is installed in the second flow passage 22.
  • the second check valve 34 blocks the second flow passage 22 so that the raw material gas for filling is automatically supplied to the valve 14. ), The automatic valve 14 can be prevented from being damaged by the high pressure filling pressure.
  • the solenoid valve 14 since the solenoid valve 14 is not affected by the filling pressure of the raw material gas for filling, it can prevent malfunction or the durability fall, and can prolong the lifetime of a valve.
  • the manual valve 12 is installed in the third passage 24 to serve to manually open and close the third passage 24. That is, since the manual valve 12 opens and closes the third passage 24, the manual valve 12 serves to open and close the flow of the raw material gas discharged from the high pressure vessel 100 and the flow of the raw material gas filled with the high pressure vessel.
  • An inlet flow valve 36 is installed at the inlet of the second passage 22 to block abnormally excessive outflow of the source gas stored in the high pressure vessel 100. That is, the overflow blocking valve 36 shuts off the second flow path 22 when the overflow occurs because the raw material gas inside the high pressure container 100 is dangerous when the pipe of the vehicle is cut off during an accident or overturning. To prevent safety accidents.
  • the main valve body 10 releases the raw material gas in the high-pressure container 100 to the outside to prevent the high-pressure container from exploding.
  • (Pressure Relief Device) 38, and a bleed valve (40) for discharging the source gas in the high-pressure container 100 to the outside is provided.
  • One side of the main valve body 10 is provided with a thermistor 42 that measures the temperature of the raw material gas stored in the high pressure vessel 100 and applies the signal to the control unit.
  • the main valve body 10 is formed with a branch flow passage 6 in communication with the third flow passage 24 through which the raw material gas flowing through the third flow passage 24 flows, and the branch flow passage 6 has a A pressure sensor 8 for measuring the pressure is installed.
  • FIG 3 is a cross-sectional view of a solenoid valve according to an embodiment of the present invention
  • Figures 4 to 7 is an operating state diagram of a solenoid valve according to an embodiment of the present invention.
  • the solenoid valve 14 is a valve that automatically opens and closes the second flow passage 22 when power is applied.
  • the solenoid valve 14 is mounted on the valve body 50 mounted on the main valve body 10 and the lower portion of the valve body 50.
  • the valve seat 52 communicating with the second flow passage 22, the coil 54 mounted on the outer circumferential surface of the valve body 50 to which power is applied, and the inner circumferential surface of the valve body 50 are installed to be linearly movable.
  • the operation unit 56 linearly moved by the interaction with the coil 54, and the lower plunger which is operated in conjunction with the operation unit 56 to be in close contact with the valve seat 52 ( 58).
  • the valve body 50 is formed in a cylindrical shape in which the upper and lower surfaces are open, and the upper surface is equipped with a core 60 for sealing the upper surface of the valve body 50, and the lower outer peripheral surface is screwed to the main valve body 10. Screw coupling portion 62 is formed, the lower side is in communication with the second flow passage 22 is formed with an inlet (64) through which the source gas enters.
  • the core 60 is screwed on the upper portion of the valve body 50, and the first seal ring 66 is mounted on an outer circumferential surface thereof to prevent the fluid from flowing out.
  • the inside of the valve body 50 has a first space portion 82 in which the operation unit 56 is mounted, and a second inside portion having a larger inner diameter than the first space portion 82 and in which the lower plunger 58 is mounted.
  • the space portion 84 is formed.
  • the valve seat 52 is fixed to a lower surface of the valve body 50 and has a discharge port 68 through which source gas is discharged, and a lower sealing portion that is in close contact with the main valve body 10 to maintain airtightness ( 70) is mounted.
  • the upper end inner surface of the discharge port 68 of the valve seat 52 is formed with a seat portion 72 in the form of an inclined surface to which the lower plunger 58 is in contact.
  • the operating unit 56 is installed in the first space portion 82 of the valve body 50 so as to be linearly movable, and when the power is applied to the coil 54, the upper plunger 90 and the upper plunger 90 which move linearly.
  • the moving rod 92 is inserted into the inner surface of the movable rod 92 and is operated in conjunction with the moving rod 92 and is inserted into the inner surface of the upper plunger 90 so that the linear movement is possible.
  • a spring is provided between the valve member 94 and the movable rod 92 and the core 60 to form an actuating rod 96 to provide an action such that the actuating rod 96 is in close contact with the orifice 86. (98).
  • a partition wall 110 protruding in the circumferential direction is formed so that the fluid 112 flows between the upper plunger 90 and the lower plunger 58. Is formed.
  • a locking pin 120 is formed on a lower outer surface of the upper plunger 90, and a locking slot 122 is formed on the upper side of the lower plunger 58 to insert the locking pin 120. At this time, the locking slot 122 is formed to ensure a predetermined space in the vertical direction so that the locking pin 120 can be moved within the range set in the vertical direction of the locking slot 122.
  • the upper plunger 90 and the lower plunger 58 are prevented from being separated from each other by being caught by the locking pins 120.
  • the upper plunger 90 is provided with fluid passages 130 and 132 for reducing the pressure difference to solve the pressure difference of the fluid introduced between the outer surface and the inner surface of the upper plunger 90. That is, when the fluid flows into the valve body 50, the gap between the outer surface of the upper plunger 90 and the inner surface of the valve body 50 and the gap between the inner surface of the upper plunger 90 and the moving rod 92. Inflow.
  • the operation of the upper plunger 90 improvesex.
  • the fluid passages 130 and 132 for relieving the pressure difference communicate with each other between the first fluid passage 130 and the chamber 112 and the outside of the upper plunger 90 so that the outside and the inside of the upper plunger 90 communicate with each other.
  • the second fluid passage 132 is formed in the partition wall portion 110 so as to.
  • valve member 94 for opening and closing the upper plunger 90 and the orifice 86 is separated, and the valve member 94 is disposed to be linearly movable on the inner surface of the upper plunger 90.
  • the valve member 94 contacts the orifice.
  • the moving member 92 is formed of a durable metal material
  • the valve member 94 is formed of a non-metal material to prevent the impact occurs when the contact with the lower plunger (58).
  • the lower plunger 58 is disposed in the second space portion 84 of the valve body 50 so as to be linearly movable, and an upper surface of the lower plunger 58 is formed with an insertion groove 140 into which the upper plunger 90 is inserted.
  • the close contact portion 142 in close contact with the sheet 52 is formed.
  • an orifice 86 opened and closed by the operating rod 96 is formed at the center of the lower plunger 58.
  • the insertion slot 140 has a locking pin 120 fixed to the upper plunger 90 so that a locking slot 122 connecting between the upper plunger 90 and the lower plunger 58 is formed in a vertical direction so that the locking pin ( 120 is moved within the range set in the vertical direction to the locking slot (122).
  • the lower plunger 58 is formed with fluid flow delays 150 and 152 for delaying the flow of fluid into the gap between the outer surface of the lower plunger 58 and the inner surface of the valve body 50.
  • the fluid flow retardation parts 150 and 152 include grooves 150 formed on the outer surface of the lower plunger in a circumferential direction, and a retardation ring 152 inserted into the grooves 150 and in contact with the inner surface of the valve body 50.
  • the retardation ring 152 is inserted into the groove 150 so as to retard the flow of the fluid flowing into the outer surface of the lower plunger 58 so that a pressure difference is generated between the upper and lower portions of the lower plunger 58. do.
  • the lower plunger 58 is in close contact with the valve seat 52 and the actuating rod 96 is in close contact with the orifice 86 by the elastic force of the spring 98 so that the second flow path 22 ) Is closed.
  • the high pressure fluid filled in the chamber 112 is discharged through the orifice 86, and the fluid filled in and outside the chamber 112 and the upper plunger 90 is in a low pressure state.
  • the pressure inside and outside the upper plunger 90 is the same by the pressure passages 130 and 132 formed in the upper plunger 90 when the upper plunger 90 moves in a straight line.
  • the movement is smooth.
  • the high pressure fluid filled in the lower portion of the lower plunger 58 is delayed from moving to the upper portion of the lower plunger 58 by the delay ring 152.
  • a pressure difference is generated between the upper part and the lower part of the valve, and the pressure difference causes the lower plunger 58 to move before the movement according to the electrical signal of the coil 54, thereby opening the outlet 68 of the valve seat 52. do.
  • the lower plunger 58 is moved by the pressure difference between the upper and lower portions before the force pulled by the upper plunger 90 by the electrical signal of the coil 54 acts on the lower plunger 58. 58) smooth movement and valve operation can be performed smoothly.
  • the present invention is a fluid control valve is installed in a high pressure vessel in which the raw material gas of the hydrogen fuel cell system is installed to control the flow of the raw material gas when filling the raw material gas into the high-pressure container, when supplying the raw material gas stored in the high-pressure container to the gas using unit
  • the operation of the valve can be made smoothly, and the valve can be prevented from being broken by the pressure of the fluid.

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Abstract

본 발명의 유체 제어용 솔레노이드 밸브는 밸브 바디와, 밸브 바디의 하부에 장착되는 밸브 시트와, 상기 밸브 바디의 외주면에 장착되어 전원이 인가되는 코일과, 상기 밸브 바디의 내면에 장착되는 코어와, 상기 밸브 바디의 내면에 이동 가능하게 배치되고 오리피스가 형성되며, 그 하면에 밸브 시트에 밀착되는 밀착부가 일체로 형성되는 하부 플런저와, 상기 하부 플런저의 상측에 직선 이동 가능하게 배치되고 하부 플런저를 연동하여 작동되며, 상기 코일에 전원이 인가되면 직선 이동되고, 상기 오리피스에 밀착되는 작동봉이 형성되는 작동유닛을 포함하고, 상기 하부 플런저의 외면에는 상기 밸브 바디와 하부 플런저 사이의 틈새로 이동되는 유체의 흐름을 지연시켜 상기 하부 플런저의 상부와 하부 사이에 압력차를 발생시키는 유체 흐름 지연부가 설치되어, 하부 플런저의 상부와 하부 사이에 압력차를 발생시켜 하부 플런저를 상승시켜 밸브의 작동이 원활하게 이루어질 수 있다.

Description

유체 제어용 솔레노이드 밸브
본 발명은 고압용기에 저장된 원료가스를 고압용기에 충전하거나 가스 사용부로 공급할 때 원료가스의 흐름을 제어하는 유체 제어용 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.
현재, 수소 연료전지시스템의 경우 원료가스가 저장된 고압용기에 유체 제어용 밸브가 설치되어 고압용기로 원료가스를 충전할 때 원료가스의 흐름을 제어하고, 고압용기에 저장된 원료가스를 가스 사용부로 공급할 때 원료가스의 흐름을 제어한다.
유체 제어용 밸브는 전기적인 신호에 따라 정밀하게 원료가스의 흐름을 정밀하게 제어할 수 있고, 압력용기에 저장된 유체의 압력을 일정하게 유지해야되며, 수소 연료전지 자동차의 전복이나 화재 발생시 고압용기의 폭발을 방지할 수 있어야 된다.
종래의 솔레노이드 밸브는 등록특허공보 10-0002586(2012년 01월 30일)에 개시된 바와 같이, 하우징과, 상기 하우징내에 마련된 밸브코어와, 상기 하우징내에서 진퇴 가능하게 마련되는 플런저와, 플런저에 장착되는 패킹부재와, 상기 패킹부재에 의해 개폐되는 밸브시트를 포함하고, 플런저는 상기 패킹부재를 유동 가능하게 수용하는 제1수용부를 구비하고, 상기 제1수용부는 상기 패킹부재가 경사지게 안착되도록 마련된 경사부를 포함하며, 상기 패킹부재는 상기 밸브시트를 폐쇄하는 상태에서는 상기 밸브시트의 단부와 평행하게 배치되고, 상기 밸브시트를 개방하는 상태에서는 상기 밸브시트에 대해 소정각도 경사지게 배치되도록 상기 제1수용부 내부에서 유동하도록 구성된다.
하지만, 이와 같은 종래의 솔레노이드 밸브는 플런저의 끝부분에 밸브 시트를 개폐하기 위한 패킹부재가 장착되기 때문에 플런저에 패킹부재를 장착하는 공정을 필요로 하여 제조공정이 복잡해지고, 패킹부재가 고무재질로 형성되므로 고압에 의해 패킹부재가 찢어지는 문제가 발생된다.
다른 종래의 압축천연가스 저장탱크에 설치되는 솔레노이드 밸브는 등록특허공보 10-0428184(2004년 04월 09일)에 개시된 바와 같이, 가스관과 연결되는 밸브 하우징과, 이 밸브 하우징내에 감겨지는 코일과, 이 코일로 전원이 인가됨에 따라 밸브 스프링의 힘을 이기고 저장탱크로 연결되는 가스관을 선택적으로 개방시키도록 하는 피스톤으로 구성된다. 그리고, 피스톤은 밸브 하우징내에 설치되는 밸브스프링의 일단에 결합되면서 저장탱크로 연결되는 가스관을 개방시키거나 또는 차단시키는 방향으로 밸브 하우징 내에서 직선운동을 하는 스틸 재질의 상부 피스톤과, 일단에 형성된 결합축을 매개로 상부 피스톤에 길이방향으로 끼워져서 결합됨과 더불어 상기 상부피스톤을 따라 연동되는 스틸 재질의 하부 피스톤과, 이 하부 피스톤의 밑면에 축회전이 가능하도록 결합되면서 상기 상부피스톤을 따라 연동되어 저장탱크로 연결되는 가스관을 개방시키거나 또는 밀폐시키도록 하는 스틸 재질의 보조 피스톤으로 구성된다.
다른 종래의 솔레노이드 밸브는 상부 피스톤과 하부 피스톤 사이가 결합축으로 연결되므로 결합축의 강성이 약할 경우 고압에 의해 파손의 위험이 있고, 하부 피스톤의 하부에 보조 피스톤이 회전 가능하게 설치되므로 장시간 사용하다 보면, 보조 피스톤의 회전으로 인하여 마모가 발생되고, 이에 따라 보조 피스톤이 파손될 우려가 있으며, 밸브의 오작동 및 누출이 발생될 위험이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 하부 플런저의 외부 틈새로 유입되는 유체의 흐름을 지연시켜 하부 플런저의 상부와 하부 사이에 압력차를 발생시켜 밸브의 작동이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 유체 제어용 솔레노이드 밸브를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상부 플런저의 외부와 내부의 압력차를 해소하여 상부 플런저의 작동이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 유체 제어용 솔레노이드 밸브를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 하부 플런저의 오리피스에 밀착되는 밸브부재가 상부 플런저와 별도로 상부 플런저의 내부에 직선 이동 가능하게 배치되어 오리피스와 밸브부재의 접촉시 충격을 완화하여 밸브의 파손을 방지할 수 있는 유체 제어용 솔레노이드 밸브를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 유체 제어용 솔레노이드 밸브는 밸브 바디와, 밸브 바디의 하부에 장착되는 밸브 시트와, 상기 밸브 바디의 외주면에 장착되어 전원이 인가되는 코일과, 상기 밸브 바디의 내면에 장착되는 코어와, 상기 밸브 바디의 내면에 이동 가능하게 배치되고 오리피스가 형성되며, 그 하면에 밸브 시트에 밀착되는 밀착부가 일체로 형성되는 하부 플런저와, 상기 하부 플런저의 상측에 직선 이동 가능하게 배치되고 하부 플런저를 연동하여 작동되며, 상기 코일에 전원이 인가되면 직선 이동되고, 상기 오리피스에 밀착되는 작동봉이 형성되는 작동유닛을 포함하고, 상기 하부 플런저의 외면에는 상기 밸브 바디와 하부 플런저 사이의 틈새로 이동되는 유체의 흐름을 지연시켜 상기 하부 플런저의 상부와 하부 사이에 압력차를 발생시키는 유체 흐름 지연부가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 밸브 바디의 하부에는 원료가스가 출입하는 유입구가 형성되고, 그 상측에는 상기 작동유닛이 장착되는 제1공간부가 형성되고, 그 하측에는 상기 제1공간부에 비해 큰 내경을 갖도록 형성되고 하부 플런저가 장착되는 제2공간부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 유체 흐름 지연부는 상기 하부 플런저의 외면에 둘레방향으로 오목하게 패인 형태로 형성되는 그루브와, 상기 그루브에 삽입되고 상기 밸브 바디의 내벽면에 접촉되어 상기 밸브 바디와 하부 플런저 사이의 틈새를 막아주는 지연 링을 포함하고, 상기 지연 링은 상기 그루브에 유동 가능하게 장착되어 유체의 흐름이 상기 지연 링에 의해 지연되는 것을 특징으로 한다.
상기 작동 유닛은 상기 밸브 바디에 직선 이동 가능하게 설치되고 코일에 전원이 인가되면 직선 운동하는 상부 플런저와, 상기 상부 플런저의 내면에 직선 이동 가능하게 삽입되는 이동로드와, 상기 이동로드와 연동하여 작동되고 상부 플런저의 내면에 직선 이동 가능하게 삽입되며 그 끝부분에 오리피스의 개폐작용을 하는 작동봉이 형성되는 밸브부재와, 상기 이동로드와 코어 사이에 설치되어 작동봉이 오리피스에 밀착되도록 탄성력을 제공하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 이동부재는 메탈 재질로 형성되고, 상기 밸브부재는 상기 작동봉과 오리피스 사이가 접촉될 때 충격을 완화할 수 있도록 비메탈 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 하부 플런저는 그 하면에 밸브 시트에 밀착되어 배출구의 개폐작용을 하는 밀착부가 형성되고, 그 중앙에는 관통되게 형성되어 작동봉에 의해 개폐되는 오리피스가 형성되며, 그 상측에는 상부 플런저가 삽입되는 삽입홈부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 상부 플런저의 하측 외면에는 걸림핀이 장착되고, 상기 하부 플런저의 상측에는 상기 걸림핀이 설정된 범위 내에서 상하방향으로 이동 가능하도록 걸림되는 걸림 슬롯이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 상부 플런저에는 상부 플런저의 외부와 내부의 압력차를 해소하도록 유체가 통과하는 압력차 해소용 유체통로가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 압력차 해소용 유체통로는 상부 플런저의 내부와 외부 사이를 연통하는 제1유체통로와, 상기 상부 플런저와 하부 플런저 사이에 형성되는 챔버와 상부 플런저의 외부 사이를 연통하는 제2유체통로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 유체 제어용 솔레노이드 밸브는 하부 플런저의 외면에 그루브가 형성되고, 그루브에 유동 가능하게 지연 링이 장착되어 하부 플런저와 밸브 바디 사이의 틈새로 유입되는 유체의 흐름을 지연시켜 하부 플런저의 상부와 하부 사이에 압력차를 발생시켜 밸브의 작동이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 유체 제어용 솔레노이드 밸브는 상부 플런저에 압력차 해소용 유체통로가 형성되어 상부 플런저의 외부와 내부의 압력차를 해소하여 상부 플런저의 작동이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 유체 제어용 솔레노이드 밸브는 하부 플런저의 오리피스에 밀착되는 밸브부재가 상부 플런저와 별도로 상부 플런저의 내부에 직선 이동 가능하게 배치되어 오리피스와 밸브부재의 접촉시 충격을 완화하여 밸브의 파손을 방지한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 제어 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 제어용 밸브 어셈블리의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 단면도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 작동 상태도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 제어 시스템의 구성도이다.
일 실시예에 따른 유체 제어 시스템은 원료가스가 저장되는 고압용기(100)와, 고압용기(100)의 입구에 장착되어 유체를 제어하는 유체 제어용 밸브 어셈블리(200)와, 유체 제어용 밸브 어셈블리(200)에 제1파이프(500)로 연결되어 원료가스를 고압용기(100)에 충전하는 원료가스 충전구(300)와, 유체 제어용 밸브 어셈블리(200)에 제2파이프(600)로 연결되어 고압용기(100)에 저장된 원료 가스를 사용하는 가스 사용부(400)를 포함한다.
이와 같은 본 실시예에 따른 유체 제어 시스템은 수소 연료전지 차량에 설치되어 수소 원료의 흐름을 제어하는 데 주로 사용되고, 수소 연료전지 차량 이외에, 고압의 유체를 충전 및 공급하는 어떠한 시스템에도 적용이 가능하다.
고압용기는 700Bar 이상의 원료가스를 충분히 안전하게 저장할 수 있는 용기가 사용된다.
유체 제어용 밸브 어셈블리(200)는 고압용기(100)에 저장된 원료가스를 가스 사용부(400)로 공급하고, 고압용기(100)에 원료가스를 충전할 때 원료가스의 흐름을 제어하는 역할을 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 제어용 밸브 어셈블리의 단면도이다.
일 실시예에 따른 유체 제어용 밸브 어셈블리(200)는 원료가스가 충전된 고압용기(100)의 입구에 장착되고 복수의 밸브가 구비되고 복수의 유로가 형성되는 메인 밸브 바디(10)와, 메인 밸브 바디(10)에 설치되어 수동으로 유로를 개폐하는 수동 밸브(Manual Valve)(12)와, 메인 밸브 바디(10)에 설치되어 전기적인 신호에 따라 유로를 자동으로 개폐하는 솔레노이드 밸브(14)를 포함한다.
메인 밸브 바디(10)는 고압용기에 연결되고 고압용기(100)에 충전되는 충전용 원료가스가 통과하는 제1유로(20)와, 고압용기(100)에 연결되고 가스 사용부(400)로 공급되는 공급용 원료가스가 통과하는 제2유로(22)와, 제1유로(20)와 제2유로(22)가 연통되는 제3유로(24)를 포함한다.
그리고, 메인 밸브 바디(10)에는 원료가스 충전구(300)와 연결되어 원료가스가 유입되는 제4유로(26)와, 가스 사용부(400)와 연결되어 원료가스를 가스 사용부(400)로 공급하는 제5유로(28)가 형성되고, 제4유로(26)와 제5유로(28)는 제3유로(24)와 연통된다.
제4유로(26)와 제5유로(28)가 만나는 지점에는 원료가스에 포함된 미세 먼지를 걸러주는 필터(30)가 설치되고, 필터(30)는 10㎛의 다공성 소결필터가 사용된다. 본 실시예의 필터(30)는 금속 재질의 소결필터가 사용되기 때문에 원료가스의 압력에 의해 필터가 손상되는 것을 방지할 수 있고, 필터의 수명을 증대시킬 수 있다.
제1유로(20)에는 고압용기(100)에 충전되는 충전용 원료가스의 제1방향(화살표 A방향) 흐름은 개방하고, 역방향으로 흐르는 것을 차단하는 제1체크밸브(32)가 장착되고, 제2유로(22)에는 가스 사용부(400)로 공급되는 공급용 원료가스의 제2방향(화살표 B방향) 흐름은 개방하고 역방향으로 흐르는 것을 차단하며, 충전용 원료가스가 자동 밸브(14)로 유입되는 것을 차단하는 제2체크밸브(34)가 장착된다.
솔레노이드 밸브(14)는 제2유로(22)에 설치되어 전기적인 신호에 따라 제2유로(22)를 자동으로 개폐하는 밸브로서, 제2체크밸브(34)의 전방측에 설치된다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 메인 밸브 바디(10)에는 충전용 원료가스가 통과하는 제1유로(20)와, 공급용 원료가스가 통과하는 제2유로(22)가 각각 별도로 형성되고, 자동 밸브(14)는 제2유로(22)에 설치되어, 고압용기로 원료가스를 충전할 때 제2체크밸브(34)가 제2유로(22)를 차단하여 충전용 원료가스가 자동 밸브(14)로 유입되는 것을 방지하므로 자동 밸브(14)가 고압의 충전압에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 솔레노이드 밸브(14)는 충전용 원료가스의 충전압에 영향을 받지 않기 때문에 오작동되거나 내구성 저하를 방지할 수 있고, 밸브의 수명을 연장할 수 있다.
수동 밸브(12)는 제3유로(24)에 설치되어 제3유로(24)를 수동으로 개폐하는 역할을 한다. 즉, 수동 밸브(12)는 제3유로(24)를 개폐하기 때문에 고압용기(100)에서 배출되는 원료가스의 흐름 및 고압용기로 충전되는 원료가스의 흐름을 개폐하는 역할을 한다.
제2유로(22)의 입구에는 고압용기(100)에 저장된 원료가스가 비정상적으로 과다하게 유출되는 것을 차단하는 과류차단밸브(Excess Flow Valve)(36)가 설치된다. 즉, 과류차단밸브(36)는 차량 사고나 전복시 차량의 배관이 끊어질 경우 고압용기(100) 내부의 원료가스가 순식간에 외부로 빠져나가면 위험하기 때문에 과류 발생시 제2유로(22)를 차단하여 안전 사고를 미연에 방지하는 역할을 한다.
그리고, 메인 밸브 바디(10)에는 차량 사고 등으로 인한 화재 발생시 고압용기(100)의 온도가 상승하면 고압용기(100) 내의 원료가스를 외부로 방출하여 고압용기가 폭발하는 것을 방지하는 압력해제장치(Pressure Relief Device)(38)와, 고압용기(100) 내의 원료가스를 외부로 방출시키는 브리드 밸브(Bleed Valve)(40)가 설치된다.
그리고, 메인 밸브 바디(10)의 일측에는 고압용기(100)에 저장된 원료가스의 온도를 측정하여 그 신호를 제어유닛으로 인가하는 서미스터(Thermistor)(42)가 설치된다.
그리고, 메인 밸브 바디(10)에는 제3유로(24)와 연통되어 제3유로(24)를 통과하는 원료가스가 유입되는 분기유로(6)가 형성되고, 분기유로(6)에는 원료가스의 압력을 측정하는 압력센서(8)가 설치된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 단면도이고, 도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 작동 상태도이다.
솔레노이드 밸브(14)는 전원이 인가되면 제2유로(22)를 자동으로 개폐하는 밸브로서, 메인 밸브 바디(10)에 장착되는 밸브 바디(50)와, 밸브 바디(50)의 하부에 장착되고 제2유로(22)와 연통되는 밸브 시트(52)와, 밸브 바디(50)의 외주면에 장착되어 전원이 인가되는 코일(54)과, 밸브 바디(50)의 내주면에 직선 이동 가능하게 설치되어 코일(54)에 전원이 인가되면 코일(54)과의 상호 작용에 의해 직선 이동되는 작동유닛(56)과, 작동유닛(56)과 연동하여 작동되어 밸브 시트(52)에 밀착되는 하부 플런저(58)을 포함한다.
밸브 바디(50)는 상면 및 하면이 개방된 원통 형태로 형성되고, 상면에는 밸브 바디(50)의 상면을 밀폐시키는 코어(60)가 장착되고, 하측 외주면은 메인 밸브 바디(10)에 나사 결합되는 나사 결합부(62)가 형성되며, 하부 측면에는 제2유로(22)와 연통되어 원료가스가 출입하는 유입구(64)가 형성된다.
코어(60)는 밸브 바디(50)의 상부에 나사 결합되고, 그 외주면에 제1시일링(66)이 장착되어 유체가 유출되는 것을 방지한다.
밸브 바디(50)의 내부는 작동유닛(56)이 장착되는 제1공간부(82)와, 제1공간부(82)에 비해 큰 내경을 갖도록 형성되고 하부 플런저(58)가 장착되는 제2공간부(84)가 형성된다.
밸브 시트(52)는 밸브 바디(50)의 하면에 고정되고 원료가스가 배출되는 배출구(68)가 형성되며, 그 하면에는 메인 밸브바디(10)에 밀착되어 기밀을 유지하는 제2시일링(70)이 장착된다. 그리고, 밸브 시트(52)의 배출구(68)의 상단 내면에는 하부 플런저(58)가 접촉되는 경사면 형태의 시트부(72)가 형성된다.
작동유닛(56)은 밸브 바디(50)의 제1공간부(82)에 직선 이동 가능하게 설치되고 코일(54)에 전원이 인가되면 직선 운동하는 상부 플런저(90)와, 상부 플런저(90)의 내면에 직선 이동 가능하게 삽입되는 이동로드(92)와, 이동로드(92)와 연동하여 작동되고 상부 플런저(90)의 내면에 직선 이동 가능하게 삽입되며 그 끝부분에 오리피스(86)의 개폐작용을 하는 작동봉(96)이 형성되는 밸브부재(94)와, 이동로드(92)와 코어(60) 사이에 설치되어 작동봉(96)이 오리피스(86)에 밀착되도록 탄성력을 제공하는 스프링(98)을 포함한다.
하부 플런저(58)에 삽입되는 상부 플런저(90)의 하단에는 둘레방향으로 돌출되는 격벽부(110)가 형성되어 상부 플런저(90)과 하부 플런저(58) 사이에 유체가 유입되는 챔버(112)가 형성된다.
상부 플런저(90)의 하측 외면에는 걸림핀(120)이 장착되고 하부 플런저(58)의 상측에는 걸림핀(120)이 삽입되어 걸림되는 걸림슬롯(122)이 형성된다. 이때, 걸림슬롯(122)은 상하방향으로 일정 공간이 확보되도록 형성되어 걸림핀(120)이 걸림슬롯(122)의 상하 방향으로 설정된 범위 내에서 이동될 수 있도록 한다.
이와 같이, 상부 플런저(90)와 하부 플런저(58) 사이는 걸림핀(120)에 의해 걸림되어 상호 분리되는 것을 방지한다.
상부 플런저(90)에는 상부 플런저(90)의 외면과 내면 사이로 유입된 유체의 압력 차이를 해소하기 위한 압력차 해소용 유체통로(130,132)가 형성된다. 즉, 유체가 밸브 바디(50)의 내부로 유입되면 상부 플런저(90)의 외면과 밸브 바디(50)의 내면 사이의 틈새 및 상부 플런저(90)의 내면과 이동로드(92) 사이의 틈새로 유입된다.
이때, 상부 플런저(90)의 외부로 유입된 유체의 압력과 상부 플런저(90)의 내부로 유입된 유체의 압력이 서로 다르게 되면 상부 플런저(90)의 직선 이동에 방해가 되고, 이로 인하여 상부 플런저(90)의 초기 동작이 부정확하여 밸브의 작동이 정밀하지 못한 문제가 발생된다.
본 발명에서는 상부 플런저(90)에 내부와 외부가 연통되는 압력차 해소용 유체통로(130,132)를 형성하여 상부 플런저(90)의 내부압력과 외부압력이 항상 동일하도록 하여 상부 플런저(90)의 작동성을 향상시킨다.
압력차 해소용 유체통로(130,132)는 상부 플런저(90)의 외부와 내부가 서로 연통되도록 형성되는 제1유체통로(130)와, 상부 플런저(90)의 외부와 챔버(112) 사이가 서로 연통되도록 격벽부(110)에 형성되는 제2유체통로(132)를 포함한다.
기존의 솔레노이드 밸브는 상부 플런저에 작동봉이 형성되어 작동봉이 직접 하부 플런저에 접촉된다. 이 경우 상부 플런저에 고압이 작용하면 상부 플런저의 작동봉이 하부 플런저에 강하게 충격을 가하게 되고, 오리피스의 개폐를 위해 상부 플런저의 작동봉이 하부 플런저에 고압으로 반복 접촉되면 작동봉이 파손되고, 하부 플런저 역시 충격에 의해 변형되면서 오리피스 구멍 막히게 되는 문제가 있다.
본 발명의 이러한 문제를 해결하고자 상부 플런저(90)와 오리피스(86)를 개폐하는 밸브부재(94)를 분리하고, 밸브부재(94)는 상부 플런저(90)의 내면에 직선 이동 가능하게 배치하고, 밸브부재(94)에 내구성이 강한 이동부재(92)를 배치하여 밸브부재(94)가 오리피스에 접촉되도록 하여 상부 플런저(90)와 하부 플런저(58)가 손상되는 것을 방지한다.
여기에서, 이동부재(92)는 내구성이 강한 메탈 재질로 형성되고, 밸브부재(94)는 하부 플런저(58)와의 접촉시 충격이 발생되는 것을 방지하도록 비메탈 재질로 형성된다.
하부 플런저(58)는 밸브 바디(50)의 제2공간부(84)에 직선 이동 가능하게 배치되고 그 상면에는 상부 플런저(90)가 삽입되는 삽입홈부(140)가 형성되고, 그 하면에는 밸브 시트(52)에 밀착되는 밀착부(142)가 형성된다.
그리고, 하부 플런저(58)의 중앙에는 작동봉(96)에 의해 개폐되는 오리피스(86)가 관통되게 형성된다.
삽입홈부(140)에는 상부 플런저(90)에 고정된 걸림핀(120)이 걸림되어 상부 플런저(90)와 하부 플런저(58) 사이 연결하는 걸림슬롯(122)이 상하방향으로 형성되어 걸림핀(120)이 걸림슬롯(122)에 상하방향으로 설정된 범위 내에서 이동된다.
하부 플런저(58)에는 하부 플런저(58)의 외면과 밸브 바디(50)의 내면 사이의 틈새로 유입되는 유체의 흐름을 지연시키는 유체 흐름 지연부(150,152)가 형성된다.
유체 흐름 지연부(150,152)는 하부 플런저의 외면에 둘레방향으로 형성되는 그루브(150)와, 그루브(150)에 삽입되고 밸브 바디(50)의 내면에 접촉되는 지연 링(152)을 포함한다.
여기에서, 지연 링(152)은 그루브(150)에 유동 가능하게 삽입되어 하부 플런저(58)의 외면으로 유입되는 유체의 흐름을 지연시켜 하부 플런저(58)의 상부와 하부 사이에 압력차가 발생되도록 한다.
이와 같이, 하부 플런저(58)의 하부로 유입된 유체가 지연 링(152)에 의해 상부로의 유체 흐름이 지연됨에 따라 하부 플런저(58)의 상부와 하부 사이에 압력차가 발생되고, 이 압력차에 의해 하부 플런저(58)는 코일의 전기적인 신호에 의한 작동 전에 압력차에 의해 작동되어 하부 플런저(58)의 작동이 원활하게 이루어질 수 있다.
이와 같이, 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 작동을 다음에서 설명한다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 하부 플런저(58)가 밸브 시트(52)에 밀착되고 작동봉(96)이 스프링(98)의 탄성력에 의해 오리피스(86)에 밀착되어 제2유로(22)가 닫힘 상태로 된다.
이러한 상태에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 코일(54)에 전원이 인가되면, 상부 플런저(90)가 상승되고, 상부 플런저(90)에 삽입된 밸브부재(94)가 상승되면서 오리피스(86)를 개방한다.
그러면 챔버(112)에 채워진 고압의 유체가 오리피스(86)를 통해 배출되면서 챔버(112) 및 상부 플런저(90)의 외부 및 내부에 채워진 유체는 저압 상태로 된다.
이때, 상부 플런저(90)의 직선 이동시 상부 플런저(90)에 형성되는 압력차 해소용 유체통로(130,132)에 의해 상부 플런저(90)의 내부와 외부의 압력이 동일하게 되어 상부 플런저(90)의 이동이 원활하게 이루어진다.
그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 하부 플런저(58)의 하부에 충진된 고압의 유체가 지연 링(152)에 의해 하부 플런저(58)의 상부로 이동되는 것이 지연되면서 순간적으로 하부 플런저(58)의 상부와 하부 사이에 압력차가 발생되고, 이 압력차에 의해 하부 플런저(58)가 코일(54)의 전기적인 신호에 따른 이동보다 먼저 이동되면서 밸브 시트(52)의 배출구(68)를 개방한다.
이와 같이, 코일(54)의 전기적인 신호에 의해 상부 플런저(90)가 당기는 힘이 하부 플런저(58)에 작용하기 전에 하부 플런저(58)가 상부와 하부의 압력차에 의해 이동되므로 하부 플런저(58)의 이동이 부드럽게 이루어지고 밸브 작동이 원활하게 이루어질 수 있다.
그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 하부 플런저(58)의 하부에 작용하는 고압의 유체가 하부 플런저(58)의 상부에 작용하여 하부 플런저(58) 및 상부 플런저(90) 전체에 고압의 유체가 작용한 상태로 되고, 배출구(68)는 개방되어 제2유로(22)를 통해 유체가 통과한다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
본 발명은 수소 연료전지시스템의 원료가스가 저장된 고압용기에 유체 제어용 밸브가 설치되어 고압용기로 원료가스를 충전할 때 원료가스의 흐름을 제어하고, 고압용기에 저장된 원료가스를 가스 사용부로 공급할 때 원료가스의 흐름을 제어하는 것으로, 밸브의 작동이 원활하게 이루어질 수 있고, 유체의 압력에 의해 밸브가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (9)

  1. 밸브 바디;
    밸브 바디의 하부에 장착되는 밸브 시트;
    상기 밸브 바디의 외주면에 장착되어 전원이 인가되는 코일;
    상기 밸브 바디의 내면에 장착되는 코어;
    상기 밸브 바디의 내면에 이동 가능하게 배치되고 오리피스가 형성되며, 그 하면에 밸브 시트에 밀착되는 밀착부가 일체로 형성되는 하부 플런저; 및
    상기 하부 플런저의 상측에 직선 이동 가능하게 배치되고 하부 플런저를 연동하여 작동되며, 상기 코일에 전원이 인가되면 직선 이동되고, 상기 오리피스에 밀착되는 작동봉이 형성되는 작동유닛을 포함하고,
    상기 하부 플런저의 외면에는 상기 밸브 바디와 하부 플런저 사이의 틈새로 이동되는 유체의 흐름을 지연시켜 상기 하부 플런저의 상부와 하부 사이에 압력차를 발생시키는 유체 흐름 지연부가 설치되는 것을 특징으로 하는 유체 제어용 솔레노이드 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 바디의 하부에는 원료가스가 출입하는 유입구가 형성되고, 그 상측에는 상기 작동유닛이 장착되는 제1공간부가 형성되고, 그 하측에는 상기 제1공간부에 비해 큰 내경을 갖도록 형성되고 하부 플런저가 장착되는 제2공간부가 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 제어용 솔레노이드 밸브.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유체 흐름 지연부는 상기 하부 플런저의 외면에 둘레방향으로 오목하게 패인 형태로 형성되는 그루브와,
    상기 그루브에 삽입되고 상기 밸브 바디의 내벽면에 접촉되어 상기 밸브 바디와 하부 플런저 사이의 틈새를 막아주는 지연 링을 포함하고,
    상기 지연 링은 상기 그루브에 유동 가능하게 장착되어 유체의 흐름이 상기 지연 링에 의해 지연되어 천천히 이동되는 것을 특징으로 하는 유체 제어용 솔레노이드 밸브.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 작동 유닛은 상기 밸브 바디에 직선 이동 가능하게 설치되고 코일에 전원이 인가되면 직선 운동하는 상부 플런저;
    상기 상부 플런저의 내면에 직선 이동 가능하게 삽입되는 이동로드;
    상기 이동로드와 연동하여 작동되고 상부 플런저의 내면에 직선 이동 가능하게 삽입되며 그 끝부분에 오리피스의 개폐작용을 하는 작동봉이 형성되는 밸브부재; 및
    상기 이동로드와 코어 사이에 설치되어 작동봉이 오리피스에 밀착되도록 탄성력을 제공하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 제어용 솔레노이드 밸브.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이동부재는 메탈 재질로 형성되고, 상기 밸브부재는 상기 작동봉과 오리피스 사이가 접촉될 때 충격을 완화할 수 있도록 비메탈 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 제어용 솔레노이드 밸브.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 하부 플런저는 그 하면에 밸브 시트에 밀착되어 배출구의 개폐작용을 하는 밀착부가 형성되고, 그 중앙에는 관통되게 형성되어 작동봉에 의해 개폐되는 오리피스가 형성되며, 그 상측에는 상부 플런저가 삽입되는 삽입홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 제어용 솔레노이드 밸브.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 상부 플런저의 하측 외면에는 걸림핀이 장착되고, 상기 하부 플런저의 상측에는 상기 걸림핀이 설정된 범위 내에서 상하방향으로 이동 가능하도록 걸림되는 걸림 슬롯이 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 제어용 솔레노이드 밸브.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 상부 플런저에는 상부 플런저의 외부와 내부의 압력차를 해소하도록 유체가 통과하는 압력차 해소용 유체통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 제어용 솔레노이드 밸브.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 압력차 해소용 유체통로는 상부 플런저의 내부와 외부 사이를 연통하는 제1유체통로와, 상기 상부 플런저와 하부 플런저 사이에 형성되는 챔버와 상부 플런저의 외부 사이를 연통하는 제2유체통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 제어용 솔레노이드 밸브.
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