KR20150029825A

KR20150029825A - 솔레노이드 밸브

Info

Publication number: KR20150029825A
Application number: KR20130108356A
Authority: KR
Inventors: 조충희
Original assignee: 주식회사 엑시언
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2015-03-19

Abstract

본 발명의 솔레노이드 밸브는, 유입유로와 배출유로가 형성되며, 상기 유입유로와 배출유로가 연통되도록 밸브수용부가 형성된 바디와, 상기 밸브수용부에 설치되며, 상기 배출유로를 개폐하는 메인밸브와, 상기 메인밸브가 왕복 운동하도록 구비되는 솔레노이드 조립체 및 상기 메인밸브에 설치되는 체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메인밸브에 형성되는 밸브유로와, 상기 밸브유로에 설치되는 체크밸브와, 중공이 형성되며 상기 밸브유로를 마감하도록 구비되는 마감부재와, 상기 체크밸브와 마감부재 사이에 개재되어 상기 체크밸브가 상기 밸브유로를 폐쇄하도록 탄성력을 인가하는 체크밸브 스프링이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 배출유로에서 역압이 인가되면 상기 체크밸브가 밸브유로를 폐쇄하여 상기 메인밸브가 개방되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 솔레노이드 밸브에 전원이 인가되지 않을 경우에 메인밸브에 형성된 밸브유로와 상기 밸브유로에 설치되는 체크밸브의 구성에 의해 가스주입구에서 역압이 작용하면 상기 메인밸브가 상승하여 유로가 개방되어진다.
즉, 가스주입 시에 솔레노이드 밸브를 거쳐 가스저장장치로 이송이 가능하여 별도의 가스주입유로를 구비할 필요가 없어 시스템 구축 비용이 절감되는 효과가 있다

Description

솔레노이드 밸브{SOLENOID VALVE}

본 발명은 솔레노이드 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고압가스 시스템에 설치되어 유로의 개폐를 제어함과 동시에 가스주입이 가능하도록 구성된 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 솔레노이드 밸브는 전원이 인가될 때 코어의 자화가 발생하여 그 흡인력으로 플런저가 이동됨에 따라, 기체 또는 액체 등의 유체가 유동하는 유로를 개폐하거나 전환해주는 기능을 수행하는 장치이며, 고압가스 시스템 등 다방면의 유체 제어 장치에 사용되며 해당 고압가스 시스템의 유로에 설치되어 해당 유로를 개폐 제어한다.

이와 같은 솔레노이드 밸브에 관한 대표적인 예가 본 출원인이 선출원한 하기 특허문헌 1(이하, 종래기술)의 '솔레노이드 밸브'에 개시되어 있다.

하지만, 종래기술의 솔레노이드 밸브는 고압가스 시스템의 가스주입구의 전단에 장착되며, 만일 가스주입구의 후단에 위치할 경우 별도의 유로를 더 구성해야 가스의 충전이 가능하다.

이것은, 솔레노이드 밸브에 전원이 인가되지 않아 유로가 폐쇄되어 있으면 가스주입구를 통해 유입되는 가스가 봄베 등의 저장 장치로 이송되지 않기 때문이다.

이로 인해, 고압가스 시스템의 구성이 복잡해지고 가공부 및 체결부가 증대되어 원가 상승의 요인으로 작용하게 된다.

따라서, 솔레노이드 밸브에 체크 밸브를 이중으로 적용하여 역류 기능을 갖춤으로써, 솔레노이드 밸브가 가스주입구 후단에 위치하더라도 고압가스 시스템의 충전이 가능한 솔레노이드 밸브의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

한국공개특허 제2013-0015295호 (2013.02.14. 공개)

본 발명은 전술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 2중 플런저 방식을 적용하여 고압가스를 제어하기 용이한 솔레노이드 밸브를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 2중 플런저 방식에 체크 밸브를 적용함으로써, 별도의 가스충전유로를 구비하지 않더라도 가스충전이 가능한 솔레노이드 밸브를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 솔레노이드 밸브는, 유입유로와 배출유로가 형성되며, 상기 유입유로와 배출유로가 연통되도록 밸브수용부가 형성된 바디; 상기 밸브수용부에 설치되며, 상기 배출유로를 개폐하는 메인밸브; 상기 메인밸브가 왕복 운동하도록 구비되는 솔레노이드 조립체; 및 상기 메인밸브에 설치되는 체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 메인밸브에 형성되는 밸브유로와, 상기 밸브유로에 설치되는 체크밸브와, 중공이 형성되며 상기 밸브유로를 마감하도록 구비되는 마감부재와, 상기 체크밸브와 마감부재 사이에 개재되어 상기 체크밸브가 상기 밸브유로를 폐쇄하도록 탄성력을 인가하는 체크밸브 스프링이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배출유로에서 역압이 인가되면 상기 체크밸브가 밸브유로를 폐쇄하여 상기 메인밸브가 개방되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 솔레노이드 조립체는, 상기 바디의 개방된 단부를 마감하도록 상기 밸브수용부에 나사결합되는 슬리브와, 상기 슬리브에 고정되는 코어와, 상기 슬리브에 수용되어 상기 코어의 자화에 따라 승강하고, 일측이 상기 메인밸브와 결합되는 플런저와, 상기 슬리브에 고정되며 코일이 권취되는 보빈과, 상기 보빈을 수용하는 하우징 및 상기 코어와 플런저 사이에 개재되어 상기 플런저가 메인밸브 방향으로 이동하도록 탄성력을 인가하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 플런저의 단부에는 상기 밸브유로를 개폐시키는 시트가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 플런저의 길이방향에 대해 수직하게 관통되어 상기 플런저의 양측으로 돌출되는 연결핀이 더 구비되며, 상기 메인벨브에는 상기 연결핀의 돌출된 양측 단부가 끼워지는 장공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징을 감싸는 'ㄷ'자 형성의 브라켓이 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 슬리브의 측면에 형성되며 상기 밸브수용부와 밸브유로가 연통되는 연결유로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유입유로를 마감하는 입구포트와 상기 배출유로를 마감하는 출구포트가 더 구비되며, 상기 입구포트에는 이물질을 차단하는 필터가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 체크밸브는 탄성체로 구비되며, 상기 마감부재는 나사결합방식으로 체결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 메인밸브의 원주면에 설치되며, 상기 배출유로에서 역압이 인가 시에 발생되는 충격파 또는 와류 및 진동에 의한 측면 떨림 현상을 제거하도록 O링 슬라이드가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배출유로에서 역압이 인가되어 메인밸브가 승강할 시에 내부에 작용하는 벤츄리 효과(Venturi Effect)에 의해 상기 슬리브 상부에 가스 유입이 차단되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 솔레노이드 밸브에 따르면, 고압가스가 흐르는 솔레노이드 밸브의 배출유로를 개폐하도록 구성된 메인밸브의 밸브유로가 플런저의 이동에 의해 먼저 개방된 후, 메인밸브 하부에서 작용하는 압력에 의해 메인밸브가 상승하면서 솔레노이드 밸브의 배출유로가 개방됨으로써 솔레노이드 밸브의 작동이 안정적으로 이루어지는 효과가 있다. 즉, 높은 압력에서도 약한 기자력으로 유로를 개방할 수 있게 된다.

또한, 브라켓이 솔레노이드 밸브 하우징의 외면과 하면을 감싸도록 형성되어 코어의 누설자속을 최소화하게 된다.

또한, 입구포트 내부에 설치된 필터가 입구포트를 통해 유입되는 고압가스 중에 포함된 이물질을 모두 걸러냄으로써 이물질에 의한 솔레노이드 밸브의 막힘 등에 의한 오작동을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 솔레노이드 밸브에 전원이 인가되지 않을 경우에 메인밸브에 형성된 밸브유로와 상기 밸브유로에 설치되는 체크밸브의 구성에 의해 상기 배출유로로 역압이 인가되면 상기 메인밸브가 상승하여 유로가 개방되어진다. 즉, 가스주입 시에 솔레노이드 밸브를 거쳐 가스저장장치로 이송이 가능하여 별도의 가스주입유로를 구비할 필요가 없어 시스템 구축 비용이 절감되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 솔레노이드 밸브의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브를 도시한 분해사시도이다.
도 3은 도 2의 조립도이다.
도 4는 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 단면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 제1작동상태도이다.
도 6은 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 제2작동상태도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브를 도시한 분해사시도이고, 도 3은 도 2의 조립도이며, 도 4는 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 단면도이고, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 제1작동상태도이며, 도 6은 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 제2작동상태도이다.

도 2 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브(A)는, 유입유로(102)와 배출유로(104)가 형성되며, 상기 유입유로(102)와 배출유로(104)가 연통되도록 밸브수용부(106)가 형성된 바디(100)와, 상기 밸브수용부(106)에 설치되며, 상기 배출유로(104)를 개폐하는 메인밸브(200)와, 상기 메인밸브(200)가 왕복 운동하도록 구비되는 솔레노이드 조립체(300) 및 상기 메인밸브(200)에 설치되는 체크밸브(400)를 포함한다.

먼저, 상기 유입유로(102)와 배출유로(104)는 상기 밸브수용부(106)와 연통되도록 형성된다.

그리고, 상기 바디(100)에는 메인밸브(200)가 수용되는 밸브공(108)이 형성된다.

즉, 상기 유입유로(102)를 통해 유입된 고압가스는 밸브수용부(106)에 수용된 메인밸브(200)의 개폐 여부에 따라 상기 밸브공(108)을 거쳐 배출유로(104)로 이송된다.

또한, 상기 바디(100)는 황동 및 알루미늄을 단조 이외에 반응고주조 공법으로 제작할 수 있다.

그리고, 상기 바디(100)는 유입유로(102)와 배출유로(104)를 제외하고도 2개의 포트가 더 형성된 4웨이(Way) 구조로 형성되어 압력게이지 및 압력센서의 장착에 용이하다. 즉, 상기 바디(100)를 평면에서 바라볼 때, 상기 바디(100)는 '十'자 형태로 형성된다.

한편, 상기 솔레노이드 조립체(300)는, 상기 바디(100)의 개방된 단부를 마감하도록 상기 밸브수용부(106)에 나사결합되는 슬리브(302)와, 상기 슬리브(302)에 고정되는 코어(306)와, 상기 슬리브(302)에 수용되어 상기 코어(306)의 자화에 따라 승강하고, 일측이 상기 메인밸브(200)와 결합되는 플런저(308)와, 상기 슬리브(302)에 고정되며 코일(312)이 권취되는 보빈(310)과, 상기 보빈(310)을 수용하는 하우징(314) 및 상기 코어(306)와 플런저(308) 사이에 개재되어 상기 플런저(308)가 메인밸브(200) 방향으로 이동하도록 탄성력을 인가하는 스프링(316)으로 구성된다.

그리고, 상기 하우징(314)에는 외부 전원을 공급받기 위한 커넥터(315)가 일체로 사출 형성되어 상기 하우징(314)의 외관을 심플하게 한다.

더욱이, 상기 보빈(310)은 권취릴 형태로 형성되어 있어 코일(312)이 감기기에 적합한 형태로써, 양산에 매우 적합한 구조이다.

그리고, 상기 슬리브(302)는 밸브수용부(106)에 착탈 가능하게 나사 결합되며, 상기 코어(306)와 플런저(308)가 수용되는 슬리브(302)의 상부는 상기 하우징(314)의 내부에 삽입되어 설치된다.

한편, 상기 코어(306)의 하단부는 하우징(314) 뿐만 아니라 슬리브(302)의 상면을 관통하는 한편, 상기 코어(306)의 상단부에는 하우징(314) 외측에서 너트(301)가 코어(306)에 체결되어 상기 코어(306)를 하우징(314)에 관통된 상태로 고정시키게 된다. 이때, 후술하는 브라켓(318)도 결합되는 것이 바람직하다.

또한, 상기와 같이 설치된 코어(306)와 이격된 하부에는 플런저(308)가 슬리브(302)의 하단부를 관통하여 설치되고, 상기 플런저(308)와 코어(306) 사이에는 솔레노이드 스프링(316)이 설치되어 플런저(308)를 탄력 지지하게 된다. 이때, 상기 스프링(316)은 그 양단부가 각각 코어(306)와 플런저(304)에 삽입되어 구비됨으로써 안정적인 압축작동이 이루어질 수 있게 된다.

한편, 상기 메인밸브(200)에 형성되는 밸브유로(202)와, 상기 밸브유로(202)에 설치되는 체크밸브(400)와, 중공이 형성되며 상기 밸브유로(202)를 마감하도록 구비되는 마감부재(402)와, 상기 체크밸브(400)와 마감부재(402) 사이에 개재되어 상기 체크밸브(400)가 상기 밸브유로(202)를 폐쇄하도록 탄성력을 인가하는 체크밸브 스프링(404)이 더 포함된다.

또한, 상기 메인밸브(200)는 내부가 중공형으로 형성되며, 상기 유입유로(102)를 통과한 고압가스를 상기 밸브유로(202)로 전달하도록 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 체크밸브(400)는 탄성체로 구비되며, 상기 마감부재(402)는 나사결합방식으로 상기 메인밸브(200)에 체결된다.

즉, 상기 유입유로(102)를 통해 유입된 고압가스는 상기 체크밸브(400)의 순방향으로 압력을 인가하여 상기 밸브유로(202)가 개방됨에 따라, 유입된 고압가스는 상기 배출유로(104)로 이송된다.

이때, 상기 플런저(308)의 단부에는 상기 밸브유로(202)를 개폐시키는 시트(500)가 설치되며, 상기 시트(500)가 플런저(308)의 하단부에 착탈 가능하게 고정 결합되도록 구비되는 시트 고정부재(502)가 더 포함된다.

이로써, 상기 솔레노이드 조립체(300)에 전원이 인가되지 않아 플런저(308)에 결합된 시트(500)가 밸브유로(202)를 차단하면 상기 연결유로(302`)를 통해 유입된 고압가스는 메인밸브(200) 내부에 머물게 된다. 그리고 상기 솔레노이드 조립체(300)에 전원이 인가되어 플런저(308)와 시트(500)가 승강함에 따라 상기 밸브유로(202)가 개방되면 메인밸브(200) 내부의 고압가스는 배출유로(104)로 유입되고, 상기 슬리브(302) 내부의 고압가스가 배출되어 플런저(308)와 코어(306)가 완전히 밀착됨에 따라 상기 메인밸브(200)가 승강하여 상기 밸브공(108)을 개방하게 된다.

그리고, 상기 유입유로(102)로 유입된 고압가스는 메인밸브(200)의 내부를 통하지 않고 바로 밸브공(108)을 거쳐 배출유로(104)를 통해 신속하게 배출된다.

또한, 상기 배출유로(104)에서 역압이 인가되면 상기 체크밸브(400)가 밸브유로(202)를 폐쇄하여 상기 메인밸브(200)가 개방된다.

따라서, 상기 배출유로(104)를 통해 역압으로 유입된 고압가스는 상기 체크밸브(400)의 역방향으로 압력을 인가하여 상기 밸브유로(202)가 폐쇄됨에 따라, 상기 메인밸브(200)가 상승하게 되어 상기 밸브공(108)은 개방된다.

이때, 상기 메인밸브(200)의 원주면에 설치되며, 상기 배출유로에서 역압이 인가 시에 발생되는 충격파 또는 와류 및 진동에 의한 측면 떨림 현상을 제거하도록 O링 슬라이드(208)가 더 구비된다.

이에 따라, 가스 시스템 방식에서 공급유로와 충전유로를 별도로 구비하는 종래의 가스 시스템 방식과는 달리, 본 발명의 솔레노이드 밸브를 적용한 가스 시스템은 공급유로와 충전유로를 복합적으로 사용할 수 있어 시스템 구축 비용과 장치의 유지보수가 용이한 장점을 지니게 된다.

또한, 상기 하우징(314)을 감싸는 'ㄷ'자 형상의 비자성체 브라켓(318)이 구비되어 상기 코어(306)의 누설자속을 최소화하여 흡인력의 효율을 극대화하게 된다.

더불어, 상기 브라켓(318)은 하우징(314)의 조립 시에 설치되어 이전에 개발된 솔레노이드 하우징의 마지막 제조공정에서 인서트 사출에 의해 일체로 성형하는 것에 비해 조립성이 향상된다.

덧붙여, 본 발명에 적용된 솔레노이드 조립체(300)는 종래기술에 적용된 솔레노이드 방식과 같은 범주에서 해석될 수 있다.

그리고, 상기 플런저(308)의 길이방향에 대해 수직하게 관통되어 상기 플런저(308)의 양측으로 돌출되는 연결핀(204)이 더 구비되며, 상기 메인벨브(200)에는 상기 연결핀(204)의 돌출된 양측 단부가 끼워지는 장공(206)이 형성된다.

이에 따라, 상기 연결핀(204)이 장공(206) 및 플런저(308)를 가로질러 설치됨에 따라 상기 플런저(308)와 메인밸브(200)는 상호 연결된다.

그리고, 상기 배출유로(104)에서 인가되는 역압에 의해 상기 메인밸브(200)가 상승하면 상기 O링 슬라이드(208)의 기밀 작용 때문에 인가된 역압이 상기 플런저(308)의 상부로 전달되지 않는다.

이에 따라, 상기 플런저(308)의 상부로 압력이 전달되어 발생하는 힘의 평형 상태를 방지함으로써, 외부의 충격 및 유로의 형상, 유속, 압력에 따라 상기 메인밸브(200)의 개폐 동작이 지속 또는 반복적으로 이루어져 정상적인 충전이 어렵고 소음이 발생하는 문제점을 방지하게 된다.

더욱이, 상기 O링 슬라이드(208)이 메인밸브(200)의 양측면을 안정적으로 받쳐주기 때문에 유체 이동 시에 와류로 인한 상기 메인밸브(200)의 측면 진동을 상쇄할 수 있다.

그리고, 상기 코어(306)의 흡인력에 의해 플런저(308)가 상승하는 경우, 먼저 시트(500)가 상승하여 상기 연결핀(204)은 장공(206)의 상부에 밀착되고, 이후 압력의 평형에 의해 플런저(308)는 다시 상승하여 장공(206) 상부에 밀착된 연결핀(204)이 메인 밸브(200)를 상승시켜 밸브공(108)을 개방시키게 된다.

이에 따라, 고압가스가 흐르는 상기 바디(100)의 밸브수용부(106) 상에 구성된 메인밸브(200)의 밸브유로(202)가 플런저(308)의 이동에 의해 먼저 개방된 후, 메인 밸브(200) 하부에서 작용하는 압력에 의해 메인밸브(200)가 상승하면서 상기 바디(100)의 밸브공(108)이 개방됨으로써, 솔레노이드 밸브의 작동이 안정적으로 이루어지는 효과가 있다. 즉, 높은 압력에서도 약한 기자력으로 배출유로(104)를 개방할 수 있게 된다.

덧붙여, 상기 슬리브(302)에 형성되며 상기 밸브수용부(106)와 밸브유로(202)가 연통되는 연결유로(302`)가 형성된다.

따라서, 상기 유입유로(102)를 통해 유입된 고압가스는 상기 슬리브(302)에 형성된 연결유로(302`)를 통해 상기 메인밸브(200)의 내부로 유입되어 밸브유로(202)로 이송되어 진다.

이때, 상기 배출유로(104)에서 역압이 인가되어 메인밸브(200)가 상승될 경우에 상기 연결유로(302`)를 통해 솔레노이드 조립체(300) 내부로 가스가 유입되지는 않는다. 이유는, 음속과 유사한 고압가스의 유속에 따라 충전압이 높더라도 솔레노이드 밸브(A) 내부에 작용하는 벤츄리 효과(Venturi Effect)로 인해 고압가스는 슬리브(302) 내부로 유입되지 못하게 된다.

한편, 상기 유입유로(102)를 마감하는 입구포트(110)와 상기 배출유로(104)를 마감하는 출구포트(120)가 더 구비되며, 상기 입구포트(110)에는 이물질을 차단하는 필터(114)가 구비된다.

이때, 상기 입구포트(110)는 바디(100)에 착탈 가능하게 나사 결합되는 중공의 피팅부재로써, 상기 입구포트(110)와 바디(100) 사이에는 압축 코일 스프링(112)과 필터(114)가 순차적으로 설치되고, 상기 필터(114)는 스프링(112)에 의해서 바디(100)의 내측면에 진동이나 유격없이 견고하게 밀착되어 설치된다.

이에 따라, 상기 바디(100)에 설치된 입구포트(110)로 유입되는 고압가스는 상기 필터(114)를 통과하면서 고압가스 중에 포함된 이물질을 걸러 순수한 가스만이 상기 바디(100) 내부로 유입되어 출구포트(120)로 배출된다. 즉, 이물질에 의한 솔레노이드 밸브(A)의 막힘 등에 의한 오작동을 미연에 방지할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 동작을 설명한다.

이때, 본 발명의 솔레노이드 밸브(A)의 동작은 상기 유입유로(102)로 유입되어 메인밸브(200)를 지나 상기 배출유로(104)로 이송되도록 도 5a 내지 도 5c에 도시된 제1동작과, 상기 배출유로(104)에서 역방향으로 유입되어 메인밸브(200)를 지나 상기 유입유로(102)로 이송되도록 도 6에 도시된 제2동작으로 구분된다.

먼저, 제1동작에 있어서 도 5a에 도시한 바와 같이 솔레노이드 밸브(A)의 바디(100)의 입구포트(110)로 고압가스가 유입되면, 상기 필터(114)에 의해서 고압가스 중의 이물질이 걸러져 순수한 가스만이 유입된다. 이후 유입유로(102)를 통해 유입된 고압가스는 상기 슬리브(302)와 바디(100)의 나사 사이로 유입되어 슬리브(302)의 나사산 끝단에 준공되어 있는 슬리브(302) 측면의 연결유로(302`)를 통과한다. 하지만 노멀 클로징(Normal Closing) 상태인 상기 메인밸브(200)와 시트(500)에 의해서 외부로 유출되지 않는다.

한편, 이와 같이 입구포트(110)와 유입유로(102)를 통해 바디(100) 내부로 유입된 고압가스는 고압센서(미도시)에 의해 감지되고, 이러한 감지신호에 따라 제어부가 상기 하우징(314)의 커넥터(315)를 통해 코일(312)로 전원(전류)를 공급하게 된다.

그러면, 코일(312)에 전원이 공급됨에 따라 연자성체인 코어(306)는 자석으로 변하게 되고, 이와 같이 자화된 코어(306)는 플런저(308)를 끌어당기게 된다.

따라서, 상기 플런저(308)는 코어(306)에 의한 흡인력에 의해 메인밸브(200)로부터 분리되어 일부 상승되고, 상기 플런저(308)의 상승에 의해 시트(500)는 도 5b와 같이 플런저(308)와 함께 상승하면서 실링하고 있던 메인밸브(200)의 밸브유로(202)를 개방시키게 된다.

이때, 상기 메인밸브(200)에 설치된 체크밸브(400)에 정방향으로 압력이 작용하여 상기 체크밸브(400)와 마감부재(402) 사이에 개재된 스프링(404)이 압축되고, 상기 메인밸브(200) 내부의 고압가스는 개방된 밸브유로(202)를 따라 마감부재(402)를 통과해 상기 배출유로(104)로 이송된다.

이와 같이, 상기 메인밸브(200)의 밸브유로(202)가 개방됨에 따라 상기 바디(100) 내부로 유입된 고압가스는 도 5b의 화살표와 같이 메인밸브(200)의 밸브유로(202)를 지나 흐르게 된다.

이후, 상기와 같이 메인밸브(200)를 통하는 고압가스에 의한 메인밸브(200)의 주변 압력 즉, 상기 메인밸브(200)의 상부에서 메인밸브(200)를 누르는 압력과 메인밸브(200)의 하부에서 메인밸브(200)를 상부로 밀어주는 전체 압력이 평행이 될 때, 메인밸브(200)가 도 5c에서와 같이 상승되어 바디(100)의 밸브공(108)을 완전히 개방시키게 된다.

따라서, 바디(100)의 입구포트(110)와 유입유로(102)를 통해 바디(100) 내부로 유입된 고압가스는 메인밸브(200)를 거치지 않고 개방된 바디(100)의 밸브공(108)을 통해 배출유로(104)로 직접 흘러 배출된다.

그리고, 코일(312)에 공급되던 전원이 차단되면 코어(306)가 비자화됨으로써 상승된 플런저(308)에 의해서 플런저(308)와 코어(306) 사이에서 압축되어 있던 스프링(316)의 본원력에 의해 상기 플런저(308)가 원상태로 하강하게 되고, 이러한 플런저(308)의 하강으로 인해 상승되어 있던 메인밸브(200) 역시도 원상태로 하강하여 도 5a와 같이 상기 바디(100)의 밸브공(108)을 다시 차단(실링)하게 된다.

한편, 제2동작에 있어서 도 6에 도시한 바와 같이 솔레노이드 밸브(A)에 전원(전류)이 인가되지 않을 경우에 상기 바디(100)의 출구포트(120)와 배출유로(104)에 가스주입구(미도시)로부터 고압가스가 유입되면 상기 밸브공(108)을 차단하고 있는 메인밸브(200)에 압력이 인가된다.

그리고, 상기 메인밸브(200)에 설치된 마감부재(402)의 중공을 통해 밸브유로(202)로 유입되고 상기 밸브유로(202)에 설치된 체크밸브(400)에 역방향으로 압력이 인가되어 상기 밸브유로(202)는 폐쇄되고 가스주입구(미도시)로부터 유입되는 고압가스의 압력에 의해 상기 메인밸브(200)는 상승하게 된다.

따라서, 가스주입구(미도시)로부터 상기 바디(100)의 출구포트(120)와 배출유로(104)를 통해 바디(100) 내부로 유입된 고압가스는 메인밸브(200)에 설치된 체크밸브(400)를 통해 상기 메인밸브(200)를 상승시키게 되고, 개방된 바디(100)의 밸브공(108)을 통해 유입유로(102)로 직접 흘러 가스저장장치(미도시)로 유입된다.

그리고, 가스주입구(미도시)에서 유입되는 고압가스가 차단될 경우에 상기 솔레노이드 조립체(300)에 설치된 스프링(316)의 복원력에 의해 상기 메인밸브(200)는 밸브공(108)을 차단(실링)하도록 하강된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 이때, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 고려해야 할 것이다.

예를 들어, 전술한 설명에서는 고압가스 시스템에 사용되는 솔레노이드 밸브를 설명하였지만, 이를 특별히 한정하는 것은 아니며, 다양한 종류의 유체(저압가스, 액체, 기체 등)를 개폐하는 솔레노이드 밸브에 적용될 수 있음을 밝혀둔다.

A : 솔레노이드 밸브 100 : 바디
102 : 유입유로 104 : 배출유로
106 : 밸브수용부 108 : 밸브공
110 : 입구포트 112 : 입구포트 스프링
114 : 필터 120 : 출구포트
200 : 메인밸브 202 : 밸브유로
204 : 연결핀 206 : 장공
208 : O링 슬라이드 300 : 솔레노이드 조립체
302 : 슬리브 302` : 연결유로
306 : 코어 308 : 플런저
310 : 보빈 312 : 코일
314 : 하우징 315 : 커넥터
316 : 스프링 318 : 브라켓
400 : 체크밸브 402 : 마감부재
404 : 체크밸브 스프링 500 : 시트
502 : 시트 고정부재

Claims

유입유로와 배출유로가 형성되며, 상기 유입유로와 배출유로가 연통되도록 밸브수용부가 형성된 바디;
상기 밸브수용부에 설치되며, 상기 배출유로를 개폐하는 메인밸브;
상기 메인밸브가 왕복 운동하도록 구비되는 솔레노이드 조립체; 및
상기 메인밸브에 설치되는 체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
제 1항에 있어서,
상기 메인밸브에 형성되는 밸브유로와, 상기 밸브유로에 설치되는 체크밸브와, 중공이 형성되며 상기 밸브유로를 마감하도록 구비되는 마감부재와, 상기 체크밸브와 마감부재 사이에 개재되어 상기 체크밸브가 상기 밸브유로를 폐쇄하도록 탄성력을 인가하는 체크밸브 스프링이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
제 2항에 있어서,
상기 배출유로에서 역압이 인가되면 상기 체크밸브가 밸브유로를 폐쇄하여 상기 메인밸브가 개방되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
제 3항에 있어서,
상기 솔레노이드 조립체는,
상기 바디의 개방된 단부를 마감하도록 상기 밸브수용부에 나사결합되는 슬리브와, 상기 슬리브에 고정되는 코어와, 상기 슬리브에 수용되어 상기 코어의 자화에 따라 승강하고, 일측이 상기 메인밸브와 결합되는 플런저와, 상기 슬리브에 고정되며 코일이 권취되는 보빈과, 상기 보빈을 수용하는 하우징 및 상기 코어와 플런저 사이에 개재되어 상기 플런저가 메인밸브 방향으로 이동하도록 탄성력을 인가하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
제 4항에 있어서,
상기 플런저의 단부에는 상기 밸브유로를 개폐시키는 시트가 설치되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
제 4항에 있어서,
상기 플런저의 길이방향에 대해 수직하게 관통되어 상기 플런저의 양측으로 돌출되는 연결핀이 더 구비되며, 상기 메인벨브에는 상기 연결핀의 돌출된 양측 단부가 끼워지는 장공이 형성되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
제 4항에 있어서,
상기 하우징을 감싸는 'ㄷ'자 형성의 브라켓이 구비되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
제 4항에 있어서,
상기 슬리브의 측면에 형성되며 상기 밸브수용부와 밸브유로가 연통되는 연결유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
제 1항에 있어서,
상기 유입유로를 마감하는 입구포트와 상기 배출유로를 마감하는 출구포트가 더 구비되며, 상기 입구포트에는 이물질을 차단하는 필터가 구비되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
제 2항에 있어서,
상기 체크밸브는 탄성체로 구비되며, 상기 마감부재는 나사결합방식으로 체결되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
제 3항에 있어서,
상기 메인밸브의 원주면에 설치되며, 상기 배출유로에서 역압이 인가 시에 발생되는 충격파 또는 와류 및 진동에 의한 측면 떨림 현상을 제거하도록 O링 슬라이드가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
제 3항에 있어서,
상기 배출유로에서 역압이 인가되어 메인밸브가 승강할 시에 내부에 작용하는 벤츄리 효과(Venturi Effect)에 의해 상기 슬리브 상부에 가스 유입이 차단되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.