KR20140105182A

KR20140105182A - 솔레노이드 밸브

Info

Publication number: KR20140105182A
Application number: KR1020130019103A
Authority: KR
Inventors: 이종천; 고동필
Original assignee: 이종천; 고동필
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2014-09-01
Anticipated expiration: 2033-02-22
Also published as: KR101463329B1

Abstract

본 발명은 솔레노이드 밸브에 관한 것이다. 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 유입포트, 배출포트 및 밸브시트를 포함하는 밸브몸체 유닛과, 코일유닛과, 밸브몸체 유닛에 안착되어 코일유닛에 의한 전자기력과 탄성력에 의해 밸브시트를 개폐시키는 플런저 유닛을 포함하는 솔레노이드 밸브에 있어서, 플런저 유닛은; 하단에 탄성체 홈이 형성되고 코일유닛에 의해 자성을 갖는 고정코어; 고정코어의 하부에서 전자기력과 탄성력에 의해 승강하고, 상부의 탄성체 삽입홀, 하부의 패킹 홀, 탄성체 삽입홀과 패킹 홀을 연결하는 내부 관통홀, 패킹 홀의 측벽을 관통하는 하측면 관통홀 및 상승 시 고정코어 하부공간의 유체가 배출되도록 상단에서 원통형 측면을 따라 형성된 다수의 측면 유로홈을 포함하는 플런저; 일단이 탄성체 홈에 삽입되고 타단이 탄성체 삽입홀에 삽입되어 플런저에 탄성력을 제공하는 제1 스프링; 패킹 홀에 삽입되고 플런저의 승강에 따라 유입포트와 배출 포트 사이의 유로 상의 밸브시트를 개폐하는 플런저 패킹; 패킹 홀에 삽입되고 플런저 상승 시 플런저 패킹의 하부 압력과의 평형력을 플런저 패킹으로 제공하는 제2 스프링; 및 코일유닛에 삽입되고 고정코어 및 플런저를 감싸며 플런저의 승강통로를 형성하고 측면 유로홈 및 하측면 관통홀을 통한 유체의 흐름이 원활하도록 하부에 확관부가 형성된 플런저 하우징;을 포함하는, 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브가 제안된다.

Description

솔레노이드 밸브{SOLENOID VALVE}

본 발명은 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 솔레노이드 밸브는 유체가 유동하는 유로를 개폐하거나 전환해주는 기능을 수행하는 장치로서, 코일에 전원을 공급함으로써 발생하는 전자기력을 이용하여 플런저를 이동시켜 유로 상의 밸브시트의 개구를 개폐시킨다.

일반적으로 솔레노이드 밸브는 전자기력과 탄성력을 이용하여 플런저를 승강시키는데, 플런저의 상부 이동 공간에 유입된 유체가 플런저의 상승 시 신속하게 빠져나가지 못하면 신속하고 정밀한 제어가 이루어지기 어렵다.

또한, 이물에 의해 밸브시트의 밀폐가 막히거나 플런저 패킹에 의한 밀폐가 균일하지 않아 유체가 누설되는 것들을 방지할 필요가 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0027040호(2011. 03. 16. 공개)

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 플런저의 상부 이동공간의 유체의 흐름을 원활하게 하여 신속하고 정밀한 제어가 이루어질 수 있는 구조의 솔레노이드 밸브를 제안하고자 한다.

전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 하나의 모습에 따라, 유입포트, 배출포트 및 밸브시트를 포함하는 밸브몸체 유닛과, 코일유닛과, 밸브몸체 유닛에 안착되어 코일유닛에 의한 전자기력과 탄성력에 의해 밸브시트를 개폐시키는 플런저 유닛을 포함하는 솔레노이드 밸브에 있어서, 플런저 유닛은; 하단에 탄성체 홈이 형성되고 코일유닛에 의해 자성을 갖는 고정코어; 고정코어의 하부에서 전자기력과 탄성력에 의해 승강하고, 상부의 탄성체 삽입홀, 하부의 패킹 홀, 탄성체 삽입홀과 패킹 홀을 연결하는 내부 관통홀, 패킹 홀의 측벽을 관통하는 하측면 관통홀 및 상승 시 고정코어 하부공간의 유체가 배출되도록 상단에서 원통형 측면을 따라 형성된 다수의 측면 유로홈을 포함하는 플런저; 일단이 탄성체 홈에 삽입되고 타단이 탄성체 삽입홀에 삽입되어 플런저에 탄성력을 제공하는 제1 스프링; 패킹 홀에 삽입되고 플런저의 승강에 따라 유입포트와 배출 포트 사이의 유로 상의 밸브시트를 개폐하는 플런저 패킹; 패킹 홀에 삽입되고 플런저 상승 시 플런저 패킹의 하부 압력과의 평형력을 플런저 패킹으로 제공하는 제2 스프링; 및 코일유닛에 삽입되고 고정코어 및 플런저를 감싸며 플런저의 승강통로를 형성하고 측면 유로홈 및 하측면 관통홀을 통한 유체의 흐름이 원활하도록 하부에 확관부가 형성된 플런저 하우징;을 포함하는, 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브가 제안된다.

이때, 하나의 예에서, 유입포트와 연결되게 밸브시트 주위에 형성된 밸브몸체 유닛의 밸브실 홈을 덮고 밸브시트 상에 안착되어 플런저 패킹에 의해 개폐됨으로써 밸브시트를 개폐시키는 다이아프램 밸브를 더 포함할 수 있다. 이때, 다이아프램 밸브는: 밸브실 홈 상측에 형성된 블리딩홀 및 밸브시트 상측에 형성된 센터홀을 구비하되, 밸브실 홈을 커버하며 밸브시트 상에 안착되고, 플렉시블 재질로 이루어져 플런저의 상승 시 밸브실 홈으로 유입되는 유체와 블리딩홀을 통과한 상부공간 유체의 압력 차에 의해 밸브시트를 오픈시키는 다이아프램 시트; 및 센터홀에 삽입되며 밸브시트와 연결된 유로를 형성하고 플런저 패킹에 의해 개폐되는 보조밸브시트;를 포함할 수 있다.

또한, 하나의 예에 따르면, 플런저 유닛은 제2 스프링에 의한 탄성력을 플런저 패킹의 중심으로 전달하여 플런저 패킹의 수평을 유지시키도록 하부 중간에 원추형 돌기가 형성된 패킹 수평 유지체를 더 포함할 수 있다.

이때, 또 하나의 예에서, 플런저 패킹은 하부에 측벽이 테이퍼진 시트 안착홈이 형성되고, 플런저 패킹이 안착되는 밸브시트 또는 보조밸브시트의 상단이 안착홈에 매치되도록 테이퍼질 수 있다.

또는, 다른 하나의 예에서, 플런저 패킹은 밸브시트 또는 보조밸브시트 상에 안착되는 하부 영역에 반구형 곡면 돌기가 형성될 수 있다.

또한, 하나의 예에서, 고정코어의 하단의 탄성체 홈 둘레에 고리형 홈이 형성되고, 고리형 홈에 코일유닛의 교류전압 구동 시 소음을 감소시키기 위한 쉐이딩 코일이 삽입될 수 있다.

또 하나의 예에 따르면, 코일유닛은 플런저 하우징이 삽입 관통하는 코일부 및 코일부를 관통한 플런저 하우징의 두부를 결착 고정하는 고정부를 포함하고, 고정코어는 상측 둘레를 따라 둘레 홈이 형성되고, 플런저 하우징은 둘레 홈에 대응하여 외부 둘레를 따라 결착홈이 형성되어 고정부에 결착 고정될 수 있다.

또한, 하나의 예에 있어서, 솔레노이드 밸브는 가스 유로 개폐용 밸브일 수 있다.

또 하나의 예에서, 솔레노이드 밸브는 냉동사이클용 밸브일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라, 플런저의 상부 이동공간의 유체의 흐름을 원활하게 하여 신속하고 정밀한 제어가 이루어질 수 있다.

또한, 플런저에 탄성력을 제공하는 스프링의 기계적 마찰에 의해 생성되는 이물을 유체의 유동에 따라 쉽게 배출시킬 수 있고, 그에 따라 밸브시트의 막힘을 예방할 수 있어 밸브의 정밀제어가 가능할 수 있다.

또한, 하나의 예에 따라, 플런저 패킹의 중심으로 탄성력을 집중시킬 수 있도록 하여 플런저 패킹에 의한 균일한 밀폐가 가능하도록 할 수 있다.

또 하나의 예에 따라, 플런저 패킹의 하부 구조를 개선하여 밸브시트 또는 보조밸브시트와 플런저 패킹 사이의 밀폐 불균일 문제를 개선시킬 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라 직접적으로 언급되지 않은 다양한 효과들이 본 발명의 실시예들에 따른 다양한 구성들로부터 당해 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에 의해 도출될 수 있음은 자명하다.

도 1a는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 솔레노이드 밸브를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1b는 도 1a의 "A" 부분의 확대도이다.
도 2a는 도 1a에 도시된 플런저를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2b는 도 1a에 도시된 플런저를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 하나의 예에 따른 솔레노이드 밸브의 플런저 패킹을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4a는 본 발명의 또 하나의 예에 따른 솔레노이드 밸브를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4b는 도 4a의 "B" 부분의 확대도이다.

전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다. 본 설명에 있어서, 동일부호는 동일한 구성을 의미하고, 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 이해를 도모하기 위하여 부차적인 설명은 생략될 수도 있다.

본 명세서에서 하나의 구성요소가 다른 구성요소와 연결, 결합 또는 배치 관계에서 '직접'이라는 한정이 없는 이상, '직접 연결, 결합 또는 배치'되는 형태뿐만 아니라 그들 사이에 또 다른 구성요소가 개재됨으로써 연결, 결합 또는 배치되는 형태로도 존재할 수 있다. 또한, '상에', '위에', '하부에', '아래에' 등의 '접촉'의 의미를 내포할 수 있는 용어들이 포함된 경우도 마찬가지이다. 방향을 나타내는 용어들은 기준이 되는 요소가 뒤집어지거나 그의 방향이 바뀌는 경우 그에 따른 대응되는 상대적인 방향 개념을 내포하는 것으로 해석될 수 있다.

본 명세서에 비록 단수적 표현이 기재되어 있을지라도, 발명의 개념에 반하거나 명백히 다르거나 모순되게 해석되지 않는 이상 복수의 구성 전체를 대표하는 개념으로 사용될 수 있음에 유의하여야 한다. 본 명세서에서 '포함하는', '갖는', '구비하는', '포함하여 이루어지는' 등의 기재는 하나 또는 그 이상의 다른 구성요소 또는 그들의 조합의 존재 또는 부가 가능성이 있는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 참조되는 도면들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 예시로써, 모양, 크기, 두께 등은 기술적 특징의 효과적인 설명을 위해 과장되게 표현된 것일 수 있다.

본 발명의 모습에 따른 솔레노이드 밸브를 도면을 참조하여 구체적으로 살펴본다. 이때, 참조되는 도면에 기재되지 않은 도면부호는 동일한 구성을 나타내는 다른 도면에서의 도면부호일 수 있다.

도 1a는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 솔레노이드 밸브를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 1b는 도 1a의 "A" 부분의 확대도이고, 도 2a는 도 1a에 도시된 플런저를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2b는 도 1a에 도시된 플런저를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 3은 본 발명의 또 하나의 예에 따른 솔레노이드 밸브의 플런저 패킹을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4a는 본 발명의 또 하나의 예에 따른 솔레노이드 밸브를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 4b는 도 4a의 "B" 부분의 확대도이고, 도 5는 도 4a에 도시된 다이아프램 밸브를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1a를 참조하면, 본 발명의 하나의 예에 따른 솔레노이드 밸브는 밸브몸체 유닛(10), 코일유닛(50) 및 플런저 유닛(30)을 포함하고 있다. 또한, 하나의 예에서, 코일유닛(50)이 도시되지 않았으나, 도 4a에 도시된 바와 같이 다이아프램 밸브(70)를 더 포함할 수도 있다.

솔레노이드 밸브는 유체의 유로 상에 설치되어 유로를 개폐하는 밸브이고, 적용 가능한 유체는 가스 또는 액체일 수 있다. 예컨대, 솔레노이드 밸브는 가스 유로 개폐용 밸브일 수 있다. 또한, 하나의 예에서, 솔레노이드 밸브는 냉동사이클용 밸브일 수 있다.

도 1a 및 4a를 참조하면, 솔레노이드 밸브의 밸브몸체 유닛(10)은 유입포트(11), 배출포트(17) 및 밸브시트(15)를 포함하고 있다. 유입포트(11)로 유입되는 유체, 즉 가스 또는 액체가 밸브시트(15)의 관로를 거쳐 배출포트(17)를 통해 배출된다. 이때, 밸브시트(15)는 배출포트(17)와 연결된 유로를 형성한다. 예컨대, 밸브몸체 유닛(10)은 금속재질로 이루어지고, 예를 들면, 황동재질로 이루어질 수 있다. 또한, 도 1a 및 4a를 참조하면, 예컨대 유입포트(11)와 배출포트(17)는 수평으로 배치되고 밸브시트(15)는 배출포트(17)와 수직되게 연결될 수 있다. 도시되지 않았으나, 유입포트(11)는 측면방향으로 배치되고 배출포트(17)는 유입포트(11)에 수직되게 배치되고, 밸브시트(15)는 배출포트(17) 상부에 형성될 수도 있다.

또한, 하나의 예에 따라 도 1a 및 4a를 참조하면, 밸브몸체 유닛(10)은 밸브시트(15)는 배출포트(17)와 수직되게 연결되고, 밸브시트(15) 주위에 밸브실 홈(13)이 형성될 수 있다. 밸브실 홈(13)이 밸브시트(15) 주위를 따라 환형을 형성됨으로써, 예컨대 도 1a 및 1b에 도시된 바와 같이 플런저 패킹(35)의 하부에 고르게 압력이 가해지도록 하거나, 또는 도 4a 및 4b에 도시된 바와 같이 밸브실 홈(13)을 커버하는 다이아프램 밸브(70)의 다이아프램 시트(71)의 하부에 고르게 압력이 가해지도록 할 수 있다. 또한, 도 1a 및 4a를 참조하면, 밸브실 홈(13)은 하부에 관통된 홀을 통해 유입포트(11)와 연결될 수 있다. 밸브실 홈(13)은 플런저 유닛(30)의 밸브몸체 유닛(10) 상에 안착에 따라 형성되는 밸브실(130)의 하부 구조를 형성할 수 있다.

도 1a 및 4a를 참조하면, 밸브몸체 유닛(10)의 밸브시트(15)는 플런저 유닛(30)의 플런저(33)의 승강에 따라 개폐된다. 즉, 플런저(33)가 상승하면, 밸브시트(15)가 열리고, 플런저(33)가 하강하면 밸브시트(15)가 닫힌다. 도 1a 및 1b를 참조하면, 플런저 유닛(30)의 플런저 패킹(35)이 직접 밸브시트(15) 상에 안착되며 밸브시트(15)를 개폐할 수 있다. 또한, 도 4a 및 4b를 참조하면, 밸브시트(15) 상에 다이아프램 밸브(70)가 안착되고 다이아프램 밸브(70)의 보조밸브시트(73) 상에 플런저 유닛(30)의 플런저 패킹(35)이 안착되며 보조밸브시트(73)를 개폐할 수 있다. 이때, 플런저 패킹(35)에 의한 보조밸브시트(73)의 개폐와 함께 밸브시트(15) 상에 안착된 다이아프램 밸브(70)에 의해 밸브시트(15)가 개폐될 수 있다.

도 1a 및 4a를 참조하면, 밸브몸체 유닛(10) 상에 플런저 유닛(30)이 안착된다. 예컨대, 이때, 플런저 유닛(30)은 브라켓(20)과 일체로 밸브몸체 유닛(10) 상에 안착될 수 있다. 밸브몸체 유닛(10) 상에 플런저 유닛(30)과 일체로 안착되는 브라켓(20)은 플런저 유닛(30)의 일부 구성이거나 밸브몸체 유닛(10)의 일부 구성이나 또는 별도 구성일 수 있다. 예컨대, 플런저 유닛(30)과 브라켓(20)은 용접에 의해 연결될 수 있고, 밸브몸체 유닛(10) 상의 안착 부위에 실링링(25)이 구비되어 실링(sealing) 처리가 이루어질 수 있다.

도 1a을 참조하여 솔레노이드 밸브의 코일유닛(50)을 살펴본다. 비록 도 4a에 코일유닛(50)이 도시되지 않았으나, 도 1a와 마찬가지로 코일유닛(50)이 결합될 수 있다. 코일유닛(50)은 플런저 유닛(30)의 외부 둘레에 형성된다. 이때, 플런저 유닛(30)이 코일유닛(50)의 삽입홈 내로 삽입되어 고정될 수 있다. 코일유닛(50)의 삽입홈 내에 삽입된 플런저 유닛(30)의 삽입부위에 실링처리를 위해 실링링(55)이 구비될 수 있다.

도 1a를 참조하면, 하나의 예에서, 코일유닛(50)은 코일부(51) 및 고정부(52)를 포함할 수 있다. 예컨대, 코일유닛(50)은 외부 케이스(53) 및 리드선(54)을 더 포함할 수 있다. 코일부(51)는 보빈에 코일을 감아 형성되며, 코일은 리드선(54)을 통해 외부 전원과 연결될 수 있다. 이때, 코일부(51)의 내부로 플런저 유닛(30), 구체적으로 플런저 하우징(37)이 삽입 관통한다. 또한, 도 1a를 참조하면, 코일유닛(50)의 고정부(52)는 코일부(51)를 관통한 플런저 유닛(30), 구체적으로 플런저 하우징(37)의 두부를 결착 고정한다. 예컨대, 플런저 하우징(37)의 두부 둘레에 형성된 결착홈(373)에 고정부(52)가 결착 고정될 수 있다. 예컨대, 도 1a에서와 같이, 코일부(51)를 관통하여 돌출된 플런저 유닛(30)의 두부를 코일부(51)를 감싸는 브라켓(51a)에 고정된 두부 커버(52a)에 삽입시키고 고리형의 와이어 스프링(52b)을 이용하여 플런저 유닛(30)의 두부를 고정시킬 수 있다.

계속하여, 도 1a 및 4a를 참조하여, 솔레노이드 밸브의 플런저 유닛(30)을 구체적으로 살펴본다. 플런저 유닛(30)은 밸브몸체 유닛(10)에 안착되어 코일유닛(50)에 의한 전자기력과 탄성력에 의해 밸브시트(15)를 개폐시킨다. 이때, 플런저 유닛(30)은 고정코어(31), 플런저(33), 제1 스프링(32), 플런저 패킹(35), 제2 스프링(34) 및 플런저 하우징(37)을 포함할 수 있다. 예컨대, 도 1a 및 4a를 참조하면, 하나의 예에서, 플런저 유닛(30)은 패킹 수평 유지체(36)를 더 포함할 수 있다.

도 1a 및 4a를 참조하여, 플런저 유닛(30)의 각 구성을 구체적으로 살펴본다.

먼저, 도 1a 및 4a를 참조하면, 고정코어(31)는 플런저 하우징(37) 내의 상부에 삽입되며, 하단에 탄성체 홈(311)이 형성된다. 탄성체 홈(311)에는 제1 스프링(32)의 일단이 삽입된다. 고정코어(31)는 자성체 재질로 이루어져 플런저 하우징(37) 외부 둘레에 형성된 코일유닛(50)에 의해 자성을 갖는다.

예컨대, 하나의 예에서, 고정코어(31)의 하단의 탄성체 홈(311) 둘레에 고리형 홈(313)이 형성될 수 있다. 이때, 고리형 홈(313)에 쉐이딩 코일(313a)이 삽입될 수 있다. 쉐이딩 코일(313a)은 코일유닛(50)의 교류전압 구동 시 소음을 감소시키는 역할을 수행한다. 또한, 도시되지 않았으나, 고정코어(31)의 고리형 홈(313), 고정코어(31)의 하부면 또는 고리형 홈(313) 및 고정코어(31)의 하부면에 걸쳐 비자성 절연재질의 시트를 삽입 또는 결착시켜 소음을 줄일 수 있다.

또한, 도 1a를 참조하면, 고정코어(31)의 상측 둘레를 따라 둘레 홈(315)이 형성될 수 있다. 이때, 플런저 하우징(37)은 고정코어(31)의 둘레 홈(315)에 대응하여 외부 둘레를 따라 결착홈(373)이 형성되고, 고정코어(31)와 플런저 하우징(37)은 코일유닛(50)의 고정부(52)와 고정 결착될 수 있다.

다음으로, 도 1a, 2a, 2b 및 4a를 참조하여 플런저 유닛(30)의 플런저(33)를 구체적으로 살펴본다. 플런저(33)는 플런저 하우징(37) 내에 삽입되어 고정코어(31)의 하부에서 코일유닛(50)에 의한 전자기력과 탄성력에 의해 플런저 하우징(37)을 따라 승강한다. 플런저(33)는 자성체 재질로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 플런저(33)는 코일유닛(50)에 의한 전자기력에 의해 고정코어(31)와의 자력에 의해 상승할 수 있고, 코일유닛(50)의 전원 오프 시 예컨대 도 1a 및 4a의 제1 스프링(32)의 탄성력, 또는 제1 스프링(32)의 탄성력과 자중에 의해 하강할 수 있다.

도 1a, 2a, 2b 및 4a를 참조하면, 플런저(33)는 상부의 탄성체 삽입홀(331), 하부의 패킹 홀(335), 탄성체 삽입홀(331)과 패킹 홀(335)을 연결하는 내부 관통홀(333), 패킹 홀(335)의 측벽을 관통하는 하측면 관통홀(337) 및 상단에서 원통형 측면을 따라 형성된 다수의 측면 유로홈(도 2a 및 2b의 도면부호 339 참조)을 포함하고 있다. 탄성체 삽입홀(331)에는 제1 스프링(32)의 타단이 삽입되고, 제1 스프링(32)의 일단은 고정코어(31)의 탄성체 홈(311)에 삽입됨으로써, 플런저(33)가 제1 스프링(32)의 탄성력에 의해 하강할 수 있다. 플런저(33)의 패킹 홀(335)에는 제2 스프링(34) 및 플런저 패킹(35)이 삽입된다. 예컨대 도 1a 및 4a를 참조하면, 패킹 홀(335)에 패킹 수평 유지체(36)가 더 포함될 수 있다. 상부의 탄성체 삽입홀(331)과 하부의 패킹 홀(335)은 내부 관통홀(333)에 의해 연결되어 관통된다. 탄성체 삽입홀(331)과 패킹 홀(335)에 각각 제1 스프링(32)과 제2 스프링(34)이 안착될 수 있도록 내부 관통홀(333)의 직경을 탄성체 삽입홀(331)과 패킹 홀(335) 각각의 직경보다 작게 한다. 플런저 패킹(35)이 삽입되는 패킹 홀(335)의 직경이 가장 크도록 형성된다.

도 2a 및 2b를 참조하면, 하측면 관통홀(337)은 패킹 홀(335)의 측벽을 관통한다. 이에 따라, 탄성체 삽입홀(331), 관통홀 및 패킹 홀(335)을 통해 흐르는 유체가 하측면 관통홀(337)을 통해 플런저 하우징(37)의 확관부(371)로 배출되거나 또는 플런저 하우징(37)의 확관부(371)로부터 유체를 유입시킬 수 있다. 또한, 제1 스프링(32) 및 제2 스프링(34)의 마찰에 의한 이물이 하측면 관통홀(337)을 통해 쉽게 배출될 수 있다. 예컨대, 패킹 홀(335)의 측벽을 관통하는 하측면 관통홀(337)은 원통형 측면을 따라 형성된 측면 유로홈(339) 하단에 연결될 수 있다.

도 2a 및 2b를 참조하면, 플런저(33)의 원통형 측면을 따라 형성된 다수의 측면 유로홈(339)은 플런저(33) 상승 시 고정코어(31) 하부공간의 유체를 배출시키는 역할을 한다. 도 2a 및 2b를 참조하면, 측면 유로홈(339)은 플런저(33)의 원통형 측면에 대칭되게 적어도 2개 또는 그 이상, 예컨대 3 ~ 4개 형성될 수 있다. 또한, 플런저(33) 측면을 따라 형성된 측면 유로홈(339)은 플런저(33)의 하강 시 유체가 플런저(33) 상부와 고정코어(31) 사이의 공간으로 흐르는 통로를 형성할 수 있다. 하측면 관통홀(337)과 더불어 플런저(33)의 원통형 측면을 따라 형성된 다수의 측면 유로홈(339)을 통하여 플런저(33) 하강 시 플런저(33) 상부와 고정코어(31) 사이의 공간으로 유체를 원활하게 유입시키거나 플런저(33) 상승 시 해당 공간의 유체를 원활하게 배출시킬 수 있으므로, 밸브의 동작이 신속하고 정확해질 수 있다.

다음으로, 도 1a 및 4a를 참조하여 플런저 유닛(30)의 제1 스프링(32) 및 제2 스프링(34)을 살펴본다. 제1 스프링(32)은 일단이 탄성체 홈(311)에 삽입되고 타단이 탄성체 삽입홀(331)에 삽입된다. 제1 스프링(32)은 플런저(33) 상승 시 압축되어 저장되어 있던 탄성력을 예컨대 코일유닛(50)의 전원 오프 시에 플런저(33)로 제공하여 플런저(33)가 하강하도록 한다.

도 1a 및 4a를 참조하면, 제2 스프링(34)은 패킹 홀(335)에 삽입된다. 제2 스프링(34)은 플런저(33) 상승 시 플런저 패킹(35)의 하부 압력과 평형되는 탄성력을 플런저 패킹(35)으로 제공한다.

다음, 도 1a, 1b, 3, 4a 및 4b를 참조하여, 플런저 유닛(30)의 플런저 패킹(35)을 살펴본다. 플런저 패킹(35)은 패킹 홀(335)에 삽입된다. 플런저 패킹(35)은 플런저(33)의 승강에 따라 유입포트(11)와 배출 포트 사이의 유로 상의 밸브시트(15)를 개폐한다. 도 1a 및 1b를 참조하면, 플런저 패킹(35)은 플런저(33)의 승강에 따라 직접 밸브시트(15)를 개폐시킬 수 있다. 또한, 도 4a 및 4b를 참조하면, 플런저 패킹(35)은 플런저(33)의 승강에 따라 밸브시트(15) 상에 안착된 다이이프램 밸브의 보조밸브시트(73)를 개폐시킴으로써 밸브시트(15)를 개폐시킬 수 있다. 예컨대, 도 1a, 1b, 4a 및 4b를 참조하면, 플런저 패킹(35)이 삽입된 패킹 홀(335)의 하단에 플런저 패킹(35)이 패킹 홀(335) 외부로 빠지지 않도록 걸림턱(335a)이 형성될 수 있다.

도 1a, 1b, 4a 및 4b를 참조하면, 하나의 예에서, 플런저 패킹(35)은 하부에 측벽이 테이퍼진 시트 안착홈(351)이 형성될 수 있다. 이때, 도 1a, 1b, 4a 및 4b를 참조하면, 플런저 패킹(35)이 안착되는 밸브시트(15) 또는 보조밸브시트(73)의 상단이 시트 안착홈(351)에 매치되도록 테이퍼질 수 있다. 이에 따라, 플런저(33) 하강 시 플런저 패킹(35)이 정확한 위치에 안착될 수 있고, 더불어 밸브시트(15) 또는 보조밸브시트(73)의 내부 유로와 외부를 보다 완전하게 밀폐시킬 수 있다.

또는, 도 3을 참조하면, 다른 하나의 예에서, 플런저 패킹(35)은 밸브시트(15) 또는 보조밸브시트(73) 상에 안착되는 하부 영역에 반구형 곡면 돌기(353)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 플런저(33) 하강 시 플런저 패킹(35)이 조금 기울어지거나 플런저 패킹(35)에 가해지는 탄성력이 정확한 중심에서 벗어나더라도 밸브시트(15) 또는 보조밸브시트(73)의 내부 유로 직경보다 큰 직경을 갖는 반구형 곡면 돌기(353)가 밸브시트(15) 또는 보조밸브시트(73)의 상단에 안착됨으로써 밸브시트(15) 또는 보조밸브시트(73)의 내부 유로와 외부를 보다 완전하게 밀폐시킬 수 있다.

계속하여, 도 1a 및 4a를 참조하여, 플런저 유닛(30)의 플런저 하우징(37)을 구체적으로 살펴본다. 플런저 하우징(37)은 고정코어(31) 및 플런저(33)를 커버하고, 플런저(33)의 승강통로를 형성한다. 플런저 하우징(37)은 코일유닛(50)에 삽입된다. 예컨대, 플런저 하우징(37)은 코일유닛(50)의 코일부(51)를 관통하도록 삽입될 수 있다. 예컨대, 플런저 하우징(37)은 비자성 재질로 이루어질 수 있다.

또한, 도 1a 및 4a를 참조하면, 플런저 하우징(37)은 하부에 확관부(371)가 형성되어 있다. 확관부(371)는 플런저(33)의 측면 유로홈(339)과 하측면 관통홀(337)을 통한 유체의 흐름이 원활하도록 형성된다. 예컨대, 확관부(371)의 길이는 플런저(33)의 승강에 따라 유로홈의 말단부 및 하측면 관통홀(337)이 확관부(371)로 노출되도록 정해질 수 있다.

또한, 하나의 예에서, 플런저 하우징(37)은 고정코어(31)의 상측 둘레 홈(315)에 대응하여 외부 둘레를 따라 결착홈(373)이 형성될 수 있고, 결착홈(373)에 코일유닛(50)의 고정부(52)가 결착 고정될 수 있다.

또한, 도 1a, 1b, 4a 및 4b를 참조하여, 하나의 예를 살펴보면, 플런저 유닛(30)은 패킹 수평 유지체(36)를 더 포함할 수 있다. 패킹 수평 유지체(36)는 플런저(33)의 패킹 홀(335)에 삽입된다. 패킹 수평 유지체(36)는 제2 스프링(34)에 의한 탄성력을 플런저 패킹(35)의 중심으로 전달하여 플런저 패킹(35)의 수평을 유지시키도록 한다. 이때, 제2 스프링(34)에 의한 탄성력은 제2 스프링(34) 자체의 탄성력 및 제1 스프링(32)에 의해 플런저(33)를 통해 전달되는 탄성력을 포함할 수 있다. 예컨대, 패킹 수평 유지체(36)는 하부 중간에 원추형 돌기(361)가 형성되어 제2 스프링(34)에 의한 탄성력을 플런저 패킹(35)의 중심으로 전달할 수 있다. 또한, 도 1a, 1b, 4a 및 4b를 참조하면, 패킹 수평 유지체(36)의 원추형 돌기(361)에 의해 플런저 패킹(35)의 상부가 눌리지 않고 탄성력이 정확하게 전달될 수 있도록 플런저 패킹(35)의 상부는 금속 플레이트(355)가 부착될 수 있다. 제2 스프링(34)의 복원 시 탄성력이 작용하는 작용점을 플런저 패킹(35)의 중심으로 집중시킴으로써 플런저 패킹(35)에 의한 밸브시트(15) 또는 보조밸브시트(73)의 밀폐력을 밸브시트(15) 또는 보조밸브시트(73)의 첨단 가장자리를 따라 고르게 분포되도록 할 수 있다. 즉, 플런저 패킹(35)에 가해지는 탄성력이 고르게 작용하지 못하는 경우 플런저 패킹(35)이 밀착되는 밸브시트(15) 또는 보조밸브시트(73)의 첨단 가장자리에 따라 밀폐력이 차이가 생겨 유체가 누설되는 문제를 방지할 수 있다.

이때, 도 1a, 1b, 4a 및 4b, 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 플런저 패킹(35)의 하부에 시트 안착홈(351)을 형성하거나 반구형 곡면 돌기(353)기 형성됨으로써, 플런저 패킹(35)이 밸브시트(15) 또는 보조밸브시트(73)를 보다 완전하게 밀폐시키도록 할 수 있다.

다음으로, 도 4a를 참조하여 하나의 예를 살펴보면, 솔레노이드 밸브는 다이아프램 밸브(70)를 더 포함할 수 있다. 다이아프램 밸브(70)는 플런저 유닛(30)의 안착에 의해 형성된 밸브실(130)에 설치된다. 이때, 다이아프램 밸브(70)는 유입포트(11)와 연결되게 밸브시트(15) 주위에 형성된 밸브몸체 유닛(10)의 밸브실 홈(13)을 덮고 밸브시트(15) 상에 안착된다. 또한, 다이아프램 밸브(70)는 플런저 패킹(35)에 의해 개폐됨으로써 밸브시트(15)를 개폐시킬 수 있다.

도 4a 및 4b를 참조하면, 다이아프램 밸브(70)는 다이아프램 시트(71) 및 보조밸브시트(73)를 포함할 수 있다. 다이아프램 시트(71)는 블리딩홀(713) 및 센터홀(711)을 구비하고 있다. 또한, 다이아프램 시트(71)는 밸브실 홈(13)을 커버하며 밸브시트(15) 상에 안착된다. 밸브시트(15) 상측에 형성된 센터홀(711)에 보조밸브시트(73)가 관통 삽입된다. 밸브몸체 유닛(10)의 밸브실 홈(13) 상측에 형성된 작은 직경의 블리딩홀(713)을 통해 다이아프램 시트(71) 하부의 밸브실 홈(13)의 유체가 다이아프램 시트(71) 상부로 유입된다. 다이아프램 시트(71)는 플렉시블 재질로 이루어진다.

다이아프램 시트(71)의 블리딩홀(713)을 통해 다이아프램 시트(71)에 의해 구분된 상부 밸브실(130a)로 유체가 흐르므로 솔레노이드 밸브가 닫힌 상태에서 다이아프램 시트(71)에 의해 구분된 상부 및 하부 밸브실(130)의 압력이 균등하게 유지될 수 있다. 차후에 플런저(33)의 상승 시, 즉, 플런저 패킹(35)이 보조밸브시트(73)를 오프시키게 되면, 다이아프램 시트(71)에 의해 구분된 상부 밸브실(130a)의 유체가 보조밸브시트(73)를 통해 배출포트(17)로 배출되는 반면 블리딩홀(713)을 통해 상부 밸브실(130a)로 유입되는 유체의 양이 적으므로, 하부 밸브실(130b), 예컨대 밸브실 홈(13)으로 유입되는 유체와 블리딩홀(713)을 통과한 상부 밸브실(130a)의 유체 간 압력 차가 생기게 된다. 이에 따라 다이아프램 시트(71)가 휘어지며 밸브시트(15)를 오프시키게 된다.

예컨대, 도 4a 및 4b를 참조하면, 다이아프램 시트(71)가 밸브실 홈(13)에 안착된 다이아프램 가이드(60) 상에 안착되고, 다이아프램 시트(71)의 가장자리가 고정 브라켓(40)에 의해 고정될 수 있다. 이때, 다이아프램 시트(71)에 의해 구분된 상부 및 하부 밸브실(130) 사이에 압력 차가 생기면 다이아프램 시트(71)의 중간부분이 밸브실 홈(13)으로 유입되는 유체 압력에 의해 상승되며 밸브시트(15)의 밀착부위를 오픈시켜 밸브실 홈(13)의 유체가 밸브시트(15)로 배출된다. 또한, 이때, 블리딩홀(713)을 통과한 상부 밸브실(130a)의 유체는 플런저 패킹(35)에 의한 보조밸브시트(73)의 오픈에 따라 보조밸브시트(73)를 통해 밸브시트(15)를 거쳐 배출포트(17)로 흐르게 된다. 도 4a 및 4b에서 다이아프램 가이드(60)는 밸브실 홈(13)을 덮도록 밸브시트(15) 주위를 커버하며 다수의 관통홀(61)이 형성되어 밸브실 홈(13)으로 유입되는 유체가 다수의 관통홀(61)을 거쳐 다이아프램 시트(71)의 하부공간으로 흐르도록 하고, 다시 다이아프램 시트(71)의 블리딩홀(713)을 통해 상부 밸브실(130a)로 흐르도록 할 수 있다.

도 4a 및 4b를 참조하면, 다이아프램 밸브(70)의 보조밸브시트(73)는 다이아프램 시트(71)의 센터홀(711)에 삽입된다. 보조밸브시트(73)는 밸브시트(15)와 연결된 유로를 형성하고 플런저 패킹(35)에 의해 개폐된다.

예컨대, 도 4a 및 4b를 참조하면, 다이아프램 밸브(70)는 플렉시블한 다이아프램 시트(71)가 밸브시트(15) 상에 밀착될 수 있도록 다이아프램 시트(71)의 상부면에 밸브시트(15)의 직경보다 큰 사이즈의 금속판(75)을 더 포함할 수 있다. 이때, 보조밸브시트(73)는 다이아프램 시트(71)와 금속판(75)의 결합 시트를 관통하도록 삽입된다.

이상에서, 전술한 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니라 본 발명에 대한 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것이다. 또한, 전술한 구성들의 다양한 조합에 따른 실시예들이 앞선 구체적인 설명들로부터 당업자에게 자명하게 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시예는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 범위는 특허청구범위에 기재된 발명에 따라 해석되어야 하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변경, 대안, 균등물들을 포함하고 있다.

10 : 밸브몸체 유닛 11 : 유입포트
13 : 밸브실 홈 15 : 밸브시트
17 : 배출포트 30 : 플런저 유닛
31 : 고정코어 311 : 탄성체 홈
313 : 고리형 홈 315 : 둘레 홈
32 : 제1 스프링 33 : 플런저
331 : 탄성체 삽입홀 333 : 내부 관통홀
335 : 패킹 홀 337 : 하측면 관통홀
339 : 측면 유로홈 34 : 제2 스프링
35 : 플런저 패킹 351 : 시트 안착홈
353 : 반구형 곡면돌기 355 : 금속 플레이트
36 : 패킹 수평 유지체 361 : 원추형 돌기
37 : 플런저 하우징 371 : 확관부
373 : 결착홈 50 : 코일유닛
51 : 코일부 52 : 고정부
70 : 다이아프램 밸브 71 : 다이아프램 시트
711 : 센터홀 713 : 블리딩홀
73 : 보조밸브시트 75 : 금속판

Claims

유입포트, 배출포트 및 밸브시트를 포함하는 밸브몸체 유닛과, 코일유닛과, 상기 밸브몸체 유닛에 안착되어 상기 코일유닛에 의한 전자기력과 탄성력에 의해 상기 밸브시트를 개폐시키는 플런저 유닛을 포함하는 솔레노이드 밸브에 있어서,
상기 플런저 유닛은;
하단에 탄성체 홈이 형성되고 상기 코일유닛에 의해 자성을 갖는 고정코어;
상기 고정코어의 하부에서 상기 전자기력과 상기 탄성력에 의해 승강하고, 상부의 탄성체 삽입홀, 하부의 패킹 홀, 상기 탄성체 삽입홀과 상기 패킹 홀을 연결하는 내부 관통홀, 상기 패킹 홀의 측벽을 관통하는 하측면 관통홀 및 상승 시 상기 고정코어 하부공간의 유체가 배출되도록 상단에서 원통형 측면을 따라 형성된 다수의 측면 유로홈을 포함하는 플런저;
일단이 상기 탄성체 홈에 삽입되고 타단이 상기 탄성체 삽입홀에 삽입되어 상기 플런저에 상기 탄성력을 제공하는 제1 스프링;
상기 패킹 홀에 삽입되고 상기 플런저의 승강에 따라 상기 유입포트와 배출 포트 사이의 유로 상의 상기 밸브시트를 개폐하는 플런저 패킹;
상기 패킹 홀에 삽입되고 상기 플런저 상승 시 상기 플런저 패킹의 하부 압력과의 평형력을 상기 플런저 패킹으로 제공하는 제2 스프링; 및
상기 코일유닛에 삽입되고 상기 고정코어 및 플런저를 감싸며 상기 플런저의 승강통로를 형성하고 상기 측면 유로홈 및 하측면 관통홀을 통한 유체의 흐름이 원활하도록 하부에 확관부가 형성된 플런저 하우징;을 포함하는, 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 유입포트와 연결되게 상기 밸브시트 주위에 형성된 상기 밸브몸체 유닛의 밸브실 홈을 덮고 상기 밸브시트 상에 안착되어 상기 플런저 패킹에 의해 개폐됨으로써 상기 밸브시트를 개폐시키는 다이아프램 밸브를 더 포함하고,
상기 다이아프램 밸브는:
상기 밸브실 홈 상측에 형성된 블리딩홀 및 상기 밸브시트 상측에 형성된 센터홀을 구비하되, 상기 밸브실 홈을 커버하며 상기 밸브시트 상에 안착되고, 플렉시블 재질로 이루어져 상기 플런저의 상승 시 상기 밸브실 홈으로 유입되는 유체와 상기 블리딩홀을 통과한 상부공간 유체의 압력 차에 의해 상기 밸브시트를 오픈시키는 다이아프램 시트; 및
상기 센터홀에 삽입되며 상기 밸브시트와 연결된 유로를 형성하고 상기 플런저 패킹에 의해 개폐되는 보조밸브시트;를 포함하는, 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 플런저 유닛은 상기 제2 스프링에 의한 탄성력을 상기 플런저 패킹의 중심으로 전달하여 상기 플런저 패킹의 수평을 유지시키도록 하부 중간에 원추형 돌기가 형성된 패킹 수평 유지체를 더 포함하는, 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
청구항 3에 있어서,
상기 플런저 패킹은 하부에 측벽이 테이퍼진 시트 안착홈이 형성되고,
상기 플런저 패킹이 안착되는 상기 밸브시트 또는 상기 보조밸브시트의 상단이 상기 안착홈에 매치되도록 테이퍼진, 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
청구항 3에 있어서,
상기 플런저 패킹은 상기 밸브시트 또는 상기 보조밸브시트 상에 안착되는 하부 영역에 반구형 곡면 돌기가 형성된, 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
청구항 3에 있어서,
상기 고정코어의 하단의 탄성체 홈 둘레에 고리형 홈이 형성되고,
상기 고리형 홈에 상기 코일유닛의 교류전압 구동 시 소음을 감소시키기 위한 쉐이딩 코일이 삽입된, 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
청구항 3에 있어서,
상기 코일유닛은 상기 플런저 하우징이 삽입 관통하는 코일부 및 상기 코일부를 관통한 상기 플런저 하우징의 두부를 결착 고정하는 고정부를 포함하고,
상기 고정코어는 상측 둘레를 따라 둘레 홈이 형성되고,
상기 플런저 하우징은 상기 둘레 홈에 대응하여 외부 둘레를 따라 결착홈이 형성되어 상기 고정부에 결착 고정되는, 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 솔레노이드 밸브는 가스 유로 개폐용 밸브인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 솔레노이드 밸브는 냉동사이클용 밸브인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.