KR101620501B1 - Fluid Control Valve Assembly - Google Patents
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Abstract
본 발명의 유체 제어용 밸브 어셈블리는 원료가스가 저장되는 고압용기에 설치되고, 상기 고압용기에 연결되는 인렛 파이프와, 외부 가스 라인이 연결되는 아웃렛 파이프가 장착되고, 상기 인렛 파이프와 아웃렛 파이프 사이에 연결되어 원료가스가 통과하는 유로가 형성되는 밸브 바디와, 상기 밸브 바디에 장착되고 유로를 수동으로 개폐하는 메뉴얼 밸브와, 상기 밸브 바디에 장착되고 전기적인 신호에 의해 유로를 자동으로 개폐하는 솔레노이드 밸브와, 상기 밸브 바디에 장착되고, 차량 화재 발생시 온도에 의해 상기 고압용기 내의 압력이 상승하면 원료가스를 외부로 방출해주는 압력해제장치를 포함하고, 상기 유로는 인렛 파이프와 상기 솔레노이드 밸브 사이에 연결되는 제1유로와, 상기 매뉴얼 밸브와 아웃렛 파이프 사이에 연결되는 제2유로를 포함하며, 원료가스 충전할 때와 원료가스를 사용할 때 원료가스는 동일한 제1유로 및 제2유로를 통과하도록 구성되어, 밸브의 구조를 단순화하고 밸브 사이즈를 줄일 수 있다. The fluid control valve assembly of the present invention is mounted on a high-pressure vessel in which a raw material gas is stored, an inlet pipe connected to the high-pressure vessel, and an outlet pipe connected to an external gas line, A manual valve mounted on the valve body for manually opening and closing the flow path, a solenoid valve mounted on the valve body and automatically opening and closing the flow path by an electrical signal, And a pressure releasing device mounted on the valve body and releasing the raw material gas to the outside when the pressure in the high pressure container rises due to a temperature at the time of occurrence of a vehicle fire, A second flow path connected between the manual valve and the outlet pipe, The raw material gas is configured to pass through the first flow path and the second flow path when the raw material gas is charged and when the raw material gas is used, so that the structure of the valve can be simplified and the valve size can be reduced.
Description
본 발명은 고압용기에 저장된 원료가스를 고압용기에 충전하거나 가스 사용부로 공급할 때 원료가스의 흐름을 제어하는 유체 제어용 밸브 어셈블리에 관한 것이다. The present invention relates to a fluid control valve assembly for controlling the flow of a raw material gas when filling a raw material gas stored in a high-pressure container into a high-pressure container or supplying the gas to a gas-using portion.
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. Currently, in the case of a hydrogen fuel cell system, a fluid control valve is provided in a high-pressure vessel storing a raw material gas to control the flow of the raw material gas when the raw material gas is charged into the high-pressure vessel, and when the raw material gas stored in the high- Thereby controlling the flow of the raw material gas.
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. Fluid control valves can precisely control the flow of raw material gas precisely in accordance with electrical signals and maintain the pressure of the fluid stored in the pressure vessel at a constant level. In the event of rollover or fire of a hydrogen fuel cell vehicle, .
종래의 유체 제어 시스템용 밸브는 미국 등록특허 US 7,309,113 B2(2007 12. 18)에 개시된 바와 같이, 고압 실린더에 장착되고 제1압력을 갖는 제1 지역과 제2압력을 갖는 제2지역 사이에 연결되는 메인 유동 통로가 형성되는 밸브바디와, 메인 유동 통로에 연결된 입구측에 설치되는 필터와, 메인 유동 통로와 연통된 부분에 설치되어 메인 유동 통로를 수동으로 개폐하는 매뉴얼 밸브와, 메인 유동 통로와 연통되는 배압 통로에 설치되어 전기적인 신호에 따라 배압 통로를 개폐하는 솔레노이드 밸브와, 메인 유동 통로에 설치되어 과압이 발생되면 메인 유동 통로를 막고 정상압이 되면 메인 유동 통로를 개방하는 셔틀 밸브를 포함한다. A valve for a conventional fluid control system has a connection between a first region mounted on a high pressure cylinder and having a first pressure and a second region having a second pressure, as disclosed in U.S. Patent No. 7,309,113 B2 (2007.12.18) A manual valve provided at a portion communicating with the main flow passage to manually open and close the main flow passage, and a main flow passage provided at a portion communicating with the main flow passage, And a shuttle valve installed in the main flow passage to close the main flow passage when an overpressure is generated and to open the main flow passage when the pressure becomes normal pressure, the solenoid valve being provided in the back pressure passage communicating with the back pressure passage, do.
이와 같은 종래의 유체 제어 시스템용 밸브는 충전할 때 고압의 원료가스가 입구를 통해 메인 유동 통로로 유입되고 솔레노이드 밸브가 열리는 방향으로 작동되면 솔레노이드 밸브를 통과하여 고압 실린더로 유입된다. 그리고, 고압 실린더에저장된 원료가스가 가스 사용부로 공급될 때에는 고압 실린더에 저장된 원료가스가 배압 통로를 통과하고 솔레노이드 밸브를 거쳐 입구를 통해 가스 사용부로 공급된다.In the conventional valve for a fluid control system, when the high-pressure raw material gas flows into the main flow passage through the inlet and operates in the direction in which the solenoid valve is opened, the valve for the fluid control system flows into the high-pressure cylinder through the solenoid valve. When the raw material gas stored in the high-pressure cylinder is supplied to the use portion of the gas, the raw material gas stored in the high-pressure cylinder passes through the back pressure passage and is supplied to the gas use portion through the solenoid valve through the inlet.
하지만, 상기한 바와 같은 종래의 유체 제어 시스템용 밸브는 고압의 원료가스를 충전할 때에는 메인 유동통로로 유입되고, 고압 실린더에 저장된 원료가스가 가스 공급부로 공급될 때에는 배압 통로를 통해 배출되므로 원료가스가 충전되는 라인과 원료가스가 배출되는 라인이 구분되어 있어 라인이 복잡하고 사이즈가 커지며 제조비용이 증가하는 문제가 있다. However, since the conventional valve for a fluid control system as described above flows into the main flow passage when filling the raw material gas at a high pressure and is discharged through the back pressure passage when the raw material gas stored in the high pressure cylinder is supplied to the gas supply section, There is a problem that the line is complicated and the size is increased and the manufacturing cost is increased.
따라서, 본 발명의 목적은 고압용기로 원료가스를 충전하는 충전 유로와 고압용기에 저장된 원료가스를 가스 사용부로 공급하는 공급 유로가 동일한 유로를 사용함으로써 구조를 단순화할 수 있고 밸브의 사이즈를 줄일 수 있으며 제조비용을 줄일 수 있는 유체 제어용 밸브 어셈블리를 제공하는 것이다. Therefore, it is an object of the present invention to simplify the structure and to reduce the size of the valve by using the same flow path for supplying the raw gas to the high-pressure vessel and supplying the raw material gas stored in the high-pressure vessel to the gas- And to provide a fluid control valve assembly capable of reducing manufacturing costs.
본 발명의 다른 목적은 수동으로 유로를 개폐하는 메뉴얼 밸브와 전기적인 신호에 따라 유로를 자동으로 개폐하는 솔레노이드 밸브가 밸브 바디에 180 도의 간격으로 일직선상에 배치되어 구조를 단순화할 수 있는 유체 제어용 밸브 어셈블리를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a fluid control valve capable of simplifying the structure by manually disposing a manual valve for opening and closing the fluid passage and a solenoid valve for automatically opening and closing the fluid passage in accordance with an electrical signal, Assembly.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 유체 제어용 밸브 어셈블리는 원료가스가 저장되는 고압용기에 설치되고, 상기 고압용기에 연결되는 인렛 파이프와, 외부 가스 라인이 연결되는 아웃렛 파이프가 장착되고, 상기 인렛 파이프와 아웃렛 파이프 사이에 연결되어 원료가스가 통과하는 유로가 형성되는 밸브 바디와, 상기 밸브 바디에 장착되고 유로를 수동으로 개폐하는 메뉴얼 밸브와, 상기 밸브 바디에 장착되고 전기적인 신호에 의해 유로를 자동으로 개폐하는 솔레노이드 밸브와, 상기 밸브 바디에 장착되고, 차량 화재 발생시 온도에 의해 상기 고압용기 내의 압력이 상승하면 원료가스를 외부로 방출해주는 압력해제장치를 포함하고, 상기 유로는 인렛 파이프와 상기 솔레노이드 밸브 사이에 연결되는 제1유로와, 상기 매뉴얼 밸브와 아웃렛 파이프 사이에 연결되는 제2유로를 포함하며, 원료가스 충전할 때와 원료가스를 사용할 때 원료가스는 동일한 제1유로 및 제2유로를 통과하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a fluid control valve assembly according to the present invention is provided with an inlet pipe connected to a high-pressure vessel and an outlet pipe connected to an external gas line, A valve body which is connected between the pipe and the outlet pipe to form a flow passage through which the raw material gas flows; a manual valve mounted on the valve body and manually opening and closing the flow passage; And a pressure releasing device mounted on the valve body and releasing the raw material gas to the outside when the pressure in the high pressure container rises due to a temperature at the time of occurrence of a fire in a vehicle, A first flow path connected between the solenoid valves, And a second flow path connected between the pipe, the raw material gas when using the raw material gas when charging the raw material gas is characterized in that through the same the first flow path and second flow path.
상기 인렛 파이프에는 원료가스에 포함된 이물질을 필터링하는 제1필터가 장착되고, 아웃렛 파이프에는 제2필터가 장착되는 것을 특징으로 한다. The inlet pipe is equipped with a first filter for filtering foreign substances contained in the raw material gas, and the outlet pipe is equipped with a second filter.
상기 아웃렛 파이프에는 상기 고압용기 내부의 원료가스가 비정상적으로 과다하게 유출되는 것을 방지하는 과류차단밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다. The outlet pipe is provided with an overflow shutoff valve for preventing the raw material gas in the high pressure vessel from being excessively discharged.
상기 과류차단밸브는 아웃렛 파이프에 형성되고 원료가스가 통과하는 통로가 형성되는 밸브 하우징과, 상기 제2유로와 연통되는 챔버에 직선 이동 가능하게 배치되는 밸브체와, 상기 밸브 하우징과 밸브체 사이에 설치되는 스프링을 포함하고, 상기 밸브체에는 오리피스가 형성되어 상기 밸브체가 상기 밸브 하우징에 밀착되면 상기 오리피스를 통해 원료가스가 통과하는 것을 특징으로 한다.Wherein the flow blocking valve comprises a valve housing formed in an outlet pipe and formed with a passage through which a raw material gas passes, a valve body arranged linearly movably in a chamber communicating with the second flow passage, and a valve body disposed between the valve housing and the valve body Wherein the valve body is formed with an orifice, and when the valve body is in close contact with the valve housing, the source gas passes through the orifice.
상기 밸브 바디의 제1측면에는 솔레노이드 밸브가 설치되고, 상기 제1측면과 180도의 간격으르 배치되는 제2측면에는 상기 메뉴얼 밸브가 설치되어, 상기 솔레노이드 밸브와 메뉴얼 밸브는 일직선상에 배치되는 것을 특징으로 한다.A solenoid valve is provided on a first side of the valve body and the solenoid valve and the manual valve are disposed in a straight line on a second side surface disposed at an interval of 180 degrees from the first side surface, .
상기 밸브 바디의 제3측면은 상기 제1측면과 90 도의 간격으로 배치되고, 상기 제3측면에는 압력해제장치가 설치되는 것을 특징으로 한다.The third side surface of the valve body is disposed at an interval of 90 degrees from the first side surface, and a pressure relief device is installed on the third side surface.
상기 밸브 바디의 제4측면은 상기 제1측면과 30~60도의 간격으로 배치되고, 상기 제4측면에는 외부의 가스 라인이 연결되는 아웃렛 파이프가 설치되는 것을 특징으로 한다.The fourth side surface of the valve body is disposed at an interval of 30 to 60 degrees from the first side surface, and the outlet pipe is connected to an outer gas line on the fourth side surface.
상기 밸브 바디의 제3측면은 상기 제1측면과 90 도의 간격으로 배치되고, 상기 제3측면에는 아웃렛 파이프가 설치되는 것을 특징으로 한다.The third side surface of the valve body is disposed at an interval of 90 degrees from the first side surface, and an outlet pipe is installed at the third side surface.
상기 밸브 바디의 제4측면은 상기 제2측면과 30~60도의 간격으로 배치되고, 상기 제4측면에는 압력해제장치가 설치되는 것을 특징으로 한다.The fourth side surface of the valve body is disposed at an interval of 30 to 60 degrees from the second side surface, and a pressure relief device is installed at the fourth side surface.
상기 밸브 바디의 내부에는 솔레노이드 밸브가 장착되는 제2장착부와, 상기 매뉴얼 밸브가 장착되는 제3장착부가 형성되고, 상기 제2장착부와 제3장착부 사이는 상기 제2유로와 연통되는 연결유로에 의해 연결되고, 상기 제2장착부, 연결유로 및 제3장착부는 일직선으로 형성되는 것을 특징으로 한다.A second mounting portion on which a solenoid valve is mounted and a third mounting portion on which the manual valve is mounted are formed in the valve body and a connection channel communicating with the second flow path is formed between the second mounting portion and the third mounting portion And the second mounting portion, the connection passage, and the third mounting portion are formed in a straight line.
상기 솔레노이드 밸브는 상기 밸브 바디에 장착되는 하우징과, 상기 하우징의 내면에 직선 이동 가능하게 배치되어 제1유로를 개폐하는 밸브 부재와, 상기 하우징의 외주면에 장착되어 전원이 인가되는 코일과, 상기 하우징의 내주면에 직선 이동 가능하게 설치되어 코일에 전원이 인가되면 코일과의 상호 작용에 의해 직선 이동되는 플런저를 포함하는 것을 특징으로 한다.The solenoid valve includes a valve body mounted on the valve body, a valve member linearly movably disposed on the inner surface of the housing to open and close the first flow path, a coil mounted on an outer circumferential surface of the housing to receive power, And a plunger that is linearly movable on an inner circumferential surface of the coil and is linearly moved by interaction with a coil when power is applied to the coil.
상기 하우징은 상기 밸브부재가 장착되는 일측에는 원료가스가 출입하는 가스 출입구가 형성되고, 그 측면에는 제1유로와 연통되는 가스 통로가 형성되며, 상기 가스 출입구의 하면에는 상기 밸브 부재가 밀착되는 시트부가 형성되는 것을 특징으로 한다.The housing has a gas inlet and a gas outlet through which the raw material gas enters and exits, and a gas passage communicating with the first flow passage is formed on one side of the housing on which the valve member is mounted. Is formed.
상기 밸브부재는 상기 하우징의 내부에 형성되는 챔버에 밀착된 상태이고, 그 중앙에는 챔버와 연통되는 오리피스가 형성되며, 상기 밸브부재의 내부에는 상기 플런저와 연결되어 상기 오리피스를 개방하거나 막아주는 밀착부재가 설치되는 것을 특징으로 한다.Wherein the valve member is in close contact with a chamber formed in the housing, an orifice communicating with the chamber is formed at the center thereof, and a valve member, which is connected to the plunger and opens or closes the orifice, Is installed.
상기한 바와 같이, 본 발명의 유체 제어용 밸브 어셈블리는 고압용기로 원료가스를 충전하는 충전 유로와 고압용기에 저장된 원료가스를 가스 사용부로 공급하는 공급 유로가 동일한 유로를 사용함으로써 구조를 단순화할 수 있고 밸브의 사이즈를 줄일 수 있으며 제조비용을 줄일 수 있다.As described above, the fluid control valve assembly of the present invention can simplify the structure by using the same flow path for supplying the raw gas to the high-pressure vessel and the supply flow path for supplying the raw material gas stored in the high-pressure vessel to the gas- The size of the valve can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.
본 발명의 유체 제어용 밸브 어셈블리는 수동으로 유로를 개폐하는 메뉴얼 밸브와 전기적인 신호에 따라 유로를 자동으로 개폐하는 솔레노이드 밸브가 밸브 바디에 180 도의 간격으로 일직선상에 배치되어 구조를 단순화할 수 있다. The fluid control valve assembly according to the present invention can simplify the structure by manually disposing manual valves for opening and closing the fluid path and solenoid valves for automatically opening and closing the fluid path according to an electrical signal in a straight line at intervals of 180 degrees.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 제어용 밸브 어셈블리의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 제어용 밸브 어셈블리의 구성을 나타낸 단면도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 제어용 밸브 어셈블리의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 제어용 밸브 어셈블리의 횡 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유체 제어용 밸브 어셈블리의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 아웃렛 파이프의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 다른 아웃렛 파이프에 설치된 과류차단밸브의 작동상태를 보여주는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 메뉴얼 밸브의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 단면도이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 작동 상태도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 어셈블리의 원료가스 충전할 때의 개략적인 구성도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 어셈블리의 원료가스를 사용할 때개략적인 구성도이다. 1 is a schematic block diagram of a fluid control valve assembly according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a valve assembly for fluid control according to an embodiment of the present invention,
3 is a perspective view of a fluid control valve assembly according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a valve assembly for fluid control according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view of a fluid control valve assembly according to another embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of an outlet pipe according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating an operation state of an overflow shut-off valve installed in an outlet pipe according to an embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view of a manual valve according to an embodiment of the present invention.
9 is a sectional view of a solenoid valve according to an embodiment of the present invention.
10 to 12 are operational states of a solenoid valve according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a valve assembly according to an embodiment of the present invention when filling a raw material gas. FIG.
FIG. 14 is a schematic configuration diagram when a raw material gas of a valve assembly according to an embodiment of the present invention is used.
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. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience. In addition, terms defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may be changed according to the intention or custom of the user, the operator. Definitions of these terms should be based on the content of this specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 제어용 밸브 어셈블리의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 제어용 밸브 어셈블리의 단면도이다. FIG. 1 is a schematic structural view of a fluid control valve assembly according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a fluid control valve assembly according to an embodiment of the present invention.
일 실시예에 따른 유체 제어용 밸브 어셈블리는 원료가스가 저장되는 고압용기(100)에 장착되는 밸브 바디(10)와, 밸브 바디(10)에 형성되어 고압용기(100)로 원료가스를 충전하거나 고압용기에 저장된 원료가스가 배출되는 유로(20,22)와, 유로(20,22) 상에 설치되어 수동으로 유로를 개폐하는 메뉴얼 밸브(12)와, 유로(20,22) 상에 설치되어 전기적인 신호에 따라 유로를 자동으로 개폐하는 솔레노이드 밸브(14)를 포함한다. The valve assembly for a fluid control according to an embodiment includes a
고압용기(100)와 연결되는 유로(20,22)의 전방에는 고압용기(100)에 출입하는 원료가스를 필터링하는 제1필터(24)가 장착되고, 충전 및 가스 사용을 위해 외부기기에 연결되는 유로(20,22)의 후방에는 유로로 출입하는 원료가스를 필터링하는 제2필터(26)가 장착된다. A
그리고, 유로(20,22)에는 차량 사고나 전복시 차량의 배관이 끊어질 경우 고압용기(100) 내부의 원료가스가 비정상적으로 과다하게 유출되는 것을 방지하는 과류차단밸브(16)가 설치된다. The
그리고, 밸브 바디(10)에는 압력해제장치(18)가 설치되어 차량 사고 등으로 화재 발생시 온도에 의해 고압용기(100) 내의 압력이 상승하면 원료가스를 외부로 방출해준다. The
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. The fluid control system according to this embodiment is mainly used for controlling the flow of the hydrogen raw material installed in the hydrogen fuel cell vehicle and can be applied to any system for charging and supplying the high pressure fluid in addition to the hydrogen fuel cell vehicle .
고압용기(100)는 700Bar 이상의 원료가스를 충분히 안전하게 저장할 수 있는 용기가 사용된다. The high-pressure vessel (100) uses a vessel capable of safely storing a raw material gas of 700 Bar or more.
밸브 바디(10)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 하면에는 고압용기(100)에 장착되는 용기 장착부(30)가 형성되고, 용기 장착부(30)에는 원료가스가 출입하는 인렛 파이프(32)가 장착된다. 3 and 4, the
그리고, 밸브 바디(10)의 제1측면(40)에는 솔레노이드 밸브(14)가 배치되고, 제1측면(40)과 180도의 간격을 두고 위치되는 제2측면(42)에는 메뉴얼 밸브(12)가 배치된다. A
그리고, 솔레노이드 밸브(14)가 배치되는 제1측면(40)과 90도의 간격으로 두고 배치되는 밸브 바디(10)의 제3측면(44)에는 압력해제장치(18)가 배치된다. A
그리고, 솔레노이드 밸브(14)가 배치되는 제1측면(40)과 30~60도의 간격을 두고 배치되는 밸브 바디(10)의 제4측면(46)에는 외부의 가스 라인이 연결되는 아웃렛 파이프(34)가 배치된다. An
이와 같이, 본 발명의 밸브 어셈블리는 솔레노이드 밸브(14)와 메뉴얼 밸브(12)가 일직선 상에 위치되므로 구조를 단순화할 수 있고 밸브 어셈블리의 사이즈를 줄일 수 있다. As described above, since the
그리고, 아웃렛 파이프(34)와 솔레노이드 밸브(14) 사이는 30~60도의 간격을 두고 배치되므로 밸브 어셈블리가 설치되는 공간의 형태에 맞게 설치가 가능하다. Since the
밸브 바디(10)의 내부에는 인렛 파이프(32)가 장착되는 제1장착부(50)와, 솔레노이드 밸브(14)가 장착되는 제2장착부(52)와, 메뉴얼 밸브(12)가 장착되는 제3장착부(54)와, 아웃렛 파이프(34)가 장착되는 제4장착부(56)와, 압력해제장치(18)가 장착되는 제5장착부(58)가 각각 형성된다. The
여기에서, 솔레노이드 밸브(14)와 메뉴얼 밸브(12)가 일직선상에 위치되므로 상기 제2장착부(52)와 제3장착부(54)는 일직선으로 상호 관통되게 형성된다. Here, since the
밸브 바디(10)의 내부에는 원료가스가 통과하는 유로(20,22)가 형성되고, 유로는 제1장착부(50)와 제2장착부(52) 사이에 형성되는 제1유로부(20)와, 제3장착부(54)와 제4장착부(56) 사이에 형성되는 제2유로부(22)를 포함한다. In the
그리고, 밸브 바디(10)에는 고압용기(100)와 압력해제장치(18)가 연결될 수 있도록 제3유로(28)가 형성된다. 따라서, 압력해제장치(18)는 고압용기(100) 내의 원료가스의 압력을 감지하여 고압용기(100) 내의 압력이 설정압 이상이 되면 고압용기(100)에 저장된 원료가스를 외부로 방출한다. The
제1필터(24)는 인렛 파이프(32)에 장착되고, 제2필터(26)는 아웃렛 파이프(34)에 장착되어 원료가스에 포함된 미세 먼지를 걸러준다. The
제1필터(24) 및 제2필터(26)는 10㎛의 다공성 소결필터가 사용된다. 본 실시예의 제1필터(30) 및 제2필터는 금속 재질의 소결필터가 사용되기 때문에 원료가스의 압력에 의해 필터가 손상되는 것을 방지할 수 있고, 필터의 수명을 증대시킬 수 있다. The
도 5는 다른 실시예에 따른 유체 제어용 밸브 어셈블리의 사시도이다. 5 is a perspective view of a fluid control valve assembly according to another embodiment.
다른 실시예에 따른 유체 제어용 밸브 어셈블리는 밸브 바디의 하면에 고압용기(100)에 장착되는 용기 장착부(30)가 형성되고, 용기 장착부(30)에는 원료가스가 출입하는 인렛 파이프(32)가 장착된다. The valve control assembly according to another embodiment of the present invention includes a
밸브 바디(10)의 제1측면(40)에는 솔레노이드 밸브(14)가 배치되고, 제1측면(40)과 180도의 간격을 두고 위치되는 제2측면(42)에는 메뉴얼 밸브(12)가 배치된다. A
그리고, 솔레노이드 밸브(14)가 배치되는 제1측면(40)과 90도의 간격으로 두고 배치되는 밸브 바디(10)의 제3측면(44)에는 외부의 가스 라인이 연결되는 아웃렛 파이프(34)가 배치된다. An
그리고, 메뉴얼 밸브(12)가 배치되는 제2측면(42)과 30~60도의 간격을 두고 배치되는 밸브 바디(10)의 제4측면(46)에는 압력해제장치(18)가 설치된다. A
이와 같은 다른 실시예에 따른 밸브 어셈블리는 위에서 설명한 밸브 어셈블리와 비교하여 아웃렛 파이프(34)와 압력해제장치의 설치 위치가 변경된 형태로 밸브 어셈블리가 설치되는 위치에 따라 일 실시예의 밸브 어셈블리가 설치될 수 있고, 다른 실시예에 따른 밸브 어셈블리가 설치될 수 있다. The valve assembly according to another embodiment of the present invention is different from the valve assembly described above in that the installation position of the
이와 같이, 본 발명의 밸브 어셈블리는 솔레노이드 밸브(14)와 메뉴얼 밸브(12)가 일직선 상에 위치되므로 구조를 단순화할 수 있고 밸브 어셈블리의 사이즈를 줄일 수 있다. As described above, since the
아웃렛 파이프(34)는 도 6에 도시된 바와 같이, 밸브 바디(10)의 제4장착부(56)에 장착되고 외부의 가스라인이 연결되는 연결부(110)와, 연결부(110)에 설치되는 제2필터(26)와, 연결부(110)의 타단에 설치되는 과류차단밸브(16)를 포함한다. 6, the
과류차단밸브(16)는 연결부(110)의 타단에 형성되고 원료가스가 통과하는 통로(122)가 형성되는 밸브 하우징(112)과, 제2유로(22)와 연통되는 챔버(120)에 직선 이동 가능하게 배치되는 밸브체(114)와, 밸브 하우징(112)과 밸브체(114) 사이에 설치되는 스프링(118)을 포함한다. The swirling
제2필터(26)는 원통 형태로 형성되어 연결부(110)와 밸브 하우싱(112) 사이에 설치된다. The
밸브체(114)는 단면이 사각형 형태로 형성되고 평소에는 스프링(118)의 탄성력에 의해 밸브 하우징(112)에서 분리되어 유로를 개방한 상태이고, 오리피스(116)가 형성되어 밸브체(114)가 밸브 하우징(112)에 밀착될 경우 오리피스(116)를 통해 원료가스가 통과하도록 한다. The
이와 같이, 구성되는 일 실시예에 따른 과류차단밸브(16)의 작용을 살펴보면, 도 6에 도시된 바와 같이, 원료가스의 압력이 정상일 경우 스프링(118)의 가압력에 의해 밸브체(114)와 밸브 하우징(112) 사이가 떨어진 상태를 유지하면서 제2유로(22)로 원료가스가 원활하게 통과하도록 한다. 이때, 원료가스는 제2필터(26)를 통과하면서 이물질이 걸러진 후 제2유로(22)로 공급된다. 6, when the pressure of the raw material gas is normal, when the pressure of the
이러한 상태에서, 차량 사고나 전복시 차량의 배관이 끊어질 경우 고압용기(100) 내부의 원료가스가 비정상적으로 과다하게 유출되면 도 7에 도시된 바와 같이, 밸브 하우징(112) 내의 압력차에 의해 밸브체(114)가 전진되면서 밸브 하우징(112)에 밀착된다. 그러면 밸브 하우징(112)의 통로(122)가 차단되어 원료가스의 공급이 중단된다. 이때, 밸브체(114)에 형성된 오리피스(116)를 통해 소량의 원료가스를 천천히 방출시킨다.In this state, when the pipe of the vehicle is disconnected in the event of a vehicle accident or rollover, if the raw material gas in the high-
메뉴얼 밸브(12)는 도 8에 도시된 바와 같이, 밸브 바디(10)에 형성되는 제3장착부(54)에 나사 결합되는 너트부재(60)와, 너트부재(60)의 내면에 나사 결합되어 일방향으로 돌리면 전진하고, 타방향으로 돌리면 후퇴하는 스크류 부재(62)와, 스크류 부재(62)의 끝부분에 결합되어 제2유로(22)를 개폐하는 시트부재(64)를 포함한다.8, the
여기에서, 시트부재(64)가 슬라이드 이동 가능하게 배치되는 연결유로(68)에는 내경이 좁아지게 형성되는 단차부(66)가 형성되고 시트부재(64)가 단차부(66)에 밀착되면 제2유로(22)가 밀폐된다. 여기에서, 연결유로(68)는 제2유로(22)와 직각으로 연결된다.When the stepped
시트부재(64)의 외주면에는 실링부재(36)가 장착되고 실링부재(36)는 연결유로(68)의 내면에 밀착되어 밀봉 작용을 수행한다. A sealing
솔레노이드 밸브(14)는 도 9에 도시된 바와 같이, 밸브 바디(10)에 형성되는 제2장착부(52)에 장착되는 하우징(70)과, 하우징(70)의 내면에 직선 이동 가능하게 배치되어 제1유로(20)를 개폐하는 밸브 부재(72)와, 하우징(70)의 외주면에 장착되어 전원이 인가되는 코일(76)과, 하우징(70)의 내주면에 직선 이동 가능하게 설치되어 코일(76)에 전원이 인가되면 코일(76)과의 상호 작용에 의해 직선 이동되는 플런저(74)를 포함한다. 9, the
하우징(70)은 상면 및 하면이 개방된 원통 형태로 형성되고, 밸브부재(72)가 장착되는 일측에는 원료가스가 출입하는 가스 출입구(80)가 형성되고 하우징(70)의 측면에는 제1유로(20)와 연통되는 가스 통로(82)가 형성된다. The
가스 출입구(80)와 가스 통로(82)는 서로 연통되어 가스 출입구(80)로 유입된 원료가스가 가스 통로(82)로 배출되거나 가스 통로(82)로 유입된 원료가스가 가스 출입구(80)로 배출된다. The
그리고, 가스 출입구(80)의 하면에는 밸브부재(72)가 밀착되는 시트부(86)가 형성된다. 그리고, 하우징(70)의 타측에는 플런저(74)가 이탈되는 것을 방지하는 캡 부재(78)가 장착된다. A
플런저(74)에는 플런저(74)가 전진되는 방향으로 탄성력을 제공하는 스프링(88)이 장착된다. The
밸브부재(72)는 하우징(70)의 내부에 형성되는 챔버(84)에 밀착된 상태이고, 그 중앙에는 챔버(84)와 연통되는 오리피스(90)가 형성된다.The
그리고, 밸브부재(72)의 챔버(84)에는 플런저(74)와 연결되어 오리피스(90)를 개방하거나 막아주는 밀착부재(92)가 설치된다. 밀착부재(92)의 상면에는 오리피스(90)를 막아주는 반구형 형태의 밀폐부(94)가 형성된다. The
이와 같이, 구성되는 솔레노이드 밸브의 작용을 다음에서 설명한다. The operation of the solenoid valve thus constructed will be described below.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브의 작동 상태도이다. 10 to 12 are operational states of a solenoid valve according to an embodiment of the present invention.
먼저, 원료가스를 충전할 때, 원료가스는 가스 출입구(80)로 유입되고 가스통로(82)로 배출된다. 이때, 솔레노이드 밸브(14)는 체크밸브 역할을 수행하게 된다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 가스 출입구(80)로 화살표 A 방향으로 원료가스가 유입되면 원료가스의 압력에 의해 스프링(88)의 탄성력을 극복하고 밸브부재(72)가 후퇴된다. 그러면 가스 출입구(80)와 가스 통로(82)가 연통된 상태로 되어 가스 출입구(80)로 유입된 원료가스는 화살표 B 방향으로 가스 통로(82)를 통해 배출된다.First, when the raw material gas is charged, the raw material gas flows into the gas inlet /
그리고, 고압용기(100)에 저장된 원료가스를 사용할 경우, 먼저, 도 9에 도시된 바와 같이, 코일(76)로 전원이 인가되면 플런저(74)가 1차 후퇴되고, 플런저(74)와 연결된 밀착부재(92)가 후퇴되면서 밸부부재(72)에 형성된 오리피스(90)를 개방한다. 그러면, 가스 출입구(80)에 채워진 원료가스가 오리피스(90)를 통과하면서 가스 유로가 연통된 상태로 되어 밸브가 열고 닫힐 때의 충격을 완화시킨다. 9, when power is supplied to the
그리고, 도 12에 도시된 바와 같이, 플런저(74)가 2차로 후퇴되면 밸브부재(72)가 하강하면되면서 시트부(86)에서 분리되어 가스 통로(82)와 가스 출입구 (80) 사이를 연통시킨다. 그러면 가스 통로(82)로 유입된 원료가스가 가스 출입구(80)를 통해 배출된다. 12, when the
이와 같이, 본 솔레노이드 밸브는 원료가스를 충전할 때 오리피스(90)를 통해 1차로 연통되어 원료가스의 충전압에 영향을 받는 것을 최소화하여 오작동되거나 내구성 저하를 방지할 수 있고, 밸브의 수명을 연장할 수 있다. As described above, the present solenoid valve minimizes the influence of the filling pressure of the raw material gas by communicating with the primary gas through the
압력해제장치(18)는 밸브 바디(10)의 제5장착부(58)에 장착되고 고압용기(100)와 제3유로(28)로 연통되어 고압용기(100)의 온도가 설정온도 이상으로 상승되면 고압용기(100) 내의 압력을 외부로 방출시키는 역할을 한다. 일 예로, 본 실시예에 따른 유체 제어 시스템이 수소전지연료 차량에 설치될 경우 차량의 사고나 방화 등으로 인하여 차량에 화재가 발생될 경우 고압용기(100) 내의 압력을 외부로 방출시켜 고압용기(100)의 폭발을 방지한다. The
이와 같이, 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 어셈블리의 작용을 다음에서 설명한다. The operation of the valve assembly according to one embodiment of the present invention thus constructed will be described below.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 제어용 밸브 어셈블리의 가스 충전할 때의 구성도이고, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 제어용 밸브 어셈블리의 가스 사용할 때의 구성도이다. FIG. 13 is a configuration diagram for gas filling of a fluid control valve assembly according to an embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a configuration diagram for gas control of a fluid control valve assembly according to an embodiment of the present invention.
먼저, 원료가스 충전시 도 13에 도시된 바와 같이, 화살표 C와 같이 원료가스가 제2유로(22) 및 제1유로(20)를 통과하면서 원료가스가 고압용기(100)에 충전되고, 원료가스 사용시 도 14에 도시된 바와 같이, 화살표 D와 같이, 원료가스가 제1유로(20) 및 제2유로(22)를 통과하면서 고압용기(100)에 저장된 원료가스가 배출된다. 13, when the raw material gas is filled, the raw gas is passed through the
이와 같이, 본 발명의 밸브 어셈블리는 원료가스를 충전할 때와 원료가스를 사용할 때 동일한 제1유로(20) 및 제2유로(22)를 통해 이동되므로 유로를 단순화할 수 있고 이에 따라 밸브 어셈블리의 사이즈를 줄일 수 있다. As described above, since the valve assembly of the present invention is moved through the
구체적으로 살펴보면, 먼저, 원료가스 충전시 아웃렛 파이프(34)로 유입된 원료가스는 제2필터(26)를 통과하면서 1차 필터링되고 제2유로(22)로 유입된다. 이때, 메뉴얼 밸브(12)는 개방된 상태이다. 제2유로(22)로 유입된 원료가스의 압력에 의해 솔레노이드 밸브(14)가 체크밸브 역할을 하여 개방된다. 그러면 제2유로(22)로 유입된 원료가스는 제1유로(20)로 유입되고, 인렛 파이프(32)를 통해 고압용기(100)에 저장된다. Specifically, the raw material gas introduced into the
그리고, 원료가스 사용시 도 14에 도시된 바와 같이, 고압용기(100)에 저장된 원료가스는 인렛 파이프(32)를 통해 제1유로(20)로 유입된다. 이때, 원료가스는 인렛 파이프(32)에 설치된 제1필터(24)를 통과하면서 필터링된다.14, when the raw material gas is used, the raw material gas stored in the high-
그리고, 솔레노이드 밸브(14)가 작동되어 제1유로(20)가 개방되면 제1유로(20)로 유입된 원료가스는 제2유로(22)로 유입되고 아웃렛 파이프(22)를 통해 외부로 배출된다. When the
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. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the embodiments set forth herein. Various changes and modifications may be made by those skilled in the art.
10: 밸브 바디 12: 메뉴얼 밸브
14: 솔레노이드 밸 16: 과류차단밸브
18: 압력해제장치 20: 제1유로
22: 제2유로 24: 제1필터
26: 제2필터 32: 인렛 파이프
34: 아웃렛 파이프
100: 고압용기
10: Valve body 12: Manual valve
14: Solenoid valve 16: Overflow shutoff valve
18: pressure release device 20: first flow path
22: second flow path 24: first filter
26: second filter 32: inlet pipe
34: Outlet pipe
100: high pressure vessel
Claims (13)
상기 밸브 바디의 제2측면에 설치되고 유로를 수동으로 개폐하는 메뉴얼 밸브;
상기 밸브 바디의 제1측면에 설치되고, 전기적인 신호에 의해 유로를 자동으로 개폐하는 솔레노이드 밸브; 및
상기 밸브 바디의 제3측면에 설치되고, 차량 화재 발생시 온도에 의해 상기 고압용기 내의 압력이 상승하면 원료가스를 외부로 방출해주는 압력해제장치;를 포함하고,
상기 유로는 인렛 파이프와 상기 솔레노이드 밸브 사이에 연결되는 제1유로와, 상기 제1유로와 연통되고 상기 메뉴얼 밸브와 아웃렛 파이프 사이에 연결되는 제2유로를 포함하며,
상기 솔레노이드 밸브와 메뉴얼 밸브는 일직선상에 배치되고, 상기 밸브 바디에는 솔레노이드 밸브가 장착되는 제2장착부와 메뉴얼 밸브가 장착되는 제3장착부가 일직선으로 관통되게 형성되며,
상기 밸브 바디의 제3측면과 상기 제1측면 사이는 90도의 간격으로 위치되어 상기 솔레노이드 밸브와 압력해제장치는 직각으로 배치되고,
상기 밸브 바디의 제4측면과 제1측면 사이는 30~60도의 간격으로 위치되어 제4측면에 장착되는 아웃렛 파이프와 솔레노이드 밸브는 30~60도로 배치되는 것을 특징으로 하는 유체 제어용 밸브 어셈블리. An inlet pipe connected to the high-pressure vessel and an outlet pipe connected to the external gas line are installed in the high-pressure vessel where the raw material gas is stored, and connected between the inlet pipe and the outlet pipe, A valve body through which a flow passage is formed;
A manual valve installed on a second side surface of the valve body and manually opening and closing the flow path;
A solenoid valve installed on a first side surface of the valve body for automatically opening and closing a flow path by an electrical signal; And
And a pressure release device installed at a third side of the valve body and discharging the raw material gas to the outside when the pressure in the high pressure vessel rises due to the temperature at the time of occurrence of a vehicle fire,
Wherein the flow path includes a first flow path connected between the inlet pipe and the solenoid valve and a second flow path communicated with the first flow path and connected between the manual valve and the outlet pipe,
Wherein the solenoid valve and the manual valve are disposed in a straight line, the valve body is formed with a second mounting portion on which the solenoid valve is mounted and a third mounting portion on which the manual valve is mounted,
Wherein the solenoid valve and the pressure relief device are disposed at right angles, the solenoid valve and the pressure relief device are disposed at right angles,
Wherein the outlet pipe and the solenoid valve mounted on the fourth side are disposed at an interval of 30 to 60 degrees between the fourth side and the first side of the valve body, and the outlet pipe and the solenoid valve are disposed at 30 to 60 degrees.
상기 인렛 파이프에는 원료가스에 포함된 이물질을 필터링하는 제1필터가 장착되고, 아웃렛 파이프에는 제2필터가 장착되는 것을 특징으로 하는 유체 제어용 밸브 어셈블리.The method according to claim 1,
Wherein the inlet pipe is equipped with a first filter for filtering foreign substances contained in the raw material gas and a second filter is mounted on the outlet pipe.
상기 아웃렛 파이프에는 상기 고압용기 내부의 원료가스가 비정상적으로 과다하게 유출되는 것을 방지하는 과류차단밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 유체 제어용 밸브 어셈블리. The method according to claim 1,
Wherein the outlet pipe is provided with an overflow shutoff valve for preventing an excessive flow of the raw material gas in the high pressure vessel.
상기 과류차단밸브는 아웃렛 파이프에 형성되고 원료가스가 통과하는 통로가 형성되는 밸브 하우징과,
상기 제2유로와 연통되는 챔버에 직선 이동 가능하게 배치되는 밸브체와,
상기 밸브 하우징과 밸브체 사이에 설치되는 스프링을 포함하고,
상기 밸브체에는 오리피스가 형성되어 상기 밸브체가 상기 밸브 하우징에 밀착되면 상기 오리피스를 통해 원료가스가 통과하는 것을 특징으로 하는 유체 제어용 밸브 어셈블리.The method of claim 3,
Wherein the overflow shut-off valve comprises: a valve housing formed in an outlet pipe and having a passage through which a raw material gas passes;
A valve body disposed linearly movably in a chamber communicating with the second flow path,
And a spring installed between the valve housing and the valve body,
Wherein an orifice is formed in the valve body, and when the valve body is in close contact with the valve housing, the raw material gas passes through the orifice.
상기 밸브 바디의 내부에는 솔레노이드 밸브가 장착되는 제2장착부와, 상기 매뉴얼 밸브가 장착되는 제3장착부가 형성되고, 상기 제2장착부와 제3장착부 사이는 상기 제2유로와 연통되는 연결유로에 의해 연결되고,
상기 제2장착부, 연결유로 및 제3장착부는 일직선으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 제어용 밸브 어셈블리. The method according to claim 1,
A second mounting portion on which a solenoid valve is mounted and a third mounting portion on which the manual valve is mounted are formed in the valve body and a connection channel communicating with the second flow path is formed between the second mounting portion and the third mounting portion Connected,
Wherein the second mounting portion, the connection passage, and the third mounting portion are formed in a straight line.
상기 솔레노이드 밸브는 상기 밸브 바디에 장착되는 하우징과,
상기 하우징의 내면에 직선 이동 가능하게 배치되어 제1유로를 개폐하는 밸브 부재와,
상기 하우징의 외주면에 장착되어 전원이 인가되는 코일과,
상기 하우징의 내주면에 직선 이동 가능하게 설치되어 코일에 전원이 인가되면 코일과의 상호 작용에 의해 직선 이동되는 플런저를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 제어용 밸브 어셈블리. The method according to claim 1,
The solenoid valve includes a housing mounted on the valve body,
A valve member disposed linearly movably on an inner surface of the housing to open and close the first flow path,
A coil mounted on an outer circumferential surface of the housing to receive power,
And a plunger installed linearly on an inner circumferential surface of the housing and linearly moved by interaction with a coil when power is applied to the coil.
상기 하우징은 상기 밸브부재가 장착되는 일측에는 원료가스가 출입하는 가스 출입구가 형성되고, 그 측면에는 제1유로와 연통되는 가스 통로가 형성되며,
상기 가스 출입구의 하면에는 상기 밸브 부재가 밀착되는 시트부가 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 제어용 밸브 어셈블리.12. The method of claim 11,
The housing has a gas inlet and a gas outlet through which the raw material gas enters and exits on one side where the valve member is mounted, a gas passage communicating with the first flow passage is formed on a side surface thereof,
And a seat portion to which the valve member closely contacts is formed on a lower surface of the gas inlet.
상기 밸브부재는 상기 하우징의 내부에 형성되는 챔버에 밀착된 상태이고, 그 중앙에는 챔버와 연통되는 오리피스가 형성되며, 상기 밸브부재의 내부에는 상기 플런저와 연결되어 상기 오리피스를 개방하거나 막아주는 밀착부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 유체 제어용 밸브 어셈블리.
12. The method of claim 11,
Wherein the valve member is in close contact with a chamber formed in the housing, an orifice communicating with the chamber is formed at the center thereof, and a valve member, which is connected to the plunger and opens or closes the orifice, Is provided in the fluid passage.
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