KR100946204B1 - Fuel cell vehicles regulator - Google Patents

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Abstract

본 발명의 연료전지차량용 레귤레이터는, 압력실과, 상기 압력실과 연통되는 입력포트 및 출력포트와, 상기 입력포트와 연결되는 오리피스홀로 구성되는 하우징과, 상기 하우징에 형성되는 공기입력포트와, 상기 공기입력포트의 압력에 의해 선단운동을 하는 조절수단과, 상기 조절수단과 연결되는 레버 및 상기 레버의 끝단에 설치되어 상기 오리피스홀을 개폐하는 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 차량의 고속주행 또는 고출력시에 공기측 압력이 증가하는 것을 이용하여 수소 유량 또한 증가시켜 수소공급을 원활하게 하는 효과를 제공한다.The fuel cell vehicle regulator of the present invention includes a pressure chamber, a housing comprising an input port and an output port communicating with the pressure chamber, an orifice hole connected to the input port, an air input port formed in the housing, and the air input. Adjusting means for the front end movement by the pressure of the port, a lever connected to the adjusting means and a valve installed on the end of the lever characterized in that it comprises a valve for opening and closing the orifice hole. The present invention provides an effect of smoothing the hydrogen supply by increasing the hydrogen flow rate by using the air pressure increases during high-speed driving or high output of the vehicle.

레귤레이터, 연료전지, 스탯, 다이아프램 Regulator, Fuel Cell, Stat, Diaphragm

Description

연료전지차량용 레귤레이터{Fuel cell vehicles regulator}Fuel cell vehicles regulator

본 발명은 연료전지차량용 레귤레이터 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축된 수소 및 기체를 일정압력으로 감압 조정하는 연료전지차량용 레귤레이터에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell vehicle regulator, and more particularly, to a fuel cell vehicle regulator for regulating the reduced pressure of compressed hydrogen and gas to a constant pressure.

일반적으로, 가스를 매체로 하는 연료장치는 산소와 수소를 연료로 이용하는 연료전지를 비롯하여 CNG(Compressed Natural Gas) 연료, LPG(Liquefied Petroleum Gas) 연료, DME(Di-Methyl-Ether) 연료, 메탄가스 등을 연료로 사용하는 차량 및 다수의 연료장치가 있다.In general, gas-based fuel devices include fuel cells that use oxygen and hydrogen as fuels, compressed natural gas (CNG) fuel, liquefied petroleum gas (LPG) fuel, di-methyl-ether (DME) fuel, and methane gas. There are a vehicle and a plurality of fuel apparatuses using the lamp as a fuel.

가스연료를 매체로 하는 연료장치의 일 예인 연료전지는 산소와 수소를 이용하여 스택에서 전기화학적으로 전기를 발생, 즉 연료의 화학에너지를 직접 전기에너지로 변화시키는 것이다. 더욱 자세하게는, 연료와 공기를 외부에서 공급하여 전지의 용량에 관계없이 계속 발전할 수 있어 효율이 높고 오염물질이 거의 배출되지 않는 이상적인 발전 시스템이다.A fuel cell, which is an example of a fuel device using gaseous fuel as a medium, generates electricity electrochemically in a stack using oxygen and hydrogen, that is, directly converts chemical energy of a fuel into electrical energy. More specifically, fuel and air can be supplied externally and continue to generate power regardless of the capacity of the battery, making it an ideal power generation system with high efficiency and few pollutants.

그렇기 때문에, 현재 많은 자동차 회사와 부품회사들은 가스를 매체로 하는 연료장치를 사용하는 자동차 개발에 힘쓰고 있고, 많은 개발 시도가 있었다.As a result, many automakers and parts companies are currently working on developing automobiles using gas-based fuel systems, and many attempts have been made.

이러한, 연료전지를 적용시킨 자동차는 연료전지에 전기를 공급해야 한다. 상기 연료전지의 양극에 수소를 공급하고, 음극에 공기를 공급하여 자동차 구동에 필요한 에너지를 얻게 된다.Such a vehicle employing a fuel cell must supply electricity to the fuel cell. Hydrogen is supplied to the anode of the fuel cell and air is supplied to the cathode to obtain energy for driving a vehicle.

그리고, 상기와 같이 가스를 매체로 하는 연료장치에서는 압축된 가스를 일정 압력으로 감압 조정하는 레귤레이터가 설치된다.As described above, in the fuel apparatus using gas as a medium, a regulator for adjusting the pressure of the compressed gas to a predetermined pressure is provided.

한국등록실용신안공보 제289663호(이하, '종래기술')에는 일반적인 가스 감압용 레귤레이터의 구조가 개시되어 있으며, 도 1을 참조하여 그 구조에 대하여 개략적으로 설명하면 이하와 같다. 도 1은 종래기술에 따른 레귤레이터의 구성을 도시한 단면도이다.Korean Utility Model Utility Model No. 289663 (hereinafter, referred to as a 'prior art') discloses a structure of a general gas pressure reducing regulator, which will be described below with reference to FIG. 1. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a regulator according to the prior art.

도시된 바와 같이, 종래의 레귤레이터(10)는 제어용 밸브로부터 가스가 공급되는 가스공급구(6)와, 가스의 유입과 배출에 따라 팽창 및 수축하는 다이아프램(7)과, 상기 가스의 유입량을 조절하는 압력조절스크류(8a)와, 다이아프램(7)을 누르는 밸런스 스프링(8)과, 상기 다이아프램(7)의 하강시 작동되어 가스공급구(6)에 부설된 밸브(6a)를 개폐하는 레버(9)로 구성된다.As shown in the drawing, the conventional regulator 10 includes a gas supply port 6 through which gas is supplied from a control valve, a diaphragm 7 that expands and contracts according to inflow and outflow of gas, and an inflow amount of the gas. The pressure regulating screw 8a to be adjusted, the balance spring 8 which presses the diaphragm 7, and the valve 6a which are operated when the diaphragm 7 is lowered and installed in the gas supply port 6 are opened and closed. The lever 9 is comprised.

먼저, 고압의 연료가 가스공급구(6)의 단부에 설치된 밸브(6a)를 통해 내부로 유입되면 감압실 내의 압력이 상승하고, 이에 따라 다이아프램(7)이 위로 상승하게 된다.First, when the high-pressure fuel is introduced into the interior through the valve 6a provided at the end of the gas supply port 6, the pressure in the pressure reducing chamber is increased, and the diaphragm 7 is raised upward.

이 경우, 다이아프램(7)의 상면에 설치된 밸런스 스프링(8)은 수축되고, 레버(9)의 하부에 장착된 메인스프링(9a)은 팽창되면서 가스공급구(6)의 상부에 형성 된 밸브(6a)를 닫아 가스의 공급을 차단하게 된다.In this case, the balance spring 8 installed on the upper surface of the diaphragm 7 is contracted, and the main spring 9a mounted at the lower part of the lever 9 is expanded while the valve formed at the top of the gas supply port 6. 6a is closed to cut off gas supply.

이렇게 감압된 가스는 일측에 형성된 가스배출구(10a)를 통해 배출되고, 밸런스 스프링(8)의 탄성에 의해 다이아프램(7)이 하강하여 레버(9)를 하부로 작동시킴으로써 가스공급구(6)의 밸브(6a)가 개방되어 가스가 다시 공급되기 시작한다.The gas thus reduced in pressure is discharged through the gas discharge port 10a formed at one side, and the diaphragm 7 descends due to the elasticity of the balance spring 8 to operate the lever 9 downward, thereby supplying the gas supply port 6. Valve 6a is opened and gas is supplied again.

그러나, 상기와 같은 종래기술의 레귤레이터는 연료전지차량에 설치되는 경우 차량의 고속주행시 수소가스를 충분히 공급해주기 어려운 문제점 있게 된다.However, when the regulator of the prior art as described above is installed in a fuel cell vehicle, there is a problem that it is difficult to sufficiently supply hydrogen gas during high-speed driving of the vehicle.

즉, 상기 가스공급부(6)로 고압의 수소 가스가 유입되면 다이아프램(7)은 상승하여 상기 밸브(6a)는 상기 가스공급부(6)를 닫아 감압의 역할만을 수행할 뿐 고속주행시에 필요한 충분한 양의 수소가스를 공급하기 어려워 고부하 및 고출력의 상태에서 일정한 압력을 제공하기 힘들었다.That is, when high-pressure hydrogen gas flows into the gas supply part 6, the diaphragm 7 rises, and the valve 6a closes the gas supply part 6 to serve only as a decompression function, but is sufficient for high-speed driving. It was difficult to supply a positive amount of hydrogen gas, and it was difficult to provide a constant pressure under high load and high power.

또한, 고출력으로 인해 출구압이 떨어질 경우와 이상고압 현상으로 출구 쪽의 압력이 상승할 경우 정압 유지가 힘들었다.In addition, it is difficult to maintain the static pressure when the outlet pressure drops due to the high output and when the pressure on the outlet side increases due to the abnormal high pressure phenomenon.

아울러, 다이아프램이 손상될 경우 수소가 누출되어 스택에 치명적인 손상을 줄 수 있어 스택의 손상 및 고장의 원인이 되는 문제점이 있게 된다.In addition, when the diaphragm is damaged, hydrogen may leak and cause serious damage to the stack, thereby causing a problem of damage and failure of the stack.

또한, 레귤레이터에 무리가 가해지지 않는 범위에서 압력과 유량이 결정되어 그 범위가 한정적이기 때문에 출력을 높이는데 한계가 있었다.In addition, since the pressure and the flow rate were determined in a range where the regulator is not excessively applied, and the range is limited, there was a limit in increasing the output.

본 발명은 전술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 차량의 고속주행 또는 고출력시에 공기측 압력이 증가하는 것을 이용하여 수소 유량 또한 증가시켜 수소공급을 원활하게 하도록 구성되는 연료전지차량용 레귤레이터를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, the object of the present invention is to increase the flow rate of hydrogen by using the air pressure increases during high-speed driving or high output of the vehicle to smoothly supply hydrogen The present invention provides a regulator for a fuel cell vehicle.

또한, 본 발명의 다른 목적은 이중 구조를 가지는 다이아프램으로 구성되어 수소의 누출을 방지하는 연료전지차량용 레귤레이터를 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a regulator for a fuel cell vehicle composed of a diaphragm having a dual structure to prevent the leakage of hydrogen.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 이상 고압 현상시 출구 측의 압력이 상승한다 하더라도 정압을 유지할 수 있는 연료전지차량용 레귤레이터를 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention to provide a regulator for a fuel cell vehicle that can maintain a constant pressure even if the pressure on the outlet side during the abnormal high pressure development.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연료전지차량용 레귤레이터는, 압력실과, 상기 압력실과 연통되는 입력포트 및 출력포트와, 상기 입력포트와 연결되는 오리피스홀로 구성되는 하우징과, 상기 하우징에 형성되는 공기입력포트와, 상기 공기입력포트의 압력에 의해 선단운동을 하는 조절수단과, 상기 조절수단과 연결되는 레버 및 상기 레버의 끝단에 설치되어 상기 오리피스홀을 개폐하는 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.A fuel cell vehicle regulator of the present invention for achieving the above object, the pressure chamber, a housing consisting of an input port and an output port in communication with the pressure chamber, an orifice hole connected to the input port, and formed in the housing And an air input port, an adjusting means for tip motion by the pressure of the air input port, a lever connected to the adjusting means, and a valve installed at an end of the lever to open and close the orifice hole. .

또한, 상기 조절수단은, 상기 압력실 상단에 설치되는 제1다이아프램과, 상기 제1다이아프램 하단에 설치되어 상기 레버와 연결되는 샤프트로 구성되며, 상기 제1다이아프램 하단으로 제2다이아프램이 더 구비된다.The adjusting means may include a first diaphragm installed at an upper end of the pressure chamber and a shaft installed at a lower end of the first diaphragm and connected to the lever, and a second diaphragm at the lower end of the first diaphragm. This is further provided.

아울러, 상기 제2다이아프램은 상기 제1다이아프램보다 면적이 크도록 형성된다.In addition, the second diaphragm is formed to have a larger area than the first diaphragm.

그리고, 상기 조절수단은, 상기 압력실 상단에 형성되는 슬리브와, 상기 슬리브에 삽입되는 피스톤과, 상기 피스톤 하단에 설치되어 상기 레버와 연결되는 샤프트로 구성된다.The adjusting means includes a sleeve formed at an upper end of the pressure chamber, a piston inserted into the sleeve, and a shaft installed at the lower end of the piston and connected to the lever.

한편, 상기 조절수단에 탄성력을 인가하는 압력조절스프링과, 상기 압력조절스프링의 상단에 위치하여 상기 하우징에 회전가능하게 부착되는 조절나사를 더 포함한다.On the other hand, the pressure control spring for applying an elastic force to the control means, and the adjustment screw which is located on the upper end of the pressure control spring rotatably attached to the housing.

또한, 상기 하우징에는 압력조절밸브가 설치되며, 상기 하우징에는 유량조절밸브가 설치되고, 상기 유량조절밸브는, 스텝모터에 의해 구동되는 솔레노이드밸브로 구성된다.In addition, the housing is provided with a pressure regulating valve, the housing is provided with a flow regulating valve, the flow regulating valve is composed of a solenoid valve driven by a step motor.

본 발명에 따른 연료전지차량용 레귤레이터에 따르면, 차량의 고속주행 또는 고출력시에 공기측 압력이 증가하는 것을 이용하여 수소 유량 또한 증가시켜 수소공급을 원활하게 하는 효과를 제공한다.According to the regulator for a fuel cell vehicle according to the present invention, the hydrogen flow rate is also increased by using an increase in the air pressure during high-speed driving or high output of the vehicle, thereby providing an effect of smoothly supplying hydrogen.

또한, 이중 구조를 가지는 다이아프램으로 구성되어 수소의 누출을 방지하는 효과를 제공한다.In addition, it is composed of a diaphragm having a double structure to provide an effect of preventing the leakage of hydrogen.

아울러, 이상 고압 현상시 출구 측의 압력이 상승한다 하더라도 정압을 유지 하여 구조적으로 매우 안전하다.In addition, even when the pressure on the outlet side rises during abnormal high pressure development, it is structurally very safe by maintaining a constant pressure.

그리고, 연료전지차량에 구동을 위한 에너지 생성에 요구되는 압력과 유량의 달성 및 압력 조정이 용이하다.In addition, it is easy to achieve the pressure and flow rate required for generating energy for driving the fuel cell vehicle, and to adjust the pressure.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명의 레귤레이터가 적용된 연료전지시스템을 설명한다.First, a fuel cell system to which the regulator of the present invention is applied will be described.

도 2는 본 발명의 레귤레이터가 적용된 연료전지시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.2 is a block diagram schematically showing the configuration of a fuel cell system to which the regulator of the present invention is applied.

도 2에 도시된 바와 같이, 수소의 흐름을 제어하는 입구차단밸브(500)와, 공기가 유입되는 공기압부와, 대기압이 유입되는 대기압부와 상기 입구차단밸브(500)를 통과한 수소의 유입 및 배출하는 수소감압부와, 상기 수소감압부에서 배출된 수소의 T압력을 일정하게 유지시켜주는 압력조절밸브(115) 및 수소의 흐름 제어 및 수소를 재순환시키는 유량조절밸브(116)로 구성되어 압력을 일정하게 유지시켜 주는 레귤레이터(A)와, 입력된 수소와 공기가 반응하여 전기에너지를 생산하는 스택(600)으로 구성된다.As shown in FIG. 2, an inlet shutoff valve 500 for controlling the flow of hydrogen, an air pressure portion through which air is introduced, an atmospheric pressure portion through which atmospheric pressure is introduced, and an inflow of hydrogen passing through the inlet shutoff valve 500 And a pressure reducing valve 115 for maintaining a constant T pressure of hydrogen discharged from the hydrogen reducing unit, and a flow control valve 116 for controlling hydrogen flow and recycling hydrogen. Regulator (A) to maintain a constant pressure, and the input hydrogen and air reacts with the stack 600 to produce electrical energy.

여기서, 입구차단밸브(500)는 연료 저장 탱크의 입구에 연결되는 것으로 자동차의 시동 조작에 따라 상기 입구차단밸브(500)가 개폐하게 되고, 이를 통해 수소의 흐름을 제어한다.Here, the inlet shutoff valve 500 is connected to the inlet of the fuel storage tank to open and close the inlet shutoff valve 500 according to the starting operation of the vehicle, thereby controlling the flow of hydrogen.

따라서, 차량의 고속주행시에 공기는 상기 스택(600)으로 많은 유량이 공급되고, 공급된 공기의 일부가 상기 레귤레이터(A)에 유입되며, 유입된 공기에 의해 수소 유량 또한 증가하여 스택(600)에 전달되는 것이다.Therefore, a large amount of air is supplied to the stack 600 during the high speed driving of the vehicle, a portion of the supplied air is introduced into the regulator A, and the flow rate of hydrogen is also increased by the introduced air, thereby increasing the stack 600. Will be delivered to.

아울러, 상기 스택(600)에 전달된 수소 중 미반응 수소는 상기 유량조절밸브(116)에 의해 다시 리턴되어 상기 레귤레이터(A)로 전달되며, 상기 유량조절밸브(116)는 ECU(700)에 의해 컨트롤 되는 것이다. In addition, the unreacted hydrogen in the hydrogen delivered to the stack 600 is returned by the flow control valve 116 is delivered to the regulator (A), the flow control valve 116 to the ECU 700 It is controlled by

이하, 상술한 레귤레이터(A)를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the regulator A described above will be described in detail with reference to the drawings.

여기서, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레귤레이터를 도시한 사시도이며, 도 4는 도 3의 단면도이다.3 is a perspective view illustrating a regulator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view of FIG.

도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 레귤레이터(A)는, 하우징(100)과, 공기의 입력에 의해 선단운동을 하는 조절수단(200)과, 상기 조절수단(200)과 연결되는 레버(300) 및 상기 레버(300)의 끝단에 설치되어 상기 하우징(100)에 형성된 오리피스홀(114)을 개폐하는 밸브(400)로 구성된다.As shown in Figures 3 to 4, the regulator (A) according to an embodiment of the present invention, the housing 100, the adjusting means 200 for the tip movement by the input of air, and the adjusting means The valve 300 is connected to the 200 and the valve 400 is installed at the end of the lever 300 to open and close the orifice hole 114 formed in the housing 100.

상기 하우징(100)은 상호 체결되는 본체(110), 중단커버(120) 및 상단커버(130)로 구성되어 본 발명의 레귤레이터(A)의 외형이 구성된다.The housing 100 is composed of the main body 110, the stop cover 120 and the top cover 130 which are fastened to each other, the outer shape of the regulator (A) of the present invention is configured.

아울러, 상기 본체(110)에는 입력포트(111) 및 출력포트(112)가 형성되며, 상기 입력포트(111) 및 출력포트(112)와 연통되도록 압력실(113)이 형성된다. 한편, 상기 압력실(113)은 입력포트(111)를 통해 인입된 수소가 상기 출력포트(112)를 통해 감압하여 배출하도록 오리피스 형상으로 형성된다.In addition, an input port 111 and an output port 112 are formed in the main body 110, and a pressure chamber 113 is formed to communicate with the input port 111 and the output port 112. On the other hand, the pressure chamber 113 is formed in an orifice shape so that hydrogen introduced through the input port 111 is discharged by reducing the pressure through the output port 112.

또한, 상기 입력포트(113)와 연통되어 연장된 유로에는 오리피스홀(114)이 형성된다.In addition, an orifice hole 114 is formed in the flow path extending in communication with the input port 113.

그리고, 상기 본체(110)에는 압력조절밸브(115)가 설치된다. 더욱 자세하게는 상기 본체(110)의 출력포트(112) 일측으로 상기 압력조절밸브(115)가 설치되어 이상 고압 현상시 출구 측의 압력이 상승하면 일정압력을 유지하도록 수소를 배출하여 출구 측 정압을 유지하는 것이다.In addition, the main body 110 is provided with a pressure control valve 115. More specifically, the pressure control valve 115 is installed at one side of the output port 112 of the main body 110, and when the pressure of the outlet side rises during abnormal high pressure development, the outlet side positive pressure is discharged to maintain a constant pressure. To keep.

이러한, 압력조절밸브(115)는 높아진 압력을 외부로 배출하여 정압을 유지하는 일반적인 압력조절밸브(PRV:Pressure Relief Valve)로서 이미 종래에 많이 사용되고 있는 것이므로, 이에 대한 내부 구조 및 동작에 관한 상세한 설명은 생략한다.The pressure regulating valve 115 is a conventional pressure regulating valve (PRV: Pressure Relief Valve) for maintaining a positive pressure by discharging the increased pressure to the outside, and thus, a detailed description of the internal structure and operation thereof Is omitted.

아울러, 상기 본체(110)에는 유량조절밸브(116)가 설치되며, 상기 유량조절밸브(116)는 스텝모터에 의해 구동되는 솔레노이드밸브로 구성된다. 이러한 유량조절밸브(116)는 고속 주행시 더 많은 유량을 공급한다. 또한, 전지연료차량의 스택에서 수소, 공기반응 후 미반응 수소를 재순환시키는 역할도 하게 된다.In addition, the body 110 is provided with a flow control valve 116, the flow control valve 116 is composed of a solenoid valve driven by a step motor. This flow control valve 116 supplies a higher flow rate at high speed travel. In addition, in the stack of battery fuel vehicles, hydrogen, and also serves to recycle the unreacted hydrogen after the air reaction.

한편 상기 유량조절밸브(116)는 보통 차량의 ECU(electronic control unit)에 의해 컨트롤 되어 작동한다.On the other hand, the flow control valve 116 is usually controlled by the electronic control unit (ECU) of the vehicle to operate.

이러한, 유량을 조절하는 유량조절밸브(116)는 이미 종래에 많이 사용되고 있는 것이므로, 이에 대한 내부 구조 및 동작에 관한 상세한 설명은 생략한다.Since the flow rate control valve 116 for controlling the flow rate is already used in the related art, detailed description of the internal structure and operation thereof will be omitted.

또한, 상기 중단커버(120)에는 대기압포트(121)가 형성되며, 상기 대기압포트는 후술할 제1다이아프램(210)의 신장 및 압축에 의해 진공상태가 되는 것을 방 지하는 역할을 담당한다.In addition, the stop cover 120 is formed with an atmospheric pressure port 121, the atmospheric pressure port serves to prevent the vacuum state by the expansion and compression of the first diaphragm 210 to be described later.

게다가, 상기 상단커버(130)에는 상기 조절수단(200)에 공기를 입력하는 공기입력포트(131)가 형성되며, 상기 공기입력포트(131)로 유입된 공기가 주입되는 보조압력실(132)이 형성된다.In addition, the upper cover 130 is formed with an air input port 131 for inputting air to the adjusting means 200, the auxiliary pressure chamber 132 is injected into the air input port 131 air Is formed.

상기 조절수단(200)은 상기 중단커버(120)와 상단커버(130) 사이에 설치되는 제1다이아프램(210)과, 상기 제1다이아프램(210) 하단에 관통되게 설치되어 상기 레버(300)와 연결되는 샤프트(220)로 구성된다.The adjusting means 200 is installed so as to penetrate the first diaphragm 210 and the lower end of the first diaphragm 210 installed between the stop cover 120 and the top cover 130. The shaft 220 is connected to the.

아울러, 상기 제1다이아프램(210)은 공기입력포트(131)의 공기에 의해 신장 및 압축되며, 상기 제1다이아프램(210)의 신장 및 압축에 의해 상기 샤프트(220)는 상기 레버(300)를 회전시켜 상기 레버(300) 끝단의 밸브(400)는 상기 오리피스홀(114)을 개폐하여 공기의 압력에 따라 수소의 압력을 조절하는 것이다.In addition, the first diaphragm 210 is extended and compressed by the air of the air input port 131, the shaft 220 by the expansion and compression of the first diaphragm 210 is the lever 300 The valve 400 at the end of the lever 300 opens and closes the orifice hole 114 to adjust the pressure of hydrogen according to the air pressure.

이와 같은 조절수단(200)에 의해 차량의 중고속 주행 및 고출력시 공기입력포트(131)를 통한 공기의 압력은 높아지고, 높아진 공기의 압력에 의해 상기 밸브(400)는 상기 오리피스홀(114)을 개방하여 상기 입력포트(111)를 통해 유입되는 수소의 유량도 증가되며, 증가된 수소 유량은 상기 압력실(113)을 거쳐 상기 출력포트(112)로 배출되는 것이다.The pressure of the air through the air input port 131 is increased by the adjustment means 200 at high speeds and high output of the vehicle, and the valve 400 opens the orifice hole 114 by the increased air pressure. The flow rate of hydrogen introduced through the input port 111 is also increased, and the increased flow rate of hydrogen is discharged to the output port 112 through the pressure chamber 113.

한편, 상술한 구성으로 공기의 압력에 의해 충분한 유량의 수소를 공급할 수 있지만, 상기 제1다이아프램(210)의 손상이 발생할 경우 수소의 누출이 발생할 수 있게 된다. 따라서, 상기 제1다이아프램(210)의 하단으로 제2다이아프램(230)을 설치한다. 즉, 상기 제2다이아프램(230)은 상기 본체(110)와 중단커버(120) 사이에 설치되어 상기 샤프트(220)의 하단부에 관통되게 결합된다.On the other hand, the above-described configuration can supply hydrogen at a sufficient flow rate by the pressure of air, but when the damage of the first diaphragm 210 occurs, the leakage of hydrogen may occur. Therefore, the second diaphragm 230 is installed at the lower end of the first diaphragm 210. That is, the second diaphragm 230 is installed between the main body 110 and the stop cover 120 is coupled to penetrate the lower end of the shaft 220.

또한, 상기 제2다이아프램(230)은 상기 제1다이아프램(210)보다 면적이 크도록 형성되며, 이는 입력포트(111)를 통한 수소를 안정적으로 감압하기 위함이다.In addition, the second diaphragm 230 is formed to have a larger area than the first diaphragm 210, to stably reduce the hydrogen through the input port 111.

아울러, 상기 제1다이아프램(210)과 제2다이아프램(230)이 상기 샤프트(220)에 일체형으로 결합되어 유동적으로 압력을 전달한다.In addition, the first diaphragm 210 and the second diaphragm 230 are integrally coupled to the shaft 220 to transfer pressure in a fluid manner.

따라서, 상기 제1,2다이아프램(210,230)이 이중구조로 구성되어 수소 누출 방지 및 일반적인 레귤레이터의 기능인 안정적인 감압도 이뤄지게 된다.Therefore, the first and second diaphragms 210 and 230 are configured in a double structure to achieve hydrogen pressure reduction and stable pressure reduction, which is a function of a general regulator.

또한, 상기 상단커버(130)와 제1다이아프램(210) 또는 샤프트(220) 사이에는 압력조절스프링(240)이 설치되어 길이방향으로 탄성력을 인가한다. 또한, 상기 압력조절스프링(240)의 상단에는 상단커버(130)와 회전가능하게 조절나사(250)가 부착되며, 상기 조절나사(250)의 회전에 의해 상기 압력조절스프링(240)의 탄성력을 조절하여 레귤레이터(A)의 압력조정 범위를 조정한다.In addition, a pressure regulating spring 240 is installed between the upper cover 130 and the first diaphragm 210 or the shaft 220 to apply an elastic force in the longitudinal direction. In addition, the top of the pressure control spring 240, the top cover 130 and the adjustment screw 250 is rotatably attached, the elastic force of the pressure control spring 240 by the rotation of the adjustment screw 250. Adjust the pressure adjusting range of regulator (A).

상기 레버(300)의 일단은 하단으로 절곡되어 상기 샤프트(220)의 끝단과 연결되며, 타단은 상단으로 절곡되어 상기 밸브(400)의 상단과 연결된다.One end of the lever 300 is bent to the lower end is connected to the end of the shaft 220, the other end is bent to the upper end is connected to the upper end of the valve 400.

또한, 상기 레버(300)의 중앙에는 회전가능하게 힌지(301) 연결되어 회전하도록 구성된다.In addition, the hinge 300 is rotatably connected to the center of the lever 300 is configured to rotate.

상기 밸브(400)는 상기 레버(300)의 타단과 연결되어 상기 레버(300)의 회전에 의해 상기 오리피스홀(114)을 개폐한다.The valve 400 is connected to the other end of the lever 300 to open and close the orifice hole 114 by the rotation of the lever 300.

또한, 상기 밸브(400)는 고무로 형성되며, 상기 밸브(400)의 개폐에 의해 수소 유량을 조정하게 된다.In addition, the valve 400 is formed of rubber, thereby adjusting the hydrogen flow rate by opening and closing the valve 400.

한편, 상기 밸브(400)의 개폐에 의한 회동공간을 형성하도록 상기 중단커버(120)에는 반원형의 공간부(122)가 형성된다.Meanwhile, a semicircular space portion 122 is formed in the stop cover 120 to form a rotation space by opening and closing the valve 400.

따라서, 본 발명에 따른 레귤레이터(A)는 차량의 저속 주행시 레귤레이터(A)의 감압된 유량으로만 주행한다. 이후, 차량의 고속 주행시 공기의 공급이 증가되며, 증가된 공기는 공기입력포트(131)를 통해 상기 제1다이아프램(210)을 가압하여 하단으로 이동하게 된다. 이동된 제1다이아프램(210)에 의해 상기 샤프트(220) 및 제2다이아프램(230)은 하단으로 이동되며, 상기 샤프트(220) 하단에 연결된 상기 레버(300)에 의해 상기 밸브(400)는 상기 오리피스홀(114)을 개방하여 수소의 유량을 증가시킨다.Therefore, the regulator A according to the present invention runs only at a reduced flow rate of the regulator A when the vehicle runs at low speed. Thereafter, the supply of air is increased during the high speed driving of the vehicle, and the increased air is moved to the lower end by pressing the first diaphragm 210 through the air input port 131. The shaft 220 and the second diaphragm 230 are moved to the lower end by the moved first diaphragm 210, and the valve 400 is moved by the lever 300 connected to the lower end of the shaft 220. Opens the orifice hole 114 to increase the flow rate of hydrogen.

그리고, 차량의 고속주행이 끝나면 공기의 유량이 줄어들어 제1다이아프램(210), 제2다이아프램(230) 및 샤프트(220)는 상단으로 이동되며 상기 밸브(400)는 오리피스홀(114)을 폐쇄한다.When the high-speed driving of the vehicle is finished, the flow rate of air is reduced so that the first diaphragm 210, the second diaphragm 230, and the shaft 220 move to the upper end, and the valve 400 opens the orifice hole 114. To close.

이하, 본 발명에 따른 레귤레이터의 다른 실시예를 설명함에 있어 본 발명의 일 실시예와 동일한 구성과 기능을 갖는 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.Hereinafter, in describing another embodiment of the regulator according to the present invention, a configuration having the same configuration and function as the embodiment of the present invention uses the same reference numeral, and a detailed description thereof will be omitted.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레귤레이터를 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing a regulator according to another embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이 다른 실시예에 따른 레귤레이터(A')는, 상기 압력실(113) 상단에 형성되는 슬리브(210')와, 상기 슬리브(210')에 삽입되는 피스톤(220')과, 상기 피스톤(220') 하단에 설치되어 상기 레버(300)와 연결되는 샤프 트(230')를 포함하여 조절수단(200')이 구성된다.As shown in FIG. 5, a regulator A 'according to another embodiment includes a sleeve 210' formed at an upper end of the pressure chamber 113 and a piston 220 'inserted into the sleeve 210'. And a shaft 230 'installed at a lower end of the piston 220' and configured to be connected to the lever 300.

또한, 상기 슬리브(210')는 상단커버(130) 및 중단커버(120)에 연장형성되며, 상기 슬리브(210')에 삽입되는 피스톤(220')의 외주면으로 기밀을 유지하기 위한 피스톤링(미도시)이 복수개 설치될 수 있다.In addition, the sleeve 210 'is extended to the top cover 130 and the stop cover 120, the piston ring for maintaining the airtight to the outer circumferential surface of the piston 220' inserted into the sleeve 210 '( A plurality of not shown) may be installed.

따라서, 상기 공기입력포트(131)로 공기가 주입되며, 주입된 공기에 의해 상기 피스톤(220')은 하단으로 이동하고, 이동된 피스톤(220')에 의해 상기 레버(300)는 하단으로 이동하며, 하단으로 이동된 레버에 의해 밸브(400)는 상기 오리피스홀(114)를 개방하여 수소의 유량을 증가시킨다.Therefore, air is injected into the air input port 131, and the piston 220 'is moved to the lower end by the injected air, and the lever 300 is moved to the lower end by the moved piston 220'. In addition, the valve 400 opens the orifice hole 114 by the lever moved to the lower end to increase the flow rate of hydrogen.

한편, 상술한 설명에서는 연료전지차량에 적용되는 레귤레이터로 설명하였지만, 이에 한정하는 것은 아니고 LPI차량의 레귤레이터 및 감압작용을 하는 일반적인 레귤레이터에 모두 적용된다.On the other hand, the above description has been described as a regulator that is applied to a fuel cell vehicle, but is not limited to this, it is applied to both the regulator of the LPI vehicle and the general regulator having a decompression action.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시 예에 한정되는 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.As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described in detail, the technical scope of this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It should be interpreted by a claim. At this time, those of ordinary skill in the art should consider that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

도 1은 종래기술에 따른 레귤레이터의 구성을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the configuration of a regulator according to the prior art.

도 2는 본 발명의 레귤레이터가 적용된 연료전지시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.2 is a block diagram schematically showing the configuration of a fuel cell system to which the regulator of the present invention is applied.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레귤레이터를 도시한 사시도이다.3 is a perspective view illustrating a regulator according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 2의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of FIG. 2.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레귤레이터를 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing a regulator according to another embodiment of the present invention.

*도면 중 주요부분에 관한 부호의 설명** Description of symbols on main parts of the drawings *

A - 레귤레이터 100 - 하우징A-Regulator 100-Housing

200 - 조절수단 300 - 레버200-Control unit 300-Lever

400 - 밸브 500 - 입구차단밸브400-Valve 500-Inlet Shut-off Valve

600 - 스탯600-Stats

Claims (9)

압력실과, 상기 압력실과 연통되는 입력포트 및 출력포트와, 상기 입력포트와 연결되는 오리피스홀로 구성되는 하우징;A housing comprising a pressure chamber, an input port and an output port communicating with the pressure chamber, and an orifice hole connected to the input port; 상기 하우징에 형성되는 공기입력포트;An air input port formed in the housing; 상기 공기입력포트의 압력에 의해 선단운동을 하는 조절수단;Adjusting means for performing tip motion by the pressure of the air input port; 상기 조절수단과 연결되는 레버; 및A lever connected to the adjusting means; And 상기 레버의 끝단에 설치되어 상기 오리피스홀을 개폐하는 밸브;A valve installed at an end of the lever to open and close the orifice hole; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지차량용 레귤레이터.Regulator for fuel cell vehicle comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 조절수단은,The adjusting means, 상기 압력실 상단에 설치되는 제1다이아프램과, 상기 제1다이아프램 하단에 설치되어 상기 레버와 연결되는 샤프트로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지차량용 레귤레이터.And a first diaphragm installed at an upper end of the pressure chamber, and a shaft provided at a lower end of the first diaphragm and connected to the lever. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1다이아프램 하단으로 제2다이아프램이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 연료전지차량용 레귤레이터.And a second diaphragm is further provided below the first diaphragm. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 제2다이아프램은 상기 제1다이아프램보다 면적이 크도록 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지차량용 레귤레이터.And the second diaphragm is formed to have an area larger than that of the first diaphragm. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 조절수단은,The adjusting means, 상기 압력실 상단에 형성되는 슬리브와, 상기 슬리브에 삽입되는 피스톤과, 상기 피스톤 하단에 설치되어 상기 레버와 연결되는 샤프트로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지차량용 레귤레이터.And a shaft formed at an upper end of the pressure chamber, a piston inserted into the sleeve, and a shaft installed at the lower end of the piston and connected to the lever. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 조절수단에 탄성력을 인가하는 압력조절스프링과, 상기 압력조절스프링의 상단에 위치하여 상기 하우징에 회전가능하게 부착되는 조절나사를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지차량용 레귤레이터.And a pressure adjusting spring for applying an elastic force to the adjusting means, and an adjusting screw positioned at an upper end of the pressure adjusting spring and rotatably attached to the housing. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하우징에는 압력조절밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 연료전지차량용 레귤레이터.The housing is a regulator for a fuel cell vehicle, characterized in that the pressure control valve is installed. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하우징에는 유량조절밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 연료전지차량용 레귤레이터.The housing is a regulator for a fuel cell vehicle, characterized in that the flow control valve is installed. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유량조절밸브는,The flow control valve, 스텝모터에 의해 구동되는 솔레노이드밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지차량용 레귤레이터.A fuel cell vehicle regulator comprising a solenoid valve driven by a step motor.
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