KR101759491B1

KR101759491B1 - Fuel Supply Control Valve

Info

Publication number: KR101759491B1
Application number: KR1020150183201A
Authority: KR
Inventors: 이상률; 이준혁; 최규성; 심명섭; 박영동
Original assignee: (주)모토닉
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2017-07-19
Also published as: KR20170074103A

Abstract

연료 공급용 제어밸브에 관한 것으로, 수소가 저장되는 저장탱크; 상기 저장탱크의 일면에 설치되며, 연료가 흐르도록 제1 유로가 형성된 밸브 바디; 상기 밸브 바디의 일면에서 상기 저장탱크의 내부로 연장되며, 상기 저장탱크와 상기 밸브 바디 사이에 연료가 흐르도록 제2 유로가 형성된 관로 본체; 상기 제1 유로 및 상기 제2 유로의 개폐에 의해 연료의 흐름을 제어하도록 상기 밸브 바디의 상부에 설치되는 솔레노이드 밸브;를 포함하고, 상기 솔레노이드 밸브는 인가된 전원에 의해 구동되는 제1 플런저 부재; 상기 제1 플런저 부재 또는 연료의 압력에 의해 이동 가능하게 설치되는 제2 플런저 부재를 마련하여 제1 플런저 부재와 제2 플런저 부재에 의해 유로를 개폐 시킴으로써 플런저의 충격에 따른 충격음을 줄일 수 있고, 볼 가이드에 설치된 볼이 오리피스와 충돌하지 않음으로써 볼 및 오리피스의 손상 또는 마모를 방지할 수 있다는 효과가 얻어진다.A control valve for fuel supply, comprising: a storage tank in which hydrogen is stored; A valve body installed on one surface of the storage tank and having a first flow path for flowing fuel; A conduit main body extending from one surface of the valve body to the inside of the storage tank and having a second flow path such that fuel flows between the storage tank and the valve body; And a solenoid valve installed on the valve body to control the flow of fuel by opening and closing the first flow path and the second flow path, wherein the solenoid valve includes: a first plunger member driven by an applied power source; The first plunger member or the second plunger member movably installed by the pressure of the fuel is provided to open / close the flow path by the first plunger member and the second plunger member, so that the impact sound due to the impact of the plunger can be reduced, It is possible to prevent the ball or the orifice from being damaged or worn by preventing the ball provided in the guide from colliding with the orifice.

Description

[0001] The present invention relates to a fuel supply control valve,

본 발명은 연료 공급용 제어밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수소 탱크에 수소의 충전 또는 배출 시 솔레노이드 밸브의 작동에 따라 발생되는 접촉 소음을 줄임은 물론 완충 가능한 연료 공급용 제어밸브에 관한 것이다.The present invention relates to a control valve for supplying fuel, and more particularly, to a control valve for buffering a fuel, as well as reducing contact noise generated by operation of a solenoid valve when charging or discharging hydrogen into a hydrogen tank.

일반적으로 연료전지 시스템은 공기 중의 산소와 연료인 수소를 공급받아 수소와 산소의 전기 화학적인 반응으로서 전기 에너지를 발생시키는 일종의 발전 시스템으로 이루어진다. 예를 들면, 연료전지 시스템은 연료전지 차량에 채용되어 구동 모터를 전기 에너지로 작동시켜 차량을 구동시킨다.Generally, a fuel cell system is a kind of power generation system that generates electric energy as an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen by receiving oxygen in the air and hydrogen as fuel. For example, a fuel cell system is employed in a fuel cell vehicle to drive a drive motor with electric energy to drive the vehicle.

이러한 연료전지 시스템은 공기극과 연료극으로 이루어진 단위 연료전지들의 전기 발생 집합체인 스택과 연료전지의 공기극으로 공기를 공급하기 위한 공기 공급장치와 연료전지의 연료극으로 수소를 공급하기 위한 수소 공급장치를 구비하고 있다.Such a fuel cell system includes a stack, which is an electricity generation aggregate of unit fuel cells made up of an air electrode and a fuel electrode, an air supply device for supplying air to the air electrode of the fuel cell, and a hydrogen supply device for supplying hydrogen to the fuel electrode of the fuel cell have.

여기서 스택은 연료전지의 공기극에서 수분을 포함하고 있는 공기를 배출하고, 연료전지의 연료극에서는 수분을 포함하고 있는 미반응 수소를 배출할 수 있다.Here, the stack discharges air containing moisture from the air electrode of the fuel cell, and unreacted hydrogen containing water can be discharged from the fuel electrode of the fuel cell.

그리고 상기 수소 공급장치는 일정 압력의 수소를 저장하며, 그 수소를 연료 전지의 연료극으로 공급하는 수소 저장탱크를 구비하고 있다.The hydrogen supply device includes a hydrogen storage tank for storing hydrogen at a predetermined pressure and supplying the hydrogen to the fuel electrode of the fuel cell.

한편 연료전지 시스템에는 수소 저장탱크로부터 공급되는 수소와 스택으로부터 배출되는 미반응 수소를 믹싱하여 그 믹싱된 수소를 스택으로 재순환시키기 위한 이젝터(당 업계에서는 통상 "제트펌프" 라고도 한다)로서의 수소 재순환유닛을 구비하고 있다.The fuel cell system, on the other hand, includes a hydrogen recirculation unit (not shown) as an ejector for mixing the hydrogen supplied from the hydrogen storage tank and unreacted hydrogen discharged from the stack and recycling the mixed hydrogen to the stack .

수소 재순환유닛은 수소 저장탱크에서 공급된 수소를 노즐을 통해 분사하여 진공을 발생시키고, 이를 통해 스택으로부터 배출되는 미반응 수소를 흡입하여 스택으로 재순환시키는 기능을 한다.The hydrogen recirculation unit injects the hydrogen supplied from the hydrogen storage tank through a nozzle to generate a vacuum, thereby sucking unreacted hydrogen discharged from the stack and recirculating the unreacted hydrogen to the stack.

다른 한편으로 수소 저장탱크에 저장된 수소는 700bar 정도의 압력으로서 고압 레귤레이터를 거치며 그 압력이 10bar 내외로 조정되고, 수소 공급밸브에 의해 압력이 조절된 상태에서 수소 재순환유닛을 통하여 스택으로 유입될 수 있다.On the other hand, the hydrogen stored in the hydrogen storage tank can be introduced into the stack through the hydrogen recirculation unit under the pressure of about 700 bar through the high-pressure regulator, the pressure being adjusted to about 10 bar, and the pressure being controlled by the hydrogen supply valve .

이때 밸브 및 레귤레이터 등의 고장으로 인해 스택으로 과압의 수소가 유입될 경우에는 스택 내부의 압력 차에 의해 막-전극 어셈블리(MEA)가 파손될 수 있다. 이러한 막-전극 어셈블리의 파손은 수소와 산소의 반응에 의해 화재의 위험성을 유발할 수 있다.At this time, when over-pressure hydrogen flows into the stack due to a failure of the valve and the regulator, the membrane-electrode assembly (MEA) may be damaged by the pressure difference inside the stack. Failure of such a membrane-electrode assembly can cause a fire hazard by the reaction of hydrogen and oxygen.

이를 방지하기 위해 수소 공급장치의 수소 공급 경로에 안전장치로서, 고압 및 저압 압력 방출 밸브(Pressure Relief Valve)와 수소 차단밸브(예를 들면, 솔레노이드 밸브) 등을 설치하고 있다.In order to prevent this, a high-pressure and low-pressure pressure relief valve and a hydrogen shut-off valve (for example, solenoid valve) are installed as a safety device in the hydrogen supply path of the hydrogen supply device.

특히 고압 레귤레이터의 고장 발생 시, 과도한 압력의 수소가 스택으로 유입될 수 있으므로, 고압 압력 방출 밸브는 특정 압력 이상(15~20bar)의 수소가 스택으로 유입되는 것을 차단하고 있다.In particular, in the event of a failure of the high-pressure regulator, high-pressure relief valves shut off hydrogen over a certain pressure (15-20 bar) into the stack, since excessive pressure of hydrogen may enter the stack.

그리고 고압 방출 밸브의 후방에서는 수소 차단밸브를 통해 과압의 수소가 스택으로 유입되는 것을 2차적으로 차단하고 있다.At the rear of the high-pressure discharge valve, the over-pressure hydrogen is secondarily blocked from entering the stack through the hydrogen shut-off valve.

그러나 이와 같은 고압 및 저압 압력 방출 밸브는 스프링에 의해 기계적으로 작동하게 되므로, 기계적인 오작동에 의해 수소가 누설될 염려가 있으며, 이러한 문제는 차량의 연비 악화, 연료전지 시스템의 수소 안전문제를 야기할 수 있다.However, since such high-pressure and low-pressure pressure relief valves are mechanically operated by a spring, hydrogen may leak due to mechanical malfunction. Such a problem may cause deterioration of fuel efficiency of the vehicle and hydrogen safety problems of the fuel cell system .

또한 수소 공급 루트에 고압 압력 방출 밸브를 설치하고 있어도 수소의 압력이 과도하게 유입될 경우, 그 수소의 압력이 수소 차단밸브의 스프링의 탄성력을 극복하며 스택으로 유입될 위험성이 있다.Also, even if a high-pressure relief valve is installed in the hydrogen supply route, if the hydrogen pressure is excessively introduced, the pressure of the hydrogen may flow into the stack overcoming the elastic force of the spring of the hydrogen shut-off valve.

이를 방지하기 위해 수소 차단밸브의 솔레노이드 힘을 증대시킬 필요가 있는데, 이러한 방안은 전체 밸브의 부피 증대 및 작동 소음을 야기시키고 있다.In order to prevent this, it is necessary to increase the solenoid force of the hydrogen shut-off valve, which increases the volume of the entire valve and causes operating noise.

이러한 수소 차단밸브는 고압 충전 시 플런저와 시트가 강제로 밀어 올려지게 되는데, 이때 플런저 또는 시트가 부딪히게 되면서 충격이 가해지면서 소음이 발생되고, 이로 인해 수소 차단밸브의 내구성이 떨어지게 되며, 플런저와 시트 사이의 기밀을 유지하는 접촉부가 파손 또는 손상되는 문제점이 있었다.In this case, the plunger or the seat is forced to push the plunger or the seat when the pressure is high. When the plunger or the seat collides with the plunger or the seat, the impact is applied to the plunger and the seat, There is a problem that the contact portion that keeps the airtightness between the electrodes is damaged or damaged.

또한 전자석에 의해 이동되는 원통형의 플런저가 사용되는데, 수소가 흡입되도록 플런저를 큰 변위(이동 거리)를 제어하므로 자기력이 약하게 작용되는 문제점이 있었다.Also, a cylindrical plunger moved by an electromagnet is used. However, there is a problem that the magnetic force acts weakly because the plunger controls a large displacement (moving distance) so that hydrogen is sucked.

예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 '연료전지 시스템용 솔레노이드 밸브'가 개시되어 있다.For example, the following Patent Document 1 discloses a solenoid valve for a fuel cell system.

하기 특허문헌 1에 따른 연료전지 시스템용 솔레노이드 밸브는 연료전지 시스템의 수소 공급 루트에 설치되는 수소 차단밸브로서의 연료전지 시스템용 솔레노이드 밸브로서, 밸브 하우징, 수소를 유입하는 유입 통로, 수소를 배출하는 배출 통로 및 상기 유입 통로와 배출 통로를 연결하는 밸브 통로를 지니며 상기 밸브 하우징에 설치되는 밸브 바디부, 상기 밸브 하우징의 내부에 설치되는 솔레노이드부, 상기 솔레노이드부의 내측에 밸브 스프링을 통해 지지되며, 상기 밸브 통로에 대응하여 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 플런저부 및 상기 플런저부의 외측에 구비되며, 상기 유입 통로에서 분기된 분기 통로를 통하여 기 설정된 수소의 유입 압력 보다 큰 과압이 인가되면 그 과압에 상응하는 힘으로 상기 플런저부를 가압하는 압력 밸런스부를 포함하고 있다.A solenoid valve for a fuel cell system according to Patent Document 1 is a solenoid valve for a fuel cell system as a hydrogen shut-off valve installed in a hydrogen supply route of a fuel cell system. The solenoid valve includes a valve housing, an inflow passage for introducing hydrogen, A valve body disposed in the valve housing, a solenoid disposed inside the valve housing, a solenoid disposed within the solenoid, the valve body being supported through a valve spring, A plunger portion provided on the outer side of the plunger portion so as to be movable in a vertical direction corresponding to the valve passage and adapted to be operated in accordance with the overpressure when an overpressure higher than the inflow pressure of hydrogen is applied through the branch passage branched from the inflow passage, The pressure balance portion for pressing the plunger portion with a force .

대한민국 특허 공개번호 제10-2015-0110201호(2015년 10월 2일 공개)Korean Patent Publication No. 10-2015-0110201 (published on October 2, 2015)

그러나 특허문헌 1에 따른 솔레노이드 밸브는 솔레노이드부의 일측에 압력 밸런스부가 설치됨에 따라 솔레노이드 밸브의 전체 크기 및 부피가 커지게 되고, 이로 인해 차량의 장착 공간을 확보하기 어려우며, 솔레노이드 밸브를 통해 연료의 충전 또는 배출 시 솔레노이드 밸브의 플런저가 부딪히게 되어 충격음이 발생됨은 물론 플런저가 작동 시 완충이 이루어지지 못하고, 플런저의 작동에 필요한 전자기력이 약해 솔레노이드 밸브의 구동이 양호하게 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.However, in the solenoid valve according to Patent Document 1, since the pressure balance portion is provided on one side of the solenoid portion, the entire size and volume of the solenoid valve become large, which makes it difficult to secure a mounting space of the vehicle. The plunger of the solenoid valve collides with the discharge port of the solenoid valve to generate an impact sound and the electromagnetic valve is not sufficiently buffered to operate the solenoid valve.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 솔레노이드 밸브의 플런저에 의한 강한 충격음이 발생하지 않도록 하는 연료 공급용 제어밸브를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fuel supply control valve that prevents a strong impact noise from being generated by a plunger of a solenoid valve.

본 발명의 다른 목적은 솔레노이드 밸브의 플런저를 2중으로 설치하여 플런저에 의한 접촉 소음을 최소화하는 연료 공급용 제어밸브를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a control valve for fuel supply which minimizes contact noise caused by a plunger by providing a double plunger of a solenoid valve.

본 발명의 또 다른 목적은 솔레노이드 밸브의 무게를 줄일 수 있는 연료 공급용 제어밸브를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a fuel supply control valve capable of reducing the weight of a solenoid valve.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 연료 공급용 제어밸브는 연료가 저장되는 저장탱크; 상기 저장탱크의 일면에 설치되며, 연료가 흐르도록 제1 유로가 형성된 밸브 바디; 상기 밸브 바디의 일면에서 상기 저장탱크의 내부로 연장되며, 상기 저장탱크와 상기 밸브 바디 사이에 연료가 흐르도록 제2 유로가 형성된 관로 본체; 상기 제1 유로 및 상기 제2 유로의 개폐에 의해 연료의 흐름을 제어하도록 상기 밸브 바디의 상부에 설치되는 솔레노이드 밸브;를 포함하고, 상기 솔레노이드 밸브는 인가된 전원에 의해 구동되는 제1 플런저 부재; 상기 제1 플런저 부재 또는 연료의 압력에 의해 이동 가능하게 설치되는 제2 플런저 부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a control valve for fuel supply, comprising: a storage tank in which fuel is stored; A valve body installed on one surface of the storage tank and having a first flow path for flowing fuel; A conduit main body extending from one surface of the valve body to the inside of the storage tank and having a second flow path such that fuel flows between the storage tank and the valve body; And a solenoid valve installed on the valve body to control the flow of fuel by opening and closing the first flow path and the second flow path, wherein the solenoid valve includes: a first plunger member driven by an applied power source; And a second plunger member movably installed by the pressure of the first plunger member or the fuel.

상기 제1 플런저 부재는 케이싱; 상기 케이싱 내면에 결합되며, 코일이 감긴 보빈; 상기 보빈의 내부에 결합되는 코어; 상기 보빈과 코어 사이에 결합되는 슬리브; 상기 코일에 인가된 전원에 의해 왕복 이동 가능하도록 상기 슬리브 내부에 설치되는 제1 플런저; 상기 제1 플런저를 리턴시키는 제1 스프링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The first plunger member includes a casing; A bobbin coupled to the inner surface of the casing and wound with a coil; A core coupled to the inside of the bobbin; A sleeve coupled between the bobbin and the core; A first plunger installed inside the sleeve so as to reciprocate by a power source applied to the coil; And a first spring for returning the first plunger.

상기 제2 플런저 부재는 상기 제1 플런저 부재의 저면에 고정되는 가이드; 상기 가이드 내부에 이동 가능하게 설치되는 볼 가이드; 상기 가이드의 하부에 결합되며, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로가 연통되도록 오리피스가 형성된 시트; 상기 볼 가이드가 탄력적으로 설치되도록 상기 볼 가이드의 외측에 설치되는 제2 스프링; 상기 오리피스가 개폐되도록 상기 볼 가이드의 저면에 설치되는 볼;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The second plunger member being fixed to the bottom surface of the first plunger member; A ball guide movably installed in the guide; A sheet coupled to a lower portion of the guide and having an orifice formed therein to communicate the first flow path and the second flow path; A second spring installed outside the ball guide so that the ball guide is elastically installed; And a ball provided on a bottom surface of the ball guide to open or close the orifice.

상기 가이드는 상기 볼과 상기 오리피스의 충격이 최소화되도록 소정의 완충공간(S1)만큼 이격되게 설치되고, 상기 볼 가이드와 제1 플런저는 충격에 의한 내구성을 갖도록 상기 시트와 상기 가이드의 완충공간(S1) 보다 길게 형성되는 완충공간(S2)의 거리만큼 이격되게 설치되는 것을 특징으로 한다.The ball guide and the first plunger are spaced apart from each other by a predetermined buffer space S1 so that the impact of the ball and the orifice is minimized. The buffer space S2 is formed to be longer than the buffer space S2.

상기 제1 플런저는 일면에 상기 제2 플런저 부재가 고정되도록 형성되는 홈부; 상기 제1 플런저의 타면에 상기 코어의 흡인력이 작용하도록 일측으로 돌출되게 형성되는 경사돌출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the first plunger has a groove formed on one surface thereof to fix the second plunger member; And a sloping protrusion formed on one surface of the first plunger so as to protrude to one side so that suction force of the core acts on the other surface of the first plunger.

상기 코어에는 상기 제1 플런저를 리턴시키는 상기 제1 스프링이 삽입되도록 스프링 삽입홈부가 형성되며, 상기 코어에는 연료가 누수되지 않도록 오링이 결합되는 것을 특징으로 한다.A spring insertion groove is formed in the core to insert the first spring for returning the first plunger, and an O-ring is coupled to the core so as to prevent leakage of fuel.

상기 가이드는 일정 길이 및 일정 직경으로 형성되는 제1 가이드부; 상기 오리피스를 통해 흐르는 연료가 통과되도록 상기 제1 가이드부에 형성되는 다수의 구멍; 상기 제1 가이드부의 하부에 상기 시트가 결합되도록 상기 제1 가이드부의 직경보다 큰 직경으로 형성되는 제2 가이드부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The guide may include a first guide portion having a predetermined length and a predetermined diameter; A plurality of holes formed in the first guide portion to allow fuel flowing through the orifices to pass therethrough; And a second guide part having a diameter larger than a diameter of the first guide part so that the sheet is coupled to a lower part of the first guide part.

상기 슬리브에는 연료가 흐르도록 다수의 구멍이 형성되는 것을 특징으로 한다.The sleeve is characterized in that a plurality of holes are formed so that the fuel flows.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 연료 공급용 제어밸브에 의하면, 제1 플런저 부재와 제2 플런저 부재에 의해 유로를 개폐 시킴으로써 플런저의 충격에 따른 충격음을 줄일 수 있고, 볼 가이드에 설치된 볼이 오리피스와 충돌하지 않음으로써 볼 및 오리피스의 손상 또는 마모를 방지할 수 있다는 효과가 얻어진다.As described above, according to the fuel supply control valve according to the present invention, by opening and closing the flow path by the first plunger member and the second plunger member, it is possible to reduce impact noise due to the impact of the plunger, It is possible to prevent damage or wear of the balls and orifices.

본 발명에 따른 연료 공급용 제어밸브에 의하면, 시트가 엔지니어링 플라스틱으로 이루어져 충격에 따른 충격음을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 내구성을 높일 수 있고, 코어와 제1 플런저가 원뿔 형상으로 이루어져 코어의 전자기력에 의한 플런저의 구동을 보다 양호하게 할 수 있으며, 전자기력이 양호하게 가해짐으로써 플런저의 반응 속도를 향상시킬 수 있고, 제1 플런저 및 볼 가이드가 각각 스프링에 의해 완충되며, 이로 인해 충격에 의한 파손 또는 손상을 줄일 수 있다는 효과가 얻어진다.According to the fuel supply control valve of the present invention, since the seat is made of engineering plastic, it is possible not only to reduce the impact sound due to the impact but also to enhance the durability, and the core and the first plunger are conical, And the first plunger and the ball guide are buffered by the respective springs. As a result, damage or damage due to the impact can be prevented The effect can be obtained.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브를 보인 입체도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브를 보인 분해 입체도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브의 솔레노이드 밸브를 보인 단면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브가 설치된 분해 입체도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브가 설치되는 연료전지 시스템의 개략적인 구성도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브를 통해 연료가 충전되기 전 상태를 보인 단면도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브를 통해 연료가 충전되는 상태를 보인 단면도,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브가 개방된 상태를 보인 단면도,
도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브가 닫힌 상태를 보인 확대 단면도1 is a perspective view showing a fuel supply control valve according to a preferred embodiment of the present invention,
2 is an exploded perspective view showing a fuel supply control valve according to a preferred embodiment of the present invention,
3 is a sectional view showing a solenoid valve of a fuel supply control valve according to a preferred embodiment of the present invention,
4 is an exploded perspective view of a fuel supply control valve according to a preferred embodiment of the present invention,
5 is a schematic configuration diagram of a fuel cell system in which a fuel supply control valve according to a preferred embodiment of the present invention is installed;
6 is a sectional view showing a state before the fuel is charged through the fuel supply control valve according to the preferred embodiment of the present invention,
FIG. 7 is a sectional view showing a state where fuel is charged through a fuel supply control valve according to a preferred embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a sectional view showing a state in which the fuel supply control valve is opened according to a preferred embodiment of the present invention;
9 is an enlarged cross-sectional view showing a closed state of the fuel supply control valve according to the preferred embodiment of the present invention

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a fuel supply control valve according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브를 보인 입체도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브를 보인 분해 입체도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브의 솔레노이드 밸브를 보인 단면도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브가 설치된 분해 입체도이다.FIG. 1 is a three-dimensional view showing a fuel supply control valve according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view showing a fuel supply control valve according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 4 is an exploded perspective view of a fuel supply control valve according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of a solenoid valve of a fuel supply control valve according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브는 수소가 저장되는 저장탱크(10), 상기 저장탱크(10)의 일면에 설치되며, 연료가 흐르도록 제1 유로(21)가 형성된 밸브 바디(20), 상기 밸브 바디(20)의 일면에서 상기 저장탱크(10)의 내부로 연장되며, 상기 저장탱크(10)와 상기 밸브 바디(20) 사이에 연료가 흐르도록 제2 유로(26)가 형성된 관로 본체(25), 상기 유로의 개폐에 의해 연료의 흐름을 제어하도록 상기 밸브 바디(20)의 상부에 설치되는 솔레노이드 밸브(50)를 포함하고, 상기 솔레노이드 밸브(50)는 인가된 전원에 의해 구동되는 제1 플런저 부재(60), 상기 제1 플런저 부재(60) 또는 연료의 압력에 의해 이동 가능하게 설치되는 제2 플런저 부재(80)를 포함한다.The control valve for fuel supply according to the preferred embodiment of the present invention includes a storage tank 10 in which hydrogen is stored, a valve body 20 installed on one surface of the storage tank 10, And a second flow path 26 extending from one side of the valve body 20 to the interior of the storage tank 10 and allowing the fuel to flow between the storage tank 10 and the valve body 20. [ And a solenoid valve (50) installed on the valve body (20) to control the flow of fuel by opening and closing the passage, wherein the solenoid valve (50) The first plunger member 60 driven by the first plunger member 60, or the second plunger member 80 movably installed by the pressure of the fuel.

본 발명의 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브는 차량 등의 연료를 공급함은 물론 필요에 따라 연료를 저장탱크에 저장하는 것으로, 예를 들어 연료전지에 적용되는 것으로 설명하기로 하며, 이에 한정되지 않는 것으로 이해되어야 한다.The fuel supply control valve according to the embodiment of the present invention is not limited to supplying the fuel such as the vehicle and storing the fuel in the storage tank as necessary as well as being applied to the fuel cell, It should be understood as not.

이러한 저장탱크(10)는 저장된 연료를 공급함은 물론 사용하고자 하는 연료를 충전하여 사용할 수 있는 것이면 충분하다.It is sufficient that such a storage tank 10 not only supplies the stored fuel but also can be used by charging the fuel to be used.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브는 수소 저장탱크(미도시)로부터 매니폴드(2)를 통해 공급되는 연료를 저장탱크(10)에 충전함은 물론 저장탱크(10)에 저장된 연료를 레귤레이터(3)로 공급하는 것으로, 연료의 충전 시 발생되는 솔레노이드 밸브(50)의 충격을 완화시킴과 함께 솔레노이드 밸브(50)의 작동이 원활하게 이루어지도록 한다.The control valve for supplying fuel according to the preferred embodiment of the present invention not only fills the storage tank 10 with the fuel supplied from the hydrogen storage tank (not shown) through the manifold 2, but also the fuel stored in the storage tank 10 By supplying the fuel to the regulator 3, the impact of the solenoid valve 50 generated when the fuel is charged is alleviated, and the operation of the solenoid valve 50 is smoothly performed.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브는 내부에 제1 유로(21, 도 3 참조)가 형성된 밸브 바디(20)와 상기 제1 유로(21)를 개폐시키도록 상기 밸브 바디(20)의 상부에 설치되는 솔레노이드 밸브(50)를 포함한다.1 and 2, the fuel supply control valve according to the embodiment of the present invention includes a valve body 20 having a first flow path 21 (see FIG. 3) And a solenoid valve 50 installed on the valve body 20 to open and close the valve body 20.

한편 밸브 바디(20)의 일면에는 저장탱크(10, 도 4 참조)의 내부로 연장되는 관로 본체(25)가 일체로 형성되며, 상기 관로 본체(25)에는 밸브 바디(20)의 제1 유로(21)와 연결되는 제2 유로(26)가 형성된다.On one side of the valve body 20, a channel body 25 extending into the interior of the storage tank 10 (see FIG. 4) is integrally formed. In the channel body 25, A second flow path 26 connected to the first flow path 21 is formed.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 밸브 바디(20)의 일면에는 연료가 저장되는 저장탱크(10, 또는 수소 탱크)가 설치되며, 밸브 바디(20)의 제1 유로(21)는 도 3의 도면상 수직 방향으로 형성되며, 관로 본체(25)의 제2 유로(26)는 도 3의 도면상 수평 방향으로 형성된다.3 and 4, a storage tank 10 (or a hydrogen tank) in which fuel is stored is installed on one surface of the valve body 20, and a first flow path 21 of the valve body 20 3, and the second flow path 26 of the channel body 25 is formed in the horizontal direction in the drawing of Fig.

상기 제1 유로(21)와 제2 유로(26)는 서로 교차되는 방향으로 형성되며, 상기 솔레노이드 밸브(50)는 제1 유로(21)와 제2 유로(26)의 교차점에 설치되어 제1 유로(21)와 제2 유로(26)를 개폐하게 된다.The first flow path 21 and the second flow path 26 are formed in directions intersecting with each other. The solenoid valve 50 is installed at an intersection of the first flow path 21 and the second flow path 26, The flow path 21 and the second flow path 26 are opened and closed.

상기 솔레노이드 밸브(50)는 유로(21, 26, 이하 '유로'로 통칭하기로 한다)를 개폐시키는 것으로, 상기 솔레노이드 밸브(50)는 엔진(미도시)의 구동 시에 개방될 뿐만 아니라 저장탱크(10)에 연료의 충전 시 강제 개방된다.The solenoid valve 50 opens and closes the flow paths 21 and 26 (hereinafter referred to as a 'flow path'). The solenoid valve 50 is opened at the time of driving the engine (not shown) (10) is forcibly opened when the fuel is charged.

상기 솔레노이드 밸브(50)는 인가된 전원에 의해 구동되는 제1 플런저 부재(60), 상기 제1 플런저 부재(60) 및 공급되는 연료의 압력에 의해 구동되는 제2 플런저 부재(80)를 포함한다.The solenoid valve 50 includes a first plunger member 60 driven by an applied power source, a first plunger member 60 and a second plunger member 80 driven by the pressure of the supplied fuel .

상기 제1 플런저 부재(60)는 케이싱(61) 내부에 설치되며, 상기 제2 플런저 부재(80)는 상기 제1 플런저 부재(60)의 아래쪽에 설치된다.The first plunger member 60 is installed inside the casing 61 and the second plunger member 80 is installed below the first plunger member 60.

상기 제1 플런저 부재(60)는 일정 직경 및 길이를 갖는 원통형으로 이루어진 케이싱(61), 상기 케이싱(61) 내면에 결합되며, 코일(63)이 감긴 보빈(62), 상기 보빈(62)의 내부에 결합되는 코어(64), 상기 보빈(62)과 코어(64) 사이에 결합되는 슬리브(75), 상기 코어(64)의 전자기력에 의해 왕복 이동 가능하도록 상기 슬리브(75) 내부에 설치되는 제1 플런저(70), 상기 제1 플런저(70)를 리턴시키는 제1 스프링(73)을 포함한다.The first plunger member 60 includes a cylindrical casing 61 having a predetermined diameter and a length, a bobbin 62 coupled to the inner surface of the casing 61 and wound with the coil 63, A sleeve 75 coupled between the bobbin 62 and the core 64 and a sleeve 75 installed inside the sleeve 75 to be reciprocatable by the electromagnetic force of the core 64 A first plunger 70, and a first spring 73 that returns the first plunger 70.

상기 제1 플런저 부재(60)는 인가된 전원에 의해 구동 되면서 제2 플런저 부재(80)를 구동하게 된다. 즉, 제1 플런저 부재(60)는 유로(21, 26)를 개방시킴으로써, 저장탱크(10)에 저장되어 있는 연료를 레귤레이터(3) 쪽으로 공급되게 한다.The first plunger member 60 is driven by an applied power source to drive the second plunger member 80. That is, the first plunger member 60 opens the flow paths 21 and 26, thereby allowing the fuel stored in the storage tank 10 to be supplied to the regulator 3 side.

상기 케이싱(61)은 일정 직경 및 길이를 갖는 상면이 개방된 원통체로 이루어지며, 그 내부에는 보빈(62)이 결합된다. 상기 보빈(62)에는 인가된 전원에 의해 전자기력을 발생시키도록 코일(63)이 감겨 있다.The casing 61 is made of a cylindrical body having a predetermined diameter and a length and opened on its top surface, and a bobbin 62 is coupled to the inside of the cylindrical body. A coil 63 is wound around the bobbin 62 to generate an electromagnetic force by an applied power source.

상기 보빈(62) 내부에는 슬리브(75)가 설치된다. 상기 슬리브(75)는 일정 길이 및 직경을 갖는 원통체로 이루어진다.A sleeve 75 is installed inside the bobbin 62. The sleeve 75 is made of a cylindrical body having a predetermined length and diameter.

상기 슬리브(75)의 상부 내면에는 제1 나사부(76)가 형성되고, 슬리브(75)의 하부에는 외면에 제2 나사부(77)가 형성된다. 상기 제1 나사부(76)에는 코어(64)가 체결되며, 제2 나사부(77)는 밸브 바디(20)에 체결된다.A first screw portion 76 is formed on the inner surface of the upper portion of the sleeve 75 and a second screw portion 77 is formed on the outer surface of the sleeve 75. The core 64 is fastened to the first screw portion 76 and the second screw portion 77 is fastened to the valve body 20.

상기 코어(64)에는 전자기력에 의한 흡인력이 제1 플런저(70)에 보다 양호하게 전달되도록 원뿔 형상의 경사홈부(65)가 형성된다. 상기 경사홈부(65)는 코어(64)의 길이를 길게 하여 줌으로써, 제1 플런저(70)를 보다 양호하면서 원활하게 작동되게 한다.The cores (64) are formed with conical slanting grooves (65) so that the suction force by the electromagnetic force is transmitted to the first plunger (70) better. The inclined groove 65 extends the length of the core 64 so as to allow the first plunger 70 to operate more smoothly and smoothly.

즉, 경사홈부(65)는 코어(64)의 원뿔 형상으로 형성되므로, 코어(64)의 전체 길이가 길어지게 되고, 상기 코어(64)가 제1 플런저(70)와 보다 근접하게 설치되게 한다. 이에 따라 코어(64)는 전자기력에 의한 흡인력이 증대되어 제1 플런지(70)를 보다 신속하면서도 양호한 작동이 이루어지도록 한다.That is, since the inclined groove portion 65 is formed in a conical shape of the core 64, the entire length of the core 64 becomes longer, and the core 64 is installed closer to the first plunger 70 . Accordingly, the core 64 increases the attraction force by the electromagnetic force so that the first plunge 70 can be operated more quickly and with good operation.

또 코어(64)의 내부에는 제1 플런저(70)를 리턴시키는 제1 스프링(73)이 삽입되도록 스프링 삽입홈부(66)가 형성된다. 또한 코어(64)와 슬리브(75) 사이에는 기밀을 유지하도록 오링(67)이 설치된다.A spring insertion groove 66 is formed in the core 64 so that a first spring 73 for returning the first plunger 70 is inserted. An O-ring 67 is provided between the core 64 and the sleeve 75 to maintain airtightness.

상기 케이싱(61)에는 케이싱(61)을 덮는 커버(68)가 설치된다.The casing (61) is provided with a cover (68) for covering the casing (61).

상기 제1 플런저(70)는 코어(64)의 전자기력에 의해 작동되는 것으로, 유로(21, 26)를 개폐시키도록 왕복 이동된다. 상기 제1 플런저(70)는 일정 길이를 갖는 원통형으로 이루어지고, 제1 플런저(70)의 저면에는 제2 플런저 부재(75)가 고정되도록 홈부(71)가 형성된다.The first plunger 70 is operated by the electromagnetic force of the core 64 and reciprocates to open and close the flow paths 21 and 26. [ The first plunger 70 has a cylindrical shape with a predetermined length and a groove 71 is formed on the bottom surface of the first plunger 70 so that the second plunger member 75 is fixed.

상기 제1 플런저(70)의 상부에는 코어(64)의 경사홈부(65)에 대응되는 경사돌출부(72)가 형성되며, 상기 코어(64)의 스프링 삽입홈부(66)에는 제1 플런저(70)를 리턴시키는 제1 스프링(73)이 설치된다.A slant projection 72 corresponding to the slant groove 65 of the core 64 is formed on the upper portion of the first plunger 70. The spring plunger 66 of the core 64 is provided with a first plunger 70 A first spring 73 for returning the first spring 73 is provided.

상기 제2 플런저 부재(80)는 상기 제1 플런저 부재(60)의 저면에 고정되는 가이드(81), 상기 가이드(81) 내부에 이동 가능하게 설치되는 볼 가이드(85), 상기 가이드(81)의 하부에 결합되며, 상기 제1 유로(21)와 상기 제2 유로(26)가 연통되도록 오리피스(90)가 형성된 시트(89), 상기 볼 가이드(85)가 탄력적으로 설치되도록 상기 볼 가이드(85)의 외측에 설치되는 제2 스프링(87), 상기 오리피스(90)가 개폐되도록 상기 볼 가이드(85)의 저면에 설치되는 볼(88)을 포함한다.The second plunger member 80 includes a guide 81 fixed to the bottom surface of the first plunger member 60, a ball guide 85 movably installed in the guide 81, A seat 89 having an orifice 90 formed to connect the first flow path 21 and the second flow path 26 to each other and a ball guide 85 for elastically mounting the ball guide 85, And a ball 88 installed on the bottom surface of the ball guide 85 so that the orifice 90 is opened or closed.

상기 제2 플런저 부재(80)는 제1 플런저 부재(60) 또는 연료의 압력에 의해 강제 개방될 수 있다. 즉, 제2 플런저 부재(80)는 엔진이 구동된 상태에서 인가된 전원에 의해 구동 됨은 물론 연료의 충전, 즉 전원이 오프(off) 된 상태에서 수소 저장탱크(미도시)로부터 공급되는 연료가 충전되도록 강제로 개방된다.The second plunger member 80 can be forcibly opened by the pressure of the first plunger member 60 or fuel. That is, the second plunger member 80 is driven by the power source applied in the state where the engine is driven, as well as the fuel supplied from the hydrogen storage tank (not shown) when the fuel is charged, that is, It is forcibly opened to be charged.

상기 제2 플런저 부재(80)는 슬리브(75) 내부의 제1 플런저(70)에 설치된다. 상기 가이드(81)는 일정 길이를 갖는 중공의 원통체로 이루어지고, 가이드(81)의 상부에는 일정 직경을 갖는 원통체로 이루어진 제1 가이드부(82)가 형성된다.The second plunger member 80 is installed in the first plunger 70 inside the sleeve 75. The guide 81 is formed of a hollow cylindrical body having a predetermined length and a first guide portion 82 formed of a cylindrical body having a predetermined diameter is formed on the guide 81.

상기 제1 가이드부(82)에는 공급되는 연료가 통과되도록 일정 직경을 갖는 다수의 구멍(83)이 형성되고, 제1 가이드부(82)의 하부에는 제1 가이드부(82)에 비하여 직경이 큰 제2 가이드부(83)가 형성된다.The first guide portion 82 is formed with a plurality of holes 83 having a predetermined diameter to allow the supplied fuel to pass therethrough and the lower portion of the first guide portion 82 has a diameter smaller than that of the first guide portion 82 A large second guide portion 83 is formed.

상기 제2 가이드부(84)에는 시트(89)가 결합되며, 상기 시트(89)에는 연료가 유로(21)를 통해 솔레노이드 밸브(50)의 내부로 이동되도록 오리피스(90)가 형성되고, 상기 시트(89)에는 상부에 제2 가이드부(84)에 결합되도록 걸림돌기(91)가 형성된다.An orifice 90 is formed in the seat 89 so as to move the fuel to the inside of the solenoid valve 50 through the flow path 21, The seat 89 is formed with a locking protrusion 91 so as to be coupled to the second guide portion 84 at an upper portion thereof.

한편 시트(89)는 가이드(81)와의 접촉 시 충격음을 줄이면서 강성 및 내구성을 갖도록 폴리에테르에테르케톤(PEEK: Poly Ether Ether Keton) 재질로 이루어진다. 이는 제2 플런저 부재(80)의 무게를 줄일 수 있으면서도 장기간 사용할 수 있는 내구성을 갖기 위함이다.Meanwhile, the sheet 89 is made of polyether ether ketone (PEEK) so as to have rigidity and durability while reducing impact noise when it contacts with the guide 81. This is because the weight of the second plunger member 80 can be reduced and durability can be used for a long time.

상기 가이드(81) 내부에는 일정 길이를 갖는 볼 가이드(85)가 이동 가능하게 설치되며, 볼 가이드(85)에는 제2 스프링(87)이 안착되도록 돌기부(86)가 일체로 형성된다.A ball guide 85 having a predetermined length is movably installed in the guide 81 and a protrusion 86 is formed integrally with the ball guide 85 so that the second spring 87 is seated.

상기 볼 가이드(85)의 외측에는 돌기부(86)와 제1 플런저(70) 사이에 제2 스프링(87)이 설치되며, 볼 가이드(85) 저면에는 시트(89)의 오리피스(90)를 개폐시키는 볼(88)이 안착된다.A second spring 87 is provided between the protrusion 86 and the first plunger 70 on the outer side of the ball guide 85 and the orifice 90 of the seat 89 is opened / The ball 88 is seated.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 볼(88)은 볼 가이드(85)의 저면에 고정되며, 볼(88)과 오리피스(90)와의 접촉 시 충격을 최소화하기 위하여 가이드(81)는 시트(89)와 소정의 완충공간(S1)만큼 떨어져 설치되고, 볼 가이드(85)와 제1 플런저(70)의 저면은 볼(88) 및 오리피스(90)의 내구성을 높이기 위하여 소정의 완충공간(S2)만큼 떨어져 설치된다.9, the ball 88 is fixed to the bottom surface of the ball guide 85 and the guide 81 is fixed to the bottom surface of the ball guide 85 in order to minimize the impact upon contact between the ball 88 and the orifice 90. [ And the bottom surface of the ball guide 85 and the first plunger 70 are spaced apart from each other by a predetermined cushioning space S2 in order to enhance the durability of the ball 88 and the orifice 90, As shown in FIG.

도 9에서와 같이, 가이드(81)와 시트(89)는 비교적 완충공간(S1)의 길이가 짧게 배치되고, 볼 가이드(85)와 제1 플런저(70)는 완충공간(S1)에 비하여 비교적 길이가 길게 배치된다.9, the guide 81 and the seat 89 are relatively short in the length of the cushioning space S1 and the ball guide 85 and the first plunger 70 are relatively small in comparison with the cushioning space S1. And a long length is arranged.

이는 볼(88)과 오리피스(90)의 접촉 시 볼(88)의 이동 거리를 짧게 하여 충격에 의한 마모 또는 파손을 줄이기 위함이다.This is to shorten the moving distance of the ball 88 when the ball 88 and the orifice 90 are in contact with each other to reduce wear or damage due to the impact.

또한 볼 가이드(85)와 제1 플런저(70)의 이동 거리는 제1 스프링(73)에 의해 완충되므로 완충공간(S1)에 비하여 비교적 길게 하여 제1 플런저 부재(60) 및 제2 플런저 부재(80)의 이동 거리를 확보할 수 있도록 한다.Since the movement distance of the ball guide 85 and the first plunger 70 is buffered by the first spring 73, the first plunger member 60 and the second plunger member 80 In order to secure a moving distance of the vehicle.

다음 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브의 결합관계를 상세하게 설명한다.Next, the coupling relationship of the fuel supply control valve according to the preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브는 수소 저장탱크(미도시)로부터 매니폴드(2)를 거쳐 공급되는 연료가 저장탱크(10)에 저장되게 하며, 엔진의 구동 시 저장탱크(10)에 저장된 연료를 매니폴드(2)를 거쳐 레귤레이터(3)로 공급되게 한다.1 to 4, the fuel supply control valve according to the embodiment of the present invention is configured such that the fuel supplied from the hydrogen storage tank (not shown) through the manifold 2 is stored in the storage tank 10 And allows the fuel stored in the storage tank 10 to be supplied to the regulator 3 via the manifold 2 when the engine is driven.

상기 저장탱크(10)는 연료를 저장하며, 저장탱크(10)의 일면에는 제1 유로(21)가 형성된 밸브 바디(20)를 설치하고, 밸브 바디(20)에는 저장탱크(10)와 밸브 바디(20) 사이에 연료가 흐르도록 제2 유로(26)가 형성된 관로 본체(25)를 설치한다.The storage tank 10 stores fuel and a valve body 20 provided with a first flow path 21 is installed on one surface of the storage tank 10. The valve body 20 is provided with a storage tank 10, And a channel body 25 in which a second flow path 26 is formed is provided between the bodies 20 so as to flow fuel.

이들 제1 유로(21)와 제2 유로(26)는 대략 교차되는 방향으로 연결되게 설치하며, 밸브 바디(20)의 상부에는 이들 유로(21, 26)를 개폐시키는 솔레노이드 밸브(50)를 설치한다.A solenoid valve 50 for opening and closing the flow paths 21 and 26 is installed at an upper portion of the valve body 20. The first flow path 21 and the second flow path 26 are connected to each other in substantially crossing directions. do.

즉, 솔레노이드 밸브(50)는 제1 유로(21)와 제2 유로(26)를 개폐 시킴에 따라 저장탱크(10)에 저장된 연료를 레귤레이터(3)로 공급하며, 수소 저장탱크로부터 공급되는 연료가 저장탱크(10)로 공급되게 한다.That is, the solenoid valve 50 opens and closes the first flow path 21 and the second flow path 26 to supply the fuel stored in the storage tank 10 to the regulator 3, To be supplied to the storage tank (10).

상기 솔레노이드 밸브(50)는 제1 유로(21)와 제2 유로(26) 사이에 시트(90)가 접촉되게 설치한다. 또한 슬리브(75)의 구멍(78)은 제1 유로(21)와 제2 유로(26) 사이에 서로 연통되게 설치한다.The solenoid valve 50 is installed so that the seat 90 is in contact with the first flow path 21 and the second flow path 26. The holes 78 of the sleeve 75 are provided so as to communicate with each other between the first flow path 21 and the second flow path 26.

즉, 제1 유로(21)와 제2 유로(26)는 시트(90)의 이동에 따라 슬리브(75)의 구멍(78)을 개폐 시킴에 따라 개폐된다.That is, the first flow path 21 and the second flow path 26 are opened and closed by opening and closing the hole 78 of the sleeve 75 as the seat 90 moves.

상기 솔레노이드 밸브(50)는 밸브 바디(20)의 상부에 설치되는데, 제1 플런저 부재(60)는 밸브 바디(20)의 외부로 돌출되게 설치하며, 제2 플런저 부재(80)는 제1 유로(21)와 제2 유로(26)를 개폐하도록 밸브 바디(20)의 내부에 설치한다.The solenoid valve 50 is installed on the upper portion of the valve body 20. The first plunger member 60 is installed to protrude from the valve body 20 and the second plunger member 80 is installed on the valve body 20, (20) so as to open and close the second flow path (21) and the second flow path (26).

상기 제1 플런저 부재(60)의 케이싱(61) 내부에는 보빈(62)을 끼워 결합하고, 보빈(62)에는 코일(63)을 감아 두며, 보빈(62)의 내면에는 슬리브(75)를 결합한다. 상기 슬리브(75)는 보빈(62)의 내면에 억지끼움 형태로 결합할 수 있다.A coil 63 is wound around the bobbin 62 and a sleeve 75 is coupled to the inner surface of the bobbin 62. The sleeve 63 is coupled to the inner surface of the bobbin 62, do. The sleeve 75 may be coupled to the inner surface of the bobbin 62 in an interference fit.

상기 슬리브(75)의 제1 나사부(76)에는 코어(64)를 체결하며, 코어(64)의 스프링 삽입홈부(66)에는 제1 플런저(70)를 리턴시키는 제1 스프링(73)을 설치한다.A first spring 73 is installed to the spring insertion groove portion 66 of the core 64 to return the first plunger 70 to the first screw portion 76 of the sleeve 75, do.

또 코어(64)와 슬리브(75) 사이에는 연료의 기밀을 유지하도록 오링(67)을 설치한다.An O-ring 67 is provided between the core 64 and the sleeve 75 to maintain airtightness of the fuel.

상기 코어(64)의 아래쪽에는 코어(64)에서 발생되는 전자기력에 의해 이동되는 제1 플런저(70)를 설치하며, 코어(64)와 제1 플런저(70)는 코어(64)의 전자기력이 보다 양호하게 가해지도록 코어(64)의 경사홈부(65)와 제1 플런저(70)의 경사돌출부(72)를 대응되게 설치한다.A first plunger 70 is provided under the core 64 and is moved by an electromagnetic force generated in the core 64. The core 64 and the first plunger 70 are arranged such that the electromagnetic force of the core 64 The inclined groove portion 65 of the core 64 and the inclined projection 72 of the first plunger 70 are provided correspondingly so as to be excellently applied.

이는 코어(64)에서 발생되는 전자기력이 제1 플런저(70)에 양호하게 전달되어 제1 플런지(70)의 동작을 보다 원활하게 이루어지도록 한다.This ensures that the electromagnetic force generated in the core 64 is transmitted to the first plunger 70 in a satisfactory manner to smoothly perform the operation of the first plunger 70.

또한 제1 플런저(70)의 아래쪽에는 제2 플런저 부재(75)를 설치한다. 상기 제2 플런저 부재(80)는 가이드(81)를 제1 플런지(70)의 홈부(71)에 고정하며, 가이드(81) 내부에는 볼 가이드(85)를 설치하고, 그 외부에는 시트(89)를 결합한다.A second plunger member (75) is provided below the first plunger (70). The second plunger member 80 fixes the guide 81 to the groove 71 of the first plunger 70. A ball guide 85 is provided inside the guide 81, 89).

상기 가이드(81)와 시트(89)는 소정의 거리만큼 떨어진 상태로 결합한다. 이는 연료의 충전 시 시트(89)가 가이드(81) 쪽으로 이동되면서 연료의 압력에 따른 충격을 완화시키기 위함이다.The guide 81 and the seat 89 are engaged with each other by a predetermined distance. This is to alleviate the impact of the fuel pressure as the seat 89 is moved toward the guide 81 when the fuel is charged.

아울러 볼 가이드(85)에 설치된 볼(88)은 시트(89)의 오리피스(90)에 안착되는데, 볼(88)과 오리피스(90)는 선 접촉되는 상태로 설치한다. 이러한 볼(88)은 볼 가이드(85)에 설치된 제2 스프링(87)에 의해 오리피스(90)를 차단시키는 상태로 설치한다.The ball 88 provided on the ball guide 85 is seated on the orifice 90 of the seat 89 so that the ball 88 and the orifice 90 are in line contact with each other. The ball 88 is installed in such a state that the orifice 90 is blocked by the second spring 87 provided on the ball guide 85.

아울러 슬리브(75)와 밸브 바디(20) 사이에는 기밀을 유지하도록 오링(79)을 설치한다.An O-ring 79 is provided between the sleeve 75 and the valve body 20 to maintain airtightness.

다음 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브의 작동방법을 상세하게 설명한다.Next, a method of operating the fuel supply control valve according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8. FIG.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브가 설치되는 연료전지 시스템의 개략적인 구성도이다.5 is a schematic configuration diagram of a fuel cell system in which a fuel supply control valve according to a preferred embodiment of the present invention is installed.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브를 통해 연료의 충전하는 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.5 schematically shows a system for filling fuel through a fuel supply control valve according to a preferred embodiment of the present invention.

도 5에서와 같이, 수소 저장탱크(미도시)에는 연료를 공급하기 위한 립셉터클 충전밸브(2)가 설치되며, 연료는 상기 립셉터클 충전밸브(2)를 통해 매니폴드(2)로 공급되고, 매니폴드(2)와 저장탱크(10) 사이에 저장탱크(10)로 연료가 공급되도록 개폐되는 수소 차단밸브가 설치된다.5, a hydrogen storage tank (not shown) is provided with a lipceptor charge valve 2 for supplying fuel, and fuel is supplied to the manifold 2 via the lipceptor charge valve 2 And a hydrogen shut-off valve is provided between the manifold 2 and the storage tank 10 so as to open and close so as to supply fuel to the storage tank 10.

이러한 수소 차단밸브는 수소 저장탱크로부터 매니폴드(2)를 통해 공급되는 연료가 저장탱크(10)로 공급되도록 개폐됨은 물론 저장탱크(10)에 저장되어 있는 연료가 매니폴드(2)를 통해 레귤레이터(3)로 공급한다.This hydrogen shut-off valve opens and closes the fuel supplied from the hydrogen storage tank through the manifold 2 to be supplied to the storage tank 10 as well as the fuel stored in the storage tank 10 through the manifold 2, (3).

한편 도 5에 도시되어 있는 은선(hidden line)은 수소 저장탱크로부터 저장탱크(10)로 연료가 공급되는 흐름을 도시한 것이고, 일점쇄선은 저장탱크(10)로부터 매니폴드(2)를 거쳐 레귤레이터(3)로 연료가 공급되는 흐름을 도시한 것이다.5 shows a flow in which fuel is supplied from the hydrogen storage tank to the storage tank 10, and the one-dot chain line indicates the flow from the storage tank 10 via the manifold 2 to the regulator (3). &Lt; / RTI >

본 발명의 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브는 연료를 충전하는 상태와 엔진 구동에 따라 수소 차단밸브가 개방된 상태로 설명하기로 한다.The fuel supply control valve according to the embodiment of the present invention will be described with the state in which the fuel is charged and the state in which the hydrogen shut-off valve is opened according to the engine drive.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브를 통해 연료가 충전되기 전 상태를 보인 단면도이며, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브를 통해 연료가 충전되는 상태를 보인 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state before the fuel is charged through the fuel supply control valve according to the preferred embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a sectional view of the fuel supply control valve according to the preferred embodiment of the present invention, As shown in Fig.

도 6에 도시된 바와 같이, 먼저 연료를 충전하는 경우, 솔레노이드 밸브(50)는 엔진이 정지된 상태이므로, 제1 플런저 부재(60)에는 전원이 인가되지 않게 된다.As shown in FIG. 6, when the fuel is first charged, since the solenoid valve 50 is in a stopped state, power is not applied to the first plunger member 60.

이와 같이 제1 플런저 부재(60)에 전원이 인가되지 않음에 따라 제1 플런저(70)는 제1 스프링(73)에 의해 도 6의 도면상 하강된 상태를 유지하게 되고, 제2 플런저 부재(80)의 볼 가이드(85)는 제2 스프링(87)에 의해 시트(89)와 밀착된 상태를 유지하게 된다.As the power is not applied to the first plunger member 60, the first plunger 70 is maintained in the lowered state shown in Fig. 6 by the first spring 73, and the second plunger member The ball guide 85 of the first and second ball bearings 80 and 80 maintains a state of being in tight contact with the seat 89 by the second spring 87.

이때 볼(88)과 시트(89)의 오리피스(90)는 선 접촉된 상태를 유지하게 된다. 즉, 연료의 충전은 수소 차량의 엔진이 꺼진 상태에서 연료를 충전하게 된다.At this time, the ball 88 and the orifice 90 of the seat 89 are kept in a line-contact state. That is, the fuel is charged while the engine of the hydrogen vehicle is turned off.

연료는 립셉터클 충전밸브(1)를 통해 매니폴드(2)로 공급되고, 매니폴드(2)로 공급된 연료는 솔레노이드 밸브(50)로 공급된다. 이때 연료는 대략 700bar 정도의 압력으로 공급된다.The fuel is supplied to the manifold 2 through the lipceptor charge valve 1 and the fuel supplied to the manifold 2 is supplied to the solenoid valve 50. At this time, the fuel is supplied at a pressure of about 700 bar.

상기 매니폴드(2)와 연결된 제1 유로(21)에는 고압의 연료가 공급되며, 연료는 시트(89)를 가압하게 된다. 이때 고압의 연료는 오리피스(90)를 통해 볼(88)을 가압하게 되고, 볼(88)이 결합되어 있는 볼 가이드(85)를 도 6의 도면상 상승시키게 된다.High-pressure fuel is supplied to the first flow path 21 connected to the manifold 2, and the fuel presses the seat 89. At this time, the high-pressure fuel presses the ball 88 through the orifice 90 and raises the ball guide 85 to which the ball 88 is coupled in the view of FIG.

이렇게 고압의 연료는 볼 가이드(85)를 상승시키게 되는데, 제2 스프링(87)은 볼 가이드(85)의 상승에 따른 반력을 제공하게 된다. 이에 따라 볼 가이드(85)는 연료에 의해 제1 플런저(70)의 저면으로 상승하게 된다.The high-pressure fuel causes the ball guide 85 to rise, and the second spring 87 provides a reaction force due to the upward movement of the ball guide 85. As a result, the ball guide 85 rises to the bottom surface of the first plunger 70 by the fuel.

도 7에 도시된 바와 같이, 볼 가이드(85)와 볼(88)은 제1 유로(21)에 공급된 고압의 연료에 의해 시트(89)에 비하여 먼저 상승하게 되고, 연료의 압력에 의하여 시트(89)가 상승하게 되어 유로(21, 26)가 개방된다.7, the ball guide 85 and the ball 88 are first raised relative to the seat 89 by the high-pressure fuel supplied to the first flow path 21, The flow paths 89 and 89 are lifted, and the flow paths 21 and 26 are opened.

이와 같이 제2 플런저 부재(80)가 상승됨과 함께 제1 플러저(70)를 상승시켜 제1 유로(21)와 제2 유로(26)가 개방되며, 유로(21, 26)가 개방된 상태에서 연료가 저장탱크(10) 내부로 공급된다.The second plunger member 80 is lifted and the first plunger 70 is lifted so that the first flow path 21 and the second flow path 26 are opened and the flow paths 21 and 26 are opened The fuel is supplied into the storage tank 10.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료 공급용 제어밸브가 개방된 상태를 보인 단면도이다.8 is a cross-sectional view showing a state in which the fuel supply control valve is opened according to a preferred embodiment of the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, 솔레노이드 밸브(50)는 엔진의 구동과 함께 전원이 코일(63)에 인가되고, 코일(63)에 인가된 전원에 의해 코어(64)에 전자기력이 발생하게 된다.As shown in Fig. 8, the solenoid valve 50 is supplied with power from the coil 63 with the driving of the engine, and an electromagnetic force is generated in the core 64 by the power source applied to the coil 63. Fig.

이에 따라 제1 플런저(70)는 코어(64)의 흡인력에 의해 끌어 올려지게 되고, 제1 스프링(73)은 제1 플런저(70)에 탄성을 가하고 있으므로, 제1 플런저(70)의 접촉 시 제1 플런저(70)는 코어(64)의 경사홈부(65)에 비교적 충격을 가하지 않으면서 접촉된다.The first plunger 70 is pulled up by the attracting force of the core 64 and the first spring 73 applies elasticity to the first plunger 70. Therefore, The first plunger 70 is brought into contact with the inclined groove 65 of the core 64 without applying a relatively impact.

상기 제1 플런저(70)는 코어(64)에 의해 상승됨과 함께 제2 플런저 부재(80)를 상승시키게 된다. 상기 제2 플런지 부재(80)의 가이드(81)는 제1 플런저(70)의 상승과 함께 상승하게 되고, 이에 따라 가이드(81) 내부에 설치되어 있는 볼 가이드(85) 및 볼(88)이 상승하게 된다.The first plunger 70 is lifted by the core 64 and the second plunger member 80 is lifted. The guide 81 of the second plunger member 80 is lifted along with the upward movement of the first plunger 70 so that the ball guide 85 and the ball 88, .

이러한 가이드(81)의 상승이 이루어지면서 시트(89)를 상승시켜 제2 유로(26)와 제1 유로(21)가 개방되어 저장탱크(10)에 저장된 연료가 레귤레이터(3)로 공급된다.As the guide 81 is lifted up, the seat 89 is raised to open the second flow path 26 and the first flow path 21 so that the fuel stored in the storage tank 10 is supplied to the regulator 3.

도 9에 도시된 바와 같이, 볼(88)과 오리피스(90)는 완충공간(S1)의 길이를 비교적 짧게 하여 금속 재질인 볼(88)이 플라스틱 재질의 오리피스(90)에 접촉 시 충격을 가하지 않게 되고, 이로 인해 오리피스(90)의 파손 또는 마모를 줄일 수 있게 된다.9, the ball 88 and the orifice 90 make the length of the cushioning space S1 relatively short so that when the ball 88 made of a metal contacts the orifice 90 made of a plastic material, So that the breakage or wear of the orifice 90 can be reduced.

아울러 볼 가이드(85)와 제1 플런저(70)는 완충공간(S1)에 비하여 비교적 완충공간(S2)의 길이를 길게 하여 볼 가이드(85)의 이동 거리를 길게 형성한다. 이로 인해 제2 플런저 부재(80)인 볼 가이드(85)와 볼(88)의 이동 거리를 길게 하여 제1 유로(21)와 제2 유로(26)를 충분히 개방시킬 수 있도록 한다.In addition, the ball guide 85 and the first plunger 70 relatively increase the length of the cushioning space S2 compared to the cushioning space S1 so that the ball guide 85 has a long moving distance. As a result, the moving distance of the ball guide 85, which is the second plunger member 80, and the ball 88 is increased to sufficiently open the first flow path 21 and the second flow path 26.

한편 제2 플런저 부재(80)의 볼(88)은 솔레노이드 밸브(50)의 정상적인 작동 또는 연료의 충전 시 오리피스(90)에 접촉되어 유로(21, 26)를 개폐시키게 되는데, 볼(88)과 오리피스(90)의 접촉 시 발생되는 충격을 줄일 수 있게 되고, 이로 인해 오리피스(90)의 파손 또는 마모를 줄일 수 있게 된다.On the other hand, the ball 88 of the second plunger member 80 contacts the orifice 90 when the solenoid valve 50 is normally operated or when the fuel is charged to open and close the flow paths 21 and 26, The impact generated when the orifice 90 is contacted can be reduced, thereby reducing the damage or wear of the orifice 90.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

10: 저장탱크 20: 밸브 바디
21: 제1 유로 25: 관로 본체
26: 제2 유로 50: 솔레노이드 밸브
60: 제1 플런저 부재 61: 케이싱
62: 보빈 63: 코일
64: 코어 65: 경사홈부
66: 스프링 삽입홈부 67: 오링
68: 커버 70: 제1 플런저
71: 홈부 72: 경사돌출부
73: 제1 스프링 75: 슬리브
76: 제1 나사부 77: 제2 나사부
78: 구멍 79: 오링
80: 제2 플런저 부재 81: 가이드
82: 제1 가이드부 83: 구멍
84: 제2 가이드부 85: 볼 가이드
86: 돌기부 87: 제2 스프링
88: 볼 89: 시트
90: 오리피스 91: 걸림돌기10: Storage tank 20: Valve body
21: first flow path 25: channel body
26: second flow path 50: solenoid valve
60: first plunger member 61: casing
62: bobbin 63: coil
64: core 65: inclined groove portion
66: spring insertion groove 67: O-ring
68: cover 70: first plunger
71: groove portion 72: inclined projection
73: first spring 75: sleeve
76: first screw portion 77: second screw portion
78: hole 79: O ring
80: second plunger member 81: guide
82: first guide portion 83: hole
84: second guide portion 85: ball guide
86: protrusion 87: second spring
88: ball 89: sheet
90: Orifice 91:

Claims

A valve body installed on one surface of a storage tank for storing fuel and having a first flow path for flowing fuel;
A conduit main body extending from one surface of the valve body to the inside of the storage tank and having a second flow path for flowing fuel between the storage tank and the valve body;
And a solenoid valve installed on the valve body to control the flow of fuel by opening and closing the first flow path and the second flow path,
The solenoid valve includes a first plunger member driven by an applied power source;
And a second plunger member movably installed by the pressure of the first plunger member or the fuel,
The first plunger member includes a casing;
A bobbin coupled to the inner surface of the casing and wound with a coil;
A core coupled to the inside of the bobbin;
A sleeve coupled between the bobbin and the core;
A first plunger installed inside the sleeve so as to reciprocate by a power source applied to the coil;
And a first spring returning the first plunger,
Wherein the core is formed with a conical slanting groove portion for extending a length of the core so that a suction force by an electromagnetic force is transmitted to the first plunger,
Wherein the first plunger has a groove formed on one surface thereof to fix the second plunger member;
And a sloping protrusion formed on one surface of the first plunger so as to protrude to one side so that a suction force of the core acts on the other surface of the first plunger,
The second plunger member being fixed to the bottom surface of the first plunger member;
A ball guide movably installed in the guide;
A sheet coupled to a lower portion of the guide and having an orifice formed therein to communicate the first flow path and the second flow path;
A second spring installed outside the ball guide so that the ball guide is elastically installed;
And a ball provided on a bottom surface of the ball guide to open or close the orifice,
The guide is installed to be spaced apart from the ball and the orifice by a predetermined buffer space (S1)
Wherein the ball guide and the first plunger are spaced from each other by a distance of the cushioning space (S2) longer than the cushioning space (S1) of the seat and the guide so as to have durability by impact.

delete

The method according to claim 1,
A spring insertion groove is formed in the core to insert the first spring for returning the first plunger,
And an O-ring is coupled to the core so as to prevent leakage of fuel.

The method according to claim 1,
The guide may include a first guide portion having a predetermined length and a predetermined diameter;
A plurality of holes formed in the first guide portion to allow fuel flowing through the orifices to pass therethrough;
And a second guide portion having a diameter larger than a diameter of the first guide portion so that the seat is engaged with a lower portion of the first guide portion.

The method according to claim 1,
And a plurality of holes are formed in the sleeve so as to flow fuel.