KR102279256B1 - Valve for supplying fluid - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 홈이 형성된 이동체를 구비하는 유체 공급용 유량 조절용 밸브에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 유체를 공급할 때에 유동되는 유체의 급속한 유동을 방지하고, 유로를 따라 발생할 수 있는 압력변동을 안정화시켜 공급되는 유체의 유량을 조절할 수 있으며, 밸브의 크기를 소형화시켜 연료 전지 차량 등에 적용될 때에, 연비를 향상시킬 수 있는 홈이 형성된 이동체를 구비하는 유체 공급용 유량 조절용 밸브에 관한 것이다.The present invention relates to a flow rate control valve for fluid supply having a movable body having a groove formed therein, and more particularly, to prevent a rapid flow of a fluid flowing when a fluid is supplied, and stabilize a pressure fluctuation that may occur along a flow path. The present invention relates to a valve for controlling the flow rate of fluid supply having a movable body having a groove that can control the flow rate of a fluid used to be used and can improve fuel efficiency when applied to a fuel cell vehicle and the like by reducing the size of the valve.
연료전지 시스템은 연료가 가지고 있는 화학에너지를 연소에 의해 열로 바꾸지 않고 연료전지 스택 내에서 전기 화학적으로 직접 전기에너지로 변환시키는 일종의 발전시스템이다.The fuel cell system is a kind of power generation system that directly converts chemical energy of fuel into electrical energy in a fuel cell stack without converting it into heat by combustion.
이중에서, 연료전지 시스템이 탑재된 연료 전지 차량은 연료로 사용되는 수소를 연료전지 스택에 공급하여 전기를 생산하며, 연료전지 스택에 의해 생산된 전기로 전기모터를 작동시켜 차량을 구동시킨다.Among them, a fuel cell vehicle equipped with a fuel cell system generates electricity by supplying hydrogen used as a fuel to a fuel cell stack, and operates an electric motor with the electricity produced by the fuel cell stack to drive the vehicle.
이러한 연료전지 시스템은 고순도의 수소가 수소 저장 탱크로부터 연료전지의 연료극(anode)으로 운전 중 공급되고, 공기 블로워와 같은 공기 공급 장치를 이용하여 대기 중의 공기가 직접 연료 전지의 공기극(cathode)으로 공급된다.In such a fuel cell system, high-purity hydrogen is supplied from a hydrogen storage tank to the anode of the fuel cell during operation, and air in the atmosphere is directly supplied to the cathode of the fuel cell using an air supply device such as an air blower. do.
이에, 연료전지 스택으로 공급된 수소가 연료극(anode)의 촉매에서 수소 이온과 전자로 분리되고, 분리된 수소이온은 고분자 전해질 막을 통해 공기극(cathode)으로 넘어가게 되며, 공기극에 공급된 산소는 외부 도선을 통해 공기극으로 들어온 전자와 결합하여 물을 생성하면서 전기 에너지를 발생시킨다.Accordingly, the hydrogen supplied to the fuel cell stack is separated into hydrogen ions and electrons in the catalyst of the anode, the separated hydrogen ions are passed to the cathode through the polymer electrolyte membrane, and the oxygen supplied to the cathode is external. It combines with the electrons entering the cathode through the conductor to generate water and generate electrical energy.
일반적으로 연료전지 차량은 스택에서 수소와 산소를 반응하여 생성되는 전기를 이용하여 모터를 구동시키는 방식으로 차량의 구동 동력을 획득한다. 이를 위하여 스택에서 요구하는 적절한 압력을 가진 수소를 공급하는 것이 필요하다.In general, a fuel cell vehicle acquires driving power of the vehicle by driving a motor using electricity generated by reacting hydrogen and oxygen in a stack. For this, it is necessary to supply hydrogen with an appropriate pressure required by the stack.
또한, 연료전지 차량의 항속거리를 증대시키기 위하여 보다 많은 양의 수소를 저장할 필요가 있으므로 연료전지 차량에서는 수백 기압의 압력을 가지는 고압의 수소탱크를 수소 저장 수단으로서 사용한다.In addition, since it is necessary to store a larger amount of hydrogen in order to increase the cruising distance of the fuel cell vehicle, a high-pressure hydrogen tank having a pressure of several hundred atmospheres is used as a hydrogen storage means in the fuel cell vehicle.
또한, 제조/정비 후 누설 측정을 해야하는 포인트가 많아져 기밀시험 시간 및 비용이 증가한다. 또한 일반적으로 가스공급라인을 구성하기 위해 피팅 및 튜빙을 사용하는 경우 연결부가 늘어나고, 자동공구를 이용한 조립이 어려우며, 조립 토크 관리가 어렵다. 따라서 연료전지 차량 메이커에서는 밸브와 레귤레이터를 포함하는 수소공급계(Fuel Processing System)의 연결 부위/부피를 축소하기 노력하고 있다.In addition, the number of points to measure leakage after manufacturing/maintenance increases, increasing airtightness test time and cost. In addition, in general, when fittings and tubing are used to construct a gas supply line, the connection portion increases, assembly using an automatic tool is difficult, and assembly torque management is difficult. Therefore, fuel cell vehicle manufacturers are making efforts to reduce the connection area/volume of the fuel processing system including valves and regulators.
한편, 하나의 솔레노이드밸브를 적용하여 부피가 커지고 중량이 증가하기 때문에 밸브가 적용되는 시스템의 효율이 저하되는 문제가 발생하여 솔레노이드밸브의 크기와 무게를 감소시킬 수 있는 방안이 요구되고 있다.On the other hand, since the volume and weight increase by applying one solenoid valve, the efficiency of the system to which the valve is applied is deteriorated, so a method for reducing the size and weight of the solenoid valve is required.
본 발명의 목적은 유체를 공급할 때에 유동되는 유체의 급속한 유동을 방지하고, 유로를 따라 발생할 수 있는 압력변동을 안정화시켜 공급되는 유체의 유량을 조절할 수 있으며, 밸브의 크기를 소형화시켜 연료 전지 차량 등에 적용될 때에, 연비를 향상시킬 수 있는 홈이 형성된 이동체를 구비하는 유체 공급용 유량 조절용 밸브를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to prevent the rapid flow of the fluid flowing when the fluid is supplied, to adjust the flow rate of the supplied fluid by stabilizing the pressure fluctuation that may occur along the flow path, and to miniaturize the size of the valve for fuel cell vehicles, etc. When applied, it is to provide a valve for regulating the flow rate for supplying a fluid having a movable body having a groove that can improve fuel efficiency.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the object mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 홈이 형성된 이동체를 구비하는 유체 공급용 유량 조절용 밸브는 유입되는 유체를 일방향으로 안내하는 제1 유로부와 제1 유로부와 연통되어 제1 유로부에 대해 직각방향으로 형성되는 제2 유로부 및 제2 유로부의 종단에서 제1 유로부와 엇갈린 수평방향으로 연장되어 유체의 유출방향이 형성되는 제3 유로부를 구비하는 유로부; 및 제2 유로부를 따라 배치되며, 상하 이동하면서 유체의 유입상태에 따라 제2 유로부의 종단에 맞닿아 유체의 유입을 제한하여 포펫을 이동시키는 솔레노이드;를 포함하며, 제2 유로부는 상측에 위치하는 제1 폭과, 제1 폭에 비해서 상대적을 넓게 형성되어 제1 폭의 하측에 배치되어 제1 유로부와 연통되도록 형성되는 제2 폭을 구비하고, 포펫은 제2 폭의 내주면과 소정거리 간극을 형성하여 제1 폭을 향하여 연장되어 상단에서 하방향을 따라 홈이 형성되는 이동체와, 이동체의 종단에서 하방향으로 제2 유로부의 출구의 폭보다 소정영역까지 좁아지는 테이퍼 형상으로 형성되는 막음부와 막음부의 하단에서 하방향으로 연장되어 유입되는 유체의 와류를 방지하는 와류방지부를 구비하고, 막음부는 테이퍼 형상의 외주면과 제2 유로부 출구의 폭에 맞닿았을 때, 유체의 이동을 차단할 수 있다.In order to achieve the above object, the flow rate control valve for fluid supply having a movable body having a groove formed therein according to a first embodiment of the present invention communicates with the first flow path part for guiding the inflowing fluid in one direction and the first flow path part a flow path part having a second flow path part formed in a direction perpendicular to the first flow path part and a third flow path part extending in a horizontal direction crossing the first flow path part at the end of the second flow path part to form an outflow direction of the fluid; and a solenoid disposed along the second flow path part and moving up and down and touching the end of the second flow path part according to the inflow state of the fluid to limit the inflow of the fluid to move the poppet; including, wherein the second flow path part is located on the upper side It has a first width and a second width formed relatively wider than the first width, disposed below the first width and formed to communicate with the first flow path part, and the poppet has a gap between the inner peripheral surface of the second width and a predetermined distance a movable body extending toward the first width and having a groove formed from the upper end in a downward direction, and a closing part formed in a tapered shape that is narrower to a predetermined area than the width of the outlet of the second flow path part from the end of the movable body to a downward direction and a vortex prevention part extending downward from the lower end of the vortex plug to prevent a vortex flow of the inflowing fluid, and the plugging part can block the movement of the fluid when the taper-shaped outer peripheral surface and the width of the outlet of the second flow passage are in contact. have.
본 발명의 제2 실시예에 따른 제2 유로부는 제2 폭의 종단에서 제2 폭의 종단보다 폭이 좁게 하방향으로 연장되는 제3 폭을 더 포함하고, 포펫은 와류방지부의 종단이 제3 폭을 따라 더 연장되고, 연장된 와류방지부의 종단에서 제3 유로부의 시점측에서 테이퍼 형상으로 형성되어 유입되는 유체를 안정화시키는 유체안정화부를 더 포함할 수 있다. The second flow path according to the second embodiment of the present invention further includes a third width extending downwardly narrower than the end of the second width from the end of the second width, and the poppet has the end of the vortex prevention part having a third width. It may further include a fluid stabilizing unit extending further along the width, formed in a tapered shape at the starting point side of the third flow path at the end of the extended vortex prevention unit to stabilize the flowing fluid.
본 발명의 제3 실시예에 따른 제3 유로부는 제3 유로부의 시점측 바닥면에서 하방향을 따라 다단으로 확공되어 연장되는 추가연장부를 구비하고, 포펫은 와류방지부의 종단에서 하방향으로 추가연장부의 내주면을 따라 연장되고, 종단에서 추가연장부의 내주면에 맞닿도록 확공되며, 적어도 하나 이상의 씰링을 구비하여 밀착되는 확장부를 더 구비하고, 제3 유로부와 추가연장부를 연결하여 제3 유로부로 유입되는 소정량의 유체를 제3 유로부로 재전달하여 압력변동을 조절하는 피드백라인;을 더 포함할 수 있다.The third flow path according to the third embodiment of the present invention includes an additional extension extending in multiple stages in a downward direction from the bottom surface of the starting point side of the third flow path, and the poppet further extends downward from the end of the vortex prevention unit. It extends along the inner circumferential surface of the part, is expanded so as to abut against the inner circumferential surface of the additional extension part at the end, and further includes an extension part that is in close contact with at least one or more sealing parts, and is introduced into the third channel part by connecting the third channel part and the additional extension part It may further include a; feedback line for re-delivering a predetermined amount of fluid to the third flow path portion to adjust the pressure fluctuation.
본 발명의 제4 실시예에 따른 홈이 형성된 이동체를 구비하는 유체 공급용 유량 조절용 밸브는 유입되는 유체를 일방향으로 안내하는 제1 유로부와 제1 유로부와 연통되어 상기 제1 유로부에 대해 직각방향으로 형성되는 제2 유로부 및 제2 유로부의 종단에서 제1 유로부와 엇갈린 수평방향으로 연장되어 유체의 유출방향이 형성되는 제3 유로부를 구비하는 유로부; 제2 유로부에 수직방향으로 배치되며, 상하 이동하면서 유체의 유입상태에 따라 제2 유로부의 종단에 맞닿아 유체의 유입을 제한하는 포펫을 구비하는 솔레노이드;를 포함하며, 제2 유로부는 중앙에 위치하는 제2 폭을 중심으로 상하측 각각에 제2 폭과 다른 제1 폭 및 제3 폭을 구비하는 장구 형상으로 형성되고, 포펫은 일측의 외주면이 제2 폭의 상측 내주면과 맞닿는 면에 적어도 하나 이상의 실링체를 구비하고, 타단이 제3 유로부의 입구측으로 연장되어 상단에서 하방향으로 홈이 형성되는 이동체와 이동체의 종단에서 이동체의 직경보다 넓게 확장되어 제2 유로부의 출구의 폭에 맞닿았을 때, 유체의 이동을 차단하는 막음부를 구비하고, 제3 유로부에서 제2 폭으로 연결되어 제3 유로부로 유입되는 소정량의 유체를 제2 폭으로 전달하여 압력변동을 조절하는 피드백라인;을 더 포함하고, 막음부는 테이퍼 형상의 외주면과 제2 유로부 출구의 폭에 맞닿았을 때, 유체의 이동을 차단할 수 있다.The flow rate control valve for fluid supply having a movable body having a groove formed according to the fourth embodiment of the present invention communicates with a first flow path part for guiding an inflowing fluid in one direction and the first flow path part, so that the first flow path part a flow passage having a second flow passage formed in a perpendicular direction and a third flow passage extending in a horizontal direction crossing the first flow passage at a terminal end of the second passage portion to form an outflow direction of the fluid; and a solenoid disposed in the vertical direction on the second flow path part and having a poppet configured to limit the inflow of the fluid by contacting the end of the second flow path part according to the inflow state of the fluid while moving up and down. It is formed in a long shape having a first width and a third width different from the second width on the upper and lower sides with the second width as the center, and the poppet has an outer peripheral surface of one side in contact with the upper inner peripheral surface of the second width. A movable body having one or more sealing bodies, the other end of which extends toward the inlet side of the third flow path, and a groove is formed from the top, and at the end of the movable body, it extends wider than the diameter of the movable body and abuts the width of the outlet of the second flow path a feedback line having a blocking portion for blocking the movement of the fluid, the feedback line being connected to the second width from the third passage portion and transferring a predetermined amount of fluid flowing into the third passage portion with a second width to control the pressure fluctuation; Further comprising, the blocking portion may block the movement of the fluid when in contact with the tapered outer peripheral surface and the width of the outlet of the second flow passage.
여기서, 포펫은 막음부의 하단에서 하방향으로 연장되어 유입되는 유체의 와류를 방지하는 와류방지부;를 더 포함할 수 있다.Here, the poppet may further include a vortex prevention part extending downwardly from the lower end of the blocking part to prevent a vortex flow of the inflowing fluid.
여기서, 이동체는 제1 유로부와 동일한 수평방향으로 유체가 유입되도록 홈을 관통하는 제1 관통홀을 구비할 수 있다.Here, the movable body may include a first through-hole penetrating the groove so that the fluid flows in the same horizontal direction as the first flow path part.
여기서, 포펫은 피드백라인과 연결되는 위치에서 단차가 형성되고 타단이 상측으로 연장되며, 상측으로 연장된 위치에서 실링체로 내주면에 밀착될 수 있다.Here, the poppet may have a step formed at a position connected to the feedback line, and the other end may be extended upward, and may be in close contact with the inner circumferential surface with a sealing body at a position extending upwardly.
제1 내지 제4 실시예에 있어서, 솔레노이드는 비례제어용 솔레노이드로 형성되고, 포펫의 후단에 맞닿도록 배치되어 포펫의 이동을 제어하며, 포펫은 후단에서 제2 폭의 선단에서 이동이 제한되도록 반경방향으로 확장형성되는 스토퍼를 더 구비할 수 있다.In the first to fourth embodiments, the solenoid is formed as a solenoid for proportional control, and is disposed to abut against the rear end of the poppet to control the movement of the poppet, and the poppet is radially restricted from the rear end to the front end of the second width. It may further include a stopper that is formed to expand.
본 발명에 의한 홈이 형성된 이동체를 구비하는 유체 공급용 유량 조절용 밸브는 유체를 공급할 때에 유동되는 유체의 급속한 유동을 방지하고, 유로를 따라 발생할 수 있는 압력변동을 안정화시켜 공급되는 유체의 유량을 조절할 수 있다.The valve for controlling the flow rate for fluid supply having a movable body with grooves according to the present invention prevents the rapid flow of the fluid flowing when the fluid is supplied, and regulates the flow rate of the supplied fluid by stabilizing pressure fluctuations that may occur along the flow path can
또한, 솔레노이드밸브의 크기를 감소시킬 수 있어 자동차 연료시스템에 적용되는 경우, 중량감소를 통한 소모전력을 감소시킬 수 있어 연비를 향상시킬 수 있다.In addition, since the size of the solenoid valve can be reduced, when applied to an automobile fuel system, power consumption through weight reduction can be reduced, thereby improving fuel efficiency.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 홈이 형성된 이동체를 구비하는 유체 공급용 유량 조절용 밸브의 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 홈이 형성된 이동체를 구비하는 유체 공급용 유량 조절용 밸브의 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 홈이 형성된 이동체를 구비하는 유체 공급용 유량 조절용 밸브의 도면이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 홈이 형성된 이동체를 구비하는 유체 공급용 유량 조절용 밸브의 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 홈이 형성된 이동체를 구비하는 유체 공급용 유량 조절용 밸브에 솔레노이드가 상단에 결합된 상태를 나타내는 도면이다.1 is a view of a valve for controlling a flow rate for supplying a fluid having a movable body having a groove formed therein according to a first embodiment of the present invention.
2 is a view of a valve for controlling a flow rate for supplying a fluid having a movable body having a groove formed therein according to a second embodiment of the present invention.
3 is a view of a valve for controlling a flow rate for supplying a fluid having a movable body having a groove formed therein according to a third embodiment of the present invention.
4 is a view of a valve for controlling a flow rate for supplying a fluid having a movable body having a groove formed therein according to a fourth embodiment of the present invention.
5 to 7 are diagrams illustrating a state in which a solenoid is coupled to the upper end of a valve for controlling a flow rate for supplying a fluid having a movable body having a groove according to a fifth embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this case, it should be noted that in the accompanying drawings, the same components are denoted by the same reference numerals as much as possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated in the accompanying drawings.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, “~상에”라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.In addition, throughout the specification, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated. In addition, throughout the specification, "on" means to be located above or below the target portion, and does not necessarily mean to be located above the direction of gravity.
먼저, 이하에서 설명되는 유체는 유체 또는 액체로 형성될 수 있으며, 유체는, 수소, 액체, 물 또는 유압유 중 어느 하나로 형성될 수 있으며, 특히 연료전지 시스템의 스택에 공급되는 수소로 형성되어 수소차량의 전기모터를 작동시키는 용도로 활용될 수 있으나, 그 유체가 이에 제한되는 것은 아니다.First, the fluid to be described below may be formed of a fluid or a liquid, and the fluid may be formed of any one of hydrogen, liquid, water, and hydraulic oil, and in particular, is formed of hydrogen supplied to a stack of a fuel cell system to form a hydrogen vehicle. It can be used for the purpose of operating the electric motor of the, but the fluid is not limited thereto.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 홈이 형성된 이동체를 구비하는 유체 공급용 유량 조절용 밸브의 도면이다.1 is a view of a valve for controlling a flow rate for supplying a fluid having a movable body having a groove formed therein according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 홈이 형성된 이동체를 구비하는 유체 공급용 유량 조절용 밸브는 유로부(110) 및 포펫(120)을 구비하는 솔레노이드(130)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1 , the flow rate control valve for fluid supply having a movable body having a groove according to the first embodiment of the present invention includes a
유로부(110)는 제1 유로부(111), 제2 유로부(112) 및 제3 유로부(113)를 구비한다. 제1 유로부(111)는 유체탱크(미도시)로부터 유체를 수평방향으로 안내한다. 제2 유로부(112)는 제1 유로부(111)와 연통되어 제1 유로부(111)에 대해 직각방향으로 형성된다. 제3 유로부(113)는 제2 유로부(112)의 하측 종단에서 제1 유로부(111)와 엇갈린 수평방향으로 연장되어 유체의 유출방향이 형성된다. 제1 유로부(111), 제2 유로부(112) 및 제3 유로부(113)는 일체로 형성되어 유로부를 콤팩트하게 형성하여 중량감소를 통해 연료절감의 효과를 기대할 수 있게 된다.The
제2 유로부(112)는 상측에 위치하는 제1 폭(1121)과, 제1 폭(1121)에 비해서 상대적을 넓게 형성되어 제1 폭(1121)의 하측에 배치되어 제1 유로부(111)와 연통되도록 형성되어 후술하는 포펫(120)의 이동영역을 안내하게 된다. The second
포펫(120)은 솔레노이드(130)에 구비되어 솔레노이드(130)의 작동에 따라 구동되는 것으로서, 제2 유로부(112)를 따라 배치되며, 상하 이동하면서 유체의 유입상태에 따라 제2 유로부(112)의 종단에 맞닿아 유체의 유입을 제한하며, 이동체(121), 막음부(122) 및 와류방지부(123)를 구비할 수 있다.The
이동체(121)는 제2 폭(1122)의 내주면과 소정거리 간극을 형성하여 제2 유로부(112)의 축방향을 따라 이동하는 것으로서, 형성된 간극을 따라 유체가 유입되고 포펫(120)에 압력을 제공하여 포펫(120)이 닫혀지도록 할 수 있다. 이때, 상단에서 하방향을 따라 홈(1211)이 형성된다. 홈(1211)은 상측으로 유입되는 유체가 하방향으로 압력이 제공되도록 할 수 있다.The
막음부(122)는 이동체(121)의 종단에서 제2 유로부(112)의 출구의 폭보다 넓게 수평방향으로 확장되고, 확장된 영역의 종단에서 하방향으로 제2 유로부(112)의 출구의 폭보다 소정영역까지 좁아지는 테이퍼 형상으로 형성되어 유체의 누설을 방지할 수 있다. 이로 인해, 테이퍼 형상을 형성되는 막음부(122)는 하방향으로 이동할 때에, 외주면이 제2 유로부(112) 출구의 폭에 맞닿았을 때, 유체의 이동을 차단할 수 있다.The blocking
와류방지부(123)는 막음부(122)의 하단에서 하방향으로 연장된다. 따라서 막음부(122)의 측면을 따라 이동하는 유체가 서로 맞닿아 와류가 형성되는 것을 방지하여 원활한 유체의 이동을 제공할 수 있다.The
본 발명에 의하면, 솔레노이드를 통해서 포펫(120)이 상측으로 이동하게 되면, 유체가 제3 유로부(123)를 따라 이동하면서, 막음부(122)와 제2 유로부(112) 사이에 형성된 간극을 따라 유체가 이동하면서 포펫(120)에 압력이 작용하면서 다시 포펫(120)이 닫히는 과정이 반복되면서 유체의 유입을 제어할 수 있어 유체를 안정적으로 정밀하게 할 수 있다.According to the present invention, when the
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 홈이 형성된 이동체를 구비하는 유체 공급용 유량 조절용 밸브의 도면이다.2 is a view of a valve for controlling a flow rate for supplying a fluid having a movable body having a groove formed therein according to a second embodiment of the present invention.
도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 홈이 형성된 이동체를 구비하는 유체 공급용 유량 조절용 밸브의 제2 유로부(122)는 제2 폭(1122)의 종단에서 제2 폭(1122)의 종단보다 폭이 좁게 하방향으로 연장 형성되는 제3 폭(1123)을 더 포함할 수 있다. 제3 폭(1123)은 제1 실시예의 제2 유로부(122)의 출구폭과 동일하게 형성될 수 있다. 그리고, 포펫(120)은 와류방지부(123)의 종단이 제3 폭(1123)을 따라 더 연장되고, 연장된 와류방지부(123)의 종단에서 제3 유로부(113)의 시점측에서 테이퍼 형상으로 형성되어 유입되는 유체를 안정화시키는 유체안정화부(124)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the second
더욱 구체적으로 유체안정화부(124)를 설명하면, 유체안정화부(124)는 제1 경사부(1241), 제1 수직연장부(1242), 제2 경사부(1243) 및 제2 수직연장부(1244)를 구비한다. 제1 경사부(1241)는 상협하광의 테이퍼 형상으로 형성된다. 수직연장부(1242)는 제1 경사부(1241)의 종단에서 하방향으로 소정거리 연장 형성된다. 그리고, 제2 경사부(1242)는 수직연장부(1242)의 종단에서 제1 경사부(1241)와 반대방향의 상광하협의 테이퍼 형상으로 형성된다. 이때, 제2 경사부(1242)의 경사도는 제1 경사부(1241)에 비해서 더욱 완만하게 형성되어 하방향으로 이동하는 유체를 더욱 안정적으로 유도할 수 있다.When describing the
제2 수직연장부(1244)는 제2 경사부(1242)의 종단에서 제1 수직연장부(1242)와 동일한 방향으로 연장되며, 제1 수직연장부(1242)의 연장된 길이보다 상대적으로 짧게 연장된다. 이와 같이, 유체안정화부(124)는 유동되는 유체의 급속한 유동을 방지하고, 길게 형성시켜 유체이동에 따라 발생할 수 있는 노이즈를 제거하여 안정되고 일정하게 유체가 공급되도록 할 수 있다.The second vertical extension portion 1244 extends in the same direction as the first
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 홈이 형성된 이동체를 구비하는 유체 공급용 유량 조절용 밸브의 도면이다.3 is a view of a valve for controlling a flow rate for supplying a fluid having a movable body having a groove formed therein according to a third embodiment of the present invention.
도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 홈이 형성된 이동체를 구비하는 유체 공급용 유량 조절용 밸브는 추가연장부(1131), 피드백라인(1132) 및 확장부(125)를 더 구비할 수 있다. 중복되는 도면번호는 도 1 내지 도 2를 참조한다.Referring to FIG. 3 , the valve for controlling the flow rate for fluid supply having a movable body with grooves according to the third embodiment of the present invention includes an
추가연장부(1131)는 제3 유로부(113)의 시점측 바닥면에서 하방향을 따라 다단으로 확공되어 연장된다. 이때, 추가연장부(1131)는 하측으로 2단의 다단으로 형성될 수 있다.The
확장부(125)는 와류방지부(123)의 종단에서 추가연장부(1131)의 내주면을 따라 하방향으로 연장되고, 추가연장부(1131)의 내주면에 맞닿도록 확공된다. 확장부(125)는 외주면에 적어도 하나 이상의 씰링(1134)을 구비하여 내주면과 밀착성능을 증대시켜 유체가 누출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.The
피드백라인(1132)은 제3 유로부(113)와 추가연장부(1131)를 연결하여 제3 유로부(113)로 유입되는 소정량의 유체를 제3 유로부(113)로 재전달하여 유로부 압력변동을 안정화시킴으로써 유체를 안정적으로 전달되도록 할 수 있다.The
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 홈이 형성된 이동체를 구비하는 유체 공급용 유량 조절용 밸브의 도면이다.4 is a view of a valve for controlling a flow rate for supplying a fluid having a movable body having a groove formed therein according to a fourth embodiment of the present invention.
도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 유체공급용 밸브는 유로부(210), 포펫(220)을 구비하는 솔레노이드(230)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 4 , the fluid supply valve according to the fourth embodiment of the present invention includes a
유로부(210)는 제1 유로부(211), 제2 유로부(212) 및 제3 유로부(213)를 구비한다. 제1 유로부(211)는 유체탱크(미도시)로부터 유체를 수평방향으로 안내한다. 제2 유로부(212)는 제1 유로부(211)와 연통되어 제1 유로부(211)에 대해 직각방향으로 형성된다. 제3 유로부(213)는 제2 유로부(212)의 종단에서 제1 유로부(211)와 엇갈린 수평방향으로 연장되어 유체의 유출방향이 형성된다.The
제2 유로부(212)는 중앙에 위치하는 제2 폭(2122)을 중심으로 상측과 하측 각각에 제2 폭(2122)과 다른 제1 폭(2121) 및 제3 폭(2123)을 구비하여 장구 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 제3 폭(2123)은 제1 폭(2121)에 비해서 상대적으로 넓게 형성되어 후술하는 포펫(220)의 막음부(222)가 배치되도록 할 수 있다.The second
포펫(220)은 상하수직으로 이동하면서, 유체의 유입을 제어하는 것으로서, 이동체(221), 막음부(222) 및 와류방지부(223)를 구비할 수 있다.The
이동체(221)는 상단 일측의 외주면에 적어도 하나 이상의 실링체(2212)를 구비하여 제2 폭(2122)의 상측 내주면과 밀착배치 된다. 막음부(222)는 이동체(221)의 종단에서 제2 유로부(212)의 출구의 폭에 맞닿았을 때, 유체의 이동을 차단한다. 이를 위해서 막음부(222)는 하방향을 따라 테이퍼 형상의 상광하협으로 형성된다. 와류방지부(223)는 막음부(222)의 하단에서 하방향으로 연장되어 막음부(222)의 측면을 따라 이동하는 유체가 중앙에서 모이지 않도록 함으로써 와류 형성을 방지함으로써 원활한 유체 이동을 제공할 수 있다.The
제3 유로부(213)에서 제2 폭(2122)으로 연결되는 피드백라인(214)이 구비된다. 피드백라인(214)은 제3 유로(213)를 따라 이동하는 유체중 소정량의 유체를 피드백라인(214)을 따라 제2 폭(2122)으로 전달함으로써 압력변동을 조절하여 노이즈가 발생하는 것을 방지하여 유체가 일정하게 공급되도록 하여 압력변동을 방지할 수 있다.A
제2 폭(2122)의 상단은 다단으로 단차가 형성되며, 상측에 비해서 하측이 상대적으로 넓은 폭으로 형성된다. 그리고, 포펫(220)의 상단은 제2 폭의 다단형상에 대응되도록 다단으로 형성된다. 이때, 피드백라인(214)으로부터 연결되는 유체의 유입을 허용할 수 있도록 포펫(220)의 상단은 단차 형성된 제2 폭(2122)의 상단에서 하측으로 소정거리 이격된 위치에 다단형성 된다. 또한, 다단형성된 포펫(220)의 외주면에는 적어도 하나 이상의 실링체를 구비하여 맞닿는 면을 따라 공기가 유입되는 것을 방지할 수 있다.The upper end of the
따라서, 이격된 공간을 따라 피드백라인(214)으로 유체가 전달되도록 할 수 있다. 또한, 포펫(220)은 막음부(222)에 제1 유로부(211)와 동일한 수평방향으로 유체가 유입되는 관통홀(2221)을 구비할 수 있다. 제1 관통홀(2221)은 반경방향을 따라 방사방향으로 복수로 형성될 수 있다.Accordingly, the fluid may be transferred to the
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 홈이 형성된 이동체를 구비하는 유체 공급용 유량 조절용 밸브에 솔레노이드가 상단에 결합된 상태를 나타내는 도면이다.5 to 7 are diagrams illustrating a state in which a solenoid is coupled to the upper end of a valve for controlling a flow rate for supplying a fluid having a movable body having a groove according to a fifth embodiment of the present invention.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제5 실시예에 따른 홈이 형성된 이동체를 구비하는 유체 공급용 유량 조절용 밸브에 솔레노이드(300)는 전술한 실시예들과 다르게 포펫(120)이 솔레노이드(130)와 별도로 서로 독립적으로 구성될 수 있다. 그리고, 솔레노이드(300)는 비례제어용 솔레노이드로 형성될 수 있다. 비례제어용 솔레노이드는 2차 압력제어를 통해 공급연료량을 보다 효과적으로 제어할 수 있다.As shown in FIGS. 5 to 7 , the
솔레노이드(300)의 종단이 포펫(120, 220)의 후단에 맞닿도록 배치되어 포펫(120, 220)의 이동을 제어할 수 있다. 이때, 포펫(120, 220)은 후단에서 제2 폭의 선단에서 이동이 제한되도록 반경방향으로 확장형성되는 스토퍼(126)를 더 구비할 수 있다.The ends of the
이와 같이, 포펫(120)과 솔레노이드(130)가 서로 독립적으로 2단으로 형성되면, 솔레노이드(130)의 크기를 감소시킬 수 있기 때문에 전체적인 시스템의 크기를 감소시킬 수 있게 된다. 따라서 자동차 연료전지 시스템에 적용될 경우, 중량을 감소시켜 연비를 향상시킬 수 있는 특징이 있다.In this way, when the
이와 같이, 본 발명에 의한 홈이 형성된 이동체를 구비하는 유체 공급용 유량 조절용 밸브는 유체를 공급할 때에 유동되는 유체의 급속한 유동을 방지하고, 유로를 따라 발생할 수 있는 압력변동을 안정화시켜 공급되는 유체의 유량을 조절할 수 있다. 또한, 솔레노이드밸브의 크기를 감소시킬 수 있어 자동차 연료시스템에 적용되는 경우, 중량감소를 통한 소모전력을 감소시킬 수 있어 연비를 향상시킬 수 있다.As described above, the flow rate control valve for fluid supply having a movable body with grooves according to the present invention prevents the rapid flow of the fluid flowing when the fluid is supplied, and stabilizes the pressure fluctuations that may occur along the flow path of the supplied fluid. The flow rate can be adjusted. In addition, since the size of the solenoid valve can be reduced, when applied to an automobile fuel system, power consumption through weight reduction can be reduced, thereby improving fuel efficiency.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명이 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are only presented as specific examples to easily explain the technical contents of the present invention and help the understanding of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that other modifications based on the technical spirit of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.
110, 210 : 유로부 111, 211 : 제1 유로부
112, 212 : 제2 유로부 113, 212 : 제3 유로부
120, 220 : 포펫 122, 222 : 막음부
123, 223 : 와류방지부 124, 224 : 유체안정화부
1132, 214 : 피드백라인 130, 300 : 솔레노이드110, 210: flow
112, 212: second
120, 220:
123, 223:
1132, 214:
Claims (9)
상기 제2 유로부를 따라 배치되며, 상하 이동하면서 상기 유체의 유입상태에 따라 상기 제2 유로부의 종단에 맞닿아 유체의 유입을 제한하여 포펫을 이동시키는 솔레노이드;를 포함하며,
상기 제2 유로부는,
상측에 위치하는 제1 폭과 상기 제1 폭에 비해서 상대적을 넓게 형성되어 상기 제1 폭의 하측에 배치되어 상기 제1 유로부와 연통되도록 형성되는 제2 폭과 상기 제2 폭의 종단에서 상기 제2 폭의 종단보다 폭이 좁게 하방향으로 연장되는 제3 폭을 포함하고
상기 포펫은,
상기 제2 폭의 내주면과 소정거리 간극을 형성하여 상기 제1 폭을 향하여 연장되어 상단에서 하방향을 따라 홈이 형성되는 이동체와, 상기 이동체의 종단에서 하방향으로 상기 제2 유로부의 출구의 폭보다 소정영역까지 좁아지는 테이퍼 형상으로 형성되는 막음부와 상기 막음부의 하단에서 하방향으로 연장되어 유입되는 유체의 와류를 방지하는 와류방지부와 상기 와류방지부의 종단이 상기 제3 폭을 따라 더 연장되고, 상기 연장된 와류방지부의 종단에서 상기 제3 유로부의 시점측에서 테이퍼 형상으로 형성되어 유입되는 유체를 안정화시키는 유체안정화부를 포함하며,
상기 막음부는,
상기 테이퍼 형상의 외주면과 상기 제2 유로부 출구의 폭에 맞닿았을 때, 유체의 이동을 차단하는 것을 특징으로 하는 홈이 형성된 이동체를 구비하는 유체 공급용 유량 조절용 밸브.
A first flow passage for guiding the inflowing fluid in one direction, a second flow passage communicating with the first flow passage portion and formed in a direction perpendicular to the first flow passage portion, and the first flow passage portion at the end of the second flow passage portion a flow passage portion extending in a horizontal direction alternated with the flow passage portion having a third passage portion in which the outflow direction of the fluid is formed; and
and a solenoid disposed along the second flow path part and moving up and down and touching the end of the second flow path part according to the inflow state of the fluid to limit the inflow of the fluid to move the poppet; and
The second flow path part,
The first width positioned on the upper side and the second width formed relatively wider than the first width and disposed below the first width to communicate with the first flow path part and the second width at the end of the second width and a third width extending downwardly narrower than the end of the second width
The poppet is
The width of the movable body extending toward the first width by forming a predetermined distance gap with the inner circumferential surface of the second width to form a groove along the downward direction from the upper end, and the width of the outlet of the second flow path in the downward direction from the end of the movable body A blocking portion formed in a tapered shape that narrows to a predetermined area, a vortex prevention portion extending downward from the lower end of the blocking portion to prevent a vortex of the inflowing fluid, and an end of the vortex prevention portion extend further along the third width and a fluid stabilizing part formed in a tapered shape from the starting point side of the third flow path part at the end of the extended vortex prevention part to stabilize the flowing fluid,
The blocking part,
When the tapered outer peripheral surface and the width of the outlet of the second flow passage come into contact with each other, the valve for controlling the flow rate of fluid supply having a movable body with a groove, characterized in that to block the movement of the fluid.
상기 제2 유로부를 따라 배치되며, 상하 이동하면서 상기 유체의 유입상태에 따라 상기 제2 유로부의 종단에 맞닿아 유체의 유입을 제한하여 포펫을 이동시키는 솔레노이드;를 포함하며,
상기 제2 유로부는,
상측에 위치하는 제1 폭과, 상기 제1 폭에 비해서 상대적을 넓게 형성되어 상기 제1 폭의 하측에 배치되어 상기 제1 유로부와 연통되도록 형성되는 제2 폭을 구비하고,
상기 제3 유로부는,
상기 제3 유로부의 시점측 바닥면에서 하방향을 따라 다단으로 확공되어 연장되는 추가연장부를 구비하고,
상기 포펫은,
상기 제2 폭의 내주면과 소정거리 간극을 형성하여 상기 제1 폭을 향하여 연장되어 상단에서 하방향을 따라 홈이 형성되는 이동체와, 상기 이동체의 종단에서 하방향으로 상기 제2 유로부의 출구의 폭보다 소정영역까지 좁아지는 테이퍼 형상으로 형성되는 막음부와 상기 막음부의 하단에서 하방향으로 연장되어 유입되는 유체의 와류를 방지하는 와류방지부와 상기 와류방지부의 종단에서 하방향으로 상기 추가연장부의 내주면을 따라 연장되고, 종단에서 상기 추가연장부의 내주면에 맞닿도록 확공되며, 적어도 하나 이상의 씰링을 구비하여 밀착되는 확장부를 포함하며, 상기 제3 유로부와 상기 추가연장부를 연결하여 상기 제3 유로부로 유입되는 소정량의 유체를 상기 제3 유로부로 재전달하여 압력변동을 조절하는 피드백라인을 더 포함하며,
상기 막음부는,
상기 테이퍼 형상의 외주면과 상기 제2 유로부 출구의 폭에 맞닿았을 때, 유체의 이동을 차단하는 것을 특징으로 하는 홈이 형성된 이동체를 구비하는 유체 공급용 유량 조절용 밸브.
A first flow passage for guiding the inflowing fluid in one direction, a second flow passage communicating with the first flow passage portion and formed in a direction perpendicular to the first flow passage portion, and the first flow passage portion at the end of the second flow passage portion a flow passage portion extending in a horizontal direction alternated with the flow passage portion having a third passage portion in which the outflow direction of the fluid is formed; and
and a solenoid disposed along the second flow path part and moving up and down and touching the end of the second flow path part according to the inflow state of the fluid to limit the inflow of the fluid to move the poppet; and
The second flow path part,
A first width positioned on the upper side and a second width formed relatively wider than the first width and disposed below the first width to communicate with the first flow path part,
The third flow path part,
and an additional extension extending in multiple stages in a downward direction from the bottom surface of the starting point side of the third flow passage,
The poppet is
The width of the movable body extending toward the first width by forming a predetermined distance gap with the inner circumferential surface of the second width to form a groove along the downward direction from the upper end, and the width of the outlet of the second flow path in the downward direction from the end of the movable body A blocking portion formed in a tapered shape narrowing to a predetermined region, a vortex prevention portion extending downward from the lower end of the blocking portion to prevent a vortex flow of the inflowing fluid, and an inner peripheral surface of the additional extension portion downward from the end of the vortex prevention portion It extends along the side, is expanded so as to contact the inner circumferential surface of the additional extension at the end, and includes an extension that is in close contact with at least one or more sealing parts, and is introduced into the third passage by connecting the third passage and the additional extension. Further comprising a feedback line for re-delivering a predetermined amount of the fluid to the third flow path portion to adjust the pressure fluctuation,
The blocking part,
When the tapered outer peripheral surface and the width of the outlet of the second flow passage come into contact with each other, the valve for controlling the flow rate of fluid supply having a movable body with a groove, characterized in that to block the movement of the fluid.
상기 솔레노이드는,
비례제어용 솔레노이드로 형성되고, 상기 포펫의 후단에 맞닿도록 배치되어 상기 포펫의 이동을 제어하며,
상기 포펫은,
후단에서 상기 제2 폭의 선단에서 이동이 제한되도록 반경방향으로 확장형성되는 스토퍼를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 홈이 형성된 이동체를 구비하는 유체 공급용 유량 조절용 밸브.
4. The method of claim 1 or 3,
The solenoid is
It is formed as a solenoid for proportional control and is disposed to abut against the rear end of the poppet to control the movement of the poppet,
The poppet is
A valve for controlling the flow rate for supplying fluid having a movable body having a groove formed therein, further comprising a stopper extending in a radial direction so as to restrict movement from the front end of the second width at the rear end.
상기 유체는,
수소, 액체, 물 또는 유압유 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유체 공급용 유량 조절용 밸브.4. The method of claim 1 or 3,
The fluid is
A valve for controlling the flow rate for supplying a fluid, characterized in that any one of hydrogen, liquid, water or hydraulic oil.
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