KR102476095B1 - 연료차단밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료차단밸브에 대한 것으로, 아마추어, 적어도 일부가 아마추어 내부에 삽입되고 내부에 파일럿 유로가 형성되고 연료가 유동하는 유로를 개폐하는 파일럿, 파일럿의 반경방향 외측에 배치되고 아마추어에 결합되는 아마추어 가이드, 아마추어 가이드의 단부에 형성되고 반경방향 내측으로 연장되는 내측단부, 파일럿의 외둘레면에 형성되고 내측단부의 상단에 걸리는 파일럿 걸림턱, 하단이 아마추어의 상부면에 배치되고 상단이 코어의 하부면에 배치된 탄성부재를 포함하여, 용이하게 조립 또는 분해할 수 있고, 신뢰성이 우수하며, 종래 밸브들보다 크기가 작아 공간을 효율적으로 활용할 수 있는 연료차단밸브에 관한 발명이다.

Description

연료차단밸브 {Fuel cut-off valve}
본 발명은 연료차단밸브에 관한 것으로, 내부에 파일럿밸브를 구비한 연료차단밸브에 관한 것이다.
연료차단밸브는 연료가 공급되는 배관에 배치되며, 연료의 공급을 차단하는 밸브이다.
솔레노이드 밸브는 자기장에 의하여 밸브를 작동하는 밸브이다. 솔레노이드 밸브는 일반적으로 자력을 발생시키는 코일, 코일이 감긴 보빈, 코일과 자기적으로 연동되는 코어, 코어와 이격된 요크, 요크에 삽입되고 코일의 자력에 의하여 이동하는 아마추어를 포함한다.
종래 기술에 따르면, 연료차단밸브는 유입단에 연료가 채워져 있는 반면에, 배출단에는 공기가 채워져 있거나 진공상태에 있으므로, 양 단에 압력차가 존재한다. 나아가, 솔레노이드 밸브는 특성상 밸브를 작동시키는 힘이 다른 종류의 밸브보다 작다. 따라서, 유입단과 배출단의 압력차보다 솔레노이드 밸브의 자기력이 작을 경우, 아마추어가 움직일 수 없어 연료차단밸브가 작동하지 못하는 문제점이 있다.
상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 연료차단밸브는 파일럿 밸브를 구비한다. 파일럿 밸브는 아마추어가 작동하기 전에 먼저 작동되며, 연료차단밸브의 유입단과 배출단 사이의 압력차를 줄인다. 따라서, 아마추어를 움직이기 위해 필요한 자기력이 감소되며, 연료차단밸브가 보다 용이하게 작동할 수 있다.
상기 파일럿 밸브를 구비한 연료차단밸브에 관한 선행기술로 국내 등록특허 제10-1142789를 제시한다.
선행기술은 고압 대유량 솔레노이드 래치밸브에 관한 것이다. 선행기술은 적은 동력으로 밸브의 밀폐 또는 개방상태를 유지하되, 고압 대유량의 유체에도 적용할 수 있는 고압 대유량 솔레노이드 래치밸브에 관한 것이다. 선행기술은 플런저의 하단에 연결되는 포펫을 구비하고, 상측에 포펫의 하단이 끼워지고 유로를 개폐하는 씰을 구비한다. 또한, 씰에는 유체가 유동하도록 복수개의 유로가 형성된다.
하지만, 선행기술에 따르면 포펫과 씰을 개별적으로 제작하고, 포펫을 씰에 억지로 끼워야 한다. 따라서, 포펫이 씰에 한번 끼워지면 다시 분리하가 매우 어렵고, 포펫을 씰로부터 분리할 경우 씰이 찢어져 다시 사용할 수 없는 문제점이 있다.
국내등록특허 제10-1142789호(2012.04.27)
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 연료차단밸브가 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로 조립 및 분리가 용이하고 신뢰성이 우수한 연료차단밸브를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 종래의 연료차단밸브보다 작은 크기로 설계됨으로써, 차량의 부품설치공간을 효율적으로 활용할 수 있는 연료차단밸브를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 작동시 아마추어 또는 파일럿 밸브에서 발생할 수 있는 소음과 진동을 억제하는 연료차단밸브를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 연료차단밸브는 연료가 유동하는 유로상에 배치된 하우징, 하우징 내부에 배치된 보빈, 보빈에 권선된 코일, 보빈의 내측에 배치된 코어, 적어도 일부가 코어 내부에 삽입되고 코일의 자기장에 의해 승강하는 아마추어, 적어도 일부가 아마추어 내부에 삽입되고 내부에 파일럿 유로가 형성되고 연료가 유동하는 유로를 개폐하는 파일럿, 파일럿의 반경방향 외측에 배치되고 아마추어에 결합되는 아마추어 가이드, 아마추어 가이드의 단부에 형성되고 반경방향 내측으로 연장되는 내측단부, 파일럿의 외둘레면에 형성되고 내측단부의 상단에 걸리는 파일럿 걸림턱, 하단이 아마추어의 상부면에 배치되고 상단이 코어의 하부면에 배치된 탄성부재를 포함한다.
연료차단부재는, 아마추어의 상부면의 일 측에서 하부로 함몰되고, 코어의 일 측에서 상부로 함몰되고, 탄성부재의 적어도 일부가 삽입되어 배치되는 탄성부재 삽입홈을 포함할 수 있다.
아마추어는 상부면에서 상부로 돌출된 아마추어 완충부재를 포함할 수 있다.
유입구는 연료가 연료차단밸브로 유입되는 개구부이다. 배출구는 연료차단밸브에서 연료가 배출되는 개구부이다. 유입구와 개구부는 연료가 유동하는 유로 상에 배치된다.
하우징은 유로바디의 일 측에 결합된다. 유로바디의 일 측에는 유입구와 배출구가 형성된다. 하우징은 유입구와 배출구를 커버한다.
하우징은 연료가 유입되는 유로상에 형성된 유입구 및 연료가 배출되는 유로상에 형성된 배출구를 커버하고, 유입구와 배출구는 하우징의 동일한 면에 배치될 수 있다.
아마추어의 일 측에 형성되고 코어와 아마추어 사이의 내부공간 및 아마추어와 파일럿 사이의 내부공간을 연통하는 제1파일럿 유로, 아마추어의 일 측에 형성되고 아마추어와 파일럿 사이의 내부공간 및 아마추어와 코어 사이의 내부공간을 연통하는 제2파일럿 유로를 더 포함할 수 있다.
아마추어 가이드는 코어와 이격되게 배치될 수 있다.
파일럿은 상부면에서 아마추어 방향으로 돌출되는 파일럿 상부돌기를 더 포함할 수 있다.
연료차단밸브는 파일럿의 하단에 배치되고 연료가 배출되는 배출구를 커버하고 파일럿의 내부를 관통하여 파일럿의 상단까지 연장된 패킹을 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 연료차단밸브에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
탄성부재가 아마추어의 상부에 배치되는 바, 아마추어의 반경방향 외측에 별다른 구성요소가 배치될 필요가 없으므로 아마추어의 반경방향 크기가 줄어들어 공간을 보다 효율적으로 활용할 수 있다는 장점이 있다.
아마추어에 결합되고 파일럿의 이탈을 차단하는 아마추어 가이드 및 하단이 아마추어 가이드에 걸려 지지되는 파일럿 걸림턱을 포함하는 바, 파일럿과 아마추어와 아마추어 가이드를 용이하게 조립 또는 분해할 수 있고 보다 견고하게 결합되는 장점이 있다.
또한, 아마추어 완충부재와 파일럿 완충부재와 패킹을 포함하는 바, 아마추어 또는 파일럿의 충돌에 따른 손상을 차단하고 진동 발생을 방지하는 장점도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 연료차단밸브가 설치되는 연료계통의 간략한 구조도,
도 2는 본 발명에 따른 연료차단밸브의 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 파일럿의 정면도,
도 4는 본 발명에 따른 파일럿의 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 아마추어의 평면도,
도 6은 도 5에서 A방향 단면도,
도 7은 도 5에서 B방향 단면도,
도 8은 연료차단밸브가 유로를 폐쇄한 제1상태도,
도 9는 연료차단밸브가 유로를 개방하기 위하여 아마추어를 상승시킨 제2상태도,
도 10은 연료차단밸브가 유로를 완전개방한 제3상태도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
"및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함할 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.
아울러, 이하의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 일반적으로 연료차단밸브(10)가 설치되는 연료계통의 간략한 구조도이다.
본 발명에 따른 연료는 수소임을 가정하고, 본 발명에 따른 연료차단밸브(10)가 배치되는 곳은 수소차량인 것을 가정한다.
본 발명에 따르면, 연료는 탱크에서 저장된다. 연료는 연료차단밸브(10)를 통과하며, 연료차단밸브(10)가 ON/OFF됨에 따라 공급되거나 차단된다. 연료차단밸브(10)를 통과한 연료는 비례제어밸브를 통과하며, 비례제어밸브의 개도값이 변경됨에 따라 공급되는 연료의 유량이 변동한다. 비례제어밸브를 통과한 연료는 연료스택으로 유입되며, 화학반응에 의하여 동력이 생산된다. 본 발명에 따르면 수소의 공급을 차단밸브와 비례제어밸브로 이원화시킴으로써, 연료공급의 응답성을 향상시키고, 안전성을 개선한다.
연료차단밸브(10)는 연료의 유동을 단속하는 밸브부(300)와, 밸브부(300)를 구동하는 솔레노이드부(200)를 포함한다.
밸브부(300)는 외부의 유압공급원에서 유동되는 연료에 소정의 제어압력을 인가하면서 외부로 배출하기 위한 것이다. 밸브부(300)는 밸브부(300)는 왕복운동을 하는 아마추어(310)와, 아마추어(310)에 의하여 왕복운동을 하고 유로를 개폐하는 파일럿(320)을 포함한다. 또한, 아마추어(310)가 이동시 원위치로 복원시키는 탄성부재(340)를 포함한다. 또한, 탄성부재(340)와 파일럿(320)을 지지하고, 외부로 이탈되는 것을 차단하는 아마추어 가이드(330)를 포함한다.
솔레노이드부(200)에서 자기장이 발생되면, 아마추어(310)는 자기력에 의하여 승강한다. 승강하는 아마추어(310)의 일부는 파일럿(320)에 걸리며, 파일럿(320)을 승강시킨다. 파일럿(320)이 승강하면 유입구와 배출구 사이에 압력차는 줄어든다. 아마추어(310)는 자기력에 의하여 더욱 상승하고, 파일럿(320)은 배출구에서 떨어지게 되고, 유로가 개방됨에 따라 연료가 공급된다.
솔레노이드부(200)는 밸브부(300)를 제어하기 위한 구성요소이다. 솔레노이드부(200)는 자기장을 발생시키는 코일 어셈블리(210)를 포함한다. 또한, 아마추어(310)가 내부에서 승강하도록 중공의 형상을 갖는 코어(220)를 포함한다. 또한, 코일(213)에 전류를 인가하기 위한 터미널(110)을 포함한다.
코일 어셈블리(210)는 아마추어(310)를 상하 이동시키기 위한 코일(213)과, 코일(213)이 감긴 보빈(211)을 포함한다.
도 2를 참조하면, 코어(220)는 아마추어(310)와 인접한 부분에 리세스부가 형성될 수 있다. 리세스부는 자기력이 집중되게 하는 형상을 갖는다. 아마추어(310)는 리세스부를 중심으로 상하 왕복운동한다.
도 2을 참조하면, 연료차단밸브(10)는 하우징(100)을 포함한다. 하우징(100)은 연료차단밸브(10)의 외형을 형성하고, 내부에 구성요소들이 수납되기 위한 공간을 형성한다. 하우징(100)은 연료가 유동하는 유로 상에 배치된다.
하우징(100)은 연료가 유동하는 배관에 장착될 수 있다. 이러한 배치를 가짐으로써, 하우징(100)을 포함한 연료차단밸브(10)는 모듈화될 수 있고, 보다 용이하게 수리 및 교환이 가능하다는 장점이 있다.
유입구는 연료차단밸브(10)로 연료가 유입되는 개구부이다. 유입구는 연료가 유입되는 유로상에 형성된다.
도 1을 참조하면, 유입구는 하방에서 상방으로 형성될 수 있다. 보다 상세하게, 유입구는 외측 하방에서 내측 상방으로 방사 방향으로 유입될 수 있다.
유입구의 일 측에는 공급유로가 연결된다. 공급유로는 도 1을 참조하면, 유입구의 좌측에 연결될 수 있다. 유입구는 환 형상으로 형성되는 바, 연료는 외측에서 내측 방향으로 유입된다.
배출구는 연료차단밸브(10)에서 외부로 연료가 배출되는 개구부이다. 배출구는 연료가 배출되는 유로상에 형성된다.
도 1을 참조하면, 배출구는 상방에서 하방으로 형성될 수 있다.
유입구와 배출구는 하우징(100)의 동일한 면에 배치된다. 이러한 배치를 가짐으로써, 하우징(100)은 장탈착될 수 있다.
유입구는 배출구의 외측 둘레에 배치될 수 있다.
도 2를 참조하면, 연료차단밸브(10)는 코일 어셈블리(210)를 포함한다. 코일 어셈블리(210)는 자기장을 발생시키는 구성요소이다. 코일 어셈블리(210)는 보빈(211), 코일(213), 코어(220)를 포함한다.
보빈(211)은 코일(213)이 권선되는 구성요소이다. 보빈(211)은 하우징(100) 내부에 배치된다.
코일(213)은 유도전류에 의하여 자기장을 발생시키는 구성요소이다. 코일(213)은 보빈(211)에 권선된다.
도 2를 참조하면, 코어(220)는 보빈(211)의 내측에 배치된다.
코어(220)는 코어 바디(221)와 코어 연장부(222)로 구분될 수 있다.
코어 바디(221)는 원통 형상으로 형성된다. 코어 바디(221)의 상부는 하우징(100)에 결합된다. 코어 바디(221)는 하우징(100)과 나사결합될 수 있다.
코어 연장부(222)는 코어 바디(221)의 하부로 연장된다. 코어 연장부(222)는 중공이 형성된 원통 형상으로 형성된다.
코어바디와 코어 연장부(222)의 연결부에는 리세스부가 형성된다. 리세스부에는 자기력이 집중된다.
코어 연장부(222)의 내둘레면에는 둔턱이 형성될 수 있다. 상기 둔턱의 하부의 직경은 상기 둔턱의 상부의 직경보다 크게 형성될 수 있다.
코어 연장부(222)는 상부와 하부로 구분될 수 있다. 코어 연장부는 둔턱을 중심으로 상부와 하부로 구분될 수 있다. 코어 연장부(222)의 하부의 직경은 코어 연장부(222)의 상부의 직경보다 크다. 따라서, 코어 연장부(222)의 하부와 아마추어(310) 사이에는 공간이 형성되며, 상기 공간에 연료가 유입될 수 있다.
도 2를 참조하면, 연료차단밸브(10)는 아마추어(310)를 포함한다. 아마추어(310)는 자기장에 의하여 이동하는 구성요소이다. 아마추어(310)는 적어도 일부가 코어(220) 내부에 삽입되고, 코일(213)의 자기장에 의해 승강한다.
아마추어(310)는 전체적으로 원통 형상으로 형성될 수 있다.
아마추어(310)는 아마추어 바디(311)와 아마추어 연장부로 구분될 수 있다.
아마추어 바디(311)는 내부가 차있는 원통 형상으로 형성된다.
아마추어 연장부(312)는 아마추어 바디(311)의 하부로 연장된다. 아마추어 연장부(312)는 중공이 형성된 원통 형상으로 형성된다.
아마추어 연장부(312)의 외둘레면 하부에는 나사선이 형성되며, 아마추어 가이드(330)와 나사결합된다.
아마추어 연장부(312)의 하단은 파일럿 걸림턱(323)과 인접한다.
아마추어(310)는 승강하면서 적어도 일부가 코어(220) 내부로 삽입된다. 아마추어(310)는 하강하면서 코어(220)의 하부로 인출된다.
아마추어(310)는 하부면의 일부가 상부로 함몰되며 공간을 형성하고, 상기 공간에 파일럿(320)이 삽입될 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1파일럿 유로(313)는 아마추어(310)의 일 측에 형성되고, 코어(220)와 아마추어(310) 사이의 내부공간 및 아마추어(310)와 파일럿(320) 사이의 내부공간을 연통한다.
제1파일럿 유로(313)를 통하여, 코어(220)의 내둘레면과 아마추어(310)의 외둘레면 사이의 내부공간에 존재하는 연료는 아마추어(310)의 내둘레면과 파일럿(320) 사이의 내부공간으로 유입됨으로써, 양 자의 압력차를 감소시켜 파일럿(320)이 보다 용이하게 승강하도록 한다.
제1파일럿 유로(313)는 원주방향을 따라 복수개 형성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 제2파일럿 유로(314)는 아마추어(310)의 일 측에 형성되고, 아마추어(310)와 파일럿(320) 사이의 내부공간 및 아마추어(310)와 코어(220) 사이의 내부공간을 연통한다.
제2파일럿 유로(314)를 통하여, 아마추어(310)의 내둘레면과 파일럿(320) 사이에 존재하는 연료는 아마추어(310)의 상부면과 코어(220)의 내둘레면 사이의 공간으로 유입됨으로써, 양 자의 압력을 감소시켜, 아마추어(310)가 보다 용이하게 승강하도록 한다.
제2파일럿 유로(314)는 원주방향을 따라 복수개 배치될 수 있다.
제2파일럿 유로(314)는 댐퍼 기능을 하는 바, 아마추어(310)가 상승할 때 상승속도를 감소시키고, 아마추어(310)가 코어(220)에 충돌하는 것을 완화한다.
도 2를 참조하면, 아마추어(310)에는 아마추어 완충부재(315)가 배치된다. 아마추어 완충부재(315)는 아마추어(310)와 코어(220)의 충돌시 충격을 완화한다.
아마추어 완충부재(315)는 아마추어(310)와 코어(220) 사이에 배치된다. 아마추어 완충부재는 아마추어의 상부면에서 상부로 돌출된다.
아마추어 완충부재(315)는 아마추어(310)의 상부면에 배치되고, 적어도 일부가 아마추어(310) 내측으로 삽입된다.
오 5를 참조하면, 아마추어 완충부재(315)는 탄성부재 삽입홈(317)을 사이에 두고 양 측에 배치될 수 있다. 이러한 배치를 가짐으로써, 아마추어(310)의 상부면은 코어(220)의 하부면에 포개질 수 있다.
도 5를 참조하면, 아마추어 완충부재(315)와 제3파일럿 유로(327)는 교번하여 배치될 수 있다.
도 5를 참조하면, 아마추어 완충부재는 탄성부재의 반경 방향 외측에서 아마추어의 원주방향을 따라 복수개가 배치될 수 있다.
도 2를 참조하면, 아마추어(310)에는 파일럿 완충부재(316)가 배치된다. 파일럿 완충부재(316)는 아마추어(310)와 파일럿(320)의 충돌시 충격을 완화한다. 파일럿 완충부재(316)는 아마추어(310)의 내부공간에 배치되고, 적어도 일부가 아마추어(310) 내측으로 삽입된다.
파일럿 완충부재(316)는 아마추어(310)와 파일럿(320) 사이에 배치된다.
도 2를 참조하면, 아마추어 가이드(330)는 코어(220)와 이격되게 배치된다. 도 2를 참조하면, 코어(220)의 내둘레면에 위치한 둔턱(223)은 아마추어 가이드(330)의 상단보다 상부에 배치된다. 아마추어가 상방 임계거리까지 이동한 경우에도, 상기 둔턱(223)과 아마추어 가이드(330) 사이에는 일정한 간격이 형성된다. 이러한 배치를 가짐으로써, 아마추어 가이드(330)가 코어(220)에 충돌하여 아마추어 가이드(330) 또는 코어(220)가 손상되는 것을 방지하는 효과가 있다.
도 2를 참조하면, 연료차단밸브(10)는 파일럿(320)을 포함한다. 파일럿(320)은 유로가 개방되기 전에 작동하며, 유입구와 배출구 사이에 존재하는 압력차를 줄이는 구성요소이다. 파일럿(320)은 적어도 일부가 아마추어(310) 내부에 삽입되고, 내부에 파일럿 유로가 형성되고, 연료가 유동하는 유로를 개폐한다.
도 2를 참조하면, 파일럿(320)은 외형을 형성하는 파일럿 바디(321)를 포함한다.
파일럿 바디(321)는 아마추어(310)의 상하 왕복운동에 따라 함께 움직이며, 배출구를 통한 연료의 이동을 단속한다. 파일럿 몸체(321) 상부와 파일럿 몸체(321) 하부는 직경이 동일할 수 있다.
파일럿 바디(321)는 원통 형상으로 형성된다.
도 2를 참조하면, 제3파일럿 유로(327)는 파일럿 바디(321)를 관통하여 형성된다. 제3파일럿 유로(327)는 파일럿 바디(321)를 상하로 관통한다.
제3파일럿 유로(327)는 아마추어(310)의 내둘레면과 파일럿(320) 사이의 공간으로 유입된 연료를 배출구로 이동시킨다. 제3파일럿 유로(327)를 통하여 연료가 유동하는 바, 유입구와 배출구 사이의 압력차는 감소하므로, 작은 자기력만으로도 아마추어(310)를 상승시키기 위함이다.
도 2를 참조하면, 파일럿은 패킹(322)을 포함한다. 패킹은 파일럿(320)이 배출구를 폐쇄할 때 발생하는 충격과 소음을 감소시키는 구성요소이다.
패킹(322)은 파일럿(320)의 하단에 배치되고, 연료가 배출되는 배출구를 커버하고, 파일럿(320)의 내부를 관통하여 파일럿(320)의 상단까지 연장된다.
패킹(322)의 하단은 배출구를 커버한다. 따라서, 파일럿(320)이 닫힌 경우, 패킹(322)은 배출구를 밀폐시켜 연료가 누설되는 것을 차단한다.
패킹(322)은 신축성있는 재질로 형성될 수 있다. 따라서, 파일럿(320)이 배출구에 밀착했을 때, 연료의 누설을 차단한다.
파일럿(322)의 하부면에는 패킹(322)이 삽입되기 위한 홈이 형성되고, 패킹(322)은 상기 홈에 삽입된다.
패킹(322)은 링 형상이며, 중심부에 관통홀이 형성된다. 패킹(322)의 관통홀의 지름은 상부에서 하부로 갈수록 커질 수 있다.
파일럿(320)의 내부는 상하로 관통된 홀이 형성될 수 있고, 패킹(322)은 상기 홀을 통하여 파일럿(320)의 내부를 관통한다. 패킹(322)의 하단은 파일럿(320)의 하부면에 배치되며, 배출구에 접촉된다. 패킹(322)의 상단은 파일럿(320)의 상부면에 배치되며, 아마추어(310)와 코어(220) 사이의 내부공간에 노출된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 파일럿(320)은 파일럿 걸림턱(323)을 포함한다. 파일럿 걸림턱(323)은 외부와 지지됨으로써 파일럿(320)을 움직이는 구성요소이다.
파일럿 걸림턱(323)은 파일럿(320)의 외둘레면에 형성되고, 내측단부(332)의 상단에 걸려 지지된다.
파일럿 걸림턱(323)은 원주방향으로 연장될 수 있다. 다시 말해, 파일럿 걸림턱(323)은 링 형상으로 형성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 파일럿 걸림턱(323)은 아마추어 가이드(330)의 내측단부(332)에 인접한다. 이러한 배치를 가짐으로써, 아마추어(310)가 상승할 때, 아마추어 가이드(330)의 내측단부(332)는 파일럿 걸림턱(323)의 하부면에 걸리고, 파일럿(320)을 상승시킨다.
아마추어 가이드(330)의 내측단부(332)와 아마추어(310)의 하단은 이격되게 배치되고 공간을 형성한다. 연료의 일부는 상기 공간에 유입될 수 있고, 상기 공간에 노출된 파일럿(320)의 외둘레면에 도포될 수 있다. 따라서, 파일럿(320)의 외둘레면과 아마추어(310)의 내둘레면 사이를 윤활시킬 수 있다.
도 2를 참조하면, 파일럿(320)은 파일럿 상부돌기(325)를 포함한다. 파일럿 상부돌기(325)는 파일럿(320)의 상부면에서 아마추어(310) 방향으로 돌출된다.
파일럿 상부돌기(325)는 파일럿(320)이 상승할 때 파일럿 완충부재(316)에 접촉한다. 파일럿 상부돌기(325)는 원뿔 형상으로 형성된다. 따라서, 단계적으로 파일럿 완충부재(316)에 접촉하고, 충격을 단계적으로 완화할 수 있다.
파일럿 상부돌기(325)는 파일럿(320)과 아마추어(310) 사이에 일정한 공간을 확보한다. 따라서, 제1파일럿 유로(313)에서 유입된 연료가 제2파일럿 유로(314) 또는 제3파일럿 유로(327)로 용이하게 유동하게 한다.
도 2를 참조하면, 연료차단밸브(10)는 아마추어 가이드(330)를 포함한다. 아마추어 가이드(330)는 아마추어(310)에 결합되고, 파일럿(320)이 외부로 이탈하는 것을 방지하는 구성요소이다. 아마추어 가이드(330)는 파일럿(320)의 반경 방향 외측에 배치되고, 아마추어(310)에 결합된다.
아마추어 가이드(330)는 중공의 원통 형상으로 형성된다. 아마추어 가이드(330)는 하단이 내측으로 연장된 L-형상이다. 아마추어 가이드(330)의 하단은 턱을 형성하고, 파일럿(320)을 지지한다.
도 2를 참조하면, 내측단부(332)는 아마추어 가이드(330)의 단부에 형성되고, 반경방향 내측으로 연장된다. 내측단부(332)는 파일럿(320)을 지지하는 구성요소이다.
도 2를 참조하면, 연료차단밸브(10)는 탄성부재(340)를 포함한다. 탄성부재(340)는 아마추어(310)가 일 방향으로 이동한 후에 아마추어(310)를 원위치로 복원시키는 구성요소이다. 탄성부재는 하단이 아마추어의 상부면에 배치되고, 상단이 코어의 하부면에 배치된다.
탄성부재(340)는 코어(220)와 아마추어(310)가 형성하는 공간에 배치된다. 탄성부재(340)는 밸브가 개폐하는 동안 연료의 유동을 방해하지 않으므로, 밸브의 성능이 저하되지 않는다.
아마추어(310)의 상반부에는 아마추어(310)와 코어(220)만 배치되는 바 구성이 간단하여 요구되는 공간이 작다. 반면에, 아마추어(310)의 하반부에는 아마추어(310)와 코어(220)와 아마추어 가이드(330)와 파일럿(320)이 배치되는 바, 요구되는 공간이 크다. 나아가 탄성부재(340)도 아마추어(310)의 하반부에 배치될 경우에는 공간의 제약이 더욱 커지는 문제점이 있다. 따라서, 탄성부재(340)를 아마추어(310)의 하반부가 아닌 아마추어(310)의 상부면과 코어(220)의 하부면 사이에 배치함으로써, 연료차단밸브(10)의 크기를 보다 컴팩트하게 구성하고 공간을 효율적으로 활용할 수 있다.
도 2를 참조하면, 연료차단밸브(10)는 탄성부재 삽입홈(317)을 포함한다. 탄성부재 삽입홈(317)은 탄성부재(340)가 삽입되면서, 탄성부재(340)의 위치를 고정하고, 탄성부재(340)가 신장되거나 압축될 때 안내하는 구성요소이다.
탄성부재 삽입홈(317)은 아마추어(310)의 상부면의 일 측에서 하부로 함몰되고, 코어(220)의 일 측에서 상부로 함몰된다. 탄성부재 삽입홈(317)은 탄성부재의 적어도 일부가 삽입되어 배치된다.
도 6를 참조하면, 아마추어(310)에 형성되는 탄성부재 삽입홈(317)은 아마추어(310)의 중심축에 배치되고, 상부면에서 하부로 함몰하여 형성된다. 도 2를 참조하면, 코어(220)에 형성되는 탄성부재 삽입홈(317)은 아마추어(310)에 형성되는 탄성부재 삽입홈(317)과 상하로 중첩되게 형성된다. 코어(220)에 형성되는 탄성부재 삽입홈(317)은 코어(220)의 중심축에 배치되고, 하부면에서 상부로 더욱 함몰하여 형성된다. 탄성부재(340)의 하단은 아마추어(310)에 형성되는 탄성부재 삽입홈(317)에 삽입되고, 탄성부재(340)의 상단은 코어(220)에 형성되는 탄성부재 삽입홈(317)에 삽입된다. 이러한 배치를 가짐으로써, 탄성부재(340)가 차지하는 공간을 최소로 할 수 있으므로, 연료차단밸브(10)가 설치될 공간을 효율적으로 활용할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 연료차단밸브(10)의 작용을 설명한다.
도 8은 제1상태인 밸브 폐쇄시의 상태도이고, 도 10은 제3상태인 밸브 개방시의 상태도이다. 도 9는 밸브가 폐쇄에서 개방으로 진행되는 과정인 제2상태에서의 상태도이다.
도 8을 참조하면, 파일럿(320)은 배출구에 밀착되는 바, 연료는 공급되지 않는다. 연료 일부는 코어(220)의 내둘레면과 아마추어(310)의 외둘레면이 형성하는 공간에 유입된다. 연료 일부는 제1파일럿 유로(313)를 통하여 아마추어(310)의 내둘레면과 파일럿(320)이 형성하는 공간에 유입될 수 있고, 배출구와의 사이에 압력차가 매우 큰 바, 연료차단밸브(10)는 보다 견고하게 닫혀있다. 연료 일부는 제2파일럿 유로(314)를 통하여 코어(220)의 내둘레면과 아마추어(310)의 상부면이 형성하는 공간에 유입되고, 양 자의 압력차가 감소됨으로써 아마추어(310)가 용이하게 상승할 수 있다.
도 9는 도 8에서 아마추어(310)가 조금 상승한 상태를 도시한 것이다. 아마추어(310)가 상승함에 따라, 연료 일부는 제3파일럿 유로(327)를 통하여 배출구로 유동하고, 배출구와의 압력차가 줄어드는 바, 파일럿(320)은 용이하게 상승할 수 있다.
도 10은 도 9에서 아마추어(310)가 더욱 상승하여 연료차단밸브(10)가 개방된 상태를 도시한 것이다. 아마추어(310)가 더욱 상승함에 따라, 내측단부(332)에 걸린 파일럿(320)이 상승하여 유로가 개방된다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
10: 연료차단밸브 100: 하우징
200: 솔레노이드부 210: 코일 어셈블리
211: 보빈 213: 코일
220: 코어 221: 코어 바디
222: 코어 연장부 223: 둔턱
300: 밸브부 310: 아마추어
311: 아마추어 바디 312: 아마추어 연장부
313: 제1파일럿 유로 314: 제2파일럿 유로
315: 아마추어 완충부재 316: 파일럿 완충부재
317: 탄성부재 삽입홈 320: 파일럿
321: 파일럿 바디 322: 패킹
323: 파일럿 걸림턱 325: 파일럿 상부돌기
327: 제3파일럿 유로
330: 아마추어 가이드 332: 내측단부
340: 탄성부재
IN: 유입구 OUT: 배출구

Claims (10)

  1. 연료가 유동하는 유로상에 배치된 하우징;
    상기 하우징 내부에 배치된 보빈;
    상기 보빈에 권선된 코일;
    상기 보빈의 내측에 배치된 코어;
    적어도 일부가 상기 코어 내부에 삽입되고, 상기 코일의 자기장에 의해 승강하는 아마추어;
    적어도 일부가 상기 아마추어 내부에 삽입되고, 내부에 파일럿 유로가 형성되고, 상기 연료가 유동하는 유로를 개폐하는 파일럿;
    상기 파일럿의 반경방향 외측에 배치되고, 상기 아마추어에 결합되는 아마추어 가이드;
    상기 아마추어 가이드의 단부에 형성되고, 반경방향 내측으로 연장되는 내측단부;
    상기 파일럿의 외둘레면에 형성되고, 상기 내측단부의 상단에 걸리는 파일럿 걸림턱;
    하단이 상기 아마추어의 상부면에 배치되고, 상단이 상기 코어의 하부면에 배치된 탄성부재; 및
    상기 아마추어의 일 측에 형성되고, 상기 코어와 상기 아마추어 사이의 내부공간 및 상기 아마추어와 상기 파일럿 사이의 내부공간을 연통하는 파일럿 유로;
    를 포함하는 연료차단밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아마추어의 상부면의 일 측에서 하부로 함몰되고,
    상기 코어의 일 측에서 상부로 함몰되고,
    상기 탄성부재의 적어도 일부가 삽입되어 배치되는 탄성부재 삽입홈;을 포함하는 연료차단밸브.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 아마추어는,
    상부면에서 상부로 돌출된 아마추어 완충부재;를 포함하는 연료차단밸브.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하우징에 연결되고, 연료가 유입되는 유입구;
    상기 하우징에 연결되고, 연료가 배출되는 배출구를 포함하고,
    상기 유입구와 상기 배출구는 상기 하우징의 동일한 면 상에 배치되는 연료차단밸브
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 아마추어 가이드는 상기 코어와 이격되게 배치되는 연료차단밸브.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 파일럿은,
    상부면에서 상기 아마추어 방향으로 돌출되는 파일럿 상부돌기;를 더 포함하는 연료차단밸브.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 파일럿의 하단에 배치되고,
    연료가 배출되는 배출구를 커버하고,
    상기 파일럿의 내부를 관통하여 상기 파일럿의 상단까지 연장된 패킹;을 더 포함하는 연료차단밸브.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 아마추어 완충부재는,
    상기 탄성부재의 반경방향 외측에서 상기 아마추어의 원주방향을 따라 복수개가 배치되는 연료차단밸브.
  10. 삭제
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