KR102569231B1 - Safe-system for preventing overflow of high pressure hydrogen pipe - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수소저장탱크에서 수소공급라인을 통해 수소충전기와 연결되는 고압수소 배관의 과류방지용 안전시스템으로서, 상기 수소공급라인 상에 설치되며, 상기 수소가 정상 유량을 초과하는 과유량이 발생될 경우 상기 수소의 흐름을 차단하는 과류방지밸브; 상기 수소저장탱크에서 상기 과류방지밸브 사이의 상기 수소공급라인 상에 설치되며, 상기 수소저장탱크 측의 상기 수소 공급압력을 측정하기 위한 제1 압력계; 상기 과류방지밸브에서 상기 수소충전기 사이의 상기 수소공급라인 상에 설치되며, 상기 과류방지밸브 측의 상기 수소 공급압력을 측정하기 위한 제2 압력계; 상기 제1 압력계와 상기 제2 압력계의 상기 수소의 공급 유량에 따라 유속이 변화하고 변화되는 유속에 따라 상기 과류방지밸브 전후단의 압력 차이가 발생하며, 이에 따른 압력 차에 따라 유로를 선택적으로 개폐하는 파이롯트밸브; 및 상기 수소저장탱크와 상기 과류방지밸브 사이의 상기 수소공급라인 상에 설치되며, 기준 유량을 초과하는 과유량 발생시 상기 과류방지밸브의 차단에 따른 상기 제2 압력계의 압력 저하로 상기 파이롯트밸브의 유로가 개방되어 상기 유로를 통과한 수소가 구동실린더를 동작시킬 경우 상기 수소저장탱크에서 공급되는 수소의 흐름을 상기 과류방지밸브의 전단에서 2차로 차단하는 자동차단밸브;를 포함하는 고압수소 배관의 과류방지용 안전시스템을 제공한다.The present invention is a safety system for preventing overflow of a high-pressure hydrogen pipe connected to a hydrogen charger through a hydrogen supply line in a hydrogen storage tank, installed on the hydrogen supply line, and when an excessive flow rate of hydrogen exceeding the normal flow rate occurs An overflow prevention valve that blocks the flow of hydrogen; a first pressure gauge installed on the hydrogen supply line between the overflow prevention valve in the hydrogen storage tank and measuring the hydrogen supply pressure at the hydrogen storage tank side; a second pressure gauge installed on the hydrogen supply line between the overflow prevention valve and the hydrogen charger and measuring the hydrogen supply pressure at the overflow prevention valve side; The flow rate changes according to the hydrogen supply flow rate of the first pressure gauge and the second pressure gauge, and a pressure difference between the front and rear ends of the overflow prevention valve occurs according to the changed flow rate, and the flow path is selectively opened and closed according to the resulting pressure difference a pilot valve to; And it is installed on the hydrogen supply line between the hydrogen storage tank and the overflow prevention valve, and when an excessive flow rate exceeding a standard flow rate occurs, the flow path of the pilot valve due to a pressure drop in the second pressure gauge due to the blocking of the overflow prevention valve When is opened and the hydrogen passing through the flow path operates the drive cylinder, an automatic shut-off valve that secondarily blocks the flow of hydrogen supplied from the hydrogen storage tank at the front end of the overflow prevention valve; Provides a safety system for prevention.

Description

고압수소 배관의 과류방지용 안전시스템{Safe-system for preventing overflow of high pressure hydrogen pipe}Safety system for preventing overflow of high pressure hydrogen pipe {Safe-system for preventing overflow of high pressure hydrogen pipe}

본 발명은 고압수소 배관의 과류방지용 안전시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수소 충전시 과류방지밸브의 정상 작동 여부를 수시로 확인하여 수소 가스의 누출 사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 고압수소 배관의 과류방지용 안전시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a safety system for preventing an overflow of a high-pressure hydrogen pipe, and more particularly, to a high-pressure hydrogen pipe that can prevent a hydrogen gas leakage accident by checking whether an overflow prevention valve is operating normally during hydrogen charging. It is about a safety system for preventing overflow.

현재 전 세계적으로 소비되는 에너지는 대부분이 화석원료인 석유 및 석탄으로 이루어지며, 특히 자동차의 경우 휘발유 또는 경유와 같은 유류를 이용하는 것이 전부라고 해도 무방할 정도이다. 하지만 석유와 같은 화석연료는 그 매장량에 한계가 있으며, 또한 에너지를 얻기 위하여 연소시킬 때 발생하는 각종 배출가스 및 분진은 환경오염과 지구 온난화의 주범이라고 할 수 있다. 이러한 상황을 타개할 수 있는 대체 에너지로는 수소와 같은 청정에너지원과 수력, 풍력, 태양열과 같은 신·재생 에너지를 들 수 있으며, 특히 자동차의 에너지원으로는 그 효율성을 감안하면 수소를 이용한 연료전지 또는 전기를 이용한 배터리가 가장 바람직한 동력원으로 기대되고 있다.Currently, most of the energy consumed worldwide is made up of petroleum and coal, which are fossil fuels. However, fossil fuels such as petroleum have limited reserves, and various exhaust gases and dust generated when burning to obtain energy are the main culprits of environmental pollution and global warming. Alternative energy sources that can overcome this situation include clean energy sources such as hydrogen and new and renewable energies such as hydropower, wind power, and solar heat. Batteries using batteries or electricity are expected as the most desirable power source.

특히 수소를 이용한 연료전지를 동력원으로 하는 자동차는 수소를 산소와 결합해 발생하는 물과 전기를 이용하므로 소음이 적고 배기가스를 전혀 배출하지 않는 것을 특징으로 하며, 원료인 수소의 주입은 일반 가스 자동차와 같이 신속하게 이루어지므로 그 효율성 면에서는 기존 자동차와 다름없다. 다만, 이러한 수소를 사용하기 위하여 자동차의 내부에 고압의 수소가스 저장용기를 두고 충전할 수 있도록 주유소와 같은 형태로 수소충전소가 건설되어야 한다.In particular, a vehicle using a fuel cell using hydrogen as a power source uses water and electricity generated by combining hydrogen with oxygen, so it is characterized by low noise and no emission of exhaust gas. As it is done quickly, it is no different from conventional cars in terms of efficiency. However, in order to use such hydrogen, a hydrogen filling station must be constructed in the same form as a gas station so that a high-pressure hydrogen gas storage container can be placed inside the vehicle and charged.

수소충전소는 압축기를 통해 수소저장탱크에 고압의 수소를 저장하고 충전기를 통해 자동차의 수소저장용기에 충전하게 된다.The hydrogen filling station stores high-pressure hydrogen in a hydrogen storage tank through a compressor and charges it into the hydrogen storage container of a vehicle through a charger.

그런데, 이와 같은 시스템은 초고압으로 운영되며 배관이나 충전 호스 등의 소손 시에 수소저장탱크에 저장된 수소가 누출되는 것을 방지하기 위해 수소저장탱크의 출구에 과류방지밸브를 설치하도록 규정되어 있다.However, such a system is operated at ultra-high pressure, and it is prescribed to install an overflow prevention valve at the outlet of the hydrogen storage tank to prevent leakage of hydrogen stored in the hydrogen storage tank when pipes or charging hoses are burned.

이러한 과류방지밸브는 정상 유량의 3배 이상일 경우 자동으로 차단되도록 제작되어야 하는데 그 구조 상 성능 확인이 곤란하므로 누출 사고에 대비하여 성능을 사전에 확인하기가 곤란하므로 안전상 문제가 되고 있다. Such an overflow prevention valve should be manufactured to automatically shut off when the flow rate is three times or more than the normal flow rate, but it is difficult to check the performance due to its structure, so it is difficult to check the performance in advance in preparation for leakage accidents, so it is a safety problem.

대한민국 공개특허공보 제1999-0051672호(1999.07.05)Republic of Korea Patent Publication No. 1999-0051672 (1999.07.05)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 과류방지밸브의 정상 작동 여부를 수시로 확인하여 수소 가스의 누출 사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 고압수소 배관의 과류방지용 안전시스템을 제공하는 데 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to check the normal operation of the overflow prevention valve from time to time to prevent a hydrogen gas leakage accident in advance. It is to provide a safety system for preventing overflow.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 수소저장탱크에서 수소공급라인을 통해 수소충전기와 연결되는 고압수소 배관의 과류방지용 안전시스템으로서, 상기 수소공급라인 상에 설치되며, 상기 수소가 정상 유량을 초과하는 과유량이 발생될 경우 상기 수소의 흐름을 차단하는 과류방지밸브; 상기 수소저장탱크에서 상기 과류방지밸브 사이의 상기 수소공급라인 상에 설치되며, 상기 수소저장탱크 측의 상기 수소 공급압력을 측정하기 위한 제1 압력계; 상기 과류방지밸브에서 상기 수소충전기 사이의 상기 수소공급라인 상에 설치되며, 상기 과류방지밸브 측의 상기 수소 공급압력을 측정하기 위한 제2 압력계; 상기 제1 압력계와 상기 제2 압력계의 상기 수소의 공급 유량에 따라 유속이 변화하고 변화되는 유속에 따라 상기 과류방지밸브 전후단의 압력 차이가 발생하며, 이에 따른 압력 차에 따라 유로를 선택적으로 개폐하는 파이롯트밸브; 및 상기 수소저장탱크와 상기 과류방지밸브 사이의 상기 수소공급라인 상에 설치되며, 기준 유량을 초과하는 과유량 발생시 상기 과류방지밸브의 차단에 따른 상기 제2 압력계의 압력 저하로 상기 파이롯트밸브의 유로가 개방되어 상기 유로를 통과한 수소가 구동실린더를 동작시킬 경우 상기 수소저장탱크에서 공급되는 수소의 흐름을 상기 과류방지밸브의 전단에서 2차로 차단하는 자동차단밸브;를 포함하는 고압수소 배관의 과류방지용 안전시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a safety system for preventing overflow of a high-pressure hydrogen pipe connected to a hydrogen charger through a hydrogen supply line in a hydrogen storage tank, installed on the hydrogen supply line, and the hydrogen is normal flow an overflow prevention valve that blocks the flow of hydrogen when an excessive flow exceeds a first pressure gauge installed on the hydrogen supply line between the overflow prevention valve in the hydrogen storage tank and measuring the hydrogen supply pressure at the hydrogen storage tank side; a second pressure gauge installed on the hydrogen supply line between the overflow prevention valve and the hydrogen charger and measuring the hydrogen supply pressure at the overflow prevention valve side; The flow rate changes according to the hydrogen supply flow rate of the first pressure gauge and the second pressure gauge, and a pressure difference between the front and rear ends of the overflow prevention valve occurs according to the changed flow rate, and the flow path is selectively opened and closed according to the resulting pressure difference a pilot valve to; And it is installed on the hydrogen supply line between the hydrogen storage tank and the overflow prevention valve, and when an excessive flow rate exceeding a standard flow rate occurs, the flow path of the pilot valve due to a pressure drop in the second pressure gauge due to the blocking of the overflow prevention valve When is opened and the hydrogen passing through the flow path operates the drive cylinder, an automatic shut-off valve that secondarily blocks the flow of hydrogen supplied from the hydrogen storage tank at the front end of the overflow prevention valve; Provides a safety system for prevention.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 과류방지밸브는, 공급파이프와 배출파이프가 너트에 의해 연결되는 밸브 몸체; 상기 밸브 몸체의 일측에 상기 공급파이프를 통해 상기 밸브 몸체 내부로 상기 수소를 공급할 경우 상기 수소의 압력에 의해 이동이 가능하며 중앙 유로로 공급된 상기 수소가 분기되는 복수의 분기공을 가지는 플런저; 상기 플런저의 둘레측에 여유 공간이 형성되어 분기공을 통해 분기된 상기 수소가 안내되는 수소 통로; 상기 플런저의 선단에 일체로 연결되며 상기 수소 통로를 통해 안내된 상기 수소가 중앙을 향해 인입되어 중앙 통로로 토출되는 안내공을 가지는 슬리브; 및 상기 슬리브가 이동 가능하고, 길이방향을 따라 상기 슬리브와 접촉 가능한 스프링이 내장되며, 상기 배출파이프와 연통되게 형성된 작동 포트;를 포함하며, 상기 공급파이프를 통해 과압이 작용 시 상기 슬리브가 상기 작동 포트에 삽입되면서 상기 플런저가 상기 작동 포트의 밸브 시트에 밀착되어 상기 수소 통로 내에서 상기 플런저의 분기공과 상기 슬리브의 안내공이 차단된다. According to an embodiment of the present invention, the overflow prevention valve includes a valve body in which a supply pipe and a discharge pipe are connected by a nut; A plunger having a plurality of branch holes at one side of the valve body, which is movable by the pressure of the hydrogen when supplying the hydrogen into the valve body through the supply pipe, and through which the hydrogen supplied to the central passage is branched; a hydrogen passage in which an extra space is formed on the circumferential side of the plunger to guide the branched hydrogen through the branch hole; a sleeve integrally connected to the front end of the plunger and having a guide hole through which the hydrogen guided through the hydrogen passage is introduced toward the center and discharged through the central passage; and an operating port through which the sleeve is movable, a spring capable of contacting the sleeve along a longitudinal direction is embedded, and formed to communicate with the discharge pipe, wherein the sleeve operates when an overpressure is applied through the supply pipe. While being inserted into the port, the plunger comes into close contact with the valve seat of the operating port so that the branch hole of the plunger and the guide hole of the sleeve are blocked in the hydrogen passage.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 제1 압력계와 상기 제2 압력계 사이에 연결되며, 상기 수소의 공급에 의해 상기 파이롯트밸브의 유로를 개폐하기 위한 제1 밸브작동라인이 설치되며, 상기 제1 밸브작동라인에는, 과류에 의해 상기 자동차단밸브가 차단된 경우, 차단된 상기 자동차단밸브의 흐름 복귀를 수행하기 위해 작동하는 수동밸브가 설치된된다. According to an embodiment of the present invention, a first valve operating line is installed that is connected between the first pressure gauge and the second pressure gauge and opens and closes the flow path of the pilot valve by supplying hydrogen, and the first valve operating line is installed. In the operating line, when the automatic shut-off valve is blocked by excessive flow, a manual valve operated to return the flow of the blocked automatic shut-off valve is installed.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 수소저장탱크와 상기 자동차단밸브 사이의 상기 수소공급라인에서 우회하여 상기 파이롯트밸브의 유로를 통과하고 상기 자동차단밸브의 상기 구동실린더와 연결되는 제2 밸브작동라인이 설치되며, 상기 제2 밸브작동라인에는 상기 자동차단밸브의 상기 구동실린더에 과압이 걸리지 않도록 상기 수소 압력을 조절하기 위한 압력조절밸브가 설치된다. According to an embodiment of the present invention, the second valve operating line bypasses the hydrogen supply line between the hydrogen storage tank and the automatic shut-off valve, passes through the flow path of the pilot valve, and is connected to the drive cylinder of the automatic shut-off valve. is installed, and a pressure control valve for adjusting the hydrogen pressure is installed in the second valve operating line so that overpressure is not applied to the drive cylinder of the automatic shut-off valve.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따른 고압수소 배관의 과류방지용 안전시스템에 의하면, 수소충전소의 배관이나 충전 호스 등의 파열이나 소손으로 인한 다량의 수소 유출을 확실하게 차단할 수 있는 효과가 있다.According to the safety system for preventing overflow of high-pressure hydrogen pipes according to the present invention configured as described above, there is an effect of reliably blocking a large amount of hydrogen leakage due to rupture or burnout of pipes or charging hoses of hydrogen filling stations.

수소충전소의 배관이나 충전 호스 등의 파열이나 소손 시 수소의 누출이 발생하더라도 과류방지밸브와 자동차단밸브가 2중으로 수소공급라인을 차단하므로 확실한 안전 성능을 도모할 수 있다. Even if hydrogen leaks in the event of rupture or burnout of pipes or charging hoses at the hydrogen filling station, the overflow prevention valve and the automatic shut-off valve double-block the hydrogen supply line, ensuring reliable safety performance.

과류방지밸브의 정상 작동 여부를 수시로 확인 가능하므로 충전 설비의 안전에 대한 신뢰도를 높일 수 있다. Since the normal operation of the overflow prevention valve can be checked at any time, the reliability of the safety of the charging facility can be increased.

도 1은 본 발명에 따른 고압수소 배관의 과류방지용 안전시스템을 나타내는 계통도이다.
도 2는 본 발명에 따른 과류방지밸브를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2의 과류방지밸브의 작동 후 상태를 나타내는 단면도이다. 1 is a system diagram showing a safety system for preventing overflow of a high-pressure hydrogen pipe according to the present invention.
2 is a cross-sectional view showing an overflow prevention valve according to the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view showing a state after the overflow prevention valve of Figure 2 is operated.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. Since the present invention can be applied with various changes and can have various forms, embodiments will be described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosure, and it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. Like reference numerals have been used for like elements throughout the description of each figure.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 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 포함한다.These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 고압수소 배관의 과류방지용 안전시스템을 나타내는 계통도이고, 도 2는 본 발명에 따른 과류방지밸브를 나타내는 단면도이며, 도 3은 도 2의 과류방지밸브의 작동 후 상태를 나타내는 단면도이다. 1 is a system diagram showing a safety system for preventing overflow of a high pressure hydrogen pipe according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing an overflow prevention valve according to the present invention, and FIG. 3 shows a state after operation of the overflow prevention valve of FIG. 2 it is a cross section

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 수소 차량의 수소 충전장치에 대한 구성을 나타낸다.As shown in FIG. 1, the configuration of a hydrogen charging device for a hydrogen vehicle according to the present invention is shown.

도 1에서, 도면부호 10은 압축기를 통해 고압의 수소를 저장하는 수소충전소에 구비된 수소저장탱크를 지시하고, 도면부호 30은 수소저장탱크(10)의 수소를 연료로 하는 수소 차량에 탑재되어 있는 수소저장용기로 수소를 공급하기 위한 수소충전기를 지시한다. In FIG. 1, reference numeral 10 indicates a hydrogen storage tank provided in a hydrogen filling station for storing high-pressure hydrogen through a compressor, and reference numeral 30 is mounted on a hydrogen vehicle using the hydrogen of the hydrogen storage tank 10 as fuel. Indicates the hydrogen charger for supplying hydrogen to the hydrogen storage container.

수소저장탱크(10)의 출구는 수소공급라인(100)을 매개로 수소충전기(30)와 연결된다. 수소공급라인(100) 상에는 배관이나 충전 호스의 소손으로 인한 다량의 수소의 누출로 인해 수소의 공급 유량이 기준 유량보다 높은 과류가 발생될 경우 수소의 흐름을 차단하는 과류방지밸브(110)가 설치된다.The outlet of the hydrogen storage tank 10 is connected to the hydrogen charger 30 via the hydrogen supply line 100. On the hydrogen supply line 100, an overflow prevention valve 110 is installed to block the flow of hydrogen when an overflow occurs when the supply flow rate of hydrogen is higher than the standard flow rate due to leakage of a large amount of hydrogen due to burnout of the pipe or charging hose. do.

본 발명의 실시예에 의하면, 도 2에 도시한 바와 같이, 과류방지밸브(110)는, 공급파이프(112)와 배출파이프(113)가 너트에 의해 연결되는 밸브 몸체(111)를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, the overflow prevention valve 110 includes a valve body 111 to which a supply pipe 112 and a discharge pipe 113 are connected by a nut.

밸브 몸체(111)의 일측, 입력너트(114a)에 설치되는 공급파이프(112)를 통해 밸브 몸체(111) 내부로 수소를 공급할 경우 수소의 압력에 의해 이동이 가능하며 중앙 유로로 공급된 수소가 분기되는 복수의 분기공(115a)을 가지는 플런저(115)와, 플런저(115)의 둘레측에 형성되며, 분기공(115a)을 통해 분기된 수소가 안내되는 수소 통로(116)와, 플런저(115)의 선단에 일체로 연결되며 수소 통로(116)를 통해 안내된 수소가 인입되어 중앙 통로로 토출되는 안내공(117a)을 가지는 슬리브(117)가 구비된다.When hydrogen is supplied into the valve body 111 through the supply pipe 112 installed on one side of the valve body 111 and the input nut 114a, it can be moved by the pressure of hydrogen, and the hydrogen supplied to the central flow path A plunger 115 having a plurality of branched branch holes 115a, a hydrogen passage 116 formed around the circumference of the plunger 115 and guiding hydrogen branched through the branch hole 115a, and the plunger 115 The sleeve 117 is integrally connected to the front end of the hydrogen passage 116 and has a guide hole 117a through which hydrogen guided through the hydrogen passage 116 is introduced and discharged to the central passage.

밸브 몸체(111)에는 슬리브(117)가 이동 가능하고, 길이방향을 따라 슬리브(117)와 접촉 가능한 스프링(119)이 내장되며, 출력너트(114b)측에 연결된 배출파이프(113)와 연통되게 형성된 작동 포트(118)가 구비된다.In the valve body 111, the sleeve 117 is movable, and a spring 119 capable of contacting the sleeve 117 along the length direction is built-in, and communicates with the discharge pipe 113 connected to the output nut 114b side. A formed actuation port 118 is provided.

이때, 슬리브(117)의 직경은 플런저(115)의 직경보다 작게 형성되고 플런저(115)의 직경은 작동 포트(118)의 직경보다 크게 형성되어 있다. 이에 따라, 슬리브(117)가 작동 포트(118) 내에 삽입되면서 플런저(115)가 스프링(119)의 탄성력을 이기고 작동 포트(118)의 밸브 시트(118a)에 밀착될 경우 밸브 시트(118a)에 의해 분기공(115a)과 안내공(117a)이 차단되므로 기밀 유지가 가능하게 된다.At this time, the diameter of the sleeve 117 is formed smaller than the diameter of the plunger 115, and the diameter of the plunger 115 is formed larger than the diameter of the operation port 118. Accordingly, when the sleeve 117 is inserted into the operation port 118 and the plunger 115 overcomes the elastic force of the spring 119 and adheres to the valve seat 118a of the operation port 118, the valve seat 118a Since the branch hole 115a and the guide hole 117a are blocked by this, airtightness can be maintained.

따라서, 과류방지밸브(110)의 공급파이프(112)를 통해 과류가 작용 시 슬리브(117)가 작동 포트(118)에 삽입되면서 플런저(115)가 밸브 시트(118a)에 밀착되므로 수소 통로(116) 내에서 플런저(115)의 분기공(115a)과 슬리브(117)의 안내공(117a)이 차단되어 수소가 작동 포트(118)를 통해 배출파이프(113)로 배출되지 못하고 수소의 흐름이 수소 통로(116) 내에서 차단된다. Therefore, when an overflow is applied through the supply pipe 112 of the overflow prevention valve 110, the sleeve 117 is inserted into the operation port 118 and the plunger 115 adheres to the valve seat 118a, so that the hydrogen passage 116 ), the branch hole 115a of the plunger 115 and the guide hole 117a of the sleeve 117 are blocked so that hydrogen cannot be discharged to the discharge pipe 113 through the operation port 118 and the flow of hydrogen flows through the hydrogen passage. (116) is blocked within.

또한, 도 1을 통해 알 수 있듯이, 수소저장탱크(10)에서 과류방지밸브(110) 사이의 수소공급라인(100) 상에는 수소저장탱크(10) 측의 수소 공급압력을 측정하기 위한 제1 압력계(130)가 설치되고, 과류방지밸브(110)에서 수소충전기(30) 사이의 수소공급라인(100) 상에는 과류방지밸브(110) 측의 수소 공급압력을 측정하기 위한 제2 압력계(140)가 설치된다. In addition, as can be seen through FIG. 1, on the hydrogen supply line 100 between the overflow prevention valve 110 in the hydrogen storage tank 10, a first pressure gauge for measuring the hydrogen supply pressure on the side of the hydrogen storage tank 10 130 is installed, and on the hydrogen supply line 100 between the overflow prevention valve 110 and the hydrogen charger 30, a second pressure gauge 140 for measuring the hydrogen supply pressure on the overflow prevention valve 110 side is installed

정상적인 수소 충전 시, 수소충전소의 수소저장탱크(10)로부터 수소가 수소충전기(30)로 원활히 공급될 경우에는 제1 압력계(130)와 제2 압력계(140)의 수소공급압력은 서로 동일한 공급압력 값을 가지게 된다.During normal hydrogen charging, when hydrogen is smoothly supplied from the hydrogen storage tank 10 of the hydrogen filling station to the hydrogen charger 30, the hydrogen supply pressures of the first pressure gauge 130 and the second pressure gauge 140 are the same supply pressure. have a value

그러나, 수소저장탱크(10)로부터 과류가 공급되어 과류방지밸브(110)가 수소의 흐름을 차단하게 될 경우에는 제2 압력계(140)에서 측정되는 수소의 공급압력이 낮아지면서 0으로 수렴하게 되므로 제1 압력계(130)와 제2 압력계(140) 사이에는 압력 차가 발생하게 된다. 즉, 제1 압력계(130)의 수소 압력이 제2 압력계(140)의 수소 압력보다 높은 값으로 출력된다. 이에 따라, 수소 충전 시의 수소 가스의 누출을 확인하기 위한 과류방지밸브(110)의 작동 여부를 확인 가능하게 된다. However, when overflow is supplied from the hydrogen storage tank 10 and the overflow prevention valve 110 blocks the flow of hydrogen, the supply pressure of hydrogen measured by the second pressure gauge 140 decreases and converges to 0. A pressure difference is generated between the first pressure gauge 130 and the second pressure gauge 140 . That is, the hydrogen pressure of the first pressure gauge 130 is output as a higher value than the hydrogen pressure of the second pressure gauge 140 . Accordingly, it is possible to check whether the overflow prevention valve 110 is operating for checking the leakage of hydrogen gas during hydrogen charging.

또한, 수소저장탱크(10)로부터 각각의 제1 압력계(130)와 제2 압력계(140)를 통해 공급되는 수소의 공급 여부에 따라 후술하는 파이롯트밸브(310)의 유로를 개폐하기 위해 제1 압력계(130)와 제2 압력계(140) 사이에는 제1 밸브작동라인(200)이 연결된다. In addition, in order to open and close the passage of the pilot valve 310 to be described later according to whether or not hydrogen supplied from the hydrogen storage tank 10 through each of the first pressure gauge 130 and the second pressure gauge 140 is supplied, the first pressure gauge A first valve operating line 200 is connected between the 130 and the second pressure gauge 140 .

제1 밸브작동라인(200)에는 과류에 의해 차단된 후술하는 자동차단밸브(120)를 개방하기 위해 제2 압력계(140)의 압력을 상승시켜 파이롯트밸브(310)의 유로를 차단하기 위한 수동밸브(210)가 설치되어 있다. 또한, 수동밸브(210)와 제2 압력계(140) 사이의 제1 밸브작동라인(200)에는 공급되는 수소의 공급 유량에 따라 유속이 변화하고 변화되는 유속에 따라 과류방지밸브(110)의 전후단의 압력에 차이가 발생하고, 이에 따른 압력 차에 따라 스프링(311)의 탄성력에 의해 플런저(미도시)가 유로를 개폐하는 파이롯트밸브(310)가 설치된다. In the first valve operating line 200, a manual valve for blocking the passage of the pilot valve 310 by increasing the pressure of the second pressure gauge 140 in order to open the automatic shut-off valve 120, which will be described later, blocked by excessive flow (210) is installed. In addition, in the first valve operating line 200 between the manual valve 210 and the second pressure gauge 140, the flow rate changes according to the supply flow rate of hydrogen supplied, and the front and back sides of the overflow prevention valve 110 depend on the changed flow rate. A difference in the pressure of the stage occurs, and a pilot valve 310 is installed in which a plunger (not shown) opens and closes the flow path by the elastic force of the spring 311 according to the resulting pressure difference.

파이롯트밸브(310)는 정상적인 수소 충전시에는 고압의 수소 압력에 의해 스프링(311)이 가압되어 플런저가 파이롯트밸브(310)의 유로를 차단하는 위치에 있다가 과유량 발생시 제2 압력계(140)의 압력이 낮아지면서 수소 압력이 작용하지 않게 되므로 스프링(311)이 원래 위치로 복원되면서 파이롯트밸브(310)의 유로가 개방된다. The pilot valve 310 is in a position where the spring 311 is pressurized by the high-pressure hydrogen pressure during normal hydrogen charging and the plunger blocks the flow path of the pilot valve 310, and when an excessive flow occurs, the second pressure gauge 140 As the pressure decreases, the hydrogen pressure stops working, so the spring 311 is restored to its original position and the flow path of the pilot valve 310 is opened.

제1 밸브작동라인(200)의 유로 중 어느 하나는 파이롯트밸브(310)에 연결되어 수소저장탱크(10)로부터 제1 밸브작동라인(200)을 통해 공급되는 수소의 공급 유량에 의해 파이롯트밸브(310)의 유로를 폐쇄 가능하게 된다. 그러나, 수동밸브(210)는 평상 시 차단 상태에 있게 되므로, 수소공급라인(100)의 유량에 따른 유속이 변화하고, 이에 따른 압력 차로 인해 제2 압력계(140)와의 연결 라인을 통해 입력되는 변화된 수소압에 의해 파이롯트밸브(310)의 유로는 개폐 가능하게 된다. One of the flow paths of the first valve operating line 200 is connected to the pilot valve 310, and the pilot valve ( 310) can be closed. However, since the manual valve 210 is normally shut off, the flow rate according to the flow rate of the hydrogen supply line 100 changes, and the pressure difference caused by this changes the changed input through the connection line with the second pressure gauge 140. The flow path of the pilot valve 310 can be opened and closed by the hydrogen pressure.

따라서, 수소저장탱크(10)로부터 수동밸브(210)의 차단 동작에 의해 제1 밸브작동라인(200)을 통해 공급되는 수소 공급 유량이 제공되지 않고 수소저장탱크(10)로부터 과류가 공급되어 과류방지밸브(110)가 수소의 흐름을 차단하게 되는 경우 제2 압력계(140)의 수소 압력이 0으로 수렴하게 되면서 파이롯트밸브(310)에 작용하는 수소의 작동 압력이 파이롯트밸브(310)에 영향을 미치지 않게 되므로 파이롯트밸브(310)는 스프링(311)의 탄성력에 의해 개방 가능한 상태가 된다. Therefore, the hydrogen supply flow rate supplied through the first valve operating line 200 by the shutoff operation of the manual valve 210 from the hydrogen storage tank 10 is not provided, and excessive current is supplied from the hydrogen storage tank 10, resulting in excessive flow When the prevention valve 110 blocks the flow of hydrogen, the hydrogen pressure of the second pressure gauge 140 converges to 0, and the operating pressure of hydrogen acting on the pilot valve 310 affects the pilot valve 310. Since it does not reach, the pilot valve 310 becomes openable by the elastic force of the spring 311.

여기서, 제1 밸브작동라인(200)은 파이롯트밸브(310)의 과류방지밸브(110) 및 자동차단밸브(120)의 복귀 동작을 수소저장탱크(10)로부터 공급되는 수소 공급 유량에 따라 제어하기 위한 수소공급라인(100)이다. Here, the first valve operating line 200 controls the return operation of the overflow prevention valve 110 and the automatic shut-off valve 120 of the pilot valve 310 according to the hydrogen supply flow rate supplied from the hydrogen storage tank 10 It is a hydrogen supply line 100 for

또한, 수소저장탱크(10)와 과류방지밸브(110) 사이의 수소공급라인(100) 상에는 과류방지밸브(110)와 함께 2중으로 수소의 공급을 차단하여 확실한 안전 성능을 도모할 수 있도록 제1 압력계(130)와 상기 제2 압력계(140)의 압력차에 따라 상기 수소의 흐름을 차단하는 자동차단밸브(120)가 설치된다.In addition, on the hydrogen supply line 100 between the hydrogen storage tank 10 and the overflow prevention valve 110, the supply of hydrogen is doubled with the overflow prevention valve 110 to promote reliable safety performance. An automatic shut-off valve 120 is installed to block the flow of hydrogen according to the pressure difference between the pressure gauge 130 and the second pressure gauge 140.

자동차단밸브(120)의 차단 동작은 기준 유량을 초과하는 과유량의 발생시 과류방지밸브(110)가 차단되고, 상기 과류방지밸브(110)의 차단에 따른 제2 압력계(140)의 압력 저하로 파이롯트밸브(310)의 유로가 개방되어 상기 유로를 통과한 수소가 구동실린더(121)를 동작시킬 경우 상기 수소저장탱크(10)에서 공급되는 수소의 흐름을 상기 과류방지밸브(110)의 전단에서 2차로 차단하게 된다. The blocking operation of the automatic shut-off valve 120 is when the overflow prevention valve 110 is blocked when an excessive flow rate exceeding the reference flow rate occurs, and the pressure of the second pressure gauge 140 decreases due to the blocking of the overflow prevention valve 110. When the flow path of the pilot valve 310 is opened and the hydrogen passing through the flow path operates the drive cylinder 121, the flow of hydrogen supplied from the hydrogen storage tank 10 is transferred from the front end of the overflow prevention valve 110 It gets blocked in 2 rounds.

또한, 수소저장탱크(10)와 자동차단밸브(120) 사이의 수소공급라인(100)으로부터 우회하여 파이롯트밸브(310)의 유로를 통과하고 자동차단밸브(120)의 구동실린더(121)와 연결되는 제2 밸브작동라인(300)이 설치된다.In addition, it detours from the hydrogen supply line 100 between the hydrogen storage tank 10 and the automatic shut-off valve 120, passes through the flow path of the pilot valve 310, and is connected to the drive cylinder 121 of the automatic shut-off valve 120. A second valve operating line 300 is installed.

제2 밸브작동라인(300)은 수소공급라인(100)에서 우회하여 파이롯트밸브(310)의 유로를 통과할 경우, 자동차단밸브(120)의 구동실린더(121)와 연결된다. 이때, 제2 밸브작동라인(300)의 수소공급라인(100)과 파이롯트밸브(310) 사이에는 자동차단밸브(120)의 구동실린더(121)에 과압이 걸리지 않도록 수소 압력을 조절하기 위한 압력조절밸브(320)가 설치된다.When the second valve operating line 300 bypasses the hydrogen supply line 100 and passes through the flow path of the pilot valve 310, it is connected to the drive cylinder 121 of the automatic shut-off valve 120. At this time, between the hydrogen supply line 100 of the second valve operating line 300 and the pilot valve 310, pressure control is performed to control the hydrogen pressure so that the drive cylinder 121 of the automatic shut-off valve 120 is not overpressured. A valve 320 is installed.

여기서, 제2 밸브작동라인(300)은 자동차단밸브(120)의 구동실린더(121) 온오프 동작을 파이롯트밸브(310)의 선택적인 개폐 작동에 따라 제어하기 위한 수소공급라인(100)이다. Here, the second valve operating line 300 is a hydrogen supply line 100 for controlling the on/off operation of the drive cylinder 121 of the automatic shut-off valve 120 according to the selective opening and closing operation of the pilot valve 310.

이하 본 발명에 따른 고압수소 배관의 과류방지용 안전시스템의 작용에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the safety system for preventing overflow of the high-pressure hydrogen pipe according to the present invention will be described.

수소충전소에서 평상시 수소저장탱크(10)에서 정상적으로 수소충전기(30)로 수소가 수소공급라인(100)을 통해 공급되며, 이와 같은 수소공급 상태에서, 제1 밸브작동라인(200)의 수동밸브(210)는 차단 상태가 되어 제1 밸브작동라인(200)으로 수소가 공급되지 않게 된다.At the hydrogen filling station, hydrogen is normally supplied from the hydrogen storage tank 10 to the hydrogen charger 30 through the hydrogen supply line 100, and in this hydrogen supply state, the manual valve of the first valve operating line 200 ( 210) is in a cut-off state so that hydrogen is not supplied to the first valve operating line 200.

제1 밸브작동라인(200)으로 수소가 공급되지 않게 될 경우, 파이롯트밸브(310)는, 과류방지밸브(110)를 정상적으로 통과하고 제2 압력계(140)를 통과한 수소 압력에 의해 차단 상태가 된다. When hydrogen is not supplied to the first valve operating line 200, the pilot valve 310 is shut off by the hydrogen pressure that normally passes through the overflow prevention valve 110 and passes through the second pressure gauge 140. do.

이와 같이 수소저장탱크(10)에서 수소충전기(30)로 정상적인 공급이 유지되는 상태에서, 배관이나 충전 호스의 소손으로 인한 다량의 수소의 누출로 인해 수소의 공급 유량이 기준 유량보다 높은 과류가 발생될 경우 과류방지밸브(110)가 수소의 흐름을 차단하게 된다.In this way, in a state where the normal supply from the hydrogen storage tank 10 to the hydrogen charger 30 is maintained, a large amount of hydrogen leakage due to burnout of the pipe or charging hose causes an overcurrent in which the hydrogen supply rate is higher than the standard flow rate In this case, the overflow prevention valve 110 blocks the flow of hydrogen.

과류방지밸브(110)의 수소의 흐름에 대해 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 과류방지밸브(110)의 공급파이프(112)를 통해 공급되는 수소는 플런저(115)를 밀면서 분기공(115a)을 통해 수소 통로(116)로 확산되고, 수소 통로(116)에 확산된 수소는 슬리브(117)의 안내공(117a)을 통해 작동 포트(118)로 공급된다.Referring to FIGS. 2 and 3 for the flow of hydrogen in the overflow prevention valve 110, the hydrogen supplied through the supply pipe 112 of the overflow prevention valve 110 pushes the plunger 115 through the branch hole 115a ) through the hydrogen passage 116, and the hydrogen diffused in the hydrogen passage 116 is supplied to the operation port 118 through the guide hole 117a of the sleeve 117.

이때, 공급파이프(112)로 공급되는 수소가 정상적인 공급 상태라면 스프링(119)이 압축되지 않은 상태로 작동 포트(118)에 공급된 수소가 배출파이프(113)로 배출된다. 하지만, 다량의 수소의 누출로 인해 수소의 공급 유량이 기준 유량보다 높은 과류가 발생될 경우 과류에 의해 슬리브(117)가 작동 포트(118)에 삽입되고 플런저(115)가 작동 포트(118)의 밸브 시트(118a)에 밀착될 경우 수소 통로(116) 내에서 플런저(115)의 분기공(115a)과 슬리브(117)의 안내공(117a)이 차단되어 수소가 배출파이프(113)로 배출되지 못하고 수소의 흐름이 차단된다. At this time, if the hydrogen supplied to the supply pipe 112 is in a normal supply state, the hydrogen supplied to the operating port 118 is discharged to the discharge pipe 113 in a state in which the spring 119 is not compressed. However, when a large amount of hydrogen leaks and the hydrogen supply flow rate is higher than the reference flow rate, the sleeve 117 is inserted into the operation port 118 and the plunger 115 is inserted into the operation port 118 due to the overflow flow. When it is in close contact with the valve seat 118a, the branch hole 115a of the plunger 115 and the guide hole 117a of the sleeve 117 are blocked in the hydrogen passage 116, so that hydrogen cannot be discharged to the discharge pipe 113. The flow of hydrogen is blocked.

과류방지밸브(110)와 연결 라인을 통해 연결되는 제2 압력계(140)에는, 과류방지밸브(110)가 수소의 흐름을 차단하게 될 경우 수소의 공급이 차단되므로 제1 밸브작동라인(200)에서의 수소 압력이 O으로 수렴하므로 파이롯트밸브(310)의 유로는 개방된 상태가 되어 제2 밸브작동라인(300)을 통해 수소저장탱크(10)에서 공급되는 수소는 자동차단밸브(120)의 구동실린더(121)를 누르게 된다.In the second pressure gauge 140 connected to the overflow prevention valve 110 through a connection line, when the overflow prevention valve 110 blocks the flow of hydrogen, the supply of hydrogen is blocked, so that the first valve operating line 200 Since the hydrogen pressure in converges to O, the flow path of the pilot valve 310 is open, and the hydrogen supplied from the hydrogen storage tank 10 through the second valve operating line 300 of the automatic shutoff valve 120 The drive cylinder 121 is pressed.

제2 밸브작동라인(300)으로 공급되는 수소압에 의해 자동차단밸브(120)의 구동실린더(121)가 작동하게 될 경우, 과류방지밸브(110)의 전단에서 과류방지밸브(110)와 함께 자동차단밸브(120)가 2중으로 수소공급라인(100)을 차단하게 되므로 배관이나 충전 호스의 소손으로 인한 다량의 수소의 누출로 인해 발생하는 과류가 수소충전기(30)에 도달하지 않게 된다.When the drive cylinder 121 of the automatic shut-off valve 120 is operated by the hydrogen pressure supplied to the second valve operating line 300, the front end of the overflow prevention valve 110 along with the overflow prevention valve 110 Since the automatic shut-off valve 120 blocks the hydrogen supply line 100 in two ways, overflow caused by leakage of a large amount of hydrogen due to burnt pipe or charging hose does not reach the hydrogen charger 30.

이후, 수소가 누출되는 배관이나 충전 호스를 새 것으로 교체한 다음, 제1 밸브작동라인(200)의 수동밸브(210)를 개방하여 수소공급라인(100)과 제1 압력계(130)를 통과한 수소의 작동 압력이 파이롯트밸브(310)의 스프링(311)을 밀어 플런저가 유로를 차단하게 될 경우, 수소공급라인(100)의 자동차단밸브(120)의 구동실린더(121)가 원위치로 복귀하게 되고, 수소저장탱크(10)의 수소가 수소충전기(30)로 공급된다. 이때, 과류방지밸브(110)도 정상 작동 상태가 되어 수소의 공급이 원활하게 이루어진다.Thereafter, the pipe or charging hose leaking hydrogen is replaced with a new one, and then the manual valve 210 of the first valve operating line 200 is opened to pass through the hydrogen supply line 100 and the first pressure gauge 130. When the operating pressure of hydrogen pushes the spring 311 of the pilot valve 310 and the plunger blocks the flow path, the drive cylinder 121 of the automatic shut-off valve 120 of the hydrogen supply line 100 returns to its original position. And the hydrogen in the hydrogen storage tank 10 is supplied to the hydrogen charger 30. At this time, the overflow prevention valve 110 is also in a normal operating state, and hydrogen is smoothly supplied.

과류방지밸브(110)가 정상 작동 상태일 경우 수소저장탱크(10)에서 배출되는 수소는 수소충전기(30)로 원활하게 공급되며, 제1 압력계(130)와 제2 압력계(140)의 수소공급압력이 서로 동일한 공급압력 값을 가지게 된다.When the overflow prevention valve 110 is in normal operation, the hydrogen discharged from the hydrogen storage tank 10 is smoothly supplied to the hydrogen charger 30, and the first pressure gauge 130 and the second pressure gauge 140 supply hydrogen The pressures have the same supply pressure value as each other.

제1 압력계(130)와 제2 압력계(140)의 수소공급압력이 서로 동일한 공급압력 값을 가지게 될 경우 제2 밸브작동라인(300)에서 제2 압력계(140)를 통과한 수소 압력이 파이롯트밸브(310)의 차단 상태를 유지할 수 있도록 작용 가능하게 된다. When the hydrogen supply pressures of the first pressure gauge 130 and the second pressure gauge 140 have the same supply pressure value, the hydrogen pressure passing through the second pressure gauge 140 in the second valve operating line 300 is the pilot valve It becomes operable to maintain the blocking state of 310.

따라서, 수소 차량의 수소 충전장치는 초기 상태로 환원되며, 정상적으로 수소저장탱크(10)에서 수소충전기(30)로 정상적으로 수소의 충전이 이루어지게 된다.Accordingly, the hydrogen charging device of the hydrogen vehicle is restored to an initial state, and hydrogen is normally charged from the hydrogen storage tank 10 to the hydrogen charger 30.

따라서, 본 발명은 수소충전소의 배관이나 충전 호스 등의 파열이나 소손으로 인한 다량의 수소 유출을 확실하게 차단할 수 있고, 특히 수소충전소의 배관이나 충전 호스 등의 파열이나 소손 시 수소의 누출이 발생하더라도 과류방지밸브(110)와 자동차단밸브(120)가 동시에 2중으로 수소공급라인(100)을 차단하므로 확실한 안전 성능을 도모할 수 있다. Therefore, the present invention can reliably block the outflow of a large amount of hydrogen due to rupture or burnout of piping or charging hoses at the hydrogen filling station. Since the overflow prevention valve 110 and the automatic shutoff valve 120 simultaneously block the hydrogen supply line 100 twice, reliable safety performance can be achieved.

또한, 과류방지밸브(110)의 정상 작동 여부를 수시로 확인 가능하므로 충전 설비의 안전에 대한 신뢰도를 높일 수 있다. In addition, since it is possible to check whether the overflow prevention valve 110 is operating normally, reliability of the safety of the charging facility can be increased.

상술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The above description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

10 : 수소저장탱크 30 : 수소충전기
100 : 수소공급라인 110 : 과류방지밸브
120 : 자동차단밸브 121 : 구동실린더
130 : 제1 압력계 140 : 제2 압력계
200 : 제1 밸브작동라인 210 : 수동밸브
300 : 제2 밸브작동라인 310 : 파이롯트밸브
320 : 압력조절밸브10: hydrogen storage tank 30: hydrogen charger
100: hydrogen supply line 110: overcurrent prevention valve
120: automatic shutoff valve 121: drive cylinder
130: first pressure gauge 140: second pressure gauge
200: first valve operating line 210: manual valve
300: second valve operating line 310: pilot valve
320: pressure control valve

Claims (4)

수소저장탱크에서 수소공급라인을 통해 수소충전기와 연결되는 고압수소 배관의 과류방지용 안전시스템으로서,
상기 수소공급라인 상에 설치되며, 상기 수소가 정상 유량을 초과하는 과유량이 발생될 경우 상기 수소의 흐름을 차단하는 과류방지밸브; 상기 수소저장탱크와 상기 과류방지밸브 사이의 상기 수소공급라인 상에 설치되며, 상기 수소저장탱크 측의 수소 공급압력을 측정하기 위한 제1 압력계; 상기 과류방지밸브와 상기 수소충전기 사이의 상기 수소공급라인 상에 설치되며, 상기 과류방지밸브 측의 수소 공급압력을 측정하기 위한 제2 압력계; 수소 공급 유량에 변화에 따른 상기 제1 압력계 및 상기 제2 압력계에서 측정되는 상기 과류방지밸브 전후단의 압력차에 따라 동작하여 유로를 선택적으로 개방하는 파이롯트 밸브; 및 상기 수소저장탱크와 상기 과류방지밸브 사이의 상기 수소공급라인에 설치되는 자동차단밸브를 포함하여; 정상 유량을 초과하는 과유량이 발생하여 상기 과류방지밸브가 수소 흐름을 차단함으로써 상기 제2 압력계 측으로부터 공급되는 압력이 저하될 때, 상기 파이롯트 밸브의 유로가 개방되어 상기 제1 압력계 측으로부터 공급된 수소가 상기 자동차단밸브의 구동실린더를 동작시킴으로써 상기 자동차단밸브는 상기 수소저장탱크에서 공급되는 수소의 흐름을 상기 과류방지밸브의 전단에서 2차로 차단하며,
상기 과류방지밸브는,
공급파이프와 배출파이프가 너트에 의해 연결되는 밸브 몸체;
상기 밸브 몸체의 일측에 설치되며, 상기 공급파이프를 통해 상기 밸브 몸체 내부로 상기 수소를 공급할 경우 상기 수소의 압력에 의해 이동이 가능하며 유로로 공급된 상기 수소가 분기되는 복수의 분기공을 가지는 플런저;
상기 플런저의 둘레측에 형성되며, 상기 플런저의 분기공을 통해 분기된 상기 수소가 안내되는 수소 통로;
상기 플런저의 선단에 일체로 연결되며 상기 수소 통로를 통해 안내된 상기 수소가 인입되어 토출되도록 하는 안내공을 가지는 슬리브; 및
상기 슬리브가 이동 가능하고, 길이방향을 따라 상기 슬리브와 접촉 가능한 스프링이 내장되며, 상기 배출파이프와 연통되게 형성된 작동 포트;를 포함하며,
상기 공급파이프를 통해 과압이 작용 시 상기 슬리브가 상기 작동 포트에 삽입되면서 상기 플런저가 상기 작동 포트의 밸브 시트에 밀착되어 상기 수소 통로 내에서 상기 플런저의 분기공과 상기 슬리브의 안내공이 차단되는 것을 특징으로 하는 고압수소 배관의 과류방지용 안전시스템.
A safety system for preventing overflow of the high-pressure hydrogen pipe connected to the hydrogen charger through the hydrogen supply line in the hydrogen storage tank,
an overflow prevention valve installed on the hydrogen supply line and blocking the flow of hydrogen when an excessive flow rate exceeding the normal flow rate occurs; a first pressure gauge installed on the hydrogen supply line between the hydrogen storage tank and the overflow prevention valve and measuring a hydrogen supply pressure at the hydrogen storage tank side; a second pressure gauge installed on the hydrogen supply line between the overflow prevention valve and the hydrogen charger and measuring the hydrogen supply pressure at the overflow prevention valve side; a pilot valve operating according to a pressure difference between the front and rear ends of the overflow prevention valve measured by the first pressure gauge and the second pressure gauge according to a change in the hydrogen supply flow rate to selectively open a flow path; And an automatic shutoff valve installed in the hydrogen supply line between the hydrogen storage tank and the overflow prevention valve; When the pressure supplied from the second pressure gauge side decreases as the overflow prevention valve blocks the flow of hydrogen due to an excessive flow rate exceeding the normal flow rate, the flow path of the pilot valve is opened and hydrogen supplied from the first pressure gauge side By operating the drive cylinder of the automatic shut-off valve, the automatic shut-off valve secondarily blocks the flow of hydrogen supplied from the hydrogen storage tank at the front end of the overflow prevention valve,
The overflow prevention valve,
A valve body to which the supply pipe and the discharge pipe are connected by a nut;
a plunger installed on one side of the valve body, movable by the pressure of the hydrogen when supplying the hydrogen into the valve body through the supply pipe, and having a plurality of branch holes through which the hydrogen supplied to the flow path is branched;
a hydrogen passage formed on a circumferential side of the plunger and guiding the hydrogen branched through the branch hole of the plunger;
a sleeve integrally connected to the front end of the plunger and having a guide hole through which the hydrogen guided through the hydrogen passage is introduced and discharged; and
An operating port in which the sleeve is movable, a spring capable of contacting the sleeve along the longitudinal direction is embedded, and is formed to communicate with the discharge pipe,
When overpressure is applied through the supply pipe, the sleeve is inserted into the operation port and the plunger is brought into close contact with the valve seat of the operation port so that the branch hole of the plunger and the guide hole of the sleeve are blocked in the hydrogen passage. A safety system for preventing overflow of high-pressure hydrogen piping.
 제1항에 있어서,
상기 제1 압력계와 상기 제2 압력계 사이를 연결하고 상기 파이롯트 밸브가 연결되며 유로를 개폐하기 위한 수소가 공급되도록 하는 제1 밸브작동라인을 포함하며,
상기 제1 밸브작동라인에는, 과류에 의해 상기 자동차단밸브가 차단된 경우, 차단된 상기 자동차단밸브의 흐름 복귀를 수행하기 위해 작동하는 수동밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 고압수소 배관의 과류방지용 안전시스템.
According to claim 1,
A first valve operating line connected between the first pressure gauge and the second pressure gauge, connected to the pilot valve, and supplying hydrogen for opening and closing the flow path;
In the first valve operating line, when the automatic shut-off valve is blocked by overflow, a manual valve that operates to return the flow of the blocked automatic shut-off valve Safety for preventing overflow of the high-pressure hydrogen pipe, characterized in that system.
 제2항에 있어서,
상기 수소저장탱크와 상기 자동차단밸브 사이의 상기 수소공급라인에서 우회하여 상기 파이롯트밸브의 유로를 통과하고 상기 자동차단밸브의 상기 구동실린더에 연결되는 제2 밸브작동라인을 포함하며,
상기 제2 밸브작동라인에는 상기 자동차단밸브의 상기 구동실린더에 과압이 걸리지 않도록 상기 수소 압력을 조절하기 위한 압력조절밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 고압수소 배관의 과류방지용 안전시스템.
According to claim 2,
A second valve operating line that bypasses the hydrogen supply line between the hydrogen storage tank and the automatic shut-off valve, passes through the flow path of the pilot valve, and is connected to the drive cylinder of the automatic shut-off valve,
A safety system for preventing overflow of a high-pressure hydrogen pipe, characterized in that a pressure control valve for regulating the hydrogen pressure is installed in the second valve operating line to prevent overpressure from being applied to the drive cylinder of the automatic shut-off valve.
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