KR102570046B1 - Hydrogen shutoff valve having crash noise prevention structure and pilot valve used for the same - Google Patents

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Abstract

수소차단밸브에서 발생하는 소음을 저감하고 응답성능을 향상시키는 구조를 갖는 수소 차단 밸브와, 이에 사용되는 파일럿밸브에 관한 발명이다. 본 발명에 따르면, 파일럿밸브(30)의 상승시에 아마추어 가이드와 접촉하여 발생하는 충돌 에너지를 소산시키고 파일럿밸브의 불안정 거동이 빠르게 정상상태로 수렴하도록 하기 위하여, 댐퍼 스프링(42)과 파일럿밸브 댐퍼(44)를 적용한다. 댐퍼 스프링은 파일럿밸브의 상승 가속도를 저감하여 안정적 정상상태 수렴을 유도하고, 파일럿밸브 댐퍼는 파일럿밸브와 아마추어 가이드 간의 충격을 흡수한다.The present invention relates to a hydrogen shutoff valve having a structure for reducing noise generated from the hydrogen shutoff valve and improving response performance, and a pilot valve used therein. According to the present invention, the damper spring 42 and the pilot valve damper ( 44) applies. The damper spring induces stable steady-state convergence by reducing the upward acceleration of the pilot valve, and the pilot valve damper absorbs the impact between the pilot valve and the armature guide.

Description

충격성 소음 방지 구조의 수소차단밸브 및 이에 사용되는 파일럿밸브{Hydrogen shutoff valve having crash noise prevention structure and pilot valve used for the same}Hydrogen shutoff valve having crash noise prevention structure and pilot valve used for the same}

본 발명은 수소연료가 공급되는 배관에 배치되어 수소연료의 공급을 단속하는 수소차단밸브, 그리고 수소차단밸브에서 아마추어 및 아마추어 가이드와 함께 동작하여 밸브를 개폐하는 파일럿밸브에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrogen shut-off valve disposed in a pipe through which hydrogen fuel is supplied to regulate the supply of hydrogen fuel, and a pilot valve to open and close the valve by operating together with an armature and an armature guide in the hydrogen shut-off valve.

수소연료 자동차의 수소차단밸브는 연료(수소)가 공급되는 배관에 배치되어 수소의 공급을 단속하는 밸브이다. 도 1은 수소탱크와 연료전지스택, 그리고 이들 사이에 위치한 수소공급밸브와 수소차단밸브가 포함된 연료 공급/차단 구조를 나타낸다. 수소탱크(10)에서 Inlet(12)을 통해 들어간 수소는 수소차단밸브(14)와 수소공급밸브(16)를 거쳐 연료전지스택(20)에 공급된다. 수소공급밸브(16)는 비례제어 밸브로, 열림량 제어를 통해 압력을 제어하여 Outlet(18)을 통해 연료전지스택(20)으로 공급되는 수소 공급량을 조절한다. 수소차단밸브(14)는 Inlet(12)을 통해 들어간 수소를 단속하여 수소공급밸브(16)에 보낸다. 이상의 2종의 밸브를 통해, 수소연료전지 자동차의 연료전지스택에서 요구하는 수소의 양을 제어한다.The hydrogen shutoff valve of a hydrogen fueled vehicle is a valve disposed in a pipe to which fuel (hydrogen) is supplied to control the supply of hydrogen. 1 shows a fuel supply/cutoff structure including a hydrogen tank, a fuel cell stack, and a hydrogen supply valve and a hydrogen cutoff valve located between them. Hydrogen entered from the hydrogen tank 10 through the inlet 12 is supplied to the fuel cell stack 20 via the hydrogen shutoff valve 14 and the hydrogen supply valve 16. The hydrogen supply valve 16 is a proportional control valve, and controls the pressure by controlling the amount of opening to adjust the amount of hydrogen supplied to the fuel cell stack 20 through the outlet 18. The hydrogen shutoff valve 14 intercepts hydrogen entering through the inlet 12 and sends it to the hydrogen supply valve 16. Through the above two types of valves, the amount of hydrogen required by the fuel cell stack of the hydrogen fuel cell vehicle is controlled.

도 2는 솔레노이드 타입의 수소차단밸브(14)의 구성을 개략 설명하기 위한 종단면도이다. 코어(22)에 감긴 코일(24)의 자력에 의해 아마추어(26)가 상승함에 따라 아마추어(26)의 하부에 결속되어 있는 아마추어 가이드(28)에 의해 파일럿밸브(30)가 상승하게 되고, 이에 따라 밸브바디(32)의 중공에 대한 씰링이 해제되면서 파일럿밸브(30)의 몸체에 관통 형성된 수소 통로(34)가 개방된다. 밸브바디(32)의 중공을 막아 수소 통로(34)를 차단하기 위해서는 코일(24)의 자력을 해제하여 리턴스프링(36)의 반발력에 의해 아마추어(26)가 하강해서 파일럿밸브(30)가 밸브바디(32)에 밀착되도록 해야 한다.2 is a longitudinal cross-sectional view for schematically explaining the configuration of the solenoid-type hydrogen cut-off valve 14 . As the armature 26 rises by the magnetic force of the coil 24 wound around the core 22, the pilot valve 30 rises by the armature guide 28 bound to the lower part of the armature 26. Accordingly, the sealing of the hollow of the valve body 32 is released, and the hydrogen passage 34 formed through the body of the pilot valve 30 is opened. In order to block the hydrogen passage 34 by blocking the hollow of the valve body 32, the magnetic force of the coil 24 is released, and the armature 26 is lowered by the repulsive force of the return spring 36 so that the pilot valve 30 operates as a valve. It should be in close contact with the body 32.

이러한 종래기술에서, 아마추어(26)의 상승 동작 완료 후 파일럿밸브(30)는상승 관성력으로 인하여 정상상태에 도달(수렴)하기까지 상하 진동하며 아마추어(26) 및 아마추어 가이드(28)와 반복적인 충돌 접촉을 일으키고 이로 인해 고주파의 금속성 충격 소음 및 응답성능 저하가 유발된다. In this prior art, after completion of the lifting operation of the armature 26, the pilot valve 30 oscillates up and down until it reaches (converges) in a steady state due to the rising inertial force, and repeatedly collides with the armature 26 and the armature guide 28. It causes contact, which causes high-frequency metallic impact noise and response performance deterioration.

이에, 본 발명을 통해 수소차단밸브에서 발생하는 소음을 저감하고 응답성능을 향상시키는 구조를 갖는 수소 차단 밸브와, 이에 사용되는 파일럿밸브를 제안한다.Accordingly, the present invention proposes a hydrogen shutoff valve having a structure for reducing noise generated from the hydrogen shutoff valve and improving response performance, and a pilot valve used therefor.

상기 과제를 해결하기 위하여, 파일럿밸브의 상승시에 아마추어 가이드와 접촉하여 발생하는 충돌 에너지를 소산시키고 파일럿밸브의 불안정 거동이 빠르게 정상상태로 수렴하도록 하기 위하여, 댐퍼 스프링과 파일럿밸브 댐퍼를 적용한다. 댐퍼 스프링은 파일럿밸브의 상승 가속도를 저감하여 안정적 정상상태 수렴을 유도하고, 파일럿밸브 댐퍼는 파일럿밸브와 아마추어 가이드 간의 충격을 흡수한다.In order to solve the above problems, a damper spring and a pilot valve damper are applied to dissipate collision energy generated by contact with an armature guide when the pilot valve rises and to quickly converge the unstable behavior of the pilot valve to a normal state. The damper spring induces stable steady-state convergence by reducing the upward acceleration of the pilot valve, and the pilot valve damper absorbs the impact between the pilot valve and the armature guide.

구체적으로, 본 발명의 한 측면에 따르면, 아마추어, 아마추어 가이드, 및 파일럿밸브를 포함하는 수소차단밸브에 있어서, 상기 파일럿밸브와 상기 아마추어의 사이에 위치한 댐퍼 스프링; 및 상기 파일럿밸브에 상기 아마추어 가이드와의 접촉부에 위치한 파일럿밸브 댐퍼를 포함하는 수소차단밸브가 제공된다.Specifically, according to one aspect of the present invention, in the hydrogen cutoff valve including an armature, an armature guide, and a pilot valve, a damper spring located between the pilot valve and the armature; and a pilot valve damper positioned in contact with the armature guide in the pilot valve.

또한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 수소연료의 공급을 차단하는 수소차단밸브에 포함된 아마추어와 아마추어 가이드에 의해 동작하는 파일럿밸브에 있어서, 상기 아마추어와 접촉하는 제1부와 상기 아마추어 가이드와 접촉하는 제2부를 갖는 몸체; 상기 제1부와 상기 아마추어의 사이에 댐퍼 스프링이 위치하도록 상기 제1부에 형성된 댐퍼 스프링 안착부; 및 상기 제2부의 외경에 상기 몸체의 외경보다 작은 외경의 단차부가 포함된 상기 아마추어 가이드와의 접촉면을 포함하는 파일럿밸브가 제공된다.In addition, according to another aspect of the present invention, in a pilot valve operated by an armature and an armature guide included in a hydrogen cut-off valve for blocking the supply of hydrogen fuel, a first part contacting the armature and the armature guide contacting the a body having a second part; a damper spring mounting portion formed on the first portion such that the damper spring is positioned between the first portion and the armature; and a contact surface with the armature guide including a stepped portion having an outer diameter smaller than that of the body in an outer diameter of the second part.

이상에서 소개한 본 발명의 구성 및 작용은 이후에 도면과 함께 설명하는 구체적인 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다. The configuration and operation of the present invention introduced above will become more clear through specific embodiments to be described later along with the drawings.

종래기술의 수소차단밸브의 파일럿밸브는 불안정한 동작 거동으로 인하여, 충격성 소음과 응답성능 저하를 유발한다. 본 발명에 따라 파일럿밸브 댐퍼와 댐퍼 스프링을 적용한 수소차단밸브에서는 파일럿밸브의 정상상태로의 안정적인 수렴을 유도하여 응답성능을 향상시키고 아마추어 가이드와의 충돌 가속도를 저감시켜 충격성 소음을 저감할 수 있다.The pilot valve of the prior art hydrogen shut-off valve causes impact noise and response performance deterioration due to unstable operation behavior. According to the present invention, in the hydrogen shutoff valve to which the pilot valve damper and the damper spring are applied, stable convergence of the pilot valve to a normal state is induced to improve response performance and impact noise can be reduced by reducing the collision acceleration with the armature guide.

도 1은 수소연료전지 자동차의 연료 공급/차단 구조 설명도
도 2는 수소차단밸브의 작용을 설명하기 위한 개략 구성도
도 3은 종래의 수소차단밸브(14)의 세부 구조를 나타내는 단면도
도 4는 파일럿밸브(30)의 부분 절개도
도 5는 본 발명에 따른 수소차단밸브(14)의 세부 구성도
도 6은 본 발명에 따른 파일럿밸브(30)의 개략 부분 절개도
도 7은 본 발명에 따른 파일럿밸브(30)의 상세 부분 절개도
도 8은 본 발명에 따른 수소차단밸브의 작용 설명도
도 9와 도 10은 본 발명에 따른 수소차단밸브의 효과 검증을 위한 실험 결과1 is an explanatory diagram of a fuel supply/cutoff structure of a hydrogen fuel cell vehicle;
Figure 2 is a schematic configuration diagram for explaining the operation of the hydrogen cut-off valve
3 is a cross-sectional view showing a detailed structure of a conventional hydrogen shutoff valve 14
4 is a partial cutaway view of the pilot valve 30
5 is a detailed configuration diagram of the hydrogen shutoff valve 14 according to the present invention
6 is a schematic partial cutaway view of a pilot valve 30 according to the present invention
7 is a detailed partial cutaway view of the pilot valve 30 according to the present invention
8 is an explanatory view of the operation of the hydrogen shutoff valve according to the present invention
9 and 10 are experimental results for verifying the effect of the hydrogen cut-off valve according to the present invention

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 이들을 달성하는 방법은 첨부 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작, 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작, 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Meanwhile, terms used in this specification are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. As used herein, "comprise" and/or "comprising" means that a stated component, step, operation, and/or element is one or more other components, steps, operations, and/or elements. does not exclude the presence or addition of

도 3은 도 2에 나타낸 종래의 수소차단밸브(14)의 세부 구조를 나타내는 단면도로, 코어(22), 아마추어(26), 아마추어 가이드(28), 파일럿밸브(30), 밸브바디(32), 리턴스프링(36)의 결합 관계를 더 상세하게 나타내기 위한 도면이다. 이들 구조의 작용에 대해서는 도 2를 통해 설명한 것과 같다.3 is a cross-sectional view showing the detailed structure of the conventional hydrogen shutoff valve 14 shown in FIG. 2, including a core 22, an armature 26, an armature guide 28, a pilot valve 30, and a valve body 32 , It is a diagram for showing the coupling relationship of the return spring 36 in more detail. The operation of these structures is the same as described with reference to FIG. 2 .

도 4는 파일럿밸브(30)를 나타낸다. 원통형 몸체의 중앙에 종방향으로 수소 통로(34)가 형성되어 있고, 하부의 외경 원주를 따라 작은 외경으로 아마추어 가이드(28)와의 접촉면(38)이 있다. 따라서 이 접촉면(38)은 파일럿밸브(30)의 외경에서 작은 외경으로 내려앉는 단차부를 갖는다. 또한 밸브바디(32)와 접촉하는 하부 단면(끝면)에는 밸브바디(32)의 입구부(중공)와 접촉하여 기밀을 유지하고 작동충격을 저감하기 위한 환형의 씰링 플레이트(40)가 부착된다. 그리고 상부 단면은 돌출되어 있는 돌출부(46)가 있다. 이 돌출부(46)는 아마추어(26)의 하면에 스토퍼(도 8의 48)를 사이에 두고 접촉할 수 있다. 4 shows the pilot valve 30. A hydrogen passage 34 is formed in the longitudinal direction at the center of the cylindrical body, and there is a contact surface 38 with the armature guide 28 with a small outer diameter along the lower outer diameter circumference. Therefore, this contact surface 38 has a stepped portion that descends from the outer diameter of the pilot valve 30 to a smaller outer diameter. In addition, an annular sealing plate 40 is attached to the lower end surface (end surface) in contact with the valve body 32 to maintain airtightness by contacting the inlet (hollow) of the valve body 32 and to reduce operating shock. And the upper section has a protruding portion 46. This protrusion 46 can contact the lower surface of the armature 26 with a stopper (48 in FIG. 8) interposed therebetween.

도 5는 본 발명에 따른 수소차단밸브(14)의 세부 구조를 나타내는 것으로, 기본적으로 도 3에 나타낸 코어(22), 아마추어(26), 아마추어 가이드(28), 파일럿밸브(30), 밸브바디(32), 리턴스프링(36)를 포함하고 있다. 도 6은 본 발명에 따른 파일럿밸브(30)를 나타낸다. Figure 5 shows the detailed structure of the hydrogen shutoff valve 14 according to the present invention, basically the core 22, armature 26, armature guide 28, pilot valve 30, and valve body shown in FIG. (32), and a return spring (36). 6 shows a pilot valve 30 according to the present invention.

도 5와 도 6에서 보듯이, 본 발명에 새롭게 적용된 구성요소는 파일럿밸브(30)의 상부 단면과 아마추어(26)의 사이에 위치한 댐퍼 스프링(42)과, 파일럿밸브(30)의 하부의 외경 원주에 있는 아마추어 가이드(28)와의 접촉면(38)의 단차부에 위치한 파일럿밸브 댐퍼(44)이다. As shown in FIGS. 5 and 6, the components newly applied to the present invention are the damper spring 42 located between the upper section of the pilot valve 30 and the armature 26, and the outer diameter of the lower part of the pilot valve 30 It is the pilot valve damper 44 located in the stepped part of the contact surface 38 with the armature guide 28 in the circumference.

댐퍼 스프링(42)은 아마추어(26)와 파일럿밸브(30) 사이에 위치하여 파일럿밸브(30) 동작시 안정적이고 빠른 정상상태 수렴을 유도하여 응답성능을 향상시키기 위한 코일 스프링이다. 댐퍼 스프링(42)으로는 강성 0.5 N/mm, 초기 스프링력 1N의 스프링을 사용할 수 있다.The damper spring 42 is a coil spring located between the armature 26 and the pilot valve 30 to improve response performance by inducing stable and fast steady-state convergence when the pilot valve 30 operates. As the damper spring 42, a spring having a stiffness of 0.5 N/mm and an initial spring force of 1 N may be used.

그리고 파일럿밸브 댐퍼(44)는 파일럿밸브(30)의 하부 외경의 단차부에 삽입되어, 아마추어(26)의 상승 동작에 따른 아마추어 가이드(28)와 파일럿밸브(30)의 접촉시 발생하는 충돌 에너지를 소산시켜 충격성 소음을 저감하기 위한 탄성체이다. 파일럿밸브 댐퍼(44)의 재질은 고무 재질, 예컨대, EPDM 70Hs로 제작할 수 있다.In addition, the pilot valve damper 44 is inserted into the stepped portion of the lower outer diameter of the pilot valve 30, and the collision energy generated when the armature guide 28 and the pilot valve 30 contact each other according to the upward movement of the armature 26 It is an elastic body for reducing impact noise by dissipating it. The material of the pilot valve damper 44 may be made of a rubber material, for example, EPDM 70Hs.

이러한 구성요소를 적용하기 위하여 파일럿밸브(30)는, 상기 아마추어(26)와 접촉하는 제1부와 상기 아마추어 가이드(28)와 접촉하는 제2부를 갖는 몸체와, 상기 제1부와 상기 아마추어(26)의 사이에 댐퍼 스프링(42)이 위치하도록 상기 제1부에 형성된 댐퍼 스프링 안착부(46)와, 상기 제2부의 외경에 상기 몸체의 외경보다 작은 외경의 단차부가 포함된 상기 아마추어 가이드(28)와의 접촉면(38)을 포함하도록 구성된다. 여기서 상기 몸체는 앞에서 언급한 것과 같이 중앙에 수소 통로(34)가 형성된 원통형일 수 있다. 이때에 상기 제1부는 원통형 몸체의 상부이고, 제2부는 하부이다.In order to apply these components, the pilot valve 30 includes a body having a first part in contact with the armature 26 and a second part in contact with the armature guide 28, and the first part and the armature ( 26), the damper spring seating portion 46 formed in the first portion so that the damper spring 42 is positioned between the armature guides including a stepped portion having an outer diameter smaller than the outer diameter of the body in the outer diameter of the second portion ( 28) and a contact surface 38. As mentioned above, the body may have a cylindrical shape in which the hydrogen passage 34 is formed in the center. At this time, the first part is the upper part of the cylindrical body, and the second part is the lower part.

도 7은 본 발명에 따른 파일럿밸브(30)의 상세 설명을 위한 부분 절개도이다.7 is a partial cutaway view for detailed description of the pilot valve 30 according to the present invention.

파일럿밸브(30)의 몸체를 관통하여 수소 통로(34)가 형성되고 하단부에 씰링 플레이트(40)가 있는 것은 종래기술과 동일하고, 아마추어 가이드(28)와의 접촉면(38)의 단차부에 파일럿밸브 댐퍼(44)가 삽입되어 있으며, 상부 단면에 댐퍼 스프링(42)이 있는 것은 도 5와 도 6을 통해 설명한 것과 같다.The fact that the hydrogen passage 34 is formed through the body of the pilot valve 30 and the sealing plate 40 is located at the lower end is the same as in the prior art, and the pilot valve is located at the stepped portion of the contact surface 38 with the armature guide 28. The damper 44 is inserted and the damper spring 42 is present on the upper end surface as described with reference to FIGS. 5 and 6 .

파일럿밸브(30)의 상부 단면과 아마추어(26)의 하면 사이에 댐퍼 스프링(42)을 위치시키기 위한 댐퍼 스프링 안착부가 있는 것이 바람직한데, 도 7에는 이 안착부로서 파일럿밸브(30)의 상부 단면에 튀어나와 있는 돌출부(46)를 이용하였다. 즉, 이 돌출부(46)에 댐퍼 스프링(42)을 삽입하여 위치 이탈이 되지 않도록 하였다. 그러나 이러한 방식은 임의적인 것으로, 당업자에 의해 파일럿밸브와 아마추어의 구조에 따라 다양하게 실시할 수 있을 것이다.It is preferable that there is a damper spring seating portion for positioning the damper spring 42 between the upper end surface of the pilot valve 30 and the lower surface of the armature 26. A protrusion 46 protruding was used. That is, the damper spring 42 is inserted into the protrusion 46 to prevent it from being displaced. However, this method is arbitrary, and can be variously implemented by those skilled in the art according to the structure of the pilot valve and the armature.

도 8은 본 발명에 따른 수소차단밸브의 작용을 설명한다.8 explains the operation of the hydrogen cut-off valve according to the present invention.

(A)는 밸브바디(32)의 중공이 닫혀 있는 초기 정상상태이다. 즉, 코일(24)에 자력이 발생하지 않아 아마추어(26)가 상승하지 않고 초기 위치에 있고, 이에 따라 파일럿밸브(30)의 하부 단면에 있는 씰링 플레이트(40)가 밸브바디(32)의 중공을 막고 있는 상태이다. 아직 아마추어 가이드(28)가 올라가지 않아서 아마추어 가이드(28)의 하부와 파일럿밸브(30)의 단차부에 삽입된 파일럿밸브 댐퍼(44)는 접촉되지 않고 떨어져 있다.(A) is an initial normal state in which the hollow of the valve body 32 is closed. That is, since magnetic force is not generated in the coil 24, the armature 26 does not rise and is in the initial position, and accordingly, the sealing plate 40 at the lower end of the pilot valve 30 is in the hollow of the valve body 32. is blocking Since the armature guide 28 has not yet risen, the lower portion of the armature guide 28 and the pilot valve damper 44 inserted into the stepped portion of the pilot valve 30 do not come into contact and are separated.

(B)~(D)는 아마추어(26) 및 파일럿밸브(30)의 동작의 과도상태를 나타낸다. (B)는 아마추어(26) 및 아마추어 가이드(28)의 상승 시작 상태를 나타내는데, 아마추어 가이드(28)가 올라가면서 파일럿밸브(30)의 단차부에 아마추어 가이드(28)의 하부가 접촉되어 충돌하기 시작하는 상황이다. 이때의 충격을 본 발명의 파일럿밸브 댐퍼(44)가 흡수하기 시작한다. (C)는 아마추어(26)의 상승이 완료되고 파일럿밸브(30)는 상승을 완전히 끝내지 못한 과도상태를 나타낸다. 아마추어(26)의 하면에 있는 스토퍼(48)와 파일럿밸브(30)의 상단면 돌출부(도 4의 46)의 충돌력이 댐퍼 스프링(42)에 의해 저감된다. (D)는 (C)와 동일한 과도상태에서 파일럿밸브(30)의 하부의 상태를 나타낸다. 파일럿밸브(30)의 하부의 단차부에 삽입된 파일럿밸브 댐퍼(44)에 아마추어 가이드(28)의 하부가 충돌하는 충격이 더욱 흡수된다. (B) to (D) show the transient state of the operation of the armature 26 and the pilot valve 30. (B) shows a state in which the armature 26 and the armature guide 28 start to rise. As the armature guide 28 goes up, the lower part of the armature guide 28 comes into contact with the stepped part of the pilot valve 30 and collides. situation to start with. The impact at this time is absorbed by the pilot valve damper 44 of the present invention. (C) represents a transient state in which the armature 26 has completed its elevation and the pilot valve 30 has not completely completed its elevation. The collision force between the stopper 48 on the lower surface of the armature 26 and the protruding part on the upper surface of the pilot valve 30 (46 in FIG. 4) is reduced by the damper spring 42. (D) shows the state of the lower part of the pilot valve 30 in the same transient state as (C). The impact of the lower part of the armature guide 28 colliding with the pilot valve damper 44 inserted into the stepped part of the lower part of the pilot valve 30 is further absorbed.

(E)는 파일럿밸브(30)의 상승이 완료된 후기 정상상태를 나타낸다. 아마추어(26) 및 아마추어 가이드(28), 그리고 파일럿밸브(30)의 상승이 종료되어 밸브바디(32)가 완전히 개방된 상태이다. (E) shows a normal state after the completion of the lift of the pilot valve 30. The lift of the armature 26, the armature guide 28, and the pilot valve 30 is completed, and the valve body 32 is completely opened.

도 9와 도 10은 본 발명에 따른 수소차단밸브의 효과를 검증하기 위하여, 종래기술과 본 발명에 따른 파일럿밸브의 동적거동을 비교하는 실험 결과를 나타낸다. 9 and 10 show experimental results comparing the dynamic behavior of the prior art and the pilot valve according to the present invention in order to verify the effect of the hydrogen cut-off valve according to the present invention.

도 9는 파일럿밸브의 변위 이력 그래프이다. 종래기술의 파일럿밸브는 불안정한 작동 거동으로 인하여 충격성 소음과 응답성능 저하를 유발하나, 본 발명의 파일럿밸브는 정상상태로의 수렴 추세가 안정적이며 정상상태 도달까지의 시간이 단축되어 응답성능이 향상됨을 볼 수 있다.9 is a displacement history graph of the pilot valve. Conventional pilot valves cause impact noise and response performance deterioration due to unstable operation behavior, but the pilot valve of the present invention has a stable convergence trend to a steady state and shortens the time to reach a steady state, thereby improving response performance. can see.

도 10은 파일럿밸브의 가속도 이력 그래프이다. 종래기술의 파일럿밸브에 의하면 상승 초기에 아마추어 가이드와의 충돌 가속도가 크게 나타나는 데 비하여, 본 발명의 파일럿밸브는 아마추어 가이드와의 충돌 가속도가 크게 감소되었음을 볼 수 있다. 이로써 충격성 소음이 저감된다.10 is an acceleration history graph of a pilot valve. It can be seen that the collision acceleration with the armature guide is greatly reduced in the pilot valve of the present invention, whereas the prior art pilot valve exhibits a large collision acceleration with the armature guide at the initial stage of ascent. This reduces impact noise.

이상에서 본 발명의 구성에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 국한되어서는 아니되며 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다.In the above, the configuration of the present invention has been described in detail with reference to the accompanying drawings, but this is only an example, and various modifications and changes within the scope of the technical idea of the present invention to those skilled in the art to which the present invention belongs Of course this is possible. Therefore, the scope of protection of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be defined by the description of the claims below.

Claims (15)

코일이 감겨 있는 코어(22), 상기 코어에 자력이 발생시에 자력에 의해 상승하는 아마추어(26), 상기 아마추어와 상기 코어 사이에 위치하여 상기 코어의 자력 해제시 상기 상승한 아마추어를 리턴시키는 리턴스프링(36), 상기 상승 및 리턴하는 아마추어의 승강 운동을 가이드하는 아마추어 가이드(28), 상기 아마추어 가이드에 의해 이동하며 상기 아마추어의 상승에 의해 상승하여 밸브바디(32)의 중공을 열어 수소 통로(34)를 개방하고 상기 아마추어의 리턴에 의해 리턴하여 상기 밸브바디의 중공을 막아 수소 통로를 차단하는 파일럿밸브(30)를 포함하는 수소차단밸브에 있어서,
상기 파일럿밸브는, 상기 아마추어와 접촉하는 제1부와 상기 아마추어 가이드와 접촉하는 제2부를 갖는 몸체와, 상기 제2부의 외경에 상기 몸체의 외경보다 작은 외경의 단차부가 포함된, 상기 아마추어 가이드와의 접촉면을 포함하고;
상기 수소차단밸브는 상기 파일럿밸브의 상기 제1부와 상기 아마추어의 사이에 위치하며 상기 리턴 스프링의 동작 충격을 흡수하는 댐퍼 스프링과, 상기 파일럿밸브에 상기 아마추어 가이드와의 접촉부에 위치한 파일럿밸브 댐퍼를 포함하되,
상기 댐퍼 스프링은 상기 파일럿밸브의 상기 제1부에 형성된 댐퍼 스프링 안착부에 설치되고,
상기 파일럿밸브 댐퍼는 상기 파일럿밸브의 상기 아마추어 가이드와 접촉되는 상기 제2부의 외경보다 작은 외경을 갖는 단차부에 삽입되는 환형의 탄성체인 것을 특징으로 하는 수소차단밸브.A core 22 around which a coil is wound, an armature 26 that rises by magnetic force when magnetic force is generated in the core, and a return spring positioned between the armature and the core to return the raised armature when the core's magnetic force is released ( 36), an armature guide 28 for guiding the ascending and descending movement of the armature that rises and returns, moves by the armature guide and ascends by the armature as it rises to open the hollow of the valve body 32 to open the hydrogen passage 34 In the hydrogen shutoff valve including a pilot valve 30 that opens and returns by the return of the armature to block the hollow of the valve body and block the hydrogen passage,
The pilot valve includes a body having a first part contacting the armature and a second part contacting the armature guide, and an outer diameter of the second part including a step portion having a smaller outer diameter than the outer diameter of the body, the armature guide and It includes a contact surface of;
The hydrogen cut-off valve includes a damper spring located between the first part of the pilot valve and the armature and absorbing an operating shock of the return spring, and a pilot valve damper located in a contact portion between the pilot valve and the armature guide. include,
The damper spring is installed in a damper spring seating part formed in the first part of the pilot valve,
The pilot valve damper is an annular elastic body inserted into a stepped portion having an outer diameter smaller than an outer diameter of the second portion contacting the armature guide of the pilot valve. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 댐퍼 스프링은 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 수소차단밸브.The hydrogen shutoff valve according to claim 1, wherein the damper spring is a coil spring. 제1항에 있어서, 상기 댐퍼 스프링은 강성 0.5 N/mm, 초기 스프링력 1N의 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 수소차단밸브.The hydrogen cut-off valve according to claim 1, wherein the damper spring is a coil spring having a stiffness of 0.5 N/mm and an initial spring force of 1 N. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 파일럿밸브 댐퍼의 재질은 고무인 것을 특징으로 하는 수소차단밸브.The hydrogen shutoff valve according to claim 1, wherein the material of the pilot valve damper is rubber. 코일이 감겨 있는 코어(22), 상기 코어에 자력이 발생시에 자력에 의해 상승하는 아마추어(26), 상기 아마추어와 상기 코어 사이에 위치하여 상기 코어의 자력 해제시 상기 상승한 아마추어를 리턴시키는 리턴스프링(36), 상기 상승 및 리턴하는 아마추어의 승강 운동을 가이드하는 아마추어 가이드(28), 상기 아마추어 가이드에 의해 이동하며 상기 아마추어의 상승에 의해 상승하여 밸브바디(32)의 중공을 열고 상기 아마추어의 리턴에 의해 리턴하여 상기 밸브바디의 중공을 차단하는 파일럿밸브(30)를 포함하는 수소차단밸브에 있어서,
상기 파일럿밸브는
상기 아마추어와 접촉하는 제1부와 상기 아마추어 가이드와 접촉하는 제2부를 갖는 몸체;
상기 몸체의 중앙에 형성된 수소 통로;
상기 제1부와 상기 아마추어의 사이에 댐퍼 스프링이 위치하도록 상기 제1부에 돌출 형성된 댐퍼 스프링 안착부; 및
상기 제2부의 외경에 상기 몸체의 외경보다 작은 외경의 단차부가 포함된 상기 아마추어 가이드와의 접촉면을 포함하되,
상기 파일럿밸브의 상기 댐퍼 스프링 안착부에 상기 댐퍼 스프링이 삽입되고,
상기 파일럿밸브의 상기 아마추어 가이드의 단차부에 환형의 탄성체인 파일럿밸브 댐퍼가 삽입되는 것을 특징으로 하는 파일럿밸브.A core 22 around which a coil is wound, an armature 26 that rises by magnetic force when magnetic force is generated in the core, and a return spring positioned between the armature and the core to return the raised armature when the core's magnetic force is released ( 36), an armature guide 28 that guides the lifting and returning movement of the armature that moves by the armature guide and rises as the armature rises to open the hollow of the valve body 32 for return of the armature. In the hydrogen shutoff valve including a pilot valve 30 for returning by and blocking the hollow of the valve body,
The pilot valve
a body having a first part in contact with the armature and a second part in contact with the armature guide;
a hydrogen passage formed in the center of the body;
a damper spring mounting portion protruding from the first portion to position the damper spring between the first portion and the armature; and
Including a contact surface with the armature guide including a stepped portion of an outer diameter smaller than the outer diameter of the body in the outer diameter of the second part,
The damper spring is inserted into the damper spring mounting portion of the pilot valve,
A pilot valve characterized in that a pilot valve damper, which is an annular elastic body, is inserted into the stepped portion of the armature guide of the pilot valve. 제8항에 있어서, 상기 몸체는 원통형인 것을 특징으로 하는 파일럿밸브.The pilot valve according to claim 8, wherein the body has a cylindrical shape. 삭제delete 제8항에 있어서, 상기 댐퍼 스프링은 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 파일럿밸브.The pilot valve according to claim 8, wherein the damper spring is a coil spring. 제11항에 있어서, 상기 댐퍼 스프링은 강성 0.5 N/mm, 초기 스프링력 1N의 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 파일럿밸브.12. The pilot valve according to claim 11, wherein the damper spring is a coil spring having a stiffness of 0.5 N/mm and an initial spring force of 1 N. 삭제delete 삭제delete 제8항에 있어서, 상기 파일럿밸브 댐퍼의 재질은 고무인 것을 특징으로 하는 파일럿밸브.[9] The pilot valve according to claim 8, wherein the material of the pilot valve damper is rubber.
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