KR20220147859A - 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 외둘레면에서 반경방향 외측으로 연장되고 일 단이 내측단부에 지지될 수 있고 타 단이 아마추어의 단부에 지지될 수 있는 파일럿 플랜지를 포함하여, 용이하게 조립 또는 분해할 수 있고, 신뢰성이 우수한 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, 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 외둘레면에서 반경방향 외측으로 연장되고 일 단이 내측단부에 지지될 수 있고 타 단이 아마추어의 단부에 지지될 수 있는 파일럿 플랜지를 포함한다.
하우징은 연료가 유입되는 유로상에 형성된 유입구 및 연료가 배출되는 유로상에 형성된 배출구를 커버하고, 유입구와 배출구는 하우징의 동일한 면에 배치욀 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 포함할 수 있다.
코어는 일 측에서 돌출되고, 아마추어 가이드가 임계이동할 때 단부가 아마추어 가이드를 지지하는 아마추어 가이드 스토퍼를 더 포함할 수 있다.
파일럿은 상부면에서 아마추어 방향으로 돌출되는 파일럿 상부돌기를 더 포함할 수 있다.
아마추어 가이드의 외측에 배치된 탄성부재를 더 포함하고, 아마추어 가이드는 단부에서 반경방향 외측으로 연장되고 탄성부재의 단부를 지지하는 외측단부를 더 포함할 수 있다.
파일럿 플랜지는 내측단부 또는 아마추어 중 적어도 어느 하나와 이격되게 배치될 수 있다.
파일럿은 파일럿 플랜지의 상부에 인접하게 배치되고 반경방향 내측으로 함몰된 플랜지 홈을 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 연료차단밸브에 의하면, 아마추어에 결합되고 파일럿의 이탈을 차단하는 아마추어 가이드 및 하단이 아마추어 가이드에 지지될 수 있고 상단이 아마추어에 지지될 수 있는 파일럿 플랜지를 포함하는 바, 파일럿과 아마추어와 아마추어 가이드를 용이하게 조립 또는 분해할 수 있고 보다 견고하게 결합되는 장점이 있다.
또한, 밸브 개방시 아마추어 가이드의 단부가 파일럿 플랜지를 상승시키고, 밸브 폐쇄시 아마추어의 단부가 파일럿 플랜지를 하강시키는 바, 신뢰성이 우수한 장점도 있다.
또한, 아마추어 완충부재와 파일럿 완충부재와 패킹을 포함하는 바, 아마추어 또는 파일럿의 충돌에 따른 손상을 차단하고 진동 발생을 방지하는 장점도 있다.
도 1은 일반적으로 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 연료차단밸브가 유로를 폐쇄한 제1상태도,
도 6은 연료차단밸브가 유로를 개방하기 위하여 아마추어를 상승시킨 제2상태도,
도 7은 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 하단에는 아마추어 가이드 스토퍼(223)가 형성될 수 있다. 아마추어 가이드 스토퍼(223)는 연장부의 하단에서 하방으로 더욱 연장된다.
코어 연장부(222)는 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 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 플랜지(323)와 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)의 상부면에 배치되고, 적어도 일부가 아마추어(310) 내측으로 삽입된다.
아마추어 완충부재(315)는 아마추어(310)와 코어(220) 사이에 배치된다.
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, 연료차단밸브(10)는 아마추어 가이드 스토퍼(223)를 포함한다. 아마추어 가이드 스토퍼(223)는 코어(220)의 일 측에서 돌출되고, 아마추어 가이드(330)가 임계이동할 때 단부가 아마추어 가이드(330)를 지지한다.
아마추어 가이드 스토퍼(223)는 원주방향으로 연장되어, 환 형상으로 형성될 수 있다.
연료차단밸브(10)가 개방되는 동안, 아마추어 가이드 스토퍼(223)는 아마추어(310)와 일정 간격 이격된다. 이와 달리, 연료차단밸브(10)가 처음 개방될 때, 아마추어 가이드(330)가 빠르게 상승함에 따라 과도하게 상승할 수도 있는데, 아마추어 가이드(330)가 아마추어 가이드 스토퍼(223)에 지지됨으로써, 아마추어 가이드(330)가 상방 임계거리 이상 이동하지 않도록 차단하여 부품의 손상을 방지하는 장점이 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 상부와 파일럿 몸체 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, 패킹(322)은 파일럿 바디(321)와 배출구 사이에 배치된다. 패킹(322)은 파일럿(320)이 배출구를 폐쇄할 때 발생하는 충격과 소음을 감소시킨다.
패킹(322)은 신축성있는 재질로 형성될 수 있다. 따라서, 파일럿(320)이 배출구에 밀착했을 때, 연료의 누설을 차단한다.
패킹(322)은 링 형상이며, 중심부에 관통홀이 형성된다. 패킹(322)의 관통홀의 지름은 상부에서 하부로 갈수록 커질 수 있다.
도 2를 참조하면, 파일럿(320)은 파일럿 플랜지(323)를 포함한다. 파일럿 플랜지(323)는 외부와 지지됨으로써 파일럿(320)을 움직이는 구성요소이다. 파일럿 플랜지(323)는 파일럿(320)의 외둘레면에서 반경방향 외측으로 연장되고, 일 단이 내측단부(332)에 지지될 수 있고, 타 단이 아마추어(310)의 단부에 지지될 수 있다.
파일럿 플랜지(323)는 원주방향으로 연장될 수 있다. 다시 말해, 파일럿 플랜지(323)는 링 형상으로 형성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 파일럿 플랜지(323)의 하부면은 아마추어 가이드(330)의 내측단부(332)에 인접한다. 이러한 배치를 가짐으로써, 아마추어(310)가 상승할 때, 아마추어 가이드(330)의 내측단부(332)는 파일럿 플랜지(323)의 하부면에 걸리고, 파일럿(320)을 상승시킨다.
파일럿 플랜지(323)의 상부면은 아마추어(310)의 하단에 인접한다. 이러한 배치를 가짐으로써, 아마추어(310)가 하강할 때, 아마추어(310)의 하단이 파일럿 플랜지(323)의 상부면에 걸리고, 파일럿(320)을 하강시킨다.
아마추어 가이드(330)의 내측단부(332)와 아마추어(310)의 하단은 이격되게 배치되고 공간을 형성한다. 파일럿 플랜지(323)는 내측단부(332)와 아마추어(310)가 형성하는 공간에 삽입된다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 파일럿 플랜지(323)는 내측단부(332) 또는 아마추어(310) 중 적어도 어느 하나와 이격되게 배치된다. 이러한 배치를 가짐으로써, 파일럿(320)이 배출구를 밀폐하는 동안에도 아마추어(310)는 일정 거리만큼 승강할 수 있다. 따라서, 밸브가 닫혀있는 동안에 제1파일럿 유로(313) 내지 제3파일럿 유로(327)에서 연료가 유동하여 압력차가 감소할 수 있다.
도 3을 참조하면, 파일럿(320)은 플랜지 홈(324)을 포함한다. 플랜지 홈(324)은 파일럿 플랜지(323)의 상부에 인접하게 배치되고, 반경방향 내측으로 함몰된다.
플랜지 홈(324)은 원주방향을 따라 연장될 수 있다.
플랜지 홈(324)은 파일럿 플랜지(323)의 내구성을 향상시킨다. 파일럿 플랜지(323)와 파일럿(320)의 연결부에는 응력이 집중된다. 파일럿(320)이 반복운동함에 따라 피로파괴될 우려도 있다. 플랜지홈은 파일럿 플랜지(323)와 파일럿(320)의 연결부 사이의 응력을 분산시켜, 파일럿 플랜지(323)의 내구성을 향상시킨다.
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) 또는 탄성부재(340)가 외부로 이탈하는 것을 방지하는 구성요소이다. 아마추어 가이드는 파일럿(320)의 반경 방향 외측에 배치되고, 아마추어(310)에 결합된다.
아마추어 가이드(330)는 중공의 원통 형상으로 형성된다. 아마추어 가이드(330)는 하단이 외측과 내측으로 연장된 T-형상이다. 아마추어 가이드(330)의 하단은 턱을 형성하고, 파일럿(320) 및 탄성부재(340)를 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, 아마추어 가이드(330)는 외측단부(331)를 포함한다. 외측단부(331)는 탄성부재(340)를 지지하는 구성요소이다. 외측단부(331)는 아마추어 가이드(330)의 단부에서 반경방향 외측으로 연장된다.
내측단부(332)와 외측단부(331)는 아마추어 가이드(330)의 하단에 형성된다.
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. 탄성부재(340)는 아마추어 가이드(330)의 외측에 배치된다.
탄성부재(340)는 코어(220)와 아마추어 가이드(330)가 형성하는 공간에 배치된다. 코어(220)와 아마추어 가이드(330)가 형성하는 공간에는 밸브의 개폐에 상관없이 연료가 항상 존재하는 바, 탄성부재(340)는 밸브가 개폐하는 동안 연료의 유동을 방해하지 않으므로, 밸브의 성능이 저하되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 연료차단밸브(10)의 작용을 설명한다.
도 5는 제1상태인 밸브 폐쇄시의 상태도이고, 도 7은 제3상태인 밸브 개방시의 상태도이다. 도 6은 밸브가 폐쇄에서 개방으로 진행되는 중간 상태에서의 상태도이다.
도 5를 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 6은 도 5에서 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 7은 도 6에서 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
220: 코어 223: 아마추어 가이드 스토퍼
300: 밸브부 310: 아마추어
313: 제1파일럿 유로 314: 제2파일럿 유로
315: 아마추어 완충부재 316: 파일럿 완충부재
320: 파일럿 323: 파일럿 플랜지
324: 플랜지 홈 325: 파일럿 상부돌기
327: 제3파일럿 유로
330: 아마추어 가이드 331: 외측단부
332: 내측단부
340: 탄성부재

Claims (8)

  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 외둘레면에서 반경방향 외측으로 연장되고, 일 단이 상기 내측단부에 지지될 수 있고, 타 단이 상기 아마추어의 단부에 지지될 수 있는 파일럿 플랜지;를 포함하는 연료차단밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 연료가 유입되는 유로상에 형성된 유입구 및 상기 연료가 배출되는 유로상에 형성된 배출구를 커버하고,
    상기 유입구와 상기 배출구는 상기 하우징의 동일한 면에 배치되는 연료차단밸브.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 아마추어의 일 측에 형성되고, 상기 코어와 상기 아마추어 사이의 내부공간 및 상기 아마추어와 상기 파일럿 사이의 내부공간을 연통하는 제1파일럿 유로;
    상기 아마추어의 일 측에 형성되고, 상기 아마추어와 상기 파일럿 사이의 내부공간 및 상기 아마추어와 상기 코어 사이의 내부공간을 연통하는 제2파일럿 유로;를 더 포함하는 연료차단밸브.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 코어는,
    일 측에서 돌출되고, 상기 아마추어 가이드가 임계이동할 때 단부가 상기 아마추어 가이드를 지지하는 아마추어 가이드 스토퍼;를 더 포함하는 연료차단밸브.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 파일럿은,
    상부면에서 상기 아마추어 방향으로 돌출되는 파일럿 상부돌기;를 더 포함하는 연료차단밸브.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 아마추어 가이드의 외측에 배치된 탄성부재;를 더 포함하고,
    상기 아마추어 가이드는,
    단부에서 반경방향 외측으로 연장되고, 상기 탄성부재의 단부를 지지하는 외측단부;를 더 포함하는 연료차단밸브.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 파일럿 플랜지는,
    상기 내측단부 또는 상기 아마추어 중 적어도 어느 하나와 이격되게 배치되는 연료차단밸브.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 파일럿은,
    상기 파일럿 플랜지의 상부에 인접하게 배치되고, 반경방향 내측으로 함몰된 플랜지 홈;을 더 포함하는 연료차단밸브.
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