KR102673585B1 - 교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브 - Google Patents

교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 유로 설계 변경에 따른 교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브에 관한 것으로서, 연료전지 차량용 수소를 제공하는 수소공급 밸브에 있어서, 수소 유입부와 상기 유입된 수소가 외부로 배출되는 수소 배출부가 마련된 밸브 바디부; 상기 밸브 바디부(100) 내부에 기밀을 유지한 채 결합된 코어부(201); 상기 코어부(201)의 외주면에 마련된 구동코일부; 일측이 상기 수소 유입부에 연결되고, 타측이 상기 코어부(201)와 결합되어 상기 수소 유입부로 유입된 수소를 상기 수소 배출부(120)로 안내하는 밸브 시트부(210); 상기 코어부(201) 내부에서 슬라이딩 가능하도록 마련되어, 상기 구동코일부(202)의 작동 유무에 의해 상기 밸브 시트부(210)의 관통부를 개폐시킴으로써 상기 수소 배출부(120)를 통해 공급되는 수소공급 양을 조절하는 아마추어부(230); 를 포함하되, 상기 밸브 시트부(210)에는 최외곽 외주면을 이루는 수평 외주면부(218-1) 및 상기 수평 외주면부(218-1)와 수직하게 연장된 수직 외주면부(218-2)가 각각 형성된 단턱부; 상기 단턱부(218)에서 상기 코어부(201)를 향해 연장된 채 상기 코어부(201)의 서로 다른 내면과 동시에 밀착되는 압입 체결부(219); 가 마련되어, 상기 밸브 시트부(210)가 상기 코어부(201)에 결합될 때 상기 수직 외주면부(218-2)가 상기 코어부(201)의 최단부인 최단부(201-1)과 이격된 틈새가 존재함으로써, 상기 틈새를 이용해 상기 밸브 시트부(210)와 상기 코어부(201)의 분리가 가능한 교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브를 제공하여, 유량 변수인 유로 설계 변경된 밸브시트를 쉽게 교체 사용 가능하도록 함으로써 설계 변경이 매우 용이한 이점이 발휘된다.

Description

교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브{A hydrogen supply valve in use with changeable valve sheet}
본 발명은 교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 유로 설계 변경에 따른 교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브에 관한 것이다.
도 1(a)은 종래의 수소밸브의 모습이다.
종래의 수소공급밸브(10)는 단면의 형상이 도 1(b)와 같고, 도 1(c)처럼 이를 확대하면 씰링 플레이트(11)의 단면 형상이다.
다시 말해서, 아마추어 가이드(12)의 상단은 씰링 플레이트(11)와 상단과 평행한 구조이다.
종래 기술은 아마추어 가이드가 유로와 수직한 방향에 위치하며, 가이드 상단은 씰링 플레이트 상단과 평행하게 위치한다.
따라서 아마추어 가이드 상단면을 따라 유동이 흐를 경우, 유량이 선형적으로 증가하지 않고 유동이 불안정한 문제가 있었다.
따라서, 유로가 아마추어 가이드(12)와 수직이므로 아마추어 가이드(12)의 상단면을 따라 유동 시에 유량이 선형적으로 증가하지 않게 되어 정밀한 유량 제어가 곤란한 문제가 발생된다.
뿐만 아니라, 수소밸브는 유량 제어를 위한 유로 설계의 다양화가 요구되는데, 종래의 밸브시트는 교체가 곤란하므로 이에 대응하지 못하는 한계가 있었다.
JP 2008-121730 A
위와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 본 발명은 유량 변수인 유로 설계 변경된 밸브시트를 쉽게 교체 사용 가능하도록 하는 교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
연료전지 차량용 수소를 제공하는 수소공급 밸브에 있어서, 수소 유입부(110)와 상기 유입된 수소가 외부로 배출되는 수소 배출부(120)가 마련된 밸브 바디부(100); 상기 밸브 바디부(100) 내부에 기밀을 유지한 채 결합된 코어부(201); 상기 코어부(201)의 외주면에 마련된 구동코일부(202); 일측이 상기 수소 유입부(110)에 연결되고, 타측이 상기 코어부(201)와 결합되어 상기 수소 유입부(110)로 유입된 수소를 상기 수소 배출부(120)로 안내하는 밸브 시트부(210); 상기 코어부(201) 내부에서 슬라이딩 가능하도록 마련되어, 상기 구동코일부(202)의 작동 유무에 의해 상기 밸브 시트부(210)의 관통부를 개폐시킴으로써 상기 수소 배출부(120)를 통해 공급되는 수소공급 양을 조절하는 아마추어부(230); 를 포함하되, 상기 밸브 시트부(210)에는 최외곽 외주면을 이루는 수평 외주면부(218-1) 및 상기 수평 외주면부(218-1)와 수직하게 연장된 수직 외주면부(218-2)가 각각 형성된 단턱부(218); 상기 단턱부(218)에서 상기 코어부(201)를 향해 연장된 채 상기 코어부(201)의 서로 다른 내면과 동시에 밀착되는 압입 체결부(219); 가 마련되어, 상기 밸브 시트부(210)가 상기 코어부(201)에 결합될 때 상기 수직 외주면부(218-2)가 상기 코어부(201)의 최단부인 최단부(201-1)과 이격된 틈새가 존재함으로써, 상기 틈새를 이용해 상기 밸브 시트부(210)와 상기 코어부(201)의 분리가 가능한 교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브를 포함한다.
또한, 상기 밸브 시트부(210)의 엣지부(212)는 높이(h)가 폭(W)보다 큰 것을 특징으로 하는 교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브를 포함한다.
또한, 상기 수소 유입부(110)와 연통되도록 상기 밸브 시트부(210) 내부를 관통하는 제1 관통홀부(216)는 상기 엣지부(212)를 향해 내경이 일정한 안내유로부(216-1)를 형성하고, 상기 밸브 시트부(210)의 단부인 말단부(210-4)를 향해 확관되는 것을 특징으로 하는 교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브를 포함한다.
또한, 상기 밸브 시트부(210)는 상기 안내유로부(216-1)의 내경이 상기 수소 배출부(120)와 연통되는 제2 관통홀부(217)의 내경보다 작은 것을 특징으로 하는 교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브를 포함한다.
또한, 상기 밸브 시트부(210)는 소경부(210-1)와 밸브 바디부(100) 사이의 기밀을 유지하기 위해 오링이 삽입되는 설치홈(210-3); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브를 포함한다.
또한, 상기 밸브 시트부(210)는 대면적 접촉부(219-3)에서 소정 각도로 라운드져 연장되는 진입경사부(219-4)를 갖는 것을 특징으로 하는 교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브를 포함한다.
또한, 상기 코어부(201)에 형성된 대면적 결합부(201-3)와 밀착되는 대면적 접촉부(219-3)는 상기 코어부(201)에 형성된 소면적 결합부(201-5)와 밀착되는 넥부(219-1)의 길이보다 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브를 포함한다.
또한, 상기 코어부(201)는 최단부로 갈수록 확관되는 형상의 삽입안내부(201-2)를 갖는 것을 특징으로 하는 교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브를 포함한다.
또한, 상기 밸브 시트부(210)의 내주면 제1 내주면부(215)는 단부가 확관되는 확장부(215-1)가 형성된 것을 특징으로 하는 교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브를 포함한다.
또한, 상기 코어부(201)의 서로 인접된 내벽인 소면적 결합부(201-5)와 대면적 결합부(201-3)는 코너에 사이부(201-4)가 마련된 채 서로 수직하여, 상기 밸브 시트부(210)가 상기 코어부(201)에 체결시 상기 사이부(201-4)와 상기 밸브 시트부(210)에 형성된 진입경사부(219-4) 사이에는 소정의 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브를 포함한다.
위와 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 유량 변수인 유로 설계 변경된 밸브시트를 쉽게 교체 사용 가능하도록 함으로써 설계 변경이 매우 용이한 이점이 발휘된다.
둘째, 밸브 시트 교체가 용이하기 때문에 유지 보수 능력이 향상되는 효과가 있다.
셋째, 밸브 시트의 교체가 매우 간단하므로 작업성이 향상되는 강점이 발휘된다.
도 1은 종래 기술
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전체 사시도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수소 공급밸브부(200)의 단면도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수소 공급밸브부(200)의 관심영역(270) 부분의 단면 일부 확대도
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수소 공급밸브부(200)의 작동도
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 조립순서
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 밸브 시트부(210)의 단면도
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 밸브 시트부(210)와 코어부(201)의 결합부분 확대도
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 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 사용한다.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
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 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
설명에 앞서 이하에서 사용된 용어를 정리한다.
중심축이라 함은 길이방향의 중심점들을 서로 연결한 가상의 축선으로 이해하면 된다.
예를 들어 제1 관통홀부(216)의 중심축이라 함은 제1 관통홀부(216)의 관통된 길이방향의 중심점들을 서로 연결한 축선이다.
도 4(a)에 도시된 것처럼 제1 관통홀부(216)의 중심축과 제2 관통홀부(217)의 중심축은 서로 나란하다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수소공급 밸브의 모습이다.
수소공급 밸브는 밸브 바디부(100), 수소 공급밸브부(200) 및 수소 차단밸브부(300)를 포함할 수 있으며, 도 2(a)와 같이 본체의 일측에는 수소탱크가 연결되고 타측에는 연료스택과 연결되고 있다.
수소 차단밸브부(300)는 연료스택으로 유입되는 수소가스의 공급 또는 차단을 수행한다.
수소 공급밸브부(200)는 비례제어 밸브로서 열림량 제어를 통해 압력을 제어함으로써 수소량을 조절한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수소 공급밸브부(200)의 단면도로서, 구동코일부(202)에 전류가 인가되어 씰링 플레이트부(250)가 밸브 시트부(210)로부터 이격된 상태를 도시하고 있다.
수소 공급밸브부(200)는 밸브 바디부(100)의 일측에 설치되고 있다.
보다 상세하게는 수소 공급밸브부(200)에는 중앙에 코어부(201)가 마련된다.
아마추어부(230)는 코어부(201)의 내부에 마련된 공간에 삽입되어 좌우로 슬라이딩 움직임 가능하도록 마련되고 있다.
구동코일부(202)는 수소 공급밸브부(200)의 내부에서 코어부(201)의 외주면에 마련되고 있어, 전기력에 의해 구동력을 인가하는 부분이다.
아마추어 가이드부(240)는 아마추어부(230)의 일단에 체결되고 있으며, 씰링 플레이트부(250)가 아마추어 가이드부(240)의 단부를 마감하고 있다.
리턴 스프링부(203)는 일측이 아마추어 가이드부(240)에 지지되고 타측은 코어부(201)의 외주면에 지지된 채 아마추어 가이드부(240)가 수소 유입부(110)를 향하도록 푸쉬하고 있다.
따라서, 도 3과 같이 구동코일부(202)에 전류가 인가된 상태는 아마추어부(230)가 리턴 스프링부(203)의 탄성력을 극복하고 아마추어 가이드부(240)가 수소 유입부(110)로부터 멀어지는 방향으로(도면에서 우측으로) 슬라이딩 동작된다.
한편, 밸브 바디부(100)에는 수소 유입부(110) 및 수소 배출부(120)가 서로 소정 거리 이격된 채로 나란한 방향으로 마련되고 있다.
다시 말해 수소가 수소 유입부(110)를 통해 유입되는 방향과 수소 배출부(120)를 통해 배출되는 방향은 서로 반대 방향일 수 있다.
또한, 밸브 시트부(210)는 밸브 바디부(100) 내부에 마련되고 있다.
밸브 시트부(210)는 일측이 수소 유입부(110)에 수용되고 타측은 코어부(201)의 일단부에 체결되고 있다.
아마추어 가이드부(240)의 외경은 밸브 시트부(210)의 최대 내경보다 작아서 밸브 시트부(210)에 수용될 수 있는 구조다.
수소가 수소 유입부(110)를 통해 밸브 시트부(210)를 통과할 수 있다.
또한, 밸브 시트부(210)에는 수소 배출부(120)와 연통 가능하도록 제2 관통홀부(217)가 마련되고 있어 수소 가스의 배출 통로를 제공하고 있다.
한편, 체결용 부재(260)는 밸브 바디부(100)의 내주면과 코어부(201) 사이에 체결됨으로써 기밀을 유지시킨다.
마찬가지로 밸브 시트부(210)의 소직경부의 외주면과 수소 유입부(110)의 내경 사이에도 기밀을 위한 씨일링이 마련되고 있다.
부언하면, 밸브 시트부(210)는 소정의 제1 직경을 갖고 수소 유입부(110)에 기밀을 유지한 채 결합되는 소경부와, 제1 직경보다 큰 제2 직경을 가진 채로 소경부에서 확장되도록 연장되어 코어부(201)의 단부에 결합되는 대경부를 포함할 수 있다.
이 때, 제1 관통홀부(216)는 소경부에 마련되고, 제2 관통홀부(217)는 대경부에 마련될 수 있다.
밸브 시트부(210)와 씰링 플레이트부(250)의 밀착여부에 따른 수소 공급 또는 차단을 보다 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수소 공급밸브부(200)의 관심영역(270)부분의 단면 일부 확대도로서, 도 4(a)는 아마추어부(230)가 후퇴함으로써 씰링면부(251)가 밸브 시트부(210)로부터 이격되어 밸브가 열린상태를 나타내고, 도 4(b)는 리턴 스프링부(203)에 의해 아마추어부(230)가 전진함으로써 씰링면부(251)가 밸브 시트부(210)와 밀착되어 밸브가 닫힌상태를 나타내고 있다.
밸브 시트부(210)는 바디부(211), 엣지부(212), 테이퍼부(213), 제1 편평부(214), 제1 내주면부(215), 제1 관통홀부(216) 및 제2 관통홀부(217)를 포함한다.
바디부(211)는 수소 유입부(110)에 기밀을 유지한 채 삽입된다.
엣지부(212)는 바디부(211)에 형성된 제1 관통홀부(216)의 단부를 이룬다.
테이퍼부(213)와 제1 관통홀부(216)의 중심축이 이루는 각도(θ1)는 예각일 수 있다.
이 때, 소정 각도(θ1)는 예각인 것이 바람직하다.
제1 편평부(214)는 제1 관통홀부(216)와 길이방향 주심과 수직하게 뻗은 편평면이다.
제1 내주면부(215)는 제1 편평부(214)의 단부에서 수직하게 소정 길이만큼 연장되어 마련된다.
한편, 제2 관통홀부(217)는 제1 편평부(214)를 관통하면서 제1 관통홀부(216)와 나란하게 마련되고 있다.
아마추어부(230)에는 씰링 플레이트부(250)가 체결되고 있다.
씰링 플레이트부(250)는 씰링면부(251), 플랜지부(252), 레그부(253)가 마련될 수 있다.
씰링 플레이트부(250)는 아마추어 가이드부(240)의 제2 편평부(243) 보다 함몰된 위치에서 아마추어부(230)와 아마추어 가이드부(240) 사이에 결합될 수 있다.
씰링면부(251)는 엣지부(212)와 대향하는 면으로서, 도 4(b)와 같이 서로 밀착 가능하다.
씰링면부(251)는 제2 편평부(243)로부터 소정 거리 함몰되도록 마련될 수 있다.
다시 말해서, 씰링면부(251)의 면과 제2 편평부(243)의 면은 서로 동일면이 아닐 수 있으며, 제2 편평부(243)와 제1 편평부(214)의 최단 거리는 씰링면부(251)와 제1 편평부(214)의 최단거리보다 짧은 것이 바람직할 수 있다.
레그부(253)는 씰링면부(251)의 반대면에서 돌설되어 수용홈부(231)에 체결되고 있다.
플랜지부(252)는 씰링 플레이트부(250)의 최외곽 테두리를 이루면서 돌설되고 형성되면서 아마추어부(230)의 단부와 밀착되고 있다.
한편, 씰링면부(251)의 테두리는 제2 내주면부(241)에 밀착된다.
라운드부(242)는 제2 내주면부(241)에서 소정의 곡률을 갖고 라운드지고 있고, 보다 바람직하게는 라운드부(242)와 제2 내주면부(241)이 이루는 각도(θ2)는 예각인 것이 바람직하다.
한편, 테이퍼부(213)와 제1 관통홀부(216)의 중심축이 이루는 각도(θ1)와 라운드부(242)와 제2 내주면부(241)이 이루는 각도(θ2)가 서로 동일한 것이 바람직하다.
다시 말해서 밸브 시트부(210)에는 제1 경사(θ1)를 가지고 제1 관통홀부(216)의 단부로부터 연장되는 테이퍼부(213)가 형성되고, 아마추어 가이드부(240)에는 테이퍼부(213)와 대향되면서 제1 경사(θ1)와 나란한 제2 경사(θ2)를 갖는 라운드부(242)가 형성될 수 있는 것이다.
테이퍼부(213)와 제1 관통홀부(216)의 중심축이 이루는 각도(θ1)와 라운드부(242)와 제2 내주면부(241)이 이루는 각도(θ2)가 서로 동일하기 때문에 공급 유동이 제2 내주면부(241), 라운드부(242) 및 제2 편평부(243)를 따라 스무스하게 흐르게 되어, 수소 공급 유량이 선형적으로 증가할 수 있게 된다.
도 4(b)와 같이 밸브 시트부(210)와 씰링 플레이트부(250)가 서로 접촉될 때 제2 편평부(243)와 제1 편평부(214)의 최단거리(d)는 아마추어부(230)의 스트로크의 약 70% 수준이 바람직할 수 있으며, 그에 따라 제2 편평부(243)와 제2 내주면부(241) 사이의 유동공간이 최소화됨으로써 차압 성능 및 유량 민감도 성능이 개선되는 효과가 발휘될 수 있다.
다시 말해서, 제2 편평부(243)와 제2 내주면부(241)의 최단거리(d)는 아마추어부(230)의 최대 이동가능거리(작동 스트로크)의 70%일 수 있다.
다음으로 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수소 공급밸브부(200)의 동작을 설명한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수소 공급밸브부(200)의 작동도다.
도 5(a)는 구동코일부(202)에 전기 공급이 차단된 상태로서, 리턴 스프링부(203)에 의해 씰링 플레이트부(250)가 밸브 시트부(210)에 접촉됨으로써 수소 공급이 차단된다.
한편, 구동코일부(202)에 전기 공급이 되면, 도 5(b)처럼 아마추어부(230)는 리턴 스프링부(203)의 탄성력을 극복한 채 후퇴하면서 씰링 플레이트부(250)가 밸브 시트부(210)로부터 이격되며, 수소 유입부(110)를 통해 공급된 수소는 제1 관통홀부(216)를 지나 제2 관통홀부(217) 및 수소 배출부(120)를 순차로 지나 공급될 수 있게 된다.
다음으로 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 조립방법을 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 조립방법은 아마추어 아세이 설치단계, 밸브 시트부(210) 압입단계를 거쳐 결합완성단계로 마무리될 수 있다.
아마추어 아세이 설치단계는 아마추어부(230), 아마추어 가이드부(240) 및 씰링 플레이트부(250)로 이루어지는 아마추어 아세이를 코어부(201)에 체결하는 단계다.
다음으로 밸브 시트부(210) 압입단계는 코어부(201)에 조립된 아마추어 아세이에 밸브 시트부(210)를 압입시켜 체결하는 단계다.
다음으로 결합완성단계는 수소 공급밸브부(200)에 마련된 체결용 부재(260) 이용하여 수소 공급밸브부(200)와 밸브 바디부(100)를 서로 결합하는 단계다.
도 6을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 조립순서다.
먼저 도 6(a)와 같이 아마추어부(230), 아마추어 가이드부(240) 및 씰링 플레이트부(250)로 이루어지는 아마추어 아세이를 코어부(201)에 체결한다.
이 때, 아마추어 아세이는 코어부(201)에 스크류 방식으로 돌려서 체결시킬 수 있다.
다음으로 도 6(b)처럼 코어부(201)에 조립된 아마추어 아세이에 밸브 시트부(210)를 압입시켜 체결시킨다.
한편, 도 6(c)와 같이 수소 공급밸브부(200)에는 체결용 부재(260)가 마련될 수 있기 때문에 도 6(d)처럼 체결용 부재(260)를 이용하여 수소 공급밸브부(200)와 밸브 바디부(100)를 서로 결합시킬 수 있다.
체결용 부재(260)는 수소 공급밸브부(200)에서 적어도 4개소에 마련될 수 있고 도시된 것처럼 직사각형 네 꼭지점 위치에 제공될 수 있다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 밸브 시트부(210)의 단면도이며, 도 8은
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 밸브 시트부(210)와 코어부(201)의 결합부분 확대도다.
밸브 시트부(210)는 소경부(210-1)와 대경부(210-2)를 가질 수 있다.
제2 관통홀부(217)는 대경부(210-2)에서 마련되고 있다.
말단부(210-4)는 수소 유입부(110)에 밀착되도록 결합 가능하다.
한편, 소경부(210-1)와 밸브 바디부(100) 사이의 기밀을 유지하기 위해 설치홈(210-3)에는 오링이 삽입 가능하다.
엣지부 높이(213-1)는 제1 내주면부(215)와 제1 편평부(214) 사이의 수직 거리이며, 편의상 엣지부(212)의 높이(h)라고 한다.
또한, 엣지부 폭(212-1)은 엣지부(212)의 폭(W)을 가리킨다.
다시 말해서, 엣지부 폭(212-1)은 씰링면부(251)와 엣지부(212)가 접촉되는 부분의 두께, 달리 말해 접촉되는 부분의 단폭을 가리킬 수 있다.
이 때, 엣지부 높이(213-1)는 엣지부 폭(212-1) 보다 큰 것이 바람직할 수 있다.
한편, 안내유로부(216-1)는 제1 관통홀부(216)의 내경을 의미하고 있으며, 이는 제2 관통홀부(217)의 내경보다는 작을 수 있다.
안내유로부(216-1)는 말단부(210-4)로부터 소정 거리만큼 인입된 내부에서 일정한 값을 가질 수 있으며, 말단부(210-4)에 인접되는 국소적인 영역에서 확관되는 형상을 가질 수 있다.
도 8을 참조하여 밸브 시트부(210)와 코어부(201)의 결합을 설명한다.
밸브 시트부(210)에는 내부에는 제1 내주면부(215)가 형성되고 있으며, 제1 내주면부(215)의 단부에는 제1 내주면부(215)보다 확관되는 확장부(215-1)가 형성된다.
밸브 시트부(210)는 최외곽 외주면을 이루는 수평 외주면부(218-1) 및 수평 외주면부(218-1)로부터 수직하게 절곡된 수직 외주면부(218-2)를 가지는 단턱부(218)를 포함할 수 있다.
수직 외주면부(218-2)는 코어부(201)의 최단부인 최단부(201-1)와 소정거리 이격된 채로 대향되고 있다.
한편, 압입 체결부(219)는 단턱부(218)로부터 코어부(201)를 향해 연장되어 코어부(201)과 체결되는 부분이다.
보다 상세하게는, 압입 체결부(219)는 수직 외주면부(218-2)로부터 코어부(201)를 향해 수직하게 연장되는 넥부(219-1)를 가진다.
연결부(219-2)는 넥부(219-1)로부터 소정 각도로 경사진 부분이다.
대면적 접촉부(219-3)는 코어부(201)에 형성된 대면적 결합부(201-3)와 밀착되는 부분으로서 넥부(219-1)의 길이 보다 길게 형성되고 있다.
한편, 진입경사부(219-4)는 대면적 접촉부(219-3)에서 소정 각도로 라운드져 연장된다.
소면적 접촉부(219-5)는 압입 체결부(219)의 최단부로서 소면적 결합부(201-5)에 밀착되고 있다.
확장부(215-1)는 소면적 접촉부(219-5)에 연결된다.
한편, 코어부(201)는 최단부(201-1)로부터 대면적 결합부(201-3)까지 소정의 경사를 가진 채 연장된 삽입안내부(201-2)를 가질 수 있다.
삽입안내부(201-2)는 최단부로 갈수록 확관되는 형상의 내주면을 갖기 때문에 압입 체결부(219)가 코어부(201)와 체결을 위하여 코어부(201) 내부로 진입될 때 일종의 가이드 역할을 수행할 수 있다.
한편, 코어부(201)에는 내경부(201-6)가 제1 내주면부(215)와 서로 연통 가능하게 마련되고 있다.
곡부(201-7)는 내경부(201-6)에서 소면적 접촉부(219-5)를 향해 확관되도록 라운드져 형성되고 있다.
소면적 결합부(201-5)와 대면적 결합부(201-3)는 서로 직각을 이루며, 소면적 결합부(201-5)와 대면적 결합부(201-3) 사이를 사이부(201-4)가 연결하고 있다.
사이부(201-4)와 진입경사부(219-4) 사이에는 소정의 공간이 형성될 수 있어 밸브 시트부(210)와 코어부(201)의 압입 체결시 완충역할을 수행할 수 있다.
또한, 전술한 것과 같이 밸브 시트부(210)가 코어부(201)에 완전히 압입 체결될 때에도 수직 외주면부(218-2)와 최단부(201-1) 사이에 공간이 마련되므로 압입 체결부(219)가 코어부(201) 내벽과 완전한 밀착이 가능해질 뿐 아니라 압입충격 완화에도 도움을 줄 수 있다.
이와 같이 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 조립은 매우 간단하고 신속하여 생산성을 극대화할 수 있게 된다.
또한, 밸브시트의 교체가 매우 용이하기 때문에 유량 제어를 위한 다양한 밸브 시트를 교체 적용 가능해진다.
100 : 밸브 바디부
110 : 수소 유입부
120 : 수소 배출부
200 : 수소 공급밸브부
201 : 코어부
201-1 : 최단부
201-2 : 삽입안내부
201-3 : 대면적 결합부
201-4 : 사이부
201-5 : 소면적 결합부
201-6 : 내경부
201-7 : 곡부
202 : 구동코일부
203 : 리턴 스프링부
210 : 밸브 시트부
210-1 : 소경부
210-2 : 대경부
210-3 : 설치홈
210-4 : 말단부
211 : 바디부
212 : 엣지부
212-1 : 엣지부 폭
213 : 테이퍼부
213-1 : 엣지부 높이
214 : 제1 편평부
215 : 제1 내주면부
215-1 : 확장부
216 : 제1 관통홀부
216-1 : 안내유로부
217 : 제2 관통홀부
218 : 단턱부
218-1 : 수평 외주면부
218-2 : 수직 외주면부
219 : 압입 체결부
219-1 : 넥부
219-2 : 연결부
219-3 : 대면적 접촉부
219-4 : 진입경사부
219-5 : 소면적 접촉부
230 : 아마추어부
231 : 수용홈부
240 : 아마추어 가이드부
241 : 제2 내주면부
242 : 라운드부
243 : 제2 편평부
250 : 씰링 플레이트부
251 : 씰링면부
252 : 플랜지부
253 : 레그부
260 : 체결용 부재
270 : 관심영역
300 : 수소 차단밸브부

Claims (10)

  1. 연료전지 차량용 수소를 제공하는 수소공급 밸브에 있어서,
    수소 유입부와 상기 유입된 수소가 외부로 배출되는 수소 배출부가 마련된 밸브 바디부;
    상기 밸브 바디부 내부에 기밀을 유지한 채 결합된 코어부;
    상기 코어부의 외주면에 마련된 구동코일부;
    일측이 상기 수소 유입부에 연결되고, 타측이 상기 코어부와 결합되어 상기 수소 유입부로 유입된 수소를 상기 수소 배출부로 안내하는 밸브 시트부;
    상기 코어부 내부에서 슬라이딩 가능하도록 마련되어, 상기 구동코일부의 작동 유무에 의해 상기 밸브 시트부의 관통부를 개폐시킴으로써 상기 수소 배출부를 통해 공급되는 수소공급 양을 조절하는 아마추어부; 를 포함하되,
    상기 밸브 시트부에는 최외곽 외주면을 이루는 수평 외주면부 및 상기 수평 외주면부와 수직하게 연장된 수직 외주면부가 각각 형성된 단턱부;
    상기 단턱부에서 상기 코어부를 향해 연장된 채 상기 코어부의 서로 다른 내면과 동시에 밀착되는 압입 체결부; 가 마련되어,
    상기 밸브 시트부가 상기 코어부에 결합될 때 상기 수직 외주면부와 상기 코어부의 최단부 사이의 틈새를 이용해 상기 밸브 시트부와 상기 코어부의 분리가 가능하며,
    상기 압입 체결부는 상기 수직 외주면부로부터 상기 코어부를 향해 연장된 넥부를 가지며, 상기 틈새는 상기 넥부로부터 경사진 연결부와 상기 최단부로부터 경사진 삽입안내부를 포함하는,
    교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 시트부의 엣지부는 높이(h)가 폭(W)보다 큰 것을 특징으로 하는,
    교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수소 유입부와 연통되도록 상기 밸브 시트부 내부를 관통하는 제1 관통홀부는 상기 엣지부를 향해 내경이 일정한 안내유로부를 형성하고, 상기 밸브 시트부의 단부인 말단부를 향해 확관되는 것을 특징으로 하는,
    교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 밸브 시트부는 상기 안내유로부의 내경이 상기 수소 배출부와 연통되는 제2 관통홀부의 내경보다 작은 것을 특징으로 하는,
    교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 시트부는 소경부와 밸브 바디부 사이의 기밀을 유지하기 위해 오링이 삽입되는 설치홈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 시트부는 대면적 접촉부에서 소정 각도로 라운드져 연장되는 진입경사부를 갖는 것을 특징으로 하는,
    교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 코어부에 형성된 대면적 결합부와 밀착되는 대면적 접촉부는 상기 코어부에 형성된 소면적 결합부와 밀착되는 상기 넥부의 길이보다 길게 형성되는 것을 특징으로 하는,
    교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 코어부는 최단부로 갈수록 확관되는 형상의 상기 삽입안내부를 갖는 것을 특징으로 하는,
    교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 시트부의 내주면 제1 내주면부는 단부가 확관되는 확장부가 형성된 것을 특징으로 하는,
    교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 코어부의 서로 인접된 내벽인 소면적 결합부와 대면적 결합부는 코너에 사이부가 마련된 채 서로 수직하여,
    상기 밸브 시트부가 상기 코어부에 체결시 상기 사이부와 상기 밸브 시트부에 형성된 진입경사부 사이에는 소정의 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는,
    교체 가능한 밸브시트가 적용된 수소공급 밸브.
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