KR20220129734A - 연료전지 차량의 수소탱크용 밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파일럿 플런저와 메인플런저를 플렉시블 재질의 연결바로 연결하고, 파일럿 플런저에 탱크측 유로와 연통되는 제1개방홀과 탱크측 유로를 차단하는 차단체와 탱크측 유로와 배관측 유로를 연통시키는 제2개방홀을 형성하여, 탱크측 유로와 제1개방홀이 연통된 상태에서 자기력에 의하여 파일럿 플런저가 점진적으로 상승될 때, 탱크측 유로가 차단체에 의하여 차단된 후, 탱크측 유로가 제2개방홀에 의하여 배관측 유로와 연통되도록 함으로써, 탱크특 유로와 배관측 유로 간의 차압이 발생하는 구간 및 차압이 해소되는 시간을 줄일 수 있고, 그에 따라 연료전지에 대한 수소탱크의 수소공급 안정성을 확보할 수 있도록 한 연료전지 차량의 수소탱크용 밸브를 제공하고자 한 것이다.

Description

연료전지 차량의 수소탱크용 밸브{VALVE FOR HYDROGEN TANK OF FUEL CELL VEHICLE}
본 발명은 연료전지 차량의 수소탱크용 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료전지에 대한 수소공급 안정성을 확보할 수 있도록 한 연료전지 차량의 수소탱크용 밸브에 관한 것이다.
연료전지 차량의 일종인 수소전기트럭에는 연료전지 스택을 포함하는 연료전지 시스템을 비롯하여 연료전지 스택에 수소를 공급하기 위한 복수개의 수소탱크가 탑재되고, 각 수소탱크의 출구부에는 솔레노이드 타입의 밸브가 장착되어 있다.
여기서, 종래의 수소탱크용 밸브 및 그 동작에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
첨부한 도 1은 종래의 수소탱크용 밸브를 도시한 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 수소탱크용 밸브(100)는 수소탱크의 출구와 연결되는 탱크측 유로(210)와 수소를 소모하는 연료전지 시스템과 연결되는 배관측 유로(220)를 갖는 밸브블럭(200)에 장착된다.
상기 수소탱크용 밸브(100)는 전원 인가시 자기력을 생성시키는 코일부(110)와, 코일부(110)에 의하여 생성된 자기력에 의하여 승강하는 파일럿 플런저(120)와, 파일럿 플런저(120) 내에 자기력에 의하여 승강 가능하게 배치되는 메인플런저(130) 등을 포함하여 구성된다.
상기 메인플런저(130)의 중심부에는 수소통과홀(132)이 상하로 관통 형성되어 있다.
이에, 상기 수소탱크용 밸브(100)의 닫힘 상태로서, 상기 메인플런저(130)의 하단부가 배관측 유로(220)에 밀착되는 동시에 상기 파일럿 플런저(120)가 메인플런저(130)의 상단부에 밀착되어 수소통과홀(132)이 닫힘 상태로 유지된다.
반면, 상기 코일부(110)에 전원 인가시 자기력에 의하여 파일럿 플런저(120)가 상승하면, 도 1에 도시된 바와 같이 메인플런저(130)의 수소통과홀(132)이 개방되는 상태가 되어, 수소탱크 내의 수소가 탱크측 유로(210)로부터 수소통과홀(132)을 통과하여 배관측 유로(220)로 흐르게 된다.
이때, 상기 파일럿 플런저(120)가 자기력에 의하여 위쪽으로 상승한다 하더라도, 메인플런저(130)가 함께 상승하지 않으며, 그 이유는 탱크측 유로(210)의 압력이 배관측 유로(220)의 압력에 비하여 일정치 이상 더 큰 차압이 존재하기 때문이다.
더 상세하게는, 상기 탱크측 유로(210)와 배관측 유로(220) 간의 차압이 일정치 이상인 상태에서, 상기 파일럿 플런저와 메인플런저(130) 사이에 배치된 스프링(미도시됨)이 메인플런저(130)를 하방향으로 가압하는 힘과, 수소가 탱크측 유로(210)로부터 수소통과홀(132)로 진입하면서 메인플런저(130) 상에 작용하는 힘의 합이 메인플런저(130)를 상승시키기 위한 자기력에 비하여 더 크기 때문에, 메인플런저(130)가 상승하지 않게 된다.
반면, 상기 탱크측 유로(210)와 배관측 유로(220) 간의 차압이 일정치 미만으로 해소되면, 상기 메인플런저(130)가 자기력에 의하여 상승하게 된다.
이때, 상기와 같이 파일럿 플런저(120)가 상승하여 메인플런저(130)의 수소통과홀(132)이 개방된 상태에서, 수소탱크 내의 수소가 탱크측 유로(210)로부터 수소통과홀(132)을 통과하여 배관측 유로(220)로 계속 흐르게 되면, 탱크측 유로(210)와 배관측 유로(220) 간의 차압이 점차 줄어들게 되어, 차압이 일정치 미만(예, 탱크측 유로 130bar - 배관측 유로 127bar = 3bar)까지 줄어들게 된다.
이렇게 상기 탱크측 유로(210)와 배관측 유로(220) 간의 차압이 일정치 미만으로 해소되면, 상기 코일부(110)에 인가되어 생성된 자기력 즉, 상기 메인플런저(130)를 상승시키기 위한 자기력이 스프링(미도시됨)이 메인플런저(130)를 하방향으로 가압하는 힘과, 수소가 탱크측 유로(210)로부터 수소통과홀(132)로 진입하면서 메인플런저(130) 상에 작용하는 힘의 합에 비하여 더 큰 상태가 되어, 상기 메인플런저(130)가 자기력에 의하여 상승하게 된다.
이에, 상기 메인플런저(130)가 상승함에 따라 배관측 유로(220)가 완전 개방되는 상태가 되어, 수소탱크 내의 수소가 탱크측 유로(210)로부터 배관측 유로(220)로 곧바로 흐르게 되고, 탱크측 유로(210)로부터 배관측 유로(220)로 많은 수소 유량이 한 번에 흐르면서 순간적으로 탱크측 유로(210)와 배관측 유로(220)가 동압이 될 수 있다.
그러나, 상기 탱크측 유로(210)와 배관측 유로(220) 간의 차압이 발생하는 구간이 너무 길고, 이로 인하여 탱크측 유로(210)와 배관측 유로(220) 간의 차압이 해소되는 시간이 오래 걸리며, 메인플런저(130)의 상승에 의한 배관측 유로(220)의 완전 개방까지 시간이 너무 오래 걸리게 되므로(예, 수소전기트럭의 7개 이상의 수소탱크에 장착된 각 밸브의 메인플런저가 모두 상승하는 시간 약 500초), 연료전지 시스템의 연료전지 스택으로 공급되는 수소의 양이 부족해지고, 결국 수소전기트럭의 목표 출력을 충족하지 못하는 현상이 발생될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 파일럿 플런저와 메인플런저를 플렉시블 재질의 연결바로 연결하고, 파일럿 플런저에 탱크측 유로와 연통되는 제1개방홀과, 탱크측 유로를 차단하는 차단체와, 탱크측 유로와 배관측 유로를 연통시키는 제2개방홀을 형성하여, 빠른 차압 해소를 통하여 메인플런저의 신속한 상승 개방을 유도함으로써, 수소탱크로부터 연료전지에 대한 수소공급 안정성을 확보할 수 있도록 한 연료전지 차량의 수소탱크용 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 파일럿 플런저가 점진적으로 상승될 때, 탱크측 유로가 차단체에 의하여 차단되면서 메인플런저의 수소통과홀 입구측과 배관측 유로 간의 차압이 신속하게 자동 해소되도록 한 후, 탱크측 유로가 제2개방홀에 의하여 배관측 유로와 연통되도록 함으로써, 탱크측 유로와 배관측 유로 간의 차압이 발생하는 구간을 줄이는 동시에 차압이 해소되는 시간을 줄일 수 있고, 메인플런저의 신속한 상승 개방에 의거하여 수소탱크로부터 연료전지에 대한 수소공급 안정성을 확보할 수 있도록 한 연료전지 차량의 수소탱크용 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: 전원 인가시 자기력을 생성시키는 코일부; 상기 코일부에 의하여 생성된 자기력에 의하여 상승하는 파일럿 플런저; 수소통과홀을 갖는 구조로 구비되어, 상기 파일럿 플런저 내에 배치되는 메인플런저; 및 상기 파일럿 플런저와 메인플런저를 연결하는 플렉시블 연결바; 를 포함하고, 상기 파일럿 플런저의 일측부에 탱크측 유로와 연통되는 제1개방홀과, 탱크측 유로를 차단하는 차단체와, 탱크측 유로와 배관측 유로를 연통시키는 제2개방홀이 형성된 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 수소탱크용 밸브를 제공한다.
상기 플렉시블 연결바는: 상기 파일럿 플런저의 상부쪽 내경부와 상기 메인플런저의 상부쪽 외경부 간을 연결하는 복수개의 상부 연결바와; 상기 파일럿 플런저의 하부쪽 내경부와 상기 메인플런저의 하부쪽 외경부 간을 연결하는 복수개의 하부 연결바; 로 구성될 수 있다.
상기 제1개방홀과 차단체와 제2개방홀은 밸브의 작동 진행 방향을 따라 순차 형성된 것으로서, 상기 제1개방홀이 탱크측 유로와 연통된 상태에서 상기 코일부에서 생성된 자기력에 의하여 파일럿 플런저가 점진적으로 상승될 때, 상기 차단체에 의하여 탱크측 유로가 차단된 후, 상기 제2개방홀을 통하여 탱크측 유로가 배관측 유로와 연통되는 것을 특징으로 한다.
상기 파일럿 플런저의 상승 초기시, 상기 파일럿 플런저가 막고 있던 메인플런저의 수소통과홀이 개방되고, 탱크측 유로로부터의 수소가 제1개방홀 및 수소통과홀을 통과하여 배관측 유로로 흐르게 되는 것을 특징으로 한다.
상기 파일럿 플런저의 상승 중기시, 차단체가 탱크측 유로를 차단하여, 상기 수소통과홀을 통과하는 수소 유동이 멈추는 동시에 상기 메인플런저의 수소통과홀 입구측과 배관측 유로 간의 차압이 해소되는 것을 특징으로 한다.
상기 차단체가 탱크측 유로를 차단할 때, 상기 파일럿 플런저와 메인플런저간에 연결된 플렉시블 연결바가 휘어지는 동시에 메인플런저의 하단부가 배관측 유로에 계속 밀착된 상태로 유지된 후, 상기 메인플런저의 수소통과홀 입구측과 배관측 유로 간의 차압이 해소되는 순간 상승하여 배관측 유로가 개방되는 것을 특징으로 한다.
상기 파일럿 플런저의 상승 말기시, 차압 해소에 따라 개방된 배관측 유로로 탱크측 유로로부터의 수소가 정상 공급되도록 상기 제2개방홀을 통하여 탱크측 유로와 배관측 유로가 서로 연통되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 파일럿 플런저의 제2개방홀은 상기 차단체의 저면으로부터 파일럿 플런저의 하단부까지 연장된 형태로 형성되고, 상기 파일럿 플런저의 제1개방홀과 마주보는 메인플런저의 일측부에는 제1개방홀에 차단 가능하게 밀착되는 밀착면이 형성되며, 상기 메인플런저의 밀착면의 하부에는 메인플런저의 하단부까지 연장된 연통홀이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기한 과제의 해결 수단을 통하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 수소탱크용 밸브를 구성하는 파일럿 플런저와 메인플런저를 플렉시블 재질의 연결바로 연결하고, 파일럿 플런저에 탱크측 유로와 연통되는 제1개방홀과 탱크측 유로를 차단하는 차단체와 탱크측 유로와 배관측 유로를 연통시키는 제2개방홀을 형성하여, 자기력에 의하여 파일럿 플런저가 점진적으로 상승될 때, 탱크측 유로가 차단체에 의하여 차단되면서 메인플런저의 수소통과홀 입구측과 배관측 유로 간의 차압이 신속하게 자동 해소될 수 있다.
둘째, 탱크측 유로가 차단체에 의하여 차단되면서 메인플런저의 수소통과홀 입구측과 배관측 유로 간의 차압이 신속하게 해소되도록 함으로써, 탱크측 유로와 배관측 유로 간의 차압이 발생하는 구간을 줄이는 동시에 차압이 해소되는 시간을 줄일 수 있다.
셋째, 탱크측 유로가 차단체에 의하여 차단되면서 메인플런저의 수소통과홀 입구측과 배관측 유로 간의 차압이 해소되면서 동압이 되면, 메인플런저가 원활하게 상승하여 배관측 유로가 빠르게 개방될 수 있고, 그에 따라 제2개방홀을 통하여 탱크측 유로와 배관측 유로가 서로 연통되어 수소탱크로부터 연료전지 시스템의 연료전지 스택 등으로 수소가 안정적으로 공급될 수 있다.
도 1은 종래의 수소탱크용 밸브를 도시한 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 연료전지 차량의 수소탱크용 밸브를 도시한 개략적 단면도,
도 3, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 연료전지 차량의 수소탱크용 밸브에 대한 작동 흐름을 순서대로 도시한 개략적 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 연료전지 차량의 수소탱크용 밸브의 다른 실시예를 도시한 개략적 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 2는 본 발명에 따른 연료전지 차량의 수소탱크용 밸브를 도시한 개략적 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 수소탱크용 밸브(100)는 수소탱크의 출구와 연결되는 탱크측 유로(210)와 수소를 소모하는 연료전지 시스템과 연결되는 배관측 유로(220)를 갖는 밸브블럭(200)에 장착된다.
상기 수소탱크용 밸브(100)는 일종의 솔레노이드 타입 밸브로서, 전원 인가시 자기력을 생성시키는 코일부(110)와, 코일부(110)에 의하여 생성된 자기력에 의하여 승강하는 파일럿 플런저(120)와, 파일럿 플런저(120) 내에 자기력에 의하여 승강 가능하게 배치되는 메인플런저(130) 등을 포함하여 구성된다.
상기 메인플런저(130)의 중심부에는 수소통과홀(132)이 상하로 관통 형성되어 있다.
본 발명에 따르면, 상기 파일럿 플런저(120)와 메인플런저(130)가 플렉시블 연결바(140)에 의하여 일체로 연결된다.
바람직하게는, 상기 플렉시블 연결바(140)는, 상기 파일럿 플런저(120)의 상부쪽 내경부와 상기 메인플런저(130)의 상부쪽 외경부 간을 연결하는 복수개의 상부 연결바(142)와, 상기 파일럿 플런저(120)의 하부쪽 내경부와 상기 메인플런저(130)의 하부쪽 외경부 간을 연결하는 복수개의 하부 연결바(144)로 구성될 수 있다.
이에, 상기 파일럿 플런저(120)와 메인플런저(130)가 복수개의 상부 연결바(142) 및 하부 연결바(144)에 의하여 연결됨에 따라, 상기 파일럿 플런저(120)와 메인플런저(130) 간의 연결이 안정적으로 이루어지는 동시에 메인플런저(130)의 좌우 유동을 최소화시킬 수 있다.
이때, 상기 플렉시블 연결바(140)를 구성하는 복수개의 상부 연결바(142)와 하부 연결바(144)는 위에서 보았을 때 메인플런저(130)의 외경면으로부터 방사상으로 연장된 배열을 이루게 된다.
특히, 상기 파일럿 플런저(120)의 일측부에는 탱크측 유로(210)와 연통되는 제1개방홀(121)과, 탱크측 유로(210)를 차단하기 위한 차단체(123)와, 탱크측 유로(210)와 배관측 유로(220)를 서로 연통시키기 위한 제2개방홀(122)이 밸브의 작동 진행 방향을 따라 순차 형성된다.
일례로서, 상기 제1개방홀(121)과 차단체(123)와 제2개방홀(122)은 파일럿 플런저(120)의 위에서부터 아래쪽으로 순차적으로 형성된다.
이와 같은 본 발명의 수소탱크용 밸브(100)는 연료전지 차량(예, 수소전기트럭)의 시동 오프시 닫힘 상태로 유지된다.
즉, 상기 메인플런저(130)의 하단부가 배관측 유로(220)에 밀착되어 배관측 유로(220)가 닫힘 상태로 유지되는 동시에 상기 파일럿 플런저(120)가 메인플런저(130)의 상단부에 밀착되어 수소통과홀(132)이 닫힘 상태로 유지된다.
반면, 연료전지 차량(예, 수소전기트럭)의 시동 온에 따라 상기 코일부(110)에 전원이 인가되면, 코일부(110)에 의하여 생성되는 자기력에 의하여 상기 파일럿 플런저(120)가 점진적으로 상승하기 시작한다.
더 상세하게는, 상기 파일럿 플런저(120)는 제1개방홀(121)이 탱크측 유로(210)와 연통된 상태에서 상기 코일부(110)에서 생성된 자기력에 의하여 점진적으로 상승하되, 상기 차단체(123)가 탱크측 유로(210)를 차단하는 위치로 상승된 후, 상기 제2개방홀(122)이 탱크측 유로(210)와 배관측 유로(220)를 서로 연통시키기 위한 위치까지 상승될 수 있다.
여기서, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 수소탱크용 밸브에 대한 작동 흐름을 살펴보면 다음과 같다.
첨부한 도 3, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 연료전지 차량의 수소탱크용 밸브에 대한 작동 흐름을 순서대로 도시한 개략적 단면도로서, 도 3은 파일럿 플런저의 상승 초기시 상태를 나타내고, 도 4는 파일럿 플런저의 상승 중기시 상태를 나타내며, 도 5는 파일럿 플런저의 상승 말기시 상태를 나타낸다.
먼저, 상기 코일부(110)에 의하여 생성되는 자기력에 의하여 상기 파일럿 플런저(120)가 점진적으로 상승하기 시작하는 상승 초기시, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 파일럿 플런저(120)가 막고 있던 메인플런저(130)의 수소통과홀(132)의 상부가 개방된다.
이에, 상기 탱크측 유로(210)로부터 적은 량의 수소가 파일럿 플런저(120)의 제1개방홀(121)을 경유한 후 메인플런저(130)의 수소통과홀(132)을 통과하여 배관측 유로(220)로 흐르게 되며, 상기 메인플런저(130)는 움직이지 않고 그대로 배관측 유로(220) 상에 밀착된 상태로 유지된다.
이때, 상기 메인플런저(130)가 움직이지 않는 이유는 상기 탱크측 유로(210)의 압력이 배관측 유로(220)의 압력에 비하여 일정치 이상 더 큰 차압이 존재하여, 메인플런저(130) 상에 수소 압력 등이 작용하기 때문이다.
이어서, 상기 파일럿 플런저(120)의 상승 중기시, 상기 차단체(123)가 탱크측 유로(210)를 차단하여, 상기 수소통과홀(132)을 통과하던 수소 유동이 멈추는 동시에 상기 메인플런저(130)의 수소통과홀(132) 입구측과 상기 배관측 유로(220) 간의 차압이 해소되는 상태가 될 수 있다.
다시 말해서, 상기 파일럿 플런저(120)가 계속 상승하여 상기 차단체(123)가 탱크측 유로(210)를 차단하는 위치까지 상승하면, 탱크측 유로(210)의 압력이 차단되는 상태가 되므로, 상기 수소통과홀(132)을 통과하던 수소 유동이 멈추는 동시에 상기 메인플런저(130)의 수소통과홀(132) 입구측과 상기 배관측 유로(220) 간의 차압이 순간적으로 해소되는 상태가 될 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 차단체(123)가 탱크측 유로(210)를 차단하는 초기에는 상기 메인플런저(130)의 수소통과홀(132) 입구측과 상기 배관측 유로(220) 간의 차압이 어느 정도 존재하므로, 도 4의 좌측 도면에서 보듯이 일시적으로 상기 파일럿 플런저(120)와 메인플런저(130) 간에 연결된 플렉시블 연결바(140)가 휘어지는 동시에 메인플런저(130)의 하단부가 배관측 유로(220)에 계속 밀착된 상태로 유지된 후, 도 4의 우측 도면에서 보듯이 상기 메인플런저(130)의 수소통과홀(132) 입구측과 배관측 유로(220) 간의 차압이 해소되어 동압이 되는 순간, 플렉시블 연결바(140)의 탄성 복원력에 의하여 메인플런저(130)가 상승하여 배관측 유로(220)가 개방된다.
이어서, 상기 파일럿 플런저(120)의 상승 말기시, 위와 같이 차압 해소에 따라 개방된 배관측 유로(220)로 탱크측 유로(210)로부터의 수소가 정상적으로 공급되도록 파일럿 플런저(120)의 제2개방홀(122)을 통하여 탱크측 유로(210)와 배관측 유로(220)가 서로 연통되는 상태가 된다.
다시 말해서, 상기 파일럿 플런저(120)가 최대로 상승하여 상기 제2개방홀(122)이 탱크측 유로(210)와 배관측 유로(220)를 서로 연통시키는 위치에 놓이면, 도 5에 도시된 바와 같이 제2개방홀(122)을 통하여 탱크측 유로(210)와 배관측 유로(220)가 서로 연통되는 상태가 됨으로써, 탱크측 유로(210)로부터의 수소가 제2개방홀(122)을 통과하여 배관측 유로(220)로 용이하게 공급될 수 있다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 탱크측 유로(210)가 파일럿 플런저(120)의 차단체(123)에 의하여 차단되면서 메인플런저(130)의 수소통과홀(132) 입구측과 배관측 유로(220) 간의 차압이 신속하게 해소되어, 메인플런저(130)가 원활하게 상승하여 배관측 유로(220)가 빠르게 개방될 수 있다.
그에 따라, 상기 탱크층 유로(210)와 연결된 수소탱크로부터 배관측 유로(220)와 연결된 연료전지 시스템의 연료전지 스택 등으로 수소가 안정적으로 공급될 수 있으므로, 기존에 연료전지 스택으로 공급되는 수소의 양이 부족해져서 수소전기트럭의 목표 출력을 충족하지 못하는 현상을 용이하게 방지할 수 있다.
여기서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수소탱크용 밸브 구조를 살펴보면 다음과 같다.
첨부한 도 6은 본 발명에 따른 연료전지 차량의 수소탱크용 밸브의 다른 실시예를 도시한 개략적 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수소 탱크용 밸브(100)도, 전원 인가시 자기력을 생성시키는 코일부(110)와, 코일부(110)에 의하여 생성된 자기력에 의하여 승강하는 파일럿 플런저(120)와, 파일럿 플런저(120) 내에 자기력에 의하여 승강 가능하게 배치되는 메인플런저(130) 등을 포함하여 구성되고, 상기 메인플런저(130)의 중심부에는 수소통과홀(132)이 상하로 관통 형성된다.
또한, 상기 파일럿 플런저(120)의 하부쪽 내경부와 상기 메인플런저(130)의 하부쪽 외경부 간에 플렉시블 연결바(140)가 연결된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 차압이 발생되는 유로의 길이를 더 줄여줄 수 있도록 한 점에 특징이 있다.
이를 위해, 상기 파일럿 플런저(120)의 일측부에 탱크측 유로(210)와 연통되는 제1개방홀(121)과, 탱크측 유로(210)를 차단하기 위한 차단체(123)와, 탱크측 유로(210)와 배관측 유로(220)를 서로 연통시키기 위한 제2개방홀(122)이 위에서부터 아래쪽으로 순차적으로 형성되되, 상기 제2개방홀(122)은 상기 차단체(123)의 저면으로부터 파일럿 플런저(120)의 하단부까지 연장된 형태로 크게 형성된다.
또한, 상기 파일럿 플런저(120)의 제1개방홀(121)과 마주보는 메인플런저(130)의 일측부에는 제1개방홀(121)에 차단 가능하게 밀착되는 밀착면(134)이 형성되고, 상기 메인플런저(130)의 밀착면(134)의 하부에는 메인플런저(130)의 하단부까지 제거된 형태의 연통홀(136)이 형성된다.
따라서, 상기 메인플런저(130)의 연통홀(136)로 인하여 메인플런저(130)의 수소통과홀(132)의 상하길이가 짧아지게 되어, 결국 차압이 발생되는 메인플런저(130)의 수소통과홀(132) 입구측과 배관측 유로(220) 간의 유로 길이를 줄일 수 있게 된다.
이에, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 코일부(110)에 의하여 생성되는 자기력에 의하여 파일럿 플런저(120)가 점진적으로 상승될 때, 탱크측 유로(210)가 파일럿 플런저(120)의 차단체(123)에 의하여 차단되면서 메인플런저(130)의 수소통과홀(132) 입구측과 배관측 유로(220) 간의 차압이 보다 신속하게 해소될 수 있다.
연이어, 상기 파일럿 플런저(120)가 최대 상승하면, 파일럿 플런저(120)의 제2개방홀(122)과 메인플런저(130)의 연통홀(136)을 통하여 탱크층 유로(210)와 배관측 유로(220)가 서로 연통됨으로써, 수소탱크로부터 연료전지 시스템의 연료전지 스택 등으로 수소가 안정적으로 공급될 수 있다.
이상으로 본 발명을 하나의 실시예로서 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 상술한 하나의 실시예에 한정되지 않으며, 하기의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다 할 것이다.
100 : 수소탱크용 밸브 110 : 코일부
120 : 파일럿 플런저 121 : 제1개방홀
122 : 제2개방홀 123 : 차단체
130 : 메인플런저 132 : 수소통과홀
134 : 밀착면 136 : 연통홀
140 : 플렉시블 연결바 142 : 상부 연결바
144 : 하부 연결바 200 : 밸브블럭
210 : 탱크측 유로 220 : 배관측 유로

Claims (9)

  1. 전원 인가시 자기력을 생성시키는 코일부;
    상기 코일부에 의하여 생성된 자기력에 의하여 상승하는 파일럿 플런저;
    수소통과홀을 갖는 구조로 구비되어, 상기 파일럿 플런저 내에 배치되는 메인플런저; 및
    상기 파일럿 플런저와 메인플런저를 연결하는 플렉시블 연결바;
    를 포함하고,
    상기 파일럿 플런저의 일측부에 탱크측 유로와 연통되는 제1개방홀과, 탱크측 유로를 차단하는 차단체와, 탱크측 유로와 배관측 유로를 연통시키는 제2개방홀이 형성된 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 수소탱크용 밸브.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 플렉시블 연결바는:
    상기 파일럿 플런저의 상부쪽 내경부와 상기 메인플런저의 상부쪽 외경부 간을 연결하는 복수개의 상부 연결바와;
    상기 파일럿 플런저의 하부쪽 내경부와 상기 메인플런저의 하부쪽 외경부 간을 연결하는 복수개의 하부 연결바;
    로 구성된 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 수소탱크용 밸브.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1개방홀과 차단체와 제2개방홀은 밸브의 작동 진행 방향을 따라 순차 형성된 것으로서,
    상기 제1개방홀이 탱크측 유로와 연통된 상태에서 상기 코일부에서 생성된 자기력에 의하여 파일럿 플런저가 점진적으로 상승될 때, 상기 차단체에 의하여 탱크측 유로가 차단된 후, 상기 제2개방홀을 통하여 탱크측 유로가 배관측 유로와 연통되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 수소탱크용 밸브.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 파일럿 플런저의 상승 초기시, 상기 파일럿 플런저가 막고 있던 메인플런저의 수소통과홀이 개방되고, 탱크측 유로로부터의 수소가 제1개방홀 및 수소통과홀을 통과하여 배관측 유로로 흐르게 되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 수소탱크용 밸브.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 파일럿 플런저의 상승 중기시, 차단체가 탱크측 유로를 차단하여, 상기 수소통과홀을 통과하는 수소 유동이 멈추는 동시에 상기 메인플런저의 수소통과홀 입구측과 배관측 유로 간의 차압이 해소되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 수소탱크용 밸브.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 차단체가 탱크측 유로를 차단할 때, 상기 파일럿 플런저와 메인플런저간에 연결된 플렉시블 연결바가 휘어지는 동시에 메인플런저의 하단부가 배관측 유로에 계속 밀착된 상태로 유지된 후, 상기 메인플런저의 수소통과홀 입구측과 배관측 유로 간의 차압이 해소되는 순간 상승하여 배관측 유로가 개방되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 수소탱크용 밸브.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 파일럿 플런저의 상승 말기시, 차압 해소에 따라 개방된 배관측 유로로 탱크측 유로로부터의 수소가 정상 공급되도록 상기 제2개방홀을 통하여 탱크측 유로와 배관측 유로가 서로 연통되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 수소탱크용 밸브.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 파일럿 플런저의 제2개방홀은 상기 차단체의 저면으로부터 파일럿 플런저의 하단부까지 연장된 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 수소탱크용 밸브.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 파일럿 플런저의 제1개방홀과 마주보는 메인플런저의 일측부에는 제1개방홀에 차단 가능하게 밀착되는 밀착면이 형성되고, 상기 메인플런저의 밀착면의 하부에는 메인플런저의 하단부까지 연장된 연통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 수소탱크용 밸브.
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