Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

KR20240008434A - Valve assembly for high pressure hydrogen tank - Google Patents

Valve assembly for high pressure hydrogen tank Download PDF

Info

Publication number
KR20240008434A
KR20240008434A KR1020220084778A KR20220084778A KR20240008434A KR 20240008434 A KR20240008434 A KR 20240008434A KR 1020220084778 A KR1020220084778 A KR 1020220084778A KR 20220084778 A KR20220084778 A KR 20220084778A KR 20240008434 A KR20240008434 A KR 20240008434A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flow path
pressure
hydrogen tank
passage
valve assembly
Prior art date
Application number
KR1020220084778A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
배대원
Original Assignee
배대원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 배대원 filed Critical 배대원
Priority to KR1020220084778A priority Critical patent/KR20240008434A/en
Publication of KR20240008434A publication Critical patent/KR20240008434A/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/04Arrangement or mounting of valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C7/00Methods or apparatus for discharging liquefied, solidified, or compressed gases from pressure vessels, not covered by another subclass
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01Shape
    • F17C2201/0104Shape cylindrical
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05Size
    • F17C2201/056Small (<1 m3)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0323Valves
    • F17C2205/0329Valves manually actuated
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0382Constructional details of valves, regulators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0388Arrangement of valves, regulators, filters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01Pure fluids
    • F17C2221/012Hydrogen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00Applications
    • F17C2270/01Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0168Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00Applications
    • F17C2270/01Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0184Fuel cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/34Hydrogen distribution

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

본 발명은 수소저장탱크 및 연료전지스택에 신속하고 정확하게 체결할 수 있는 구조를 갖는 것은 물론, 연료전지스택에 장착시에 작용하는 외력이나 작업자가 수동으로 가압하는 등의 외력에 연동하여 개방되어 연료전지스택 측으로 수소가스를 공급하는 동시에 상기 외력의 제거시에 자동으로 밸브가 폐쇄되는 구조를 갖는 고압 수소탱크용 밸브 어셈블리에 관한 것이다.The present invention not only has a structure that can be quickly and accurately fastened to a hydrogen storage tank and a fuel cell stack, but also opens in response to an external force such as an external force applied when mounted on the fuel cell stack or manual pressure by an operator, thereby discharging the fuel. It relates to a valve assembly for a high-pressure hydrogen tank that supplies hydrogen gas to the battery stack and has a structure that automatically closes the valve when the external force is removed.

Description

고압 수소탱크용 밸브 어셈블리{VALVE ASSEMBLY FOR HIGH PRESSURE HYDROGEN TANK}Valve assembly for high pressure hydrogen tank {VALVE ASSEMBLY FOR HIGH PRESSURE HYDROGEN TANK}

본 발명은 고압 수소탱크용 밸브 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고압의 수소가스가 내부에 저장된 수소탱크에 결합된 상태에서 외력의 작용에 의해 연동하여 수소가스가 출입하는 유로를 개폐 가능한 구조를 갖는 고압 수소탱크용 밸브 어셈블리에 관한 것이다.The present invention relates to a valve assembly for a high-pressure hydrogen tank. More specifically, the present invention relates to a valve assembly for a high-pressure hydrogen tank, and more specifically, to a structure capable of opening and closing a passage through which hydrogen gas enters and exits by interlocking with the action of an external force while high-pressure hydrogen gas is coupled to a hydrogen tank stored inside. It relates to a valve assembly for a high-pressure hydrogen tank.

연료전지는 고효율의 청정 에너지원으로서 점차 그 사용 영역이 확대되어 가고 있으며, 여러 종류의 연료전지 중에서 특히 고분자 전해질(막) 연료전지(PEMFC:Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)는 다른 형태의 연료전지에 비해 비교적 낮은 온도에서 작동하고 시동시간이 짧으며 부하 변화에 대한 빠른 응답 특성을 가지고 있다.Fuel cells are a highly efficient, clean energy source, and their use area is gradually expanding. Among various types of fuel cells, polymer electrolyte (membrane) fuel cells (PEMFC) in particular are better than other types of fuel cells. It operates at a relatively low temperature, has a short start-up time, and has quick response characteristics to load changes.

특히, 고분자 전해질 연료전지는 효율이 높고 전류밀도 및 출력밀도가 크다. 또한 반응가스(수소 및 공기 중 산소)의 압력 변화에 덜 민감하며 다양한 범위의 출력을 낼 수 있다. 이런 이유로 무공해 차량의 동력원, 자가 발전용, 이동용 및 군사용 전원 등 다양한 분야에 응용될 수 있다.In particular, polymer electrolyte fuel cells have high efficiency and high current density and power density. Additionally, it is less sensitive to pressure changes in the reaction gases (hydrogen and oxygen in the air) and can produce a wide range of output. For this reason, it can be applied to a variety of fields, such as a power source for pollution-free vehicles, self-generation, mobile, and military power sources.

고분자 전해질막 연료전지는 수소와 산소를 전기화학적으로 반응하여 물을 생성하면서 전기를 발생시키는 장치로서, 공급된 수소가 애노드의 촉매에서 수소이온과 전자로 분리되고, 분리된 수소이온은 전해질막을 통해 캐소드로 넘어가게 된다.A polymer electrolyte membrane fuel cell is a device that generates electricity by electrochemically reacting hydrogen and oxygen to produce water. The supplied hydrogen is separated into hydrogen ions and electrons in the anode catalyst, and the separated hydrogen ions pass through the electrolyte membrane. It passes to the cathode.

이때, 캐소드에 공급된 공기 중 산소는 외부 도선을 통해 캐소드로 들어온 전자와 결합하여 물을 생성하면서 전기 에너지를 발생시킨다.At this time, oxygen in the air supplied to the cathode combines with electrons entering the cathode through an external conductor to generate water and generate electrical energy.

한편, 실제 차량(Vehicle)이나 드론(Drone)에서 필요한 전위를 얻기 위해서는 필요한 전위만큼 단위 셀을 적층하여야 하며, 이렇게 단위 셀을 적층한 것을 스택(또는 연료전지 스택)이라 한다. 1 개의 단위 셀에서 발생하는 전위는 약1.2V로서, 다수의 셀을 직렬로 적층하여 부하에 필요한 전력을 공급하고 있다.Meanwhile, in order to obtain the required potential in an actual vehicle or drone, unit cells must be stacked to the required potential, and the unit cells stacked in this way are called a stack (or fuel cell stack). The potential generated from one unit cell is approximately 1.2V, and the power required for the load is supplied by stacking multiple cells in series.

각 단위 셀은 막전극접합체(MEA:Membrane Electrode Assembly)를 포함하며, 막전극 접합체에서 수소이온이 전달되는 고분자 전해질막을 사이에 두고 양측으로 수소가 공급되는 애노드 전극과 공기(산소)가 공급되는 캐소드 전극이 구비된다.Each unit cell includes a membrane electrode assembly (MEA: Membrane Electrode Assembly), an anode to which hydrogen is supplied on both sides across a polymer electrolyte membrane through which hydrogen ions are transferred from the membrane electrode assembly, and a cathode to which air (oxygen) is supplied. Electrodes are provided.

그리고 촉매층을 포함하는 애노드 전극 및 캐소드 전극의 바깥쪽에는 가스 확산층이 배치되며, 이러한 막전극 접합체와 반응가스 및 냉각수 유로가 형성된 분리판을 순차적으로 적층한 것이 연료전지 스택이다.A gas diffusion layer is disposed outside the anode and cathode electrodes including the catalyst layer, and a fuel cell stack is formed by sequentially stacking such a membrane electrode assembly and a separator plate on which reaction gas and coolant channels are formed.

이러한 연료전지의 운용에 있어서, 수소가스의 안정적인 공급은 중요한 운용요소이다. 특히 실제 차량이나 드론에서 연료전지는 복수개가 배치될 수 있으며, 각각의 연료전지로 일정 압력이 유지되는 수소가스의 균일한 공급이 요구된다.In the operation of these fuel cells, a stable supply of hydrogen gas is an important operating factor. In particular, multiple fuel cells may be deployed in an actual vehicle or drone, and a uniform supply of hydrogen gas at a constant pressure to each fuel cell is required.

통상 가스탱크 내부에 존재하는 수소가스는 고압상태에 있기 때문에 연료전지로 공급하기 위해서는 단계적 감압이 필요하고, 이를 위해 가스탱크의 배출구에 감압밸브를 장착하여 가스의 압력을 단계적으로 감압한다.Since the hydrogen gas present inside the gas tank is usually under high pressure, it requires gradual pressure reduction in order to supply it to the fuel cell. To this end, a pressure reducing valve is installed at the outlet of the gas tank to gradually reduce the pressure of the gas.

그리고 토출밸브를 별도로 감압밸브에 연결하여 각각의 연료전지로 감압된 수소가스를 공급하는데, 종래 토출밸브와 가스를 분배하는 허브(hub)간의 체결 구조는 복잡하여 신속한 연결 및 분리가 제한되는 것은 물론, 개방과 폐쇄 동작을 수행하는 구성 간의 간극 사이로 수소가스가 누설되는 등의 문제점이 있었다.In addition, the discharge valve is connected to a separate pressure reducing valve to supply depressurized hydrogen gas to each fuel cell. However, the conventional connection structure between the discharge valve and the hub that distributes the gas is complicated, which limits quick connection and disconnection. , there were problems such as hydrogen gas leaking through the gap between the components that perform the opening and closing operations.

한국등록특허 제10-2006330호(2019.07.26.등록)Korean Patent No. 10-2006330 (registered on July 26, 2019) 일본공개특허 제20299766호(2008.12.11.공개)Japanese Patent Publication No. 20299766 (published on December 11, 2008)

본 발명은 수소저장탱크 및 연료전지스택에 신속하고 정확하게 체결할 수 있는 구조를 갖는 것은 물론, 연료전지스택에 장착시에 작용하는 외력이나 작업자가 수동으로 가압하는 등의 외력에 연동하여 개방되어 연료전지스택 측으로 수소가스를 공급하는 동시에 상기 외력의 제거시에 자동으로 밸브가 폐쇄되는 구조를 갖는 고압 수소탱크용 밸브 어셈블리를 제공하는데 목적이 있다.The present invention not only has a structure that can be quickly and accurately fastened to a hydrogen storage tank and a fuel cell stack, but also opens in response to an external force such as an external force applied when mounted on the fuel cell stack or manual pressure by an operator, thereby discharging the fuel. The purpose is to provide a valve assembly for a high-pressure hydrogen tank that supplies hydrogen gas to the battery stack and has a structure that automatically closes the valve when the external force is removed.

본 발명은 수소저장탱크 및 연료전지스택에 신속하고 정확하게 체결할 수 있는 구조를 갖는 것은 물론, 연료전지스택에 장착시에 작용하는 외력이나 작업자가 수동으로 가압하는 등의 외력에 연동하여 개방되어 연료전지스택 측으로 수소가스를 공급하는 동시에 상기 외력의 제거시에 자동으로 밸브가 폐쇄되는 구조를 갖는 고압 수소탱크용 밸브 어셈블리에 관한 것으로서, 수소탱크(10) 내부에 수용된 수소가스를 감압하여 토출할 수 있도록 상기 수소탱크(10)의 수소출입공에 연통하여 설치되는 감압부(100); 상기 감압부(100)의 통과하여 감압된 수소가스를 연료전지스택으로 공급할 수 있도록 상기 감압부(100)의 가스토출구에 연통하는 제1유로(200a)와 상기 제1유로(200a)에서 그 외주면 둘레가 확장되도록 상기 제1유로(200a)의 상단에서 그 직경이 확정되는 형상으로 수직단차가 형성된 제2유로(200b)가 형성된 커넥터(200); 상기 제1유로(200a) 보다는 그 직경이 크고 상기 제2유로(200b) 보다는 그 직경이 작게 형성되어 상기 제2유로(200)의 내부 하단에 배치되는 스프링(300); 하단 중앙에서 상방을 따라 형성된 제3유로(400a)와 상기 제3유로(400a)의 상단에서 수직 양방향으로 분기되는 제4유로(400b)가 형성되는 하단부와, 상단 중앙에서 하방을 따라 형성된 제5유로(400c)와 상기 제5유로(400c)의 하단에서 수직 양방향으로 분기되는 제6유로(400d)가 형성되는 상단부로 이루어지며, 상기 스프링(300)의 상단부 내주면에 삽입 거치될 수 있도록 하단부 외주면 둘레에는 그 직경이 작아지는 수직단차가 형성되는 슬라이드부(400); 상기 커넥터(200)의 제2유로(200b) 상단에서 하방을 따라 삽입되되 하단부 외주면 둘레를 따라 형성된 나사산이 상기 커넥터(200)의 제2유로(200b) 상단부 외주면 둘레에 형성된 나사산에 나사결합되고, 내부 하단 중앙에서 상단 방향을 따라 상기 슬라이드부(400)가 삽입될 수 있도록 내부 하단 중앙에서 하단 중앙을 가로지르는 삽입공(500a)이 형성되되, 외력에 의해 상기 슬라이드부(400)가 하방으로 이동된 상태에서 상기 슬라이드부(400)의 제4유로(400b) 및 제6유로(400d)와 연통되고, 외력이 해제되어 상기 스프링(300)의 반발력에 의해 상기 너트부(400)가 상방으로 이동된 상태에서 제4유로(400b)와만 연통되도록 상기 삽입공(500a) 중 상기 제4유로(400b)와 대향하는 영역은 높이방향 및 외측방향으로 확장되게 형성되는 너트부(500); 및 상기 너트부(500)의 삽입공(500a) 상단 중앙에서 하방을 따라 삽입되어 상기 슬라이드부(400)를 하방으로 가압하고, 상기 슬라이드부(400)의 제5유로(400c)와 연통되는 제7유로(600a)와 상기 제7유로(600a)에서 분기되는 제8유로(600b)가 형성되는 가압부(600);를 포함한다.The present invention not only has a structure that can be quickly and accurately fastened to a hydrogen storage tank and a fuel cell stack, but also opens in response to an external force such as an external force applied when mounted on the fuel cell stack or manual pressure by an operator, thereby discharging the fuel. It relates to a valve assembly for a high-pressure hydrogen tank that supplies hydrogen gas to the battery stack and has a structure that automatically closes the valve when the external force is removed, enabling the hydrogen gas contained within the hydrogen tank (10) to be depressurized and discharged. a pressure reducing unit (100) installed in communication with the hydrogen inlet/outlet hole of the hydrogen tank (10); A first flow passage (200a) communicating with the gas discharge port of the pressure reduction unit (100) so that the hydrogen gas depressurized by passing through the pressure reduction unit (100) can be supplied to the fuel cell stack, and an outer circumferential surface of the first flow passage (200a) A connector 200 in which a second flow path 200b is formed with a vertical step whose diameter is determined at the top of the first flow path 200a so that the circumference is expanded; a spring 300 having a larger diameter than the first flow passage 200a and a smaller diameter than the second flow passage 200b and disposed at an inner bottom of the second flow passage 200; A lower portion in which a third flow passage 400a is formed along an upward direction from the bottom center and a fourth passageway 400b is formed that branches vertically in both directions at the top of the third passage 400a, and a fifth passage is formed along a downward direction in the upper center. It consists of a flow path (400c) and an upper part where a sixth flow path (400d) branching vertically in both directions is formed at the bottom of the fifth flow path (400c), and the outer circumference of the lower part is so that it can be inserted and mounted on the inner circumference of the upper part of the spring 300. A slide portion 400 on the periphery of which a vertical step whose diameter becomes smaller is formed; It is inserted downward from the top of the second flow path (200b) of the connector 200, and a thread formed along the outer circumference of the lower end is screwed to a thread formed around the outer circumference of the upper end of the second flow path (200b) of the connector 200, An insertion hole 500a is formed across the inner bottom center to the bottom center so that the slide part 400 can be inserted from the inner bottom center to the top, but the slide part 400 moves downward due to an external force. In this state, it communicates with the fourth flow path (400b) and the sixth flow path (400d) of the slide part 400, the external force is released, and the nut part 400 moves upward by the repulsive force of the spring 300. A nut portion 500 formed to extend in the height direction and outward in a region of the insertion hole 500a facing the fourth passage 400b so as to communicate only with the fourth passage 400b in the state; And a second insert that is inserted downward from the upper center of the insertion hole 500a of the nut portion 500 to press the slide portion 400 downward and communicates with the fifth flow passage 400c of the slide portion 400. It includes a pressurizing portion 600 in which a 7th flow path 600a and an 8th flow path 600b branching from the 7th flow path 600a are formed.

그리고 상기 슬라이드부(400)의 외주면 둘레 중 제4유로(400b)와 제6유로(400d) 사이에는 내측방향으로 움푹하게 패인 삽입홈(400e)이 형성되며, 상기 삽입홈(400e)에는 실링부재(410)가 내재 수용되는 것을 특징으로 한다.In addition, an insertion groove 400e that is recessed in the inward direction is formed between the fourth flow passage 400b and the sixth flow passage 400d around the outer peripheral surface of the slide part 400, and a sealing member is formed in the insertion groove 400e. (410) is characterized by internal acceptance.

특히, 상기 가압부(600)는 외력에 의해 하방으로 이동할 수 있는 거리를 제한할 수 있도록 외주면 둘레를 따라 돌출된 돌출스토퍼(610)가 형성되는 것을 특징으로 한다.In particular, the pressing portion 600 is characterized by a protruding stopper 610 formed along the outer peripheral surface to limit the distance that can be moved downward by external force.

이때, 상기 가압부(600)의 외주면 둘레 중 상기 돌출스토퍼(610)와 상기 제8유로(600b)가 형성된 위치 사이에는 내측방향으로 움푹하게 패인 삽입홈(600c)이 형성되며, 상기 삽입홈(600c)에는 실링부재(620)가 내재 수용되는 것을 특징으로 한다.At this time, an insertion groove 600c that is recessed in the inward direction is formed between the protruding stopper 610 and the position where the eighth flow path 600b is formed around the outer peripheral surface of the pressing part 600, and the insertion groove ( 600c) is characterized in that the sealing member 620 is internally accommodated.

본 발명은 가압부에 하방 압력이 가해질 수 있도록 구조물에 장착함과 동시에 연료전지스택으로 수소를 공급할 수 있는 유로를 개방하는 구조를 가지므로 수소저장탱크 및 연료전지스택에 신속하고 정확하게 체결됨과 동시에 수소가스를 공급할 수 있는 효과가 있다.The present invention has a structure that is mounted on a structure so that downward pressure can be applied to the pressurized part and at the same time opens a flow path that can supply hydrogen to the fuel cell stack, so it can be quickly and accurately fastened to the hydrogen storage tank and fuel cell stack and at the same time provides hydrogen It has the effect of supplying gas.

그리고 본 발명의 고압 수소탱크용 밸브 어셈블리의 슬라이드부의 외주면 둘레 중 제4유로와 제6유로 사이에는 내측방향으로 움푹하게 패인 삽입홈이 형성되고 이 삽입홈에 실링부재가 내재 수용됨에 따라 가압부에 외력이 가해지기 이전이나 가해지고 있던 외력이 해제된 상태에서 슬라이드부의 상단부 외주면 둘레와 너트부의 내주면 둘레 사이의 간극으로의 누설을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, an insertion groove that is recessed in the inward direction is formed between the fourth and sixth passageways around the outer peripheral surface of the slide portion of the valve assembly for a high-pressure hydrogen tank of the present invention, and the sealing member is internally accommodated in this insertion groove, thereby forming a pressurized portion. It is effective in preventing leakage into the gap between the outer circumference of the upper end of the slide part and the inner circumference of the nut part before the external force is applied or in the state in which the applied external force is released.

또한, 본 발명의 고압 수소탱크용 밸브 어셈블리의 가압부의 외주면 둘레 중 돌출스토퍼와 제8유로가 형성된 위치 사이에는 내측방향으로 움푹하게 패인 삽입홈이 형성되며, 이 삽입홈에는 실링부재가 내재 수용됨에 따라 슬라이드부의 외주면 둘레와 너트부의 내주면 둘레 사이의 간극으로의 누설을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, an insertion groove that is recessed in the inward direction is formed between the protruding stopper and the position where the eighth flow passage is formed around the outer peripheral surface of the pressurizing portion of the valve assembly for a high-pressure hydrogen tank of the present invention, and the sealing member is internally accommodated in this insertion groove. Accordingly, there is an effect of preventing leakage into the gap between the outer circumference of the slide part and the inner circumference of the nut part.

또한 본 발명의 고압 수소탱크용 밸브 어셈블리는 가압부의 외주면 둘레를 따라 돌출스토퍼를 형성함에 따라 하방 압력에 의해 이동하는 가압부의 상하 이동 거리를 제한할 수 있어 가해지는 하방 압력에 따라 수소가스 공급을 위한 밸브 폐쇄 및 개방동작의 작동 오류를 예방할 수 있는 효과가 있다.In addition, the valve assembly for a high-pressure hydrogen tank of the present invention forms a protruding stopper along the outer circumference of the pressurizing part, so that it can limit the vertical movement distance of the pressurizing part moved by downward pressure, so that it can be used to supply hydrogen gas according to the applied downward pressure. It is effective in preventing operational errors in valve closing and opening operations.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고압 수소탱크용 밸브 어셈블리의 분해 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고압 수소탱크용 밸브 어셈블리의 분해 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고압 수소탱크용 밸브가 폐쇄(a)된 상태를 나타내는 상태도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고압 수소탱크용 밸브가 개방(b)된 상태를 나타내는 상태도이다.
1 is an exploded side view of a valve assembly for a high-pressure hydrogen tank according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exploded cross-sectional view of a valve assembly for a high-pressure hydrogen tank according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a state diagram showing a state in which the valve for a high-pressure hydrogen tank is closed (a) according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a state diagram showing the open (b) state of the valve for a high-pressure hydrogen tank according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and will be implemented in various different forms. These embodiments only serve to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to those skilled in the art to fully convey the scope of the invention. This is provided to inform you. In the drawings, like symbols refer to like elements.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고압 수소탱크용 밸브 어셈블리의 분해 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고압 수소탱크용 밸브 어셈블리의 분해 단면도이다.Figure 1 is an exploded side view of a valve assembly for a high-pressure hydrogen tank according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is an exploded cross-sectional view of a valve assembly for a high-pressure hydrogen tank according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 수소저장탱크 및 연료전지스택에 신속하고 정확하게 체결하여 수소가스를 공급할 수 있는 구조를 갖는 것은 물론, 연료전지스택에 장착시에 작용하는 외력이나 작업자가 수동으로 가압하는 등의 외력에 연동하여 밸브가 개방되어 연료전지스택 측으로 수소가스를 공급하는 동시에 상기 외력의 제거시에 자동으로 밸브가 폐쇄되는 구조를 갖는 고압 수소탱크용 밸브 어셈블리에 관한 것으로서, 수소탱크(10) 내부에 수용된 수소가스를 감압하여 토출할 수 있도록 상기 수소탱크(10)의 수소출입공에 연통하여 설치되는 감압부(100)와, 상기 감압부(100)의 통과하여 감압된 수소가스를 연료전지스택으로 공급할 수 있도록 상기 감압부(100)의 가스토출구에 연통하는 제1유로(200a)와 상기 제1유로(200a)에서 그 외주면 둘레가 확장되도록 상기 제1유로(200a)의 상단에서 그 직경이 확정되는 형상으로 수직단차가 형성된 제2유로(200b)가 형성된 커넥터(200)와, 상기 제1유로(200a) 보다는 그 직경이 크고 상기 제2유로(200b) 보다는 그 직경이 작게 형성되어 상기 제2유로(200)의 내부 하단에 배치되는 스프링(300)과, 하단 중앙에서 상방을 따라 형성된 제3유로(400a)와 상기 제3유로(400a)의 상단에서 수직 양방향으로 분기되는 제4유로(400b)가 형성되는 하단부와 상단 중앙에서 하방을 따라 형성된 제5유로(400c)와 상기 제5유로(400c)의 하단에서 수직 양방향으로 분기되는 제6유로(400d)가 형성되는 상단부로 이루어지며 상기 스프링(300)의 상단부 내주면에 삽입 거치될 수 있도록 하단부 외주면 둘레에는 그 직경이 작아지는 수직단차가 형성되는 슬라이드부(400)과, 상기 커넥터(200)의 제2유로(200b) 상단에서 하방을 따라 삽입되되 하단부 외주면 둘레를 따라 형성된 나사산이 상기 커넥터(200)의 제2유로(200b) 상단부 외주면 둘레에 형성된 나사산에 나사결합되고 내부 하단 중앙에서 상단 방향을 따라 상기 슬라이드부(400)가 삽입될 수 있도록 내부 하단 중앙에서 하단 중앙을 가로지르는 삽입공(500a)이 형성되되 외력에 의해 상기 슬라이드부(400)가 하방으로 이동된 상태에서 상기 슬라이드부(400)의 제4유로(400b) 및 제6유로(400d)와 연통되고 외력이 해제되어 상기 스프링(300)의 반발력에 의해 상기 너트부(400)가 상방으로 이동된 상태에서 제4유로(400b)와만 연통되도록 상기 삽입공(500a) 중 상기 제4유로(400b)와 대향하는 영역은 높이방향 및 외측방향으로 확장되게 형성되는 너트부(500)와, 상기 너트부(500)의 삽입공(500a) 상단 중앙에서 하방을 따라 삽입되어 상기 슬라이드부(400)를 하방으로 가압하고 상기 슬라이드부(400)의 제5유로(400c)와 연통되는 제7유로(600a)와 상기 제7유로(600a)에서 분기되는 제8유로(600b)가 형성되는 가압부(600)를 포함한다.As shown in Figures 1 and 2, the present invention not only has a structure that can supply hydrogen gas by quickly and accurately fastening to a hydrogen storage tank and a fuel cell stack, but also has a structure that can supply hydrogen gas when mounted on the fuel cell stack. It relates to a valve assembly for a high-pressure hydrogen tank having a structure in which the valve is opened in response to an external force such as manual pressurization to supply hydrogen gas to the fuel cell stack, and at the same time the valve is automatically closed when the external force is removed, A pressure reducing unit 100 installed in communication with the hydrogen inlet/outlet hole of the hydrogen tank 10 to allow the hydrogen gas contained within the hydrogen tank 10 to be discharged by reducing the pressure, and a pressure reducing unit 100 passing through the pressure reducing unit 100. A first flow path (200a) communicating with the gas discharge port of the pressure reducing unit 100 to supply hydrogen gas to the fuel cell stack, and a first flow path (200a) such that the circumference of the outer peripheral surface of the first flow path (200a) is expanded. A connector (200) having a second flow passage (200b) with a vertical step formed in a shape whose diameter is determined at the top of the connector, and a diameter larger than the first passage (200a) and a diameter larger than the second passage (200b). The spring 300 is formed small and disposed at the inner bottom of the second flow path 200, and the third flow path 400a is formed along the upper side from the center of the bottom and runs vertically in both directions from the top of the third flow path 400a. A fifth passageway (400c) is formed along the lower end from the center of the upper and lower end where the branched fourth passageway (400b) is formed, and a sixth passageway (400d) is formed that branches vertically in both directions at the bottom of the fifth passageway (400c). A slide portion 400 that is composed of an upper portion and has a vertical step with a smaller diameter around the outer peripheral surface of the lower portion so that it can be inserted into the inner peripheral surface of the upper upper portion of the spring 300, and a second flow path of the connector 200 ( 200b) It is inserted downward from the top, and a screw thread formed along the outer circumference of the lower part is screwed to a screw thread formed around the outer circumferential surface of the upper part of the second passage 200b of the connector 200, and the slide part is inserted from the center of the inner bottom to the top. An insertion hole 500a is formed from the inner bottom center to the bottom center so that 400 can be inserted, and the fourth part of the slide part 400 is formed in a state in which the slide part 400 is moved downward by an external force. It communicates with the flow path 400b and the sixth flow path 400d, and the external force is released so that the nut part 400 is moved upward by the repulsive force of the spring 300 and communicates only with the fourth flow path 400b. The area of the insertion hole 500a facing the fourth flow path 400b includes a nut portion 500 that is formed to expand in the height direction and outward direction, and an upper center portion of the insertion hole 500a of the nut portion 500. A seventh flow path (600a) that is inserted along the lower side and presses the slide part (400) downward and communicates with the fifth flow path (400c) of the slide part (400) and a third flow path (600a) branching from the seventh flow path (600a). It includes a pressurizing portion 600 in which 8 flow paths 600b are formed.

상기 감압부(100)는 상기 수소탱크(10) 내에 저장된 고압의 수소가스를 감압시키기 위한 수단으로서, 상기 수소탱크(10)의 수소출입공에 연통하여 설치된다.The pressure reducing unit 100 is a means for depressurizing the high-pressure hydrogen gas stored in the hydrogen tank 10, and is installed in communication with the hydrogen inlet/outlet hole of the hydrogen tank 10.

특히, 상기 감압부(100)는 수소탱크(10) 내에 저장된 고압의 수소가스를 감압하는 용도외에 수소가스가 저장된 외부의 수소저장장치로부터 수소가스를 충전할 때에도 사용되는 구성이며, 이 경우 상기 수소탱크(10)의 수소출입공과 연통되 유로 외에 별도의 유로를 통해 수소가스가 충전되도록 구성할 수 있을 것이다.In particular, the pressure reducing unit 100 is used not only for depressurizing high-pressure hydrogen gas stored in the hydrogen tank 10, but also for charging hydrogen gas from an external hydrogen storage device where hydrogen gas is stored. In this case, the hydrogen It may be configured to charge hydrogen gas through a separate flow path in addition to the flow path communicating with the hydrogen inlet/outlet hole of the tank 10.

상기 감압부(100)의 경우, 종래의 일반적인 고압가스의 압력을 낮추기 위한 밸브 구성과 대동소이하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.In the case of the pressure reducing unit 100, a detailed description thereof will be omitted since it is similar to the valve configuration for lowering the pressure of a conventional high-pressure gas.

상기 커넥터(200)는 상기 감압부(100)에서 감압되어 토출되는 수소가스를 연료전지스택으로 공급할 수 있도록 상기 감압부(100)와 상기 가압부(600) 사이에 개재되는 수단으로서, 상기 감압부(100)의 가스토출구에 연통하는 제1유로(200a)와 상기 제1유로(200a)에서 그 외주면 둘레가 확장되도록 상기 제1유로(200a)의 상단에서 그 직경이 확정되는 형상으로 수직단차가 형성된 제2유로(200b)로 이루어진 내부유로(200a)가 형성된다.The connector 200 is a means interposed between the pressure reducing unit 100 and the pressurizing unit 600 to supply hydrogen gas that is decompressed and discharged from the pressure reducing unit 100 to the fuel cell stack. A first flow path (200a) communicates with the gas discharge port of (100) and a vertical step in a shape whose diameter is determined at the top of the first flow path (200a) so that the circumference of the outer circumferential surface of the first flow path (200a) is expanded. An internal flow path (200a) composed of the formed second flow path (200b) is formed.

상기 스프링(300)은 그 상단부 내주면에 삽입되어 거치되는 상기 슬라이드부(400)가 외력에 의해 하방으로 이동하는 상기 가압부(600)에 연동하여 하방으로 이동할 때 완충하는 역할을 수행하는 수단으로서, 상기 제1유로(200a) 보다는 그 직경이 크고 상기 제2유로(200b) 보다는 그 직경이 작게 형성되어 상기 제2유로(200)의 내부 하단에 배치된다.The spring 300 is a means of cushioning the slide part 400, which is inserted and mounted on the inner peripheral surface of the upper end, when it moves downward in conjunction with the pressing part 600, which moves downward by external force. The diameter is larger than the first flow passage (200a) and smaller than the second flow passage (200b), and is disposed at the inner bottom of the second flow passage (200).

상기 슬라이드부(400)는 외력에 의해 하방으로 이동하는 상기 가압부(600)에 연동하여 하방으로 이동하는 구성으로서, 하단 중앙에서 상방을 따라 형성된 제3유로(400a)와 상기 제3유로(400a)의 상단에서 수직 양방향으로 분기되는 제4유로(400b)가 형성되는 하단부와, 상단 중앙에서 하방을 따라 형성된 제5유로(400c)와 상기 제5유로(400c)의 하단에서 수직 양방향으로 분기되는 제6유로(400d)가 형성되는 상단부로 이루어지며, 상기 스프링(300)의 상단부 내주면에 삽입 거치될 수 있도록 하단부 외주면 둘레에는 그 직경이 작아지는 수직단차가 형성된다.The slide part 400 is a component that moves downward in conjunction with the pressing part 600, which moves downward by external force, and includes a third flow path 400a formed along the upper side from the center of the bottom and the third flow path 400a. ), a lower portion where a fourth passage (400b) is formed that branches vertically in both directions at the top, a fifth passage (400c) that is formed along the bottom from the upper center, and a fourth passage (400c) that branches vertically in both directions at the bottom of the fifth passage (400c). It consists of an upper part where a sixth passage 400d is formed, and a vertical step of a smaller diameter is formed around the outer circumferential surface of the lower part so that it can be inserted and mounted on the inner peripheral surface of the upper upper part of the spring 300.

상기 너트부(500)는 상기 커넥터(200)의 제2유로(200b) 상단에서 하방을 따라 삽입 고정되고, 내부 하단 중앙에서 상단 방향을 따라 상기 슬라이드부(400)가 삽입될 수 있도록 내부 하단 중앙에서 하단 중앙을 가로지르는 삽입공(500a)이 형성되어 상기 슬라이브(400) 및 상기 가압부(600)가 이동하는 동시에 는 수소가스가 이동할 수 있도록 연통되는 공간이 마련된 수단으로서, 상기 커넥터(200)의 제2유로(200b) 상단에서 하방을 따라 삽입되되 하단부 외주면 둘레를 따라 형성된 나사산이 상기 커넥터(200)의 제2유로(200b) 상단부 외주면 둘레에 형성된 나사산에 나사결합되고, 내부 하단 중앙에서 상단 방향을 따라 상기 슬라이드부(400)가 삽입될 수 있도록 내부 하단 중앙에서 하단 중앙을 가로지르는 삽입공(500a)이 형성되되, 외력에 의해 상기 슬라이드부(400)가 하방으로 이동된 상태에서 상기 슬라이드부(400)의 제4유로(400b) 및 제6유로(400d)와 연통되고, 외력이 해제되어 상기 스프링(300)의 반발력에 의해 상기 너트부(400)가 상방으로 이동된 상태에서 제4유로(400b)와만 연통되도록 상기 삽입공(500a) 중 상기 제4유로(400b)와 대향하는 영역은 높이방향 및 외측방향으로 확장되게 형성된다.The nut portion 500 is inserted and fixed along a downward direction from the top of the second passage 200b of the connector 200, and is inserted into the inner bottom center so that the slide portion 400 can be inserted from the inner bottom center to the top. An insertion hole 500a is formed across the center of the bottom to provide a communicating space so that hydrogen gas can move while the slide 400 and the pressurizing part 600 move, and the connector 200 ) is inserted downward from the top of the second flow path (200b), and a screw thread formed along the outer circumferential surface of the lower part is screwed to a screw thread formed around the outer circumferential surface of the upper part of the second flow path (200b) of the connector 200, and at the center of the inner bottom. An insertion hole 500a is formed from the inner bottom center across the bottom center so that the slide part 400 can be inserted along the upper direction, and when the slide part 400 is moved downward by an external force, the It communicates with the fourth flow path (400b) and the sixth flow path (400d) of the slide part 400, and the external force is released and the nut part 400 is moved upward by the repulsive force of the spring 300. The area of the insertion hole 500a facing the fourth flow path 400b is formed to be expanded in the height direction and outward direction so as to communicate only with the fourth flow path 400b.

상기 가압부(600)는 상기 너트부(500)의 삽입공(500a) 상단 중앙에서 하방을 따라 삽입되어 상기 슬라이드부(400)를 하방으로 가압함으로써 수소탱크(10)의 내부에 저장된 수소가스토출되는 유로를 개방할 수 있도록 동작하는 수단으로서, 상기 슬라이드부(400)의 제5유로(400c)와 연통되는 제7유로(600a)와 상기 제7유로(600a)에서 분기되는 제8유로(600b)가 형성된다.The pressing part 600 is inserted downward from the upper center of the insertion hole 500a of the nut part 500 and presses the slide part 400 downward to discharge hydrogen gas stored inside the hydrogen tank 10. As a means that operates to open the flow path, the seventh flow path (600a) communicates with the fifth flow path (400c) of the slide part 400 and the eighth flow path (600b) branches off from the seventh flow path (600a). ) is formed.

한편, 상기 가압부(600)에 외력이 가해지기 이전이나 가해지고 있던 외력이 해제된 상태에서 상기 슬라이드부(400)의 상단부 외주면 둘레와 상기 너트부(500)의 내주면 둘레 사이의 간극으로의 누설을 방지할 수 있도록 상기 슬라이드부(400)의 외주면 둘레 중 제4유로(400b)와 제6유로(400d) 사이에는 내측방향으로 움푹하게 패인 삽입홈(400e)이 형성되며, 상기 삽입홈(400e)에는 실링부재(410)가 내재 수용되는 것이 바람직하다.Meanwhile, before the external force is applied to the pressing part 600 or in a state in which the external force being applied is released, leakage occurs in the gap between the outer peripheral surface of the upper end of the slide part 400 and the inner peripheral surface of the nut part 500. To prevent this, an insertion groove 400e that is recessed in the inward direction is formed between the fourth flow passage 400b and the sixth flow passage 400d around the outer peripheral surface of the slide part 400, and the insertion groove 400e ) It is preferable that the sealing member 410 is internally accommodated.

그리고 상기 가압부(600)는 외력에 의해 하방으로 이동할 수 있는 거리를 제한할 수 있도록 외주면 둘레를 따라 돌출된 돌출스토퍼(610)가 형성되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the pressurizing part 600 has a protruding stopper 610 formed along the outer peripheral surface to limit the distance that can be moved downward by external force.

또한, 상기 슬라이드부(400)의 외주면 둘레와 상기 너트부(500)의 내주면 둘레 사이의 간극으로의 누설을 방지할 수 있도록 상기 가압부(600)의 외주면 둘레 중 상기 돌출스토퍼(610)와 상기 제8유로(600b)가 형성된 위치 사이에는 내측방향으로 움푹하게 패인 삽입홈(600c)이 형성되며, 상기 삽입홈(600c)에는 실링부재(620)가 내재 수용되는 것이 바람직하다. In addition, the protruding stopper 610 and the An insertion groove 600c that is recessed in the inward direction is formed between the positions where the eighth flow passage 600b is formed, and the sealing member 620 is preferably accommodated in the insertion groove 600c.

그리고 상기 가압부(600)의 제8유로(600b)와 연료전지스택의 수소공급구가 연통될 수 있도록 상기 가압부(600)와 상기 연료전지스택을 연결하는 연결구를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to include a connector connecting the pressurization unit 600 and the fuel cell stack so that the eighth flow path 600b of the pressurization unit 600 and the hydrogen supply port of the fuel cell stack can communicate.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고압 수소탱크용 밸브가 폐쇄(a)된 상태를 나타내는 상태도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고압 수소탱크용 밸브가 개방(b)된 상태를 나타내는 상태도이다.Figure 3 is a state diagram showing a state in which the valve for a high-pressure hydrogen tank is closed (a) according to an embodiment of the present invention, and Figure 4 is a state diagram showing the valve for a high-pressure hydrogen tank in an open state (b) according to an embodiment of the present invention. It is a state diagram that represents a state.

이하에서는 도 3 및 4을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 고압 수소탱크용 밸브 어셈블리의 작동상태를 설명하기로 한다.Hereinafter, the operating state of the valve assembly for a high-pressure hydrogen tank according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

(a) 가압부(600)에 외력이 가해지지 않거나 가해지던 외력이 제거된 상태에서 수소가스가 공급하기 유로들이 상호 연통되지 않고 폐쇄된 상태이다.(a) In a state in which no external force is applied to the pressurizing unit 600 or the applied external force is removed, the passages for supplying hydrogen gas are not in communication with each other and are closed.

(b) 가압부에 작업자가 직접 하방으로의 압력을 가하는 상태나 수소탱크가 장착되는 구조물로부터 하방으로의 압력이 가해지는 상태로서, 가압부에 하방으로 압력이 가해짐에 따라 상기 가압부(600)의 하방 이동에 연동하여 상기 슬라이드부(400) 하방으로 이동하게 된다.(b) A state in which the worker directly applies downward pressure to the pressurizing part or a state in which downward pressure is applied from the structure on which the hydrogen tank is mounted. As pressure is applied downward to the pressurizing part, the pressurizing part 600 ) moves downward in conjunction with the downward movement of the slide unit 400.

특히, 상기 가압부(600)이 외주면에 형성된 돌출스토퍼(610)가 상기 너트부(500)의 상단에 맞닿는 위치가 상기 가압부(600)가 하방으로 이동할 수 있는 최대 거리이며, 상기 가압부(600)가 하방으로 이동할 수 있는 최대 거리에 대응하는 거리만큼 상기 슬라이드부(400)가 하방으로 슬라이드 이동할 수 있다.In particular, the position where the protruding stopper 610 formed on the outer peripheral surface of the pressing portion 600 abuts the top of the nut portion 500 is the maximum distance that the pressing portion 600 can move downward, and the pressing portion ( The slide unit 400 can slide downward by a distance corresponding to the maximum distance that 600 can move downward.

상기 슬라이드부(400) 상단부의 제4유로(400d)와, 상기 슬라이드부(400) 하단부의 제6유로(400d)가 상기 너트부(500)의 삽입공(500a) 중 높이방향 및 외측방향으로 확장되게 형성된 영역을 통해 연통되게 된다.The fourth flow path 400d at the upper end of the slide part 400 and the sixth flow path 400d at the lower end of the slide part 400 are located in the height and outward directions among the insertion holes 500a of the nut part 500. It communicates through an expanded area.

이에 따라 수소탱크 내부에 저장된 수소가스는 감압부(100)에서 감압된 상태로 하기와 같은 경로를 따라 이동하여 연료전지스택으로 공급된다.Accordingly, the hydrogen gas stored inside the hydrogen tank moves along the following path in a depressurized state in the pressure reducing unit 100 and is supplied to the fuel cell stack.

(수소가스이동경로) 감압부(100)의 가스토출구 → 커넥터(200)의 제1유로(200a) → 커넥터(200)의 제2유로(200b) → 슬라이드부(400)의 제3유로(400a) → 슬라이드부(400)의 제4유로(400b) → 너트부(500)의 삽입공(500a) 중 높이방향 및 외측방향으로 확장되게 형성된 영역 → 슬라이드부(400)의 제6유로(400d) → 슬라이드부(400)의 제5유로(400c) → 가압부(600)의 제7유로(600a) → 가압부(700)의 제8유로(600b) → 연결구(20)의 내부유로(20a) → 연료전지스택(Hydrogen gas movement path) Gas discharge port of the pressure reducing unit 100 → First flow path 200a of the connector 200 → Second flow path 200b of the connector 200 → Third flow path 400a of the slide part 400 ) → fourth flow path (400b) of the slide part 400 → area formed to expand in the height direction and outward direction among the insertion hole (500a) of the nut part 500 → sixth flow path (400d) of the slide part 400 → Fifth passage (400c) of the slide portion (400) → Seventh passage (600a) of the pressing portion (600) → Eighth passage (600b) of the pressing portion (700) → Internal passage (20a) of the connector (20) → Fuel cell stack

본 발명은 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 청구범위에 의해 한정된다. 따라서 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and the above-described preferred embodiments, the present invention is not limited thereto and is limited by the claims described below. Accordingly, those skilled in the art can make various changes and modifications to the present invention without departing from the technical spirit of the claims described later.

10: 수소탱크 20: 연결구
20a: 연결구의 내부유로 100: 감압부
200: 커넥터 200a: 제1유로
200b: 제2유로 300: 스프링
400: 슬라이드부 400a: 제3유로
400b: 제4유로 400c: 제5유로
400d: 제6유로 400e: 삽입홈
410: 실링부재
500: 너트부 500a: 삽입공
600: 가압부 600a: 제7유로
600b: 제8유로 600c: 삽입홈
610: 돌출스토퍼 620: 실링부재
10: Hydrogen tank 20: Connector
20a: Internal flow path of the connector 100: Pressure reducing unit
200: connector 200a: first channel
200b: 2nd Euro 300: Spring
400: Slide part 400a: Third flow path
400b: 4th euro 400c: 5th euro
400d: 6th Euro 400e: Insertion groove
410: Sealing member
500: nut portion 500a: insertion hole
600: Pressurizing part 600a: 7th flow path
600b: 8th Euro 600c: Insertion groove
610: Protruding stopper 620: Sealing member

Claims (4)

수소탱크(10) 내부에 수용된 수소가스를 감압하여 토출할 수 있도록 상기 수소탱크(10)의 수소출입공에 연통하여 설치되는 감압부(100);
상기 감압부(100)의 통과하여 감압된 수소가스를 연료전지스택으로 공급할 수 있도록 상기 감압부(100)의 가스토출구에 연통하는 제1유로(200a)와 상기 제1유로(200a)에서 그 외주면 둘레가 확장되도록 상기 제1유로(200a)의 상단에서 그 직경이 확정되는 형상으로 수직단차가 형성된 제2유로(200b)가 형성된 커넥터(200);
상기 제1유로(200a) 보다는 그 직경이 크고 상기 제2유로(200b) 보다는 그 직경이 작게 형성되어 상기 제2유로(200)의 내부 하단에 배치되는 스프링(300);
하단 중앙에서 상방을 따라 형성된 제3유로(400a)와 상기 제3유로(400a)의 상단에서 수직 양방향으로 분기되는 제4유로(400b)가 형성되는 하단부와, 상단 중앙에서 하방을 따라 형성된 제5유로(400c)와 상기 제5유로(400c)의 하단에서 수직 양방향으로 분기되는 제6유로(400d)가 형성되는 상단부로 이루어지며, 상기 스프링(300)의 상단부 내주면에 삽입 거치될 수 있도록 하단부 외주면 둘레에는 그 직경이 작아지는 수직단차가 형성되는 슬라이드부(400);
상기 커넥터(200)의 제2유로(200b) 상단에서 하방을 따라 삽입되되 하단부 외주면 둘레를 따라 형성된 나사산이 상기 커넥터(200)의 제2유로(200b) 상단부 외주면 둘레에 형성된 나사산에 나사결합되고, 내부 하단 중앙에서 상단 방향을 따라 상기 슬라이드부(400)가 삽입될 수 있도록 내부 하단 중앙에서 하단 중앙을 가로지르는 삽입공(500a)이 형성되되, 외력에 의해 상기 슬라이드부(400)가 하방으로 이동된 상태에서 상기 슬라이드부(400)의 제4유로(400b) 및 제6유로(400d)와 연통되고, 외력이 해제되어 상기 스프링(300)의 반발력에 의해 상기 너트부(400)가 상방으로 이동된 상태에서 제4유로(400b)와만 연통되도록 상기 삽입공(500a) 중 상기 제4유로(400b)와 대향하는 영역은 높이방향 및 외측방향으로 확장되게 형성되는 너트부(500); 및
상기 너트부(500)의 삽입공(500a) 상단 중앙에서 하방을 따라 삽입되어 상기 슬라이드부(400)를 하방으로 가압하고, 상기 슬라이드부(400)의 제5유로(400c)와 연통되는 제7유로(600a)와 상기 제7유로(600a)에서 분기되는 제8유로(600b)가 형성되는 가압부(600);를 포함하는 고압 수소탱크용 밸브 어셈블리.
A pressure reducing unit (100) installed in communication with the hydrogen inlet/outlet hole of the hydrogen tank (10) to depressurize and discharge the hydrogen gas contained within the hydrogen tank (10);
A first flow passage (200a) communicating with the gas discharge port of the pressure reduction unit (100) so that the hydrogen gas depressurized by passing through the pressure reduction unit (100) can be supplied to the fuel cell stack, and an outer circumferential surface of the first flow passage (200a) A connector 200 in which a second flow path 200b is formed with a vertical step whose diameter is determined at the top of the first flow path 200a so that the circumference is expanded;
a spring 300 having a larger diameter than the first flow passage 200a and a smaller diameter than the second flow passage 200b and disposed at an inner bottom of the second flow passage 200;
A lower portion where a third flow path (400a) is formed along the upper side from the bottom center and a fourth flow path (400b) is formed that branches vertically in both directions at the top of the third flow path (400a), and a fifth channel is formed along the lower side from the upper center. It consists of a flow path (400c) and an upper part where a sixth flow path (400d) branching vertically in both directions is formed at the bottom of the fifth flow path (400c), and the outer circumference of the lower part is so that it can be inserted and mounted on the inner circumference of the upper part of the spring 300. A slide portion 400 on the periphery of which a vertical step whose diameter becomes smaller is formed;
It is inserted downward from the top of the second flow path (200b) of the connector 200, and a thread formed along the outer circumference of the lower end is screwed to a thread formed around the outer circumference of the upper end of the second flow path (200b) of the connector 200, An insertion hole (500a) is formed across the inner bottom center to the bottom center so that the slide part 400 can be inserted from the inner bottom center to the top, but the slide part 400 moves downward due to an external force. In this state, it communicates with the fourth flow path (400b) and the sixth flow path (400d) of the slide part 400, the external force is released, and the nut part 400 moves upward by the repulsive force of the spring 300. A nut portion 500 formed to extend in the height direction and outward in a region of the insertion hole 500a facing the fourth passage 400b so as to communicate only with the fourth passage 400b in the state; and
A seventh insert is inserted downward from the upper center of the insertion hole 500a of the nut portion 500 to press the slide portion 400 downward and communicates with the fifth flow passage 400c of the slide portion 400. A valve assembly for a high-pressure hydrogen tank including a pressure portion (600) in which a flow path (600a) and an eighth flow path (600b) branching from the seventh flow path (600a) are formed.
청구항 1에 있어서,
상기 슬라이드부(400)의 외주면 둘레 중 제4유로(400b)와 제6유로(400d) 사이에는 내측방향으로 움푹하게 패인 삽입홈(400e)이 형성되며, 상기 삽입홈(400e)에는 실링부재(410)가 내재 수용되는 것을 특징으로 하는 고압 수소탱크용 밸브 어셈블리.
In claim 1,
An insertion groove 400e that is recessed in the inward direction is formed between the fourth flow path 400b and the sixth flow path 400d around the outer peripheral surface of the slide part 400, and a sealing member (400e) is formed in the insertion groove 400e. 410) A valve assembly for a high-pressure hydrogen tank, characterized in that it is internally accommodated.
청구항 1에 있어서,
상기 가압부(600)는 외력에 의해 하방으로 이동할 수 있는 거리를 제한할 수 있도록 외주면 둘레를 따라 돌출된 돌출스토퍼(610)가 형성되는 것을 특징으로 하는 고압 수소탱크용 밸브 어셈블리.
In claim 1,
A valve assembly for a high-pressure hydrogen tank, wherein the pressurizing part 600 has a protruding stopper 610 protruding along the outer peripheral surface to limit the distance that can be moved downward by external force.
청구항 3에 있어서,
상기 가압부(600)의 외주면 둘레 중 상기 돌출스토퍼(610)와 상기 제8유로(600b)가 형성된 위치 사이에는 내측방향으로 움푹하게 패인 삽입홈(600c)이 형성되며, 상기 삽입홈(600c)에는 실링부재(620)가 내재 수용되는 것을 특징으로 하는 고압 수소탱크용 밸브 어셈블리.


In claim 3,
An insertion groove 600c that is recessed in the inward direction is formed between the position where the protruding stopper 610 and the eighth flow passage 600b are formed around the outer peripheral surface of the pressing portion 600, and the insertion groove 600c is formed. A valve assembly for a high-pressure hydrogen tank, characterized in that the sealing member 620 is internally accommodated.


KR1020220084778A 2022-07-11 2022-07-11 Valve assembly for high pressure hydrogen tank KR20240008434A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220084778A KR20240008434A (en) 2022-07-11 2022-07-11 Valve assembly for high pressure hydrogen tank

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220084778A KR20240008434A (en) 2022-07-11 2022-07-11 Valve assembly for high pressure hydrogen tank

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240008434A true KR20240008434A (en) 2024-01-19

Family

ID=89717817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220084778A KR20240008434A (en) 2022-07-11 2022-07-11 Valve assembly for high pressure hydrogen tank

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240008434A (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102006330B1 (en) 2018-04-02 2019-08-01 동해금속(주) Hydrogen storage device for fuel cell vehicle

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102006330B1 (en) 2018-04-02 2019-08-01 동해금속(주) Hydrogen storage device for fuel cell vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7309537B2 (en) Fuel cell system with fluid stream recirculation
US10950878B2 (en) Humidifier for a fuel cell
US20090181269A1 (en) Fuel cell stack, fuel cell system and method of operating fuel cell system
US7258329B2 (en) Reactant gas humidification apparatus and reactant gas humidification method
US11335926B2 (en) Humidifier for fuel cell
US10727503B2 (en) Fuel cell separator for preventing flooding and fuel cell stack including the same
US7759014B2 (en) Fuel cell having a seal member
US10923746B2 (en) Fuel cell stack
US12003006B2 (en) Fuel cell system and method for controlling fuel cell system
KR20200069944A (en) Humidifier for a fuel cell
KR20240008434A (en) Valve assembly for high pressure hydrogen tank
KR102038205B1 (en) Gas distributor
KR102159489B1 (en) Mold for manufacturing fuel cell gasket
KR20210115850A (en) System for supplying hydrogen and flow control valve using the same
KR20230012407A (en) Bead type separator for fuel cell and its assembly
US20090263697A1 (en) Fuel cell
KR101423614B1 (en) Membrane electrode assembly for fuel cell
US20060134495A1 (en) Fuel cell system with cathode stream recirculation
KR20210119616A (en) Apparatus for filling hydrogen
KR102685596B1 (en) Fuel cell stack assembly in which the contact area of the polymeric ion exchange membrane of the seperator is maintained
KR20210110926A (en) System for filling hydrogen and check valve using the same
KR102518239B1 (en) Integrated cell of fuel cell
KR102083442B1 (en) Fuel cell system with flexible tank
KR20220121552A (en) Manifold assembly and fuel cell module having the same
KR20220079285A (en) Fuel cell system

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right