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KR20180000058A - Emission device of cylinder valve for hydrogen fuel cell vihicle - Google Patents

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KR20180000058A
KR20180000058A KR1020160077705A KR20160077705A KR20180000058A KR 20180000058 A KR20180000058 A KR 20180000058A KR 1020160077705 A KR1020160077705 A KR 1020160077705A KR 20160077705 A KR20160077705 A KR 20160077705A KR 20180000058 A KR20180000058 A KR 20180000058A
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KR
South Korea
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discharge
hydrogen
plug
coupled
discharge unit
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Withdrawn
Application number
KR1020160077705A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김화영
안중환
이효렬
김복만
Original Assignee
부산대학교 산학협력단
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Publication date
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Abstract

상기한 목적은, 수소배출유로를 개폐하는 배출유닛과; 상기 배출유닛의 일단부에 결합되어 상기 배출유닛의 위치를 복귀가능하도록 하는 스프링과; 일단에 상기 배출유닛이 결합된 상기 스프링의 타단에 결합되어 상기 배출유닛의 동작 범위를 제한하는 배출장치너트와; 내부 공간에 상기 배출유닛, 상기 스프링 및 상기 배출장치너트가 일렬로 결합된 상태로 배치되며, 중앙영역에 내부 공간보다 좁은 직경의 관통공이 형성된 배출장치몸체와; 상기 배출장치몸체 내부에 결합되는 플러그와, 상기 배출장치몸체 외부에 결합되는 플러그몸체를 포함하는 플러그유닛과; 상기 플러그와 상기 배출장치몸체의 접촉 부위에서 발생할 수 있는 누설을 방지하기 위한 오링 및 백업링을 포함하며, 상기 플러그는 일단부의 직경과 타단부의 직경이 상이하며, 상기 플러그의 일단부에는 상기 관통공의 직경보다 작은 직경으로 이루어진 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 연료 전지 차량용 압력 용기 밸브의 예비 수소 배출장치에 의해 달성된다.The above-mentioned object is achieved by a hydrogen storage tank comprising: a discharge unit for opening and closing a hydrogen discharge passage; A spring coupled to one end of the discharge unit to return the position of the discharge unit; A discharge device nut coupled at one end to the other end of the spring to which the discharge unit is coupled to limit the operating range of the discharge unit; A discharge device body disposed in the inner space in a state where the discharge unit, the spring, and the discharge device nut are coupled to each other in a row and having a through hole having a diameter narrower than an inner space in a central area; A plug coupled to the interior of the discharge device body; and a plug body coupled to the exterior of the discharge device body; And an O-ring and a backup ring for preventing leakage that may occur at a contact portion between the plug and the discharge device body, wherein the plug has a diameter different from that of the one end and a diameter of the other end, And a pressurizing portion having a diameter smaller than the diameter of the hole.

Description

수소 연료 전지 차량용 압력 용기 밸브의 예비 수소 배출장치 {Emission device of cylinder valve for hydrogen fuel cell vihicle}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a hydrogen fuel cell,

본 발명은 수소 연료 전지 차량용 압력 용기 밸브의 예비 수소 배출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용기 내부의 수소를 배출시키는 과정에서 플러그의 단부에 형성된 가압부에 의해 관통공이 개방되도록 배출유닛의 위치를 고정시킬 수 있으며, 이를 통해 압력 용기로부터 수소를 지속적으로 배출가능한 수소 연료 전지 차량용 압력 용기 밸브의 예비 수소 배출장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a preliminary hydrogen discharging device for a pressure vessel valve for a hydrogen fuel cell vehicle, and more particularly, To a preliminary hydrogen discharging device of a pressure vessel valve for a hydrogen fuel cell vehicle capable of continuously discharging hydrogen from a pressure vessel through the hydrogen gas discharge pipe.

수소 연료 전지 차량(fuel cell vihicle)은 기존 가솔린 내연기관 대신 수소와 공기 중의 산소를 반응시키고 이때 발생하는 전기를 이용하는 친환경 차량으로, 내연기관과 달리 연소 과정이나 기계적 일 없이 수소와 산소가 가지고 있는 화학에너지를 전기 화학 반응에 의해 곧바로 전기 에너지로 변화시켜주는 발전 방식을 이용하고 있다. 연료 전지는 수소가 가지고 있는 자유 에너지를 직접 이용하기 때문에 에너지 손실이 적어 발전 효율이 40 내지 60%로 매우 높고, 터빈(turbine)과 로터(rotor)가 없기 때문에 소음이 매우 적다는 장점이 있다. 하지만 초기에는 수소 저장 용량의 제약으로 1회 충전으로 주행할 수 있는 거리가 제한적이었으나, 최근에는 수소 압축 저장 시스템의 저장 압력 상승으로 1회 충전 주행거리 300km 이상을 확보하였다.Hydrogen fuel cell vehicle (fuel cell vihicle) is an eco-friendly vehicle that reacts hydrogen and oxygen in the air instead of existing gasoline internal combustion engine and uses electricity generated at this time. Unlike the internal combustion engine, It uses a power generation system that directly converts energy into electrical energy by an electrochemical reaction. Fuel cells have very low power loss because they utilize the free energy that hydrogen possesses directly, and the power generation efficiency is very high, 40 ~ 60%, and there is no turbine and rotor. In the early days, however, the distance traveled by one charge was limited due to the limitation of the hydrogen storage capacity. Recently, the storage pressure of the hydrogen compression storage system has been increased to 300 km or more.

수소 연료 전지 차량의 압력 용기 밸브(valve)는 밸브바디, 솔레노이드밸브, 매뉴얼밸브, 체크밸브, 솔레노이드체크밸브, 온도감응형 압력해제 장치(pressure relief device), 예비 수소 방출장치(bleed valve), 온도센서, 압력센서 장착부(P-port) 등으로 구성된다. 솔레노이드밸브와 매뉴얼밸브는 압력 용기에서 연료 전지로 연결되는 유로를 개폐하는 역할을 하며, 두 밸브 중 어느 하나라도 동작하지 않으면 유로는 개방되지 않는다. 온도감응형 압력해제 장치는 압력 용기에 화재가 발생하였을 때 압력 상승으로 인한 용기의 폭발을 방지하기 위해 내부의 수소를 외부로 배출시키는 장치이다. 과류 차단장치는 고압 배관의 파열로 인해 용기 내부의 수소가 한꺼번에 배출되는 것을 예방하는 장치이다. 예비수소 방출장치는 용기 밸브가 동작하지 않거나 자동차 수리, 점검 등의 이유로 압력 용기 내부의 수소를 외부로 배출시키는 데 사용하는 장치이다. 체크밸브와 솔레노이드체크밸브는 수소의 충전과 사용시 유동 방향을 조절한다.The pressure vessel valve of a hydrogen fuel cell vehicle is composed of a valve body, a solenoid valve, a manual valve, a check valve, a solenoid check valve, a temperature relief pressure relief device, a preheated hydrogen bleed valve, Sensor, a pressure sensor mounting part (P-port), and the like. The solenoid valve and the manual valve serve to open and close the flow path from the pressure vessel to the fuel cell, and the flow path is not opened unless either one of the valves is operated. The temperature sensitive type pressure relief device is a device for discharging the hydrogen inside to prevent the explosion of the container due to pressure rise when a fire is generated in the pressure vessel. The overcurrent shutoff device is a device that prevents hydrogen from being exhausted at the same time due to rupture of high-pressure piping. The preliminary hydrogen releasing device is a device used for discharging the hydrogen inside the pressure vessel to the outside because the container valve does not operate or is repaired or checked for automobiles. The check valve and the solenoid check valve regulate the flow direction when charging and using hydrogen.

종래의 수소 연료 전지 차량용 용기 밸브의 예비 수소 배출장치(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 수소 배출 유로를 개폐하는 배출유닛(11), 배출유닛(11)을 복귀시키는 스프링(12), 배출유닛(11)의 동작 범위를 제한하는 너트(13) 및 몸체(14), 배출유닛(11)과 배출장치몸체(14)의 접촉 부위에 발생할 수 있는 누설을 방지하기 위한 플러그(15), 오링(16) 및 백업링(17)으로 구성된다. 용기 내부의 수소 배출은 다음과 같은 절차로 이루어진다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 먼저 용기밸브몸체(18)에 체결되는 플러그(15)를 탈거한다. 탈거 후 배출유닛(11)을 용기밸브몸체(18) 방향으로 이동시키면, 용기 내부의 수소가 외부로 배출된다. 용기 내부의 수소가 모두 배출되기 위해서는 작업자가 배출유닛(11)의 위치를 유지시켜야 한다.As shown in Figs. 1 and 2, a conventional hydrogen exhaust apparatus 10 of a conventional hydrogen fuel cell vehicle vehicle valve includes a discharge unit 11 for opening and closing a hydrogen discharge passage, a spring for returning the discharge unit 11 A nut 13 and a body 14 for limiting the operation range of the discharge unit 11 and a plug 14 for preventing leakage which may occur at a contact portion between the discharge unit 11 and the discharge device body 14 15, an O-ring 16, and a backup ring 17. The hydrogen discharge inside the vessel is made by the following procedure. As shown in Figs. 3 and 4, the plug 15 to be fastened to the container valve body 18 is firstly removed. When the discharge unit 11 is moved in the direction of the container valve body 18 after the removal, hydrogen in the container is discharged to the outside. In order for the hydrogen inside the vessel to be exhausted, the operator must maintain the position of the exhaust unit 11. [

이러한 종래의 수소 연료 전지 차량용 용기 밸브의 예비 수소 배출장치(10)는 용기 내부의 수소를 배출하는 과정에서 작업자가 배출유닛(11)의 위치를 유지시켜야하는 불편함이 있었다. 따라서 본 발명은 용기 내부의 수소를 배출시키는 과정에서 작업자의 편의성을 증대시키기 위한 구조를 고안하고자 한다.This conventional hydrogen exhaust apparatus 10 of the container valve for a hydrogen fuel cell vehicle has an inconvenience that the operator has to maintain the position of the exhaust unit 11 in the course of discharging the hydrogen inside the container. Therefore, the present invention intends to devise a structure for enhancing the convenience of the operator in the process of discharging the hydrogen inside the vessel.

대한민국특허청 등록특허 제10-0921666호Korea Patent Office Registration No. 10-0921666 대한민국특허청 공개특허 제10-2016-0040376호Korean Patent Application Publication No. 10-2016-0040376 대한민국특허청 등록실용신안 제20-0442477호Korean Intellectual Property Office Registered Utility Model No. 20-0442477

따라서 본 발명의 목적은, 용기 내부의 수소를 배출시키는 과정에서 플러그의 단부에 형성된 가압부에 의해 관통공이 개방되도록 배출유닛의 위치를 고정시킬 수 있으며, 이를 통해 압력 용기로부터 수소를 지속적으로 배출가능한 수소 연료 전지 차량용 압력 용기 밸브의 예비 수소 배출장치를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for continuously discharging hydrogen from a pressure vessel by discharging hydrogen from a pressure vessel through a pressure unit formed at an end of the plug, To provide a preliminary hydrogen discharging device for a pressure vessel valve for a hydrogen fuel cell vehicle.

상기한 목적은, 수소배출유로를 개폐하는 배출유닛과; 상기 배출유닛의 일단부에 결합되어 상기 배출유닛의 위치를 복귀가능하도록 하는 스프링과; 일단에 상기 배출유닛이 결합된 상기 스프링의 타단에 결합되어 상기 배출유닛의 동작 범위를 제한하는 배출장치너트와; 내부 공간에 상기 배출유닛, 상기 스프링 및 상기 배출장치너트가 일렬로 결합된 상태로 배치되며, 중앙영역에 내부 공간보다 좁은 직경의 관통공이 형성된 배출장치몸체와; 상기 배출장치몸체 내부에 결합되는 플러그와, 상기 배출장치몸체 외부에 결합되는 플러그몸체를 포함하는 플러그유닛과; 상기 플러그와 상기 배출장치몸체의 접촉 부위에서 발생할 수 있는 누설을 방지하기 위한 오링 및 백업링을 포함하며, 상기 플러그는 일단부의 직경과 타단부의 직경이 상이하며, 상기 플러그의 일단부에는 상기 관통공의 직경보다 작은 직경으로 이루어진 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 연료 전지 차량용 압력 용기 밸브의 예비 수소 배출장치에 의해 달성된다.The above-mentioned object is achieved by a hydrogen storage tank comprising: a discharge unit for opening and closing a hydrogen discharge passage; A spring coupled to one end of the discharge unit to return the position of the discharge unit; A discharge device nut coupled at one end to the other end of the spring to which the discharge unit is coupled to limit the operating range of the discharge unit; A discharge device body disposed in the inner space in a state where the discharge unit, the spring, and the discharge device nut are coupled to each other in a row and having a through hole having a diameter narrower than an inner space in a central area; A plug coupled to the interior of the discharge device body; and a plug body coupled to the exterior of the discharge device body; And an O-ring and a backup ring for preventing leakage that may occur at a contact portion between the plug and the discharge device body, wherein the plug has a diameter different from that of the one end and a diameter of the other end, And a pressurizing portion having a diameter smaller than the diameter of the hole.

상술한 본 발명의 구성에 따르면 용기 내부의 수소를 배출시키는 과정에서 플러그의 단부에 형성된 가압부에 의해 관통공이 개방되도록 배출유닛의 위치를 고정시킬 수 있으며, 이를 통해 압력 용기로부터 수소를 지속적으로 배출가능한 효과를 얻을 수 있다.According to the structure of the present invention described above, the position of the discharge unit can be fixed by the pressing portion formed at the end of the plug in the process of discharging the hydrogen in the container, thereby continuously discharging hydrogen from the pressure vessel A possible effect can be obtained.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 수소 배출장치의 사시도 및 단면도이고,
도 3 및 도 4는 종래기술에 따른 수소 배출장치의 작동 상태도이고,
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수소 배출장치의 사시도 및 단면도이고,
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 수소 배출장치의 작동 상태도이다.1 and 2 are a perspective view and a cross-sectional view of a hydrogen exhausting apparatus according to the prior art,
3 and 4 are operation state diagrams of the hydrogen discharge apparatus according to the prior art,
5 and 6 are a perspective view and a cross-sectional view of a hydrogen discharge apparatus according to an embodiment of the present invention,
7 to 9 are operational states of the hydrogen discharge apparatus according to the embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 실시예에 따른 수소 연료 전지 차량용 압력 용기 밸브의 예비 수소 배출장치를 도면을 통해 상세히 설명한다.Hereinafter, a preliminary hydrogen discharging device of a pressure vessel valve for a hydrogen fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 수소 배출장치(100)는 압력 용기에 화재가 발생하였을 때 압력 상승으로 인한 용기의 폭발을 방지하기 위해 내부의 수소를 외부로 배출시키는 장치로, 배출유닛(110), 스프링(120), 배출장치너트(130), 배출장치몸체(140), 플러그유닛(150), 오링(160) 및 백업링(170)을 포함한다. 여기서 배출유닛(110), 스프링(120), 배출장치너트(130), 배출장치몸체(140), 오링(160) 및 백업링(170)은 종래기술인 도 1 내지 4에 도시된 수소 배출장치의 구성과 동일한 역할을 수행하며, 하기에 이를 간단히 설명한다.As shown in FIGS. 5 and 6, the hydrogen exhausting apparatus 100 of the present invention is a device for discharging hydrogen inside to prevent explosion of a container due to a pressure rise when a fire occurs in a pressure vessel, Includes a discharge unit 110, a spring 120, a discharge device nut 130, a discharge device body 140, a plug unit 150, an O-ring 160 and a backup ring 170. The discharge unit 110, the spring 120, the discharge device nut 130, the discharge device body 140, the O-ring 160 and the back-up ring 170 are the same as those of the conventional hydrogen discharge device shown in FIGS. Configuration, and will be briefly described below.

배출유닛(110)은 수소배출유로를 개폐하는 역할을 하는 것으로, 압력 용기 내에 저장된 수소가 압력 상승으로 인해 외부로 배출되어야 할 경우 수소가 외부로 배출가능하도록 수소배출유로를 개방하고, 더 이상 수소 배출이 필요하지 않을 경우에는 수소배출유로를 다시 폐쇄하는 역할을 한다. 이러한 배출유닛(11)은 단부영역으로 갈수록 점진적으로 직경이 좁아지는 원뿔 형상으로 이루어진다.The discharge unit 110 serves to open and close the hydrogen discharge passage. When the hydrogen stored in the pressure vessel needs to be discharged to the outside due to a pressure rise, the hydrogen discharge passage is opened so that hydrogen can be discharged to the outside, If the discharge is not necessary, the hydrogen discharge channel is closed again. The discharge unit 11 has a conical shape gradually decreasing in diameter toward the end region.

스프링(120)은 배출유닛(110)의 일단부에 결합되어 배출유닛(110)이 수소배출유로를 개방하고 추후에 수소배출유로를 폐쇄할 경우 배출유닛(110)의 위치가 복귀되도록 배출유닛(110)을 탄성적으로 이동시키는 역할을 한다. 여기서 스프링(120)은 일반적으로 가장 많이 사용하는 압축스프링인 것이 바람직하나 이를 한정하지는 않는다.The spring 120 is coupled to one end of the discharge unit 110 so that the discharge unit 110 opens the hydrogen discharge passage and closes the hydrogen discharge passage when the discharge unit 110 is returned to the discharge unit 110 110 in the direction of the arrow. Here, the spring 120 is preferably the most commonly used compression spring, but it is not limited thereto.

스프링(120)의 일단에는 배출유닛(110)이 결합되고 스프링(120)의 타단에는 배출장치너트(130)가 결합되어 배출유닛(110)의 동작 범위를 제한한다. 즉 배출유닛(110)이 폐쇄된 상태의 경우 스프링(120)의 탄성에 의해 제 위치에 존재하지만, 배출유닛(110)이 개방될 경우 배출유닛(110)이 이동하면서 스프링(120)이 압축되는데, 이와 같이 배출유닛(110)이 이동할 경우 적정 영역에서 이동이 제한되도록 스프링(120)의 타단부에는 배출장치너트(130)가 설치된다. 이러한 배출장치너트(130)는 중앙영역에 통공이 형성된 형상으로, 압력 용기로부터 배출되는 수소가 배출장치너트(130)의 통공을 통과하여 배출유닛(110)으로 접근하게 되고, 배출유닛(110)의 개폐를 통해 수소배출유로로 수소가 배출된다.A discharge unit 110 is coupled to one end of the spring 120 and a discharge device nut 130 is coupled to the other end of the spring 120 to limit the operation range of the discharge unit 110. That is, when the discharge unit 110 is in the closed state, the spring 120 is in a resilient state. However, when the discharge unit 110 is opened, the discharge unit 110 moves and the spring 120 is compressed The discharge device nut 130 is installed at the other end of the spring 120 so that movement of the discharge unit 110 is restricted in the proper region. The discharge unit nut 130 has a through-hole formed in the central area. Hydrogen discharged from the pressure vessel is passed through the through-hole of the discharge unit nut 130 to the discharge unit 110, The hydrogen is discharged through the hydrogen discharge channel.

배출장치몸체(140)는 수소 배출장치(100) 중 외부에 노출되는 영역으로 내부에 공간이 형성된 하우징 역할을 한다. 이러한 배출장치몸체(140) 내부에는 배출장치몸체(140)의 길이방향을 따라 배출유닛(110), 스프링(120), 배출장치너트(130)가 일렬로 결합된 상태로 배치되며, 특히 배출유닛(110)은 배출장치몸체(140) 내부의 직경과 거의 동일하게 형성되어 배출유닛(110)이 이동하더라도 위치가 흐트러지지 않도록 하는 것이 바람직하다. 또한 배출장치너트(130)의 경우 배출장치몸체(140) 내부와 동일한 직경으로 이루어져 끼움결합된 상태로 결합되는 것이 바람직하다.The exhaust device body 140 is exposed to the outside of the hydrogen exhausting apparatus 100 and functions as a housing having a space therein. A discharge unit 110, a spring 120, and a discharge device nut 130 are arranged in a line in the discharge device body 140 along the longitudinal direction of the discharge device body 140, (110) is formed so as to be substantially equal to the diameter of the inside of the discharge device body (140) so that the position of the discharge unit (110) is not disturbed even when moved. Also, in the case of the discharge device nut 130, it is preferable that the discharge device body 130 is coupled with the same diameter as the inside of the discharge device body 140,

배출장치몸체(140) 중 배출유닛(110)과 접촉하는 영역은 배출유닛(110)이 배치된 내부 공간보다 좁은 직경의 관통공(141)으로 이루어지며, 배출유닛(110)의 단부에 의해 관통공(141)이 개방 또는 차단된다. 이때 배출유닛(110)은 단부로 갈수록 점진적으로 직경이 줄어들어 일부는 관통공(141) 내에 삽입되어 끼워지며, 이에 의해 관통공(141)이 개방 또는 차단된다. The area of the discharging device body 140 that contacts the discharging unit 110 is formed by a through hole 141 having a diameter smaller than the inner space in which the discharging unit 110 is disposed, The ball 141 is opened or blocked. At this time, the diameter of the discharge unit 110 gradually decreases toward the end portion, and a part of the discharge unit 110 is inserted and inserted into the through hole 141, thereby opening or blocking the through hole 141.

또한 배출장치몸체(140) 중 배출유닛(110)의 전방에는 플러그유닛(110)이 일부 삽입된 상태로 결합된다. 플러그유닛(150)은 플러그(151)와 플러그몸체(153)로 이루어지며, 플러그(151)는 배출장치몸체(140) 내부에 결합되고 플러그몸체(153)는 배출장치몸체(140)와 유사한 직경을 가져 배출장치몸체(140)의 외부에 결합된다. 그 중 플러그(151)는 일단부와 타단부의 직경이 상이한데, 일단부는 관통공(141)과 동일하거나 작은 직경으로 이루어진 가압부(151a)로 배출유닛(110)을 가압하는 역할을 한다. 플러그(151)의 타단부는 관통공(141)의 직경보다 크며 배출장치몸체(140) 내부의 직경보다는 작은 사이즈로 구성되어 평소에는 관통공(141)을 막고 있다. 즉 수소 연료 전지 차량의 정상 운행 조건에서는 관통공(141)에는 플러그(151)의 타단부가 배치되어 수소가 외부로 배출되지 않도록 관통공(141)을 막고 있는 상태이며, 수소를 배출해야할 경우에는 플러그(151)를 배출장치몸체(140)로부터 탈거한 후 반대방향으로 끼워넣는다. 이 경우 플러그(151)의 일단부에 형성된 가압부(151a)가 관통공(141)에 삽입되어 배출유닛(110)을 가압하게 되고, 배출유닛(110) 가압에 의해 관통공(141)이 개방되어 수소가 배출장치몸체(140)를 지나 외부로 배출된다.In addition, the plug unit 110 is partially inserted into the discharge unit body 140 in front of the discharge unit 110. The plug unit 150 is composed of a plug 151 and a plug body 153. The plug 151 is coupled to the inside of the discharge device body 140 and the plug body 153 is connected to the discharge device body 140 by a diameter And is coupled to the outside of the discharge device body 140. One end of the plug 151 functions to press the discharge unit 110 with a pressing portion 151a having a diameter equal to or smaller than the diameter of the through hole 141. The plug 151 has a diameter different from that of the other end. The other end of the plug 151 is larger than the diameter of the through-hole 141 and smaller than the diameter of the inside of the discharge device body 140, so that the through-hole 141 is normally closed. In other words, in the normal operation condition of the hydrogen fuel cell vehicle, the other end of the plug 151 is disposed in the through hole 141 to close the through hole 141 so that hydrogen is not discharged to the outside. The plug 151 is detached from the discharging device body 140 and is inserted in the opposite direction. The pressing portion 151a formed at one end of the plug 151 is inserted into the through hole 141 to press the discharging unit 110 and the through hole 141 is opened by the pressure of the discharging unit 110 So that hydrogen is discharged to the outside through the discharge device body 140.

플러그유닛(150) 중 플러그몸체(153)는 배출장치몸체(140)와 체결되며 내부에 플러그(151)가 배치된 상태로 존재한다. 이러한 플러그몸체(153)에는 배출장치몸체(140)를 지나 배출되는 수소를 상부 및 하부와 같이 양측으로 배출하기 위한 가스배출유로(153a)를 포함한다. 또한 플러그(151)에 형성된 가압부(151a)를 평소에 지지할 수 있도록 가압지지부(153b)를 중앙영역에 포함하는 것이 바람직하다.The plug body 153 of the plug unit 150 is fastened to the discharge device body 140 and exists in a state where the plug 151 is disposed therein. The plug body 153 includes a gas discharge passage 153a for discharging the hydrogen discharged through the discharging device body 140 to both sides such as the upper and lower sides. It is also preferable that the pressing support portion 153b is included in the central region so that the pressing portion 151a formed on the plug 151 can be normally supported.

오링(O-ring, 160) 및 백업링(back up ring, 170)은 플러그(151)와 배출장치몸체(140)의 접촉 부위에서 발생할 수 있는 누설을 방지하기 위해 플러그(151)의 직경을 따라 둘러싸도록 형성된다. 오링(160)은 단면이 원형으로 되어 있는 탄성재료로 이루어지며, 플러그(151)와 배출장치몸체(140) 사이 간극을 막아주는 역할을 한다. 이러한 오링(160)은 70kg/cm 이상의 압력이 작용하게 되면 변형되어 틈새가 생기게 되는데, 이를 방지하기 위해 백업링(170)이 추가로 설치된다. 백업링(170)의 경우 오링(160)과 나란히 설치되어 압력이 작용하는 방향과 반대방향에 설치하여 오링(160)을 백업하는 역할을 한다. The O-ring 160 and the back up ring 170 are disposed along the diameter of the plug 151 to prevent leakage that may occur at the contact area of the plug 151 and the discharge device body 140. [ Respectively. The O-ring 160 is made of an elastic material having a circular cross section and serves to close the gap between the plug 151 and the discharge device body 140. When a pressure of 70 kg / cm or more acts on the O-ring 160, the O-ring 160 is deformed to generate a gap. To prevent this, a backup ring 170 is additionally provided. In the case of the backup ring 170, the backup ring 170 is installed side by side with the O-ring 160 and installed in a direction opposite to the direction in which the pressure acts, thereby backing up the O-ring 160.

이러한 구조를 가지는 본 발명의 수소 배출장치(100)는 다음과 같은 동작 순서를 통해 압력 용기로부터 수소가 배출된다. 먼저, 도 7에 도시된 바와 같이 수소 연료 전지 차량의 정상 운행 조건에서는 수소 배출장치(100)가 동작하지 않고, 압력 용기 내부의 수소 누설이 발생하지 않도록 수소 배출장치(100)의 플러그유닛(150)이 기밀을 유지한다. 이 상황에서 차량의 점검 또는 압력 용기의 화재 등의 이유로 인해 압력 용기 내부의 수소를 방출시키기 위해 플러그몸체(153)를 배출장치몸체(140)로부터 탈거한다. 플러그몸체(153)를 탈거 후 도 8에 도시된 바와 같이 플러그(151)의 위치를 반대 방향으로 변경하고 플러그몸체(140)를 다시 배출장치몸체(140)에 체결한다. 반대로 배치된 플러그(151)에 의해 플러그(151)의 가압부(151a)가 배출유닛(110)을 가압하여 배출유닛(110)을 이동시키고, 이를 통해 관통공(141)이 개방되어 도 9에 도시된 바와 같이 용기 내부의 수소가 플러그몸체(153) 내부에 가공된 유로를 통해 배출된다. 이후 압력 용기 내부의 수소 배출이 완료된 후 플러그몸체(153)를 분리하여 플러그(151)를 다시 반대방향으로 변경하여 결합하고, 플러그몸체(153)를 배출장치몸체(140)에 체결하여 도 7과 같이 정상 운행 조건으로 복귀시킨다.The hydrogen discharge apparatus 100 of the present invention having such a structure discharges hydrogen from the pressure vessel through the following operation sequence. First, as shown in FIG. 7, the hydrogen discharge apparatus 100 is not operated under the normal running condition of the hydrogen fuel cell vehicle, and the plug unit 150 of the hydrogen discharge apparatus 100 ) Are kept confidential. In this situation, the plug body 153 is removed from the discharge device body 140 to release the hydrogen inside the pressure vessel for reasons such as inspection of the vehicle or fire of the pressure vessel. The plug body 153 is removed and then the position of the plug 151 is reversed as shown in FIG. 8 and the plug body 140 is again fastened to the discharge device body 140. The pressing portion 151a of the plug 151 presses the discharging unit 110 to move the discharging unit 110 by the plug 151 disposed in the opposite direction and the through hole 141 is opened through this, As shown in the figure, hydrogen inside the container is discharged through the flow path formed inside the plug body 153. After the completion of the hydrogen discharge in the pressure vessel, the plug body 153 is removed, the plug 151 is again changed to the opposite direction, and the plug body 153 is fastened to the discharge device body 140, And returns to normal operating conditions.

종래의 수소 배출장치는 용기 내부의 수소를 배출하는 과정에서 작업자가 배출유닛의 위치를 유지시켜야하는 불편함이 있었다. 하지만 본 발명의 수소 배출장치(100)는 용기 내부의 수소를 배출시키는 과정에서 플러그(151)의 단부에 형성된 가압부(151a)에 의해 관통공(141)이 개방되도록 배출유닛(110)의 위치를 고정시킬 수 있으며, 이를 통해 압력 용기로부터 수소를 지속적으로 배출가능하다.The conventional hydrogen discharging device has a disadvantage that the operator has to maintain the position of the discharging unit in the process of discharging the hydrogen inside the container. However, in the hydrogen discharging apparatus 100 of the present invention, in the process of discharging the hydrogen inside the container, the position of the discharging unit 110 such that the through hole 141 is opened by the pressing portion 151a formed at the end of the plug 151 Thereby allowing hydrogen to be continuously discharged from the pressure vessel.

100: 수소 배출장치 110: 배출유닛
120: 스프링 130: 배출장치너트
140: 배출장치몸체 141: 관통공
150: 플러그유닛 151: 플러그
151a: 가압부 153: 플러그몸체
153a: 가스배출유로 153b: 가압지지부
160: 오링 170: 백업링100: hydrogen exhaust unit 110: exhaust unit
120: spring 130: ejector nut
140: exhaust device body 141: through-hole
150: plug unit 151: plug
151a: pressing portion 153: plug body
153a: gas discharge passage 153b:
160: O-ring 170: Backup ring

Claims (1)

수소 연료 전지 차량용 압력 용기 밸브의 예비 수소 배출장치에 있어서,
수소배출유로를 개폐하는 배출유닛과;
상기 배출유닛의 일단부에 결합되어 상기 배출유닛의 위치를 복귀가능하도록 하는 스프링과;
일단에 상기 배출유닛이 결합된 상기 스프링의 타단에 결합되어 상기 배출유닛의 동작 범위를 제한하는 배출장치너트와;
내부 공간에 상기 배출유닛, 상기 스프링 및 상기 배출장치너트가 일렬로 결합된 상태로 배치되며, 중앙영역에 내부 공간보다 좁은 직경의 관통공이 형성된 배출장치몸체와;
상기 배출장치몸체 내부에 결합되는 플러그와, 상기 배출장치몸체 외부에 결합되는 플러그몸체를 포함하는 플러그유닛과;
상기 플러그와 상기 배출장치몸체의 접촉 부위에서 발생할 수 있는 누설을 방지하기 위한 오링 및 백업링을 포함하며,
상기 플러그는 일단부의 직경과 타단부의 직경이 상이하며, 상기 플러그의 일단부에는 상기 관통공의 직경보다 작은 직경으로 이루어진 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 연료 전지 차량용 압력 용기 밸브의 예비 수소 배출장치.1. A reserve hydrogen discharge apparatus for a pressure vessel valve for a hydrogen fuel cell vehicle,
A discharge unit for opening and closing the hydrogen discharge passage;
A spring coupled to one end of the discharge unit to return the position of the discharge unit;
A discharge device nut coupled at one end to the other end of the spring to which the discharge unit is coupled to limit the operating range of the discharge unit;
A discharge device body disposed in the inner space in a state where the discharge unit, the spring, and the discharge device nut are coupled in a row and having a through hole having a diameter narrower than an inner space in a central area;
A plug coupled to the interior of the discharge device body; and a plug body coupled to the exterior of the discharge device body;
And an O-ring and a backup ring for preventing leakage that may occur at a contact portion between the plug and the discharge device body,
Wherein the plug has a diameter different from a diameter of the one end and a diameter of the other end, and the one end of the plug includes a pressing portion having a diameter smaller than the diameter of the through hole. Device.
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KR20240008434A (en) * 2022-07-11 2024-01-19 배대원 Valve assembly for high pressure hydrogen tank

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