(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧容器の入口に装着され充填用原料ガスが通過する第１流路と、供給用原料ガスが通過する第２流路と、第１流路および第２流路が連結される第３流路とを有するメインバルブボディ、
前記メインバルブボディに装着されて第３流路を開閉する手動バルブ、
前記メインバルブボディに装着され電気的な信号によって第２流路を開閉するソレノイドバルブ、
前記第１流路に設けられて充填用原料ガスの逆方向流れを遮断する第１チェックバルブ、および
前記第２流路に設けられて供給用原料ガスの逆方向流れを遮断し、充填用原料ガスが第２流路に流れるのを遮断して充填用原料ガスが前記ソレノイドバルブに流入することを防止する第２チェックバルブを含み、
前記第２チェックバルブはメインバルブボディの第２流路上に形成される装着溝に固定するシート部材と、
前記装着溝の内側に直線移動可能に挿入されシート部材に密着して第２流路を開閉するバルブ部材とを含み、
前記バルブ部材は充填用原料ガスの圧力によって前記シート部材に密着し、
前記シート部材は、外周面には装着溝内面にねじ結合するねじ結合部が形成され、側面には第２流路の一側と連通する第１通路が形成され、下面には第１通路と連通する第２通路が形成されることを特徴とする流体制御用バルブアセンブリ。
【請求項２】
前記第３流路の一端部には第１流路と第２流路が分岐され、第３流路の他端部には充填用原料ガスが流入する第４流路と供給用原料ガスを排出する第５流路が連結されることを特徴とする請求項１に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
【請求項３】
前記第４流路と第５流路とが合う部分には微細な埃をろ過するフィルターが設けられ、前記フィルターは焼結フィルターを使用することを特徴とする請求項２に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
【請求項４】
前記メインバルブボディには第３流路に連結されて第３流路を通過する原料ガスが流入する分岐流路が形成され、前記分岐流路には原料ガスの圧力を測定する圧力センサーが設けられることを特徴とする請求項１に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
【請求項５】
前記メインバルブボディの一側には高圧容器内に貯蔵された原料ガスの温度を測定するサーミスタが設けられることを特徴とする請求項１に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
【請求項６】
前記手動バルブはメインバルブボディに結合するバルブボディと、前記バルブボディの内面にねじ結合して回転させると第３流路を開閉するバルブ部材とを含み、
前記バルブ部材はその端部に第３流路に形成されたシート部に密着する密着部が一体に形成されることを特徴とする請求項１に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
【請求項７】
前記ソレノイドバルブはメインバルブボディに装着されるバルブボディ、
前記バルブボディの下部に装着されるバルブシート、
前記バルブボディの外周面に装着されて電源が印加されるコイル、
前記バルブボディの内面に装着されるコア、
前記バルブボディの内面に移動可能に配置されオリフィスが形成され、その下面にバルブシートに密着する密着部が一体に形成される下部フランジャー、
前記下部フランジャーの上側に直線移動可能に配置され下部フランジャーを連動して作動させ、前記オリフィスに密着する密着部が一体に形成される上部フランジャー、および
前記上部フランジャーとコアの間に配置されてバルブの閉状態を維持するように上部フランジャーを加圧するスプリングを含むことを特徴とする請求項１に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
【請求項８】
前記バルブボディは圧縮容器に装着されるメインバルブボディにねじ結合するように外周面にねじ結合部が形成され、内面には上部フランジャーが配置される第１空間部と、前記第１空間部より内径が大きく形成され下部フランジャーが配置される第２空間部とが形成され、下側周囲面には原料ガスが流入する流入口が形成されることを特徴とする請求項７に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
【請求項９】
前記下部フランジャーはバルブボディの内面に移動可能に配置されるボディー部と、
前記ボディー部の上面に形成されて原料ガスが流入する凹溝部と、
前記ボディー部の下面に一体に形成されてバルブシートに密着する密着部と、
前記凹溝部の底面で密着部の中央を通過するように形成されて原料ガスが通過するオリフィスとを含むことを特徴とする請求項７に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
【請求項１０】
前記密着部は、その端部が前記バルブシートに形成された排出口に挿入されるように曲面形態に形成されることを特徴とする請求項９に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
【請求項１１】
前記凹溝部の底面には上部フランジャーが密着するシート部が突出することを特徴とする請求項９に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
【請求項１２】
前記上部フランジャーはバルブボディの内面に密着して直線移動するボディー部と、
前記ボディー部の下段に形成され下部フランジャーの凹溝部に直線移動可能に挿入され前記凹溝部に形成される係止片に係止される係止突起が形成される連結部と、
前記連結部の下面に一体に形成されて前記オリフィスを密閉する密着部とを含むことを特徴とする請求項９に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
【請求項１３】
前記連結部は断面が多角形状に形成され、面積が広い第１平面部と、第１平面部の間に形成されて面積が狭い第２平面部とで構成され、前記係止突起は第２平面部の下端から突出することを特徴とする請求項１２に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
【請求項１４】
前記第１チェックバルブはメインバルブボディの第１流路に形成される装着溝に固定するバルブシートと、
前記装着溝の内面に直線移動可能に挿入され一面にバルブシートに密着して第１流路を開閉する密着部が一体に形成されるバルブ部材と、
前記装着溝の入口に結合するバルブナットと、
前記バルブナットとバルブ部材の間に設けられてバルブ部材に弾性力を提供するスプリングとを含むことを特徴とする請求項１に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
【請求項１５】
前記バルブ部材の側面には原料ガスが通過する複数の第１通路が形成され、中央には前記第１通路と連通する第２通路が形成され、
前記密着部は端部に行くほど外径が小さくなる円錐形態に形成されることを特徴とする請求項１４に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
【請求項１６】
前記バルブ部材は装着溝内面に直線移動可能に挿入され、一側にはシート部材の下面に密着するように傾斜面に形成される密着部が形成され、他側には原料ガスが通過する第３通路が形成され、下面には第３通路と連通する第４通路が形成されることを特徴とする請求項１に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
【請求項１７】
前記メインバルブボディに装着され前記第２流路と連通して過流が発生すると第２流路を遮断する過流遮断バルブをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
【請求項１８】
前記過流遮断バルブはメインバルブボディに装着され中央に第２流路と連通する通路が形成され通路の内面にはフィルターが装着されるフィルターハウジングと、
前記フィルターハウジングの一端に装着され通路と連通する通路が形成されるバルブボディと、
前記バルブボディの内面に直線移動可能に配置されて過流が発生するとバルブボディの一面に密着して通路を遮断するバルブ部材と、
前記バルブ部材とバルブボディの間に配置されてバルブ部材が開状態を維持するように加圧力を提供するスプリングと、
前記バルブボディの一面に装着されてバルブ部材がバルブボディから離脱することを防止するバルブナットとを含むことを特徴とする請求項１７に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
【請求項１９】
前記フィルターは円筒形状に形成される焼結フィルターが使用されることを特徴とする請求項１８に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
【請求項２０】
前記バルブ部材は断面が四角形状に形成され原料ガスが流入する通路が形成され、一面にはバルブボディに密着して通路を遮断する密着面が形成され、バルブ部材がバルブボディに密着する際に原料ガスが通過するオリフィスが形成されることを特徴とする請求項１８に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
【請求項２１】
前記メインバルブボディに取り付けられ、高圧容器と連通する第６流路に連結されて高圧容器の温度が設定温度以上になれば、高圧容器内の圧力を外部に放出させる圧力解除装置をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
【請求項２２】
前記圧力解除装置は、メインバルブボディに装着され第６流路に連通されるバルブボディと、バルブボディに直線移動可能に配置されて第６流路を遮断するピストンと、バルブボディ内部に設けられて設定温度以上になると破裂してピストンを直線移動させて第６流路を開放するガラスバルブ（Ｇｌａｓｓ  ｂｕｌｂ）とを含むことを特徴とする請求項２１に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
【請求項２３】
前記メインバルブボディに装着され使用者の操作により高圧容器に貯蔵された原料ガスを外部に放出させるブリードバルブをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
【請求項２４】
前記ブリードバルブはメインバルブボディに固定し高圧容器に連結される第７流路に設けられるバルブボディと、バルブボディ内に直線移動可能に配置されバルブボディに形成された密着部に密着して開閉作用をするバルブ部材と、バルブボディの内面に固定するナット部材と、ナット部材とバルブ部材の間に配置されてバルブ部材に弾性力を提供するスプリングと、第７流路の内面にねじ締結されるキャップ部材とを含むことを特徴とする請求項２３に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧容器に貯蔵された原料ガスを高圧容器に充填したりガス使用部に供給する際に原料ガスの流れを制御する流体制御用バルブアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、水素燃料電池システムの場合、原料ガスが貯蔵された高圧容器に流体制御用バルブが設けられて高圧容器に原料ガスを充填する際に原料ガスの流れを制御し、高圧容器に貯蔵された原料ガスをガス使用部に供給する際に原料ガスの流れを制御する。
【０００３】
流体制御用バルブは電気的な信号によって原料ガスの流れを精密に制御しなければならないし、圧力容器に貯蔵された流体の圧力を一定に維持しなければならないし、水素燃料電池自動車の転覆や火災発生時に高圧容器の爆発を防止しなければならない。
【０００４】
従来の流体制御システム用バルブは、米国特許第７、３０９、１１３  Ｂ２号公報（２００７年１２月１８日）に開示されたように、高圧シリンダーに装着され第１圧力を有する第１地域と第２圧力を有する第２地域との間に連結されるメイン流動通路が形成されるバルブボディと、メイン流動通路に連結された入口側に設けられるフィルターと、メイン流動通路と連通した部分に設けられてメイン流動通路を手動で開閉するマニュアルバルブと、メイン流動通路と連通する背圧通路に設けられて電気的な信号によって背圧通路を開閉するソレノイドバルブと、メイン流動通路に設けられて過圧が発生するとメイン流動通路を閉鎖し正常圧になればメイン流動通路を開放するシャトルバルブとを含む。
【０００５】
このような従来の流体制御システム用バルブは充填する際に高圧の充填ガスが入口を通してメイン流動通路に流入しソレノイドバルブが開放される方向に作動するとソレノイドバルブを通過して高圧シリンダーに流入する。そして、高圧シリンダーに貯蔵された原料ガスがガス使用部に供給される際には高圧シリンダーに貯蔵された原料ガスは背圧通路を通過しソレノイドバルブを経て入口を通してガス使用部に供給される。
【０００６】
しかし、前記のような従来の流体制御システム用バルブは高圧の充填圧が直接ソレノイドバルブに加わるため、ソレノイドバルブの耐久性が低下し、誤作動が発生する恐れがあり、使用期間が長くなることで、ソレノイドバルブが損傷するという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、高圧容器に原料ガスを充填する充填用流路と高圧容器に貯蔵された原料ガスをガス使用部に供給する供給用流路を別々に形成し、供給用流路上にソレノイドバルブを設けて高圧の充填圧がソレノイドバルブに加わることを遮断してソレノイドバルブの損傷を防止し、誤作動を防止することができる流体制御用バルブアセンブリを提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、ソレノイドバルブの構造を改善して部品数を減らし、組立工程を減らし、高圧によるソレノイドバルブの損傷を最小化することができる流体制御用バルブアセンブリを提供することにある。
【０００９】
本発明のまた他の目的は、既存のバルブシートに密着して気密作用をするパッキング部材をなくし、バルブ部材に密着部を一体に形成することによって組立性を向上させ、製造工程を単純化でき、高圧によってバルブが破損することを防止できる流体制御用バルブアセンブリを提供することにある。
【００１０】
本発明のまた他の目的は、上部フランジャーと下部フランジャーの間の組み立て構造を改善して組立性を向上させることができる流体制御用バルブアセンブリを提供することにある。
【００１１】
本発明が解決しようとする課題は以上で言及した技術的課題に限定されず、言及されていないまた他の技術的課題は以下の記載から本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解できるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の流体制御用バルブアセンブリは、高圧容器の入口に装着され充填用原料ガスが通過する第１流路と、供給用原料ガスが通過する第２流路と、第１流路および第２流路が連結される第３流路とを有するメインバルブボディと、前記メインバルブボディに装着されて第３流路を開閉する手動バルブと、前記メインバルブボディに装着され電気的な信号によって第２流路を開閉するソレノイドバルブと、前記第１流路に設けられて充填用原料ガスの逆方向流れを遮断する第１チェックバルブと、前記第２流路に設けられて供給用原料ガスの逆方向流れを遮断し、充填用原料ガスが第２流路に流れることを遮断して充填用原料ガスが前記ソレノイドバルブに流入することを防止する第２チェックバルブとを含む。
【００１３】
本発明の第３流路の一端部には第１流路と第２流路が分岐され、第３流路の他端部には充填用原料ガスが流入する第４流路と供給用原料ガスを排出する第５流路が連結されることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第４流路と第５流路とが合う部分には微細な埃をろ過するフィルターが設けられ、前記フィルターとしては焼結フィルターを使用することを特徴とする。
【００１５】
本発明の手動バルブはメインバルブボディに結合するバルブボディと、前記バルブボディの内面にねじ結合して回転させると第３流路を開閉するバルブ部材とを含み、前記バルブ部材はその端部に第３流路に形成されたシート部に密着する密着部が一体に形成されることを特徴とする。
【００１６】
本発明のソレノイドバルブはメインバルブボディに装着されるバルブボディと、前記バルブボディの下部に装着されるバルブシートと、前記バルブボディの外周面に装着されて電源が印加されるコイルと、前記バルブボディの内面に装着されるコアと、前記バルブボディの内面に移動可能に配置されたオリフィスが形成され、その下面にバルブシートに密着する密着部が一体に形成される下部フランジャーと、前記下部フランジャーの上側に直線移動可能に配置され下部フランジャーを連動して作動させ、前記オリフィスに密着する密着部が一体に形成される上部フランジャーと、前記上部フランジャーとコアの間に配置されてバルブの閉状態を維持するように上部フランジャーを加圧するスプリングとを含む。
【００１７】
本発明の第１チェックバルブはメインバルブボディの第１流路に形成される装着溝に固定するバルブシートと、前記装着溝の内面に直線移動可能に挿入され一面にバルブシートに密着して第１流路を開閉する密着部が一体に形成されるバルブ部材と、前記装着溝の入口に結合するバルブナットと、前記バルブナットとバルブ部材の間に設けられてバルブ部材に弾性力を提供するスプリングとを含むことを特徴とする。
【００１８】
本発明の第２チェックバルブはメインバルブボディの第２流路上に形成される装着溝に固定するシート部材と、前記装着溝の内側に直線移動可能に挿入されシート部材に密着して第２流路を開閉するバルブ部材とを含み、前記バルブ部材は充填用原料ガスの圧力によって前記シート部材に密着することを特徴とする。
【００１９】
本発明のメインバルブボディには前記第２流路と連通して過流が発生すると第２流路を遮断する過流遮断バルブが取り付けられ、前記過流遮断バルブはメインバルブボディに装着され中央に第２流路と連通する通路が形成され通路の内面にフィルターが装着されるフィルターハウジングと、前記フィルターハウジングの一端に装着され通路と連通する通路が形成されるバルブボディと、前記バルブボディの内面に直線移動可能に配置されて過流が発生するとバルブボディの一面に密着して通路を遮断するバルブ部材と、前記バルブ部材とバルブボディの間に配置されてバルブ部材が開状態を維持するように加圧力を提供するスプリングと、前記バルブボディの一面に装着されてバルブ部材がバルブボディから離脱することを防止するバルブナットとを含むことを特徴とする。
【００２０】
本発明のメインバルブボディには高圧容器と連通する第６流路に連結されて高圧容器の温度が設定温度以上になれば、高圧容器内の圧力を外部に放出する圧力解除装置が取り付けられ、前記圧力解除装置はメインバルブボディに装着され第６流路に連通されるバルブボディと、バルブボディに直線移動可能に配置されて第６流路を閉鎖するピストンと、バルブボディ内部に設けられて設定温度以上になれば破裂してピストンを直線移動させて第６流路を開放するガラスバルブ（Ｇｌａｓｓ  ｂｕｌｂ）とを含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明のメインバルブボディには使用者の操作により高圧容器に貯蔵された原料ガスを外部に放出させるブリードバルブが取り付けられ、前記ブリードバルブはメインバルブボディに固定され高圧容器に連結される第７流路に設けられるバルブボディと、バルブボディ内に直線移動可能に配置されバルブボディに形成された密着部に密着して開閉作用をするバルブ部材と、バルブボディの内面に固定されるナット部材と、ナット部材とバルブ部材の間に配置されてバルブ部材に弾性力を提供するスプリングと、第７流路の内面にねじ締結されるキャップ部材とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
前記のように、本発明の流体制御用バルブアセンブリは、高圧容器に原料ガスを充填する第１流路と高圧容器に貯蔵された原料ガスをガス使用部に供給する第２流路とを別々に形成し、第１流路に第１チェックバルブを設け、第２流路に第２チェックバルブを設けて、高圧の充填圧がソレノイドバルブに加わることを遮断してソレノイドバルブの損傷を防止し、誤作動を防止することができる長所がある。
【００２３】
また、本発明の流体制御用バルブアセンブリは、バルブシートに密着する密着部をバルブ部材と同じ材質で一体に形成して高圧によって密着部が破損することを防止してバルブの寿命を延ばし、誤作動を防止することができる長所がある。
【００２４】
また、本発明の流体制御用バルブアセンブリは、ソレノイドバルブの構造を改善して精密制御を可能にし、部品数を減らし、高圧によるソレノイドバルブの損傷を最小化することができる長所がある。
【００２５】
また、本発明の流体制御用バルブアセンブリは、原料ガスに含まれている異物を除去するフィルターとして焼結フィルターを使うことによって、高圧によってフィルターが損傷することを防止できる長所がある。
【００２６】
また、本発明の流体制御用バルブアセンブリは、バルブシートに密着して気密作用をするパッキング部材をなくし、バルブ部材に既存のパッキング部材の役割を果たす密着部を一体に形成することによって、組立性が向上し、製造工程を単純化することができ、高圧によってバルブが破損することを防止することができる。
【００２７】
また、本発明の流体制御用バルブアセンブリは、上部フランジャーと下部フランジャーの間の組み立て構造を改善して組立性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施例による流体制御システムの構成図である。
【図２】本発明の一実施例による流体制御用バルブアセンブリの断面図である。
【図３】本発明の一実施例による手動バルブの断面図である。
【図４】本発明の一実施例による手動バルブの作動状態図である。
【図５】本発明の一実施例によるソレノイドバルブの断面図である。
【図６】本発明の一実施例によるソレノイドバルブの一部拡大断面図である。
【図７】本発明の一実施例によるソレノイドバルブの上部フランジャーと下部フランジャーの斜視図である。
【図８】本発明の一実施例によるソレノイドバルブの上部フランジャーの底面図である。
【図９】本発明の一実施例による上部フランジャーと下部フランジャーの組立工程を示す組立工程図である。
【図１０】本発明の一実施例による上部フランジャーと下部フランジャーの組立工程を示す組立工程図である。
【図１１】本発明の一実施例によるソレノイドバルブの作動状態を示す作動状態図である。
【図１２】本発明の一実施例によるソレノイドバルブの作動状態を示す作動状態図である。
【図１３】本発明の一実施例による第１チェックバルブの断面図である。
【図１４】本発明の一実施例による第１チェックバルブの作動状態図である。
【図１５】本発明の一実施例による第２チェックバルブの断面図である。
【図１６】本発明の一実施例による第２チェックバルブの作動状態図である。
【図１７】本発明の一実施例による過流遮断バルブの断面図である。
【図１８】本発明の一実施例による過流遮断バルブの作動状態図である。
【図１９】本発明の一実施例による圧力解除装置の断面図である。
【図２０】本発明の一実施例による圧力解除装置の作動状態図である。
【図２１】本発明の一実施例によるブリードバルブの断面図である。
【図２２】本発明の一実施例によるブリードバルブの作動状態図である。
【図２３】本発明の一実施例による流体制御用バルブアセンブリの流体の流れを示すブロック図である。
【図２４】本発明の一実施例による流体制御用バルブアセンブリの流体の流れを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、添付図面を参照して本発明による実施例を詳しく説明する。また、以下の図面において、構成要素の大きさや形状などは説明の便宜および明確性のために誇張されたものである。また、本発明の構成および作用を考慮して特に定義された用語は使用者、運用者の意図または慣例により異なることができる。このような用語に対する定義は本明細書全般にわたった内容を基に下さなければならない。
【００３０】
図１は本発明の一実施例による流体制御システムの構成図である。
【００３１】
一実施例による流体制御システムは、原料ガスが貯蔵される高圧容器１００と、高圧容器１００の入口に装着されて流体を制御する流体制御用バルブアセンブリ２００と、流体制御用バルブアセンブリ２００に第１パイプ５００で連結されて原料ガスを高圧容器１００に充填する原料ガス充填口３００と、流体制御用バルブアセンブリ２００に第２パイプ６００で連結されて高圧容器１００に貯蔵された原料ガスを使用するガス使用部４００とを含む。
【００３２】
このような本実施例による流体制御システムは、水素燃料電池車に設けられて水素原料の流れを制御するのに主に使用され、水素燃料電池車以外に、高圧の流体を充填および供給するすべてのシステムに適用可能である。
【００３３】
高圧容器は７００Ｂａｒ以上の原料ガスを十分に安全に貯蔵できる容器が使用される。
【００３４】
流体制御用バルブアセンブリ２００は、高圧容器１００に貯蔵された原料ガスをガス使用部４００に供給し、高圧容器１００に原料ガスを充填する際に原料ガスの流れを制御する役割を果たす。
【００３５】
図２は本発明の一実施例による流体制御用バルブアセンブリの断面図である。
【００３６】
一実施例による流体制御用バルブアセンブリ２００は、原料ガスが充填された高圧容器１００の入口に装着され複数のバルブを備え複数の流路が形成されるメインバルブボディ１０と、メインバルブボディ１０に設けられて手動で流路を開閉する手動バルブ（Ｍａｎｕａｌ  Ｖａｌｖｅ）１２と、メインバルブボディ１０に設けられて電気的な信号によって流路を自動的に開閉するソレノイドバルブ１４とを含む。
【００３７】
メインバルブボディ１０は高圧容器に連結され高圧容器１００に充填される充填用原料ガスが通過する第１流路２０と、高圧容器１００に連結されガス使用部４００に供給される供給用原料ガスが通過する第２流路２２と、第１流路２０と第２流路２２が連通される第３流路２４とを含む。
【００３８】
そして、メインバルブボディ１０には原料ガス充填口３００と連結されて原料ガスが流入する第４流路２６と、ガス使用部４００と連結されて原料ガスをガス使用部４００に供給する第５流路２８とが形成され、第４流路２６と第５流路２８は第３流路２４に連通される。
【００３９】
第４流路２６と第５流路２８とが合う地点には原料ガスに含まれている微細な埃をろ過するフィルター３０が設けられ、フィルター３０としては１０μｍの多孔性焼結フィルターを使用する。本実施例のフィルター３０は金属材質の焼結フィルターが使用されるため、原料ガスの圧力によってフィルターが損傷することを防止することができ、フィルターの寿命を増大させることができる。
【００４０】
第１流路２０には高圧容器１００に充填される充填用原料ガスの第１方向（矢印Ａ方向）の流れは開放し、逆方向に流れるのを遮断する第１チェックバルブ３２が取り付けられ、第２流路２２にはガス使用部４００に供給される供給用原料ガスの第２方向（矢印Ｂ方向）の流れは開放し逆方向に流れるのを遮断し、充填用原料ガスがソレノイドバルブ１４に流入することを遮断する第２チェックバルブ３４が装着される。
【００４１】
ソレノイドバルブ１４は第２流路２２に設けられて電気的な信号によって第２流路２２を自動的に開閉するバルブであって、第２チェックバルブ３４の前方側に設けられる。
【００４２】
このように、本実施例によるメインバルブボディ１０には充填用原料ガスが通過する第１流路２０と、供給用原料ガスが通過する第２流路２２をそれぞれ別途に形成し、ソレノイドバルブ１４は第２流路２２に設けられて、高圧容器に原料ガスを充填する際に第２チェックバルブ３４が第２流路２２を遮断して充填用原料ガスがソレノイドバルブ１４に流入することを防止するので、ソレノイドバルブ１４が高圧の充填圧によって損傷することを防止することができる。
【００４３】
したがって、ソレノイドバルブ１４は充填用原料ガスの充填圧に影響を受けないため、誤作動したり耐久性の低下を防止することができ、バルブの寿命を延ばすことができる。
【００４４】
手動バルブ１２は第３流路２４に設けられて第３流路２４を手動で開閉する役割を果たす。つまり、手動バルブ１２は第３流路２４を開閉するので高圧容器１００から排出する原料ガスの流れおよび高圧容器に充填する原料ガスの流れを開閉する役割を果たす。
【００４５】
第２流路２２の入口には高圧容器１００に貯蔵された原料ガスが非正常的に過多流出することを遮断する過流遮断バルブ（Ｅｘｃｅｓｓ  Ｆｌｏｗ  Ｖａｌｖｅ）３６が設けられる。つまり、過流遮断バルブ３６は車両事故や車両の転覆時に配管が切れる場合、高圧容器１００内部の原料ガスが外部へ急激に抜け出すと危険であるため、過流発生時に第２流路２２を遮断して安全事故を未然に防止する役割を果たす。
【００４６】
また、メインバルブボディ１０には車両事故などによる火災発生時に高圧容器１００の温度が上昇すると高圧容器１００内の原料ガスを外部に放出して高圧容器が爆発することを防止する圧力解除装置（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｒｅｌｉｅｆ  Ｄｅｖｉｃｅ）３８と、高圧容器１００内の原料ガスを外部に放出させるブリードバルブ（Ｂｌｅｅｄ  Ｖａｌｖｅ）４０が設けられる。
【００４７】
なお、メインバルブボディ１０の一側には高圧容器１００に貯蔵された原料ガスの温度を測定してその信号を制御ユニットに印加するサーミスタ（Ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）４２が設けられる。
【００４８】
そして、メインバルブボディ１０には第３流路２４と連通されて第３流路２４を通過する原料ガスが流入する分岐流路６が形成され、分岐流路６には原料ガスの圧力を測定する圧力センサー８が設けられる。
【００４９】
図３は本発明の一実施例による手動バルブの断面図であり、図４は本発明の一実施例による手動バルブの作動状態図である。
【００５０】
一実施例による手動バルブ１２は、外周面がメインバルブボディ１０に結合するバルブボディ５０と、バルブボディ５０の内面にねじ結合して第３流路２４を開閉するバルブ部材５２とを含む。
【００５１】
バルブボディ５０は円筒形状であり、外周面はメインバルブボディ１０にねじ結合し、内周面はバルブ部材５２の外周面にねじ結合する。したがって、バルブ部材５２を回転させるとバルブ部材５２が前進および後退しながら第３流路２４を開閉する。
【００５２】
バルブ部材５２は円筒形状のスチール材質で形成され、その端部には第３流路２４に形成されたシート部５３に密着する密着部５８が一体に形成される。
【００５３】
既存のバルブ部材は、ほとんどの場合、バルブロッドの端部にバルブロッドと異なる材質（ラバー材質）の密着部材が装着される構造であるが、この場合、高圧によって密着部材が破れる問題が発生し、バルブを組み立てる際にバルブロッドに密着部材を組み立てなければならないので組立性が低下するという問題がある。
【００５４】
本実施例のバルブ部材５２はステンレス材質で形成され密着部５８が一体に形成されて製造および組み立てが容易であり、高圧によって密着部５８の破損および損傷を防止することができる。
【００５５】
バルブボディ５０とメインバルブボディ１０の間は気密維持のための第１シーリング５４が設けられ、バルブ部材５２の外周面にはバルブボディ５０との気密を維持するための第２シーリング５６が設けられる。
【００５６】
このような手動バルブ１２はバルブ部材５２を一方向に回転させると図３に示されているように、バルブ部材５２が前進してバルブ部材の密着部５８はシート部５３に密着して第３流路２４を閉鎖し、反対方向に回転させると図４に示されているように、バルブ部材５２が後退して密着部５８はシート部５３から分離されて第３流路２４を開放する。
【００５７】
図５は本発明の一実施例によるソレノイドバルブの断面図であり、図６は本発明の一実施例によるソレノイドバルブの一部拡大断面図であり、図７は本発明の一実施例によるソレノイドバルブの上部フランジャーと下部フランジャーの斜視図であり、図８は本発明の一実施例による上部フランジャーの底面図である。
【００５８】
ソレノイドバルブ１４は電源が印加されると第２流路２２を自動的に開閉するバルブであって、メインバルブボディ１０に装着されるバルブボディ６０と、バルブボディ６０の下部に装着され第２流路２２と連通されるバルブシート６８と、バルブボディ６０の外周面に装着されて電源が印加されるコイル６６と、バルブボディ６０の内周面に直線移動可能に設けられてコイル６６に電源が印加されるとコイル６６との相互作用によって直線移動する上部フランジャー６４と、上部フランジャー６４と連動して作動してバルブシート６８に密着する下部フランジャー６２とを含む。
【００５９】
バルブボディ６０は上面および下面が開放された円筒形状に形成され、上面にはバルブボディ６０の上面を密閉させるコア７０が取り付けられ、下側外周面にはメインバルブボディ１０にねじ結合するねじ結合部７６が形成され、下部側面には第２流路２２と連通されて原料ガスが流入する流入口７８が形成される。
【００６０】
バルブボディ６０のねじ結合部７６はバルブボディの下側外周面に形成されてメインバルブボディ１０にねじ結合し、コイル６０が装着される部分はメインバルブボディ１０に挿入された構造であるため、ソレノイドバルブ１４をメインバルブボディ１０に組み立てる際、ねじ結合部７６がねじ結合するように締めれば組立が完了するので、組立および分離が簡便である。
【００６１】
コア７０の外周面とバルブボディ６０の内周面の間には第１シーリング１１２が設けられてコア７０とバルブボディ６０の間の気密作用をし、バルブボディ６０の外周面には第２シーリング１１４が装着されてメインバルブボディ１０とバルブボディ６０の間の気密を維持する。
【００６２】
そして、バルブボディ６０の内部には上部フランジャー６４が移動可能に密着する第１空間部８２と、この第１空間部８２の下側に第１空間部８２に比べて大きい内径を有するように形成され下部フランジャー６２が移動可能に密着し原料ガスが流入する第２空間部８４とが形成される。
【００６３】
バルブシート６８はバルブボディ６０の下面に固定し原料ガスを排出する排出口８０が形成される。ここで、排出口８０の上段部分つまり、下部フランジャー９０の密着部９４が接触する部分は直角に形成されて下部フランジャー９０の密着部９４と初期に線接触するようにする。そして、反復使用によって排出口８０の上段部分に面が生成されて下部フランジャー９０の密着部９４と面接触する。
【００６４】
ここで、排出口８０は第２流路２２と連通する。バルブシート６８の下面には第３シーリング１１６が装着されてバルブシート６８とメインバルブボディ１０の間の気密作用をする。
【００６５】
コイル６６の外周面にはコイル６６を保護するためのコイルケース７２が取り付けられ、コイルケース７２の上面にはコア７０を囲む円板部材７４が装着される。
【００６６】
下部フランジャー６２は第２空間部８４の内面に密着した状態で上下移動可能に配置されるボディー部９０と、ボディー部９０の上面に形成されて上部フランジャー６４が係止され原料ガスが流入する凹溝部９２と、ボディー部９０の下面に形成されてバルブシート６８に密着してバルブシート６８の排出口８０を密閉する密着部９４と、凹溝部９２で垂直に形成されて原料ガスが通過するオリフィス９６とを含む。
【００６７】
下部フランジャー６２の内面中央は上側方向に突出するシート部９１が形成され、このシート部９１にオリフィス９６が形成される。そして、凹溝部９２の開放された上面の周り方向の内側方向に延長された係止片９８が形成されて上部フランジャー６４の係止突起１０８が係止される。
【００６８】
密着部９４はボディー部９０の下面に曲面形態に形成されてバルブシート６８の上面に密着すると、端部がバルブシート６８の排出口８０に挿入された状態になってバルブシート６８の排出口８０をより完璧に密閉する。
【００６９】
ここで、下部フランジャー６２は金属材質、一例として、ステンレススチール材質で形成され、ボディー部９０と密着部９４が一体に形成されるので、原料ガスの流動衝撃や圧力によって密着部９４が破損することを防止することができ、組立性を向上させることができる。つまり、既存の下部フランジャーの場合、下部フランジャーに下部フランジャーと異なる材質のパッキング部材が装着されるが、この場合、パッキング部材を下部フランジャーに組み立てなければならないので製造工程が複雑になり、パッキング部材は黄銅やラバー材質で形成されるので衝撃が加わると壊れたり破れるという問題が発生する。
【００７０】
本実施例の下部フランジャー６２はボディー部９０と密着部９４が一体に形成されるため、このような問題を解決することができる。
【００７１】
上部フランジャー６４はバルブボディ６０の第１空間部８２内面に密着して直線移動するボディー部１０２と、ボディー部１０２の下段に一体に形成され下部フランジャー６２の凹溝部９２に直線移動可能に挿入される連結部１０４と、連結部１０４の端部に形成されて下部フランジャー６２のシート部９１に密着してオリフィス９６を密閉する密着部１０６とを含む。
【００７２】
ボディー部１０２の上面にはスプリング安着溝６９が形成され、このスプリング安着溝６９にスプリング７１が挿入される。スプリング７１は一端がコア７０の下面に支持されてバルブの閉状態になるように上部フランジャー６４を加圧するコイルスプリングで形成される。
【００７３】
連結部１０４はボディー部の下面に一体に形成され、その断面が多角形状に形成される。つまり、連結部１０４の側面は面積が広い多数の第１平面部１２０と、第１平面部１２０の間に形成され第１平面部１２０に比べて面積が狭い多数の第２平面部１２２とで形成され、第２平面部１２２の端部から外側方向に突出して係止突起１０８が形成される。
【００７４】
ここで、連結部１０４は断面形状が三角形状をなすように第１平面部１２０が３つで構成され、３つの頂点が平面に形成されて第２平面部１２２をなすように形成されることが望ましい。
【００７５】
そして、密着部１０６は連結部１０４の下面に半球形状に形成されてオリフィス９６を密閉する。
【００７６】
ここで、上部フランジャー６４はボディー部１０２と密着部１０６が一体に形成されるため、既存のパッキング部材のような構成が不要であるので部品数を減らすことができ、組立性が向上する。また、密着部１０６がボディー部１０２の材質と同じ金属材質で一体に形成されるので、高圧によって密着部１０６が破損することを防止することができる。
【００７７】
図９および図１０は本発明の一実施例による上部フランジャーと下部フランジャーの組立工程を示す斜視図である。
【００７８】
上部フランジャー６４と下部フランジャー６２の組立工程を察してみると、上部フランジャー６４を一定角度で傾くようにした後、上部フランジャー６４の連結部１０４を下部フランジャー６２の凹溝部９２の内部に挿入する。このとき、上部フランジャー６４の一方の係止突起１０８は凹溝部９２の内部に挿入された状態となり、このような状態で、上部フランジャー６４を垂直に順次立てると上部フランジャー６４の反対側の係止突起も凹溝部６４の内部に挿入される。
【００７９】
ここで、係止突起１０８は上部フランジャー６４の連結部１０４の下面全体に形成されるのではなく、面積が狭い第２平面部１２２にだけ形成されるため、上部フランジャー６４を一定角度で横傾斜した状態で一側の係止突起１０８をまず、凹溝部９２に挿入した後、上部フランジャー６４を立てると他側の係止突起１０８は係止片９８にかからずに凹溝部９２の内部に挿入される。
【００８０】
そして、上部フランジャー６４を垂直に立てると係止突起１０８が係止片９８に係止された状態になって上部フランジャー６４と下部フランジャー６２の組立が完了する。
【００８１】
このように、本実施例によるソレノイドバルブは上部フランジャーと下部フランジャーを組み立てる際、既存のように、ボルト締結や嵌合組立などが不必要で組立性を向上させることができ、組立が容易で便利にできる。
【００８２】
以下、このように構成される一実施例によるソレノイドバルブの作用について説明する。
【００８３】
図１１および図１２は本発明の一実施例によるソレノイドバルブの作用を示す作動状態図である。
【００８４】
まず、スプリング７１の加圧力によって上部フランジャー６４が下降して下部フランジャー６２を押し付けると下部フランジャー６２の密着部９４がバルブシート６８に密着して第２流路２２は閉状態を維持する。そして、上部フランジャー６４の密着部１０６はオリフィス９６に密着してオリフィス９６は閉状態を維持する。このとき、原料ガスは流入口７８に流入して凹溝部９２の内部まで満たされた状態を維持する。
【００８５】
このような状態で、コイル６６に電源が印加されると図１１に示されているように、上部フランジャー６４が上昇し、よって、上部フランジャー６４の密着部１０６が下部フランジャー６２の底面で分離しながらオリフィス９６を開放する。そうすると、凹溝部９２に満たされた原料ガスがオリフィス９６を通過しながら１次開放状態になってバルブの開閉時の衝撃を緩和させる。
【００８６】
そして、図１２に示されているように、上部フランジャー６４がさらに上昇すれば上部フランジャー６４の係止突起１０８は下部フランジャー６２の係止片９８に接触して下部フランジャー６２が上部フランジャー６４とともに上昇する。そうすると、下部フランジャー６２の密着部９４がバルブシート６８から分離しながらバルブシート６８の排出口８０を開放し、これによって、第２流路２２が開放されて２次開放状態となる。したがって、高圧容器１００に貯蔵された原料ガスが第２流路２２を通じてガス使用部４００に供給される。
【００８７】
図１３は本発明の一実施例による第１チェックバルブの断面図である。
【００８８】
第１チェックバルブ３２はメインバルブボディ１０の第１流路２０に形成される装着溝１３０の内側に固定するバルブシート１２０と、装着溝１３０の内面に直線移動可能に挿入されバルブシート１２０に密着して第１流路２０を開閉するバルブ部材１２２と、装着溝１３０の入口に結合するバルブナット１２４と、バルブナット１２４とバルブ部材１２２の間に設けられてバルブ部材１２２に弾性力を提供するスプリング１２６とを含む。
【００８９】
バルブシート１２０は原料ガスが通過する通路１３２を有する円筒形状に形成され、その外周面には装着溝１３０の内面にねじ結合するねじ結合部１３４が形成され、シーリング１２８が装着されてバルブシート１２０と装着溝１３０内面の間の気密を維持する。
【００９０】
バルブ部材１２２は前方にはバルブシート１２０の通路１３２に挿入されて通路１３２を開閉する傾斜面形態の密着部１３８が形成され、側面には複数の通路１３６が形成され、この通路１３６は中央に形成される通路１３７と連通する。
【００９１】
バルブナット１２４はその外周面が装着溝１３０内面にねじ結合してバルブ部材１２２が装着溝１３０から抜け出すことを防止し、一側にシーリング１３９が設けられて気密作用をする。
【００９２】
スプリング１２６は一端がバルブナット１２４に支持され他端はバルブ部材１２２に支持されてバルブ部材１２２に弾性力を提供するコイルスプリングからなることができる。
【００９３】
このような第１チェックバルブ３２は図１４に示されているように、第１流路２０を通じて矢印Ａ方向に充填用原料ガスが流入すれば原料ガスの圧力によってバルブ部材１２２が後方に後退しながらバルブシート１２０から分離されて第１流路２０を開放する。そして、充填用原料ガスの供給が中断されると、バルブ部材１２２がスプリング１２６の弾性力によってバルブシート１２０に密着した状態となって原料ガスが反対方向に逆流することを防止する。
【００９４】
図１５は本発明の一実施例による第２チェックバルブの断面図である。
【００９５】
第２チェックバルブ３４はメインバルブボディ１０の第２流路２２と連通されるように形成される装着溝１４０に固定するシート部材１４４と、装着溝１４０の内側に直線移動可能に挿入されシート部材１４４に密着して第２流路２２を開閉するバルブ部材１４２とを含む。
【００９６】
シート部材１４４は装着溝１４０の内面にねじ結合するように外周面にねじ結合部１５０が形成され、側面には第２流路２２の一側と連通する第１通路１４６が形成され、下面には第１通路１４６と連通する第２通路１４８が形成される。そして、シート部材１４４の外周面には気密を維持するための複数のシーリング１５２、１５４、１５６が装着される。
【００９７】
バルブ部材１４２は装着溝１４０の内側部分に直線移動可能に挿入され、一側にはシート部材１４４の下面に密着するように傾斜面に形成する密着部１６４が形成され、側面には原料ガスが通過する第３通路１６０が形成され、下面には第３通路１６０と連通する第４通路１６２が形成される。
【００９８】
このようなバルブ部材１４２は充填用原料ガスが第３流路２４を通じて矢印Ａ方向に流入すればバルブ部材１４２が充填用原料ガスの押し付ける力によって上昇してバルブ部材１４２の密着部１６４がシート部材１４４に密着して第２流路２２が閉じられる。したがって、第２チェックバルブ３４は充填用原料ガスが第２流路２２に流入することを防止して充填用原料ガスの高圧がソレノイドバルブ１４に影響を与えることを防止する。
【００９９】
そして、図１６に示されているように、ソレノイドバルブ１４が開放されて第２流路２２に矢印Ｂのように、供給用原料ガスが流入すれば、原料ガスの圧力によってバルブ部材１４２が下降して第２流路２２を開放する。
【０１００】
図１７は本発明の一実施例による過流遮断バルブの断面図である。
【０１０１】
過流遮断バルブ３６はメインバルブボディ１０に装着され中央に第２流路２２と連通する通路３１２が形成され通路３１２の内面にフィルター３１４が装着されるフィルターハウジング３１０と、フィルターハウジング３１０の一端に装着され通路３１２と連通する通路３４２が形成されるバルブボディ３４０と、バルブボディ３４０の内面に直線移動可能に配置され過流が発生するとバルブボディ３４０の一面に密着して通路３４２を遮断するバルブ部材３２０と、バルブ部材３２０とバルブボディ３４０の間に配置されてバルブ部材３２０が閉状態を維持するように加圧力を提供するスプリング３５０と、バルブボディ３４０の一面に装着されてバルブ部材３２０がバルブボディ３４０から離脱することを防止するバルブナット３３０とを含む。
【０１０２】
フィルター３１４は円筒形状に形成されてフィルターハウジング３１０の内面と間隔をおいて装着されて内面に流入した原料ガスはフィルター３１４を通過して浄化された後、フィルター３１４の外面に排出される構造である。
【０１０３】
既存のフィルターの場合、メッシュフィルターが主に使用されるが、このメッシュフィルターは高圧が作用すれば破れる場合が発生するが、本実施例のフィルター３１４は流量が十分に考慮された大きさの焼結フィルターを使用するため、高圧が作用してもフィルターが破れたり損傷することを防止することができる。
【０１０４】
バルブ部材３２０は断面が四角形状に形成され原料ガスを流入する通路３２６が形成されて原料ガスが通過できる構造を有し、一面はバルブボディ３４０の一面に密着して通路３４２を遮断する密着面３２２が形成される。そして、バルブ部材３２０にはオリフィス３２４が形成されてバルブ部材３２０がバルブボディ３４０に密着する場合、オリフィス３２４を通じて原料ガスが通路３４２に供給されるようにする。
【０１０５】
このように構成される一実施例による過流遮断バルブ３６の作用を察してみると、原料ガスの圧力が正常の場合、スプリング３５０の加圧力によってバルブ部材３２０とバルブボディ３４０の間が離れた状態を維持しながら原料ガスが第２流路２２に円滑に通過するようにする。このとき、原料ガスはフィルター３１４を通過しながら異物がろ過された後、第２流路２２に供給される。
【０１０６】
このような状態で、車両事故や転覆時に車両の配管が切れる場合、高圧容器１００内部の原料ガスが非正常的に過多流出すれば図１８に示されているように、バルブボディ内の圧力差によってバルブ部材３２０が前進しながらバルブボディ３４０に密着する。そうすると、バルブボディ３４０の通路３４２が遮断されて原料ガスの供給が中断される。このとき、バルブ部材３２０に形成されたオリフィス３２４を通じて少量の原料ガスをゆっくり放出する。
【０１０７】
図１９は本発明の一実施例による圧力解除装置の断面図である。
【０１０８】
圧力解除装置３８はメインバルブボディ１０に装着され高圧容器１００と連通する第６流路４１０に設けられて高圧容器１００の温度が設定温度以上に上昇すれば高圧容器１００内の圧力を外部に放出させる役割を果たす。一例として、本実施例による流体制御システムが水素電池燃料車両に設けられる場合、車両の事故や放火などによって車両に火災が発生する際に高圧容器１００内の圧力を外部に放出させて高圧容器１００の爆発を防止する。
【０１０９】
このような圧力解除装置３８はメインバルブボディ１０に装着され第６流路４１０に連通されるバルブボディ４２０と、バルブボディ４２０に直線移動可能に配置されるピストン４４０と、バルブボディ４４０内部に設けられて周辺温度が設定温度以上になると破壊されながらピストン４４０を直線移動させるガラスバルブ（Ｇｌａｓｓ  ｂｕｌｂ）４３０とを含む。
【０１１０】
ガラスバルブ４３０はバルブボディ４２０の内部に配置されバルブボディの一端にはガラスバルブ４３０を固定させるキャップ部材４５０が装着される。
【０１１１】
ガラスバルブ４３０は温度によって破裂し、ガラスバルブの破裂温度は１１０±５℃であり、圧力が増加する際には破裂せず温度によって破裂する部品である。
【０１１２】
バルブボディ４２０はメインバルブボディ１０にねじ結合し、バルブボディ４２０の外周面に第１シーリング４６０が取り付けられ、バルブボディ４２０の前方側外周面には第２シーリング４７０、バックアップリング４６６および第３シーリング４６８が順次に装着されてバルブボディ４２０とメインバルブボディ１０の間の気密を完璧に維持する。
【０１１３】
そして、ピストン４４０とバルブボディ４２０の間には第４シーリング４６２が取り付けられ、ピストン４４０の前方側外周面にはバックアップリング４６４と第５シーリング４６５が装着されてピストンとバルブボディ４２０の間の気密を完璧に維持する。
【０１１４】
このような圧力解除装置３８の作用を察してみると、高圧容器１００内の温度が正常温度である場合、ピストン４４０はガラスバルブ４３０に支持された状態で第６通路４１０を遮断して高圧容器１００の原料ガスが漏出するのを防止する。このような状態で、図２０に示されているように、車両事故や放火、その他の要因によって車両に火災が発生すると高圧容器１００内の温度が上昇し、設定温度以上になると、ガラスバルブ４３０が破裂しながらピストン４４０を後退させる。そうすると、第６流路４１０が開放されて高圧容器１００内の燃料ガスを外部に放出させて高圧容器１００が爆発するなどの事故を防止する。
【０１１５】
図２１は本発明の一実施例によるブリードバルブの断面図である。
【０１１６】
ブリードバルブ４０は使用者の選択によって任意に高圧容器１００内の原料ガスを外部に放出させるバルブであって、メインバルブボディ１０に固定し高圧容器１００に連結される第７流路５１０に設けられるバルブボディ５２０と、バルブボディ５２０内に直線移動可能に配置されバルブボディ５２０に形成されたシート部５２２に密着して開閉作用をするバルブ部材５３０と、バルブボディ５２０の内面に固定するナット部材５４０と、ナット部材５４０とバルブ部材５３０の間に配置されてバルブ部材５３０に弾性力を提供するスプリング５６０と、第７流路５１０にねじ締結されるキャップ部材５７０とを含む。
【０１１７】
このようなブリードバルブ４０はスプリング５６０の押し付ける力によってバルブ部材５３０がバルブボディ５２０のシート部５２２に密着して第５流路５１０を遮断する。
【０１１８】
そして、このような状態で、使用者が高圧容器１００内の原料ガスを放出させようとする場合、図２２に示されているように、まず、キャップ部材５７０を分離する。そして、ブリードツール５８０をバルブボディ５２０内部に押し込むとブリードツール５８０がバルブ部材５３０を押し付け、これによって、バルブ部材５３０が後退しながら第７流路５１０を開放する。そうすると、高圧容器１００に貯蔵された原料ガスは第７流路５１０を通じて矢印Ｃ方向に排出される。
【０１１９】
ブリードツール５８０はキャップ部材５７０を分離した部分にねじ締結されるツールボディー５８２と、ツールボディー５８２と直線移動可能に配置されてバルブ部材５３０を押し付けるツール部材５８４とを含む。ここで、ツール部材５８４には通路５８６が形成されて高圧容器１００内の原料ガスが通路５８６を通じて外部に排出される。
【０１２０】
以下、前記のように構成される本発明の一実施例による流体制御用バルブアセンブリの作用について説明する。
【０１２１】
図２３は本発明の一実施例による流体制御用バルブアセンブリのガス充填時の原料ガスの流れを示す構成図であり、図２４は本発明の一実施例による流体制御用バルブアセンブリのガス供給時に原料ガスの流れを示す構成図である。
【０１２２】
まず、原料ガス充填時のガスの流れについて説明する。
【０１２３】
ガス充填の際に充填用原料ガスは図２３に示されているように、矢印Ａ方向に流れながらガス充填口３００から排出される充填用原料ガスは高圧容器１００に充填される。具体的に察してみると、ガス充填口３００に連結された第４流路２６を通じて充填用原料ガスが流入する。そして、充填用原料ガスはフィルター３０を通過しながら異物がろ過された状態で第３流路２４に流入する。このとき、第３流路２４に設けられた手動バルブ１２は第３流路２４を開放した状態で作動して第３流路２４に充填用原料ガスが流入する。そして、充填用原料ガスは第３流路２４と連通された第１流路２０に流入し、第１流路２０に流入した充填用原料ガスは第１チェックバルブ３２を通過して高圧容器１００に充填される。
【０１２４】
このとき、第２流路２２は第２チェックバルブ３４が充填用原料ガスの圧力によって閉状態になり第２流路２２に充填用原料ガスが流入することを遮断する。したがって、第２流路２２には充填用原料ガスが通過しなくなり、よって、第２流路２２上に設けられたソレノイドバルブ１４が充填用原料ガスの充填圧によって誤作動したり故障が発生することを未然に防止することができる。
【０１２５】
次に、原料ガスの供給時のガスの流れについて説明する。
【０１２６】
原料ガスをガス使用部４００に供給する場合、外部の電気的な信号によってソレノイドバルブ１４に電源が印加されソレノイドバルブ１４が作動して第２流路２２を開放すれば、原料ガスは図２４に示されているように、矢印Ｂ方向に流れながら高圧容器１００に貯蔵された原料ガスをガス使用部４００に供給する。具体的に察してみると、高圧容器１００に貯蔵された供給用原料ガスが第２流路２２に流入する。このとき、第１流路２２上に設けられた第１チェックバルブ３２によって供給用原料ガスが第１流路２０に流入することを遮断する。
【０１２７】
そして、第２流路２２に流入した原料ガスは過流遮断バルブ３６を通過しフィルター３１４を通過しながら異物が除去される。このとき、過流が発生すると過流遮断バルブ３６が作動して原料ガスの供給を遮断する。
【０１２８】
また、供給用原料ガスはソレノイドバルブ１４を通過し第２チェックバルブ３４を通過して第３流路２４に流入する。このとき、第３流路２４に設けられた手動バルブ１２は第３流路２４を開放した状態で作動する。なお、第３流路２４に流入した供給用原料ガスはフィルター３０を通過しながら２次に浄化した後、第５流路２８を通じてガス供給部４００に供給される。
【０１２９】
以上、本発明を特定の望ましい実施例を例にあげて説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲内で当該発明の属する技術分野で通常の知識を有する者によって様々な変更および修正が可能であることが理解できる。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明のバルブアセンブリは、水素燃料電池システムの原料ガスが貯蔵された高圧容器に設けられて高圧容器に原料ガスを充填する際に原料ガスの流れを制御し、高圧容器に貯蔵された原料ガスをガス使用部に供給する際に原料ガスの流れを制御することで、高圧容器に原料ガスを充填する充填用流路と高圧容器に貯蔵された原料ガスをガス使用部に供給する供給用流路を別々に形成してバルブの損傷を防止し性能を向上させることができる。 
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載されていた全請求項を付記する。  
[１]
高圧容器の入口に装着され充填用原料ガスが通過する第１流路と、供給用原料ガスが通過する第２流路と、第１流路および第２流路が連結される第３流路とを有するメインバルブボディ、
前記メインバルブボディに装着されて第３流路を開閉する手動バルブ、
前記メインバルブボディに装着され電気的な信号によって第２流路を開閉するソレノイドバルブ、
前記第１流路に設けられて充填用原料ガスの逆方向流れを遮断する第１チェックバルブ、および
前記第２流路に設けられて供給用原料ガスの逆方向流れを遮断し、充填用原料ガスが第２流路に流れるのを遮断して充填用原料ガスが前記ソレノイドバルブに流入することを防止する第２チェックバルブを含むことを特徴とする流体制御用バルブアセンブリ。
[２]
前記第３流路の一端部には第１流路と第２流路が分岐され、第３流路の他端部には充填用原料ガスが流入する第４流路と供給用原料ガスを排出する第５流路が連結されることを特徴とする[１]に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
[３]
前記第４流路と第５流路とが合う部分には微細な埃をろ過するフィルターが設けられ、前記フィルターは焼結フィルターを使用することを特徴とする[２]に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
[４]
前記メインバルブボディには第３流路に連結されて第３流路を通過する原料ガスが流入する分岐流路が形成され、前記分岐流路には原料ガスの圧力を測定する圧力センサーが設けられることを特徴とする[１]に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
[５]
前記メインバルブボディの一側には高圧容器内に貯蔵された原料ガスの温度を測定するサーミスタが設けられることを特徴とする[１]に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
[６]
前記手動バルブはメインバルブボディに結合するバルブボディと、前記バルブボディの内面にねじ結合して回転させると第３流路を開閉するバルブ部材とを含み、
前記バルブ部材はその端部に第３流路に形成されたシート部に密着する密着部が一体に形成されることを特徴とする[１]に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
[７]
前記ソレノイドバルブはメインバルブボディに装着されるバルブボディ、
前記バルブボディの下部に装着されるバルブシート、
前記バルブボディの外周面に装着されて電源が印加されるコイル、
前記バルブボディの内面に装着されるコア、
前記バルブボディの内面に移動可能に配置されオリフィスが形成され、その下面にバルブシートに密着する密着部が一体に形成される下部フランジャー、
前記下部フランジャーの上側に直線移動可能に配置され下部フランジャーを連動して作動させ、前記オリフィスに密着する密着部が一体に形成される上部フランジャー、および
前記上部フランジャーとコアの間に配置されてバルブの閉状態を維持するように上部フランジャーを加圧するスプリングを含むことを特徴とする[１]に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
[８]
前記バルブボディは圧縮容器に装着されるメインバルブボディにねじ結合するように外周面にねじ結合部が形成され、内面には上部フランジャーが配置される第１空間部と、前記第１空間部より内径が大きく形成され下部フランジャーが配置される第２空間部とが形成され、下側周囲面には原料ガスが流入する流入口が形成されることを特徴とする[７]に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
[９]
前記下部フランジャーはバルブボディの内面に移動可能に配置されるボディー部と、
前記ボディー部の上面に形成されて原料ガスが流入する凹溝部と、
前記ボディー部の下面に一体に形成されてバルブシートに密着する密着部と、
前記凹溝部の底面で密着部の中央を通過するように形成されて原料ガスが通過するオリフィスとを含むことを特徴とする[７]に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
[１０]
前記密着部は、その端部が前記バルブシートに形成された排出口に挿入されるように曲面形態に形成されることを特徴とする[９]に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
[１１]
前記凹溝部の底面には上部フランジャーが密着するシート部が突出することを特徴とする[９]に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
[１２]
前記上部フランジャーはバルブボディの内面に密着して直線移動するボディー部と、
前記ボディー部の下段に形成され下部フランジャーの凹溝部に直線移動可能に挿入され前記凹溝部に形成される係止片に係止される係止突起が形成される連結部と、
前記連結部の下面に一体に形成されて前記オリフィスを密閉する密着部とを含むことを特徴とする[９]に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
[１３]
前記連結部は断面が多角形状に形成され、面積が広い第１平面部と、第１平面部の間に形成されて面積が狭い第２平面部とで構成され、前記係止突起は第２平面部の下端から突出することを特徴とする[１２]に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
[１４]
前記第１チェックバルブはメインバルブボディの第１流路に形成される装着溝に固定するバルブシートと、
前記装着溝の内面に直線移動可能に挿入され一面にバルブシートに密着して第１流路を開閉する密着部が一体に形成されるバルブ部材と、
前記装着溝の入口に結合するバルブナットと、
前記バルブナットとバルブ部材の間に設けられてバルブ部材に弾性力を提供するスプリングとを含むことを特徴とする[１]に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
[１５]
前記バルブ部材の側面には原料ガスが通過する複数の第１通路が形成され、中央には前記第１通路と連通する第２通路が形成され、
前記密着部は端部に行くほど外径が小さくなる円錐形態に形成されることを特徴とする[１４]に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
[１６]
前記第２チェックバルブはメインバルブボディの第２流路上に形成される装着溝に固定するシート部材と、
前記装着溝の内側に直線移動可能に挿入されシート部材に密着して第２流路を開閉するバルブ部材とを含み、
前記バルブ部材は充填用原料ガスの圧力によって前記シート部材に密着することを特徴とする[１]に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
[１７]
前記シート部材は、外周面には装着溝内面にねじ結合するねじ結合部が形成され、側面には第２流路の一側と連通する第１通路が形成され、下面には第１通路と連通する第２通路が形成されることを特徴とする[１６]に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
[１８]
前記バルブ部材は装着溝内面に直線移動可能に挿入され、一側にはシート部材の下面に密着するように傾斜面に形成される密着部が形成され、他側には原料ガスが通過する第３通路が形成され、下面には第３通路と連通する第４通路が形成されることを特徴とする[１６]に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
[１９]
前記メインバルブボディに装着され前記第２流路と連通して過流が発生すると第２流路を遮断する過流遮断バルブをさらに含むことを特徴とする[１]に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
[２０]
前記過流遮断バルブはメインバルブボディに装着され中央に第２流路と連通する通路が形成され通路の内面にはフィルターが装着されるフィルターハウジングと、
前記フィルターハウジングの一端に装着され通路と連通する通路が形成されるバルブボディと、
前記バルブボディの内面に直線移動可能に配置されて過流が発生するとバルブボディの一面に密着して通路を遮断するバルブ部材と、
前記バルブ部材とバルブボディの間に配置されてバルブ部材が開状態を維持するように加圧力を提供するスプリングと、
前記バルブボディの一面に装着されてバルブ部材がバルブボディから離脱することを防止するバルブナットとを含むことを特徴とする［１９］に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
［２１］
前記フィルターは円筒形状に形成される焼結フィルターが使用されることを特徴とする［２０］に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
［２２］
前記バルブ部材は断面が四角形状に形成され原料ガスが流入する通路が形成され、一面にはバルブボディに密着して通路を遮断する密着面が形成され、バルブ部材がバルブボディに密着する際に原料ガスが通過するオリフィスが形成されることを特徴とする［２０］に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
［２３］
前記メインバルブボディに取り付けられ、高圧容器と連通する第６流路に連結されて高圧容器の温度が設定温度以上になれば、高圧容器内の圧力を外部に放出させる圧力解除装置をさらに含むことを特徴とする［１］に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
［２４］
前記圧力解除装置は、メインバルブボディに装着され第６流路に連通されるバルブボディと、バルブボディに直線移動可能に配置されて第６流路を遮断するピストンと、バルブボディ内部に設けられて設定温度以上になると破裂してピストンを直線移動させて第６流路を開放するガラスバルブ（Ｇｌａｓｓ  ｂｕｌｂ）とを含むことを特徴とする［２３］に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
［２５］
前記メインバルブボディに装着され使用者の操作により高圧容器に貯蔵された原料ガスを外部に放出させるブリードバルブをさらに含むことを特徴とする［１］に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
［２６］
前記ブリードバルブはメインバルブボディに固定し高圧容器に連結される第７流路に設けられるバルブボディと、バルブボディ内に直線移動可能に配置されバルブボディに形成された密着部に密着して開閉作用をするバルブ部材と、バルブボディの内面に固定するナット部材と、ナット部材とバルブ部材の間に配置されてバルブ部材に弾性力を提供するスプリングと、第７流路の内面にねじ締結されるキャップ部材とを含むことを特徴とする［２５］に記載の流体制御用バルブアセンブリ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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