KR101047299B1 - Water trap valve for fuel cell vehicle - Google Patents

Water trap valve for fuel cell vehicle Download PDF

Info

Publication number
KR101047299B1
KR101047299B1 KR1020100111120A KR20100111120A KR101047299B1 KR 101047299 B1 KR101047299 B1 KR 101047299B1 KR 1020100111120 A KR1020100111120 A KR 1020100111120A KR 20100111120 A KR20100111120 A KR 20100111120A KR 101047299 B1 KR101047299 B1 KR 101047299B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
solenoid
fuel cell
valve
valve body
plunger
Prior art date
Application number
KR1020100111120A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이창훈
노의동
김승익
이기룡
엄상돈
Original Assignee
주식회사 유니크
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 주식회사 유니크 filed Critical 주식회사 유니크
Priority to KR1020100111120A priority Critical patent/KR101047299B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101047299B1 publication Critical patent/KR101047299B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04097—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with recycling of the reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04253—Means for solving freezing problems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Abstract

PURPOSE: A water trap valve for fuel cell vehicles is provided to avoid the discharge of unreacted hydrogen to the outside through a valve in a recycling process of water including unreacted hydrogen and to enable rapid cold starting of the fuel cell vehicles. CONSTITUTION: A water trap valve(100) for fuel cell vehicles includes: a solenoid(110) in which a road is inserted or protrudes according to the application of a power source; a valve body(120) coupled with the lower part of the solenoid; a diaphragm(130) which is installed between the solenoid and the valve body and partitions the inside of a solenoid and the inside of a valve body; and a PTC heater(140) installed at the valve body to prevent a conveying path of the valve body from being frozen.

Description

연료전지 차량용 워터트랩 밸브{WATER TRAP VALVE FOR FUEL CELL VEHICLE}WATER TRAP VALVE FOR FUEL CELL VEHICLE

본 발명은 연료전지 차량용 워터트랩 밸브에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 연료전지에서 생성된 물을 재순환하는 과정에서 물에 포함된 미반응수소가 외부로 배출되는 것을 방지하고, 결빙된 배출구를 신속하게 해빙하여 유로를 확보할 수 있는 연료전지 차량용 워터트랩 밸브에 관한 것이다.The present invention relates to a water trap valve for a fuel cell vehicle, and more particularly, to prevent unreacted hydrogen contained in water from being discharged to the outside in the process of recirculating water generated in a fuel cell, and to quickly thaw a frozen outlet. The present invention relates to a water trap valve for a fuel cell vehicle capable of securing a flow path.

연료전지는 연료인 수소와 산화제인 공기가 전기화학반응을 일으키는 과정에서 전기를 발생시키는 일종의 발전장치이다. 이러한 연료전지는 에너지 효율이 높고 공해가 없어 차세대 대체에너지로 각광을 받고 있다. 일례로, 휴대용 기기의 배터리에서부터 차량의 동력원 및 대규모 발전설비에 이르기까지 그 적용범위가 매우 광범위하다A fuel cell is a type of power generation device that generates electricity in the process of electrochemical reaction between hydrogen as fuel and air as oxidant. These fuel cells are attracting attention as the next generation alternative energy because they are energy efficient and have no pollution. For example, the application ranges from batteries in portable devices to power sources for vehicles and large power generation facilities.

연료전지시스템의 구성을 살펴보면, 전기에너지를 발생시키는 연료전지 스택, 연료전지 스택에 연료인 수소를 공급하는 연료공급시스템, 연료전지 스택에 전기화학반응에 필요한 산화제인 공기(좀 더 상세하게는 산소)를 공급하는 공기공급시스템, 연료전지 스택의 운전온도를 제어하는 열 및 물 관리시스템 등으로 구성된다.Looking at the configuration of a fuel cell system, a fuel cell stack that generates electrical energy, a fuel supply system for supplying hydrogen as fuel to the fuel cell stack, and air as an oxidant for electrochemical reaction to the fuel cell stack (more specifically, oxygen Air supply system to supply), heat and water management system to control the operating temperature of fuel cell stack.

연료전지 스택에서는 연료인 수소와 산화제인 산소를 반응시켜 전기를 생산하는 과정에서 열과 물이 생성된다. 이렇게 생성된 물은 수소와 산소의 흐름을 방해하므로 연료극(anode) 측에 축적될 경우 연료전지 스택의 성능이 저하시킨다. 따라서 연료전지 스택에서 생성된 물을 주기적으로 배출하여 연료전지 스택의 안정적인 성능을 확보하여야 한다.In the fuel cell stack, heat and water are generated in the process of generating electricity by reacting hydrogen as a fuel and oxygen as an oxidant. The generated water interferes with the flow of hydrogen and oxygen, so when accumulated at the anode side, the performance of the fuel cell stack is degraded. Therefore, water generated in the fuel cell stack should be periodically discharged to ensure stable performance of the fuel cell stack.

도 4는 종래의 연료전지시스템을 도시하는 개략도이다.4 is a schematic diagram showing a conventional fuel cell system.

연료전지 스택(10)은 수소가 공급되는 연료극(12a)과, 산소가 공급되는 공기극(12b)과, 연료극(12a) 및 공기극(12b) 사이에 위치되는 전해질(12c)을 포함한다. 이러한 구조의 연료전지 스택(10)은 수소와 산소가 반응하는 과정에서 물이 생성되고, 생성된 물은 워터트랩(14)에 일시 저장되었다가 배출된다.The fuel cell stack 10 includes a fuel electrode 12a supplied with hydrogen, an air electrode 12b supplied with oxygen, and an electrolyte 12c positioned between the fuel electrode 12a and the air electrode 12b. In the fuel cell stack 10 having this structure, water is generated while hydrogen and oxygen react, and the generated water is temporarily stored in the water trap 14 and then discharged.

이때, 워터트랩(14)에 저장된 물이 일정량 이상이 되면 최고수위 감지센서(16a)가 이를 감지하여 워터트랩(14)의 하부에 설치된 밸브(20)를 열어 물을 배출시킨다. 반면, 밸브(20)를 통한 배출로 인해 워터트랩(12)에 저장된 물이 일정량 이하가 되면 최저수위 감지센서(16b)가 이를 감지하여 밸브(20)를 닫는다.At this time, when the water stored in the water trap 14 is a predetermined amount or more, the highest level sensor 16a detects this to open the valve 20 installed in the lower portion of the water trap 14 to discharge the water. On the other hand, when the water stored in the water trap 12 is less than a certain amount due to the discharge through the valve 20, the lowest level sensor 16b detects this to close the valve 20.

상술한 과정을 거쳐 배출된 물은 재순환되어 연료전지 스택(10)의 온도를 조절하기 위한 냉각수로 사용되거나 산화제로 사용되는 공기의 수분을 조절하기 위한 가습수로 사용된다.The water discharged through the above-described process is recycled and used as cooling water for controlling the temperature of the fuel cell stack 10 or as humidifying water for controlling moisture of air used as an oxidant.

한편, 수소와 산소가 반응하는 과정에서 생성된 물에는 미처 반응하지 못한 미반응수소(가연성 가스)가 포함된다. 따라서 물이 재순환하는 과정에서 미반응수소가 밸브(20)를 통해 외부로 누출될 경우 엔진의 열 등에 의해 폭발의 우려가 높다.On the other hand, the water produced during the reaction of hydrogen and oxygen contains unreacted hydrogen (combustible gas) that did not react. Therefore, when unreacted hydrogen leaks to the outside through the valve 20 in the process of water recycling, there is a high risk of explosion due to heat of the engine.

또한, 외부의 온도가 영하로 떨어지는 겨울철에는 밸브(20) 내에서 물이 결빙되어 밸브(20)의 작동을 방해하므로 연료전지 차량의 냉시동이 불가능하게 되는 경우가 발생된다.In addition, in winter, when the outside temperature drops below zero, water freezes in the valve 20 to prevent the operation of the valve 20, thereby making it impossible to cold start the fuel cell vehicle.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 연료전지에서 생성된 물을 재순환하는 과정에서 물에 포함된 미반응수소가 외부로 배출되는 것을 방지하고, 결빙된 배출구를 신속하게 해빙하여 유로를 확보할 수 있는 연료전지 차량용 워터트랩 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art as to prevent the unreacted hydrogen contained in the water to be discharged to the outside in the process of recycling the water generated in the fuel cell, and quickly thaw the freezing outlet flow path The purpose is to provide a water trap valve for a fuel cell vehicle that can secure the.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 연료전지 차량용 워터트랩 밸브는, 전원의 인가 여부에 따라 로드가 삽입 또는 돌출되는 솔레노이드; 상기 솔레노이드의 하부에 결합되고, 측면과 하면에 유입구와 배출구가 각각 형성되며, 상기 유입구와 상기 배출구를 연결하는 이송로가 내부에 형성된 밸브 몸체; 상기 솔레노이드와 상기 밸브 몸체 사이에 설치되고, 상기 로드의 삽입 또는 돌출시 상기 이송로를 개폐하는 다이어프램; 상기 밸브 몸체에 설치되는 피티씨 히터를 포함한다.Water trap valve for a fuel cell vehicle according to the present invention for achieving the above object, the solenoid rod is inserted or protruding depending on whether power is applied; A valve body coupled to a lower portion of the solenoid and having inlets and outlets formed on side and bottom surfaces thereof, respectively, and a transfer path connecting the inlets and the outlets therein; A diaphragm installed between the solenoid and the valve body to open and close the transfer path when the rod is inserted or protruded; PTC heater is installed in the valve body.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 솔레노이드와 밸브 몸체 사이에 다이어프램이 설치되어 솔레노이드의 내부와 밸브 몸체의 내부가 서로 격리된다. 따라서 미반응수소를 포함하는 물이 밸브 몸체 내부에 형성된 이송로를 따라 재순환되는 과정에서 미반응수소가 밸브를 통해 외부로 배출될 우려가 없다.In the present invention configured as described above, a diaphragm is installed between the solenoid and the valve body so that the inside of the solenoid and the inside of the valve body are isolated from each other. Therefore, there is no fear that the unreacted hydrogen is discharged to the outside through the valve in the process of the water containing the unreacted hydrogen is recycled along the transfer path formed inside the valve body.

또한, 본 발명의 밸브 몸체 내부에는 피티씨 히터가 설치된다. 따라서 외부의 온도가 영하로 떨어져 이송로가 결빙되더라도 밸브 몸체에 설치된 피티씨 히터를 작동시켜 결빙된 얼음을 신속하게 해빙할 수 있으므로 물의 배출 및 연료전지 차량의 냉시동이 가능하다.In addition, the PTC heater is installed inside the valve body of the present invention. Therefore, even if the outside temperature drops below zero, the PTI heater is installed on the valve body to quickly thaw the frozen ice even when the transport path is frozen, thus allowing the discharge of water and cold start of the fuel cell vehicle.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량용 워터트랩 밸브의 단면도.
도 2와 도 3은 도 1에 도시된 연료전지 차량용 워터트랩 밸브의 작동과정을 도시하는 도면.
도 4는 종래의 연료전지시스템을 도시하는 개략도.1 is a cross-sectional view of a water trap valve for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are views showing the operation of the water trap valve for a fuel cell vehicle shown in FIG.
4 is a schematic diagram showing a conventional fuel cell system.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명함에 있어, 그리고 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가하였다.With reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention; In the following description of embodiments according to the present invention, and in adding reference numerals to the components of each drawing, the same reference numerals are added to the same components as much as possible even though they are shown in different drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량용 워터트랩 밸브의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a water trap valve for a fuel cell vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 연료전지 차량용 워터트랩 밸브(100, 이라 밸브라 함)는, 밸브(100)를 작동시키는 솔레노이드(110)와, 솔레노이드(110)에 의해 물의 배출을 허용 또는 차단하는 밸브 몸체(120)와, 솔레노이드 밸브(110)의 내부와 밸브 몸체(120)의 내부를 격리시키는 다이어프램(130)과, 밸브 몸체(120)의 내부에서 결빙된 얼음을 신속하게 해빙시키기 위한 피티씨 히터(140)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the water trap valve 100 (referred to as a valve) for a fuel cell vehicle according to the present embodiment allows the discharge of water by the solenoid 110 for operating the valve 100 and the solenoid 110. Alternatively, the valve body 120 to cut off, the diaphragm 130 to isolate the inside of the solenoid valve 110 and the inside of the valve body 120, and quickly thaw ice frozen in the valve body 120. PTI heater 140 for.

우선, 솔레노이드(110)는 밸브 몸체(120)의 상부에 결합되고, 전원의 인가 여부에 따라 밸브 몸체(120)의 내부에 형성된 이송로(123a,123b)를 개방 또는 폐쇄한다. 그 구성을 살펴보면, 하우징(111)과, 하우징(111)의 내부에 설치된 보빈(112)과, 보빈(112)의 외주면에 감긴 코일(113)과, 보빈(112)의 내측 상단에 설치된 코어(114)와, 보빈(112)의 내부에서 상하로 이동 가능하게 설치된 플런저(115)와, 플런저(115)의 하부에 결합되는 로드(116)와, 플런저(115)를 하향으로 탄성 지지하는 스프링(117)을 포함한다.First, the solenoid 110 is coupled to the upper portion of the valve body 120, and opens or closes the transfer paths 123a and 123b formed in the valve body 120 depending on whether power is applied. Looking at the configuration, the housing 111, the bobbin 112 provided inside the housing 111, the coil 113 wound around the outer peripheral surface of the bobbin 112, and the core (installed on the inner upper end of the bobbin 112 ( 114, a plunger 115 provided to be movable up and down inside the bobbin 112, a rod 116 coupled to the lower portion of the plunger 115, and a spring for elastically supporting the plunger 115 downwardly ( 117).

하우징(111)은, 내부 하우징(111a), 외부 하우징(111b) 및 덮개(111c)로 구성된다. 내부 하우징(111a)은 코어(114)와 플런저(115)를 감싸도록 형성되고, 외부 하우징(111b)은 내부 하우징(111a), 내부 하우징(111a)의 외주면에 설치된 보빈(112) 및 코일(113)을 감싸도록 형성된다. 또한, 덮개(111c)는 내부 및 외부 하우징(111a,111b)의 상부로 돌출된 코어(114)를 감싸도록 형성된다.The housing 111 is comprised from the inner housing 111a, the outer housing 111b, and the cover 111c. The inner housing 111a is formed to surround the core 114 and the plunger 115, and the outer housing 111b is the inner housing 111a, the bobbin 112 and the coil 113 installed on the outer circumferential surface of the inner housing 111a. ) Is formed to surround. In addition, the cover 111c is formed to surround the core 114 protruding to the upper portion of the inner and outer housings 111a and 111b.

보빈(112)은, 코일(113)과 코어(114) 사이, 그리고 코일(113)과 플런저(115) 사이를 전기적으로 차단하기 위한 절연체이고, 보빈(112)의 외주면에 감긴 코일(113)은 전원 인가시 자기장을 발생시키는 수단이다. 또한, 플런저(115)는 코일(113)에서 발생된 자기장 및 스프링(117)의 탄성에 의해 상승 또는 하강하는 이동체이고, 코어(114)는 코일(113)에서 발생된 자기장에 의해 자화되어 플런저(115)를 고정시키는 수단이다.The bobbin 112 is an insulator for electrically blocking between the coil 113 and the core 114 and between the coil 113 and the plunger 115, and the coil 113 wound on the outer circumferential surface of the bobbin 112 is It is a means for generating a magnetic field when power is applied. In addition, the plunger 115 is a movable body which rises or falls by the magnetic field generated by the coil 113 and the elasticity of the spring 117, and the core 114 is magnetized by the magnetic field generated by the coil 113 to form a plunger ( 115) means for fixing.

상술한 구성 중 덮개(111c), 코어(114)와 플런저(115)에는 관통공(118)이 형성된다. 이 관통공들(118)은 플런저(115) 상승시 코어(114)와 플런저(115) 사이의 공간(119)에 존재하는 공기가 외부로 배출되도록 한다. 또한, 플런저(115) 하강시 외부 공기가 공간(119)으로 유입되도록 한다. 따라서 플런저(115)의 상승시 공간(119)에 존재하는 공기의 압축되는 것을 방지하고, 하강시 공간(119)이 진공상태로 되는 것을 방지함으로써 플런저(115)의 이동 저항을 없앨 수 있다.The through hole 118 is formed in the cover 111c, the core 114, and the plunger 115 in the above-described configuration. The through holes 118 allow air existing in the space 119 between the core 114 and the plunger 115 to be discharged to the outside when the plunger 115 is raised. In addition, when the plunger 115 descends, external air flows into the space 119. Therefore, the movement resistance of the plunger 115 can be eliminated by preventing the air present in the space 119 from rising when the plunger 115 is prevented from being compressed and preventing the space 119 from becoming vacuum when the plunger 115 is lowered.

이때, 덮개(111c)와 코어(114) 사이에는 필터막(111d)이 설치된다. 이 필터막(111d)은 밸브(100) 내부로 공기가 유입되는 것은 허용하되 수분이 유입되는 것을 방지한다. 또한, 밸브(100) 내부에서 수분이 발생할 경우 이를 외부로 배출하는 기능을 더 포함한다.At this time, a filter membrane 111d is provided between the lid 111c and the core 114. The filter membrane 111d allows air to flow into the valve 100 but prevents water from entering. In addition, the valve 100 further includes a function of discharging it to the outside when moisture occurs.

한편, 플런저(115)의 하부에 결합되는 로드(116)는 플런저(115)와 함께 상승 또는 하강하며 이송로(123a,123b)를 개방 또는 폐쇄하는 개폐수단이다. 이러한 로드(116)의 상단 둘레에는 플런저(115)와의 결합을 위한 결합구(150)가 삽입되는 제1삽입홈(116a)이 형성된다. 또한, 하단 둘레에는 다이어프램(130)의 내측 돌기(136)가 삽입되는 제2삽입홈(116b)이 형성된다.On the other hand, the rod 116 coupled to the lower portion of the plunger 115 is the opening and closing means for opening or closing the conveying paths (123a, 123b) up or down with the plunger 115. The first circumference of the rod 116 is formed with a first insertion groove 116a into which the coupler 150 for coupling with the plunger 115 is inserted. In addition, a second insertion groove 116b into which the inner protrusion 136 of the diaphragm 130 is inserted is formed around the bottom.

밸브 몸체(120)는, 솔레노이드(110)의 하부에 결합되는 상부 몸체(120a)와, 상부 몸체(120a)의 하부에 결합되는 하부 몸체(120b)로 구성된다.The valve body 120 includes an upper body 120a coupled to the lower portion of the solenoid 110 and a lower body 120b coupled to the lower portion of the upper body 120a.

상부 몸체(120a)는 솔레노이드(110)의 하단이 삽입되는 연결홈(121a)이 상면에 형성되고, 연료전지 스택(미도시)에서 발생한 물이 유입되는 유입구(122a)가 측면에 형성된다. 또한, 상부 몸체(120a)의 하면에는 유입된 물의 배출 및 하부 몸체와의 결합을 위한 연결관(124a)이 돌출되며, 내부에는 유입구(122a)와 연결관(124a)을 연결하는 제1이송로(123a)가 형성된다. 그리고 상부 몸체(120a)의 하면 중 연결관(124a)의 둘레에는 피티씨 히터가 설치되는 장착홈(125a)이 형성된다.The upper body 120a has a connection groove 121a into which the lower end of the solenoid 110 is inserted, and an inlet 122a through which water generated from a fuel cell stack (not shown) is formed on a side surface thereof. In addition, a lower portion of the upper body 120a protrudes a connecting pipe 124a for discharging the introduced water and coupling with the lower body, and a first transport path connecting the inlet 122a and the connecting pipe 124a therein. 123a is formed. In addition, a mounting groove 125a in which the PTC heater is installed is formed around the connection pipe 124a of the lower surface of the upper body 120a.

이때, 연결관(124a)의 상단은 제1이송로(123a)의 내부로 돌출되어 솔레노이드(110)의 로드(116) 하단에 결합된 다이어프램(130)의 하면과 접촉된다. 따라서 솔레노이드(110)의 작동에 의해 로드(116)가 상승하면 다이어프램(130)이 연결관(124a)의 상단에서 이격되어 이송로(123a,123b)를 개방하고, 로드(116)가 하강하면 다이어프램(130)이 연결관(124a)의 상단과 접촉하여 이송로(123a,123b)를 폐쇄한다.At this time, the upper end of the connection pipe 124a protrudes into the first transfer path 123a and contacts the lower surface of the diaphragm 130 coupled to the lower end of the rod 116 of the solenoid 110. Therefore, when the rod 116 is raised by the operation of the solenoid 110, the diaphragm 130 is spaced apart from the upper end of the connecting pipe 124a to open the conveying paths (123a, 123b), and when the rod 116 is lowered, the diaphragm 130 is in contact with the upper end of the connecting pipe (124a) to close the transport path (123a, 123b).

하부 몸체(120b)는 밸브 몸체(120)로 유입된 물이 배출되는 배출구(122b)가 하면에 형성되고, 상부 몸체(120a)의 제1이송로(123a)와 배출구(122b)를 연결하는 제2이송로(123b)가 내부에 형성된다. 또한, 상면에는 상부 몸체(120a)의 연결관(124a)이 삽입되는 결합홈(124b)이 형성되고, 결합홈(124b)의 둘레에는 피티씨 히터(140)가 설치되는 장착홈(125b)이 형성된다.The lower body 120b has an outlet 122b through which water introduced into the valve body 120 is discharged, and is formed on a lower surface thereof, and connects the first transfer path 123a and the outlet 122b of the upper body 120a to each other. Two transfer paths 123b are formed therein. In addition, a coupling groove 124b into which the connecting pipe 124a of the upper body 120a is inserted is formed on the upper surface, and a mounting groove 125b in which the PTC heater 140 is installed is formed around the coupling groove 124b. Is formed.

이때, 상부 몸체(120a)의 하면과 상부 몸체(120a)의 상면 사이, 그리고 연결관(124a)의 외측면과 결합홈(124b)의 내측면 사이에는 기밀유지용 패킹(126)이 개재된다.At this time, an airtight packing 126 is interposed between the lower surface of the upper body 120a and the upper surface of the upper body 120a and between the outer surface of the connection pipe 124a and the inner surface of the coupling groove 124b.

다이어프램(130)은 상술한 바와 같이 연결관(124a)의 상단에 접촉하거나 연결관(124a)의 상단에서 이격되어 이송로(123a,123b)를 개폐하는 수단이다. 동시에 솔레노이드(110)의 내부와 밸브 몸체(120)의 내부를 격리하여 물에 포함된 미반응수소의 배출을 차단하기 위한 수단이다. As described above, the diaphragm 130 is a means for contacting the upper end of the connecting pipe 124a or spaced apart from the upper end of the connecting pipe 124a to open and close the transfer paths 123a and 123b. At the same time to isolate the inside of the solenoid 110 and the inside of the valve body 120 is a means for blocking the discharge of unreacted hydrogen contained in the water.

이러한 다이어프램(130)은 소정 두께를 갖는 원판 형상의 탄성체이다. 그 중앙에는 로드(116)가 관통, 결합되는 결합공(132)이 형성되고, 외측 둘레에는 솔레노이드(110)와 밸브 몸체(120) 사이에 삽입, 고정되는 외측 돌기(134)가 형성되며, 내측 둘레에는 로드(116)의 측면에 삽입, 고정되는 내측 돌기(136)가 형성된다.The diaphragm 130 is a disk-shaped elastic body having a predetermined thickness. A coupling hole 132 through which the rod 116 penetrates and engages is formed at the center thereof, and an outer protrusion 134 is inserted and fixed between the solenoid 110 and the valve body 120 at an outer circumference thereof. The inner periphery protrusion 136 which is inserted and fixed to the side of the rod 116 is formed in the circumference.

피티씨 히터(140)는 이송로(123a,123b) 상에서 물이 결빙되었을 때 신속하게 해빙하기 위한 가열수단이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상부 몸체(120a)의 하면과 하부 몸체(120b)의 상면에 각각 형성된 장착홈(125a,125b)에 설치된다.The PTC heater 140 is a heating means for quickly thawing when water is frozen on the transfer paths 123a and 123b. As shown in Figure 1, it is installed in the mounting grooves (125a, 125b) formed on the lower surface of the upper body (120a) and the upper surface of the lower body (120b), respectively.

상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 밸브의 작동과정을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the valve of the present embodiment configured as described above are as follows.

도 2와 도 3은 도 1에 도시된 연료전지 차량용 워터트랩 밸브의 작동과정을 도시하는 도면이다. 이때, 도 2는 밸브가 개방된 상태이고, 도 3은 밸브가 폐쇄된 상태이다.2 and 3 are views illustrating the operation of the water trap valve for a fuel cell vehicle shown in FIG. At this time, Figure 2 is a valve open state, Figure 3 is a valve closed state.

솔레노이드(110)로 전원이 인가되면 코일(113)에서 자기장이 발생하고, 자기장에 의해 플런저(115)가 상승한다. 이 자기장은 플런저(115)를 상승시킬 뿐만 아니라 코어(114)를 자화시켜 상승된 플런저(115)가 코어(114)에 부착된 상태로 유지되도록 한다.When power is applied to the solenoid 110, a magnetic field is generated in the coil 113, and the plunger 115 is raised by the magnetic field. This magnetic field not only raises the plunger 115 but also magnetizes the core 114 so that the raised plunger 115 remains attached to the core 114.

이와 같이 플런저(115)가 상승하면 그 하부에 결합된 로드(116)도 함께 상승한다. 따라서 연결관(124a)의 상단 접촉되었던 다이어프램(130)이 이격되면서 이송로(123a,123b)를 개방시킨다(도 2 참조).As such, when the plunger 115 is raised, the rod 116 coupled to the bottom thereof is also raised. Therefore, the diaphragm 130, which was in contact with the upper end of the connecting pipe 124a, is opened while opening the transfer paths 123a and 123b (see FIG. 2).

결국, 유입구(122a)를 통해 유입된 물이 제1이송로(123a), 연결관(124a) 및 제2이송로(123b)를 거쳐 배출구(122b)로 배출된다.As a result, the water introduced through the inlet 122a is discharged to the outlet 122b via the first transport path 123a, the connecting pipe 124a, and the second transport path 123b.

이때, 솔레노이드(110)의 내부와 밸브 몸체(120)의 내부가 다이어프램(130)에 의해 격리된 상태이므로 물에 포함된 미반응수소가 솔레노이드(110)를 통해 외부로 배출될 우려가 없어 안전성이 우수하다.At this time, since the inside of the solenoid 110 and the inside of the valve body 120 is insulated by the diaphragm 130, there is no fear that unreacted hydrogen contained in the water is discharged to the outside through the solenoid 110, thereby ensuring safety. great.

한편, 솔레노이드(110)로 인가되던 전원이 차단되면 코일(113)에서 발생되던 전원이 소멸하고, 이에 스프링(117)의 탄성에 의해 플런저(115)가 하강한다. 이와 같이 플런저(115)가 상승하면 그 하부에 결합된 로드(116)도 함께 하강하고, 이격되었던 다이어프램(130)이 연결관(124a)의 상단 접촉되며 이송로(123a,123b)를 폐쇄시킨다(도 3 참조).On the other hand, when the power applied to the solenoid 110 is cut off, the power generated in the coil 113 is extinguished, and the plunger 115 is lowered by the elasticity of the spring 117. As such, when the plunger 115 is raised, the rod 116 coupled to the lower portion is also lowered, and the spaced diaphragms 130 contact the upper ends of the connecting pipes 124a and close the transport paths 123a and 123b ( 3).

결국, 유입구(122a)를 통해 유입된 물이 다이어프램(130)에 의해 차단되어 외부로 배출되지 못한다.As a result, the water introduced through the inlet 122a is blocked by the diaphragm 130 and cannot be discharged to the outside.

한편, 외부의 온도가 영하로 떨어지는 겨울철에 운행하던 연료전지용 차량의 시동을 끄면 연결관(124a) 및 제2이송로(123b)를 따라 흐르던 물이 결빙된다. 따라서 이 상태에서 차량을 운행하기 위해 시동을 걸면 결빙된 얼음이 밸브(100)의 작동을 방해하여 시동이 걸리지 않는다.On the other hand, when the start of the fuel cell vehicle running in the winter when the outside temperature drops below zero, water flowing along the connecting pipe 124a and the second transfer path 123b freezes. Therefore, when the vehicle is started to drive the vehicle in this state, the frozen ice blocks the operation of the valve 100 and thus does not start.

이럴 경우 피티씨 히터(140)를 작동시키면 연결관(124a) 및 제2이송로(123b)에 결빙된 얼음을 신속하게 해빙할 수 있어 물의 배출 및 연료전지 차량의 냉시동이 가능하게 된다.In this case, when the PTC heater 140 is operated, ice frozen in the connection pipe 124a and the second transfer path 123b can be quickly thawed, thereby enabling water discharge and cold start of the fuel cell vehicle.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been described through the preferred embodiments, the above-described embodiments are merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes may be made without departing from the technical idea of the present invention. Those of ordinary skill will understand. Therefore, the protection scope of the present invention should be interpreted not by the specific embodiments, but by the matters described in the claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100: 밸브 110: 솔레노이드
111: 하우징 112: 보빈
113: 코일 114: 코어
115: 플런저 116: 로드
117: 스프링 118: 관통공
119: 공간 120: 밸브 몸체
120a: 상부 몸체 120b: 하부 몸체
121a: 연결홈 122a: 유입구
123a: 제1이송로 124a: 연결관
122b: 배출구 123b: 제2이송로
124b: 결합홈 125a,125b: 장착홈
126: 패킹 130: 다이어프램
140: 피티씨 히터100: valve 110: solenoid
111: housing 112: bobbin
113: coil 114: core
115: plunger 116: rod
117: spring 118: through hole
119: space 120: valve body
120a: upper body 120b: lower body
121a: connection groove 122a: inlet
123a: first feed path 124a: connector
122b: outlet 123b: second feed path
124b: coupling groove 125a, 125b: mounting groove
126: packing 130: diaphragm
140: PTC heater

Claims (10)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 하우징과, 상기 하우징의 내부에 설치된 보빈과, 상기 보빈의 외주면에 감긴 코일과, 상기 보빈의 내측 상단에 설치된 코어와, 상기 보빈의 내부에 설치되고 상하로 이동 가능한 플런저와, 외주면 양단에 제1삽입홈과 제2삽입홈이 형성된 로드와, 상기 플런저를 하향으로 탄성 지지하는 스프링과, 상기 제1삽입홈에 장착되어 상기 플런저와 상기 로드를 결합시키는 결합구로 구성되고, 전원의 인가 여부에 따라 상기 로드가 삽입 또는 돌출되는 솔레노이드;
상기 솔레노이드의 하부에 결합되고, 측면과 하면에 유입구와 배출구가 각각 형성되며, 상기 유입구와 상기 배출구를 연결하는 이송로가 내부에 형성된 밸브 몸체;
상기 솔레노이드와 상기 밸브 몸체 사이에 설치되어 상기 솔레노이드의 내부와 상기 밸브 몸체의 내부를 격리하고, 상기 로드가 결합되는 결합공이 중앙에 형성된 원판 형상으로 형성되며, 상기 솔레노이드와 상기 밸브 몸체 사이에 삽입, 고정되는 외측 돌기가 외측 둘레에 형성되고, 상기 로드의 상기 제2삽입홈에 삽입, 고정되는 내측 돌기가 내측 둘레에 형성되며, 상기 로드의 삽입 또는 돌출시 상기 이송로를 개폐하는 다이어프램; 및
상기 이송로가 결빙되는 것을 방지하기 위해 상기 밸브 몸체에 설치되는 피티씨 히터를 포함하고,
상기 플런저의 이동시 상기 솔레노이드 내부의 공기가 외부로 배출되거나 외부 공기가 상기 솔레노이드 내부로 유입될 수 있도록 상기 코어 및 상기 플런저에 관통공이 형성되며,
상기 솔레노이드는, 상기 하우징의 상부에 설치되고 관통공이 형성된 덮개와, 상기 덮개와 상기 코어 사이에 설치되어 외부에서 수분이 유입되는 것을 방지하는 필터막을 더 포함하는 연료전지 차량용 워터트랩 밸브.A housing, a bobbin provided inside the housing, a coil wound around an outer circumferential surface of the bobbin, a core provided on an inner upper end of the bobbin, a plunger provided inside the bobbin and movable up and down, and a first end on both outer circumferential surfaces thereof. A rod having an insertion groove and a second insertion groove formed therein, a spring elastically supporting the plunger downwardly, and a coupling tool mounted to the first insertion groove to couple the plunger and the rod, depending on whether power is applied. A solenoid into which the rod is inserted or protruded;
A valve body coupled to a lower portion of the solenoid and having inlets and outlets formed on side and bottom surfaces thereof, respectively, and a transfer path connecting the inlets and the outlets therein;
Is installed between the solenoid and the valve body to isolate the inside of the solenoid and the inside of the valve body, the coupling hole is coupled to the rod is formed in the shape of a disk formed in the center, inserted between the solenoid and the valve body, A diaphragm that is fixed to an outer protrusion is formed on an outer circumference, and an inner protrusion that is inserted into and fixed to the second insertion groove of the rod is formed on an inner circumference, and opens and closes the transfer path when the rod is inserted or protruded; And
And a PTC heater installed in the valve body to prevent the transfer path from freezing,
Through holes are formed in the core and the plunger so that the air inside the solenoid is discharged to the outside or the outside air is introduced into the solenoid when the plunger moves.
The solenoid further includes a cover installed on the upper portion of the housing and having a through hole, and a filter membrane disposed between the cover and the core to prevent water from flowing in from the outside. 청구항 4에 있어서,
상기 밸브 몸체는, 상기 유입구가 측면에 형성된 상부 몸체와, 상기 배출구가 하면에 형성된 하부 몸체로 이루어지고,
상기 피티씨 히터가 상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 워터트랩 밸브.The method according to claim 4,
The valve body, the inlet is formed of an upper body formed on the side, and the outlet is formed of a lower body formed on the lower surface,
The water trap valve for a fuel cell vehicle, characterized in that the PTC heater is installed between the upper body and the lower body. 청구항 5에 있어서,
상기 이송로는, 상기 상부 몸체의 내부에 형성되는 제1이송로와, 상기 하부 몸체의 내부에 형성되고 상기 제1이송로와 연결되는 제2이송로를 포함하고,
상기 상부 몸체의 하면에는 상기 제1이송로와 상기 제2이송로를 연결하는 연결관이 형성되며, 상기 연결관의 상단이 상기 제1이송로의 내부로 돌출되어 상기 다이어프램에 의해 개폐되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 워터트랩 밸브.The method according to claim 5,
The transport path includes a first transport path formed inside the upper body and a second transport path formed inside the lower body and connected to the first transport path.
A connection pipe connecting the first transport path and the second transport path is formed on a lower surface of the upper body, and an upper end of the connection pipe protrudes into the first transport path and is opened and closed by the diaphragm. Water trap valve for fuel cell vehicle. 청구항 6에 있어서,
상기 연결관은 상기 상부 몸체의 하부로 돌출되고, 상기 하부 몸체의 상면에는 상기 연결관이 결합되는 결합홈이 형성되며, 상기 연결관의 둘레와 상기 결합홈의 둘레에 상기 피티씨 히터 장착홈이 형성된 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 워터트랩 밸브.The method of claim 6,
The connecting tube protrudes to the lower portion of the upper body, the upper surface of the lower body is formed with a coupling groove to which the connecting tube is coupled, the circumference of the connection tube and the coupling groove of the PTC heater mounting groove is Water trap valve for a fuel cell vehicle, characterized in that formed. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020100111120A 2010-11-09 2010-11-09 Water trap valve for fuel cell vehicle KR101047299B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100111120A KR101047299B1 (en) 2010-11-09 2010-11-09 Water trap valve for fuel cell vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100111120A KR101047299B1 (en) 2010-11-09 2010-11-09 Water trap valve for fuel cell vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101047299B1 true KR101047299B1 (en) 2011-07-07

Family

ID=44923255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100111120A KR101047299B1 (en) 2010-11-09 2010-11-09 Water trap valve for fuel cell vehicle

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101047299B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110718702A (en) * 2018-06-26 2020-01-21 国家电投集团氢能科技发展有限公司 Fuel cell system and hydrogen gas recirculation method for fuel cell system
JP2020187841A (en) * 2019-05-10 2020-11-19 本田技研工業株式会社 valve
KR20220076691A (en) * 2020-12-01 2022-06-08 주식회사 유니크 Drain valve for fuel cell vehicle

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000008915A (en) * 1998-07-18 2000-02-15 전점영 Solenoid valve
KR200183301Y1 (en) * 1999-12-30 2000-05-15 최건일 Solenoid valve
JP2004502229A (en) 2000-06-23 2004-01-22 テレフレックス　ジーエフアイ　コントロール　システムズ　エル．ピー． Gas flow regulation system
KR20100022597A (en) * 2008-08-20 2010-03-03 (주)모토닉 Fuzzy valve of low temperature start-up

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000008915A (en) * 1998-07-18 2000-02-15 전점영 Solenoid valve
KR200183301Y1 (en) * 1999-12-30 2000-05-15 최건일 Solenoid valve
JP2004502229A (en) 2000-06-23 2004-01-22 テレフレックス　ジーエフアイ　コントロール　システムズ　エル．ピー． Gas flow regulation system
KR20100022597A (en) * 2008-08-20 2010-03-03 (주)모토닉 Fuzzy valve of low temperature start-up

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110718702A (en) * 2018-06-26 2020-01-21 国家电投集团氢能科技发展有限公司 Fuel cell system and hydrogen gas recirculation method for fuel cell system
JP2020187841A (en) * 2019-05-10 2020-11-19 本田技研工業株式会社 valve
KR20220076691A (en) * 2020-12-01 2022-06-08 주식회사 유니크 Drain valve for fuel cell vehicle
KR102491802B1 (en) * 2020-12-01 2023-02-02 주식회사 유니크 Drain valve for fuel cell vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20040033030A (en) A bipolar battery and a biplate assembly
US8871369B2 (en) Hermetic battery
CN101567461B (en) Hydrogen-immersed fuel cell stack and related operation
JP2010108823A (en) Battery system
CN101222064A (en) Method of mitigating fuel cell degradation due to startup and shutdown via hydrogen/nitrogen storage
KR20140004061A (en) Casing for an electrochemical cell
KR101047299B1 (en) Water trap valve for fuel cell vehicle
CN112018320B (en) Box for battery, electric device, method and equipment for preparing battery
US11894583B2 (en) Box body applied to battery, battery assembly, electric apparatus, and method and device for preparing battery assembly
KR102346538B1 (en) High efficient humidification device for fuel cell
KR20120046422A (en) Bypass device for exhaust condensing water in the fuel cell stack
KR20060037607A (en) Secondary battery and safety device using the same
KR101263562B1 (en) case for fuel-cell module
KR101550928B1 (en) Fuel cell stack having enclosure
JP2007305323A (en) Battery
KR102261535B1 (en) End cell heater for fuel cell and fuel cell having the same
KR20210048301A (en) System for charging hydrogen
KR20210015327A (en) Battery cooling system using air conditioner refrigerant
JP2008262867A (en) Fuel cell system
KR101130097B1 (en) Electric energy storage device having safety device
BG112718A (en) Device for heating lead batteries operated at low temperatures and storage battery with this device
US9520604B2 (en) Slip stream for reliable anode to cathode flow in freeze conditions
KR20110011279A (en) Portable electronic device having fuel cell power system
KR102200772B1 (en) Condensate discharge integrated valve for fuel cell vehicle
KR101256469B1 (en) Valve with piezo actuator

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140626

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150629

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160623

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170626

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190701

Year of fee payment: 9