KR101100513B1 - 축전기 - Google Patents

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KR101100513B1
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뮈헤 한스
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브이비 오토바테리 게엠베하 운트 코. 카게아아
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Abstract

본 발명은, 전극 플레이트 스택을 형성하기 위해 서로 나란하게 적층되고 세퍼레이터에 의해 서로 분리되는 복수의 양극 및 음극 전극 플레이트들을 구비한 셀 배슬로 분리되는 베터리 하우징, 및 밀봉부재로 상기 셀 배슬을 막고, 상기 셀 배슬에 대한 가스 배출 채널 시스템(1)을 향하여 개방되는 개구부(9)를 구비한 하부 덮개(8)를 포함하는 축전기에 있어서, 환형 돌출부(18)가 상기 하부 덮개(8)에 근접하여 각 개구부에 일체로 형성되고, 상기 가스 배출 채널 시스템(1)이 상기 하부 덮개(8) 위에 상기 가스 배출 채널 시스템(1)을 단단히 클램프하기 위한 부착 수단(12, 21, 22)을 구비함으로써, 상기 돌출부(18)가 표면 압력에 의해 상기 가스 배출 채널 시스템의 상기 개구부(9)를 밀봉하는 것을 특징으로 하는 축전기를 제공한다.
축전기, 셀 배슬, 가스 배출 채널 시스템, 가스 배출 밸브, 밀봉

Description

축전기{Accumulator}
본 발명은, 전극 플레이트 스택을 형성하기 위해 서로 나란하게 적층되어 세퍼레이터에 의해 서로 분리되는 복수의 양극 및 음극 전극 플레이트들을 구비한 셀 배슬(cell vessel)로 분리되는 배터리 하우징을 구비하고, 밀봉부재로써 셀 배슬들을 막으며 하부 덮개에 설치되는 가스 배출 채널 시스템을 향하여 개방된 셀 배슬을 위한 개구부를 구비하는 하부덮개를 포함하는 축전기에 관한 것이다.
상기한 종류의 축전기들은 특히, 자동차의 시동 배터리에 사용되는 납 축전기(lead-acid accumulator) 형태로 알려져 있다.
축전기의 작동중에 가스가 발생하고 셀 배슬에서 제거되어야 한다. 상방향 개구부들이, 이러한 목적을 위해 셀 배슬에 제공되며 가스 배출 챔버 시스템을 향하여 개방된다. 셀 배슬로부터 개구부들을 통해 공동(cavity) 안으로 유동할 수 있는 전해 용액을 위한 미로를 형성하기 위해, 가스 배출 챔버 시스템은 복수개의 굽은 웹(deflection web) 수단에 의해 구획된다. 전해물은 또한 가스 흐름에서 갈라지고(torn away) 응축되는 곳에서 굽은 웹과 충돌(strike)할 수 있다. 이러한 경우에 전해 용액이 셀 배슬 안으로 다시 흘러갈 수 있도록 가스 배출 채널 시스템은 기울어진다.
EP 1 901 356은 설치되었을 때 각 셀에 대해 주입 개구부를 막고 가스 배출 개구부를 여는 연속적인 덮개 스트립을 구비한 다중 셀 축전기에 대해 개시하고 있다. 이동가능한 튜브 부재가 각각의 주입 개구부에 배열되고, 덮개 스트립이 설치되었을 때 셀 내부의 방향으로 이동하고, 적어도 하나의 가스 배출 개구부를 연다.
상기 이동 가능한 튜브 부재는 덮개 스트립이 들어올려졌을 때 상부 제한위치에 빗장을 걸어 이 과정 중에 배출 개구부를 밀봉한다. 이 경우에, 튜브형 영역의 콘형상의 밀봉 표면이 밀봉되게 된다.
EP 1 017 119 A1은 배터리 셀 배슬의 하부 덮개 안에 있는 주입 개구부들이 하부 덮개에 설치되는 가스 배출 채널에 의해 밀봉되고 개구부들 안으로 주입하기 위한 가스 배출 밸브가 있는 튜브형 조각을 구비하는 축전기를 개시한다. 튜브형 조각들은 셀 내부에 있는 개구부 벽을 잠그는 스프링 걸쇠 후크 수단에 의해 잠긴다. 이 경우에 개구부는 개구부 안으로 돌출되는 튜브형 조각을 밀어 삽입(push fit) 함으로써 반경방향으로 밀봉된다.
US Patent 4,348,466은 셀 배슬에 개구부를 구비한 하부덮개에 가스 채널 시스템이 설치되는 축전기를 개시한다. 다시 말해서, 튜브형 조각의 외부 벽 위에 주변을 감싸는 밀봉 링의 도움으로 개구부 안으로 돌출되는 튜브형 가스 배출 밸브는 반경방향으로 밀봉된다.
US Patent 3,597,280 역시 개구부 안으로 돌출된 밸브 플러그들에 의해 셀 배슬 위에 플러그되는 가스 배출 채널 시스템이 설치된 축전기를 개시하고 있다. 가스 배출 채널 시스템은 밸브 플러그들과 개구부들 사이에 밀어 삽입되어 셀 배슬에 밀봉되고 고정된다. 이러한 종래의 축전기들이 갖고 있는 한가지 문제점은 제조상의 오차 때문에 하부 덮개에서 가스 배출 채널 시스템을 향하여 개방되는 개구부들을 밀봉해야한다는 점이다.
따라서, 본 발명의 목적은 설치된 가스 배출 채널 시스템이 안정하게 장착되어 밀봉되는 것을 보증하는 이러한 일반적인 타입의 향상된 축전기를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 목적은, 환형 돌출부가 하부 덮개에 근접하여 각 개구부에 일체로 형성되고, 가스 배출 채널 시스템이 상기 하부 덮개 위에 상기 가스 배출 채널 시스템을 단단히 클램프하기 위한 부착 수단을 구비함으로써, 상기 돌출부가 표면 압력에 의해 상기 가스 배출 채널 시스템의 상기 개구부를 밀봉하는 일반적인 타입의 축전기에 의해 달성된다.
통상적인 개구부의 내부 벽 위의 반경방향을 밀봉하는 것과는 달리, 가스 배출 채널 시스템으로부터의 표면 압력의 도움으로 하부 덮개의 상부 면 위의 밀봉이, 개구부들을 감싸는 하부 덮개에 제공되는 것이 제안된다. 이것은 비록 제조상의 오차의 결과로 밀봉 접촉면들이 이동되어도, 가스 배출 채널 시스템은 밀봉을 형성하며 항상 하부 덮개 위에 위치할 수 있도록 한다. 개구부를 표면 압력에 의해 밀봉하기 위해, 하부 덮개 위의 환형 돌출부들이 각각의 개구부에 근접하게 제공된다. 이것은 가스 배출 채널 시스템이 하부 덮개에 클램프될 때 환형 돌출부와 가스 배출 채널 시스템 사이에 밀봉 접촉할 수 있도록 한다.
바람직하게는 돌출부들과 상호작용하는 밀봉부재들이 가스 배출 채널 시스템에 제공된다. 또한 선택적으로 또는 추가적으로 밀봉부재들은 특정의 밀봉부재들이 사용될 수 있다. 이 경우에 바람직하게는 가스 배출 채널 시스템이 하부 덮개 위에 클램프될 때 공정중에 밀봉을 형성하도록 밀봉부재들은 가요성 소재로 형성되어 압축될 수 있다. 특히 밀봉 부재가 2개의 구성요소를 처리하기 위한 공정을 사용하여 하부 덮개나 상부 덮개 상에서 성형되는 것이 바람직하다.
가스 배출 채널 시스템은, 이 가스 배출 채널 시스템을 형성하기 위해 베이스(base)와 상부 덮개 사이의 공동 및 상기 베이스와 상부 덮개 사이로 연장되는 굽은 웹들을 구비하는 것이 바람직하다.
바람직한 일 실시예에서, 스프링 스냅-액션 후크들이 하부 덮개의 각각의 개구부들에 체결되기 위해 가스 배출 채널 시스템의 베이스에 제공되고, 이러한 스프링 스냅-액션 후크들은 공동으로부터 하향 연장된다. 이러한 경우에 가스 배출 채널 시스템이 하부 덮개에 설치되었을때, 개구부 안으로 돌출되는 스프링 스냅-액션 후크들이 하부 덮개에 잠기고 개구부들을 밀봉하기에 충분한 표면 압력을 제공하도록 스냅-액션 스프링은 정밀하게 디자인된 길이를 갖는다. 하부 덮개에 대응하는 개구부 영역의 가스 배출 채널 시스템의 지지대는 개구부 영역에 이로운 표면 압력을 제공한다. 상기 표면 압력은 가스 배출 채널 시스템 및 하부 덮개의 견고함으로부터 독립적이다.
바람직하게는 하부 덮개의 개구부들은 셀 배슬의 내부로 돌출되는 튜브형 연결 스터드(stud)를 구비한다. 이들은 특히 스프링 스냅-액션 후크와 함께 하부 덮개에 가스 배출 채널 시스템을 설치하는 것과 튜브형 연결 스터드의 하단부에 대항하는 스프링 스냅-액션 후크를 지지하는 것을 쉽게 한다.
또한 하부 덮개 위에 셀 배슬로부터 상향으로 연장되고 잠금 탭 및/또는 잠금 홈이 형성된 벽을 구비하는 것은 특히 바람직하다. 이 경우에 가스 배출 채널 시스템을 하부 덮개에 클램프하고 그곳에 고정하기 위해 가스 배출 채널 시스템은 스프링 스냅-액션 후크 및/또는 각각 잠금 탭 및 잠금 홈과 상호작용하는 가이드 탭을 구비한다.
본 발명은 첨부되는 도면과 실시예를 통해 후술하는 참조문헌에 의해 더욱 자세히 설명될 것이다.
도 1은 미로를 형성하는 굽은 웹을 구비하는 가스 배출 채널 시스템의 평면도이다.
도 2는 각각 하나의 셀 배슬로 개방되는 6개의 개구부를 구비하고 가스 배출 채널 시스템이 없는 납축전기의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 가스 배출 채널 시스템의 분해 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 가스 배출 채널 시스템의 측면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 가스 배출 채널 시스템이 설치된 납축전기의 하부 덮개의 부분단면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 가스 배출 채널 시스템이 설치된 납축전기의 종방향 부분단면도이다.
도 7은 가스 배출 채널 시스템, 이 가스 배출 채널 시스템의 하부 부분 위의 가스 배출 개구부를 감싸는 밀봉부재 및 축전기의 하부 덮개 위의 돌출부의 상세한 단면도이다.
도 8은 가스 배출 채널 시스템, 이 가스 배출 채널 시스템의 상부 부분 위의 가스 배출 개구부를 감싸는 돌출부 및 축전기의 하부 덮개 위에 밀봉부재의 상세한 단면도이다.
도 9는 가스 배출 채널 시스템이 구비된 축전기의 제2 실시예의 부분 단면도이다.
도 10은 가스 배출 채널 시스템이 구비된 축전기의 제3 실시예의 부분 단면도이다.
도 1은 평면도 형식으로 도시된 가스 배출 채널 시스템(1)의 단면도이다. 직사각형 가스 배출 채널 시스템(1)은 이 가스 배출 채널 시스템(1)의 베이스(4)로부터 상부 덮개로 상향 연장되는 다중의 굽은 웹(3)뿐만 아니라 외부 면 상의 외부 둘레 벽(2)을 구비한다. 굽은 웹(3)은 전해물이 가스 배출 개구부(5)를 통해 가스 배출 채널 시스템(1)의 공동으로 슬러쉬(slosh)될 때, 축전기의 모든 경사지고 틸트(tilt)된 위치에 전해물을 유지하는데 사용된다. 이것은 화살표에 의해 예시하는 방식으로 도시되었다.
도 2는 전기적인 연결을 위한 음극 및 양극(7a, 7b)을 구비한 축전기(6)의 평면도이다. 축전기(6)는 다시 6개의 셀 배슬로 나누어진다. 셀 배슬 안으로 개방되는 개구부(9)가 축전기(6)의 상부 덮개(8)에 제공된다. 하나의 개구부(9)는 도시되는 예시적인 실시예의 각 셀 배슬에 제공된다. 그러나 각 셀 배슬에 두개, 세 개 또는 그 이상의 개구부가 제공되도록 수정된 실시예도 가능하다. 특히, 플러그에 의해 닫힐 수 있는 주입 및 모니터링 개구부들이 가스 배출 개구부와 별개로 제공되는 실시예가 가능하다.
상기 축전기의 경우에, 별개인 가스 배출 채널 시스템(1)이 축전기(6)의 상부 덮개(8) 위에 플러그되고, 공정 중에 개구부(9)를 밀봉하도록 설치된다.
도 3은 하부 부분(10) 및 상부 부분(11)으로 구성되는 가스 배출 채널 시스템(1)의 단면도이다. 이 경우에 상부 부분(11)은 하부 부분(10)에 용접되거나 밀봉하기 위한 다른 방식으로 클램프된다. 스프링 스냅-액션 후크(12)는 하부 부분(10)으로부터 하향하여 연장된다. 이들은 축전기(6)의 하부 덮개(8)에 고정되고 각각 연관된 개구부(9)로 돌출되도록 배열되고 정렬된다. 스프링 스냅-액션 후크(12)는 각각의 개구부(9)에 형성되는 실린더 튜브형 조각 형상이고 또는 다른 것과 일정거리를 두고 원형 경로 상에 배열된 스프링 스냅-액션 후크(12)로 형성된다.
또한 보는 바와 같이, 셀 배슬의 하부 방향으로 돌출한 튜브형 조각 및 상부 부분(11)의 상부 방향으로 돌출한 튜브형 조각을 구비한 가스 배출 밸브(13)가 스프링 스냅-액션 후크(12)에 의해 감싸지는 가스 배출 개구부에 제공된다. 가스 배출 밸브(13)는 가스 배출 채널 시스템(1) 안으로 나오는 전해물이 귀환 개구부를 통해 셀 안으로 역류할 때에도 가스가 나올 수 있도록 한다.
또한, 가스 분배 채널(14)이 도시되었다. 그것을 통해 가스가 점화 방지부재(15)에 의해 주위로 배출된다.
도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 스프링 스냅-액션 후크(12)를 감싸는 환형 밀봉부재(16)가 가스 배출 채널 시스템(1)의 하부면 위의 각 개구부에 제공된다.
도 4에는 가스 배출 채널 시스템(1)의 절단되지 않은 측면도가 다시 도시되었다.
도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 스프링 스냅-액션 후크(12)가 개구부(9)로 돌출되도록 가스 배출 채널 시스템(1)은 축전기(6)의 하부 덮개(8) 위에 플러그된다. 개구부(9)는, 각각의 셀 배슬 안으로 하향 돌출되는 튜브형 조각(17) 및 하부 덮개(8)의 상면 위에 구슬(bead) 형상으로 형성되는 돌출부(18)를 구비한다. 돌출부(18)는, 개구부(8)를 완전히 둘러싸는 구슬 형상이고, 튜브형 조각(17) 안으로 스냅되도록 하는 스프링 래치 후크에 의해 가스 배출 채널 시스템(1)이 하부 덮개(8)에 클램프될 때 개구부(9)를 완전히 밀봉한다. 이때 구슬 형상인 돌출부(18)는 환형 밀봉부재(16)에 놓이고, 스프링 클램프 후크(12)에 의해 제공되는 표면 압력에 의해 밀봉을 형성하도록 위치한다.
도 6은 가스 배출 채널 시스템(1)이 설치된 축전기(6)의 종방향 단면도이다. 도시된 바와 같이, 바람직하게는 가요성 환형 밀봉부재(16)는 구슬 형상인 돌출부(18)에 의해 단단히 압축된다. 따라서, 주위 외부 영역으로부터 개구부(9)가 밀봉될 수 있다. 셀 배슬은 가스 배출 밸브(13)를 통해서만 가스 배출 채널 시스템(1)의 공동 방향으로 개방된다. 굽은 웹(3)은 점화 방지 부재(15)로부터 전해물이 멀리 이격되도록 하고 점화 방지 부재(15) 및 가스 분배 채널(14)을 통해 가스가 주변 영역안으로 흘러나갈 수 있도록 한다.
도 7은 개구부(9) 및 하향 돌출부에 의해 감싸지고 하부 덮개(8)의 튜브형 조각(17)안으로 부분적으로 삽입된 스프링 스냅-액션 후크(12)가 도시된 부분 단면도이다. 가스 배출 채널 시스템(1)이 일단 하부 덮개(8) 위에 완전히 플러그 되면, 튜브형 조각(17)의 하부 엣지 위의 하단부에 스프링 스냅-액션 후크(12)의 걸림턱(vane)이 걸린다.
도시된 바와 같이, 축전기가 틸트되었을 때에도 가스는 자유롭게 방출할 수 있는 반면 가능한 한 슬러쉬 전해물을 셀 내에 유지하기 위해 가스 배출 밸브(13)는 개구부(9)의 가스 배출 채널 시스템(1)의 공동 방향으로 제공된다.
도시된 실시예에서, 구슬 형상이고 하부 덮개(8)의 개구부(9)를 환형으로 둘러싸는 돌출부(18)가 제공된다. 가스 배출 채널 시스템(1)이 하부 덮개(8)에 단단하게 안착되었을 때 구슬 형상의 돌출부(18)에 대응하여 눌려져서 돌출부(18)와 함께 개구부(9)를 밀봉하는 환형의 가요성 밀봉부재(16)가 하부 덮개의 하부 표면에 배열된다.
도 8에는 도 7에 도시된 실시예를 약간 변형한 실시예가 도시된다. 유일한 차이점은 환형 밀봉부재(16)가 하부 덮개(8)의 상면 위에 배열되고, 구슬 형상이며 가스 배출 채널 시스템(1)의 하부 부분(10)의 하면 위에 환형 밀봉부재의 지름에 상응하는 바람직한 지름의 환형 형상으로 연장되는 돌출부(18)가 상호 작용한다는 점이다.
도 9는 하부 덮개(8)로부터, 셀 배슬로부터 상향하여 돌출되는 벽(20)에 제공되는 잠금 탭(19)을 구비하는 축전기(6)의 제2 실시예를 도시한다. 개구부 영역 에 형성되며 구슬 형상인 돌출부(18)에 대해 가스 배출 채널 시스템(1)을 적당한 표면 압력으로 누르기 위해 가스 배출 채널 시스템(1)은 잠금 탭(19)과 상호작용하는 래칭 탭(21) 또는 스프링 스냅-액션 후크(22)를 구비한다. 이 경우에 가스 배출 채널 시스템(1)은 축전기(6)의 벽(20)에 의해 형성되는 홈부(trough)에 쉽게 삽입되고 거기에 고정된다.
도 10에는 하부 덮개(8)로부터, 셀 배슬로부터 상향하여 돌출되는 벽(20) 위의 양 부착 측면부에 제공되는 잠금 탭(19)을 구비하는 축전기(6)의 제3 실시예를 도시한다. 잠금 탭(19)과 상호 작용하는 스프링 스냅-액션 후크(22)가 잠금 탭(19)에 근접하여 가스 배출 채널 시스템(1)의 사이드 엣지 위에 제공된다. 가스 배출 채널 시스템(1)의 사이드 엣지로부터 외부 방향으로 향하는 그들의 복원력에 의해 가스 배출 채널 시스템(1)이 축전기 덮개의 홈부 안에 즉, 벽(20) 사이에 플러그 될 때, 잠금 탭(19) 아래에 스프링을 래칭한다.
도 9 및 도 10은 가스 분배 채널(14)로부터, 가스 배출 채널 시스템(1)으로부터 측면에서 나오는 가스를 도시한다.
본 발명에 의하면 축전기에 밀봉을 제공하는 가스 배출 채널 시스템을 안정하게 장착할 수 있다.

Claims (9)

  1. 전극 플레이트 스택을 형성하기 위해 서로 나란하게 적층되고 세퍼레이터에 의해 서로 분리되는 복수의 양극 및 음극 전극 플레이트들을 구비한 셀 배슬로 분리되는 베터리 하우징, 및 밀봉부재로 상기 셀 배슬을 막는 하부 덮개(8)를 포함하고, 상기 하부 덮개(8)는 상기 셀 배슬용 개구부(9)를 구비하고 상기 개구부(9)는 상기 하부 덮개(8)에 끼워맞춰지는 가스 배출 채널 시스템(1)을 향하여 개방되는 축전기(6)에 있어서,
    환형 돌출부(18)가 상기 하부 덮개(8)에 근접하여 각각의 개구부에 일체로 형성되고, 상기 가스 배출 채널 시스템(1)이 상기 가스 배출 채널 시스템(1)을 상기 하부 덮개(8) 위에 단단히 클램프하기 위한 부착 수단(12, 21, 22)을 구비함으로써, 상기 돌출부(18)가 표면 압력에 의해 상기 개구부(9)를 상기 가스 배출 채널 시스템(1)에 대해 밀봉하는 것을 특징으로 하는 축전기(6).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스 배출 채널 시스템(1)은 상기 돌출부(18)에 대응하는 밀봉부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 축전기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 돌출부(18)가 밀봉부재인 것을 특징으로 하는 축전기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 밀봉부재는 가요성 밀봉 링인 것을 특징으로 하는 축전기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 밀봉부재는 2개의 구성요소를 처리하기 위한 공정을 사용하여 성형되는 것을 특징으로 하는 축전기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가스 배출 채널 시스템(1)은 베이스(4)와 상부 덮개(11) 사이에 공동을 구비하고, 상기 가스 배출 채널 시스템을 형성하는 굽은 웹(3)이 상기 베이스(4)와 상기 상부 덮개(8) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 축전기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하부 덮개(8)의 각각의 상기 개구부(9)에 체결되기 위해 상기 가스 배출 채널 시스템(1)의 베이스(4) 위의 공동으로부터 하향 뻗어있는 스프링 스냅-액션 후크(12)를 구비하고,
    가스 배출 채널 시스템(1)이 상기 하부 덮개(8)에 설치되면, 상기 개구부(9) 안으로 돌출하는 상기 스프링 스냅-액션 후크(12)가 상기 하부 덮개(8)를 잠그고 상기 개구부(9)를 밀봉할 수 있는 표면 압력을 제공하도록 상기 스프링 스냅-액션 후크(12)의 길이가 형성되는 것을 특징으로 하는 축전기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하부 덮개(8)의 상기 개구부(9)는, 상기 셀 배슬 내부로 돌출되는 튜브형 연결 스터드를 구비하는 것을 특징으로 하는 축전기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 셀 배슬로부터 상향으로 연장되고 잠금 텝(19)이나, 래칭 홈(23)이나, 또는 상기 잠금 텝(19)과 상기 래칭 홈(23)을 구비하는 벽(20)이 상기 하부 덮개(8)에 위치하며, 스프링 스냅-액션 후크(22)나, 가이드 텝(21)이나, 상기 스프링 스냅-액션 후크(22)과 상기 가이드 텝(21)에 의해 상기 가스 배출 채널 시스템(1)이 상기 하부 덮개(8)에 클램핑되는 것을 특징으로 하는 축전기.
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