KR101498853B1 - 배터리의 밸브 밀폐구조 - Google Patents

배터리의 밸브 밀폐구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고온 환경에서 지정된 통로가 아닌 곳으로 내부가스가 빠져나가는 것을 방지하는 배터리의 밸브 밀폐구조를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해서, 내부의 발생된 가스 배출 및 전해액을 보충하기 위한 밸브(valve)통로가 형성되어 있는 배터리 커버(battery cover); 및 상기 밸브통로에 연결되는 밸브캡(valve cap);을 포함하되, 상기 밸브통로는 제1 밸브통로 및 제2 밸브통로로 구성되고, 상기 제1 밸브통로는 상기 제2 밸브통로 상측에 위치하고 상기 제1 밸브통로와 상기 제2 밸브통로 연결부분에서 제1 밀폐돌기가 상기 제1 밸브통로 방향으로 돌출되어 형성되어 있으며, 상기 밸브캡은 머리와 몸통으로 구성되어 있으며, 상기 머리와 몸통 사이에 상기 제1 밸브통로를 밀폐하는 제1 실링부가 형성되어 있으며, 상기 몸통에는 상기 제2 밸브통로를 밀폐하는 제2 실링부가 형성되어 있는 배터리의 밸브 밀폐구조가 제공된다.

Description

배터리의 밸브 밀폐구조{Valve sealing structure of battery}
본 발명은 배터리에 관한 것으로 특히, AGM 배터리에서 고온으로 인한 밸브구조를 변형으로 내부 가스가 외부로 방출되는 것을 방지하는 배터리의 밸브 밀폐구조에 대한 것이다.
일반적으로, 축전지(蓄電池, storage battery)는 양과 음의 전극판과 전해액으로 구성되어 있어, 화학작용에 의해 직류 기 전력을 생기게 하여 전원으로 사용할 수 있는 장치이다. 즉, 축전지는 화학 에너지와 전기 에너지가 상호 전환되는 구조를 가지고 있어 전해액과 전극판의 화학적 작용을 전력을 공급시킬 수 있다.
축전지는 화학에너지를 전기에너지로 변화시킬 수가 있는데, 이 상태를 방전(放電)이라 한다. 또 다른 전원으로부터 전기에너지를 공급하여 화학에너지로 변화시켜 축적할 수 있는데, 이 상태를 충전(充電)이라 한다. 이와 같이 충전과 방전이 반복되면서 전력을 공급시킬 수 있음으로써, 충전되는 용량에 따라 전력을 공급시킬 수 있다.
상술된 축전지는 케이스의 안쪽에 전해액이 수납되어 있으며, 상부로 전극판과 연결되어 외부로 돌출되어 있는 극주가 설치되어 있다. 축전지는 전해액의 화학적인 작용으로 발생된 전력을 극주로 방향으로 극성에 맞도록 공급하여 장착되어 있는 장치에 전력을 공급시킬 수 있다.
축전지 중에는 내부에서 발생한 가스가 전조 밖으로 빠져 나가지 못하고 방전 중에 재결합하여 전해액으로 다시 돌아가서 전해액의 감소를 방지할 수 있는 밀폐형 축전지가 있다.
이러한 밀폐형 축전지에는 AGM(Absorptive Glass Mat) 축전지가 있다. AGM 축전지는 대부분 전해액 주입구나 통기구(通氣口) 대신 일방통행 밸브(One way valve)를 사용한다. 이렇게 일방통행 밸브를 이용하면 축전지 내부에서 발생한 가스가 전조 밖으로 빠져 나가지 못하고 방전 중에 재결합하여 전해액으로 다시 돌아갈 수 있다.
그런데 이러한 밀폐형 축전기도 장시간 사용중이거나 충전중에는 고온으로 인해 밸브구조의 변형이 생겨서 내부 가스가 배터리 외부로 방출될 수 있다.
대한민국 특허 출원번호 KR2010-0110184 에 밸브구조에 대한 특징이 언급되어 있으나, 고온환경으로 인한 밸브구조의 변형으로 인해 내부 가스가 배터리 외부로 방출하는 것을 방지하기 위한 특징은 언급되어 있지 않다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해서, 고온 환경에서 지정된 통로가 아닌 곳으로 내부가스가 빠져나가는 것을 방지하는 배터리의 밸브 밀폐구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 내부의 발생된 가스 배출 및 전해액을 보충하기 위한 밸브(valve)통로가 형성되어 있는 배터리 커버(battery cover); 및 상기 밸브통로에 연결되는 밸브캡(valve cap);을 포함하되, 상기 밸브통로는 제1 밸브통로 및 제2 밸브통로로 구성되고, 상기 제1 밸브통로는 상기 제2 밸브통로 상측에 위치하고 상기 제1 밸브통로와 상기 제2 밸브통로 연결부분에서 제1 밀폐돌기가 상기 제1 밸브통로 방향으로 돌출되어 형성되어 있으며, 상기 밸브캡은 머리와 몸통으로 구성되어 있으며, 상기 머리와 몸통 사이에 상기 제1 밸브통로를 밀폐하는 제1 실링부가 형성되어 있으며, 상기 몸통에는 상기 제2 밸브통로를 밀폐하는 제2 실링부가 형성되어 있는 배터리의 밸브 밀폐구조가 제공된다.
여기서, 상기 제1 실링부 및 상기 제2 실링부는 열에 강한 고무 또는 실리콘 재질로 구성되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 제1 밀폐돌기는 제1 밸브통로와 제2 밸브통로 경계부위에 형성되어 있으며, 제2 밸브통로 방향이 제1 밸브통로 방향보다 더 높게 형성되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 밸브캡의 상기 몸통에는 상기 제2 실링부를 고정하기 위한 실링고정부가 형성되어 있어 상기 실링고정부에 상기 제2 실링부가 고정되어 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 제2 밸브통로의 하부에 제3 밸브통로를 더 형성하여, 상기 제2 밸브통로와 상기 제3 밸브통로 연결부분에서 제2 밀폐돌기가 상기 제2 밸브통로 방향으로 돌출되어 형성되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 제2 밀폐돌기는 제2 밸브통로와 제3 밸브통로 경계부위에 형성되어 있으며, 제3 밸브통로 방향이 제2 밸브통로 방향보다 더 높게 형성되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 고온 환경에서 배터리 내부가스의 비정상적인 방출을 방지하는 특징을 가지고 있어 고온환경에서 배터리의 수명 증대에 기여하는 효과가 있다.
도1은 AGM 배터리의 형상을 도시한 도면이다.
도2는 본 발명의 일실시예로 배터리 커버에 형성되는 밸브통로를 나타낸 도면이다.
도3은 본 발명의 일실시예로 밸브캡의 구조를 나타낸 도면이다.
도4는 본 발명의 일실시예로 밸브캡이 배터리 커버의 밸브통로를 밀폐하고 있는 것을 도시한 도면이다.
도5는 본 발명의 일실시예로 제2 밀폐돌기가 더 형성되어 있는 것을 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도1은 AGM 배터리의 형상을 도시한 도면이다.
AGM(Absorbent Glass Mat) 배터리는 격리판을 유리섬유를 사용하고 그 유리섬유 격리판에 전해액을 흡수시켜 전해액의 유동을 방지할 수 있다.
특징으로 전해액 주입구나(보수형 배터리) 통기구(MF배터리)가 없고 배터리 내부에서 발생하는 가스를 재환수하고 셀내부의 압력을 조절하는 밸브구조를 가지고 있다.
이러한 밸브구조는 배터리 커버(100)의 밸브통로와 밸브캡(valve cap)(200)을 포함한다.
배터리 커버(100)의 뱁브통로에 밸브캡(200)이 제대로 잘 연결되어 있어야만 내부의 가스가 배출을 방지하여 AGM 배터리의 수명을 오래도록 유지할 수 있다.
도2는 본 발명의 일실시예로 배터리 커버에 형성되는 밸브통로를 나타낸 도면이다.
본 발명의 배터리 커버(100)에 형성되어 있는 밸브통로는 제1 밸브통로(A) 및 제2 밸브통로(B)로 구성될 수 있다.
제1 밸브통로(A)는 제2 밸브통로(B)에 비해서 직경이 더 넓게 형성되어 있다.
제2 밸브통로(B)는 제1 밸브통로(A) 하부에 위치하고 있으며 제1 밸브통로(A)보다 직경이 더 좋게 형성되어 있다.
제1 밸브통로(A)에는 밸브캡(200)의 머리(210)가 위치하고, 제2 밸브통로(B)에는 밸브캡(200)의 몸통(220)이 위치한다.
또한, 제1 밸브통로(A)와 상기 제2 밸브통로(B) 연결부분에서 제1 밀폐돌기(101)가 형성되어 있다.
제1 밀폐돌기(101)는 제2 밸브통로(B)가 제1 밸브통로(A)의 내측으로 솟아오른 형태로 형성된다.
즉, 제1 밀폐돌기(101)는 제1 밸브통로(A)와 제2 밸브통로(B) 연결부분에서 제1 밸브통로(A) 방향으로 돌출되어 형성되어 있다.
도3은 본 발명의 일실시예로 밸브캡의 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명의 밸브캡(200)은 머리(210)와 몸통(220)으로 구성되어 있다.
밸브캡(200)의 머리(210)는 제1 밸브통로(A)를 밀폐하고 밸브캡(200)의 몸통(220)은 제2 밸브통로(B)를 밀폐한다. 이를 위해서 밸브캡(200)은 도3에 도시되어 있는 바와 같이 단면이 'T' 자인 모양으로 형성된다
밸브캡(200)은 머리(210)와 몸통(220)의 연결부위에 제1 밸브통로(A)를 밀폐하는 제1 실링부(201)가 형성되어 있으며, 몸통(220)에는 제2 밸브통로(B)를 밀폐하는 제2 실링부(202)가 형성되어 있다.
여기서, 밸브캡(200)의 몸통(220)에는 제2 실링부(202)를 고정하기 위한 실링고정부(230)가 더 형성되어 있을 수 있다.
실링고정부(230)는 요철 구조를 가지고 있어 제2 실링부(202)가 요철구조를 이용하여 밸브캡(200)의 몸통(220)에 단단하게 고정되어 연결될 수 있다.
제1 실링부(201)는 밸브캡(200)은 머리(210)의 하부에서 오링(O-ring) 형태로 밸브캡(200)의 몸통(220)에 끼워져서 형성될 수 있다.
밸브캡(200)의 머리(210)는 제1 밸브통로(A)를 밀폐하므로 제1 실링부(201)는 제1 밀폐돌기(101)를 접촉할 수 있는 범위 이상으로 형성되어 있어야한다.
제2 실링부(202)는 밸브캡(200)의 이동에 의해서도 제2 밸브통로(B)의 밀밀폐기능을 정상적으로 유지하기 위해서 실링고정부(230)를 통해 밸브캡(200)의 몸통(220)에 고정되어 연결된다.
도4는 본 발명의 일실시예로 밸브캡이 배터리 커버의 밸브통로를 밀폐하고 있는 것을 도시한 도면이다.
상술한 바와 같이 밸브캡(200)의 머리(210)는 제1 밸브통로(A)에 위치하여 제1 실링부(201)을 통해서 제1 밸브통로(A)를 밀폐하고, 밸브캡(200)의 몸통(220)은 제2 밸브통로(B)에 위치하여 제2 실링부(202)을 통해서 제2 밸브통로(B)를 밀폐한다.
여기서, 제1 밀폐돌기(101)는 상술한 바와 같이 제2 밸브통로(B) 방향이 제1 밸브통로(A) 방향보다 더 높게 형성된 돌기 형상으로 제1 실링부(201)가 제1 밀폐돌기(101)에 접하게 되면 제1 실링부(201)는 제1 밀폐돌기(101)와 접촉하는 부분이 타부분보다 함몰되게 된다. 따라서, 제1 밀폐돌기(101)와 접촉하는 제1 실링부(201)의 부분은 제1 밀폐돌기(101)와 접촉하지 않는 제1 실링부(201)의 부분보다 더 밀접하게 제1 밸브통로(A)를 밀폐할 수 있다.
본 발명은 고온 환경에서 밸브 구조의 변형(특히 밸브캡의 실링부)으로 인해 내부의 가스 유출을 방지하는 것으로, 위와 같이 제1 밀폐돌기(101)를 형성하여 제1 실링부(201)과 접하게 하면 고온으로 인해 밸브캡(200)의 구조가 변형이 되더라도 변형된 부분만큼 제1 실링부(201)와 제1 밀폐돌기(101)가 접하는 부분에서 보상이 이루어지므로 밀폐 기능이 정상적으로 이루어질 수 있다.
즉, 제1 밀폐돌기(101)가 형성되어 있지 않은 경우에는 고온으로 인해 밸브캡(200)의 구조가 변형이 되면, 제1 실링부(201)와 제1 밸브통로(A) 및 제2 밸브통로(B) 사이에 틈이 발생할 수 있어 이러한 틈 사이로 내부 가스가 배터리 외부로 유출될 수 있으나, 제1 밀폐돌기(101)가 제1 실링부(201)를 함몰시켜 연결되어 있으므로 고온으로 인해 밸브캡(200)의 구조가 변형이 되더라도 제1 실링부(201)와 제1 밸브통로(A) 및 제2 밸브통로(B) 사이에 틈이 잘 발생하지 않는다.
이를 위해서 제1 실링부(201) 및 제2 실링부(202)는 열에 강한 고무 또는 실리콘 재질로 구성될 수 있다.
도5는 본 발명의 일실시예로 제2 밀폐돌기가 더 형성되어 있는 것을 도시한 도면이다.
본 발명은 제2 밸브통로(B)와 제2 실링부(202)의 밀폐 구조를 더 공고히 하기 위해서 제2 밀폐돌기(102)를 더 형성할 수 있다.
즉, 제2 밸브통로(B)의 하부에 제2 밸브통로(B)의 직경보다 더 좁은 제3 밸브통로를 더 형성하고, 제2 밸브통로(B)와 제3 밸브통로 연결부분에서 제2 밀폐돌기(102)를 형성하여 제2 실링부(202)와 접하여 밀폐가 되도록 한다.
따라서, 제2 밀폐돌기(102)는 상술한 바와 같이 제3 밸브통로 방향이 제2 밸브통로(B) 방향보다 더 높게 형성된 돌기 형상으로 제2 실링부(202)가 제2 밀폐돌기(102)에 접하게 되면 제2 실링부(202)는 제2 밀폐돌기(102)와 접촉하는 부분이 타부분보다 함몰되게 된다. 따라서, 제2 밀폐돌기(102)와 접촉하는 제2 실링부(202)의 부분은 제2 밀폐돌기(102)와 접촉하지 않는 제2 실링부(202)의 부분보다 더 밀접하게 제2 밸브통로(B)를 밀폐할 수 있다.
이렇게 제2 밀폐돌기(102)를 추가로 형성하면, 밸브통로 또는 밸브캡(200)의 변형이 생기더라도 제1 실링부(201) 및 제2 실링부(202)가 각각 제1 밀폐돌기(101) 및 제2 밀폐돌기(102)를 통해 변형된 구조만큼 보상하여 밀폐시키므로 배터리의 밸브 밀폐구조의 밀폐력이 이중으로 증가될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 배터리 커버 101 : 제1 밀폐돌기
102 : 제2 밀폐돌기
200 : 밸브캡(valve cap) 201 : 제1 실링부
202 : 제2 실링부 210 : 머리
220 : 몸통 230 : 실링고정부

Claims (6)

  1. 내부의 발생된 가스 배출 및 전해액을 보충하기 위한 밸브(valve)통로가 형성되어 있는 배터리 커버(battery cover); 및
    상기 밸브통로에 연결되는 밸브캡(valve cap);을 포함하되,
    상기 밸브통로는 제1 밸브통로 및 제2 밸브통로로 구성되고, 상기 제1 밸브통로는 상기 제2 밸브통로 상측에 위치하고 상기 제1 밸브통로와 상기 제2 밸브통로 연결부분에서 제1 밀폐돌기가 상기 제1 밸브통로 방향으로 돌출되어 형성되어 있으며,
    상기 밸브캡은 머리와 몸통으로 구성되어 있으며, 상기 머리와 몸통 사이에 상기 제1 밸브통로를 밀폐하는 제1 실링부가 형성되어 있으며, 상기 몸통에는 상기 제2 밸브통로를 밀폐하는 제2 실링부가 형성되어 있는 배터리의 밸브 밀폐구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 실링부 및 상기 제2 실링부는 열에 강한 고무 또는 실리콘 재질로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리의 밸브 밀폐구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 밀폐돌기는 제1 밸브통로와 제2 밸브통로 경계부위에 형성되어 있으며, 제2 밸브통로 방향이 제1 밸브통로 방향보다 더 높게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리의 밸브 밀폐구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 밸브캡의 상기 몸통에는 상기 제2 실링부를 고정하기 위한 실링고정부가 형성되어 있어 상기 실링고정부에 상기 제2 실링부가 고정되어 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리의 밸브 밀폐구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 밸브통로의 하부에 제3 밸브통로를 더 형성하여, 상기 제2 밸브통로와 상기 제3 밸브통로 연결부분에서 제2 밀폐돌기가 상기 제2 밸브통로 방향으로 돌출되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리의 밸브 밀폐구조.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 밀폐돌기는 제2 밸브통로와 제3 밸브통로 경계부위에 형성되어 있으며, 제3 밸브통로 방향이 제2 밸브통로 방향보다 더 높게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리의 밸브 밀폐구조.
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