KR101519165B1 - 압력 릴리프 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포펫밸브가 결빙으로 불안전 작동하거나 작동이 불가능하게 되는 것을 방지하여 연료전지 시스템의 안정성을 향상시키고, 가스의 누설도 예방할 수 있도록 한 압력 릴리프 밸브를 제공하기 위해, 포펫밸브가 개폐하는 밸브하우징의 가스 출구에 테프론 코팅이 실시된 테프론 코팅면이 형성된 것을 특징으로 하는 한다.

포펫밸브, 오일, 히터, 테프론 코팅

Description

압력 릴리프 밸브{Pressure relief valve}

본 발명은 압력 릴리프 밸브에 관한 것으로, 특히 토출구의 결빙을 방지한 연료전지 차량용 압력 릴리프 밸브에 관한 것이다.

종래 연료전지 차량에는 압력 릴리프 밸브가 사용되고 있는 바, 이 압력 릴리프 밸브는 규정된 압력(약 0.5bar ~1.0bar 수준)에서 수소가 토출부를 통해 외부로 배출되도록 하여 연료전지 시스템 내부의 압력이 시스템이 허용하는 압력 이상으로 상승하는 것을 방지하는 역할을 한다.

도 1과 도 2에는 각각 종래 기술에 따른 압력 릴리프 밸브의 사시도와 단면도가 도시되어 있는 바, 입구와 출구를 각각 구비한 밸브 하우징(1)의 내부에는 상기 출구를 개폐하도록 포펫밸브(2)가 삽입되어 스프링(3)을 매개로 탄력적으로 지지되게 설치되고, 상기 하우징(1)의 내부에는 가이드(4)가 설치되어, 상기 포펫밸브(2)가 상기 가이드(4)를 관통해서 돌출되게 장착된다.

상기 가이드(4)는 상기 포펫밸브(2)가 스프링의 탄성 복원력과 가스 압력의 차이에 의해 하우징을 따라 상하로 이동할 때에 가이드 역할을 하게 된다.

상기 하우징(1)의 상부에 형성된 출구는 그 단면이 경사면을 이루도록 형성 되고, 상기 포펫밸브(2)의 밸브헤드도 경사면에 대응하게 삼각형상으로 형성되며, 상기 포펫밸브(2)의 밸브헤드가 접촉하는 상기 출구에는 기밀을 유지하기 위해 오링(5)이 설치되어 있다.

상기와 같은 압력 릴리프 밸브는 연료전지 시스템의 매니폴드에 설치되어 연료전지 시스템의 갑작스러운 압력 상승을 방지하는 역할을 한다. 즉 상기 포펫밸브(2)의 하부에 작용하는 가스 압력이 포펫밸브를 지지하는 스프링(3)의 탄성력보다 클 경우에는 상기 포펫밸브가 위로 상승하여 상기 출구를 개방시킴으로써, 압력을 상승시키는 가스가 상기 출구를 통해 외부로 방출되면서 시스템의 압력을 조절하게 되는 것이다.

그런데 상기와 같은 종래의 압력 릴리프 밸브는 저온 상태에서 방치될 경우에 포펫밸브의 밸브헤드가 출구의 접촉면에 맞닿은 상태로 결빙되어 포펫밸브가 가스 출구를 개방할 수 없거나 개방 불량이 야기됨으로써 연료전지 시스템의 압력 조절에 이상이 생겨서 안전성을 저해할 우려가 있었고, 또한 상기 오링이 저온에서 장시간 방치될 경우에 경화되어 기밀유지기능이 저하되면서 가스가 외부로 누설될 열려가 있었다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 포펫밸브가 결빙으로 불안전 작동하거나 작동이 불가능하게 되는 것을 방지하여 연료전지 시스템의 안정성을 향상시키고, 가스의 누설도 예방할 수 있도록 한 압력 릴리프 밸브를 제 공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 포펫밸브가 개폐하는 밸브하우징의 가스 출구에 테프론 코팅이 실시된 테프론 코팅면이 형성된 것을 특징으로 하는 한다.

바람직하기로는 상기 출구는 하향 경사면을 가지고, 상기 하향 경사면에 상기 테프론 코팅면이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 테프론 코팅면 주위를 감싸는 형태로 열을 전도하여 가열하는 히터가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 포펫밸브에는 상기 출구를 기밀하는 오일이 설치되고, 상기 히터를 통해 열을 전달 받도록 된 것을 특징으로 한다.

상기 히터는 정온형 히터인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 압력 릴리프 밸브에 의하면, 포펫밸브의 밸브헤드와 접촉하는 밸브하우징에 응축수의 고임을 억제하도록 테프론 코팅을 실시하고, 밸브의 기밀을 유지하는 오일의 설치부위에 오일의 저온 경화를 방지하는 히터를 장착하여 줌으로써 밸브에 응축수의 고임을 적게 함과 더불어 결빙되어도 히터를 매개로 결빙을 해소하여 압력 릴리프 밸브의 결빙으로 인한 오작동을 방지하고, 시스템의 압력을 안정화시켜 작동 신뢰성과 안정성을 향상시키며, 오일의 경화로 인한 가스의 누설도 예방하도록 하는 등의 효과가 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 3과 도 4에는 각각 본 발명에 따른 압력 릴리프 밸브의 사시도와 단면도가 도시되어 있는 바, 즉 가스 입구와 출구를 각각 구비한 밸브 하우징(1)의 내부에는 상기 출구를 개폐하도록 포펫밸브(2)가 삽입되어 스프링(3)을 매개로 탄력적으로 지지되게 설치되고, 상기 하우징(1)의 내부에는 가이드(4)가 설치되면서 상기 포펫밸브(2)가 상기 가이드(4)를 관통해서 돌출되게 장착된다.

상기 가이드(4)는 상기 포펫밸브(2)가 스프링(3)의 탄성 복원력과 가스 압력의 차이에 의해 하우징(1)의 내부에서 하우징을 따라 상하로 이동할 때에 가이드 역할을 하게 된다.

상기 하우징(1)의 상부에 형성된 가스 출구는 그 단면이 하향 경사면을 이루도록 형성되고, 상기 포펫밸브(2)의 밸브헤드도 경사면에 대응하게 삼각형상으로 형성되며, 상기 가스 출구를 형성하는 상기 밸브하우징(1)의 하향 경사면과 접촉하는 상기 포펫밸브(2)의 밸브헤드에는, 상기 밸브하우징(1)과 상기 포펫벨브(2) 사이의 기밀을 유지하는 오링(5)이 설치될 수 있도록 오링 삽입 홈이 형성되고, 상기 삽입 홈에 상기 오링(5)이 삽입된다. 따라서, 상기 포펫밸브(2)의 밸브헤드가 상기 밸브하우징(1)의 하향 경사면과 접촉되는 경우, 상기 포펫밸브(2) 밸브해드의 상기 오링 삽입 홈에 설치된 상기 오링(5)이 상기 밸브하우징(1)의 하향 경사면과 접촉하여 상기 가스 출구를 기밀하는 것이다.

또한 상기 밸브헤드가 접촉하는 밸브 하우징(1)의 하향 경사면(밸브 접촉면)에는 응축수의 고임량을 저감하기 위해 테프론 코팅이 실시되어, 응축수가 테프론 코팅면(6)에 의해 밸브 하우징의 내부가 흘러 들어가서 고이지 않게 됨으로써 상기 포펫밸브가 안착되는 밸브 하우징에 응축수가 고여서 결빙될 염려가 줄어들게 된다.

그리고 상기 밸브 하우징(1)의 상부에는 상기 밸브 접촉면 주위를 감싸는 형 태로 히터(7)가 심어져 설치된다. 상기 히터는 과열 안정성의 문제가 야기될 염려가 없는 정온형 히터이다.

이에 따라 상기 히터(7)에서 발생하는 열은 테프론 코팅면과 이에 접촉하는 오일(5)에 각각 전도되어, 테프론 코팅면에 잔류하는 응축수를 증발시켜 응축수의 결빙을 예방하고, 오링을 적절히 가열하여 오일의 경화를 방지하여 줌으로써 오일의 경화로 인한 가스의 누설을 예방하게 되는 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 압력 릴리프 밸브의 사시도,

도 2는 종래 기술에 따른 압력 릴리프 밸브의 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 압력 릴리프 밸브의 사시도,

도 4는 본 발명에 압력 릴리프 밸브의 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1-밸브 하우징 2-포펫밸브

3-스프링 4-가이드

5-오링 6-테프론 코팅면

7-히터

Claims (5)

1. 포펫밸브가 개폐하는 밸브하우징의 가스 출구에 테프론 코팅이 실시된 테프론 코팅면이 형성되고,

   상기 테프론 코팅면 주위를 감싸는 형태로 열을 전도하여 가열하는 히터가 설치된 것을 특징으로 하는 압력 릴리프 밸브.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 출구는 하향 경사면을 가지고, 상기 하향 경사면에 상기 테프론 코팅면이 형성된 것을 특징으로 하는 압력 릴리프 밸브.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서, 상기 포펫밸브의 밸브헤드에 형성된 삽입 홈에는 상기 출구를 기밀하는 오링이 설치되고, 상기 히터를 통해 열을 전달 받도록 된 것을 특징으로 하는 압력 릴리프 밸브.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 히터는 정온형 히터인 것을 특징으로 하는 압력 릴리프 밸브.

Images