KR101592657B1 - 연료전지 차량의 스택 냉각수 조절용 밸브 - Google Patents

연료전지 차량의 스택 냉각수 조절용 밸브 Download PDF

Info

Publication number
KR101592657B1
KR101592657B1 KR1020130167030A KR20130167030A KR101592657B1 KR 101592657 B1 KR101592657 B1 KR 101592657B1 KR 1020130167030 A KR1020130167030 A KR 1020130167030A KR 20130167030 A KR20130167030 A KR 20130167030A KR 101592657 B1 KR101592657 B1 KR 101592657B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel cell
shaft
plunger shaft
plunger
cooling water
Prior art date
Application number
KR1020130167030A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150078011A (ko
Inventor
박훈우
나성욱
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
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 현대자동차주식회사, 기아자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020130167030A priority Critical patent/KR101592657B1/ko
Priority to JP2014181066A priority patent/JP6496508B2/ja
Priority to US14/479,983 priority patent/US9528613B2/en
Priority to DE102014218327.8A priority patent/DE102014218327A1/de
Priority to CN201410484113.3A priority patent/CN104752743B/zh
Publication of KR20150078011A publication Critical patent/KR20150078011A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101592657B1 publication Critical patent/KR101592657B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/22—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with sealing faces shaped as surfaces of solids of revolution
    • F16K3/24—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with sealing faces shaped as surfaces of solids of revolution with cylindrical valve members
    • F16K3/243—Packings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K41/00—Spindle sealings
    • F16K41/02—Spindle sealings with stuffing-box ; Sealing rings
    • F16K41/08—Spindle sealings with stuffing-box ; Sealing rings with at least one ring provided with axially-protruding peripheral closing-lip
    • F16K41/083—Spindle sealings with stuffing-box ; Sealing rings with at least one ring provided with axially-protruding peripheral closing-lip for spindles which only rotate, i.e. non-rising spindles
    • 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
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04067—Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
    • H01M8/04074—Heat exchange unit structures specially adapted for fuel cell
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K41/00—Spindle sealings
    • F16K41/003—Spindle sealings by fluid
    • 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

본 발명은 연료전지 스택의 안정적인 운전을 위하여 연료전지 스택으로 유입되는 냉각수의 온도를 최적으로 조절하는 밸브에 관한 것이다.
본 발명은 플런저 샤프트의 실링을 위한 실의 형상 및 구조 변경을 통해 플런저 샤프트의 마찰력을 최소화하면서 완벽한 실링 기능을 발휘할 수 있는 새로운 형태의 실 방식을 구현함으로써, 누수 방지는 물론 내구 신뢰성을 향상시킬 수 있는 한편, 실의 성능 확보로 주변 부품을 삭제하여 부품수 절감 및 구조 단순화에 따른 원가 절감 효과를 도모할 수 있는 연료전지 차량의 스택 냉각수 조절용 밸브를 제공한다.

Description

연료전지 차량의 스택 냉각수 조절용 밸브{Valve for controlling coolant fuel cell stack coolant of fuel cell vehicle}
본 발명은 연료전지 차량의 스택 냉각수 조절용 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료전지 스택의 안정적인 운전을 위하여 연료전지 스택으로 유입되는 냉각수의 온도를 최적으로 조절하는 밸브에 관한 것이다.
일반적으로 연료전지 스택은 연료전지 차량의 주동력공급원으로서, 공기 중의 산소와 연료인 수소를 공급받아서 전기를 생산하는 장치이다.
이러한 연료전지 스택은 최적의 온도로 조절된 냉각수가 스택 내로 흘러 들어갈 때 안정적으로 최적의 출력을 나타내기 때문에, 스택으로 유입되는 냉각수의 온도를 최적의 온도로 유지하는 것이 매우 중요하다.
보통 연료전지 시스템의 초기 시동 시 스택의 발열량이 작아서 냉각수 온도가 낮을 경우에 냉각수는 스택→펌프→냉각수 조절 밸브→스택의 루프로 흐르게 된다.
또한, 시간 경과 후 스택 발열량이 많아지고 냉각수 온도가 높아지는 경우에 냉각수 조절 밸브에서 바이패스 루프를 적절히 차단함으로써, 이때의 냉각수는 스택→펌프→라디에이터→냉각수 조절 밸브→스택의 루프로 흐르게 된다.
이와 같이, 연료전지 차량에 적용되는 스택 입구의 요구 냉각수 온도 사양이 65℃ 정도임을 고려할 때, 냉각수 조절 밸브는 스택 입구온도 신호를 입력받아 양쪽 루프의 개도를 적절히 제어하면서 외부 환경에 상관없이 항상 일정한 온도의 냉각수가 스택으로 유입되도록 하는 역할을 하게 된다.
이러한 냉각수 조절 밸브를 채택하고 있는 연료전지 시스템은 한국 공개특허 10-2013-0061445호, 한국 공개특허 10-2012-0032345호, 한국 공개특허 10-2009-0058095호 등에 다양한 형태의 것들이 개시되어 있다.
도 4는 종래 연료전지 차량의 스택 냉각수 조절 밸브를 나타내는 개략도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 냉각수 조절 밸브는 연료전지 스택, 펌프, 라디에이터로 각각 연결되는 포트(10a,10b,10c)를 가지는 바디 하우징(11)과, 상기 바디 하우징(11)의 내부에 설치되어 각 포트(10a,10b,10c)를 선택적으로 개폐하는 플런저(12) 및 플런저 샤프트(13)와, 상기 플런저(12)의 일측에서 액추에이터 하우징(14) 내에 설치되어 플런저(12)를 동작시켜주는 액추에이터(미도시)와, 상기 액추에이터의 작동을 제어하는 제어기(15) 등을 포함한다.
여기서, 상기 액추에이터의 작동력이 플런저 샤프트(13)를 통해 플런저(12)로 전달되어 플런저(12)가 회전 동작하는 방식은 종래와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 5와 도 6은 종래 연료전지 차량의 스택 냉각수 조절 밸브에서 플런저 샤프트의 실 구조를 위한 구성품을 나타내는 사시도 및 단면도이다.
도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 액추에이터 하우징(14)에는 플런저 샤프트(13)가 관통되는 홀(16)이 형성되고, 상기 홀(16)에는 플런저 샤프트(13)의 주위로 실(17), 실 와셔(18), 스냅링(19)이 차례로 장착됨으로써, 플런저 샤프트 조립부위에 대한 실링이 이루어지게 된다.
그리고, 상기 실(17)의 경우에 내측의 텐션 스프링(20)에 의해 안쪽으로 밀려나는 샤프트 실링부(21)를 이용하여 플런저 샤프트(13)의 둘레에 밀착되면서 실 기능을 발휘하게 된다.
보통 연료전지 차량의 스택 냉각수 조절 밸브는 냉각수에 의한 액추에이터 제어기 내부의 수분 침투를 방지하기 위해 플런저 샤프트에 대한 실링 기술이 매우 중요하다.
이는 차량의 주행 환경조건(극한, 극서, 고진동 등)의 단품 내구 수명과 직결되기 때문이다.
그러나, 종래의 플런저 샤프트 실링 기술은 차량 운전 중에 발생하는 가혹 조건들로 인해서 약 3∼6개월 사이에 샤프트 누수가 발생되는 문제점이 있다.
예를 들면, 플런저 샤프트와 실 간의 접촉부위를 통해 수증기가 침투하면서 샤프트 누수가 일어나게 되고, 이로 인해 액추에이터 제어기 내에 응결현상이 일어나는 등 이에 대한 대책이 요구된다.
이러한 종래 플런저 샤프트 실링 기술의 단점을 정리하면 다음과 같다.
첫째, 실의 실링면 재질이 PTFE 재질로 되어 있어서 마모 발생이 심하고, 내열성 및 내한성에 취약하다.
둘째, 플라스틱 재질의 특성상 회복 능력이 떨어지기 때문에 진동 누수에 취약하다.
셋째, 압력 발생 시 마모 증가에 따른 실링 저항력이 감소하고, 이로 인해 누수가 발생하는 단점이 있다.
넷째, 플런저 샤프트 실링을 위한 구성품(실, 실 와셔, 스냅링)이 많기 때문에 원가 측면에서 불리하다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 플런저 샤프트의 실링을 위한 실의 형상 및 구조 변경을 통해 플런저 샤프트의 마찰력을 최소화하면서 완벽한 실링 기능을 발휘할 수 있는 새로운 형태의 실 방식을 구현함으로써, 누수 방지는 물론 내구 신뢰성을 향상시킬 수 있는 연료전지 차량의 스택 냉각수 조절용 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 실의 성능 확보로 주변 부품을 삭제하여 부품수 절감 및 구조 단순화에 따른 원가 절감 효과를 도모할 수 있는 연료전지 차량의 스택 냉각수 조절용 밸브를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 연료전지 차량의 스택 냉각수 조절용 밸브는 다음과 같은 특징이 있다.
상기 냉각수 조절용 밸브는 연료전지 스택, 펌프, 라디에이터로 각각 연결되는 포트를 가지는 바디 하우징의 각 포트를 선택적으로 개폐하는 플런저 및 플런저 샤프트를 포함하는 구조로 이루어지며, 특히 상기 플런저 샤프트가 관통되는 액추에이터 하우징의 홀에는 실링을 위해 플런저 샤프트의 주위로 실이 장착되고, 이때의 실에는 한쪽이 개방된 공간부가 조성됨과 더불어 상기 공간부 내로 유입되는 냉각수의 압력에 의해 플런저 샤프트에 밀착되어 있는 샤프트 실링부가 플런저 샤프트측으로 가압될 수 있도록 한 것이 특징이다.
여기서, 상기 실에 조성되어 있는 공간부의 내벽 바깥쪽에는 금속 인서트가 삽입 장착될 수 있고, 또 상기 실에 조성되어 있는 공간부의 안쪽 벽면에는 샤프트 실링부의 이면에 밀착 위치되어 샤프트 실링부를 탄력적으로 지지하는 텐션 스프링이 장착될 수 있다.
그리고, 상기 실의 내주면에 있는 샤프트 실링부의 일측에는 플런저 샤프트의 둘레면에 밀착되면서 외부 이물질 유입을 막아주는 더스트 립이 일체 형성될 수 있다.
바람직한 실시예로서, 상기 실의 경우 마모가 거의 없고 내열성 및 내한성이 우수한 FKM 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명에서 제공하는 연료전지 차량의 스택 냉각수 조절용 밸브는 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 실 장착 구조 개선 기술 적용을 통한 냉각수 조절용 밸브의 내구 신뢰성을 증대시킬 수 있다.
예를 들면, 차량 진동 시 실 표면 복원력이 우수하여 샤프트 떨림에 의한 누수 방지 및 충격이나 외부 충격에 강하다.
또, 실의 재질을 FKM 재질로 변경함으로써 마모에 의한 누수 개선 및 극환경 조건(내한성, 내열성)에서 강하다.
또, 기존 실링 사양의 경우 제품 가공 산포에 따른 품질 편차 발생으로 전수 측정이 필요하여 양산성이 떨어지는 반면, 본 발명의 실링 사양을 적용하는 경우 품질 편차가 적으며 리크 가능성이 현저히 낮아 양산성이 가능하다.
둘째, 실링 조립 구조 국산화 및 구조 단순화에 따른 원가 절감 효과가 있다.
예를 들면, 실 장착을 위한 실와셔 및 스냅링 등의 주변 부품 삭제가 가능하여 원가를 절감할 수 있다.
즉, 기존 실링 사양의 경우 PTFE의 저탄성으로 압입 시 이탈가능성이 있어 구성 부품이 필요한 반면(실 와셔 및 스냅링 장착), 본 발명의 실링 사양을 적용하는 경우 FKM의 고탄성으로 압입 시 고정력이 우수하여 구성 부품의 삭제가 가능하다(실 와셩 및 스냅링 삭제).
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 스택 냉각수 조절용 밸브에서 플런저 샤프트의 실 구조를 위한 액추에이터 하우징과 실을 나타내는 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 스택 냉각수 조절용 밸브에서 실을 나타내는 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 스택 냉각수 조절용 밸브에서 실의 실링작용을 나타내는 단면도
도 4는 종래 연료전지 차량의 스택 냉각수 조절 밸브를 나타내는 개략도이다.
도 5는 종래 연료전지 차량의 스택 냉각수 조절 밸브에서 플런저 샤프트의 실 구조를 위한 구성품을 나타내는 사시도
도 6은 종래 연료전지 차량의 스택 냉각수 조절 밸브에서 실을 나타내는 사시도 및 단면도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 4를 참조하여 본 발명의 냉각수 조절용 밸브에 대한 기본 구조를 살펴보면 다음과 같다.
본 발명의 냉각수 조절용 밸브는 스택, 펌프, 라디에이터로 각각 연결되는 포트(미도시)를 가지는 바디 하우징(미도시), 상기 바디 하우징의 내부에 설치되어 각 포트를 선택적으로 개폐하는 플런저(12) 및 플런저 샤프트(13), 상기 플런저(12)의 일측에서 액추에이터 하우징(14) 내에 설치되어 플런저(12)를 동작시켜주는 액추에이터(미도시) 및 이것을 제어하는 제어기(미도시) 등을 포함하는 구조로 이루어진다.
그리고, 상기 액추에이터의 동력이 플런저 샤프트로 전달되고, 상기 플런저 샤프트의 회전에 의해 플런저가 동작하게 되는 방식 등은 종래와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
특히, 본 발명의 냉각수 조절용 밸브는 액추에이터 하우징(14)의 샤프트 관통부위에 소정의 형상과 기능을 가지는 러버 등의 재질로 이루어지는 실(Seal)을 장착하여, 샤프트 떨림에 의한 누수 방지는 물론, 충격에 대한 내구성 확보 및 우수한 실 표면 복원력을 확보할 수 있는 구조를 포함한다.
이를 위하여, 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 연료전지 스택, 펌프, 라디에이터로 각각 연결되는 포트를 가지는 바디 하우징이 마련되고, 이러한 바디 하우징의 내부에는 각각의 포트를 선택적으로 개폐하는 플런저(12)가 위치되는 동시에 이때의 플런저 샤프트(13)는 바디 하우징의 윗쪽으로 연장되며, 상기 플런저(12) 및 플런저 샤프트(13)는 한쪽에 액추에이터(미도시)의 설치를 위한 원통형의 하우징 부분을 가지는 액추에이터 하우징(14)상에 관통되어 회전가능하게 지지되는 구조로 설치된다.
그리고, 상기 액추에이터 하우징(14)에는 샤프트 관통을 위한 홀(16)이 형성되고, 이때의 홀(16)의 주변으로는 홈 구조의 실 장착부(25)가 형성되며, 이곳에 후술하는 실(17)이 삽입 안착되는 구조로 장착될 수 있게 된다.
상기 실(17)은 중심부에 샤프트 관통홀을 가지는 링 모양으로 이루어지며, 액추에이터 하우징(14)의 실 장착부(15) 내에 삽입 장착고, 이 상태에서 플런저 샤프트(13)의 둘레면에 밀착되어 실링 구조를 이룰 수 있게 된다.
이러한 실(17)은 아래쪽에서부터 올라오는 수증기나 습기, 예를 들면 플런저(12)가 속해 있는 바디 하우징의 내부로부터 올라오는 수증기나 습기가 플런저 샤프트(13)를 타고 제어기(도 4의 도면부호 15)측으로 유입되는 것을 효과적으로 막아줄 수 있게 된다.
이를 위하여, 상기 실(17)의 내부에는 아래쪽이 개방되어 바디 하우징 내의 냉각수측과 통하는 구조로 이루어지는 공간부(22)가 형성되며, 이에 따라 바디 하우징의 내부를 통해 유동하는 냉각수는 실(17)의 공간부(22) 내에 채워져 압력으로 작용할 수 있게 된다.
즉, 상기 실(17)의 공간부(22) 내에 채워지는 냉각수의 압력에 의해 플런저 샤프트(13)에 밀착되어 있는 샤프트 실링부(21)가 플런저 샤프트(13)측으로 가압되면서 샤프트 실링부(21)의 결착관계가 더욱 견고해질 수 있게 된다.
그리고, 상기 실(17)에 조성되어 있는 공간부(22)의 내부에는 대략 "ㄱ"자 모양으로 이루어져 공간부(22)의 천정부위와 바깥쪽 벽면부위를 커버하는 금속 인서트(23)가 삽입 장착된다.
이때, 상기 금속 인서트(23)는 실(17)의 기본 형태를 유지해주는 역할 이외에도 공간부(22) 내에 작용하는 냉각수 압력이 바깥쪽 벽면보다는 샤프트 실링부(21)가 있는 위치의 안쪽 벽면으로 가해질 수 있도록 하는 역할을 하게 된다.
이러한 금속 인서트(23)는 실 성형 시 함께 인서트되어 일체형으로 형성될 수 있게 된다.
또한, 상기 실(17)에 조성되어 있는 공간부(22)의 안쪽 벽면에는 링 모양의 텐션 스프링(20)이 장착되며, 이때의 텐션 스프링(20)은 샤프트 실링부(21)의 이면에 밀착 위치되면서 조여주는 역할을 하게 되고, 결국 이러한 텐션 스프링(20)의 탄력적인 지지에 의해 샤프트 실링부(21)가 플런저 샤프트(13)의 외주면에 견고하게 밀착될 수 있게 되고, 또 진동 등이 가해졌을 때 샤프트 실링부(21)에 복원력이 제공될 수 있게 된다.
또한, 상기 실(17)의 내주면에 있는 샤프트 실링부(21)의 일측, 예를 들면 제어기(15)가 있는 윗쪽 공간에 인접한 위치인 샤프트 실링부(21)의 윗쪽에는 플런저 샤프트(13)의 둘레면에 밀착되는 더스트 립(24)이 일체 형성되며, 이때의 더스트 립(24)에 의해 제어기(15)가 속해 있는 공간부 내로 먼지 등의 이물질이 유입되는 것이 차단될 수 있게 된다.
이러한 실(17)은 FKM, EPDM 등과 같은 재질로 이루어질 수 있으며, 이에 따라 마모에 의한 누수 개선 및 내한성, 내열성 등의 극환경 조건에서 우수한 실링기능을 발휘할 수 있게 된다.
따라서, 이와 같이 구성되는 냉각수 조절용 밸브의 실링작용을 살펴보면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 스택 냉각수 조절용 밸브에서 실의 실링작용을 나타내는 단면도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 연료전지 스택의 운전 시 스택, 펌프, 라디에이터로 각각 연결되는 포트를 선택적으로 개폐하는 역할의 플런저(12)를 동작시켜주기 위한 플런저 샤프트(13)의 둘레에는 실(17)이 장착되고, 이렇게 장착되는 실(17)의 내측 샤프트 실링부(21)는 플런저 샤프트(13)의 둘레면에 밀착되어 실링기능을 발휘할 수 있게 된다.
이때, 상기 실(17)의 샤프트 실링부(21)는 그 이면쪽에 있는 텐션 스프링(20)에 의한 힘을 받아 플런저 샤프트(13)측에 밀착되면서 견고한 실링기능을 발휘할 수 있게 된다.
특히, 상기 실(17)의 공간부(22)에는 바디 하우징의 내부를 유동하는 냉각수가 채워지게 되고, 이렇게 채워지는 냉각수의 압력이 화살표 방향과 같이 샤프트 실링부(21)가 있는 공간부 내벽 안쪽으로 작용하게 되므로서, 샤프트 실링부(21)부는 냉각수 압력을 받아 플런저 샤프트(13)의 둘레면에 압착되면서 밀착될 수 있게 되고, 결국 완벽한 기밀구조가 확보될 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 실의 형상 및 구조 개선을 이용한 새로운 실링 구조는 구현함으로써, 아래의 3가지 측면에서 우수한 특성을 발휘할 수 있게 된다.
첫째, 실링면 재질 특성의 경우, 마모가 거의 없는 FKM 등의 재질로 이루어짐으로써, 내열성과 내한성에서 우수한 점이 있다.
둘째, 편심 추수성(모터 동작으로 샤프트 중심축이 흔들릴 경우 실링면을 보정하는 능력) 특성의 경우, 고무의 탄성으로 샤프트 흔들림 보정이 가능하여 진동 누수에 강한 면을 보일 수 있다.
셋째, 압력 저항성 특성의 경우, 압력 발생 시 실링 저항력이 증가하고, 냉각수 압력이 높아질수록 실링이 강화될 수 있다.
12 : 플런저 13 : 플런저 샤프트
14 : 액추에이터 하우징
16 : 홀 17 : 실
18 : 실 와셔 19 : 스냅링
20 : 텐션 스프링 21 : 샤프트 실링부
22 : 공간부 23 : 금속 인서트
24 : 더스트 립(Dust lip) 25 : 실 장착부

Claims (5)

  1. 연료전지 스택, 펌프, 라디에이터로 각각 연결되는 포트를 가지는 바디 하우징의 각 포트를 선택적으로 개폐하는 플런저, 플런저 샤프트 및 상기 플런저 샤프트의 동작을 제어하기 위한 제어기를 포함하며,
    상기 플런저 샤프트가 관통되는 액추에이터 하우징의 홀에는 실링을 위해 플런저 샤프트의 주위로 실이 장착되고, 상기 실에는 한쪽이 개방된 공간부가 조성됨과 더불어 상기 공간부 내로 유입되는 냉각수의 압력에 의해 플런저 샤프트에 밀착되어 있는 샤프트 실링부가 플런저 샤프트측으로 가압될 수 있도록 구성되고,
    상기 제어기는 상기 샤프트 실링부의 상측 공간에 위치하고, 각 포트가 선택적으로 개폐되도록 상기 플런저 샤프트를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회동하도록 제어하며,
    상기 실의 내주면에 있는 샤프트 실링부의 상측에는 상기 제어기가 위치한 공간 아래로, 상기 플런저 샤프트의 전체 둘레면에 완전히 밀착되면서 외부 이물질 유입을 막아주는 더스트 립이 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 스택 냉각수 조절용 밸브.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 실에 조성되어 있는 공간부의 내벽 바깥쪽에는 금속 인서트가 삽입 장착되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 스택 냉각수 조절용 밸브.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 실에 조성되어 있는 공간부의 안쪽 벽면에는 샤프트 실링부의 이면에 밀착 위치되어 샤프트 실링부를 탄력적으로 지지하는 텐션 스프링이 장착되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 스택 냉각수 조절용 밸브.
  4. 삭제
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실은 FKM 또는 EPDM으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 스택 냉각수 조절용 밸브.
KR1020130167030A 2013-12-30 2013-12-30 연료전지 차량의 스택 냉각수 조절용 밸브 KR101592657B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130167030A KR101592657B1 (ko) 2013-12-30 2013-12-30 연료전지 차량의 스택 냉각수 조절용 밸브
JP2014181066A JP6496508B2 (ja) 2013-12-30 2014-09-05 燃料電池車両のスタック冷却水調節用バルブ
US14/479,983 US9528613B2 (en) 2013-12-30 2014-09-08 Valve for controlling coolant fuel cell stack coolant of fuel cell vehicle
DE102014218327.8A DE102014218327A1 (de) 2013-12-30 2014-09-12 Kühlmittelsteuerventil für Brennstoffzellenstapel eines Brennstoffzellenfahrzeugs
CN201410484113.3A CN104752743B (zh) 2013-12-30 2014-09-19 用于燃料电池车辆中的燃料电池组的冷却剂控制阀

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130167030A KR101592657B1 (ko) 2013-12-30 2013-12-30 연료전지 차량의 스택 냉각수 조절용 밸브

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150078011A KR20150078011A (ko) 2015-07-08
KR101592657B1 true KR101592657B1 (ko) 2016-02-12

Family

ID=53372279

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130167030A KR101592657B1 (ko) 2013-12-30 2013-12-30 연료전지 차량의 스택 냉각수 조절용 밸브

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9528613B2 (ko)
JP (1) JP6496508B2 (ko)
KR (1) KR101592657B1 (ko)
CN (1) CN104752743B (ko)
DE (1) DE102014218327A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101745239B1 (ko) 2016-01-04 2017-06-08 현대자동차주식회사 냉각수 유동조절밸브 및 이를 이용한 연료전지 냉각시스템
KR20230157680A (ko) 2022-05-10 2023-11-17 주식회사 모아텍 엑츄에이터 및 전자기기
KR20230161563A (ko) 2022-05-18 2023-11-28 주식회사 모아텍 엑츄에이터 및 전자기기

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003336746A (ja) 2002-05-21 2003-11-28 Nok Corp 密封装置

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3199876A (en) * 1963-06-10 1965-08-10 Crane Co Stuffing box construction
US3455564A (en) * 1967-01-26 1969-07-15 Gen Motors Corp High pressure lip seal
DE1750169C3 (de) * 1968-04-04 1974-06-12 Goetzewerke Friedrich Goetze Ag, 5673 Burscheid Wellendichtring
JPS55137754U (ko) * 1979-03-23 1980-10-01
US4531747A (en) * 1982-11-01 1985-07-30 Nippon Oil Seal Industry Co., Ltd. Extended wear annular oil seal
US4541612A (en) * 1984-04-03 1985-09-17 Keystone International, Inc. Rotatable shaft assembly
JPS60184461U (ja) * 1984-05-17 1985-12-06 エヌオーケー株式会社 オイルシ−ル
US4658847A (en) * 1985-07-09 1987-04-21 The Fluorocarbon Company Bimetallic C-ring seal
US4747605A (en) * 1986-05-30 1988-05-31 Dana Corporation Fluid pressure seal with pressure distortion barrier
USRE35309E (en) * 1988-10-25 1996-08-06 Nok Corporation Sealing device
US5234194A (en) * 1990-09-19 1993-08-10 Smith Russell G Seal for a shaft
US5244183A (en) * 1991-03-20 1993-09-14 Keystone International Holdings Corp. Fugitive emission sealing assembly
JP3261275B2 (ja) * 1994-12-28 2002-02-25 エヌオーケー株式会社 密封装置
DE19518577C2 (de) * 1995-05-20 1998-07-09 Freudenberg Carl Fa Radialwellendichtring
US5759466A (en) * 1995-05-25 1998-06-02 Nok Corporation Method of making lip-type oil seals having improved sealing edge
US6045138A (en) * 1996-04-24 2000-04-04 Nok Corporation Sealing device for reciprocal movement
US6161834A (en) * 1997-08-01 2000-12-19 Imadco, Inc. Pressure energized seal
JP4244442B2 (ja) * 1998-06-12 2009-03-25 Ｎｏｋ株式会社 密封装置
US6322082B1 (en) * 2000-03-20 2001-11-27 Skf Usa Inc. High pressure seal with contoured stamping I. D.
US6368737B1 (en) * 2000-07-13 2002-04-09 Utc Fuel Cells, Llc Subambient pressure coolant loop for a fuel cell power plant
US6554024B2 (en) * 2001-01-23 2003-04-29 Cooper Cameron Corporation Stem seal pressure telltale
JP4600633B2 (ja) * 2001-09-20 2010-12-15 Ｎｏｋ株式会社 オイルシール
JP2004293532A (ja) * 2003-03-28 2004-10-21 Denso Corp 発熱機器の冷却装置
US7790325B2 (en) 2004-03-31 2010-09-07 Canon Kabushiki Kaisha Valve having valve element displaced by at least one of a movement of a diaphragm and a movement of an actuator, and fuel cell using the valve
JP4855936B2 (ja) * 2004-06-25 2012-01-18 イーグル工業株式会社 シール装置
JP5144880B2 (ja) * 2004-10-29 2013-02-13 サーパス工業株式会社 流量調整弁
US8016293B2 (en) * 2006-01-03 2011-09-13 Freudenberg-Nok General Partnership Contaminant exclusion seal
US8690072B2 (en) * 2007-04-03 2014-04-08 Dana Canada Corporation Radiator bypass valve
KR100992681B1 (ko) 2007-12-04 2010-11-05 기아자동차주식회사 연료전지 차량용 냉각수 온도조절장치
US8415067B2 (en) * 2008-02-14 2013-04-09 GM Global Technology Operations LLC Three-way diverter assembly for a fuel cell system
CN101952624B (zh) * 2008-02-20 2014-10-08 卡尔·弗罗伊登伯格公司 密封装置和其中的径向轴密封圈
US8308938B2 (en) * 2008-06-18 2012-11-13 GM Global Technology Operations LLC Three-way diverter assembly for a fuel cell system
KR100999589B1 (ko) * 2009-02-09 2010-12-08 (주)퓨얼셀 파워 연료전지 시스템 및 그 제어방법
KR20110047471A (ko) 2009-10-30 2011-05-09 평화오일씰공업주식회사 차량에 적용되는 씰링부재용 고무 조성물 및 밸브 스템 씰링부재용 고무 조성물
KR101209741B1 (ko) 2010-09-28 2012-12-07 기아자동차주식회사 연료 전지 차량용 냉각수 온도조절밸브
KR20130012875A (ko) 2011-07-26 2013-02-05 평화오일씰공업주식회사 밸브스템 씰링부재
KR101417221B1 (ko) * 2011-12-01 2014-08-06 현대자동차주식회사 연료전지스택 냉각계 안정성 확보장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003336746A (ja) 2002-05-21 2003-11-28 Nok Corp 密封装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015127588A (ja) 2015-07-09
US9528613B2 (en) 2016-12-27
CN104752743A (zh) 2015-07-01
DE102014218327A1 (de) 2015-07-02
JP6496508B2 (ja) 2019-04-03
KR20150078011A (ko) 2015-07-08
CN104752743B (zh) 2019-01-11
US20150184759A1 (en) 2015-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9567894B2 (en) Rotary valve
US8544816B2 (en) Valve with lip seal
US20170321812A1 (en) Coolant control valve unit having sealing structure
KR101592657B1 (ko) 연료전지 차량의 스택 냉각수 조절용 밸브
KR101859534B1 (ko) 조절 플랩 장치
CN107076013A (zh) 用于内燃机的压缩机的惯性循环空气阀
CN105764732A (zh) 车辆用阀门装置
JP2011158043A (ja) 圧力開放弁
TW201433724A (zh) 具有扣合式座的多埠模組閥
CN110454300B (zh) 用于液体火箭发动机的阀门结构及液体发动机
KR20170054543A (ko) 자동차용 밸브 장치
US6840502B2 (en) Flap valve for fuel aggregates
KR101241998B1 (ko) 버터플라이 밸브
US11079028B2 (en) Valve device
CN210920179U (zh) 一种阀门结构及液体发动机
JP5984362B2 (ja) 改善されたシール性を備えた比例弁
US20180156219A1 (en) Shaft-sealing device and submersible pump
JP5939767B2 (ja) 改善されたシール座を有する比例弁
JP2013185541A (ja) Ｅｇｒバルブ
JP2013525680A (ja) 車両エンジンのターボチャージャにおける排気ブレーキ用の制御シリンダ
US11584349B2 (en) Relay valve for a pneumatic valve unit
KR20200031675A (ko) 밀봉 디바이스를 포함하는 차단 디바이스
US11079020B2 (en) Seal ring and seal structure
KR20210043080A (ko) 밸브 어셈블리 및 밸브 어셈블리에 적용되는 실링 부재
CN116045024A (zh) 阀门组件及阀门控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for 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: 20190130

Year of fee payment: 4