KR102397819B1 - 에너지 저장장치용 안전밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에너지 저장장치용 안전밸브에 관한 것으로, 에너지 저장장치의 케이스에 형성된 압력 배출공에 정렬되어 배치되며 제1관통공이 형성되는 하우징; 하우징의 내측에 삽입되어 배치되며 제2관통공이 형성되는 커버; 하우징과 커버 사이에 배치되는 판스프링; 및 하우징의 내측에 위치되게 하우징과 판스프링 사이에 배치되며 가장자리에 슬릿이 형성되어 에너지 저장장치의 케이스내에서 발생되는 압력에 의해 슬릿을 중심으로 돌출되어 판스프링을 가압함에 의해 압력 배출공을 통해 배출되는 압력이 제1관통공과 제2관통공을 통해 배출되도록 하는 원판형 필름을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

에너지 저장장치용 안전밸브{Safety valve for energy storage apparatus}
본 발명은 에너지 저장장치용 안전밸브에 관한 것으로, 특히 에너지 저장장치의 내부에서 압력이 상승하여 내부와 외부의 압력차가 발생되는 경우에 개방되어 발생된 압력차만큼 배출한 후 내부와 외부의 압력차가 제거된 경우에 폐쇄되어 내부를 다시 밀폐시킬 수 있는 개폐가 가능한 에너지 저장장치용 안전밸브에 관한 것이다.
에너지 저장장치는 에너지 저장방법에 따라 이차 전지와 슈퍼 커패시터 등으로 분류되고 있다. 에너지 저장장치 중 이차 전지는 충방전시 과대한 전류를 검출하고 전류를 차단하는 등의 보호회로가 있다. 이차 전지는 전지 사용 중 보호 회로가 정상적으로 동작하지 않거나 전지의 예기치 못한 이상 반응이 일어나는 경우에는 전지 내부의 화학 반응에 따라 기체가 발생하게 된다. 이차 전지는 전지 내부에서 기체가 발생되면 전지 내부에서 압력이 상승하게 되고 심한 경우 전지가 폭발되거나 연소되는 사태가 발생할 가능성이 있다. 안전 밸브는 전지 내부에서 기체가 발생됨으로 인한 전지의 폭발이나 연소를 방지하기 위한 것으로, 관련 기술이 한국등록특허공보 제10-1616621호(특허문헌 1)에 공개되어 있다.
한국등록특허공보 제10-1616621호는 리튬 이온 전지 케이스로, 알루미늄 합금판을 프레스 성형한 성형품으로 이루어지며, 안전 밸브를 구비한 리튬(Li) 이온 전지 케이스에 관한 것이다. 이러한 한국등록특허공보 제10-1616621호는 리튬 이온 전지 케이스는 개구부, 측벽, 정상부 및 노치부를 구비한다. 개구부는 전지 케이스의 벽의 일부가 프레스 성형된 컵 형상의 볼록부로 형성되며 컵 형상의 볼록부는 전지 케이스의 벽에 마련된다. 측벽은 개구부의 주위로부터 일어나고 개구부로부터 멀어질수록 측방으로 넓어지도록 압궤되며 전지 케이스의 벽보다 얇다. 정상부는 측벽의 선단측에 마련되고 주위의 전지 케이스의 벽의 외면에 대하여 평행하며 또한 개구부보다 확대되어 내압을 받는 면적이 개구부의 면적보다 넓은 동시에 측벽보다 얇아지도록 눌려 넓혀진다. 노치부는 정상부의 외표면의 일부에 형성된다.
한국등록특허공보 제10-1616621호의 리튬 이온 전지 케이스 즉, 종래의 에너지 저장장치용 안전밸브는 내부에서 기체가 발생되어 압력이 상승하게 되는 경우에 에너지 저장 장치의 케이스의 안전밸브가 완전히 개열됨에 의해 상승된 압력이 배출된 경우에도 안정밸브가 개방된 상태를 유지하거나 손상이 발생될 수 있는 문제점이 있다.
: 한국등록특허공보 제10-1616621호
본 발명의 목적은 에너지 저장장치의 내부에서 압력이 상승하여 내부와 외부의 압력차가 발생되는 경우에 개방되어 발생된 압력차만큼 배출한 후 내부와 외부의 압력차가 제거된 경우에 폐쇄되어 내부를 다시 밀폐시킬 수 있는 개폐가 가능한 에너지 저장장치용 안전밸브를 제공함에 있다.
본 발명의 에너지 저장장치용 안전밸브는 에너지 저장장치의 케이스에 형성된 압력 배출공에 정렬되어 배치되며 제1관통공이 형성되는 하우징; 상기 하우징의 내측에 삽입되어 배치되며 제2관통공이 형성되는 커버; 상기 하우징과 상기 커버 사이에 배치되는 판스프링; 및 상기 하우징의 내측에 위치되게 하우징과 상기 판스프링 사이에 배치되며 가장자리에 슬릿(slit)이 형성되어 에너지 저장장치의 케이스내에서 발생되는 압력에 의해 슬릿을 중심으로 돌출되어 판스프링을 가압함에 의해 압력 배출공을 통해 배출되는 압력이 제1관통공과 제2관통공을 통해 배출되도록 하는 원판형 필름을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 에너지 저장장치용 안전밸브는 에너지 저장장치의 내부에서 압력이 상승하여 내부와 외부의 압력차가 발생되는 경우에 개방되어 발생된 압력차만큼 배출한 후 내부와 외부의 압력차가 제거된 경우에 폐쇄되어 내부를 다시 밀폐시킬 수 있게 개폐가 가능하도록 함으로써 제품의 내구성, 신뢰성 및 장수명이 가능한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치용 안전밸브의 분해 조립 평면도,
도 2는 도 1에 도시된 에너지 저장장치용 안전밸브가 에너지 저장장치의 케이스에 장착된 상태를 나타낸 단면도,
도 3은 도 2에 도시된 원판형 필름과 판스프링의 동작 상태도,
도 4는 도 2에 도시된 에너지 저장장치용 안전밸브의 분해 조립 단면도,
도 5는 도 2에 도시된 판스프링의 평면도,
도 6 내지 도 9는 각각 도 2에 도시된 원판형 필름의 다양한 실시예를 나타낸 원판형 필름의 평면도,
도 10은 도 2에 도시된 에너지 저장장치용 안전밸브의 다른 실시예를 나타낸 조립 단면도,
도 11은 도 10에 도시된 에너지 저장장치용 안전밸브의 분해 조립 단면도,
도 12는 도 11에 도시된 에너지 저장장치용 안전밸브의 분해 조립 사시도.
이하, 본 발명의 에너지 저장장치용 안전밸브의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2에서와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치용 안전밸브(100)는 원 웨이 디가싱 밸브(one way degassing valve)가 사용되며, 하우징(110), 커버(120), 판스프링(130) 및 원판형 필름(140)을 포함하여 구성된다.
하우징(110)은 에너지 저장장치(10)의 케이스(10a)에 형성된 압력 배출공(12a)에 정렬되어 배치되며 제1관통공(110a)이 형성되며, 커버(120)는 하우징의 내측에 삽입되어 배치되며 제2관통공(120a)이 형성된다. 판스프링(130)은 하우징(110)과 커버(120) 사이에 배치되며, 원판형 필름(140)은 하우징(110)의 내측에 위치되게 하우징(110)과 판스프링(130) 사이에 배치되며 가장자리에 슬릿(slit: 130a)이 형성되어 에너지 저장장치(10)의 케이스(10a)내에서 발생되는 압력에 의해 슬릿(130a)을 중심으로 돌출되어 판스프링(130)을 가압함에 의해 압력 배출공(12a)을 통해 배출되는 압력이 제1관통공(110a)과 제2관통공(120a)을 통해 배출되도록 한다.
본 발명의 에너지 저장장치용 안전밸브의 일 실시예에 따른 구성을 상세히 살펴보면 다음과 같다.
에너지 저장장치(10)는 도 2에서와 같이 케이스(10a), 전극 조립체(13), 제1외부전극(14) 및 제2외부전극(15)을 포함하여 구성된다.
케이스(10a)는 전극 조립체(13)가 삽입되는 통형 케이스 본체(11)와 케이스 본체(11)를 밀폐시키는 커버 케이스(12)를 포함하여 구성되며, 커버 케이스(12)는 케이스 본체에서 압력이 발생되는 경우에 발생된 압력을 배출하기 위한 압력 배출공(12a)이 제1외부전극(14)과 제2외부전극(15) 사이에 위치되며 커버 케이스(12)를 관통되게 형성된다. 이러한 압력 배출공(12a)은 통형 케이스 본체(11)에 형성될 수 있다. 전극 조립체(13)는 양극(도시 않음), 음극(도시 않음) 및 분리막(도시 않음)을 서로 겹쳐 적층하는 적층형이나 권취하면 권취형이 사용되고, 에너지 저장장치의 사용목적에 따라 양극은 리튬코발트산화물(lithium cobalt oxide)이나 활성탄이 사용되며, 음극은 카본이나 활성탄이 사용된다. 제1외부전극(14)과 제2외부전극(15)은 각각 커버 케이스(12)의 상부에 서로 이격된 상태에서 전극 조립체(13)의 음극이나 양극에 각각 연결된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치용 안전밸브(100)는 도 1 및 도 2에서와 같이 원 웨이 디가싱 밸브(one way degassing valve)가 사용되며, 하우징(110), 커버(120), 판스프링(130) 및 원판형 필름(140)을 포함하여 구성된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치용 안전밸브(100)는 원판형 필름(140)이 사용되는 것을 특징으로 한다.
하우징(110)은 금속이나 플라스틱 재질로 형성되며, 도 1 및 도 2에서와 같이 하우징 원판(111), 외측 원통(112), 원판형 링(ring)(113) 및 내측 원통(114)을 포함하여 구성된다. 하우징 원판(111)은 에너지 저장장치(10)의 케이스(10a)의 내측에서 발생되는 압력이 통과하는 제1관통공(110a)이 중앙에 형성되며, 외측 원통(112)은 하우징 원판(111)의 가장자리에서 연장되게 형성된다. 원판형 링(113)은 외측 원통(112)의 끝단에서 연장되게 형성되며 에너지 저장장치(10)의 케이스(10a)와 접하여 연결되며, 내측 원통(114)은 외측 원통(112)의 내측에 외측 원통(112)과 간격을 두고 위치되고 제1관통공(110a)이 내측에 위치되게 하우징 원판(111)의 표면에서 연장되어 형성되며 내주면을 따라 끼움홈(114a)이 형성된다.
커버(120)는 금속이나 플라스틱 재질로 형성되며, 도 1 및 도 2에서와 같이 커버 원판(121)과 커버 원통(122)을 포함하여 구성된다. 커버 원판(121)은 에너지 저장장치(10)의 케이스(10a)에 접하게 배치되며 에너지 저장장치(10)의 케이스(10a)에 형성된 압력 배출공(12a)과 정렬되어 연통되는 제2관통공(120a)이 중앙에 형성된다. 커버 원통(122)은 커버 원판(121)의 가장자리에서 제2관통공(120a)이 내측에 위치되게 커버 원판(121)의 표면에서 연장되게 형성되어 하우징(110)의 내측 원통(114)에 삽입되어 배치되며 외주면을 따라 끼움홈(114a)에 삽입되는 돌출부재(122a)가 형성되는 한다. 즉, 커버 원통(122)은 커버 원판(121)의 가장자리에서 연장되게 형성되며, 하우징(110)의 내측 원통(114)에 삽입시 돌출부재(122a)가 하우징(110)의 내측 원통(114)의 내주면에 형성된 끼움홈(114a)에 삽입됨에 의해 보다 견고하게 내측 원통(114)에 삽입되어 고정된다. 여기서, 끼움홈(114a)이나 돌출부재(122a)는 단면이 반원형을 갖도록 형성되어 내측 원통(114)에 커버 원통(122)이 용이하게 삽입되어 견고하게 지지되게 한다.
판스프링(130)은 도 3 내지 도 5에서와 같이 중공형 원판(131), 삽입형 원판(132) 및 다수개의 연결부재(133)를 포함하여 구성된다. 중공형 원판(131)은 하우징(110)과 커버(120) 사이에 배치되며 중앙에 삽입공(131a)이 형성되며, 삽입형 원판(132)은 중공형 원판(131)과 이격되게 삽입공(131a)의 내측에 배치된다. 다수개의 연결부재(133)는 각각 중공형 원판(131)과 원판(132) 사이에 각각 서로 일정한 간격으로 이격되어 배치되어 중공형 원판(131)의 끝단과 삽입형 원판(132)의 끝단에 연결되게 형성되어 삽입형 원판(132)으로 탄성력을 제공한다. 이러한 판스프링(130)의 재질은 판스프링(130)이 탄성력을 제공하기 위해 스프링강으로 형성된다.
원판형 필름(140)은 도 6 내지 도 9에서와 같이 원판형 필름(140)의 원주방향을 따라 슬릿(140a,140b,140c,140d)이 하나나 둘 이상이 형성되며, 이러한 슬릿(140a,140b,140c,140d)의 폭은 1㎛ 내지 100㎛가 되도록 형성되며, 하나나 둘 이상의 슬릿(140a,140b,140c,140d)은 각각 원판형 필름(140)의 반지름(R1)보다 작은 반지름(R2)을 갖는 가상의 원(141)에서 두 개의 반지름(142)과 하나의 호로 둘러싸인 부채꼴 영역 중 호가 위치되는 원판형 필름(140)에 형성된다. 이러한 원판형 필름(140)의 재질은 PE(Polyethylene), PP(Polypropylene) 및 PFA(Perfluoroalkoxy alkanes) 중 하나 이상이 선택되어 사용된다.
하나의 슬릿(140a)은 도 6에서와 같이 원판형 필름(140)의 가장자리에서 이격되며 가상의 원(141)에서 두 개의 반지름 사이의 각 즉, 중심각(θ1)이 200 내지 300도(degree)가 되도록 형성되며, 둘 이상의 슬릿(140b,140c,140d)은 도 7 내지 도 9에서와 같이 원판형 필름(140)의 가장자리에서 이격되고 원주방향을 따라 서로 등간격으로 이격되며 가상의 원(141)에서 두 개의 반지름(142) 사이의 각 즉, 중심각(θ2,θ3,θ4)이 60 내지 170도(degree)가 되도록 형성된다. 즉, 원판형 필름(140)에 두 개의 슬릿(140b)을 형성하는 경우에 두 개의 슬릿(140b)은 도 8에서와 같이 원판형 필름(140)의 가장자리에서 이격되고 원주방향을 따라 서로 등간격으로 이격되며 가상의 원(141)에서 두 개의 반지름(142) 사이의 각 즉, 중심각(θ2)이 150 내지 170도(degree)가 되도록 형성되며, 세 개의 슬릿(140c)은 도 8에서와 같이 원판형 필름(140)의 가장자리에서 이격되고 원주방향을 따라 서로 등간격으로 이격되며 가상의 원(141)에서 두 개의 반지름(142) 사이의 각 즉, 중심각(θ3)이 100 내지 140도(degree)가 되도록 형성된다. 네개의 슬릿(140d)은 도 9에서와 같이 원판형 필름(140)의 가장자리에서 이격되고 원주방향을 따라 서로 등간격으로 이격되며 가상의 원(141)에서 두 개의 반지름(142) 사이의 각 즉, 중심각(θ4)이 60 내지 90도(degree)가 되도록 형성된다.
원판형 필름(140)에서 하나나 둘 이상의 슬릿(140a,140b,140c,140d)이 형성되는 호의 위치를 나타내는 가상의 원(141)의 반지름(R1)은 판스프링(130)의 삽입형 원판(132)의 반지름(R3)보다 작게 형성함으로써 압력에 의한 원판형 필름(140)의 변형으로 판스프링(130)을 용이하게 가압할 수 있도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치용 안전밸브(100)의 동작은 도 3에서와 같이 에너지 저장장치(10)의 케이스(10a)의 내측의 압력(F1)과 외측의 압력(F2)가 평형인 상태에서 에너지 저장장치(10)에서 압력이 크게 발생되는 경우에 에너지 저장장치(10)의 케이스(10a)의 내측의 압력(F1)이 외측의 압력(F2)보다 크게 된다. 에너지 저장장치(10)의 케이스(10a)의 내측의 압력(F1)이 외측의 압력(F2)보다 크게되면 원판형 필름(140)에 형성되는 슬릿(140a,140b,140c,140d)에 의해 원판형 필름(140)이 부분적으로 도 3에서와 같이 변형되어 상승하게 된다.
원판형 필름(140)이 부분적으로 변형되어 상승되면 원판형 필름(140)이 상승되는 힘에 의해 판스프링(130)의 삽입형 원판(132)을 가압함으로써 슬릿(140a,140b,140c,140d)의 간격이 벌어지면서 삽입형 원판(132)이 변형되어 상승된다. 삽입형 원판(132)이 변형되어 상승되면 삽입형 원판(132)이 변형되어 상승하게 됨에 따라 화살표 'F3'방향으로 압력이 배출된다. 에너지 저장장치(10)의 케이스(10a)의 내측의 압력(F1)이 압력이 배출되면 에너지 저장장치(10)의 케이스(10a)의 내측의 압력(F1)과 외측의 압력(F2)은 평형상태를 유지하게 된다. 에너지 저장장치(10)의 케이스(10a)의 내측에서 발생되는 압력이 어느 정도 배출되어 에너지 저장장치(10)의 케이스(10a)의 내측의 압력(F1)과 외측의 압력(F2)가 평형이 되면 판스프링(130)에 의해 삽입형 원판(132)이 원상태로 복귀됨에 따라 판스프링(130)과 원판형 필름(140)에 의해 에너지 저장장치(10)의 케이스(10a)의 내측을 밀폐시키게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장장치용 안전밸브(200)를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장장치용 안전밸브(200)는 도 10 내지 도 11에서와 같이, 하우징(210), 커버(220), 판스프링(230), 탄성 디스크(240) 및 필터(250)를 포함하여 구성된다.
하우징(210)은 에너지 저장장치(10)의 케이스(10a)에 형성된 압력 배출공(12a)에 정렬되어 배치되며 다수개의 제1관통공(210a)이 이격되어 형성되며, 커버(220)는 하우징(210)의 내측에 삽입되어 배치되며 제2관통공(220a)이 형성된다. 판스프링(230)은 하우징(210)과 커버(220) 사이에 배치되며, 탄성 디스크(240)는 하우징(210)과 판스프링(230) 사이에 배치되어 에너지 저장장치(10)의 케이스(10a)내에서 발생되는 압력에 의해 커버(220)를 향하게 변형되어 판스프링(230)을 가압함에 의해 압력을 다수개의 제1관통공(210a) 중 하나 이상의 제1관통공(210a)과 제2관통공(220a)을 통과시킨 후 압력 배출공(12a)으로 배출되게 한다. 필터(250)는 하우징(110)의 내측에 위치되게 하우징(110)과 탄성 디스크(140) 사이에 배치되어 제1관통공(110a)을 통해 제2관통공(120a)으로 배출되는 기체를 여과시킨다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장장치용 안전밸브(200)의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
하우징(210)은 도 10 내지 도 12에서와 같이 하우징 원판(211), 외측 원통(212), 원판형 링(213) 및 내측 원통(214)을 포함하여 구성된다. 하우징 원판(211)은 다수개의 제1관통공(210a)이 서로 이격되어 형성되며, 외측 원통(212)은 하우징 원판(211)의 가장자리에서 연장되게 형성된다. 원판형 링(213)은 외측 원통(212)의 끝단에서 연장되게 형성되며 에너지 저장장치(10)의 케이스(10a)와 접하여 연결되며, 내측 원통(214)은 외측 원통(212)과 간격을 두고 외측 원통(212)의 내측에 위치되며 다수개의 제1관통공(210a)이 내측에 위치되게 하우징 원판(211)의 표면에서 연장되어 형성된다. 이러한 하우징(210)의 재질은 금속이나 플라스틱으로 형성된다.
커버(220)는 도 10 내지 도 12에서와 같이 커버 원판(221)과 커버 원통(222)을 포함하여 구성된다. 커버 원판(221)은 에너지 저장장치의 케이스에 접하게 배치되며 에너지 저장장치(10)의 케이스(10a)에 형성된 압력 배출공(12a)과 정렬되어 연통되는 제2관통공(220a)이 중앙에 형성된다. 커버 원통(222)은 커버 원판(221)의 가장자리에서 이격되며 제1관통공(220a)이 내측에 위치되게 커버 원판(221)의 표면에서 연장되게 형성되어 커버 원판(221)이 하우징(2201)의 내측 원통(214)의 끝단과 접하도록 내측 원통(214)에 삽입되어 배치된다. 이러한 커버(220)의 재질은 금속이나 플라스틱으로 형성된다.
하우징(210)과 커버(220)의 조립 시 서로 동일한 표면을 제공하기 위해 하우징(210)은 외측 원통(211)의 높이(H1)와 내측 원통의 높이(H2)가 서로 동일하게 형성되고, 하우징(210)의 원판형 링(213)의 두께(D1)와 커버(220)의 커버 원판(221)의 두께(D2)는 서로 동일하게 형성된다. 이와 같이 외측 원통(211)의 높이(H1)와 내측 원통의 높이(H2)가 서로 동일하게 형성되고, 원판형 링(213)의 두께(D1)와 커버 원판(221)의 두께(D2)를 서로 동일하게 형성함으로써 하우징(210)의 내측 원통(214)의 내측에 커버(220)의 커버 원통(222)이 삽입되어 조립되면 원판형 링(213)과 커버 원판(221)의 표면이 동일한 높이가 되도록 조립된다. 즉, 커버(220)의 커버 원판(221)은 일측의 표면이 에너지 저장장치(10)의 케이스(10a)에 접하며 타측의 표면은 가장자리의 끝단이 하우징(210)의 내측 원통(214)의 외측면에 정렬되게 내측 원통(214)의 끝단과 접하게 배치되어 원판형 링(213)과 커버 원판(221)의 표면이 동일한 높이가 되도록 조립된다. 이와 같이 원판형 링(213)과 커버 원판(221)의 표면이 동일한 높이가 되도록 조립함으로써 안전 밸브(200)를 압력 배출공(12a)에 정렬시킨 상태에서 에너지 저장장치(10)의 케이스(10a)에 조립 시 서로 접촉되는 면적을 증가시켜 안전 밸브(200)가 에너지 저장장치(10)의 케이스(10a)에 견고하게 조립된다.
판스프링(230)은 도 11 및 도 12에서와 같이 제1중공형 원판(231), 제2중공형 원판(232) 및 다수개의 연결부재(233)를 포함하여 구성된다. 제1중공형 원판(231)은 하우징(210)과 커버(220) 사이에 배치되며 중앙에 삽입공(231a)이 형성되며, 제2중공형 원판(232)은 제1중공형 원판(231)과 이격되게 삽입공(231a)의 내측에 배치되며 중앙에 제3관통공(232a)이 형성된다. 다수개의 연결부재(233)는 각각 제1중공형 원판(231)과 제2중공형 원판(232) 사이에 각각 서로 일정한 간격으로 이격되어 배치되어 제1중공형 원판(231)의 끝단과 제2중공형 원판(232)의 끝단에 연결되게 형성되어 제2중공형 원판(232)으로 탄성력을 제공하여 제2중공형 원판(232)이 압력에 의해 이동된 상태에서 압력이 제거되면 제2중공형 원판(232)을 원위치로 복귀시킨다. 판스프링(230)의 재질은 판스프링(230)이 탄성력을 제공하기 위해 스프링강으로 형성된다.
탄성 디스크(240)는 도 10 내지 도 12에서와 같이 하우징(210)의 내측 원통(214)과 이격공간(241)을 갖도록 내측 원통(214)에 삽입되어 하우징(210)의 다수개의 제1관통공(210a)을 통해 배출되는 압력에 의해 변형되어 다수개의 제1관통공(210a)을 통해 배출되는 압력이 필터(250), 이격 공간(241), 삽입공(231a)이나 제3관통공(232a)을 통해 제2관통공(220a)으로 배출되도록 한다. 이러한 탄성 디스크(240)는 부분적으로 돌출하거나 비틀어져 판 스프링(230)과의 사이에 공간을 만들고 빠른 복귀를 위해 러버 디스크가 사용되며, 재질로는 PE(Polyethylene), PP(Polypropylene) 및 PFA(Perfluoroalkoxy alkanes) 중 하나 이상이 선택되어 사용된다.
필터(150)는 하우징(110)의 내측에 위치되게 하우징(110)과 탄성 디스크(140) 사이에 배치됨으로써 하우징(110)과 탄성 디스크(140) 사이에 공간을 확보하여 에너지 저장장치(10)의 케이스(10a)의 내측에서 압력이 발생되는 경우에 압력이 이격공간(241)으로 배출되도록 한다. 이러한 필터(150)는 에너지 저장장치(10)의 케이스(10a)의 내측에서 외부로 일정한 크기 이상의 물질이 배출됨으로써 판스프링(230)과 탄성 디스크(240) 사이에 물질이 끼워짐에 의해 에너지 저장장치(10)의 케이스(10a)의 내측과 외측의 압력이 평형이 되어 판스프링(230)과 탄성 디스크(240)의 복귀로 밀폐 시 발생되는 오류를 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 에너지 저장장치용 안전밸브는 에너지 저장장치의 내부에서 압력이 상승하여 내부와 외부의 압력차가 발생되는 경우에 개방되어 발생된 압력차만큼 배출한 후 내부와 외부의 압력차가 제거된 경우에 폐쇄되어 내부를 다시 밀폐시킬 수 있는 개폐가 가능하도록 함으로써 제품의 내구성, 신뢰성 및 장수명이 가능게 된다.
본 발명의 에너지 저장장치용 안전밸브는 전지 제조 산업 분야에 적용할 수 있다.
10: 에너지 저장장치 10a: 케이스
100,200: 안전밸브 110,210: 하우징
111,211: 하우징 원판 112,212: 외측 원통
113,213: 원판형 링 114,214: 내측 원통
120,220: 커버 121,211: 커버 원판
122,222: 커버 원통 130,230: 판스프링
140: 원판형 필름 240: 탄성 디스크

Claims (8)

  1. 에너지 저장장치의 케이스에 형성된 압력 배출공에 정렬되어 배치되며 제1관통공이 형성되는 하우징;
    상기 하우징의 내측에 삽입되어 배치되며 제2관통공이 형성되는 커버;
    상기 하우징과 상기 커버 사이에 배치되는 판스프링; 및
    상기 하우징의 내측에 위치되게 하우징과 상기 판스프링 사이에 배치되며 가장자리에 슬릿(slit)이 형성되어 에너지 저장장치의 케이스내에서 발생되는 압력에 의해 슬릿을 중심으로 돌출되어 판스프링을 가압함에 의해 압력 배출공을 통해 배출되는 압력이 제1관통공과 제2관통공을 통해 배출되도록 하는 원판형 필름을 포함하는 에너지 저장장치용 안전밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징, 상기 커버, 상기 판스프링 및 상기 원판형 필름 중 상기 하우징은 제1관통공이 중앙에 형성되는 하우징 원판과, 상기 하우징 원판의 가장자리에서 연장되게 형성되는 외측 원통과, 상기 외측 원통의 끝단에서 연장되게 형성되며 에너지 저장장치의 케이스와 접하여 연결되는 원판형 링과, 상기 외측 원통의 내측에 위치되며 상기 제1관통공이 내측에 위치되게 상기 하우징 원판의 표면에서 연장되어 형성되며 내주면을 따라 끼움홈이 형성되는 내측 원통을 포함하고,
    상기 커버는 에너지 저장장치의 케이스에 접하게 배치되며 에너지 저장장치의 케이스에 형성된 압력 배출공과 정렬되어 연통되는 제2관통공이 중앙에 형성되는 커버 원판과, 상기 커버 원판의 가장자리에서 이격되며 상기 제1관통공이 내측에 위치되게 커버 원판의 표면에서 연장되게 형성되어 커버 원판이 상기 하우징의 내측 원통의 끝단과 접하도록 내측 원통에 삽입되어 배치되며 외주면을 따라 상기 끼움홈에 삽입되는 돌출부재가 형성되는 커버 원통을 포함하며,
    상기 판스프링은 상기 하우징과 상기 커버 사이에 배치되며 중앙에 삽입공이 형성되는 중공형 원판과, 상기 중공형 원판과 이격되게 상기 삽입공의 내측에 배치되는 삽입형 원판과, 상기 중공형 원판과 상기 삽입형 원판 사이에 각각 서로 일정한 간격으로 이격되어 배치되어 중공형 원판의 끝단과 삽입형 원판의 끝단에 연결되게 형성되어 삽입형 원판으로 탄성력을 제공하는 다수개의 연결부재를 포함하며,
    상기 원판형 필름은 원주방향을 따라 슬릿이 형성되는 에너지 저장장치용 안전밸브.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 원판형 필름은 원주방향을 따라 슬릿이 하나나 둘 이상이 형성되고,
    상기 하나나 둘 이상의 슬릿은 각각 상기 원판형 필름의 반지름보다 작은 반지름을 갖는 가상의 원에서 두 개의 반지름과 하나의 호로 둘러싸인 부채꼴 영역 중 호가 위치되는 원판형 필름에 형성되며, 상기 하나의 슬릿은 원판형 필름의 가장자리에서 이격되며 상기 가상의 원에서 두 개의 반지름 사이의 각이 200 내지 300도(degree)가 되도록 형성되며, 상기 둘 이상의 슬릿은 원판형 필름의 가장자리에서 이격되고 원주방향을 따라 서로 등간격으로 이격되며 상기 가상의 원에서 두 개의 반지름 사이의 각이 60 내지 170도(degree)가 되도록 형성되는 에너지 저장장치용 안전밸브.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가상의 원의 반지름은 판스프링의 삽입형 원판의 반지름보다 작은 에너지 저장장치용 안전밸브.
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