KR200486546Y1 - 전해액의 관통 유로가 구비되는 배터리용 벤트캡 - Google Patents

Abstract

본 고안에 따른 관통 유로가 구비된 배터리용 벤트캡을 개시한다. 본 고안은 배터리 케이스의 상부를 밀폐시키는 배터리 커버에 체결되어 내측의 가스를 배출시키는 벤트캡을 포함하고, 벤트캡은 배터리 케이스 내측으로 연장되는 하우징의 벽면을 관통하여 전해액이 이동될 수 있도록 복 수개의 관통 유로가 형성된 것을 특징으로 하는 관통 유로가 구비된 배터리용 벤트캡을 제공한다. 따라서, 본 고안은 배터리 케이스 내부에서 유동되는 전해액이 벤트캡에 형성된 관통 유로로 흘러가기에 벽면에 가해지는 충격이 최소화될 수 있어 벤트캡의 손상 및 전해액의 누출이 방지되는 효과가 있다.

Description

전해액의 관통 유로가 구비되는 배터리용 벤트캡{THE BENTCAP FOR BATTERY WITH A PENETRATION PASSAGE OF ELECTROLYTE}

본 고안은 전해액의 관통 유로가 구비된 배터리용 벤트캡에 관한 것이다.

산업용 배터리는 2차 전지의 일종으로서, 내부에 양극판과 음극판이 삽입되고 전해액이 충진된 다수의 셀의 조합으로 이루어지며, 자동차를 비롯한 전동카트나 전동지게차 등의 운송기기에서 전력을 공급하기 위하여 많이 사용되고 있다.

이러한 산업용 배터리는 기본적으로 전해액에 침지된 양극판과 음극판 사이에서 일어나는 화학 반응에 의한 화학적 에너지를 이용하여 전력을 발생하는 방전과, 외부에서 공급되는 전기적 에너지에 의해 전해액을 황산화하는 충전을 반복하면서 지속적으로 사용하게 된다.

이러한 산업용 배터리를 충전하는 과정에서는 전해액과 전극의 화학반응에 의해 전해액에서 수소가스가 발생하게 되는데, 수소가스가 축적되면 배터리 내부의 압력이 높아지기 때문에 폭발의 위험성이 유발된다.

따라서, 일반적으로 배터리에 형성된 벤트홀을 막기 위하여 사용되는 벤트캡에는 배터리 내부에서 생성된 수소가스가 배출될 수 있도록 가스배출공이 형성되어 있다.

한편, 전해액에서는 수소가스로 인해 기포가 발생하게 되고, 기포로 인하여 전해액의 표면으로부터 거품이 생성되는데, 벤트캡의 구조적인 특성상, 종래에는 이러한 거품이 부풀어 오르면서 가스배출홀을 통해 배터리 외부로까지 누출되는 현상이 발생하게 된다.

이러한 전해액의 외부 배출을 차단하기 위한 다양한 벤트캡의 구조가 개발되어 적용되고 있는데, 이러한 종래의 벤트캡은 어느 정도 선까지의 전해액 배출은 차단할 수 있을지 몰라도 예를 들어 차량 진동 발생 정도가 과다한 경우와 같이 전해액의 흔들림 정도가 과다한 경우에는 전해액의 배출을 충분하게 차단하지 못하는 문제가 있었다. 이러한 전해액의 배출을 차단하지 못하는 경우 황산성분의 전해액에 의해 작업자가 화상을 입거나 주변기기가 부식되는 등 각종 문제점이 유발된다.

따라서, 종래에는 이와 같은 전해액의 누출을 방지하기 위하여 다양한 기술(예를 들면, 한국 실용신안공개 제10-2016-0097408호, 일본 공개실용신안공보 특개평 10-228892호, 일본 공개실용신안공보 특개2005-197148호, 일본 공개실용신안공보 특개2001-2668456호)이 제안되었다.

하지만, 위와 같은 종래기술들은 기본적으로 벤트캡의 내부에 미로구조를 구비하여 전해액의 누출을 방지하기 위한 기구적인 구조를 추가하는 것에 중점을 두고 제안되었고, 외부 충격에 의해 흔들리는 전해액으로부터의 압력에 대한 벤트캡의 손상을 고려하지 않았다.

즉, 종래의 벤트캡은 전해액에 의한 충격과 압력에 취약하여 케이스 내부로 삽입된 벽면에 가해지는 충격으로 손상을 입는 경우가 다 수 발생되었고, 이와 같은 벤트캡의 손상은 전해액의 누출로 이어지는 문제점을 갖는다.

한국 등록실용신안공보 제20-0236503호(2001.06.20) 일본 공개특허공보 특개평 10-228892호(1998.08.25) 일본 공개특허공보 특개2005-197148호(2005.07.21) 일본 공개특허공보 특개2001-266846호(2001.09.28)

따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 배터리 케이스 내측으로 삽입되는 벤트캡의 외벽에서 전해액이 통과되는 유로를 형성하여 전해액으로부터 가해지는 충격과 압력을 최소화할 수 있는 전해액의 관통유로가 구비된 배터리용 벤트캡을 제공하는 것에 있다.

또한, 본 고안의 다른 목적은 전해액의 누출을 방지할 수 있도록 관통 유로가 구비된 배터리용 벤트캡을 제공함에 있다.

본 고안은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다.

본 고안의 실시예는 배터리 케이스의 상부를 밀폐시키는 배터리 커버에 체결되어 내측의 가스를 배출시키는 벤트캡을 포함하고, 상기 벤트캡은 가스 배출공이 형성되어 상기 배터리 커버의 상면에 노출되는 상부 하우징과, 상기 상부 하우징으로 부터 하향 연장되어 내측에서 가스를 상기 상부 하우징으로 전달하는 하부 하우징과, 상기 하부 하우징의 끝단에서 하향 연장된 벽면에서 상호 이격되도록 절개 형성된 다 수개의 관통 유로가 형성되는 관통 유로부와, 상기 하부 하우징의 내면에서 경사면으로 연장되는 제1가이드 플레이트 및 상기 제1가이드 플레이트와 이격된 경사면을 구비하여 그 사이에 전해액이 이동되는 경사 유로를 형성하는 제2가이드 플레이트를 포함하고, 상기 제1가이드 플레이트는 끝단에서 수평면을 이루도록 연장되는 제1수평단과, 경사면 또는 제1수평단중 적어도 하나에서 관통되어 가스를 전달하는 제1전달공을 구비하고, 상기 제2가이드 플레이트는 끝단에서 수평으로 연장되는 제2수평단과, 경사면과 제2수평단중 적어도 하나에서 관통형성된 제2전달공을 구비하고, 상기 관통 유로부는 하향 될수록 좁은 직경을 갖는 콘형상으로 이루어져 전해액으로부터 외면에 가해지는 충격을 완화시키는 것을 특징으로 하는 관통 유로가 구비된 배터리용 벤트캡을 제공할 수 있다.

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그러므로, 본 고안은 배터리 케이스 내부에서 유동되는 전해액이 벤트캡에 형성된 관통 유로로 흘러가기에 벽면에 가해지는 충격이 최소화될 수 있어 벤트캡의 손상 및 전해액의 누출이 방지되는 효과가 있다.

또한, 본 고안 관통 유로 및/또는 내부 미로구조가 연계됨에 따라 벤트캡을 통하여 전해액이 외부로 누출됨이 방지되는 효과가 있다.

도 1은 본 고안에 따른 관통유로가 구비된 배터리용 벤트캡을 도시한 정면 사시도이다.
도 2는 본 고안에 따른 관통유로가 구비된 배터리용 벤트캡의 저면 사시도이다.
도 3은 본 고안의 사용예를 도시한 측면도이다.
도 4는 본 고안의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 고안의 또 다른 실시예를 도시한 단면도이다.

이하에서는 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 고안의 구현예 및 실시예를 들어 상세히 설명한다.

그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예 및 실시예에 한정되지 않으며, 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하에서는 본 고안에 따른 관통유로가 형성되는 배터리용 벤트캡의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 관통유로가 구비된 배터리용 벤트캡을 도시한 정면 사시도, 도 2는 본 고안에 따른 관통유로가 구비된 배터리용 벤트캡의 저면 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 고안에 따른 배터리용 벤트캡(100)은 배터리 케이스(30)의 상부를 밀폐하는 배터리 커버(10)에 형성되는 벤트홀(20)에 체결되어 내측에서 발생된 가스를 외부로 배출시킨다.

보다 구체적으로 설명하자면, 본 고안의 벤트캡(100)은 가스 배출공(111)이 형성되는 상부 하우징(110)과, 상부 하우징(110)에서 하향 연장되어 배터리의 케이스(30) 내부로 연장되는 하부 하우징(120)과, 하부 하우징(120)의 벽면에서 다 수개가 절개되어 그 사이에서 관통 유로(A-A', A-A'')를 형성하는 관통 유로부(130)를 포함한다.

상부 하우징(110)은 배터리 커버(10)로 노출되는 상면에서 가스가 배출되는 가스 배출공(111)이 형성되어 하부 하우징(120) 및/또는 관통 유로부(130)를 통하여 유입된 가스를 외부로 배출시킨다.

아울러, 상부 하우징(110)은 내측에서 필터(112)(도 4 참조)가 더 구비되어 가스 이외의 유체(예를 들면, 전해액 거품)가 반대쪽으로 통과하지 못하도록 한다. 즉, 필터(112)는 외부의 유체가 배터리 케이스(30) 내측으로 유입되는 것을 차단하고, 배터리 케이스(30) 내측에서 가스 외의 유체들의 유입과 유출을 허용하지 않는다.

하부 하우징(120)은 상부 하우징(110)에서 하향 연장되어 일체로 형성된다. 이때, 하부 하우징(120)은 상부 하우징(110)의 내측과 연통될 수 있도록 하면이 개방되고, 내측에 가스가 상부 하우징(110)의 상측으로 전달될 수 있도록 유로를 형성한다.

관통 유로부(130)는 하부 하우징(120)의 벽면에서 복 수개가 상호 이격되도록 절개되어 그 사이로 전해액이 관통되는 관통 유로(A-A', A-A'')를 형성한다. 즉, 관통 유로부(130)는 하부 하우징(120)의 벽면에서 다 수개가 절개되는 관통 유로(A-A', A-A'')를 이루며, 각각의 관통 유로(A-A', A-A'')는 일측(a)에서 이동된 전해액을 타측(c)으로 배출시키거나, 개방된 하면을 통하여 하측(b)으로 배출시킨다.

이와 같은 관통 유로부(130)의 작용은 장시간 동안 가해지는 외부의 충격이나 진동에 의해 내측에서 유동되는 전해액이 벤트캡(100)의 벽면에 가해지는 압력과 충격을 감소시키고, 내측으로 전해액이 이동됨을 방지할 수 있다.

즉, 전해액은, 예를 들면, 자동차가 주행중 발생되는 진동이나, 충격 또는 급출발과 급정지시 관성력에 의해 배터리 케이스(30) 내부에서 급격히 유동될 수 있다. 이때, 전해액은, 배터리 케이스(30) 내측에 위치된 벤트캡(100)의 하부 하우징(120) 벽면을 타격하게 되어 하부 하우징(120)을 충격을 가하거나, 하부 하우징(120)을 통하여 상부 하우징(110)으로 유입되어 가스 배출공(111)를 통하여 전해액이 누출될 수 있다.

따라서, 본 고안은 위와 같이 전해액이 유동에 의한 압력과 누출을 방지하기 위하여 관성에 의하여 하부 하우징(120)으로 유입된 전해액이 내부에 잔류되지 않고, 흘러나가도록 관통 유로부(130)를 형성한 것을 특징으로 한다.

바람직하게로는 하부 하우징(120)은 종래 벤트캡(100)의 하부 하우징과 동일한 범위에 해당되는 길이로 형성되고, 관통 유로부(130)는 종래의 하부 하우징(120)에 추가된 길이를 갖도록 형성될 수 있다.

또한, 본 고안은 하부 하우징(120)을 통하여 상부 하우징(110)으로 전해액의 유입을 차단하기 위하여 도 4의 다른 실시예와 같은 내부 미로 구조를 포함할 수 있다. 이는 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 4는 본 고안의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.

도 4를 참조하면, 본 고안의 다른 실시예는 하부 하우징(120)의 내측에서 미로구조를 이루도록 벽면에서 상향 경사지도록 연장되는 제1가이드 플레이트(141)와, 벽면에서 하향 경사지도록 연장되는 제2가이드 플레이트(142)를 포함하는 전해액 차단부(140)를 더 포함한다.

전해액 차단부(140)에서 제1가이드 플레이트(141)는, 예를 들면, 하부 하우징(120)의 내면에서 상향 경사지도록 연장되되, 끝단에서 수평면을 이루도록 연장되는 제1수평단(141b)과, 적어도 하나가 관통되어 가스를 전달하는 제1전달공(141a)을 포함한다.

제1수평단(141b)은 제1가이드 플레이트(141)의 끝단에서 수평으로 연장되되, 벽면과 이격되어 가스의 전달 통로를 형성할 수 있도록 구성되어 하측에서 제2가이드 플레이트(142)의 경사면을 타고 이동되는 전해액의 유입을 차단하고, 가스를 전달할 수 있도록 한다.

제1전달공(141a)은 도면에서 경사면에 형성되는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제1전달공(141a)은 경사면과 제1수평단(141b)중 적어도 하나에 선택적으로 형성되어 가스를 상부 하우징(110)측으로 전달하거나, 제1수평단(141b)을 통하여 상측으로 유입된 전해액을 하측으로 배출시킨다.

제2가이드 플레이트(142)는 하부 하우징(120)의 벽면에서 하향 경사지도록 연장되는 경사면을 이루며, 끝단에서 수평으로 연장되는 제2수평단(142b)과, 관통형성된 제2전달공(142a)을 포함한다.

여기서, 제2가이드 플레이트(142)는 제1가이드 플레이트(141)의 하측에서 상호 엇갈리는 방향으로 연장되어 그 사이에 상향된 경사 유로(B)를 형성하여 전해액이 상부 하우징(110)측으로 이동을 저지할 수 있다. 즉, 제1가이드 플레이트(141)와 제2가이드 플레이트(142)는 그 사이에 상향된 경사 유로(B)를 형성함에 따라 전해액의 이동거리 및 저항을 증가시킨다.

제2전달공(142a)은 경사면 및/또는 제2수평단(142b)에서 적어도 하나가 형성되어 가스를 전달하거나 상측으로 유입된 전해액을 배출시킨다.

또한, 제2수평단(142b)은 끝단에서 하부 하우징의 내측벽면과 이격되도록 연장되어 그 사이에 가스가 전달되는 통로를 형성한다.

또한, 제2가이드 플레이트(142)는 경사면에서 수평으로 연장되는 제3수평단(142c)을 더 추가할 수 있다. 제3수평단(142c)은 제1가이드 플레이트(141)와 제2가이드 플레이트(142) 사이의 경사 유로(B)에서 돌출됨에 따라 경사 유로(B)를 통하여 이동되는 전해액의 이동을 저지할 수 있다.

이와 같은 구조는 관통 유로부(130)와 연계를 위하여 전해액에 의한 충격이나 압력을 해소함과 동시에 벤트캡(100)을 통한 전해액의 누출을 방지할 수 있다.

또한, 본 고안은 도 5에 도시된 바와 같은 또 다른 실시예를 구현할 수 있다. 도 5를 참조하면, 본 고안의 벤트캡(100)은 가스 배출공(111)이 형성되는 상부 하우징(110)과, 상부 하우징(110)에서 하향 연장되어 배터리의 케이스(30) 내부로 연장되는 하부 하우징(120)과, 하부 하우징(120)의 벽면에서 다 수개가 절개되어 그 사이에서 관통 유로(A-A', A-A'')를 형성하는 관통 유로부(130)를 포함한다.

이때, 관통 유로부(130)는 하측으로 갈수록 직경이 좁아지는 콘 형상으로 이루어지게 되어 외면이 하향된 경사면으로 이루어진다. 이와 같은 형상은 전해액으로부터 외면에 가해지는 충격을 보다 완화시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.

본 고안을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 고안은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 실용신안청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 실용신안청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

10 : 배터리 커버 20 : 벤트홀
30 : 배터리 케이스 100 : 벤트캡
110 : 상부 하우징 111 : 가스 배출공
112 : 필터 120 : 하부 하우징
130 : 관통 유로부 140 : 전해액 차단부
141 : 제1가이드 플레이트 142 : 제2가이드 플레이트
141a, 142a : 전달공 141b, 142b, 142c : 수평단

Claims (5)

1. 배터리 케이스(30)의 상부를 밀폐시키는 배터리 커버(10)에 체결되어 내측의 가스를 배출시키는 벤트캡(100)을 포함하고,
   상기 벤트캡(100)은
   가스 배출공(111)이 형성되어 상기 배터리 커버(10)의 상면에 노출되는 상부 하우징(110);
   상기 상부 하우징(110)으로 부터 하향 연장되어 내측에서 가스를 상기 상부 하우징(110)으로 전달하는 하부 하우징(120);
   상기 하부 하우징(120)의 끝단에서 하향 연장된 벽면에서 상호 이격되도록 절개 형성된 다 수개의 관통 유로가 형성되는 관통 유로부(130);
   상기 하부 하우징(120)의 내면에서 경사면으로 연장되는 제1가이드 플레이트(141); 및
   상기 제1가이드 플레이트와 이격된 경사면을 구비하여 그 사이에 전해액이 이동되는 경사 유로(B)를 형성하는 제2가이드 플레이트(142);를 포함하고,
   상기 제1가이드 플레이트(141)는
   끝단에서 수평면을 이루도록 연장되는 제1수평단(141b)과, 경사면 또는 제1수평단(141b)중 적어도 하나에서 관통되어 가스를 전달하는 제1전달공(141a)을 구비하고,
   상기 제2가이드 플레이트(142)는
   끝단에서 수평으로 연장되는 제2수평단(142b)과, 경사면과 제2수평단(142b)중 적어도 하나에서 관통형성된 제2전달공(142a)을 구비하고,
   상기 관통 유로부(130)는
   하향 될수록 좁은 직경을 갖는 콘형상으로 이루어져 전해액으로부터 외면에 가해지는 충격을 완화시키는 것을 특징으로 하는 관통 유로가 구비된 배터리용 벤트캡.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 제2가이드 플레이트(142)는 경사면에서 상기 제1가이드 플레이트(141)와 이격되도록 수평으로 연장되는 제3수평단(142c)을 포함하고,
   상기 제3수평단(142c)은 제1가이드 플레이트(141)와 제2가이드 플레이트(142) 사이의 경사 유로(B)에서 돌출되어 전해액의 이동을 저지하고,
   상기 제1수평단(141b)은
   상기 제1가이드 플레이트(141)의 끝단에서 수평으로 연장되되, 벽면과 이격되어 가스의 전달 통로를 형성할 수 있도록 구성되어 하측에서 제2가이드 플레이트(142)의 경사면을 타고 이동되는 전해액의 유입을 차단 및 가스를 전달하고,
   상기 제2수평단(142b)은
   제2 가이드 플레이트(142)의 끝단에서 하부 하우징의 내측 벽면과 이격되도록 연장되어 그 사이에 가스가 전달되는 통로를 형성하는 관통유로가 구비된 배터리용 벤트캡.
   
   
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