KR20210031283A - 연료전지 차량용 에어 컨트롤 밸브 - Google Patents

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KR20210031283A
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이주용
이병승
김현유
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현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 연료전지 차량용 에어 컨트롤 밸브에 관한 것으로, 공기유로가 형성된 밸브 하우징, 공기유로를 선택적으로 개폐하는 제1밸브부재, 제1밸브부재에 마련되며 공기유로와 제1밸브부재의 사이를 밀폐하는 제1실링부재, 제1밸브부재와 이격되게 배치되며 공기유로를 선택적으로 개폐하는 제2밸브부재, 제2밸브부재에 마련되며 공기유로와 제2밸브부재의 사이를 밀폐하는 제2실링부재, 및 제1밸브부재와 제2밸브부재가 공기유로를 차단하는 제1위치에서 공기유로를 개방하는 제2위치로 이동하도록 제1밸브부재와 제2밸브부재를 구동시키는 구동부를 포함하는 것에 의하여, 기밀 성능을 향상시킬 수 있으며, 연료전지 스택의 열화를 억제하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

Description

연료전지 차량용 에어 컨트롤 밸브{AIR CONTROL VALVE FOR FUEL CELL VEHICLE}
본 발명은 연료전지 차량용 에어 컨트롤 밸브에 관한 것으로, 보다 구체적으로 기밀 성능을 향상시킬 수 있으며, 연료전지 스택의 열화를 억제할 수 있는 연료전지 차량용 에어 컨트롤 밸브에 관한 것이다.
연료전지 시스템은 연속적으로 공급되는 연료의 화학적인 반응으로 전기에너지를 계속적으로 생산해 내는 시스템으로써, 지구환경문제를 해결할 수 있는 대안으로서 지속적인 연구개발이 이루어지고 있다.
연료전지 시스템은 사용되는 전해질의 종류에 따라서 인산형 연료전지(PAFC; phosphoric acid fuel cell), 용융탄산염형연료전지(MCFC; molten carbonate fuel cell), 고체산화물형 연료전지(SOFC; solid oxide fuel cell), 고분자 전해질형 연료전지(PEMFC; polymer electrolyte membrane fuel cell), 알칼리형 연료전지(AFC; alkaline fuel cell) 및 직접 메탄올 연료전지(DMFC) 등으로 분류될 수 있고, 사용되는 연료의 종류와 함께 작동온도, 출력범위 등에 따라서 이동전원용, 수송용, 분산발전용 등의 다양한 응용분야에 적용될 수 있다.
이중, 고분자 전해질형 연료전지는 내연기관을 대신하도록 개발되고 있는 수소차(수소연료전지 자동차) 분야에 적용되고 있다.
수소차는 수소와 산소(O2)의 산화환원반응을 통해 전기를 생산하는 연료전지 스택을 포함하며, 연료전지 스택에서 생산된 전기를 통해 모터를 구동하여 주행하도록 구성된다.
또한, 수소차에는 연료전지 스택으로 유입되는 공기와 연료전지 스택에서 배출되는 공기를 제어하는 에어 컨트롤 밸브(air control valve)가 마련된다.
차량의 운행시에는 에어 컨트롤 밸브의 밸브 디스크가 공기유로를 개방하도록 작동되고, 차량의 미운행시에는 밸브 디스크가 공기유로를 차단하도록 작동된다.
한편, 차량의 장기 미사용시(예를 들어, 장기 주차시), 연료전지 스택에 공기가 유입되면 연료전지 스택의 열화 현상이 발생하여 연료전지 스택의 성능이 저하되는 문제점이 있으므로, 차량의 장기 미사용시에는 에어 컨트롤 밸브의 기밀 특성(밸브 디스크에 의한 기밀 특성)이 보장될 수 있어야 한다.
이에 따라, 최근에는 에어 컨트롤 밸브의 기능 성능을 향상시키고, 연료전지 스택의 열화 현상을 방지하기 위한 다양한 연구가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 기밀 성능을 향상시킬 수 있으며, 연료전지 스택의 열화를 억제할 수 있는 연료전지 차량용 에어 컨트롤 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 디스크 밸브가 공기유로를 차단한 상태에서 기밀 특성을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 구조를 간소화할 수 있으며 장치를 소형화할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 연료전지 차량용 에어 컨트롤 밸브는, 공기유로가 형성된 밸브 하우징, 공기유로를 선택적으로 개폐하는 제1밸브부재, 제1밸브부재에 마련되며 공기유로와 제1밸브부재의 사이를 밀폐하는 제1실링부재, 제1밸브부재와 이격되게 배치되며 공기유로를 선택적으로 개폐하는 제2밸브부재, 제2밸브부재에 마련되며 공기유로와 제2밸브부재의 사이를 밀폐하는 제2실링부재, 및 제1밸브부재와 제2밸브부재가 공기유로를 차단하는 제1위치에서 공기유로를 개방하는 제2위치로 이동하도록 제1밸브부재와 제2밸브부재를 구동시키는 구동부를 포함한다.
이는, 연료전지 차량용 에어 컨트롤 밸브의 기밀 성능을 향상시키고, 연료전지 스택의 열화를 억제하기 위함이다.
즉, 연료전지 차량의 장기 미사용시, 에어 컨트롤 밸브의 기밀 특성 저하로 인해 연료전지 스택에 공기가 유입되면 연료전지 스택에 열화 현상이 발생하여 연료전지 스택의 성능이 저하되는 문제점이 있다.
하지만, 본 발명은 제1밸브부재 및 제2밸브부재를 이용하여 이중 실링 구조를 형성하도록 하는 것에 의하여, 기밀 성능을 향상시킬 수 있으며, 연료전지 차량의 미사용시 연료전지 스택에 공기가 유입되는 것을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 공기유로는, 연료전지 스택으로 공기를 공급하는 제1공기유로, 및 연료전지 스택으로부터 공기가 배출되는 제2공기유로를 포함한다.
바람직하게, 구동부는 제1밸브부재와 제2밸브부재를 동시에 연동시키도록 구성된다.
구동부는 제1밸브부재와 제2밸브부재를 동시에 연동시킬 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있다. 일 예로, 구동부는 제1밸브부재와 제2밸브부재가 제1위치에서 제2위치로 연동 회전하도록 구성된다.
보다 구체적으로, 구동부는, 밸브 하우징의 내부에 고정되며 제1밸브부재의 일단이 회전 가능하게 연결되는 가이드부재, 밸브 하우징의 내부에 회전 가능하게 장착되며 제2밸브부재의 일단이 결합되는 구동축, 및 일단은 제2밸브부재에 회전 가능하게 연결되고 다른 일단은 제2밸브부재에 회전 가능하게 연결되는 링크부재를 포함하고, 구동축에 의해 제2밸브부재가 회전하면, 링크부재에 의해 제1밸브부재가 연동되며 회전한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 공기유로의 벽면 일측에는 돌출된 문지방 형태의 제1밀착부가 형성되고, 제1밸브부재가 제1위치에 배치된 상태에서 제1실링부재는 제1밸브부재와 제1밀착부의 사이에서 밀착됨으로써, 공기유로와 제1밸브부재의 사이를 밀폐한다.
또한, 벽면 다른 일측에는 돌출된 문지방 형태의 제2밀착부가 형성되고, 제2밸브부재가 제1위치에 배치된 상태에서 제2실링부재는 제2밸브부재에 의해 제2밀착부에 밀착됨으로써, 공기유로와 제2밸브부재의 사이를 밀폐한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 밸브 하우징에는 제1공기유로로 유입된 공기를 선택적으로 제2공기유로로 바이패스 시키는 바이패스유로가 형성되고, 제2밸브부재가 제2위치로 이동하면, 제2실링부재는 바이패스유로를 차단하도록 구성된다.
이와 같이, 바이패스유로의 미사용시에는 바이패스유로가 제2실링부재에 밀폐되도록 하는 것에 의하여, 제1공기유로로 유입된 공기가 의도하지 않게 제2공기유로로 바이패스되는 것을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 에어 컨트롤 밸브는, 공기유로와 연통되는 밸브 하우징의 내부 공간을 구획하도록 가이드부재의 상부에 마련되는 격벽, 및 가이드부재에 마련되며 격벽과 가이드부재의 사이를 밀폐하는 가이드실링부재를 포함한다.
이와 같이, 밸브 하우징의 내부에 격벽을 마련하여 밸브 하우징의 내부 공간과 공기유로를 구획하고, 가이드실링부재에 의해 격벽과 가이드부재의 사이 틈새가 밀폐되도록 하는 것에 의하여, 공기유로로 유입되는 공기가 밸브 하우징의 내부 공간으로 확산 및 누설되는 것을 최소화하고, 압력 저항을 저감시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 기밀 성능을 향상시킬 수 있으며, 연료전지 스택의 열화를 억제하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
특히, 본 발명에 따르면 디스크 밸브가 공기유로를 차단한 상태에서 이중 실링 구조를 형성하는 것에 의하여 기밀 특성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 안정성 및 신뢰성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 구조를 간소화할 수 있으며 장치를 소형화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 연료전지 차량용 에어 컨트롤 밸브를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 'A-A'선 단면도이다.
도 3은 도 1의 'B-B'선 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 연료전지 차량용 에어 컨트롤 밸브로서, 구동부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 연료전지 차량용 에어 컨트롤 밸브의 작동 구조를 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 연료전지 차량용 에어 컨트롤 밸브를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 'A-A'선 단면도이며, 도 3은 도 1의 'B-B'선 단면도이다. 또한, 도 4는 본 발명에 따른 연료전지 차량용 에어 컨트롤 밸브로서, 구동부를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 연료전지 차량용 에어 컨트롤 밸브의 작동 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 연료전지 차량용 에어 컨트롤 밸브(100)는, 공기유로(111)가 형성된 밸브 하우징(110), 공기유로(111)를 선택적으로 개폐하는 제1밸브부재(210), 제1밸브부재(210)에 마련되며 공기유로(111)와 제1밸브부재(210)의 사이를 밀폐하는 제1실링부재(220), 제1밸브부재(210)와 이격되게 배치되며 공기유로(111)를 선택적으로 개폐하는 제2밸브부재(230), 제2밸브부재(230)에 마련되며 공기유로(111)와 제2밸브부재(230)의 사이를 밀폐하는 제2실링부재(240), 및 제1밸브부재(210)와 제2밸브부재(230)가 공기유로(111)를 차단하는 제1위치에서 공기유로(111)를 개방하는 제2위치로 이동하도록 제1밸브부재(210)와 제2밸브부재(230)를 구동시키는 구동부(300)를 포함한다.
참고로, 본 발명에 따른 에어 컨트롤 밸브(100)는 연료전지 차량의 연료전지 스택(10)으로 유입되는 공기와 연료전지 스택(10)에서 배출되는 공기를 제어하기 위해 사용될 수 있다.
밸브 하우징(110)은 내부에 공기가 유동되는 공기유로(111)를 갖도록 형성되며 차량(연료전지 차량)에 장착된다.
밸브 하우징(110)의 형상 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 밸브 하우징(110)의 형상 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
보다 구체적으로, 공기유로(111)는, 연료전지 스택(10)으로 공기를 공급하는 제1공기유로(111a), 및 연료전지 스택(10)으로부터 공기가 배출되는 제2공기유로(111b)를 포함한다.
밸브 하우징(110)의 내부에서 제1공기유로(111a)와 제2공기유로(111b)는 개별적으로 분리되며,
도 2를 참조하면, 제1공기유로(111a)는 연료전지 스택(10)의 공기흡입구(미도시)와 연결되는 제1포트(112)에 연결되고, 도 3을 참조하면, 제2공기유로(111b)는 연료전지 스택(10)의 공기배출구(미도시)와 연결되는 제2포트(114)에 연결된다.
제1밸브부재(210)는 제1공기유로(111a) 및 제2공기유로(111b)를 선택적으로 개폐하도록 제1공기유로(111a) 및 제2공기유로(111b)에 각각 마련된다.
일 예로, 제1밸브부재(210)는 제1공기유로(111a)(또는 제2공기유로)의 단면 형태(예를 들어, 사각형 단면 형태)에 대응하는 형상을 갖도록 형성된다.
제1밸브부재(210)는 구동부(300)에 의해 제1공기유로(111a)(또는 제2공기유로)를 차단하는 제1위치(차단 위치)에서 제1공기유로(111a)(또는 제2공기유로)를 개방하는 제2위치(개방 위치)로 이동하도록 구성된다. 일 예로, 제1밸브부재(210) 제1위치에서 제2위치로 회전하도록 구성될 수 있다.
제1실링부재(220)는 제1밸브부재(210)에 마련되며, 제1밸브부재(210) 제1위치에 배치된 상태에서 제1공기유로(111a)(또는 제2공기유로)와 제1밸브부재(210)의 사이를 밀폐하도록 배치된다.
제1실링부재(220)는 고무, 실리콘 또는 우레탄과 같이 탄성적으로 압축될 수 있는 탄성체로 형성될 수 있으며, 제1실링부재(220)의 재질 및 물성은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
일 예로, 제1공기유로(111a)(또는 제2공기유로)의 벽면 일측에는 돌출된 문지방 형태의 제1밀착부(119a)가 형성되고, 제1밸브부재(210)가 제1위치에 배치된 상태에서 제1실링부재(220)는 제1밸브부재(210)와 제1밀착부(119a)의 사이에서 밀착됨으로써, 제1공기유로(111a)(또는 제2공기유로)와 제1밸브부재(210)의 사이를 밀폐한다.
바람직하게, 제1실링부재(220)는 제1밀착부(119a)에 대응하는 사각링 형태를 갖도록 제1밸브부재(210)의 일면(외면)에 형성된다.
제2밸브부재(230)는 제1밸브부재(210)와 함께 이중 실링 구조를 형성하도록 마련된다.
보다 구체적으로, 제2밸브부재(230)는 제1밸브부재(210)와 이격되게 배치되며, 제1공기유로(111a) 및 제2공기유로(111b)를 선택적으로 개폐하도록 제1공기유로(111a) 및 제2공기유로(111b)에 각각 마련된다.
일 예로, 제2밸브부재(230)는 제1공기유로(111a)(또는 제2공기유로)의 단면 형태(예를 들어, 사각형 단면 형태)에 대응하는 형상을 갖도록 형성된다.
제2밸브부재(230)는 구동부(300)에 의해 제1공기유로(111a)(또는 제2공기유로)를 차단하는 제2위치(차단 위치)에서 제1공기유로(111a)(또는 제2공기유로)를 개방하는 제2위치(개방 위치)로 이동하도록 구성된다. 일 예로, 제2밸브부재(230) 제1위치에서 제2위치로 회전하도록 구성될 수 있다.
제2실링부재(240)는 제2밸브부재(230)에 마련되며, 제2밸브부재(230) 제1위치에 배치된 상태에서 제1공기유로(111a)(또는 제2공기유로)와 제2밸브부재(230)의 사이를 밀폐하도록 배치된다.
제2실링부재(240)는 고무, 실리콘 또는 우레탄과 같이 탄성적으로 압축될 수 있는 탄성체로 형성될 수 있으며, 제2실링부재(240)의 재질 및 물성은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
일 예로, 제1공기유로(111a)(또는 제2공기유로)의 벽면 다른 일측에는 돌출된 문지방 형태의 제2밀착부(119b)가 형성되고, 제2밸브부재(230)가 제1위치에 배치된 상태에서 제2실링부재(240)는 제2밸브부재(230)에 의해 제2밀착부(119b)에 밀착됨으로써, 제1공기유로(111a)(또는 제2공기유로)와 제2밸브부재(230)의 사이를 밀폐한다.
바람직하게, 제2실링부재(240)는 제2밸브부재(230)의 내면에 전체적으로 형성되며, 제2밸브부재(230)의 하단에 돌출되게 형성된다.
더욱 바람직하게, 밸브 하우징(110)에는 제1공기유로(111a)로 유입된 공기를 선택적으로 제2공기유로(111b)로 바이패스 시키는 바이패스유로(118)가 형성되되, 제2밸브부재(230)가 제2위치로 이동하면, 제2실링부재(240)는 바이패스유로(118)를 차단하도록 구성된다.
이와 같이, 바이패스유로(118)의 미사용시에는 바이패스유로(118)가 제2실링부재(240)에 밀폐되도록 하는 것에 의하여, 제1공기유로(111a)로 유입된 공기가 의도하지 않게 제2공기유로(111b)로 바이패스되는 것을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
구동부(300)는 제1밸브부재(210)와 제2밸브부재(230)가 공기유로(111)를 차단하는 제1위치에서 공기유로(111)를 개방하는 제2위치로 이동하도록 제1밸브부재(210)와 제2밸브부재(230)를 구동시킨다.
바람직하게, 구동부(300)는 제1밸브부재(210)와 제2밸브부재(230)를 동시에 연동시키도록 구성된다.
여기서, 제1밸브부재(210)와 제2밸브부재(230)가 동시에 연동된다 함은, 제1밸브부재(210)가 제1위치에 배치됨과 동시에 제2밸브부재(230)가 연동되며 제1위치에 배치되고, 제1밸브부재(210)가 제2위치에 배치됨과 동시에 제2밸브부재(230)가 연동되며 제2위치에 배치되는 것으로 정의된다.
구동부(300)는 제1밸브부재(210)와 제2밸브부재(230)를 동시에 연동시킬 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있다.
일 예로, 구동부(300)는 제1밸브부재(210)와 제2밸브부재(230)가 제1위치에서 제2위치로 연동 회전하도록 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 4를 참조하면, 구동부(300)는, 밸브 하우징(110)의 내부에 고정되며 제1밸브부재(210)의 일단이 회전 가능하게 연결되는 가이드부재(310), 밸브 하우징(110)의 내부에 회전 가능하게 장착되며 제2밸브부재(230)의 일단이 결합되는 구동축(320), 및 일단은 제2밸브부재(230)에 회전 가능하게 연결되고 다른 일단은 제2밸브부재(230)에 회전 가능하게 연결되는 링크부재(330)를 포함하고, 구동축(320)에 의해 제2밸브부재(230)가 회전하면, 링크부재(330)에 의해 제1밸브부재(210)가 연동되며 회전한다.
가이드부재(310)는 경사지게 배치되도록 밸브 하우징(110)의 내부에 고정 설치되고, 제1밸브부재(210)의 상단은 가이드부재(310)의 하단에 회전 가능하게 연결된다.
이와 같이, 가이드부재(310)를 밸브 하우징(110)의 내부에 고정 설치하는 것에 의하여, 공기유로(111)와 밸브 하우징(110)의 내부 공간이 연통되는 부위를 최소화할 수 있으므로, 가이드부재(310)의 주변에 실링 구조(예를 들어, 가이드실링부재(312))를 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
구동축(320)은 가이드부재(310)의 상단에 인접하게 배치되며, 구동모터(미도시)의 구동력에 의해 선택적으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하도록 구성된다.
바람직하게, 제1공기유로(111a) 및 제2공기유로(111b)에 각각 마련되는 제1밸브부재(210) 및 제2밸브부재(230)는 하나의 구동축(320)에 의해 동시에 회전하도록 구성된다. 이와 같이, 단일 구동축(320)에 의해 복수개의 밸브부재(제1밸브부재(210) 및 제2밸브부재(230))가 구동되도록 하는 것에 의하여, 구조를 간소화하고 설계자유도 및 공간활용성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
제2밸브부재(230)는 가이드부재(310) 및 제1밸브부재(210)와 함께 대략 "U"자 형태의 구조체를 이루도록 연결되며, 제2밸브부재(230)의 상단은 구동축(320)에 일체로 결합되어 구동축(320)과 함께 회전하도록 구성된다.
링크부재(330)의 일단은 제2밸브부재(230)에 회전 가능하게 연결되고 다른 일단은 제2밸브부재(230)에 회전 가능하게 연결되어, 제2밸브부재(230)의 회전에 의해 제1밸브부재(210)가 연동되며 회전되게 한다.
일 예로, 도 5를 참조하면, 구동축(320)에 의해 제2밸브부재(230)가 반시계 방향으로 회전함에 따라, 링크부재(330)에 의해 제1밸브부재(210)가 끌여 당겨지며 가이드부재(310)의 하단을 중심으로 반시계 방향으로 회전함으로써, 제1밸브부재(210)와 제2밸브부재(230)가 제2위치 배치될 수 있다. 이와 반대로, 구동축(320)에 의해 링크부재(330)가 시계 방향으로 회전함에 따라, 링크부재(330)를 매개로 연결된 링크부재(330)가 가이드부재(310)의 하단을 중심으로 시계 방향으로 회전함으로써, 제1밸브부재(210)와 제2밸브부재(230)가 제1위치 배치될 수 있다.
바람직하게, 링크부재(330)의 다른 일단(도 4를 기준으로 우측단)은 제2밸브부재(230)의 최하단으로부터 이격되게 제2밸브부재(230)에 연결(대략 제2밸브부재(230)의 중간 부위에 연결)된다. 이와 같이, 링크부재(330)의 다른 일단을 제2밸브부재(230)의 최하단으로부터 이격되게 연결하는 것에 의하여, 제1밸브부재(210)를 연동시키기 위한 제2밸브부재(230)의 길이(도 4 기준 상하 방향을 따른 길이) 증가를 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 에어 컨트롤 밸브(100)는, 공기유로(111)와 연통되는 밸브 하우징(110)의 내부 공간을 구획하도록 가이드부재(310)의 상부에 마련되는 격벽(116), 및 가이드부재(310)에 마련되며 격벽(116)과 가이드부재(310)의 사이를 밀폐하는 가이드실링부재(312)를 포함한다.
격벽(116)은 밸브 하우징(110)의 내부 공간과 제1공기유로(111a)(또는 제2공기유로)를 구획하도록 형성되고, 가이드실링부재(312)는 격벽(116)과 가이드부재(310)의 사이 틈새가 밀폐하도록 형성된다.
가이드실링부재(312)는 고무, 실리콘 또는 우레탄과 같이 탄성적으로 압축될 수 있는 탄성체로 형성될 수 있으며, 가이드실링부재(312)의 재질 및 물성은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
이와 같이, 밸브 하우징(110)의 내부에 격벽(116)을 마련하여 밸브 하우징(110)의 내부 공간과 제1공기유로(111a)(또는 제2공기유로)를 구획하고, 가이드실링부재(312)에 의해 격벽(116)과 가이드부재(310)의 사이 틈새가 밀폐되도록 하는 것에 의하여, 제1공기유로(111a)(또는 제2공기유로)로 유입되는 공기가 밸브 하우징(110)의 내부 공간으로 확산 및 누설되는 것을 최소화하고, 압력 저항을 저감시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
한편, 전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 제1밸브부재(210) 및 제2밸브부재(230)가 제1위치에서 제2위치로 회전하도록 구성된 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1밸브부재 및 제2밸브부재가 제1위치에서 제2위치로 슬라이드 이동하도록 구성하는 것도 가능하다. 다르게는, 제1밸브부재 및 제2밸브부재가 각각 별도의 구동부에 의해 독립적으로 작동하도록 구성하는 것도 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 연료전지 스택
100 : 에어 컨트롤 밸브
110 : 하우징
111 : 공기유로
111a : 제1공기유로
111b : 제2공기유로
112 : 제1포트
114 : 제2포트
116 : 격벽
118 : 바이패스유로
119a : 제1밀착부
119b : 제2밀착부
210 : 제1밸브부재
220 : 제1실링부재
230 : 제2밸브부재
240 : 제2실링부재
300 : 구동부
310 : 가이드부재
312 : 가이드실링부재
320 : 구동축
330 : 링크부재

Claims (8)

  1. 공기유로가 형성된 밸브 하우징;
    상기 공기유로를 선택적으로 개폐하는 제1밸브부재;
    상기 제1밸브부재에 마련되며, 상기 공기유로와 상기 제1밸브부재의 사이를 밀폐하는 제1실링부재;
    상기 제1밸브부재와 이격되게 배치되며, 상기 공기유로를 선택적으로 개폐하는 제2밸브부재;
    상기 제2밸브부재에 마련되며, 상기 공기유로와 상기 제2밸브부재의 사이를 밀폐하는 제2실링부재; 및
    상기 제1밸브부재와 상기 제2밸브부재가 상기 공기유로를 차단하는 제1위치에서 상기 공기유로를 개방하는 제2위치로 이동하도록 상기 제1밸브부재와 상기 제2밸브부재를 구동시키는 구동부;
    를 포함하는 연료전지 차량용 에어 컨트롤 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 제1밸브부재와 상기 제2밸브부재를 동시에 연동시키는 연료전지 차량용 에어 컨트롤 밸브.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1밸브부재와 상기 제2밸브부재는 상기 제1위치에서 상기 제2위치로 회전하는 연료전지 차량용 에어 컨트롤 밸브.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 밸브 하우징의 내부에 고정되며, 상기 제1밸브부재의 일단이 회전 가능하게 연결되는 가이드부재;
    상기 밸브 하우징의 내부에 회전 가능하게 장착되며, 상기 제2밸브부재의 일단이 결합되는 구동축; 및
    일단은 상기 제2밸브부재에 회전 가능하게 연결되고, 다른 일단은 상기 제2밸브부재에 회전 가능하게 연결되는 링크부재;를 포함하고,
    상기 구동축에 의해 상기 제2밸브부재가 회전하면, 상기 링크부재에 의해 상기 제1밸브부재가 연동되며 회전하는 연료전지 차량용 에어 컨트롤 밸브.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 공기유로와 연통되는 상기 밸브 하우징의 내부 공간을 구획하도록 상기 가이드부재의 상부에 마련되는 격벽; 및
    상기 가이드부재에 마련되며, 상기 격벽과 상기 가이드부재의 사이를 밀폐하는 가이드실링부재;
    를 포함하는 연료전지 차량용 에어 컨트롤 밸브.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 공기유로의 벽면 일측에는 상기 제1실링부재가 밀착되는 제1밀착부가 형성되고,
    상기 공기유로의 벽면 다른 일측에는 상기 제2실링부재가 밀착되는 제2밀착부가 형성되는 연료전지 차량용 에어 컨트롤 밸브.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 공기유로는,
    연료전지 스택으로 공기를 공급하는 제1공기유로; 및
    상기 연료전지 스택으로부터 공기가 배출되는 제2공기유로;를 포함하고,
    상기 제1밸브부재 및 상기 제2밸브부재는 상기 제1공기유로 및 상기 제2공기유로에 각각 마련되는 연료전지 차량용 에어 컨트롤 밸브.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 밸브 하우징에는,
    상기 제1공기유로로 유입된 공기를 선택적으로 상기 제2공기유로로 바이패스 시키는 바이패스유로가 형성되고,
    상기 제2밸브부재가 상기 제2위치로 이동하면, 상기 제2실링부재에 의해 상기 바이패스유로가 차단되는 연료전지 차량용 에어 컨트롤 밸브.
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