KR20230013786A - 이중 누액 방지 구조를 포함하는 납축전지용 본체 - Google Patents

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KR20230013786A
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Abstract

본 발명은 이중 누액 방지 구조를 포함하는 납축전지용 본체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 캡용전해액누출방지구조(350)를 통해 1차적으로 전해액 누액을 방지하고, 전해액누출방지용미로부(400)를 통해 2차적으로 전해액 누액을 방지할 수 있도록 하여 기울임이 심하거나, 큰 진동이 발행할 경우에 상기 이중 누액 방지 구조를 거쳐야만 전해액이 외부로 누출될 수 있도록 함으로써, 재산상의 손실을 방지하도록 하기 위한 이중 누액 방지 구조를 포함하는 납축전지용 본체에 관한 것이다.

Description

이중 누액 방지 구조를 포함하는 납축전지용 본체{Main body for lead-acid battery including double leakage prevention structure}
본 발명은 이중 누액 방지 구조를 포함하는 납축전지용 본체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 캡용전해액누출방지구조(350)를 통해 1차적으로 전해액 누액을 방지하고, 전해액누출방지용미로부(400)를 통해 2차적으로 전해액 누액을 방지할 수 있도록 하여 기울임이 심하거나, 큰 진동이 발행할 경우에 상기 이중 누액 방지 구조를 거쳐야만 전해액이 외부로 누출될 수 있도록 함으로써, 재산상의 손실을 방지하도록 하기 위한 이중 누액 방지 구조를 포함하는 납축전지용 본체에 관한 것이다.
납축전지는 충전(charging)된 전기를 방전(discharge)에 의하여 공급하는 것이고 충전과 방전하는 과정을 허용된 횟수 동안 반복하므로 반복 재사용이 가능한 이차전지(secondary battery) 또는 축전지(이하, '납축전지'라 한다.)라고 한다.
납축전지는 양극과 음극 및 전해질(이하, '전해액'이라 한다.)로 사용되는 재료에 의하여 다양한 종류로 분류되고, 전극에 납을 사용하며 전해액으로는 황산을 사용하는 구성을 납축전지로 분류한다.
납축전지의 전극은 크게 양극과 음극용의 극판, 극주로 구분되고 각 전극을 물리적 및 전기적으로 구분하는 격리판 및 전해액을 포함하여 케이스에 수납 또는 수용하므로 내장하며, 충전과 방전 과정에서 발생되는 수소가스와 전해액이 증발하여 발생하는 가스를 배출하기 위하여 밀폐된 케이스에 가스 배기구를 구비하는 것이 일반적이다.
납축전지는 일례로, 화학반응식 PbO2 + H2SO4 ↔ PbSO4 + 2H2O의 가역반응을 통해 방전과 충전을 반복하는 원리로 동작하는 것으로, 생성된 전기는 방전하여 출력하고 입력된 전기는 충전하여 저장한다.
납축전지는 이산화납(PbO2)으로 만든 극판과 황산액(H2SO4) 성분의 전해액이 황산화 납(PbSO4)과 물(H2O)로 변화하는 화학작용을 이용하는 것으로, 황산화 납(PbSO4)과 물(H2O)로 변화할 때 전기를 생성 및 방출하고, 충전이 되는 경우에는 반대로 치환하는 작용을 반복하게 된다.
이러한 화학 반응식이 진행될 때마다, 납축전지 내부에서는 열이 발생하여 일부의 전해액이 증발하는 동시에 미량의 수소가스가 발생되므로 폭발 등의 방지를 위하여 생성된 가스를 외부로 배출하여야 한다.
또한, 차량용 납축전지는 차량이 이동하면서 발생하는 진동과 기울어짐에 여과 없이 노출되고 이때 가스 배기구를 통하여 전해액이 외부로 누출되지 않도록 하여야 한다.
종래 기술에 의한 것으로 납축전지 내부에서 발생한 가스를 외부로 배출하는 기술은 특허출원 제10-2000-72402호(2000 12 01)의 '자동차용 배터리의 증발가스 배출구조'와 특허출원 제10-2008-20115호(2008 05 29)의 '니켈-수소전지용 벤트 플러그' 등이 있다.
한편, 현재, 차량의 기능이 다양화되고 특화됨으로써, 납축전지도 특정 환경에 견뎌내기 위한 특수용 납축전지가 다양하게 개발되고 있다.
이에 따라 배터리의 기울어짐으로 인한 전해액 누액 방지로 발생되는 배터리 불량 발생, 차량 손상 및 쇼트, 본 네트 및 기타 주요 부품 부식 등을 개선할 필요가 있었다.
따라서, 본 발명인 이중 누액 방지 구조를 포함하는 납축전지용 본체를 제안하게 된 것이다.
대한민국 특허출원번호 제10-2000-72402호 대한민국 등록특허공보 제10-1220485호
따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,
본 발명의 목적은 캡용전해액누출방지구조(350)를 통해 1차적으로 전해액 누액을 방지하고, 전해액누출방지용미로부(400)를 통해 2차적으로 전해액 누액을 방지할 수 있도록 하여 기울임이 심하거나, 큰 진동이 발행할 경우에 상기 이중 누액 방지 구조를 거쳐야만 전해액이 외부로 누출될 수 있도록 함으로써, 재산상의 손실을 방지하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 이중 누액 방지 구조를 포함하는 납축전지용 본체는,
덮개(100)의 어느 일측에 일정 간격으로 형성되는 나사홈부(200);와
외면을 따라 나사산(310)이 형성되어 상기 나사홈부에 돌려 결합시킬 수 있는 캡부(300);와
상기 나사홈부(200)의 일측에 일정 간격으로 지그재그 형태로 형성되어 전해액누출경로(50)를 형성하기 위한 전해액누출방지용미로부(400);를 포함하여 구성됨으로써, 본 발명의 과제를 해결하게 된다.
본 발명에 따른 이중 누액 방지 구조를 포함하는 납축전지용 본체는,
캡용전해액누출방지구조(350)를 통해 1차적으로 전해액 누액을 방지하고, 전해액누출방지용미로부(400)를 통해 2차적으로 전해액 누액을 방지할 수 있도록 하여 기울임이 심하거나, 큰 진동이 발행할 경우에 상기 이중 누액 방지 구조를 거쳐야만 전해액이 외부로 누출될 수 있도록 함으로써, 재산상의 손실을 방지하는 효과를 제공하게 된다.
도 1은 일반적인 납축전지의 벤트홀 위치와 수평부의 위치를 나타낸 상부커버를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 이중 누액 방지 구조를 포함하는 납축전지용 본체의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 이중 누액 방지 구조를 포함하는 납축전지용 본체의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 이중 누액 방지 구조를 포함하는 납축전지용 본체의 캡용전해액누출방지구조 단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 이중 누액 방지 구조를 포함하는 납축전지용 본체는,
덮개(100)의 어느 일측에 일정 간격으로 형성되는 나사홈부(200);와
외면을 따라 나사산(310)이 형성되어 상기 나사홈부에 돌려 결합시킬 수 있는 캡부(300);와
상기 나사홈부(200)의 일측에 일정 간격으로 지그재그 형태로 형성되어 전해액누출경로(50)를 형성하기 위한 전해액누출방지용미로부(400);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 캡부(300)는,
내부에 캡용전해액누출방지구조(350)를 형성함으로써, 지그재그 형태의 캡용전해액누출경로(70)를 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 캡용전해액누출방지구조(350)는,
일정 크기로 형성되는 내부공간부(351);와
상기 내부공간부의 어느 위치에 수평하게 일정 길이로 형성되는 제1수평부(352);와
상기 제1수평부의 양측에 수직하게 일정 길이로 형성되는 제1수직부(353);와
상기 각각의 제1수직부와 일정 간격 이격된 위치에 수직하게 일정 길이로 각각 형성되되, 상단이 제2수평부에 연결되고, 하단이 상기 제1수평부와 일정 간격 이격되도록 형성시켜 누액이 이동할 수 있는 틈을 형성시키는 제2수직부(354);와
수평하게 일정 길이로 형성되되, 상기 각각의 제2수직부의 일측에 하면이 접촉되며, 중앙 부위에 가스배출구멍부(370)을 형성하고 있는 제2수평부(355);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 부가적인 양상에 따라, 상기 나사홈부(200)와 캡부(300) 사이에 내산성의 고무오링부(500)를 형성시켜 나사홈부에 캡부를 돌려 결합할 경우에 나사홈부와 캡부 사이의 유격을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명인 상기 납축전지용 본체는,
캡용전해액누출방지구조(350)를 통해 1차적으로 전해액 누액을 방지하고, 상기 전해액누출방지용미로부(400)를 통해 2차적으로 전해액 누액을 방지할 수 있도록 함으로써, 이중 누액 방지 기능을 수행할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 캡부(300)는,
상측에 가스배출구멍부(370)를 형성함으로써, 황산 가스를 배출할 수 있도록 하여 납축전지의 폭발을 방지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 납축전지용 본체는,
이중 누액 방지 기능을 수행함으로써, 본체 내부에 보관된 전해액의 수분 증발을 방지하여 수명 종지 현상의 원인인 액고갈 현상을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 이중 누액 방지 구조를 포함하는 납축전지용 본체의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 일반적인 납축전지의 상부덮개와 덮개를 나타낸 도면으로서, 전해액 누액 이동 경로를 나타낸 예시도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 납축전지의 벤트홀은 상부 덮개에 위치하게 된다.
이때, 납축전지 내부에 보관된 전해액, 예를 들어, 황산액은 장시간 사용에 의하여 극판에 불활성 물질이 많아지는 경우 납축전지의 성능이 크게 줄어들어 열이 발생한다.
이로 인하여 상부덮개 측면에 존재하는 Vent Hole을 통하여 황산 가스가 발생할 수 있는데 이는 전해액에 공존하는 H20 및 H2SO4가 열에 의해 반응함으로써, 가스가 외부로 유출될 수 있다.
심한 경우 외부로 유황 가스 냄새가 발생할 수도 있으며 이러한 황산가스가 발생할 때는 납축전지에 특히 가스발생은 납축전지 내부의 복배 현상까지 나타날 수 있고, 심한 경우 황산액의 누액도 발생할 수 있어 납축전지에 대한 성능 및 안정성에 큰 영향을 줄 수 있다.
특히, 납축전지가 약 90도 내지 180도 기울어져 일정 시간 동안 기울임 상태를 유지하게 되면 내부의 황산액이 외부로 유출되는 현상이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 캡용전해액누출방지구조(350)를 통해 1차적으로 전해액 누액을 방지하고, 전해액누출방지용미로부(400)를 통해 2차적으로 전해액 누액을 방지할 수 있도록 하여 기울임이 심하거나, 큰 진동이 발행할 경우에 상기 이중 누액 방지 구조를 거쳐야만 전해액이 외부로 누출될 수 있도록 함으로써, 재산상의 손실을 방지하는 구조를 제공하게 된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 이중 누액 방지 구조를 포함하는 납축전지용 본체의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 이중 누액 방지 구조를 포함하는 납축전지용 본체의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 이중 누액 방지 구조를 포함하는 납축전지용 본체의 캡용전해액누출방지구조 단면도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 이중 누액 방지 구조를 포함하는 납축전지용 본체는,
덮개(100)의 어느 일측에 일정 간격으로 형성되는 나사홈부(200);와
외면을 따라 나사산(310)이 형성되어 상기 나사홈부에 돌려 결합시킬 수 있는 캡부(300);와
상기 나사홈부(200)의 일측에 일정 간격으로 지그재그 형태로 형성되어 전해액누출경로(50)를 형성하기 위한 전해액누출방지용미로부(400);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로 설명하자면, 상기 나사홈부(200)는 덮개(100)의 어느 일측에 일정 간격으로 형성되게 되는데, 도 2에 도시한 바와 같이, 덮개의 상측에 일정 간격으로 3개 이상이 형성되어 있게 되고, 해당 부위는 상부덮개(150)에 의해 덮여지게 된다.
이때, 외면을 따라 나사산(310)이 형성되어 있는 캡부(300)를 상기 나사홈부에 돌려 결합시키게 되는 것이다.
그리고, 상기 나사홈부(200)의 일측에 일정 간격으로 지그재그 형태로 전해액누출방지용미로부(400)를 형성함으로써, 전해액누출경로(50)를 형성하게 되는 것이다.
이렇게 되면 전해액이 빠르게 누출되는 것을 미로 구조에 의해 지연시킬 수 있게 된다.
상기 전해액누출방지용미로부는 나사홈부들 사이에 형성되는 격벽부의 사이에 형성되게 되는데, 예를 들어, 어느 한 격벽부에 수평하게 제1수평돌출부를 형성시키고, 제1수평돌출부와 일정 간격 이격된 위치에, 다른 한 격벽부에 수평하게 제2수평돌출부를 형성시키게 되는 것이다.
이런 식으로 다수 형성시키게 되면 지그재그 형태의 전해액누출방지용미로부가 형성되게 되는 것이다.
또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 캡부(300)는,
내부에 캡용전해액누출방지구조(350)를 형성함으로써, 지그재그 형태의 캡용전해액누출경로(70)를 제공하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 상기 납축전지용 본체는,
캡용전해액누출방지구조(350)를 통해 1차적으로 전해액 누액을 방지하고, 상기 전해액누출방지용미로부(400)를 통해 2차적으로 전해액 누액을 방지할 수 있도록 함으로써, 이중 누액 방지 기능을 수행할 수 있게 되는 것이다.
즉, 상기와 같은 이중 누액 방지 구조를 제공하게 되면, 주액구에서 전해액이 누액될 때 Vent Hole까지의 길을 미로(labyrinth) 구조로 만들어, 납축전지가 기울어지거나 진동할 경우에 전해액의 역류 속도를 최대한으로 지연될 수 있는 효과를 제공하게 된다.
즉, 종래의 일반 벤트 패스(vent path) 구조보다 한층 더 이동하기 어려운 구조를 제공하기 위한 미로 누액 이동 경로를 제공하게 되는 것이다.
따라서, 상기 납축전지용 본체는,
이중 누액 방지 기능을 수행함으로써, 본체 내부에 보관된 전해액의 수분 증발을 방지하여 수명 종지 현상의 원인인 액고갈 현상을 방지할 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.
한편, 상기 캡용전해액누출방지구조(350)는,
일정 크기로 형성되는 내부공간부(351);와
상기 내부공간부의 어느 위치에 수평하게 일정 길이로 형성되는 제1수평부(352);와
상기 제1수평부의 양측에 수직하게 일정 길이로 형성되는 제1수직부(353);와
상기 각각의 제1수직부와 일정 간격 이격된 위치에 수직하게 일정 길이로 각각 형성되되, 상단이 제2수평부에 연결되고, 하단이 상기 제1수평부와 일정 간격 이격되도록 형성시켜 누액이 이동할 수 있는 틈을 형성시키는 제2수직부(354);와
수평하게 일정 길이로 형성되되, 상기 각각의 제2수직부의 일측에 하면이 접촉되며, 중앙 부위에 가스배출구멍부(370)을 형성하고 있는 제2수평부(355);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로 설명하면, 도 4에 도시한 바와 같이, 일정 크기로 내부공간부(351)를 형성하게 된다.
이때, 상기 내부공간부의 어느 위치에, 예를 들어, 내부 공간의 중앙 위치에 수평하게 일정 길이로 제1수평부(352)를 형성하게 된다.
그리고, 상기 제1수평부의 양측에 수직하게 일정 길이로 제1수직부(353)를 각각 형성시키게 된다.
그리고, 상기 각각의 제1수직부와 일정 간격 이격된 위치에 수직하게 일정 길이로 각각 제2수직부(354)를 형성하게 된다.
이때, 각각의 제2수직부는 상단이 제2수평부에 각각 연결되고, 하단이 상기 제1수평부와 일정 간격 이격되도록 형성시켜 누액이 이동할 수 있는 틈을 형성시키게 되는 것이다.
그리고, 제2수평부(355)를 수평하게 일정 길이로 형성되되, 상기 각각의 제2수직부의 일측에 하면이 접촉되며, 중앙 부위에 가스배출구멍부(370)을 형성하게 된다.
따라서, 상기와 같은 구성요소들에 의해 도 4와 같은 지그재그 형태의 캡용전해액누출경로(70)를 제공할 수 있게 되는 것이다.
또한, 상기 캡부(300)는 상기와 같이 구성하게 되면 상측에 가스배출구멍부(370)를 형성하기 때문에 평상시에 황산 가스를 배출할 수 있게 되어 납축전지의 폭발을 방지할 수 있게 된다.
한편, 부가적인 양상에 따라, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 나사홈부(200)와 캡부(300) 사이에 내산성의 고무오링부(500)를 형성시켜 나사홈부에 캡부를 돌려 결합할 경우에 나사홈부와 캡부 사이의 유격을 방지할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
유격이 발생하게 되면, 전해액이 해당 유격된 틈으로 누출되어 미로 이동 경로가 단축되어 쉽게 외부로 노출되게 되는 경우가 발생하므로 상기와 같이 고무오링부를 형성하게 되는 것이며, 내산성인 이유는 황산에 의해 부식되거나, 파손되는 것을 방지하기 위한 것이다.
하기에서는 누액 외부 누출 여부를 확인하기 위하여 시험을 실시하였다.
납축전지 누액 방지를 위하여 SAEJ3060 차량용 배터리 규격으로 종래품과 본 발명의 이중 누액 방지 구조를 포함하는 납축전지용 본체를 가지는 개선품을 가지고 기울어짐 Test를 진행하였다.
아래 표 1은 35AH 용량의 납축전지에 20시간율 전류(35Ah/20Hr = 1.75A)로 정전류 5시간 충전한 후 12시간 대기 후, 기울기용 테스트기에 축전지를 고정시키고 90도 내지 180도 범위내에서 4시간 동안 반복적으로 실험한 결과이다.
상기의 시험결과 누액이 없어야 한다.
시험결과, 종래품 대비 개선품을 통해 기울어짐에 따른 누액이 방지됨을 확인할 수 있었다.
구분 종래품 개선품
기울임 결과 누액 발생 이상없음
결론적으로 본 발명은, 납축전지가 기울어질 경우, 내부의 묽은 황산액(전해액)이 유출되는 현상을 방지하면서 평상시에 내부에서 발생하는 황산 가스는 배출시킬 수 있도록 하여 납축전지의 폭발을 방지할 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.
위와 같은 본 발명의 본체를 납축전지에 적용하게 되면, 누액으로 인한 배터리 불량 발생, 차량 손상 및 쇼트, 본네트 및 기타 주요 부품 부식을 크게 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명을 통해, 캡용전해액누출방지구조(350)를 통해 1차적으로 전해액 누액을 방지하고, 전해액누출방지용미로부(400)를 통해 2차적으로 전해액 누액을 방지할 수 있도록 하여 기울임이 심하거나, 큰 진동이 발행할 경우에 상기 이중 누액 방지 구조를 거쳐야만 전해액이 외부로 누출될 수 있도록 함으로써, 재산상의 손실을 방지하는 효과를 제공하게 된다.
상기와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
100 : 덮개
200 : 나사홈부
300 : 캡부
400 : 전해액누출방지용미로부

Claims (5)

  1. 이중 누액 방지 구조를 포함하는 납축전지용 본체에 있어서,
    덮개(100)의 어느 일측에 일정 간격으로 형성되는 나사홈부(200);와
    외면을 따라 나사산(310)이 형성되어 상기 나사홈부에 돌려 결합시킬 수 있는 캡부(300);와
    상기 나사홈부(200)의 일측에 일정 간격으로 지그재그 형태로 형성되어 전해액누출경로(50)를 형성하기 위한 전해액누출방지용미로부(400);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 누액 방지 구조를 포함하는 납축전지용 본체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 캡부(300)는,
    내부에 캡용전해액누출방지구조(350)를 형성함으로써, 지그재그 형태의 캡용전해액누출경로(70)를 제공하는 것을 특징으로 하는 이중 누액 방지 구조를 포함하는 납축전지용 본체.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 납축전지용 본체는,
    캡용전해액누출방지구조(350)를 통해 1차적으로 전해액 누액을 방지하고, 상기 전해액누출방지용미로부(400)를 통해 2차적으로 전해액 누액을 방지할 수 있도록 함으로써, 이중 누액 방지 기능을 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 이중 누액 방지 구조를 포함하는 납축전지용 본체.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 캡부(300)는,
    상측에 가스배출구멍부(370)를 형성함으로써, 황산 가스를 배출할 수 있도록 하여 납축전지의 폭발을 방지하는 것을 특징으로 하는 이중 누액 방지 구조를 포함하는 납축전지용 본체.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 납축전지용 본체는,
    이중 누액 방지 기능을 수행함으로써, 본체 내부에 보관된 전해액의 수분 증발을 방지하여 수명 종지 현상의 원인인 액고갈 현상을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 이중 누액 방지 구조를 포함하는 납축전지용 본체.
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