KR20240051734A - Fuel cell system - Google Patents

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KR20240051734A
KR20240051734A KR1020220131792A KR20220131792A KR20240051734A KR 20240051734 A KR20240051734 A KR 20240051734A KR 1020220131792 A KR1020220131792 A KR 1020220131792A KR 20220131792 A KR20220131792 A KR 20220131792A KR 20240051734 A KR20240051734 A KR 20240051734A
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우명남
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현대모비스 주식회사
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Abstract

본 발명은 드레인밸브에 관한 것으로, 응축수가 수용되는 밸브하우징, 및 밸브하우징의 내부에 마련되어 응축수의 이동 방향을 전환하며 냉각수가 순환하는 냉각수유로를 정의하는 파티션부재를 포함하는 것에 의하여, 응축수의 결빙을 억제하면서 안정성 및 신뢰성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.The present invention relates to a drain valve, comprising a valve housing in which condensate is received, and a partition member provided inside the valve housing to change the direction of movement of the condensate and define a coolant flow path through which the coolant circulates, thereby preventing freezing of the condensate. The advantageous effect of improving stability and reliability can be obtained while suppressing .

Description

드레인밸브 및 연료전지 시스템{FUEL CELL SYSTEM}Drain valve and fuel cell system {FUEL CELL SYSTEM}

본 발명은 드레인밸브 및 연료전지 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 응축수의 결빙 현상을 억제하면서, 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 드레인밸브 및 연료전지 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a drain valve and fuel cell system, and more specifically, to a drain valve and fuel cell system that can improve stability and reliability while suppressing the freezing phenomenon of condensate.

연료전지 차량(Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV)은 연료전지 스택에서 산소와 수소의 전기 화학적인 반응으로 전기에너지를 생산하고 모터를 구동시켜 주행하도록 구성된다.A fuel cell electric vehicle (FCEV) is configured to produce electrical energy through an electrochemical reaction of oxygen and hydrogen in a fuel cell stack and drive a motor to drive.

연료전지 차량은 연료(수소)와 공기를 공급하여 전지의 용량에 관계없이 계속 발전할 수 있어, 효율이 높고 오염물질이 거의 배출되지 않는 이점으로 인해, 지속적인 연구개발이 이루어지고 있다.Fuel cell vehicles can continuously generate power regardless of the capacity of the battery by supplying fuel (hydrogen) and air. Due to the advantage of high efficiency and almost no pollutants being emitted, continuous research and development is being conducted.

일반적으로, 연료전지 차량은, 수소와 산소의 산화환원반응을 통해 전기를 생산하는 연료전지 스택(Fuel Cell Stack), 연료전지 스택에 연료(수소)를 공급하는 연료공급장치, 연료전지 스택에 전기화학반응에 필요한 산화제인 반응공기(산소)를 공급하는 공기공급장치 등을 포함할 수 있다.Generally, a fuel cell vehicle consists of a fuel cell stack that produces electricity through a redox reaction of hydrogen and oxygen, a fuel supply device that supplies fuel (hydrogen) to the fuel cell stack, and electricity to the fuel cell stack. It may include an air supply device that supplies reaction air (oxygen), which is an oxidizing agent necessary for chemical reactions.

한편, 연료전지 스택의 운전중 발생된 응축수는 연료전지 스택의 단부에 마련되는 드레인밸브를 통해 배출된 후 연료전지 스택으로 공급되는 공기를 가습하는 가습기에 공급될 수 있다.Meanwhile, condensate generated during operation of the fuel cell stack can be discharged through a drain valve provided at the end of the fuel cell stack and then supplied to a humidifier that humidifies the air supplied to the fuel cell stack.

그런데, 기존에는 겨울철 낮은 온도로 인해, 드레인밸브의 내부에 잔류하는 응축수가 결빙되는 문제점이 있으며, 응축수의 결빙 현상으로 인해 드레인밸브가 막혀 응축수를 적시에 배출하기 어려운 문제점이 있다.However, in the past, due to the low temperature in winter, there was a problem that the condensate remaining inside the drain valve was frozen, and the drain valve was blocked due to the freezing phenomenon of the condensate, making it difficult to discharge the condensate in a timely manner.

이에 기존에는 드레인밸브의 내부에 별도의 히터를 마련하고, 외부 온도가 일정 이상 낮아지면 히터를 작동시켜 응축수의 동결을 방지하는 방식이 제시된 바 있다.Accordingly, a method has been previously proposed in which a separate heater is provided inside the drain valve and the heater is activated when the external temperature falls below a certain level to prevent condensate from freezing.

그러나, 기존에는 드레인밸브의 내부에 별도의 히터를 마련해야 함에 따라, 구조가 복잡해지고 공간활용성 및 설계자유도가 저하되는 문제점이 있으며, 히터에 의한 전력 소모가 증가함에 따라 연료전지 시스템의 효율(에너지 효율)이 저하되는 문제점이 있다.However, as a separate heater must be provided inside the drain valve, the structure becomes complicated and space utilization and design freedom are reduced. As power consumption by the heater increases, the efficiency (energy consumption) of the fuel cell system decreases. There is a problem of reduced efficiency.

또한, 기존에는 액상의 응축수가 수용되는 드레인밸브의 내부에 전기가 인가되는 히터를 마련해야 함에 따라 히터에 의한 각종 전기적인 문제(예를 들어, 단락, 쇼트 또는 소손)가 발생할 수 있는 문제점이 있다.In addition, in the past, a heater to which electricity is applied must be installed inside the drain valve where liquid condensate is accommodated, so there is a problem that various electrical problems (for example, short circuit, short circuit, or burnout) may occur due to the heater.

이에 따라, 최근에는 드레인밸브에서 응축수의 결빙 현상을 억제하면서 안정성 및 신뢰성을 향상시키기 위한 다양한 연구가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.Accordingly, in recent years, various studies have been conducted to improve stability and reliability while suppressing the freezing phenomenon of condensate in drain valves, but this is still insufficient and development is required.

본 발명의 실시예는 응축수의 결빙을 억제하면서, 구조를 간소화하고 공간활용성 및 설계자유도를 향상시킬 수 있는 드레인밸브 및 연료전지 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of an embodiment of the present invention is to provide a drain valve and fuel cell system that can prevent freezing of condensate while simplifying the structure and improving space utilization and design freedom.

무엇보다도, 본 발명의 실시예는 별도의 히터를 사용하지 않고 냉각수(전장 냉각수)를 이용하여 드레인밸브에서의 응축수 결빙 현상을 억제할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.Above all, the purpose of the embodiment of the present invention is to suppress condensate freezing in the drain valve by using coolant (electrical coolant) without using a separate heater.

또한, 본 발명의 실시예는 드레인밸브에 마련되는 파티션부가 응축수의 이동 방향을 전환하는 역할을 수행함과 아울러 응축수를 가열하는 역할을 수행할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.In addition, an embodiment of the present invention aims to enable a partition provided in the drain valve to change the direction of movement of condensate and to heat the condensate.

또한, 본 발명의 실시예는 응축수의 결빙으로 인한 드레인밸브의 막힘 현상을 억제하고, 응축수를 적시에 배출할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.Additionally, an embodiment of the present invention aims to prevent clogging of the drain valve due to freezing of condensate and to enable timely discharge of condensate.

또한, 본 발명의 실시예는 안정성 및 신뢰성을 향상시키고, 에너지 효율 및 시스템 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.Additionally, embodiments of the present invention aim to improve stability and reliability, and improve energy efficiency and system efficiency.

실시예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.The problem to be solved in the embodiment is not limited to this, and also includes purposes and effects that can be understood from the means of solving the problem or the embodiment described below.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 드레인밸브는, 응축수가 수용되는 밸브하우징, 및 밸브하우징의 내부에 마련되어 응축수의 이동 방향을 전환하며 냉각수가 순환하는 냉각수유로를 정의하는 파티션부재를 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above-described objectives of the present invention, the drain valve includes a valve housing in which condensate is received, and a coolant flow path provided inside the valve housing to change the direction of movement of the condensate and circulate the coolant. Includes a partition member defining .

이는, 응축수의 결빙 현상을 억제하면서, 안정성 및 신뢰성을 향상시키기 위함이다.This is to improve stability and reliability while suppressing the freezing phenomenon of condensate.

즉, 기존에는 드레인밸브의 내부에 별도의 히터를 마련해야 함에 따라, 구조가 복잡해지고 공간활용성 및 설계자유도가 저하되는 문제점이 있으며, 히터에 의한 전력 소모가 증가함에 따라 연료전지 시스템의 효율(에너지 효율)이 저하되는 문제점이 있다.In other words, as a separate heater had to be provided inside the drain valve, the structure became complicated and space utilization and design freedom were reduced, and as power consumption by the heater increased, the efficiency (energy consumption) of the fuel cell system decreased. There is a problem of reduced efficiency.

또한, 기존에는 액상의 응축수가 수용되는 드레인밸브의 내부에 전기가 인가되는 히터를 마련해야 함에 따라 히터에 의한 각종 전기적인 문제(예를 들어, 단락, 쇼트 또는 소손)가 발생할 수 있는 문제점이 있다.In addition, in the past, a heater to which electricity is applied must be installed inside the drain valve where liquid condensate is accommodated, so there is a problem that various electrical problems (for example, short circuit, short circuit, or burnout) may occur due to the heater.

하지만, 본 발명의 실시예는 드레인밸브에 마련되는 파티션부가 응축수의 이동 방향을 전환하는 역할을 수행함과 아울러 냉각수를 매개로 응축수를 가열하는 역할을 수행하도록 하는 것에 의하여, 드레인밸브에서 응축수의 전환 이동 경로를 보장하면서 응축수의 결빙 현상을 억제하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.However, in an embodiment of the present invention, the partition provided in the drain valve plays the role of changing the direction of movement of condensate and also plays the role of heating the condensate through the cooling water, thereby switching and moving the condensate in the drain valve. It is possible to obtain the advantageous effect of suppressing the freezing phenomenon of condensate while ensuring the path.

무엇보다도, 본 발명의 실시예는 응축수의 전환 이동 경로를 정의하는 파티션부의 내부를 따라 응축수와 열교환 가능한 냉각수가 순환하는 냉각수유로가 정의되도록 하는 것에 의하여, 드레인밸브의 내부에 별도의 히터를 마련하지 않고도, 냉각수의 열을 이용하여 드레인밸브에 잔류하는 응축수를 가열하는 것이 가능하므로, 구조를 간소화하고 공간활용성 및 설계자유도를 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Above all, the embodiment of the present invention defines a coolant flow path through which condensate and coolant capable of heat exchange circulate along the inside of the partition that defines the transition path of condensate, without providing a separate heater inside the drain valve. Since it is possible to heat the condensate remaining in the drain valve using the heat of the cooling water, the advantageous effect of simplifying the structure and improving space utilization and design freedom can be obtained.

더욱이, 본 발명의 실시예는 응축수의 승온을 위해 히터를 작동하지 않아도 되므로, 히터의 작동에 따른 에너지 효율 및 시스템 효율 저하를 억제하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Moreover, since the embodiment of the present invention does not require the heater to be operated to raise the temperature of the condensate, the advantageous effect of suppressing the decrease in energy efficiency and system efficiency due to the operation of the heater can be obtained.

파티션부는 응축수의 이동 방향을 전환할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있다.The partition unit can be provided in various structures that can change the direction of movement of condensate.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 파티션부는, 밸브하우징의 내부에 마련되며 제1통과홀이 형성된 제1파티션부재, 및 밸브하우징의 내부에 마련되며 제1통과홀과 이격되게 제2통과홀이 형성된 제2파티션부재를 포함할 수 있고, 제1파티션부재 및 제2파티션부재는 상호 협조적으로 응축수가 이동하는 전환 이동 경로를 정의할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the partition unit includes a first partition member provided inside the valve housing and having a first passage hole, and a second passage hole provided inside the valve housing and spaced apart from the first passage hole. It may include a formed second partition member, and the first partition member and the second partition member may cooperatively define a transition path along which condensate moves.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 중력 방향을 따라 제1파티션부재의 최하단에 마련될 수 있고, 제2통과홀은 중력 방향을 따라 제2파티션부재의 최하단에 마련될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the second passage hole may be provided at the bottom of the first partition member along the direction of gravity, and the second passage hole may be provided at the bottom of the second partition member along the direction of gravity.

이와 같이, 본 발명의 실시예는 제1파티션부재 및 제2파티션부재의 최하단에 제1통과홀 및 제2통과홀을 형성하는 것에 의하여, 응축수의 수위 레벨이 일정 이상 낮아지더라도 응축수의 원활한 이동을 보장할 수 있다.As such, the embodiment of the present invention forms a first passage hole and a second passage hole at the lowermost ends of the first partition member and the second partition member, thereby enabling smooth movement of condensate even if the water level of the condensate is lowered by a certain level or more. can be guaranteed.

바람직하게, 제1파티션부재는 제2파티션부재와 상호 협조적으로 응축수의 전환 이동 경로를 지그재그 형태로 정의할 수 있다.Preferably, the first partition member may mutually cooperate with the second partition member to define a transition path of condensate in a zigzag form.

냉각수유로는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따른 다양한 구조로 제공될 수 있다.Coolant flow paths can be provided in various structures depending on required conditions and design specifications.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 냉각수유로는, 제1파티션부재를 따라 제1파티션부재의 내부에 정의되는 제1유로, 및 제2파티션부재를 따라 제2파티션부재의 내부에 정의되며 제1유로에 연속적으로 연결되는 제2유로를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 제1유로와 제2유로를 서로 분리된 구조로 구성하거나, 제1파티션부재와 제2파티션부재 중 어느 하나에만 냉각수유로를 형성하는 것도 가능하다.According to a preferred embodiment of the present invention, the coolant flow path includes a first flow path defined inside the first partition member along the first partition member, and a first flow path defined inside the second partition member along the second partition member. It may include a second flow path continuously connected to the flow path. According to another embodiment of the present invention, it is possible to configure the first flow path and the second flow path in a separate structure, or to form the coolant flow path only in one of the first partition member and the second partition member.

본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 연료전지 시스템은, 모빌리티에 마련되는 연료전지 스택, 모빌리티에 마련되며 냉각수가 순환하는 냉각수라인, 및 연료전지 스택에서 발생된 응축수가 수용되는 밸브하우징 및 밸브하우징의 내부에 마련되어 응축수의 이동 방향을 전환하며 냉각수가 순환하는 냉각수유로를 정의하는 파티션부를 포함하는 드레인밸브를 포함한다.According to another preferred field of the present invention, a fuel cell system includes a fuel cell stack provided in mobility, a coolant line provided in mobility and through which coolant circulates, a valve housing in which condensate generated in the fuel cell stack is received, and a valve housing of the valve housing. It includes a drain valve provided inside, including a partition portion that changes the direction of movement of condensate and defines a coolant flow path through which coolant circulates.

본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 파티션부는, 밸브하우징의 내부에 마련되며, 제1통과홀이 형성된 제1파티션부재, 및 밸브하우징의 내부에 마련되며 제1통과홀과 이격되게 제2통과홀이 형성된 제2파티션부재를 포함할 수 있고, 제1파티션부재 및 제2파티션부재는 상호 협조적으로 응축수가 이동하는 전환 이동 경로를 정의할 수 있다.According to another preferred field of the present invention, the partition unit includes a first partition member provided inside the valve housing and having a first passing hole, and a second passing hole provided inside the valve housing and spaced apart from the first passing hole. It may include a second partition member, and the first partition member and the second partition member may cooperatively define a transition path along which condensate moves.

본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 제1파티션부재 및 제2파티션부재는 전환 이동 경로를 지그재그 형태로 정의할 수 있다.According to another preferred field of the present invention, the first partition member and the second partition member may define a switching movement path in a zigzag form.

본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 제1통과홀은 중력 방향을 따라 제1파티션부재의 최하단에 마련되고, 제2통과홀은 중력 방향을 따라 제2파티션부재의 최하단에 마련될 수 있다.According to another preferred field of the present invention, the first passage hole may be provided at the bottom of the first partition member along the direction of gravity, and the second passage hole may be provided at the bottom of the second partition member along the direction of gravity.

본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 냉각수유로는, 제1파티션부재를 따라 제1파티션부재의 내부에 정의되는 제1유로, 및 제2파티션부재를 따라 제2파티션부재의 내부에 정의되며 제1유로에 연속적으로 연결되는 제2유로를 포함할 수 있다.According to another preferred field of the present invention, the coolant flow path includes a first flow path defined inside the first partition member along the first partition member, and a first flow path defined inside the second partition member along the second partition member. It may include a second flow path continuously connected to the flow path.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 응축수의 결빙을 억제하면서, 구조를 간소화하고 공간활용성 및 설계자유도를 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to obtain the advantageous effect of simplifying the structure and improving space utilization and design freedom while suppressing freezing of condensate.

무엇보다도, 본 발명의 실시예에 따르면 별도의 히터를 사용하지 않고 냉각수를 이용하여 드레인밸브에서의 응축수 결빙 현상을 억제하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Above all, according to an embodiment of the present invention, it is possible to obtain the advantageous effect of suppressing condensate freezing in the drain valve by using coolant without using a separate heater.

특히, 본 발명의 실시예에 따르면 드레인밸브에 마련되는 파티션부가 응축수의 이동 방향을 전환하는 역할을 수행함과 아울러 응축수를 가열하는 역할을 수행할 수 있게 함으로써, 구조를 간소화하고 공간활용성 및 설계자유도를 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In particular, according to an embodiment of the present invention, the partition provided in the drain valve performs the role of changing the direction of movement of condensate as well as heating the condensate, thereby simplifying the structure and improving space utilization and design freedom. The beneficial effect of improving can be obtained.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 응축수의 결빙으로 인한 드레인밸브의 막힘 현상을 억제하고, 응축수를 적시에 배출하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to obtain the advantageous effect of suppressing blockage of the drain valve due to freezing of condensate and discharging condensate in a timely manner.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 안정성 및 신뢰성을 향상시키고, 에너지 효율 및 시스템 효율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to embodiments of the present invention, the advantageous effects of improving stability and reliability, and improving energy efficiency and system efficiency can be obtained.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템으로서, 드레인밸브를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템으로서, 파티션부를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram for explaining a drain valve as a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.
3 to 5 are diagrams for explaining a partition part of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

다만, 본 발명의 기술사상은 설명되는 일부 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.However, the technical idea of the present invention is not limited to some of the described embodiments, but may be implemented in various different forms, and as long as it is within the scope of the technical idea of the present invention, one or more of the components may be optionally used between the embodiments. It can be used by combining and replacing.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention, unless explicitly specifically defined and described, are generally understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. It can be interpreted as meaning, and the meaning of commonly used terms, such as terms defined in a dictionary, can be interpreted by considering the contextual meaning of the related technology.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.Additionally, the terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In this specification, the singular may also include the plural unless specifically stated in the phrase, and when described as "at least one (or more than one) of A and B and C", it is combined with A, B, and C. It can contain one or more of all possible combinations.

또한, 본 발명의 실시예의 구성요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.Additionally, in describing the components of the embodiments of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used.

이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.These terms are only used to distinguish the component from other components, and are not limited to the essence, order, or order of the component.

그리고, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.And, when a component is described as being 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to the other component, but also is connected to the other component. It may also include cases where other components are 'connected', 'combined', or 'connected' due to another component between them.

또한, 각 구성요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성요소가 두 개의 구성요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.Additionally, when described as being formed or disposed "above" or "below" each component, "above" or "below" refers not only to cases where two components are in direct contact with each other, but also to one This also includes cases where another component described above is formed or disposed between two components. In addition, when expressed as "top (above) or bottom (bottom)", it may include not only the upward direction but also the downward direction based on one component.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 드레인밸브(120)는, 응축수가 수용되는 밸브하우징(122), 및 밸브하우징(122)의 내부에 마련되어 응축수의 이동 방향을 전환하며 냉각수가 순환하는 냉각수유로(131)를 정의하는 파티션부(130)를 포함한다.Referring to Figures 1 to 5, the drain valve 120 according to an embodiment of the present invention is provided in a valve housing 122 in which condensate is accommodated, and inside the valve housing 122 to change the direction of movement of condensate. It includes a partition 130 that defines a coolant flow path 131 through which coolant circulates.

참고로, 본 발명의 실시예에 따른 드레인밸브(120)는 피대상체에서 발생된 응축수를 선택적으로 배출하기 위해 사용될 수 있으며, 드레인밸브(120)가 적용되는 피대상체의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.For reference, the drain valve 120 according to an embodiment of the present invention can be used to selectively discharge condensate generated from the object, and the drain valve 120 can be used according to the type and characteristics of the object to which the present invention is applied. This is not limited or limited.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 드레인밸브(120)가 차량, 선박, 항공 등과 같은 모빌리티(mobility)에 적용되는 연료전지 시스템(10)에 적용된 예를 들어 설명하기로 한다.Hereinafter, the drain valve 120 according to an embodiment of the present invention will be described as an example applied to the fuel cell system 10 applied to mobility such as vehicles, ships, and aviation.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 연료전지 시스템(10)은, 모빌리티에 마련되는 연료전지 스택(110), 모빌리티에 마련되며 냉각수가 순환하는 냉각수라인(210), 및 연료전지 스택(110)에서 발생된 응축수가 수용되는 밸브하우징(122) 및 밸브하우징(122)의 내부에 마련되어 응축수의 이동 방향을 전환하며 냉각수가 순환하는 냉각수유로(131)를 정의하는 파티션부(130)를 포함하는 드레인밸브(120)를 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the fuel cell system 10 includes a fuel cell stack 110 provided in the mobility, a coolant line 210 provided in the mobility through which coolant circulates, and a fuel cell stack 110. A drain valve including a valve housing 122 that accommodates the generated condensate, and a partition 130 provided inside the valve housing 122 to change the direction of movement of the condensate and define a coolant flow path 131 through which the coolant circulates. Includes (120).

연료전지 스택(110)은, 연료(예를 들어, 수소)의 화학적인 반응으로 전기에너지를 생산하는 일종의 발전 장치로서, 수십 또는 수백 개의 연료전지 셀(단위 셀)을 직렬로 적층하여 구성될 수 있다.The fuel cell stack 110 is a type of power generation device that produces electrical energy through a chemical reaction of fuel (for example, hydrogen), and can be constructed by stacking dozens or hundreds of fuel cell cells (unit cells) in series. there is.

연료전지 셀은 연료(예를 들어, 수소)와 산화제(예를 들어, 공기)의 산화환원반응을 통해 전기를 생산할 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있다.Fuel cell cells can be formed in various structures that can produce electricity through a redox reaction between a fuel (eg, hydrogen) and an oxidizing agent (eg, air).

일 예로, 연료전지 셀은, 수소 이온이 이동하는 전해질막을 중심으로 막의 양쪽에 전기화학반응이 일어나는 촉매전극층이 부착된 막전극접합체(MEA:Membrane Electrode Assembly)(미도시), 반응기체들을 고르게 분포시키고 발생된 전기에너지를 전달하는 역할을 수행하는 기체확산층(GDL:Gas Diffusion Layer)(미도시), 반응기체들 및 냉각수의 기밀성과 적정 체결압을 유지하기 위한 가스켓 및 체결기구(미도시), 그리고 반응기체들 및 냉각수를 이동시키는 분리판(bipolar plate)(미도시)을 포함할 수 있다.As an example, a fuel cell is a membrane electrode assembly (MEA: Membrane Electrode Assembly) (not shown) with catalyst electrode layers where electrochemical reactions occur on both sides of the electrolyte membrane through which hydrogen ions move, and evenly distributes the reaction gases. a gas diffusion layer (GDL: Gas Diffusion Layer) (not shown) that plays the role of transmitting the generated electrical energy, a gasket and fastening mechanism (not shown) to maintain airtightness and appropriate fastening pressure of the reaction gases and coolant, It may also include a bipolar plate (not shown) that moves the reaction gases and cooling water.

보다 구체적으로, 연료전지 셀에서 연료인 수소와 산화제인 공기(산소)가 분리판의 유로를 통해 막전극접합체의 애노드(anode)와 캐소드(cathode)로 각각 공급되는데, 수소는 애노드로 공급되고, 공기는 캐소드로 공급된다.More specifically, in a fuel cell, hydrogen as a fuel and air (oxygen) as an oxidizing agent are supplied to the anode and cathode of the membrane electrode assembly through the flow path of the separator, respectively. Hydrogen is supplied to the anode, Air is supplied to the cathode.

애노드로 공급된 수소는 전해질막의 양쪽에 구성된 전극층의 촉매에 의해 수소 이온(proton)과 전자(electron)로 분해되며, 이 중 수소 이온만이 선택적으로 양이온교환막인 전해질막을 통과하여 캐소드로 전달되고, 동시에 전자는 도체인 기체확산층과 분리판을 통해 캐소드로 전달된다.The hydrogen supplied to the anode is decomposed into hydrogen ions (protons) and electrons (electrons) by the catalyst in the electrode layer formed on both sides of the electrolyte membrane, and only hydrogen ions are selectively passed through the electrolyte membrane, which is a cation exchange membrane, and transferred to the cathode. At the same time, electrons are transferred to the cathode through the conductive gas diffusion layer and separator plate.

캐소드에서는 전해질막을 통해 공급된 수소 이온과 분리판을 통해 전달된 전자가 공기공급장치에 의해 캐소드로 공급된 공기 중 산소와 만나서 물을 생성하는 반응을 일으킨다. 이때 일어나는 수소 이온의 이동에 기인하여 외부 도선을 통한 전자의 흐름이 발생하며, 이러한 전자의 흐름으로 전류가 생성된다.At the cathode, hydrogen ions supplied through the electrolyte membrane and electrons transferred through the separator meet oxygen in the air supplied to the cathode by the air supply device, causing a reaction to generate water. Due to the movement of hydrogen ions that occurs at this time, a flow of electrons occurs through the external conductor, and current is generated through this flow of electrons.

냉각수라인(210)은 모빌리티에 마련되며, 냉각수라인(210)을 따라서는 냉각대상체를 냉각(또는 가열)하기 위한 냉각수(전장 냉각수)가 순환할 수 있다.The coolant line 210 is provided in the mobility, and coolant (electrical coolant) for cooling (or heating) the object to be cooled may circulate along the coolant line 210.

참고로, 본 발명의 실시예에서 냉각수라인(210)이라 함은, 모빌리티의 전장부품(power electronic parts)(200)을 경유하는 전장 냉각수라인, 및 연료전지 스택(110)을 경유하는 스택 냉각수라인을 모두 포함하는 것으로 정의될 수 있다.For reference, in the embodiment of the present invention, the coolant line 210 refers to an electric vehicle coolant line passing through power electronic parts 200 of mobility, and a stack coolant line passing through the fuel cell stack 110. It can be defined as including all.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 냉각수라인(210)으로서 모빌리티의 전장부품(200)을 경유하는 전장 냉각수라인이 사용될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, an electric coolant line passing through the mobility electric component 200 may be used as the coolant line 210.

물론, 스택 냉각수의 열을 이용하여 드레인밸브에 잔류하는 응축수를 가열하는 것도 가능하지만, 드레인밸브를 경유하는 스택 냉각수라인을 구현하기 위해 별도의 밸브, 유로(배관) 및 센서 등을 추가적으로 마련해야 하므로, 구조 및 제어가 복잡해지는 문제점이 있고, 열관리가 중요한 스택 냉각수라인의 차압이 증가하는 문제점이 있다.Of course, it is also possible to heat the condensate remaining in the drain valve using the heat of the stack coolant, but in order to implement a stack coolant line passing through the drain valve, a separate valve, flow path (piping), and sensor must be additionally prepared. There is a problem in that the structure and control become more complex, and the differential pressure in the stack coolant line, where heat management is important, increases.

하지만, 본 발명의 실시예는, 스택 냉각수라인이 아닌 전장부품(200)을 경유하는 전장 냉각수라인이 드레인밸브(120)의 응축수와 열교환 가능하게 드레인밸브(120)를 경유하도록 하는 것에 의하여, 별도의 밸브, 유로 및 센서 등을 추가적으로 마련하지 않고도, 전장 냉각수의 열을 이용하여 드레인밸브(120)에 잔류하는 응축수를 가열하는 것이 가능하다.However, in the embodiment of the present invention, the electrical coolant line passing through the electrical component 200, rather than the stack coolant line, passes through the drain valve 120 to enable heat exchange with the condensate of the drain valve 120. It is possible to heat the condensate remaining in the drain valve 120 using the heat of the electric coolant without additionally providing valves, flow paths, sensors, etc.

보다 구체적으로, 도 1을 참조하면, 냉각수라인(210)(전장 냉각수라인)은 모빌리티의 전장부품(power electronic parts)(200)을 경유하도록 제공되며, 냉각수라인(210)을 따라서는 전장부품(200)을 냉각하기 위한 냉각수(전장 냉각수)가 순환할 수 있다.More specifically, referring to Figure 1, the coolant line 210 (electrical coolant line) is provided to pass through power electronic parts 200 of mobility, and along the coolant line 210, electrical parts ( 200), the coolant (electrical coolant) for cooling can circulate.

여기서, 모빌리티의 전장부품(200)이라 함은, 모빌리티(예를 들어, 차량)의 전원을 에너지원으로 사용하는 부품으로 이해될 수 있으며, 전장부품(200)의 종류 및 개수에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Here, the mobility electrical component 200 can be understood as a component that uses the power source of mobility (e.g., a vehicle) as an energy source, and the present invention can be determined depending on the type and number of the electrical component 200. It is not restricted or limited.

일 예로, 전장부품(200)은, 연료전지 스택(110)으로 공급되는 공기를 압축하는 공기압축기(미도시), 연료전지 스택(110)과 고전압 배터리(미도시) 사이에 구비되는 BHDC(Bi-directional High voltage DC-DC Converter)(미도시), 공기압축기(미도시)를 제어하는 BPCU(Blower Pump Control Unit)(미도시), 고전압 배터리에서 공급받은 직류 고전압을 직류 저전압으로 변환하는 LDC(Low-Voltage DC-DC Converter)(미도시), 에어쿨러(air cooler)(미도시) 등을 포함할 수 있다.As an example, the electrical components 200 include an air compressor (not shown) that compresses the air supplied to the fuel cell stack 110, and a BHDC (Bi) provided between the fuel cell stack 110 and the high-voltage battery (not shown). -directional High voltage DC-DC Converter (not shown), BPCU (Blower Pump Control Unit) (not shown) that controls the air compressor (not shown), LDC (LDC) that converts the high DC voltage supplied from the high voltage battery into low DC voltage. It may include a Low-Voltage DC-DC Converter (not shown), an air cooler (not shown), etc.

또한, 냉각수라인(210)에는 냉각수를 강제적으로 유동시키기 위한 펌프(미도시), 및 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터(예를 들어, 냉각팬에 의해 송풍되는 외기에 의해 냉각되는 라디에이터) 등이 마련될 수 있다.In addition, the coolant line 210 may be provided with a pump (not shown) to force coolant to flow, and a radiator to cool the coolant (for example, a radiator cooled by outside air blown by a cooling fan). You can.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 연료전지 시스템(10)은 연료전지 스택(110)으로 공급되는 공기를 가습하는 가습기(140)를 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the fuel cell system 10 may include a humidifier 140 that humidifies the air supplied to the fuel cell stack 110.

여기서, 연료전지 스택(110)으로 공급되는 공기를 가습한다 함은 공기의 습도를 높이는 공정으로 정의된다.Here, humidifying the air supplied to the fuel cell stack 110 is defined as a process of increasing the humidity of the air.

일 예로, 가습기(140)는 연료전지 스택(110)으로부터 배출되는 공기(습윤공기) 및 드레인밸브(120)로부터 배출되는 응축수를 이용하여 연료전지 스택(110)으로 공급되는 공기(건조공기)를 가습하도록 구성될 수 있다.As an example, the humidifier 140 uses the air (wet air) discharged from the fuel cell stack 110 and the condensate discharged from the drain valve 120 to purify the air (dry air) supplied to the fuel cell stack 110. It may be configured to humidify.

가습기(140)는 연료전지 스택(110)으로부터 배출되는 공기(습윤공기) 및 응축수를 이용하여 건조공기를 가습할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 가습기(140)의 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The humidifier 140 may be provided in various structures capable of humidifying dry air using air (wet air) and condensate discharged from the fuel cell stack 110, and the present invention can be achieved by the structure of the humidifier 140. It is not restricted or limited.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 가습기(140)에는 유입가스(건조 공기)가 유입(공급)되는 유입가스 연결포트(미도시), 가습기(140)의 내부를 통과한(가습 처리된) 유입가스가 배출되는 유입가스 배출포트(미도시), 연료전지 스택(110)으로부터 배출된 습윤공기가 공급되는 습윤공기 연결포트(미도시), 유입가스를 가습시킨 습윤공기를 외부로 배출하는 습윤공기 배출포트(미도시), 및 드레인밸브(120)로부터 배출된 응축수가 유입되는 유입포트(미도시)가 마련될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the humidifier 140 has an inlet gas connection port (not shown) through which inlet gas (dry air) flows in (supplied), and an inflow (humidified) that passes through the interior of the humidifier 140. An inflow gas discharge port (not shown) through which gas is discharged, a wet air connection port (not shown) through which the wet air discharged from the fuel cell stack 110 is supplied, and a wet air outlet that discharges the wet air that humidifies the inflow gas to the outside. A discharge port (not shown) and an inlet port (not shown) through which condensate discharged from the drain valve 120 flows may be provided.

유입가스 연결포트를 통해 공급된 유입가스는, 가습기(140)의 내부에 마련된 가습막(예를 들어, 중공 사막)(미도시)을 통과하는 중에 습윤공기 및 응축수에 의해 가습 처리된 후, 유입가스 배출포트를 통해 연료전지 스택(110)으로 공급될 수 있다.The inflow gas supplied through the inflow gas connection port is humidified by moist air and condensate while passing through a humidifying membrane (e.g., hollow membrane) (not shown) provided inside the humidifier 140, and then flows in. It can be supplied to the fuel cell stack 110 through the gas discharge port.

아울러, 연료전지 스택(110)에서 배출되는 습윤공기(또는 응축수)는, 습윤공기 연결포트로 공급되어 가습기(140)의 내부에서 유입가스를 가습시킨 후 습윤공기 배출포트를 통해 외부로 배출될 수 있다.In addition, the wet air (or condensate) discharged from the fuel cell stack 110 can be supplied to the wet air connection port to humidify the incoming gas inside the humidifier 140 and then discharged to the outside through the wet air discharge port. there is.

유입포트와 드레인밸브(120)는 드레인라인(미도시)을 매개로 연결될 수 있고, 드레인밸브(120)로부터 배출된 응축수는 드레인라인을 따라 유입포트에 공급될 수 있다.The inlet port and the drain valve 120 may be connected via a drain line (not shown), and condensate discharged from the drain valve 120 may be supplied to the inlet port along the drain line.

드레인밸브(120)는 연료전지 스택(110)에서 발생된 응축수를 연료전지 스택(110)의 외부로 배출(예를 들어, 가습기로 공급)하도록 마련된다.The drain valve 120 is provided to discharge condensed water generated in the fuel cell stack 110 to the outside of the fuel cell stack 110 (for example, supply it to a humidifier).

보다 구체적으로, 드레인밸브(120)는, 연료전지 스택(110)에서 발생된 응축수가 수용되는 밸브하우징(122), 및 밸브하우징(122)의 내부에 마련되어 응축수의 이동 방향을 전환하며 냉각수가 순환하는 냉각수유로(131)를 정의하는 파티션부(130)를 포함할 수 있다.More specifically, the drain valve 120 is provided in the valve housing 122, which accommodates the condensate generated in the fuel cell stack 110, and inside the valve housing 122 to change the direction of movement of the condensate and circulate the coolant. It may include a partition 130 defining a coolant flow path 131.

밸브하우징(122)은 응축수가 수용되는 수용 공간을 갖는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 밸브하우징(122)의 구조 및 형태에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The valve housing 122 may be provided in various structures having a space for accommodating condensate, and the present invention is not limited or limited by the structure and shape of the valve housing 122.

일 예로, 밸브하우징(122)은 대략 사각 박스 형태로 형성될 수 있으며, 밸브하우징(122)의 응축수 출구 포트(미도시)는 통상의 밸브장치(예를 들어, 솔레노이드 밸브)에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다.As an example, the valve housing 122 may be formed in a substantially square box shape, and the condensate outlet port (not shown) of the valve housing 122 is selectively opened and closed by a conventional valve device (e.g., solenoid valve). It can be.

파티션부(130)는 응축수의 이동 방향(응축수가 응축수 출구 포트를 향해 이동하는 방향)을 전환하면서 냉각수가 순환하는 냉각수유로(131)를 정의하도록 밸브하우징(122)의 내부에 마련된다.The partition unit 130 is provided inside the valve housing 122 to define a coolant flow path 131 through which the coolant circulates while changing the direction in which the condensate moves (the direction in which the condensate moves toward the condensate water outlet port).

여기서, 응축수의 이동 방향을 전환한다 함은, 밸브하우징(122)의 내부에서 이동하는 응축수의 이동 방향을 직선 형태가 아닌 꺾어진 형태(절곡된 형태)로 정의하는 것으로 이해될 수 있다.Here, changing the direction of movement of condensate can be understood as defining the direction of movement of condensate moving inside the valve housing 122 in a bent shape (bent shape) rather than a straight shape.

파티션부(130)는 응축수의 수위 레벨을 센싱하는 레벨센서(150)의 센싱 성능 및 정확도를 향상시키기 위해 응축수의 이동 방향을 전환하도록 구성된다.The partition unit 130 is configured to change the direction of movement of the condensate to improve the sensing performance and accuracy of the level sensor 150 that senses the water level of the condensate.

즉, 피대상체(예를 들어, 차량)의 자세 변화에 따라 밸브하우징(122)이 급격히 기울어짐으로 인해, 밸브하우징(122)에 수용된 응축수가 급격하게 요동치거나 특정 부위에서 응축수 수위가 비정상적으로 상승(또는 하강)하면, 레벨센서(150)의 센싱 성능 및 정확도가 저하되는 문제점이 있다.That is, as the valve housing 122 is tilted sharply according to a change in the posture of the subject (for example, a vehicle), the condensate contained in the valve housing 122 fluctuates rapidly or the condensate level is abnormal in a specific area. When it rises (or falls), there is a problem in that the sensing performance and accuracy of the level sensor 150 deteriorate.

하지만, 본 발명의 실시예는 밸브하우징(122)의 내부에 파티션부(130)를 마련하는 것에 의하여, 피대상체(예를 들어, 차량)의 자세 변화에 의해 밸브하우징(122)이 급격하게 기울어지더라도, 응축수가 급격하게 요동치거나 특정 부위에서 응축수 수위가 비정상적으로 상승(또는 하강)하는 것을 최소화할 수 있으므로, 레벨센서(150)의 센싱 성능 및 정확도를 안정적으로 보장하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.However, in the embodiment of the present invention, by providing a partition 130 inside the valve housing 122, the valve housing 122 is tilted sharply due to a change in the posture of the subject (for example, a vehicle). Even if the condensate suddenly fluctuates or the condensate level abnormally rises (or falls) in a specific area, it can be minimized, which has the beneficial effect of stably guaranteeing the sensing performance and accuracy of the level sensor 150. there is.

파티션부(130)는 응축수의 이동 방향을 전환할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 파티션부(130)의 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The partition unit 130 may be provided in various structures that can change the direction of movement of condensate, and the present invention is not limited or limited by the structure of the partition unit 130.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 파티션부(130)는, 밸브하우징(122)의 내부에 마련되며 제1통과홀(132a)이 형성된 제1파티션부재(132), 및 밸브하우징(122)의 내부에 마련되며 제1통과홀(132a)과 이격되게 제2통과홀(134a)이 형성된 제2파티션부재(134)를 포함할 수 있고, 제1파티션부재(132) 및 제2파티션부재(134)는 상호 협조적으로 응축수가 이동하는 전환 이동 경로(도 2의 WP 참조)를 정의할 수 있다.Referring to FIGS. 2 to 5, according to a preferred embodiment of the present invention, the partition unit 130 is provided inside the valve housing 122 and includes a first partition member 132 having a first passage hole 132a. ), and may include a second partition member 134 provided inside the valve housing 122 and having a second passage hole 134a spaced apart from the first passage hole 132a, and the first partition member ( 132) and the second partition member 134 may cooperatively define a transition movement path (see WP in FIG. 2) along which condensate moves.

일 예로, 제1파티션부재(132)는 대략 직선 플레이트 형태로 형성되어 밸브하우징(122)의 내부 공간을 구획할 수 있고, 제2파티션부재(134)는 제1파티션부재(132)에 대응하는 형태를 가지며 제1파티션부재(132)와 나란(평행)하도록 배치되어 밸브하우징(122)의 나머지 내부 공간을 구획할 수 있다.As an example, the first partition member 132 is formed in a substantially straight plate shape to partition the internal space of the valve housing 122, and the second partition member 134 corresponds to the first partition member 132. It has a shape and is arranged parallel to the first partition member 132 to partition the remaining internal space of the valve housing 122.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제1파티션부재(132)의 일단은 제2파티션부재(134)의 일단에 연속적으로 연결될 수 있으며, 제1파티션부재(132)와 제2파티션부재(134)는 상호 협조적으로 대략 'U'자 형태를 이루도록 제공될 수 있다. 다르게는 제1파티션부재와 제2파티션부재를 분리된 구조로 구성하는 것도 가능하다.According to a preferred embodiment of the present invention, one end of the first partition member 132 may be continuously connected to one end of the second partition member 134, and the first partition member 132 and the second partition member 134 Can be provided to cooperate with each other to form an approximately 'U' shape. Alternatively, it is also possible to configure the first partition member and the second partition member as separate structures.

도 3을 참조하면, 제1통과홀(132a)은 밸브하우징(122)에 수용된 응축수를 제1파티션부재(132)에 의해 구획된 다른 공간(예를 들어, 제1파티션부재와 제2파티션부재의 사이 공간)으로 이동시키기 위해 마련된다. Referring to FIG. 3, the first passage hole 132a allows condensed water contained in the valve housing 122 to flow to another space partitioned by the first partition member 132 (for example, the first partition member and the second partition member). It is prepared to move to the space between.

제1통과홀(132a)의 구조 및 위치는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 제1통과홀(132a)의 구조 및 위치에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The structure and location of the first passage hole 132a may be changed in various ways depending on required conditions and design specifications, and the present invention is not limited or restricted by the structure and location of the first passage hole 132a.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제1통과홀(132a)은 대략 사각홀 형태로 형성될 수 있고, 중력 방향(상하 방향)을 따라 제1파티션부재(132)의 최하단(예를 들어, 도 3을 기준으로 제1파티션부재의 좌측 최하단)에 마련될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the first passage hole 132a may be formed in a substantially square hole shape, and is located at the bottom of the first partition member 132 (for example, in the direction of gravity) (up and down). It may be provided at the lower left corner of the first partition member (based on number 3).

이와 같이, 본 발명의 실시예는 제1파티션부재(132)의 최하단에 제1통과홀(132a)을 형성하는 것에 의하여, 응축수의 수위 레벨이 일정 이상 낮아지더라도 응축수의 원활한 이동을 보장할 수 있다. 다르게는 제1통과홀을 제1파티션부재의 중앙부 또는 여타 다른 위치에 형성하는 것도 가능하다.As such, the embodiment of the present invention forms the first passage hole 132a at the bottom of the first partition member 132, thereby ensuring smooth movement of condensate even if the water level of the condensate is lowered by a certain level or more. there is. Alternatively, it is possible to form the first passage hole in the center of the first partition member or in another location.

도 4를 참조하면, 제2통과홀(134a)은 제1통과홀(132a)을 통과한 응축수를 제2파티션부재(134)에 의해 구획된 다른 공간(예를 들어, 응축수 배출 포트와 연통되는 공간)으로 이동시키기 위해 마련된다. Referring to FIG. 4, the second passage hole 134a directs the condensed water that has passed through the first passage hole 132a to another space partitioned by the second partition member 134 (for example, communicating with the condensate discharge port). It is prepared to move to space.

제2통과홀(134a)의 구조 및 위치는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 제2통과홀(134a)의 구조 및 위치에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The structure and location of the second passage hole 134a may be changed in various ways depending on required conditions and design specifications, and the present invention is not limited or limited by the structure and location of the second passage hole 134a.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제2통과홀(134a)은 대략 사각홀 형태로 형성될 수 있고, 제2통과홀(134a)은 중력 방향(상하 방향)을 따라 제2파티션부재(134)의 최하단(예를 들어, 도 4를 기준으로 제2파티션부재의 우측 최하단)에 마련될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the second passage hole 134a may be formed in a substantially square hole shape, and the second passage hole 134a is formed along the direction of gravity (up and down direction) by the second partition member 134. It may be provided at the bottom of (for example, the bottom right of the second partition member with reference to FIG. 4).

이와 같이, 본 발명의 실시예는 제2파티션부재(134)의 최하단에 제2통과홀(134a)을 형성하는 것에 의하여, 응축수의 수위 레벨이 일정 이상 낮아지더라도 응축수의 원활한 이동을 보장할 수 있다. 다르게는 제2통과홀을 제2파티션부재의 중앙부 또는 여타 다른 위치에 형성하는 것도 가능하다.As such, the embodiment of the present invention forms the second passage hole 134a at the bottom of the second partition member 134, thereby ensuring smooth movement of condensate even if the water level of the condensate is lowered by a certain level or more. there is. Alternatively, it is possible to form the second passage hole in the center of the second partition member or in another location.

바람직하게, 제1파티션부재(132)는 제2파티션부재(134)와 상호 협조적으로 응축수의 전환 이동 경로를 지그재그 형태로 정의할 수 있다.Preferably, the first partition member 132 and the second partition member 134 may mutually define the transition movement path of the condensate in a zigzag form.

한편, 전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 파티션부(130)가 2개의 파티션부재(제1파티션부재 및 제2파티션부재)를 포함하는 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 파티션부가 단 하나의 파티션부재를 포함하거나, 3개 이상의 파티션부재를 포함하는 것도 가능하다.Meanwhile, in the above-described and illustrated embodiment of the present invention, the partition unit 130 is described as an example including two partition members (a first partition member and a second partition member), but in other embodiments of the present invention According to this, it is possible for the partition unit to include only one partition member or to include three or more partition members.

도 5를 참조하면, 냉각수유로(131)는 파티션부(130)를 따라 파티션부(130)의 내부에 마련되며, 밸브하우징(122)의 냉각수 입구포트(123)를 통해 유입된 냉각수는 냉각수유로(131)를 따라 이동한 후 냉각수 출구포트(124)를 통해 다시 냉각수라인(210)으로 공급될 수 있다.Referring to FIG. 5, the coolant flow path 131 is provided inside the partition 130 along the partition 130, and the coolant flowing in through the coolant inlet port 123 of the valve housing 122 flows into the coolant flow path. After moving along (131), it can be supplied back to the coolant line 210 through the coolant outlet port 124.

냉각수유로(131)는 냉각수라인(210)을 따라 순환하는 냉각수(예를 들어, 전장부품을 통과함으로써 가열된 냉각수)를 이용하여 드레인밸브(120)에 수용된 응축수를 가열(승온)하기 위해 마련된다.The coolant flow path 131 is provided to heat (raise) the condensate contained in the drain valve 120 using coolant (e.g., coolant heated by passing through electrical components) circulating along the coolant line 210. .

이는, 겨울철 낮은 온도로 인해, 드레인밸브(120)의 내부에 잔류하는 응축수가 결빙될 수 있고, 응축수의 결빙 현상이 발생하면, 드레인밸브(120)가 막혀 응축수를 적시에 배출(예를 들어, 가습기로 응축수를 공급)할 수 없다는 것에 기인한 것으로, 본 발명의 실시예는, 전장부품(200)을 경유하는 냉각수(고온 냉각수)가 드레인밸브(120)의 내부를 경유(파티션부(130)의 내부를 따라 순환)하도록 하는 것에 의하여, 드레인밸브(120)에서 응축수의 결빙 현상을 억제하고, 응축수를 효과적으로 배출하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.This is because, due to low temperatures in winter, the condensate remaining inside the drain valve 120 may freeze, and when the condensate freezes, the drain valve 120 is blocked and the condensate is discharged in a timely manner (e.g., This is due to the inability to supply condensate to the humidifier, and in the embodiment of the present invention, coolant (high temperature coolant) passing through the electrical component 200 passes through the inside of the drain valve 120 (partition portion 130). By allowing it to circulate along the inside of the drain valve 120, it is possible to obtain the advantageous effect of suppressing the freezing phenomenon of condensate in the drain valve 120 and effectively discharging the condensate.

특히, 본 발명의 실시예는 냉각수라인(210)을 따라 순환하는 냉각수가 드레인밸브(120)의 내부를 경유하도록 하는 것에 의하여, 드레인밸브(120)의 내부에 수용된 응축수의 결빙을 효과적으로 억제하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In particular, the embodiment of the present invention has the advantage of effectively suppressing freezing of condensate contained in the drain valve 120 by allowing the coolant circulating along the coolant line 210 to pass through the inside of the drain valve 120. You can get the effect.

더욱이, 본 발명의 실시예는 별도의 히터를 사용하지 않고도, 냉각수라인(210)을 따라 순환하는 냉각수의 열(예를 들어, 전장부품을 통과한 냉각수의 열)을 이용하여 드레인밸브(120)에 잔류하는 응축수를 가열할 수 있으므로, 구조를 간소화하고, 공간활용성 및 설계자유도를 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 응축수를 가열하기 위한 히터를 배제할 수 있으므로, 히터 작동에 의한 에너지 효율 및 시스템 효율 저하를 방지할 수 있고, 히터에 의한 각종 전기적인 문제(예를 들어, 단락, 쇼트 또는 소손)의 발생 위험성을 낮추는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Moreover, the embodiment of the present invention uses the heat of the coolant circulating along the coolant line 210 (for example, the heat of the coolant passing through the electrical components) to drain the drain valve 120 without using a separate heater. Since the remaining condensate can be heated, the beneficial effects of simplifying the structure and improving space utilization and design freedom can be obtained. In addition, according to an embodiment of the present invention, a heater for heating condensate can be excluded, thereby preventing a decrease in energy efficiency and system efficiency due to heater operation, and various electrical problems caused by the heater (for example, The advantageous effect of lowering the risk of occurrence of short circuit, short circuit, or burnout can be obtained.

냉각수유로(131)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따른 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 냉각수유로(131)의 구조 및 형태에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The coolant flow path 131 may be provided in various structures according to required conditions and design specifications, and the present invention is not limited or limited by the structure and shape of the coolant flow path 131.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 냉각수유로(131)는, 제1파티션부재(132)를 따라 제1파티션부재(132)의 내부에 정의되는 제1유로(131a), 및 제2파티션부재(134)를 따라 제2파티션부재(134)의 내부에 정의되며 제1유로(131a)에 연속적으로 연결되는 제2유로(131b)를 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the coolant flow path 131 includes a first flow path 131a defined inside the first partition member 132 along the first partition member 132, and a second partition member ( It is defined inside the second partition member 134 along 134 and may include a second flow path (131b) continuously connected to the first flow path (131a).

일 예로, 제1유로(131a)와 제2유로(131b)는 상호 협조적으로 대략 'U'자 형태를 이루도록 연속적으로 연결될 수 있다.For example, the first flow path 131a and the second flow path 131b may be continuously connected to cooperate with each other to form an approximately 'U' shape.

이와 같은 구조에 의해, 밸브하우징(122)의 냉각수 입구포트(123)를 통해 유입된 냉각수는 제1유로(131a) 및 제2유로(131b)를 순차적으로 통과한 후 냉각수 출구포트(124)를 통해 다시 냉각수라인(210)으로 공급될 수 있다.With this structure, the coolant flowing in through the coolant inlet port 123 of the valve housing 122 sequentially passes through the first flow path (131a) and the second flow path (131b) and then passes through the coolant outlet port 124. It can be supplied back to the coolant line 210 through the coolant.

전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 제1유로(131a) 및 제2유로(131b)가 연속적으로 연결된 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 제1유로와 제2유로를 서로 분리된 구조로 구성하는 것도 가능하다.In the above-mentioned and illustrated embodiment of the present invention, the first flow path 131a and the second flow path 131b are continuously connected, but according to another embodiment of the present invention, the first flow path 131a and the second flow path 131b are connected in series. It is also possible to configure them as separate structures.

또한, 전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 제1파티션부재(132)와 제2파티션부재(134)에 각각 냉각수유로(131)(제1유로 및 제2유로)가 마련된 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 제1파티션부재와 제2파티션부재 중 어느 하나에만 냉각수유로를 형성하는 것도 가능하다.In addition, in the embodiment of the present invention described above and shown, an example is provided in which coolant passages 131 (first passage and second passage) are provided in the first partition member 132 and the second partition member 134, respectively. However, according to another embodiment of the present invention, it is also possible to form a coolant flow path only in one of the first partition member and the second partition member.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the above description focuses on the examples, this is only an example and does not limit the present invention, and those skilled in the art will be able to You will see that various variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the examples can be modified and implemented. And these variations and differences related to application should be construed as being included in the scope of the present invention as defined in the appended claims.

10 : 연료전지 시스템
110 : 연료전지 스택
120 : 드레인밸브
122 : 밸브하우징
123 : 냉각수 입구포트
124 : 냉각수 출구포트
130 : 파티션부
131 : 냉각수유로
131a : 제1유로
131b : 제2유로
132 : 제1파티션부재
132a : 제1통과홀
134 : 제2파티션부재
134a : 제2통과홀
140 : 가습기
150 : 레벨센서
200 : 전장부품
210 : 냉각수라인10: Fuel cell system
110: Fuel cell stack
120: drain valve
122: valve housing
123: Coolant inlet port
124: Coolant outlet port
130: partition part
131: Coolant flow path
131a: 1st euro
131b: 2nd euro
132: First partition member
132a: First passage hole
134: Second partition member
134a: Second passage hole
140: Humidifier
150: Level sensor
200: Electrical parts
210: Coolant line

Claims (10)

응축수가 수용되는 밸브하우징; 및
상기 밸브하우징의 내부에 마련되어 상기 응축수의 이동 방향을 전환하며, 냉각수가 순환하는 냉각수유로를 정의하는 파티션부;
를 포함하는 드레인밸브.
A valve housing that accommodates condensate; and
a partition part provided inside the valve housing to change the direction of movement of the condensate and define a coolant flow path through which the coolant circulates;
Drain valve including.
 제1항에 있어서,
상기 파티션부는,
상기 밸브하우징의 내부에 마련되며, 제1통과홀이 형성된 제1파티션부재; 및
상기 밸브하우징의 내부에 마련되며, 상기 제1통과홀과 이격되게 제2통과홀이 형성된 제2파티션부재;를 포함하고,
상기 제1파티션부재 및 상기 제2파티션부재는 상호 협조적으로 상기 응축수가 이동하는 전환 이동 경로를 정의하는 드레인밸브.
According to paragraph 1,
The partition unit,
a first partition member provided inside the valve housing and having a first passage hole; and
A second partition member provided inside the valve housing and having a second passage hole spaced apart from the first passage hole,
A drain valve wherein the first partition member and the second partition member cooperatively define a transition path along which the condensate moves.
 제2항에 있어서,
상기 제1파티션부재 및 상기 제2파티션부재는 상기 전환 이동 경로를 지그재그 형태로 정의하는 드레인밸브.
According to paragraph 2,
A drain valve wherein the first partition member and the second partition member define the switching movement path in a zigzag shape.
 제2항에 있어서,
상기 제1통과홀은 중력 방향을 따라 상기 제1파티션부재의 최하단에 마련되고,
상기 제2통과홀은 중력 방향을 따라 상기 제2파티션부재의 최하단에 마련되는 드레인밸브.
According to paragraph 2,
The first passage hole is provided at the bottom of the first partition member along the direction of gravity,
The second passage hole is a drain valve provided at the bottom of the second partition member along the direction of gravity.
 제2항에 있어서,
상기 냉각수유로는,
상기 제1파티션부재를 따라 상기 제1파티션부재의 내부에 정의되는 제1유로; 및
상기 제2파티션부재를 따라 상기 제2파티션부재의 내부에 정의되며, 상기 제1유로에 연속적으로 연결되는 제2유로;
를 포함하는 드레인밸브.
According to paragraph 2,
The coolant flow path is,
a first flow path defined inside the first partition member along the first partition member; and
a second passageway defined inside the second partition member along the second partition member and continuously connected to the first passageway;
Drain valve including.
 모빌리티에 마련되는 연료전지 스택;
상기 모빌리티에 마련되며 냉각수가 순환하는 냉각수라인; 및
상기 연료전지 스택에서 발생된 응축수가 수용되는 밸브하우징, 및 상기 밸브하우징의 내부에 마련되어 상기 응축수의 이동 방향을 전환하며 상기 냉각수가 순환하는 냉각수유로를 정의하는 파티션부를 포함하는 드레인밸브;
을 포함하는 연료전지 시스템.
Fuel cell stack provided for mobility;
A coolant line provided in the mobility and through which coolant circulates; and
A drain valve including a valve housing that accommodates condensate generated from the fuel cell stack, and a partition provided inside the valve housing to change the direction of movement of the condensate and define a coolant flow path through which the coolant circulates;
A fuel cell system including.
 제6항에 있어서,
상기 파티션부는,
상기 밸브하우징의 내부에 마련되며, 제1통과홀이 형성된 제1파티션부재; 및
상기 밸브하우징의 내부에 마련되며, 상기 제1통과홀과 이격되게 제2통과홀이 형성된 제2파티션부재;를 포함하고,
상기 제1파티션부재 및 상기 제2파티션부재는 상호 협조적으로 상기 응축수가 이동하는 전환 이동 경로를 정의하는 연료전지 시스템.
According to clause 6,
The partition unit,
a first partition member provided inside the valve housing and having a first passage hole; and
A second partition member provided inside the valve housing and having a second passage hole spaced apart from the first passage hole,
A fuel cell system in which the first partition member and the second partition member cooperatively define a transition path along which the condensate moves.
 제7항에 있어서,
상기 제1파티션부재 및 상기 제2파티션부재는 상기 전환 이동 경로를 지그재그 형태로 정의하는 연료전지 시스템.
In clause 7,
The fuel cell system wherein the first partition member and the second partition member define the switching movement path in a zigzag shape.
 제7항에 있어서,
상기 제1통과홀은 중력 방향을 따라 상기 제1파티션부재의 최하단에 마련되고,
상기 제2통과홀은 중력 방향을 따라 상기 제2파티션부재의 최하단에 마련되는 연료전지 시스템.
In clause 7,
The first passage hole is provided at the bottom of the first partition member along the direction of gravity,
The fuel cell system wherein the second passage hole is provided at the bottom of the second partition member along the direction of gravity.
 제7항에 있어서,
상기 냉각수유로는,
상기 제1파티션부재를 따라 상기 제1파티션부재의 내부에 정의되는 제1유로; 및
상기 제2파티션부재를 따라 상기 제2파티션부재의 내부에 정의되며, 상기 제1유로에 연속적으로 연결되는 제2유로;
를 포함하는 연료전지 시스템.
In clause 7,
The coolant flow path is,
a first flow path defined inside the first partition member along the first partition member; and
a second passageway defined inside the second partition member along the second partition member and continuously connected to the first passageway;
A fuel cell system including.
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