Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A (대한기계학회논문집A)

The Korean Society of Mechanical Engineers (대한기계학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Study on Sealing Characteristics of Solenoid Valve for Fuel Cells

연료전지용 솔레노이드 밸브의 실링 특성에 관한 연구

  • 윤소남 (한국기계연구원 에너지플랜트연구본부) ;
  • 정황훈 (한국기계연구원 에너지플랜트연구본부) ;
  • 함영복 (한국기계연구원 에너지플랜트연구본부) ;
  • 김동건 (한국기계연구원 에너지플랜트연구본부) ;
  • 허덕열 (대한중천(주) 기술연구소)
  • Received : 2010.12.23
  • Accepted : 2011.07.20
  • Published : 2011.10.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The solenoid valve used in fuel cell system need to have good sealing performance because the work fluid can explode in the system. Moreover, the temperature of the work fluid is extremely high in order to maintain the properties of the rubber ring that seals the solenoid valve. This study deals with the rubber ring which is made from a fluoro-elastomer. The life cycle of the rubber ring was estimated by the relational expression of Arrhenius, and the solenoid valve was tested to confirm the sealing characteristics.

연료전지 내의 작동유체는 폭발성을 가지고 있기 때문에 솔레노이드 밸브의 실링특성은 일반적인 시스템에 비해 매우 중요하다 할 수 있다. 하지만, 이 시스템의 경우 작동 온도가 일반적인 경우에 비해 비교적 높으며, 작동 유체의 화학적 특성 때문에 실링에 사용되는 재질은 내화학성이 뛰어나면서도 연료전지 시스템에서 요구하는 수명을 보장해야 하는 어려움이 있다. 본 연구에서는 연료전지 내에서 사용가능한 솔레노이드 밸브의 실링 특성을 확인하기 위하여, 내화학성이 뛰어난 실링용 링의 재질인 불소고무에 대한 수명을 아레니우스(Arrhenius) 관계식을 이용하여 예측하였다. 또한, 수상치환법을 이용하여 실제 제작된 연료전지용 솔레노이드 밸브가 제품으로써 충분히 사용가능함을 확인하였다.

Keywords

References

  1. Choi, B. S., Ahn K. Y. and Park, M. R., 2006, "A Study of Aerodynamic Design of a Radial Turbine for BOP of MCFC Fuel Cell System," Proceedings. of the Fourth National Congress on Fluids Engineering, pp. 531-534.
  2. Lee, Y. B., Lee, H. S. and Chung, J. T., 2008, "An Experimental Study on the Durability Test for PEM Fuel Cell Turbo-Blower," Journal of the KSAE, Vol. 16, No. 5, pp. 37-43.
  3. Lee, H. S., Kim, C. H. and Lee, Y. B., 2006, "Study on Dynamic Characteristic & Performance of the Air Supply System for PEM Fuel Cell," Journal of KFME, Vol. 9, No. 6, pp. 45-53. https://doi.org/10.5293/KFMA.2006.9.6.045
  4. Park, G. G., Kim, J. H., Jeong, J. H. and Bae, J. M., 2007, "Study on Hydrogen Embrittlement of Fuel line for PEMFC," 2007 Spring Conference of the KSME, pp. 1104-1108.
  5. Bernstein, R., and Gillen, K. T., 2009, "Polymer Degradation and Stability" Polymer Degradation and Stability, Vol. 94, pp. 2107-2113. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2009.10.005
  6. Dlubek, G., Gupta, A. S., Pionteck, J., Krause-Rehberg, R., Kaspar, H. and Lochhaas, K. H., 2004, "Temperature Dependence of the Free Volume in Fluoroelastomers from Positron Lifetime and PVT Experiments," Journal of Macromolecules, Vol. 37, pp. 6606-6618. https://doi.org/10.1021/ma049067n
  7. Kim, M. S., Kim, J. H., Kim, S. J. and Kim, J. K., 2007, "A Study on Life Time Prediction and Acid-Heat Aging Property of NBR Rubber for Fuel Cell Gasket," Journal of elastomer, Vol. 42, No. 1, pp. 20-31.