KR101017360B1 - Device for tightening fuel cell stack - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료전지 스택의 체결장치에 관한 것으로서, 복수개의 연료전지 셀이 적층된 연료전지 스택을 체결하는 연료전지 스택의 체결장치에 있어서, 상기 연료전지 스택의 양끝단을 각각 지지하는 한쌍의 엔드 플레이트; 상기 연료전지 스택의 외곽에서 상기 엔드 플레이트에 결합되는 체결봉; 및 상기 체결봉과 나란하게 상기 한쌍의 엔드 플레이트 사이에 삽입되며, 상기 연료전지 스택이 상기 한쌍의 엔드 플레이트에 의해 균일하게 가압되도록 안내하는 가이드 부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a fastening device for a fuel cell stack, wherein the fastening device for a fuel cell stack for fastening a fuel cell stack in which a plurality of fuel cell stacks are stacked, the pair of ends each supporting both ends of the fuel cell stack plate; A fastening rod coupled to the end plate at an outer side of the fuel cell stack; And a guide member inserted between the pair of end plates side by side with the fastening rod, and configured to guide the fuel cell stack to be uniformly pressed by the pair of end plates.

Description

연료전지 스택의 체결장치{DEVICE FOR TIGHTENING FUEL CELL STACK}Fuel cell stack fastening device {DEVICE FOR TIGHTENING FUEL CELL STACK}

본 발명은 연료전지 스택의 체결장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분리판으로 구분된 단위셀을 복수개 적층하여 형성된 연료전지 스택을 보다 간단하고 용이하게 체결하면서 동시에 분리판 내의 면압 분포를 균일하게 할 수 있는 연료전지 스택의 체결장치에 관한 것이다. The present invention relates to a fastening device for a fuel cell stack. More particularly, the fuel cell stack formed by stacking a plurality of unit cells separated by a separator plate can be fastened more easily and easily, and at the same time, uniform surface pressure distribution in the separator plate. And a fastening device for a fuel cell stack.

연료전지는 수소 또는 탄화수소 계열 연료와 산소로 대표되는 산화제의 전기화학 반응에 의해 전기 에너지를 얻는 에너지원으로서, 미래를 대비하는 가장 유망한 청정 에너지원 중의 하나로 최근 크게 주목받고 있다. A fuel cell is an energy source that obtains electrical energy by an electrochemical reaction of an oxidant represented by hydrogen or a hydrocarbon-based fuel and oxygen, and is one of the most promising clean energy sources for the future.

이러한 연료전지는 크게 전기를 생성하는 스택, 스택으로 연료를 공급하는 연료 공급부 및 스택으로 산화제를 공급하는 산화제 공급부로 이루어진다. 여기서, 스택은 막전극조립체(Membrane Electrode Assembly)와 분리판(Separator)이 순차적으로 적층된 구조를 이루며, 막전극접합체는 연료의 산화 및 환원제의 환원반응을 통해 전기를 생성한다.The fuel cell is largely composed of a stack that generates electricity, a fuel supply unit supplying fuel to the stack, and an oxidant supply unit supplying an oxidant to the stack. Here, the stack forms a structure in which a membrane electrode assembly and a separator are sequentially stacked, and the membrane electrode assembly generates electricity through oxidation of fuel and reduction of a reducing agent.

분리판으로 구분된 단위셀이 순차적으로 적층되어 연료전지 스택을 형성하고, 각 단위셀의 출력전압이 합산되어 연료전지 스택의 출력전압이 정의된다.Unit cells divided by a separator are sequentially stacked to form a fuel cell stack, and the output voltages of the unit cells are summed to define an output voltage of the fuel cell stack.

연료전지 스택의 성능은 상술한 출력전압의 크기로 평가될 수 있으며, 상기 출력전압은 분리판과 분리판 사이의 압력에 의해 영향을 받는다.The performance of the fuel cell stack can be evaluated by the magnitude of the above-described output voltage, which is influenced by the pressure between the separator and the separator.

연료전지 스택의 분리판은, 흑연, 금속 또는 복합재료로 형성되며, 가스켓을 이용하여 전기화학반응을 위한 연료가 새어나가지 않도록 하고 있다.The separator plate of the fuel cell stack is formed of graphite, metal or composite material, and prevents the fuel for electrochemical reaction from leaking out using a gasket.

분리판 일측면에 형성된 가스 유로를 통과한 수소는 가스확산층을 통하여 막전극조립체로 공급되고, 분리판의 다른 일측면에서 공급되는 산소와 화학반응에 의해 전류가 발생한다.Hydrogen passing through the gas flow path formed on one side of the separator plate is supplied to the membrane electrode assembly through the gas diffusion layer, and current is generated by a chemical reaction with oxygen supplied from the other side of the separator plate.

연료전지 스택의 효율을 평가하는 데에는 분리판의 양 끝단에 형성된 전극을 통하여 출력되는 전류의 세기를 이용할 수 있으며, 이때 분리판과 분리판 사이의 면압은 이 전류의 세기에 영향을 미친다.In order to evaluate the efficiency of the fuel cell stack, the strength of the current output through the electrodes formed at both ends of the separator may be used, and the surface pressure between the separator and the separator affects the strength of the current.

즉, 상기 면압이 과소한 경우에는 분리판과 분리판 사이의 접촉저항이 커져 전류가 흐르지 않을 수 있으며, 면압이 과도한 경우에는 가스확산층이 압축되어 가스확산이 효율적으로 일어나지 않을 수 있다.That is, when the surface pressure is too small, the contact resistance between the separator and the separator may increase, so that no current flows. When the surface pressure is excessive, the gas diffusion layer may be compressed and gas diffusion may not occur efficiently.

따라서, 생성된 전류의 세기가 가장 우수한 소정의 면압이 존재하게 되며, 연료전지 스택 외부에 체결장치를 구비하여 상기 면압을 조절하게 된다.Therefore, there is a predetermined surface pressure having the best strength of the generated current, and a fastening device is provided outside the fuel cell stack to adjust the surface pressure.

종래의 연료전지 스택의 체결장치가 도 1에 도시되어 있다. 도 1에 도시된 종래 기술에 따른 연료전지 스택 체결장치는 연료전지 스택(1)의 양측 단부를 지지하는 두 개의 엔드 플레이트(2a, 2b)와 상기 두 개의 엔드 플레이트를 연결하는 복수의 체결봉(3) 및 이 체결봉(3)을 엔드 플레이트(2a, 2b)에 고정하는 체결너트(4)를 포함하고 있다.A fastening device of a conventional fuel cell stack is shown in FIG. The fuel cell stack fastening device according to the related art shown in FIG. 1 includes two end plates 2a and 2b supporting both ends of the fuel cell stack 1 and a plurality of fastening rods connecting the two end plates. 3) and a fastening nut 4 for fixing the fastening bar 3 to the end plates 2a and 2b.

체결봉(3)의 양단에는 수나사(5)가 형성되며 체결너트(4)는 수나사(5)가 형성된 체결봉(3)의 양단에 결합된다. 따라서, 두 개의 엔드 플레이트(2a, 2b) 사이에 개재된 연료전지 스택(1)의 분리판 사이의 면압은 체결너트(4)의 조임 정도에 의해 조절될 수 있다.Male threads 5 are formed at both ends of the fastening rod 3, and the fastening nut 4 is coupled to both ends of the fastening rod 3 on which the male screw 5 is formed. Therefore, the surface pressure between the separator plates of the fuel cell stack 1 interposed between the two end plates 2a and 2b can be adjusted by the tightening degree of the fastening nut 4.

그러나, 이러한 종래의 체결장치에 의하면, 체결봉(3)이 위치한 엔드 플레이트에 불필요한 굽힘 하중이 발생되고, 엔드 플레이트의 가운데 부분이 잘 눌리지 않아서 면압이 균일하게 유지될 수 없는 문제점이 있었다. 또한, 엔드 플레이트의 모서리 부분에 응력 집중이 발생하여 분리판의 손상이 일어나기 쉬우며, 너트를 통해 분리판을 눌러주며 체결하기 때문에 스택이 한쪽으로 쏠리는 현상이 발생하여 조립이 어려운 문제점이 있었다.However, according to such a conventional fastening device, an unnecessary bending load is generated on the end plate on which the fastening bar 3 is located, and the center portion of the end plate is hardly pressed so that the surface pressure cannot be maintained uniformly. In addition, stress concentration is easily generated at the edges of the end plate and damage of the separation plate is easily caused, and the assembly is difficult to assemble due to the phenomenon that the stack is pushed to one side by pressing and separating the separation plate through the nut.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 조립이 간단하고 용이하면서도 분리판 내의 면압 분포를 일정하게 유지할 수 있는 연료전지 스택의 체결장치를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a fastening device for a fuel cell stack that is simple and easy to assemble and can maintain a constant surface pressure distribution in the separator.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 연료전지 스택의 체결장치는,Fastening device for a fuel cell stack according to the present invention to solve the above problems,

복수개의 연료전지 셀이 적층된 연료전지 스택을 체결하는 연료전지 스택의 체결장치에 있어서, 상기 연료전지 스택의 양끝단을 각각 지지하는 한쌍의 엔드 플레이트; 상기 연료전지 스택의 외곽에서 상기 엔드 플레이트에 결합되는 체결봉; 및 상기 체결봉과 나란하게 위치하며, 상기 연료전지 스택이 상기 한쌍의 엔드 플레이트에 의해 균일하게 가압되도록 안내하는 가이드 부재;를 포함한다.A fastening device for a fuel cell stack for fastening a fuel cell stack in which a plurality of fuel cell cells are stacked, comprising: a pair of end plates each supporting both ends of the fuel cell stack; A fastening rod coupled to the end plate at an outer side of the fuel cell stack; And a guide member positioned side by side with the fastening rod and guiding the fuel cell stack to be uniformly pressed by the pair of end plates.

여기서, 상기 체결봉은, 일단에 형성된 플랜지와 타단에 결합되는 체결핀에 의해 상기 한쌍의 엔드 플레이트를 체결하는 것을 특징으로 한다.Here, the fastening rod is characterized in that for fastening the pair of end plates by a fastening pin coupled to the flange and the other end formed at one end.

또한, 상기 체결핀은 상기 체결봉의 상기 타단에 형성된 체결공에 결합되는 분할 체결핀인 것이 바람직하다.In addition, the fastening pin is preferably a split fastening pin coupled to the fastening hole formed at the other end of the fastening rod.

또한, 상기 체결봉의 상기 타단에 형성된 체결공은 상기 체결봉의 길이방향을 따라 복수개 형성되어 있는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that a plurality of fastening holes formed at the other end of the fastening bar are formed along the longitudinal direction of the fastening bar.

또한, 상기 체결핀은 상기 체결봉의 상기 타단에 형성된 체결홈에 결합되는 링 체결핀인 것이 바람직하다.In addition, the fastening pin is preferably a ring fastening pin coupled to the fastening groove formed on the other end of the fastening rod.

또한, 상기 체결봉의 상기 타단에 형성된 체결홈은 상기 체결봉의 길이방향을 따라 복수개 형성되어 있는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that a plurality of fastening grooves formed at the other end of the fastening rod are formed along the longitudinal direction of the fastening rod.

또한, 상기 가이드 부재의 양단에는 상기 한쌍의 엔드 플레이트에 형성된 가이드슬롯에 결합되는 가이드받침부가 구비될 수 있다.In addition, both ends of the guide member may be provided with a guide support coupled to the guide slot formed in the pair of end plates.

또한, 상기 가이드받침부의 폭은 상기 가이드부재의 폭보다 작은 것이 바람직하다.In addition, the width of the guide support portion is preferably smaller than the width of the guide member.

또한, 상기 가이드 부재의 일단에 형성된 가이드받침부는 상기 가이드슬롯의 크기보다 큰 가이드플랜지로 이루어지고, 타단에 형성된 가이드받침부는 상기 가이드부재의 폭보다 작은 것이 바람직하다.In addition, the guide support portion formed at one end of the guide member is made of a guide flange larger than the size of the guide slot, the guide support portion formed at the other end is preferably smaller than the width of the guide member.

또한, 상기 가이드받침부의 어느 일단 또는 양단에는 상기 가이드슬롯에 삽입고정되는 고정돌출부가 형성될 수 있다.In addition, one end or both ends of the guide support portion may be formed with a fixed protrusion that is fixed to the guide slot.

또한, 상기 가이드받침부는 상기 가이드 부재의 양단에서 절곡형성되고, 상기 가이드슬롯는 상기 한쌍의 엔드 플레이트의 둘레면에 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the guide support is bent at both ends of the guide member, the guide slot is preferably formed on the circumferential surface of the pair of end plates.

또한, 상기 절곡형성된 가이드받침부의 어느 일단 또는 양단에는 고정돌출부가 형성되어 있고, 상기 가이드슬롯에는 상기 고정돌출부를 수용하는 고정홈부가 형성될 수 있다.In addition, a fixed protrusion may be formed at one end or both ends of the bent guide support, and a fixing groove may be formed at the guide slot to accommodate the fixed protrusion.

본 발명에 따른 연료전지 스택의 체결장치는 가이드 부재에 의해 한쪽이 과다하게 눌리거나 과소하게 눌리는 경우가 없이 분리판 내의 면압 분포를 일정하게 유지할 수 있으며, 체결핀을 이용하여 연료전지 스택을 간단하고 용이하게 체결할 수 있으므로 조립을 간소화 할 수 있다. The fastening device of the fuel cell stack according to the present invention can maintain a constant surface pressure distribution in the separator plate without being excessively pressed or excessively pressed by one side of the guide member. The assembly can be simplified because it can be easily tightened.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment according to the present invention, but the present invention is not limited thereto. In addition, the terms or words used in the present specification and claims are consistent with the technical spirit of the present invention on the basis of the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain the invention in the best way. It must be interpreted as meaning and concept.

도 2는 본 발명에 따른 연료전지 스택의 체결장치(100)를 도시한 도면이다. 이 체결장치(100)는 복수개의 연료전지 셀이 적층된 연료전지 스택(11)을 체결하는 것으로서, 한쌍의 엔드 플레이트(12a, 12b)와 복수개의 체결봉(30) 및 복수개의 가이드 부재(20)를 포함하여 구성된다. 여기서, 체결봉(30) 및 가이드 부재(20)는 편의상 4개가 도시되었지만, 그 개수는 특별히 한정되지 않는다. 아울러, 가이드 부재(20)의 위치 역시 도 2에 도시된 바와 같이 체결봉(30) 사이에 위치하거나, 체결봉의 주변 또는 그 외곽에 위치해도 된다. 2 is a view showing a fastening device 100 of a fuel cell stack according to the present invention. The fastening device 100 fastens a fuel cell stack 11 in which a plurality of fuel cell cells are stacked, and includes a pair of end plates 12a and 12b, a plurality of fastening rods 30, and a plurality of guide members 20. It is configured to include). Here, four fastening rods 30 and guide members 20 are shown for convenience, but the number thereof is not particularly limited. In addition, the position of the guide member 20 may also be located between the fastening rods 30 as shown in FIG. 2, or may be located around or outside the fastening rods.

구체적으로 본 발명에 따른 체결장치(100)를 살펴보면, 한쌍의 엔드 플레이트(12a, 12b)는 연료전지 스택의 양 끝단을 각각 지지하도록 연료전지 스택(11)의 단면적 보다 넓은 크기의 사각형 판으로 형성되고, 연료전지 스택(11)의 외곽에 대응되는 엔드 플레이트 상에는 체결봉(30)이 관통되는 관통공(17, 도 3에 도시됨)이 형성되어 있다.Specifically, referring to the fastening device 100 according to the present invention, the pair of end plates 12a and 12b are formed in a rectangular plate having a size larger than the cross-sectional area of the fuel cell stack 11 so as to support both ends of the fuel cell stack, respectively. In addition, a through hole 17 (shown in FIG. 3) through which the fastening rod 30 penetrates is formed on an end plate corresponding to the outside of the fuel cell stack 11.

체결봉(30)은 한쌍의 엔드 플레이트(12a, 12b)를 통해 연료전지 스택(11)을 체결하기 위한 수단으로서, 기다란 바(bar)의 형상을 가지고 있으며, 그 일단에는 엔드 플레이트에 접촉 고정되는 플랜지(31)가 형성되어 있다.The fastening rod 30 is a means for fastening the fuel cell stack 11 through the pair of end plates 12a and 12b, and has a shape of an elongated bar, and one end of which is fixed to the end plate. The flange 31 is formed.

가이드 부재(20)는 체결봉(30)과 나란하게 위치하며, 한쌍의 엔드 플레이트(12a, 12b)에 형성된 가이드슬롯(15)에 결합되어 연료전지 스택(11)이 한쌍의 엔드 플레이트(12a, 12b)에 의해 균일하게 가압되도록 안내하는 역할을 한다. 즉, 도 1에 도시된 종래의 체결장치에서는 체결봉에 의한 체결하중이 엔드 플레이트에만 집중되기 때문에, 체결봉이 위치하는 엔드 플레이트의 모서리 부분에서 엔드 플레이트에 굽힘 하중이 발생하는 문제점이 있었다. 따라서, 종래의 체결장치에서는 연료전지 스택의 가운데 부분이 잘 눌려지지 않아 연료전지 스택 및 엔드 플레이트의 면압이 균일하지 않았다. 하지만, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 체결봉(30) 사이에 또는 주변에 별도의 가이드 부재(20)가 위치하므로, 체결봉(30)에 의한 체결하중이 한쌍의 엔드 플레이트(12a, 12b) 및 가이드 부재(20)에 분산되어, 엔드 플레이트에 발생되는 굽힘 하중이 감소될 수 있다. 따라서, 연료전지 스택 및 엔드 플레이트에 가해지는 면압의 분포를 보다 균일하게 유지할 수 있어서 연료전지의 반응성을 향상시킬 수 있다. 이외에도, 한쌍의 엔드 플레이트(12a, 12b) 사이에 가이드 부재(20)를 개재시켜 연료전지 스택의 중앙부를 가이드 부재가 받치는 부분까지 미리 누른 후 체결봉을 통해 최종적으로 연료전지 스택을 체결할 수 있기 때문에, 체결 시 연료전지 스택이 한쪽으로 쏠리는 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 연료전지 스택의 체결을 보다 손쉽게 할 수 있다.The guide member 20 is positioned side by side with the fastening rod 30 and is coupled to the guide slot 15 formed in the pair of end plates 12a and 12b so that the fuel cell stack 11 is connected to the pair of end plates 12a, It guides to be uniformly pressurized by 12b). That is, in the conventional fastening device shown in Figure 1 because the fastening load by the fastening rod is concentrated only on the end plate, there was a problem that the bending load is generated in the end plate at the corner of the end plate where the fastening rod is located. Therefore, in the conventional fastening device, the center portion of the fuel cell stack is hardly pressed and the surface pressure of the fuel cell stack and the end plate is not uniform. However, as shown in FIG. 2, in the present invention, since a separate guide member 20 is positioned between or around the fastening rods 30, the fastening load by the fastening rods 30 is a pair of end plates 12a. 12b) and the guide member 20, the bending load generated on the end plate can be reduced. Therefore, the distribution of the surface pressures applied to the fuel cell stack and the end plate can be more uniformly maintained, thereby improving the reactivity of the fuel cell. In addition, through the guide member 20 between the pair of end plates (12a, 12b) in advance to press the center portion of the fuel cell stack to the portion supported by the guide member can be finally fastened the fuel cell stack through the fastening rods Therefore, the phenomenon that the fuel cell stack is leaned to one side during fastening can be prevented. Therefore, the fuel cell stack can be fastened more easily.

도 3(a) 및 3(b)는 본 발명에 따른 체결봉(30) 및 이 체결봉(30)과 엔드 플레이트를 결합시키는 체결핀(16)의 구체적 구성을 도시한 도면이다. 3 (a) and 3 (b) is a view showing a specific configuration of the fastening rod 30 and the fastening pin 16 for coupling the fastening rod 30 and the end plate according to the present invention.

체결봉(30)은 엔드 플레이트(12a, 12b)에 형성된 관통공(17)을 관통하여 결합되며, 그 타단에는 체결핀(16)이 결합되어 엔드 플레이트에 대해 고정될 수 있다. The fastening rod 30 is coupled through the through hole 17 formed in the end plates 12a and 12b, and the fastening pin 16 is coupled to the other end thereof and may be fixed to the end plate.

도 3(a)에는 체결핀(16)의 바람직한 실시예로서 분할 체결핀(split pin)(16x)이 도시되어 있다. 분할 체결핀(16x)은 체결봉(30)의 타단에 형성된 체결공(32)에 화살표 방향으로 삽입되어 분할 체결핀(16x)의 양 레그부를 서로 멀어지는 방향으로 밀어냄으로써 체결봉(30)을 엔드 플레이트에 대해 손쉽게 고정시킬 수 있다. 이 분할 체결핀(16x)은 연료전지 스택(11)에 가해지는 면압을 유지할 수 있게 충분한 강도를 가지도록 설계된다. 한편, 체결봉(30)에는 그 길이방향으로 복수개의 체결공(32)이 형성되어 있어서, 연료전지 스택(11)에 가해지는 면압의 크기를 조절할 수 있다.3 (a) shows a split pin 16x as a preferred embodiment of the fastening pin 16. The split fastening pin 16x is inserted into the fastening hole 32 formed at the other end of the fastening bar 30 in the direction of the arrow and pushes both legs of the split fastening pin 16x in a direction away from each other to end the fastening bar 30. Can be easily fixed to the plate. The split fastening pins 16x are designed to have sufficient strength to maintain the surface pressure applied to the fuel cell stack 11. On the other hand, the fastening rod 30 is formed with a plurality of fastening holes 32 in the longitudinal direction, it is possible to adjust the magnitude of the surface pressure applied to the fuel cell stack (11).

도 3(b)에는 체결핀(16)의 다른 바람직한 실시예로서 링 체결핀(16y)이 도시되어 있다. 이 링 체결핀(16y)은 체결봉(30)의 타단에 형성된 체결홈(33)에 화살표 방향으로 끼워져서 체결봉(30)을 엔드 플레이트에 고정시킨다. 이 링 체결핀(16y) 역시 연료전지 스택(11)에 가해지는 면압을 유지하게끔 충분한 강도를 가지도록 설계된다. 아울러, 링 체결핀(16y)으로 고정되는 체결봉(30)에는 그 길이방향으로 복수개의 체결홈(33)이 형성되어 있어서, 연료전지 스택(11)에 가해지는 면압의 크기를 조절할 수 있다.3 (b) shows a ring fastening pin 16y as another preferred embodiment of the fastening pin 16. The ring fastening pin 16y is fitted in the direction of the arrow to the fastening groove 33 formed at the other end of the fastening rod 30 to fix the fastening rod 30 to the end plate. The ring fastening pin 16y is also designed to have sufficient strength to maintain the surface pressure applied to the fuel cell stack 11. In addition, the fastening rods 30 fixed to the ring fastening pins 16y are formed with a plurality of fastening grooves 33 in the longitudinal direction thereof, thereby controlling the magnitude of the surface pressure applied to the fuel cell stack 11.

도 4 및 도 5에는 본 발명의 따른 가이드 부재(20)를 도시한 도면이다. 이 가이드 부재(20)는 체결봉(30)과 평행하게 한쌍의 엔드 플레이트(12a, 12b) 사이에 끼워진다. 4 and 5 show the guide member 20 according to the present invention. The guide member 20 is fitted between the pair of end plates 12a and 12b in parallel with the fastening rod 30.

도 4(a)에 도시된 바와 같이, 가이드 부재(20)는 기다란 판형상 또는 봉형상의 부재가 될 수 있으며, 그 형상은 특별히 한정되지 않는다. As shown in FIG. 4A, the guide member 20 may be an elongated plate or rod-shaped member, and the shape thereof is not particularly limited.

가이드 부재(20)의 양단에는 한쌍의 엔드 플레이트(12a, 12b)에 형성되어 있는 가이드슬롯(15)에 결합되는 가이드받침부(21)가 구비되어 있다. 이 가이드받침부(21)의 폭은 가이드 부재(20)의 폭보다 더 작아서, 가이드받침부(21)와 가이드 부재(20) 사이에는 단차가 형성되어 있다. 따라서, 이 단차를 통해 가이드 부재(20)는 연료전지 스택이 압축되는 방향으로 한쌍의 엔드 플레이트를 지지할 수 있다. 즉, 이러한 가이드 부재(20)는 체결봉에 의해 가해지는 체결하중을 엔드 플레이트와 함께 나누어 받게 되므로, 엔드 플레이트의 굽힘하중을 최소화 할 수 있다. Both ends of the guide member 20 are provided with guide support portions 21 coupled to the guide slots 15 formed on the pair of end plates 12a and 12b. The width of the guide support portion 21 is smaller than the width of the guide member 20, so that a step is formed between the guide support portion 21 and the guide member 20. Thus, the step allows the guide member 20 to support the pair of end plates in the direction in which the fuel cell stack is compressed. That is, since the guide member 20 receives the fastening load applied by the fastening rod together with the end plate, the bending load of the end plate can be minimized.

도 4(b)에는 본 발명에 따른 가이드 부재(20)의 다른 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 가이드 부재(20)의 일단에는 도 4(a)에 도시된 바와 같은 가이드받침대(21)가 구비되어 있고, 타단에는 가이드슬롯(15)의 크기보다 큰 가이드플랜지(22)가 구비되어 있다. 이 경우에도, 가이드 부재(20)의 양단에는 단차가 제공되므로, 이를 통해 체결봉에 의해 엔드 플레이트에 가해지는 체결하중을 분산시킬 수 있다.In Figure 4 (b) another preferred embodiment of the guide member 20 according to the invention is shown. One end of the guide member 20 is provided with a guide support 21 as shown in Figure 4 (a), the other end is provided with a guide flange 22 larger than the size of the guide slot (15). Also in this case, since the step is provided at both ends of the guide member 20, it is possible to distribute the fastening load applied to the end plate by the fastening rod through this.

도 4(c)에는 본 발명에 따른 가이드 부재(20)의 또 다른 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 가이드 부재(20)의 양단에 제공되는 가이드받침부(21)의 말단에는 화살표 모양의 고정돌출부(23)가 형성되어 있다. 이 고정돌출부(23)는 가이드받침부(21)의 일단 또는 양단에 형성될 수 있다. 이 고정돌출부(23)는 가이드 부재(20)가 삽입되는 가이드슬롯(15)과의 결속력을 더욱 강화시켜, 연료전지 스택의 체결을 더욱 용이하게 하는 효과가 있다. 고정돌출부(23)는 그 형태의 특성상 삽입방향으로 쉽게 결합이 가능하고 분리가 쉽지 않다는 장점이 있다.4 (c), there is shown another preferred embodiment of the guide member 20 according to the invention. An arrow-shaped fixed protrusion 23 is formed at the end of the guide support 21 provided at both ends of the guide member 20. The fixed protrusion 23 may be formed at one or both ends of the guide support 21. The fixed protrusion 23 further strengthens the binding force with the guide slot 15 into which the guide member 20 is inserted, thereby facilitating fastening of the fuel cell stack. The fixed protrusion 23 has the advantage of being easily coupled in the insertion direction and not easy to separate due to its shape.

도 5는 본 발명에 따른 가이드 부재(20)의 또 다른 바람직한 실시예를 도시한 도면이다. 5 is a view showing another preferred embodiment of the guide member 20 according to the present invention.

도 5(a)에 도시된 가이드 부재(20)는 그 양단에서 대략 직각으로 절곡형성된 가이드받침부(21')를 가지고 있다. 그리고, 이 가이드받침부(21')와 결합되는 가이드슬롯(15)은 한쌍의 엔드 플레이트(12a, 12b)의 둘레면(13)에 형성되어 있다.  The guide member 20 shown in FIG. 5 (a) has a guide support portion 21 ′ bent at approximately right angles at both ends thereof. And the guide slot 15 which is couple | bonded with this guide support part 21 'is formed in the circumferential surface 13 of the pair of end plates 12a and 12b.

도 5(b)에 도시된 가이드 부재(20)는 절곡형성된 가이드받침부(21')의 말단에 고정돌출부(23')를 더 포함하고 있다. 이 고정돌출부(23')는 가이드 받침부(21')의 일단 또는 양단에 형성될 수 있으며, 도 4(c)에 도시된 고정돌출부와 실질적으로 동일한 형태를 가지고 있다. 한쌍의 엔드 플레이트(12a, 12b)의 둘레면(13)에 형성된 가이드슬롯(15)에는 이 고정돌출부(23')를 수용하는 고정홈부(18)가 형성되어 있다. 이 고정홈부(18)에 안착 고정가능한 고정돌출부(23')는 엔드 플레이트와 결합된 이후 쉽게 엔드 플레이트로부터 분리되지 않으므로 연료전지 스택을 예비적으로 체결하는데 적합하다.The guide member 20 shown in FIG. 5 (b) further includes a fixed protrusion 23 'at the end of the bent guide guide portion 21'. The fixed protrusion 23 'may be formed at one end or both ends of the guide support 21', and has a shape substantially the same as that of the fixed protrusion shown in FIG. The guide slot 15 formed on the circumferential surface 13 of the pair of end plates 12a and 12b is provided with a fixing groove 18 for accommodating the fixing protrusion 23 '. The fixed protrusion 23 'which can be seated and fixed to the fixing groove 18 is suitable for preliminarily fastening the fuel cell stack since it is not easily separated from the end plate after being combined with the end plate.

상술한 바와 같은 가이드 부재(20)는 엔드 플레이트에 가해지는 체결하중을 분산시켜 연료전지 스택의 면압을 균일하게 분포시킬 뿐만 아니라, 연료전지 스택의 중앙부를 가이드 부재가 받치는 부분까지 미리 누른 후 체결봉에 의해 체결할 수 있으므로 체결을 더욱 간소화할 수 있다.The guide member 20 as described above not only distributes the surface pressure of the fuel cell stack by distributing the fastening load applied to the end plate, but also presses the center portion of the fuel cell stack to the portion supported by the guide member in advance. It can be tightened by, so that the tightening can be further simplified.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary and will be understood by those skilled in the art that various modifications and variations can be made therefrom. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is shown not in the above description but in the claims, and all differences within the equivalent scope will be construed as being included in the present invention.

도 1은 종래의 연료전지 스택의 체결장치를 도시한 도면이다.1 is a view showing a fastening device of a conventional fuel cell stack.

도 2는 본 발명에 따른 연료전지 스택의 체결장치를 도시한 도면이다.2 is a view showing a fastening device of a fuel cell stack according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 체결봉 및 체결핀의 구성을 나타낸 도면이다.3 is a view showing the configuration of a fastening rod and a fastening pin according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 가이드 부재의 바람직한 실시예를 나타낸 도면이다.4 is a view showing a preferred embodiment of the guide member according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 가이드 부재의 다른 바람직한 실시예를 나타낸 도면이다.5 is a view showing another preferred embodiment of the guide member according to the present invention.

Claims (12)

복수개의 연료전지 셀이 적층된 연료전지 스택을 체결하는 연료전지 스택의 체결장치에 있어서,In a fastening device of a fuel cell stack for fastening a fuel cell stack in which a plurality of fuel cell cells are stacked, 상기 연료전지 스택의 양끝단을 각각 지지하는 한쌍의 엔드 플레이트;A pair of end plates each supporting both ends of the fuel cell stack; 상기 연료전지 스택의 외곽에서 상기 엔드 플레이트에 결합되는 체결봉; 및A fastening rod coupled to the end plate at an outer side of the fuel cell stack; And 상기 체결봉과 나란하게 상기 한쌍의 엔드 플레이트 사이에 삽입되며, 상기 연료전지 스택이 상기 한쌍의 엔드 플레이트에 의해 균일하게 가압되도록 안내하는 가이드 부재;를 포함하고,And a guide member inserted between the pair of end plates in parallel with the fastening rods to guide the fuel cell stack to be uniformly pressed by the pair of end plates. 상기 가이드 부재의 양단에는 상기 한쌍의 엔드 플레이트에 형성된 가이드슬롯에 결합되는 가이드받침부가 구비되고,Both ends of the guide member are provided with guide support portions coupled to guide slots formed in the pair of end plates, 상기 가이드받침부는 상기 가이드 부재의 양단에서 절곡형성되고,The guide support is bent at both ends of the guide member, 상기 가이드슬롯은 상기 한쌍의 엔드 플레이트의 둘레면에 형성되며,The guide slot is formed on the circumferential surface of the pair of end plates, 상기 절곡형성된 가이드받침부의 어느 일단 또는 양단에는 고정돌출부가 형성되고,A fixed protrusion is formed at one or both ends of the bent guide guide portion, 상기 가이드슬롯에는 상기 고정돌출부를 수용하는 고정홈부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 체결장치.Fastening device of the fuel cell stack, characterized in that the guide slot is formed with a fixing groove for receiving the fixed projection. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 체결봉은, 일단에 형성된 플랜지와 타단에 결합되는 체결핀에 의해 상기 한쌍의 엔드 플레이트를 체결하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 체결장치.The fastening rod is a fastening device of a fuel cell stack, characterized in that for fastening the pair of end plates by a fastening pin coupled to the flange and the other end formed at one end. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 체결핀은 상기 체결봉의 상기 타단에 형성된 체결공에 결합되는 분할 체결핀인 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 체결장치.The fastening pin is a fastening device of the fuel cell stack, characterized in that the split fastening pin coupled to the fastening hole formed in the other end of the fastening rod. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 체결봉의 상기 타단에 형성된 체결공은 상기 체결봉의 길이방향을 따라 복수개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 체결장치.Fastening device formed in the other end of the fastening rod is a fastening device of the fuel cell stack, characterized in that formed in plurality in the longitudinal direction of the fastening rod. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 체결핀은 상기 체결봉의 상기 타단에 형성된 체결홈에 결합되는 링 체결핀인 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 체결장치.The fastening pin is a fastening device of the fuel cell stack, characterized in that the ring fastening pin coupled to the fastening groove formed on the other end of the fastening rod. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 체결봉의 상기 타단에 형성된 체결홈은 상기 체결봉의 길이방향을 따라 복수개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 체결장치.The fastening device of the fuel cell stack, characterized in that a plurality of fastening grooves formed on the other end of the fastening rod are formed along the longitudinal direction of the fastening rod. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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