KR101189000B1 - 고체산화물 연료전지 스택 - Google Patents

고체산화물 연료전지 스택 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고체산화물 연료전지 스택에 관한 것으로, 연료공급부와 각 번들을 연결하는 각 연료공급관에 별도의 연료차단수단을 설치하여, 결함이 있는 해당 번들의 연료공급을 선택적으로 차단함에 따라, 연료낭비와 연료누출에 의한 폭발위험성 및 타 번들의 성능저하 현상을 방지할 수 있는 연료전지 스택에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 제1전극과 전해질층 및 제2전극이 순차적으로 적층된 구조의 연료전지 단위셀과, 상기 복수개의 단위셀들이 결합되는 매니폴드로 이루어진 번들부와, 연료공급관을 통해 상기 번들부의 매니폴드에 연결되는 연료공급부와, 상기 연료공급관에 연결되어 연료공급관 내부를 차단하는 연료차단수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

고체산화물 연료전지 스택{Solid oxide fuel cell stack}
본 발명은 연료전지의 스택에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스택 전체의 성능저하 현상을 방지하기 위한 고체산화물 연료전지 스택에 관한 것이다.
고체산화물 연료전지의 경우 복수개의 단위셀들이 매니폴드에 결합되어 하나의 번들부를 이루게 된다. 그리고 이와 같은 번들부가 다수개 결합된 상태에서 별도의 연료공급수단과 연결되어 스택을 이루게 된다.
그러나, 상기 번들부의 경우 하나의 연료공급수단에 동시에 연결되어 연료를 공급받게 되는데 각 번들부마다 연료공급관이 별도로 구비되게 된다. 따라서 복수의 번들부중 특정 번들부에 문제가 발생할 경우 타 번들부의 전체 연료공급을 중단하지 않는 이상 해당 번들부의 연료공급만을 선택적으로 차단할 수 없는 구조가 된다.
따라서, 이는 결함을 갖는 번들부 및 단위셀에 연료가 지속적으로 공급될 수 있어 폭발의 위험뿐만 아니라 타 단위셀의 성능저하까지 초래할 수 있는 문제가 있다.
본 발명은 연료전지 스택에서 특정 번들에 문제가 발생되어 사용이 불가능 할 경우, 해당 번들로의 연료공급만을 선택적으로 차단하기 위한 고체산화물 연료전지 스택을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 제1전극, 전해질층 및 제2전극이 적층된 구조의 연료전지 단위셀과 상기 단위셀들이 복수개 결합되는 매니폴드로 이루어진 번들부; 일측에 구비된 연료공급관을 통해 상기 번들부의 매니폴드에 연결되는 연료공급부; 및 상기 연료공급관에 연결되어 상기 연료공급관 내부를 차단하기 위한 연료차단수단을 포함하는 연료전지 스택을 제공한다.
또한, 본 발명에서 상기 번들부는 복수개로 이루어져 상호 전기적으로 연결되어 있다.
또한, 본 발명에서 상기 연료공급관은 각 번들부 마다 별개로 연결되며, 상기 각 연료차단수단은 각 연료공급관 마다 별도로 구비된다.
또한, 본 발명에서 상기 연료차단수단은 연료차단부재를 수용하는 수용부와 상기 연료차단부재를 상기 연료공급관 내부와 연통되도록 설치되는 연결관을 포함한다.
또한, 본 발명에서 상기 수용부는 내부에 수용공간 및 상기 연결관과 연결되어 상기 연료공급관과 연통되는 배출구를 포함한다.
또한, 본 발명에서 상기 연료차단부재는 슬러리 형태로 이루어진다.
또한, 본 발명에서 상기 연료차단부재는 소성변형온도가 약 800℃이상인 세라믹재로 이루어지거나, 연료전지 구동온도 부근에서 소성변형이 이루어지는 재료를 이용한다.
본 발명에서 상기 연료차단부재는 소성변형시 공극율이 10% 이하인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 상기 연료공급관은 곡선유로 형태로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 연료공급관의 곡선부상에 연결관이 연결될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 연료차단수단은 일단부가 연료공급관에 연결되는 직선형태의 안내관과 상기 안내관을 통하여 연료차단부재가 이동할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 연료차단부재는 상기 안내관내에 설치되어 이동되는 블록형태로 이루어진다.
본 발명은 연료전지 스택에서 문제가 발생된 특정 번들부의 연료공급만을 선택적으로 차단할 수 있게 되므로, 결함을 갖는 번들부에서 발생될 수 있는 연료누출로 인한 폭발위험을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 특정 번들부의 선택적 차단으로 인하여 타 번들부 또는 타 단위셀들의 성능저하 현상을 방지하여 전체적으로 안정적인 스택 구동을 구현할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 종래 스택구조를 나타낸 개략도
도 2는 본 발명에 의한 전체적인 스택구조를 나타낸 개략도
도 3은 본 발명에 의한 각 번들의 구조를 확대도시한 개략도
도 4는 본 발명에 의한 연료차단수단의 제1실시예를 나타낸 개략도
도 5는 도 4의 구조에서 차단부재에 의해 연료공급관이 차단된 상태를 나타낸 개략도
도 6은 본 발명에 의한 연료차단수단의 제2실시예를 나타낸 개략도
도 7은 본 발명에 의한 연료차단수단의 제3실시예를 나타낸 개략도이다.
이하 첨부한 도면을 참고 하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 기재한다. 다만, 본 발명은 청구범위에 기재된 범위 안에서 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 하기에 설명하는 실시예는 표현 여부에 불구하고 예시적인 것에 불과하다.
본 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 아울러, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장될 수 있으며 실제의 층 두께나 크기와 다를 수 있다.
도 1은 일반적인 연료전지의 스택구조를 개략적으로 나타낸 도면으로, 우선 실제 전기의 생성이 이루어지는 복수개의 단위셀(10)들이 매니폴드(20)에 결합되어 하나의 번들부(100)를 구성하게 된다. 또한 이와 같은 복수의 번들부(100)가 여러개 모인　 상태에서 별도 연료공급수단(200)과 연결되어 하나의 스택(1000)을 이루게 된다.
이때 각 번들부(100)는 연료공급관(220)을 통해 하나의 연료공급수단(200)에 동시에 연결되어 연료를 공급받는데, 이때 연료공급관(220)은 각 번들부(100)마다 따로 따로 구비됨에 따라 각 번들부(100)는 각각 독립적인 연료공급로를 통해 연료를 공급받게 된다. 한편 본 발명에 의한 스택에서는 상기의 연료공급수단(200)과 더불어 연료배출수단이 별도로 구비될 수 있는 바, 연료배출수단의 형태는 다양한 구조로 나타날 수 있으므로 도면에서는 이를 별도로 도시하지 않았다.
즉 도 1의 연료전지 스택에서는 연료가 연료공급관(220)에서 각 번들부(100)로 분배되는 구조로 이루어지며, 각 번들부(100)로 공급된 연료는 각 번들부(100)의 매니폴드(20) 내에서 다시 분배되어 각 단위셀(10)로 공급된다.
그런데 이와 같은 구조를 갖는 스택의 연료공급 구조는 연료공급수단(200)과 각 번들부(100)가 단순히 연료공급관(220)을 통해서만 연결된 상태이므로, 스택 전체의 구동을 멈추지 않는 이상 연료공급여부를 임의적으로 제어할 수 없다.
또한, 상기 복수의 번들부(100)중에서 특정 번들부에 문제가 발생되어 해당 번들의 구동이 불가능하더라도　 타 번들부의 전체 연료공급을 중단하지 않는 이상, 해당 번들부의 연료공급만을 선택적으로 차단할 수 없는 구조이다.
따라서 어쩔 수없이 결함을 갖는 번들부 및 단위셀에 연료가 지속적으로 공급될 수밖에 없다. 그런데 만약 해당 단위셀에 균열이 생겨 연료가 누출되는 상태에서 연료가 지속적으로 공급될 경우, 각 단위셀간 외부집전 과정에서 폭발의 위험성이 클 뿐만 아니라,　 타 단위셀의 성능저하까지 초래되는 문제점이 발생된다. 그리고 구동이 불가능한 단위셀에 연료가 불필요하게 공급됨에 따라 기본적으로 연료가 낭비되는 문제점을 갖게 된다.
도 2는 본 발명에 의한 고체산화물 연료전지 스택의 연료공급구조를 도시한 것이다. 도면에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 연료전지 스택은 크게 번들부(100)와 연료공급수단(200) 및 연료차단수단(300)으로 구성된다.
먼저 번들부(100)는 전기의 생성 및 집전이 이루어지는 부분으로, 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼 다시 단위셀(10)과 매니폴드(20)로 구성된다.
단위셀(10)은 번들부 중에서 실질적인 전기생성이 이루어지는 부분으로, 연료극에 해당하는 제1전극(12)과 전해질층(14) 및 공기극에 해당하는 제2전극(16)이 순차적으로 적층된 다중관 구조로 이루어진다.
그리고 도면에는 도시되지 않았지만 단위셀(10)의 내주면과 외주면 상에는 각각 내, 외부 집전을 위한 집전체가 구비될 수 있다.
이러한 단위셀(10)은 하나만으로는 집전효율이 미비하므로 매니폴드(20)를 통해 복수개가 연결되어 하나의 번들부(100)를 이루게 된다. 이 때 매니폴드(20)는 위에서 언급한 단위셀(10)들의 연결기능과 더불어 후술하는 연료공급수단(200)으로부터 공급된 연료를 각 단위셀(10)마다 분배하는 역할을 하는 것이다.
이러한 매니폴드(20)는 일측면에 각 단위셀(10)의 단부가 결합되는 결합구(22) 및 결합된 단위셀 간의 집전을 위한 단자부(미도시)가 구비되며, 각 결합구(22)는 일측에 형성된 연료분배실(24)과 연결된 구조로 이루어진다.
이처럼 하나의 매니폴드(20)에 복수개의 단위셀(10)들이 결합되어 하나의 번들부(100)를 이루고, 이러한 번들부(100)가 여러 개 모여 후술하는 연료공급수단(200)과 연결됨에 따라 하나의 스택을 이루게 된다.
참고로 본 발명에서는 설명 및 이해를 돕기 위해 도 2에 도시된 것처럼 번들부(100)가 제1, 2, 3, 4번들부(100a)(100b)(100c)(100d)로 나뉘어 총 4개인 상태로 한정하여 설명하지만 번들부(100)의 개수는 연료전지 전체의 용량을 고려하여 확장가능하다.
상기 연료공급수단(200)은 연료개질기(미도시)와 선택적 산화반응장치(미도시)를 거쳐 생성된 수소가스 연료를 각 번들부(100a)(100b)(100c)(100d)마다 공급하는 역할을 하는 것으로, 연료분배부(210)를 포함한다.
상기 연료분배부(210)는 선택적 산화반응장치로부터 배출된 수소연료를 설정된 경로별로 분배시키는 역할을 하기 위한 것이다. 이러한 연료분배부(210)에 결합되는 연료공급관(220a, 200b, 220c, 220d)은 연료분배부(210)와 각 번들부(100a)(100b)(100c)(100d)간 연료공급로 역할을 하는 것으로, 단순 배관형태로 이루어지며 일단부는 연료분배부(210)의 각 연료배출구에 연결되고 타단부는 각 번들부(100a)(100b)(100c)(100d) 매니폴드(20)의 연료분배실(24)과 연결된다.
참고로 이하에서는 연료공급관(220)도 번들부(100)의 개수에 맞게 제1, 2, 3, 4연료공급관(220a)(220b)(220c)(220d)으로 개수를 한정하지만, 이는 번들부의 개수에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
이처럼 연료공급관(220a)(220b)(220c)(220d)이 각 번들부(100a)(100b)(100c)(100d) 마다 별도로 연결됨에 따라, 연료분배부(210)로부터 배출된 수소연료는 각 연료공급관(220a)(220b)(220c)(220d)을 통해 개별적인 경로를 따라 각 번들부(100a)(100b)(100c)(100d)로 공급된다.
본 발명은 이러한 연료전지 스택구조와 더불어 도 2와 도 4 및 도 5에 도시된 것처럼 연료차단수단(300)이 더 구비된다.
상기 연료차단수단(300)은 특정 번들부에 결함이 발생될 경우 해당 번들부의 연료공급만을 선택적으로 차단하기 위한 것으로, 도 4 내지 도 7에 각 연료차단수단(300)의 실시예가 상세히 도시되어 있다.
상기 연료차단수단(300)은 기본적으로 연료차단부재(320)가 구비된 수용부(312)와 상기 수용부(312)내의 연료차단부재(320)를 각 연료공급관(220a)(220b)(220c)(220d)으로 이송하기 위한 연결관(314)를 포함한다. 즉, 수용부(312)와 연결관(314)은 연료차단부재(320)의 설치 및 연료차단부재(320)의 이동로 역할을 하는 것이고, 연료차단부재(320)는 실질적인 연료공급차단 기능을 하는 요소이다.
이러한 연료차단수단(300)은 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있는바, 본 발명에서는 이를 3가지 실시예로 나누어 설명한다.
<제 1실시예>
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1실시예에 관한 도면으로, 본 실시예에서 제안된 연료차단수단(300)은 연료차단부재(320)를 수용하는 수용부(312) 및 연결관(314)으로 나뉘어 구성된다.
상기 수용부(312)는 후술하는 연료차단부재(320)가 최초 저장되는 부분으로, 내부에는 수용공간(312a)이 형성되고 일측에는 연료차단부재 배출구(312b)가 형성되어, 전체적으로 일반적인 저장탱크 구조로 이루어지며, 각 연료공급관(220a)(220b)(220c)(220d) 일측에 각각 위치된다..
그리고 연결관(314)은 상기 각 수용부(312)와 연료공급수단(200)의 각 연료공급관(220)을 연결하여 후술하는 연료차단부재(320)의 이동로 역할을 하는 것이다. 각 연결관(314)은 배관구조의 형태를 갖고 있으며, 일단부는 상기 수용부(312)의 배출구(312b)와 연결되며 타단부는 연료공급관(220)과 연결된다.
이때 연결관(314) 중 수용부(312)와의 연결지점 부근이나 연료공급관(220a)(220b)(220c)(220d)과의 연결지점 부근에 밸브(미도시)등을 구비시켜 후술하는 연료차단부재(320)의 공급여부를 제어하도록 한다.
이러한 수용부(312)와 연결관(314)과 함께 연료차단수단(300)을 구성하는 연료차단부재(320)는 위에서 설명한 것처럼 실질적인 연료공급차단 기능을 하는 요소로, 본 실시예 에서는 슬러리(slurry) 상태의 세라믹재로 구현된다.
그리고 상기 슬러리 형태의 세라믹재는 고체산화물 연료전지의 구동온도에서 소성변형이 이루어질 수 있는 세라믹재를 사용한다.
즉 고체산화물 연료전지시스템에 적용할 경우 구동온도인 약 800℃ 부근 에서 소성변형이 이루어지고 소성변형후 약 10% 이하의 공극율을 갖도록 하고 더욱 바람직하게는 약5%이하의 공극률를 갖도록 한다. 공극율이 10% 이상으로 커질 경우 실질적인 연료차단의 효과가 감소된다. 또한, 상기에서는 고체산화물 연료전지의 구동온도를 800℃ 부근으로 하였으나, 500℃~1000℃ 정도의 온도범위에서 소성변형을 가지는 재료를 이용하는 것도 가능할 것이다.
한편, 이러한 연료차단수단(300)은 각 연료공급관(220a)(220b)(220c)(220d)마다 설치되어 각각 개별적으로 작동되고, 도면에는 도시되지 않았지만 필요에 따라 수용부(312)에 별도의 펌프등을 구비시켜 펌핑 압력에 의해 연료차단부재가 수용부로부터 배출되도록 하는 것도 가능하다.
다음은 본 발명의 실시예의 작용과정 및 그 과정에서 발생되는 특유의 효과를 설명한다.
먼저 도 2와 같이 연료공급수단(200)의 연료분배부(210)에서 분배된 수소연료는 각 연료공급관(220a)(220b)(220c)(220d)을 통해 각 번들부(100a)(100b)(100c)(100d)마다 개별적으로 공급되고, 공급된 연료는 각 번들부(100a)(100b)(100c)(100d)의 매니폴드(20)를 통해 각 단위셀로 최종 공급된다.
그리고 연료가 공급된 각 단위셀 내에서는 수소와 산소 간 반응에 의해 내부 집전이 이루어지고, 각 단위셀에서 생성된 전기는 매니폴드(20)를 통해 상호간 외부집전되고, 이러한 방식으로 각 번들부(100a)(100b)(100c)(100d)마다 별도의 전기생성이 이루어진다.
또한 각 번들부(100a)(100b)(100c)(100d)도 도선 등을 통해 전기적으로 연결된 상태이기 때문에, 각 번들부(100a)(100b)(100c)(100d)마다 생성된 전기는 번들부간 연결로 인해 최종 집전된 상태로 사용된다.
이러한 연료전지의 구동과정에서 만약 제1번들부(100a)의 단위셀(10)에 균열 등이 생겨 정상적인 구동이 불가능 할 경우, 연료차단수단(200)을 작동시키면 [도 5]에 도시된 것처럼 펌프등 배출수단(미도시)등의 작동에 의해 연료차단부재(320)가 수용부(312)로부터 배출된 후 연결관(314)을 따라 이동한 뒤, 제1 연료공급관(220a) 내부에 쌓이게 된다.
그리고 제1연료공급관(220a)내에 쌓인 연료차단부재(320)는 연료전지의 구동온도에 의해 소성변형되어 제1연료공급관(220a) 내부의 일부구간을 완전히 차단하게 되고, 이로 인해 제1번들부(100a)로의 연료공급이 차단된다.
이와 같이 결함이 발생된 번들부의 연료공급을 선택적으로 차단함에 따라, 해당 번들에서의 연료 누출을 막을 수 있으므로, 해당 번들에서의 연료누출로 인한　 폭발위험을 방지할 수 있게 된다.
또한 구동이 불가능한 단위셀에 불필요하게 공급되던 연료가 차단되므로 연료낭비도 방지할 수 있게 된다.
참고로 앞에서 설명한 것처럼 각 번들부(100a)(100b)(100c)(100d)들은 상호 전기적으로 연결되어진 상태이기 때문에, 연료공급이 차단된 제1번들부(100a)는 전기생성 기능은 상실하였지만 각 번들부(100a)(100b)(100c)(100d) 간 도선역할은 지속적으로 하게 된다.
<제2실시예>
도 6은 본 발명의 제2실시예에 관한 도면으로, 본 실시예에서 연료차단수단(300)의 구성은 앞의 실시예와 동일하나, 연료공급관(220a)(220b)(220c)(220d)중 매니폴드(20)와의 연결지점 부근의 일정구간에 S자 형태의 곡선유로(222a, 222b)를 형성시키고 곡선유로(222a, 222b)에 연료차단수단(300)의 연결관(314)이 연결되도록 한 것에 구조적 차이가 있다.
본 발명에서 이와 같은 곡선유로(222a, 222b)를 형성함에 따라 연료차단수단(300)에서 배출된 연료차단부재(320)가 자연스럽게 곡선유로(222a, 222b)의 보다 낮은 위치에서 쌓이게 된다.
따라서, 제1번들부(100a)에 결함이 발견되면 앞의 실시예처럼 펌프등에 의해 연료차단부재(320)가 수용부(312)로부터 배출된 후 제1연료공급관(220a) 내부로 주입되는데, 주입된 연료차단부재(320)는 곡선유로(222a, 222b)를 지나는 과정에서 자중에 의해 함몰구간에 쌓이게 되고, 이 상태에서 소성변형되어 연료공급로를 차단하게 된다. 본 실시예에서 함몰구간은 곡선유로의 222b부분을 지칭한다.
이처럼 연료공급관(220a)(220b)(220c)(220d)의 곡선유로(222a, 222b) 내에 연료차단부재(320)가 쌓이도록 함에 따라, 차단부재가 직선유로 상에 쌓이게 되는 앞의 실시예에 비해 차단부재가 연료의 흐름에 쉽게 쓸려나가지 않고 쌓일 수 있어 연로공급로상에서 차단효율이 높아지게 된다.
<제 3실시예>
　도 7은 본 발명의 제3실시예를 나타낸 도면으로, 역시 전체적인 기본 구성은 앞의 두 실시예와 동일하나, 연료차단수단의 구조 및 연료공급로 차단방식을 기계적으로 구현한 것에 미차가 있다.
구체적으로 설명하면, 본 실시예에서는 연료차단부재(320)가 블록형태의 베리어로 이루어진다. 그리고 별도의 구동부(340)을 통하여 상기 블록형태의 연료차단부재(320)를 직선형태의 안내관(310)을 통하여 연료공급관(220a)(220b)(220c)(220d) 내로 밀어넣을 수 있도록 한다. 상기 안내관(310)은 내부에 블록형태의 연료차단부재(320)의 이송로 역할을 하면서 상기 각 연료공급관(220a)(220b)(220c)(220d)과 연결되도록 설치된다.
그리고 연료차단부재(320)는 연료공급관(220a)(220b)(220c)(220d) 내경과 동일한 면적을 갖는 블록형태로 구현된다.
즉, 상기 연료차단부재는 상기 연료공급관 내경에 외접되어 있어야 밀폐의 효과를 가질 수 있다.
또한, 연료차단부재(320)는 별도 실린더로드나 지그 형태의 구동부(340)와 연결되어 구동부(340)의 구동력에 의해 이동되도록 할 수 있다. 상기 구동부는 이 외에도 공기압축장치 형태 등으로 구현되어 안내관(310) 내에 압축공기를 공급하여 공기압에 의해 연료차단부재(320)가 밀려 이동되도록 하는 구조로도 구현될 수 있다.
그리고 연료차단부재(320)는 기본적으로 세라믹재를 사용하되, 이 외에도 연료공급관(220a)(220b)(220c)(220d) 내부에서 충분한 기밀성을 발휘할 수 있는 재질 및 구조라면 얼마든지 변형적용할 수 있다.
본 실시예 에서의 연료차단은, 구동부(340)에 의해 연료차단부재(320)가 단순히 연료공급관(220a)(220b)(220c)(220d) 쪽으로 이동하여 연료공급관(220a)(220b)(220c)(220d) 내부를 막아 연료 흐름을 차단하는 방식으로 이루어진다.
이처럼 본 실시예는 연료차단구조를 전체적으로 단순한 기계적 방식으로 구현함에 따라, 슬러리가 쌓인 후 소성변형과정을 거쳐야만 유로가 차단되는 앞의 두 실시예에 비해 연료차단과정이 신속하고 간소해 질 수 있는 장점이 있다.
이상 설명한 것처럼 본 발명에서는 연료차단수단(300)을 통해 문제가 발생된 번들의 연료공급만을 선택적으로 차단할 수 있음에 따라, 연료누출등으로 인한 폭발위험성을 방지할 수 있음은 물론, 스택전체의 성능저하도 방지할 수 있도록 것을 가장 큰 특징으로 한다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 발명에 대한 권리범위는 이하의 특허청구범위에서 정해지는 것으로써, 명세서 본문의 기재에 구속되지 않으며, 청구범위의 균등 범위에 속하는 변형과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속할 것이다.
10 : 단위셀　　　　　　　　　　　　　　　　　 20 : 매니폴드
100 : 번들부　　　　　　　　　　　　　　　　 200 : 연료공급수단
210 : 연료분배기　　　　　　　　　　　　 220 : 연료공급관
300 : 연료차단수단　　　　　　　　　　　 310 : 안내관
312 : 수용부　　　　　　　　　　　　　　　　　 314 : 연결관
320 : 연료차단부재　　　　　　　　　　　　　　　 340 : 구동부

Claims (14)

  1. 제1전극, 전해질층 및 제2전극이 적층된 구조의 연료전지 단위셀과 상기 단위셀들이 복수개 결합되는 매니폴드로 이루어진 번들부;
    일측에 구비된 연료공급관을 통해 상기 번들부의 매니폴드에 연결되는 연료공급부; 및
    상기 연료공급관에 연결되어 상기 연료공급관 내부를 차단하기 위한 연료차단수단을 포함하고,
    상기 연료차단수단은 연료차단부재를 수용하는 수용부와 상기 연료차단부재를 상기 연료공급관 내부와 연통되도록 설치되는 연결관을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지스택.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 번들부는 복수개로 이루어져 상호 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연료공급관은 각 번들부 마다 연결되고, 상기 각 연료차단수단은 각 연료공급관 마다 구비되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 연료차단부재는 슬러리 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 연료차단부재는 소성변형온도가 800℃이상인 세라믹재로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 연료차단부재는 연료전지 구동온도 부근에서 소성변형이 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 연료차단부재는 소성변형시 공극율이 10% 이하인 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 연료공급관은 곡선유로 형태로 이루어져 연료차단부재가 곡선유로 내에 유입되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 연료공급관의 곡선부상에 연결관이 연결되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 연료차단수단은 일단부가 연료공급관에 연결되는 직선형태의 안내관과 상기 안내관을 통하여 연료차단부재가 이동하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 연료차단부재는 상기 안내관내에 설치되어 이동되는 블록형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 연료차단수단은 연료차단부재와 연결되어 연료차단부재를 이동시키는 구동수단이 더 포함된 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 연료차단부재는 상기 연료공급관 내경에 외접되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
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