KR101236848B1 - Full cell stack fixing device - Google Patents
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Abstract
연료전지 스택 고정 장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 고정 장치는, 상기 셀의 일측부를 구성하고, 상,하를 관통하는 체결홀이 형성된 체결부; 및 상기 체결홀에 삽입되되, 상기 체결홀의 지름보다 작게 형성된 체결봉;를 포함하되, 상기 체결부는 상기 체결부 이외의 셀 부위보다 상기 체결부의 열팽창율이 높게 이루어진다.A fuel cell stack holding device is disclosed. According to an aspect of the present invention, there is provided a fuel cell stack fixing device including: a fastening part forming one side of the cell and having fastening holes penetrating up and down; And a fastening rod inserted into the fastening hole, the fastening rod being smaller than the diameter of the fastening hole, wherein the fastening portion has a higher thermal expansion rate than the cell portion other than the fastening portion.
Description
본 발명은 연료전지 스택 고정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료전지의 스택을 고정하는 연료전지 스택 고정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell stack fixing apparatus, and more particularly, to a fuel cell stack fixing apparatus for fixing a stack of a fuel cell.
도 1은 종래기술에 따른 연료전지 스택 고정장치를 나타낸 사시도이다. 1 is a perspective view showing a fuel cell stack fixing apparatus according to the prior art.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래에는 연료전지의 스택(30)은 셀(10)을 적층시켜 구성하였다.As shown in FIG. 1, conventionally, the
여기서, 셀(10)은 가장자리 부근에 체결홀(미도시)이 형성되고, 상기 체결홀이 체결봉(21)에 체결되도록 다수의 셀(10)을 차례대로 적층시켰다. Here, the
또한, 상기 스택(30)의 상,하부에 밀착되도록 체결봉(21)에 너트(22)를 나사 결합시켜 고정하였다.In addition, the
그러나, 상기와 같은 방법은 연료전지의 작동시 600~1000도 정도의 열이 발생되고, 발생되는 열이 각 셀(10) 들과 체결봉(21)에 전달되어 셀(10)과 체결봉(21)의 체결시 체결부위가 열변형되어 크기가 변동되고, 이로 인하여 각 셀(10)과 체결봉(21)의에 가해지는 압력이 고르지 않은 문제가 있었다.However, in the above method, heat of about 600 to 1000 degrees is generated during operation of the fuel cell, and the generated heat is transferred to each of the
특히, 너트(22)가 고정되는 부분과 인접한 부분에서 높은 압력으로 고정되어 고정부위의 손상이 일어나는 문제가 있어왔다.In particular, there has been a problem that the fixing portion is damaged at a high pressure in the portion adjacent to the
본 발명의 실시예들은, 연료전지의 작동으로 인한 열 발생시 스택의 체결부위가 팽창 고정되는 연료전지 스택 고정 장치를 제공하고자 한다. Embodiments of the present invention, to provide a fuel cell stack fixing device that the fastening portion of the stack is fixed expansion when heat generated by the operation of the fuel cell.
본 발명의 실시예에 따르면, 연료전지 스택 고정 장치는, 연료전지 셀이 적층되어 이루어지는 연료 전지 스택 고정장치로서, 상기 연료 전지 셀의 일측에 위치되며, 상,하를 관통하는 체결홀을 포함하는 체결부; 및 상기 체결홀을 관통하여 상기 체결부에 결합되되 상기 체결홀의 단면과 대응되나 상기 체결홀의 단면보다 작은 크기의 단면 형상을 갖도록 형성되는 체결봉을 포함하고, 상기 체결부는 상기 체결부 이외의 셀 부위보다 상기 체결부의 열팽창율이 높은 것을 특징으로 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a fuel cell stack fixing apparatus is a fuel cell stack fixing apparatus in which fuel cell cells are stacked, and positioned at one side of the fuel cell, and includes fastening holes penetrating up and down. Fastening part; And a fastening rod penetrating through the fastening hole and coupled to the fastening portion to correspond to an end surface of the fastening hole, but having a cross-sectional shape having a size smaller than that of the fastening hole, wherein the fastening portion is a cell portion other than the fastening portion. It may be characterized by a higher thermal expansion coefficient of the fastening portion.
여기서, 상기 체결부는 상기 셀의 모서리부에 위치될 수 있다.Here, the fastening part may be located at the corner of the cell.
또한, 상기 체결홀의 단면은 톱니바퀴 형태로 형성될 수 있다.In addition, the cross section of the fastening hole may be formed in the form of a cog wheel.
아울러, 상기 체결봉은, 중심축을 형성하는 내심부와 상기 내심부의 외주부에 위치되는 결합부를 포함하되,상기 내심부에 비해 상기 결합부의 열팽창율이 높게 이루어질 수 있다.In addition, the fastening rod may include an inner core portion forming a central axis and a coupling portion positioned at an outer circumferential portion of the inner core portion, and a thermal expansion rate of the coupling portion may be higher than that of the inner core portion.
이때, 상기 체결부의 열팽창시 상기 체결홀과 상기 결합부가 맞물림 결합될 수 있다.At this time, when the thermal expansion of the fastening portion may be coupled to the fastening hole and the coupling portion.
또한, 상기 내심부의 길이가 상기 결합부보다 길게 형성될 수 있다.In addition, the length of the inner core portion may be formed longer than the coupling portion.
아울러, 상기 내심부의 양 단부에 체결되는 너트를 포함하고, 상기 너트는 상기 결합부보다 크게 형성될 수 있다.In addition, it includes a nut fastened to both ends of the inner core portion, the nut may be formed larger than the coupling portion.
본 발명의 실시예들은, 연료전지의 작동으로 인한 열 발생시 스택의 체결부위가 팽창되어 단단하게 고정될 수 있다. Embodiments of the present invention, the fastening portion of the stack when the heat generated by the operation of the fuel cell can be expanded and firmly fixed.
또한, 본 발명의 실시예들은, 셀들의 고정부위에 열팽창으로 인한 압력이 고르게 가해질 수 있다. In addition, embodiments of the present invention, the pressure due to thermal expansion can be evenly applied to the fixed portion of the cells.
도 1은 종래기술에 따른 연료전지 스택 고정장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 고정 장치의 스택을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 고정 장치의 결합수단을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 고정 장치를 나타낸 열팽창전의 요부단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 고정 장치를 나타낸 열팽창후의 요부단면도. 1 is a perspective view showing a fuel cell stack fixing apparatus according to the prior art.
2 is a perspective view illustrating a stack of a fuel cell stack fixing apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing the coupling means of the fuel cell stack fixing apparatus according to the embodiment of the present invention.
Figure 4 is a cross-sectional view of the main portion before thermal expansion showing the fuel cell stack fixing device according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a cross-sectional view of the main part after thermal expansion showing the fuel cell stack fixing device according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 고정 장치에 대하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a fuel cell stack fixing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 연료 전지 스택 고정 장치는, 연료전지 셀(110)이 적층되어 이루어지는 스택을 고정하기 위하여, 체결부(111) 및 체결봉(120)을 포함한다. 2 to 5, the fuel cell stack fixing apparatus according to an embodiment of the present invention, in order to fix the stack in which the
체결부(111)는 셀(110)의 일측에 위치되고, 원기둥형태로 형성되되, 중앙부에 체결부(111)의 길이방향으로 상,하를 관통하는 체결홀(111a)이 형성된다. 여기서, 체결부(111)는 체결부(111) 이외의 셀(110) 재질보다 열팽창율이 큰 재질로 이루어진다. 그리고, 체결부(111)는 셀(110)의 모서리부에 위치될 수 있다. The
아울러, 체결홀(111a)의 단면은 톱니바퀴 형태로 형성될 수 있다. 이때, 체결홀(111a)의 가장자리를 따라 사각형 또는 사다리꼴 형태의 양각 및 음각 부분이 반복적으로 형성될 수 있다. In addition, the cross section of the
체결봉(120)은 내심부(121) 및 결합부(122)를 포함하며, 체결홀(111a)에 체결되게 된다. The
내심부(121)는 전체적으로 원형기둥 형태로 형성되되, 외주면에 나사부(121a)가 형성될 수 있다. The
또한, 내심부(121)는 열변형율이 크지 않은 금속 또는 내열수지로 이루어질 수 있다. In addition, the
결합부(122)는 내심부(121)의 외측부에 위치된다. 여기서, 결합부(122)는 내심부(121)가 중앙부를 길이방향으로 상,하 관통하는 기둥형태로 형성되고, 단면이 톱니바퀴 형태로 형성될 수 있다. 이때, 결합부(122)의 외측면 가장자리의 단면은 사각형 또는 사다리꼴 형태의 양각 및 음각 부분이 반복적으로 형성될 수 있다.
또한, 결합부(122)의 외주면은 체결홀(111a)의 단면과 대응되게 형성되나 체결홀(111a)의 단면보다 작은 크기의 단면 형상을 갖도록 형성될 수 있다. In addition, the outer circumferential surface of the
그리고, 내심부(121)가 관통하는 결합부(122)의 내주면에 나사홈(미도시)이 형성되고, 내심부(121)의 외주면에는 나사부(121a)가 형성되어, 결합부(122)의 나사홈에 내심부(121)의 나사부(121a)에 나사결합될 수 있다. 하지만, 본 발명이 여기에 한정되지는 않고, 다양한 방법으로 결합될 수 있다. 예를 들어 결합부(122)와 내심부(1211121)가 일체로 형성될 수 있다. Then, a screw groove (not shown) is formed on the inner circumferential surface of the
아울러, 결합부(122)는 열변형율이 큰 금속으로 이루어질 수 있다. 그리고, 결합부(122)의 열팽창계수는 내심부(121)의 열팽창율보다 큰 재질로 이루어질 수 있다. In addition, the
한편, 체결봉(120)의 크기는 체결홀(111a)의 크기보다 작게 형성될 수 있다. 이때, 체결홀(111a)과 체결봉(120)의 크기 차이는 체결부(111)와 결합부(122)의 열팽창율을 고려하여 형성될 수 있고, 예를 들어, 체결부(111)와 결합부(122)의 열팽창이 최대가 되었을 때 체결홀(111a)과 체결봉(120)의 외주연 크기가 같아지도록이 맞물림 결합되도록 형성될 수 있다. On the other hand, the size of the
그리고, 내심부(121)의 길이가 결합부(122)의 길이보다 길게 형성되어 내심부(121)의 외측에 결합부(122)가 위치시, 내심부(121)의 상하 양측으로 나사부(121a)가 개방될 수 있다. In addition, when the length of the
이때, 종래기술은, 도 1에 도시된 바와 같이, 체결봉(21)에 다수로 셀(10)이 적층된 스택(30)에서, 스택(30)의 상하부에 위치되도록 체결봉(21)에 너트(22)를 결합할 때, 스택(30)의 상하부 면까지 밀착되도록 너트(22)를 조여 결합하였다. In this case, as shown in FIG. 1, in the
하지만, 본 발명의 실시예는 체결봉(120)의 나사부(121a)에 너트(미도시)를 결합시, 다수로 적층 결합된 셀(110)에서 가장 하부에 위치되는 셀(110) 하측부에만 너트가 밀착되도록 결합하고, 셀(110)의 상부에 위치되는 나사부(121a)에 결합되는 너트는 셀(110)의 상측면과 일정거리 이격되게 결합할 수 있다. However, in the embodiment of the present invention, when a nut (not shown) is coupled to the threaded
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 고정 장치는, 체결봉(120)에 적층 결합되는 셀(110)의 상하부를 고정시키기 위하여 너트가 셀(110)에 밀착되도록 결합시키지 않을 수 있어, 너트가 고정되는 부분과 인접한 부분에서 높은 압력으로 인한 고정부위의 손상을 방지할 수 있다. Accordingly, the fuel cell stack fixing device according to the embodiment of the present invention may not be coupled so that the nut is in close contact with the
또한, 내심부(121)의 양 단부에 체결되는 너트는 셀(110)에 위치된 체결부(111)의 체결홀(111a)보다 크게 형성될 수 있다. 이에 따라, 셀(110)이 너트에 의해 이동이 단속되어 체결봉(120)에서 셀(110)이 이탈되는 것이 방지될 수 있다.
In addition, the nut fastened to both ends of the
이하, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 고정 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the operation of the fuel cell stack fixing apparatus according to the embodiment of the present invention will be described.
연료전지의 작동시 발생되는 열에 의해 체결부(111)가 열팽창되어 체결부(111)에 형성된 체결홀(111a)의 면적이 작아지게 되어 체결봉(120)에 체결홀(111a)이 밀착된다.
이는 체결부(111)의 열팽창율이 셀(110)의 다른 부위의 열팽창율보다 크므로, 연료전지 작동시 발생하는 열에 의해 체결부(111)는 체결부(111)보다 상대적으로 열팽창율이 작은 체결부(111)와 접하는 주위보다 더 크게 팽창되어야 한다. 따라서, 체결부(111)는 체결부(111) 내측으로 팽창하게 되고, 결국 체결홈(111a)의 면적이 작아지게 된다. 이로 인해, 셀(110)이 체결봉(120)에 밀착 고정될 수 있다.The
This is because the thermal expansion rate of the
여기서, 체결봉(120)에서 내심부(121)의 외측에 구비된 결합부(122)가 체결부(111)를 통해 열을 전달받아 열팽창되어 부피가 증가된다. 이때, 결합부(122)가 외측으로 확장되어 체결홀(111a) 측면에 밀착된다. 이에 따라, 결합부(122)가 체결부(111)에 더욱 강하게 밀착되어 셀(110) 및 셀(110)로 구성된 스택이 체결봉(120)에 고정되고, 체결부위에 열팽창으로 인한 압력이 고르게 가해질 수 있다.Here, the
또한, 체결부(111)의 체결홀(111a)이 음각 톱니바퀴 형태로 형성되고, 결합부(122)가 양각 톱니바퀴 형태로 형성되어, 결합부(122)가 체결부(111)에 결합시 단단히 서로 맞물리게 된다. 이로 인해, 체결봉(120)의 회전을 방지하고, 더욱 견고히 셀(110) 및 스택이 체결봉(120)에 고정될 수 있다.
In addition, the
이상에서 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 또 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
Although various embodiments of the present invention have been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments set forth herein, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention may add components within the same scope. It will be possible to easily propose another embodiment by changing, deleting, adding, etc., but this will also fall within the spirit of the present invention.
110 : 셀 111 : 체결부
111a: 체결홀 120 : 체결봉
121 : 내심부 121a: 나사부
122 : 결합부110
111a: fastening hole 120: fastening bar
121:
122: coupling part
Claims (7)
상기 연료전지 셀의 일측에 위치되며, 상,하를 관통하는 체결홀을 포함하는 체결부; 및
상기 체결홀을 관통하여 상기 체결부에 결합되되, 상기 체결홀의 단면과 대응되나 상기 체결홀의 단면보다 작은 크기의 단면 형상을 갖도록 형성되는 체결봉;를 포함하고,
상기 체결부는 상기 체결부 이외의 셀 부위보다 상기 체결부의 열팽창율이 높은 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 고정 장치.
A fuel cell stack fixing device in which fuel cell cells are stacked,
A fastening part positioned at one side of the fuel cell and including a fastening hole penetrating up and down; And
And a fastening rod coupled to the fastening part through the fastening hole, the fastening bar being formed to have a cross-sectional shape corresponding to an end face of the fastening hole but smaller than the end face of the fastening hole.
And the fastening portion has a higher thermal expansion rate than that of cell portions other than the fastening portion.
상기 체결부는 상기 셀의 모서리부에 위치되는, 연료 전지 스택 고정 장치.
The method of claim 1,
And the fastening portion is located at an edge of the cell.
상기 체결홀의 단면은 톱니바퀴 형태로 형성되는, 연료전지 스택 고정 장치.
The method of claim 1,
Cross section of the fastening hole is formed in the shape of a gear, the fuel cell stack fixing device.
상기 체결봉은,
중심축을 형성하는 내심부와 상기 내심부의 외주부에 위치되는 결합부를 포함하되,
상기 내심부에 비해 상기 결합부의 열팽창율이 높게 이루어지는, 연료전지 스택 고정 장치.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The fastening rod,
An inner core forming a central axis and the coupling portion located in the outer peripheral portion of the inner core,
The thermal expansion rate of the coupling portion is higher than the inner core portion, the fuel cell stack fixing device.
상기 체결부의 열팽창시 상기 체결홀과 상기 결합부가 맞물림 결합되는, 연료전지 스택 고정 장치.
5. The method of claim 4,
And the coupling hole and the coupling part are engaged with each other during thermal expansion of the coupling part.
상기 내심부의 길이가 상기 결합부보다 길게 형성되는, 연료전지 스택 고정 장치.
5. The method of claim 4,
The length of the inner core portion is formed longer than the coupling portion, the fuel cell stack fixing device.
상기 내심부의 양 단부에 체결되는 너트를 포함하고,
상기 너트는 상기 체결홀보다 크게 형성되는, 연료전지 스택 고정 장치. 5. The method of claim 4,
A nut fastened to both ends of the inner core portion,
The nut is larger than the fastening hole, the fuel cell stack fixing device.
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- 2010-11-26 KR KR1020100119129A patent/KR101236848B1/en active IP Right Grant
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