KR101238562B1 - 연료전지용 가습기의 분리판과 이 분리판을 이용한 가습기 - Google Patents

연료전지용 가습기의 분리판과 이 분리판을 이용한 가습기 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 연료전지용 가습기의 분리판과 이를 이용한 가습기에 관한 것으로서, 구체적으로는 고분자전해질 연료전지에 사용되는 가습막 방식의 판형 가습기에 적용되는 분리판(100)(100')으로서, 가열수가 흐르도록 일측면 표면에 형성된 다수의 가열수 유로(110A)(110B)와, 가스 또는 가습수가 선택적으로 흐르도록 타측면 표면에 형성된 다수의 선택 유로(130A)(130B)와, 상기 다수의 가열수 유로에 가열수가 출입하도록 두께방향으로 형성된 다수의 가열수 출입구(120A)(120B)와, 상기 다수의 선택 유로에 가스 또는 가습수가 선택적으로 출입하도록 두께방향으로 형성된 다수의 선택 출입구(140A)(140B)를 포함하는 연료전지용 가습기의 분리판과 이를 이용한 가습기에 관한 것이다. 이러한 구성에 의하면, 연료가스 가습용과 산화가스 가습용의 가습기를 일체로 제작할 수 있으므로 가습기의 부피와 무게를 줄일 수 있으며, 가스(연료가스와 산화가스)와 가습수의 접촉비율을 자유롭게 정하여 설계할 수 있으므로 가습수의 유량조절 설계가 용이하며, 가열수의 유로를 동시에 형성하여 가습효율을 높일 수 있다는 효과가 있다.

Description

연료전지용 가습기의 분리판과 이 분리판을 이용한 가습기{separating plate and humidifier for fuel cell}
본 발명은 연료전지용 가습기의 분리판과 이 분리판을 이용한 가습기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고분자전해질 연료전지에 사용되는 가습막 방식의 판형 가습기의 분리판과 이 분리판을 이용한 가습기에 관한 것이다.
일반적으로 연료전지는 연료가 가지는 화학 에너지를 연소에 의해 열로 바꾸지 않고 전지 내에서 전기 화학적으로 직접 전기 에너지로 바꾸는 장치로서 자동차의 전원, 레이저 전기기구의 전원 등으로 관심있게 연구되는 무공해 발전장치이다.
이러한 연료전지의 애노드로 연료기체인 수소가 공급되고 캐소드로 산화제인 산소가 공급되는 바, 상기 수소와 산소로부터 전자를 분리시켜 이온화를 촉진시키기 위하여 수소와 산소에 수분을 공급하기 위한 가습장치가 연료전지의 애노드와 캐소드에 각각 장착된다.
상기 연료전지는 작동온도, 전해질의 종류에 따라 고체산화물 연료전지(Solid Oxiede Fuel Cell)와, 용융탄산염 연료전지(Molton Carbonate Fuel Cell)와, 고분자전해질 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)와, 직접메탄올 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell)로 구분된다.
상기 고분자전해질 연료전지의 성능을 향상하기 위해서는 막전극 접합체(Membrane Electrode Assembly : MEA)의 고분자 전해질 막에 일정량 이상의 수분을 공급함으로써 고분자 전해질 막의 건조로 인해 발전효율이 급격히 저하하는 것을 방지하여야 한다.
상기 고분자 전해질 막을 가습하는 방법으로는, 내압용기에 물을 채운 후 대상 기체를 확산기(diffuser)로 통과시켜 수분을 공급하는 버블러(bubbler) 가습방식, 연료전지 반응에 필요한 공급 수분량을 계산하여 솔레노이드 밸브를 통해 가스 유동관에 직접 수분을 공급하는 직접 분사(direct injection) 방식, 고분자 분리막을 이용하여 가스의 유동층에 수분을 공급하는 가습막 방식 등이 있다.
한편, 물 유로판 양면으로 각 분리판과의 사이에 이온교환막을 위치시켜, 애너와 캐소드 라인을 하나의 가습기로 일체화하여 소형화한 이온교환막을 이용한 이온교환막 방식이 한국공개특허 제2002-0032874호로 개시되어 있다.
그런데, 가습기에서 가습막 방식은 배기 가스의 수증기 또는 기액 분리후 포집된 가습수의 수분만을 선택적으로 투과시키는 막을 이용하여 가습하는 방식으로서 가습기를 경량화하고 소형화할 수 있다는 점에서 유리하지만, 종래 가습막 방식의 가습기에서는 연료가스 가습용의 가습기와 산화가스 가습용의 가습기를 각각 제작하여야 하므로 부피 및 무게가 증가하게 되는 문제점이 있었다.
그리고, 종래 한국공개특허 제2002-0032874호와 같은 이온교환막을 이용한 이온교환막 방식의 가습기는 동일한 부피 내에서 가스(연료가스 및 산화가스)와 가습수의 접촉면적 비율을 자유롭게 정하여 제작하기가 어려울 뿐만 아니라 별도로 가열수의 유로를 형성할 수 없으므로 가습효율이 낮다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 연료가스 가습용과 산화가스 가습용의 가습기를 일체로 제작할 수 있으며 가스와 가습수의 접촉비율을 자유롭게 정할 수 있으며 가열수의 유로를 동시에 형성하여 가습효율을 높일 수 있는 연료전지용 가습기의 분리판과 이 분리판을 이용한 가습기를 제공하는 데 있다.
본 발명은, 고분자전해질 연료전지에 사용되는 가습막 방식의 판형 가습기에 적용되는 분리판으로서, 가열수가 흐르도록 일측면 표면에 형성된 다수의 가열수 유로와, 가스 또는 가습수가 선택적으로 흐르도록 타측면 표면에 형성된 다수의 선택 유로와, 상기 다수의 가열수 유로에 가열수가 출입하도록 두께방향으로 형성된 다수의 가열수 출입구와, 상기 다수의 선택 유로에 가스 또는 가습수가 선택적으로 출입하도록 두께방향으로 형성된 다수의 선택 출입구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 선택 유로와 선택 출입구는, 연료가스를 가습하는 연료가스 가습부와, 산화가스를 가습하는 산화가스 가습부로 나누어져 있다.
본 발명에 의한 연료전지용 가습기는, 가열수가 흐르는 다수의 가열수 유로가 일측면 표면에 형성되고, 가스가 흐르는 다수의 가스 유로가 타측면 표면에 형성되며, 상기 가열수 유로에 가열수가 출입하는 다수의 가열수 출입구가 두께방향으로 형성되고, 상기 가스 유로에 가스가 출입하는 다수의 가스 출입구가 형성된 제1분리판과; 가열수가 흐르는 다수의 가열수 유로가 일측면 표면에 형성되고, 가습수가 흐르는 다수의 가습수 유로가 타측면 표면에 형성되며, 상기 가열수 유로에 가열수가 출입하는 다수의 가열수 출입구가 두께방향으로 형성되고, 상기 가습수 유로에 가습수가 출입하는 다수의 가습수 출입구가 형성된 제2분리판과; 상기 가습수 유로의 가습수가 상기 가스 유로의 가스로 침투되도록 상기 제1분리판의 가스 유로와 상기 제2분리판의 가습수 유로 사이에 배치된 가습막을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 가스 유로와 가스 출입구는, 연료가스를 가습하는 연료가스 가습부와, 산화가스를 가습하는 산화가스 가습부로 나누어져 있다.
상기 가습수 유로와 상기 가습수 출입구는, 연료가스를 가습하는 연료가스 가습부와, 산화가스를 가습하는 산화가스 가습부로 나누어져 있다.
상기 연료가스 가습부와 상기 산화가스 가습부는 연료가스와 산화가스의 가습 요구량에 따라서 서로 상이한 크기로 형성되어 있을 수 있다.
본 발명에 의한 연료전지용 가습기의 분리판과 이 분리판을 이용한 가습기에 의하면, 연료가스 가습용과 산화가스 가습용의 가습기를 일체로 제작할 수 있으므로 가습기의 부피와 무게를 줄일 수 있으며, 가스(연료가스와 산화가스)와 가습수의 접촉비율을 자유롭게 정하여 설계할 수 있으므로 가습수의 유량조절 설계가 용이하며, 가열수의 유로를 동시에 형성하여 가습효율을 높일 수 있다는 효과가 있다.
도1은 본 발명의 분리판이 적용된 연료전지용 가습기를 나타내는 사시도,
도2는 도1의 분리판과 가습막의 적층구조를 나타내는 분리 사시도,
도3의 (a)는 도2의 제1, 제2분리판의 일측면(가열면)을 나타내는 평면도(분리판 제1실시예),
도3의 (b)는 도2의 제1, 제2분리판의 타측면(반응면 또는 가습면)을 나타내는 저면도(분리판 제1실시예),
도4의 (a)는 본 발명의 제2실시예에 의한 제1, 제2분리판의 일측면(가열면)을 나타내는 평면도,
도4의 (b)는 본 발명의 제2실시예에 의한 제1, 제2분리판의 타측면(반응면 또는 가습면)을 나타내는 저면도,
도5의 (a)는 본 발명의 제3실시예에 의한 제1, 제2분리판의 일측면(가열면)을 나타내는 평면도,
도5의 (b)는 본 발명의 제3실시예에 의한 제1, 제2분리판의 타측면(반응면 또는 가습면)을 나타내는 저면도,
도6의 (a)는 본 발명의 제4실시예에 의한 제1, 제2분리판의 일측면(가열면)을 나타내는 평면도,
도6의 (b)는 본 발명의 제4실시예에 의한 제1, 제2분리판의 타측면(반응면 또는 가습면)을 나타내는 저면도,
도7은 본 발명이 적용된 연료전지용 가습기의 작용상태를 나타내는 개략도이다.
이하 본 발명의 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 분리판이 적용된 연료전지용 가습기를 나타내는 사시도이고, 도2는 도1의 분리판과 가습막의 적층구조를 나타내는 분리 사시도이다.
도시한 바와 같이 본 발명의 분리판이 적용된 연료전지용 가습기(10)는 고분자전해질 연료전지에 사용되는 가습막 방식의 판형 가습기로서, 제1분리판(100)과 제2분리판(100') 사이에 배치된 가습막(12)이 하나의 단위(U)를 이루고, 다수의 단위(U)가 적층되며, 적층된 양측 끝단에는 체결판(14)(14')이 밀착하여 체결부재(16)를 통해 체결된 구조로 되어 있다.
상기 가습막(12)는 후술하는 가습수가 침투하여 가스를 향해 이동하도록 고분자 물침투막으로 되어 있으며, 그 평면에는 상기 제1, 제2분리판(100)(100')의 후술하는 가열수 출입구와 가스(연료가스와 산화가스) 출입구 및 가습수 출입구에 연통하는 다수의 관통구멍(H)이 형성되어 있다.
상기 체결판(14)(14') 중의 일측 체결판(14)에는 제1, 제2분리판(100)(100')의 후술하는 가열수 출입구와 가스(연료가스와 산화가스) 출입구 및 가습구 출입구에 연통하는 가열수 유입구(14a)와 가열수 배출구(14a'), 연료가스 유입구(14b)와 연료가스 배출구(14b'), 산화가스 유입구(14c)와 산화가스 배출구(14c'), 가습수 유입구(14d)와 가습수 배출구(14d')가 형성되어 있다.
도3의 (a)는 도2의 제1, 제2분리판(100)(100')의 일측면(가열면)을 나타내는 평면도(분리판 제1실시예)이고, 도3의 (b)는 도2의 제1, 제2분리판(100)(100')의 타측면(반응면 또는 가습면)을 나타내는 저면도(분리판 제1실시예)이다. 도2에서 제1분리판(100)의 상면은 가열수가 접하는 가열면이고 저면은 가스가 접하는 반응면이며, 제2분리판(100')의 상면은 가습수가 접하는 가습면이고 저면은 가열수가 접하는 가열면이다(도7 참조). 상기 가습수와 가열수는 별도로 외부에서 공급되지 않고, 연료전지의 캐소드에서 발생되는 반응 생성수를 이용한다. 분리판의 제1실시예에서는 후술하는 가열수 유로와 선택 유로가 분리판의 길이방향으로 배치되어 있다.
상기 제1, 제2분리판(100)(100')은 연료가스(수소)를 가습하는 연료가스 가습부(A1)와 산화가스(산소)를 가습하는 산화가스 가습부(B1)가 평면상에서 분리판의 길이방향을 따라 나누어져 있다.
도3의 (a)에 도시한 바와 같이 제1, 제2분리판(100)(100')의 일측면에는 상기 연료가스 가습부(A1) 및 산화가스 가습부(B1)에 각각 가열수가 흐르는 다수의 가열수 유로(110A)(110B)가 형성되고, 상기 다수의 가열수 유로(110A)(110B)에 가열수가 출입하는 다수의 가열수 출입구(120A)(120B)가 두께방향으로 관통하여 형성된다.
도3의 (b)에 도시한 바와 같이 제1, 제2분리판(100)(100')의 타측면에는, 상기 연료가스 가습부(A1)에 연료가스 또는 가습수가 선택적으로 흐르는 다수의 선택 유로(130A)가 형성되고, 상기 다수의 선택 유로(130A)에 연료가스 또는 가습수가 선택적으로 출입하는 다수의 선택 출입구(140A)가 두께방향으로 관통하여 형성되며, 상기 산화가스 가습부(B1)에 산화가스 또는 가습수가 선택적으로 흐르는 다수의 선택 유로(130B)가 형성되고, 상기 다수의 선택 유로(130B)에 산화가스 또는 가습수가 선택적으로 출입하는 다수의 선택 출입구(140B)가 두께방향으로 관통하여 형성된다.
상기 제1분리판(100)에서 상기 연료가스 가습부(A1)에 형성된 선택 유로(130A)는 연료가스 유로이고 선택 출입구(140A)는 연료가스 출입구이며, 상기 제2분리판(100')에서 상기 산화가스 가습부(B1)에 형성된 선택 유로(130B)는 산화가스 유로이고 선택 출입구(140B)는 산화가스 출입구이다.
상기 제2분리판(100')에서 상기 연료가스 가습부(A1)에 형성된 선택 유로(130A)는 가습수 유로이고 선택 출입구(140A)는 가습수 출입구이며, 상기 제2분리판(100')에서 상기 산화가스 가습부(B1)에 형성된 선택 유로(130B)는 가습수 유로이고 선택 출입구(140B)는 가습수 출입구이다.
도7은 본 발명이 적용된 연료전지용 가습기의 작용상태를 나타내는 개략도이다. 도시한 바와 같이 제1분리판의 가열면을 흐르는 가열수는 반응을 용이하게 하도록 상기 제1분리판의 반응면을 흐르는 가스(연료가스 및 산화가스)에 열을 공급하고, 제2분리판의 가습면을 흐르는 가습수는 가습막을 통해 상기 가스(연료가스 및 산화가스)에 수분을 공급하게 된다.
도4의 (a)는 본 발명의 제2실시예에 의한 제1, 제2분리판(200)(200')의 일측면(가열면)을 나타내는 평면도이고, 도4의 (b)는 본 발명의 제2실시예에 의한 제1, 제2분리판(200)(200')의 타측면(반응면 또는 가습면)을 나타내는 저면도이다. 제2실시예에서는 후술하는 가열수 유로와 선택 유로가 분리판의 폭방향으로 배치되어 있다.
상기 제1, 제2분리판(200)(200')은 연료가스(수소)를 가습하는 연료가스 가습부(A2)와 산화가스(산소)를 가습하는 산화가스 가습부(B2)가 평면상에서 분리판의 길이방향을 따라 나누어져 있다.
도4의 (a)에 도시한 바와 같이 제1, 제2분리판(200)(200')의 일측면에는 상기 연료가스 가습부(A2) 및 산화가스 가습부(B2)에 각각 가열수가 흐르는 다수의 가열수 유로(210A)(210B)가 형성되고, 상기 다수의 가열수 유로(210A)(210B)에 가열수가 출입하는 다수의 가열수 출입구(220A)(220B)가 두께방향으로 관통하여 형성된다.
도4의 (b)에 도시한 바와 같이 제1, 제2분리판(200)(200')의 타측면에는, 상기 연료가스 가습부(A2)에 연료가스 또는 가습수가 선택적으로 흐르는 다수의 선택 유로(230A)가 형성되고, 상기 다수의 선택 유로(230A)에 연료가스 또는 가습수가 선택적으로 출입하는 다수의 선택 출입구(240A)가 두께방향으로 관통하여 형성되며, 상기 산화가스 가습부(B2)에 산화가스 또는 가습수가 선택적으로 흐르는 다수의 선택 유로(230B)가 형성되고, 상기 다수의 선택 유로(230B)에 산화가스 또는 가습수가 선택적으로 출입하는 다수의 선택 출입구(240B)가 두께방향으로 관통하여 형성된다.
상기 제1분리판(200)에서 상기 연료가스 가습부(A2)에 형성된 선택 유로(230A)는 연료가스 유로이고 선택 출입구(240A)는 연료가스 출입구이며, 상기 제2분리판(200')에서 상기 산화가스 가습부(B2)에 형성된 선택 유로(230B)는 산화가스 유로이고 선택 출입구(240B)는 산화가스 출입구이다.
상기 제2분리판(200')에서 상기 연료가스 가습부(A2)에 형성된 선택 유로(230A)는 가습수 유로이고 선택 출입구(240A)는 가습수 출입구이며, 상기 제2분리판(200')에서 상기 산화가스 가습부(B2)에 형성된 선택 유로(230B)는 가습수 유로이고 선택 출입구(240B)는 가습수 출입구이다.
도5의 (a)는 본 발명의 제3실시예에 의한 제1, 제2분리판(300)(300')의 일측면(가열면)을 나타내는 평면도이고, 도5의 (b)는 본 발명의 제3실시예에 의한 제1, 제2분리판(300)(300')의 타측면(반응면 또는 가습면)을 나타내는 저면도이다. 제3실시예에서는 후술하는 가열수 유로가 연료가스 가습부와 산화가스 가습부에 걸쳐 분리판의 길이방향으로 배치되고, 후술하는 선택유로가 분리판의 폭방향으로 배치되어 있다.
상기 제1, 제2분리판(300)(300')은 연료가스(수소)를 가습하는 연료가스 가습부(A3)와 산화가스(산소)를 가습하는 산화가스 가습부(B3)가 평면상에서 분리판의 길이방향을 따라 나누어져 있다.
도5의 (a)에 도시한 바와 같이 제1, 제2분리판(300)(300')의 일측면에는 상기 연료가스 가습부(A3) 및 산화가스 가습부(B3)에 걸쳐 가열수가 흐르는 다수의 가열수 유로(310)가 형성되고, 상기 다수의 가열수 유로(310)에 가열수가 출입하는 다수(길이방향 양측에 형성)의 가열수 출입구(320)가 두께방향으로 관통하여 형성된다.
도5의 (b)에 도시한 바와 같이 제1, 제2분리판(300)(300')의 타측면에는, 상기 연료가스 가습부(A3)에 연료가스 또는 가습수가 선택적으로 흐르는 다수의 선택 유로(330A)가 형성되고, 상기 다수의 선택 유로(330A)에 연료가스 또는 가습수가 선택적으로 출입하는 다수의 선택 출입구(340A)가 두께방향으로 관통하여 형성되며, 상기 산화가스 가습부(B3)에 산화가스 또는 가습수가 선택적으로 흐르는 다수의 선택 유로(330B)가 형성되고, 상기 다수의 선택 유로(330B)에 산화가스 또는 가습수가 선택적으로 출입하는 다수의 선택 출입구(340B)가 두께방향으로 관통하여 형성된다.
상기 제1분리판(300)에서 상기 연료가스 가습부(A3)에 형성된 선택 유로(330A)는 연료가스 유로이고 선택 출입구(340A)는 연료가스 출입구이며, 상기 제2분리판(300')에서 상기 산화가스 가습부(B3)에 형성된 선택 유로(330B)는 산화가스 유로이고 선택 출입구(340B)는 산화가스 출입구이다.
상기 제2분리판(300')에서 상기 연료가스 가습부(A3)에 형성된 선택 유로(330A)는 가습수 유로이고 선택 출입구(340A)는 가습수 출입구이며, 상기 제2분리판(300')에서 상기 산화가스 가습부(B3)에 형성된 선택 유로(330B)는 가습수 유로이고 선택 출입구(340B)는 가습수 출입구이다.
도6의 (a)는 본 발명의 제4실시예에 의한 제1, 제2분리판(400)(200')의 일측면(가열면)을 나타내는 평면도이고, 도6의 (b)는 본 발명의 제4실시예에 의한 제1, 제2분리판(400)(400')의 타측면(반응면 또는 가습면)을 나타내는 저면도이다. 제4실시예에서는 후술하는 가열수 유로와 선택 유로가 분리판의 폭방향으로 배치되어 있다.
상기 제1, 제2분리판(400)(400')은 연료가스(수소)를 가습하는 연료가스 가습부(A4)와 산화가스(산소)를 가습하는 산화가스 가습부(B4)가 평면상에서 분리판의 길이방향을 따라 나누어져 있되, 연료가스 가습부(A4)와 산화가스 가습부(B4)의 면적(크기)이 상이하게 되어 있다(연료가스 가습부의 면적이 산화가스 가습부의 면적보다 큼). 이러한 제4실시예에 구성에 같이 본 발명은 연료가스와 산화가스의 가습 요구량에 따라서 연료가스 및 산화가스와 가습수의 접촉 면적 비율을 조정하에 설계할 수 있다.,
도6의 (a)에 도시한 바와 같이 제1, 제2분리판(400)(400')의 일측면에는 상기 연료가스 가습부(A4) 및 산화가스 가습부(B4)에 각각 가열수가 흐르는 다수의 가열수 유로(410A)(410B)가 형성되고, 상기 다수의 가열수 유로(410A)(410B)에 가열수가 출입하는 다수의 가열수 출입구(420A)(420B)가 두께방향으로 관통하여 형성된다.
도6의 (b)에 도시한 바와 같이 제1, 제2분리판(400)(400')의 타측면에는, 상기 연료가스 가습부(A4)에 연료가스 또는 가습수가 선택적으로 흐르는 다수의 선택 유로(430A)가 형성되고, 상기 다수의 선택 유로(430A)에 연료가스 또는 가습수가 선택적으로 출입하는 다수의 선택 출입구(440A)가 두께방향으로 관통하여 형성되며, 상기 산화가스 가습부(B4)에 산화가스 또는 가습수가 선택적으로 흐르는 다수의 선택 유로(430B)가 형성되고, 상기 다수의 선택 유로(430B)에 산화가스 또는 가습수가 선택적으로 출입하는 다수의 선택 출입구(440B)가 두께방향으로 관통하여 형성된다.
상기 제1분리판(400)에서 상기 연료가스 가습부(A4)에 형성된 선택 유로(430A)는 연료가스 유로이고 선택 출입구(440A)는 연료가스 출입구이며, 상기 제2분리판(400')에서 상기 산화가스 가습부(B4)에 형성된 선택 유로(430B)는 산화가스 유로이고 선택 출입구(440B)는 산화가스 출입구이다.
상기 제2분리판(400')에서 상기 연료가스 가습부(A4)에 형성된 선택 유로(430A)는 가습수 유로이고 선택 출입구(440A)는 가습수 출입구이며, 상기 제2분리판(400')에서 상기 산화가스 가습부(B4)에 형성된 선택 유로(430B)는 가습수 유로이고 선택 출입구(440B)는 가습수 출입구이다.
상기 분리판의 제1실시예 내지 제3실시예에 도시한 바와 같이 가열수 유로와 선택 유로(연료가스 유로, 산화가스 유로, 가습수 유로), 가열수 출입구와 선택 출입구(연료가스 출입구, 산화가스 출입구, 가습수 출입구)는 다양한 배열로 실시할 수 있으며, 상기 분리판의 제4실시예에 도시한 바와 같이 연료가스 가습부와 산화가스 가습수의 크기를 다양하게 실시할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능함은 물론이고, 본 발명의 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10 : 연료전지용 가습기 12 : 가습막
14, 14' : 체결판 16 : 체결부재
100,200,300,400 : 제1분리판 100',200',300',400' : 제2분리판
110A, 110B : 가열수 유로 120A, 120B : 가열수 출입구
130A, 130B : 선택 유로 140A, 140B : 선택 출입구
A1,A2,A3,A4 : 연료가스 가습부 B1,B2,B3,B4 : 산화가스 가습부

Claims (6)

  1. 고분자전해질 연료전지에 사용되는 가습막 방식의 판형 가습기에 적용되는 분리판으로서,
    가열수가 흐르도록 일측면 표면에 형성된 다수의 가열수 유로와,
    가스 또는 가습수가 선택적으로 흐르도록 타측면 표면에 형성된 다수의 선택 유로와,
    상기 다수의 가열수 유로에 가열수가 출입하도록 두께방향으로 형성된 다수의 가열수 출입구와,
    상기 다수의 선택 유로에 가스 또는 가습수가 선택적으로 출입하도록 두께방향으로 형성된 다수의 선택 출입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기의 분리판.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 선택 유로와 선택 출입구는,
    연료가스를 가습하는 연료가스 가습부와, 산화가스를 가습하는 산화가스 가습부로 나누어져 있는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기의 분리판.
  3. 가열수가 흐르는 다수의 가열수 유로가 일측면 표면에 형성되고, 가스가 흐르는 다수의 가스 유로가 타측면 표면에 형성되며, 상기 가열수 유로에 가열수가 출입하는 다수의 가열수 출입구가 두께방향으로 형성되고, 상기 가스 유로에 가스가 출입하는 다수의 가스 출입구가 형성된 제1분리판과;
    가열수가 흐르는 다수의 가열수 유로가 일측면 표면에 형성되고, 가습수가 흐르는 다수의 가습수 유로가 타측면 표면에 형성되며, 상기 가열수 유로에 가열수가 출입하는 다수의 가열수 출입구가 두께방향으로 형성되고, 상기 가습수 유로에 가습수가 출입하는 다수의 가습수 출입구가 형성된 제2분리판과;
    상기 가습수 유로의 가습수가 상기 가스 유로의 가스로 침투되도록 상기 제1분리판의 가스 유로와 상기 제2분리판의 가습수 유로 사이에 배치된 가습막을 포함하는 것을 특징으로 연료전지용 가습기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 가스 유로와 가스 출입구는,
    연료가스를 가습하는 연료가스 가습부와, 산화가스를 가습하는 산화가스 가습부로 나누어져 있는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 가습수 유로와 상기 가습수 출입구는,
    연료가스를 가습하는 연료가스 가습부와, 산화가스를 가습하는 산화가스 가습부로 나누어져 있는 것을 특징을 하는 연료전지용 가습기.
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 연료가스 가습부와 상기 산화가스 가습부는 연료가스와 산화가스의 가습 요구량에 따라서 서로 상이한 크기로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
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KR20080070124A (ko) * 2007-01-25 2008-07-30 엘지마이크론 주식회사 비대칭형 미세유로통로를 구비한 연료전지 스택구조
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