KR101345608B1 - 연료전지 분리판 - Google Patents

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KR101345608B1
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Abstract

본 발명은 연료전지 분리판에 관한 것으로서, 연료전지 분리판에 있어서, 상기 유로 연결공을 통해 가스 매니 폴드와 가스 유로 사이에 연결하도록 함으로써 가스 매니 폴드와 가스 유로의 연결 통로를 개방하지만 가스의 기밀을 위해 덮개나 홀 형태의 가공이 필요치 않고 개방부위의 덮개를 통한 가스의 유출이나 덮개의 이탈을 방지하며, 분리판의 수평방향으로 홀의 형성을 위한 가공이 필요치 않아 분리판의 두께를 줄일 수 있도록 하여 연료전지 분리판의 제작 비용을 절감시킬 수 있도록 하고, 가스 매니 폴드와 유로 연결공은 연결하는 가스 연결 통로의 양측 단부에 연결 통로 확장부를 형성함과 아울러 유로 연결공을 연결하는 가스 유로 단부에 가스 유로 확장부를 형성함으로써 산화제 또는 연료 가스의 공급 및 배출에 대한 흐름이 좀더 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

Description

연료전지 분리판{Fuel Cell Separator}
본 발명은 연료전지 분리판에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 유입 또는 유출 가스의 기밀성을 유지하면서 제작이 용이한 연료전지 분리판에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 연료전지(Fuel cell)는 수소에너지를 전기에너지와 열로 변환시키는 전기화학적 장치로서, 연료극(anode)에 수소, 메탄올, 일산화탄소 등의 연료를 공급하고, 공기극(cathode)에 공기, 산소, 염소, 과산화수소 등을 공급하여 연료의 연소과정 없이 직접 전기에너지로 변환시키는 장치이다.
연료전지는 사용되는 전해질에 따라서 용융탄산염을 전해질로 사용하는 용융탄산염 연료전지(Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC), 고분자막을 전해질로 사용하는 고분자전해질 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, PEMFC)와, 세라믹산화물과 같은 고체산화물을 전해질로 사용하는 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC), 액체 인산을 전해질로 사용하는 인산형 연료전지(Phosphoric Acid Fuel Cell, PAFC), 알칼리를 전해질로 사용하는 알칼리 연료전지(Alkaline Fuel Cell, AFC) 등으로 분류된다.
일반적으로 연료전지는 단전지(unit cell)를 적층하여 스택 구조로 구성하여 사용되며, 스택 구조 상에서 단전지를 기준으로 양단에 흐르는 반응가스의 분리가 필수적으로 요구되며 이를 위하여 분리판(bipolar plate)이 사용된다. 연료전지를 구성하는 핵심부품 중 하나인 분리판은 연료와 공기 및 냉각수(또는 냉각공기)가 원활히 흐를 수 있는 통로를 제공하고 반응가스를 전극 전체에 고르게 분배하며 단전지 사이의 연료와 공기의 혼합을 방지하면서 각 단전지가 전기적으로 연결되도록 하고, 막전극접합체(Membrane Electrode Assembly, MEA)를 지지하는 지지체의 역할을 한다.
연료전지에서 분리판은 연료인 수소와 산화제인 산소의 흐름을 골고루 전극에 전달하기 위해 가스 유로가 각각 형성되어 있으며 가장자리에는 수소와 산소를 각각 공급하기 위해 매니 폴드가 형성되어 있으며, 가스가 외부로 유출을 방지하기 위해 개스킷이 설치되는 형태로 이루어진다.
한국공개특허 제10-2001-0037120호의 연료전지용 분리판에 의하면, 분리판에 가스 유로와 매니 폴드가 형성되고, 외곽에 양극 및 음극과의 기밀을 위해 개스킷이 끼워지며, 매니 폴드와 가스 유로의 사이에 연결 통로가 형성되고, 상기 연결 통로의 개방부위에 0.1 ~ 0.3mm 두께의 스테인레스 재질, 플라스틱, 복합재료 등의 경질 재료로 된 얇은 판이 부착되는 것을 포함하고 있다.
상기한 종래 연료전지용 분리판은 매니 폴드와 가스 유로를 연결하는 연결 통로가 가스 유로와 일체로 형성된 개방구조로 이루어짐으로써 기존과 같은 홀의 가공이 필요 없고, 프레스 성형 또는 사출성형을 할 수 있어 제작공정이 간소하며, 가스 흐름의 원활성 및 기밀성을 향상시킬 수 있음은 몰론 홀의 가공에 따른 두께 제한을 줄일 수 있게 되어 궁극적으로 전지의 성능을 향상시킬 수 있다고 하였다.
그러나, 상기 연결 통로의 개방부위에 스테인레스스틸 재질, 플라스틱, 복합재료 등의 경질재료로 된 얇은 판을 부착하여 개스킷이 밀착 결합할 수 있도록 평탄부를 형성하는 것은 연료전지의 장기 가동시 이탈할 위험성과 얇은 판과 밀착된 개방부위에서 가스의 유출이 항시 존재하게 되는 단점을 갖는다.
이를 개선하기 위해 다른 종래의 한국공개특허 제10-2013-0057264의 연료전지 분리판 파트에 의하면, 분리판에 가스 유로와 매니 폴드가 형성되고, 상기 매니 폴드와 가스 유로 사이에 연결 통로가 형성되는 데, 개방부위에 놓여지는 얇은 판에는 요홈과 돌출부가 형성되고 상기 돌출부과 요홈은 삽입홈과 연결 통로에 삽입되어 밀착되어, 연료전지 가동시 얇은 판 이탈의 위험성을 방지하는 것을 포함한다.
그러나, 상기한 종래 연료전지 분리판 역시 상기 얇은 판과 밀착된 개방부위에서 가스의 유출에 대한 위험성이 항시 존재하게 된다.
또 다른 종래의 한국공개특허 제10-2013-0019553의 연료전지용 세퍼레이터 및 이를 포함하는 연료전지 스택에 의하면, 분리판에 메인유로와 매니 폴드가 형성되고, 상기 메인유로와 매니 폴드 사이에 연결유로을 홀 형태로 형성되며, 상기 연결유로은 포집유로로 연결된 후 상기 메인유로에 가스를 공급하고, 상기 연결유로을 가공하기 위해 분리판 외곽에서 연결홀을 드릴로 가공한 후 가공핀으로 막아 가스의 유출을 방지하도록 하는 것을 포함하고 있다.
그러나, 상기한 방식은 분리판의 수평방향으로 연결 통로를 가공하여야 하기 때문에 분리판이 일정 두께 이상이 되어야 하기 때문에 분리판의 두께를 줄이기 어렵고, 분리판의 가장자리에 형성된 상기 연결홀들을 메꾸도록 상기 가공핀들을 설치하여야 하기 때문에 추가적인 가공이 필요하게 되는 단점을 갖는다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 연료전지 분리판에서 매니 폴드와 가스 유로의 연결 통로를 개방하지만 가스의 기밀을 위해 덮개나 홀 형태의 가공이 필요치 않도록 설계가 되어 개방부위의 덮개를 통한 가스의 유출이나 덮개의 이탈을 방지하고, 분리판의 수평방향으로 홀의 형성을 위한 가공이 필요치 않아 분리판의 두께를 줄일 수 있어 제작 비용을 절감할 수 있는 연료전지 분리판을 제공하기 위한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연료전지 분리판은, 연료전지 분리판에 있어서, 상기 분리판의 가장자리부에 수직 관통하며 형성되는 복수의 가스 매니 폴드; 상기 가스 매니 폴드들 중에서 적어도 2개 이상에 인접하게 수직 관통하며 형성되는 유로 연결공; 상기 분리판의 제1 면상에서 상기 가스 매니 폴드와 이에 인접하는 상기 유로 연결공 사이를 연결하도록 형성되는 연결 통로; 및 상기 분리판의 제1 면에 대향하는 제2 면 상에서 상기 유로 연결공들을 서로 연결하도록 형성되는 가스 유로;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 연결 통로는 상기 가스 매니 폴드와 상기 유로 연결공 연결부분에 각각 연결 통로 확장부가 형성되고, 상기 연결 통로 확장부는 상기 연결 통로의 길이 방향을 따라 측단면상 상기 가스 매니 폴드를 향해 점차 깊이가 깊어지게 형성되는 제1 연결 통로 확장부; 및 상기 연결 통로의 길이 방향을 따라 측단면상 상기 유로 연결공을 향해 점차 깊이가 깊어지게 형성되는 제2 연결 통로 확장부;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가스 유로는 상기 유로 연결공 연결부분에 각각 가스 유로 확장부가 형성되고, 상기 가스 유로 확장부는 상기 가스 유로의 길이 방향을 따라 측단면상 상기 유로 연결공을 향해 점차 깊이가 깊어지게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가스 매니 폴드들은 사각 분리판의 각 모서리부를 수직 관통하며 형성되고, 상기 가스 유로 연결공은 상기 가스 매니 폴드들 중에서 대각선 방향에 위치하는 제1 가스 매니 폴드 및 제2 가스 매니 폴드에 인접하게 수직 관통되어 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상부 양측 모서리부에 각각 형성되는 상기 제1 가스 매니 폴드 및 제3 가스 매니 폴드 사이의 상부 중심부에 관통 형성되는 제1 냉각 매니 폴드; 및 하부 양측 모서리부에 각각 형성되는 상기 제2 가스 매니 폴드 및 제4 가스 매니 폴드 사이의 하부 중심부에 관통 형성되는 제2 냉각 매니 폴드;를 포함하고, 상기 제1 면 상에서 상기 제1 냉각 매니 폴드와 상기 제2 냉각 매니 폴드를 연결하도록 음각지게 형성되는 냉각 유로;를 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 분리판의 가장자리와 함께 상기 각 가스 매니 폴드, 상기 연결 통로, 상기 유로 연결공 및 상기 가스 유로 주변을 연결하도록 형성되는 개스킷 수용홈에 끼워져 고정되는 개스킷을 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기한 본 발명의 연료전지 분리판에 따르면, 가스 매니 폴드와 가스 유로 사이에 이들을 연결하는 유로 연결공을 형성하여, 가스 매니 폴드와 가스 유로의 연결 통로를 개방하지만 가스의 기밀을 위해 덮개나 홀 형태의 가공이 필요치 않고, 개방부위의 덮개를 통한 가스의 유출이나 덮개의 이탈을 방지하며, 분리판의 수평방향으로 홀의 형성을 위한 가공이 필요치 않아 분리판의 두께를 줄일 수 있도록 하여 연료전지 분리판의 제작 비용을 절감시킬 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
또한, 가스 매니 폴드와 유로 연결공은 연결하는 가스 연결 통로의 양측 단부에 연결 통로 확장부를 형성함과 아울러 유로 연결공을 연결하는 가스 유로 단부에 가스 유로 확장부를 형성하여, 산화제 또는 연료 가스의 공급 및 배출에 대한 흐름이 좀더 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 분리판을 도시한 전면 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 분리판을 도시한 배면 사시도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ 부분을 확대 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1의 Ⅳ 부분을 확대 도시한 사시도이다.
도 5는 도 2의 Ⅴ 부분을 확대 도시한 사시도이다.
도 6은 도 2의 Ⅵ 부분을 확대 도시한 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 분리판을 도시한 전면 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 분리판을 도시한 배면 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 연료전지 분리판(100)은 가스 매니 폴드들(141, 142, 143, 144), 유로 연결공들(161, 165), 연결 통로들(151, 155), 가스 유로(130), 냉각 매니 폴드들(145, 146), 냉각 유로(135) 및 개스킷(170)을 포함하여 구성된다.
본 실시예의 연료전지 분리판(100)은 전극-전해질 접합체를 사이에 두고 마주하며 연속적으로 적층 형성되어 연료전지 스텍을 형성하도록 한다.
가스 매니 폴드들(141, 142, 143, 144)은 적층된 본 실시예의 분리판들의 수직 방향을 따라 산화제 또는 연료 가스를 공급 및 배출될 수 있게 수직 통로를 이루는 부분으로, 본 실시예에서는 4개가 각각 사각 분리판 가장자리의 모서리부를 수직 관통하여 형성되는 것을 예시한다.
여기서, 제1 가스 매니 폴드(141)는 상기 분리판의 전면에서 볼 때 상부 우측 모서리부를 수직 관통하도록 형성되어 산화제 또는 연료 가스를 가스 유로(131)로 공급하는 수직 통로를 형성하고, 제2 가스 매니 폴드(142)는 제1 가스 매니 폴드(141)의 대각선 방향 하부 좌측 모서리부를 수직 관통하도록 형성되어 가스 유로(131)로부터 산화제 또는 연료 가스를 배출하여 회수하도록 하는 수직 통로를 형성하도록 한다.
그리고, 제3 가스 매니 폴드(143)는 상기 분리판(10)의 상부 좌측 모리서리부를 수직 관통하도록 형성되고, 제4 가스 매니 폴드(144)는 상기 분리판(10)의 하부 우측 모서리부를 수직 관통하도록 형성된다.
따라서, 산화제 또는 연료 가스는 서로 마주하며 적층 형성된 분리판들(100)의 수직 방향으로 제1 가스 매니 폴드(141) 및 제3 가스 매니 폴드(143)를 교대로 통과하며 흘러 제1 가스 매니 폴드(141)에 연결된 가스 유로(131)로 공급되고, 가스 유로(131)에 연결된 제2 가스 매니 폴드(142)를 통해 배출된 후 적층 형성된 분리판들(100)의 수직 방향으로 제2 가스 매니 폴드(142) 및 제4 가스 매니 폴드(144)를 교대로 통과하며 흘러 배출된다.
유로 연결공(161, 161)은 가스 유로(131)에 의해 연결되는 상기한 가스 매니 폴드들(141, 142, 143, 144) 중에서 적어도 2개 이상에 인접하게 수직 관통하며 형성된다.
본 실시예에서는 유로 연결공(161, 165)은 제1 가스 매니 폴드(141)에 인접하게 수직 관통하며 형성되는 제1 유로 연결공(161)과 제2 가스 매니 폴드(142)에 인접하게 수직 관통하며 형성되는 제2 유로 연결공(165)으로 이루어진다.
연결 통로(151, 155)는 상기 분리판(100)의 제1 면(A) 상에서 상기 제1 및 제2 가스 매니 폴드들(141, 142)와 이에 인접하는 상기 유로 연결공들(161, 165) 사이를 연결하도록 상측이 개방되게 음각져 형성된다.
본 실시예에서 연결 통로(151, 155)는 제1 가스 매니 폴드(141)와 제1 유로 연결공(161)을 연결하도록 형성되는 제1 연결 통로(151) 및 제2 가스 매니 폴드(142)와 제2 유로 연결공(165)을 연결하는 제2 연결 통로(155)로 이루어진다.
도 3은 도 1의 Ⅲ 부분을 확대 도시한 사시도이고, 도 4는 도 1의 Ⅳ 부분을 확대 도시한 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 제1 연결 통로(151) 및 제2 연결 통로(155)는 각각 제1 가스 매니 폴드(141)와 제2 가스 매니 폴드(142)을 연결하는 일측 단부에 각각 제1 연결 통로 확장부(152, 156)가 형성되고, 제1 유로 연결공(161)와 제2 유로 연결공(165)을 연결하는 타일측 단부에 각각 제2 연결 통로 확장부(153, 157)가 형성된다.
본 실시예에서 제1 연결 통로(151)의 제1 연결 통로 확장부(152)는 상기 제1 연결 통로(151)의 길이 방향을 따라 측단면상 상기 제1 가스 매니 폴드(141)를 향해 점차 깊이가 깊어지게 바닥 경사면을 이루며 형성되고, 제2 연결 통로 확장부(153)는 상기 제1 연결 통로(151)의 길이 방향을 따라 측단면상 상기 제1 유로 연결공(161)을 향해 점차 깊이가 깊어지게 바닥 경사면을 이루며 형성된다.
따라서, 제1 가스 매니 폴드(141)를 통해 흐르는 산화제 및 연료가스가 제1 연결 통로(151)를 통해 제1 유로 연결공(161)으로 유입되는 과정에서, 제1 연결 통로(151)에 형성되는 제1 연결 통로 확장부(152) 및 제2 연결 통로 확장부(153)를 통해 제1 가스 매니 폴드(141)로부터 제1 유로 연결공(161)으로 좀더 쉽게 유입될 수 있도록 한다.
또한, 제2 연결 통로(155)의 제1 연결 통로 확장부(156) 역시 상기 제2 연결 통로(155)의 길이 방향을 따라 측단면상 상기 제2 가스 매니 폴드(142)를 향해 점차 깊이가 깊어지게 바닥 경사면을 이루며 형성되고, 제2 연결 통로 확장부(157) 역시 상기 제2 연결 통로(155)의 길이 방향을 따라 측단면상 상기 제2 유로 연결공(165)을 향해 점차 깊이가 깊어지게 바닥 경사면을 이루며 형성된다.
따라서, 가스 유로(131)로부터 제2 유로 연결공(165)으로 흘러 나온 산화제 또는 연료 가스가 제2 연결 통로(155)를 통해 제2 가스 매니 폴드(142)로 배출되는 과정에서, 제2 연결 통로(155)에 형성되는 제2 연결 통로 확장부(157) 및 제1 연결 통로 확장부(156)를 통해 제2 유로 연결공(165)으로부터 제2 가스 매니 폴드(142)로 좀더 쉽게 배출될 수 있도록 한다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 가스 유로(131)는 상기 분리판(100)의 제1 연결 통로 및 제2 연결 통로가 형성되는 제1 면(A)에 대향하는 제2 면(B) 상에서 상기 제1 유로 연결공(161) 및 상기 제2 유로 연결공(166)을 연결하도록 음각지게 형성된다.
도 5는 도 2의 Ⅴ 부분을 확대 도시한 사시도이고, 도 6은 도 2의 Ⅵ 부분을 확대 도시한 사시도이다.
도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면, 가스 유로(131)는 제1 유로 연결공(161) 및 제2 유로 연결공(165)을 연결하는 양측 단부에 각각 제1 가스 유로 확장부(132) 및 제2 가스 유로 확장부(133)가 형성된다.
상기한 제1 가스 유로 확장부(132) 및 상기 제2 가스 유로 확장부(133)는 각각 상기한 제1 연결 통로 확장부(152, 156) 및 제2 연결 통로 확장부(153, 157)와 마찬가지로 상기 가스 유로(131)의 길이 방향을 따라 측단면상 상기 제1 유로 연결공(161) 및 제2 유로 연결공(166)을 향해 점차 깊이가 깊어지게 바닥 경사면을 이루며 형성된다.
따라서, 제1 면(A)에 형성된 제1 연결 통로(151)를 통해 제1 유로 연결공(161) 내로 공급된 산화제 또는 연료가스가 제2 면(B)에 형성된 가스 유로(131)로 공급되는 과정에서 제1 가스 유로 확장부(132)를 통해 좀더 쉽게 유입될 수 있도록 하고, 가스 유로(131)를 따라 흐른 산화제 또는 연료 가스를 제2 유로 연결공(165)으로 배출하는 과정에서 제2 가스 유로 확장부(133)를 통해 좀더 쉽게 배출될 수 있도록 한다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 냉각 매니 폴드(145, 146)는 2 개의 제1 냉각 매니 폴드(145) 및 제2 냉각 매니 폴드(146)로 구성되어 냉각수 또는 냉각용 공기를 공급 및 배출할 수 있도록 한다.
여기서, 제1 냉각 매니 폴드(145)는 상부 양측 모서리부에 각각 형성되는 상기 제1 가스 매니 폴드(141) 및 제3 가스 매니 폴드(143) 사이의 상부 중심부에 관통 형성되며, 제2 냉각 매니 폴드(146)는 하부 양측 모서리부에 각각 형성되는 상기 제2 가스 매니 폴드(142) 및 제4 가스 매니 폴드(144) 사이의 하부 중심부에 관통 형성된다.
그리고, 냉각 유로(135)는 상기한 가스 유로가 형성되는 제2 면(B)과 제1 면(A) 상에서 상기 제1 냉각 매니 폴드(145)와 상기 제2 냉각 매니 폴드(146)를 연결하도록 음각지게 형성된다.
따라서, 냉각수 또는 냉각용 공기는 제1 냉각 매니 폴드(145)로 유입된 후 냉각유로(135)로 따라 흐른 후, 제2 냉각 매니 폴드(146)을 통해 유출된다.
또한, 개스킷(170)은 분리판(100)의 제1 면(A) 및 제2 면(B) 가장자리와 함께 상기 제1 내지 제4 가스 매니 폴드(141, 142, 143, 144), 상기 제1 및 제2 연결 통로(151, 155), 상기 제1 및 제2 유로 연결공(161, 165) 및 가스 유로(131) 주위를 따라 형성되는 개스킷 수용홈에 끼워져, 상기 각 매니 폴드(141, 142, 143, 144) 상기 제1 및 제2 연결 통로(151, 155), 상기 제1 및 제2 유로 연결공(161, 165) 및 가스 유로(131) 흐르는 산화제 또는 연료 가스가 서로 혼합 또는 누설되는 것을 방지할 수 있도록 한다.
이처럼, 본 실시예의 연료전지 분리판(100)은 전체적으로 산화제 또는 연료 가스가 제1 가스 매니 폴드(141)로 유입된 후 제1 연결 통로(151)를 지나 제1 유로 연결공(161)을 통해 분리판 반대쪽으로 이동하여 가스 유로(131)로 유입되고, 상기 가스 유로(131)를 지난 산화제 또는 연료 가스는 제2 유로 연결공(165)을 통해 다시 분리판(131)의 반대쪽으로 이동하여 제2 연결 통로(152)를 지나 제2 가스 매니 폴드(142)로 배출되게 된다.
여기서, 특히 제1 가스 매니 폴드(141)와 가스 유로(131) 및 가스 유로(131)와 제2 가스 매니 폴드(142) 사이에 각각 이들을 연결하는 제1 및 제2 유로 연결공들(161, 165)을 형성해 줌으로써, 종래 가스 매니 폴드와 가스 유로의 연결 통로를 개방하지만 가스의 기밀을 위해 덮개나 홀 형태의 가공이 필요치 않고, 개방부위의 덮개를 통한 가스의 유출이나 덮개의 이탈을 방지하며, 분리판의 수평방향으로 홀의 형성을 위한 가공이 필요치 않아 분리판의 두께를 줄일 수 있어 연료전지 분리판의 제작 비용을 절감시킬 수 있는 효과를 가지게 된다.
또한, 제1 가스 매니 폴드(141)와 제1 유로 연결공(161) 및 제2 유로 연결공(165)과 제2 가스 매니 폴드(142)를 연결하는 제1 및 제2 가스 연결 통로(151, 155)의 양측 단부에 연결 통로 확장부들(151, 153, 156, 157)을 각각 형성하고 아울러 제1 및 제2 유로 연결공(161, 165)을 연결하는 가스 유로(131) 단부에 가스 유로 확장부(132, 133)를 형성해 줌으로써, 이들을 통한 산화제 또는 연료 가스의 공급 및 배출에 대한 흐름이 좀더 원활하게 이루어질 수 있는 효과를 가지게 된다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100: 연료전지 분리판 131: 가스 유로
132: 제1 가스 유로 확장부 133: 제2 가스 유로 확장부
135: 냉각 유로 141: 제1 가스 매니 폴드
142: 제2 가스 매니 폴드 143: 제3 가스 매니 폴드
144: 제3 가스 매니 폴드 145: 제1 냉각 매니 폴드
146: 제2 냉각 매니 폴드 151: 제1 연결 통로
152, 156: 제1 연결 통로 확장부 153, 157: 제2 연결 통로 확장부
155: 제2 연결 통로 161: 제1 유로 연결공
165: 제2 유로 연결공

Claims (8)

  1. 연료전지 분리판에 있어서,
    상기 분리판의 가장자리부에 수직 관통하며 형성되는 복수의 가스 매니 폴드;
    상기 가스 매니 폴드들 중에서 적어도 2개 이상에 인접하게 수직 관통하며 형성되는 유로 연결공;
    상기 분리판의 제1 면상에서 상기 가스 매니 폴드와 이에 인접하는 상기 유로 연결공 사이를 연결하도록 형성되는 연결 통로; 및
    상기 분리판의 제1 면에 대향하는 제2 면 상에서 상기 유로 연결공들을 서로 연결하도록 형성되는 가스 유로;를 포함하는 연료 전지 분리판.
  2. 제1항에서,
    상기 연결 통로는,
    상기 가스 매니 폴드와 상기 유로 연결공 연결부분에 각각 연결 통로 확장부가 형성되는 연료전지 분리판.
  3. 제2항에서,
    상기 연결 통로 확장부는,
    상기 연결 통로의 길이 방향을 따라 측단면상 상기 가스 매니 폴드를 향해 점차 깊이가 깊어지게 형성되는 제1 연결 통로 확장부; 및
    상기 연결 통로의 길이 방향을 따라 측단면상 상기 유로 연결공을 향해 점차 깊이가 깊어지게 형성되는 제2 연결 통로 확장부;를 포함하는 연료전지 분리판.
  4. 제2항에서,
    상기 가스 유로는,
    상기 유로 연결공 연결부분에 각각 가스 유로 확장부가 형성되는 연료전지 분리판.
  5. 제4항에서,
    상기 가스 유로 확장부는,
    상기 가스 유로의 길이 방향을 따라 측단면상 상기 유로 연결공을 향해 점차 깊이가 깊어지게 형성되는 연료전지 분리판.
  6. 제4항에서,
    상기 가스 매니 폴드들은 사각 분리판의 각 모서리부를 수직 관통하며 형성되고,
    상기 가스 유로 연결공은 상기 가스 매니 폴드들 중에서 대각선 방향에 위치하는 제1 가스 매니 폴드 및 제2 가스 매니 폴드에 인접하게 수직 관통되어 형성되는 연료전지 분리판.
  7. 제6항에서,
    상부 양측 모서리부에 각각 형성되는 상기 제1 가스 매니 폴드 및 제3 가스 매니 폴드 사이의 상부 중심부에 관통 형성되는 제1 냉각 매니 폴드; 및
    하부 양측 모서리부에 각각 형성되는 상기 제2 가스 매니 폴드 및 제4 가스 매니 폴드 사이의 하부 중심부에 관통 형성되는 제2 냉각 매니 폴드;를 포함하고,

    상기 제1 면 상에서 상기 제1 냉각 매니 폴드와 상기 제2 냉각 매니 폴드를 연결하도록 음각지게 형성되는 냉각 유로;를 포함하는 연료전지 분리판.
  8. 제6항에서,
    상기 분리판의 가장자리와 함께 상기 각 가스 매니 폴드, 상기 연결 통로, 상기 유로 연결공 및 상기 가스 유로 주변을 연결하도록 형성되는 개스킷 수용홈에 끼워져 고정되는 개스킷을 더 포함하는 연료전지 분리판.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130057264A (ko) * 2011-11-23 2013-05-31 한국타이어 주식회사 연료전지 분리판 파트

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130057264A (ko) * 2011-11-23 2013-05-31 한국타이어 주식회사 연료전지 분리판 파트

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109638311A (zh) * 2018-12-07 2019-04-16 中能源工程集团氢能科技有限公司 一种燃料电池导流板
CN109638311B (zh) * 2018-12-07 2021-08-31 中能源工程集团氢能科技有限公司 一种燃料电池导流板

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