KR101466077B1 - High temperature fuel cell - Google Patents

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피석훈
도현선
성용욱
유현수
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

Disclosed is a high temperature fuel cell. According to an embodiment of the present invention, the high temperature fuel cell comprises: a fuel cell unit having a fuel path in which both ends are opened; a first sealing member including a first body combined on one end of the fuel cell unit to cover an inlet of the fuel path and a fuel inflow unit formed on the first body; a second sealing member including a second body combined on the other end of the fuel cell unit to cover an outlet of the fuel path and a fuel outflow unit formed on the second body; a housing surrounding the fuel cell unit for which the first sealing member and the second sealing member are exposed to the outside respectively, and accommodating an oxidizing agent on the inside; and a heating unit heating the inside of the housing.

Description

고온 연료전지{HIGH TEMPERATURE FUEL CELL}[0001] HIGH TEMPERATURE FUEL CELL [0002]

본 발명은 고온 연료전지에 관한 것이다.The present invention relates to a high temperature fuel cell.

연료전지는 연료와 산소(산화재)의 전기화학반응에 의해 화학적 에너지를 전기에너지로 변환하는 장치로서 NOx, SOx 및 PM(입자상 물질) 등과 같은 공해물질의 배출이 전혀 없는 친환경 발전장치이다. 또한 에너지 변환 효율이 매우 높아 연료전지를 선박에 적용 시 고효율 에너지원으로 사용할 수 있는 장점을 갖고 있다.Fuel cells are chemical devices that convert chemical energy into electrical energy by the electrochemical reaction of fuel and oxygen (acid fire), and are eco-friendly power generation devices that emit no pollutants such as NOx, SOx and PM (particulate matter). Also, since the energy conversion efficiency is very high, the fuel cell can be used as a high efficiency energy source when it is applied to a ship.

　　이러한 연료전지의 특성을 선박에 적용하여 공해물질의 배출이 적은 친환경 연료전지 선박에 관한 연구가 진행되고 있으며, 친환경 선박에 관한 연구는 공해물질 배출에 관한 규제가 강화되면서 더욱 활발히 진행되고 있다.Studies on eco - friendly fuel cell ships with low emissions of pollutants by applying the characteristics of these fuel cells to ships are underway and studies on environmentally friendly ships are being actively pursued as regulations on emission of pollutants are strengthened.

　하지만 선박의 경우 해상에 상주하기 때문에 고온 연료전지(SOFC, MCFC 등)의 셀 및 스택의 이상 발생시 셀 및 스택의 교체가 용이해야 한다. 현재의 고온 연료전지 시스템의 경우 셀 및 스택의 교체가 용이하지 못한 단점을 갖고 있다.However, since the ship is resident in the sea, it is very easy to replace the cell and the stack when an abnormality occurs in the cell or the stack of the high temperature fuel cell (SOFC, MCFC, etc.). In the present high temperature fuel cell system, it is not easy to replace cells and stacks.

또한 기존의 고온 연료전지의 경우, 가스 주입구가 형성된 밀봉 부재와 연료전지 셀(또는 스택) 사이에서 가스 누출이 없어야 하기 때문에 밀봉 부재와 연료전지 셀(또는 스택) 사이를 밀봉 처리해야 한다. 하지만, 밀봉 부분이 핫박스(hot box) 내에 위치하기 때문에 고온에서 밀봉이 되는 고가의 소재가 사용되어야 하고, 고온 내식성을 갖는 소재(고가의 metal 혹은 ceramic 소재)가 제공되어야 한다.Further, in the case of a conventional high-temperature fuel cell, since there is no gas leakage between the sealing member formed with the gas inlet and the fuel cell cell (or stack), the sealing member must be sealed between the sealing member and the fuel cell cell (or stack). However, since the sealing portion is located in a hot box, an expensive material that is sealed at high temperature should be used, and a material having high temperature corrosion resistance (expensive metal or ceramic material) should be provided.

본 발명의 실시예는, 제작, 유지 보수가 용이한 연료전지를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a fuel cell which is easy to manufacture and maintain.

본 발명의 일 측면에 따르면, 양단이 개방된 연료 통로를 갖는 연료전지부; 상기 연료 통로의 입구를 커버하도록 상기 연료 전지부의 일단에 결합되는 제 1 몸체와 상기 제 1 몸체에 형성된 연료 유입부를 포함하는 제 1 밀봉 부재; 상기 연료 통로의 출구를 커버하도록 상기 연료 전지부의 타단에 결합되는 제 2 몸체와 상기 제 2 몸체에 형성된 연료 배출부를 포함하는 제 2 밀봉 부재; 상기 제 1 밀봉 부재 및 상기 제 2 밀봉 부재가 각각 외부에 노출되도록 상기 연료전지부를 둘러싸고, 그 내부에 산화재를 수용하는 하우징; 및 상기 하우징의 내부를 가열하는 가열부를 포함하는, 고온 연료전지가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a fuel cell comprising: a fuel cell having a fuel passage with open ends at both ends; A first sealing member including a first body coupled to one end of the fuel cell unit to cover an inlet of the fuel passage and a fuel inlet formed in the first body; A second sealing member including a second body coupled to the other end of the fuel cell unit to cover an outlet of the fuel passage, and a fuel discharge unit formed in the second body; A housing enclosing the fuel cell unit such that the first sealing member and the second sealing member are respectively exposed to the outside, and housing the acid fire therein; And a heating unit for heating the interior of the housing.

상기 연료전지부는, 연료전지 셀 또는 연료전지 스택의 형태를 가질 수 있다.The fuel cell unit may have the form of a fuel cell or a fuel cell stack.

상기 제 1 밀봉 부재 및 상기 제 2 밀봉 부재는, 플라스틱 또는 고무로 제공될 수 있다.The first sealing member and the second sealing member may be provided with plastic or rubber.

상기 연료전지부와 상기 제 1 밀봉 부재 그리고 상기 연료전지부와 상기 제 2 밀봉 부재는, 브레이징(brazing) 또는 접착 방식으로 밀봉 결합될 수 있다.The fuel cell unit, the first sealing member, the fuel cell unit, and the second sealing member may be hermetically sealed in a brazing or adhesive manner.

상기 연료전지부는 U자 형상을 가질 수 있다.The fuel cell unit may have a U-shape.

상기 가열부는, 상기 연료전지부의 중앙 영역을 고온으로 가열하고, 상기 연료전지부의 양단 영역을 저온으로 가열할 수 있다.The heating unit may heat the central region of the fuel cell unit to a high temperature and heat both end regions of the fuel cell unit to a low temperature.

상기 가열부는, 상기 중앙 영역과 대면하는 상기 하우징의 가열 영역에 감긴 열선을 포함할 수 있다.The heating unit may include a heating wire wound around a heating area of the housing facing the central area.

상기 가열부는, 상기 열선에서 상기 양단 영역과 대면하는 상기 하우징의 비가열 영역으로 전달된 열을 냉각시키는 열교환기를 더 포함할 수 있다.The heating unit may further include a heat exchanger that cools the heat transferred to the non-heated region of the housing facing the end regions in the heat line.

상기 하우징은 상기 중앙 영역과 접하는 제 1 공간부와, 상기 양단 영역과 접하는 제 2 공간부로 구획되고, 상기 가열부는, 상기 제 1 공간부를 가열하는 제 1 열교환기; 상기 제 2 공간부의 상기 제 1 공간부와 가까운 영역을 가열하는 제 2 열교환기; 및 상기 제 2 공간부의 상기 제 1 공간부와 먼 영역을 냉각하는 제 3 열교환기를 포함할 수 있다.Wherein the housing is divided into a first space portion in contact with the central region and a second space portion in contact with the both end regions, the heating portion including: a first heat exchanger for heating the first space portion; A second heat exchanger for heating an area of the second space part close to the first space part; And a third heat exchanger that cools the area of the second space part remote from the first space part.

상기 양단 영역은 상기 연료전지부의 양끝단으로 갈수록 낮아지는 온도 분포를 가질 수 있다.The both end regions may have a temperature distribution that becomes lower toward both ends of the fuel cell unit.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 일단이 개방되고 타단이 폐쇄된 연료 통로를 갖는 연료전지부; 상기 연료 통로의 개방부를 커버하도록 상기 연료전지부의 일단에 결합되는 몸체와 상기 몸체에 형성된 연료 유입부 및 연료 배출부를 포함하는 밀봉 부재; 상기 밀봉 부재가 외부에 노출되도록 상기 연료전지부를 둘러싸고, 그 내부에 산화재를 수용하는 하우징; 및 상기 하우징의 내부를 가열하는 가열부를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a fuel cell system comprising: a fuel cell unit having a fuel passage whose one end is opened and the other end is closed; A sealing member including a body coupled to one end of the fuel cell unit to cover an opening of the fuel passage, and a fuel inlet and a fuel outlet formed in the body; A housing enclosing the fuel cell unit such that the sealing member is exposed to the outside, and housing the acid fire therein; And a heating unit for heating the interior of the housing.

상기 연료 유입부 및 상기 연료 배출부는 관 형상을 가지고, 상기 연료 유입부는 상기 연료 배출부의 내부에 위치하고, 상기 연료 유입부는 상기 연료 통로의 폐쇄 단부 측으로 연장될 수 있다.The fuel inlet and the fuel outlet may have a tubular shape, the fuel inlet may be located inside the fuel outlet, and the fuel inlet may extend toward the closed end of the fuel passage.

상기 가열부는, 상기 연료전지부의 타단 영역을 고온으로 가열하고, 상기 연료전지부의 일단 영역을 저온으로 가열할 수 있다.The heating unit may heat the other end region of the fuel cell unit to a high temperature and heat the one end region of the fuel cell unit to a low temperature.

본 발명의 실시예에 따르면, 제 1 밀봉 부재와 제 2 밀봉 부재가 하우징의 외부에 위치함으로써, 제 1 밀봉 부재와 제 2 밀봉 부재가 저가의 재질로 제작될 수 있고, 저가의 재료를 사용하여 제 1 밀봉 부재와 제 2 밀봉 부재가 연료전지부에 밀봉 결합될 수 있다.According to the embodiment of the present invention, since the first sealing member and the second sealing member are located outside the housing, the first sealing member and the second sealing member can be made of a low-cost material, The first sealing member and the second sealing member can be sealed to the fuel cell portion.

또한 연료전지부의 양단 영역이 중앙 영역에 비해 저온으로 가열됨으로써, 외부와 가까운 연료전지부의 양단 영역과 외부와의 온도차가 상대적으로 작아져, 급격한 온도차에 의한 열충격에 의해 연료전지부가 손상되는 것이 방지된다.Further, since the both end regions of the fuel cell unit are heated to a lower temperature than the central region, the temperature difference between the both end regions of the fuel cell unit close to the outside and the outside becomes relatively small and the fuel cell unit is damaged by thermal shock caused by a sudden temperature difference .

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 연료전지의 측면도이고,
도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 단면도이고,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 연료전지부의 일 형태를 나타내는 도면이고,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 연료전지를 나타내는 도면이고,
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 연료전지를 나타내는 도면이고,
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 연료전지를 나타내는 도면이고,
도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 연료전지를 나타내는 도면이고,
도 8은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 연료전지를 나타내는 도면이다.1 is a side view of a fuel cell according to a first embodiment of the present invention,
Fig. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of Fig. 1,
3 is a view showing an embodiment of a fuel cell unit according to the first embodiment of the present invention,
4 is a view showing a fuel cell according to a second embodiment of the present invention,
5 is a view showing a fuel cell according to a third embodiment of the present invention,
6 is a view showing a fuel cell according to a fourth embodiment of the present invention,
7 is a view showing a fuel cell according to a fifth embodiment of the present invention,
8 is a view showing a fuel cell according to a sixth embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Referring to the accompanying drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, do.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 연료전지의 측면도이고, 도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 연료전지(100)는 연료전지부(110), 제 1 밀봉 부재(121), 제 2 밀봉 부재(122), 하우징(130), 가열부(140)를 포함한다. 연료전지(100)는 고온에서 작동하는 고온용이다.1 is a side view of a fuel cell according to a first embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A of Fig. 1 and 2, the fuel cell 100 includes a fuel cell unit 110, a first sealing member 121, a second sealing member 122, a housing 130, and a heating unit 140 do. The fuel cell 100 is for a high temperature operating at a high temperature.

연료전지부(110)는 연료가 유입되어 배출되는 연료 통로(111)를 가진다. 연료통로(111)는 양단이 개방된 형태를 갖는다. 연료 통로를 지나는 연료는 수소를 포함할 수 있으나 이에 국한되지 않는다.The fuel cell unit 110 has a fuel passage 111 through which fuel is introduced and discharged. The fuel passage 111 has a shape in which both ends are open. The fuel passing through the fuel passageway may include, but is not limited to, hydrogen.

연료전지부(110)는 아노드 층(112), 전해질 층(113), 캐소드 층(114)을 포함한다.The fuel cell unit 110 includes an anode layer 112, an electrolyte layer 113, and a cathode layer 114.

연료전지부(110)는 도 3에 도시된 바와 같이 연료 통로(111)를 아노드 층(112), 전해질 층(113), 캐소드 층(114)이 순차적으로 둘러싸는 튜브 형상을 가질 수 있다. 여기서 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 연료전지부의 일 형태를 나타내는 도면이다. 또는 연료전지부(110)는 도시되지 않았으나 연료의 통로를 중심으로 아노드 층, 전해질 층, 캐소드 층이 적층된 평판 형상을 가질 수 있다.The fuel cell unit 110 may have a tubular shape in which the anode layer 112, the electrolyte layer 113, and the cathode layer 114 sequentially surround the fuel passage 111 as shown in FIG. 3 is a view showing an embodiment of the fuel cell unit according to the first embodiment of the present invention. Or the fuel cell unit 110 may have a flat plate shape in which an anode layer, an electrolyte layer, and a cathode layer are stacked on a fuel passage, though not shown.

연료전지부(110)는 도 3과 같은 연료전지 셀의 형태를 가질 수 있다. 또는 도시되지 않았으나 연료전지부(110)는 도 3과 같은 연료전지 셀이 다수 배치된 연료전지 스택의 형태를 가질 수 있다.The fuel cell unit 110 may have the form of a fuel cell as shown in FIG. The fuel cell unit 110 may have the form of a fuel cell stack having a plurality of fuel cell units as shown in FIG.

연료전지부(110)의 일단에 제 1 밀봉 부재(121)가 결합된다. 제 1 밀봉 부재(121)는 제 1 몸체(121a)와 연료 유입부(121b)를 포함한다. 제 1 몸체(121a)는 연료전지부(110)의 일단에 결합되어 연료 통로(111)의 입구를 커버한다. 제 1 몸체(121a)는 연료전지부(110)에 밀봉 결합된다.The first sealing member 121 is coupled to one end of the fuel cell unit 110. The first sealing member 121 includes a first body 121a and a fuel inlet 121b. The first body 121a is coupled to one end of the fuel cell unit 110 to cover the inlet of the fuel passage 111. [ The first body 121a is sealed to the fuel cell unit 110.

제 1 몸체(121a)에는 연료 유입부(121b)가 형성된다. 연료는 연료 유입부(121b)를 통해 연료 통로(111)로 유입된다. 제 1 밀봉 부재(121)는 연료전지부(110)에 연료를 공급하는 연료 공급 라인(미도시)의 말단부를 형성하거나 말단부와 연결될 수 있다.A fuel inlet 121b is formed in the first body 121a. The fuel flows into the fuel passage 111 through the fuel inlet 121b. The first sealing member 121 may form a distal end of a fuel supply line (not shown) for supplying fuel to the fuel cell unit 110 or may be connected to the distal end.

연료전지부(110)의 타단에 제 2 밀봉 부재(122)가 결합된다. 제 2 밀봉 부재(122)는 제 2 몸체(122a)와 연료 배출부(122b)를 포함한다. 제 2 몸체(122a)는 연료전지부(110)의 타단에 결합되어 연료 통로(111)의 출구를 커버한다. 제 2 몸체(122a)는 연료전지부(110)에 밀봉 결합된다.And the second sealing member 122 is coupled to the other end of the fuel cell unit 110. The second sealing member 122 includes a second body 122a and a fuel discharge portion 122b. The second body 122a is coupled to the other end of the fuel cell 110 to cover the outlet of the fuel passage 111. [ The second body 122a is hermetically sealed to the fuel cell unit 110.

제 2 몸체(122a)에는 연료 배출부(122b)가 형성된다. 연료 배출부(122b)는 연료전지부(110)와 반응하고 남은 연료를 연료 통로(111)에서 배출시킨다. 제 2 밀봉 부재(122)는 연료전지부(110)와 반응하고 남은 연료를 배출하는 연료 배출 라인(미도시)의 말단부를 형성하거나 그 말단부와 연결될 수 있다.A fuel discharge portion 122b is formed in the second body 122a. The fuel discharge portion 122b reacts with the fuel cell 110 and discharges the remaining fuel from the fuel passage 111. [ The second sealing member 122 may form a distal end of a fuel discharge line (not shown) that reacts with the fuel cell 110 and discharges the remaining fuel, or may be connected to the distal end thereof.

제 1 밀봉 부재(121) 및 제 2 밀봉 부재(122)는 각각 후술하는 하우징(130)의 외부에 노출되도록 배치된다. 하우징(130)의 내부는 후술하는 가열부(140)에 의해 고온으로 가열되는데 제 1 밀봉 부재(121) 및 제 2 밀봉 부재(122)는 하우징(130)의 외부에 배치되기 때문에 하우징(130) 내부의 고온에 직접 노출되지 않는다.The first sealing member 121 and the second sealing member 122 are disposed so as to be exposed to the outside of the housing 130, which will be described later. Since the first sealing member 121 and the second sealing member 122 are disposed outside the housing 130, the inside of the housing 130 is heated by the heating unit 140 described later. It is not directly exposed to the high temperature inside.

따라서 제 1 밀봉 부재(121)와 제 2 밀봉 부재(122)는 고온에 견디는 고가의 금속 또는 세라믹으로 제공될 필요 없이 저가의 소재, 예컨대 플라스틱 또는 고무로 제공될 수 있다.Therefore, the first sealing member 121 and the second sealing member 122 can be provided with a low-cost material such as plastic or rubber without having to be provided with expensive metal or ceramic that is resistant to high temperature.

또한 제 1 밀봉 부재(121)와 제 2 밀봉 부재(122)를 각각 연료전지부(110)에 밀봉 결합시키기 위해 고온에서 사용되는 고가의 재료, 예컨대 알루미나 또는 SUS를 사용할 필요 없이 저가의 재료를 사용하는 브레이징(brazing) 또는 접착 방식을 적용할 수 있다.Further, it is possible to use a low-cost material without using an expensive material such as alumina or SUS used at high temperature for sealingly connecting the first sealing member 121 and the second sealing member 122 to the fuel cell unit 110 A brazing or an adhesive method may be applied.

또한 연료전지부(110)에 대한 제 1 밀봉 부재(121) 및 제 2 밀봉 부재(122)의 결합 부위에 이상이 있는 경우 제 1 밀봉 부재(121) 및 제 2 밀봉 부재(122)의 결합 부위가 하우징(130) 외부로 노출되어 있어서 유지 보수가 용이하다.The first sealing member 121 and the second sealing member 122 are connected to each other in the case where there is an abnormality in the joining portion of the first sealing member 121 and the second sealing member 122 with respect to the fuel cell unit 110, Is exposed to the outside of the housing 130, so that maintenance is easy.

연료전지부(110)는 하우징(130)에 의해 둘러싸인다. 제 1 밀봉 부재(121) 및 제 2 밀봉 부재(122)는 하우징(130)의 외부에 노출된다. 이때, 제 1 밀봉 부재(121) 및 제 2 밀봉 부재(122)와 결합된 연료전지부(110)의 결합 부위가 하우징(130)의 외부로 노출될 수 있다.The fuel cell unit 110 is surrounded by the housing 130. The first sealing member 121 and the second sealing member 122 are exposed to the outside of the housing 130. The first sealing member 121 and the second sealing member 122 may be exposed to the outside of the housing 130 at a joint portion of the fuel cell unit 110 coupled to the first sealing member 121 and the second sealing member 122.

하우징(130)의 내부에는 산화재가 수용된다. 산화재는 산소를 포함할 수 있으나 이에 국한되지 않는다. 예컨대, 하우징(130)의 내부 공간은 산소를 포함하는 공기로 채워질 수 있다.An oxidizing agent is contained in the housing 130. The oxidant may include, but is not limited to, oxygen. For example, the interior space of the housing 130 may be filled with air containing oxygen.

가열부(140)는 하우징(130)의 내부를 가열한다. 가열부(140)는 연료전지부(110)의 중앙 영역(110a)을 고온, 예컨대 500~1000℃로 가열하고, 연료전지부(110)의 양단 영역(110b)을 저온, 예컨대 500℃ 미만으로 가열한다. 여기서 연료전지부(110)의 중앙 영역(110a)과 양단 영역(110b)의 온도차는 상대적인 것이다.The heating unit 140 heats the inside of the housing 130. The heating unit 140 heats the central region 110a of the fuel cell unit 110 to a high temperature, for example, 500 to 1000 占 폚, and the both end regions 110b of the fuel cell unit 110 are cooled to a low temperature, Heat it. Here, the temperature difference between the central region 110a and the both-end region 110b of the fuel cell unit 110 is relative.

연료전지부(110)의 양단 영역(110b)이 중앙 영역(110a)에 비해 저온으로 가열되는 경우, 외부와 가까운 연료전지부(110)의 양단 영역(110b)과 외부와의 온도차가 상대적으로 작아져, 급격한 온도차에 의한 열충격에 의해 연료전지부(110)가 손상되는 것이 방지된다.When the both end regions 110b of the fuel cell unit 110 are heated at a lower temperature than the central region 110a, the temperature difference between the both end regions 110b of the fuel cell unit 110 near the outside and the outside is relatively small So that the fuel cell unit 110 is prevented from being damaged by the thermal shock caused by the sudden temperature difference.

가열부(140)는 연료전지부(110)의 중앙 영역(110a)과 대면하는 하우징(130)의 가열 영역(130a)에 감긴 열선(141)을 포함한다. 열선(141)은 하우징(130)을 가열하여 연료전지부(110)의 중앙 영역(110a)으로 열을 전달한다. 열선(141)으로부터 열을 전달받은 연료전지부(110)의 중앙 영역(110a)은 양단 영역(110b)에 비해 상대적으로 고온으로 가열된다.The heating unit 140 includes a heating wire 141 wound around the heating region 130a of the housing 130 facing the central region 110a of the fuel cell unit 110. [ The heat line 141 heats the housing 130 and transfers heat to the central region 110a of the fuel cell unit 110. [ The central region 110a of the fuel cell 110 receiving heat from the heat line 141 is heated to a relatively high temperature as compared with the both end regions 110b.

열선(141)이 감기지 않은 하우징(130)의 비가열 영역(130b)은 가열 영역(130a)에 비해 덜 가열된다. 비가열 영역(130b)과 대면하는 연료전지부(110)의 양단 영역(110b)은 연료전지부(110)의 중앙 영역(110a)에 비해 상대적으로 저온으로 가열된다.The unheated region 130b of the housing 130 in which the heating wire 141 is not wound is less heated than the heating region 130a. The both end regions 110b of the fuel cell unit 110 facing the non-heated region 130b are heated to a relatively low temperature as compared with the central region 110a of the fuel cell unit 110. [

가열부(140)는 열교환기(143)를 더 포함한다. 열교환기(143)는 하우징(130)의 비가열 영역(130b)에 감긴 열교환 파이프의 형태를 가질 수 있으나 이에 국한되지 않는다. 열교환기(143)는 열선(141)에서 연료전지부(110)의 양단 영역(110b)과 대면하는 하우징(130)의 비가열 영역(130b)으로 전달된 열을 냉각시킨다. 이 경우, 열선(141)만 있는 경우에 비해 하우징(130)의 비가열 영역(130b)에서 연료 전지부(110)의 양단 영역(110b)으로 전달되는 열이 줄어들어 연료 전지부(110)의 양단 영역(110b)이 상대적으로 더 낮은 온도로 가열된다.The heating unit 140 further includes a heat exchanger 143. The heat exchanger 143 may take the form of a heat exchange pipe wrapped around the unheated area 130b of the housing 130, but is not limited thereto. The heat exchanger 143 cools the heat transferred from the heat line 141 to the unheated region 130b of the housing 130 facing the both end regions 110b of the fuel cell unit 110. [ In this case, the amount of heat transferred from the unheated region 130b of the housing 130 to the end regions 110b of the fuel cell unit 110 is reduced compared with the case where only the heat line 141 is provided, The region 110b is heated to a relatively lower temperature.

본 실시에에서, 연료전지부(110)의 중앙 영역(110a)은 전체적으로 균일한 온도 분포를 갖는다. 그리고 연료전지부(110)의 양단 영역(110b)은 양끝단으로 갈수록 낮아지는 온도 분포를 갖는다. 가열부(140)의 열교환기(143)는 하우징(130)의 비가열 영역(130b)의 양끝단으로 갈수록 더 많이 냉각시키도록 제공된다. 예컨대, 열교환기(143)의 열교환 파이프가 비가열 영역(130b)의 양끝단으로 갈수록 더 촘촘히 감길 수 있다.In this embodiment, the central region 110a of the fuel cell unit 110 has a uniform temperature distribution as a whole. The both end regions 110b of the fuel cell unit 110 have a temperature distribution which becomes lower toward both ends. The heat exchanger 143 of the heating unit 140 is provided so as to cool more and more toward both ends of the unheated area 130b of the housing 130. [ For example, the heat exchange pipe of the heat exchanger 143 can be wound closer to both ends of the unheated region 130b.

연료전지부(110)의 양단 영역(110b)이 연료전지부(110)의 양끝단으로 갈수록 낮아지는 온도 분포를 갖는 경우, 하우징(130) 외부와의 급격한 온도차에 의한 열충격으로 연료전지부(110)가 손상되는 것이 효과적으로 방지된다.When the both end regions 110b of the fuel cell unit 110 have a temperature distribution that decreases toward both ends of the fuel cell unit 110, Is effectively prevented from being damaged.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 연료전지를 나타내는 도면이다. 도 4를참조하면, 본 실시예에 따른 연료전지(100')는 연료전지부(110'), 제 1 밀봉 부재(121), 유입구(121a), 제 2 밀봉 부재(122), 배출구(122a), 하우징(130), 가열 영역(130a), 비가열영역(130b), 가열부(140), 열선(141) 및 열교환기(143)를 포함한다.4 is a view showing a fuel cell according to a second embodiment of the present invention. 4, the fuel cell 100 'according to the present embodiment includes a fuel cell unit 110', a first sealing member 121, an inlet 121a, a second sealing member 122, an outlet 122a A housing 130, a heating region 130a, a non-heated region 130b, a heating portion 140, a heat line 141, and a heat exchanger 143. [

연료전지부(110')는 중앙 영역(110a), 양단 영역(110b)과, 연료 통로(111), 아노드 층(112), 전해질 층(113), 캐소드 층(114)를 포함한다.The fuel cell unit 110 'includes a central region 110a, a both-end region 110b and a fuel passage 111, an anode layer 112, an electrolyte layer 113, and a cathode layer 114. [

연료전지부(110')는 U자 형상을 갖는다. 이때, 중앙 영역(110a)은 U자 형상을 가지고 양단 영역(110b)은 상호 나란하게 배치된다. 연료전지부(110')는 U자 형상을 갖는 경우, 제 2 실시예에 비해 하우징(130)의 크기가 상대적으로 작아지고, 가열부(140)의 구조가 간단해진다.The fuel cell unit 110 'has a U-shape. At this time, the central region 110a has a U-shape and the both-end regions 110b are arranged side by side. When the fuel cell unit 110 'has a U-shape, the size of the housing 130 is relatively small as compared with the second embodiment, and the structure of the heating unit 140 is simplified.

도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 연료전지를 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 연료전지(200)는 연료전지부(210), 제 1 밀봉 부재(221), 제 2 밀봉 부재(222), 하우징(230) 및 가열부(240)를 포함한다. 여기서 연료전지부(210), 제 1 밀봉 부재(221) 및 제 2 밀봉 부재(222)는 각각 제 1 실시예의 연료전지부(110), 제 1 밀봉 부재(121) 및 제 2 밀봉 부재(122)와 동일하다.5 is a view showing a fuel cell according to a third embodiment of the present invention. 5, the fuel cell 200 according to the present embodiment includes a fuel cell unit 210, a first sealing member 221, a second sealing member 222, a housing 230, and a heating unit 240, . Here, the fuel cell unit 210, the first sealing member 221, and the second sealing member 222 are respectively connected to the fuel cell unit 110, the first sealing member 121 and the second sealing member 122 ).

하우징(230)은 제 1 공간부(231)와 제 2 공간부(232)로 구획된다. 제 1 공간부(231)와 제 2 공간부(232)를 구획하기 위해 중공형 하우징(230)의 내부에 격벽(233)이 배치된다.The housing 230 is divided into a first space portion 231 and a second space portion 232. A partition wall 233 is disposed in the hollow housing 230 to partition the first and second spaces 231 and 232.

제 1 공간부(231)는 연료전지부(210)의 중앙 영역(210a)과 접하고, 제 2 공간부(232)는 연료전지부(210)의 양단 영역(210b)과 접한다.The first space portion 231 is in contact with the central region 210a of the fuel cell 210 and the second space portion 232 is in contact with the end region 210b of the fuel cell 210.

가열부(240)는 제 1 열교환기(241)와 제 2 열교환기(242) 그리고 제 3 열교환기(243)를 포함한다. 제 1 열교환기(241)는 제 1 공간부(231)를 가열한다. 제 1 공간부(231)는 제 2 공간부(232)에 비해 상대적으로 고온으로 가열된다. 제 1 열교환기(241)에 의해 제공된 열은 제 1 공간부(231)를 통해 연료전지부(210)의 중앙 영역(210a)으로 전달되어 중앙 영역(210a)을 고온으로 가열한다.The heating unit 240 includes a first heat exchanger 241, a second heat exchanger 242, and a third heat exchanger 243. The first heat exchanger (241) heats the first space (231). The first space portion 231 is heated to a relatively high temperature as compared with the second space portion 232. The heat provided by the first heat exchanger 241 is transferred to the central region 210a of the fuel cell unit 210 through the first space portion 231 to heat the central region 210a to a high temperature.

제 2 열교환기(242)는 제 2 공간부(232)를 가열한다. 제 2 공간부(232)는 제 1 공간부(231)에 비해 상대적으로 저온으로 가열된다. 제 2 열교환기(242)에 의해 제공된 열은 제 2 공간부(232)를 통해 연료전지의 양단 영역(210b)으로 전달되어 양단 영역(210b)을 저온으로 가열한다.The second heat exchanger (242) heats the second space portion (232). The second space portion 232 is heated to a relatively low temperature as compared with the first space portion 231. The heat provided by the second heat exchanger 242 is transferred to the end region 210b of the fuel cell through the second space portion 232 to heat the end region 210b to a low temperature.

제 2 열교환기(242)는 제 2 공간부(232)의 제 1 공간부(231)와 가까운 영역을 가열한다. 그리고 제 3 열교환기(243)는 제 2 공간부(232)의 제 1 공간부(231)와 먼 영역을 냉각시킨다. 이 경우, 연료전지부(210)의 양단 영역(210b) 중 중앙 영역(210a)과 가까운 영역은 상대적으로 고온으로 가열되고 중앙 영역(210a)과 먼 영역은 상대적으로 저온으로 가열된다.The second heat exchanger (242) heats the second space (232) near the first space (231). The third heat exchanger 243 cools the area of the second space 232 remote from the first space 231. In this case, a region near the central region 210a of the both end regions 210b of the fuel cell unit 210 is heated to a relatively high temperature and a region farther from the central region 210a is heated to a relatively low temperature.

본 실시에에서, 연료전지부(210)의 중앙 영역(210a)은 전체적으로 균일한 온도 분포를 갖는다. 그리고 연료전지부(210)의 양단 영역(210b)은 양끝단으로 갈수록 낮아지는 온도 분포를 갖는다. 이를 위해, 제 3 열교환기(243)는 제 2 공간부(232)를 제 1 공간부(231)와 멀수록 더 많이 냉각시키도록 제공된다.In this embodiment, the central region 210a of the fuel cell unit 210 has a uniform temperature distribution as a whole. The both end regions 210b of the fuel cell unit 210 have a temperature distribution which becomes lower toward both ends. To this end, the third heat exchanger 243 is provided to further cool the second space portion 232 farther from the first space portion 231.

연료전지부(210)의 양단 영역(210b)이 연료전지부(210)의 양끝단으로 갈수록 낮아지는 온도 분포를 갖는 경우, 급격한 온도차에 의한 열충격에 의해 연료전지부(210)가 손상되는 것이 효과적으로 방지된다.In the case where the both end regions 210b of the fuel cell unit 210 have a temperature distribution that becomes lower toward both ends of the fuel cell unit 210, it is effective that the fuel cell unit 210 is damaged by a thermal shock due to an abrupt temperature difference .

도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 연료전지를 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 연료전지(200')는 연료전지부(210'), 제 1 밀봉 부재(221), 제 2 밀봉 부재(222), 하우징(230), 제 1 공간부(231), 제 2 공간부(232), 격벽(233), 가열부(240), 제 1 열교환기(241), 제 2 열교환기(242) 및 제 3 열교환기(243)을 포함한다.6 is a view showing a fuel cell according to a fourth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, the fuel cell 200 'according to the present embodiment includes a fuel cell 210', a first sealing member 221, a second sealing member 222, a housing 230, A first space 231, a second space 232, a partition 233, a heating unit 240, a first heat exchanger 241, a second heat exchanger 242, and a third heat exchanger 243 .

본 실시예에 따른 연료 전지부(210')는 앞선 제 2 실시예에 따른 연료 전지부(110')와 동일한 형태를 가진다. 즉, 연료전지부(210')는 U자 형상을 갖는다. 이때, 연료 전지부(210')의 중앙 영역(210a)은 U자 형상을 가지고 양단 영역(210b)은 상호 나란하게 배치된다. 연료전지부(210')는 U자 형상을 갖는 경우, 제 3 실시예에 비해 하우징(230)의 크기가 상대적으로 작아지고, 가열부(240)의 구조가 간단해진다.The fuel cell unit 210 'according to the present embodiment has the same shape as the fuel cell unit 110' according to the second embodiment. That is, the fuel cell unit 210 'has a U-shape. At this time, the center region 210a of the fuel cell unit 210 'has a U-shape and the both end regions 210b are arranged side by side. When the fuel cell unit 210 'has a U-shape, the size of the housing 230 is relatively small as compared with the third embodiment, and the structure of the heating unit 240 is simplified.

도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 연료전지를 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 연료전지(300)는 연료전지부(310), 밀봉 부재(320), 하우징(330) 및 가열부(340)를 포함한다.7 is a view showing a fuel cell according to a fifth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, the fuel cell 300 according to the present embodiment includes a fuel cell 310, a sealing member 320, a housing 330, and a heating unit 340.

연료전지부(310)는 연료가 유입되어 배출되는 연료 통로(311)를 가진다. 연료통로(311)는 일단이 개방되고 타단이 폐쇄된 형태를 갖는다. 연료는 연료 통로(311)의 개방부를 통해 유입되고 배출된다. 연료전지부(310)는 아노드 층(312), 전해질 층(313), 캐소드 층(314)을 포함한다.The fuel cell unit 310 has a fuel passage 311 through which fuel is introduced and discharged. The fuel passage 311 has one end opened and the other end closed. The fuel is introduced and discharged through the opening of the fuel passage 311. The fuel cell unit 310 includes an anode layer 312, an electrolyte layer 313, and a cathode layer 314.

연료전지부(310)는 연료 통로(311)를 아노드 층(312), 전해질 층(313), 캐소드 층(314)이 순차적으로 둘러싸는 튜브 형상을 가질 수 있으나 이에 국한되지 않는다.The fuel cell unit 310 may have a tubular shape that sequentially surrounds the fuel passage 311 with the anode layer 312, the electrolyte layer 313, and the cathode layer 314, but is not limited thereto.

연료전지부(310)의 일단에 밀봉 부재(320)가 결합된다. 밀봉 부재(320)는 몸체(321), 연료 유입부(322) 및 연료 배출부(323)를 포함한다. 몸체(321)는 연료전지부(310)의 일단에 결합되어 연료 통로(311)의 개방부를 커버한다. 몸체(321)는 연료전지부(310)에 밀봉 결합된다.The sealing member 320 is coupled to one end of the fuel cell unit 310. The sealing member 320 includes a body 321, a fuel inflow portion 322, and a fuel discharge portion 323. The body 321 is coupled to one end of the fuel cell unit 310 to cover the opening of the fuel passage 311. The body 321 is sealed to the fuel cell unit 310.

몸체(321)에는 연료 유입부(322) 및 연료 배출부(323)가 형성된다. 연료는 연료 유입부(322)를 통해 연료 통로(311)로 유입되고, 연료전지부(310)와 반응하고 남은 연료는 연료 배출부(323)를 통해 연료 통로(311)에서 배출된다.A fuel inlet 322 and a fuel outlet 323 are formed in the body 321. The fuel flows into the fuel passage 311 through the fuel inlet 322 and reacts with the fuel cartridge 310 and the remaining fuel is discharged from the fuel passage 311 through the fuel outlet 323. [

연료 유입부(322) 및 연료 배출부(323)는 관 형상을 가진다. 이때, 연료 유입부(322)는 연료 배출부(323)의 내부에 위치하여, 연료 유입부(322) 및 연료 배출부(323)는 이중관 구조를 가질 수 있다. 연료 유입부(322)는 연료 통로(311)의 폐쇄 단부 측으로 연장된다.The fuel inlet 322 and the fuel outlet 323 have a tubular shape. At this time, the fuel inlet 322 is located inside the fuel outlet 323, so that the fuel inlet 322 and the fuel outlet 323 can have a double pipe structure. The fuel inlet 322 extends toward the closed end side of the fuel passage 311.

연료는 연료 유입부(322)를 통해 연료 통로(311)의 폐쇄 단부 측으로 유입되고, 연료전지부(310)에서 반응하고 남은 연료는 연료 배출부(323)를 통해 외부로 배출된다.The fuel flows into the closed end side of the fuel passage 311 through the fuel inlet 322 and the remaining fuel which reacts in the fuel cartridge 310 is discharged to the outside through the fuel outlet 323. [

밀봉 부재(320)는 후술하는 하우징(330)의 외부에 노출되도록 배치된다.The sealing member 320 is disposed to be exposed to the outside of the housing 330 described later.

연료전지부(310)는 하우징(330)에 의해 둘러싸인다. 연료전지부(310)의 내부에는 산화재가 수용된다. 산화재는 산소를 포함할 수 있으나 이에 국한되지 않는다.The fuel cell unit 310 is surrounded by the housing 330. The oxidizing agent is contained in the fuel cell unit 310. The oxidant may include, but is not limited to, oxygen.

가열부(340)는 하우징(330)의 내부를 가열한다. 가열부(340)는 연료전지부(310)의 타단 영역(310a)을 고온, 예컨대 500~1000℃로 가열하고, 연료전지부(310)의 일단 영역(310b)을 저온, 예컨대 500℃ 미만으로 가열한다. 여기서 연료전지부(310)의 타단 영역(310a)과 일단 영역(310b)의 온도차는 상대적이다.The heating unit 340 heats the inside of the housing 330. The heating unit 340 heats the other end region 310a of the fuel cell unit 310 to a high temperature, for example, 500 to 1000 占 폚, and lowers the one end region 310b of the fuel cell unit 310 to a low temperature, Heat it. Here, the temperature difference between the other end region 310a of the fuel cell unit 310 and the one end region 310b is relatively different.

가열부(340)는 연료전지부(310)의 타단 영역(310a)과 대면하는 하우징(330)의 가열 영역(330a)에 감긴 열선(341)을 포함한다. 열선(341)은 하우징(330)을 가열하여 연료전지부(310)의 타단 영역(310a)으로 열을 전달한다. 열선(341)으로부터 열을 전달받은 연료전지부(310)의 타단 영역(310a)은 일단 영역(310b)에 비해 상대적으로 고온으로 가열된다.The heating unit 340 includes a heating wire 341 wound around the heating region 330a of the housing 330 facing the other end region 310a of the fuel cell unit 310. [ The heat line 341 heats the housing 330 and transfers heat to the other end region 310a of the fuel cell unit 310. [ The other end region 310a of the fuel cell 310 that receives heat from the heat line 341 is heated to a relatively higher temperature than the one end region 310b.

열선(341)이 감기지 않은 하우징(330)의 비가열 영역(330b)은 가열 영역(330a)에 비해 덜 가열된다. 비가열 영역(330b)과 대면하는 연료전지부(310)의 일단 영역(310b)은 연료전지부(310)의 타단 영역(310a)에 비해 상대적으로 저온으로 가열된다.The unheated region 330b of the housing 330 in which the heating wire 341 is not wound is less heated than the heating region 330a. The one end region 310b of the fuel cell unit 310 facing the non-heated region 330b is heated to a relatively low temperature as compared with the other end region 310a of the fuel cell unit 310. [

가열부(340)는 열교환기(343)를 더 포함한다. 열교환기(343)는 하우징(330)의 비가열 영역(330b)에 감긴 열교환 파이프의 형태를 가질 수 있으나 이에 국한되지 않는다. 열교환기(343)는 열선(341)에서 연료전지부(310)의 일단 영역(310b)과 대면하는 하우징(330)의 비가열 영역(330b)으로 전달된 열을 냉각시킨다.The heating unit 340 further includes a heat exchanger 343. The heat exchanger 343 may take the form of a heat exchange pipe wrapped around the unheated area 330b of the housing 330, but is not limited thereto. The heat exchanger 343 cools the heat transferred from the heat line 341 to the unheated area 330b of the housing 330 facing the one end area 310b of the fuel cell unit 310. [

도 8은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 연료전지를 나타내는 도면이다. 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 연료전지(400)는 연료전지부(410), 밀봉 부재(420), 하우징(430) 및 가열부(440)를 포함한다. 여기서 연료전지부(410) 및 밀봉 부재(420)는 각각 제 5 실시예의 연료전지부(310) 및 밀봉 부재(320)와 동일하다.8 is a view showing a fuel cell according to a sixth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8, the fuel cell 400 according to the present embodiment includes a fuel cell unit 410, a sealing member 420, a housing 430, and a heating unit 440. Here, the fuel cell unit 410 and the sealing member 420 are the same as the fuel cell unit 310 and the sealing member 320 of the fifth embodiment, respectively.

하우징(430)은 제 1 공간부(431)와 제 2 공간부(432)로 구획된다. 제 1 공간부(431)와 제 2 공간부(432)를 구획하기 위해 중공형 하우징(430)의 내부에 격벽(433)이 배치된다.The housing 430 is divided into a first space portion 431 and a second space portion 432. A partition wall 433 is disposed inside the hollow housing 430 to partition the first space portion 431 and the second space portion 432.

제 1 공간부(431)는 연료전지부(410)의 타단 영역(410a)과 접하고, 제 2 공간부(432)는 연료전지부(410)의 일단 영역(410b)과 접한다.The first space portion 431 is in contact with the other end region 410a of the fuel cell unit 410 and the second space portion 432 is in contact with the one end region 410b of the fuel cell unit 410.

가열부(440)는 제 1 열교환기(441)와 제 2 열교환기(442) 그리고 제 3 열교환기(443)를 포함한다. 제 1 열교환기(441)는 제 1 공간부(431)를 가열한다. 제 1 공간부(431)는 제 2 공간부(432)에 비해 상대적으로 고온으로 가열된다. 제 1 열교환기(441)에 의해 제공된 열은 제 1 공간부(431)를 통해 연료전지부(410)의 타단 영역(410a)으로 전달되어 타단 영역(410a)을 고온으로 가열한다.The heating unit 440 includes a first heat exchanger 441, a second heat exchanger 442, and a third heat exchanger 443. The first heat exchanger 441 heats the first space portion 431. The first space portion 431 is heated to a relatively high temperature as compared with the second space portion 432. The heat provided by the first heat exchanger 441 is transferred to the other end region 410a of the fuel cell unit 410 through the first space portion 431 to heat the other end region 410a to a high temperature.

제 2 열교환기(442)는 제 2 공간부(432)를 가열한다. 제 2 공간부(432)는 제 1 공간부(431)에 비해 상대적으로 저온으로 가열된다. 제 2 열교환기(442)에 의해 제공된 열은 제 2 공간부(432)를 통해 연료전지의 일단 영역(410b)으로 전달되어 일단 영역(410b)을 저온으로 가열한다.The second heat exchanger 442 heats the second space portion 432. The second space portion 432 is heated to a relatively low temperature as compared with the first space portion 431. The heat provided by the second heat exchanger 442 is transferred to the one end region 410b of the fuel cell through the second space portion 432 to heat the end region 410b to a low temperature.

제 2 열교환기(442)는 제 2 공간부(432)의 제 1 공간부(431)와 가까운 영역을 가열한다. 그리고 제 3 열교환기(443)는 제 2 공간부(432)의 제 1 공간부(431)와 먼 영역을 냉각시킨다. 이 경우, 연료전지부(410)의 일단 영역(410b) 중 타단 영역(410a)과 가까운 영역은 상대적으로 고온으로 가열되고 타단 영역(410a)과 먼 영역은 상대적으로 저온으로 가열된다.The second heat exchanger 442 heats a region of the second space portion 432 close to the first space portion 431. The third heat exchanger 443 cools the area of the second space 432 farther from the first space 431. In this case, the region of the one end region 410b of the fuel cell unit 410 near the other end region 410a is heated to a relatively high temperature and the region farther from the other end region 410a is heated to a relatively low temperature.

이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, many modifications and changes may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.

100 : 연료전지 110 : 연료전지부
110a : 중앙 영역 110b : 양단 영역
111 : 연결 통로 112 : 아노드 층
113 : 전해질 층 114 : 캐소드 층
121 : 제 1 밀봉 부재 121a : 유입구
122 : 제 2 밀봉 부재 122a : 배출구
130 : 하우징 140 : 가열부100: fuel cell 110: fuel cell unit
110a: central region 110b: both end regions
111: connection passage 112: anode layer
113: electrolyte layer 114: cathode layer
121: first sealing member 121a: inlet
122: second sealing member 122a: outlet
130: housing 140: heating part

Claims (13)

양단이 개방된 연료 통로를 갖는 연료전지부;
상기 연료 통로의 입구를 커버하도록 상기 연료 전지부의 일단에 결합되는 제 1 몸체와 상기 제 1 몸체에 형성된 연료 유입부를 포함하는 제 1 밀봉 부재;
상기 연료 통로의 출구를 커버하도록 상기 연료 전지부의 타단에 결합되는 제 2 몸체와 상기 제 2 몸체에 형성된 연료 배출부를 포함하는 제 2 밀봉 부재;
상기 제 1 밀봉 부재 및 상기 제 2 밀봉 부재가 각각 외부에 노출되도록 상기 연료전지부를 둘러싸고, 그 내부에 산화재를 수용하는 하우징; 및
상기 하우징의 내부를 가열하는 가열부를 포함하는, 고온 연료전지.A fuel cell unit having a fuel passage having open ends at both ends thereof;
A first sealing member including a first body coupled to one end of the fuel cell unit to cover an inlet of the fuel passage and a fuel inlet formed in the first body;
A second sealing member including a second body coupled to the other end of the fuel cell unit to cover an outlet of the fuel passage, and a fuel discharge unit formed in the second body;
A housing enclosing the fuel cell unit such that the first sealing member and the second sealing member are respectively exposed to the outside, and housing the acid fire therein; And
And a heating unit for heating the inside of the housing. 제1항에 있어서,
상기 연료전지부는, 연료전지 셀 또는 연료전지 스택의 형태를 갖는, 연료전지.The method according to claim 1,
The fuel cell unit has the form of a fuel cell or a fuel cell stack. 제1항에 있어서,
상기 제 1 밀봉 부재 및 상기 제 2 밀봉 부재는,
플라스틱 또는 고무로 제공되는, 고온 연료전지.The method according to claim 1,
Wherein the first sealing member and the second sealing member are made of a metal,
High temperature fuel cell, provided with plastic or rubber. 제1항에 있어서,
상기 연료전지부와 상기 제 1 밀봉 부재 그리고 상기 연료전지부와 상기 제 2 밀봉 부재는, 브레이징(brazing) 또는 접착 방식으로 밀봉 결합되는, 고온 연료전지.The method according to claim 1,
Wherein the fuel cell unit, the first sealing member, the fuel cell unit, and the second sealing member are hermetically sealed in a brazing or adhesive manner. 제1항에 있어서,
상기 연료전지부는 U자 형상을 갖는, 고온 연료전지.The method according to claim 1,
Wherein the fuel cell portion has a U-shape. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열부는,
상기 연료전지부의 중앙 영역을 고온으로 가열하고,
상기 연료전지부의 양단 영역을 저온으로 가열하는, 고온 연료전지.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The heating unit includes:
A central region of the fuel cell unit is heated to a high temperature,
And the both end regions of the fuel cell unit are heated to a low temperature. 제6항에 있어서,
상기 가열부는,
상기 중앙 영역과 대면하는 상기 하우징의 가열 영역에 감긴 열선을 포함하는, 고온 연료전지.The method according to claim 6,
The heating unit includes:
And a heating wire wound around a heating region of the housing facing the central region. 제7항에 있어서,
상기 가열부는,
상기 열선에서 상기 양단 영역과 대면하는 상기 하우징의 비가열 영역으로 전달된 열을 냉각시키는 열교환기를 더 포함하는, 고온 연료전지.8. The method of claim 7,
The heating unit includes:
Further comprising a heat exchanger for cooling the heat transferred to the unheated region of the housing facing the opposite end region in the heat line. 제6항에 있어서,
상기 하우징은 상기 중앙 영역과 접하는 제 1 공간부와, 상기 양단 영역과 접하는 제 2 공간부로 구획되고,
상기 가열부는,
상기 제 1 공간부를 가열하는 제 1 열교환기;
상기 제 2 공간부의 상기 제 1 공간부와 가까운 영역을 가열하는 제 2 열교환기; 및
상기 제 2 공간부의 상기 제 1 공간부와 먼 영역을 냉각하는 제 3 열교환기를 포함하는, 고온 연료전지.The method according to claim 6,
Wherein the housing is divided into a first space portion in contact with the central region and a second space portion in contact with the both end regions,
The heating unit includes:
A first heat exchanger for heating the first space portion;
A second heat exchanger for heating an area of the second space part close to the first space part; And
And a third heat exchanger that cools the area of the second space part remote from the first space part. 제6항에 있어서,
상기 양단 영역은 상기 연료전지부의 양끝단으로 갈수록 낮아지는 온도 분포를 갖는, 고온 연료전지.The method according to claim 6,
And the both end regions have a temperature distribution which becomes lower toward both ends of the fuel cell unit. 일단이 개방되고 타단이 폐쇄된 연료 통로를 갖는 연료전지부;
상기 연료 통로의 개방부를 커버하도록 상기 연료전지부의 일단에 결합되는 몸체와 상기 몸체에 형성된 연료 유입부 및 연료 배출부를 포함하는 밀봉 부재;
상기 밀봉 부재가 외부에 노출되도록 상기 연료전지부를 둘러싸고, 그 내부에 산화재를 수용하는 하우징; 및
상기 하우징의 내부를 가열하는 가열부를 포함하는, 고온 연료전지.A fuel cell unit having a fuel passage whose one end is opened and the other end is closed;
A sealing member including a body coupled to one end of the fuel cell unit to cover an opening of the fuel passage, and a fuel inlet and a fuel outlet formed in the body;
A housing enclosing the fuel cell unit such that the sealing member is exposed to the outside, and housing the acid fire therein; And
And a heating unit for heating the inside of the housing. 제11항에 있어서,
상기 연료 유입부 및 상기 연료 배출부는 관 형상을 가지고,
상기 연료 유입부는 상기 연료 배출부의 내부에 위치하고,
상기 연료 유입부는 상기 연료 통로의 폐쇄 단부 측으로 연장되는, 고온연료전지.12. The method of claim 11,
Wherein the fuel inlet and the fuel outlet have a tubular shape,
Wherein the fuel inlet is located inside the fuel outlet,
Wherein the fuel inlet extends toward the closed end side of the fuel passage. 제11항 또는 제12항에 있어서,
상기 가열부는,
상기 연료전지부의 타단 영역을 고온으로 가열하고,
상기 연료전지부의 일단 영역을 저온으로 가열하는, 고온 연료전지.13. The method according to claim 11 or 12,
The heating unit includes:
The other end region of the fuel cell unit is heated to a high temperature,
And the one end region of the fuel cell unit is heated to a low temperature.
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