KR101501559B1 - Manifold assembly for fuel cell - Google Patents

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KR101501559B1
KR101501559B1 KR20130124772A KR20130124772A KR101501559B1 KR 101501559 B1 KR101501559 B1 KR 101501559B1 KR 20130124772 A KR20130124772 A KR 20130124772A KR 20130124772 A KR20130124772 A KR 20130124772A KR 101501559 B1 KR101501559 B1 KR 101501559B1
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전진혁
송근석
김영봉
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두산중공업 주식회사
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Abstract

In the present invention, provided is a manifold assembly for fuel cells, comprising: a manifold which covers a stack consisting of cells stacked each other and has an inner space to pass gas; and a connection part which seals the gap between the stack and the manifold to prevent gas leakage, wherein the connection part includes a first insulating member and a second insulating member which are installed between the stack and manifold facing to each other in a lengthwise direction; and a connection member which connects the gap between the insulating members to maintain the connection even if the insulating members are modified due to heat.

Description

연료전지용 매니폴드 조립체{MANIFOLD ASSEMBLY FOR FUEL CELL}[0001] DESCRIPTION [0002] MANIFOLD ASSEMBLY FOR FUEL CELL [

본 발명은 용융탄산염 연료전지에 적용되는 매니폴드 조립체에 관한 것이다. The present invention relates to a manifold assembly applied to a molten carbonate fuel cell.

연료전지는 수소를 공기 중 산소와 화학반응시켜 전기를 생성하는 미래 동력원이다. 물을 전기 분해하면 수소와 산소로 분해된다. 반대로 수소와 산소를 결합시켜 물을 만들면 이때 발생하는 에너지를 전기 형태로 바꿀 수 있다. 연료전지는 이 원리를 이용한 것이다. Fuel cells are the future power source for generating electricity by chemically reacting hydrogen with oxygen in the air. Electrolysis of water breaks down into hydrogen and oxygen. Conversely, if water is made by combining hydrogen and oxygen, the energy generated at this time can be converted into an electric form. Fuel cells use this principle.

연료전지 중 용융탄산염 연료전지(Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC)는 탄산염의 용융물을 전해질로 사용하여 600℃ 이상에서 동작한다. 따라서, 저온형 연료전지보다 전기화학 반응의 속도가 빠르므로 귀금속 촉매를 사용하지 않더라도 높은 효율을 기대할 수 있다. Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC) in fuel cells operates at a temperature of 600 ° C or higher using a carbonate carbonate as an electrolyte. Therefore, since the electrochemical reaction rate is higher than that of the low temperature type fuel cell, high efficiency can be expected without using the noble metal catalyst.

용융탄산염 연료전지의 단위 셀(Unit Cell)은 전기화학 반응이 일어나는 극(Anode)과 공기극(Cathode), 연료가스와 산화제 가스의 유로를 형성하는 분리판, 전하를 포집하는 집전판, 적층의 편의를 위해 시트의 형태로 제작되는 전해질 판, 용융된 탄산염을 수용하는 매트릭스로 구성된다. 용융탄산염 연료전지는 연료극으로 연료가스를 공급하고 공기극으로 산화제가스를 공급하면 각각의 전극에서 전기 화학반응이 발생하여 직류 전류를 얻을 수 있다. A unit cell of a molten carbonate fuel cell includes an anode and an cathode where an electrochemical reaction takes place, a separator plate for forming a flow path for the fuel gas and an oxidizer gas, a collecting plate for collecting charge, An electrolyte plate made in the form of a sheet for the molten carbonate, and a matrix containing the molten carbonate. In a molten carbonate fuel cell, when a fuel gas is supplied to a fuel electrode and an oxidant gas is supplied to an air electrode, an electrochemical reaction occurs at each electrode to obtain a direct current.

단위 셀의 전압은 방전 시 약 0.8~1.2V에 불과하다. 따라서, 실제 연료전지는 다수의 단위 셀을 적층하여 사용한다. 다수의 단위 셀을 적층하고 셀들의 면적을 늘려 고전압 출력을 얻을 수 있다. 이와 같이 다수의 단위 셀을 적층한 것을 스택(stack)이라 한다. The voltage of the unit cell is only about 0.8 to 1.2 V during discharging. Therefore, an actual fuel cell stacks a plurality of unit cells. A high voltage output can be obtained by stacking a plurality of unit cells and increasing the area of the cells. A stack of a plurality of unit cells is referred to as a stack.

용융탄산염 연료전지는 스택(stack)과, 스택과 체결되는 매니폴드(manifold)들과, 스택과 매니폴드들 사이에 삽입된 가스켓들과, 가스켓들 사이에 삽입되는 절연체를 포함한다. 절연체는 스택에서 생산된 전기가 매니폴드로 흐르지 못하게 스택과 매니폴드를 절연한다. A molten carbonate fuel cell includes a stack, manifolds coupled to the stack, gaskets interposed between the stack and the manifolds, and insulators interposed between the gaskets. The insulator isolates the stack and the manifold so that the electricity produced in the stack does not flow into the manifold.

절연체는 연료전지의 발전효율, 수명 및 성능을 결정하기 때문에 기밀을 유지하는 것이 중요하다. 절연체의 구조에 대한 많은 연구가 수행되어 현재 절연체 구조가 많이 개선되었지만 절연체들끼리 맞닿는 면이 열팽창 등의 변형에 의하여 어긋나게 되는 문제가 여전히 발생한다. It is important to maintain airtightness because the insulator determines the generation efficiency, lifetime and performance of the fuel cell. Although a lot of studies on the structure of the insulator have been carried out and the current structure of the insulator has been greatly improved, there still arises a problem that the face where the insulators come into contact with each other is displaced by deformation such as thermal expansion.

본 발명은 열팽창에 의하여 절연체들의 변형이 일어나더라도 절연체 사이의 연결 상태를 유지하여 연료전지의 기밀을 유지시키는 매니폴드 조립체를 제공하기 위한 것이다. The present invention provides a manifold assembly that maintains a connection state between insulators to maintain airtightness of a fuel cell even if deformation of insulators occurs due to thermal expansion.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시에에 따르는 매니폴드 조립체는, 서로 적층되는 셀들로 이루어지는 스택을 덮고 가스가 지나는 내부 공간을 구비하는 매니폴드 및 가스가 누출되는 것을 방지하도록 상기 스택과 매니폴드 사이를 밀폐시키는 결합부를 포함하며, 상기 결합부는, 상기 스택과 매니폴드 사이에 배치되고, 길이 방향으로 서로 대면하도록 배치되는 제1 및 제2 절연부재 및 상기 절연부재들이 열변형 되더라도 결합 상태를 유지할 수 있도록 상기 절연부재들 사이를 연결하는 연결부재를 포함한다. In order to solve the above problems, a manifold assembly according to an embodiment of the present invention includes a manifold including a stack of cells stacked on each other, a manifold having an inner space through which the gas passes, Wherein the first and second insulating members are disposed between the stack and the manifold and are arranged to face each other in the longitudinal direction and a second insulating member disposed between the stack and the manifold, And a connecting member connecting between the insulating members so as to maintain the coupled state.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 절연부재들은 서로 대면하는 면에 길이 방향으로 리세스 되는 제1 결합홈 및 상기 제1 결합홈으로부터 길이 방향으로 더 리세스 되는 제2 결합홈을 포함한다. As one example related to the present invention, the insulating members include a first coupling groove recessed in the longitudinal direction on a surface facing each other and a second coupling groove recessed further in the longitudinal direction from the first coupling groove.

본 발명과 관련된 다른 일 예로서, 상기 연결부재는 상기 제1 결합홈에 맞물리는 몸체 및 상기 제2 결합홈에 들어맞도록 상기 몸체로부터 연장되는 돌출부를 포함한다. As another example related to the present invention, the connecting member includes a body engaged with the first coupling groove and a protrusion extending from the body to fit into the second coupling groove.

본 발명과 관련된 또 다른 일 예로서, 상기 돌출부는 상기 몸체를 관통하여 연장되는 스프링을 포함한다. In yet another example associated with the present invention, the protrusion includes a spring extending through the body.

본 발명과 관련된 또 다른 일 예로서, 상기 돌출부는 상기 몸체 중심을 기준으로 대칭이 되도록 형성되는 제1 및 제2 돌기를 포함한다. As another example related to the present invention, the protrusion includes first and second protrusions formed to be symmetrical with respect to the center of the body.

본 발명과 관련된 또 다른 일 예로서, 상기 매니폴드 조립체는 상기 연결부재가 상기 절연부재들과 일정 간격을 유지할 수 있도록 상기 제2 결합홈에 장착되어 상기 돌출부에 탄성력을 가하는 탄성부재를 더 포함한다. As another example related to the present invention, the manifold assembly further includes an elastic member mounted on the second coupling groove to apply an elastic force to the projection so that the coupling member can maintain a constant gap with the insulating members .

본 발명과 관련된 또 다른 일 예로서, 상기 돌출부는 상기 제1 및 제2 돌기의 외주를 둘러싸고 일단부가 제1 결합홈에 접하여 탄성력을 가하는 스프링을 더 포함한다. As another example related to the present invention, the projecting portion further includes a spring which surrounds the outer periphery of the first and second projections and exerts an elastic force at one end thereof in contact with the first engagement groove.

본 발명과 관련된 또 다른 일 예로서, 상기 제2 결합홈은 상기 스택과 접하는 면에 형성된다. As another example related to the present invention, the second engaging groove is formed on a surface in contact with the stack.

상기 제2 결합홈은 상기 매니폴드와 접하는 면에 형성될 수 있다. The second engaging groove may be formed on a surface in contact with the manifold.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 매니폴드 조립체는 절연부재 사이에 배치되는 연결부재 몸체와, 상기 연결부재 몸체로부터 연장되어 절연부재에 맞물리는 돌출부를 포함하여, 절연부재 사이의 간격이 변하는 경우에도 연결부재 사이의 결합을 유지시킨다. 이를 통하여, 연료전지가 고온에서 운용되는 경우에도 열변형에 의해 가스가 누출되는 것을 방지할 수 있다. The manifold assembly according to at least one embodiment of the present invention configured as described above includes a connecting member body disposed between the insulating members and a protrusion extending from the connecting member body to engage with the insulating member, The coupling between the connecting members is maintained. This makes it possible to prevent gas from leaking due to thermal deformation even when the fuel cell is operated at a high temperature.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 매니폴드 조립체가 적용된 용융탄산염 연료전지를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1의 매니폴드 조립체를 바라본 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연부재와 연결부재의 결합관계를 나타낸 개념도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 절연부재와 연결부재의 결합관계를 나타낸 개념도.1 is a perspective view of a molten carbonate fuel cell to which a manifold assembly according to an embodiment of the present invention is applied.
Figure 2 is a perspective view of the manifold assembly of Figure 1;
3 is a conceptual view showing a coupling relation between an insulating member and a connecting member according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are conceptual views illustrating a coupling relationship between an insulating member and a connecting member according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 관련된 연료전지용 매니폴드(130) 조립체에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, a manifold 130 assembly for a fuel cell according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.In the present specification, the same or similar reference numerals are given to different embodiments in the same or similar configurations. As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In addition, suffixes "parts" for constituent elements used in the following description are to be given or mixed in consideration only of ease of specification, and they do not have their own meaning or role.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 매니폴드(130) 조립체가 적용된 용융탄산염 연료전지를 나타낸 사시도이다. 1 is a perspective view of a molten carbonate fuel cell to which a manifold assembly 130 according to an embodiment of the present invention is applied.

도시된 바에 따르면, 용융탄산염 연료전지는 스택(10)과, 매니폴드(130)와 가스켓(12)과, 결합부(100)를 포함한다. As shown, a molten carbonate fuel cell includes a stack 10, a manifold 130 and a gasket 12, and a mating portion 100.

스택(10)은 서로 적층된 단위 셀(11)들로 구성된다. 각 셀(11)에는 연료극과 공기극이 구비된다. 매니폴드(130)에 구비된 연료유입구와 공기유입구를 통해서 연료극으로 연료가, 공기극으로 공기가 각각 공급된다. 매니폴드(130)는 가스가 지나는 내부 공간을 포함한다. The stack 10 is composed of stacked unit cells 11. Each cell (11) is provided with a fuel electrode and an air electrode. Fuel is supplied to the fuel electrode and air is supplied to the air electrode through the fuel inlet and the air inlet provided in the manifold 130, respectively. The manifold 130 includes an interior space through which the gas passes.

매니폴드(130)는 스택(10)을 덮도록 결합된다. 복수의 매니폴드(130)가 스택(10)의 둘레를 둘러싸도록 형성되어 가스가 외부로 누출되는 것을 방지한다. The manifold 130 is coupled to cover the stack 10. A plurality of manifolds 130 are formed to surround the periphery of the stack 10 to prevent gas from leaking to the outside.

가스켓(12)은 스택(10)과 매니폴드(130) 사이를 보다 견고히 밀폐시킨다. The gasket 12 more tightly seals between the stack 10 and the manifold 130.

결합부(100)는 스택(10)과 매니폴드(130) 사이에 배치되어 스택(10)에서 생산된 전기가 매니폴드(130)로 흐르지 못하게 함과 동시에 스택(10)과 매니폴드(130) 사이를 밀폐시켜 연료전지에 공급되는 가스가 외부로 누출되는 것을 방지한다. The engaging portion 100 is disposed between the stack 10 and the manifold 130 to prevent electricity generated in the stack 10 from flowing to the manifold 130, Thereby preventing the gas supplied to the fuel cell from leaking to the outside.

결합부(100)는 길이 방향으로 서로 대면하도록 배치되는 절연부재(110)들을 포함한다. The coupling portions 100 include insulating members 110 arranged to face each other in the longitudinal direction.

절연부재(110)들 사이에는 절연부재(110)들이 열변형되더라도 결합을 유지시키는 연결부재(120)가 배치된다. A connection member 120 is disposed between the insulating members 110 to maintain the connection even if the insulating members 110 are thermally deformed.

절연부재(110)들과 연결부재(120)의 형상과 배치에 관하여 이하 도 2 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다. The shape and arrangement of the insulating members 110 and the connecting member 120 will be described below in detail with reference to FIGS. 2 to 5. FIG.

도 2는 도 1의 매니폴드(130) 조립체를 바라본 사시도이다. Figure 2 is a perspective view of the manifold 130 assembly of Figure 1;

도시된 바에 따르면, 매니폴드(130) 조립체는 움푹 파여 가스가 지나는 공간을 형성하는 함몰부(131)와, 스택(10)과 접하는 접촉부(132)를 포함한다. The manifold assembly 130 includes a depression 131 that defines the space through which the recessed gas passes and a contact 132 that abuts the stack 10.

접촉부(132)는 함몰부(131)의 일단에서 절곡되어 외부로 확장되는 형상을 이룰 수 있다. 즉, 접촉부(132)는 스택(10)의 넓이 방향으로 면적이 확장되어 가스가 연료전지의 외부로 누출되는 것을 방지한다. The contact portion 132 may be bent at one end of the depressed portion 131 and extend outwardly. That is, the contact portion 132 is expanded in the width direction of the stack 10 to prevent gas from leaking out of the fuel cell.

접촉부(132)와 스택(10)의 사이에는 결합부(100)가 배치된다. 결합부(100)는 접촉부(132)의 일면에 부착될 수 있다. A coupling portion 100 is disposed between the contact portion 132 and the stack 10. The engaging portion 100 may be attached to one surface of the abutting portion 132.

결합부(100)는 절연부재(110)들과 연결부재(120)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 절연부재(110)들은 운모 또는 유리로 형성된다. The coupling portion 100 includes an insulating member 110 and a coupling member 120. According to an embodiment of the present invention, the insulating members 110 are formed of mica or glass.

연결부재(120)는 절연부재(110) 사이에 배치되는 몸체(121)와 상기 몸체(121)로부터 연장되는 핀 형상의 결합 보조 장치를 포함하여 절연부재(110) 사이의 간격이 넓어지거나 좁혀지더라도 절연부재(110)의 결합이 틀어지는 것을 방지한다. The connecting member 120 includes a body 121 disposed between the insulating members 110 and a pin-shaped coupling assisting device extending from the body 121. The distance between the insulating members 110 is widened or narrowed The coupling of the insulating member 110 is prevented from being broken.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연부재(110)와 연결부재(120)의 결합관계를 나타낸 개념도이다. 3 is a conceptual view illustrating a coupling relationship between the insulating member 110 and the connecting member 120 according to an embodiment of the present invention.

도시된 바에 따르면, 절연부재(110)들 사이에는 연결부재(120)가 배치된다. According to the drawings, a connecting member 120 is disposed between the insulating members 110.

연결부재(120)는 절연부재(110) 사이에 맞물려 결합부(100)의 기밀을 유지시키는 몸체(121)와, 상기 몸체(121)로부터 돌출되어 절연부재(110)들과의 결합을 보조하는 돌출부(122)를 포함한다. The connecting member 120 includes a body 121 that engages between the insulating members 110 to maintain the airtightness of the connecting portion 100 and a body 121 that protrudes from the body 121 to assist in coupling with the insulating members 110 And includes a protrusion 122.

보다 구체적으로, 절연부재(110)들은 길이 방향으로 서로 대면하도록 배치되고, 대면하는 면에는 길이방향으로 파이는 제1 결합홈(111)을 포함한다. 연결부재(120)의 몸체(121)는 제1 결합홈(111)에 대응되도록 형성된다. 즉, 제1 결합홈(111)은 연결부재(120) 몸체(121)의 형상과 동일한 형상을 이루도록 파인다.More specifically, the insulating members 110 are disposed to face each other in the longitudinal direction, and the facing surface includes the first coupling groove 111 in the longitudinal direction. The body 121 of the connecting member 120 is formed to correspond to the first engaging groove 111. That is, the first coupling groove 111 is formed to have the same shape as that of the body 121 of the coupling member 120.

절연부재(110)는 상기 제1 결합홈(111)으로부터 절연부재(110) 내부로 더 파이는 제2 결합홈(112)을 포함한다. 즉, 도시된 바와 같이 제1 결합홈(111)의 일면에는 절연부재(110) 내부로 깊이 파이는 구멍이 형성될 수 있다. The insulating member 110 includes a second coupling groove 112 which is further pierced from the first coupling groove 111 into the insulating member 110. That is, as shown in the drawing, a hole may be formed in the insulating member 110 on one surface of the first coupling groove 111.

연결부재(120)의 돌출부(122)는 도시된 바와 같이 긴 막대 형상을 이룰 수 있다. 상기 돌출부(122)는 연결부재(120) 몸체(121)를 관통하여 연장되는 부재일 수 있고, 연결부재(120) 몸체(121)의 일면에서 외부를 향해 돌출되는 돌기일 수도 있다. The projecting portion 122 of the connecting member 120 may have a long rod shape as shown. The protrusion 122 may be a member that extends through the body 121 of the connecting member 120 and may protrude outward from one side of the body 121 of the connecting member 120.

돌출부(122)는 상기 제2 결합홈(112)에 삽입된다. 제2 결합홈(112)과 돌출부(122)는 서로 맞물리도록 형성되어 외부에서 힘이 가해져도 연결부재(120)들 사이의 결합이 해제되지 않게 한다. The projecting portion 122 is inserted into the second engagement groove 112. The second engaging groove 112 and the protrusion 122 are formed to be engaged with each other so that the coupling between the connecting members 120 is not released even when an external force is applied.

돌출부(122)는 연결부재(120) 몸체(121)의 중심을 기준으로 서로 대칭이 되도록 형성되는 제1 및 제2 돌기를 포함할 수 있다. The protrusions 122 may include first and second protrusions formed symmetrically with respect to the center of the body 121 of the connecting member 120.

도시된 바에 따르면, 상기 제1 및 제2 돌기의 외주에는 스프링(123)이 결합될 수 있다. 돌출부(122)가 제2 결합홈(112)에 삽입될 때 스프링(123)은 제1 결합홈(111)에 접하여 탄성 압축된다. 즉, 스프링(123)의 탄성력에 의하여 연결부재(120)는 두 절연부재(110) 중 어느 한 쪽으로 치우치지 않고 중심에 배치된다. 이를 통해 절연부재(110)들이 열에 의하여 팽창하거나 축소되어 절연부재(110) 사이 공간의 크기가 변하더라도 연결부재(120)는 의도한 배치에서 벗어나지 않고 기밀 상태를 유지한다. 다시 말해, 어느 한 쪽의 절연부재(110)가 수축하여 돌출부(122)와 멀어지는 경우 반대쪽의 스프링(123)이 가하는 탄성력이 더 크게 되므로 힘의 평형에 의하여 연결부재(120)는 멀어진 절연부재(110) 쪽으로 이동하게 된다. 상기와 같이 연결부재(120)가 스프링(123)에 의하여 중심을 잡게 되므로 연결부재(120)는 어느 한 쪽 절연부재(110)에 밀착되지 않는다.The spring 123 may be coupled to the outer circumference of the first and second projections. When the projection 122 is inserted into the second engagement groove 112, the spring 123 contacts the first engagement groove 111 and is elastically compressed. That is, the connecting member 120 is disposed at the center without being biased toward one of the two insulating members 110 by the elastic force of the spring 123. Accordingly, even if the insulating members 110 are expanded or contracted by heat to change the size of the space between the insulating members 110, the connecting member 120 maintains a hermetic state without deviating from the intended arrangement. In other words, when one of the insulating members 110 contracts and moves away from the protruding portion 122, the elastic force exerted by the opposite spring 123 becomes greater, so that the connecting member 120 is separated from the separated insulating member 110). Since the connecting member 120 is centered by the spring 123 as described above, the connecting member 120 is not brought into close contact with any one of the insulating members 110.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제2 결합홈(112)의 내부에 탄성체가 배치될 수 있다. 탄성체는 제2 결합홈(112)에 삽입되는 돌출부(122)에 탄성력을 가하여 연결부재(120)가 절연부재(110)들 사이에서 어느 한 쪽으로 치우치지 않도록 힘을 가한다. 이 실시예에 연결부재(120)의 동작 방식은 위의 실시예 설명으로 갈음한다. According to another embodiment of the present invention, an elastic body may be disposed inside the second engagement groove 112. The elastic body exerts an elastic force on the projection 122 inserted into the second coupling groove 112 to apply a force so that the coupling member 120 does not deviate to any one side among the insulating members 110. [ The operation of the connecting member 120 in this embodiment is replaced with the description of the above embodiment.

도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 절연부재(110)와 연결부재(120)의 결합관계를 나타낸 개념도이다. 4 and 5 are conceptual views showing the coupling relationship between the insulating member 110 and the connecting member 120 according to another embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5의 결합부(100)는 도 2의 결합부(100)와 같은 방향으로 배치된다. 4 and 5 are disposed in the same direction as the engaging portion 100 of FIG.

즉, 설명의 편의상 도 4 및 도 5에 그려진 결합부(100)의 위쪽 방향을 스택(10)과 접하는 방향, 아래쪽 방향을 매니폴드(130)와 접하는 방향으로 설명한다. That is, for convenience of description, the upward direction of the engaging portion 100 drawn in FIGS. 4 and 5 will be described as a direction in contact with the stack 10 and a downward direction will be referred to as a direction in contact with the manifold 130.

연결부재(120) 몸체(121)는 위쪽 또는 아래쪽이 더 두껍게 형성될 수 있다. 즉, 어느 한 쪽 방향이 더 두껍게 형성되어 절연부재(110)의 위쪽과 아래쪽의 팽창률이 다른 경우 이를 보정할 수 있다. 예를 들어 연결부재(120) 몸체(121)의 아래쪽이 더 두껍게 형성된 경우, 스택(10)에 접하는 면의 온도가 매니폴드(130)에 접하는 면의 온도보다 높아서 절연부재(110)의 위쪽이 더 많이 팽창하더라도 절연부재(110)들이 스택(10)을 향하여 볼록하게 팽창하는 것을 방지한다. The body 121 of the connecting member 120 may be formed thicker on the upper side or on the lower side. In other words, when one side of the insulating member 110 is formed to be thicker and the expansion rates of the upper and lower sides of the insulating member 110 are different, it can be corrected. For example, when the lower part of the body 121 of the connecting member 120 is formed thicker, the temperature of the surface contacting the stack 10 is higher than the temperature of the surface contacting the manifold 130, Thereby preventing the insulating members 110 from expanding convexly toward the stack 10 even when expanded more.

도 4를 참조하면, 절연부재(110)들은 길이 방향으로 파이는 제1 결합홈(111)을 포함하고, 스택(10)과 접하는 면에는 상기 제1 결합홈(111)으로부터 연장되어 절연부재(110)들의 길이방향으로 파이는 제2 결합홈(112)이 형성된다. Referring to FIG. 4, the insulating members 110 include a first coupling groove 111 in the longitudinal direction and a second coupling groove 111 extending from the first coupling groove 111 on the surface contacting the stack 10, The second engaging groove 112 is formed.

또한, 연결부재(120)는 상기 제1 결합홈(111) 및 제2 결합홈(112)의 형상에 대응되도록 형성된다. 즉, 연결부재(120)는 도시된 바와 같이 위쪽이 길게 연장된 키 형상을 이룬다.The connection member 120 is formed to correspond to the shapes of the first engagement groove 111 and the second engagement groove 112. That is, the connecting member 120 has a long key shape extending upward as shown in FIG.

연결부재(120)의 위쪽이 절연부재(110)의 길이 방향으로 연장되고 상기 절연부재(110)들과 맞물리도록 형성되므로, 절연부재(110)들이 위쪽 또는 옆쪽으로 굽는 것을 방지할 수 있다. 즉, 절연부재(110)들이 열팽창 등에 의하여 변형되더라도 연결부재(120)가 의도한 배치에서 어긋나지 않으며, 절연부재(110)들 사이로 가스가 누출되는 것을 방지한다.Since the upper portion of the connecting member 120 extends in the longitudinal direction of the insulating member 110 and is formed to engage with the insulating members 110, it is possible to prevent the insulating members 110 from being bent upward or laterally. That is, even if the insulating members 110 are deformed due to thermal expansion or the like, the connecting member 120 does not deviate from the intended arrangement and prevents gas from leaking through the insulating members 110.

도 5를 참조하면, 절연부재(110)들은 길이 방향으로 파이는 제1 결합홈(111)을 포함하고, 매니폴드(130)와 접하는 면에는 상기 제1 결합홈(111)으로부터 연장되어 절연부재(110)들의 길이방향으로 파이는 제2 결합홈(112)이 형성된다. 5, the insulating members 110 include pie-shaped first coupling grooves 111 in the longitudinal direction, and a surface of the insulating member 110, which is in contact with the manifold 130, extends from the first coupling groove 111, And the second coupling groove 112 is formed in the longitudinal direction of the paired first and second coupling grooves 110.

또한, 연결부재(120)는 상기 제1 결합홈(111) 및 제2 결합홈(112)의 형상에 대응되도록 형성된다. 즉, 연결부재(120)는 도시된 바와 같이 아래쪽이 길게 연장된 키 형상을 이룬다.The connection member 120 is formed to correspond to the shapes of the first engagement groove 111 and the second engagement groove 112. That is, the connecting member 120 has a long key shape extending downward as shown in the drawing.

연결부재(120)의 아래쪽이 절연부재(110)의 길이 방향으로 연장되고 상기 절연부재(110)들과 맞물리도록 형성되므로, 절연부재(110)들이 아래쪽 또는 옆쪽으로 굽는 것을 방지할 수 있다. 즉, 절연부재(110)들이 열팽창 등에 의하여 변형되더라도 연결부재(120)가 의도한 배치에서 어긋나지 않으며, 절연부재(110)들 사이로 가스가 누출되는 것을 방지한다.Since the lower side of the connecting member 120 extends in the longitudinal direction of the insulating member 110 and is formed to engage with the insulating members 110, it is possible to prevent the insulating members 110 from bending downward or sideways. That is, even if the insulating members 110 are deformed due to thermal expansion or the like, the connecting member 120 does not deviate from the intended arrangement and prevents gas from leaking through the insulating members 110.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 매니폴드(130) 조립체는 절연부재(110) 사이에 배치되는 연결부재(120) 몸체(121)와, 상기 연결부재(120) 몸체(121)로부터 연장되어 절연부재(110)에 맞물리는 돌출부(122)를 포함하여, 절연부재(110) 사이의 간격이 변하는 경우에도 연결부재(120) 사이의 결합을 유지시킨다. 이를 통하여, 연료전지가 고온에서 운용되는 경우에도 열변형에 의해 가스가 누출되는 것을 방지할 수 있다. The manifold 130 assembly according to at least one embodiment of the present invention configured as described above includes a body 121 of a connecting member 120 disposed between the insulating members 110 and a body 121 of the connecting member 120 And the projections 122 extending from the insulating members 110 and 121 to engage with the insulating member 110 to maintain the coupling between the connecting members 120 even when the distance between the insulating members 110 is changed. This makes it possible to prevent gas from leaking due to thermal deformation even when the fuel cell is operated at a high temperature.

이상에서 설명한 연료전지용 매니폴드 조립체는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The manifold assembly for a fuel cell as described above is not limited to the configuration and the method of the embodiments described above, but the embodiments may be constructed by selectively combining all or a part of the embodiments so that various modifications can be made .

Claims (9)

서로 적층되는 셀들로 이루어지는 스택을 덮고, 가스가 지나는 내부 공간을 구비하는 매니폴드; 및
가스가 누출되는 것을 방지하도록 상기 스택과 매니폴드 사이를 밀폐시키는 결합부를 포함하며,
상기 결합부는,
상기 스택과 매니폴드 사이에 배치되고, 길이 방향으로 서로 대면하도록 배치되는 제1 및 제2 절연부재; 및
상기 절연부재들이 열변형 되더라도 결합 상태를 유지할 수 있도록 상기 절연부재들 사이를 연결하는 연결부재를 포함하며,
상기 절연부재들은,
서로 대면하는 면에 길이 방향으로 리세스 되는 제1 결합홈; 및
상기 제1 결합홈으로부터 길이 방향으로 더 리세스 되는 제2 결합홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 매니폴드 조립체.A manifold that covers a stack of cells stacked together and has an interior space through which gas flows; And
And an engaging portion that seals between the stack and the manifold to prevent gas from leaking,
The coupling portion
First and second insulating members disposed between the stack and the manifold, the first and second insulating members being disposed to face each other in the longitudinal direction; And
And a connecting member connecting between the insulating members so as to maintain the coupled state even if the insulating members are thermally deformed,
Wherein the insulating members
A first coupling groove recessed in a longitudinal direction on a surface facing each other; And
And a second engaging groove recessed from the first engaging recess in a longitudinal direction of the manifold assembly. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 연결부재는,
상기 제1 결합홈에 맞물리는 몸체; 및
상기 제2 결합홈에 들어맞도록 상기 몸체로부터 연장되는 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 매니폴드 조립체.The method according to claim 1,
The connecting member includes:
A body engaged with the first coupling groove; And
And a protrusion extending from the body to fit into the second coupling groove. 제3항에 있어서,
상기 돌출부는,
상기 몸체를 관통하여 연장되는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 매니폴드 조립체.The method of claim 3,
The projection
And a spring extending through the body. ≪ Desc / Clms Page number 19 > 제3항에 있어서,
상기 돌출부는,
상기 몸체 중심을 기준으로 대칭이 되도록 형성되는 제1 및 제2 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 매니폴드 조립체.The method of claim 3,
The projection
Wherein the first and second protrusions are formed symmetrically with respect to the center of the body. 제5항에 있어서,
상기 연결부재가 상기 절연부재들과 일정 간격을 유지할 수 있도록 상기 제2 결합홈에 장착되어 상기 돌출부에 탄성력을 가하는 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 매니폴드 조립체.6. The method of claim 5,
Further comprising an elastic member mounted on the second engagement groove to apply an elastic force to the protrusion so that the connection member can maintain a predetermined gap with the insulation members. 제5항에 있어서,
상기 돌출부는,
상기 제1 및 제2 돌기의 외주를 둘러싸고 일단부가 제1 결합홈에 접하여 탄성력을 가하는 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 매니폴드 조립체.6. The method of claim 5,
The projection
Further comprising a spring surrounding the outer periphery of the first and second projections and having one end abutting against the first engagement groove to exert an elastic force. 제1항에 있어서,
상기 제2 결합홈은,
상기 스택과 접하는 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 매니폴드 조립체.The method according to claim 1,
The second coupling groove
Wherein the fuel cell stack is formed on a surface in contact with the stack. 제1항에 있어서,
상기 제2 결합홈은,
상기 매니폴드와 접하는 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 매니폴드 조립체.The method according to claim 1,
The second coupling groove
Wherein the manifold assembly is formed on a surface in contact with the manifold.
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