KR101526421B1 - Enclosure for fuel cell stack - Google Patents

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KR101526421B1
KR101526421B1 KR1020130155847A KR20130155847A KR101526421B1 KR 101526421 B1 KR101526421 B1 KR 101526421B1 KR 1020130155847 A KR1020130155847 A KR 1020130155847A KR 20130155847 A KR20130155847 A KR 20130155847A KR 101526421 B1 KR101526421 B1 KR 101526421B1
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fuel cell
cell stack
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drain hole
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양승기
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현대자동차 주식회사
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Abstract

Disclosed is an enclosure for a fuel cell stack. The enclosure for a fuel cell stack may comprise: i) a housing body which includes a sealing body for sealing a fuel cell stack and has at least one drain hole formed on one side of the bottom thereof for discharging condensed water from the housing main body to the outside thereof; ii) a surface extending portion which is disposed on the inner wall of the housing main body and extends the area of a heat exchange surface with the outside thereof; iii) a stepped portion which is disposed on the bottom side of the housing body and guides the condensed water to the drain hole side with a height difference as being downwardly inclined toward the drain hole; iv) a plurality of support members which are installed in the stepped portion and support a lower surface of the fuel cell stack.

Description

연료전지 스택 인클로저 {ENCLOSURE FOR FUEL CELL STACK}[0001] ENCLOSURE FOR FUEL CELL STACK [0002]

본 발명의 실시예는 연료전지 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료전지 파워모듈 컴플리트로서의 연료전지 스택을 밀봉하는 연료전지 스택 인클로저에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a fuel cell system, and more particularly, to a fuel cell stack enclosure sealing a fuel cell stack as a fuel cell power module complete.

일반적으로, 연료전지 시스템은 연료전지에 의한 수소와 산소의 전기 화학적인 반응으로서 전기 에너지를 발생시키는 일종의 발전 시스템이다.Generally, a fuel cell system is a kind of power generation system that generates electric energy as an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen by a fuel cell.

예를 들면, 연료전지 시스템은 연료전지 발전소 또는 공공 주택이나 공장 등에서 전력을 생산하며, 차량, 선박, 기차, 비행기 등에서 전기 모터와 같은 구동원을 구동시키는데 사용하고 있다.For example, a fuel cell system generates electricity in a fuel cell power plant or a public house or a factory, and is used to drive a drive source such as an electric motor in a vehicle, a ship, a train, an airplane, or the like.

연료전지 시스템은 연료전지들이 적층된 연료전지 스택, 연료전지 스택으로 수소를 공급하는 수소 공급장치, 연료전지 스택으로 공기를 공급하는 공기 공급장치 그리고 연료전지 스택의 반응열을 시스템 외부로 제거하고 스택의 운전 온도를 제어하는 열/물 관리 장치 등을 구비하고 있다.The fuel cell system includes a fuel cell stack in which fuel cells are stacked, a hydrogen supply device that supplies hydrogen to the fuel cell stack, an air supply device that supplies air to the fuel cell stack, And a heat / water management device for controlling the operation temperature.

여기서, 연료전지 스택은 공기극과 연료극을 포함하는 연료전지들의 전기 발생 집합체로 이루어진다. 연료전지 스택은 수소 공급장치로부터 수소를 공급받고 공기 공급장치로부터 공기를 공급받아 수소와 산소의 전기 화학적인 반응으로서 전기 에너지를 발생시키며 이 과정에 열을 발생시킨다.Here, the fuel cell stack is composed of an electricity generation aggregate of fuel cells including an air electrode and a fuel electrode. The fuel cell stack receives hydrogen from the hydrogen supply device and receives air from the air supply device to generate electric energy as an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen, and generates heat in this process.

이와 같은 연료전지 스택은 소정 체적의 인클로저로 밀봉 처리되며 차량 등에 탑재된다. 인클로저는 대개 금속재질로 이루어지는데, 이러한 금속 인클로저의 선정 조건은 연료전지 스택 전체를 감싸며 보호하는 기능 외에 차량의 탑재공간에 안정적으로 장착할 있는 핸들링이 우수해야 하고, 단열성, 내화학성 및 내부식성 등의 제반 특성이 우수해야 한다.Such a fuel cell stack is sealed with an enclosure of a predetermined volume and mounted on a vehicle or the like. The enclosure is usually made of metal. The selection condition of the metal enclosure is to cover the entire fuel cell stack and protect it. In addition to handling the fuel cell stack in a stable manner, it must be handled securely. Should be excellent.

한편, 인클로저 내부의 공기 습도는 연료전지 스택을 운전하며 발전을 하는 동안 고온 다습해진다. 이로 인해 연료전지 스택의 운전을 멈춘 상태에서 인클로저 내부의 온도가 낮아지면 응축수를 형성하게 되는데, 이러한 현상은 연료전지 스택을 운전하는 동안 계속적으로 반복된다.On the other hand, the air humidity inside the enclosure drives the fuel cell stack and becomes hot and humid during power generation. As a result, when the temperature inside the enclosure is lowered when the operation of the fuel cell stack is stopped, condensation is formed. This phenomenon is continuously repeated during operation of the fuel cell stack.

이와 같이 인클로저 내부에 응축수가 장시간 존재하게 되는 경우에는 연료전지 스택을 구성하는 스택 체결바, 상하단 접합부 및 볼트류 등의 부식을 가속화시킬 수 있다. 이러한 부식의 가속화는 연료전지 스택의 절연 저항을 늦추는 등 스택 의 내구성을 저하시키는 요인으로 작용하게 된다.When the condensed water exists in the enclosure for a long time, corrosion of the stack fastening bar, the upper and lower end joints and the bolts constituting the fuel cell stack can be accelerated. Acceleration of such corrosion causes a decrease in the durability of the stack, such as slowing the insulation resistance of the fuel cell stack.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in the background section are intended to enhance the understanding of the background of the invention and may include matters not previously known to those skilled in the art.

본 발명의 실시예들은 고온 다습한 내부 공기의 수분 응축 속도를 증대시키고, 내부에서 발생된 응축수를 외부로 최대한 빠르게 배출함으로써 내부 공기의 절대 수분량을 감소시킬 수 있도록 한 연료전지 스택 인클로저를 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention provide a fuel cell stack enclosure capable of increasing the water condensing rate of hot and humid inner air and reducing the absolute moisture content of the inner air by discharging the condensed water generated therein to the outside as quickly as possible .

또한, 본 발명의 실시예들은 연료전지 스택의 부품들에 대한 수분의 접촉 시간 및 접촉량을 줄여 스택 부품들의 부식 속도를 완화시킬 수 있도록 한 연료전지 스택 인클로저를 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention also provide a fuel cell stack enclosure capable of reducing the contact time and contact amount of moisture with respect to the parts of the fuel cell stack to alleviate the corrosion rate of the stack parts.

본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 인클로저는, 연료전지 스택을 밀봉하는 하우징 본체를 포함하며, 상기 하우징 본체의 내벽면에는 외부와의 열교환 면적을 확장하는 면적 확장부가 구비될 수 있다.The fuel cell stack enclosure according to an embodiment of the present invention includes a housing main body for sealing the fuel cell stack, and an inner wall surface of the housing main body may be provided with an area enlarging portion for expanding a heat exchange area with the outside.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 스택 인클로저에 있어서, 상기 면적 확장부는 상기 하우징 본체의 내벽면에 일체로 형성되는 다수 개의 비드를 포함할 수 있다.Also, in the fuel cell stack enclosure according to the embodiment of the present invention, the area expanding portion may include a plurality of beads integrally formed on an inner wall surface of the housing main body.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 스택 인클로저에 있어서, 상기 비드는 상기 하우징 본체의 내벽면에 반구형으로 돌출 형성될 수 있다.Further, in the fuel cell stack enclosure according to the embodiment of the present invention, the bead may protrude in a hemispherical shape on the inner wall surface of the housing main body.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 스택 인클로저에 있어서, 상기 하우징 본체의 외벽면에는 상기 비드에 대응하는 오목부가 형성될 수 있다.Further, in the fuel cell stack enclosure according to an embodiment of the present invention, a recess corresponding to the bead may be formed on an outer wall surface of the housing main body.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 스택 인클로저에 있어서, 상기 면적 확장부는 상기 하우징 본체의 내벽면에 일체로 형성되며, 그 내벽면에 다수의 열(列)로 배열되는 판 형상의 핀부재를 포함할 수 있다.Further, in the fuel cell stack enclosure according to an embodiment of the present invention, the area expanding portion is integrally formed on the inner wall surface of the housing main body, and the plate- Member.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 스택 인클로저에 있어서, 상기 핀부재들은 일정 간격을 두고 상기 내벽면에 상하 방향으로 세워지며 연속적으로 배열될 수 있다.Further, in the fuel cell stack enclosure according to the embodiment of the present invention, the pin members may be continuously arranged in the vertical direction on the inner wall surface at regular intervals.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 인클로저는, 연료전지 스택을 밀봉하는 하우징 본체를 포함하며, 상기 하우징 본체의 바닥에는 내부의 응축수를 외부로 배출하기 위한 적어도 하나의 드레인 홀이 형성되고, 상기 하우징 본체의 바닥 측에는 상기 드레인 홀을 향하여 하향 경사진 높이 차를 두고 응축수를 상기 드레인 홀 측으로 유도하기 위한 단차부가 구비될 수 있다.The fuel cell stack enclosure according to an embodiment of the present invention includes a housing body that seals the fuel cell stack, and at the bottom of the housing body, at least one drain hole for discharging the condensed water to the outside is formed And a bottom portion of the housing main body may be provided with a step portion for guiding the condensed water toward the drain hole with an inclination downwardly inclined toward the drain hole.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 스택 인클로저에 있어서, 상기 단차부에는 상기 연료전지 스택의 하부면을 지지하는 다수개의 지지부재들이 설치될 수 있다.Also, in the fuel cell stack enclosure according to an embodiment of the present invention, a plurality of support members supporting the lower surface of the fuel cell stack may be installed in the stepped portion.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 스택 인클로저에 있어서, 상기 단차부는 상기 하우징 본체의 바닥면으로서 산 형태로 꺽인 바닥체를 포함할 수 있다.Further, in the fuel cell stack enclosure according to the embodiment of the present invention, the stepped portion may include a bottom body bent in an acid form as a bottom surface of the housing main body.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 스택 인클로저에 있어서, 상기 바닥체는 상기 드레인 홀에 대응하는 전단 측의 전단각이 후단 측의 후단각 보다 큰 것으로 이루어질 수 있다.Further, in the fuel cell stack enclosure according to an embodiment of the present invention, the bottom body may have a shear angle at the front end corresponding to the drain hole larger than a rear end angle at the rear end.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 스택 인클로저에 있어서, 상기 지지부재는 상기 단차부를 따라 배치되고, 리본 형상의 단면을 지니며 상기 연료전지 스택의 하부면을 지지할 수 있다.Further, in the fuel cell stack enclosure according to the embodiment of the present invention, the support member is disposed along the step portion and has a ribbon-shaped cross-section, and can support the lower surface of the fuel cell stack.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 인클로저는, ⅰ)연료전지 스택을 밀봉하는 밀봉체로 구비되며, 내부의 응축수를 외부로 배출하기 위한 적어도 하나의 드레인 홀을 바닥의 일측에 형성하는 하우징 본체와, ⅱ)상기 하우징 본체의 내벽면에 구비되며, 외부와의 열교환 면적을 확장하는 면적 확장부와, ⅲ)상기 하우징 본체의 바닥 측에 구비되며, 상기 드레인 홀을 향하여 하향 경사진 높이 차를 두고 응축수를 상기 드레인 홀 측으로 유도하는 단차부와, ⅳ)상기 단차부에 설치되며, 상기 연료전지 스택의 하부면을 지지하는 다수개의 지지부재들을 포함할 수 있다.The fuel cell stack enclosure according to the embodiment of the present invention includes: i) a housing that is provided with a sealing member that seals the fuel cell stack, at least one drain hole for discharging the condensed water to the outside, A housing having a bottom surface and a bottom surface, the bottom surface of the housing main body having a bottom surface and a bottom surface facing the bottom surface of the bottom surface of the housing main body, And iv) a plurality of support members provided at the step portion and supporting the lower surface of the fuel cell stack.

본 발명의 실시예는 면적 확장부를 통해 하우징 본체 내외부의 열교환 면적을 확장하여 고온 다습한 내부 공기의 수분 응축 속도를 증대시킴과 아울러 단차부를 통해 하우징 본체의 내부에서 발생된 응축수를 외부로 최대한 빠르게 배출할 수 있으므로, 하우징 본체 내부의 절대 수분량이 감소하는 속도를 높여 줄 수 있다.The embodiment of the present invention extends the heat exchange area of the inside and outside of the housing main body through the area enlarging portion to increase the water condensing speed of the hot and humid inner air and to discharge the condensed water generated inside the housing main body through the step portion to the outside as quickly as possible The speed at which the absolute moisture content in the housing body decreases can be increased.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 하우징 본체 내부의 절대 수분량 감소 효과로 인해 하우징 본체 내부의 응축수가 잔존하는 시간을 짧게 함으로써 연료전지 스택의 금속 단품류 등이 응축수에 의해 부식되는 속도를 최소화시킬 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the time for which condensed water remains in the housing main body due to the effect of reducing the absolute water content in the housing main body is shortened, thereby minimizing the rate of corrosion of the metal parts of the fuel cell stack by the condensed water.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 인클로저를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 인클로저에 적용되는 일 예의 면적 확장부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 인클로저에 적용되는 다른 예의 면적 확장부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 인클로저에 적용되는 단차부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 인클로저에 적용되는 단차부를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 인클로저에 적용되는 지지부재의 배치 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 인클로저에 적용되는 지지부재를 도시한 측면 구성도이다.These drawings are for the purpose of describing an exemplary embodiment of the present invention, and therefore the technical idea of the present invention should not be construed as being limited to the accompanying drawings.
1 is a schematic view of a fuel cell stack enclosure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing an example of an area enlargement applied to a fuel cell stack enclosure according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
3 is a view schematically showing an area expansion portion of another example applied to a fuel cell stack enclosure according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic view of a step portion applied to a fuel cell stack enclosure according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic view for explaining steps applied to a fuel cell stack enclosure according to an embodiment of the present invention.
6 is a view schematically showing the arrangement of support members applied to a fuel cell stack enclosure according to an embodiment of the present invention.
7 is a side view showing a support member applied to a fuel cell stack enclosure according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.In the following detailed description, the names of components are categorized into the first, second, and so on in order to distinguish them from each other in the same relationship, and are not necessarily limited to the order in the following description.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 인클로저를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a schematic view of a fuel cell stack enclosure according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 인클로저(100)는 에 연료전지에 의한 수소와 산소의 전기 화학적인 반응으로서 전기 에너지를 발생시키는 연료전지 시스템에 적용될 수 있다.Referring to FIG. 1, a fuel cell stack enclosure 100 according to an embodiment of the present invention can be applied to a fuel cell system that generates electrical energy as an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen by a fuel cell.

상기 연료전지 시스템은 연료전지들이 적층된 연료전지 스택(1)을 포함하는 바, 이 연료전지 스택(1)은 수소와 공기를 공급받아 연료전지들을 통해 전기 에너지를 발생시키며 열을 발산한다. The fuel cell system includes a fuel cell stack 1 in which fuel cells are stacked. The fuel cell stack 1 receives hydrogen and air to generate electrical energy through fuel cells and emits heat.

본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 인클로저(100)는 연료전지 스택(1)을 밀봉하기 위한 것으로서, 그 연료전지 스택(1)을 밀봉하는 밀봉체로서의 하우징 본체(10)를 포함한다.A fuel cell stack enclosure 100 according to an embodiment of the present invention is for sealing the fuel cell stack 1 and includes a housing main body 10 as a sealing member for sealing the fuel cell stack 1.

상기 하우징 본체(10)는 연료전지 스택(1)을 지지하며 판재 형태로 연료전지 스택(1) 전체를 감싸는 하우징으로 구비된다.The housing main body 10 supports the fuel cell stack 1 and is provided as a housing for covering the entire fuel cell stack 1 in the form of a plate.

여기서, 상기 하우징 본체(10)의 내부에서는 연료전지 스택(1)을 운전하는 동안 내부의 공기 습도가 고온 다습해지고, 연료전지 스택(1)의 운전이 멈추게 되면 내부의 온도가 낮아지면서 응축수를 생성하게 된다. The internal humidity of the interior of the housing body 10 during operation of the fuel cell stack 1 becomes high and high. When the operation of the fuel cell stack 1 is stopped, the internal temperature of the fuel cell stack 1 is lowered to generate condensed water .

본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 인클로저(100)는 고온 다습한 내부 공기의 수분 응축 속도를 증대시키고, 내부에서 발생된 응축수를 외부로 최대한 빠르게 배출함으로써 내부 공기의 절대 수분량을 감소시킬 수 있는 구조로 이루어진다.The fuel cell stack enclosure 100 according to the embodiment of the present invention increases the water condensing rate of hot and humid air and reduces the absolute moisture content of the air by discharging the condensed water generated therein to the outside as quickly as possible Structure.

또한, 본 발명의 실시예에서는 연료전지 스택(1)의 부품들에 대한 수분의 접촉 시간 및 접촉량을 줄여 스택 부품들의 부식 속도를 완화시킬 수 있는 연료전지 스택 인클로저(100)를 제공한다.In addition, the embodiment of the present invention provides a fuel cell stack enclosure 100 that can reduce the contact time and contact amount of moisture with respect to the parts of the fuel cell stack 1, thereby alleviating the corrosion rate of the stack parts.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 인클로저(100)는 기본적으로, 하우징 본체(10)의 내벽면에 구비되는 면적 확장부(30: 도 2 및 도 3 참조)와, 하우징 본체(10)의 바닥 측에 구비되는 단차부(50)와, 연료전지 스택(1)의 하부면을 지지하는 지지부재들(70)을 포함하고 있다.The fuel cell stack enclosure 100 according to an embodiment of the present invention basically includes an area enlarging portion 30 (see FIGS. 2 and 3) provided on an inner wall surface of the housing main body 10, , And a support member (70) for supporting a lower surface of the fuel cell stack (1).

본 발명의 실시예에서, 상기 면적 확장부(30)는 하우징 본체(10) 내부와 외부의 열교환 면적을 확장하여 그 내부의 고온 다습한 공기의 수분 응축 속도를 증대시킴으로서 하우징 본체(10) 내부의 절대 수분량이 감소하는 속도를 높여주기 위한 것이다.In the embodiment of the present invention, the area enlarging unit 30 expands the heat exchanging area between the inside and the outside of the housing main body 10 to increase the water condensing speed of the high temperature and high humidity air inside the housing main body 10, This is to increase the rate at which the absolute moisture decreases.

이러한 면적 확장부(30)는 일 예로서, 도 2에서와 같이 하우징 본체(10)의 내벽면에 일체로 돌출 형성되는 다수 개의 비드들(31)을 포함한다. 이러한 비드(31)는 하우징 본체(10)의 내벽면에 반구형으로 돌출 형성될 수 있다.The area enlarging portion 30 includes a plurality of beads 31 integrally protruding from the inner wall surface of the housing main body 10 as shown in FIG. The beads 31 may protrude from the inner wall surface of the housing body 10 in a hemispherical shape.

예를 들면, 상기 비드들(31)은 3~10mm 정도의 지름을 가진 반구형으로서, 이는 비드(31)의 크기가 너무 작으면 하우징 본체(10)의 내벽면에 응축되는 물이 오히려 비드(31)를 덮어 버려서 물이 흘러내리는 것을 방해하며, 비드(31)의 크기가 너무 크면 열교환 면적의 증가를 방해하기 때문이다.For example, the beads 31 have a hemispherical shape with a diameter of about 3 to 10 mm. If the size of the beads 31 is too small, water condensed on the inner wall surface of the housing main body 10 may be mixed with beads 31 So that water is prevented from flowing down. If the size of the beads 31 is too large, the heat exchange area is prevented from increasing.

한편, 상기 하우징 본체(10)의 외벽면에는 비드(31)에 대응하는 오목부들(35)이 형성되는데, 그 오목부(35)는 하우징 본체(10)의 외벽면에 울퉁불퉁하게 형성될 수 있다. 이렇게 하우징 본체(10)의 외벽면에 오목부(35)를 형성하는 이유는 하우징 본체(10) 내부와 외부의 열교환 면적을 더욱 증가시키기 위함이다.On the outer wall surface of the housing body 10, recesses 35 corresponding to the beads 31 are formed. The recesses 35 may be rugged on the outer wall surface of the housing main body 10 . The reason for forming the concave portion 35 on the outer wall surface of the housing main body 10 is to further increase the heat exchange area between the inside and the outside of the housing main body 10.

여기서, 상기와 같은 비드(31) 및 오목부(35)가 구비된 하우징 본체(10)는 판재의 두께에 따라 제작 방법이 달라지는데, 만약 판재의 두께가 1~2mm 정도의 얇은 판인 경우에는 프레스 방식으로 성형될 수 있으며, 그 이상으로 판재의 두께가 두꺼울 경우에는 주조 방식으로 성형될 수 있다.The housing main body 10 having the beads 31 and the recesses 35 described above has a different manufacturing method depending on the thickness of the plate material. If the plate material is a thin plate having a thickness of about 1 to 2 mm, And when the thickness of the plate material is thicker than that, it can be molded by the casting method.

다른 한편으로, 본 발명의 실시예에 의한 상기 면적 확장부(30)는 변형 예로서, 도 3에서와 같이 하우징 본체(10)의 내벽면에 일체로 형성되며 그 내벽면에 다수의 열(列)로 배열되는 판 형상의 핀부재들(41)을 포함할 수 있다. 상기 핀부재들(41)은 일정 간격을 두고 내벽면에 상하 방향으로 세워지며 연속적으로 배열된다.3, the area enlarging part 30 according to the embodiment of the present invention is integrally formed on the inner wall surface of the housing main body 10 as shown in FIG. 3, Like pin members 41 which are arranged in the form of a flat plate. The pin members 41 are vertically arranged on the inner wall surface at regular intervals and are continuously arranged.

상기 핀부재들(41)은 최대한 얇게 제작하는 것이 하우징 본체(10)의 열전달 측면에서 유리하며, 그 핀부재들(41)의 길이는 하우징 본체(10)의 내부 용적 및 내벽 면적 등에 따라 달라질 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서 어느 특정한 값으로 한정하지 않는다.The pin members 41 are made as thin as possible in the heat transfer side of the housing main body 10 and the length of the pin members 41 may vary depending on the inner volume of the housing main body 10, Therefore, the present invention is not limited to any specific value.

이 경우, 상기 핀부재들(41)은 하우징 본체(10)의 내벽면에 일정 간격, 예를 들면 5mm 이하의 간격을 두고 연속적으로 배열하는 것이 하우징 본체(10) 내벽면의 열교환 면적을 증대시킴으로써 내부 공기의 응축 속도를 높이는데 유리할 수 있다. 만약 상기 핀부재들(41)의 간격이 너무 좁으면 응축수가 흘러내리는데 영향을 줄 수 있다. 더 나아가, 상기 핀부재들(41)은 주조 방식으로 하우징 본체(10)의 내벽면에 일체로 성형될 수 있다.In this case, the pin members 41 are continuously arranged on the inner wall surface of the housing main body 10 at a predetermined interval, for example, 5 mm or less, by increasing the heat exchange area of the inner wall surface of the housing main body 10 It may be advantageous to increase the condensing speed of the internal air. If the spacing of the pin members 41 is too narrow, the condensed water may be influenced to flow down. Further, the pin members 41 can be integrally formed on the inner wall surface of the housing body 10 by a casting method.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에서는 하우징 본체(10) 내부와 외부의 열교환 면적을 확장하기 위한 면적 확장부(30)로서 비드(31) 및 핀부재들(41)을 예로 들었으나, 본 발명의 보호범위가 반드시 이에 한정되는 것으로 이해되어서는 아니되며, 열교환 면적을 증대시키기 위한 다양한 형상 및 부재/부가물 등이라도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.As described above, in the embodiment of the present invention, the bead 31 and the pin members 41 are exemplified as the area enlarging portion 30 for expanding the heat exchange area between the inside and the outside of the housing main body 10, And the technical idea of the present invention can be applied to various shapes and members / additives for increasing the heat exchange area.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에서 상기 단차부(50)는 하우징 본체(10)의 바닥 측에 구비되는 바, 그 하우징 본체(10)의 내부에서 발생된 응축수를 외부로 최대한 빠르게 배출함으로써 하우징 본체(10) 내부 공기의 절대 수분량을 감소시키기 위한 것이다.Referring to FIG. 1, in the embodiment of the present invention, the stepped portion 50 is provided on the bottom side of the housing body 10, and the condensed water generated in the housing body 10 is discharged to the outside as quickly as possible Thereby reducing the absolute moisture content of the air inside the housing body 10. [

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 인클로저에 적용되는 단차부를 개략적으로 도시한 도면이다.4 is a schematic view of a step portion applied to a fuel cell stack enclosure according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 단차부(50)를 설명하기에 앞서, 하우징 본체(10)의 바닥 측에는 응축수를 외부로 배출하기 위한 적어도 하나의 드레인 홀(19)을 구비하고 있다.1 and 4, at least one drain hole 19 for discharging condensed water to the outside is provided on the bottom side of the housing main body 10 before the step portion 50 according to the embodiment of the present invention is described. Respectively.

여기서, 상기 드레인 홀(19)은 단차부(50)를 사이에 두고 이의 양측에서 하우징 본체(10)의 일단(이하에서는 "전단" 이라고도 함) 양측에 각각 형성될 수 있다.Here, the drain holes 19 may be formed on both sides of the housing main body 10 on both sides of the step portion 50 therebetween (hereinafter also referred to as "front end").

본 발명의 실시예에서, 상기 단차부(50)는 드레인 홀(19)을 향하여 하향 경사진 높이 차를 두고 하우징 본체(10) 내부의 응축수를 그 드레인 홀(19) 측으로 유도하여 외부로 빠르게 배출할 수 있는 구조로 이루어진다.The step portion 50 guides the condensed water in the housing main body 10 toward the drain hole 19 with a height difference inclined downwardly toward the drain hole 19 and discharges it quickly to the outside .

이러한 단차부(50)는 하우징 본체(10)의 바닥면으로서 위를 향해 산 형태로 꺽인 바닥체(51)를 포함할 수 있다. The step portion 50 may include a bottom body 51 bent in a mountain shape upwardly as a bottom surface of the housing main body 10.

상기 바닥체(51)는 드레인 홀(19)을 향하여 하향 경사진 높이 차를 두고 하우징 본체(10) 내부의 응축수를 그 드레인 홀(19) 측으로 유도하기 위해, 드레인 홀(19)에 대응하는 전단 측의 전단 각(θ1)이 후단 측의 후단 각(θ2) 보다 큰 것으로 이루어질 수 있다.The bottom body 51 has a front end corresponding to the drain hole 19 in order to guide the condensed water in the housing main body 10 toward the drain hole 19 with a height difference inclined downwardly toward the drain hole 19, 1 of the rear end side is larger than the rear end angle 2 of the rear end side.

도 4 및 도 5를 참조하여 단차부(50)에 대한 구성을 부연 설명하면, 본 발명의 실시예에서는 바닥체(51)를 위로 꺽인 삼각 형태로 구성하는 바, 이는 하우징 본체(10) 내부의 바닥 측에 모인 응축수를 드레인 홀(19) 측으로 유도하는 역할을 한다.4 and 5, the bottom part 51 is formed in a triangular shape in which the bottom part 51 is bent upward in the embodiment of the present invention, And serves to guide the condensed water collected on the bottom side to the drain hole 19 side.

상기 바닥체(51)는 드레인 홀(19)에 대응하는 전단 측의 전단 각(θ1)과 후단 측의 후단 각(θ2)이 서로 다르게 설정되어 있는데, 예를 들어 바닥체(51)의 폭을 29cm라고 할 때, 전단 각(θ1)을 175도로 설정하고, 후단 각(θ2)을 150도로 설정한다면, 그에 따른 전단 측과 후단 측은 대략 2.58cm의 높이 차를 가지게 된다. 이와 같이 본 발명의 실시예에 의한 단차부(50)는 바닥체(51)의 전단 각(θ1)과 후단 각(θ2)을 조절하여 그 바닥체(51)에 대해 필요한 만큼의 단차를 얻을 수 있다.The shear angle? 1 on the front end side corresponding to the drain hole 19 and the rear end angle? 2 on the rear end side are set to be different from each other in the bottom body 51. For example, 29 cm, if the shear angle? 1 is set to 175 degrees and the rear end angle? 2 is set to 150 degrees, the front end side and the rear end side thereof have a height difference of about 2.58 cm. As described above, the stepped portion 50 according to the embodiment of the present invention can adjust the shear angle [theta] 1 and the rear end angle [theta] 2 of the bottom body 51 to obtain necessary steps for the bottom body 51 have.

이 경우, 본 발명의 실시예에서는 상기한 바와 같이 전단 측과 후단 측 사이에 발생한 단차를 이용하여 하우징 본체(10)의 바닥 측을 구성할 수 있는데, 바닥체(51)의 정면 길이를 50cm라고 가정할 때, 도면에서의 θ3를 5도 정도로 하면 후단 측의 하측 부분이 지면에서 5cm 정도 들리게 되고, 이로 인하여 바닥체(51)는 응축수를 후단 측에서 전단 측으로 흘러내리게 할 수 있다.In this case, in the embodiment of the present invention, the bottom side of the housing main body 10 can be formed by using the step difference between the front end side and the rear end side as described above. The front side length of the bottom body 51 is 50 cm Assuming that? 3 is about 5 degrees in the drawing, the lower portion of the rear end side is held at about 5 cm from the ground, so that the bottom body 51 can cause the condensed water to flow downward from the rear end side to the front end side.

즉, 도면에서의 θ3은 전단 측과 후단 측의 높이 단차에 의해 생긴 각도에 θ4를 더한 것이 되며, θ3에 의해 형성된 상측 부분을 따라서 연료전지 스택(1: 도 1 참조)이 높이게 되면, 그 연료전지 스택(1)의 위쪽에서 발생된 응축수를 바닥체(51) 측으로 흘려 보낼 수 있게 된다.That is, in the figure,? 3 is obtained by adding? 4 to the angle formed by the height difference between the front end side and the rear end side, and when the fuel cell stack 1 (see FIG. 1) is raised along the upper portion formed by? 3, The condensed water generated in the upper portion of the battery stack 1 can be flowed toward the bottom body 51 side.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에서 상기 지지부재들(70)은 단차부(50)에 설치되며, 드레인 홀(19: 도 4 참조)을 향하여 하향 경사진 높이 차를 두고 있는 단차부(50)에 대응하여 연료전지 스택(1)의 하부면을 하우징 본체(10)의 바닥 측에 대해 높이 차를 두고 지지하는 기능을 하게 된다.Referring to FIG. 1, in the embodiment of the present invention, the support members 70 are installed on the stepped portion 50 and have a stepped portion inclined downward toward the drain hole 19 (see FIG. 4) The lower surface of the fuel cell stack 1 is supported at a height difference with respect to the bottom side of the housing body 10 in correspondence with the fuel cell stack 50.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 인클로저에 적용되는 지지부재의 배치 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 인클로저에 적용되는 지지부재를 도시한 측면 구성도이다.FIG. 6 is a view schematically showing an arrangement state of a support member applied to a fuel cell stack enclosure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view of a support member applied to a fuel cell stack enclosure according to an embodiment of the present invention Fig.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 상기 지지부재들(70)은 리본 형상의 단면을 지니며 단차부(50)를 따라 배치되는 바, 이는 연료전지 스택(1)을 단차부(50) 측에서 평평하게 안정적으로 받치기 위함이다.6 and 7, the support members 70 according to the embodiment of the present invention have a ribbon-shaped cross section and are disposed along the step portion 50, So as to stably and reliably support the stepped portion 50 side.

또한, 상기 지지부재들(70)은 단차부(50)에 대하여 일정한 틈을 두고 연속 배열되는 바, 이는 단차부(50)의 하단부로 흐르는 응축수가 원활하게 흘러나가게 하기 위함이다.In addition, the support members 70 are continuously arranged with a predetermined gap with respect to the stepped portion 50, so that the condensed water flowing to the lower end of the stepped portion 50 flows smoothly.

따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 인클로저(100)에 의하면, 우선 본 발명의 실시예에서는 단차부(50)가 구비된 하우징 본체(10)의 바닥 측에 지지부재들(70)을 통해 연료전지 스택(1)을 안정적으로 탑재한다. 이 때 상기 연료전지 스택(1)은 별도의 고정수단을 통해 하우징 본체(10)에 고정될 수 있다.Therefore, according to the fuel cell stack enclosure 100 according to the embodiment of the present invention configured as described above, first, in the embodiment of the present invention, at the bottom side of the housing body 10 provided with the stepped portion 50, The fuel cell stack 1 is stably mounted through the fuel cell stacks 70. At this time, the fuel cell stack 1 may be fixed to the housing main body 10 through a separate fixing means.

이와 같은 상태에서 연료전지 스택(1)의 반응기체 공급 및 배출용 매니폴드를 연결부재를 통해 가스 분배기에 연결하면, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 인클로저(100)에 대한 연료전지 스택(1)의 장착이 완료된다.When the manifold for supplying and discharging the reactant gas in the fuel cell stack 1 is connected to the gas distributor through the connecting member in such a state, the fuel cell stack for the fuel cell stack enclosure 100 according to the embodiment of the present invention 1 is completed.

이로써, 본 발명의 실시예에 의하면, 면적 확장부(30)를 통해 하우징 본체(10) 내부와 외부의 열교환 면적을 확장하여 고온 다습한 내부 공기의 수분 응축 속도를 증대시킬 수 있다.Thus, according to the embodiment of the present invention, it is possible to expand the heat exchange area between the inside and the outside of the housing main body 10 through the area enlarging portion 30 to increase the moisture condensing speed of the hot and humid air.

또한, 본 발명의 실시예에서는 하우징 본체(10)의 바닥 측에 드레인 홀(19)을 향하여 하향 경사진 높이 차를 두고 하우징 본체(10) 내부의 응축수를 그 드레인 홀(19) 측으로 유도하는 단차부(50)를 구성하므로, 하우징 본체(10)의 내부에서 발생된 응축수를 외부로 최대한 빠르게 배출할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the bottom of the housing main body 10 is provided with a stepped portion for guiding the condensed water in the housing main body 10 toward the drain hole 19, (50), the condensed water generated in the housing body (10) can be discharged to the outside as quickly as possible.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 인클로저(100)에 의하면, 외부 공기와 이물질 등이 내부로 유입되는 것을 차단함과 동시에 물리적 충격으로부터 연료전지 스택(1)을 보호하는 고유한 기능을 수행할 수 있다.As described above, according to the fuel cell stack enclosure 100 according to the embodiment of the present invention, it is possible to prevent foreign air and foreign matter from flowing into the inside, and to protect the fuel cell stack 1 from physical impact Can be performed.

더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 면적 확장부(30)를 통해 하우징 본체(10) 내부와 외부의 열교환 면적을 확장하여 고온 다습한 내부 공기의 수분 응축 속도를 증대시킴과 아울러 단차부(50)를 통해 하우징 본체(10)의 내부에서 발생된 응축수를 외부로 최대한 빠르게 배출할 수 있으므로, 하우징 본체(10) 내부의 절대 수분량이 감소하는 속도를 높여 줄 수 있다.In addition, in the embodiment of the present invention, the heat exchange area between the inside and the outside of the housing body 10 is expanded through the area enlarging portion 30 to increase the water condensing speed of the hot and humid air, The condensed water generated inside the housing main body 10 can be discharged to the outside as quickly as possible, so that the speed at which the absolute moisture amount inside the housing main body 10 decreases can be increased.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 하우징 본체(10) 내부의 절대 수분량 감소를 유발하여 하우징 본체(10) 내부의 응축수가 잔존하는 시간을 짧게 함으로써 연료전지 스택(1)의 금속 단품류가 응축수에 의해 부식되는 속도를 최소화시킬 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the absolute moisture amount inside the housing main body 10 is reduced to shorten the time during which the condensed water remains in the housing main body 10, so that the metal parts of the fuel cell stack 1 are corroded by the condensed water Can be minimized.

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 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And it goes without saying that the invention belongs to the scope of the invention.

1... 연료전지 스택 10... 하우징 본체
19... 드레인 홀 30... 면적 확장부
31... 비드 35... 오목부
41... 핀부재 50... 단차부
51... 바닥체 70... 지지부재1 ... Fuel cell stack 10 ... Housing body
19 ... drain hole 30 ... area extension portion
31 ... bead 35 ... concave
41 ... pin member 50 ... stepped portion
51 ... bottom body 70 ... supporting member

Claims (12)

연료전지 스택 인클로저에 있어서,
상기 연료전지 스택을 밀봉하는 하우징 본체를 포함하며,
상기 하우징 본체의 내벽면에는 외부와의 열교환 면적을 확장하는 면적 확장부가 구비되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 인클로저.In a fuel cell stack enclosure,
And a housing main body sealing the fuel cell stack,
Wherein an inner wall surface of the housing body is provided with an area enlarging portion that enlarges a heat exchange area with the outside. 제1 항에 있어서,
상기 면적 확장부는,
상기 하우징 본체의 내벽면에 일체로 형성되는 다수 개의 비드를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 인클로저.The method according to claim 1,
The area enlargement unit includes:
And a plurality of beads integrally formed on an inner wall surface of the housing main body. 제2 항에 있어서,
상기 비드는 상기 하우징 본체의 내벽면에 반구형으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 인클로저.3. The method of claim 2,
Wherein the bead is protruded in a hemispherical shape on an inner wall surface of the housing main body. 제3 항에 있어서,
상기 하우징 본체의 외벽면에는 상기 비드에 대응하는 오목부가 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 인클로저.The method of claim 3,
And a concave portion corresponding to the bead is formed on an outer wall surface of the housing main body. 제1 항에 있어서,
상기 면적 확장부는,
상기 하우징 본체의 내벽면에 일체로 형성되며, 그 내벽면에 다수의 열(列)로 배열되는 판 형상의 핀부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 인클로저.The method according to claim 1,
The area enlargement unit includes:
And a plate-shaped pin member integrally formed on an inner wall surface of the housing main body and arranged in a plurality of rows in an inner wall surface of the housing main body. 제5 항에 있어서,
상기 핀부재들은 일정 간격을 두고 상기 내벽면에 상하 방향으로 세워지며 연속적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 인클로저.6. The method of claim 5,
Wherein the fin members are vertically arranged on the inner wall surface at regular intervals and are continuously arranged. 연료전지 스택 인클로저에 있어서,
상기 연료전지 스택을 밀봉하는 하우징 본체를 포함하며,
상기 하우징 본체의 바닥에는 내부의 응축수를 외부로 배출하기 위한 적어도 하나의 드레인 홀이 형성되고,
상기 하우징 본체의 바닥 측에는 상기 드레인 홀을 향하여 하향 경사진 높이 차를 두고 응축수를 상기 드레인 홀 측으로 유도하기 위한 단차부가 구비되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 인클로저.In a fuel cell stack enclosure,
And a housing main body sealing the fuel cell stack,
At least one drain hole for discharging the condensed water to the outside is formed in the bottom of the housing body,
And a stepped portion for guiding condensed water to the drain hole side is provided on the bottom side of the housing main body with an inclination downwardly inclined toward the drain hole. 제7 항에 있어서,
상기 단차부에는 상기 연료전지 스택의 하부면을 지지하는 다수개의 지지부재들이 설치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 인클로저.8. The method of claim 7,
And a plurality of support members supporting the lower surface of the fuel cell stack are installed in the stepped portion. 제7 항에 있어서,
상기 단차부는 상기 하우징 본체의 바닥면으로서 산 형태로 꺽인 바닥체를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 인클로저.8. The method of claim 7,
Wherein the step portion includes a bottom portion bent in a mountain shape as a bottom surface of the housing main body. 제9 항에 있어서,
상기 바닥체는 상기 드레인 홀에 대응하는 전단 측의 전단각이 후단 측의 후단각 보다 큰 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 인클로저.10. The method of claim 9,
Wherein the bottom body is formed such that the front end angle at the front end side corresponding to the drain hole is larger than the rear end angle at the rear end side. 제8 항에 있어서,
상기 지지부재는 상기 단차부를 따라 배치되고, 리본 형상의 단면을 지니며 상기 연료전지 스택의 하부면을 지지하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 인클로저. 9. The method of claim 8,
Wherein the support member is disposed along the step portion and has a ribbon-shaped cross-section, and supports the lower surface of the fuel cell stack. 연료전지 스택 인클로저에 있어서,
상기 연료전지 스택을 밀봉하는 밀봉체로 구비되며, 내부의 응축수를 외부로 배출하기 위한 적어도 하나의 드레인 홀을 바닥의 일측에 형성하는 하우징 본체;
상기 하우징 본체의 내벽면에 구비되며, 외부와의 열교환 면적을 확장하는 면적 확장부;
상기 하우징 본체의 바닥 측에 구비되며, 상기 드레인 홀을 향하여 하향 경사진 높이 차를 두고 응축수를 상기 드레인 홀 측으로 유도하는 단차부; 및
상기 단차부에 설치되며, 상기 연료전지 스택의 하부면을 지지하는 다수개의 지지부재들
을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 인클로저.In a fuel cell stack enclosure,
A housing body provided with a sealing member for sealing the fuel cell stack and having at least one drain hole for discharging the condensed water to the outside on one side of the bottom;
An area enlarging part provided on an inner wall surface of the housing main body and expanding a heat exchange area with the outside;
A stepped portion provided on a bottom side of the housing main body and guiding condensed water toward the drain hole with a height difference inclined downward toward the drain hole; And
A plurality of support members installed at the stepped portion and supporting the lower surface of the fuel cell stack,
Wherein the fuel cell stack enclosure comprises:
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