KR102628047B1 - 가스 역류 방지 배관 장치 및 이를 포함하는 연료전지 시스템 - Google Patents

가스 역류 방지 배관 장치 및 이를 포함하는 연료전지 시스템 Download PDF

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이준우
임정빈
김우찬
박진아
정민기
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Abstract

연료전지 시스템으로부터 배출되는 배기가스를 외부로 배출하는 가스 역류 방지 배관 장치가 개시된다. 가스 역류 방지 배관 장치는, 내부 공간을 형성하는 본체 챔버; 상기 내부 공간과 상기 연료전지 시스템을 연결되도록 상기 본체 챔버의 바닥판에 결합되고, 상기 연료전지 시스템으로부터 배출된 배기가스를 공급받는 유입관; 및 상기 내부 공간을 외부와 연결하여 상기 내부 공간에 유입된 상기 배기가스를 외부로 배출하는 배출관을 구비하는 하우징; 상기 내부공간 내부에서 상기 바닥판으로부터 상부로 돌출되고, 상기 유입관의 출구에 인접하게 배치된 복수의 가이드 기둥들을 포함하는 고정 가이드 구조물; 및 상기 내부공간 내부에 배치되고, 상기 가이드 기둥들을 따라 상하 방향으로 이동 가능하도록 상기 고정 가이드 구조물에 결합되며, 상기 유입관을 통해 상기 내부공간으로 유입되는 배기가스의 이동은 허용하면서, 상기 내부 공간으로부터 상기 유입관으로 역류하는 배가가스의 이동은 차단하는 선택적 가스 차폐기;를 구비한다.

Description

가스 역류 방지 배관 장치 및 이를 포함하는 연료전지 시스템{PIPE DEVICE FOR PREVENTING GAS BACK FLOW AND FUEL CELL SYSTEM HAVING}
본 발명은 연료전지 시스템에서 배출된 배기가스를 역류 없이 외부로 배출할 수 있는 가스 역류 방지 배관 장치 및 이를 포함하는 연료전지 시스템에 관한 것이다.
연료전지 시스템은 수소와 산소의 반응을 이용하여 전기 에너지를 생성한다. 따라서, 연료전지를 통해 전기 에너지를 생성하기 위해서는, 상기 연료전지 시스템 내즈이 연료전지 스택에 연료 가스 및 공기를 공급하여야 하고, 상기 연료전지 스택으로부터 배출된 배기가스는 버너, 열교환기 등을 거쳐 외부로 배출되어야 한다.
특히, 건물에 연료전지 시스템을 설치하는 경우, 필수적으로 배기 배관을 통해 상기 배기가스를 외부로 배출하여야 한다. 다만, 복수개의 연료전지 스택을 집합하여 연료전지 시스템을 구성하는 경우, 하나의 배기 배관을 통해 복수개의 연료전지 스택으로부터 배출된 배기가스가 외부로 배출되는데, 상기 배기 배관을 통해 가스가 역류하는 경우, 역류 가스에 의해 연료전지 스택들의 연료 가스 및 공기의 공급과 배출이 간섭을 받게 되고, 그 결과 연료전지 스택들의 동작이 불안정해 지는 문제점이 발생할 수 있다.
따라서, 배기가스의 역류 없이 연료전지 시스템에서 배출된 배기가스를 외부로 배출할 수 있는 기술의 개발이 필요하다.
본 발명의 일 목적은 연료전지 시스템에서 배출된 배기가스를 역류 없이 외부로 배출할 수 있는 가스 역류 방지 배관 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 가스 역류 방지 배관 장치를 포함하는 연료전지 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 가스 역류 방지 배관 장치는 연료전지 시스템으로부터 배출되는 배기가스를 외부로 배출하는 장치로서, 내부 공간을 형성하는 본체 챔버, 상기 내부 공간과 상기 연료전지 시스템이 연결되도록 상기 본체 챔버의 바닥판에 결합되고, 상기 연료전지 시스템으로부터 배출된 배기가스를 공급받는 유입관 및 상기 내부 공간을 외부와 연결하여 상기 내부 공간에 유입된 상기 배기가스를 외부로 배출하는 배출관을 구비하는 하우징; 상기 내부공간 내부에서 상기 바닥판으로부터 상부로 돌출되고, 상기 유입관의 출구에 인접하게 배치된 복수의 가이드 기둥들을 포함하는 고정 가이드 구조물; 및 상기 내부공간 내부에 배치되고, 상기 가이드 기둥들을 따라 상하 방향으로 이동 가능하도록 상기 고정 가이드 구조물에 결합되며, 상기 유입관을 통해 상기 내부공간으로 유입되는 배기가스의 이동은 허용하면서, 상기 내부 공간으로부터 상기 유입관으로 역류하는 배가가스의 이동은 차단하는 선택적 가스 차폐기;를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 선택적 가스 차폐기는, 상기 유입관의 출구 형상에 대응되는 개구가 가운데 부분에 형성된 원형 프레임 구조를 갖는 테두리부; 상기 테두리부로부터 외부로 돌출되고, 상기 가이드 기둥들을 따라 상하부로 이동할 수 있도록 상기 고정 가이드 구조물과 결합하는 결합부; 및 상기 테두리부의 개구를 밀폐하도록 상기 테두리부에 결합된 차단막부;를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 결합부는, 상기 가이드 기둥들에 각각 대응되는 결합 고리들을 포함하고, 상기 결합 고리들 각각은 대응되는 가이드 기둥이 삽입되는 결합홈 또는 결합홀을 구비할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 테두리부의 내부 직경은 상기 유입관의 내부 직경과 동일하거나 이보다 작고, 상기 테두리부의 외부 직경은 상기 유입관의 외부 직경과 동일하거나 이보다 클 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 가스 역류 방지 배관 장치는 상기 가이드 기둥들의 상부 단부에 결합되고, 상기 선택적 가스 차폐기가 상기 가이드 기둥들 외부로 이탈되는 것을 방지하는 스토퍼를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 스토퍼는, 상기 가이드 기둥들의 상부 단부 영역에 각각 결합되어 고정되는 복수의 결합링; 및 상기 복수의 결합링들을 연결하는 하나 이상의 연결바 구조물;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템은, 연료전지 스택; 상기 연료전지 스택으로 배출된 애노드 배기가스와 캐소드 배기가스를 연소시켜 고온 배기가스를 생성하는 버너; 상기 버너로부터 공급된 고온 배기가스와 공기 또는 연료가스 사이의 열교환을 유도하는 열교환기; 상기 연료전지 스택, 상기 버너 및 상기 열교환기를 내부에 수용하는 수용용기; 및 상기 수용용기 외부에 배치되고, 상기 열교환기로부터 배출된 배기가스를 외부로 배출시키는 가스 역류 방지 배관 장치를 포함하고, 상기 가스 역류 방지 배관 장치는, 내부 공간을 형성하는 본체 챔버; 상기 열교환기와 상기 내부 공간을 연결하도록 상기 본체 챔버의 바닥판에 결합된 유입관; 및 상기 내부 공간을 외부와 연결하는 배출관을 구비하는 하우징; 상기 내부공간 내부에서 상기 바닥판으로부터 상부로 돌출되고, 상기 유입관의 출구에 인접하게 배치된 복수의 가이드 기둥들을 포함하는 고정 가이드 구조물; 및 상기 내부공간 내부에 배치되고, 상기 가이드 기둥들을 따라 상하 방향으로 이동 가능하도록 상기 고정 가이드 구조물에 결합되며, 상기 유입관을 통해 상기 내부공간으로 유입되는 배기가스의 이동은 허용하면서, 상기 내부 공간으로부터 상기 유입관으로 역류하는 배가가스의 이동은 차단하는 선택적 가스 차폐기;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 선택적 가스 차폐기는, 상기 유입관의 출구 형상에 대응되는 개구가 가운데 부분에 형성된 원형 프레임 구조를 갖는 테두리부; 상기 테두리부로부터 외부로 돌출되고, 상기 가이드 기둥들을 따라 상하부로 이동할 수 있도록 상기 고정 가이드 구조물과 결합하는 결합부; 및 상기 테두리부의 개구를 밀폐하도록 상기 테두리부에 결합된 차단막부;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 가스 역류 방지 배관 장치는, 상기 가이드 기둥들의 상부 단부에 결합되고, 상기 선택적 가스 차폐기가 상기 가이드 기둥들 외부로 이탈되는 것을 방지하는 스토퍼를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 스토퍼는, 상기 가이드 기둥들의 상부 단부 영역에 각각 결합되어 고정되는 복수의 결합링; 및 상기 복수의 결합링들을 연결하는 하나 이상의 연결바 구조물;을 포함할 수 있다.
본 발명의 가스 역류 방지 배관 장치 및 이를 구비하는 연료전지 시스템에 따르면, 배기가스의 역류를 방지할 수 있으므로, 배기가스의 역류에 의해 연료전지 시스템 내의 복수의 연료전지 스택들의 동작이 간섭을 받는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스 역류 방지 배관 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 선택적 차폐기를 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 스토퍼를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스 역류 방지 배관 장치를 설명하기 위한 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 선택적 차폐기를 설명하기 위한 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 스토퍼를 설명하기 위한 평면도이다.
도 1 내지 도 을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가스 역류 방지 배관 장치(100)는 하우징(110), 고정 가이드 구조물(120) 및 선택적 가스 차폐기(130)을 포함할 수 있다.
상기 하우징(110)은 본체 챔버(111), 유입관(112) 및 배출관(113)을 포함할 수 있다.
상기 본체 챔버(111)는 바닥판, 상기 바닥판과 대향하는 상부판 및 상기 바닥판과 상기 상부판의 가장자리 부분을 연결하는 측벽을 포함하고, 내부 공간을 형성할 수 있다.
상기 바닥판은 평평한 상부면을 포함하는 플레이트 구조를 가질 수 있고, 상기 상부판과 상기 측벽은 상기 바닥판과 함께 상기 내부 공간을 형성할 수 있다면 그 구조 및 형상이 특별히 제한되지 않는다.
상기 유입관(112)은 상기 바닥판을 관통하도록 상기 본체 챔버(111)에 결합될 수 있고, 연료전지 시스템 내의 하나 이상이 연료전지 스택으로 배출된 후 열교환기, 연소기 등을 경유하고, 외부로 배출되어야 하는 배기가스를 상기 본체 챔버(111)의 내부 공간으로 공급할 수 있다.
상기 배출관(113)은 상기 본체 챔버(111)의 상부판에 결합되고, 상기 본체 챔버(111)의 내부 공간을 외부와 연결할 수 있으며, 상기 유입관(112)을 통해 상기 본체 챔버(111)의 내부 공간에 유입된 상기 배기 가스를 외부로 배출할 수 있다.
상기 고정 가이드 구조물(120)은 상기 유입관(112)의 주위에 인접하게 배치되도록 상기 본체 챔버(111)의 바닥판으로부터 상부로 돌출된 복수의 가이드 기둥들을 포함할 수 있다. 상기 가이드 기둥들 각각은 단면 형상이 원, 다각형 등인 기둥 구조를 가질 수 있고, 상기 유입관(112)을 둘러싸도록 일정 간격 이격되게 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 고정 가이드 구조물(120)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 유입관(112)의 주위에 일정 간격 이격되게 배치되고 서로 동일한 형상 및 높이를 갖는 4개의 가이드 기둥들을 포함할 수 있다.
상기 선택적 가스 차폐기(130)는 상기 본체 챔버(111)의 내부공간 내부에 배치되고, 상기 유입관(112)의 출구를 선택적으로 개폐할 수 있다. 예를 들면, 상기 선택적 가스 차폐기(130)는 상기 유입관(112)을 통해 상기 본체 챔버(111) 내부공간으로 유입되는 배기가스의 이동은 허용하면서, 상기 본체 챔버(111)로부터 상기 유입관(112)으로 역류하는 가스는 차단할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 선택적 가스 차폐기(130)는 테두리부(131), 결합부(132) 및 차단막(133)을 포함할 수 있다.
상기 테두리부(131)는 상기 유입관(112)의 출구 형상에 대응되는 개구가 가운데 부분에 형성된 원형 프레임 구조를 가질 수 있다. 상기 테두리부(131)와 상기 유입관(112)의 출구 단부의 접촉 면적을 최대한 확보할 수 있도록, 상기 테두리부(131)의 내부 직경은 상기 유입관(112)의 내부 직경과 동일하거나 이보다 작을 수 있고, 상기 테두리부(131)의 외부 직경은 상기 유입관(112)의 외부 직경과 동일하거나 이보다 클 수 있다. 일 실시예로, 상기 테두리부(131)는 기계적 강도를 갖는 물질, 예를 들면, 금속, 합금, 세라믹 등으로 형성될 수 있다.
상기 결합부(132)는 상기 테두리부(131)로부터 돌출되도록 형성될 수 있고, 상기 테두리부(131)가 상기 고정 가이드 구조물(120)의 가이드 기둥들을 따라 상하부로 이동할 수 있도록 상기 고정 가이드 구조물(120)과 결합할 수 있다. 일 실시예로, 상기 결합부(132)는 상기 고정 가이드 구조물(120)의 가이드 기둥들에 각각 대응되는 결합 고리들을 포함할 수 있고, 상기 결합 고리들 각각은 대응되는 가이드 기둥이 삽입되는 결합홈 또는 결합홀을 구비할 수 있다. 일 실시예로, 상기 결합부(132)는 기계적 강도를 갖는 물질, 예를 들면, 금속, 합금, 세라믹 등으로 형성될 수 있다.
상기 차단막부(133)는 상기 테두리부(131)의 개구를 밀폐하도록 상기 테두리부(131)에 결합될 수 있다. 일 실시예로, 상기 차단막부(133)는 멤브레인 또는 필름 구조를 가질 수 있고, 상기 테두리부(131)보다 가벼운 소재, 예를 들면, 금속, 합금, 고분자 등으로 형성될 수 있다.
상기와 같은 선택적 가스 차폐기(130)는, 상기 유입관(112)을 통해 배기가스가 공급되지 않는 경우에는 중력에 의해 상기 유입관(112)의 출구를 밀폐함으로써 상기 본체 챔버(111)의 내부공간으로부터 상기 유입관(112) 방향으로 가스가 역류하는 것을 방지할 수 있고, 상기 유입관을 통해 상기 배기가스가 공급되는 경우에는 상기 배기 가스의 압력에 의해 상기 유입관(112)의 출구를 개방함으로써 상기 배기 가스가 상기 본체 챔버(111)의 내부공간으로 유입되는 것을 허용할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 가스 역류 방지 배관 장치(100)는 상기 선택적 가스 차폐기(130)가 상기 고정 가이드 구조물(120)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 스토퍼(140)를 더 포함할 수 있다.
상기 스토퍼(140)는 상기 고정 가이드 구조물(120)의 가이드 기둥들의 상부 단부에 결합되고, 상기 선택적 가스 차폐기(130)가 상기 가이드 기둥들의 외부로 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 상기 선택적 가스 차폐기(130)의 결합부(132)가 상기 고정 가이드 구조물(120)의 가이드 기둥들로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다면, 그 구조나 형상이 특별히 제한되지 않는다.
일 실시예에 있어서, 상기 스토퍼(140)는 상기 고정 가이드 구조물(120)의 가이드 기둥들에 각각 결합되어 고정되는 복수의 결합링(141) 및 상기 복수의 결합링들(141)을 연결하는 하나 이상의 연결바 구조물(142)을 포함할 수 있고, 상기 유입관(112)을 통해 상기 본체 챔버(111) 내부로 유입되는 배기가스의 압력이 강하더라도 상기 선택적 가스 차폐기(130)가 상기 고정 가이드 구조물(120)의 가이드 기둥들 외부로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 3과 함께 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템(1000)은 연료전지 스택(1100), 개질기(1200), 버너(1300), 제1 열교환기(1400), 제2 열교환기(1500), 수용용기(1600) 및 가스 역류 방지 배관 장치(1700)를 포함한다.
상기 연료전지 스택(1100)은 개질된 연료와 산소를 반응시켜 전기 에너지를 생성할 수 있다. 상기 연료전지 스택(1100)은 상대적으로 저온에서 동작하는 고분자 전해질 연료전지(PEMFC) 스택 또는 상대적으로 고온에서 동작하는 고체산화물 연료전지(SOFC) 스택, 용융탄산염 연료전지(MCFC) 스택 등을 포함할 수 있다.
상기 개질기(1200)는 외부 연료 공급원(10)에서 공급된 탄화수소 연료를 수증기를 이용하여 개질한 후 이를 상기 연료전지 스택(1100)에 공급할 수 있다. 상기 개질기(1200)로는 공지의 개질 장치가 제한 없이 적용될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 버너(1300)는 상기 연료전지 스택(1100)으로부터 배출된 애노드 배기가스와 캐소드 배기가스를 연소시켜 고온 배기가스를 생성할 수 있다.
상기 제1 열교환기(1400)는 상기 연료 공급원(10)에서 공급된 탄화수소 연료를 상기 연료전지 스택(1100)으로부터 배출된 고온의 애노드 배기가스를 이용하여 가열시킬 수 있고, 가열된 탄화수소 연료를 상기 개질기(1200)로 공급할 수 있다.
상기 제2 열교환기(1500)는 외부 공기 공급원(20)에서 공급된 공기를 상기 버너(1300)에서 연소에 의해 생성된 고온 배기가스를 이용하여 가열할 수 있고, 가열된 공기를 상기 연료전지 스택(1100)으로 공급할 수 있다.
상기 수용 용기(1600)는 상기 연료전지 스택(1100), 상기 개질기(1200), 상기 버너(1300), 상기 제1 열교환기(1400), 상기 제2 열교환기(1500) 등을 내부에 수용할 수 있다.
상기 가스 역류 방지 배관 장치(1700)는 상기 수용 용기(1600) 외부에 배치되고, 상기 연료전지 스택(1100)에서 배출된 후 상기 버너(1300), 상기 제2 열교환기(1500)를 경유하여 배출되는 배기가스를 외부로 배출할 수 있다. 상기 가스 역류 방지 배관 장치(1700)는 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 가스 역류 방지 배관 장치(100)와 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.
일 실시예로, 상기 가스 역류 방지 배관 장치(1700)의 유입관(도 1의 '112' 참조)은 상기 제2 열교환기(1500)에 연결되어, 상기 제2 열교환기(1500)에서 열교환 후의 배기가스를 공급받을 수 있다.
본 발명의 가스 역류 방지 배관 장치 및 이를 구비하는 연료전지 시스템에 따르면, 배기가스의 역류를 방지할 수 있으므로, 배기가스의 역류에 의해 연료전지 시스템 내의 복수의 연료전지 스택들의 동작이 간섭을 받는 것을 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 1700: 가스 역류 방지 배관 장치 110: 하우징
120: 고정 가이드 구조물 130: 선택적 가스 차폐기
1000: 연료전지 시스템 1200: 개질기
1300: 버너 1400: 제1 열교환기
1500: 제2 열교환기 1600: 수용용기

Claims (10)

  1. 연료전지 시스템으로부터 배출되는 배기가스를 외부로 배출하는 가스 역류 방지 배관 장치에 있어서,
    내부 공간을 형성하는 본체 챔버, 상기 내부 공간과 상기 연료전지 시스템이 연결되도록 상기 본체 챔버의 바닥판에 결합되고, 상기 연료전지 시스템으로부터 배출된 배기가스를 공급받는 유입관 및 상기 내부 공간을 외부와 연결하여 상기 내부 공간에 유입된 상기 배기가스를 외부로 배출하는 배출관을 구비하는 하우징;
    상기 내부공간 내부에서 상기 바닥판으로부터 상부로 돌출되고, 상기 유입관의 출구에 인접하게 배치된 복수의 가이드 기둥들을 포함하는 고정 가이드 구조물; 및
    상기 내부공간 내부에 배치되고, 상기 가이드 기둥들을 따라 상하 방향으로 이동 가능하도록 상기 고정 가이드 구조물에 결합되며, 상기 유입관을 통해 상기 내부공간으로 유입되는 배기가스의 이동은 허용하면서, 상기 내부 공간으로부터 상기 유입관으로 역류하는 배가가스의 이동은 차단하는 선택적 가스 차폐기;를 포함하고,
    상기 선택적 가스 차폐기는,
    상기 유입관의 출구 형상에 대응되는 개구가 가운데 부분에 형성된 원형 프레임 구조를 갖는 테두리부;
    상기 테두리부로부터 외부로 돌출되고, 상기 가이드 기둥들을 따라 상하부로 이동할 수 있도록 상기 고정 가이드 구조물과 결합하는 결합부; 및
    상기 테두리부의 개구를 밀폐하도록 상기 테두리부에 결합되는 차단막부;를 포함하며,
    상기 차단막부는 상기 테두리부보다 가벼운 소재로 형성되고,
    상기 테두리부의 내부 직경은 상기 유입관의 내부 직경과 동일하거나 이보다 작고,
    상기 테두리부의 외부 직경은 상기 유입관의 외부 직경과 동일하거나 이보다 큰 것을 특징으로 하는, 가스 역류 방지 배관 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 결합부는, 상기 가이드 기둥들에 각각 대응되는 결합 고리들을 포함하고,
    상기 결합 고리들 각각은 대응되는 가이드 기둥이 삽입되는 결합홈 또는 결합홀을 구비하는 것을 특징으로 하는, 가스 역류 방지 배관 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 기둥들의 상부 단부에 결합되고, 상기 선택적 가스 차폐기가 상기 가이드 기둥들 외부로 이탈되는 것을 방지하는 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 가스 역류 방지 배관 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스토퍼는,
    상기 가이드 기둥들의 상부 단부 영역에 각각 결합되어 고정되는 복수의 결합링; 및
    상기 복수의 결합링들을 연결하는 하나 이상의 연결바 구조물;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 가스 역류 방지 배관 장치.
  7. 연료전지 스택;
    상기 연료전지 스택으로 배출된 애노드 배기가스와 캐소드 배기가스를 연소시켜 고온 배기가스를 생성하는 버너;
    상기 버너로부터 공급된 고온 배기가스와 공기 또는 연료가스 사이의 열교환을 유도하는 열교환기;
    상기 연료전지 스택, 상기 버너 및 상기 열교환기를 내부에 수용하는 수용용기; 및
    상기 수용용기 외부에 배치되고, 상기 열교환기로부터 배출된 배기가스를 외부로 배출시키는 가스 역류 방지 배관 장치를 포함하고,
    상기 가스 역류 방지 배관 장치는,
    내부 공간을 형성하는 본체 챔버, 상기 열교환기와 상기 내부 공간이 연결되도록 상기 본체 챔버의 바닥판에 결합된 유입관 및 상기 내부 공간을 외부와 연결하는 배출관을 구비하는 하우징;
    상기 내부공간 내부에서 상기 바닥판으로부터 상부로 돌출되고, 상기 유입관의 출구에 인접하게 배치된 복수의 가이드 기둥들을 포함하는 고정 가이드 구조물; 및
    상기 내부공간 내부에 배치되고, 상기 가이드 기둥들을 따라 상하 방향으로 이동 가능하도록 상기 고정 가이드 구조물에 결합되며, 상기 유입관을 통해 상기 내부공간으로 유입되는 배기가스의 이동은 허용하면서, 상기 내부 공간으로부터 상기 유입관으로 역류하는 배가가스의 이동은 차단하는 선택적 가스 차폐기;를 포함하고,
    상기 선택적 가스 차폐기는,
    상기 유입관의 출구 형상에 대응되는 개구가 가운데 부분에 형성된 원형 프레임 구조를 갖는 테두리부;
    상기 테두리부로부터 외부로 돌출되고, 상기 가이드 기둥들을 따라 상하부로 이동할 수 있도록 상기 고정 가이드 구조물과 결합하는 결합부; 및
    상기 테두리부의 개구를 밀폐하도록 상기 테두리부에 결합되는 차단막부;를 포함하며,
    상기 차단막부는 상기 테두리부보다 가벼운 소재로 형성되고,
    상기 테두리부의 내부 직경은 상기 유입관의 내부 직경과 동일하거나 이보다 작고,
    상기 테두리부의 외부 직경은 상기 유입관의 외부 직경과 동일하거나 이보다 큰 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 가스 역류 방지 배관 장치는, 상기 가이드 기둥들의 상부 단부에 결합되고, 상기 선택적 가스 차폐기가 상기 가이드 기둥들 외부로 이탈되는 것을 방지하는 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 스토퍼는,
    상기 가이드 기둥들의 상부 단부 영역에 각각 결합되어 고정되는 복수의 결합링; 및
    상기 복수의 결합링들을 연결하는 하나 이상의 연결바 구조물;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007103203A (ja) * 2005-10-05 2007-04-19 Toyota Motor Corp 燃料電池システム
WO2017104301A1 (ja) * 2015-12-15 2017-06-22 日産自動車株式会社 燃料電池システム、及び燃料電池システムの制御方法
KR102484620B1 (ko) * 2022-08-03 2023-01-03 신의섭 배기 가스 역류를 방지하는 연도 구조체

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