KR102635817B1 - Separator for fuel cell having structure for ensuring fluidity - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터에 따르면, 유체가 유동하는 유로를 형성하는 채널부를 포함하고, 채널부는 직선 구간 및 곡선 구간을 포함하고, 직선 구간 및 곡선 구간 중 적어도 어느 하나에는 유로 내의 유동 공간의 크기를 변화시키는 유동 공간 변화부가 형성될 수 있다.According to the separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention, it includes a channel part forming a flow path through which fluid flows, the channel part includes a straight section and a curved section, and at least one of the straight section and the curved section has a flow path in the flow path. A flow space change part that changes the size of space may be formed.
Description
본 발명은 연료 전지용 세퍼레이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 유체 유동성을 확보할 수 있는 구조를 갖는 연료 전지용 세퍼레이터에 관한 것이다.The present invention relates to a separator for fuel cells, and more specifically, to a separator for fuel cells having a structure capable of securing fluid fluidity.
일반적으로, 연료 전지는 애노드에 수소를 공급하고 캐소드에 산소를 공급하여, 수소와 산소의 전기 화학 반응에 의해 전기 에너지를 얻는 장치이다. 연료 전지는 유해 가스를 배출하지 않고 소음과 진동을 적게 발생하므로 차세대 에너지원으로서 각광을 받고 있다.Generally, a fuel cell is a device that supplies hydrogen to an anode and oxygen to a cathode to obtain electrical energy through an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. Fuel cells are attracting attention as a next-generation energy source because they do not emit harmful gases and generate less noise and vibration.
연료 전지는, 전해질 종류에 따라, 고분자 전해질 연료 전지(PEMFC), 인산형 연료 전지(PAFC), 용융 탄산염형 연료 전지(MCFC), 고체산화물 연료 전지(SOFC)로 분류된다. 이러한 연료 전지 중에서 고분자 전해질 연료 전지(PEMFC)가 널리 사용되고 있다.Fuel cells are classified into polymer electrolyte fuel cells (PEMFC), phosphoric acid fuel cells (PAFC), molten carbonate fuel cells (MCFC), and solid oxide fuel cells (SOFC), depending on the type of electrolyte. Among these fuel cells, polymer electrolyte fuel cells (PEMFC) are widely used.
고분자 전해질 연료 전지는 수십 내지 수백 개의 단위 셀이 직렬로 적층된 구조를 갖는다.A polymer electrolyte fuel cell has a structure in which tens to hundreds of unit cells are stacked in series.
단위 셀은 한 쌍의 세퍼레이터(제1 세퍼레이터 및 제2 세퍼레이터)와 막 전극 조립체를 포함한다. 막 전극 조립체는 고체 고분자 전해질막, 전극, 가스 확산층을 포함한다. 제1 세퍼레이터 및 제2 세퍼레이터는 막 전극 조립체의 서로 외면하는 양측에 결합된다.The unit cell includes a pair of separators (a first separator and a second separator) and a membrane electrode assembly. The membrane electrode assembly includes a solid polymer electrolyte membrane, an electrode, and a gas diffusion layer. The first separator and the second separator are coupled to both sides of the membrane electrode assembly facing away from each other.
제1 세퍼레이터가 막 전극 조립체에 결합됨에 따라, 제1 세퍼레이터와 막 전극 조립체 사이에는 제1 가스가 유동하는 제1 가스 유로가 형성된다. 제2 세퍼레이터가 막 전극 조립체에 결합됨에 따라, 제2 세퍼레이터와 막 전극 조립체 사이에는 제2 가스가 유동하는 제2 가스 유로가 형성된다. 그리고, 복수의 단위 셀이 적층됨에 따라 어느 하나의 단위 셀의 제1 세퍼레이터가 다른 하나의 단위 셀의 제2 세퍼레이터와 결합되며, 제1 세퍼레이터 및 제2 세퍼레이터 사이에는 냉매가 유동하는 냉매 유로가 형성된다.As the first separator is coupled to the membrane electrode assembly, a first gas flow path through which the first gas flows is formed between the first separator and the membrane electrode assembly. As the second separator is coupled to the membrane electrode assembly, a second gas flow path through which the second gas flows is formed between the second separator and the membrane electrode assembly. And, as a plurality of unit cells are stacked, the first separator of one unit cell is coupled to the second separator of the other unit cell, and a refrigerant flow path through which the refrigerant flows is formed between the first separator and the second separator. do.
종래 기술에 따르면, 제1 가스 유로, 제2 가스 유로 및 냉매 유로(이하, '유로'로 통칭함)는 각각 그 길이 방향으로 일정한 폭을 갖는다. 유로가 일정한 폭을 가지기 때문에, 제1 가스 및 제2 가스가 유로를 따라 빠르게 유동한다. 따라서, 제1 가스 및 제2 가스가 반응하지 않고 빠르게 유동하는 구간이 발생하는 문제가 있다.According to the prior art, the first gas flow path, the second gas flow path, and the refrigerant flow path (hereinafter collectively referred to as 'passages') each have a constant width in the longitudinal direction. Because the flow path has a constant width, the first gas and the second gas flow quickly along the flow path. Therefore, there is a problem that a section occurs where the first gas and the second gas do not react and flow quickly.
본 발명의 목적은 유동 공간의 크기가 구간 별로 달라지도록 유로를 형성하여 가스의 반응성을 향상시킬 수 있는 연료 전지용 세퍼레이터를 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to provide a separator for a fuel cell that can improve the reactivity of gas by forming a flow path so that the size of the flow space varies for each section.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터에 따르면, 유체가 유동하는 유로를 형성하는 채널부를 포함하고, 채널부는 직선 구간 및 곡선 구간을 포함하고, 직선 구간 및 곡선 구간 중 적어도 어느 하나에는 유로 내의 유동 공간의 크기를 변화시키는 유동 공간 변화부가 형성될 수 있다.According to the separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention for achieving the above-described object, it includes a channel portion forming a flow path through which fluid flows, and the channel portion includes a straight section and a curved section, and among the straight section and the curved section, At least one of the flow space change parts may be formed to change the size of the flow space within the flow path.
유동 공간 변화부는 직선 구간에 형성될 수 있고, 유동 공간 변화부는 곡선 구간에서의 유로의 폭보다 큰 폭을 갖는 유로 확장부를 형성할 수 있다.The flow space change portion may be formed in a straight section, and the flow space change portion may form a flow path expansion portion having a width greater than the width of the flow path in the curved section.
유동 공간 변화부는 곡선 구간에 형성될 수 있고, 유동 공간 변화부는 직선 구간에서의 유로의 폭보다 큰 폭을 갖는 유로 확장부를 형성할 수 있다.The flow space change portion may be formed in a curved section, and the flow space change portion may form a flow path expansion portion having a width greater than the width of the flow path in the straight section.
본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터에 따르면, 유동 공간의 크기가 구간 별로 달라지도록 유로를 형성하여 가스의 반응성을 향상시킴으로써, 연료 전지의 발전 효율을 향상시킬 수 있다.According to the separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention, the reactivity of gas is improved by forming a flow path so that the size of the flow space varies for each section, thereby improving the power generation efficiency of the fuel cell.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터가 막 전극 조립체에 결합된 구성이 개략적으로 도시된 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터의 채널부가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 4는 도 3의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터의 채널부가 개략적으로 도시된 도면이다.1 is a diagram schematically showing a separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram schematically showing a configuration in which a separator for a fuel cell is coupled to a membrane electrode assembly according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram schematically showing a channel portion of a separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an enlarged view of Figure 3.
Figure 5 is a diagram schematically showing a channel portion of a separator for a fuel cell according to a modified example of an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터에 대하여 설명한다.Hereinafter, a separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터(50)는, 열경화성 수지, 전기 전도성 입자, 탄소 섬유를 혼합한 혼합물(이하, 성형 재료라 함)을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들면, 세퍼레이터(50)는 20 내지 35 wt.%의 열경화성 수지와, 80 내지 65 wt.%의 전기 전도성 입자 및 탄소 섬유를 혼합하여 제조된 성형 재료를 사용하여 제조될 수 있다.As shown in FIG. 1, the
열경화성 수지는 페놀 수지일 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다양한 열경화성 수지가 사용될 수 있다.The thermosetting resin may be a phenolic resin. However, the present invention is not limited to this, and various thermosetting resins may be used.
전기 전도성 입자는 카본 블랙 입자일 수 있다. 카본 블랙 입자는 전기 전도성이 높으므로, 카본 블랙 입자를 사용하여 제조되는 세퍼레이터(50)의 전기 전도성을 향상시킬 수 있다. 또한, 카본 블랙 입자는 가공성이 우수하므로, 카본 블랙 입자를 사용하여 제조되는 세퍼레이터(50)는 1 내지 2 mm 정도로 작은 두께를 가질 수 있다.The electrically conductive particles may be carbon black particles. Since carbon black particles have high electrical conductivity, the electrical conductivity of the
한편, 카본 블랙 입자의 양이 증가함에 따라 세퍼레이터(50)의 전기 전도성은 좋아지지만 세퍼레이터(50)의 강도가 저하될 수 있다. 따라서, 세퍼레이터(50)의 강도를 보완하기 위해, 세퍼레이터(50)는 카본 블랙 입자에 탄소 섬유를 혼합한 혼합물을 사용하여 제조된다. 예를 들면, 탄소 섬유는 PAN계 탄소 섬유, 피치계 탄소 섬유, 셀룰로오스계 탄소 섬유 중 어느 하나일 수 있다. 예를 들면, 탄소 섬유는 1 내지 12 mm의 길이를 가질 수 있지만, 본 발명은 탄소 섬유의 길이에 한정되지 않는다.Meanwhile, as the amount of carbon black particles increases, the electrical conductivity of the
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터(50)는, 복수의 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122, 131, 132), 복수의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232), 복수의 유로 리브(300), 복수의 외곽 돌기(411, 421)를 구비한다.As shown in FIG. 1, the
복수의 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122, 131, 132)은, 복수의 가스 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122) 및 한 쌍의 냉매 매니폴드 홀(131, 132)을 포함한다.The plurality of manifold holes (111, 112, 121, 122, 131, 132) includes a plurality of gas manifold holes (111, 112, 121, 122) and a pair of refrigerant manifold holes (131, 132). do.
복수의 가스 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122)은, 한 쌍의 제1 가스 매니폴드 홀(111, 112) 및 한 쌍의 제2 가스 매니폴드 홀(121, 122)을 포함한다.The plurality of
한 쌍의 제1 가스 매니폴드 홀(111, 112)은, 제1 가스가 유입되는 제1 가스 유입홀(111)과, 제1 가스가 배출되는 제1 가스 배출홀(112)을 포함한다. 제1 가스는 제1 가스 유입홀(111)을 통하여 세퍼레이터(50)의 내부로 유입되고, 세퍼레이터(50) 내부의 제1 가스 유로를 통과한 다음, 제1 가스 배출홀(112)을 통하여 세퍼레이터(50)의 외부로 배출된다.The pair of first
한 쌍의 제2 가스 매니폴드 홀(121, 122)은, 제2 가스가 유입되는 제2 가스 유입홀(121)과, 제2 가스가 배출되는 제2 가스 배출홀(122)을 포함한다. 제2 가스는 제2 가스 유입홀(121)을 통하여 세퍼레이터(50)의 내부로 유입되고, 세퍼레이터(50) 내부의 제2 가스 유로를 통과한 다음, 제2 가스 배출홀(122)을 통하여 세퍼레이터(50)의 외부로 배출된다.The pair of second
여기에서, 제1 가스 및 제2 가스 중 어느 하나는 연료 가스일 수 있고, 제1 가스 및 제2 가스 중 다른 하나는 산화제 가스일 수 있다.Here, one of the first gas and the second gas may be a fuel gas, and the other of the first gas and the second gas may be an oxidizer gas.
각각의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232)는 각각의 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122, 131, 132)의 둘레를 따라 연장될 수 있다. 각각의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232)는 각각의 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122, 131, 132)을 둘러싸도록 형성된다. 각각의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232)는 세퍼레이터(50)의 표면으로부터 돌출되어 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122, 131, 132)을 통하여 유동하는 냉매, 제1 가스 또는 제2 가스가 외부로 누출하는 것을 방지하는 역할을 한다.Each manifold protrusion (211, 212, 221, 222, 231, 232) may extend along the circumference of each manifold hole (111, 112, 121, 122, 131, 132). Each manifold protrusion (211, 212, 221, 222, 231, 232) is formed to surround each manifold hole (111, 112, 121, 122, 131, 132). Each of the manifold protrusions (211, 212, 221, 222, 231, and 232) protrudes from the surface of the separator (50) and flows through the manifold holes (111, 112, 121, 122, 131, and 132). It serves to prevent the first gas or second gas from leaking to the outside.
복수의 외곽 돌기(411, 421)는 세퍼레이터(50)의 외곽을 따라 연장될 수 있다. 복수의 외곽 돌기(411, 421)는 제1 외곽 돌기(411) 및 제2 외곽 돌기(421)를 포함한다.The plurality of
제1 외곽 돌기(411)는 복수의 유로 리브(300)를 둘러싸도록 형성된다. 제2 외곽 돌기(421)는 복수의 유로 리브(300), 복수의 매니폴드 홀(111, 112, 121, 122, 131, 132), 복수의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232)를 포위하도록 형성된다. 복수의 외곽 돌기(411, 421)는 세퍼레이터(50)의 내부에서 유동하는 냉매, 제1 가스 또는 제2 가스가 외부로 누출되는 것을 방지하는 역할을 한다.The first
복수의 유로 리브(300)는 세퍼레이터(50)의 표면으로부터 돌출될 수 있다. 복수의 유로 리브(300)는 서로 이격되게 형성될 수 있으며, 이에 따라, 복수의 유로 리브(300) 사이에는 가스가 통과하는 가스 유로(390)가 형성될 수 있다.A plurality of
본 발명의 실시예에 따르면, 한 쌍의 세퍼레이터(50)가 서로 결합되어 하나의 조립체를 구성할 수 있다. 한 쌍의 세퍼레이터(50)가 서로 결합되는 것에 의해 어느 하나의 세퍼레이터(50)의 복수의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232)가 다른 하나의 세퍼레이터(50)의 복수의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232)에 접합될 수 있다. 이때, 어느 하나의 세퍼레이터(50)의 복수의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232)의 접합면과 다른 하나의 세퍼레이터(50)의 복수의 매니폴드 돌기(211, 212, 221, 222, 231, 232)의 접합면이 서로 접촉될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a pair of
또한, 한 쌍의 세퍼레이터(50)가 서로 결합되는 것에 의해 어느 하나의 세퍼레이터(50)의 복수의 외곽 돌기(411, 421)가 다른 하나의 세퍼레이터(50)의 복수의 외곽 돌기(411, 421)에 접합될 수 있다. 이때, 어느 하나의 세퍼레이터(50)의 복수의 외곽 돌기(411, 421)의 접합면과 다른 하나의 세퍼레이터(50)의 복수의 외곽 돌기(411, 421)의 접합면이 서로 접촉될 수 있다.In addition, when the pair of
도 2에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 세퍼레이터(50)가 막 전극 조립체(60)에 결합되어 하나의 단위 셀을 형성한다. 그리고, 복수의 단위 셀이 적층되어 연료 전지 스택을 형성한다.As shown in FIG. 2, a pair of
막 전극 조립체(60)는, 제1 전극(61), 제2 전극(62), 전해질 막(63)을 포함한다. 전해질 막(63)은 제1 전극(61) 및 제2 전극(62) 사이에 배치된다.The
막 전극 조립체(60)와 세퍼레이터(50) 사이에는 가스 확산층(64)이 배치될 수 있다.A
제1 전극(61) 및 제2 전극(62) 중 어느 하나는 애노드일 수 있고, 제1 전극(61) 및 제2 전극(62) 중 다른 하나는 캐소드일 수 있다.One of the
한 쌍의 세퍼레이터(50)가 제1 전극(61) 및 제2 전극(62)에 결합되는 것에 의해 복수의 유로 리브(300) 사이의 공간이 밀폐되며, 이에 따라, 복수의 유로 리브(300)의 길이 방향으로 가스 유로(390)가 형성될 수 있다.When the pair of
한 쌍의 세퍼레이터(50)는, 제1 전극(61)에 인접하게 배치되는 제1 세퍼레이터(51)와, 제2 전극(62)에 인접하게 배치되는 제2 세퍼레이터(52)를 포함한다.The pair of
그리고, 가스 유로(390)는, 제1 가스가 유동하는 제1 가스 유로(310)와, 제2 가스가 유동하는 제2 가스 유로(320)를 포함할 수 있다.Additionally, the
제1 세퍼레이터(51)가 제1 전극(61)에 결합되는 것에 의해, 제1 세퍼레이터(51) 및 제1 전극(61) 사이에 제1 가스 유로(310)가 형성될 수 있다. 제1 가스는 제1 가스 유로(310)를 따라 유동할 수 있다.When the
제2 세퍼레이터(52)가 제2 전극(62)에 결합되는 것에 의해, 제2 세퍼레이터(52) 및 제2 전극(62) 사이에 제2 가스 유로(320)가 형성될 수 있다. 제2 가스는 제2 가스 유로(320)를 따라 유동할 수 있다.When the
그리고, 제1 세퍼레이터(51) 및 제2 세퍼레이터(52)가 서로 결합되는 것에 의해, 제1 세퍼레이터(51) 및 제2 세퍼레이터(52) 사이에 냉매 유로(330)가 형성될 수 있다. 냉매는 냉매 유로(330)를 따라 유동할 수 있다.Also, by combining the
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 세퍼레이터(50)는 가스 유로(390)를 형성하기 위한 복수의 채널부(56)를 포함한다. 채널부(56)는 유로 리브(300)에 의해 형성될 수 있다.As shown in FIGS. 3 and 4 , the
채널부(56)는 직선 구간(561) 및 곡선 구간(562)을 포함한다. 한 쌍의 직선 구간(561) 사이에 곡선 구간(562)이 배치될 수 있다.The
곡선 구간(562)에는 유동 공간 변화부(57)가 형성될 수 있다. 유동 공간 변화부(57)는 채널부(56)의 곡선 구간(562)에 위치하는 유로 리브(300)에 요홈을 형성하는 것에 의해 형성될 수 있다.A flow
유동 공간 변화부(57)는 직선 구간(561)에서의 가스 유로(390)의 폭보다 큰 폭을 갖는 유로 확장부(391)를 형성한다.The flow
복수의 채널부(56) 중 인접하는 한 쌍의 채널부(56)의 유동 공간 변화부(57)는 서로 대면하도록 배치될 수 있다.Among the plurality of
도 4에 도시된 바와 같이, 유동 공간 변화부(57)는, 제1 유동 공간 형성부(571), 제2 유동 공간 형성부(572), 제3 유동 공간 형성부(573)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 4, the flow
제1 유동 공간 형성부(571), 제2 유동 공간 형성부(572), 제3 유동 공간 형성부(573)는 함께 유로 확장부(391)를 형성할 수 있다. 유로 확장부(391)는 가스 유로(390) 중 다른 부분에 비하여 폭이 큰 부분일 수 있다. 이와 같이, 유동 공간 변화부(57)에 의해 유로 확장부(391)가 형성되므로, 유로 확장부(391)에서 가스의 유속이 감소될 수 있다. 따라서, 일정한 폭을 갖는 가스 유로를 따라 가스가 곧바로 유동하는 경우에 비하여, 가스의 유속이 감소되는 유로 확장부(391)에서 전극에 대한 가스의 반응성이 향상될 수 있다.The first flow
제1 유동 공간 형성부(571)는 채널부(56)의 내측으로 점진적으로 요입되도록 형성될 수 있다. 제1 유동 공간 형성부(571)는 가스 유로(390) 내에서 유동하는 가스가 유로 확장부(391)로 유입되는 입구일 수 있다. 따라서, 가스는 제1 유동 공간 형성부(571)에서 확산될 수 있다.The first flow
제2 유동 공간 형성부(572)는 채널부(56)의 내측으로 점진적으로 요입되도록 형성될 수 있다. 제2 유동 공간 형성부(572)는 가스 유로(390) 내에서 유동하는 가스가 유로 확장부(391)로부터 유출되는 출구일 수 있다. 따라서, 가스는 제2 유동 공간 형성부(572)에서 압축될 수 있다.The second flow
제3 유동 공간 형성부(573)는 제1 유동 공간 형성부(571) 및 제2 유동 공간 형성부(572) 사이에 배치된다. 제3 유동 공간 형성부(573)는 일정한 폭을 가질 수 있다. 따라서, 가스는 제3 유동 공간 형성부(573)에서 일정한 유속으로 유동할 수 있다.The third flow
이와 같이, 가스가 제1 유동 공간 형성부(571)에서 확산되고, 제3 유동 공간 형성부(573)에서 일정한 유속으로 유동한 다음, 제2 유동 공간 형성부(572)에서 압축될 수 있다. 따라서, 가스의 확산, 가사의 일정 유속으로의 유동, 가스의 압축을 포함하는 일련의 과정에 의해 가스의 유동성이 증가될 수 있다. 따라서, 가스의 유동성이 증가함에 따라, 유로 확장부(391)에서 전극에 대한 가스의 반응성이 증가할 수 있다.In this way, the gas may diffuse in the first flow
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 변형예에 따른 연료 전지용 세퍼레이터에 따르면, 채널부(56)의 직선 구간(561)에 유동 공간 변화부(57)가 형성될 수 있다.As shown in FIG. 5, according to the separator for a fuel cell according to a modified example of the present invention, a flow
유동 공간 변화부(57)는 곡선 구간(562)에서의 유로의 폭보다 큰 폭을 갖는 유로 확장부(391)를 형성한다. 유로 확장부(391)는 가스 유로(390) 중 다른 부분에 비하여 폭이 큰 부분일 수 있다. 이와 같이, 유동 공간 변화부(57)에 의해 유로 확장부(391)가 형성되므로, 유로 확장부(391)에서 가스의 유속이 감소될 수 있다. 따라서, 일정한 폭을 갖는 가스 유로를 따라 가스가 곧바로 유동하는 경우에 비하여, 가스의 유속이 감소되는 유로 확장부(391)에서 전극에 대한 가스의 반응성이 향상될 수 있다.The flow
유동 공간 변화부(57)는 복수의 채널부(56)에 복수로 구비될 수 있다. 복수의 유동 공간 변화부(57)는 서로 대면하도록 배치될 수 있거나, 교번적으로 배치될 수 있다.A plurality of flow
유동 공간 변화부(57)는, 제1 유동 공간 형성부(571), 제2 유동 공간 형성부(572), 제3 유동 공간 형성부(573)를 포함할 수 있다.The flow
제1 유동 공간 형성부(571)는 채널부(56)의 내측으로 점진적으로 요입되도록 형성될 수 있다. 제1 유동 공간 형성부(571)는 가스 유로(390) 내에서 유동하는 가스가 유로 확장부(391)로 유입되는 입구일 수 있다. 따라서, 가스는 제1 유동 공간 형성부(571)에서 확산될 수 있다.The first flow
예를 들면, 제1 유동 공간 형성부(571)는 곡면을 가질 수 있다. 따라서, 가스의 유속이 점진적으로 변화할 수 있다. 따라서, 가스의 유속이 급격하게 변화하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 가스의 유속의 급격한 변화로 인한 가스의 유동 특성 저하를 방지할 수 있다.For example, the first flow
제2 유동 공간 형성부(572)는 채널부(56)의 내측으로 점진적으로 요입되도록 형성될 수 있다. 제2 유동 공간 형성부(572)는 가스 유로(390) 내에서 유동하는 가스가 유로 확장부(391)로부터 유출되는 출구일 수 있다. 따라서, 가스는 제2 유동 공간 형성부(572)에서 압축될 수 있다.The second flow
예를 들면, 제2 유동 공간 형성부(572)는 곡면을 가질 수 있다. 따라서, 가스의 유속이 점진적으로 변화할 수 있다. 따라서, 가스의 유속이 급격하게 변화하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 가스의 유속의 급격한 변화로 인한 가스의 유동 특성 저하를 방지할 수 있다.For example, the second flow
제3 유동 공간 형성부(573)는 제1 유동 공간 형성부(571) 및 제2 유동 공간 형성부(572) 사이에 배치된다. 제3 유동 공간 형성부(573)는 일정한 폭을 가질 수 있다. 따라서, 가스는 제3 유동 공간 형성부(573)에서 일정한 유속으로 유동할 수 있다.The third flow
예를 들면, 제3 유동 공간 형성부(573)는 평면을 갖도록 형성될 수 있다. 따라서, 가스가 균일한 유량으로 유동할 수 있다.For example, the third flow
이와 같이, 가스가 제1 유동 공간 형성부(571)에서 확산되고, 제3 유동 공간 형성부(573)에서 일정한 유속으로 유동한 다음, 제2 유동 공간 형성부(572)에서 압축될 수 있다. 따라서, 가스의 확산, 가사의 일정 유속으로의 유동, 가스의 압축을 포함하는 일련의 과정에 의해 가스의 유동성이 증가될 수 있다. 따라서, 가스의 유동성이 증가함에 따라, 유로 확장부(391)에서 전극에 대한 가스의 반응성이 향상될 수 있다.In this way, the gas may diffuse in the first flow
본 발명의 바람직한 실시예가 예시적으로 설명되었으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에 한정되지 않으며, 청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경될 수 있다.Although preferred embodiments of the present invention have been described by way of example, the scope of the present invention is not limited to these specific embodiments and may be appropriately modified within the scope of the claims.
56: 채널부
57: 유동 공간 변화부
390: 가스 유로
391: 유로 확장부56: Channel section
57: Flow space change unit
390: Gas flow path
391: Euro expansion section
Claims (3)
상기 채널부는 직선 구간 및 곡선 구간을 포함하고,
상기 직선 구간 및 상기 곡선 구간 중 적어도 어느 하나에는 유로 내의 유동 공간의 크기를 변화시키는 유동 공간 변화부가 형성되고,
상기 유동 공간 변화부는,
상기 채널부의 내측으로 점진적으로 요입되도록 형성되는 제1 유동 공간 형성부;
상기 채널부의 내측으로 점진적으로 요입되도록 형성되는 제2 유동 공간 형성부; 및
상기 제1 유동 공간 형성부 및 상기 제2 유동 공간 형성부 사이에 배치되는 제3 유동 공간 형성부를 포함하고,
상기 제3 유동 공간 형성부는 일정한 폭을 갖도록 형성되어 상기 제3 유동 공간 형성부 내에서 가스가 일정한 유속으로 유동하는 것을 특징으로 하는 연료 전지용 세퍼레이터.It includes a channel portion forming a flow path through which fluid flows,
The channel portion includes a straight section and a curved section,
A flow space change part that changes the size of the flow space within the flow path is formed in at least one of the straight section and the curved section,
The flow space change unit,
a first flow space forming portion formed to be gradually recessed into the channel portion;
a second flow space forming portion formed to be gradually recessed into the channel portion; and
It includes a third flow space forming part disposed between the first flow space forming part and the second flow space forming part,
A separator for a fuel cell, wherein the third flow space forming portion is formed to have a constant width so that gas flows at a constant flow rate within the third flow space forming portion.
상기 유동 공간 변화부는 상기 직선 구간에 형성되고,
상기 유동 공간 변화부는 상기 곡선 구간에서의 상기 유로의 폭보다 큰 폭을 갖는 유로 확장부를 형성하는 것을 특징으로 하는 연료 전지용 세퍼레이터.In claim 1,
The flow space change portion is formed in the straight section,
A separator for a fuel cell, wherein the flow space changing portion forms a flow path expansion portion having a width greater than the width of the flow path in the curved section.
상기 유동 공간 변화부는 상기 곡선 구간에 형성되고,
상기 유동 공간 변화부는 상기 직선 구간에서의 상기 유로의 폭보다 큰 폭을 갖는 유로 확장부를 형성하는 것을 특징으로 하는 연료 전지용 세퍼레이터.In claim 1,
The flow space change portion is formed in the curved section,
A separator for a fuel cell, wherein the flow space change portion forms a flow path expansion portion having a width greater than the width of the flow path in the straight section.
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