KR20060097930A - Structure for soundproof and vibrationproof pump of fuel cell, and fuel cell system having thereof - Google Patents

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KR20060097930A
KR20060097930A KR1020050018836A KR20050018836A KR20060097930A KR 20060097930 A KR20060097930 A KR 20060097930A KR 1020050018836 A KR1020050018836 A KR 1020050018836A KR 20050018836 A KR20050018836 A KR 20050018836A KR 20060097930 A KR20060097930 A KR 20060097930A
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soundproof
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이종기
장원혁
서준원
이동윤
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조은숙
안진홍
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Abstract

본 발명은 연료전지용 펌프의 방음 및 방진구조와 이를 채용한 연료전지 시스템에 관한 것으로, 이 연료전지에 이용되는 펌프가 고무 또는 실리콘으로 제작된 하우징에 끼워져 고정되고, 이때 하우징에는 펌프와 하우징의 내면 사이에 방음, 방진을 위한 공간이 형성되도록 이루어진 구조로 된 것이다. The present invention relates to a soundproof and dustproof structure of a fuel cell pump and a fuel cell system employing the same, wherein a pump used for the fuel cell is fitted into a housing made of rubber or silicon, and fixed to the housing, wherein the inner surface of the pump and the housing is fixed to the housing. It is made of a structure that is formed between the soundproofing, dustproofing between.

또한, 이러한 방음, 방진 구조가 연료탱크의 수소를 함유한 연료가 연료폄프에 의해 공급되는 연료공급부와, 산소 및 공기를 포함하는 산화제가 산화제펌프에 의해 공급되는 산화제공급부와,상기 연료공급부와 공기공급에서 각각 연료와 산소 및 공기가 포함된 산화제를 공급받아 연료와 산소의 전기 화학적인 반응을 유도하여 전기를 발생시키도록 이루어진 스택이 포함되어 이루어지는 연료전지 시스템에 채용된 것이다.In addition, the sound-proof and dust-proof structure has a fuel supply unit in which a fuel containing hydrogen in a fuel tank is supplied by a fuel pump, an oxidant supply unit in which an oxidant including oxygen and air is supplied by an oxidant pump, and the fuel supply unit and air The fuel cell system includes a stack configured to generate electricity by inducing an electrochemical reaction between fuel and oxygen by receiving an oxidant containing fuel, oxygen, and air from the supply, respectively.

이로 인해, 펌프에서 발생된 소음 및 진동이 하우징의 내부공간 및 벽에 의해 효과적으로 저하될 수 있다. As a result, the noise and vibration generated by the pump can be effectively reduced by the inner space and the wall of the housing.

연료전지, 공기펌프, 연료펌프, 소음, 진동, 방음, 방진  Fuel Cell, Air Pump, Fuel Pump, Noise, Vibration, Soundproof, Dustproof

Description

연료전지용 펌프의 방음 및 방진구조와 이를 채용한 연료전지 시스템 {Structure for soundproof and vibrationproof pump of fuel cell, and fuel cell system having thereof}Soundproof and vibrationproof structure of fuel pump and fuel cell system employing it {Structure for soundproof and vibrationproof pump of fuel cell, and fuel cell system having

도 1은 본 발명에 따른 연료전지 시스템이 개략적으로 도시된 구성도이고, 1 is a configuration diagram schematically showing a fuel cell system according to the present invention,

도 2는 도 1에 도시된 펌프의 방음 및 방진구조가 개략적으로 도시된 사시도이며,2 is a perspective view schematically showing a soundproof and dustproof structure of the pump shown in FIG. 1,

도 3은 도 2에 도시된 하우징의 제1실시 예에 따른 내부가 도시된 평면도이고,FIG. 3 is a plan view showing an interior according to a first embodiment of the housing illustrated in FIG. 2;

도 4는 도 2에 도시된 하우징의 제2실시 예에 따른 내부가 도시된 측단면도이며,4 is a side cross-sectional view showing an interior according to a second embodiment of the housing illustrated in FIG. 2;

도 5는 도 2에 도시된 하우징이 고정된 상태가 도시된 사시도이고,5 is a perspective view illustrating a state in which the housing illustrated in FIG. 2 is fixed;

도 6은 도 2에 도시된 하우징이 장착된 연료 전지 시스템을 개략적으로 나타내는 사시도이다.FIG. 6 is a perspective view schematically illustrating a fuel cell system having a housing illustrated in FIG. 2.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

100...연료탱크 400...스택,100 ... fuel tank 400 ... stack,

300...연료펌프 400...공기펌프,300 ... fuel pump 400 ... air pump,

500...하우징 502...안착돌기,500 housing 502 seating protrusion,

504...공간 506...밴딩체결부재.504 Space 506 Bending fastening member.

본 발명은 연료전지용 펌프의 방음 및 방진구조와 이를 채용한 연료전지 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산화제 또는 연료를 스택에 공급하기 위한 펌프가 끼워져 고정되어 펌프에서 발생된 소음 및 진동이 감소되도록 된 것이다.The present invention relates to a soundproof and dustproof structure of a fuel cell pump and a fuel cell system employing the same. More particularly, a pump for supplying an oxidant or fuel to a stack is inserted and fixed to reduce noise and vibration generated from the pump. It is.

일반적으로, 연료전지(fuel cell)는 메탄올, 에탄올 또는 천연 가스 등 탄화수소 계열의 물질 내에 함유되어 있는 수소와 공기 중의 산소를 연료로 하여 일어나는 전기 화학 반응에 의하여 화학에너지를 직접 전기에너지로 변화시키는 발전 시스템이다. 특히, 연료전지는 연소 과정 없이 연료가스와 산화제 가스의 전기 화학적인 반응에 의해 생성되는 전기와 그 부산물인 열을 동시에 사용할 수 있다는 특징을 가지고 있다.In general, a fuel cell is a power generation that directly converts chemical energy into electrical energy by an electrochemical reaction generated by using hydrogen contained in a hydrocarbon-based material such as methanol, ethanol or natural gas as oxygen as a fuel. System. In particular, the fuel cell is characterized in that it can simultaneously use the electricity generated by the electrochemical reaction of the fuel gas and the oxidant gas and heat by-products thereof without a combustion process.

근래에 개발되고 있는 고분자전해질형 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell : PEMFC, 이하 PEMFC라 한다)는, 다른 연료전지에 비하여 출력 특성이 탁월하고 작동 온도가 낮을 뿐더러 빠른 시동 및 응답 특성을 가지고 있다.Polymer electrolyte fuel cells (PEMFCs, hereinafter referred to as PEMFCs), which are being developed in recent years, have excellent output characteristics, low operating temperatures, and fast start-up and response characteristics compared to other fuel cells.

상기와 같은 PEMFC가 기본적으로 시스템의 구성을 갖추기 위해서는, 스택(stack)이라 불리는 연료전지 본체(이하, 편의상 스택이라 칭한다), 연료 탱크 및 이 연료 탱크로부터 상기 스택으로 연료를 공급하기 위한 연료 펌프 등이 필요하다. 그리고 연료 탱크에 저장된 연료를 스택으로 공급하는 과정에서 연료를 개질하여 수소 가스를 발생시키고 그 수소 가스를 스택으로 공급하는 개질기(reformer)가 더욱 필요하다. 따라서, PEMFC는 연료 펌프의 펌핑력에 의해 연료 탱크에 저장된 연료를 개질기로 공급하고, 개질기에서 연료를 개질하여 수소 가스를 발생시키며, 스택에서 수소 가스와 산소를 전기 화학적으로 반응하여 전기에너지를 생산하게 된다.In order for the above PEMFC to basically have a system configuration, a fuel cell body (hereinafter referred to as a stack for convenience) called a stack, a fuel tank, and a fuel pump for supplying fuel from the fuel tank to the stack, etc. This is necessary. In the process of supplying the fuel stored in the fuel tank to the stack, a reformer for reforming the fuel to generate hydrogen gas and supplying the hydrogen gas to the stack is further needed. Therefore, PEMFC supplies fuel stored in the fuel tank to the reformer by the pumping force of the fuel pump, generates hydrogen gas by reforming the fuel in the reformer, and produces electrical energy by electrochemically reacting hydrogen gas and oxygen in the stack. Done.

한편, 연료전지는 액상의 메탄올 연료를 직접 스택에 공급할 수 있는 직접 메탄올형 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell : DMFC, 이하 DMFC라 한다) 방식을 채용할 수 있다. 이러한 DMFC는 PEMFC와 달리, 개질기가 배제된다.On the other hand, the fuel cell may employ a direct methanol fuel cell (DMFC) method that can supply a liquid methanol fuel directly to the stack. This DMFC, unlike PEMFC, excludes the reformer.

상기와 같은 연료전지 시스템에 있어서, 전기를 실질적으로 발생시키는 스택은 전극-전해질 합성체(Membrane Electrode Assembly : MEA, 이하 MEA라 한다)와 세퍼레이터(separator)로 이루어진 단위 셀이 수 개 내지 수십 개로 적층된 구조를 가진다. MEA는 전해질막을 사이에 두고 애노드 전극과 캐소드 전극이 부착된 구조로 형성된다. 세퍼레이터는 상기 MEA를 사이에 두고 양측에 배치되어, 연료전지의 반응에 필요한 산소 가스와 연료 가스가 공급되는 통로의 역할과 각 MEA의 애노드 전극과 캐소드 전극을 직렬로 연결시켜 주는 전도체의 역할을 동시에 수행한다.In the fuel cell system as described above, a stack that substantially generates electricity is stacked with several to several tens of unit cells including an electrode-electrolyte assembly (MEA) and a separator. Has a structure. The MEA is formed in a structure in which an anode electrode and a cathode electrode are attached with an electrolyte membrane interposed therebetween. Separators are disposed on both sides with the MEA interposed therebetween, acting as a passage for supplying the oxygen gas and the fuel gas required for the reaction of the fuel cell, and the role of a conductor connecting the anode and cathode electrodes of each MEA in series. Perform.

이 세퍼레이터에 의해 애노드 전극에는 수소를 함유하는 연료가스가 공급되는 반면, 캐소드 전극에는 산소를 함유한 공기가 공급된다. 이 과정에서 애노드 전극에서는 연료 가스의 전기 화학적인 산화가 일어나고, 캐소드 전극에서는 산소 가 스의 전기 화학적인 환원이 일어난다. 이때 생성되는 전자의 이동으로 인해 전기가 발생되고, 부산물인 열과 물이 발생된다.The separator is supplied with a fuel gas containing hydrogen to the anode electrode, while air containing oxygen is supplied to the cathode electrode. In this process, electrochemical oxidation of fuel gas occurs at the anode electrode, and electrochemical reduction of oxygen gas occurs at the cathode electrode. At this time, electricity is generated by the movement of generated electrons, and heat and water, which are by-products, are generated.

그러나, 공기 또는 연료펌프에서는 펌프의 구동으로 인한 심각한 소음 및 진동이 발생되었고, 이러한 소음 및 진동에 의해 시스템의 적용 분야가 제한된다는 문제점이 있으며, 궁극적으로는 소음 및 진동이 현격히 감소되거나 제거되어야 하는 요구가 있었다. However, in the air or fuel pump, there are serious noises and vibrations caused by the driving of the pump, and there is a problem in that the application field of the system is limited by these noises and vibrations, and ultimately the noises and vibrations must be significantly reduced or eliminated. There was a demand.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 본 발명은, 고무 또는 실리콘 재질로 제작된 하우징에 펌프가 끼워지고, 이 하우징에 방음 및 방진을 위한 공간 및 부재등이 형성됨으로 인해 펌프에서 발생되는 진동 및 소음이 흡수 및 차단되도록 이루어진 연료전지용 펌프의 방음 및 방진구조와 이를 채용한 연료전지 시스템을 제공함에 그 목적이 있다. The present invention devised in view of the above problems, the pump is inserted into the housing made of rubber or silicone material, the vibration and noise generated from the pump due to the space and the member for the soundproof and dustproof is formed in the housing It is an object of the present invention to provide a soundproof and dustproof structure of a fuel cell pump configured to be absorbed and blocked, and a fuel cell system employing the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료전지용 펌프의 방음 및 방진구조는, 수소가 함유된 연료 및 산소가 함유된 산화제를 스택으로 공급하기 위한 펌프와, 상기 펌프가 끼워 밀착 고정되는 방음 및 방진을 위한 하우징이 포함되어 이루어진다. Soundproof and dustproof structure of the pump for fuel cells according to the present invention for achieving the above object, a pump for supplying a fuel containing hydrogen and an oxidant containing oxygen to the stack, and the sound is fixed to the pump And a housing for dustproofing.

상기 하우징은 고무 또는 실리콘으로 이루어진다. The housing is made of rubber or silicone.

이러한 하우징에 펌프의 일부가 가압 밀착되어 삽입된다. A portion of the pump is inserted into such a housing by pressing tightly.

상기 하우징은 펌프가 완전 수용되도록 상ㆍ하부체로 제작되고, 이 상ㆍ하부체가 상호 결합된다. The housing is made of upper and lower bodies so that the pump is completely accommodated, and the upper and lower bodies are coupled to each other.

상기 하우징의 내면에는 펌프가 끼워지도록 안착돌기가 내향 돌출되고, 펌프의 외면과 하우징의 내면 사이에는 방음 및 방진을 위한 공간이 형성된다. A mounting protrusion protrudes inwardly so that the pump is fitted into the inner surface of the housing, and a space for soundproofing and dustproofing is formed between the outer surface of the pump and the inner surface of the housing.

상기 안착돌기는 적어도 하나인 환형상의 테두리형상이거나 적어도 하나인 블럭형상이다. The seating protrusions are at least one annular edge or at least one block.

본 발명에 따른 펌프의 방음 및 방진구조가 채용된 연료전지 시스템은, 연료탱크의 수소를 함유한 연료가 연료폄프에 의해 공급되는 연료공급부와, 산소 및 공기를 포함하는 산화제가 산화제펌프에 의해 공급되는 산화제공급부와, 상기 연료공급부와 공기공급에서 각각 연료와 산소 또는 공기를 공급받아 연료와 산소의 전기 화학적인 반응을 유도하여 전기를 발생시키도록 이루어진 스택이 포함되어 이루어지고, 상기 펌프가 방음 및 방진을 위한 하우징에 끼워져 밀착ㆍ고정되도록 이루어진다. In the fuel cell system employing the soundproof and dustproof structure of the pump according to the present invention, a fuel supply unit in which fuel containing hydrogen in a fuel tank is supplied by a fuel pump, and an oxidant including oxygen and air are supplied by an oxidant pump. An oxidant supply unit and a stack configured to generate fuel by inducing an electrochemical reaction between fuel and oxygen by receiving fuel and oxygen or air from the fuel supply unit and the air supply, respectively, and the pump is soundproofed and It is fitted in the housing for dustproofing, and it is made to be in close contact and fixed.

또한, 연료전지 시스템은 상기 하우징이 고정판과 밀착되어 고정되도록 하우징의 외면을 감싸면서 양단부가 연료전지의 고정판에 체결되는 밴딩체결부재가 더 포함되어 이루어진다. In addition, the fuel cell system further includes a banding fastening member having both ends fastened to the stationary plate of the fuel cell while surrounding the outer surface of the housing such that the housing is tightly fixed to the stationary plate.

상기 하우징은 고무 또는 실리콘으로 이루어진다. The housing is made of rubber or silicone.

상기 하우징은 펌프의 일부가 가압 밀착되어 삽입된다. The housing is inserted with a part of the pump pressed in close contact.

상기 하우징은 펌프가 완전 수용되도록 상ㆍ하부체로 제작되고, 이 상ㆍ하부 체가 상호 결합된다. The housing is made of upper and lower bodies so that the pump is completely accommodated, and the upper and lower bodies are coupled to each other.

상기 하우징의 내면에는 펌프가 끼워지도록 안착돌기가 내향 돌출되고, 펌프의 외면과 하우징의 내면 사이에는 방음 및 방진을 위한 공간이 형성된다. A mounting protrusion protrudes inwardly so that the pump is fitted into the inner surface of the housing, and a space for soundproofing and dustproofing is formed between the outer surface of the pump and the inner surface of the housing.

상기 안착돌기는 적어도 하나인 환형상의 테두리형상 또는 적어도 하나인 블럭형상이다. The seating protrusions are at least one annular rim or at least one block.

이하, 본 발명에 따른 연료전지용 펌프의 방음 및 방진구조와 이를 채용한 연료전지 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a soundproof and dustproof structure of a fuel cell pump and a fuel cell system employing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 연료전지 시스템이 개략적으로 도시된 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 펌프의 방음 및 방진구조가 개략적으로 도시된 사시도이다. 1 is a configuration diagram schematically showing a fuel cell system according to the present invention, Figure 2 is a perspective view schematically showing the soundproof and dustproof structure of the pump shown in FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 연료전지 시스템은 수소가스와 산소가 전기 화학적으로 반응하여 화학에너지가 전기에너지로 변환되도록 이루어진 스택(400)과, 연료탱크(100)에 저장된 수소를 함유한 연료가 제1펌프(300)에 의해 상기 스택(400)으로 공급되도록 이루어진 연료공급부와, 산소 및 공기를 포함하는 산화제가 제2펌프(400)에 의해 상기 스택(400)으로 공급되도록 이루어진 연료공급부가 포함되어 이루어진다. Referring to FIG. 1, a fuel cell system according to the present invention includes a stack 400 in which hydrogen gas and oxygen are electrochemically reacted to convert chemical energy into electrical energy, and hydrogen stored in the fuel tank 100. A fuel supply unit configured to supply fuel to the stack 400 by the first pump 300, and a fuel supply configured to supply an oxidant including oxygen and air to the stack 400 by the second pump 400. An addition is made.

상기 제1펌프(300) 및 제2펌프(400)는 고무 또는 실리콘으로 이루어진 하우징(500)에 끼워져 밀착 고정된다. The first pump 300 and the second pump 400 are fitted in a housing 500 made of rubber or silicon to be tightly fixed.

여기서, 상기 연료전지 시스템은 다양한 종류가 있고, 다양한 종류에 따라 펌프의 기능 및 수량에 상이할 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되 어 해석되어서는 안된다. Here, the fuel cell system may have various types, and may vary depending on the function and quantity of the pump according to various types, and thus, the fuel cell system should not be limited to the embodiments described herein.

한편, 상기 연료라 함은 메탄올, 에탄올 또는 천연가스와 같은 탄화수소 계열의 연료가 포함된다. On the other hand, the fuel includes a hydrocarbon-based fuel such as methanol, ethanol or natural gas.

또한, 상기 연료전지 시스템은 스택(400)으로부터 생성된 직류 전기를 교류 전기로 변화시키는 진료 교류 변압기 및 제어장치와, 발전 과정에서 생성된 열을 방출하기 위한 배열장치가 더 포함되어 이루어질 수도 있다. In addition, the fuel cell system may further include a medical AC transformer and a control device for converting direct current electricity generated from the stack 400 into alternating current electricity, and an arrangement device for dissipating heat generated during power generation.

상기 스택(400)은 연료에 함유된 수소 가스와 공기를 제공받아 산화 및 환원 반응을 유도하여 최종적으로 전기 에너지를 발생시키는 적어도 하나 이상의 단위전지(미도시가 포함되어 이루어진다.The stack 400 includes at least one unit cell (not shown) that receives hydrogen gas and air contained in a fuel and induces oxidation and reduction reactions to finally generate electrical energy.

상기 단위전지는 전기를 발생시키는 주요 부분으로서, 엔드플레이트에 의해 외부로부터 보호를 받고, 수소가스와 공기를 산화/환원시키는 전극-전해질 합성체(MEA:Membrane & Electrode Assembly, 216)와 수소가스와 공기를 전극-전해질 합성체를 공급하기 위한 적어도 하나 이상의 세퍼레이트로 이루어진 하나의 단위 셀을 의미한다. The unit cell is a main part of generating electricity, is protected from the outside by the end plate, and the electrode-electrolyte assembly (MEA: Membrane & Electrode Assembly, 216) and the hydrogen gas It refers to one unit cell composed of at least one separator for supplying air to the electrode-electrolyte composite.

상기 전극-전해질 합성체는 애노드 전극(미도시) 캐소드 전극(미도시) 사이에 전해질막(미도시)이 개재된 통상적인 MEA의 구조로서, 상기 전해질막은 두께가 통상 50∼400㎛인 고체 폴리머 전해질로서, 애노드 전극의 촉매층에서 생성된 수소 이온을 캐소드 전극의 촉매층으로 이동시키는 이온 교환의 매개체 기능을 한다. The electrode-electrolyte composite is a conventional MEA structure in which an electrolyte membrane (not shown) is interposed between an anode electrode (not shown) and a cathode electrode (not shown), and the electrolyte membrane is a solid polymer having a thickness of usually 50 to 400 μm. As an electrolyte, it functions as a medium for ion exchange which transfers hydrogen ions generated in the catalyst layer of the anode electrode to the catalyst layer of the cathode electrode.

상기 애노드 전극의 촉매층은 수소가스를 전자와 수소이온으로 변환시키는 층으로, 전자와 수소이온의 원활한 이동을 위한 지지층과 더불어 애노드 전극을 구 성한다. The anode catalyst layer is a layer for converting hydrogen gas into electrons and hydrogen ions, and constitutes an anode electrode together with a support layer for smooth movement of electrons and hydrogen ions.

또한, 상기 캐소드 전극의 촉매층은 은 공기 중의 산소를 전자와 산소이온으로 변환시키는 층으로, 전자와 산소이온의 원활한 이동을 위한 지지층과 더불어 캐소드 전극을 구성한다. In addition, the catalyst layer of the cathode electrode is a layer for converting oxygen in the silver air to the electrons and oxygen ions, and constitutes a cathode electrode together with a support layer for the smooth movement of electrons and oxygen ions.

그리고, 상기 세퍼레이트는 전극-전해질 합성체의 애노드 전극과 캐소드 전극을 직렬로 연결시켜 주는 전도체의 열할과, 전극-전해질 합성체의 산화 및 환원 반응에 필요한 수소가스와 공기를 실질적으로 공급하는 통로의 역할을 동시에 수행하게 되는 사각형상의 카본판을 구비한다. In addition, the separator is a heat conduction of a conductor that connects the anode electrode and the cathode electrode of the electrode-electrolyte composite in series, and a passage for substantially supplying hydrogen gas and air necessary for the oxidation and reduction reaction of the electrode-electrolyte composite. It is provided with a rectangular carbon plate to perform the role at the same time.

한편, 상기 스택(400)은 다음의 반응식 1과 같은 반응에 따라 전기와 열 및 물이 생성된다. On the other hand, the stack 400 generates electricity, heat and water according to the reaction shown in Scheme 1 below.

< 반응식 1 ><Scheme 1>

양극반응 : H2 → 2H+ + 2e- Anode reaction: H 2 → 2H + + 2e -

음극반응 : O2 + 2H+ + 2e- → H2OCathodic reaction: O 2 + 2H + + 2e - → H 2 O

전체반응 : H2+O2 → H20 + 전류 + 열Total reaction: H 2 + O 2 → H 2 0 + Current + Heat

반응식 1을 참고하면, 세퍼레이트를 통해 전극-전해질 합성체의 애노드 전극으로 수소가스가 공급되고, 캐소드 전극으로 공기가 공급된다. Referring to Scheme 1, hydrogen gas is supplied to the anode electrode of the electrode-electrolyte composite through the separator, and air is supplied to the cathode electrode.

상기 수소가스는 애노드 전극을 흐르면서 촉매층에서 수소가 전자와 프로톤(수소이온)으로 분해되고, 이 프로톤이 전해질막을 통하여 이동되면 역시 촉매의 도 움으로 캐소드 전극에서 전자와 산소이온 그리고 이동된 프로톤이 합쳐져서 물을 생성하게 된다. As the hydrogen gas flows through the anode electrode, hydrogen is decomposed into electrons and protons (hydrogen ions) in the catalyst layer, and when the protons are moved through the electrolyte membrane, the electrons, oxygen ions, and transferred protons at the cathode electrode are combined with the help of the catalyst. It produces water.

여기서 상기 애노드 전극에서 생성된 전자는 전해질막을 통하여 이동되지 못하고 외부 회로를 통해여 캐소드 전극으로 이동된다. Here, electrons generated by the anode electrode are not moved through the electrolyte membrane, but are moved to the cathode electrode through an external circuit.

한편, 도 2를 참조하면, 제1펌프(300) 또는 제2펌프(400)(이하, 편의상 펌프(400)로 통칭한다)가 일부 또는 전부가 고무 또는 실리콘 재질로 제작된 하우징(500)에 끼워져 고정된다. Meanwhile, referring to FIG. 2, the first pump 300 or the second pump 400 (hereinafter, collectively referred to as the pump 400 for convenience) may be partially or entirely disposed on a housing 500 made of rubber or silicon. Is fitted and fixed.

상기 하우징(500)은 펌프(400)가 삽입되도록 일면이 개방되게 제작된 것이 바람직하다. The housing 500 is preferably one side is opened so that the pump 400 is inserted.

도 3은 도 2에 도시된 하우징의 제1실시 예에 따른 내부가 도시된 평면도이다.FIG. 3 is a plan view illustrating an interior of the housing illustrated in FIG. 2.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 하우징(500)의 개방된 일면을 통해 삽입되는 펌프(400)의 하면 및 측면이 안착되면서 억지끼움될 수 있도록 다수의 안착돌기(502)가 하우징(500)의 하면 및 측면으로부터 내향 돌출되게 형성된다. 2 and 3, a plurality of seating protrusions 502 may be inserted into the housing 500 so that the bottom and side surfaces of the pump 400 inserted through the open one surface of the housing 500 may be pressed together. Is formed to protrude inwardly from the lower and side surfaces.

이 안착돌기(502)는 펌프(400)와 하우징(500)이 넓은 접촉면을 통해 펌프(400)의 소음 및 진동이 하우징(500)의 외부로 전달되는 현상이 방지되도록 하기 위해 펌프(400)와 하우징(500)의 접촉면을 축소하기 위함이다. The seating protrusion 502 and the pump 400 to prevent the noise and vibration of the pump 400 is transmitted to the outside of the housing 500 through a wide contact surface between the pump 400 and the housing 500. This is to reduce the contact surface of the housing 500.

또한, 안착돌기(502)에 의해 형성된 펌프(400)와 하우징(500) 사이에 공간(504)이 형성되고, 이 공간(504)은 펌프(400)에서 발생된 소음 및 진동의 파장이 상쇄되도록 하기 위함이다. In addition, a space 504 is formed between the pump 400 formed by the seating protrusion 502 and the housing 500, so that the wavelength of noise and vibration generated by the pump 400 is canceled. To do this.

이 공간(504)을 통해 상쇄된 소음 및 진동이 하우징(500)에 의해 다시 흡수된다. Noise and vibration canceled through this space 504 are again absorbed by the housing 500.

도 4는 도 2에 도시된 하우징의 제2실시 예에 따라 외부가 도시된 사시도이다. FIG. 4 is a perspective view of the outside according to the second embodiment of the housing illustrated in FIG. 2.

도 4를 참조하면, 하우징(500)이 상부(510)와 하부(520)로 분할 제작되고, 이 상부(510)와 하부(520)에 상호 치합되는 나사산이 형성되며, 펌프(400)가 삽입되면 상부(510)와 하부(520)가 체결됨으로써 펌프(400)가 완전 수용되어 고정된다. Referring to FIG. 4, the housing 500 is divided into an upper portion 510 and a lower portion 520, and threads are formed to be engaged with the upper portion 510 and the lower portion 520, and the pump 400 is inserted. When the upper 510 and the lower 520 is fastened, the pump 400 is completely received and fixed.

또한, 하우징(500)의 내부에는 안착돌기(502) 및 공간(504)가 형성될 수 있고, 이때, 상기 공간(504)은 도 3에서와는 달리, 외부와 폐쇄된다. In addition, a seating protrusion 502 and a space 504 may be formed inside the housing 500. In this case, the space 504 is closed from the outside, unlike in FIG. 3.

이와 같이 상기 공간(504)이 외부와 격리되어 폐쇄되면, 이 폐쇄된 공간(504)에서 방음 및 방진이 더욱 효과적으로 이루어질 수 있다. As such, when the space 504 is isolated from the outside and closed, soundproofing and dustproofing may be more effectively performed in the closed space 504.

도 5는 도 2에 도시된 하우징이 고정된 상태가 도시된 사시도이다. 5 is a perspective view illustrating a state in which the housing illustrated in FIG. 2 is fixed.

도 5를 참조하면, 하우징(500)이 고정판(530)에 밴딩체결부재(540)에 의해 체결된다. 5, the housing 500 is fastened to the fixing plate 530 by the bending fastening member 540.

이때, 밴딩체결부재(540)는 하우징(500)을 감싸면서 양단부가 고정판(530)에 볼팅 체결되도록 이루어진다. At this time, the banding fastening member 540 is formed such that both ends are bolted to the fixing plate 530 while surrounding the housing 500.

또한, 상기 고정판(530)은 연료전지의 케이스일 수도 있고, 이 케이스에 고 착되는 별도의 플레이트일 수도 있다.In addition, the fixing plate 530 may be a case of a fuel cell, or may be a separate plate attached to the case.

상기 밴딩체결부재(540)은 하나 이상 다수개가 설치되어 하우징(500)이 고정판(530)에 단단히 고정됨이 바람직하다. It is preferable that one or more banding fastening members 540 are installed so that the housing 500 is firmly fixed to the fixing plate 530.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프 진동 및 소음 방지 구조가 구비된 연료 전지 시스템을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 본 실시예는 펌프 고정 구조를 보다 이해하기 쉽게 설명하기 위한 것으로, 본 발명을 명확하고 간결하게 나타내기 위하여 시스템 내의 제어부, 전력 계통 등의 다른 구성요소를 생략하였다.6 is a perspective view schematically showing a fuel cell system having a pump vibration and noise prevention structure according to an embodiment of the present invention. The present embodiment is for explaining the pump fixing structure more easily, and other components such as a control unit, a power system, etc. in the system are omitted in order to clearly and concisely indicate the present invention.

도 6을 참조하면, 본 실시예의 펌프 진동 및 소음 방지 구조가 구비된 연료 전지 시스템은, 하부프레임(110), 제1,2수직고정프레임(120, 122), 상부고정프레임(130), 연료탱크(100), 제1,2유로관(104,106), 밴딩체결부재(540)등이 포함되어 이루어진다. Referring to FIG. 6, the fuel cell system including the pump vibration and noise prevention structure according to the present embodiment includes a lower frame 110, first and second vertical fixing frames 120 and 122, an upper fixing frame 130, and a fuel. The tank 100, the first and second flow path tubes 104 and 106, the banding fastening member 540, and the like are included.

구체적으로, 제1,2 수직고정프레임(120,122)은 하부프레임(110) 상에 소정 간격을 두고 고정설치된다. 상부 고정 프레임(130)은 제1,제2 수직고정프레임(120, 122)이 서로 결합되도록 이들 프레임(120, 122) 상단에 볼트 및 너트 등의 결합부재(142)에 의해 결합된다.Specifically, the first and second vertical fixing frames 120 and 122 are fixedly installed at predetermined intervals on the lower frame 110. The upper fixing frame 130 is coupled by coupling members 142 such as bolts and nuts on top of the frames 120 and 122 so that the first and second vertical fixing frames 120 and 122 are coupled to each other.

연료 탱크(100)는 제1수직고정프레임(120)의 후면측에 배치된다. 연료탱크(100)의 상부에는 연료 주입을 위한 연료 주입구(102)가 형성되어 있다.The fuel tank 100 is disposed at the rear side of the first vertical fixing frame 120. A fuel inlet 102 for fuel injection is formed at the top of the fuel tank 100.

공기펌프(400)는 제1수직고정프레임(120)의 측면에 벨트 형상의 밴딩체결부재(540)에 의해 고정 지지된다. The air pump 400 is fixedly supported by the belt-shaped banding fastening member 540 on the side of the first vertical fixing frame 120.

이때, 공기펌프(400)는 하부프레임(110)에 닿지 않도록 소정 높이로 설치된다. At this time, the air pump 400 is installed to a predetermined height so as not to contact the lower frame (110).

또한, 상기 공기펌프(400)와 제1수직고정프레임(120) 사이에는 소정의 완충부재(170)나 다공성 연성 부재 또는 탄성 부재가 삽입된다. In addition, a predetermined buffer member 170, a porous flexible member or an elastic member is inserted between the air pump 400 and the first vertical fixing frame 120.

이러한 완충부재(170)는 하우징(500)의 형상 변경으로 대체될 수도 있음은 물론이다. The shock absorbing member 170 may be replaced by a shape change of the housing 500.

이러한 구성은 공기펌프(400)에 의한 진동이 시스템에 전달되지 못하도록 공기펌프(400)의 진동을 차단한다. 공기펌프(400)의 상부면에는 공기가 유입되는 유입공이 도시되어 있다.This configuration blocks the vibration of the air pump 400 so that vibration by the air pump 400 is not transmitted to the system. The upper surface of the air pump 400 is shown the inlet through which air is introduced.

상술한 구성에 의해, 연료 전지 시스템은 공기 펌프 및 연료 펌프의 진동을 효과적으로 차단한다.By the above-described configuration, the fuel cell system effectively blocks vibrations of the air pump and the fuel pump.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 연료전지에 사용되는 펌프가 고무 또는 실리콘으로 제작된 하우징에 끼워짐으로 인해, 펌프의 작동으로 발생되는 소음 및 진동이 하우징에 의해 차단되거나 흡수된다.According to the present invention configured as described above, because the pump used for the fuel cell is fitted to the housing made of rubber or silicon, the noise and vibration generated by the operation of the pump is blocked or absorbed by the housing.

상기 하우징에 펌프 고정 및 안착시키면서 방음, 방진을 위한 안착돌기와 더불어 별도의 공간이 마련되어 하우징에 고정되는 펌프에서 발생된 현저히 저하되는 효과가 있다. While fixing and seating the pump in the housing, there is a separate space provided with a seating protrusion for soundproofing and dustproofing, thereby having a remarkably reduced effect generated in the pump fixed to the housing.

Claims (17)

수소가 함유된 연료 및 산소가 함유된 산화제를 스택으로 공급하기 위한 펌프;A pump for supplying hydrogen containing fuel and oxygen containing oxidant to the stack; 상기 펌프가 끼워 밀착 고정되는 방음 및 방진을 위한 하우징;A housing for soundproofing and dustproofing in which the pump is tightly fitted; 이 포함되어 이루어진 연료전지용 펌프의 방음 및 방진구조.The soundproof and dustproof structure of the fuel cell pump made of this. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하우징은 고무로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료전지용 펌프의 방음 및 방진구조.The housing is soundproof and dustproof structure of the fuel cell pump, characterized in that made of rubber. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하우징은 실리콘으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료전지용 펌프의 방음 및 방진구조.The housing is soundproof and dustproof structure of the pump for fuel cells, characterized in that made of silicon. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 하우징은 펌프의 일부가 가압 밀착되어 삽입된 것을 특징으로 하는 연료전지용 펌프의 방음 및 방진구조.The housing is soundproof and dustproof structure of the pump for a fuel cell, characterized in that the part of the pump is pressed in close contact. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하우징은 펌프가 완전 수용되도록 상ㆍ하부체로 제작되고, 이 상ㆍ하부체가 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 펌프의 방음 및 방진구조.The housing is made of an upper and lower body so that the pump is completely accommodated, the soundproof and dustproof structure of the pump for fuel cells, characterized in that the upper and lower body are coupled to each other. 제1항 또는 제5항에 있어서,The method according to claim 1 or 5, 상기 하우징의 내면에는 펌프가 끼워지도록 안착돌기가 내향 돌출되고, 펌프의 외면과 하우징의 내면 사이에는 방음 및 방진을 위한 공간이 형성된 것을 특징으로 하는 연료전지용 펌프의 방음 및 방진구조.The inner surface of the housing projecting inward projection so that the pump is fitted, the soundproof and dustproof structure of the fuel cell pump, characterized in that the space between the outer surface of the pump and the inner surface of the housing is formed for soundproofing and dustproof. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 안착돌기는 적어도 하나인 환형상의 테두리형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료전지용 펌프의 방음 및 방진구조. The seating protrusion is at least one ring-shaped soundproof and dustproof structure of the fuel cell pump, characterized in that made of an edge. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 안착돌기는 적어도 하나인 블럭형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료전지용 펌프의 방음 및 방진구조. Soundproof and dustproof structure of the fuel cell pump, characterized in that the seating protrusion is formed of at least one block shape. 연료탱크의 수소를 함유한 연료가 연료폄프에 의해 공급되는 연료공급부; A fuel supply unit for supplying hydrogen containing fuel in the fuel tank by the fuel pump; 산소 및 공기를 포함하는 산화제가 산화제펌프에 의해 공급되는 산화제공급부;An oxidant supply unit for supplying an oxidant including oxygen and air by an oxidant pump; 상기 연료공급부와 산화제공급부에서 각각 연료와 산화제를 공급받아 연료와 산소의 전기 화학적인 반응을 유도하여 전기를 발생시키도록 이루어진 스택;A stack configured to receive fuel and an oxidant from the fuel supply unit and the oxidant supply unit to generate electricity by inducing an electrochemical reaction between fuel and oxygen; 이 포함되어 이루어지고,This is done, including 상기 펌프가 방음 및 방진을 위한 하우징에 끼워져 밀착ㆍ고정되도록 이루어진 연료전지 시스템.And a pump fitted into a housing for soundproofing and dustproofing so as to be in close contact with and fixed to the pump. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 하우징이 고정판과 밀착되어 고정되도록 하우징의 외면을 감싸면서 양단부가 연료전지의 고정판에 체결되는 밴딩체결부재가 더 포함된 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템. And a banding fastening member having both ends fastened to the stationary plate of the fuel cell while surrounding the outer surface of the housing such that the housing is fixed in close contact with the stationary plate. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 하우징은 고무로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.The housing is a fuel cell system, characterized in that made of rubber. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 하우징은 실리콘으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.The housing is a fuel cell system, characterized in that made of silicon. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 9 to 12, 상기 하우징은 펌프의 일부가 가압 밀착되어 삽입된 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.The housing is a fuel cell system, characterized in that a part of the pump is pressed in close contact. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 하우징은 펌프가 완전 수용되도록 상ㆍ하부체로 제작되고, 이 상ㆍ하부체가 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.The housing is made of upper and lower bodies so that the pump is completely accommodated, and the upper and lower bodies are coupled to each other. 제9항 또는 제14항에 있어서,The method according to claim 9 or 14, 상기 하우징의 내면에는 펌프가 끼워지도록 안착돌기가 내향 돌출되고, 펌프의 외면과 하우징의 내면 사이에는 방음 및 방진을 위한 공간이 형성된 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.A seating protrusion protrudes inwardly so that the pump is fitted into the inner surface of the housing, and a space for soundproofing and dustproofing is formed between the outer surface of the pump and the inner surface of the housing. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 안착돌기는 적어도 하나인 환형상의 테두리형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템. The seating protrusion is a fuel cell system, characterized in that consisting of at least one annular edge shape. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 안착돌기는 적어도 하나인 블럭형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템. The seating protrusion is a fuel cell system, characterized in that formed in at least one block shape.
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KR101291897B1 (en) * 2011-12-21 2013-07-31 포스코에너지 주식회사 Soundproof enclosure for fuel cell
WO2022000741A1 (en) * 2020-07-01 2022-01-06 海信(山东)冰箱有限公司 Refrigerator

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