KR20070086616A - 연료 전지 시스템 - Google Patents

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KR20070086616A
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히로키 홈마
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혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
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Abstract

연료 전지 시스템 (10) 은 연료 전지 스택 (12), 열 교환기 (14), 리포머 (16), 및 상기 연료 전지 스택 (12), 상기 열 교환기 (14), 및 상기 리포머 (16) 를 포함하는 케이싱 (18) 을 포함한다. 챔버 유닛 (98) 이 연료 전지 스택 (12) 의 단부판 (70a) 에 형성된다. 열 교환기 (14) 에 의해 가열된 열은 챔버 유닛 (98) 을 일시적으로 채운다. 열 교환기 (14) 및 리포머 (16) 는 챔버 유닛 (98) 에 직접 접속된다.
연료 전지 시스템, 연료 전지 스택, 열 교환기, 리포머, 케이싱

Description

연료 전지 시스템{FUEL CELL SYSTEM}
기술 분야
본 발명은 케이싱내에 제공된 연료 전지 스택, 열 교환기, 및 리포머를 포함하는 연료 전지 시스템에 관한 것이다.
배경 기술
통상적으로, 고체 산화물 연료 전지 (SOFC) 는 안정화된 지르코니아와 같은 이온 도전성 고체 산화물의 전해질을 이용한다. 이 전해질은 애노드와 캐소드 사이에 개재되어 전해질 전극 어셈블리 (유닛 전지) 를 형성한다. 이 전해질 전극 어셈블리는 세퍼레이터 (바이폴라 판) 사이에 개재된다. 사용시에, 소정의 수의 유닛 전지와 세퍼레이터가 함께 스택되어 연료 전지 스택을 형성한다.
연료 전지에서, 산소 함유 가스 또는 공기가 캐소드에 공급된다. 산소 함유 가스에서의 산소는 캐소드와 전해질 사이의 계면에서 이온화되고, 산소 이온 (O2-) 은 전해질을 통해 애노드로 이동한다. 수소 함유 가스 또는 CO와 같은 연료 가스가 애노드에 공급된다. 애노드에서, 산소 이온은 수소 함유 가스에서의 수소와 반응하여 물을 생성하거나 CO와 반응하여 CO2를 생성한다. 이 반응에서 방출된 전자는 외부 회로를 통해 캐소드로 흘러서, DC 전기 에너지를 생성한다.
예를 들어, 일본 공개특허공보 제5-47409호에 개시된 고체 산화물 연료 전지 가 공지되어 있다. 종래의 연료 전지에서, 도 17에 도시되어 있는 바와 같이, 복수의 전지 스택 (2) 이 케이싱 (1) 에 배치된다. 이 전지 스택 (2) 은 볼트 (3) 와 벨빌 스프링 (4) 을 조임으로써 함께 조여진다.
연료 가스 공급 파이프 (5a), 산소 함유 가스 공급 파이프 (6a), 및 산소 함유 가스 방출 파이프 (6b) 는 연료 스택 (2) 에 접속된다. 연료 가스 공급 파이프 (5a), 산소 함유 가스 공급 파이프 (6a), 및 산소 함유 가스 방출 파이프 (6b) 는 케이싱 (1) 을 통해 외부로 연장한다. 연료 가스 방출 파이프 (5b) 는 케이싱 (1) 에 부착된다. 연료 가스 방출 파이프 (5b) 는 케이싱 (1) 의 내부로 개방된다.
전지 스택 (2) 각각은 스택 방향에 수직하게 복수의 유닛 전지 (7) 를 스택함으로써 형성된다. 스택 방향으로 전지 스택 (2) 의 대향하는 단부에, 단부판 (8a, 8b) 이 제공된다. 연료 가스 공급 파이프 (5a), 산소 함유 가스 공급 파이프 (6a), 및 산소 함유 가스 방출 파이프 (6b) 는 단부판 (8a) 에 접속된다. 단부판 (8b) 은 케이싱 (1) 의 저면에 위치된다.
종래의 기술에서, 연료 가스 및 산소 함유 가스는 연료 가스 공급 파이프 (5a) 및 산소 함유 가스 공급 파이프 (6a) 로부터 단부판 (8a) 을 통해 각각의 전지 스택 (2) 으로 공급된다. 이 때, 연료 가스 및 산소 함유 가스의 온도가 전지 스택 (2) 의 온도 보다 낮기 때문에, 단부판 (8a) 의 반응 가스 인렛 근처의 위치에서의 온도가 바람직하지 못하게 감소한다.
연속 가스 공급 파이프 (5a) 및 산소 함유 가스 공급 파이프 (6a) 는 단부판 (8a) 각각에 접속된다. 단부판 (8a) 으로부터의 열 방출은 연료 가스 공급 파이프 (5a) 및 산소 함유 가스 공급 파이프 (6a) 를 통해 쉽게 발생한다. 따라서, 열 효율이 불량하다. 또한, 단부판 (8a) 이 연료 가스 공급 파이프 (5a) 및 산소 함유 가스 공급 파이프 (6a) 에 접속되는 영역에서, 온도는 다른 영역과 비교하여 낮아진다. 따라서, 온도는 단부판 (8a) 의 영역에 따라 현저하게 변화하며, 단부판 (8a) 에서 왜곡이 바람직하지 못하게 발생할 수도 있다.
또한, 케이싱 (1) 에서 연료 가스 공급 파이프 (5a), 산소 함유 가스 공급 파이프 (6a), 및 산소 함유 가스 방출 파이프 (6b) 각각을 위한 전용 공간이 필요하다. 따라서, 케이싱 (1) 의 사이즈가 상당히 커진다. 케이싱 (1) 의 표면 면적이 커지며, 열 효율이 불량해진다.
발명의 개시
본 발명의 주목적은 균일한 온도를 달성하면서 단부판으로부터의 열 방출을 효율적으로 방지할 수 있는 컴팩트한 구조를 갖는 연료 전지 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 연료 전지 시스템은 연료 전지 스택, 열 교환기, 리포머, 및 케이싱을 포함한다. 이 연료 전지 스택은 스택 방향으로 함께 스택된 복수의 연료 전지 및 스택 방향으로 연료 전지의 대향 단부에 제공된 단부판을 포함한다. 연료 전지 각각은 전해질 전극 어셈블리 및 이 전해질 전극 어셈블리를 샌드위치하는 세퍼레이터를 포함한다. 전해질 전극 어셈블리는 애노드, 캐소드, 및 이 애노드와 캐소드 사이에 개재된 전해질을 포함한다. 열 교환기는 연료 전지 스택에 공급될 산소 함유 가스를 가열한다. 리포머는 연료 가스를 생성하기 위해 연료를 리폼한다. 케이싱은 연료 전지 스택, 열 교환기, 및 리포머를 포함한다.
챔버 유닛이 단부판중의 하나에 형성되고, 열 교환기에 의해 가열된 산소 함유 가스 또는 전해질 전극 어셈블리의 반응에 있어서의 소모 이후에 방출된 배기 가스가 챔버 유닛을 일시적으로 채운다. 열 교환기 및 리포머는 챔버 유닛에 직접 접속된다.
또한, 챔버 유닛이 이 챔버 유닛에서의 산소 함유 가스를 연료 전지 스택에 일시적으로 공급하기 위한 개구를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 챔버 유닛이 이 챔버 유닛에서의 배기 가스를 열 교환기에 일시적으로 공급하기 위해 챔버 유닛에서 직접 개방된 개구를 갖는 것이 바람직하다.
열 교환기 및 리포머가 연료 전지 스택의 일 측상에 제공되는 것이 바람직하다. 또한, 리포머가 열 교환기 내부에 제공되며, 열 교환기 및 리포머가 연료 전지 스택의 중심축에 대하여 대칭적으로 제공되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 전해질 전극 어셈블리의 반응에 있어서의 소모 이후에 방출된 고온 배기 가스 또는 가열된 산소 함유 가스가 단부판중 하나에 형성된 챔버 유닛을 일시적으로 채운다. 따라서, 온도는 전체 단부판에서 균일하게 된다. 열 왜곡이 단부판에서 발생하지 않고, 전체 연료 전지 스택에서의 열 왜곡이 효율적으로 감소된다. 단부판으로부터의 열 방출이 감소되기 때문에, 연료 전지 스택에서 균일한 동작 온도를 유지할 수 있다. 또한, 산소 함유 가스 또는 배기 가스가 챔버 유닛을 일시적으로 채우기 때문에, 산소 함유 가스 또는 배기 가스의 유속이 변화하지 않고, 연료 전지 각각에서 전력 생성이 균일하게 수행된다.
또한, 챔버 유닛은 열 교환기 및 리포머에 직접 접속된다. 챔버 유닛이 어떠한 파이프도 요구하지 않고 열 교환기 및 리포머에 접속되기 때문에, 파이프로부터의 열 방출이 챔버 유닛과 열 교환기와 리포머 사이에서 발생하지 않는다. 그 결과, 연료 전지의 전력 생성 동안 파이프로부터의 열 방출이 감소되고, 열 손실을 적절하게 감소시킬 수 있다. 또한, 파이프는 챔버 유닛을 열 교환기 및 리포머에 접속하기 위해 요구되므로, 연료 전지 스택의 전체 중량이 감소되고, 파이프의 제거에 의해 연료 전지 스택의 부피가 감소된다. 연료 전지 스택의 사이즈를 감소시킬 수 있다.
또한, 챔버 유닛을 통한 단부판 및 연료 전지로부터의 열 방출이 감소된다. 파이프가 요구되지 않기 때문에, 파이프로부터 열 방출이 발생하지 않는다. 연료 전지 스택의 시작 동작에서의 개선이 달성된다.
본 발명의 상기 목적 및 다른 목적, 특징 및 이점이 본 발명의 바람직한 실시형태가 예시적인 예로서 도시되는 첨부한 도면을 참조하여 아래의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 연료 전지 시스템을 도시하는 부분 단면도이다.
도 2는 연료 전지 시스템의 연료 전지 스택을 개략적으로 도시하는 사시도이 다.
도 3은 연료 전지 스택의 연료 전지를 도시하는 분해조립 사시도이다.
도 4는 연료 전지에서의 유속을 도시하는 부분 분해조립 사시도이다.
도 5는 세퍼레이터를 도시하는 정면도이다.
도 6은 연료 전지의 동작을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 7은 연료 전지 스택의 단부판을 도시하는 정면도이다.
도 8은 연료 전지 시스템의 부하 인가 메카니즘을 도시하는 부분 분해조립 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 연료 전지 시스템을 도시하는 부분 단면도이다.
도 10은 연료 전지 스택의 연료 전지를 도시하는 분해조립 사시도이다.
도 11은 연료 전지에서의 유속을 도시하는 부분 분해조립 사시도이다.
도 12는 연료 전지의 동작을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 연료 전지 시스템을 도시하는 부분 부분 단만도이다.
도 14는 연료 전지 시스템의 연료 전지를 개략적으로 도시하는 분해조립 사시도이다.
도 15는 연료 전지에서의 유속을 도시하는 부분 분해조립 사시도이다.
도 16은 연료 전지의 동작을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 17은 종래의 연료 전지를 개략적으로 도시하는 도면이다.
발명을 구현하기 위한 최상의 형태
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 연료 전지 시스템 (10) 을 도시하는 부분 단면도이다. 도 2는 연료 전지 시스템 (10) 의 연료 전지 스택 (12) 을 개략적으로 도시하는 사시도이다. 연료 전지 스택 (12) 은 화살표 A에 의해 표시된 방향에서 복수의 연료 전지 (11) 를 스택함으로써 형성된다.
연료 전지 시스템 (10) 은 정지 및 이동 애플리케이션을 포함하는 다양한 애플리케이션에서 이용된다. 예를 들어, 연료 전지 시스템 (10) 은 차량에 탑재된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 연료 전지 시스템 (10) 은 연료 전지 스택 (12), 열 교환기 (14), 리포머 (16), 및 케이싱 (18) 을 포함한다. 열 교환기 (14) 는 연료 전지 스택 (12) 에 공급되기 이전에 산소 함유 가스를 가열한다. 리포머 (16) 는 연료 가스를 생성하기 위해 연료를 리폼한다. 연료 전지 스택 (12), 열 교환기 (14), 및 리포머 (16) 는 케이싱 (18) 에 배치된다.
케이싱 (18) 에서, 열 교환기 (14) 및 리포머 (16) 를 적어도 포함하는 유체 유닛 (19) 이 연료 전지 스택 (12) 의 일 측상에 배치되며, 화살표 A에 의해 표시된 스택 방향으로 연료 전지 (11) 에 타이트한 부하를 인가하기 위한 부하 인가 메카니즘 (21) 이 연료 전지 스택 (12) 의 다른 측상에 배치된다. 유체 유닛 (19) 및 부하 인가 메카니즘 (21) 은 연료 전지 스택 (12) 의 중심축에 대하여 대칭적으로 제공된다.
연료 전지 (11) 는 고체 산화물 연료 전지 (SOFC) 이다. 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 연료 전지 (11) 는 전해질 전극 어셈블리 (26) 를 포함한다. 전해질 전극 어셈블리 (26) 각각은 캐소드 (22), 애노드 (24), 및 이 캐소드 (22) 와 애노드 (24) 사이에 개재된 전해질 (전해질 판; 20) 을 포함한다. 예를 들어, 전해질 (20) 은 안정화된 지르코니아와 같은 이온 도전성 고체 산화물로 이루어진다. 전해질 전극 어셈블리 (26) 는 원형 디스크 형상을 갖는다. 배리어층 (도시 생략) 은 산소 함유 가스의 진입을 방지하기 위해 전해질 전극 어셈블리 (26) 의 내주연 에지 (세퍼레이터 (28) 의 중앙부) 에 적어도 제공된다.
복수, 예를 들어, 8개의 전해질 전극 어셈블리 (26) 가 세퍼레이터 (28) 의 쌍 사이에 개재되어 연료 전지 (11) 를 형성한다. 8개의 전해질 전극 어셈블리 (26) 는 세퍼레이터 (28) 의 중심을 통해 연장하는 연료 가스 공급 통로 (30) 와 동심적이다.
도 3에서, 예를 들어, 세퍼레이터 (28) 각각은 예를 들어, 스테인리스 합금의 금속판 또는 탄소판을 포함한다. 세퍼레이터 (28) 는 제 1 소형 직경 단부 부분 (32) 을 갖는다. 연료 가스 공급 통로 (30) 는 제 1 소형 직경 단부 부분 (32) 의 중심을 통해 연장한다. 제 1 소형 직경 단부 부분 (32) 은 복수의 제 1 브리지 (34) 를 통해 상대적으로 큰 직경을 각각 갖는 원형 디스크 (36) 와 일체형이다. 제 1 브리지 (34) 는 동일한 각 (간격) 에서 제 1 소형 직경 단부 부분 (32) 으로부터 외부로 방사적으로 연장한다. 원형 디스크 (36) 및 전해질 전극 어셈블리 (26) 는 실질적으로 동일한 사이즈를 갖는다. 인접한 원형 디스크 (36) 는 슬릿 (38) 에 의해 서로 분리된다.
원형 디스크 (36) 각각은 애노드 (24) 와 접촉하는 그 표면 (36a) 상에 제 1 돌출부 (48) 를 갖는다. 제 1 돌출부 (48) 는 애노드 (24) 의 전극 표면을 따라 연료 가스를 공급하는 연료 가스 채널 (46) 을 형성한다. 원형 디스크 (36) 각각은 캐소드 (22) 와 접촉하는 그 표면 (36b) 상에 제 2 돌출부 (52) 를 갖는다. 제 2 돌출부 (52) 는 캐소드 (22) 의 전극 표면을 따라 산소 함유 가스를 공급하는 산소 함유 가스 채널 (50) 을 형성한다 (도 5 참조).
도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 제 1 돌출부 (48) 및 제 2 돌출부 (52) 는 서로로부터 이격되어 돌출한다. 제 1 돌출부 (48) 는 링 형상 돌출부이며, 제 2 돌출부 (52) 는 산 (mountain) 형상 돌출부이다. 제 2 돌출부 (산 형상 돌출부; 52) 는 제 1 돌출부 (링 형상 돌출부;48) 에 의해 둘러싸인다.
도 3 내지 5에 도시되어 있는 바와 같이, 연료 가스 인렛 (54) 이 원형 디스크 (36) 각각에 제공된다. 연료 가스는 연료 가스 인렛 (54) 을 통해 연료 가스 채널 (46) 로 흐른다. 연료 가스 인렛 (54) 의 위치는 연료 가스가 균일하게 분포될 수 있도록 결정된다. 예를 들어, 연료 가스 인렛 (54) 은 원형 디스크 (36) 중심에 제공된다.
채널 부재 (56) 는 캐소드 (22) 에 대면하는 표면상에서 브레이징 또는 레이저 용접함으로써 세퍼레이터 (28) 에 고정된다. 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 채널 부재 (56) 는 제 2 소형 직경 단부 부분 (58) 을 포함한다. 연료 가스 공급 통로 (30) 는 제 2 소형 직경 단부 부분 (58) 의 중심을 통해 연장한다. 8개의 제 2 브리지 (60) 가 제 2 소형 직경 단부 부분 (58) 으로부터 방사적으로 연장한다. 제 2 브리지 (60) 각각은 제 1 브리지 (34) 로부터 원형 디스크 (36) 의 연료 가스 인렛 (54) 까지, 세퍼레이터 (28) 에 고정된다.
복수의 슬릿 (62) 이 채널 부재 (56) 의 제 2 소형 직경 단부 부분 (58) 상에 형성된다. 이 슬릿 (62) 은 세퍼레이터 (28) 에 결합되는 제 2 소형 직경 단부 부분 (58) 의 표면상에 방사적으로 형성된다. 이 슬릿 (62) 은 연료 가스 공급 통로 (30) 에 접속된다. 또한, 이 슬릿 (62) 은 제 2 소형 직경 단부 부분 (58) 의 외주연 영역에 형성된 리세스 (64) 에 접속된다. 이 리세스 (64) 는 브레이징 재료의 흐름을 방지하며, 연료 가스의 균일한 흐름을 달성한다. 연료 가스 공급 채널 (66) 이 제 1 및 제 2 브리지 (34, 60) 사이에 형성된다. 연료 가스 공급 채널 (66) 은 연료 가스 공급 통로 (30) 로부터 슬릿 (62) 및 리세스 (64) 를 통해 연료 가스 채널 (46) 에 접속된다.
도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 산소 함유 가스 채널 (50) 이 산소 함유 가스 공급 유닛 (67) 에 접속된다. 산소 함유 가스는 전해질 전극 어셈블리 (26) 의 내주연 에지와 원형 디스크 (36) 의 내주연 에지 사이의 공간을 통해 화살표 B로 표시된 방향으로 공급된다. 산소 함유 가스 공급 유닛 (67) 은 각각의 원형 디스크 (36) 내의 제 1 브리지 (34) 사이의 공간에 의해 형성되며, 스택 방향으로 연장된다.
연료 가스 공급 통로 (30) 를 실링 (sealing) 하는 절연 실 (69) 이 세퍼레이터 (28) 사이에 제공된다. 예를 들어, 절연 실 (69) 은 운모 재료, 또는 세라믹 재료로 이루어진다. 배기 가스 채널 (68) 이 각각의 원형 디스크 (36) 외부에서 스택 방향으로 연료 전지 (11) 를 통해 연장된다.
도 1 및 2에 도시되어 있는 바와 같이, 연료 전지 스택 (12) 은 함께 스택된 복수의 연료 전지 (11), 및 스택 방향으로 대향 단부에 제공되는 단부판 (70a, 70b) 을 포함한다. 단부판 (70a) 은 실질적으로 원형 디스크 형상을 갖는다. 링 형상 부분 (72) 이 단부판 (70a) 의 외주연 영역에 형성된다. 링 형상 부분 (72) 은 단부판 (70a) 으로부터 축방향으로 돌출한다. 그루브 (74) 가 링 형상 부분 (72) 주위에 형성된다. 원주형의 돌출부 (76) 가 링 형상 부분 (72) 의 중심에 제공된다. 원주형의 돌출부 (76) 및 링 형상 부분 (72) 은 동일 방향에서 단부판 (70a) 으로부터 돌출한다. 홀 (78) 이 돌출부 (76) 의 중심에 형성된다.
단부판 (70a) 에서, 홀 (80) 및 스크루 홀 (82) 이 돌출부 (76) 주위의 가상 원을 따라 동일 각도 (간격) 로 교대로 형성된다. 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 홀 (80) 및 스크루 홀 (82) 은 제 1 및 제 2 브리지 (34, 60) 사이에 형성된 산소 함유 가스 공급 유닛 (67) 의 각각의 공간에 대응하는 위치에 제공된다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 단부판 (70b) 의 직경은 단부판 (70a) 의 직경 보다 크다. 단부판 (70b) 는 얇은 전기적 도전판이다.
케이싱 (18) 은 부하 인가 메카니즘 (21) 을 포함하는 제 1 케이스 유닛 (86a) 및 연료 전지 스택 (12) 을 포함하는 제 2 케이스 유닛 (86b) 을 포함한다. 단부판 (70b) 및 절연 부재는 제 1 케이스 유닛 (86a) 과 제 2 케이스 유닛 (86b) 사이에 샌드위치된다. 절연 부재는 제 2 케이스 유닛 (86b) 의 측상에 제공된다. 제 1 케이스 유닛 (86a) 과 제 2 케이스 유닛 (86b) 사이의 결합부 는 스크루 (88) 및 너트 (90) 에 의해 조여진다. 단부판 (70b) 은 유체 유닛 (19) 으로부터 부하 인가 메카니즘 (21) 으로의 뜨거운 배기 가스 또는 뜨거운 공기의 진입을 방지하는 열 배리어로서 기능한다.
링 형상 벽판 (92) 의 단부는 제 2 케이스 유닛 (86b) 에 결합되며, 헤드판 (94) 은 벽판 (92) 의 다른 단부에 결합된다. 유체 유닛 (19) 은 연료 전지 스택 (12) 의 중심축에 대하여 대칭적으로 제공된다. 구체적으로는, 실질적인 원통 리포머 (16) 가 실질적인 링 형상 열 교환기 (14) 내부에 동축적으로 제공된다.
벽판 (96) 이 단부판 (70a) 과 벽판 (96) 사이에 챔버 유닛 98) 을 형성하기 위해 단부판 (70a) 주위의 그루브 (74) 에 고정된다. 열 교환기 (14) 및 리포머 (16) 는 챔버 유닛 (98) 에 직접 접속된다. 공기는 열 교환기 (14) 를 통해 흐를 때 가열되며, 챔버 유닛 (98) 의 챔버 (98a) 를 일시적으로 채운다. 챔버 (98a) 의 공기를 일시적으로 연료 전지 스택 (12) 에 공급하기 위한 홀 80) 이 개방된다.
연료 가스 공급 파이프 (100) 및 리폼된 가스 공급 파이프 (102) 는 리포머 (16) 에 접속된다. 연료 가스 공급 파이프 (100) 는 헤드판 (94) 으로부터 외부로 연장한다. 리폼된 가스 공급 파이프 (102) 는 단부판 (70a) 의 홀 (78) 에 삽입되며, 연료 가스 공급 통로 (30) 에 접속된다.
공기 공급 파이프 (104) 및 배기 가스 파이프 (106) 는 헤드판 (94) 에 접속된다. 열 교환기 (14) 를 통해 공기 공급 파이프 (104) 로부터 챔버 유닛 (98) 으로 연장하는 채널 (108) 및 열 교환기 (14) 를 통해 연료 전지 스택 (12) 의 배 기 가스 채널 (68) 로부터 배기 가스 파이프 (106) 로 연장하는 채널 (110) 이 케이싱 (18) 에 제공된다.
부하 인가 메카니즘 (21) 은 제 1 조임 부하 (T1) 를 연료 가스 공급 통로 (30) 주위의 (근처의) 영역에 인가하는 제 1 조임 유닛 (112a) 및 제 2 조임 부하 (T2) 를 전해질 전극 어셈블리 (26) 에 인가하는 제 2 조임 유닛 (112b) 을 포함한다. 제 2 조임 부하 (T2) 는 제 1 조임 부하 (T1) 보다 작다 (T1 > T2).
도 1, 2 및 8에 도시되어 있는 바와 같이, 제 1 조임 유닛 (112a) 은 단부판 (70a) 의 하나의 대각선을 따라 형성된 스크루 홀 (82) 에 스크루된 짧은 제 1 조임 볼트 (114a) 를 포함한다. 제 1 조임 볼트 (114a) 는 연료 전지 (11) 의 스택 방향으로 연장하고, 제 1 프레서 판 (116a) 과 맞물린다. 제 1 조임 볼트 (114a) 는 세퍼레이터 (28) 의 산소 함유 가스 공급 유닛 (67) 에 제공된다. 제 1 프레서 판 (116a) 은 협소한 판이며, 제 1 가스 공급 통로 (30) 를 커버하기 위해 세퍼레이터 (28) 의 중앙 위치와 맞물린다.
제 2 조임 유닛 (112b) 은 단부판 (70a) 의 다른 대각선을 따라 형성된 스크루 홀 (82) 에 스크루된 긴 제 2 조임 볼트 (114b) 를 포함한다. 제 2 조임 볼트 (114b) 의 단부는 굴곡된 외부 섹션을 갖는 제 2 프레서 판 (116b) 를 통해 연장한다. 너트 (117) 가 제 2 조임 볼트 (114b) 의 단부에 끼워 맞춤된다. 제 2 조임 볼트 (114b) 는 세퍼레이터 (28) 의 산소 함유 가스 공급 유닛 (67) 에 제공된다. 스프링 (118) 및 스프링 시트 (119) 가 연료 전지 (11) 의 원형 디스크 (36) 상의 전해질 전극 어셈블리 (26) 에 대응하는 위치에서, 제 2 프레서 판 (116b) 의 각각의 원형 부분에 제공된다. 예를 들어, 스프링 (118) 은 세라믹 스프링이다.
이하, 연료 전지 시스템 (10) 의 동작을 설명한다.
도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 연료 전지 시스템 (10) 의 어셈블링에서, 먼저, 세퍼레이터 (28) 가 캐소드 (22) 에 대면하는 그 표면상의 채널 부재 (56) 에 결합된다. 따라서, 연료 가스 공급 통로 (30) 에 접속된 연료 가스 공급 채널 (66) 은 세퍼레이터 (28) 와 채널 부재 (56) 사이에 형성된다. 연료 가스 공급 채널 (66) 은 연료 가스 인렛 (54) 을 통해 연료 가스 채널 (46) 에 접속된다 (도 6 참조). 링 형상 절연 실 (69) 이 연료 가스 공급 통로 (30) 주위의 세퍼레이터 (28) 각각상에 제공된다.
이러한 방식으로, 세퍼레이터 (28) 가 제조된다. 8개의 전해질 전극 어셈블리 (26) 는 세퍼레이터 (28) 사이에 개재되어 연료 전지 (11) 를 형성한다. 도 3 및 4에 도시되어 있는 바와 같이, 전해질 전극 어셈블리 (26) 가 하나의 세퍼레이터 (28) 의 표면 (36a)과 다른 세퍼레이터 (28) 의 표면 (36b) 사이에 개재된다. 원형 디스크 (36) 의 연료 가스 인렛 (54) 은 애노드 (24) 각각의 중심에 위치된다.
복수의 연료 전지 (11) 는 화살표 A로 표시된 방향으로 스택되며, 단부판 (70a, 70b) 이 스택 방향으로 대향하는 단부에 제공된다. 도 1, 2 및 8에 도시되어 있는 바와 같이, 제 1 조임 유닛 (112a) 의 제 1 프레서 판 (116a) 이 연료 전지 (11) 의 중심에 제공된다.
이러한 상태에서, 짧은 제 1 조임 볼트 (114a) 가 제 1 프레서 판 (116a) 및 단부판 (70b) 을 통해 단부판 (70a) 을 향해 삽입된다. 제 1 조임 볼트 (114a) 의 팁 단부는 단부판 (70a) 의 대각선중의 하나를 따라 형성된 스크루 홀 (82) 로 스크루되며, 거기에 끼워 맞춤된다. 제 1 조임 볼트 (114a) 의 헤드는 제 1 프레서 판 (116a) 과 맞물린다. 제 1 조임 볼트 (114a) 는 제 1 프레서 판 (116a) 의 표면 압력을 조정하기 위해 스크루 홀 (82) 에서 스크루된다. 이러한 방식으로, 연료 전지 스택 (12) 에서, 제 1 조임 부하 (T1) 가 연료 가스 공급 통로 (30) 근처의 영역에 인가된다.
그 후, 스프링 (118) 및 스프링 시트 (119) 가 원형 디스크 (36) 의 각각의 위치에서 전해질 전극 어셈블리 (26) 와 축방향으로 정렬된다. 제 2 조임 유닛 (112b) 의 제 2 프레서 판 (116b) 은 스프링 (118) 의 하나의 단부에 제공된 스프링 시트 (119) 와 맞물린다.
그 후, 긴 제 2 조임 볼트 (114b) 가 제 2 프레서 판 (116b) 및 단부판 (70b) 를 통해 단부판 (70a) 을 향해 삽입된다. 제 2 조임 볼트 (114b) 의 팁 단부는 단부판 (70a) 의 다른 대각선을 따라 형성된 스크루 홀 (82) 로 스크루되며, 거기에 끼워 맞춤된다. 너트 (117) 가 제 2 조임 볼트 (114b) 의 헤드에 끼워 맞춤된다. 따라서, 너트 (117) 와 제 2 조임 볼트 (114b) 사이의 스크루 맞물림의 상태를 조정함으로써, 제 2 조임 부하 (T2) 가 각각의 스프링 (118) 의 탄성력에 의해 전해질 전극 어셈블리 (26) 에 인가된다.
연료 전지 스택 (12) 의 단부판 (70b) 은 케이싱 (18) 의 제 1 케이스 유닛 (86a) 과 제 2 케이스 유닛 (86b) 사이에 샌드위치된다. 제 1 케이스 유닛 (86a) 및 제 2 케이스 유닛 (86b) 은 스크루 (88) 및 너트 (90) 에 의해 함께 고정된다. 유체 유닛 (19) 은 제 2 케이스 유닛 (86b) 에 탑재된다. 유체 유닛 (19) 의 벽판 (96) 은 단부판 (70a) 주위의 그루브 (74) 에 부착된다. 따라서, 챔버 유닛 (98) 이 단부판 (70a) 와 벽판 (96) 사이에 형성된다.
다음으로, 연료 전지 시스템 (10) 에서, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 연료 (메탄, 에탄, 프로판 등), 및 필요한 경우 물이 연료 가스 공급 파이프 (100) 로부터 공급되며, 산소 함유 가스 (이하, "공기" 라 칭함) 가 공기 공급 파이프 (104) 로부터 공급된다.
연료는 연료 가스 (수소 함유 가스) 를 생성하기 위해 리포머 (16) 를 통과할 때 리폼된다. 연료 가스는 연료 전지 스택 (12) 의 연료 가스 공급 통로 (30) 에 공급된다. 연료 가스는 화살표 A로 표시된 스택 방향으로 이동하며, 각 연료 전지 (11) 의 세퍼레이터 (28) 의 슬릿 (62) 을 통해 연료 가스 공급 채널 (66) 로 흐른다 (도 6 참조).
연료 가스는 제 1 및 제 2 브리지 (34, 60) 사이의 연료 가스 공급 채널 (66) 을 따라 흐르며, 원형 디스크 (36) 의 연료 가스 인렛 (54) 으로부터 연료 가스 채널 (46) 로 흐른다. 연료 가스 인렛 (54) 은 전해질 전극 어셈블리 (26) 의 애노드 (24) 의 중앙 영역에 대응하는 위치에 형성된다. 따라서, 연료 가스는 연료 가스 인렛 (54) 으로부터 애노드 (24) 의 실질적인 중앙 위치로 공급되며, 연료 가스 채널 (46) 을 따라 애노드 (24) 의 중앙 영역으로부터 외부로 흐른다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 공기 공급 파이프 (104) 로부터의 공기는 열 교환기 (14) 의 채널 (108) 을 통해 흐르며, 챔버 (98a) 로 일시적으로 흐른다. 이 공기는 챔버 (98a) 에 접속된 홀 (80) 을 통해 흐르며, 연료 전지 (11) 의 실질적인 중심에 제공된 산소 함유 가스 공급 유닛 (67) 에 공급된다. 이 때, 열 교환기 (14) 에서, 후술하는 바와 같이, 배기 가스 채널 (68) 로 방출된 배기 가스가 채널 (110) 을 통해 흐르기 때문에, 연료 전지 (11) 에 공급되기 이전의 공기와 배기 가스 사이의 열 교환이 수행된다. 따라서, 이 공기는 소망하는 연료 전지 동작 온도로 사전에 가열된다.
산소 함유 가스 공급 유닛 (67) 에 공급된 공기는 전해질 전극 어셈블리 (26) 의 내주연 에지와 원형 디스크 (36) 의 내주연 에지 사이의 공간으로 화살표 B로 표시된 방향에서 흐르며, 산소 함유 가스 채널 (50) 을 향해 흐른다. 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 산소 함유 가스 채널 (50) 에서, 공기는 전해질 전극 어셈블리 (26) 의 캐소드 (22) 의 내주연 에지 (세퍼레이터 (28) 의 중앙 영역) 으로부터 외주연 에지 (세퍼레이터 (28) 의 외부 영역), 즉,외주연 영역의 하나의 단부로부터 다른 단부로 흐른다.
따라서, 전해질 전극 어셈블리 (26) 에서, 연료 가스는 중앙 영역으로부터 애노드 (24) 의 외주연 영역으로 흐르며, 공기는 캐소드 (22) 의 전극 표면상에서 화살표 B로 표시된 일 방향으로 흐른다. 이 때, 산소 이온은 전기화학 반응에 의해 전기를 생성하는 애노드 (24) 를 향해 전해질 (20) 을 통해 흐른다.
각각의 전해질 전극 어셈블리 (26) 의 외부로 방출된 배기 가스는 스택 방향 으로 배기 가스 채널 (68) 을 통해 흐른다. 배기 가스가 열 교환기 (14) 의 채널 (110) 을 통해 흐를 때, 배기 가스와 공기 사이의 열 교환이 수행된다. 그 후, 배기 가스는 배기 가스 파이프 (106) 로 방출된다.
제 1 실시형태에서, 챔버 유닛 (98) 이 단부판 (70a) 상에, 즉, 단부판 (70a) 이 제공되는 연료 전지 스택 (12) 의 일 측상에 형성된다. 열 교환기 (14) 에 의해 가열된 공기는 챔버 유닛 (98) 의 챔버 (98a) 를 일시적으로 채우며, 따라서, 온도는 전체 단부판 (70a) 에서 균일하게 된다. 단부판 (70a) 에서 열 왜곡이 발생하지 않고, 전체 연료 전지 스택 (12) 에서의 열 왜곡이 효율적으로 감소된다. 단부판 (70a) 으로부터의 열 방사가 감소되기 때문에, 연료 전지 스택 (12) 에서 균일한 동작 온도를 유지하는 것이 가능하다.
또한, 가열된 공기가 챔버 (98a) 를 일시적으로 채우기 때문에, 챔버 (98a) 에 공급된 공기의 유속은 특정 레벨에서 유지된다. 따라서, 연료 전지 (11) 에 공급된 공기의 유속은 변하지 않으며, 전력 생성이 연료 전지 (11) 각각에서 균일하게 수행된다.
또한, 챔버 유닛 (98) 은 열 교환기 (14) 및 리포머 (16) 에 직접 접속된다. 챔버 유닛 (98) 이 임의의 파이프를 요구하지 않고 열 교환기 (14) 에 접속되기 때문에, 파이프로부터의 열 방사가 챔버 유닛 (98) 과 열 교환기 (14) 사이에서 발생하지 않는다. 그 결과, 연료 전지 (11) 의 전력 생성 동안의 파이프로부터의 열 방사가 감소되고, 열 손실을 적절하게 감소시키는 것이 가능하다. 또한, 열 교환기 (14) 와 챔버 유닛 (98) 을 접속하기 위한 파이프가 요구되지 않기 때문에, 연료 전지 스택 (12) 의 전체 중량이 감소되며, 연료 전지 스택 (12) 의 부피가 파이프의 제거에 의해 감소된다. 연료 전지 스택 (12) 의 사이즈를 감소시키는 것이 가능하다.
또한, 연료 전지 (11) 에서 발생된 열 및 챔버 (98a) 에서의 일시적인 공기의 열은 단부판 (70a) 을 가온 (warming) 하는데 이용된다. 따라서, 단부판 (70a) 으로부터의 열 방사가 감소된다. 파이프가 요구되지 않기 때문에, 파이프로부터의 열 방사가 발생하지 않는다. 연료 전지 스택 (12) 의 시작 동작에서의 개선이 달성된다.
또한, 케이싱 (18) 에서, 열 교환기 (14) 및 리포머 (16) 를 포함하는 유체 유닛 (19) 이 연료 전지 스택 (12) 에 직접 접속되며, 케이싱 (18) 의 일 측상에만 제공된다. 따라서, 전체 유체 유닛 (19) 에서의 열 방사 면적이 감소되며, 열 손실의 감소가 용이하게 달성된다. 또한, 열을 수용하거나 방사하는 유체 유닛 (19) 이 케이싱 (18) 내부에 배치된다. 따라서, 유체 유닛 (19) 과 관련된 부피가 감소되며, 유체 유닛 (19) 으로부터의 열 방사량이 감소된다. 그 결과, 열 효율의 개선이 달성된다.
또한, 리포머 (16) 가 열 교환기 (14) 내부에 제공되며, 열 교환기 (14) 및 리포머 (16) 가 연료 전지 스택 (12) 의 중심 축에 대하여 대칭적으로 제공된다. 따라서, 리포머 (16) 에 대한 열 절연이 개선된다. 유체 유닛 (19) 에서 발생된 열 스트레스를 감소시키는 것이 가능하다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 연료 전지 시스템 (120) 을 도시하 는 단면도이다. 제 1 실시형태에 따른 연료 전지 시스템 (10) 의 구성 요소와 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호로 라벨되며, 그 설명은 생략한다. 후술하는 바와 같은 제 3 실시형태에서, 제 1 실시형태에 따른 연료 전지 시스템 (10) 의 구성 요소와 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호로 라벨되며, 그 설명은 생략한다.
연료 전지 시스템 (120) 은 케이싱 (18) 에 제공된 연료 전지 스택 (122) 을 포함한다. 연료 전지 스택 (122) 은 복수의 연료 전지 (124) 를 화살표 A로 표시된 방향에서 스택함으로써 형성된다. 연료 전지 스택 (122) 은 단부판 (70a, 70b) 사이에 샌드위치된다.
도 10 및 11에 도시되어 있는 바와 같이, 연료 전지 (124) 에서, 산소 함유 가스는 캐소드 (22) 의 외부연 에지로부터 내주연 에지까지 화살표 C로 표시된 방향으로, 제 1 실시형태의 경우에서의 흐름 방향과 대향하는 방향으로 전해질 전극 어셈블리 (26) 의 캐소드 (22) 를 따라 흐른다.
산소 함유 가스 유닛 (67) 이 원형 디스크 (36) 의 외부에 제공된다. 배기 가스 채널 (68) 이 원형 디스크 (36) 내부의 제 1 브리지 (34) 사이의 공간에 의해 형성된다. 배기 가스 채널 (68) 은 스택 방향으로 연장한다. 원형 디스크 (36) 각각은 양 측상에서 각각 인접 원형 디스크 (36) 를 향해 돌출하는 연장부 (126a, 126b) 를 포함한다. 공간 (128) 이 인접 연장부 (126a, 126b) 사이에 형성된다. 배플판 (130) 이 각각의 공간 (128) 에 제공된다. 이 배플판 (130) 은 스택 방향으로 공간 (128) 을 따라 연장한다.
도 12에 도시되어 있는 바와 같이, 산소 함유 가스 채널 (50) 이 화살표 C로 표시된 방향에서 원형 디스크 (36) 의 외부 영역과 전해질 전극 어셈블리 (26) 의 외부 영역 사이의 공간으로부터 산소 함유 가스를 공급하는 산소 함유 가스 공급 유닛 (67) 에 접속된다. 산소 함유 가스 공급 유닛 (67) 은 원형 디스크 (36) 의 연장부 (126a, 126b) 외부의 영역을 포함하는 세퍼레이터 (28) 주위에 형성된다.
도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 홀 (80) 을 통해 배기 가스 채널 (68) 에 접속된 챔버 (132a) 를 갖는 챔버 유닛 (132) 이 단부판 (70a) 에 형성된다. 연료 전지 (124) 로부터 방출된 배기 가스는 챔버 (132a) 를 일시적으로 채운다. 배기 가스는 챔버 (132a) 에 직접 개방된 개구 (133) 를 통해 열 교환기 (14) 에서 채널 (110) 을 통해 흐른다.
공기 공급 파이프 (134) 및 배기 가스 파이프 (136) 가 헤드판 (94) 에 접속된다. 공기 공급 파이프 (134) 는 리포머 (16) 근처의 위치로 연장한다. 배기 가스 파이프 (136) 의 단부는 헤드판 (94) 에 접속된다.
제 2 실시형태에서, 연료 가스는 리포머 (16) 를 통해 연료 가스 공급 파이프 (100) 로부터 연료 가스 공급 통로 (30) 로 흐른다. 산소 함유 가스로서 공기는 열 교환기 (14) 에서 공기 공급 파이프 (134) 로부터 채널 (108) 로 흐르며, 연료 전지 (124) 외부의 산소 함유 가스 공급 유닛 (67) 으로 공급된다. 도 12에 도시되어 있는 바와 같이, 공기는 화살표 C로 표시된 방향에서 전해질 전극 어셈블리 (26) 의 외부 영역과 원형 디스크 (36) 의 외부 영역 사이의 공간으로부터 흐르며, 전해질 전극 어셈블리 (26) 각각에서 산소 함유 가스 채널 (50) 로 공급된다.
따라서, 전해질 전극 어셈블리 (26) 에서 전력 생성이 수행된다. 전력 생성의 반응에 있어서의 소모 이후에 연료 가스와 공기의 혼합물로서 배기 가스가 세퍼레이터 (28) 의 배기 가스 채널 (68) 을 통해 스택 방향으로 흐른다. 배기 가스는 홀 (80) 을 통해 흐르며, 단부판 (70a) 에 형성된 챔버 유닛 (132) 의 챔버 (132a) 를 일시적으로 채운다. 또한, 배기 가스가 채널 (110) 을 통해 열 교환기 (14) 로 흐를 때, 배기 가스와 공기 사이에서 열 교환이 수행된다. 그 후, 배기 가스는 배기 가스 파이프 (136) 로 방출된다.
제 2 실시형태에서, 각각의 연료 전지 (124) 에서 소모된 배기 가스는 챔버 (132a) 를 일시적으로 채운다. 따라서, 전체 단부판 (70a) 이 균일하게 가열된다. 또한, 배기 가스를 열 교환기 (14) 로 공급하는 개구 (133) 는 챔버 (132a) 에 대해 직접 개방된다. 배기 열을 방출하는 파이프가 요구되지 않는다. 따라서, 제 1 실시형태의 경우에서와 동일한 이점이 획득될 수 있다. 예를 들어, 전체 연료 전지 스택 (122) 에서의 열 왜곡이 효율적으로 감소되며, 열 효율의 개선이 달성된다.
도 13은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 연료 전지 시스템 (140) 을 도시하는 단면도이다.
이 연료 전지 시스템 (140) 은 연료 전지 스택 (142) 을 포함한다. 연료 전지 스택 (142), 열 교환기 (14) 및 리포머 (16) 가 케이싱 (144) 에 제공된다. 연료 전지 스택 (142) 은 화살표 A로 표시된 방향으로 복수의 연료 전지 (146) 를 스택함으로써 형성된다.
도 14 및 15에 도시되어 있는 바와 같이, 연료 전지 (146) 는 한 쌍의 세퍼레이터 (150) 사이에서 복수, 예를 들어, 8개의 전해질 전극 어셈블리 (26) 를 포함한다. 세퍼레이터 (150) 각각은 제 1 판 (152), 제 2 판 (154), 및 제 1 판과 제 2 판 (152, 154) 사이에 개재된 제 3 판 (156) 을 포함한다. 예를 들어, 제 1 내지 제 3 판 (152, 154, 156) 은 예를 들어, 스테인리스 합금의 금속판이다.
제 1 판 (152) 은 제 1 소형 직경 단부 부분 (164) 및 협소한 브리지 (162) 를 통해 제 1 소형 직경 단부 부분 (164) 에 접속된 8개의 원형 디스크 (158) 를 포함한다. 연료 가스 공급 통로 (30) 가 제 1 소형 직경 단부 부분 (164) 을 통해 연장한다. 제 1 원형 디스크 (158) 각각은 제 1 돌출부 (166) 및 제 1 돌출부 (166) 주위의 링 형상 돌출부 (168) 를 갖는다. 연료 가스 인렛 (54) 이 제 1 원형 디스크 (158) 의 각각의 중심에 형성된다. 배기 가스 채널 (68) 은 제 1 원형 디스크 (158) 내부에서, 화살표 A로 표시된 방향으로 연장한다.
제 2 판 (154) 은 굴곡된 외부 섹션 (170) 을 갖는다. 굴곡된 외부 섹션 (170) 의 각각의 굴곡된 부분에서, 제 2 원형 디스크 (174) 가 굴곡된 외부 섹션 (170) 으로부터 내부로 연장하는 브리지 (172) 를 통해 굴곡된 외부 섹션 (170) 과 일체형으로 형성된다. 제 2 원형 디스크 (174) 는 전해질 전극 어셈블리 (26) 의 캐소드 (22) 와 접촉하는 제 2 돌출부 (176) 를 갖는다. 산소 함유 가스 인렛 (178) 이 제 2 원형 디스크 (174) 의 각각의 중심에 형성된다.
제 3 판은 굴곡된 외부 섹션 (180) 을 포함한다. 굴곡된 외부 섹션 (180) 의 각각의 굴곡된 부분에서, 제 3 원형 디스크 (184) 가 굴곡된 외부 섹션 (180) 으로부터 내부로 연장하는 브리지 (182) 를 통해 굴곡된 외부 섹션 (180) 과 일체형으로 형성된다. 제 3 원형 디스크 (184) 는 제 1 판 (152) 에 대면하는 그 표면상에 제 3 돌출부 (186) 를 갖는다. 제 3 원형 디스크 (184) 는 브리지 (188) 를 통해 제 2 소형 직경 단부 부분 (190) 에 접속된다. 연료 가스 공급 통로 (30) 에 접속된 복수의 슬릿 (192) 이 제 2 소형 직경 단부 부분 (190) 에 방사적으로 형성된다. 이 슬릿 (192) 은 제 2 소형 직경 단부 부분 (190) 의 외주연 영역에 형성된 리세스 (194) 에 접속된다.
도 16에 도시되어 있는 바와 같이, 연료 가스 공급 채널 (66) 이 제 1 및 제 3 판 (152, 156) 사이에 형성되며, 산소 함유 가스 채널 (50) 이 제 2 및 제 3 판 (154, 156) 사이에 형성된다. 절연 실 (196) 이 전해질 전극 어셈블리 (26) 를 샌드위치하는 제 1 및 제 2 판 (152, 154) 사이의 외부 섹션 (170) 을 따라 제공된다 (도 14 참조).
도 13에 도시되어 있는 바와 같이, 연료 전지 스택 (142) 은 스택 방향으로 연료 전지 (146) 의 대향 단부에 제공된 단부판 (200a, 200b) 을 포함한다. 조임 볼트 (202) 가 단부판 (200a, 200b) 의 외부 영역으로 삽입된다. 너트 (204) 가 단부판 (200a, 200b) 사이의 구성요소에 조임 부하를 인가하는 조임 볼트 (202) 의 팁 단부에 끼워 맞춤된다.
조임 볼트 (202) 는 단부판 (200a) 에 전기적으로 접속되고, 단부판 (200b) 으로부터 전기적으로 절연된다. 배기 가스용의 제 1 챔버 유닛 (206) 이 단부판 (200a) 에 형성된다. 또한, 배기 가스용의 제 2 챔버 유닛 (207) 이 단부판 (200b) 에 형성된다.
제 1 챔버 유닛 (206) 은 단부판 (200a) 과 유체 유닛 (19) 사이에 형성된다. 제 1 챔버 유닛 (206) 에서의 챔버 (206a) 는 단부판 (200a) 의 복수의 홀 (208a) 을 통해 배기 가스 채널 (68) 에 접속된다. 제 1 챔버 유닛 (206) 은 열 교환기 (14) 의 채널 (110) 에 챔버 (206a) 에서의 일시적 배기 가스를 공급하는 챔버 (206a) 에 직접 개방된다. 제 2 챔버 유닛 (207) 은 단부판 (200b) 과 내부 벽판 (210) 사이에 형성된다. 제 2 챔버 유닛 (207) 은 복수의 홀 (208b) 을 통해 배기 가스 채널 (68) 에 접속된 챔버 (207a) 를 갖는다. 내부 벽판 (210) 의 대향 단부는 열 교환기 (14) 의 외부 영역에 고정되어 케이싱 (144) 에서 공기 채널 (212) 을 형성한다.
케이싱 (144) 은 연료 전지 스택 (142) 을 포함하는 제 1 케이스 유닛 (214a) 및 유체 유닛 (19) 을 포함하는 제 2 케이스 유닛 (214b) 을 포함한다. 제 1 케이스 유닛 (214a) 은 단부판 (200b) 에 전기적으로 접속된 제 1 출력 단자 (216a), 및 열 교환기 (14) 와 제 2 케이스 유닛 (214b) 을 통해 단부판 (200a) 에 전기적으로 접속된 제 2 출력 단자 (216b) 를 갖는다. 제 1 출력 단자 (216a) 는 제 1 케이스 유닛 (214a) 과 내부 벽판 (210) 으로부터 전기적으로 절연된다.
공기 공급 파이프 (218) 가 제 1 케이스 유닛 (214a) 에 접속된다. 공기 공급 파이프 (218) 에 공급된 공기는 공기 채널 (212) 을 통해 흐르며, 열 교환기 (14) 의 채널 (108) 에 공급된다. 연료 가스 공급 파이프 (100) 및 배기 가스 파이프 (106) 는 제 2 케이스 유닛 (214b) 에 접속된다.
제 3 실시형태에서, 연료가 연료 가스 공급 파이프 (100) 로부터 리포머 (06) 로 공급된다. 리포머 (16) 는 연료 가스를 생성하기 위해 연료를 리폼한다. 연료 가스는 연료 전지 스택 (142) 의 연료 가스 공급 통로 (30) 에 공급된다. 도 16에 도시되어 있는 바와 같이, 연료 가스는 연료 가스 공급 채널 (66) 을 통해 흐르며, 이 연료 가스는 연료 가스 인렛 (54) 으로부터 각각의 전해질 전극 어셈블리 (26) 의 애노드 (24) 의 실질적 중앙 영역으로 공급된다.
도 13에 도시되어 있는 바와 같이, 공기는 공기 공급 파이프 (218) 로부터 공기 채널 (212) 로 공급된다. 이 공기는 공기 채널 (212) 을 통해 열 교환기 (14) 의 채널 (108) 로 흐른다. 후술하는 바와 같이, 배기 가스는 열 교환기 (14) 의 채널 (110) 로 공급된다. 배기 가스에 의해 가열된 공기는 연료 전지 스택 (142) 의 외부 영역에 제공된 산소 함유 가스 공급 유닛 (67) 에 공급된다.
도 16에 도시되어 있는 바와 같이, 산소 함유 가스 공급 유닛 (67) 에 공급된 공기는 산소 함유 가스 채널 (50) 을 통해 흐르며, 산소 함유 가스 인렛 (178) 으로부터 전해질 전극 어셈블리 (26) 의 캐소드 (22) 의 실질적 중앙 영역으로 공급된다. 따라서, 전력 생성이 전해질 전극 어셈블리 (26) 각각에서 수행된다. 반응에서의 소모 이후에 연료 가스 및 공기를 함유하는 배기 가스는 각각의 전해질 전극 어셈블리 (26) 주위에 형성된 배기 가스 채널 (68) 로 방출된다.
배기 가스 채널 (68) 로 방출된 배기 가스는 스택 방향으로 흐른다. 이 배기 가스는 단부판 (200a, 200b) 의 홀 (208a, 208b) 을 통해 흐르고, 제 1 및 제 2 챔버 유닛 (206, 207) 의 챔버 (206a, 207a) 를 채운다. 챔버 (206a) 에서의 일시적 배기 가스는 채널 (110) 로 공급된다. 열 교환이 열 교환기 (14) 에서 수행된 이후에, 배기 가스는 배기 가스 파이프 (106) 로 방출된다.
제 3 실시형태에서, 배기 채널 (68) 로부터 방출된 배기 가스는 단부판 (200a) 에 형성된 제 1 챔버 유닛 (206) 의 챔버 (206a) 를 일시적으로 채운다. 따라서, 제 1 및 제 2 실시형태의 경우에서와 동일한 이점이 달성될 수 있다. 예를 들어, 온도는 전체 단부판 (200a) 에서 균일하게 되고, 단부판 (200a) 으로부터의 열 방사를 감소시키는 것이 가능하다.
또한, 제 3 실시형태에서, 단부판 (200b) 및 내벽판 (210) 은 제 2 챔버 유닛 (207) 을 형성한다. 배기 가스 채널 (68) 로부터의 배기 가스는 홀 (208b) 을 통해 흐르고, 제 2 챔버 유닛 (207) 의 챔버 (207a) 를 일시적으로 채운다. 따라서, 제 1 및 제 2 챔버 유닛 (206, 207) 은 스택 방향으로 연료 전지 스택 (142) 의 연료 전지 (146) 의 대향 단부에 형성된다. 뜨거운 배기 가스가 제 1 및 제 2 챔버 유닛 (206, 207) 각각을 채운다. 따라서, 열 절연 성능에서의 또 다른 개선이 달성된다.
본 발명을 바람직한 실시형태를 참조하여 구체적으로 도시하고 설명하였고, 그 변형 및 변경이 첨부한 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

Claims (10)

  1. 스택 방향으로 함께 스택된 복수의 연료 전지 (11) 및 상기 스택 방향에서 상기 연료 전지 (11) 의 대향 단부에 제공된 단부판 (70a) 을 포함하는 연료 전지 스택 (12) 으로서, 상기 연료 전지 (11) 는 전해질 전극 어셈블리 (26) 및 상기 전해질 전극 어셈블리 (26) 를 샌드위치하는 세퍼레이터 (28) 를 각각 포함하고, 상기 전해질 전극 어셈블리 (26) 는 애노드 (24), 캐소드 (22), 및 상기 애노드 (24) 와 상기 캐소드 (22) 사이에 개재된 전해질 (20) 을 포함하는, 상기 연료 전지 스택 (12);
    상기 연료 전지 스택 (12) 에 공급될 산소 함유 가스를 가열하는 열 교환기 (14);
    연료를 리폼하여 연료 가스를 생성하는 리포머 (16); 및
    상기 연료 전지 스택 (12), 상기 열 교환기 (14), 및 상기 리포머 (16) 를 포함하는 케이싱 (18) 을 포함하며,
    챔버 유닛 (98) 이 상기 단부판 (70a) 중의 하나에 형성되며, 상기 열 교환기 (14) 에 의해 가열된 상기 산소 함유 가스는 상기 챔버 유닛 (98) 을 일시적으로 채우며,
    상기 열 교환기 (14) 및 상기 리포머 (16) 는 상기 챔버 유닛 (98) 에 직접 접속되는, 연료 전지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버 유닛 (98) 은 상기 챔버 유닛 (98) 에서의 일시적인 상기 산소 함유 가스를 상기 연료 전지 스택 (12) 에 공급하는 개구 (80) 를 갖는, 연료 전지 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 교환기 (14) 및 상기 리포머 (16) 는 상기 연료 전지 스택 (12) 의 일 측상에 제공되는, 연료 전지 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 리포머 (16) 는 상기 열 교환기 (14) 내부에 제공되며,
    상기 열 교환기 (14) 및 상기 리포머 (16) 는 상기 연료 전지 스택 (12) 의 중심축에 대하여 대칭적으로 제공되는, 연료 전지 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    연료 가스 공급 통로 (30) 가 상기 스택 방향으로 상기 연료 가스를 공급하기 위해 상기 연료 전지 스택 (12) 의 중심을 통해 연장하고,
    상기 열 교환기 (14) 에 의해 가열된 상기 산소 함유 가스를 상기 스택 방향으로 공급하는 산소 함유 가스 공급 유닛 (67) 이 상기 연료 가스 공급 통로 (30) 주위에 형성되며,
    배기 가스를 상기 열 교환기 (14) 에 공급하는 배기 가스 채널 (68) 이 상기 연료 전지 스택 (12) 의 외부 영역에 형성되는, 연료 전지 시스템.
  6. 스택 방향으로 함께 스택된 복수의 연료 전지 (124) 및 상기 스택 방향에서 상기 연료 전지 (124) 의 대향 단부에 제공된 단부판 (70a) 을 포함하는 연료 전지 스택 (122) 으로서, 상기 연료 전지 (124) 는 전해질 전극 어셈블리 (26) 및 상기 전해질 전극 어셈블리 (26) 를 샌드위치하는 세퍼레이터 (28) 를 각각 포함하고, 상기 전해질 전극 어셈블리 (26) 는 애노드 (24), 캐소드 (22), 및 상기 애노드 (24) 와 상기 캐소드 (22) 사이에 개재된 전해질 (20) 을 포함하는, 상기 연료 전지 스택 (122);
    상기 연료 전지 스택 (122) 에 공급될 산소 함유 가스를 가열하는 열 교환기 (14);
    연료를 리폼하여 연료 가스를 생성하는 리포머 (16); 및
    상기 연료 전지 스택 (122), 상기 열 교환기 (14), 및 상기 리포머 (16) 를 포함하는 케이싱 (18) 을 포함하며,
    챔버 유닛 (132) 이 상기 단부판 (70a) 중의 하나에 형성되며, 상기 전해질 전극 어셈블리 (26) 에서의 반응에 있어서의 소모 이후에 방출된 배기 가스가 상기 챔버 유닛 (132) 을 일시적으로 채우며,
    상기 열 교환기 (14) 및 상기 리포머 (16) 는 상기 챔버 유닛 (132) 에 직접 접속되는, 연료 전지 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 챔버 유닛 (132) 은 상기 챔버 유닛 (132) 에서의 일시적인 배기 가스를 상기 열 교환기 (14) 에 공급하기 위한 상기 챔버 유닛 (132) 에 직접 개방되는 개구 (80) 를 갖는, 연료 전지 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 열 교환기 (14) 및 상기 리포머 (16) 는 상기 연료 전지 스택 (122) 의 일 측상에 제공되는, 연료 전지 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 리포머 (16) 는 상기 열 교환기 (14) 내부에 제공되며,
    상기 열 교환기 (14) 및 상기 리포머 (16) 는 상기 연료 전지 스택 (122) 의 중심축에 대하여 대칭적으로 제공되는, 연료 전지 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    연료 가스 공급 통로 (30) 가 상기 스택 방향으로 상기 연료 가스를 공급하기 위해 상기 연료 전지 스택 (122) 의 중심을 통해 연장하고,
    상기 열 교환기 (14) 에 상기 배기 가스를 공급하는 배기 가스 채널 (68) 이 상기 연료 가스 공급 통로 (30) 주위에 형성되며,
    상기 열 교환기 (14) 에 의해 가열된 상기 산소 함유 가스를 공급하는 산소 함유 가스 공급 유닛 (67) 이 상기 연료 전지 스택 (122) 의 외부 영역에 형성되는, 연료 전지 시스템.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100853977B1 (ko) * 2004-12-22 2008-08-25 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤 연료 전지 시스템

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4943037B2 (ja) * 2005-07-27 2012-05-30 京セラ株式会社 燃料電池モジュール
JP5021238B2 (ja) * 2006-05-18 2012-09-05 本田技研工業株式会社 燃料電池システム
EP3035430B1 (de) 2014-12-19 2019-09-25 Hexis AG Brennstoffzellenmodul
WO2020005987A1 (en) * 2018-06-25 2020-01-02 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Electrochemical assembly including heat exchanger
WO2021127502A1 (en) 2019-12-20 2021-06-24 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Apparatus including electrochemical devices and heat exchanger

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60205972A (ja) * 1984-03-29 1985-10-17 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 燃料電池
JPS6158176A (ja) * 1984-08-30 1986-03-25 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 燃料電池
JPS643971U (ko) 1987-06-25 1989-01-11
JPH0654677B2 (ja) * 1987-06-26 1994-07-20 株式会社日立製作所 溶融炭酸塩型燃料電池
JPH0758619B2 (ja) 1990-09-13 1995-06-21 株式会社日立製作所 複合大容量型ガスヘッダー構造
JPH0547409A (ja) * 1991-08-20 1993-02-26 Fuji Electric Co Ltd 固体電解質型燃料電池
JPH05251100A (ja) 1992-03-05 1993-09-28 Toshiba Corp 燃料電池の電解液補給方法
DE59610198D1 (de) * 1996-06-19 2003-04-10 Sulzer Hexis Ag Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung mit Brennstoffzellen
EP0818840B1 (de) * 1996-07-11 2002-04-03 Sulzer Hexis AG Verfahren zur gleichzeitigen Erzeugung von elektrischer Energie und Wärme für Heizzwecke
US5789091C1 (en) * 1996-11-19 2001-02-27 Ballard Power Systems Electrochemical fuel cell stack with compression bands
US5851689A (en) * 1997-01-23 1998-12-22 Bechtel Corporation Method for operating a fuel cell assembly
JP3483116B2 (ja) 1998-06-15 2004-01-06 松下電器産業株式会社 高分子電解質型燃料電池
JP2000058091A (ja) * 1998-07-31 2000-02-25 Sulzer Hexis Ag 高温燃料電池を有するプラント
JP3918375B2 (ja) * 1999-09-24 2007-05-23 トヨタ自動車株式会社 燃料電池
JP4292656B2 (ja) * 1999-11-12 2009-07-08 いすゞ自動車株式会社 燃料電池組立体
KR20010076243A (ko) * 2000-01-25 2001-08-11 요트 루나우 액체 연료용 연료 전지
JP2002124289A (ja) * 2000-10-19 2002-04-26 Hitachi Metals Ltd 固体電解質型燃料電池システム
JP4227736B2 (ja) * 2001-04-04 2009-02-18 三菱重工業株式会社 固体高分子水電解セル構造体
JP4362359B2 (ja) * 2003-12-26 2009-11-11 本田技研工業株式会社 燃料電池及び燃料電池スタック
US7517602B2 (en) * 2003-12-26 2009-04-14 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell and fuel cell stack
US7422810B2 (en) * 2004-01-22 2008-09-09 Bloom Energy Corporation High temperature fuel cell system and method of operating same
JP4706190B2 (ja) * 2004-05-13 2011-06-22 三菱マテリアル株式会社 固体酸化物形燃料電池
JP4654021B2 (ja) * 2004-12-22 2011-03-16 本田技研工業株式会社 多管式熱交換装置及びその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100853977B1 (ko) * 2004-12-22 2008-08-25 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤 연료 전지 시스템
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