KR20130036646A - Flow guide apparatus of fluid pass parts for fuel cell vehicle - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A flow guide apparatus of fluid pass parts is provided to uniformly distribute the pass parts in the housing space and to improve the coupling strength of the housing, thereby preventing the house from swelling. CONSTITUTION: A flow guide apparatus of fluid pass parts has a flow guide(17) for guiding the flow of fluid to an inlet(15) in the fluid pass parts of a fuel battery for a vehicle which allows the fluid to pass into a housing(10); and one or more housing coupling parts(20) for coupling the first and second housings to the center part of the housing. The flow guide apparatus additionally includes another flow guide(18) in the inlet of the housing except for the above flow guide. [Reference numerals] (AA) Cooling water;

Description

연료전지 차량용 유체 유동 부품의 유동 가이드 장치 {Flow guide apparatus of fluid pass parts for fuel cell vehicle}Flow guide apparatus for fluid cell parts for fuel cell vehicles

본 발명은 연료전지 차량용 유체 유동 부품의 유동 가이드 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료전지 차량용 유체 유동 부품의 유체 유동 분배 성능을 향상시킴과 동시에 하우징 체결 강성을 향상시켜, 유체 유동 부품에 고온고압의 유체가 흐를 시에도 하우징 부풀음을 방지할 수 있는 연료전지 차량용 유체 유동 부품의 유동 가이드 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a flow guide device for a fluid flow component for a fuel cell vehicle, and more particularly, to improve the fluid flow distribution performance of the fluid flow component for a fuel cell vehicle and to improve the housing fastening rigidity, thereby providing high temperature and high pressure to the fluid flow component. The present invention relates to a flow guide device for a fluid flow part for a fuel cell vehicle that can prevent housing swelling even when the fluid flows.

차량에 탑재되는 연료전지 시스템은 크게 전기에너지를 발생시키는 연료전지 스택, 연료전지 스택에 연료(수소)를 공급하는 연료공급장치, 연료전지 스택에 전기화학반응에 필요한 산화제인 공기 중 산소를 공급하는 공기공급장치, 연료전지 스택의 반응열을 시스템 외부로 제거하고 연료전지 스택의 운전온도를 제어하는 열 및 물 관리 시스템(TMS:Thermal Management System)으로 구성된다.A fuel cell system mounted on a vehicle includes a fuel cell stack that generates electric energy largely, a fuel supply device for supplying fuel (hydrogen) to the fuel cell stack, and a supply of oxygen in the air, an oxidant required for an electrochemical reaction, to the fuel cell stack. It consists of a thermal management system (TMS) that removes the heat of reaction from the air supply and the fuel cell stack to the outside of the system and controls the operating temperature of the fuel cell stack.

이와 같은 구성으로 연료전지 시스템에서는 연료인 수소와 공기 중의 산소에 의한 전기화학반응에 의해 전기를 발생시키고, 반응부산물로 열과 물을 배출하게 된다.With such a configuration, the fuel cell system generates electricity by an electrochemical reaction by hydrogen, which is a fuel, and oxygen in the air, and discharges heat and water as reaction byproducts.

상기한 연료전지 시스템에서는 특히 반응부산물로 열을 발생시키므로 스택의 온도 상승을 방지하기 위해서는 스택을 냉각시키는 장치가 필수적이다. 또한 연료전지 시스템에서 가장 시급하고 어려운 문제가 냉시동성 확보 전략이므로 열 및 물관리 시스템의 역할은 무엇보다 중요하다 할 수 있다.In the fuel cell system, since the heat is generated as a reaction byproduct, an apparatus for cooling the stack is essential to prevent the temperature rise of the stack. In addition, the most urgent and difficult problem in the fuel cell system is the strategy of securing cold startability, so the role of the heat and water management system may be important.

주지된 바와 같이, TMS 라인의 냉각수는 스택을 냉각시키는 냉매(冷媒) 역할과 더불어, 냉시동시에는 히터에 의해 급속 가열되어 스택에 공급됨으로써 스택을 급속 해빙하는 열매(熱媒) 역할을 한다.As is well known, the cooling water of the TMS line serves as a refrigerant for cooling the stack, and also serves as a fruit for rapidly thawing the stack by being rapidly heated by a heater and supplied to the stack during cold startup.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 연료전지 차량용 냉각수 히터는 냉각수가 그 내부를 통과하여 흐르게 되는 유체 유동 부품으로서, 냉각수가 유입되어 흐르는 하우징(1)에 다수 개의 히터봉(2)이 관통한 구조로 설치되어 있고, 펌프에서 토출된 냉각수가 하우징 입구(3)로 유입된 후 상기 히터봉(2) 주변을 지나 하우징 출구(4)를 통해 배출될 때 상기 히터봉(2)들에 의해 가열되게 된다.Meanwhile, as shown in FIG. 1, the conventional fuel cell vehicle coolant heater is a fluid flow part in which coolant flows through the inside thereof, and a plurality of heater rods 2 are provided in the housing 1 through which the coolant flows. It is installed in the penetrating structure, and when the coolant discharged from the pump flows into the housing inlet (3) and then passes around the heater rod (2) through the housing outlet (4) to the heater rods (2) By heating.

이러한 종래의 냉각수 히터는 히터봉(2)의 발열량이 매우 높기 때문에 하우징 입구(3)로 유입된 냉각수가 항시 하우징(1)의 내부공간으로 균등하게 확산 분배되어 히터봉(2) 주변을 통과하여야 히터의 과열을 방지하고 효율적인 열전달이 유지될 수 있게 된다.In the conventional cooling water heater, since the heat generation amount of the heater rod 2 is very high, the coolant flowing into the housing inlet 3 should always be distributed evenly to the inner space of the housing 1 to pass around the heater rod 2. It is possible to prevent overheating of the heater and to maintain efficient heat transfer.

이에 종래의 냉각수 히터는 유체의 유동 분배성을 증대하기 위하여 도 1과 같이 유동 가이드(6)를 하우징(1)에 내설하였으며, 이에 하우징 입구(3)를 통해 유입된 냉각수가 하우징(1)의 내부공간으로 고르게 확산되어 히터봉(2) 주변을 통과하도록 하였다.Accordingly, the conventional coolant heater has installed the flow guide 6 in the housing 1 as shown in FIG. 1 to increase the flow distribution of the fluid. Thus, the coolant introduced through the housing inlet 3 of the housing 1 Spread evenly into the inner space to pass around the heater rod (2).

그러나, 상기와 같은 종래의 냉각수 히터는 하우징이 이중 격벽 구조로 구성되고 상기 하우징에 강성 확보를 위한 다수의 웨이브 리브가 형성되었음에도 불구하고, 고온고압의 냉각수가 유입되어 흐를 시 하우징이 부풀어 올라 하우징 크랙(crack) 및 냉각수 리크(leak) 현상이 발생하게 되는 문제가 있었다.However, the conventional cooling water heater as described above, although the housing is composed of a double partition structure and a plurality of wave ribs for securing rigidity are formed in the housing, the housing swells when the high temperature and high pressure coolant flows and the housing cracks ( There was a problem that cracks and coolant leakage (leak) occurs.

한편, 도 2는 종래의 연료전지 차량용 유체 유동 부품에 고온고압의 유체를 통과시킬 시 하우징의 부풀음 해석 결과를 나타낸 도면으로, 하우징의 중앙부를 중심으로 하우징이 부풀어 오르게 됨을 확인하였다.
On the other hand, Figure 2 is a view showing the result of the swelling analysis of the housing when passing the fluid of high temperature and high pressure to the fluid flow component for a conventional fuel cell vehicle, it was confirmed that the housing swells around the center of the housing.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 연료전지 차량용 유체 유동 부품의 하우징을 통과하는 유체 유동을 하우징의 내부공간에 고르게 분배시켜 안내함과 동시에 상기 하우징의 체결 강성을 향상시켜, 유체 유동 부품에 고온고압의 유체가 흐를 시에도 하우징 부풀음을 방지할 수 있는 연료전지 차량용 유체 유동 부품의 유동 가이드 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been invented to solve the above problems, and evenly distributes and directs the fluid flow passing through the housing of the fluid flow component for fuel cell vehicles to the inner space of the housing, and at the same time improve the fastening rigidity of the housing, An object of the present invention is to provide a flow guide device for a fluid flow part for a fuel cell vehicle that can prevent housing swelling even when a high temperature and high pressure fluid flows through the fluid flow part.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 하우징 내부로 유체가 흘러 통과하게 되는 연료전지 차량용 유체 유동 부품에서, 상기 하우징의 입구 측에 유체의 유동을 안내하기 위한 유동 가이드가 구성되고, 상기 하우징의 중앙부에 제1 및 제2 하우징을 체결시키기 위한 하우징 체결부가 적어도 하나 이상 구성된 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 유체 유동 부품의 유동 가이드 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the fluid flow component for a fuel cell vehicle that the fluid flows through the housing, the flow guide for guiding the flow of the fluid on the inlet side of the housing is configured, Provided is a flow guide device for a fluid flow component for a fuel cell vehicle, characterized in that at least one housing fastening portion configured to fasten the first and second housings to a central portion thereof.

바람직하게, 상기 하우징의 입구 측에는 상기 유동 가이드 외에 유체의 유동을 안내하기 위한 다른 유동 가이드가 더 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the inlet side of the housing, in addition to the flow guide is characterized in that it is further configured for other flow guide for guiding the flow of the fluid.

또한 바람직하게, 상기 하우징의 입구 측에는 제1 및 제2 하우징을 체결시키기 위한 하우징 체결부가 더 구성된 것을 특징으로 한다.Also preferably, the housing fastening portion for fastening the first and second housings is further configured on the inlet side of the housing.

또한, 상기 하우징의 입구 측에 구성되는 유동 가이드들은 제1 및 제2 출구의 배치방향에 따라 하우징의 좌우 양편으로 배치되어 어느 하나가 입구에 근접하게 배치되고 다른 하나는 상대적으로 입구에서 멀리 배치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the flow guides configured on the inlet side of the housing are arranged on both left and right sides of the housing according to the arrangement direction of the first and second outlets so that one is disposed close to the inlet and the other is relatively far from the inlet. It is characterized by.

또한, 상기 하우징 체결부는 제1 및 제2 하우징의 내벽면에서 각각 돌출 형성되는 제1 및 제2 볼트 삽입부, 이 볼트 삽입부를 관통하여 상기 제1 및 제2 하우징을 체결시킬 수 있는 체결부재, 그리고 상기 제1 및 제2 볼트 삽입부 사이를 기밀하게 연결하기 위한 오링부재로 이루어진 것을 특징으로 한다.The housing fastening part may include first and second bolt insertion parts protruding from inner wall surfaces of the first and second housings, respectively, fastening members capable of fastening the first and second housings through the bolt insertion parts; And an O-ring member for hermetically connecting the first and second bolt insertion portions.

그리고, 상기 하우징의 중앙부 측에 구성되는 하우징 체결부들은 제1 및 제2 출구의 배치방향에 따라 하우징의 좌우 양편으로 배치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the housing fastening parts configured at the central side of the housing may be disposed on both left and right sides of the housing according to the arrangement direction of the first and second outlets.

아울러, 상기 연료전지 차량용 유체 유동 부품은 스택 냉각수의 가열을 위한 냉각수 히터인 것을 특징으로 한다.
In addition, the fluid flow part for the fuel cell vehicle is characterized in that the cooling water heater for heating the stack cooling water.

본 발명에 의하면 연료전지 차량용 유체 유동 부품의 하우징 입구 측에 다수의 유동 가이드 구조가 형성되어 유체 유동 분배 성능을 향상시킬 수 있으며, 유체 유동 부품의 하우징 중앙부에 형성된 수밀 구조의 하우징 체결부가 제1 및 제2 하우징의 중앙부를 체결시켜줌과 동시에 하우징 내부를 통과하는 유체의 유동을 안내하는 역할을 하여서 고온고압의 유체가 유체 유동 부품을 통과할 시에도 하우징의 부풀음을 방지할 수 있다.
According to the present invention, a plurality of flow guide structures may be formed at a housing inlet side of a fluid flow part for a fuel cell vehicle, thereby improving fluid flow distribution performance. By fastening the central portion of the second housing and guiding the flow of the fluid passing through the housing, it is possible to prevent the swelling of the housing even when the high temperature and high pressure fluid passes through the fluid flow part.

도 1은 종래의 연료전지 차량용 냉각수 히터의 내부 구성을 나타낸 도면
도 2는 종래의 연료전지 차량용 냉각수 히터에 고온고압의 유체를 통과시킬 시 하우징의 부풀음 해석 결과를 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 차량용 유체 유동 부품의 유동 가이드 장치를 적용한 냉각수 히터의 내부 구조를 나타낸 도면
도 4는 도 3의 내부 구조를 갖는 냉각수 히터의 하우징에 유입된 냉각수의 유동을 개략적으로 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 차량용 유체 유동 부품의 유동 가이드 장치를 적용한 냉각수 히터를 외부에서 바라본 도면1 is a view showing the internal configuration of a conventional fuel cell vehicle coolant heater
2 is a view showing the result of the swelling analysis of the housing when passing the fluid of high temperature and high pressure to the conventional fuel cell vehicle coolant heater
3 is a view showing the internal structure of the coolant heater to which the flow guide device of the fluid flow component for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 is a view schematically showing a flow of coolant flowing into a housing of a coolant heater having the internal structure of FIG.
5 is a view of the cooling water heater to which the flow guide device of the fluid flow component for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention is viewed from the outside;

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

연료전지 차량의 냉시동시 연료전지 스택으로 공급되는 냉각수는 냉각수 히터를 거쳐 스택으로 유입되며, 이때 냉각수 히터의 하우징으로 유입된 냉각수는 하우징의 내부공간으로 균등하게 유동분배되어 히터의 국부적 과열을 방지하고 열전달 효율을 향상시키게 된다.Cooling water supplied to the fuel cell stack during cold start of the fuel cell vehicle flows into the stack through the coolant heater, and the coolant introduced into the housing of the coolant heater is evenly distributed in the inner space of the housing to prevent local overheating of the heater. Improve heat transfer efficiency.

상기 냉각수 히터는 냉각수가 그 내부를 통과하여 흐르게 되는 유체 유동 부품으로서, 내부에 냉각수(유체)가 흐름을 감안하여 유체 유동의 최적화를 위한 구조를 적용함이 바람직하다.The coolant heater is a fluid flow part in which the coolant flows through the inside of the coolant heater, and it is preferable to apply a structure for optimizing the fluid flow in consideration of the flow of coolant (fluid) therein.

이에 본 발명은 유체 유동 부품의 하우징을 통과하는 유체의 유동 분배 성능을 개선하기 위하여 유체 유동 부품의 하우징 입구 측에 유동 가이드를 구성하고, 또한 고온고압의 유체가 흐를 시 상기 하우징의 부풀음을 방지하기 위하여 별도의 하우징 체결부를 구성하도록 한다.Accordingly, the present invention configures a flow guide at the inlet side of the fluid flow part to improve the flow distribution performance of the fluid passing through the housing of the fluid flow part, and also to prevent swelling of the housing when the high temperature and high pressure fluid flows In order to configure a separate housing fastening.

이하 본 발명에 따른 연료전지 차량용 유체 유동 부품의 유동 가이드 장치는, 연료전지 차량의 유체 유동 부품으로서 스택 냉각수의 가열을 위한 냉각수 히터에 적용된 경우를 실시예로 하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a flow guide device of a fluid flow part for a fuel cell vehicle according to the present invention will be described with reference to the case where it is applied to a coolant heater for heating stack cooling water as a fluid flow part of a fuel cell vehicle.

도 3을 참조하면, 냉각수 히터는 냉각수의 유입 및 배출을 위한 입구(15)와 출구(13,14)를 갖는 하우징(10)과 이 하우징(10)을 관통하여 설치되는 다수의 히터봉(16)을 포함하여 구성되며, 상기 하우징(10)에 본 발명의 유동 가이드 장치가 구성된다.Referring to FIG. 3, the cooling water heater includes a housing 10 having inlets 15 and outlets 13 and 14 for inflow and discharge of cooling water, and a plurality of heater rods 16 installed through the housing 10. ), The flow guide device of the present invention is configured in the housing (10).

본 발명에 따른 연료전지 차량용 유체 유동 부품의 유동 가이드 장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(10) 내부로 유체가 흘러 통과하게 되는 냉각수 히터에서, 상기 하우징(10)의 입구 측에 배치되어 유체의 유동을 안내하기 위한 제1 유동 가이드(17)와 상기 하우징(10)의 중앙부에 배치되어 제1 및 제2 하우징(11,12)을 체결시키기 위한 하우징 체결부(20a)를 포함하여 구성된다.The flow guide device for a fluid flow component for a fuel cell vehicle according to the present invention is disposed at the inlet side of the housing 10 in a coolant heater through which fluid flows into the housing 10 as shown in FIG. 3. A first flow guide 17 for guiding the flow of the fluid and a housing fastening portion 20a disposed at the center of the housing 10 to fasten the first and second housings 11 and 12. It is composed.

다시 말해, 본 발명에 따른 연료전지 차량용 유체 유동 부품의 유동 가이드 장치는, 고온고압의 유체가 상기 하우징(10)을 통과할 때 플라스틱 소재의 하우징(10)이 부풀어 오름을 방지하기 위하여, 상기 하우징(10)의 중앙부에 적어도 하나 이상의 하우징 체결부(20a)가 구성된다.In other words, the flow guide device of the fluid flow part for a fuel cell vehicle according to the present invention, in order to prevent the housing 10 of plastic material to swell when the fluid of high temperature and high pressure passes through the housing 10, the housing At least one housing fastening portion 20a is configured at the central portion of 10.

상기 하우징 체결부(20a)는 제1 및 제2 하우징(11,12)의 내벽면에서 각각 연장되어 일체로 돌출 형성되는 제1 및 제2 볼트 삽입부(21,22), 이 볼트 삽입부(21,22)를 관통하여 상기 제1 및 제2 하우징(11,12)의 중앙부를 체결시킬 수 있는 체결부재(23), 그리고 제1 및 제2 하우징(11,12)의 결합시 접촉하게 되는 상기 제1 및 제2 볼트 삽입부(21,22) 사이를 기밀하게 연결하기 위한 밀폐용 오링부재(24)로 구성될 수 있다.The housing fastening portion 20a extends from the inner wall surfaces of the first and second housings 11 and 12, respectively, and protrudes integrally to form the first and second bolt insertion portions 21 and 22, and the bolt insertion portion ( The fastening member 23 capable of fastening the central portions of the first and second housings 11 and 12 to penetrate through the first and second housings 11 and 12 to penetrate through the first and second housings 11 and 12. It may be composed of a sealing O-ring member 24 for hermetically connecting between the first and second bolt inserts (21, 22).

상기 체결부재(23)는 통상의 볼트부재를 사용할 수 있으며, 상기 오링부재(24)는 내식성이 우수한 소재로 제작된 것을 사용한다.The fastening member 23 may use a conventional bolt member, the O-ring member 24 is made of a material having excellent corrosion resistance.

여기서, 상기 볼트 삽입부(21,22)는 하우징(10)의 내부공간을 상하로 가로지르는 형태로 형성되며, 이에 하우징(10)에 유입된 냉각수의 유동 가이드 역할을 겸할 수 있다.Here, the bolt insertion portions 21 and 22 are formed to cross the inner space of the housing 10 up and down, and thus may serve as a flow guide of the cooling water introduced into the housing 10.

따라서, 하우징 체결부(20a)는 하우징(10)의 좌우 양편으로 형성된 제1 및 제2 출구(13,14)의 배치방향에 따라(혹은 히터봉의 길이방향으로) 일정 간격을 두고 일렬로 배치되어, 유체 유동을 제1 및 제2 출구(13,14) 측으로 균등하게 분배할 수 있도록 구성됨이 바람직하다.Accordingly, the housing fastening portions 20a are arranged in a line at regular intervals according to the arrangement directions of the first and second outlets 13 and 14 formed on both the left and right sides of the housing 10 (or in the longitudinal direction of the heater rod). Preferably, the fluid flow is configured to distribute the fluid flow evenly to the first and second outlets 13 and 14.

이에 하우징(10)에 유입된 냉각수는 입구(15) 측에 형성된 유동 가이드(17,18)를 통해 유동 분배되어 흐르다가 상기 하우징 체결부(20a)의 볼트 삽입부(21,22)를 통과하면서 다시 유동 분배되어 출구(13,14) 측까지 고르게 확산되어 흐르게 된다.Accordingly, the coolant flowing into the housing 10 flows through the flow guides 17 and 18 formed at the inlet 15 and passes through the bolt inserting parts 21 and 22 of the housing fastening part 20a. The flow is again distributed and flows evenly to the outlet (13, 14) side.

아울러, 상기 볼트 삽입부(21,22)는 냉각수의 원활한 유동을 위하여, 도 3 및 도 4에 보이듯이 마름모 형상의 단면을 갖는 형태로 구성됨이 바람직하다.In addition, the bolt insertion portions 21 and 22 are preferably configured to have a rhombus-shaped cross section as shown in FIGS. 3 and 4 for smooth flow of the cooling water.

이와 같이 하우징 체결부(20)는 제1 및 제2 하우징(11,12)을 체결시켜 하우징(10)의 부풀음을 방지함과 동시에 유동 가이드(17,18)를 통과한 냉각수의 유동을 안내하는 역할을 할 수 있다.As described above, the housing fastening part 20 fastens the first and second housings 11 and 12 to prevent swelling of the housing 10 and at the same time to guide the flow of the coolant through the flow guides 17 and 18. Can play a role.

참고로, 상기 하우징(10)은 언급한 바와 같이 제1 및 제2 하우징(11,12)으로 이루어지며, 제1 및 제2 하우징(11,12)이 그 가장자리에서 볼트 및 너트로 체결됨에 의해 일체로 조립 구성된다.For reference, the housing 10 is composed of first and second housings 11 and 12 as mentioned, and the first and second housings 11 and 12 are fastened by bolts and nuts at their edges. It is assembled integrally.

한편, 상기 하우징(10)의 입구(15) 측에는 상기 제1 유동 가이드(17) 외에 유체의 유동을 안내하기 위한 다른 유동 가이드 즉, 제2 유동 가이드(18)가 더 구성된다.On the other hand, the inlet 15 side of the housing 10 is further configured to guide the flow of the fluid in addition to the first flow guide 17, that is, the second flow guide 18 is further configured.

본 실시예에서 냉각수가 유입되는 하우징(10)의 입구(15)는 제2 하우징(12)에 구비되며, 구체적으로는 제1 출구(13)의 맞은편 벽면에 이웃하는 제2 하우징(12)의 벽면 부근에 구비되며, 상기 입구(15)를 통해 하우징(10)으로 유입되는 냉각수는 제1 및 제2 출구(13,14)의 배치방향으로 유동되며 유입되어진다.In this embodiment, the inlet 15 of the housing 10 through which the coolant flows is provided in the second housing 12, specifically, the second housing 12 adjacent to the wall opposite to the first outlet 13. Cooling water flowing into the housing 10 through the inlet 15 flows in the arrangement direction of the first and second outlets 13 and 14.

이에 따라, 하우징(10)으로 유입된 냉각수는 제1 유동 가이드(17)를 지나면서 유동이 제1 출구(13) 측으로 꺾여 유도되게 되나, 상기 제1 유동 가이드(17)에 의해 냉각수의 유동 모멘텀이 완전히 상쇄되지 않으므로 추가로 제2 유동 가이드(18)를 구성하여 제2 출구(14) 측으로 흐르고자 하는 냉각수의 유동을 고르게 확산시켜 균등 분배되게 한다.Accordingly, the coolant introduced into the housing 10 is guided by the flow of the coolant flowing through the first flow guide 17 toward the first outlet 13, but the flow momentum of the coolant by the first flow guide 17. Since this is not completely offset, the second flow guide 18 is further configured to evenly distribute the flow of the cooling water to be flowed to the second outlet 14 to be evenly distributed.

즉, 하우징(10) 내에 냉각수의 유동상태를 최적화하기 위하여, 하우징(10)의 입구(15) 측에 좌우 양편으로(혹은 제1 및 제2 출구의 배치방향을 따라 하우징의 좌우 양편으로) 제1 및 제2 유동 가이드(17,18)를 일렬로 배치 구성하게 된다. 이에 제1 유동 가이드(17)는 입구(15)에 근접하게 배치되고 제2 유동 가이드(18)는 상대적으로 입구(15)에서 멀리 배치된다.That is, in order to optimize the flow state of the coolant in the housing 10, the left and right both sides (or left and right sides of the housing along the arrangement direction of the first and second outlets) of the housing 10. The first and second flow guides 17 and 18 are arranged in a row. The first flow guide 17 is thus arranged close to the inlet 15 and the second flow guide 18 is relatively far away from the inlet 15.

참고로, 제1 및 제2 출구(13,14)는 제1 하우징(11)의 일측에 좌우 양편으로 배치되어 구비된다.For reference, the first and second outlets 13 and 14 are disposed on both sides of one side of the first housing 11.

상기 제1 및 제2 유동 가이드(17,18)는 제1 및 제2 하우징(11,12)의 내벽면에서 일체로 돌출되어 형성되며, 제2 출구(14) 측으로 흐르고자 하는 냉각수의 유동 모멘텀을 상쇄할 수 있도록 호 형상으로 만곡 형성됨이 바람직하다.The first and second flow guides 17 and 18 are integrally formed to protrude from the inner wall surfaces of the first and second housings 11 and 12, and flow momentum of the coolant to flow to the second outlet 14 side. It is preferable to be curved in an arc shape so as to cancel the.

상기 제1 및 제2 유동 가이드(17,18)는 제1 하우징(11)의 내벽면에 좌우 양편으로 배치되어 형성되고, 또한 제2 하우징(12)의 내벽면에도 좌우 양편으로 배치되어 형성된다.The first and second flow guides 17 and 18 are formed on both sides of the inner wall of the first housing 11, and are disposed on both sides of the inner side of the second housing 12. .

이렇게 하우징 입구(15) 측에 제1 및 제2 유동 가이드(17,18)를 동시 형성함으로써 하우징(10)으로 유입된 냉각수가 보다 고르게 분배되고, 이에 제1 및 제2 출구(13,14)에서 배출되어 연료전지 스택으로 유입되는 냉각수가 균등 분배되어 흐르게 된다.By simultaneously forming the first and second flow guides 17 and 18 on the side of the housing inlet 15, the coolant flowing into the housing 10 is more evenly distributed, and the first and second outlets 13 and 14 are thus distributed. Cooling water discharged from and flowing into the fuel cell stack flows evenly.

또한, 하우징(10)의 체결 강성을 더욱 강화하여 하우징(10)의 부풀음 현상을 완전히 제거하기 위하여, 상기 하우징(10)의 입구(15) 측에 특히 제1 및 제2 유동 가이드(17,18) 사이에 제1 및 제2 하우징(11,12)을 체결시키기 위한 하우징 체결부(20b)가 더 구성됨이 바람직하다.In addition, in order to further reinforce the fastening rigidity of the housing 10 to completely eliminate the swelling phenomenon of the housing 10, the first and second flow guides 17 and 18, in particular, on the inlet 15 side of the housing 10. It is preferable that the housing fastening portion 20b is further configured to fasten the first and second housings 11 and 12 between the holes.

상기 하우징 체결부(20b)는 전술한 바와 같이 구성될 수 있으나, 다만 하우징(10)의 입구(15) 측에 구성됨을 감안하여 볼트 삽입부(21,22)가 유동 가이드(17,18)와 같이 호 형상으로 만곡 형성됨이 바람직하다.The housing fastening part 20b may be configured as described above, but the bolt inserting parts 21 and 22 may be connected to the flow guides 17 and 18 in consideration of being configured at the inlet 15 side of the housing 10. It is preferable to be curved in an arc shape as well.

하우징(10)으로 유입되는 냉각수의 유동 모멘텀은 하우징 입구(15)의 위치 및 크기 등에 따라 가변될 수 있으며, 물론 하우징(10)으로 유입되는 냉각수의 유동 모멘텀을 제거하기 위하여 유동 가이드(17,18) 및 하우징 체결부(20, 특히 볼트 삽입부를 의미함)의 형상은 다양하게 변경 실시될 수 있다.The flow momentum of the coolant flowing into the housing 10 may vary depending on the position and size of the housing inlet 15, and of course, the flow guides 17 and 18 to remove the flow momentum of the coolant flowing into the housing 10. ) And the shape of the housing fastening portion 20 (in particular, the bolt insertion portion) may be variously modified.

즉, 상기 하우징 체결부(20)의 볼트 삽입부(21,22)와 유동 가이드(17,18)는 하우징(10)의 입구(15)로 유입된 냉각수의 유동을 제1 및 제2 출구(13,14) 측으로 균등하게 분배시킬 수 있는 적절한 형태로 형성된다.That is, the bolt insertion portions 21 and 22 and the flow guides 17 and 18 of the housing fastening portion 20 allow the flow of the coolant flowing into the inlet 15 of the housing 10 to the first and second outlets ( 13, 14) is formed in a suitable shape that can be distributed evenly to the side.

한편, 상기와 같은 본 발명의 연료전지 차량용 유체 유동 부품의 유동 가이드 장치를 적용한 냉각수 히터 내 냉각수의 유동을 살펴본다.On the other hand, looks at the flow of the coolant in the coolant heater to which the flow guide device of the fluid flow component for a fuel cell vehicle of the present invention as described above.

도 4를 참조하면, 하우징(10)으로 유입된 냉각수는 일부가 제1 유동 가이드(17)의 안쪽으로 흘러 유동 모멘텀이 감쇄되어 제1 출구(13) 측으로 일부 유동방향이 전환되고, 나머지가 제1 유동 가이드(17)의 바깥쪽으로 흘러 하우징 체결부(20b)와 제2 유동 가이드(18) 측으로 흐르게 된다.Referring to FIG. 4, some of the coolant flowing into the housing 10 flows into the first flow guide 17, and the flow momentum is attenuated so that the flow direction is changed toward the first outlet 13, and the rest of the coolant flows into the first flow guide 17. It flows outward of the first flow guide 17 and flows to the housing fastening portion 20b and the second flow guide 18.

상기 하우징 체결부(20b) 측으로 유동된 냉각수 중 일부는 하우징 체결부(20b)의 안쪽으로 흘러 유동 모멘텀이 감쇄되어 제1 출구(13) 측으로 유동방향이 전환되고, 나머지는 하우징 체결부(20b)의 바깥쪽으로 흘러 제2 유동 가이드(18) 측으로 흐르게 된다.Some of the coolant flowed to the housing fastening portion 20b flows into the housing fastening portion 20b and the flow momentum is attenuated so that the flow direction is switched to the first outlet 13 side, and the remaining portion is the housing fastening portion 20b. Flow outward to flow to the second flow guide 18 side.

다음, 상기 제2 유동 가이드(18) 측으로 유동된 냉각수는 대부분 제2 유동 가이드(18)의 안쪽으로 흘러 유동 모멘텀이 감쇄되어 제1 출구(13) 측으로 유동방향이 전환되게 된다.Next, most of the coolant flowing to the second flow guide 18 flows into the second flow guide 18 and the flow momentum is attenuated so that the flow direction is changed to the first outlet 13 side.

즉, 하우징(10)의 입구15v 측에서 제2 출구(14) 측으로 흐르려 하는 냉각수의 모멘텀을 상기 유동 가이드(17,18)와 하우징 체결부(20b)를 통하여 1차적으로 감쇄시켜 냉각수가 하우징(10) 내에 균등하게 흐를 수 있게 한다.That is, the momentum of the coolant which is about to flow from the inlet 15v side of the housing 10 to the second outlet 14 side is first attenuated through the flow guides 17 and 18 and the housing fastening part 20b so that the coolant Allow to flow evenly within (10).

이렇게 제1 및 제2 유동 가이드(17,18)와 하우징 체결부(20b)를 통과한 냉각수는 하우징(10)의 내부공간에 고르게 분배되어 흐르면서 히터봉(16) 주변을 통과하여 흐르게 되고, 2차적으로 하우징(10) 중앙부에 구성된 하우징 체결부(20a)를 지나면서 더욱 고르게 분배되어 제1 및 제2 출구(13,14)로 균등하게 배출되어진다.Thus, the coolant passing through the first and second flow guides 17 and 18 and the housing fastening part 20b flows evenly distributed in the inner space of the housing 10 and flows around the heater rod 16. By passing through the housing fastening portion 20a formed in the center portion of the housing 10, it is more evenly distributed and evenly discharged to the first and second outlets 13 and 14.

상기 제1 및 제2 출구(13,14)로 배출된 냉각수는 연료전지 스택의 상단 및 하단 입구로 각기 유입되게 되는데, 상기와 같이 하우징(10)의 각 출구(13,14)로 냉각수가 균등하게 배출되어짐으로써 스택의 상단 및 하단 입구로 균등하게 유입되어 스택의 셀 편차 등을 방지할 수 있다.The cooling water discharged to the first and second outlets 13 and 14 is introduced into the upper and lower inlets of the fuel cell stack, respectively. As described above, the cooling water is equalized to the respective outlets 13 and 14 of the housing 10. By being discharged evenly, the cell can be uniformly introduced into the top and bottom inlets of the stack to prevent cell variation of the stack.

이와 같이 본 발명에 따른 연료전지 차량용 유체 유동 부품의 유동 가이드 장치는 하우징의 적절한 위치에 다수의 유동 가이드 구조를 중복 구성함으로써 유체 유동 분배 성능이 향상되어, 한쪽으로 치우칠 수 있는 유체의 유동을 하우징 내에 균등 분배시켜 유체 흐름을 개선할 수 있으며, 이에 균일한 유동 분배가 필수적인 유체 유동 부품, 예를 들어 발열량이 큰 히터 등에 적용 가능하다. 또한 하우징 내에 유동 가이드 구조를 적절하게 배치 구성함으로써 유체가 지나게 되는 넓은 평면의 대면적을 갖는 유체 유동 부품의 하우징에도 적용됨이 가능하다.As such, the flow guide device of the fluid flow part for a fuel cell vehicle according to the present invention improves the fluid flow distribution performance by overlapping a plurality of flow guide structures at an appropriate position of the housing, thereby allowing the flow of fluid to be biased to one side within the housing. The even flow can be improved to improve the fluid flow, which can be applied to a fluid flow component, for example, a heater having a high calorific value, in which a uniform flow distribution is required. Appropriate arrangement of the flow guide structure in the housing also makes it possible to apply to a housing of a fluid flow part having a large plane large area through which the fluid passes.

아울러 본 발명의 유동 가이드 장치는 도 5와 같이, 하우징(10)의 가장자리는 물론이고 하우징(10)의 중앙부에도 체결 구조가 구성되어 하우징(10)의 체결 강도가 증대되며, 이에 고온고압의 유체가 유입될 시에도 하우징(10)의 부풀음 현상을 방지할 수 있게 된다.
In addition, the flow guide device of the present invention, as shown in Figure 5, as well as the edge of the housing 10 as well as the fastening structure is configured in the central portion of the housing 10, the fastening strength of the housing 10 is increased, thereby high temperature and high pressure fluid When it is introduced, it is possible to prevent the swelling phenomenon of the housing (10).

10 : 하우징
11 : 제1 하우징
12 : 제2 하우징
13 : 제1 출구
14 : 제2 출구
15 : 입구
16 : 히터봉
17 : 제1 유동 가이드
18 : 제2 유동 가이드
20 : 하우징 체결부
20a : (하우징 중앙부의) 하우징 체결부
20b : (하우징 입구 측의) 하우징 체결부
21 : 제1 볼트 삽입부
22 : 제2 볼트 삽입부
23 : 체결부재
24 : 오링부재10: Housing
11: first housing
12: second housing
13: first exit
14: the second exit
15: Entrance
16: heater rod
17: first flow guide
18: second flow guide
20: housing fastening part
20a: housing fastening part (center of housing)
20b: housing fastening part (on the housing inlet side)
21: first bolt insertion portion
22: second bolt insertion portion
23: fastening member
24: O-ring member

Claims (7)

하우징 내부로 유체가 흘러 통과하게 되는 연료전지 차량용 유체 유동 부품에서, 상기 하우징의 입구 측에 유체의 유동을 안내하기 위한 유동 가이드가 구성되고, 상기 하우징의 중앙부에 제1 및 제2 하우징을 체결시키기 위한 하우징 체결부가 적어도 하나 이상 구성된 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 유체 유동 부품의 유동 가이드 장치.
In a fluid flow component for a fuel cell vehicle in which fluid flows through a housing, a flow guide for guiding the flow of the fluid is formed at the inlet side of the housing, and fastening the first and second housings to a central portion of the housing. Flow guide device for a fluid flow component for a fuel cell vehicle, characterized in that at least one housing fastening portion for the configuration.
청구항 1에 있어서,
상기 하우징의 입구 측에는 상기 유동 가이드 외에 유체의 유동을 안내하기 위한 다른 유동 가이드가 더 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 유체 유동 부품의 유동 가이드 장치.
The method according to claim 1,
The flow guide device of a fluid flow part for a fuel cell vehicle, characterized in that the inlet side of the housing further comprises a flow guide for guiding the flow of fluid in addition to the flow guide.
청구항 1에 있어서,
상기 하우징의 입구 측에는 제1 및 제2 하우징을 체결시키기 위한 하우징 체결부가 더 구성된 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 유체 유동 부품의 유동 가이드 장치.
The method according to claim 1,
A flow guide device for a fluid flow part for a fuel cell vehicle, characterized in that the inlet side of the housing further comprises a housing fastening portion for fastening the first and second housings.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 하우징의 입구 측에 구성되는 유동 가이드들은 제1 및 제2 출구의 배치방향에 따라 하우징의 좌우 양편으로 배치되어 어느 하나가 입구에 근접하게 배치되고 다른 하나는 상대적으로 입구에서 멀리 배치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 유체 유동 부품의 유동 가이드 장치.
The method according to claim 1 or 2,
The flow guides configured on the inlet side of the housing are arranged on both left and right sides of the housing according to the arrangement direction of the first and second outlets so that one is disposed close to the inlet and the other is relatively far from the inlet. A flow guide device for a fluid flow component for a fuel cell vehicle.
청구항 1 또는 3에 있어서,
상기 하우징 체결부는 제1 및 제2 하우징의 내벽면에서 각각 돌출 형성되는 제1 및 제2 볼트 삽입부, 이 볼트 삽입부를 관통하여 상기 제1 및 제2 하우징을 체결시킬 수 있는 체결부재, 그리고 상기 제1 및 제2 볼트 삽입부 사이를 기밀하게 연결하기 위한 오링부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 유체 유동 부품의 유동 가이드 장치.
The method according to claim 1 or 3,
The housing fastening part includes first and second bolt insertion parts protruding from inner wall surfaces of the first and second housings respectively, a fastening member capable of fastening the first and second housings through the bolt insertion part, and the A flow guide device for a fluid flow component for a fuel cell vehicle, characterized in that it comprises an O-ring member for hermetically connecting between the first and second bolt inserts.
청구항 1에 있어서,
상기 하우징의 중앙부 측에 구성되는 하우징 체결부들은 제1 및 제2 출구의 배치방향에 따라 하우징의 좌우 양편으로 배치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 유체 유동 부품의 유동 가이드 장치.
The method according to claim 1,
The housing fastening parts of the central part of the housing are disposed on both sides of the housing along the arrangement direction of the first and second outlets.
청구항 1에 있어서,
상기 연료전지 차량용 유체 유동 부품은 스택 냉각수의 가열을 위한 냉각수 히터인 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 유체 유동 부품의 유동 가이드 장치.
The method according to claim 1,
The fluid flow component for a fuel cell vehicle is a flow guide device for a fluid flow component for a fuel cell vehicle, characterized in that the coolant heater for heating the stack cooling water.
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