KR20160052872A - Member forming flow chanel for fuel cell - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a flow channel member for a fuel cell. The flow channel member for a fuel cell according to the present invention comprises: a base plate which comes into contact with a separation plate coupled to electrodes of a fuel cell, is formed to have a predetermined thickness, and is formed to be extended in widthwise and lengthwise directions thereof; a plurality of protruding flow path portions which are formed to protrude from one side surface of the base plate in a thickness direction of the base plate, and through which flow paths, through which gas flows, are formed in the lengthwise direction of the base plate; and a plurality of plane flow path portions which are formed adjacent to the protruding flow path portions to form the same plane along with the base plate. The individual plane flow path portions and the individual protruding flow path portions are alternately arranged in the widthwise and lengthwise directions of the base plate.

Description

연료전지용 유로형성부재{MEMBER FORMING FLOW CHANEL FOR FUEL CELL}[0001] MEMBER FORMING FLOW CHANEL FOR FUEL CELL [0002]

본 발명은 연료전지용 유로형성부재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료전지 스택에 공급되는 가스가 유통되기 위한 유로를 형성하는 연료전지용 유로형성부재에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a flow path forming member for a fuel cell, and more particularly, to a fuel cell flow path forming member that forms a flow path through which gas supplied to a fuel cell stack flows.

연료전지(Fuel cell)는 전기화학 반응에 의하여 연료가 갖고 있는 화학 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 장치이다. 따라서, 원리상 열기관이 갖는 열역학적인 제한을 받지 않기 때문에 종래의 발전장치보다 발전 효율이 높고 무공해, 무소음으로 환경문제가 거의 없다. 또한, 연료전지는 다양한 용량으로 제작이 가능하고 전력 수요지 내에 설치가 용이하여 송변전 설비의 초기 투자비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.Fuel cell is a device that directly converts the chemical energy of fuel into electrical energy by electrochemical reaction. Therefore, it is not subject to the thermodynamic limitation of the heat engine in principle, so there is almost no environmental problem due to high power generation efficiency, no pollution, and noiselessness. In addition, the fuel cell can be manufactured in various capacities, and the fuel cell can be easily installed in the power demand site, thereby reducing the initial investment cost of the power transmission /

이러한 연료전지를 이용한 연료전지 시스템은 전기를 생산하는 연료전지 스택과, 연료인 LNG, 석탄가스, 메탄올 등을 수소로 개질하여 수소가 많은 연료가스로 만드는 연료변환기(Reformer), 발전된 DC 전력을 AC 전력으로 변환시키는 전력 변환기 및 제어기 등으로 구성된다. 이때, 연료전지 스택은 적층된 수백 장의 셀(Cell)들로 구성되어 있으며, 물, 연료, 공기 등이 각 셀로 공급되도록 설계되어 있다. 기본적으로 각 셀은 전해질(Electrolyte)에 의하여 분리된 연료극(Anode)과 공기극(Cathode)의 두 전극으로 구성되며, 각 셀은 분리판(Separator)에 의하여 분리된다.The fuel cell system using the fuel cell includes a fuel cell stack for producing electricity, a fuel converter (Reformer) for reforming fuel such as LNG, coal gas, and methanol into hydrogen to make hydrogen rich fuel gas, And a power converter and controller for converting the power into electric power. At this time, the fuel cell stack is composed of hundreds of stacked cells, and water, fuel, and air are supplied to each cell. Basically, each cell is composed of two electrodes, an anode and a cathode separated by an electrolyte, and each cell is separated by a separator.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-0938023호(2010년 01월 13일 등록, 발명의 명칭 : 연료 전지용 공냉식 금속 분리판 및 이를 이용한 연료 전지 스택)에 개시되어 있다.
The background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0938023 (entitled "Air-cooled Metal Separator for Fuel Cells and Fuel Cell Stack Using the Same", filed Jan. 13, 2010).

본 발명은 가스 확산의 효과를 극대화시켜 연료전지 스택의 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있는 연료전지용 유로형성부재를 제공하는 데 그 목적이 있다.
It is an object of the present invention to provide a flow path forming member for a fuel cell capable of effectively improving the performance of a fuel cell stack by maximizing the effect of gas diffusion.

본 발명에 따른 연료전지용 유로형성부재는: 연료전지의 기체확산층에 접촉되고, 소정 두께를 갖도록 형성되며, 폭방향 및 길이방향으로 연장되게 형성되는 베이스판과; 상기 베이스판의 일측면에 상기 베이스판의 두께방향으로 돌출되게 형성되고, 내부에 가스가 유통되는 유로가 상기 베이스판의 길이방향을 따라 관통되게 형성되는 복수개의 돌출유로부; 및 상기 베이스판과 동일면을 이루도록 상기 돌출유로부에 인접되게 형성되는 복수개의 평면유로부를 포함하고, 각각의 상기 평면유로부와 상기 돌출유로부는, 상기 베이스판의 폭방향을 따라 서로 교대로 배열되고, 상기 베이스판의 길이방향을 따라 서로 교대로 배열된다.A flow path forming member for a fuel cell according to the present invention comprises: a base plate contacting a gas diffusion layer of a fuel cell, formed to have a predetermined thickness, and extending in a width direction and a longitudinal direction; A plurality of projecting flow path portions protruding in a thickness direction of the base plate on one side surface of the base plate and having a flow path through which gas flows in the base plate, the plurality of projecting flow path portions passing through the base plate in the longitudinal direction; And a plurality of planar flow path portions formed adjacent to the projecting flow path portions so as to be flush with the base plate, wherein each of the planar flow path portions and the projecting flow path portions are alternately arranged along the width direction of the base plate Are alternately arranged along the longitudinal direction of the base plate.

또한 상기 평면유로부와 상기 돌출유로부는, 상기 베이스판의 폭방향을 따라 상기 베이스판의 두께방향으로 올록볼록한 파형을 이루도록 배열되는 것이 바람직하다.It is preferable that the planar flow path portion and the projecting flow path portion are arranged so as to form an upright convexity in the thickness direction of the base plate along the width direction of the base plate.

또한 상기 평면유로부와 상기 돌출유로부는, 상기 베이스판의 폭방향 및 상기 베이스판의 길이방향을 따라 지그재그 형태로 배열되는 것이 바람직하다.It is preferable that the planar flow path portion and the projecting flow path portion are arranged in a zigzag shape along the width direction of the base plate and the longitudinal direction of the base plate.

또한 상기 유로의 개방된 일측에는 가스가 상기 유로로 유입되는 입구가 형성되며, 상기 유로의 개방된 타측에는 상기 유로로 유입된 가스가 배출되는 출구가 형성되고; 상기 돌출유로부는, 상기 출구가 상기 입구보다 좁은 폭을 갖도록 형성되고, 상기 유로의 폭이 상기 입구 측으로부터 상기 출구 측으로 갈수록 점차 좁아지도록 형성되는 것이 바람직하다.An inlet through which the gas flows into the flow path is formed at an open side of the flow path, and an outlet through which the gas introduced into the flow path is discharged is formed at the other open side of the flow path; It is preferable that the protruding flow path portion is formed such that the outlet has a narrower width than the inlet and the width of the flow path is gradually narrowed from the inlet side to the outlet side.

또한 상기 돌출유로부는, 상기 베이스판의 두께방향에 따른 단면과 상기 베이스판의 폭방향에 따른 단면 중 적어도 어느 하나가 사다리꼴 형상을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.It is preferable that at least one of the projecting flow path portion and the base plate has a trapezoidal shape in cross section along the thickness direction of the base plate and along the width direction of the base plate.

또한 상기 돌출유로부의 상기 베이스판으로부터 돌출된 면에는, 상기 베이스판과 나란한 평면 형태의 접촉면이 형성되는 것이 바람직하다.It is preferable that a planar contact surface parallel to the base plate is formed on a surface of the projecting flow path portion protruding from the base plate.

또한 상기 베이스판은, 연료전지의 전극에 결합되는 분리판에 접촉되도록 구비되고; 상기 베이스판의 타측면에는, 상기 분리판과 결합되는 평면 형태의 결합면이 형성되는 것이 바람직하다.The base plate is provided so as to be in contact with a separator plate coupled to the electrode of the fuel cell, And a planar coupling surface coupled to the separation plate is formed on the other side surface of the base plate.

또한 상기 결합면은, 복수개의 상기 평면유로부가 상기 베이스판의 일측면에서 연결된 형상과 대응되는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
It is preferable that the coupling surface is formed in a shape corresponding to a shape in which a plurality of the planar flow path portions are connected to each other on one side of the base plate.

본 발명의 연료전지용 유로형성부재에 따르면, 유로로부터 가스확산층 내부로의 가스 확산을 유도하는 흐름 및 대각선 방향으로 가스가 확산되는 흐름이 생성되어 가스 확산의 효과를 극대화시킴으로써, 연료전지 스택의 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있다.According to the flow path forming member for a fuel cell of the present invention, the flow for inducing the gas diffusion from the flow path into the gas diffusion layer and the flow for diffusing the gas in the diagonal direction are generated to maximize the effect of the gas diffusion, Can be effectively improved.

또한 본 발명은 돌출유로부와 가스확산층 간의 접촉 면적을 확장시켜 전기적 전달 성능 및 열전달 성능을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 분리판과의 일체화가 용이하여 연료전지 스택의 생산성을 향상시킬 수 있다.
Further, the present invention not only improves the electrical transfer performance and heat transfer performance by enlarging the contact area between the projecting flow path portion and the gas diffusion layer, but also facilitates integration with the separator plate, thereby improving the productivity of the fuel cell stack.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 유로형성부재가 구비된 연료전지 스택의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 유로형성부재의 일부분을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 유로형성부재의 일부분을 도시한 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 연료전지용 유로형성부재에서의 가스 유통 상태를 보여주는 도면이다.1 is a schematic view illustrating a fuel cell stack having a fuel cell flow path forming member according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing a part of a flow path forming member for a fuel cell according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view showing a part of a flow path forming member for a fuel cell according to an embodiment of the present invention.
Fig. 4 is a view showing a gas circulation state in the fuel cell channel forming member shown in Fig. 3. Fig.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 연료전지용 유로형성부재의 일 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
Hereinafter, an embodiment of a flow path forming member for a fuel cell according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. For convenience of explanation, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 유로형성부재가 구비된 연료전지 스택의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 유로형성부재의 일부분을 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 유로형성부재의 일부분을 도시한 평면도이다.FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of a fuel cell stack including a flow path forming member for a fuel cell according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion of the fuel cell flow path forming member according to an embodiment of the present invention. 3 is a plan view showing a part of a flow path forming member for a fuel cell according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 유로형성부재(100)는 연료전지 스택에 구비된다. 연료전지 스택은 수소의 산화반응 및 산소의 환원반응이 동시에 일어나는 전기화학 반응으로 전기 에너지를 생성한다. 이러한 연료전지 스택은, 적층된 수백장의 셀(Cell)들로 구성되어 있으며, 물, 연료, 공기 등이 각 셀로 공급되도록 설계되어 있다.1 to 3, a flow path forming member 100 for a fuel cell according to an embodiment of the present invention is provided in a fuel cell stack. The fuel cell stack generates electrical energy by an electrochemical reaction in which hydrogen oxidation reaction and oxygen reduction reaction occur at the same time. The fuel cell stack is composed of hundreds of stacked cells and is designed to supply water, fuel, and air to each cell.

각 셀은 전해질(Electrolyte)에 의하여 분리된 연료극(Anode)과 공기극(Cathode)의 두 전극을 포함하여 구성되고, 각 전극 사이에는 막전극접합체(MEA; 20)가 구비되며, 막전극접합체(20)의 외측에는 가스확산층(GDL; 30)이 구비된다.Each cell includes two electrodes, an anode and a cathode separated by an electrolyte. A membrane electrode assembly (MEA) 20 is provided between the electrodes, and a membrane electrode assembly 20 A gas diffusion layer (GDL) 30 is provided.

또한 가스확산층(30)의 외측에는, 연료전지용 유로형성부재(100)가 마련되어 가스 또는 공기가 유통되는 유로를 형성한다.Further, on the outside of the gas diffusion layer 30, a flow path forming member 100 for a fuel cell is provided to form a flow path through which gas or air flows.

본 실시예에 따르면, 연료전지용 유로형성부재(100)는, 베이스판(110)과, 돌출유로부(120) 및 평면유로부(130)를 포함한다.According to the present embodiment, the flow path forming member 100 for a fuel cell includes a base plate 110, a projecting flow path portion 120, and a planar flow path portion 130.

베이스판(110)은, 베이스판(110)은 연료전지의 가스확산층(30)에 접촉되도록 구비된다. 이러한 베이스판(110)은, 소정 두께를 갖도록 형성되고, 폭방향 및 길이방향으로 연장되게 형성되어 가스확산층(30)의 외측에 구비될 수 있다.The base plate 110 is provided so that the base plate 110 is in contact with the gas diffusion layer 30 of the fuel cell. The base plate 110 may be formed to have a predetermined thickness and extend in the width direction and the longitudinal direction and may be provided outside the gas diffusion layer 30. [

돌출유로부(120)는 베이스판(110)의 일측면에 베이스판(110)의 두께방향으로 돌출되게 형성된다. 이러한 돌출유로부(120)의 내부에는, 가스가 유통되는 유로(121)가 베이스판(110)의 길이방향을 따라 관통되게 형성된다. 즉 유로(121)는, 베이스판(110)의 길이방향을 따라 일측과 타측이 개방되도록, 돌출유로부(120)의 내부에 베이스판(110)의 길이방향으로 관통되게 형성된다.The projecting flow path portion 120 is formed on one side of the base plate 110 so as to protrude in the thickness direction of the base plate 110. In the protruded flow path portion 120, a flow path 121 through which the gas flows is formed to penetrate along the longitudinal direction of the base plate 110. That is, the flow path 121 is formed so as to penetrate in the longitudinal direction of the base plate 110 inside the projecting flow path portion 120 so that one side and the other side are opened along the longitudinal direction of the base plate 110.

여기서 유로(121)를 통해 유통되는 가스는 연료로서 공급되는 수소 또는 수소와 반응하도록 공급되는 산소 중 어느 하나가 될 수 있으며, 본 실시예에서는 유로(121)를 통해 유통되는 가스가 수소인 경우를 예로 들어 설명한다.Here, the gas flowing through the flow path 121 may be either hydrogen supplied as fuel or oxygen supplied to react with hydrogen. In this embodiment, when the gas flowing through the flow path 121 is hydrogen, For example,

상기와 같이 형성되는 유로(121)의 개방된 일측에는, 가스가 유로(121)로 유입되는 입구(121a)가 형성된다. 그리고 유로(121)의 개방된 타측에는 유로(121)로 유입된 가스가 유로(121)의 외부로 배출되는 출구(121b)가 형성된다.An inlet 121a through which the gas flows into the flow path 121 is formed at one side of the open end of the flow path 121 formed as described above. An outlet 121b through which the gas introduced into the flow path 121 is discharged to the outside of the flow path 121 is formed at the other open side of the flow path 121. [

본 실시예에 따르면, 돌출유로부(120)는 출구(121b)가 입구(121a)보다 좁은 폭을 갖도록 형성되되, 유로(121)의 폭이 입구(121a) 측으로부터 출구(121b) 측으로 갈수록 점차 좁아지도록 형성된다.According to the present embodiment, the projecting flow path portion 120 is formed such that the outlet 121b has a narrower width than the inlet 121a, and the width of the flow path 121 gradually increases from the inlet 121a side to the outlet 121b side. .

이와 같은 유로(121)가 내부에 형성되는 돌출유로부(120)는, 베이스판(110)의 두께방향에 따른 단면과 베이스판(110)의 폭방향에 따른 단면 중 적어도 어느 하나가 사다리꼴 형상을 갖도록 형성된다.The projecting flow path portion 120 in which the flow path 121 is formed has a trapezoidal shape in at least one of a cross section along the thickness direction of the base plate 110 and a cross section along the width direction of the base plate 110 .

본 실시예에서는, 돌출유로부(120)가 베이스판(110)의 두께방향에 따른 단면과 베이스판(110)의 폭방향에 따른 단면 모두가 사다리꼴 형상을 갖도록 형성되는 것으로 예시된다.In this embodiment, it is exemplified that both the end surface of the projecting flow path portion 120 in the thickness direction of the base plate 110 and the end surface in the width direction of the base plate 110 have a trapezoidal shape.

이에 따르면, 돌출유로부(120)는, 입구(121a)와 인접한 측의 길이가 출구(121b)와 인접한 측의 길이가 길게 형성된 사다리꼴 형상을 갖도록 형성됨으로써, 그 내부에 유로(121)가 입구(121a) 측으로부터 출구(121b) 측으로 갈수록 점차 좁아지는 형태로 형성될 수 있도록 한다.The projecting flow path portion 120 is formed to have a trapezoidal shape in which a length adjacent to the inlet 121a is long and a length adjacent to the outlet 121b is long so that a flow path 121 is formed in the inlet 121a 121a to the outlet 121b side.

또한 돌출유로부(120)는, 베이스판(110)에 인접한 하면 측의 길이가 베이스판(110)과 이격된 상면 측의 길이보다 길게 형성된 사다리꼴 형상을 갖도록 형성됨으로써, 구조적 안정성을 확보할 수 있을 뿐 아니라, 인접한 돌출유로부(120)들 사이에 가스가 유통될 수 있는 충분한 폭의 통로가 형성될 수 있도록 한다.In addition, since the projecting flow path portion 120 is formed to have a trapezoidal shape that is longer than the length of the lower surface side adjacent to the base plate 110 and the upper surface side apart from the base plate 110, So that a passage having a sufficient width can be formed so that gas can flow between the adjacent projecting flow paths 120.

상기와 같이 형성되는 돌출유로부(120)는 연료전지의 각 셀을 분리하는 평면 형태의 분리판(10)에 접촉되도록 구비되고, 돌출유로부(120)의 베이스판(110)으로부터 돌출된 면에는 결합면(125)이 형성된다.The projecting flow path portion 120 formed as described above is provided to be in contact with the planar separation plate 10 for separating each cell of the fuel cell, A coupling surface 125 is formed.

결합면(125)은 돌출유로부(120)의 베이스판(110)으로부터 돌출된 면, 즉 돌출유로부(120)의 상면에 베이스판(110)과 나란한 평면 형태로 형성되고, 유로형성부재(100)가 분리판(10)과 결합되는 결합면이 된다.The coupling surface 125 is formed in a plane shape parallel to the base plate 110 on the surface of the projecting flow path portion 120 protruding from the base plate 110, that is, the upper surface of the projecting flow path portion 120, 100 are coupled with the separator plate 10.

이에 따라 본 실시예의 연료전지용 유로형성부재(100)는, 결합면(125)을 통해 분리판(10)과 면접촉하며 결합될 수 있으므로, 스팟 용접 등의 방법을 이용하여 분리판(10)과 효과적으로 결합될 수 있다.The flow path forming member 100 for a fuel cell according to the present embodiment can be brought into surface contact with the separating plate 10 through the engaging surface 125 and can be bonded to the separating plate 10 Can be effectively combined.

이와 같이 이루어지는 분리판(10)과의 결합을 통해, 본 실시예의 연료전지용 유로형성부재(100)는 분리판(10)과 일체화된 형태로 제공되어 연료전지 스택의 생산성을 향상시킬 수 있다.Through the coupling with the separator 10, the fuel cell flow path forming member 100 of the present embodiment can be provided integrally with the separator 10, thereby improving the productivity of the fuel cell stack.

한편 평면유로부(130)는, 베이스판(110)과 동일면을 이루도록 돌출유로부(120)에 인접되게 형성된다.On the other hand, the planar flow path portion 130 is formed adjacent to the projecting flow path portion 120 so as to be flush with the base plate 110.

본 실시예에 따르면, 돌출유로부(120)와 평면유로부(130)는 각각 복수개가 구비된다. 이와 같이 구비되는 각각의 돌출유로부(120) 및 평면유로부(130)는, 베이스판(110)의 폭방향을 따라 서로 교대로 배열되고, 베이스판(110)의 길이방향을 따라 서로 교대로 배열된다.According to the present embodiment, a plurality of projecting flow path portions 120 and a plurality of planar flow path portions 130 are provided. Each of the projecting flow path portions 120 and the planar flow path portions 130 provided in this manner are alternately arranged along the width direction of the base plate 110 and are alternately arranged along the longitudinal direction of the base plate 110 .

이로써 돌출유로부(120)와 평면유로부(130)는, 베이스판(110)의 폭방향을 따라 베이스판(110)의 두께방향으로 올록볼록한 파형을 이루도록 배열되고, 베이스판(110)의 폭방향 및 베이스판(110)의 길이방향을 따라 각각 지그재그 형태로 배열된다.The projecting flow path portion 120 and the planar flow path portion 130 are arranged so as to form an oblong convex waveform in the thickness direction of the base plate 110 along the width direction of the base plate 110, Direction and the longitudinal direction of the base plate 110, respectively.

즉 복수개의 돌출유로부(120)와 평면유로부(130)는, 하나의 평면유로부(130)를 중심으로 평면유로부(130)의 좌측과 우측, 및 전방 측과 후방 측에 돌출유로부(120)가 각각 배치되는 형태로 배열된다.That is, the plurality of projecting flow path portions 120 and the planar flow path portion 130 are formed on the left and right sides of the planar flow path portion 130, and on the front side and the rear side of the planar flow path portion 130, (120) are arranged respectively.

이에 따라 평면유로부(130)의 상부에는, 평면유로부(130)의 양측에 돌출된 돌출유로부(120)에 의해 그 폭이 제한되는 통로가 형성된다.Thus, passages are formed in the upper portion of the planar flow path portion 130, the width of which is limited by the projecting flow path portions 120 protruding from both sides of the planar flow path portion 130.

그리고 돌출유로부(120) 내부에 형성된 유로(121)는, 베이스판(110)의 길이방향으로 인접된 다른 돌출유로부(120)의 유로(121)와 연결되되, 두 돌출유로부(120) 사이에 배치된 평면유로부(130)의 상부에 형성된 통로를 통해 연결된다.The flow path 121 formed in the protrusion flow path portion 120 is connected to the flow path 121 of the other protrusion flow path portion 120 adjacent to the base plate 110 in the longitudinal direction, Through the passages formed in the upper portion of the planar flow path portion 130 disposed between the two planar flow paths.

한편, 돌출유로부(120) 및 평면유로부(130)가 형성되는 베이스판(110)의 일측면의 반대면인 베이스판(110)의 타측면에는, 접촉면(115)이 형성된다.A contact surface 115 is formed on the other side of the base plate 110 which is the opposite side of one side of the base plate 110 on which the protrusion flow path portion 120 and the planar flow path portion 130 are formed.

접촉면(115)은 가스확산층(30)과 면접촉되도록 형성되며, 이러한 접촉면(115)을 통해 베이스판(110)이 가스확산층(30)과 면접촉되어 베이스판(110)과 가스확산층(30) 간의 접촉 면적이 확장된다. 이로써 본 실시예의 연료전지용 유로형성부재(100)는, 가스확산층(30)과의 전기적 전달 성능 및 열전달 성능이 향상될 수 있다.
The contact surface 115 is formed to be in surface contact with the gas diffusion layer 30. The base plate 110 is in surface contact with the gas diffusion layer 30 through the contact surface 115 to form the base plate 110 and the gas diffusion layer 30, The contact area between the electrodes increases. Thus, the fuel cell flow path forming member 100 of the present embodiment can improve the electrical transfer performance and the heat transfer performance with respect to the gas diffusion layer 30.

도 4는 도 3에 도시된 연료전지용 유로형성부재에서의 가스 유통 상태를 보여주는 도면이다.Fig. 4 is a view showing a gas circulation state in the fuel cell channel forming member shown in Fig. 3. Fig.

이하, 도 1 및 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 연료전지용 유로형성부재의 작용, 효과에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation and effect of the flow path forming member for a fuel cell according to the present embodiment will be described with reference to Figs. 1 and 4. Fig.

도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 연료전지용 유로형성부재(100)를 통해 유통되는 가스의 흐름을 살펴보면, 연료전지용 유로형성부재(100)로 유입되는 가스는 입구(121a)를 통해 유로(121)의 내부로 유입되며, 유로(121) 내부를 통과하여 출구(121b)를 통해 배출된다.1 and 4, the flow of the gas flowing through the flow path forming member 100 for a fuel cell according to the present embodiment will be described. The gas flowing into the flow path forming member 100 for a fuel cell flows through the inlet 121a To the inside of the flow path 121, passes through the inside of the flow path 121, and is discharged through the outlet 121b.

그리고 이와 같이 유로(121)를 통해 돌출유로부(120)를 통과한 가스는, 해당 돌출유로부(120)의 전방 측에 위치한 평면유로부(130)를 통과한 후 그 전방에 위치한 돌출유로부(120)의 유로(121)를 통과하기를 반복하며 전방 측으로 확산된다.The gas that has passed through the protruding flow path portion 120 through the flow path 121 passes through the planar flow path portion 130 located on the front side of the protruded flow path portion 120, Passes through the flow path 121 of the heat exchanger 120, and diffuses toward the front side.

이때 가스는, 유로(121)를 통과하는 과정에서, 입구(121a) 측에서 출구(121b) 측으로 갈수록 그 폭이 좁아지게 형성되는 유로(121)의 형상으로 인해 그 압력이 변화된다.At this time, the pressure of the gas is changed due to the shape of the flow path 121 formed so that the width of the gas becomes narrower from the inlet 121a toward the outlet 121b.

즉 유로(121)를 통과하는 가스의 동압(動壓)이 출구(121b) 측으로 갈수록 상승됨에 따라, 유로(121)의 내부에는 차압(差壓)이 발생되고, 이러한 차압은 출구(121b) 측으로 갈수록 상승된다.That is, the dynamic pressure of the gas passing through the flow path 121 rises toward the outlet 121b, so that a differential pressure is generated in the flow path 121. This differential pressure is transmitted to the outlet 121b side It increases gradually.

이처럼 유로(121)의 내부에 발생되는 차압으로 인해, 유로(121)의 내부에서는, 유로(121)로부터 가스확산층(30) 내부로의 가스 확산을 유도하는 흐름이 생성된다.A flow that induces gas diffusion from the flow path 121 into the gas diffusion layer 30 is generated in the flow path 121 due to the differential pressure generated inside the flow path 121. [

또한 상기와 같이 유로(121)의 내부에 발생되는 차압으로 인해, 유로(121)의 내부에서는 가스를 전방 측 방향, 즉 베이스판(110)의 길이방향으로 유통시키는 흐름뿐 아니라, 가스를 유로(121)의 측부 측 방향으로 유통시키는 흐름이 생성된다.As described above, due to the differential pressure generated in the flow path 121, not only the flow of the gas in the flow path 121 in the forward direction, that is, the longitudinal direction of the base plate 110, 121 in the lateral direction.

이에 따라 유로(121)를 통과하는 가스는, 해당 유로(121)의 전방 측에 위치한 평면유로부(130) 및 돌출유로부(120)를 순차적으로 통과하는 흐름뿐 아니라, 해당 유로(121)의 대각선 측에 위치한 돌출유로부(120) 내부의 유로(121)로 유입되는 흐름을 따라 확산될 수 있다.The gas passing through the flow path 121 flows not only through the flow path sequentially passing through the planar flow path portion 130 and the projecting flow path portion 120 located on the front side of the flow path 121 but also by the flow And may be diffused along the flow entering the flow path 121 inside the protruded flow path portion 120 located on the diagonal side.

즉 본 실시예의 연료전지용 유로형성부재(100)에 따르면, 유로(121)의 내부에 차압이 발생되도록 돌출유도부(120)가 구비되어 유로(121)로부터 가스확산층(30) 내부로의 가스 확산을 유도하는 흐름이 생성되도록 하는 한편, 복수개의 돌출유로부(120)가 지그재그 형태로 배열되어 양측 대각선 방향으로 가스가 확산되는 흐름이 생성되도록 함으로써, 가스 확산의 효과를 극대화시킬 수 있다.That is, according to the fuel cell channel forming member 100 of the present embodiment, the protrusion inducing unit 120 is provided to generate a differential pressure inside the channel 121, so that gas diffusion from the channel 121 to the inside of the gas diffusion layer 30 And a plurality of protruding channel portions 120 are arranged in a zigzag fashion to generate a flow in which gas is diffused in both diagonal directions, thereby maximizing the effect of gas diffusion.

이에 따라 본 실시예의 연료전지용 유로형성부재(100)를 통해 유통되는 가스는, 연료전지용 유로형성부재(100)의 전체에 걸쳐 고르게 확산되며 유통되면서, 가스확산층(30) 내부로 효과적으로 확산될 수 있다.Accordingly, the gas flowing through the flow path forming member 100 for a fuel cell according to the present embodiment can be effectively diffused into the gas diffusion layer 30 while being evenly diffused and circulated throughout the flow path forming member 100 for a fuel cell .

아울러 돌출유로부(120)는, 접촉면(115)을 통해 가스확산층(30)과 면접촉되어 가스확산층(30)과의 접촉 면적이 확장될 수 있다. 이와 같이 접촉면(115)이 형성된 돌출유로부(120)를 구비하는 본 실시예의 연료전지용 유로형성부재(100)는, 가스확산층(30)과의 전기적 전달 성능 및 열전달 성능이 향상될 수 있다.In addition, the projecting flow path portion 120 can be in surface contact with the gas diffusion layer 30 through the contact surface 115 to expand the contact area with the gas diffusion layer 30. The flow path forming member 100 for a fuel cell according to the present embodiment having the projecting flow path portion 120 having the contact surface 115 formed therein can improve the electrical transfer performance and the heat transfer performance with the gas diffusion layer 30. [

한편 상기와 같이 구비되는 연료전지용 유로형성부재(100)는, 베이스판(110)의 타측면에 형성된 결합면(125)을 통해 분리판(10)과 면접촉하며 결합될 수 있으므로, 스팟 용접 등의 방법을 이용하여 분리판(10)과 효과적으로 결합될 수 있다.Meanwhile, the fuel cell flow path forming member 100, which is provided as described above, can be brought into surface contact with the separation plate 10 through the coupling surface 125 formed on the other side of the base plate 110, Can be effectively combined with the separation plate 10 by using the method of FIG.

이와 같이 이루어지는 베이스판(110)과 분리판(10) 간의 결합을 통해, 본 실시예의 연료전지용 유로형성부재(100)는 분리판(10)과 일체화된 형태로 제공되어 연료전지 스택의 생산성을 향상시킬 수 있다.Through the connection between the base plate 110 and the separator plate 10, the fuel cell flow path forming member 100 of the present embodiment is provided in a form integrated with the separator plate 10 to improve the productivity of the fuel cell stack .

상기한 바와 같은 본 실시예의 연료전지용 유로형성부재(100)는, 유로(121)로부터 가스확산층(30) 내부로의 가스 확산을 유도하는 흐름 및 대각선 방향으로 가스가 확산되는 흐름이 생성되어 가스 확산의 효과를 극대화시킴으로써, 연료전지 스택의 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있다.The flow path forming member 100 for a fuel cell according to the present embodiment as described above generates a flow for inducing gas diffusion from the flow path 121 into the gas diffusion layer 30 and a flow for diffusing the gas in the diagonal direction, The performance of the fuel cell stack can be effectively improved.

또한 본 실시예의 연료전지용 유로형성부재(100)는, 돌출유로부(120)와 가스확산층(30) 간의 접촉 면적을 확장시켜 전기적 전달 성능 및 열전달 성능을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 분리판(10)과의 일체화가 용이하여 연료전지 스택의 생산성을 향상시킬 수 있다.
The flow path forming member 100 for a fuel cell according to the present embodiment not only improves the electrical transfer performance and heat transfer performance by enlarging the contact area between the projecting flow path portion 120 and the gas diffusion layer 30, Can be easily integrated with each other, thereby improving the productivity of the fuel cell stack.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I will understand. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be defined by the following claims.

100 : 연료전지용 유로형성부재 110 : 베이스판
115 : 결합면 120 : 돌출유로부
121 : 유로 121a : 입구
121b : 출구 125 : 접촉면
130 : 평면유로부100: flow path forming member for fuel cell 110: base plate
115: engaging surface 120: protruding channel portion
121: EURO 121a: entrance
121b: outlet 125: contact surface
130:

Claims (6)

연료전지의 기체확산층에 접촉되고, 소정 두께를 갖도록 형성되며, 폭방향 및 길이방향으로 연장되게 형성되는 베이스판;
상기 베이스판의 일측면에 상기 베이스판의 두께방향으로 돌출되게 형성되고, 내부에 가스가 유통되는 유로가 상기 베이스판의 길이방향을 따라 관통되게 형성되는 복수개의 돌출유로부; 및
상기 베이스판과 동일면을 이루도록 상기 돌출유로부에 인접되게 형성되는 복수개의 평면유로부를 포함하고,
각각의 상기 평면유로부와 상기 돌출유로부는, 상기 베이스판의 폭방향을 따라 서로 교대로 배열되고, 상기 베이스판의 길이방향을 따라 서로 교대로 배열되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 유로형성부재.
A base plate contacting the gas diffusion layer of the fuel cell, formed to have a predetermined thickness, and extending in the width direction and the longitudinal direction;
A plurality of projecting flow path portions protruding in a thickness direction of the base plate on one side surface of the base plate and having a flow path through which gas flows in the base plate, the plurality of projecting flow path portions passing through the base plate in the longitudinal direction; And
And a plurality of planar flow path portions formed adjacent to the protruding flow path portions so as to be flush with the base plate,
Wherein each of the planar flow path portion and the projecting flow path portion is alternately arranged along the width direction of the base plate and alternately arranged along the longitudinal direction of the base plate.
제1항에 있어서,
상기 평면유로부와 상기 돌출유로부는, 상기 베이스판의 폭방향을 따라 상기 베이스판의 두께방향으로 올록볼록한 파형을 이루도록 배열되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 유로형성부재.
The method according to claim 1,
Wherein the planar flow path portion and the projecting flow path portion are arranged so as to form an upright convexity in the thickness direction of the base plate along the width direction of the base plate.
제1항에 있어서,
상기 평면유로부와 상기 돌출유로부는, 상기 베이스판의 폭방향 및 상기 베이스판의 길이방향을 따라 지그재그 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 유로형성부재.
The method according to claim 1,
Wherein the planar flow path portion and the projecting flow path portion are arranged in a zigzag shape along the width direction of the base plate and the longitudinal direction of the base plate.
제1항에 있어서,
상기 유로의 개방된 일측에는 가스가 상기 유로로 유입되는 입구가 형성되며, 상기 유로의 개방된 타측에는 상기 유로로 유입된 가스가 배출되는 출구가 형성되고;
상기 돌출유로부는, 상기 출구가 상기 입구보다 좁은 폭을 갖도록 형성되고, 상기 유로의 폭이 상기 입구 측으로부터 상기 출구 측으로 갈수록 점차 좁아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 유로형성부재.
The method according to claim 1,
An inlet through which the gas flows into the flow path is formed at one opened side of the flow path, and an outlet through which the gas introduced into the flow path is discharged is formed at the opened side of the flow path;
Wherein the projecting flow path portion is formed such that the outlet has a narrower width than the inlet, and the width of the flow path is gradually narrowed from the inlet side to the outlet side.
제1항에 있어서,
상기 돌출유로부는, 상기 베이스판의 두께방향에 따른 단면과 상기 베이스판의 폭방향에 따른 단면 중 적어도 어느 하나가 사다리꼴 형상을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 유로형성부재.
The method according to claim 1,
Wherein the projecting flow path portion is formed such that at least one of a cross section along the thickness direction of the base plate and a cross section along the width direction of the base plate has a trapezoidal shape.
제5항에 있어서,
상기 돌출유로부는, 연료전지의 각 셀을 분리하는 평면 형태의 분리판에 접촉되도록 구비되고,
상기 돌출유로부의 상기 베이스판으로부터 돌출된 면에는, 상기 베이스판과 나란한 평면 형태로 형성되어 상기 분리판과 결합되는 결합면이 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 유로형성부재.6. The method of claim 5,
The protruding flow path portion is provided so as to be in contact with a planar separating plate for separating each cell of the fuel cell,
Wherein a protruding channel portion of the protruding channel portion protruding from the base plate is formed in a plane shape parallel to the base plate and formed with a coupling surface to be coupled with the separation plate.
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