KR20160057116A - 연료전지 차량의 매니폴드 블록 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료전지 차량의 매니폴드 블록 어셈블리에 관한 것으로, 연료전지 스택에 장착되고 스택으로 공기 및 수소를 공급하는 매니폴드 블록 어셈블리에 있어서, 스택에 형성된 수소유로와 연결되는 수소배출관, 스택에 형성된 공기유로와 연결되는 공기배출관 및 수밀격벽이 일체로 형성된 매니폴드 블록과, 매니폴드 블록에 부착되고, 스택에 형성된 수소유로와 연결되는 수소유입관 및, 매니폴드 블록에 부착되고, 스택에 형성된 공기유로와 연결되는 공기유입관을 포함하며, 공기유입관이 매니폴드 블럭의 재질과 다른 재질로 제작됨으로써, 섭씨 -25도인 저온 시동시에도 공기유입관을 통해 연료전지 스택으로 유도되는 공기의 온도가 낮아지지 않게 되고, 이에 따라, 연료전지 차량의 냉시동성이 향상되는 효과가 있는 연료전지 차량의 매니폴드 블록 어셈블리를 제공한다.

Description

연료전지 차량의 매니폴드 블록 어셈블리{MANIFOLD BLOCK ASSEMBLY FOR FUEL CELL VECHICLE}
본 발명은 연료전지 차량의 매니폴드 블록 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료전지 차량의 냉시동성을 개선하는 연료전지 차량의 매니폴드 블록 어셈블리에 관한 것이다.
연료전지 차량에 구비되는 연료전지 스택에는 반응 전, 후의 기체와 냉각수가 연료전지에 유입 및 배출되도록 하는 매니폴드 블록 어셈블리가 구비된다.
종래 매니폴드 블록 어셈블리는 공기입구 및 공기출구, 수소입구 및 수소출구 유로를 하나의 알루미늄 블록 형태로 제작하였다.
하지만, 구조가 복잡하여, 사형 주조만으로 제작이 가능하여, 품질확보가 어려웠었고, 생산성이 낮았다.
또한, 공기 입구 유로가 알루미늄으로 제작되었기 때문에, 섭씨 -25도인 저온 시동시 가습기를 통해 유입되는 유입공기가 매니폴드 블록을 통과하며 섭씨 6도씨 이상 낮아져, 연료전지 차량의 냉시동성을 저해하였다.
대한민국 등록특허공보 제10-1272594호(2013.06.03.)
이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명의 목적은, 섭씨 -25도인 저온 시동시에 유입공기가 매니폴드 블록을 통과하여도 유입공기의 온도가 낮아지지 않도록 하여 연료전지 차량의 냉시동성을 향상시키는 연료전지 차량의 매니폴드 블록 어셈블리를 제공하는 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연료전지 차량의 매니폴드 블록 어셈블리는, 연료전지 스택에 장착되고 스택으로 공기 및 수소를 공급하는 매니폴드 블록에 있어서, 스택에 형성된 수소유로와 연결되는 수소배출관, 스택에 형성된 공기유로와 연결되는 공기배출관 및 수밀격벽이 일체로 형성된 매니폴드 블록과, 매니폴드 블록에 부착되고, 스택에 형성된 수소유로와 연결되는 수소유입관 및, 매니폴드 블록에 부착되고, 스택에 형성된 공기유로와 연결되는 공기유입관을 포함한다. 이때, 수소유입관과 공기유입관은, 플라스틱으로 제작될 수 있다.
위와 같은 본 발명의 연료전지 차량의 매니폴드 블록 어셈블리에 따르면, 공기유입관이 매니폴드 블럭의 재질과 다른 재질로 제작됨으로써, 섭씨 -25도인 저온 시동시에도 공기유입관을 통해 연료전지 스택으로 유도되는 공기의 온도가 낮아지지 않게 되고, 이에 따라, 연료전지 차량의 냉시동성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 매니폴드 블럭의 구조가 종래에 비하여 간단해지며, 이에 따라 사형 주조 방법이 아닌 다른 제작방법 적용 가능해지는 효과가 있다.
또한, 매니폴드 블록의 품질이 향상되고, 생산성이 증대되는 효과가 있다.
또한, 수소유입관 및 공기유입관이 플라스틱으로 제작되므로 총 중량이 감소되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예의 연료전지 차량의 매니폴드 블록 어셈블리의 사시도,
도 2는 도 1의 연료전지 차량의 매니폴드 블록 어셈블리의 다른 사시도,
도 3은 도 1의 연료전지 차량의 매니폴드 블록 어셈블리의 또 다른 사시도,
도 4는 도 3의 A-A선의 단면도,
도 5는 도 3의 B-B선의 단면도이다.
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 연료전지 차량의 매니폴드 블록 어셈블리는, 연료전지 스택에 장착되고 스택으로 공기 및 수소를 공급하는 매니폴드 블록에 있어서, 스택에 형성된 수소유로(HL)와 연결되는 수소배출관(110), 스택에 형성된 공기유로(AL)와 연결되는 공기배출관(120) 및 내부에 수분 유입을 방지하는 수밀격벽(101)이 일체로 형성된 매니폴드 블록(100)과, 매니폴드 블록(100)에 부착되고, 스택에 형성된 수소유로(HL)와 연결되는 수소유입관(200) 및, 매니폴드 블록에 부착되고, 스택에 형성된 공기유로(AL)와 연결되는 공기유입관(300)을 포함한다.
수소유입관(200)은, 알루미늄 또는 플라스틱으로 제작되고, 공기유입관(300)은, 플라스틱으로 제작된다. 본 발명의 일실시예에서, 매니폴드 블록(100)은 주조를 통해 알루미늄으로 제작되고, 수소유입관(200) 및 공기유입관(300)은 사출을 통해 플라스틱으로 제작된다.
매니폴드 블록(100)은, 연료전지 스택에 형성된 공기유로(AL)와 연결되는 공기배출관(120) 및 스택에 형성된 수소유로(HL)와 연결되는 수소배출관(110)이 일체로 형성된다. 또한, 매니폴드 블록(100)에는, 스택에 형성된 공기유로(AL)로 공기를 유입시키는 공기유입관(300)이 장착되도록 장착공(140) 및, 스택에 형성된 수소유로(HL)로 수소를 유입시키는 수소유입관(200)이 연통되도록 부착되도록 수소관통공(150)이 관통형성된다.
매니폴드 블록(100)은, 수소배출관(110), 공기배출관(120), 수소유입관(200) 및 공기유입관(300)에 장착된 절연커버(130)를 포함한다. 절연커버(130)는, 연료전지 스택에 존재하는 응축수가 스택으로부터 누수되는 것을 방지하고, 매니폴드 블록의 절연저항이 저하되는 것을 방지한다.
절연커버(130)는, 수소배출관(110) 또는 공기배출관(120)을 통해 수소유로(HL)의 내측벽면 또는 공기유로(AL)의 내측벽면까지 연장되고, 내측벽면에 밀착된 연장부(134)를 포함한다. 절연커버(130)는, 수소배출관(110), 수소유입관(200) 및 수소유로(HL)를 연결하는 수소연결관(131) 및, 공기배출관(120)과 공기유입관(300) 및 공기유로(AL)를 연결하는 공기연결관(132)을 포함한다.
절연커버(130)는, 수소연결관(131) 및 공기연결관(132)의 양단에 구비되고, 수소연결관(131) 또는 공기연결관(132)을 통해 유동하는 수소 또는 공기의 누수를 방지하는 가스켓(133)을 포함한다.
공기유입관(300)은, 매니폴드 블록(100)에 형성된 장착공(140)에 장착되는 공기호스(210) 및, 공기호스(210)로부터 수밀격벽(100)을 따라서 연장된 내측유입관(220)을 포함한다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100: 매니폴드 블록 101: 수밀격벽
110: 수소배출관 120: 공기배출관
130: 절연커버 131: 수소연결관
132: 공기연결관 133: 가스켓
134: 연장부 140: 장착공
150: 수소관통공 200: 수소유입관
210: 공기호스 220: 내측유입관
300: 공기유입관 HL: 수소유로
AL: 공기유로

Claims (10)

  1. 연료전지 스택에 장착되고 상기 스택으로 공기 및 수소를 공급하는 매니폴드 블록 어셈블리에 있어서,
    상기 스택에 형성된 수소유로와 연결되는 수소배출관, 상기 스택에 형성된 공기유로와 연결되는 공기배출관 및 스택의 수밀 유지를 위한 수밀격벽이 일체로 형성된 매니폴드 블록;
    상기 매니폴드 블록에 부착되고, 상기 스택에 형성된 수소유로와 연결되는 수소유입관; 및
    상기 매니폴드 블록에 부착되고, 상기 스택에 형성된 공기유로와 연결되는 공기유입관을 포함하는 연료전지 차량의 매니폴드 블록 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수소유입관은, 알루미늄 또는 플라스틱으로 제작되고,
    상기 공기유입관은, 플라스틱으로 제작된 연료전지 차량의 매니폴드 블록 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 매니폴드 블록은,
    상기 수소배출관, 상기 공기배출관, 상기 수소유입관 및 상기 공기유입관에 장착된 절연커버를 포함하는 연료전지 차량의 매니폴드 블록 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 절연커버는,
    상기 수소배출관 또는 상기 공기배출관을 통해 상기 수소유로의 내측벽면 또는 상기 공기유로의 내측벽면까지 연장되고, 내측벽면에 밀착된 연장부를 포함하는 연료전지 차량의 매니폴드 블록 어셈블리.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 절연커버는,
    상기 수소배출관, 상기 수소유입관 및 상기 수소유로를 연결하는 수소연결관; 및
    상기 공기배출관과 상기 공기유입관 및 상기 공기유로를 연결하는 공기연결관을 포함하는 연료전지 차량의 매니폴드 블록 어셈블리.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 절연커버는,
    상기 수소연결관 및 상기 공기연결관의 양단에 구비되고, 상기 수소연결관 또는 상기 공기연결관을 통해 유동하는 수소 또는 공기의 누수를 방지하는 가스켓을 포함하는 연료전지 차량의 매니폴드 블록 어셈블리.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 공기유입관은,
    상기 매니폴드 블록에 형성된 장착공에 장착되는 공기호스; 및
    상기 공기호스로부터 상기 수밀격벽을 따라서 연장된 내측유입관을 포함하는 연료전지 차량의 매니폴드 블록 어셈블리.
  8. 연료전지 스택에 형성된 공기유로와 연결되는 공기배출관 및 상기 스택에 형성된 수소유로와 연결되는 수소배출관이 일체로 형성된 매니폴드 블록을 포함하는 연료전지 차량의 매니폴드 블록 어셈블리.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 매니폴드 블록은,
    상기 스택에 형성된 공기유로로 공기를 유입시키는 공기유입관이 장착되고 수밀격벽에 관통 형성된 장착공; 및
    상기 스택에 형성된 수소유로로 수소를 유입시키는 수소유입관이 연통되도록 부착되고 상기 매니폴드 블록을 관통하여 형성된 수소관통공을 포함하는 연료전지 차량의 매니폴드 블록 어셈블리.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 매니폴드 블록은, 알루미늄으로 제작되고,
    상기 공기유입관은, 플라스틱으로 제작된 연료전지 차량의 매니폴드 블록 어셈블리.
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