KR20180130126A

KR20180130126A - Water Electrolysis Stack

Info

Publication number: KR20180130126A
Application number: KR1020170065790A
Authority: KR
Inventors: 정희석; 안철수
Original assignee: 주식회사 두산
Priority date: 2017-05-29
Filing date: 2017-05-29
Publication date: 2018-12-07
Also published as: KR102405614B1

Abstract

Disclosed is a water electrolysis stack. According to one embodiment of the present invention, the water electrolysis stack comprises: a separator plate connected with a cathode inlet through which a working fluid flows and having a branch part branched at the cathode inlet so as to supply the working fluid toward a reaction region where hydrogen and air react; and an electrode plate assembled opposite to the separator plate.

Description

Water Electrolysis Stack}

본 발명은 분리판으로 이동하는 작동 유체의 이동 안전성과 반응성을 개선한 것으로서, 보다 상세하게는 수전해 스택에 관한 것이다.The present invention improves movement safety and reactivity of a working fluid moving to a separator, and more particularly, to a power receiving stack.

지구온난화와 화석연료의 고갈에 따른 대체에너지의 연구개발에 대한 요구가 지속적으로 높아지고 있는 가운데 실용 가능성 있는 환경 및 에너지 문제 해결의 유일한 대안으로 수소에너지가 주목받고 있다.Hydrogen energy is attracting attention as the only alternative to practical environmental and energy problems, while global warming and depletion of fossil fuels are continuing to raise the demand for research and development of alternative energy.

전기에너지를 이용하여 순수한 물로부터 수소를 생산하는 기술로 크게 알칼라인 수전해, 고체 고분자 전해질(PEM) 수전해, 그리고 고체산화물을 이용한 고온수증기 전해기술로 구분된다. The technology to produce hydrogen from pure water by using electric energy is classified into alkaline electrolytic solution, hot water electrolysis of solid polymer electrolyte (PEM), and high-temperature water vapor electrolysis technology using solid oxide.

알칼라인 수전해 기술은 전해질로써 알칼리 수용액(KOH 등)을 이용하고 수소/산소를 분리하기 위하여 별도의 분리막을 사용하는 기술로 100이하의 운전조건을 갖는 것을 특징으로 하며, 고체 고분자 전해질(PEM) 수전해 기술은 전해질과 분리막으로써 고체 고분자 전해질(PEM)막을 이용하는 기술로 고분자막의 안정성에 따라 200℃ 이하의 운전조건을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.Alkaline electrolytic electrolysis technology is a technology that uses an alkaline aqueous solution (KOH, etc.) as an electrolyte and uses a separate membrane to separate hydrogen / oxygen, and is characterized in that it has a operation condition of 100 or less. A solid polymer electrolyte (PEM) (PEM) membrane as an electrolyte and separator. It is characterized by having operating conditions below 200 ° C depending on the stability of the polymer membrane.

이와 같이 물을 이용한 발전 방식을 이용한 것 중에 일 예로 수전해 스택이 사용되고 있으며 도면을 참조하여 설명한다. 참고로 도 1은 종래의 수전해 스택에 구비된 분리판을 통해 작동 유체가 이동하는 상태를 도시한 도면이다.A water electrolytic stack is used as one example of the power generation system using water as described above and will be described with reference to the drawings. 1 is a view showing a state in which a working fluid moves through a separator provided in a conventional electrolytic solution stack.

첨부된 도 1을 참조하면, 종래의 수전해 스택(미도시)에 구비된 분리판(10)은 도면에 도시된 형태로 구성되는데, 도면 기준으로 6시 방향에 작동 유체가 유입되는 유입구(12)가 형성되고, 12시 방향에 작동 유체가 유출되는 유출구(14)가 형성된다.Referring to FIG. 1, a separation plate 10 provided in a conventional electrolytic solution stack (not shown) has a shape as shown in the figure. The separation plate 10 has an inlet 12 And an outlet 14 through which the working fluid flows out is formed at 12 o'clock.

상기 작동 유체는 유입구(12)로 유입된 후에 유출구(14)로 이동하는데, 상기 작동 유체의 이동 궤적은 상기 유입구(12)의 위치에 해당되는 분리판(10)의 하측에서 상기 유출구(14)의 위치에 해당되는 분리판(10)의 상측으로 향하는 방향에서 가장 빠른 유속 흐름이 나타난다.The working fluid flows into the inlet 12 and then to the outlet 14. The movement trajectory of the working fluid flows from the lower side of the separator 10 corresponding to the inlet 12 to the outlet 14, The flow velocity is highest in the direction toward the upper side of the separation plate 10 corresponding to the position of the separation plate 10.

그리고 주변으로는 작동 유체가 소용돌이 형태로 순환 이동하면서 흐름이 일정하게 유지되지 못하고 정체되거나 내측벽면에서 반응성이 저하되는 문제점이 유발되었다.In addition, the working fluid circulates in the form of a vortex, causing the problem that the flow can not be maintained constant and the stagnation occurs or the reactivity decreases at the inner wall.

또한 분리판(10)의 좌, 우측 특정 위치에서 작동 유체가 순환되지 않는 데드 존이 발생되어 이에 대한 대책이 필요하게 되었다.In addition, a dead zone in which the working fluid is not circulated at a specified position on the left and right sides of the separator plate 10 is generated, and countermeasures are required.

대한민국공개특허 제10-2009-009353호Korea Patent Publication No. 10-2009-009353

본 발명의 실시 예들은 수전해 스택의 분리판에 작동 유체가 확산 이동 가능하게 구조를 변경하여 상기 작동 유체의 반응성을 향상할 수 있는 수전해 스택을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention seek to provide a power receiving stack capable of improving the reactivity of the working fluid by changing the structure so that the working fluid can be diffused and moved to the separating plate of the electrolytic solution stack.

본 발명의 일 실시 예에 의한 수전해 스택은 작동 유체가 유입되는 캐소드 유입구와 연통되고 수소와 공기가 반응하는 반응 영역을 향해 상기 작동 유체가 공급되도록 상기 캐소드 유입구에서 분기된 분기부가 형성된 분리판; 및 상기 분리판과 마주보며 조립되는 전극판을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the electrolytic solution stack includes a separator plate communicating with a cathode inlet through which a working fluid flows, and a branch portion branched from the cathode inlet to supply the working fluid toward a reaction region where hydrogen and air react. And an electrode plate assembled facing the separator plate.

상기 분기부는 상기 캐소드 유입구를 기준으로 상기 분리판을 위에서 바라볼 때 좌우 대칭으로 분기된다.The branch portion branches symmetrically when viewed from above the separator plate with respect to the cathode inlet.

상기 분기부는 상기 캐소드 유입구와 연통되고 상기 캐소드 유입구를 기준으로 좌측으로 분기된 제1 분기부; 상기 캐소드 유입구와 연통되고 상기 캐소드 유입구를 기준으로 우측으로 분기된 제2 분기부; 상기 캐소드 유입구와 연통되고 상기 캐소드 유입구를 기준으로 상기 분리판의 하측으로 분기된 제3 분기부를 포함한다.The branch portion includes a first branch portion communicating with the cathode inlet and branched to the left with respect to the cathode inlet; A second branch portion communicating with the cathode inlet and branched to the right with respect to the cathode inlet; And a third branch communicating with the cathode inlet and branched to the lower side of the separator with reference to the cathode inlet.

상기 제1 분기부는 상기 캐소드 유입구를 통해 공급된 작동 유체를 공급받는 제1 메인 유로; 상기 제1 메인 유로와 연통된 위치를 기준으로 상기 분리판의 원주 방향을 따라 부분 연장된 제1 연장 유로; 상기 제1 연장 유로와 연통되고 상기 작동 유체를 상기 분리판의 반응 영역에서 확산 되도록 소정의 간격으로 이격된 분기 유로를 포함한다.Wherein the first branch portion includes: a first main flow passage for receiving a working fluid supplied through the cathode inlet; A first elongated flow passage partially extending along the circumferential direction of the separator plate with respect to a position communicated with the first main passage; And a branch flow path communicated with the first extension flow path and spaced apart at a predetermined interval to diffuse the working fluid in the reaction region of the separation plate.

상기 제1 메인 유로는 상기 제1 연장 유로의 연장된 길이의 중앙 또는 중앙에서 원주 방향의 일측 위치에서 연결된다. The first main passage is connected at one side in the circumferential direction at the center or the center of the extended length of the first extending passage.

상기 제1 메인 유로는 상기 제1 연장 유로의 직경 보다 크게 형성된다. The first main passage is formed to be larger than the diameter of the first extending passage.

상기 제1 연장 유로는 상기 분리판의 원주방향과 대응되는 곡률로 이루어진다.The first extension passage has a curvature corresponding to the circumferential direction of the separator plate.

상기 제1 메인 유로는 상기 제1 연장 유로를 향해 연장된 단부가 상기 제1 연장 유로의 접선 방향에서 연결된 것을 특징으로 한다.And an end portion of the first main passage extending toward the first extending passage is connected in the tangential direction of the first extending passage.

상기 분리판에는 상기 제1 연장 유로의 연장된 단부와 수직으로 맞나는 제1 수직부가 형성된다.The separating plate is provided with a first vertical portion perpendicular to the extended end of the first extending passage.

상기 분기 유로는 상기 제1 연장 유로와 연결된 접선 방향에서 상기 반응 영역을 향해 직교된 것을 특징으로 한다.And the branch flow path is orthogonal to the reaction region in a tangential direction connected to the first elongate flow path.

상기 분기 유로는 상기 제1 연장 유로의 접선 방향에서 상기 반응 영역을 향해 90도 이하의 각도로 연결된 것을 특징으로 한다.And the branch flow path is connected at an angle of 90 degrees or less toward the reaction region in the tangential direction of the first elongate flow path.

상기 분기 유로는 상기 반응 영역을 향해 연장된 단부 직경이 감소되는 경사부가 형성된다.The branch passage is formed with an inclined portion whose end diameter is reduced toward the reaction region.

상기 분기 유로는 상기 분리판의 하측 중앙에서 상기 제1 연장 유로의 연장된 단부로 갈수록 상기 반응 영역의 내측으로 길게 연장된 것을 특징으로 한다.And the branch channel extends toward the inside of the reaction region from the lower center of the separator to the extended end of the first elongate channel.

상기 제2 분기부는 상기 캐소드 유입구를 통해 공급된 작동 유체를 공급받는 제2 메인 유로; 상기 제2 메인 유로와 연통된 위치를 기준으로 상기 분리판의 원주 방향을 따라 부분 연장된 제2 연장 유로; 상기 제2 연장 유로와 연통되고 상기 작동 유체를 상기 분리판의 반응 영역에서 확산 되도록 소정의 간격으로 이격된 분기 유로를 포함한다.The second branch portion includes: a second main flow passage for receiving a working fluid supplied through the cathode inlet; A second elongated flow passage partially extending along the circumferential direction of the separator plate with respect to a position communicated with the second main passage; And a branch flow passage communicated with the second extension flow passage and spaced apart at a predetermined interval to diffuse the working fluid in the reaction region of the separation plate.

상기 제2 메인 유로는 상기 제2 연장 유로의 연장된 길이의 중앙 또는 중앙에서 원주 방향의 일측 위치에서 연결된다. And the second main passage is connected at one side in the circumferential direction at the center or the center of the extended length of the second extension passage.

상기 제2 메인 유로는 상기 제2 연장 유로의 직경 보다 크게 형성된다. And the second main passage is formed larger than the diameter of the second extending passage.

상기 제2 연장 유로는 상기 분리판의 원주방향과 대응되는 곡률로 이루어진다.And the second extending passage has a curvature corresponding to the circumferential direction of the separator plate.

상기 제2 메인 유로는 상기 제2 연장 유로를 향해 연장된 단부가 상기 제2 연장 유로의 접선 방향에서 연결된 것을 특징으로 한다.And an end portion of the second main passage extending toward the second extending passage is connected in the tangential direction of the second extending passage.

상기 분리판에는 상기 제2 연장 유로의 연장된 단부와 수직으로 맞나는 제2 수직부가 형성된다.The separating plate is formed with a second vertical portion perpendicular to the extended end of the second extending passage.

상기 분기 유로는 상기 제2 연장 유로와 연결된 접선 방향에서 상기 반응 영역을 향해 직교된 것을 특징으로 한다.And the branch flow path is orthogonal to the reaction region in a tangential direction connected to the second elongate flow path.

상기 분기 유로는 상기 제2 연장 유로의 접선 방향에서 상기 반응 영역을 향해 90도 이하의 각도로 연결된 것을 특징으로 한다.And the branch passage is connected at an angle of 90 degrees or less toward the reaction region in the tangential direction of the second extension passage.

상기 분기 유로는 상기 캐소드 유입구를 기준으로 상기 제2 연장 유로의 연장된 단부로 갈수록 상기 반응 영역의 내측으로 길게 연장된 것을 특징으로 한다.And the branch channel extends toward the inside of the reaction region toward the extended end of the second elongate channel with respect to the cathode inlet.

상기 분리판에는 상기 전극판을 향해 돌출된 돌기가 구비되고, 상기 전극판에는 상기 돌기가 삽입되는 삽입 홈이 형성된다.The separation plate is provided with a projection protruding toward the electrode plate, and the electrode plate has an insertion groove into which the projection is inserted.

상기 돌기는 상기 분리판의 일면 중 원주 방향에서 복수 개가 한 쌍을 이루고 원주 방향에서 서로 이격된 제1 돌기; 상기 제1 돌기와 별도로 이격되어 마주보며 상기 분리판의 원주 방향에서 복수개가 한 쌍을 이루고 원주 방향에서 서로 이격된 제2 돌기를 포함한다.The protrusions may include a first protrusion formed on the one surface of the separator plate in a circumferential direction and spaced apart from each other in a circumferential direction; And a second projection spaced apart from the first projection and spaced apart from each other in a circumferential direction, the first projection and the second projection being spaced apart from each other in a circumferential direction of the separation plate.

상기 제1 돌기와 상기 제2 돌기는 서로 이격된 거리가 상이한 것을 특징으로 한다.And the first projections and the second projections have different distances from each other.

상기 제1 돌기와 상기 제2 돌기는 단면 형태가 서로 상이한 것을 특징으로 한다.And the first projections and the second projections have different cross-sectional shapes.

상기 제3 분기부는 상기 캐소드 유입구와 일단이 연통되고 타단이 상기 제2 분기부를 향해 좌우 대칭으로 연장되어 상기 작동 유체를 상기 제2 분기부로 공급한다.The third branch portion communicates with the cathode inlet at one end, and the other end extends symmetrically toward the second branch portion to supply the working fluid to the second branch portion.

상기 제3 분기부는 상기 제2 분기부의 전체 길이를 L이라 가정할 때 L/2 위치에 위치된 것을 특징으로 한다.And the third branch is located at L / 2 when the total length of the second branch is L.

본 발명의 다른 실시 예에 의한 수전해 스택은 작동 유체가 유입되는 캐소드 유입구와 연통되고 수소와 공기가 반응하는 반응 영역을 향해 상기 작동 유체가 공급되도록 상기 캐소드 유입구에서 분기된 분기부가 대칭으로 형성된 분리판; 상기 분리판과 마주보며 조립되는 전극판; 및 상기 분리판의 일면에서 상기 전극판을 향해 돌출된 돌기를 포함한다.The electrolytic solution stack according to another embodiment of the present invention includes a branch portion branched at the cathode inlet so as to communicate with a cathode inlet through which a working fluid flows and a reaction region through which hydrogen and air react, plate; An electrode plate assembled facing the separator plate; And protrusions protruding from the one surface of the separator toward the electrode plate.

본 발명의 실시 예들은 수전해 스택에 구비된 분리판의 반응 영역에서 반응성을 향상시켜 상기 수전해 스택의 효율을 향상시킬 수 있다.Embodiments of the present invention can improve reactivity in the reaction zone of the separator provided in the electrolytic solution stack to improve the efficiency of the electrolytic solution stack.

본 발명의 실시 예들은 분리판의 분기부 구조를 개선하여 작동 유체가 반응 영역에서 안정적으로 확산하고 한정된 반응 영역을 최대한 활용하여 작동될 수 있다.The embodiments of the present invention can improve the branching structure of the separator plate so that the working fluid is stably diffused in the reaction zone and can be operated by making full use of the limited reaction zone.

본 발명의 실시 예들은 수전해 스택의 조립 효율성과 작업자의 조립 속도가 향상되도록 돌기를 구비하여 사용할 수 있다.Embodiments of the present invention can be used with protrusions to improve the assembling efficiency of the electrolytic solution stack and the assembly speed of the operator.

도 1은 종래의 수전해 스택에 구비된 분리판을 통해 작동 유체가 이동하는 상태를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수전해 스택의 조립 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분리판을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수전해 스택을 구성하는 분리판과 전극판을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분리판에 구비된 분기부를 도시한 도면.
도 6 내지 도 9는 발명의 일 실시 예에 따른 분기부의 다양한 실시 예를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분기부를 통해 작동 유체가 이동하는 상태를 도시한 도면.FIG. 1 is a view showing a state in which a working fluid moves through a separator provided in a conventional electrolytic solution stack. FIG.
FIG. 2 is an assembled perspective view of a water electrolytic stack according to an embodiment of the present invention; FIG.
3 is a perspective view illustrating a separation plate according to an embodiment of the present invention;
4 is a view showing a separator plate and an electrode plate that constitute the electrolytic solution stack according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a branching unit provided in a separation plate according to an embodiment of the present invention.
Figures 6 to 9 illustrate various embodiments of a bifurcation according to an embodiment of the invention.
10 is a view showing a state in which a working fluid moves through a branching portion according to an embodiment of the present invention;

본 발명의 일 실시 예에 따른 수전해 스택에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 첨부된 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수전해 스택의 조립 사시도 이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분리판을 도시한 사시도 이며, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수전해 스택을 구성하는 분리판과 전극판을 도시한 도면 이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분리판에 구비된 분기부를 도시한 도면 이다.A description will be given of a power-receiving stack according to an embodiment of the present invention with reference to the drawings. FIG. 3 is a perspective view illustrating a separator according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of an embodiment of the present invention. FIG. FIG. 5 is a view illustrating a branching unit provided in the separation plate according to an embodiment of the present invention. FIG.

첨부된 도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 의한 수전해 스택(1)은 분리판(100)과 전극판(200)으로 구성된 다수개의 단위 셀로 이루어진다.2 to 5, the electrolytic solution stack 1 according to the first embodiment of the present invention comprises a plurality of unit cells each composed of a separator plate 100 and an electrode plate 200.

상기 단위 셀은 도면에 도시된 상태를 기준으로 수전해 스텍(1)을 외측에서 바라볼 때 상단과 하단에 앤드 플레이트(2)가 각각 위치되고, 상기 앤드 플레이트 사이에 다수개의 단위 셀이 순차적으로 적층된다.The end plates 2 are positioned at the upper and lower ends of the unit cell, respectively, when viewed from the outside, and a plurality of unit cells are sequentially arranged between the end plates Respectively.

상기 수전해 스택(1)은 이격된 앤드 플레이트(2) 사이를 연결하는 지지체(3)가 상기 앤드 플레이트(2)의 원주 방향을 따라 구비되고 구조적 강성 보강과 지지를 동시에 도모한다.In the power receiving stack 1, a support 3 connecting between the separated end plates 2 is provided along the circumferential direction of the end plate 2, and structural rigidity reinforcement and support are simultaneously provided.

첨부된 도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 실시 예에 의한 분리판(100)에는 상기 전극판(200)을 향해 돌출된 돌기(140)가 구비되고, 상기 전극판(200)에는 상기 돌기(140)가 삽입되는 삽입 홈(210)이 형성된다.3 to 4, the separator 100 according to the present embodiment is provided with a protrusion 140 protruding toward the electrode plate 200, and the electrode plate 200 is provided with protrusions 140 are inserted.

상기 돌기(140)는 상기 분리판(200)의 일면 중 원주 방향에서 복수 개가 한 쌍을 이루고 원주 방향에서 서로 이격된 제1 돌기(142)와, 상기 제1 돌기(142)와 별도로 이격되어 마주보며 상기 분리판(200)의 원주 방향에서 복수개가 한 쌍을 이루고 원주 방향에서 서로 이격된 제2 돌기(144)를 포함한다.The protrusions 140 may include a first protrusion 142 and a second protrusion 142. The first protrusion 142 may be spaced from the first protrusion 142 in the circumferential direction of the separator 200, And a plurality of second protrusions 144 spaced apart from each other in the circumferential direction.

상기 돌기(140)는 삽입 홈(210)에 삽입되며 작업자는 제1 돌기(142)와 제2 돌기(142)의 위치를 정확하게 시각적으로 인지하고 조립을 실시할 수 있도록 상기 제1 돌기(142)와 상기 제2 돌기는 서로 이격된 거리가 상이하게 구성된다.The protrusion 140 is inserted into the insertion groove 210 so that the operator can precisely recognize the positions of the first and second protrusions 142 and 142 and assemble the first protrusion 142, And the second protrusions have different distances from each other.

예를 들면 제1 돌기(142)는 도면을 기준으로 분리판(100)의 좌측에 위치되고, 제2 돌기(144)는 분리판(100)의 우측에 위치된다. 또한 제1 돌기(142)는 복수개가 서로 이격된 거리가 멀게 이격되고, 제2 돌기(144)는 복수개가 서로 이격된 거리가 제1 돌기(142) 보다 짧게 이격 되도록 구성된다.For example, the first projection 142 is positioned on the left side of the separation plate 100 with reference to the drawing, and the second projection 144 is positioned on the right side of the separation plate 100. The first protrusions 142 are spaced apart from each other by a distance, and the second protrusions 144 are spaced apart from each other by a distance shorter than the first protrusions 142.

작업자는 제1 돌기(142)의 이격된 위치와 제2 돌기(144)의 이격된 위치가 서로 상이하므로 단위 셀을 조립할 때 오조립 하지 않고 정확하게 전극판(200)에 조립을 실시할 수 있다.The operator can accurately assemble the electrode plate 200 without erroneously assembling the unit cells because the spaced positions of the first projections 142 and the second projections 144 are different from each other.

따라서 작업자가 분리판(100)과 전극판(200)을 서로 조립할 때 작업 효율성과 작업 속도가 향상된다.Therefore, when the operator assembles the separator plate 100 and the electrode plate 200 together, the working efficiency and the working speed are improved.

본 실시 예에 의한 제1 돌기(142)와 상기 제2 돌기(144)는 단면 형태가 서로 상이하게 구성될 수 있다. 예를 들면 작업자가 육안으로 인지 할 수 있도록 제1 돌기(142)는 원형의 단면으로 구성되고, 제2 돌기(144)는 다른 단면 형태로 구성될 수 있다.The first protrusions 142 and the second protrusions 144 according to the present embodiment may have different sectional shapes. For example, the first protrusion 142 may have a circular cross-section, and the second protrusion 144 may have a different cross-sectional shape so that the operator can visually recognize the protrusion.

따라서 작업자는 육안으로 제1 돌기(142)와 제2 돌기(144)의 형태와 위치를 정확하게 인지하고 조립 작업을 실시할 수 있다.Therefore, the operator can visually recognize the shape and position of the first projection 142 and the second projection 144, and perform the assembly work.

삽입 홈(210)은 제1,2 돌기(142, 144)와 대응되는 형태로 구성되고, 조립시에도 작업자가 손쉽게 조립을 실시할 수 있다.The insertion groove 210 is formed in a shape corresponding to the first and second protrusions 142 and 144, and an operator can easily assemble the assembly when assembling.

분리판(100)은 작동 유체가 유입되는 캐소드 유입구(102)가 도면 기준으로 하측에 위치되고, 상측에 캐소드 유출구(104)가 형성된다. 상기 캐소드 유입구(102)로는 작동 유체가 유입되어 캐소드 유출구(104)로 이동된다.In the separator plate 100, the cathode inlet 102 into which the working fluid flows is located on the lower side and the cathode outlet 104 is formed on the upper side. The working fluid flows into the cathode inlet 102 and moves to the cathode outlet 104.

상기 분리판(100)은 일 예로 수소와 공기가 반응하는 반응 영역(S1)을 향해 상기 작동 유체가 공급되도록 상기 캐소드 유입구(102)에서 분기된 분기부(110)가 형성된다.The partition plate 100 is formed with a branched portion 110 branched at the cathode inlet 102 so that the working fluid is supplied toward the reaction region S1 where hydrogen and air react.

상기 분기부(110)는 일 예로 상기 캐소드 유입구(102)를 기준으로 상기 분리판(100)을 위에서 바라볼 때 좌우 대칭으로 분기된다. 이와 같이 분기부(110)가 대칭으로 분기되는 이유는 작동 유체가 반응 영역(S1)을 향해 특정 위치로 편심되게 이동하지 않고 일정하게 확산 이동되도록 유도하여 수소와 공기의 안정적인 반응을 도모하여 수전해 스택(1)의 효율 향상을 도모하고자 한다. 또한 분리판(100)에서 작동 유체의 안정적인 유동 흐름을 유도하고자 한다.For example, the branching unit 110 branches symmetrically when viewed from above the separating plate 100 with respect to the cathode inlet 102. The branching portion 110 is symmetrically branched because the working fluid does not move eccentrically to a specific position toward the reaction region S1 but is uniformly diffused and moved so as to stably react hydrogen and air. So that the efficiency of the stack 1 is improved. And also to induce a stable flow of the working fluid in the separator plate 100.

본 실시 예에 의한 분기부(110)는 상기 캐소드 유입구(102)와 연통되고 상기 캐소드 유입구(102)를 기준으로 좌측으로 분기된 제1 분기부(112)와, 상기 캐소드 유입구(102)와 연통되고 상기 캐소드 유입구(102)를 기준으로 우측으로 분기된 제2 분기부(122)를 포함한다.The branching section 110 according to the present embodiment includes a first branching section 112 communicating with the cathode inlet 102 and branched to the left with reference to the cathode inlet 102 and a second branching section 112 communicating with the cathode inlet 102 And a second branch 122 branched to the right with respect to the cathode inlet 102.

또한 상기 캐소드 유입구(102)와 연통되고 상기 캐소드 유입구(102)를 기준으로 상기 분리판(100)의 하측으로 분기된 제3 분기부(132)를 포함한다.And a third branch 132 communicating with the cathode inlet 102 and branched to the lower side of the separator plate 100 with respect to the cathode inlet 102.

상기 제1 분기부(112)는 상기 캐소드 유입구(102)를 통해 공급된 작동 유체를 공급받는 제1 메인 유로(112a)와, 상기 제1 메인 유로(112a)와 연통된 위치를 기준으로 상기 분리판(100)의 원주 방향을 따라 부분 연장된 제1 연장 유로(112b)와, 상기 제1 연장 유로(112b)와 연통되고 상기 작동 유체를 상기 분리판(100)의 반응 영역에서 확산 되도록 소정의 간격으로 이격된 분기 유로(112c)를 포함한다.The first branch portion 112 includes a first main passage 112a for receiving a working fluid supplied through the cathode inlet 102 and a second main passage 112b for separating the first main passage 112a and the second main passage 112b, A first elongated flow path 112b partially extending along the circumferential direction of the plate 100 and a second elongated flow path 112b communicating with the first elongated flow path 112b and having a predetermined And a branched flow path 112c spaced apart from each other.

상기 제1 메인 유로(112a)는 상기 캐소드 유입구(102)의 좌측과 연결되고 상기 제1 연장 유로(112b)로 작동 유체를 공급하기 위해 구비된다. The first main passage 112a is connected to the left side of the cathode inlet 102 and is provided to supply the working fluid to the first extending passage 112b.

상기 제1 메인 유로(112a)는 원형 형태 또는 타원 형태 또는 다각 형태 중의 어느 하나의 형태로 구성되고, 도면에 도시된 바와 같이 1개 또는 복수개로 구성되는 것도 가능할 수 있다. The first main passage 112a may have a circular shape, an elliptical shape, or a polygonal shape, and may have one or a plurality of shapes as shown in the drawing.

제1 메인 유로(112a)는 복수개로 구성될 경우 제1 연장 유로(112b)의 연장된 길이를 N등분하여 동일 길이로 분할된 위치에 위치될 수 있다. 이 경우 작동 유체가 상기 제1 연장 유로(112b)를 향해 2곳에서 공급되므로 공급 안정성이 보다 향상된다.When the first main passage 112a is constituted of a plurality of first main passage 112a, the extended length of the first main passage 112b may be divided into N equally and may be located at the same length. In this case, since the working fluid is supplied from two places toward the first extension flow path 112b, the supply stability is further improved.

본 실시 예에 의한 제1 메인 유로(112a)는 제1 연장 유로(112b)의 연장된 길이의 중앙 또는 중앙에서 원주 방향의 일측 위치에 연결된다.The first main passage 112a according to the present embodiment is connected to one side in the circumferential direction at the center or the center of the extended length of the first extending passage 112b.

상기 위치는 제1 연장 유로(112b)로 작동 유체를 공급할 때 후술할 분기 유로(112c)를 통해 이동하는 작동 유체의 이동 속도와 양을 고려하여 도면에 도시된 위치가 시뮬레이션 해본 결과 최적의 위치로 판단되어 전술한 위치에 연결된다.When the position shown in the figure is considered in consideration of the moving speed and the amount of the working fluid moving through the branching flow path 112c to be described later when the working fluid is supplied to the first extending passage 112b, It is determined and connected to the above-mentioned position.

제1 메인 유로(112a)는 캐소드 유입구(102)에서 외측으로 연장될 때 직선 구간으로 연장되므로 작동 유체의 이동으로 인한 저항 또는 압력 강하가 최소화 될 수 있다.When the first main flow path 112a extends outward from the cathode inlet 102, the resistance or the pressure drop due to the movement of the working fluid can be minimized since the first main flow path 112a extends to the straight section.

본 실시 예에 의한 제1 메인 유로(112a)는 상기 제1 연장 유로(112b)의 직경 보다 크게 형성되므로 작동 유체가 이동 도중 막히거나 폐색되는 현상이 발생되지 않고 상기 제1 연장 유로(112b)를 향해 안정적으로 공급된다.Since the first main passage 112a according to the present embodiment is formed to be larger than the diameter of the first extending passage 112b, the working fluid is prevented from being clogged or obstructed during movement and the first extending passage 112b As shown in Fig.

제1 연장 유로(112b)는 상기 분리판(100)의 원주방향과 대응되는 곡률로 이루어지는데, 상기 분리판(100)으로 작동 유체를 안정적으로 공급하기 위해서는 상기 작동 유체가 분리판(100)의 반응 영역(S1)을 향해 일정하게 공급하는 것은 중요한 사항에 해당된다.In order to stably supply the working fluid to the separator plate 100, the working fluid flows from the separator plate 100 to the separator plate 100 through the first elongate flow path 112b. The first elongate flow path 112b has a curvature corresponding to the circumferential direction of the separator plate 100, It is important to supply uniformly toward the reaction region S1.

이를 위해 본 발명은 제1 연장 유로(112b)가 분리판(100)의 원주 방향 곡률과 유사 내지 동일한 곡률로 이루어져 작동 유체의 이동 저항을 감소하고 다수개의 분기 류로(112c)로 안정적으로 공급하고자 한다.To this end, the first extension passage 112b has a curvature that is similar to or the same as the circumferential curvature of the separation plate 100, thereby reducing the movement resistance of the operation fluid and stably supplying the reduced flow resistance to the plurality of branch flow paths 112c .

상기 제1 메인 유로(112a)는 상기 제1 연장 유로(112b)를 향해 연장된 단부가 상기 제1 연장 유로(112b)의 접선 방향에서 연결된다. 접선 방향은 작동 유체가 제1 메인 유로(112a)에서 제1 연장 유로(112b)로 이동될 때 이동 저항을 최소화 할 수 있어 장기간 사용시 유리할 수 있다.The first main passage 112a is connected to the first extending passage 112b in the tangential direction of the first extending passage 112b. The tangential direction can minimize the movement resistance when the working fluid is moved from the first main flow passage 112a to the first extension flow passage 112b, which is advantageous for long-term use.

또한 접선 방향은 작동 유체가 제1 연장 유로(112b)의 내측으로 이동할 때 이동 속도의 저감 및 압력 강하를 최소화 할 수 있어 유체의 이동에 있어서 유리할 수 있다.In addition, the tangential direction can minimize the movement speed and the pressure drop when the working fluid moves to the inside of the first elongate flow path 112b, which is advantageous in the movement of the fluid.

본 실시 예에 의한 분리판(100)에는 상기 제1 연장 유로(112b)의 연장된 단부와 수직으로 맞나는 제1 수직부(105)가 형성된다. 상기 제1 수직부(105)는 작동 유체가 반응 영역(S1)으로 이동되는 궤적을 고려하여 상기 작동 유체가 상기 분리판(100)의 내측 원주 방향으로 집중되는 현상을 예방할 수 있다.In the separator 100 according to the present embodiment, a first vertical portion 105 perpendicular to the extended end of the first extension passage 112b is formed. The first vertical part 105 can prevent the working fluid from concentrating in the inner circumferential direction of the separator plate 100 in consideration of the locus in which the working fluid moves to the reaction area S1.

이 경우 작동 유체는 반응 영역(S1)을 경유하여 캐소드 유출구(104)로 이동될 경우 순환되는 궤적이 유발되지 않고 상기 캐소드 유출구(104)를 향해 최단 거리로 이동되는 궤적으로 이동된다.In this case, when the working fluid is moved to the cathode outlet 104 via the reaction region S1, the circulating path is moved to a trajectory that is moved to the shortest distance toward the cathode outlet 104 without causing a circulation path.

따라서 작동 유체는 분리판(100)의 제1 수직부(105)를 통해 이동 궤적이 안정적으로 가이드 된다.Therefore, the working fluid is guided stably through the first vertical portion 105 of the separator plate 100.

본 실시 예에 의한 분기 유로(112c)는 상기 제1 연장 유로(112b)와 연결된 접선 방향에서 상기 반응 영역(S1)을 향해 θ1의 각도로 직교된다. The branch passage 112c according to the present embodiment is orthogonal to the reaction region S1 at an angle of? 1 in the tangential direction connected to the first extension passage 112b.

이와 같이 상기 분기 유로(112c)가 위치되는 이유는 작동 유체가 반응 영역(S1)으로 분사될 경우 상기 캐소드 유출구(104)를 향해 직진 방향으로 이동되지 않고 주변에서 이동하는 작동 유체의 이동 흐름에 의해 분리판(100)의 외측으로 휘어지는 유동 흐름이 발생된다.The reason why the branch passage 112c is positioned as described above is that when the working fluid is injected into the reaction region S1, by the flow of the working fluid moving in the peripheral direction without being moved in the straight direction toward the cathode outlet 104 A flow flow which is bent outward of the separator plate 100 is generated.

본 발명은 이와 같은 작동 유체의 유동 흐름을 고려하여 상기 분기 유로(112C)에서 분사된 작동 유체가 상기 캐소드 유출구(104)를 향해 직선 또는 유선형의 이동 궤적으로 이동 가능하도록 전술한 바와 같이 제1 연장 유로(112b)와 연결된 접선 방향에서 상기 반응 영역(S1)을 향해 직교된다.In view of the flow of the working fluid in consideration of the flow of the working fluid as described above, the present invention is preferably arranged such that the working fluid injected from the branch channel 112C can be moved to the cathode outlet 104 in a linear or stream- And is perpendicular to the reaction region S1 in the tangential direction connected to the flow path 112b.

따라서, 작동 유체는 캐소드 유입구(102)에서 캐소드 유출구(104)를 향해 반응 영역(S1)의 전 구영역에서 신속하게 이동 가능해지고, 상기 반응 영역(S1)에서 불필요하게 순환되는 현상이 발생되지 않아 반응성이 향상될 수 있다. 따라서 분리판(100)에서는 안정적인 전기 분해가 일정하게 유지되어 수전해 스택(1)의 효율이 향상된다.Therefore, the working fluid can be quickly moved from the cathode inlet 102 to the cathode outlet 104 in the front region of the reaction region S1, and the phenomenon of unnecessary circulation in the reaction region S1 is not generated The reactivity can be improved. Therefore, in the separator plate 100, the stable electrolysis is kept constant, and the efficiency of the electrolytic solution stack 1 is improved.

분기 유로(112c)는 제1 연장 유로(112b)를 따라 일정 간격으로 이격되어 있어 작동 유체가 전극판(100)의 반응 영역(S1)을 향해 분산되어 이동이 이루어진다.The branch flow paths 112c are spaced apart along the first extension flow path 112b at regular intervals, so that the working fluid is dispersed toward the reaction region S1 of the electrode plate 100 and is moved.

이 경우 상기 작동 유체는 상기 반응 영역(S1)을 향해 한 곳에서만 분사되지 않고 다수개의 도 10에 도시된 바와 같이 분기 유로(112C)에서 작동 유체가 분사될 수 있다.In this case, the working fluid may not be injected only in one direction toward the reaction region S1, but a plurality of working fluid may be injected from the branching flow path 112C as shown in FIG.

또한 작동 유체는 특정 위치에서 캐소드 유출구(104)를 향해 이동되지 않고 순환하지 않고 이동될 수 있어 이동 안정성 또한 향상된다.In addition, the working fluid can be moved from the specific position to the cathode outlet 104 without being circulated, thereby improving the movement stability.

첨부된 도 7을 참조하면, 본 실시 예에 의한 분기 유로(112c)는 상기 제1 연장 유로(112b)의 접선 방향에서 상기 반응 영역을 향해 θ2의 각도로 연결되는데 일 예로 90도 이상의 각도로 연결된다.Referring to FIG. 7, the branch channel 112c according to the present embodiment is connected at an angle of? 2 toward the reaction region in the tangential direction of the first extension channel 112b, do.

이 경우 분기 유로(112c)는 전술한 실시 예와 다르게 작동 유체의 이동 궤적이 나타날 수 있으며, 분리판(100)의 반응성이 향상되도록 경사 각도는 최적으로 실험에 의해 셋팅 될 수 있다.In this case, unlike the above-described embodiment, the movement path of the working fluid may appear in the branch passage 112c, and the inclination angle may be set by experiment to optimize the reactivity of the separation plate 100. [

분기 유로(112c)는 일정한 직경으로 연장되며 길이는 도면에 도시된 길이로 한정하지 않는다.The branch flow path 112c extends to a certain diameter and the length is not limited to the length shown in the drawing.

첨부된 도 8을 참조하면, 분기 유로(112c)는 상기 반응 영역을 향해 연장된 단부 직경이 감소되는 경사부(112cc)가 형성된다. 상기 경사부(112cc)는 작동 유체의 분사 속도를 향상시켜 캐소드 유출구(104)를 향해 작동 유체의 이동 속도를 향상시킬 수 있다.Referring to FIG. 8, the branch channel 112c is formed with an inclined portion 112cc whose end diameter decreases toward the reaction region. The inclined portion 112cc can improve the injection speed of the working fluid and improve the moving speed of the working fluid toward the cathode outlet 104. [

첨부된 도 9를 참조하면, 분기 유로(112c)는 상기 분리판(100)의 하측 중앙에서 상기 제1 연장 유로(112b)의 연장된 단부로 갈수록 상기 반응 영역의 내측으로 길게 연장될 수 있다.9, the branch channel 112c may be extended toward the inside of the reaction region from the lower center of the separation plate 100 toward the extended end of the first extension channel 112b.

이와 같이 구성되는 이유는 분리판(100)의 반응 영역(S1)으로 분사된 작동 유체가 캐소드 유출구(104)를 향해 이동되는 이동 궤적을 고려할 때 상기 캐소드 유입구(102)에서 반경 방향을 기준으로 내측 원주 방향으로 갈수록 이동 궤적이 유선형의 궤적이 유지된다.This is because the working fluid injected into the reaction region S1 of the separation plate 100 is moved toward the cathode outlet 104 from the cathode inlet 102 in the radial direction The trajectory of the movement trajectory is maintained in the circumferential direction.

본 실시 예는 작동 유체의 이동 궤적이 직선에 최대한 가까운 형태 또는 유선형에 가까운 직선 형태로 반응 영역(S1)을 경유하여 캐소드 유출구(104)로 이동되도록 분기 유로(112c)의 길이를 연장하여 작동 유체의 안정적인 이동 흐름을 도모하고 이를 통해 반응 안정성 향상을 도모하고자 한다.The present embodiment prolongs the length of the branch flow path 112c so as to move the movement locus of the working fluid to the cathode outlet 104 via the reaction region S1 in a linear shape closest to the straight line or close to the streamline, And to improve the stability of the reaction.

첨부된 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 제2 분기부(122)는 상기 캐소드 유입구(102)를 통해 공급된 작동 유체를 공급받는 제2 메인 유로(122a)와, 상기 제2 메인 유로(122a)와 연통된 위치를 기준으로 상기 분리판(100)의 원주 방향을 따라 부분 연장된 제2 연장 유로(122b)와, 상기 제2 연장 유로(122b)와 연통되고 상기 작동 유체를 상기 분리판(100)의 반응 영역(S1)에서 확산 되도록 소정의 간격으로 이격된 분기 유로(122c)를 포함한다.Referring to FIG. 6, a second branch 122 according to an embodiment of the present invention includes a second main flow path 122a for receiving a working fluid supplied through the cathode inlet 102, A second extension flow path 122b partially extending along the circumferential direction of the separation plate 100 with reference to a position communicated with the second main flow path 122a and a second extension flow path 122b communicating with the second extension flow path 122b, And a diverging passage 122c spaced apart at a predetermined interval so as to be diffused in the reaction zone S1 of the separator plate 100. [

상기 제2 메인 유로(122a)는 상기 캐소드 유입구(102)의 우측과 연결되고 상기 제2 연장 유로(122b)로 작동 유체를 공급하기 위해 구비된다.The second main passage 122a is connected to the right side of the cathode inlet 102 and is provided to supply a working fluid to the second extension passage 122b.

상기 제2 메인 유로(122a)는 원형 형태 또는 타원 형태 또는 다각 형태 중의 어느 하나의 형태로 구성되고, 도면에 도시된 바와 같이 1개 또는 복수개로 구성되는 것도 가능할 수 있다. The second main passage 122a may have a circular shape, an elliptical shape, or a polygonal shape. The second main passage 122a may have one or a plurality of shapes as shown in the drawing.

제2 메인 유로(122a)는 복수개로 구성될 경우 제2 연장 유로(122b)의 연장된 길이를 N등분하여 동일 길이로 분할된 위치에 위치될 수 있다. 이 경우 작동 유체가 상기 제2 연장 유로(122b)를 향해 2곳에서 공급되므로 공급 안정성이 보다 향상된다.When the second main flow path 122a is composed of a plurality of second main flow paths 122a, the extended length of the second extension flow path 122b may be divided into N equally and may be located at the same length. In this case, since the working fluid is supplied to the second extending passage 122b at two positions, the supply stability is further improved.

본 실시 예에 의한 제2 메인 유로(122a)는 제2 연장 유로(122b)의 연장된 길이의 중앙 또는 중앙에서 원주 방향의 일측 위치에 연결된다.The second main passage 122a according to the present embodiment is connected to one side in the circumferential direction at the center or the center of the extended length of the second extending passage 122b.

상기 위치는 제2 연장 유로(122b)로 작동 유체를 공급할 때 후술할 분기 유로(122c)를 통해 이동하는 작동 유체의 이동 속도와 양을 고려하여 도면에 도시된 위치가 시뮬레이션 해본 결과 최적의 위치로 판단되어 전술한 위치에 연결된다.When the position shown in the figure is taken into consideration in consideration of the moving speed and amount of the working fluid moving through the branch passage 122c to be described later when the working fluid is supplied to the second extension passage 122b, It is determined and connected to the above-mentioned position.

제2 메인 유로(122a)는 캐소드 유입구(102)에서 외측으로 연장될 때 직선 구간으로 연장되므로 작동 유체의 이동으로 인한 저항 또는 압력 강하가 최소화 될 수 있다.When the second main flow path 122a extends outward from the cathode inlet 102, the resistance or the pressure drop due to the movement of the working fluid can be minimized since the second main flow path 122a extends in the straight section.

본 실시 예에 의한 제2 메인 유로(122a)는 상기 제2 연장 유로(122b)의 직경 보다 크게 형성되므로 작동 유체가 이동 도중 막히거나 폐색되는 현상이 발생되지 않고 상기 제2 연장 유로(122b)를 향해 안정적으로 공급된다.Since the second main passage 122a according to the present embodiment is formed to have a diameter larger than the diameter of the second extension passage 122b, the working fluid is prevented from being clogged or obstructed during the movement and the second extension passage 122b As shown in Fig.

제2 연장 유로(122b)는 상기 분리판(100)의 원주방향과 대응되는 곡률로 이루어지는데, 상기 분리판(100)으로 작동 유체를 안정적으로 공급하기 위해서는 상기 작동 유체가 분리판(100)의 반응 영역(S1)을 향해 일정하게 공급하는 것은 중요한 사항에 해당된다.The second extension passage 122b has a curvature corresponding to the circumferential direction of the separation plate 100. In order to stably supply the operation fluid to the separation plate 100, It is important to supply uniformly toward the reaction region S1.

이를 위해 본 발명은 제2 연장 유로(122b)가 분리판(100)의 원주 방향 곡률과 유사 내지 동일한 곡률로 이루어져 작동 유체의 이동 저항을 감소하고 다수개의 분기 류로(112c)로 안정적으로 공급하고자 한다.To this end, the second extension passage 122b has a curvature that is similar to or the same as the circumferential curvature of the separation plate 100, thereby reducing the movement resistance of the working fluid and stably supplying the reduced movement resistance to the plurality of branch flow paths 112c .

상기 제2 메인 유로(122a)는 상기 제2 연장 유로(122b)를 향해 연장된 단부가 상기 제2 연장 유로(122b)의 접선 방향에서 연결된다. 접선 방향은 작동 유체가 제2 메인 유로(122a)에서 제2 연장 유로(122b)로 이동될 때 이동 저항을 최소화 할 수 있어 장기간 사용시 유리할 수 있다.The second main passage 122a is connected to the second extension passage 122b in the tangential direction of the second extension passage 122b. The tangential direction can minimize the moving resistance when the working fluid is moved from the second main flow path 122a to the second extending flow path 122b, which can be advantageous for long-term use.

또한 접선 방향은 작동 유체가 제2 연장 유로(122b)의 내측으로 이동할 때 이동 속도의 저감 및 압력 강하를 최소화 할 수 있어 유체의 이동에 있어서 유리할 수 있다.In addition, the tangential direction can minimize the movement speed and the pressure drop when the working fluid moves to the inside of the second extension passage 122b, which is advantageous in the movement of the fluid.

본 실시 예에 의한 분리판(100)에는 상기 제2 연장 유로(122b)의 연장된 단부와 수직으로 맞나는 제2 수직부(106)가 형성된다. 상기 제2 수직부(106)는 작동 유체가 반응 영역(S1)으로 이동되는 궤적을 고려하여 상기 작동 유체가 상기 분리판(100)의 내측 원주 방향으로 집중되는 현상을 예방할 수 있다.In the separator 100 according to the present embodiment, a second vertical portion 106 perpendicular to the extended end of the second extension passage 122b is formed. The second vertical portion 106 can prevent the working fluid from concentrating in the inner circumferential direction of the separator plate 100 in consideration of the locus of the working fluid moving to the reaction region S1.

이 경우 작동 유체는 반응 영역(S1)을 경유하여 캐소드 유출구(104)로 이동될 경우 순환되는 궤적이 유발되지 않고 상기 캐소드 유출구(104)를 향해 도 10에 도시된 바와 같이 최단 거리로 이동되는 궤적으로 이동된다.In this case, the working fluid is moved to the cathode outlet 104 through the reaction region S1 without causing a circulation locus and is moved to the shortest distance as shown in FIG. 10 toward the cathode outlet 104 .

따라서 작동 유체는 분리판(100)의 제2 수직부(106)를 통해 이동 궤적이 안정적으로 가이드 된다.Therefore, the working fluid is guided stably through the second vertical portion 106 of the separator plate 100.

본 실시 예에 의한 분기 유로(122c)는 상기 제2 연장 유로(122b)와 연결된 접선 방향에서 상기 반응 영역(S1)을 향해 직교된다. The branch passage 122c according to this embodiment is orthogonal to the reaction region S1 in the tangential direction connected to the second extension passage 122b.

이와 같이 상기 분기 유로(122c)가 위치되는 이유는 작동 유체가 반응 영역(S1)으로 분사될 경우 상기 캐소드 유출구(104)를 향해 직진 방향으로 이동되지 않고 주변에서 이동하는 작동 유체의 이동 흐름에 의해 분리판(100)의 외측으로 휘어지는 유동 흐름이 발생된다.The reason why the branch passage 122c is positioned as described above is that when the working fluid is injected into the reaction region S1, by the flow of the working fluid moving in the peripheral direction without being moved in the straight direction toward the cathode outlet 104 A flow flow which is bent outward of the separator plate 100 is generated.

본 발명은 이와 같은 작동 유체의 유동 흐름을 고려하여 상기 분기 유로(122c)에서 분사된 작동 유체가 상기 캐소드 유출구(104)를 향해 직선 또는 유선형의 이동 궤적으로 이동 가능하도록 전술한 바와 같이 제2 연장 유로(122b)와 연결된 접선 방향에서 상기 반응 영역(S1)을 향해 직교된다.In consideration of the flow flow of the working fluid, the present invention can be applied to the second elongated portion 122c as described above so that the working fluid ejected from the branch passage 122c can be moved to the cathode outlet 104 in a linear or stream- And is perpendicular to the reaction region S1 in the tangential direction connected to the flow path 122b.

분기 유로(122c)는 제2 연장 유로(122b)를 따라 일정 간격으로 이격되어 있어 작동 유체가 전극판(100)의 반응 영역(S1)을 향해 분산되어 이동이 이루어진다.The branch flow paths 122c are spaced at regular intervals along the second extension flow path 122b so that the working fluid is dispersed toward the reaction region S1 of the electrode plate 100 and moved.

이 경우 상기 작동 유체는 상기 반응 영역(S1)을 향해 한 곳에서만 분사되지 않고 다수개의 분기 유로(122c)에서 작동 유체가 분사될 수 있다.In this case, the working fluid may not be injected in only one place toward the reaction region S1, but the working fluid may be injected from the plurality of branch flow paths 122c.

첨부된 도 7을 참조하면, 본 실시 예에 의한 분기 유로(122c)는 상기 제2 연장 유로(122b)의 접선 방향에서 상기 반응 영역을 향해 90도 이상의 각도로 연결된다.Referring to FIG. 7, the branch passage 122c according to the present embodiment is connected at an angle of 90 degrees or more toward the reaction region in the tangential direction of the second extension passage 122b.

이 경우 분기 유로(122c)는 전술한 실시 예와 다르게 작동 유체의 이동 궤적이 나타날 수 있으며, 분리판(100)의 반응성이 향상되도록 경사 각도는 최적으로 실험에 의해 셋팅 될 수 있다.In this case, the movement path of the working fluid may be different from that of the above-described embodiment, and the inclination angle may be optimally set by experiment so that the reactivity of the separation plate 100 is improved.

분기 유로(122c)는 일정한 직경으로 연장되며 길이는 도면에 도시된 길이로 한정하지 않는다.The branch flow path 122c extends to a certain diameter and the length is not limited to the length shown in the drawing.

첨부된 도 8을 참조하면, 분기 유로(122c)는 상기 반응 영역을 향해 연장된 단부 직경이 감소되는 경사부(122cc)가 형성된다. 상기 경사부(122cc)는 작동 유체의 분사 속도를 향상시켜 캐소드 유출구(104)를 향해 작동 유체의 이동 속도를 향상시킬 수 있다.Referring to FIG. 8, the branch passage 122c is formed with an inclined portion 122cc whose end diameter decreases toward the reaction region. The inclined portion 122cc can improve the injection speed of the working fluid to improve the moving speed of the working fluid toward the cathode outlet 104. [

첨부된 도 9를 참조하면, 분기 유로(122c)는 상기 분리판(100)의 하측 중앙에서 상기 제2 연장 유로(122b)의 연장된 단부로 갈수록 상기 반응 영역의 내측으로 길게 연장될 수 있다.9, the branch passage 122c may be extended toward the inside of the reaction region from the lower center of the separation plate 100 toward the extended end of the second extension passage 122b.

본 실시 예는 작동 유체의 이동 궤적이 직선에 최대한 가까운 형태 또는 유선형에 가까운 직선 형태로 반응 영역(S1)을 경유하여 캐소드 유출구(104)로 이동되도록 분기 유로(122c)의 길이를 연장하여 작동 유체의 안정적인 이동 흐름을 도모하고 이를 통해 반응 안정성 향상을 도모하고자 한다.In this embodiment, the length of the branch flow path 122c is extended so that the movement locus of the working fluid moves to the cathode outlet 104 via the reaction region S1 in a linear shape closest to the straight line or close to the streamline, And to improve the stability of the reaction.

본 실시 예에 의한 제3 분기부(132)는 상기 캐소드 유입구(102)와 일단이 연통되고 타단이 상기 제2 분기부(122)를 향해 좌우 대칭으로 연장되어 상기 작동 유체를 상기 제2 분기부(122)로 공급한다.The third branch 132 according to the present embodiment has one end communicated with the cathode inlet 102 and the other end extending symmetrically to the second branch 122 to form the working fluid, (122).

제3 분기부(132)는 분리판(100)의 중앙으로 이동하는 작동 유체의 이동 안정성과 반응성 및 확산이 향상되도록 도 10에 도시된 바와 같이 작동 유체의 이동을 유도한다.The third branch 132 induces movement of the working fluid as shown in FIG. 10 to improve the stability and reactivity and diffusion of the working fluid moving to the center of the separator plate 100.

상기 제3 분기부(132)는 상기 제2 분기부(122)의 전체 길이를 L이라 가정할 때 L/2 위치에 위치된다. 따라서 작동 유체를 제2 분기부(122)로 공급할 때 항상 일정한 유량으로 공급할 수 있다.The third branch 132 is located at the L / 2 position when the total length of the second branch 122 is L. Therefore, when the working fluid is supplied to the second branch portion 122, it can always be supplied at a constant flow rate.

본 발명의 다른 실시 예에 의한 수전해 스택은 작동 유체가 유입되는 캐소드 유입구(102)와 연통되고 수소와 공기가 반응하는 반응 영역(S1)을 향해 상기 작동 유체가 공급되도록 상기 캐소드 유입구(102)에서 분기된 분기부(110)가 대칭으로 형성된 분리판(100)과, 상기 분리판(100)과 마주보며 조립되는 전극판(200) 및 상기 분리판(100)의 일면에서 상기 전극판(200)을 향해 돌출된 돌기(140)를 포함한다.The electrolytic solution stack according to another embodiment of the present invention includes a cathode inlet 102 communicating with a cathode inlet 102 through which a working fluid flows and a reaction region S1 through which hydrogen and air react, And an electrode plate 200 assembled to face the separator plate 100 and a plurality of electrode plates 200 disposed on one side of the separator plate 100. The separator plate 100 is divided into a plurality of branched portions 110, (Not shown).

이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit of the invention as set forth in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.

1 : 수전해 스택
2 : 앤드 플레이트
3 : 지지체
100 : 분리판
S1 : 반응 영역
102 : 캐소드 유입구
104 : 캐소드 유출구
110 : 분기부
112 : 제1 분기부
112a : 제1 메인 유로
112b : 제1 연장 유로
112c : 분기 유로
112cc : 경사부
122 : 제2 분기부
122a : 제2 메인 유로
122b : 제2 연장 유로
122c : 분기 유로
122cc : 경사부
132 : 제3 분기부
140 : 돌기
142 : 제1 돌기
144 : 제2 돌기
200 : 전극판
210 : 삽입홈1: Suspension stack
2: End plate
3: Support
100: separator plate
S1: Reaction zone
102: cathode inlet
104: cathode outlet
110:
112: 1st minute donation
112a: first main flow path
112b: first extension passage
112c:
112cc: inclined portion
122: 2nd minute donation
122a: the second main flow path
122b: the second extension channel
122c:
122cc: inclined portion
132: Third quarter donation
140: projection
142: first projection
144: second projection
200: electrode plate
210: insertion groove

Claims

A partition plate communicating with a cathode inlet through which a working fluid flows and having branch portions branched at the cathode inlet so as to supply the working fluid toward a reaction region where hydrogen and air react; And
And an electrode plate assembled facing the separator plate.

The method according to claim 1,
Wherein the branch portion branches symmetrically with respect to the separator when viewed from the top with respect to the cathode inlet.

3. The method of claim 2,
The branch portion includes a first branch portion communicating with the cathode inlet and branched to the left with respect to the cathode inlet;
A second branch portion communicating with the cathode inlet and branched to the right with respect to the cathode inlet;
And a third branch portion communicating with the cathode inlet port and branched to the lower side of the separator plate with respect to the cathode inlet port.

The method of claim 3,
Wherein the first branch portion includes: a first main flow passage for receiving a working fluid supplied through the cathode inlet;
A first elongated flow passage partially extending along the circumferential direction of the separator plate with respect to a position communicated with the first main passage;
And a branch flow path communicating with the first extension flow passage and spaced apart at a predetermined interval so that the working fluid diffuses in the reaction region of the separation plate.

5. The method of claim 4,
Wherein the first main passage is connected to one side of a circumferential direction at a center or a center of an extended length of the first extending passage.

5. The method of claim 4,
Wherein the first main passage is larger than the diameter of the first extending passage.

5. The method of claim 4,
Wherein the first elongate flow passage has a curvature corresponding to a circumferential direction of the separator plate.

5. The method of claim 4,
Wherein the first main passage has an end extending toward the first extending passage and connected in the tangential direction of the first extending passage.

5. The method of claim 4,
Wherein the separating plate has a first vertical portion perpendicular to the extended end of the first extending passage.

5. The method of claim 4,
Wherein the branch flow path is orthogonal to the reaction region in a tangential direction connected to the first elongate flow path.

5. The method of claim 4,
Wherein the branch flow path is connected at an angle of 90 degrees or less toward the reaction region in a tangential direction of the first elongate flow path.

5. The method of claim 4,
Wherein the branch flow path has an inclined portion in which an end diameter extending toward the reaction region is reduced.

5. The method of claim 4,
Wherein the branch passage is elongated toward the inside of the reaction region from the lower center of the separator to the extended end of the first elongate passage.

3. The method of claim 2,
The second branch portion includes: a second main flow passage for receiving a working fluid supplied through the cathode inlet;
A second elongated flow passage partially extending along the circumferential direction of the separator plate with respect to a position communicated with the second main passage;
And a branch flow path communicating with the second extension flow passage and spaced apart at a predetermined interval so that the working fluid is diffused in the reaction region of the separation plate.

15. The method of claim 14,
And the second main flow path is connected to one side in the circumferential direction at the center or the center of the extended length of the second extending flow path.

15. The method of claim 14,
And the second main passage is larger than the diameter of the second extending passage.

15. The method of claim 14,
Wherein the second extending passage has a curvature corresponding to a circumferential direction of the separator plate.

15. The method of claim 14,
Wherein the second main flow passage has an end extending toward the second extending passage in a tangential direction of the second extending passage.

15. The method of claim 14,
Wherein the separating plate has a second vertical portion perpendicular to the extended end of the second extending passage.

15. The method of claim 14,
Wherein the branch flow path is orthogonal to the reaction region in a tangential direction connected to the second elongate flow path.

15. The method of claim 14,
Wherein the branch flow path is connected at an angle of 90 degrees or less toward the reaction region in a tangential direction of the second elongate flow path.

15. The method of claim 14,
Wherein the branch flow path has an inclined portion in which an end diameter extending toward the reaction region is reduced.

15. The method of claim 14,
Wherein the branch flow path is elongated toward the inside of the reaction region toward the extended end of the second elongate flow passage with respect to the cathode inlet.

The method according to claim 1,
Wherein the separating plate is provided with a protrusion protruding toward the electrode plate, and the electrode plate has an insertion groove into which the protrusion is inserted.

25. The method of claim 24,
The protrusions may include a first protrusion formed on the one surface of the separator plate in a circumferential direction and spaced apart from each other in a circumferential direction;
And a second projection spaced apart from the first projection and spaced apart from each other in a circumferential direction, the first projection being spaced apart from the first projection and spaced apart from the first projection in a circumferential direction of the separation plate.

26. The method of claim 25,
Wherein the first projections and the second projections have different distances from each other.

26. The method of claim 25,
Wherein the first projections and the second projections have different cross-sectional shapes.

3. The method of claim 2,
Wherein the third branch has one end communicated with the cathode inlet and the other end extending symmetrically to the second branch to supply the working fluid to the second branch.

3. The method of claim 2,
And the third branch is located at the L / 2 position when the total length of the second branch is L.

A separation plate communicating with a cathode inlet through which a working fluid flows and formed with a branch portion branched at the cathode inlet so as to be supplied with the working fluid toward a reaction region where hydrogen and air react;
An electrode plate assembled facing the separator plate; And
And a protrusion protruding from the one surface of the separator toward the electrode plate.