KR20220121030A - Manifold assembly and fuel cell module having the same - Google Patents

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KR20220121030A
KR20220121030A KR1020210024922A KR20210024922A KR20220121030A KR 20220121030 A KR20220121030 A KR 20220121030A KR 1020210024922 A KR1020210024922 A KR 1020210024922A KR 20210024922 A KR20210024922 A KR 20210024922A KR 20220121030 A KR20220121030 A KR 20220121030A
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우명남
송세훈
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현대모비스 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a manifold assembly comprising: a base member formed with a flow path hole; a cover member provided on one surface of the base member and defining a guide flow path communicating with the flow path hole; and a break inducement part provided on at least one among the base member and the cover member and defined to be broken when a supply pressure of a reactive gas supplied to the guide flow path exceeds a preset limit pressure. Therefore, the present invention is capable of obtaining an advantageous effect of improving durability and safety.

Description

매니폴드 어셈블리 및 이를 구비한 연료전지 모듈{MANIFOLD ASSEMBLY AND FUEL CELL MODULE HAVING THE SAME}Manifold assembly and fuel cell module having same

본 발명의 실시예는 연료전지 스택에 관한 것으로, 보다 구체적으로 내구성 및 안전성을 향상시킬 수 있는 매니폴드 어셈블리 및 이를 구비한 연료전지 스택에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a fuel cell stack, and more particularly, to a manifold assembly capable of improving durability and safety, and a fuel cell stack having the same.

연료전지 스택은, 연료(예를 들어, 수소)의 화학적인 반응으로 전기에너지를 생산하는 일종의 발전 장치로서, 수십 또는 수백 개의 연료전지 셀(단위 셀)을 직렬로 적층하여 구성될 수 있다.A fuel cell stack is a kind of power generation device that generates electric energy through a chemical reaction of fuel (eg, hydrogen), and may be configured by stacking tens or hundreds of fuel cell cells (unit cells) in series.

연료전지 셀은, 수소 양이온을 이동시켜 줄 수 있는 전해질막과 수소와 산소가 반응할 수 있도록 전해질막의 양쪽면에 마련된 전극(촉매전극층)이 결합된 막전극접합체(MEA: Membrane Electrode Assembly), 막전극접합체의 양면에 밀착되어 반응기체들을 고르게 분포시키고 발생된 전기에너지를 전달하는 기체확산층(GDL: Gas Diffusion Layer), 및 기체확산층에 밀착되며 유로를 형성하는 분리판(Bipolar plate)을 포함할 수 있다.A fuel cell is a membrane electrode assembly (MEA) in which an electrolyte membrane capable of moving hydrogen cations and electrodes (catalyst electrode layers) provided on both sides of an electrolyte membrane are combined so that hydrogen and oxygen can react. A gas diffusion layer (GDL) that is in close contact with both sides of the electrode assembly to evenly distribute the reactive gases and transmits the generated electric energy, and a bipolar plate that is in close contact with the gas diffusion layer and forms a flow path. have.

또한, 연료전지 스택을 구성하는 복수개의 연료전지 셀의 양 끝단에는 밴드(스트랩)를 매개로 연결되는 한 쌍의 엔드플레이트(end plate)가 마련되고, 엔드플레이트에 의해 각 연료전지 셀은 면압을 유지하도록 지지(마찰 접촉 상태를 유지)될 수 있다.In addition, a pair of end plates connected via a band (strap) are provided at both ends of the plurality of fuel cell cells constituting the fuel cell stack, and each fuel cell cell is provided with a surface pressure by the end plate. may be supported (maintained in frictional contact) to maintain.

한편, 연료전지 스택으로 공급되는 수소를 센싱(압력 센싱) 및 조절하는 센서 및 밸브 등의 이상으로 인하여, 연료전지 스택으로 공급되는 수소의 압력이 과도하게 높아지면, 연료전지 스택이 손상되거나 내구성이 저하되고 연료전지 스택의 성능이 저하되는 문제점이 있다.On the other hand, if the pressure of hydrogen supplied to the fuel cell stack is excessively high due to abnormalities such as a sensor and a valve for sensing (pressure sensing) and regulating hydrogen supplied to the fuel cell stack, the fuel cell stack may be damaged or durability may be reduced. There is a problem in that the performance of the fuel cell stack is deteriorated.

특히, 과도한 압력의 수소가 연료전지 스택으로 공급되면, 수소의 기밀성을 확보하기 위한 가스켓 및 막전극접합체의 전해질막이 손상될 수 있고, 손상된 가스켓을 통해 수소가 공기극(캐소드)으로 누설됨에 따라 연료전지 스택의 성능이 저하되고, 연료전지 스택에 손상이 발생하는 문제점이 있다.In particular, when hydrogen under excessive pressure is supplied to the fuel cell stack, the electrolyte membrane of the membrane electrode assembly and the gasket for securing the airtightness of hydrogen may be damaged, and as hydrogen leaks to the cathode (cathode) through the damaged gasket, the fuel cell There is a problem in that the performance of the stack is deteriorated and the fuel cell stack is damaged.

이에 따라, 최근에는 과도한 압력의 수소가 연료전지 스택으로 공급되는 것을 억제하고, 내구성 및 신뢰성을 향상시키기 위한 다양한 연구가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.Accordingly, in recent years, various studies have been made to suppress the supply of hydrogen under excessive pressure to the fuel cell stack and to improve durability and reliability, but the development thereof is still insufficient.

본 발명의 실시예는 내구성 및 안전성을 향상시킬 수 있는 매니폴드 어셈블리 및 이를 구비한 연료전지 스택을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY An object of the present invention is to provide a manifold assembly capable of improving durability and safety, and a fuel cell stack having the same.

특히, 본 발명의 실시예는 과도한 압력의 수소가 연료전지 스택으로 공급되는 것을 억제하고, 연료전지 스택의 손상 및 내구성 저하를 최소화할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.In particular, an embodiment of the present invention has an object to suppress the supply of hydrogen under excessive pressure to the fuel cell stack, and to minimize damage and durability degradation of the fuel cell stack.

또한, 본 발명의 실시예는 연료전지 스택의 구조 변경없이 연료전지 스택에 과도한 압력의 수소가 공급되는 것을 억제할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to suppress the supply of hydrogen under excessive pressure to the fuel cell stack without changing the structure of the fuel cell stack.

또한, 본 발명의 실시예는 수소의 누설을 최소화하고 연료전지 스택의 성능 저하를 최소화할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.In addition, an embodiment of the present invention aims to minimize hydrogen leakage and minimize performance degradation of a fuel cell stack.

실시예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.The problem to be solved in the embodiment is not limited thereto, and it will be said that the purpose or effect that can be grasped from the solving means or embodiment of the problem described below is also included.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 매니폴드 어셈블리는, 유로홀이 형성된 베이스부재, 베이스부재의 일면에 마련되며 유로홀과 연통되는 가이드유로를 정의하는 커버부재, 및 베이스부재 및 커버부재 중 적어도 어느 하나에 마련되며 가이드유로에 공급되는 반응기체의 공급 압력이 기설정된 한계 압력 이상이면 파단(breaking)되도록 정의되는 파단유도부를 포함한다According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above-described objects of the present invention, the manifold assembly includes a base member having a flow path hole formed therein, and a cover member provided on one surface of the base member and defining a guide flow path communicating with the flow path hole. and a break inducing part provided on at least one of the base member and the cover member and defined to break when the supply pressure of the reactive gas supplied to the guide passage is greater than or equal to a preset limit pressure.

이는, 연료전지 스택의 내구성 및 안전성을 향상시키고, 성능 저하를 억제하기 위함이다.This is to improve durability and safety of the fuel cell stack, and to suppress performance degradation.

즉, 연료전지 스택으로 공급되는 반응기체(예를 들어, 수소)를 센싱(압력 센싱) 및 조절하는 센서 및 밸브 등의 이상으로 인하여, 연료전지 스택으로 공급되는 반응기체의 압력이 과도하게 높아지면, 연료전지 스택이 손상되거나 내구성이 저하되고 연료전지 스택의 성능이 저하되는 문제점이 있다.That is, when the pressure of the reactive gas supplied to the fuel cell stack becomes excessively high due to abnormalities such as a sensor and a valve that sense (pressure sensing) and control the reactive gas (eg, hydrogen) supplied to the fuel cell stack, However, there is a problem in that the fuel cell stack is damaged or durability is deteriorated and the performance of the fuel cell stack is deteriorated.

특히, 과도한 압력의 수소가 연료전지 스택으로 공급되면, 수소의 기밀성을 확보하기 위한 가스켓 및 막전극접합체의 전해질막이 손상될 수 있고, 손상된 가스켓을 통해 수소가 공기극(캐소드)으로 누설됨에 따라 연료전지 스택의 성능이 저하되고, 연료전지 스택에 손상이 발생하는 문제점이 있다.In particular, when hydrogen under excessive pressure is supplied to the fuel cell stack, the electrolyte membrane of the membrane electrode assembly and the gasket for securing the airtightness of hydrogen may be damaged, and as hydrogen leaks to the cathode (cathode) through the damaged gasket, the fuel cell There is a problem in that the performance of the stack is deteriorated and the fuel cell stack is damaged.

하지만, 본 발명의 실시예는 연료전지 스택으로 공급되는 반응기체의 압력이 비정상적으로 높아지면(연료전지 스택을 손상시킬 정도로 과도하게 높아지면), 파단유도부가 파단되도록 하는 것에 의하여, 과도한 압력의 수소가 연료전지 스택으로 공급되는 것을 억제할 수 있으므로, 연료전지 스택의 손상 및 내구성 저하를 최소화하고, 연료전지 스택의 성능 저하를 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.However, in the embodiment of the present invention, when the pressure of the reaction gas supplied to the fuel cell stack is abnormally high (when excessively high enough to damage the fuel cell stack), the fracture inducing part is broken, whereby excessive pressure of hydrogen Since it is possible to suppress the supply to the fuel cell stack, it is possible to obtain an advantageous effect of minimizing damage and durability degradation of the fuel cell stack and minimizing performance degradation of the fuel cell stack.

무엇보다도, 본 발명의 실시예는 연료전지 스택으로 공급되는 반응기체의 압력이 과도하게 높아지게 되더라도, 반응기체가 연료전지 스택으로 공급되지 않고 파단유도부를 통해 매니폴드 어셈블리의 외부로 빠져나가도록 할 수 있으므로, 연료전지 모듈의 원가 측면에서 가장 큰 비중을 차지하는 연료전지 스택의 손상 및 내구성 저하를 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Above all, in the embodiment of the present invention, even if the pressure of the reactive gas supplied to the fuel cell stack becomes excessively high, the reactive gas is not supplied to the fuel cell stack and escapes to the outside of the manifold assembly through the fracture induction unit. Therefore, it is possible to obtain an advantageous effect of minimizing damage and durability degradation of the fuel cell stack, which occupies the largest portion in terms of the cost of the fuel cell module.

커버부재는 가이드유로를 형성할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있다.The cover member may be provided in various structures capable of forming a guide passage.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 커버부재는, 베이스부재의 일면에 마련되며 유로홀과 연통되는 커버홀에 형성된 이너커버, 및 이너커버를 덮도록 마련되며 이너커버와 상호 협조적으로 커버홀과 연통되는 가이드유로를 정의하는 아우터커버를 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the cover member is provided on one surface of the base member and provided to cover the inner cover formed in the cover hole communicating with the flow hole, and the inner cover, and communicates with the cover hole in cooperation with the inner cover. It may include an outer cover defining a guide flow path.

파단유도부는, 가이드유로에 공급되는 반응기체의 공급 압력이 기설정된 한계 압력 이상이면 파단(breaking) 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다.The fracture inducing unit may be provided in various structures capable of breaking when the supply pressure of the reaction gas supplied to the guide flow path is equal to or greater than a preset limit pressure.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 매니폴드 어셈블리는, 베이스부재에 형성되는 볼트체결부, 및 커버부재를 통과하도록 볼트체결부에 체결되며 커버부재를 베이스부재에 고정하는 체결볼트를 포함할 수 있고, 파단유도부는 베이스부재로부터 볼트체결부를 파단시키도록 제공될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the manifold assembly may include a bolt fastening part formed on the base member, and a fastening bolt fastened to the bolt fastening part to pass through the cover member and fixing the cover member to the base member, , the break inducing portion may be provided to break the bolt fastening portion from the base member.

일 예로, 파단유도부는, 볼트체결부의 둘레를 감싸도록 베이스부재에 형성되는 제1파단유도홈을 포함할 수 있다.As an example, the break inducing part may include a first break inducing groove formed in the base member to surround the periphery of the bolt fastening part.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 베이스부재에 대한 볼트체결부의 한계전단응력(τB)은, 공급 압력이 한계 압력 이상인 경우 볼트체결부에 작용하는 제1전단응력(τ1)보다 작게 정의된다.According to a preferred embodiment of the present invention, the critical shear stress (τ B ) of the bolted fastening portion with respect to the base member is defined to be smaller than the first shearing stress (τ 1 ) acting on the bolted fastening portion when the supply pressure is equal to or greater than the limiting pressure. .

바람직하게, 제1전단응력(τ1)은 하기 수학식[1]에 의해 정의될 수 있다.Preferably, the first shear stress (τ 1 ) may be defined by the following Equation [1].

[수학식 1][Equation 1]

τ1 = (F1+F2)/Aτ 1 = (F1+F2)/A

(여기서, F1은 반응기체에 의해 볼트체결부에 작용하는 힘이고, F2는 체결볼트의 체결 토크에 의해 볼트체결부에 작용하는 힘이고, A는 'π×체결볼트의 직경(D)×체결볼트의 체결길이(L)'로 정의되는 볼트체결부의 파단 면적이다.)(Here, F1 is the force acting on the bolted part by the reaction gas, F2 is the force applied to the bolted part by the tightening torque of the fastening bolt, and A is 'π×diameter of the fastening bolt (D)×fastening It is the fracture area of the bolted part defined by the fastening length (L) of the bolt.)

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 파단유도부는 커버부재에 형성되는 제2파단유도홈을 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the break inducing portion may include a second break inducing groove formed in the cover member.

바람직하게, 제2파단유도홈은 커버부재의 내면 및 외면 중 적어도 어느 하나에 함몰되게 형성될 수 있다.Preferably, the second break-inducing groove may be formed to be recessed in at least one of the inner surface and the outer surface of the cover member.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제2파단유도홈은 연속적으로 연결된 링 형태를 이루도록 형성되고, 커버부재로부터 파단되는 파단부는 제2파단유도홈에 대응하는 형태로 정의될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the second breakage guiding groove is formed to form a continuously connected ring shape, and the breakage portion broken from the cover member may be defined as a shape corresponding to the second breakage guide groove.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 커버부재에 대한 파단부의 한계전단응력(τF)은, 공급 압력이 한계 압력보다 높은 경우 파단부에 작용하는 제2전단응력(τ2)보다 작게 정의된다.According to a preferred embodiment of the present invention, the limiting shear stress (τ F ) of the fracture portion with respect to the cover member is defined to be smaller than the second shear stress (τ 2 ) acting on the fracture portion when the supply pressure is higher than the threshold pressure.

바람직하게, 제2전단응력(τ2)은 하기 수학식[2]에 의해 정의될 수 있다.Preferably, the second shear stress (τ 2 ) may be defined by the following Equation [2].

[수학식 2][Equation 2]

τ2 = F/Aτ 2 = F/A

(여기서, F는 반응기체에 의해 파단부에 작용하는 힘이고, A는 '파단부의 둘레 길이(L)×파단부의 파단 두께(T)'로 정의되는 파단부의 파단 면적이다.)(Here, F is the force acting on the fractured portion by the reactive gas, and A is the fracture area of the fractured portion, which is defined as 'the perimeter of the fractured portion (L) × the fracture thickness (T) of the fractured portion.)

본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 연료전지 모듈은, 매니폴드유로가 형성된 연료전지 스택; 및 연료전지 스택의 일단에 마련되며 매니폴드유로와 연통되는 유로홀이 형성된 베이스부재, 베이스부재의 일면에 마련되며 유로홀과 연통되는 가이드유로를 정의하는 커버부재, 및 베이스부재 및 커버부재 중 적어도 어느 하나에 마련되며 가이드유로에 공급되는 반응기체의 공급 압력이 기설정된 한계 압력 이상이면 파단(breaking)되도록 정의되는 파단유도부를 포함하는 매니폴드 어셈블리;를 포함할 수 있다.According to another preferred aspect of the present invention, a fuel cell module includes: a fuel cell stack in which a manifold flow path is formed; and a base member provided at one end of the fuel cell stack and having a flow path hole communicating with the manifold flow path, a cover member provided on one surface of the base member and defining a guide flow path communicating with the flow path hole, and at least of the base member and the cover member. may include; a manifold assembly provided in any one and including a break inducing part defined to break when the supply pressure of the reactive gas supplied to the guide passage is greater than or equal to a preset limit pressure.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 연료전지 모듈은, 베이스부재에 형성되는 볼트체결부; 및 커버부재를 통과하도록 볼트체결부에 체결되며, 커버부재를 베이스부재에 고정하는 체결볼트;를 포함하고, 파단유도부는 베이스부재로부터 볼트체결부를 파단시키도록 제공될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, a fuel cell module includes a bolt fastening portion formed on a base member; and a fastening bolt fastened to the bolt fastening portion to pass through the cover member and fixing the cover member to the base member, wherein the breakage inducing unit may be provided to break the bolt fastening portion from the base member.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 파단유도부는, 볼트체결부의 둘레를 감싸도록 베이스부재에 형성되는 제1파단유도홈을 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the break inducing part may include a first break inducing groove formed in the base member to surround the circumference of the bolt fastening part.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 베이스부재에 대한 볼트체결부의 한계전단응력(τB)은, 공급 압력이 한계 압력 이상인 경우 볼트체결부에 작용하는 제1전단응력(τ1)보다 작게 정의될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the critical shear stress (τ B ) of the bolted fastening portion with respect to the base member is defined to be smaller than the first shearing stress (τ 1 ) acting on the bolted fastening portion when the supply pressure is equal to or greater than the limiting pressure. can

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 커버부재는, 베이스부재의 일면에 마련되며, 유로홀과 연통되는 커버홀에 형성된 이너커버; 및 이너커버를 덮도록 마련되며, 이너커버와 상호 협조적으로 커버홀과 연통되는 가이드유로를 정의하는 아우터커버;를 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the cover member includes: an inner cover provided on one surface of the base member and formed in the cover hole communicating with the flow path hole; and an outer cover provided to cover the inner cover and defining a guide passage communicating with the cover hole in cooperation with the inner cover.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 파단유도부는, 커버부재에 형성되는 제2파단유도홈을 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the break inducing part may include a second break inducing groove formed in the cover member.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제2파단유도홈은 커버부재의 내면 및 외면 중 적어도 어느 하나에 함몰되게 형성될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the second breakage guide groove may be formed to be recessed in at least one of the inner surface and the outer surface of the cover member.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제2파단유도홈은 연속적으로 연결된 링 형태를 이루도록 형성되고, 커버부재로부터 파단되는 파단부는 제2파단유도홈에 대응하는 형태로 정의될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the second breakage guiding groove is formed to form a continuously connected ring shape, and the breakage portion broken from the cover member may be defined as a shape corresponding to the second breakage guide groove.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 커버부재에 대한 파단부의 한계전단응력(τF)은, 공급 압력이 한계 압력보다 높은 경우 파단부에 작용하는 제2전단응력(τ2)보다 작게 정의될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the limiting shear stress (τ F ) of the fracture portion with respect to the cover member may be defined to be smaller than the second shear stress (τ 2 ) acting on the fracture portion when the supply pressure is higher than the limit pressure. have.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 내구성 및 안전성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to obtain an advantageous effect of improving durability and safety.

특히, 본 발명의 실시예에 따르면 과도한 압력의 수소가 연료전지 스택으로 공급되는 것을 억제하고, 연료전지 스택의 손상 및 내구성 저하를 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In particular, according to the exemplary embodiment of the present invention, it is possible to obtain advantageous effects of suppressing excessive pressure of hydrogen from being supplied to the fuel cell stack and minimizing damage and durability degradation of the fuel cell stack.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 연료전지 스택의 구조 변경없이 연료전지 스택에 과도한 압력의 수소가 공급되는 것을 억제하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. In addition, according to the embodiment of the present invention, it is possible to obtain an advantageous effect of suppressing the supply of hydrogen under excessive pressure to the fuel cell stack without changing the structure of the fuel cell stack.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 수소의 누설을 최소화하고 연료전지 스택의 성능 저하를 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. In addition, according to the embodiment of the present invention, it is possible to obtain advantageous effects of minimizing hydrogen leakage and minimizing performance degradation of the fuel cell stack.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 모듈로서, 매니폴드 어셈블리의 장착 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 매니폴드 어셈블리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 매니폴드 어셈블리로서, 파단유도부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 매니폴드 어셈블리로서, 제1파단유도홈을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 매니폴드 어셈블리로서, 제2파단유도홈을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 매니폴드 어셈블리로서, 제2파단유도홈의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a fuel cell module according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining a mounting structure of a manifold assembly as a fuel cell module according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a manifold assembly according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a fracture inducing part as a manifold assembly according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining a first breakage guide groove as a manifold assembly according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 are views for explaining a second break inducing groove as a manifold assembly according to an embodiment of the present invention.
8 to 11 are views for explaining a modified example of the second break guide groove as a manifold assembly according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

다만, 본 발명의 기술사상은 설명되는 일부 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.However, the technical idea of the present invention is not limited to some embodiments described, but may be implemented in various different forms, and within the scope of the technical spirit of the present invention, one or more of the components between the embodiments may be selected It can be combined and substituted for use.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention may be generally understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, unless specifically defined and described explicitly. It may be interpreted as a meaning, and generally used terms such as terms defined in advance may be interpreted in consideration of the contextual meaning of the related art.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.In addition, the terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In this specification, the singular form may also include the plural form unless otherwise specified in the phrase, and when it is described as "at least one (or one or more) of A and (and) B, C", it is combined with A, B, C It may include one or more of all possible combinations.

또한, 본 발명의 실시예의 구성요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.In addition, in describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used.

이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.These terms are only for distinguishing the components from other components, and are not limited to the essence, order, or order of the components by the terms.

그리고, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.And, when it is described that a component is 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to the other component, but also with the component It may also include a case of 'connected', 'coupled' or 'connected' due to another element between the other elements.

또한, 각 구성요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성요소가 두 개의 구성요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In addition, when it is described as being formed or disposed on “above (above) or under (below)” of each component, the top (above) or bottom (below) is one as well as when two components are in direct contact with each other. Also includes a case in which the above another component is formed or disposed between two components. In addition, when expressed as "upper (upper) or lower (lower)", the meaning of not only an upper direction but also a lower direction based on one component may be included.

도 1 내지 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 연료전지 모듈(100)은, 매니폴드유로(112)가 형성된 연료전지 스택(110); 및 연료전지 스택(110)의 일단에 마련되며 매니폴드유로(112)와 연통되는 유로홀(210a)이 형성된 베이스부재(210), 베이스부재(210)의 일면에 마련되며 유로홀(210a)과 연통되는 가이드유로(221)를 정의하는 커버부재(220), 및 베이스부재(210) 및 커버부재(220) 중 적어도 어느 하나에 마련되며 가이드유로(221)에 공급되는 반응기체의 공급 압력이 기설정된 한계 압력 이상이면 파단(breaking)되도록 정의되는 파단유도부(230)를 포함하는 매니폴드 어셈블리(200);를 포함한다.1 to 11 , the fuel cell module 100 according to the present invention includes a fuel cell stack 110 in which a manifold flow path 112 is formed; and a base member 210 provided at one end of the fuel cell stack 110 and having a flow path hole 210a communicating with the manifold flow path 112, provided on one surface of the base member 210, the flow path hole 210a and The supply pressure of the reactive gas provided in at least one of the cover member 220 and the base member 210 and the cover member 220 defining the guide flow path 221 to be communicated with the guide flow path 221 is set. and a manifold assembly 200 including a break inducing part 230 that is defined to break when a set limit pressure or more is exceeded.

참고로, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 모듈(100)은, 연료전지 스택(110)을 적용 가능한 다양한 차량(예를 들어, 승용차 또는 상용차) 또는 선박, 항공 등의 모빌리티에 적용될 수 있으며, 연료전지 모듈(100)이 적용되는 피대상체의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.For reference, the fuel cell module 100 according to the embodiment of the present invention may be applied to various vehicles (eg, passenger cars or commercial vehicles) to which the fuel cell stack 110 is applicable, or to mobility such as ships and aviation, The present invention is not limited or limited by the type and characteristics of an object to which the fuel cell module 100 is applied.

연료전지 스택(110)은, 연료(예를 들어, 수소)의 화학적인 반응으로 전기에너지를 생산하는 일종의 발전 장치로서, 수십 또는 수백 개의 연료전지 셀(단위 셀)을 직렬로 적층하여 구성될 수 있다.The fuel cell stack 110 is a kind of power generation device that produces electrical energy through a chemical reaction of fuel (eg, hydrogen), and may be configured by stacking tens or hundreds of fuel cell cells (unit cells) in series. have.

연료전지 셀은 연료(예를 들어, 수소)와 산화제(예를 들어, 공기)의 산화환원반응을 통해 전기를 생산할 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있다.The fuel cell cell may be formed in various structures capable of generating electricity through a redox reaction between a fuel (eg, hydrogen) and an oxidizing agent (eg, air).

일 예로, 연료전지 셀은, 수소 이온이 이동하는 전해질막을 중심으로 막의 양쪽에 전기화학반응이 일어나는 촉매전극층이 부착된 막전극접합체(MEA:Membrane Electrode Assembly)(미도시), 반응기체들을 고르게 분포시키고 발생된 전기에너지를 전달하는 역할을 수행하는 기체확산층(GDL:Gas Diffusion Layer)(미도시), 반응기체들 및 냉각수의 기밀성과 적정 체결압을 유지하기 위한 가스켓 및 체결기구(미도시), 그리고 반응기체들 및 냉각수를 이동시키는 분리판(bipolar plate)(미도시)을 포함할 수 있다.For example, in a fuel cell cell, a membrane electrode assembly (MEA) (not shown) to which an electrochemical reaction occurs on both sides of an electrolyte membrane through which hydrogen ions move is attached, and reactive gases are evenly distributed. Gas Diffusion Layer (GDL) (not shown), a gasket and fastening mechanism (not shown) to maintain airtightness and proper fastening pressure of reactive gases and cooling water, And it may include a bipolar plate (not shown) for moving the reaction gases and cooling water.

보다 구체적으로, 연료전지 셀에서 연료인 수소와 산화제인 공기(산소)가 분리판의 유로를 통해 막전극접합체의 애노드(anode)와 캐소드(cathode)로 각각 공급되는데, 수소는 애노드로 공급되고, 공기는 캐소드로 공급된다.More specifically, in the fuel cell cell, hydrogen as a fuel and air (oxygen) as an oxidizing agent are respectively supplied to the anode and cathode of the membrane electrode assembly through the flow path of the separator, and hydrogen is supplied to the anode, Air is supplied to the cathode.

애노드로 공급된 수소는 전해질막의 양쪽에 구성된 전극층의 촉매에 의해 수소 이온(proton)과 전자(electron)로 분해되며, 이 중 수소 이온만이 선택적으로 양이온교환막인 전해질막을 통과하여 캐소드로 전달되고, 동시에 전자는 도체인 기체확산층과 분리판을 통해 캐소드로 전달된다.Hydrogen supplied to the anode is decomposed into hydrogen ions (protons) and electrons (protons) by the catalyst of the electrode layers configured on both sides of the electrolyte membrane. At the same time, electrons are transferred to the cathode through the gas diffusion layer and the separator, which are conductors.

캐소드에서는 전해질막을 통해 공급된 수소 이온과 분리판을 통해 전달된 전자가 공기공급장치에 의해 캐소드로 공급된 공기 중 산소와 만나서 물을 생성하는 반응을 일으킨다. 이때 일어나는 수소 이온의 이동에 기인하여 외부 도선을 통한 전자의 흐름이 발생하며, 이러한 전자의 흐름으로 전류가 생성된다.At the cathode, hydrogen ions supplied through the electrolyte membrane and electrons transferred through the separator meet with oxygen in the air supplied to the cathode by an air supply device to generate water. Due to the movement of hydrogen ions occurring at this time, the flow of electrons through the external conductor occurs, and a current is generated by the flow of these electrons.

도 2를 참조하면, 연료전지 스택(110)에는 수소, 공기 및 냉각수를 유동(공급 및 배출)시키기 위한 매니폴드유로(112)(예를 들어, 수소 매니폴드유로, 냉각수 매니폴드유로, 공기 매니폴드유로)가 관통 형성된다.Referring to FIG. 2 , in the fuel cell stack 110 , there is a manifold flow path 112 for flowing (supplying and discharging) hydrogen, air, and cooling water (eg, a hydrogen manifold flow path, a coolant manifold flow path, and an air manifold). Fold flow path) is formed through.

매니폴드유로(112)의 구조 및 형태는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 매니폴드유로(112)의 구조 및 형태에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The structure and shape of the manifold flow path 112 may be variously changed according to required conditions and design specifications, and the present invention is not limited or limited by the structure and shape of the manifold flow path 112 .

일 예로, 수소가 유동하는 매니폴드유로(112)는, 수소가 공급되는 수소 인렛 매니폴드(미도시) 및 수소가 배출되는 수소 아웃렛 매니폴드(미도시)를 포함할 수 있다.For example, the manifold flow path 112 through which hydrogen flows may include a hydrogen inlet manifold (not shown) to which hydrogen is supplied and a hydrogen outlet manifold (not shown) through which hydrogen is discharged.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 매니폴드 어셈블리(200)는 수소 공급계(또는 공기 공급계)와 연료전지 스택(110)을 연결하기 위해 마련된다.2 to 3 , the manifold assembly 200 is provided to connect a hydrogen supply system (or an air supply system) and the fuel cell stack 110 .

일 예로, 매니폴드 어셈블리(200)는 연료전지 스택(110)의 단부(예를 들어, 엔드 플레이트의 단부)에 마련될 수 있다. 매니폴드 어셈블리(200)에는 매니폴드유로(112)와 연통되는 가이드유로(221)가 형성되며, 가이드유로(221)에 공급된 반응기체(예를 들어, 수소)는 가이드유로(221)를 따라 매니폴드유로(112)로 공급될 수 있다.For example, the manifold assembly 200 may be provided at an end (eg, an end of an end plate) of the fuel cell stack 110 . A guide flow path 221 communicating with the manifold flow path 112 is formed in the manifold assembly 200 , and the reactive gas (eg, hydrogen) supplied to the guide flow path 221 moves along the guide flow path 221 . It may be supplied to the manifold flow path 112 .

보다 구체적으로, 매니폴드 어셈블리(200)는, 연료전지 스택(110)의 일단에 마련되며 매니폴드유로(112)와 연통되는 유로홀(210a)이 형성된 베이스부재(210), 베이스부재(210)의 일면에 마련되며 유로홀(210a)과 연통되는 가이드유로(221)를 정의하는 커버부재(220), 및 베이스부재(210) 및 커버부재(220) 중 적어도 어느 하나에 마련되며 가이드유로(221)에 공급되는 반응기체의 공급 압력이 기설정된 한계 압력 이상이면 파단되도록 정의되는 파단유도부(230)를 포함한다.More specifically, the manifold assembly 200 includes a base member 210 and a base member 210 provided at one end of the fuel cell stack 110 and having a flow path hole 210a communicating with the manifold flow path 112 . It is provided on one surface of the cover member 220 defining a guide flow path 221 communicating with the flow hole 210a, and is provided on at least one of the base member 210 and the cover member 220, and the guide flow path 221 ) includes a fracture inducing unit 230 that is defined to fracture when the supply pressure of the reaction gas supplied to the gas is greater than or equal to a preset limit pressure.

베이스부재(210)는 연료전지 스택(110)의 일단에 적층되게 마련되며, 베이스부재(210)에는 매니폴드유로(112)와 연통되는 유로홀(210a)이 형성된다.The base member 210 is provided to be stacked on one end of the fuel cell stack 110 , and a flow path hole 210a communicating with the manifold flow path 112 is formed in the base member 210 .

베이스부재(210)는 유로홀(210a)을 갖는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 베이스부재(210)의 구조 및 형태에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The base member 210 may be provided in various structures having the flow path hole 210a, and the present invention is not limited or limited by the structure and shape of the base member 210 .

일 예로, 유로홀(210a)은 수소 인렛 매니폴드(미도시)와 연통되는 수소 인렛 유로홀(210a)을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 유로홀이 수소 아웃렛 매니폴드(미도시)와 연통되는 수소 아웃렛 유로홀(미도시)을 포함하도록 구성하는 것도 가능하다.For example, the flow path hole 210a may include a hydrogen inlet flow path hole 210a communicating with a hydrogen inlet manifold (not shown). According to another embodiment of the present invention, it is also possible to configure the flow hole to include a hydrogen outlet flow hole (not shown) communicating with the hydrogen outlet manifold (not shown).

커버부재(220)는 유로홀(210a)과 연통되는 가이드유로(221)를 정의하도록 마련된다.The cover member 220 is provided to define a guide passage 221 communicating with the passage hole 210a.

커버부재(220)는 가이드유로(221)를 형성할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 커버부재(220)의 구조 및 형태에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The cover member 220 may be provided in various structures capable of forming the guide flow path 221 , and the present invention is not limited or limited by the structure and shape of the cover member 220 .

일 예로, 커버부재(220)는, 베이스부재(210)의 일면에 마련되며 유로홀(210a)과 연통되는 커버홀(222a)에 형성된 이너커버(222), 및 이너커버(222)를 덮도록 마련되며 이너커버(222)와 상호 협조적으로 커버홀(222a)과 연통되는 가이드유로(221)를 정의하는 아우터커버(224)를 포함할 수 있다.For example, the cover member 220 is provided on one surface of the base member 210 and covers the inner cover 222 and the inner cover 222 formed in the cover hole 222a communicating with the flow hole 210a. It may include an outer cover 224 that is provided and defines a guide flow path 221 communicating with the cover hole 222a in cooperation with the inner cover 222 .

이너커버(222)와 아우터커버(224)는 용접에 의해 일체로 고정될 수 있다. 다르게는, 별도의 체결부재를 이용하여 이너커버(222)와 아우터커버(224)를 고정하는 것도 가능하다.The inner cover 222 and the outer cover 224 may be integrally fixed by welding. Alternatively, it is also possible to fix the inner cover 222 and the outer cover 224 using a separate fastening member.

예를 들어, 커버부재(220)의 내부에는 유로홀(210a)과 연통되는 대략 "L"자 형태의 가이드유로(221)가 형성될 수 있으며, 가이드유로(221)에 공급된 반응기체(예를 들어, 수소)는 유로홀(210a)을 거쳐 연료전지 스택(110)의 매니폴드유로(112)로 공급될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 가이드유로가 "I"자 형태, "S"자 형태 또는 여타 다른 형태를 갖도록 커버부재를 구성하는 것도 가능하다.For example, an approximately "L"-shaped guide flow path 221 communicating with the flow path hole 210a may be formed in the cover member 220 , and a reactive gas supplied to the guide flow path 221 (eg, For example, hydrogen) may be supplied to the manifold passage 112 of the fuel cell stack 110 through the passage hole 210a. According to another embodiment of the present invention, it is also possible to configure the cover member so that the guide passage has an "I" shape, an "S" shape or other shapes.

아울러, 전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 커버부재(220)가 이너커버(222) 및 아우터커버(224)를 포함하는 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 단 하나의 부재(커버)를 이용하여 커버부재를 구성하는 것도 가능하다.In addition, in the embodiment of the present invention shown above and shown, the cover member 220 is described as an example including the inner cover 222 and the outer cover 224, but according to another embodiment of the present invention, only one It is also possible to configure the cover member using a member (cover) of.

파단유도부(230)는, 가이드유로(221)에 공급되는 반응기체의 공급 압력이 기설정된 한계 압력 이상일 경우, 베이스부재(210) 및 커버부재(220) 중 적어도 어느 하나의 일부를 부분적으로 파단시켜 고압의 반응기체를 매니폴드 어셈블리(200)의 외부로 배출시키기 위해 마련된다.When the supply pressure of the reaction gas supplied to the guide passage 221 is greater than or equal to a preset limit pressure, the breakage inducing unit 230 partially breaks at least one of the base member 210 and the cover member 220 . It is provided to discharge the high-pressure reaction gas to the outside of the manifold assembly 200 .

즉, 연료전지 스택(110)으로 공급되는 반응기체(예를 들어, 수소)를 센싱(압력 센싱) 및 조절하는 센서 및 밸브 등의 이상으로 인하여, 과도한 압력을 갖는 반응기체가 연료전지 스택(110)에 공급되면, 연료전지 스택(110)(예를 들어, 가스켓 또는 전해질막)이 손상되거나 내구성이 저하되고 연료전지 스택(110)의 성능이 저하되는 문제점이 있다.That is, due to abnormalities in sensors and valves for sensing (pressure sensing) and regulating the reactive gas (eg, hydrogen) supplied to the fuel cell stack 110 , the reactive gas having an excessive pressure in the fuel cell stack 110 . ), there is a problem in that the fuel cell stack 110 (eg, gasket or electrolyte membrane) is damaged or durability is lowered and the performance of the fuel cell stack 110 is lowered.

하지만, 본 발명의 실시예는 연료전지 스택(110)으로 공급되는 반응기체의 압력이 비정상적으로 높아지면(연료전지 스택(110)을 손상시킬 정도로 과도하게 높아지면), 반응기체가 연료전지 스택(110)에 공급되기 전에 파단유도부(230)가 먼저 파단되도록 하는 것에 의하여, 고압의 반응기체가 연료전지 스택(110)으로 공급되지 않고 파단유도부(230)를 통해 매니폴드 어셈블리(200)의 외부로 빠져나가도록 할 수 있으므로, 과도한 압력의 수소가 연료전지 스택(110)으로 공급되는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 연료전지 모듈(100)의 원가 측면에서 가장 큰 비중을 차지하는 연료전지 스택(110)의 손상 및 내구성 저하를 최소화하고, 연료전지 스택(110)의 성능 저하를 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.However, in the embodiment of the present invention, when the pressure of the reaction gas supplied to the fuel cell stack 110 is abnormally high (when the pressure of the reaction gas becomes excessively high enough to damage the fuel cell stack 110), the reaction gas is the fuel cell stack ( By allowing the breakage inducing part 230 to break before being supplied to 110), the high-pressure reactive gas is not supplied to the fuel cell stack 110 but to the outside of the manifold assembly 200 through the breakage inducing part 230. Since it can be allowed to escape, it is possible to minimize the supply of hydrogen under excessive pressure to the fuel cell stack 110 . Therefore, it is possible to obtain advantageous effects of minimizing damage and durability degradation of the fuel cell stack 110 , which occupies the largest portion in terms of cost of the fuel cell module 100 , and minimizing performance degradation of the fuel cell stack 110 . .

파단유도부(230)는, 가이드유로(221)에 공급되는 반응기체의 공급 압력이 기설정된 한계 압력 이상이면 파단(breaking) 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 파단유도부(230)의 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The fracture inducing unit 230 may be provided in various structures capable of breaking when the supply pressure of the reactive gas supplied to the guide flow path 221 is greater than or equal to a preset limit pressure, and is The invention is not limited or limited.

여기서, 반응기체의 한계 압력이라 함은, 연료전지 스택(110)의 구성 부품(예를 들어, 가스켓 또는 전해질막)이 손상되기 시작하는 압력으로 정의될 수 있으며, 한계 압력의 범위는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.Here, the limit pressure of the reactive gas may be defined as a pressure at which a component (eg, a gasket or an electrolyte membrane) of the fuel cell stack 110 starts to be damaged, and the range of the limit pressure is a required condition. and may be variously changed according to design specifications.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 매니폴드 어셈블리(200)는, 베이스부재(210)에 형성되는 볼트체결부(212), 및 커버부재(220)를 통과하도록 볼트체결부(212)에 체결되며 커버부재(220)를 베이스부재(210)에 고정하는 체결볼트(240)를 포함할 수 있고, 파단유도부(230)는 베이스부재(210)로부터 볼트체결부(212)를 파단시키도록 제공될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the manifold assembly 200 is fastened to the bolt fastening part 212 so as to pass through the bolt fastening part 212 formed on the base member 210 and the cover member 220 , It may include a fastening bolt 240 for fixing the cover member 220 to the base member 210 , and the breakage inducing part 230 may be provided to break the bolt fastening part 212 from the base member 210 . have.

이하에서는 커버부재(220)와 베이스부재(210)가 3쌍의 볼트체결부(212) 및 체결볼트(240)에 의해 고정되는 예를 들어 설명하기로 한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 2쌍 이하의 볼트체결부 및 체결볼트, 또는 4쌍 이상의 볼트체결부 및 체결볼트에 의해 커버부재와 베이스부재가 고정되도록 구성하는 것도 가능하다.Hereinafter, an example in which the cover member 220 and the base member 210 are fixed by three pairs of bolt fastening parts 212 and fastening bolts 240 will be described. According to another embodiment of the present invention, it is also possible to configure the cover member and the base member to be fixed by two or less pairs of bolt fastening parts and fastening bolts, or 4 or more pairs of bolt fastening parts and fastening bolts.

볼트체결부(212)는 체결볼트(240)가 스크류 체결 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 볼트체결부(212)는 금속 재질(예를 들어, 동 또는 스틸)의 체결 너트를 베이스부재(210)에 일체로 인서트 가공한 구조로 제공될 수 있다.The bolt fastening part 212 may be provided in various structures in which the fastening bolt 240 can be screwed. For example, the bolt fastening part 212 may be provided in a structure in which a fastening nut made of a metal material (eg, copper or steel) is integrally inserted into the base member 210 .

체결볼트(240)로서는 볼트체결부(212)에 스크류 체결 가능한 통상의 체결부재가 사용될 수 있으며, 체결볼트(240)의 종류 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 체결볼트(240)는 이너커버(222)를 통과한 상태로 볼트체결부(212)에 체결됨으로써, 베이스부재(210)와 커버부재(220)를 일체로 고정할 수 있다.As the fastening bolt 240 , a conventional fastening member capable of being screwed to the bolt fastening part 212 may be used, and the present invention is not limited or limited by the type and structure of the fastening bolt 240 . For example, the fastening bolt 240 is fastened to the bolt fastening part 212 while passing through the inner cover 222 , thereby integrally fixing the base member 210 and the cover member 220 .

파단유도부(230)는, 반응기체의 공급 압력이 한계 압력 이상이면, 베이스부재(210)로부터 볼트체결부(212)를 파단시킴으로써, 베이스부재(210)로부터 커버부재(220)가 분리(또는 이격)될 수 있게 한다.When the supply pressure of the reaction gas is equal to or greater than the limit pressure, the break induction unit 230 breaks the bolt fastening portion 212 from the base member 210, whereby the cover member 220 is separated (or separated from the base member 210). ) to be possible.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 파단유도부(230)는, 볼트체결부(212)의 둘레를 감싸도록 베이스부재(210)의 일면 및 다른 일면에 각각 형성되는 제1파단유도홈(232)을 포함할 수 있고, 반응기체의 공급 압력이 한계 압력 이상인 경우, 볼트체결부(212)는 제1파단유도홈(232)을 따라 베이스부재(210)로부터 파단(절단, 절개 또는 절취)될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the break inducing part 230 includes a first break inducing groove 232 formed on one surface and the other surface of the base member 210 to surround the circumference of the bolt fastening part 212, respectively. may include, and when the supply pressure of the reaction gas is equal to or greater than the limit pressure, the bolt fastening portion 212 may be broken (cut, cut, or cut off) from the base member 210 along the first break inducing groove 232 . .

바람직하게, 볼트체결부(212)는 제1파단유도홈(232)과 볼트체결부(212)의 경계에 정의되는 파단라인(BL)을 따라 파단될 수 있다.Preferably, the bolt fastening part 212 may be broken along the breaking line BL defined at the boundary between the first breakage guide groove 232 and the bolt fastening part 212 .

일 예로, 제1파단유도홈(232)은 소정 직경을 갖는 원형링 형태로 형성될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1파단유도홈을 삼각링 형태, 사각링 형태 또는 여타 다른 형태로 형성하는 것도 가능하다.For example, the first breakage guide groove 232 may be formed in a circular ring shape having a predetermined diameter. According to another embodiment of the present invention, it is also possible to form the first break-inducing groove in a triangular ring shape, a square ring shape, or other shapes.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 베이스부재(210)에 대한 볼트체결부(212)의 한계전단응력(τB)은, 공급 압력이 한계 압력 이상인 경우 볼트체결부(212)에 작용하는 제1전단응력(τ1)보다 작게 정의된다.According to a preferred embodiment of the present invention, the limit shear stress (τ B ) of the bolt fastening part 212 with respect to the base member 210 is the first applied to the bolt fastening part 212 when the supply pressure is equal to or greater than the limit pressure. It is defined as less than the shear stress (τ 1 ).

바람직하게, 제1전단응력(τ1)은 하기 수학식[1]에 의해 정의될 수 있다.Preferably, the first shear stress (τ 1 ) may be defined by the following Equation [1].

[수학식 1][Equation 1]

τ1 = (F1+F2)/Aτ 1 = (F1+F2)/A

(여기서, F1은 반응기체에 의해 볼트체결부(212)에 작용하는 힘이고, F2는 체결볼트(240)의 체결 토크에 의해 볼트체결부(212)에 작용하는 힘이고, A는 'π×체결볼트(240)의 직경(D)×체결볼트(240)의 체결길이(L)'로 정의되는 볼트체결부(212)의 파단 면적이다.)(Here, F1 is a force acting on the bolt fastening part 212 by the reaction gas, F2 is a force acting on the bolt fastening part 212 by the fastening torque of the fastening bolt 240, and A is 'π × It is the fracture area of the bolt fastening part 212 defined by the diameter (D) of the fastening bolt 240 × the fastening length (L)' of the fastening bolt 240.)

일 예로, 도 5를 참조하면, 반응 기체의 한계 압력을 2.5bar(250,000 N/m2)라 가정하고, 반응 기체에 의한 압력이 작용하는 면적을 0.01m2이라 가정하면, F1은 2171N((0.008+0.002sin20°)m2×2×250,000 N/m2 = 2171N)가 될 수 있다.As an example, referring to FIG. 5 , assuming that the limit pressure of the reaction gas is 2.5 bar (250,000 N/m 2 ) and the area on which the pressure of the reaction gas acts is 0.01 m 2 , F1 is 2171N ((( 0.008+0.002sin20°)m 2 ×2×250,000 N/m 2 = 2171N).

또한, F2가 4751N이고, 중공의 원통 형상을 갖는 파단유도부(230)의 직경(D)이 Φ8이면서 두께가 (T)이고, 한계전단응력(τB)이 65MPa(예를 들어, PA6-GF10 소재)인 경우, 제1전단응력(τ1)은 (2171N+4751N)/(π×8×103×T)의 식으로 구해질 수 있는데, 제1전단응력(τ1) 〉한계전단응력(τB)인 조건을 만족하기 위해서는, 파단유도부(230)의 두께(T)는 2.908㎜ 보다 크고 3.3351㎜ 보다 작은 범위(2.908㎜〈 T〈 3.3351㎜)에서 결정될 수 있다. 여기서, 2.908㎜는 체결볼트(240)의 체결에 의한 축력을 견디기 위한 최소 두께로 정의될 수 있다.In addition, F2 is 4751N, the diameter (D) of the fracture inducing part 230 having a hollow cylindrical shape is Φ8 and the thickness is (T), and the limiting shear stress (τ B ) is 65 MPa (for example, PA6-GF10) material), the first shear stress (τ 1 ) can be obtained by the formula (2171N+4751N)/(π×8×10 3 ×T), the first shear stress (τ 1 ) > limit shear stress In order to satisfy the condition of (τ B ), the thickness T of the fracture inducing part 230 may be determined in a range greater than 2.908 mm and smaller than 3.3351 mm (2.908 mm < T < 3.3351 mm). Here, 2.908 mm may be defined as the minimum thickness to withstand the axial force caused by the fastening of the fastening bolt 240 .

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 파단유도부(230)는 커버부재(220)에 형성되는 제2파단유도홈(234)을 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the break inducing part 230 may include a second break inducing groove 234 formed in the cover member 220 .

제2파단유도홈(234)은, 반응기체의 공급 압력이 한계 압력 이상인 경우, 커버부재(220)의 일부를 커버부재(220)로부터 파단(절단, 절개, 분리)시킬 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 제2파단유도홈(234)의 구조 및 형태에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The second breakage guide groove 234 is provided in various structures capable of breaking (cutting, cutting, separating) a part of the cover member 220 from the cover member 220 when the supply pressure of the reactive gas is greater than or equal to the limit pressure. may be, and the present invention is not limited or limited by the structure and shape of the second break inducing groove 234 .

바람직하게, 제2파단유도홈(234)은 커버부재(220)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 하나에 함몰되게 형성될 수 있다. 여기서, 커버부재(220)의 내면 및 외면이라 함은, 이너커버(222) 및 아우터커버(224)의 내면 또는 외면을 포함하는 개념으로 정의될 수 있다.Preferably, the second break inducing groove 234 may be formed to be recessed in at least one of the inner surface and the outer surface of the cover member 220 . Here, the inner and outer surfaces of the cover member 220 may be defined as a concept including the inner or outer surfaces of the inner cover 222 and the outer cover 224 .

일 예로, 도 6 및 도 7을 참조하면, 제2파단유도홈(234)은 아우터커버(224)의 외면에 함몰되게 형성될 수 있다.For example, referring to FIGS. 6 and 7 , the second breakage guide groove 234 may be formed to be recessed in the outer surface of the outer cover 224 .

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제2파단유도홈(234)은 연속적으로 연결된 링 형태를 이루도록 형성되고, 커버부재(220)로부터 파단되는 파단부(230')는 제2파단유도홈(234)에 대응하는 형태로 정의될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the second break inducing groove 234 is formed to form a continuously connected ring shape, and the breaking part 230 ′ broken from the cover member 220 is the second break inducing groove 234 . ) can be defined in a form corresponding to

여기서, 파단부(230')라 함은, 제2파단유도홈(234)에 의해 커버부재(220)로부터 분리되는 부위(조각)으로 이해될 수 있다.Here, the fracture portion 230 ′ may be understood as a portion (piece) separated from the cover member 220 by the second fracture guide groove 234 .

예를 들어, 제2파단유도홈(234)은 사각 단면 형태를 갖는 사각링 형태로 형성될 수 있다.For example, the second break induction groove 234 may be formed in a square ring shape having a square cross-sectional shape.

이와 같이, 커버부재(220)에 제2파단유도홈(234)을 형성하는 것에 의하여, 반응기체의 공급 압력이 한계 압력 이상인 경우, 제2파단유도홈(234)에 의해 정의되는 커버부재(220)의 일부(파단부)를 커버부재(220)로부터 파단(절단, 절개, 분리)시켜 커버부재(220)에 구멍을 형성할 수 있으므로, 과도한 압력의 수소가 연료전지 스택(110)으로 공급되는 것을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In this way, by forming the second breakage guide groove 234 in the cover member 220, when the supply pressure of the reactive gas is equal to or greater than the limit pressure, the cover member 220 defined by the second breakage guide groove 234 . ) can be broken (cut, cut, separated) from the cover member 220 to form a hole in the cover member 220 , so that excessive pressure of hydrogen is supplied to the fuel cell stack 110 . It is possible to obtain the advantageous effect of minimizing

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 커버부재(220)에 대한 파단부(230')의 한계전단응력(τF)은, 공급 압력이 한계 압력보다 높은 경우 파단부(230')에 작용하는 제2전단응력(τ2)보다 작게 정의된다.According to a preferred embodiment of the present invention, the limiting shear stress (τ F ) of the breaking part 230 ′ with respect to the cover member 220 is the first applied to the breaking part 230 ′ when the supply pressure is higher than the limit pressure. 2 It is defined as less than the shear stress (τ 2 ).

바람직하게, 제2전단응력(τ2)은 하기 수학식[2]에 의해 정의될 수 있다.Preferably, the second shear stress (τ 2 ) may be defined by the following Equation [2].

[수학식 2][Equation 2]

τ2 = F/Aτ 2 = F/A

(여기서, F는 반응기체에 의해 파단부(230')에 작용하는 힘이고, A는 '파단부(230')의 둘레 길이(L)×파단부(230')의 파단 두께(T)'로 정의되는 파단부(230')의 파단 면적이다.)(Here, F is the force acting on the fractured portion 230' by the reactive gas, and A is the 'perimeter length (L) of the fractured portion 230'×the fractured thickness (T) of the fractured portion 230'). It is the fracture area of the fracture portion 230' defined as .)

일 예로, 도 6을 참조하면, 반응 기체의 한계 압력을 2.5bar(250,000 N/m2)라 가정하고, 반응 기체에 의한 압력이 작용하는 면적을 0.018m2(30㎜×60㎜)이라 가정하면, F1은 450N가 될 수 있다.For example, referring to FIG. 6 , it is assumed that the limit pressure of the reaction gas is 2.5 bar (250,000 N/m 2 ), and the area on which the pressure of the reaction gas acts is 0.018 m 2 (30 mm×60 mm). Then, F1 can be 450N.

또한, F2가 4751N이고, 사각 링 형태를 갖는 파단유도부(230)의 둘레 길이가 180㎜이면서 두께가 (T)이고, 한계전단응력(τF)이 65MPa(예를 들어, PA6-GF10 소재)인 경우, 제2전단응력(τ2)은 450N/(0.18×T)의 식으로 구해질 수 있는데, 제2전단응력(τ2) 〉한계전단응력(τF)인 조건을 만족하기 위해서는, 파단유도부(230)의 두께(T)는 38.41㎛보다 작은 범위에서 결정될 수 있다.In addition, F2 is 4751N, the circumferential length of the fracture inducing part 230 having a square ring shape is 180 mm and the thickness is (T), and the limit shear stress (τ F ) is 65 MPa (eg, PA6-GF10 material) In the case of , the second shear stress (τ 2 ) can be obtained by the formula of 450N/(0.18× T ). The thickness T of the fracture inducing part 230 may be determined in a range smaller than 38.41 μm.

전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는, 제2파단유도홈(234)이 아우터커버(224)에 형성된 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 이너커버에 제2파단유도홈을 형성하는 것도 가능하다.In the above and illustrated embodiments of the present invention, the second break guiding groove 234 has been described as an example formed in the outer cover 224, but according to another embodiment of the present invention, the second break guiding groove 234 is formed on the inner cover. It is also possible to form a groove.

도 8을 참조하면, 이너커버(222)의 내면에는 원형링 형태를 갖는 제2파단유도홈(234)이 형성될 수 있다. 이와 같이, 제2파단유도홈(234)을 원형링 형태로 형성하는 것에 의하여, 제2파단유도홈(234)에 의해 파단되는 파단부(230') 역시 제2파단유도홈(234)에 대응하는 원형으로 정의될 수 있다.Referring to FIG. 8 , a second breakage guide groove 234 having a circular ring shape may be formed on the inner surface of the inner cover 222 . In this way, by forming the second breakage guide groove 234 in a circular ring shape, the breakage portion 230 ′ broken by the second breakage guide groove 234 also corresponds to the second breakage guide groove 234 . It can be defined as a circle.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제2파단유도홈을 삼각링 형태 또는 여타 다른 링 형태로 형성하는 것도 가능하다.According to another embodiment of the present invention, it is also possible to form the second fracture guide groove in a triangular ring shape or other ring shape.

또한, 전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는, 제2파단유도홈(234)이 클로우즈 루프 구조(closed loop)(링 형태)로 형성된 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제2파단유도홈을 "I"자 형태 또는 호(arc) 형태와 같은 오픈 루프(open loop) 구조로 형성하는 것도 가능하다.In addition, in the embodiment of the present invention shown above and shown, the second break inducing groove 234 is described as an example formed in a closed loop structure (ring shape), but according to another embodiment of the present invention , it is also possible to form the second fracture guide groove in an open loop structure such as an "I" shape or an arc shape.

또한, 도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 커버부재(220)(이너커버 또는 아우터커버)의 내면(도 9를 기준으로 상면) 및 외면(도 10을 기준으로 저면)에 삼각 단면 형태를 갖는 제2파단유도홈(234)을 형성하는 것도 가능하다.In addition, referring to FIGS. 9 and 10 , according to another preferred embodiment of the present invention, the inner surface (the upper surface with reference to FIG. 9) and the outer surface (with reference to FIG. 10) of the cover member 220 (inner cover or outer cover) It is also possible to form the second fracture guide groove 234 having a triangular cross-sectional shape on the bottom).

다르게는, 도 11과 같이, 커버부재(220)(이너커버 또는 아우터커버)의 내면(도 11을 기준으로 상면) 및 외면(도 11을 기준으로 저면)에 각각 반원 단면 형태를 갖는 제2파단유도홈(234)을 형성하는 것도 가능하다.Alternatively, as shown in FIG. 11 , the second fracture having a semicircular cross-sectional shape on the inner surface (the upper surface based on FIG. 11 ) and the outer surface (the lower surface based on FIG. 11 ) of the cover member 220 (inner cover or outer cover) It is also possible to form the guide groove (234).

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In the above, the embodiment has been mainly described, but this is only an example and does not limit the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains are not exemplified above in the range that does not depart from the essential characteristics of the present embodiment. It will be appreciated that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be implemented by modification. And differences related to such modifications and applications should be construed as being included in the scope of the present invention defined in the appended claims.

100 : 연료전지 모듈
110 : 연료전지 스택
112 : 매니폴드유로
200 : 매니폴드 어셈블리
210 : 베이스부재
210a : 유로홀
212 : 볼트체결부
220 : 커버부재
221 : 가이드유로
222 : 이너커버
222a : 커버홀
224 : 아우터커버
230 : 파단유도부
230' : 파단부
232 : 제1파단유도홈
234 : 제2파단유도홈
240 : 체결볼트100: fuel cell module
110: fuel cell stack
112: Manifold Euro
200: manifold assembly
210: base member
210a: Euro Hall
212: bolt fastening part
220: cover member
221: guide euro
222: inner cover
222a: cover hole
224: outer cover
230: break induction part
230': break
232: first break guide groove
234: second break guide groove
240: fastening bolt

Claims (20)

유로홀이 형성된 베이스부재;
상기 베이스부재의 일면에 마련되며, 상기 유로홀과 연통되는 가이드유로를 정의하는 커버부재; 및
상기 베이스부재 및 상기 커버부재 중 적어도 어느 하나에 마련되며, 상기 가이드유로에 공급되는 반응기체의 공급 압력이 기설정된 한계 압력 이상이면 파단(breaking)되도록 정의되는 파단유도부;
를 포함하는 매니폴드 어셈블리.
a base member having a channel hole formed therein;
a cover member provided on one surface of the base member and defining a guide passage communicating with the passage hole; and
a breakage inducing part provided on at least one of the base member and the cover member, the breakage inducing part being defined to break when the supply pressure of the reaction gas supplied to the guide passage is equal to or greater than a preset limit pressure;
A manifold assembly comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 베이스부재에 형성되는 볼트체결부; 및
상기 커버부재를 통과하도록 상기 볼트체결부에 체결되며, 상기 커버부재를 상기 베이스부재에 고정하는 체결볼트;를 포함하고,
상기 파단유도부는 상기 베이스부재로부터 상기 볼트체결부를 파단시키도록 제공되는 매니폴드 어셈블리.
According to claim 1,
a bolt fastening portion formed on the base member; and
A fastening bolt fastened to the bolt fastening portion to pass through the cover member, and fixing the cover member to the base member;
The break induction part is a manifold assembly provided to break the bolt fastening part from the base member.
 제2항에 있어서,
상기 파단유도부는,
상기 볼트체결부의 둘레를 감싸도록 상기 베이스부재에 형성되는 제1파단유도홈을 포함하는 매니폴드 어셈블리.
3. The method of claim 2,
The break induction part,
A manifold assembly including a first break inducing groove formed in the base member to surround the circumference of the bolt fastening portion.
 제3항에 있어서,
상기 베이스부재에 대한 상기 볼트체결부의 한계전단응력(τB)은, 상기 공급 압력이 상기 한계 압력 이상인 경우 상기 볼트체결부에 작용하는 제1전단응력(τ1)보다 작게 정의되는 매니폴드 어셈블리.
4. The method of claim 3,
A limiting shear stress (τ B ) of the bolted fastening portion with respect to the base member is defined to be smaller than a first shearing stress (τ 1 ) acting on the bolted fastening portion when the supply pressure is equal to or greater than the limiting pressure.
 제4항에 있어서,
상기 제1전단응력(τ1)은 하기 수학식[1]을 만족하는 매니폴드 어셈블리.
[수학식 1]
τ1 = (F1+F2)/A
(여기서, F1은 반응기체에 의해 볼트체결부에 작용하는 힘이고, F2는 체결볼트의 체결 토크에 의해 볼트체결부에 작용하는 힘이고, A는 'π×체결볼트의 직경(D)×체결볼트의 체결길이(L)'로 정의되는 볼트체결부의 파단 면적이다.)
5. The method of claim 4,
The first shear stress (τ 1 ) is a manifold assembly that satisfies the following Equation [1].
[Equation 1]
τ 1 = (F1+F2)/A
(Here, F1 is the force acting on the bolted part by the reaction gas, F2 is the force applied to the bolted part by the tightening torque of the fastening bolt, and A is 'π×diameter of the fastening bolt (D)×fastening It is the fracture area of the bolted part defined by the fastening length (L) of the bolt.)
 제1항에 있어서,
상기 커버부재는,
상기 베이스부재의 일면에 마련되며, 상기 유로홀과 연통되는 커버홀에 형성된 이너커버; 및
상기 이너커버를 덮도록 마련되며, 상기 이너커버와 상호 협조적으로 상기 커버홀과 연통되는 상기 가이드유로를 정의하는 아우터커버;
를 포함하는 매니폴드 어셈블리.
According to claim 1,
The cover member,
an inner cover provided on one surface of the base member and formed in a cover hole communicating with the flow path hole; and
an outer cover provided to cover the inner cover, the outer cover defining the guide passage communicating with the cover hole cooperatively with the inner cover;
A manifold assembly comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 파단유도부는,
상기 커버부재에 형성되는 제2파단유도홈을 포함하는 매니폴드 어셈블리.
According to claim 1,
The break induction part,
A manifold assembly including a second break guide groove formed in the cover member.
 제7항에 있어서,
상기 제2파단유도홈은 상기 커버부재의 내면 및 외면 중 적어도 어느 하나에 함몰되게 형성되는 매니폴드 어셈블리.
8. The method of claim 7,
The second break-inducing groove is a manifold assembly formed to be recessed in at least one of an inner surface and an outer surface of the cover member.
 제7항에 있어서,
상기 제2파단유도홈은 연속적으로 연결된 링 형태를 이루도록 형성되고,
상기 커버부재로부터 파단되는 파단부는 상기 제2파단유도홈에 대응하는 형태로 정의되는 매니폴드 어셈블리.
8. The method of claim 7,
The second break guide groove is formed to form a continuously connected ring shape,
The breakable portion broken from the cover member is defined in a shape corresponding to the second breakage inducing groove.
 제9항에 있어서,
상기 커버부재에 대한 상기 파단부의 한계전단응력(τF)은, 상기 공급 압력이 상기 한계 압력보다 높은 경우 상기 파단부에 작용하는 제2전단응력(τ2)보다 작게 정의되는 매니폴드 어셈블리.
10. The method of claim 9,
The limiting shear stress (τ F ) of the breaking part with respect to the cover member is defined to be smaller than a second shear stress (τ 2 ) acting on the breaking part when the supply pressure is higher than the limit pressure.
 제10항에 있어서,
상기 제2전단응력(τ2)은 하기 수학식[2]을 만족하는 매니폴드 어셈블리.
[수학식 2]
τ2 = F/A
(여기서, F는 반응기체에 의해 파단부에 작용하는 힘이고, A는 '파단부의 둘레 길이(L)×파단부의 파단 두께(T)'로 정의되는 파단부의 파단 면적이다.)
11. The method of claim 10,
The second shear stress (τ 2 ) is a manifold assembly satisfying the following equation [2].
[Equation 2]
τ 2 = F/A
(Here, F is the force acting on the fractured portion by the reactive gas, and A is the fracture area of the fractured portion, which is defined as 'the perimeter of the fractured portion (L) × the fracture thickness (T) of the fractured portion.)
 매니폴드유로가 형성된 연료전지 스택; 및
상기 연료전지 스택의 일단에 마련되며 상기 매니폴드유로와 연통되는 유로홀이 형성된 베이스부재, 상기 베이스부재의 일면에 마련되며 상기 유로홀과 연통되는 가이드유로를 정의하는 커버부재, 및 상기 베이스부재 및 상기 커버부재 중 적어도 어느 하나에 마련되며 상기 가이드유로에 공급되는 반응기체의 공급 압력이 기설정된 한계 압력 이상이면 파단(breaking)되도록 정의되는 파단유도부를 포함하는 매니폴드 어셈블리;
를 포함하는 연료전지 모듈.
a fuel cell stack having a manifold flow path formed thereon; and
A base member provided at one end of the fuel cell stack and having a flow path hole communicating with the manifold flow path, a cover member provided on one surface of the base member and defining a guide flow path communicating with the flow path hole, and the base member; a manifold assembly provided on at least one of the cover members and including a break inducing part which is defined to break when the supply pressure of the reactive gas supplied to the guide passage is greater than or equal to a preset limit pressure;
A fuel cell module comprising a.
 제12항에 있어서,
상기 베이스부재에 형성되는 볼트체결부; 및
상기 커버부재를 통과하도록 상기 볼트체결부에 체결되며, 상기 커버부재를 상기 베이스부재에 고정하는 체결볼트;를 포함하고,
상기 파단유도부는 상기 베이스부재로부터 상기 볼트체결부를 파단시키도록 제공되는 연료전지 모듈.
13. The method of claim 12,
a bolt fastening portion formed on the base member; and
A fastening bolt fastened to the bolt fastening portion to pass through the cover member, and fixing the cover member to the base member;
The break induction part is provided to break the bolt fastening part from the base member.
 제13항에 있어서,
상기 파단유도부는,
상기 볼트체결부의 둘레를 감싸도록 상기 베이스부재에 형성되는 제1파단유도홈을 포함하는 연료전지 모듈.
14. The method of claim 13,
The break induction part,
and a first break inducing groove formed in the base member to surround the periphery of the bolt fastening part.
 제14항에 있어서,
상기 베이스부재에 대한 상기 볼트체결부의 한계전단응력(τB)은, 상기 공급 압력이 상기 한계 압력 이상인 경우 상기 볼트체결부에 작용하는 제1전단응력(τ1)보다 작게 정의되는 연료전지 모듈.
15. The method of claim 14,
The limiting shear stress (τ B ) of the bolt fastening part with respect to the base member is defined to be smaller than the first shearing stress (τ 1 ) acting on the bolt fastening part when the supply pressure is equal to or greater than the limit pressure.
 제12항에 있어서,
상기 커버부재는,
상기 베이스부재의 일면에 마련되며, 상기 유로홀과 연통되는 커버홀에 형성된 이너커버; 및
상기 이너커버를 덮도록 마련되며, 상기 이너커버와 상호 협조적으로 상기 커버홀과 연통되는 상기 가이드유로를 정의하는 아우터커버;
를 포함하는 연료전지 모듈.
13. The method of claim 12,
The cover member,
an inner cover provided on one surface of the base member and formed in a cover hole communicating with the flow path hole; and
an outer cover provided to cover the inner cover, the outer cover defining the guide passage communicating with the cover hole cooperatively with the inner cover;
A fuel cell module comprising a.
 제12항에 있어서,
상기 파단유도부는,
상기 커버부재에 형성되는 제2파단유도홈을 포함하는 연료전지 모듈.
13. The method of claim 12,
The break induction part,
A fuel cell module including a second break guide groove formed in the cover member.
 제17항에 있어서,
상기 제2파단유도홈은 상기 커버부재의 내면 및 외면 중 적어도 어느 하나에 함몰되게 형성되는 연료전지 모듈.
18. The method of claim 17,
The second break-inducing groove is formed to be recessed in at least one of an inner surface and an outer surface of the cover member.
 제17항에 있어서,
상기 제2파단유도홈은 연속적으로 연결된 링 형태를 이루도록 형성되고,
상기 커버부재로부터 파단되는 파단부는 상기 제2파단유도홈에 대응하는 형태로 정의되는 연료전지 모듈.
18. The method of claim 17,
The second break guide groove is formed to form a continuously connected ring shape,
The breakable portion broken from the cover member is defined in a shape corresponding to the second breakage inducing groove.
 제19항에 있어서,
상기 커버부재에 대한 상기 파단부의 한계전단응력(τF)은, 상기 공급 압력이 상기 한계 압력보다 높은 경우 상기 파단부에 작용하는 제2전단응력(τ2)보다 작게 정의되는 연료전지 모듈.20. The method of claim 19,
The limiting shear stress (τ F ) of the breaking part with respect to the cover member is defined to be smaller than a second shear stress (τ 2 ) acting on the breaking part when the supply pressure is higher than the limit pressure.
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