KR20220121552A - Manifold assembly and fuel cell module having the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a manifold assembly, which includes: a manifold block defining a guide passage through which reaction gas is supplied and having a discharge port communicating with the guide passage; and a pressure control valve connected to the manifold block and selectively discharging the reaction gas to the outside of the manifold block through the discharge port. Durability and safety can be improved.

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 매니폴드 어셈블리 및 이를 구비한 연료전지 모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로 내구성 및 안전성을 향상시킬 수 있는 매니폴드 어셈블리 및 이를 구비한 연료전지 스택에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a manifold assembly and a fuel cell module having the same, 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, 반응기체가 공급되는 가이드유로를 정의하며 가이드유로와 연통되는 배출 포트가 형성된 매니폴드 블록, 및 매니폴드 블록에 연결되며 반응기체를 선택적으로 배출 포트를 통해 매니폴드 블록의 외부로 배출하는 압력조절밸브를 포함한다According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the objects of the present invention described above, the manifold assembly includes a manifold block defining a guide flow path through which a reactive gas is supplied and having an exhaust port communicating with the guide flow path, and a manifold; connected to the block and includes a pressure regulating valve for selectively evacuating the reaction gas to the outside of the manifold block through an exhaust port.

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), 매니폴드 블록에 공급된 반응기체가 압력조절밸브를 통해 매니폴드 블록의 외부로 배출되도록 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 the pressure of the reaction gas supplied to the fuel cell stack becomes excessively high enough to damage the fuel cell stack), the reaction gas supplied to the manifold block controls the pressure control valve. By allowing it to be discharged to the outside of the manifold block through advantageous effect can be obtained.

무엇보다도, 본 발명의 실시예는 연료전지 스택으로 공급되는 반응기체의 압력이 과도하게 높아지게 되더라도, 반응기체가 연료전지 스택으로 공급되지 않고 압력조절밸브를 통해 매니폴드 블록의 외부로 배출되도록 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 is discharged to the outside of the manifold block through the pressure control valve. 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.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 압력조절밸브는, 반응기체의 공급 압력이 기설정된 한계 압력 이상이면 반응기체를 매니폴드 블록의 외부로 배출하도록 구성된다.According to a preferred embodiment of the present invention, the pressure regulating valve is configured to discharge the reactive gas to the outside of the manifold block when the supply pressure of the reactive gas is equal to or greater than a preset limit pressure.

압력조절밸브는 반응기체를 매니폴드 블록의 외부로 배출할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있다.The pressure control valve may be provided in various structures capable of discharging the reactive gas to the outside of the manifold block.

일 예로, 압력조절밸브는, 매니폴드 블록에 연결되며 배출 포트와 연통되는 출구 포트가 형성된 밸브하우징, 및 밸브하우징에 마련되며 배출 포트를 선택적으로 개폐하는 밸브 모듈을 포함할 수 있다.For example, the pressure control valve may include a valve housing connected to the manifold block and having an outlet port communicating with the discharge port, and a valve module provided in the valve housing to selectively open and close the discharge port.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 매니폴드 어셈블리는, 매니폴드 블록의 외면에 돌출되게 마련되는 체결보스를 포함하되, 배출 포트는 체결보스에 마련되고, 밸브하우징은 체결보스의 둘레를 감싸도록 체결될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the manifold assembly includes a fastening boss provided to protrude from the outer surface of the manifold block, the discharge port is provided on the fastening boss, and the valve housing is fastened to surround the circumference of the fastening boss. can be

바람직하게, 체결보스와 밸브하우징의 사이에는 패킹부재가 마련될 수 있다.Preferably, a packing member may be provided between the fastening boss and the valve housing.

이와 같이, 체결보스와 밸브하우징의 사이에 패킹부재를 마련하는 것에 의하여, 가이드유로로 공급된 반응기체가 체결보스와 밸브하우징의 사이를 통해 의도하지 않게 누설되는 것을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In this way, by providing the packing member between the fastening boss and the valve housing, it is possible to obtain an advantageous effect of minimizing the unintentional leakage of the reactive gas supplied to the guide passage through between the fastening boss and the valve housing. .

밸브 모듈은 배출 포트를 선택적으로 개폐 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다.The valve module may be provided in various structures capable of selectively opening and closing the discharge port.

일 예로, 밸브 모듈은, 배출 포트에 접근 및 이격되는 방향으로 밸브하우징의 내부에 이동 가능하게 마련되며 배출 포트를 선택적으로 개폐하는 밸브 몸체, 및 밸브하우징에 대한 밸브 몸체의 이동을 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 포함할 수 있다.For example, the valve module is provided movably inside the valve housing in a direction approaching and spaced apart from the discharge port, and elastically supports the movement of the valve body with respect to the valve body and the valve body for selectively opening and closing the discharge port. It may include an elastic member.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 매니폴드 어셈블리는, 밸브 몸체에 마련되며 배출 포트와 밸브 몸체의 사이에 개재되는 실링부재를 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the manifold assembly may include a sealing member provided on the valve body and interposed between the discharge port and the valve body.

이와 같이, 배출 포트와 밸브 몸체의 사이에 실링부재를 마련하는 것에 의하여, 밸브 몸체가 배출 포트를 차단한 상태에서, 가이드유로로 공급된 반응기체가 밸브 몸체와 배출 포트의 사이 간극을 통해 밸브하우징의 내부에 누설되는 것을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In this way, by providing the sealing member between the discharge port and the valve body, in a state in which the valve body blocks the discharge port, the reactive gas supplied to the guide flow passage passes through the gap between the valve body and the discharge port to the valve housing. It is possible to obtain an advantageous effect of minimizing leakage to the inside of the

바람직하게, 밸브 몸체의 일단에는 수용부가 형성될 수 있고, 실링부재는 수용부의 내부에 수용될 수 있다.Preferably, an accommodating part may be formed at one end of the valve body, and the sealing member may be accommodated in the accommodating part.

더욱 바람직하게, 매니폴드 어셈블리는, 실링부재를 밸브 몸체에 구속하는 구속부를 포함할 수 있다.More preferably, the manifold assembly may include a restraining portion for restraining the sealing member to the valve body.

이와 같이, 구속부를 매개로 실링부재가 밸브 몸체에 구속되도록 하는 것에 의하여, 배출 포트가 개방될 시(배출 포트의 출구단에 고착되어 있던 실링부재가 배출 포트로부터 이격될 시), 실링부재가 밸브 몸체로부터 이탈되거나 뒤틀어지는 것을 억제하고, 실링부재의 배치 상태를 안정적으로 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In this way, by constraining the sealing member to the valve body through the restraining portion, when the discharge port is opened (when the sealing member fixed to the outlet end of the discharge port is separated from the discharge port), the sealing member is It is possible to obtain an advantageous effect of suppressing separation or distortion from the body and stably maintaining the arrangement state of the sealing member.

구속부는 실링부재를 밸브 몸체에 구속 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다.The restraining part may be provided in various structures capable of restraining the sealing member to the valve body.

일 예로, 구속부는, 실링부재의 둘레면에 형성되는 구속턱, 및 밸브 몸체의 내벽면에 돌출되게 형성되며 구속턱을 구속하는 구속돌기를 포함할 수 있다.For example, the restraining part may include a restraining jaw formed on a circumferential surface of the sealing member, and a restraining protrusion formed to protrude from the inner wall surface of the valve body and constraining the restraining jaw.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 구속돌기의 선단에는 경사안내면이 형성되고, 실링부재는 경사안내면을 따라 수용부에 진입될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, an inclined guide surface is formed at the tip of the restraining protrusion, and the sealing member may enter the receiving portion along the inclined guide surface.

이와 같이, 구속돌기의 선단에 경사안내면을 마련하는 것에 의하여, 실링부재를 수용부에 배치할 시, 실링부재는 경사안내면을 따라 수용부로 안내될 수 있으므로, 구속돌기에 의한 간섭을 최소화하고, 실링부재의 보다 원활한 진입을 보장하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In this way, by providing an inclined guide surface at the tip of the restraining projection, when the sealing member is disposed in the receiving portion, the sealing member can be guided to the receiving portion along the inclined guide surface, thereby minimizing interference by the restraining projection, sealing An advantageous effect of ensuring smoother entry of the member can be obtained.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 매니폴드 어셈블리는, 밸브하우징의 일단을 덮도록 마련되는 하우징캡, 및 일단은 밸브 몸체에 연결되고 다른 일단은 하우징캡을 통과하여 하우징캡의 외부로 노출되는 가이드부재를 포함할 수 있고, 탄성부재의 일단은 가이드부재에 지지되고, 탄성부재의 다른 일단은 하우징캡에 지지될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the manifold assembly includes a housing cap provided to cover one end of the valve housing, and a guide having one end connected to the valve body and the other end passing through the housing cap and exposed to the outside of the housing cap. It may include a member, one end of the elastic member may be supported by the guide member, and the other end of the elastic member may be supported by the housing cap.

이와 같이, 하우징캡에 대해 직선 이동 가능하게 가이드부재를 마련하고, 밸브 몸체를 가이드부재에 연결하는 것에 의하여, 밸브하우징에 대한 밸브 몸체의 직선 이동을 보다 안정적으로 구현할 수 있다. 따라서, 밸브 몸체의 이동시, 밸브 몸체의 비정상적인 유동 및 떨림을 최소화하고, 밸브 몸체를 보다 정확한 위치(배출 포트를 정확하게 차단하는 위치)로 이동시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In this way, by providing the guide member so as to be linearly movable with respect to the housing cap and connecting the valve body to the guide member, linear movement of the valve body with respect to the valve housing can be more stably implemented. Therefore, when the valve body is moved, it is possible to minimize abnormal flow and vibration of the valve body, and to obtain an advantageous effect of moving the valve body to a more accurate position (a position for accurately blocking the discharge port).

또한, 탄성부재가 가이드부재와 하우징캡의 사이에 지지되도록 하는 것에 의하여, 탄성부재의 배치 상태를 안정적으로 유지하고, 탄성부재의 탄성력을 밸브 몸체에 보다 효과적으로 전달할 수 있다.In addition, by allowing the elastic member to be supported between the guide member and the housing cap, the arrangement state of the elastic member may be stably maintained, and the elastic force of the elastic member may be more effectively transmitted to the valve body.

바람직하게, 가이드부재에는 탄성부재의 일단이 안착되는 안착홈이 마련될 수 있다. 이와 같이, 탄성부재의 일단이 안착홈에 안착되도록 하는 것에 의하여, 탄성부재의 배치 상태를 보다 안정적으로 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Preferably, the guide member may be provided with a seating groove in which one end of the elastic member is seated. In this way, by allowing one end of the elastic member to be seated in the seating groove, it is possible to obtain an advantageous effect of more stably maintaining the arrangement of the elastic member.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 하우징캡은 밸브 몸체의 이동 방향을 따라 밸브하우징에 대해 이동 가능하게 마련되고, 밸브하우징에 대한 하우징캡의 이동에 대응하여 탄성부재에 의해 밸브 몸체에 작용하는 탄성력을 조절할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the housing cap is provided to be movable with respect to the valve housing along the movement direction of the valve body, and the elastic force acting on the valve body by the elastic member in response to the movement of the housing cap with respect to the valve housing can be adjusted.

즉, 밸브 모듈을 구성하는 구성 부품(예를 들어, 밸브 몸체, 탄성부재)의 제조 공차 및 조립 공차 등에 따라 탄성부재에 의한 탄성력(밸브 몸체에 작용하는 탄성력)이 기설정된 설정값과 달라지게 되면, 반응기체의 공급 압력이 기설정된 한계 압력 이상인 상황에서 밸브 몸체가 정상적으로 작동(배출 포트를 개방시키는 방향으로 이동)하기 어려운 문제점이 있다.That is, when the elastic force (elastic force acting on the valve body) by the elastic member differs from the preset value according to the manufacturing tolerance and assembly tolerance of the component parts (eg, the valve body, the elastic member) constituting the valve module, , there is a problem in that it is difficult for the valve body to operate normally (moving in the direction of opening the discharge port) in a situation where the supply pressure of the reaction gas is greater than or equal to the preset limit pressure.

하지만, 본 발명의 실시예에 따르면, 밸브 모듈을 구성하는 구성 부품의 제조 공차 및 조립 공차 등에 따라 탄성부재에 의한 탄성력이 달라지게 되더라도, 밸브하우징에 대해 하우징캡을 이동시키는 것에 의해, 탄성부재에 의한 탄성력을 조절할 수 있으므로, 반응기체의 공급 압력이 기설정된 한계 압력 이상인 상황에서 밸브 몸체를 적시에 정확하게 이동(배출 포트를 개방)시킬 수 있다.However, according to the embodiment of the present invention, even if the elastic force of the elastic member is changed according to the manufacturing tolerance and assembling tolerance of the component parts constituting the valve module, by moving the housing cap with respect to the valve housing, the elastic member Since the elastic force can be adjusted, the valve body can be moved (opening the discharge port) accurately in a timely manner when the supply pressure of the reactive gas is equal to or greater than the preset limit pressure.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 매니폴드 어셈블리는 밸브하우징에 대한 하우징캡의 위치를 구속하는 구속부재를 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the manifold assembly may include a restraining member for constraining the position of the housing cap with respect to the valve housing.

이와 같이, 밸브하우징에 대한 하우징캡의 위치가 결정(탄성부재의 셋팅값이 결정)되면, 밸브하우징에 대한 하우징캡의 이동이 구속부재에 의해 구속되도록 하는 것에 의하여, 탄성부재의 셋팅값을 일정하게 유지할 수 있다.In this way, when the position of the housing cap with respect to the valve housing is determined (the setting value of the elastic member is determined), the movement of the housing cap with respect to the valve housing is constrained by the restraining member, so that the set value of the elastic member is constant. can keep it

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 가이드부재의 다른 일단에는 결합홀이 형성될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, a coupling hole may be formed at the other end of the guide member.

본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 연료전지 모듈은, 매니폴드유로가 형성된 연료전지 스택; 및 매니폴드유로와 연통되는 가이드유로를 정의하고 가이드유로와 연통되는 배출 포트가 형성된 매니폴드 블록, 및 매니폴드 블록에 연결되며 가이드유로에 공급되는 반응기체를 선택적으로 배출 포트를 통해 매니폴드 블록의 외부로 배출하는 압력조절밸브를 포함하는 매니폴드 어셈블리;를 포함한다.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 manifold block defining a guide flow path communicating with the manifold flow path and having an exhaust port communicating with the guide flow path, and a reactive gas connected to the manifold block and supplied to the guide flow path selectively through the exhaust port of the manifold block It includes; a manifold assembly including a pressure control valve for discharging to the outside.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 연료전지 모듈은, 압력조절밸브는, 반응기체의 공급 압력이 기설정된 한계 압력 이상이면 반응기체를 매니폴드 블록의 외부로 배출할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, in the fuel cell module, the pressure control valve may discharge the reactive gas to the outside of the manifold block when the supply pressure of the reactive gas is equal to or greater than a preset limit pressure.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 압력조절밸브는, 매니폴드 블록에 연결되며 배출 포트와 연통되는 출구 포트가 형성된 밸브하우징, 및 밸브하우징에 마련되며 배출 포트를 선택적으로 개폐하는 밸브 모듈을 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the pressure regulating valve is connected to the manifold block and includes a valve housing having an outlet port communicating with the outlet port, and a valve module provided in the valve housing and selectively opening and closing the outlet port. can

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 밸브 모듈은, 배출 포트에 접근 및 이격되는 방향으로 밸브하우징의 내부에 이동 가능하게 마련되며 배출 포트를 선택적으로 개폐하는 밸브 몸체, 및 밸브하우징에 대한 밸브 몸체의 이동을 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the valve module is provided movably inside the valve housing in a direction approaching and spaced apart from the discharge port and selectively opening and closing the discharge port, and a valve body for the valve housing. It may include an elastic member for elastically supporting the movement.

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 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 매니폴드 어셈블리를 설명하기 위한 분리사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 매니폴드 어셈블리를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 매니폴드 어셈블리로서, 밸브 몸체를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 매니폴드 어셈블리로서, 실링부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 매니폴드 어셈블리로서, 구속부를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 매니폴드 어셈블리로서, 반응기체의 배출 상태를 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 perspective view illustrating a manifold assembly according to an embodiment of the present invention.
4 is an exploded perspective view illustrating a manifold assembly according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view illustrating a manifold assembly according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a valve body as a manifold assembly according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a sealing member as a manifold assembly according to an embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining a constraint as a manifold assembly according to an embodiment of the present invention.
9 is a view for explaining a state in which a reactive gas is discharged 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 9를 참조하면, 본 발명에 따른 연료전지 모듈(100)은, 매니폴드유로(112)가 형성된 연료전지 스택(110); 및 매니폴드유로(112)와 연통되는 가이드유로를 정의하고 가이드유로와 연통되는 배출 포트(302a)가 형성된 매니폴드 블록(300), 및 매니폴드 블록(300)에 연결되며 가이드유로에 공급되는 반응기체를 선택적으로 배출 포트(302a)를 통해 매니폴드 블록(300)의 외부로 배출하는 압력조절밸브(400)를 포함하는 매니폴드 어셈블리(200);를 포함한다.1 to 9 , 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 manifold block 300 defining a guide flow path communicating with the manifold flow path 112 and having an outlet port 302a communicating with the guide flow path, and a reaction connected to the manifold block 300 and supplied to the guide flow path and a manifold assembly 200 including a pressure control valve 400 for selectively discharging gas to the outside of the manifold block 300 through the discharge port 302a.

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 passage) is formed through it.

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(321)가 형성되며, 가이드유로(321)에 공급된 반응기체(예를 들어, 수소)는 가이드유로(321)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 321 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 321 moves along the guide flow path 321 . It may be supplied to the manifold flow path 112 .

보다 구체적으로, 매니폴드 어셈블리(200)는, 반응기체가 공급되는 가이드유로를 정의하며 가이드유로와 연통되는 배출 포트(302a)가 형성된 매니폴드 블록(300), 및 매니폴드 블록(300)에 연결되며, 반응기체를 선택적으로 상기 배출 포트(302a)를 통해 상기 매니폴드 블록(300)의 외부로 배출하는 압력조절밸브(400)를 포함한다.More specifically, the manifold assembly 200 defines a guide flow path through which the reactive gas is supplied and is connected to a manifold block 300 having an exhaust port 302a communicating with the guide flow path, and the manifold block 300 . and a pressure control valve 400 for selectively discharging the reaction gas to the outside of the manifold block 300 through the discharge port 302a.

매니폴드 블록(300)은 반응기체가 공급되는 가이드유로를 정의할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 매니폴드 볼록의 구조 및 형태에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The manifold block 300 may be provided in various structures capable of defining a guide flow path through which the reactive gas is supplied, and the present invention is not limited or limited by the structure and shape of the manifold convexity.

일 예로, 매니폴드 블록(300)은, 연료전지 스택(110)의 일단에 마련되며 매니폴드유로(112)와 연통되는 유로홀(310a)이 형성된 베이스부재(310), 베이스부재(310)의 일면에 마련되며 유로홀(310a)과 연통되는 가이드유로(321)를 정의하는 커버부재(320)를 포함할 수 있다.For example, the manifold block 300 is provided at one end of the fuel cell stack 110 and includes a base member 310 having a flow path hole 310a communicating with the manifold flow path 112 , and the base member 310 . It is provided on one surface and may include a cover member 320 defining a guide passage 321 communicating with the passage hole 310a.

베이스부재(310)는 연료전지 스택(110)의 일단에 적층되게 마련되며, 베이스부재(310)에는 매니폴드유로(112)와 연통되는 유로홀(310a)이 형성될 수 있다.The base member 310 is provided to be stacked on one end of the fuel cell stack 110 , and a flow path hole 310a communicating with the manifold flow path 112 may be formed in the base member 310 .

베이스부재(310)는 유로홀(310a)을 갖는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 베이스부재(310)의 구조 및 형태에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The base member 310 may be provided in various structures having a flow hole 310a, and the present invention is not limited or limited by the structure and shape of the base member 310 .

일 예로, 유로홀(310a)은 수소 인렛 매니폴드(미도시)와 연통되는 수소 인렛 유로홀(310a)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 310a may include a hydrogen inlet flow path hole 310a 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(320)는 유로홀(310a)과 연통되는 가이드유로(321)를 정의하도록 마련된다.The cover member 320 is provided to define a guide passage 321 communicating with the passage hole 310a.

커버부재(320)는 가이드유로(321)를 형성할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 커버부재(320)의 구조 및 형태에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The cover member 320 may be provided in various structures capable of forming the guide passage 321 , and the present invention is not limited or limited by the structure and shape of the cover member 320 .

일 예로, 커버부재(320)는, 베이스부재(310)의 일면에 마련되며 유로홀(310a)과 연통되는 커버홀(322a)에 형성된 이너커버(322), 및 이너커버(322)를 덮도록 마련되며 이너커버(322)와 상호 협조적으로 커버홀(322a)과 연통되는 가이드유로(321)를 정의하는 아우터커버(324)를 포함할 수 있다.For example, the cover member 320 is provided on one surface of the base member 310 and covers the inner cover 322 formed in the cover hole 322a communicating with the flow hole 310a, and the inner cover 322 . It may include an outer cover 324 that is provided and defines a guide passage 321 communicating with the cover hole 322a in cooperation with the inner cover 322 .

이너커버(322)와 아우터커버(324)는 용접에 의해 일체로 고정될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 별도의 체결부재를 이용하여 이너커버와 아우터커버를 고정하는 것도 가능하다.The inner cover 322 and the outer cover 324 may be integrally fixed by welding. According to another embodiment of the present invention, it is also possible to fix the inner cover and the outer cover using a separate fastening member.

예를 들어, 커버부재(320)의 내부에는 유로홀(310a)과 연통되는 대략 "L"자 형태의 가이드유로(321)가 형성될 수 있으며, 가이드유로(321)에 공급된 반응기체(예를 들어, 수소)는 유로홀(310a)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 passage 321 communicating with the passage hole 310a may be formed inside the cover member 320 , and a reactive gas supplied to the guide passage 321 (eg, For example, hydrogen) may be supplied to the manifold passage 112 of the fuel cell stack 110 through the passage hole 310a. 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(320)가 이너커버(322) 및 아우터커버(324)를 포함하는 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 단 하나의 부재(커버)를 이용하여 커버부재를 구성하는 것도 가능하다. 다르게는, 별도의 베이스부재를 배제하고 커버부재만으로 매니폴드 블록(300)을 구성하는 것도 가능하다.In addition, in the above and illustrated embodiments of the present invention, the cover member 320 is described as an example including the inner cover 322 and the outer cover 324, 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. Alternatively, it is also possible to configure the manifold block 300 only with a cover member without a separate base member.

또한, 아우터커버(324)의 측면에는 가이드유로에 공급된 반응기체를 선택적으로 매니폴드 블록(300)의 외부로 배출하기 위한 배출 포트(302a)가 마련된다.In addition, a discharge port 302a for selectively discharging the reaction gas supplied to the guide flow path to the outside of the manifold block 300 is provided on the side surface of the outer cover 324 .

일 예로, 배출 포트(302a)는 원형 단면을 갖도록 형성될 수 있다. 다르게는 배출 포트가 사각형 또는 여타 다른 단면 형태를 갖도록 형성하는 것도 가능하다.For example, the discharge port 302a may be formed to have a circular cross-section. Alternatively, it is also possible to form the discharge port to have a rectangular or other cross-sectional shape.

전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 아우터커버의 측면에 배출포트가 형성된 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 아우터커버의 상면, 정면 또는 여타 다른 부위에 배출 포트를 형성하는 것이 가능하며, 배출 포트의 위치에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 다르게는, 아우터 커버가 아닌 이너 커버에 배출 포트를 형성하는 것도 가능하다.In the above and illustrated embodiments of the present invention, an example in which the discharge port is formed on the side surface of the outer cover is described, but according to another embodiment of the present invention, the discharge port is formed on the upper surface, the front surface or other parts of the outer cover. It is possible, and the present invention is not limited or limited by the location of the discharge port. Alternatively, it is also possible to form the discharge port on the inner cover instead of the outer cover.

도 2 내지 도 9를 참조하면, 압력조절밸브(400)는, 가이드유로에 공급된 반응기체를 선택적으로 배출 포트(302a)를 통해 매니폴드 블록(300)의 외부로 배출하기 위해 마련된다.2 to 9 , the pressure control valve 400 is provided to selectively discharge the reaction gas supplied to the guide flow path to the outside of the manifold block 300 through the discharge port 302a.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 압력조절밸브(400)는, 반응기체의 공급 압력이 기설정된 한계 압력 이상이면 반응기체를 매니폴드 블록(300)의 외부로 배출하도록 구성된다.According to a preferred embodiment of the present invention, the pressure control valve 400 is configured to discharge the reactive gas to the outside of the manifold block 300 when the supply pressure of the reactive gas is greater than or equal to a preset limit pressure.

즉, 연료전지 스택으로 공급되는 반응기체(예를 들어, 수소)를 센싱(압력 센싱) 및 조절하는 센서 및 밸브 등의 이상으로 인하여, 과도한 압력을 갖는 반응기체가 연료전지 스택에 공급되면, 연료전지 스택(예를 들어, 가스켓 또는 전해질막)이 손상되거나 내구성이 저하되고 연료전지 스택의 성능이 저하되는 문제점이 있다.That is, when a reactive gas having an excessive pressure is supplied to the fuel cell stack due to abnormalities such as a sensor and a valve for sensing (pressure sensing) and regulating a reactive gas (eg, hydrogen) supplied to the fuel cell stack, the fuel There are problems in that the battery stack (eg, gasket or electrolyte membrane) is damaged or durability is deteriorated, and the performance of the fuel cell stack is deteriorated.

하지만, 본 발명의 실시예는 연료전지 스택(110)으로 공급되는 반응기체의 압력이 비정상적으로 높아지면(연료전지 스택을 손상시킬 정도로 과도하게 높아지면), 반응기체가 연료전지 스택(110)에 공급되기 전에 압력조절밸브(400)를 통해 매니폴드 블록(300)의 외부로 배출되도록 하는 것에 의하여, 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 it becomes excessively high enough to damage the fuel cell stack), the reaction gas enters the fuel cell stack 110 . By discharging to the outside of the manifold block 300 through the pressure control valve 400 before being supplied, 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 . .

참고로, 본 발명의 실시예에서, 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.For reference, in an embodiment of the present invention, 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, The limit pressure range may be variously changed according to required conditions and design specifications.

압력조절밸브(400)는 반응기체를 매니폴드 블록(300)의 외부로 배출할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 압력조절밸브(400)의 종류 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The pressure control valve 400 may be provided in various structures capable of discharging the reactive gas to the outside of the manifold block 300 , and the present invention is limited or limited by the type and structure of the pressure control valve 400 . it is not

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 압력조절밸브(400)는, 매니폴드 블록(300)에 연결되며 배출 포트(302a)와 연통되는 출구 포트(412)가 형성된 밸브하우징(410), 및 밸브하우징(410)에 마련되며 배출 포트(302a)를 선택적으로 개폐하는 밸브 모듈(420)을 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the pressure regulating valve 400 is connected to the manifold block 300 and has an outlet port 412 communicating with the discharge port 302a, the valve housing 410, and the valve housing. It is provided in 410 and may include a valve module 420 for selectively opening and closing the discharge port (302a).

밸브하우징(410)은 배출 포트(302a)와 연통되게 매니폴드 볼록에 연결된다. 밸브하우징(410)의 일측(예를 들어, 도 4를 기준으로 하부)에는 배출 포트(302a)와 연통되는 적어도 하나 이상의 출구 포트(412)가 형성될 수 있으며, 가이드유로에 공급된 반응기체의 일부는 배출 포트(302a)를 거쳐 출구 포트(412)를 통해 매니폴드 블록(300)의 외부로 배출될 수 있다.The valve housing 410 is connected to the manifold convex in communication with the discharge port 302a. At least one outlet port 412 communicating with the discharge port 302a may be formed on one side (eg, the lower part of FIG. 4 ) of the valve housing 410 , and the reaction gas supplied to the guide flow path A portion may be discharged to the outside of the manifold block 300 through the outlet port 412 via the discharge port (302a).

밸브하우징(410)은 출구 포트(412)를 갖는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 밸브하우징(410)의 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 밸브하우징(410)은 대략 중공의 원통 형상을 갖도록 형성될 수 있으며, 밸브하우징(410)의 일단은 배출 포트(302a)와 연통되게 매니폴드 블록(300)에 고정될 수 있다.The valve housing 410 may be provided in various structures having an outlet port 412 , and the present invention is not limited or limited by the structure of the valve housing 410 . For example, the valve housing 410 may be formed to have a substantially hollow cylindrical shape, and one end of the valve housing 410 may be fixed to the manifold block 300 in communication with the discharge port 302a.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 매니폴드 어셈블리(200)는, 매니폴드 블록(300)의 외면(예를 들어, 아우터커버의 측면)에 돌출되게 마련되는 체결보스(302)를 포함하되, 배출 포트(302a)는 체결보스(302)에 마련되고, 밸브하우징(410)은 체결보스(302)의 둘레를 감싸도록 체결될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the manifold assembly 200 includes a fastening boss 302 provided to protrude from the outer surface (eg, the side surface of the outer cover) of the manifold block 300 , but discharge The port 302a is provided on the fastening boss 302 , and the valve housing 410 may be fastened to surround the periphery of the fastening boss 302 .

일 예로, 체결보스(302)의 둘레면에는 제1나사산부(예를 들어, 수나사부)(미도시)가 형성될 수 있고, 밸브하우징(410)의 내주면에는 제1나사산부와 나사 체결 가능한 제2나사산부(예를 들어, 암나사부)(미도시)가 형성될 수 있다.For example, a first screw thread portion (for example, a male screw portion) (not shown) may be formed on the circumferential surface of the fastening boss 302 , and the inner peripheral surface of the valve housing 410 may be screwed with the first screw thread portion on the inner peripheral surface of the valve housing 410 . A second screw thread portion (eg, a female screw portion) (not shown) may be formed.

바람직하게, 체결보스(302)와 밸브하우징(410)의 사이에는 패킹부재(304)가 마련될 수 있다.Preferably, a packing member 304 may be provided between the fastening boss 302 and the valve housing 410 .

패킹부재(304)로서는 체결보스(302)와 밸브하우징(410)의 사이를 밀봉(밀폐)할 수 있는 통상의 오링(O-ring)(예를 들어, 고무 또는 실리콘 재질)이 사용될 수 있으며, 패킹부재(304)의 종류 및 재질에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.As the packing member 304, a normal O-ring (eg, rubber or silicone material) that can seal (seal) between the fastening boss 302 and the valve housing 410 may be used, The present invention is not limited or limited by the type and material of the packing member 304 .

일 예로, 체결보스(302)의 단부에는 자리홈(302b)이 마련되고, 패킹부재(304)는 자리홈(302b)에 부분적으로 수용되도록 안착될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 패킹부재(304)를 안착시키기 위한 자리홈(302b)을 밸브하우징(410)의 단부에 마련하는 것도 가능하다.For example, a seat groove 302b is provided at an end of the fastening boss 302 , and the packing member 304 may be seated to be partially accommodated in the seat groove 302b. According to another embodiment of the present invention, it is also possible to provide a seat groove (302b) for seating the packing member (304) at the end of the valve housing (410).

이와 같이, 체결보스(302)와 밸브하우징(410)의 사이에 패킹부재(304)를 마련하는 것에 의하여, 가이드유로로 공급된 반응기체가 체결보스(302)와 밸브하우징(410)의 사이를 통해 의도하지 않게 누설되는 것을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In this way, by providing the packing member 304 between the fastening boss 302 and the valve housing 410, the reactive gas supplied to the guide flow path is separated between the fastening boss 302 and the valve housing 410. Through this, it is possible to obtain an advantageous effect of minimizing unintentional leakage.

전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 체결보스(302)와 밸브하우징(410)이 나사 체결되는 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 체결보스와 밸브하우징을 용접 또는 여타 다른 방법으로 고정하는 것도 가능하다.In the above and illustrated embodiments of the present invention, the fastening boss 302 and the valve housing 410 have been described as an example in which the screws are fastened, but according to another embodiment of the present invention, the fastening boss and the valve housing are welded or other methods. Fastening in other ways is also possible.

밸브 모듈(420)은 배출 포트(302a)를 선택적으로 개폐 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다.The valve module 420 may be provided in various structures capable of selectively opening and closing the discharge port 302a.

보다 구체적으로, 밸브 모듈(420)은 가이드유로에 공급되는 반응기체의 공급 압력이 기설정된 한계 압력 이상이면 배출 포트(302a)를 개방하도록 구성된다.More specifically, the valve module 420 is configured to open the discharge port 302a when the supply pressure of the reaction gas supplied to the guide passage is equal to or greater than a preset limit pressure.

일 예로, 밸브 모듈(420)은, 배출 포트(302a)에 접근 및 이격되는 방향으로 밸브하우징(410)의 내부에 이동 가능하게 마련되며 배출 포트(302a)를 선택적으로 개폐하는 밸브 몸체(430), 및 밸브하우징(410)에 대한 밸브 몸체(430)의 이동을 탄성적으로 지지하는 탄성부재(460)를 포함할 수 있다.For example, the valve module 420 is provided movably inside the valve housing 410 in a direction approaching and spaced apart from the discharge port 302a, and the valve body 430 for selectively opening and closing the discharge port 302a. , and an elastic member 460 elastically supporting the movement of the valve body 430 with respect to the valve housing 410 .

예를 들어, 밸브 몸체(430)는 밸브하우징(410)의 길이 방향(도 5를 기준으로 좌우 방향)을 따라 직선 이동하며 배출 포트(302a)를 개폐하도록 마련될 수 있다. 즉, 도 5와 같이, 밸브 몸체(430)가 좌측 방향으로 이동하면, 밸브 몸체(430)가 배출 포트(302a)에 밀착됨으로써, 배출 포트(302a)가 차단될 수 있다. 반면, 도 9와 같이, 밸브 몸체(430)가 우측 방향으로 이동하면, 밸브 몸체(430)가 배출 포트(302a)로부터 이격됨으로써, 배출 포트(302a)가 개방될 수 있다.For example, the valve body 430 may be provided to open and close the discharge port 302a while moving in a straight line along the longitudinal direction (left and right direction based on FIG. 5 ) of the valve housing 410 . That is, as shown in FIG. 5 , when the valve body 430 moves in the left direction, the valve body 430 is in close contact with the discharge port 302a, thereby blocking the discharge port 302a. On the other hand, as shown in FIG. 9 , when the valve body 430 moves in the right direction, the valve body 430 is spaced apart from the discharge port 302a, whereby the discharge port 302a may be opened.

참고로, 전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 밸브 몸체(430)가 밸브하우징(410)의 내부에서 직선 이동하며 배출 포트(302a)를 개폐하는 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 밸브 몸체(430)가 밸브하우징(410)의 내부에서 곡선 경로를 따라 이동하며 배출 포트(302a)를 개폐하도록 구성하는 것도 가능하다.For reference, in the above and illustrated embodiments of the present invention, the valve body 430 moves in a straight line inside the valve housing 410 and opens and closes the discharge port 302a. According to an example, it is also possible to configure the valve body 430 to open and close the discharge port 302a while moving along a curved path inside the valve housing 410 .

탄성부재(460)는 밸브하우징(410)에 대한 밸브 몸체(430)의 이동(예를 들어, 직선 이동)을 탄성적으로 지지하도록 마련된다.The elastic member 460 is provided to elastically support the movement (eg, linear movement) of the valve body 430 with respect to the valve housing 410 .

이와 같이, 밸브 몸체(430)가 탄성부재(460)에 의해 탄성적으로 지지되도록 하는 것에 의하여, 배출 포트(302a)가 개방된 상태에서, 가이드유로에 공급되는 반응기체의 공급 압력이 한계 압력보다 작아지게 되면, 밸브 몸체(430)는 탄성부재(460)의 탄성력에 의해 배출 포트(302a)를 차단하는 방향으로 이동할 수 있다.As such, by allowing the valve body 430 to be elastically supported by the elastic member 460 , in the state in which the discharge port 302a is opened, the supply pressure of the reactive gas supplied to the guide flow path is higher than the limit pressure. When it becomes small, the valve body 430 may move in a direction to block the discharge port 302a by the elastic force of the elastic member 460 .

탄성부재(460)는 밸브하우징(410)에 대한 밸브 몸체(430)의 이동을 탄성적으로 지지할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 탄성부재(460)의 종류 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The elastic member 460 may be provided in various structures capable of elastically supporting the movement of the valve body 430 with respect to the valve housing 410 , and the present invention may vary depending on the type and structure of the elastic member 460 . It is not limited or limited.

일 예로, 탄성부재(460)로서는 통상의 코일스프링이 사용될 수 있으며, 탄성부재(460)는 밸브 몸체(430)가 배출 포트(302a)에 접근되는 방향으로 이동하도록 탄성력을 부여할 수 있다. 이하에서는, 탄성부재(460)의 일단이 가이드부재(480)에 지지되고, 탄성부재(460)의 다른 일단이 하우징캡(470)에 지지되는 예를 들어 설명하기로 한다. 다르게는, 탄성부재의 일단을 밸브 몸체에 직접 연결하고, 탄성부재의 다른 일단은 밸브하우징에 연결하는 것도 가능하다.For example, a conventional coil spring may be used as the elastic member 460 , and the elastic member 460 may apply an elastic force to move the valve body 430 in a direction approaching the discharge port 302a. Hereinafter, an example in which one end of the elastic member 460 is supported by the guide member 480 and the other end of the elastic member 460 is supported by the housing cap 470 will be described. Alternatively, one end of the elastic member may be directly connected to the valve body, and the other end of the elastic member may be connected to the valve housing.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 매니폴드 어셈블리(200)는, 밸브 몸체(430)에 마련되며 배출 포트(302a)와 밸브 몸체(430)의 사이에 개재되는 실링부재(440)를 포함할 수 있다.6 to 8 , according to a preferred embodiment of the present invention, the manifold assembly 200 is provided in the valve body 430 and is interposed between the discharge port 302a and the valve body 430 . A sealing member 440 may be included.

이와 같이, 배출 포트(302a)와 밸브 몸체(430)의 사이에 실링부재(440)를 마련하는 것에 의하여, 밸브 몸체(430)가 배출 포트(302a)를 차단한 상태에서, 가이드유로로 공급된 반응기체가 밸브 몸체(430)와 배출 포트(302a)의 사이 간극을 통해 밸브하우징(410)의 내부에 누설되는 것을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In this way, by providing the sealing member 440 between the discharge port 302a and the valve body 430, in a state where the valve body 430 blocks the discharge port 302a, the It is possible to obtain an advantageous effect of minimizing leakage of the reactive gas into the valve housing 410 through the gap between the valve body 430 and the discharge port 302a.

실링부재(440)는 밸브 몸체(430)와 배출 포트(302a)의 사이를 실링(밀폐)할 수 있는 다양한 재질 및 구조로 형성될 수 있으며, 실링부재(440)의 재질 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The sealing member 440 may be formed of various materials and structures capable of sealing (sealing) between the valve body 430 and the discharge port 302a, and by the material and structure of the sealing member 440, the present invention This is not limited or limited.

일 예로, 실링부재(440)는 고무 또는 실리콘 재질로 형성될 수 있으며, 중앙부에 관통부(미도시)를 갖는 대략 원판 형태로 형성될 수 있다.For example, the sealing member 440 may be formed of a rubber or silicone material, and may be formed in a substantially disk shape having a through portion (not shown) in the central portion.

바람직하게, 배출 포트(302a)를 마주하는 밸브 몸체(430)의 일단(도 5를 기준으로 좌측단)에는 수용부(432)가 형성될 수 있고, 실링부재(440)는 수용부(432)의 내부에 수용될 수 있다.Preferably, a receiving portion 432 may be formed at one end (left end with reference to FIG. 5 ) of the valve body 430 facing the discharge port 302a, and the sealing member 440 may include the receiving portion 432 . can be accommodated inside the

더욱 바람직하게, 매니폴드 어셈블리(200)는, 실링부재(440)를 밸브 몸체(430)에 구속하는 구속부(450)를 포함할 수 있다.More preferably, the manifold assembly 200 may include a restraining part 450 for restraining the sealing member 440 to the valve body 430 .

이와 같이, 구속부(450)를 매개로 실링부재(440)가 밸브 몸체(430)에 구속되도록 하는 것에 의하여, 배출 포트(302a)가 개방될 시(배출 포트의 출구단에 고착되어 있던 실링부재가 배출 포트로부터 이격될 시), 실링부재(440)가 밸브 몸체(430)로부터 이탈되거나 뒤틀어지는 것을 억제하고, 실링부재(440)의 배치 상태를 안정적으로 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In this way, by constraining the sealing member 440 to the valve body 430 via the restraining portion 450 , when the discharge port 302a is opened (the sealing member fixed to the outlet end of the discharge port) is spaced apart from the discharge port), it is possible to obtain an advantageous effect of suppressing the sealing member 440 from being separated from or twisting from the valve body 430 , and stably maintaining the arrangement state of the sealing member 440 .

구속부(450)는 실링부재(440)를 밸브 몸체(430)에 구속 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 구속부(450)의 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The restraining part 450 may be provided in various structures capable of restraining the sealing member 440 to the valve body 430 , and the present invention is not limited or limited by the structure of the restraining part 450 .

일 예로, 구속부(450)는, 실링부재(440)의 둘레면에 형성되는 구속턱(452), 및 밸브 몸체(430)의 내벽면에 돌출되게 형성되며 구속턱(452)을 구속하는 구속돌기(454)를 포함할 수 있다.As an example, the restraint portion 450 is formed to protrude from the inner wall surface of the restraint jaw 452 formed on the circumferential surface of the sealing member 440 and the valve body 430 and restrain the restraint jaw 452 . It may include a protrusion 454 .

이하에서는, 구속턱(452)이 실링부재(440)의 둘레를 따라 연속적으로 형성되고, 밸브 몸체(430)의 내벽면에 밸브 몸체(430)의 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 이격되게 복수개의 구속돌기(454)가 형성된 예를 들어 설명하기로 한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 실링부재(440)의 둘레 일부에만 구속턱(452)을 형성하고, 밸브 몸체(430)의 내벽면에 밸브 몸체(430)의 원주 방향을 따라 연속적인 링 형태로 구속돌기(454)를 형성하는 것도 가능하다.Hereinafter, the restraining jaws 452 are continuously formed along the circumference of the sealing member 440 , and are spaced apart from each other at a predetermined distance along the circumferential direction of the valve body 430 on the inner wall surface of the valve body 430 . An example in which the constraining protrusion 454 is formed will be described. According to another embodiment of the present invention, the restraining jaw 452 is formed only on a portion of the circumference of the sealing member 440 , and a continuous ring shape is formed on the inner wall surface of the valve body 430 in the circumferential direction of the valve body 430 . It is also possible to form the constraining projection 454.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 구속돌기(454)의 선단에는 경사안내면(454a)이 형성되고, 실링부재(440)는 경사안내면(454a)을 따라 수용부(432)에 진입될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, an inclined guide surface 454a is formed at the tip of the restraining protrusion 454 , and the sealing member 440 may enter the receiving portion 432 along the inclined guide surface 454a.

이와 같이, 구속돌기(454)의 선단에 경사안내면(454a)을 마련하는 것에 의하여, 실링부재(440)를 수용부(432)에 배치할 시, 실링부재(440)는 경사안내면(454a)을 따라 수용부(432)로 안내될 수 있으므로, 구속돌기(454)에 의한 간섭을 최소화하고, 실링부재(440)의 보다 원활한 진입을 보장하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In this way, by providing the inclined guide surface 454a at the tip of the restraining protrusion 454, when the sealing member 440 is disposed in the receiving part 432, the sealing member 440 is the inclined guide surface 454a. Accordingly, since it can be guided to the receiving portion 432 , it is possible to obtain an advantageous effect of minimizing interference by the restraining protrusion 454 and ensuring a smoother entry of the sealing member 440 .

일 예로, 경사안내면(454a)은 곡면 또는 평면 형태로 형성될 수 있다. 경사안내면(454a)의 길이 및 경사 각도는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 경사안내면(454a)의 길이 및 경사 각도에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.For example, the inclined guide surface 454a may be formed in a curved or flat shape. The length and inclination angle of the inclined guide surface 454a may be variously changed according to required conditions and design specifications, and the present invention is not limited or limited by the length and inclination angle of the inclined guide surface 454a.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 매니폴드 어셈블리(200)는, 밸브하우징(410)의 일단을 덮도록 마련되는 하우징캡(470), 및 일단은 밸브 몸체(430)에 연결되고 다른 일단은 하우징캡(470)을 통과하여 하우징캡(470)의 외부로 노출되는 가이드부재(480)를 포함할 수 있고, 탄성부재(460)의 일단은 가이드부재(480)에 지지되고, 탄성부재(460)의 다른 일단은 하우징캡(470)에 지지될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the manifold assembly 200 includes a housing cap 470 provided to cover one end of the valve housing 410 , and one end connected to the valve body 430 and the other end connected to the housing. It may include a guide member 480 that passes through the cap 470 and is exposed to the outside of the housing cap 470 , and one end of the elastic member 460 is supported by the guide member 480 , and the elastic member 460 . The other end of the may be supported by the housing cap 470 .

바람직하게, 탄성부재(460)는 밸브 몸체(430)와 하우징캡(470)의 사이에서 가이드부재(480)의 둘레를 감싸도록 배치될 수 있다.Preferably, the elastic member 460 may be disposed between the valve body 430 and the housing cap 470 to surround the circumference of the guide member 480 .

하우징캡(470)은 원형 캡 형태로 형성되어 밸브하우징(410)의 우측 단부(도 5 기준)을 덮도록 밸브하우징(410)에 결합될 수 있다.The housing cap 470 is formed in a circular cap shape and may be coupled to the valve housing 410 to cover the right end (refer to FIG. 5 ) of the valve housing 410 .

가이드부재(480)의 일단(도 5를 기준으로 좌측단)은 밸브 몸체(430)의 우측단(도 5 기준)에 연결될 수 있고, 가이드부재(480)의 다른 일단(도 5를 기준으로 우측단)은 하우징캡(470)의 관통홀(미도시)을 통과한 상태로 하우징캡(470)의 외부에 노출될 수 있으며, 가이드부재(480)는 밸브 몸체(430)와 함께 밸브하우징(410)에 대해 직선 이동하도록 구성된다.One end (left end of FIG. 5 ) of the guide member 480 may be connected to the right end (refer to FIG. 5 ) of the valve body 430 , and the other end (right end of FIG. 5 ) of the guide member 480 . However) may be exposed to the outside of the housing cap 470 while passing through the through-hole (not shown) of the housing cap 470 , and the guide member 480 is the valve housing 410 together with the valve body 430 . ) to move in a straight line.

이와 같이, 하우징캡(470)에 대해 직선 이동 가능하게 가이드부재(480)를 마련하고, 밸브 몸체(430)를 가이드부재(480)에 연결하는 것에 의하여, 밸브하우징(410)에 대한 밸브 몸체(430)의 직선 이동을 보다 안정적으로 구현할 수 있다. 따라서, 밸브 몸체(430)의 이동시, 밸브 몸체(430)의 비정상적인 유동 및 떨림을 최소화하고, 밸브 몸체(430)를 보다 정확한 위치(배출 포트를 정확하게 차단하는 위치)로 이동시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In this way, by providing the guide member 480 to be linearly movable with respect to the housing cap 470 and connecting the valve body 430 to the guide member 480, the valve body ( 430) can be implemented more stably. Therefore, when the valve body 430 is moved, the abnormal flow and vibration of the valve body 430 are minimized, and the advantageous effect of moving the valve body 430 to a more accurate position (a position that accurately blocks the discharge port) can be obtained. have.

또한, 탄성부재(460)가 가이드부재(480)와 하우징캡(470)의 사이에 지지되도록 하는 것에 의하여, 탄성부재(460)의 배치 상태를 안정적으로 유지하고, 탄성부재(460)의 탄성력을 밸브 몸체(430)에 보다 효과적으로 전달할 수 있다.In addition, by allowing the elastic member 460 to be supported between the guide member 480 and the housing cap 470 , the arrangement state of the elastic member 460 is stably maintained and the elastic force of the elastic member 460 is increased. It can be transmitted more effectively to the valve body (430).

바람직하게, 가이드부재(480)에는 탄성부재(460)의 일단(도 5를 기준으로 좌측단)이 안착되는 안착홈이 마련될 수 있다. 이와 같이, 탄성부재(460)의 일단이 안착홈에 안착되도록 하는 것에 의하여, 탄성부재(460)의 배치 상태를 보다 안정적으로 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Preferably, the guide member 480 may be provided with a seating groove in which one end (left end with reference to FIG. 5 ) of the elastic member 460 is seated. As such, by allowing one end of the elastic member 460 to be seated in the seating groove, it is possible to obtain an advantageous effect of more stably maintaining the arrangement of the elastic member 460 .

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 하우징캡(470)은 밸브 몸체(430)의 이동 방향을 따라 밸브하우징(410)에 대해 이동 가능하게 마련되고, 밸브하우징(410)에 대한 하우징캡(470)의 이동에 대응하여 탄성부재(460)에 의해 밸브 몸체(430)에 작용하는 탄성력을 조절할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the housing cap 470 is provided to be movable with respect to the valve housing 410 along the movement direction of the valve body 430 , and the housing cap 470 with respect to the valve housing 410 . It is possible to adjust the elastic force acting on the valve body 430 by the elastic member 460 in response to the movement of the.

즉, 밸브 모듈을 구성하는 구성 부품(예를 들어, 밸브 몸체, 탄성부재)의 제조 공차 및 조립 공차 등에 따라 탄성부재에 의한 탄성력(밸브 몸체에 작용하는 탄성력)이 기설정된 설정값과 달라지게 되면, 반응기체의 공급 압력이 기설정된 한계 압력 이상인 상황에서 밸브 몸체가 정상적으로 작동(배출 포트를 개방시키는 방향으로 이동)하기 어려운 문제점이 있다.That is, when the elastic force (elastic force acting on the valve body) by the elastic member differs from the preset value according to the manufacturing tolerance and assembly tolerance of the component parts (eg, the valve body, the elastic member) constituting the valve module, , there is a problem in that it is difficult for the valve body to operate normally (moving in the direction of opening the discharge port) in a situation where the supply pressure of the reaction gas is greater than or equal to the preset limit pressure.

하지만, 본 발명의 실시예에 따르면, 밸브 모듈(420)을 구성하는 구성 부품의 제조 공차 및 조립 공차 등에 따라 탄성부재(460)에 의한 탄성력이 달라지게 되더라도, 밸브하우징(410)에 대해 하우징캡(470)을 이동시키는 것에 의해, 탄성부재(460)에 의한 탄성력을 조절할 수 있으므로, 반응기체의 공급 압력이 기설정된 한계 압력 이상인 상황에서 밸브 몸체(430)를 적시에 정확하게 이동(배출 포트를 개방)시킬 수 있다.However, according to the embodiment of the present invention, even if the elastic force by the elastic member 460 is changed according to the manufacturing tolerance and assembly tolerance of the components constituting the valve module 420, the housing cap with respect to the valve housing 410 Since the elastic force by the elastic member 460 can be adjusted by moving the 470 , the valve body 430 can be moved accurately in a timely manner (opening the discharge port) in a situation where the supply pressure of the reactive gas is greater than or equal to the preset limit pressure. ) can be done.

밸브하우징(410)에 대한 하우징캡(470)의 이동은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 구현될 수 있다.The movement of the housing cap 470 with respect to the valve housing 410 may be implemented in various ways according to required conditions and design specifications.

일 예로, 밸브하우징(410)의 외주면에는 암나사부(미도시)가 형성될 수 있고, 하우징캡(470)의 내주면에는 암나사부에 나사 체결 가능한 수나사부(미도시)가 형성될 수 있으며, 밸브하우징(410)에 대해 하우징캡(470)을 시계 방향(또는 반시계 방향)으로 회전시킴으로써, 탄성부재(460)의 셋팅값을 조절(탄성부재에 의해 밸브 몸체에 작용하는 탄성력을 조절)할 수 있다.For example, a female threaded part (not shown) may be formed on the outer peripheral surface of the valve housing 410 , and a male threaded part (not shown) capable of being screwed to the female threaded part may be formed on the inner peripheral surface of the housing cap 470 . By rotating the housing cap 470 clockwise (or counterclockwise) with respect to the housing 410, the setting value of the elastic member 460 can be adjusted (adjusting the elastic force acting on the valve body by the elastic member). have.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 매니폴드 어셈블리(200)는 밸브하우징(410)에 대한 하우징캡(470)의 위치를 구속하는 구속부재(490)를 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the manifold assembly 200 may include a restraining member 490 for restricting the position of the housing cap 470 with respect to the valve housing 410 .

구속부재(490)로서는 밸브하우징(410)에 대한 하우징캡(470)의 위치를 구속 가능한 다양한 부재가 사용될 수 있으며, 구속부재(490)의 종류 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.As the constraining member 490 , various members capable of constraining the position of the housing cap 470 with respect to the valve housing 410 may be used, and the present invention is not limited or limited by the type and structure of the constraining member 490 . .

일 예로, 구속부재(490)는 밸브하우징(410)의 외주면에 형성된 암나사부에 나사 체결 가능하게 마련될 수 있다.For example, the restraining member 490 may be provided to be screw-fastened to a female screw portion formed on the outer circumferential surface of the valve housing 410 .

이와 같이, 밸브하우징(410)에 대한 하우징캡(470)의 위치가 결정(탄성부재의 셋팅값이 결정)되면, 밸브하우징(410)에 대한 하우징캡(470)의 이동이 구속부재(490)에 의해 구속되도록 하는 것에 의하여, 탄성부재(460)의 셋팅값을 일정하게 유지할 수 있다.In this way, when the position of the housing cap 470 with respect to the valve housing 410 is determined (the setting value of the elastic member is determined), the movement of the housing cap 470 with respect to the valve housing 410 is restricted by the restraining member 490 . By constraining by the , the set value of the elastic member 460 can be kept constant.

또한, 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 가이드부재(480)의 다른 일단(도 5를 기준으로 우측단)에는 결합홀(484)이 형성될 수 있다.Also, referring to FIG. 5 , according to a preferred embodiment of the present invention, a coupling hole 484 may be formed at the other end (right end of FIG. 5 ) of the guide member 480 .

결합홀(484)에는 탄성부재(460)의 탄성력(예를 들어, 스프링력)을 측정하기 위한 검사장비(500)가 결합될 수 있고, 검사장비(500)를 이용하여 가이드부재(480)를 당김으로써 탄성부재(460)의 탄성력을 측정할 수 있다.Inspection equipment 500 for measuring the elastic force (eg, spring force) of the elastic member 460 may be coupled to the coupling hole 484 , and the guide member 480 using the inspection equipment 500 . By pulling, the elastic force of the elastic member 460 may be measured.

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
300 : 매니폴드 블록
302 : 체결보스
302a : 배출 포트
302b : 자리홈
304 : 패킹부재
310 : 베이스부재
310a : 유로홀
312 : 볼트체결부
320 : 커버부재
321 : 가이드유로
322 : 이너커버
322a : 커버홀
324 : 아우터커버
400 : 압력조절밸브
410 : 밸브하우징
412 : 출구 포트
420 : 밸브 모듈
430 : 밸브 몸체
432 : 수용부
440 : 실링부재
450 : 구속부
452 : 구속턱
454 : 구속돌기
454a : 경사안내면
460 : 탄성부재
470 : 하우징캡
480 : 가이드부재
482 : 안착홈
484 : 결합홀
490 : 구속부재
500 : 검사장비100: fuel cell module
110: fuel cell stack
112: Manifold Euro
200: manifold assembly
300: manifold block
302: fastening boss
302a: exhaust port
302b: seat home
304: packing member
310: base member
310a: Euro Hall
312: bolt fastening part
320: cover member
321: Guide Euro
322: inner cover
322a: cover hole
324: outer cover
400: pressure control valve
410: valve housing
412: exit port
420: valve module
430: valve body
432: receiving part
440: sealing member
450: constraint
452: restraint jaw
454: constraint projection
454a: inclined guide surface
460: elastic member
470: housing cap
480: guide member
482: seating groove
484: coupling hole
490: constraint member
500: inspection equipment

Claims (20)

반응기체가 공급되는 가이드유로를 정의하며, 상기 가이드유로와 연통되는 배출 포트가 형성된 매니폴드 블록; 및
상기 매니폴드 블록에 연결되며, 상기 반응기체를 선택적으로 상기 배출 포트를 통해 상기 매니폴드 블록의 외부로 배출하는 압력조절밸브;
를 포함하는 매니폴드 어셈블리.
a manifold block defining a guide flow path through which a reactive gas is supplied, and having an exhaust port communicating with the guide flow path; and
a pressure control valve connected to the manifold block and selectively discharging the reaction gas to the outside of the manifold block through the discharge port;
A manifold assembly comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 압력조절밸브는, 상기 반응기체의 공급 압력이 기설정된 한계 압력 이상이면 상기 반응기체를 상기 매니폴드 블록의 외부로 배출하는 매니폴드 어셈블리.
According to claim 1,
The pressure control valve is a manifold assembly for discharging the reaction gas to the outside of the manifold block when the supply pressure of the reaction gas is equal to or greater than a preset limit pressure.
 제1항에 있어서,
상기 압력조절밸브는,
상기 매니폴드 블록에 연결되며, 상기 배출 포트와 연통되는 출구 포트가 형성된 밸브하우징; 및
상기 밸브하우징에 마련되며, 상기 배출 포트를 선택적으로 개폐하는 밸브 모듈;
을 포함하는 매니폴드 어셈블리.
According to claim 1,
The pressure regulating valve is
a valve housing connected to the manifold block and having an outlet port communicating with the discharge port; and
a valve module provided in the valve housing and selectively opening and closing the discharge port;
A manifold assembly comprising a.
 제3항에 있어서,
상기 밸브 모듈은,
상기 배출 포트에 접근 및 이격되는 방향으로 상기 밸브하우징의 내부에 이동 가능하게 마련되며, 상기 배출 포트를 선택적으로 개폐하는 밸브 몸체; 및
상기 밸브하우징에 대한 상기 밸브 몸체의 이동을 탄성적으로 지지하는 탄성부재;
를 포함하는 매니폴드 어셈블리.
4. The method of claim 3,
The valve module is
a valve body provided movably in the valve housing in a direction approaching and spaced apart from the discharge port, and selectively opening and closing the discharge port; and
an elastic member elastically supporting the movement of the valve body with respect to the valve housing;
A manifold assembly comprising a.
 제4항에 있어서,
상기 밸브 몸체에 마련되며, 상기 배출 포트와 상기 밸브 몸체의 사이에 개재되는 실링부재를 포함하는 매니폴드 어셈블리.
5. The method of claim 4,
and a sealing member provided on the valve body and interposed between the discharge port and the valve body.
 제5항에 있어서,
상기 밸브 몸체에는 수용부가 마련되고,
상기 실링부재는 상기 수용부에 수용되는 매니폴드 어셈블리.
6. The method of claim 5,
The valve body is provided with a receiving portion,
The sealing member is a manifold assembly accommodated in the receiving portion.
 제6항에 있어서,
상기 실링부재를 상기 밸브 몸체에 구속하는 구속부를 포함하는 매니폴드 어셈블리.
7. The method of claim 6,
and a restraining part for restraining the sealing member to the valve body.
 제7항에 있어서,
상기 구속부는,
상기 실링부재의 둘레면에 형성되는 구속턱; 및
상기 밸브 몸체의 내벽면에 돌출되게 형성되며, 상기 구속턱을 구속하는 구속돌기;
를 포함하는 매니폴드 어셈블리.
8. The method of claim 7,
The constraint is
a restraining jaw formed on a circumferential surface of the sealing member; and
a restraining protrusion formed to protrude from the inner wall surface of the valve body and restraining the restraining jaw;
A manifold assembly comprising a.
 제8항에 있어서,
상기 구속돌기에는 경사안내면이 형성되고,
상기 실링부재는 상기 경사안내면을 따라 상기 수용부에 진입되는 매니폴드 어셈블리.
9. The method of claim 8,
An inclined guide surface is formed on the constraining protrusion,
The sealing member is a manifold assembly that enters the receiving portion along the inclined guide surface.
 제4항에 있어서,
상기 밸브하우징의 일단을 덮도록 마련되는 하우징캡; 및
일단은 상기 밸브 몸체에 연결되고, 다른 일단은 상기 하우징캡을 통과하여 상기 하우징캡의 외부로 노출되는 가이드부재;를 포함하고,
상기 탄성부재의 일단은 상기 가이드부재에 지지되고, 상기 탄성부재의 다른 일단은 상기 하우징캡에 지지되는 매니폴드 어셈블리.
5. The method of claim 4,
a housing cap provided to cover one end of the valve housing; and
One end is connected to the valve body and the other end is a guide member passing through the housing cap and exposed to the outside of the housing cap;
One end of the elastic member is supported by the guide member, and the other end of the elastic member is supported by the housing cap.
 제10항에 있어서,
상기 가이드부재에는 상기 탄성부재의 상기 일단이 안착되는 안착홈이 마련되는 매니폴드 어셈블리.
11. The method of claim 10,
A manifold assembly in which the guide member is provided with a seating groove in which the one end of the elastic member is seated.
 제10항에 있어서,
상기 하우징캡은 상기 밸브 몸체의 이동 방향을 따라 상기 밸브하우징에 대해 이동 가능하게 마련되고,
상기 밸브하우징에 대한 상기 하우징캡의 이동에 대응하여 상기 탄성부재에 의해 상기 밸브 몸체에 작용하는 탄성력을 조절하는 매니폴드 어셈블리.
11. The method of claim 10,
The housing cap is provided to be movable with respect to the valve housing along the moving direction of the valve body,
A manifold assembly for adjusting an elastic force acting on the valve body by the elastic member in response to the movement of the housing cap with respect to the valve housing.
 제12항에 있어서,
상기 밸브하우징에 대한 상기 하우징캡의 위치를 구속하는 구속부재를 포함하는 매니폴드 어셈블리.
13. The method of claim 12,
and a restraining member constraining a position of the housing cap with respect to the valve housing.
 제10항에 있어서,
상기 가이드부재의 상기 다른 일단에 형성되는 결합홀을 포함하는 매니폴드 어셈블리.
11. The method of claim 10,
A manifold assembly including a coupling hole formed at the other end of the guide member.
 제3항에 있어서,
상기 매니폴드 블록의 외면에 돌출되게 마련되는 체결보스를 포함하되,
상기 배출 포트는 상기 체결보스에 마련되고, 상기 밸브하우징은 상기 체결보스의 둘레를 감싸도록 체결되는 매니폴드 어셈블리.
4. The method of claim 3,
Including a fastening boss provided to protrude from the outer surface of the manifold block,
The exhaust port is provided on the fastening boss, and the valve housing is fastened to surround the fastening boss.
 제15항에 있어서,
상기 체결보스와 상기 밸브하우징의 사이에 개재되는 패킹부재를 포함하는 매니폴드 어셈블리.
16. The method of claim 15,
and a packing member interposed between the fastening boss and the valve housing.
 매니폴드유로가 형성된 연료전지 스택; 및
상기 매니폴드유로와 연통되는 가이드유로를 정의하고 상기 가이드유로와 연통되는 배출 포트가 형성된 매니폴드 블록, 및 상기 매니폴드 블록에 연결되며 상기 가이드유로에 공급되는 반응기체를 선택적으로 상기 배출 포트를 통해 상기 매니폴드 블록의 외부로 배출하는 압력조절밸브를 포함하는 매니폴드 어셈블리;
를 포함하는 연료전지 모듈.
a fuel cell stack having a manifold flow path formed thereon; and
A manifold block defining a guide flow path communicating with the manifold flow path and having a discharge port communicating with the guide flow path, and a reactive gas connected to the manifold block and supplied to the guide flow path selectively through the discharge port a manifold assembly including a pressure control valve for discharging to the outside of the manifold block;
A fuel cell module comprising a.
 제17항에 있어서,
상기 압력조절밸브는, 상기 반응기체의 공급 압력이 기설정된 한계 압력 이상이면 상기 반응기체를 상기 매니폴드 블록의 외부로 배출하는 연료전지 모듈.
18. The method of claim 17,
The pressure control valve is a fuel cell module for discharging the reactive gas to the outside of the manifold block when the supply pressure of the reactive gas is equal to or greater than a preset limit pressure.
 제17항에 있어서,
상기 압력조절밸브는,
상기 매니폴드 블록에 연결되며, 상기 배출 포트와 연통되는 출구 포트가 형성된 밸브하우징; 및
상기 밸브하우징에 마련되며, 상기 배출 포트를 선택적으로 개폐하는 밸브 모듈;을 포함하는 연료전지 모듈.
18. The method of claim 17,
The pressure regulating valve is
a valve housing connected to the manifold block and having an outlet port communicating with the discharge port; and
and a valve module provided in the valve housing and selectively opening and closing the discharge port.
 제19항에 있어서,
상기 밸브 모듈은,
상기 배출 포트에 접근 및 이격되는 방향으로 상기 밸브하우징의 내부에 이동 가능하게 마련되며, 상기 배출 포트를 선택적으로 개폐하는 밸브 몸체; 및
상기 밸브하우징에 대한 상기 밸브 몸체의 이동을 탄성적으로 지지하는 탄성부재;
를 포함하는 연료전지 모듈.
20. The method of claim 19,
The valve module is
a valve body provided movably in the valve housing in a direction approaching and spaced apart from the discharge port, and selectively opening and closing the discharge port; and
an elastic member elastically supporting the movement of the valve body with respect to the valve housing;
A fuel cell module comprising a.
KR1020210025774A 2021-02-25 2021-02-25 Manifold assembly and fuel cell module having the same KR20220121552A (en)

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