KR20230112762A - 막가습기의 바이패스 유로가 구비된 어댑터 - Google Patents

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KR20230112762A
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이철희
유종현
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Abstract

본 문건은 중공사막 카트리지의 일측 단부에 결합되어 중공사막 카트리지의 일측을 메인하우징 내에 고정시키는 기능을 하되, 바이패스 유로가 구비된 어댑터를 개시한다. 실시예에 따른 어댑터는, 중공사막 카트리지의 일측 단부에 결합되는 어댑터로서, 상기 중공사막 카트리지의 일측 단부를 감싸는 림; 상기 림의 내측에 형성되어 상기 림의 내부 공간을 구획하는 바; 상기 바의 내측면에 상기 바의 높이 방향을 형성되어 유체의 이동 경로를 제공하는 홈; 상기 바의 하부에 형성되되, 상기 홈의 경로 상에 위치되는 유체유입홀; 및 상기 바의 내측면에 결합되어 상기 홈을 커버하되, 상부에 유체배출홀이 형성된 커버;를 포함한다.

Description

막가습기의 바이패스 유로가 구비된 어댑터{ADAPTER WITH BYPASS FLOW PATH FOR MEMBRANE HUMIDIFIER}
본 개시(The Present Disclosure)는 연료전지용 막가습기와 관련된다.
또한 동일 출원인에 의하여 2021.10.15. 자로 출원된 특허출원 제10-2021-0137288호와 관련된다.
한국 공개특허공보 제10-2018-0119828호 및 한국 등록특허공보 제10-2304857호 등을 통하여, 연료전지용 막가습기의 용도, 구조 및 작동원리 등을 이해할 수 있다.
도 1[공개특허공보 제10-2018-0119828호의 대표도]을 참조하면, 일반적으로 연료전지용 막가습기(1)는, ⓐ 가스유입구(11)와 가스배출구(12)를 구비하고, 내부에 길이 방향으로 빈 공간이 마련된 메인하우징(10), ⓑ 에어유입구(21)를 구비하고, 메인하우징(10)의 뒷부분에 결합되는 인렛하우징(20), ⓒ 에어배출구(31)를 구비하고, 메인하우징(10)의 앞부분에 결합되는 아웃렛하우징(30) 및 ⓓ 메인하우징(10)의 내부에 구비되는 중공사막 카트리지(40)를 포함한다.
계속해서 한국 등록특허공보 제10-1896323호를 참고하면, 몇몇 연료전지용 막가습기는 아웃렛 하우징의 하부 영역과 중공사막 카트리지의 상부 영역을 연결하는 바이패스 파이프를 포함하기도 한다. 바이패스 파이프는 막가습기 내 응축수의 고임 문제와, 연료전지 스택으로의 응축수 유입 문제를 해소하는 기능을 한다.
한편 전술한 한국 등록특허공보 제10-1896323호에 게재된 연료전지용 막가습기는 바이패스 파이프[위 공보에는 '바이패스 관로(60)'로 표기되어 있음]가 아웃렛하우징[위 공보에는 '제2 캡부(50)'로 표기되어 있음]에 일체 사출 성형되는데, 이 경우 ⓐ 바이패스 파이프가 손상되면 아웃렛 하우징 전체를 교체해야만 하며, ⓑ 아웃렛하우징을 메인하우징에서 분리하는 과정에서 바이패스 파이프에 의하여 중공사막 카트리지가 손상될 우려가 있다. ⓒ 또한 바이패스 파이프의 형상을 감안하면, 이를 아웃렛 하우징과 일체로 사출 성형하는 것은 기술적으로 용이하지 않다.
또 한편 2021.10.15. 자로 출원된 특허출원 제10-2021-0137288호(출원인 : 엔브이에이치코리아)를 참고하면, 몇몇 연료전지용 막가습기는 중공사막 카트리지의 일측 단부에 결합되어 중공사막 카트리지의 일측을 메인하우징 내에 고정시키는 어댑터(130)를 포함하기도 한다.
KR 10-2018-0119828 A (2018.11.05. 공개) KR 10-2304857 B2 (2021.09.27 공고)
중공사막 카트리지의 일측 단부에 결합되어 중공사막 카트리지의 일측을 메인하우징 내에 고정시키는 기능을 하되, 바이패스 유로가 구비된 어댑터를 제공하는 것이다.
(본 개시의) 실시예에 따른 어댑터는, 중공사막 카트리지의 일측 단부에 결합되는 어댑터로서, 상기 중공사막 카트리지의 일측 단부를 감싸는 림; 상기 림의 내측에 형성되어 상기 림의 내부 공간을 구획하는 바; 상기 바의 내측면에 상기 바의 높이 방향을 형성되어 유체의 이동 경로를 제공하는 홈; 상기 바의 하부에 형성되되, 상기 홈의 경로 상에 위치되는 유체유입홀; 및 상기 바의 내측면에 결합되어 상기 홈을 커버하되, 상부에 유체배출홀이 형성된 커버;를 포함한다.
또한 상기 바의 내측면에는, 융착비드부가 형성되고, 상기 커버는, 상기 바에 융착될 수 있다.
또한 상기 커버에는, 상기 유체배출홀을 에워싸는 실린더부가 더 형성될 수 있다.
실시예에 따른 어댑터는 바이패스 유로를 제공하고, 그 구조상 생산이 매우 용이하다.
연료전지용 막가습기에 실시예에 어댑터를 적용하면, 종래기술에서 언급된 한국 등록특허공보 제10-1896323호에 게재된 연료전지용 막가습기의 바이패스 파이프가 갖는 문제들을 해소할 수 있다.
도 1은 종래의 연료전지용 막가습기의 단면도이다.
도 2는 실시예에 따른 어댑터를 포함하는 연료전지용 막가습기의 분해사시도이다.
도 3, 도 4는 실시예에 따른 어댑터와 중공사막 카트리지의 결합 관계를 나타내는 요부도이다.
도 5는 도 2에 도시된 연료전지용 막가습기의 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 실시예에 따른 어댑터를 구체적으로 설명한다.
막가습기 내의 응축수 생성, 응축수의 바이패스, 응축수의 배이패스에 따른 효과 등은 한국 등록특허공보 제10-1896323호에 상세히 기재되어 있고, 당해 기술분야에서 주지관용적 사항에 불과하므로, 본 명세서에서는 언급하지 않는다.
도 2는 실시예에 따른 어댑터(100)[이하 '어댑터(100)'라 한다]를 포함하는 연료전지용 막가습기(HF)의 분해사시도이다.
연료전지용 막가습기는 특정 형상이나 구조로 한정되지 않으며, 이미 공지된 것 중 하나가 채택될 수 있을 것이다. 하나의 예로서, 연료전지용 막가습기(HF)는 ⓐ 가스배출구(G2)를 구비하고, 내부에 길이 방향으로 빈 공간이 마련된 메인하우징(M), ⓑ 가스유입구(G1)와 에어배출구(A2)를 구비하고, 메인하우징(M)의 길이 방향 일측에 결합되는 아웃렛하우징(U), ⓒ 에어유입구(A1)를 구비하고, 메인하우징(M)의 길이 방향 타측에 결합되는 인렛하우징(I) 및 ⓓ 메인하우징(M)의 내부에 구비되는 중공사막 카트리지(F)를 포함할 수 있다.
아울러 인렛하우징(I)에는 에어쿨러(C)가 더 장착될 수 있다.
어댑터(100)는 아웃렛하우징(U)과 마주하는 중공사막 카트리지(F)의 일측 단부에 결합되어, 중공사막 카트리지(F)의 일측 메인하우징(U) 내에 고정시키는 기능을 한다. 또한 어댑터(100)는 아웃렛하우징(U)의 내측면과 중공사막 카트리지(F)의 외측면 사이의 공간을 마감하는 기능을 한다.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 어댑터(100)는 림(110), 바(120) 및 커버(130)를 포함한다.
어댑터(100)는 합성수지 재질로 이루어질 수 있다.
림(110)은 중공사막 카트리지(F)의 일측 단부를 감싸고, 어댑터(100)는 아웃렛하우징(U)의 내측면과 중공사막 카트리지(F)의 외측면 사이의 공간을 마감한다.
바(120)는 림(110)의 내측에 형성되어, 림(110)의 내측 공간을 구획한다. 바(120)는 반드시 직선 형태일 필요는 없으며, 다양한 형태로 구성될 수 있다.
바(120)의 내측면[중공사막 카트리지(F)와 마주하는 면]에는 바(120)의 높이 방향으로 소정 길이 홈(121)이 형성된다. 홈(121)은 유체(응축수)의 이동 경로를 제공한다.
바(120)의 하부에는 유체유입홀(122)이 형성된다. 유체유입홀(122)은 홈(121)의 경로 상에 위치되고, 홈(121)과 아웃렛하우징(U)의 하부 공간을 연결한다.
커버(130)는 홈(121)의 단면적보다 더 큰 단면적을 갖는다. 커버(130)는 바(120)의 내측면에 결합되어, 홈(121)을 커버한다. 커버(130)의 상부에는 유체배출홀(131)이 형성되고, 유체배출홀(131)은 홈(121)과 메인하우징(M)의 상부 공간을 연결한다.
커버(130)에는 유체배출홀(131)을 에워싸는 실린더부(132)가 더 형성될 수 있다. 실린더부(132)는 유체배출홀(131)로 배출된 유체를 메인하우징(M)의 내부로 안내한다.
도 2의 A-A' 부분 단면도를 참조하면, 바(120)의 내측면에는 홈(121)의 둘레를 따라 융착비드부(123)가 형성되고, 커버(130)는 바(120)에 융착[열 융착, 레이저 융착 등]될 수 있다.
도 5를 참조하면, 아웃렛하우징(U)의 하부 공간에 생성되는 응축수는 유체유입홀(122), 홈(121), 유체배출홀(131), 실린더부(132)를 순차적으로 통과한 후, 메인하우징(M)의 내부로 이동한다.
앞서 설명된 어댑터(100)는 바이패스 유로를 제공하고, 그 구조상 생산이 매우 용이하다.
연료전지용 막가습기에 어댑터(100)를 적용하면, 종래기술에서 언급된 한국 등록특허공보 제10-1896323호에 게재된 연료전지용 막가습기의 바이패스 파이프가 갖는 문제들을 해소할 수 있다.
본 개시(The Present Disclosure)의 실시예(들)를 설명할 때 사용된 각종 표현(용어, 시각화된 이미지 등)들은 본 개시의 본질적 기술사상을 독자에게 이해하기 쉽게 전달하기 위한 도구적 목적으로 채택한 것에 불과하다.
또한 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 본 개시의 실시예(들)와 본질적 기술사상은 동일하지만, 피상(皮相)적으로는 차이가 있는 여러 변형 실시예들을 용이하게 창안해 낼 수 있을 것이다.
따라서 본 개시의 권리범위는 '발명의 설명' 및 '도면'에 기재된 일부 표현들에 의해 한정되어선 안 되고, 본 개시의 본질적 기술사상을 바탕으로 폭넓게 해석되어야 한다.
100 : 어댑터
110 : 림
120 : 바
121 : 홈
122 : 유체유입홀
123 : 융착비드
130 : 커버
131 : 유체배출홀
132 : 실린더부

Claims (3)

  1. 중공사막 카트리지의 일측 단부에 결합되는 어댑터로서,
    상기 중공사막 카트리지의 일측 단부를 감싸는 림;
    상기 림의 내측에 형성되어 상기 림의 내부 공간을 구획하는 바;
    상기 바의 내측면에 상기 바의 높이 방향을 형성되어 유체의 이동 경로를 제공하는 홈;
    상기 바의 하부에 형성되되, 상기 홈의 경로 상에 위치되는 유체유입홀; 및
    상기 바의 내측면에 결합되어 상기 홈을 커버하되, 상부에 유체배출홀이 형성된 커버;를 포함하는, 어댑터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 바의 내측면에는, 융착비드부가 형성되고,
    상기 커버는, 상기 바에 융착되는 것을 특징으로 하는, 어댑터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버에는, 상기 유체배출홀을 에워싸는 실린더부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는, 어댑터.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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