KR20240041696A - Gas-liquid separator and humidifier for fuel system - Google Patents

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KR20240041696A
KR20240041696A KR1020220121072A KR20220121072A KR20240041696A KR 20240041696 A KR20240041696 A KR 20240041696A KR 1020220121072 A KR1020220121072 A KR 1020220121072A KR 20220121072 A KR20220121072 A KR 20220121072A KR 20240041696 A KR20240041696 A KR 20240041696A
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이주용
최상미
정호교
남연수
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 기액분리장치에 관한 것으로, 가습기를 통과한 공기를 연료전지 스택으로 안내하기 위한 공기공급유로를 정의하며 공기의 와류(vortex)에 의한 원심력에 의해 공기에 포함된 액적이 접촉 가능하게 통과부가 형성된 기액분리부재, 및 기액분리부재의 둘레를 감싸도록 제공되며 기액분리부재에 의해 공기로부터 분리된 액적을 포집하는 포집공간을 정의하는 커버부재를 포함하는 것에 의하여, 연료전지 스택으로 유입되는 가스에서 액적을 효과적으로 포집하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.The present invention relates to a gas-liquid separation device, which defines an air supply channel for guiding the air that has passed through the humidifier to the fuel cell stack, and allows liquid droplets contained in the air to pass through the centrifugal force caused by the vortex of the air. Gas flowing into the fuel cell stack by including a gas-liquid separation member formed in the upper part and a cover member provided to surround the circumference of the gas-liquid separation member and defining a collection space for collecting liquid droplets separated from the air by the gas-liquid separation member. The advantageous effect of effectively collecting droplets can be obtained.

Description

기액분리장치 및 연료전지 시스템{GAS-LIQUID SEPARATOR AND HUMIDIFIER FOR FUEL SYSTEM}Gas-liquid separator and fuel cell system {GAS-LIQUID SEPARATOR AND HUMIDIFIER FOR FUEL SYSTEM}

본 발명은 기액분리장치 및 연료전지용 가습기에 관한 것으로, 보다 구체적으로 가습기에서 배출되는 가스에서 액적을 효과적으로 포집할 수 있는 기액분리장치 및 연료전지 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a gas-liquid separation device and a humidifier for a fuel cell, and more specifically, to a gas-liquid separation device and a fuel cell system that can effectively collect liquid droplets from gas discharged from a humidifier.

연료전지 시스템은 연속적으로 공급되는 연료의 화학적인 반응으로 전기에너지를 계속적으로 생산해 내는 시스템으로써, 지구환경문제를 해결할 수 있는 대안으로서 지속적인 연구개발이 이루어지고 있다.The fuel cell system is a system that continuously produces electrical energy through a chemical reaction of continuously supplied fuel, and continuous research and development is being conducted as an alternative to solving global environmental problems.

연료전지 시스템은 사용되는 전해질의 종류에 따라서 인산형 연료전지(PAFC; phosphoric acid fuel cell), 용융탄산염형연료전지(MCFC; molten carbonate fuel cell), 고체산화물형 연료전지(SOFC; solid oxide fuel cell), 고분자 전해질형 연료전지(PEMFC; polymer electrolyte membrane fuel cell), 알칼리형 연료전지(AFC; alkaline fuel cell) 및 직접 메탄올 연료전지(DMFC) 등으로 분류될 수 있고, 사용되는 연료의 종류와 함께 작동온도, 출력범위 등에 따라서 이동전원용, 수송용, 분산발전용 등의 다양한 응용분야에 적용될 수 있다.Depending on the type of electrolyte used, the fuel cell system is divided into phosphoric acid fuel cell (PAFC), molten carbonate fuel cell (MCFC), and solid oxide fuel cell (SOFC). ), polymer electrolyte fuel cell (PEMFC; polymer electrolyte membrane fuel cell), alkaline fuel cell (AFC; alkaline fuel cell), and direct methanol fuel cell (DMFC), etc., depending on the type of fuel used. Depending on the operating temperature, output range, etc., it can be applied to various application fields such as mobile power, transportation, and distributed power generation.

이중, 고분자 전해질형 연료전지는 내연기관을 대신하도록 개발되고 있는 수소차(수소연료전지 자동차) 분야에 적용되고 있다.Among these, polymer electrolyte fuel cells are being applied to the field of hydrogen vehicles (hydrogen fuel cell vehicles), which are being developed to replace internal combustion engines.

수소차는 수소와 산소의 화학반응을 통해 자체 전기를 생산하고 모터를 구동하여 주행하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 수소차는 수소(H2)가 저장되는 수소탱크, 수소와 산소(O2)의 산화환원반응을 통해 전기를 생산하는 연료전지 스택, 연료전지 스택에서 생산된 전기를 저장하는 배터리, 생산된 전기를 변환 및 제어하는 컨트롤러, 구동력을 발생시키는 모터 등을 포함할 수 있다.Hydrogen cars produce their own electricity through a chemical reaction between hydrogen and oxygen and drive by driving a motor. More specifically, a hydrogen car includes a hydrogen tank that stores hydrogen (H 2 ), a fuel cell stack that produces electricity through the oxidation-reduction reaction of hydrogen and oxygen (O 2 ), a battery that stores electricity produced by the fuel cell stack, It may include a controller that converts and controls the generated electricity, a motor that generates driving force, etc.

한편, 연료전지 스택이 정상적으로 동작하기 위해서는 막전극접합체(MEA: Membrane Electrode Assembly)의 전해질막이 일정 습도 이상으로 유지되어야 하므로, 연료전지 스택에 유입되는 유입가스는 연료전지 스택에 유입되기 전에 가습기에 의해 가습될 수 있다.Meanwhile, in order for the fuel cell stack to operate normally, the electrolyte membrane of the membrane electrode assembly (MEA) must be maintained above a certain humidity, so the incoming gas flowing into the fuel cell stack is humidified before flowing into the fuel cell stack. Can be humidified.

그런데, 과가습 상태의 유입가스 또는 액적(응축수 액적)을 포함하는 유입가스가 연료전지 스택에 지속적으로 공급되면, 연료전지 스택의 내부에 플러딩(flooding) 현상이 발생하여 연료전지 스택의 성능 및 작동 효율이 저하되는 문제점이 있다.However, when overhumidified inflow gas or inflow gas containing liquid droplets (condensate droplets) is continuously supplied to the fuel cell stack, flooding occurs inside the fuel cell stack, affecting the performance and operation of the fuel cell stack. There is a problem of reduced efficiency.

이에 따라, 최근에는 연료전지 스택으로 유입되는 유입가스에서 액적을 효과적으로 포집하기 위한 다양한 연구가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.Accordingly, various studies have been conducted recently to effectively collect liquid droplets from the inflow gas flowing into the fuel cell stack, but this is still insufficient and development is required.

본 발명의 실시예는 연료전지 스택으로 유입되는 가스에 포함된 액적을 효과적으로 포집할 수 있는 기액분리장치 및 연료전지 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of an embodiment of the present invention is to provide a gas-liquid separator and a fuel cell system that can effectively collect liquid droplets contained in gas flowing into a fuel cell stack.

무엇보다도, 본 발명의 실시예는 공기의 와류(vortex)에 의한 원심력을 이용하여 공기로부터 액적을 분리 및 포집할 수 있으며, 연료전지 스택으로의 액적 유입을 최소화할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.Above all, the embodiment of the present invention aims to be able to separate and collect liquid droplets from the air using centrifugal force caused by air vortexes and to minimize the inflow of liquid droplets into the fuel cell stack.

또한, 본 발명의 실시예는 구조를 간소화하고 연료전지 시스템의 소형화에 기여할 수 있으며, 설계자유도 및 공간활용성을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.In addition, the embodiment of the present invention aims to simplify the structure, contribute to miniaturization of the fuel cell system, and improve design freedom and space utilization.

또한, 본 발명의 실시예는 연료전지 스택으로 공급되는 공기로부터 분리된 액적을 가습기에서 다시 공기를 가습하는 용도로 활용할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.Additionally, an embodiment of the present invention aims to enable liquid droplets separated from the air supplied to the fuel cell stack to be used again in a humidifier to humidify the air.

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 to this, and also includes purposes and effects that can be understood from the means of solving the problem or the embodiment described below.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 기액분리장치는, 가습기를 통과한 공기를 연료전지 스택으로 안내하기 위한 공기공급유로를 정의하며 공기의 와류(vortex)에 의한 원심력에 의해 공기에 포함된 액적이 접촉 가능하게 통과부가 형성된 기액분리부재, 및 기액분리부재의 둘레를 감싸도록 제공되며 기액분리부재에 의해 공기로부터 분리된 액적을 포집하는 포집공간을 정의하는 커버부재를 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above-described objectives of the present invention, the gas-liquid separation device defines an air supply passage for guiding the air that has passed through the humidifier to the fuel cell stack and is connected to the vortex of the air. A gas-liquid separation member with a passage part formed so that liquid droplets contained in the air can contact it due to centrifugal force, and a cover provided to surround the circumference of the gas-liquid separation member and defining a collection space for collecting liquid droplets separated from the air by the gas-liquid separation member. Includes absence.

이는, 연료전지 스택으로 유입되는 가스에서 액적을 효과적으로 포집하기 위함이다.This is to effectively collect liquid droplets from the gas flowing into the fuel cell stack.

즉, 과가습 상태의 유입가스 또는 액적(응축수 액적)을 포함하는 유입가스가 연료전지 스택에 지속적으로 공급되면, 연료전지 스택의 내부에 플러딩(flooding) 현상이 발생하여 연료전지 스택의 성능 및 작동 효율이 저하되는 문제점이 있다.In other words, if over-humidified inflow gas or inflow gas containing liquid droplets (condensate droplets) is continuously supplied to the fuel cell stack, flooding occurs inside the fuel cell stack, affecting the performance and operation of the fuel cell stack. There is a problem of reduced efficiency.

하지만, 본 발명의 실시예는 가습기를 통과한 공기가 연료전지 스택에 공급되기 전에 기액분리장치를 경유하도록 하는 것에 의하여, 연료전지 스택으로 공급되는 공기에 포함된 액적을 최소화할 수 있으므로, 연료전지 스택으로의 액적 유입을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.However, in the embodiment of the present invention, liquid droplets contained in the air supplied to the fuel cell stack can be minimized by allowing the air that has passed through the humidifier to pass through a gas-liquid separator before being supplied to the fuel cell stack. The advantageous effect of minimizing droplet inflow into the stack can be achieved.

무엇보다도, 본 발명의 실시예는 가습기를 거쳐 공기공급배관으로 공급되는 공기에 발생하는 와류(vortex)에 의한 원심력을 이용하여 공기로부터 액적이 분리 및 포집되도록 하는 것에 의하여, 연료전지 스택으로 공급되는 공기의 압력 저하를 최소화(기액분리장치에 의한 차압 증가를 최소화)하면서, 연료전지 스택으로의 액적 유입을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Above all, the embodiment of the present invention separates and collects liquid droplets from the air using centrifugal force caused by a vortex generated in the air supplied to the air supply pipe through a humidifier, thereby separating and collecting liquid droplets from the air supplied to the fuel cell stack. It is possible to obtain the advantageous effect of minimizing the inflow of liquid droplets into the fuel cell stack while minimizing the decrease in air pressure (minimizing the increase in differential pressure caused by the gas-liquid separator).

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 가습기에서 연료전지 스택으로 공급되는 공기의 유동 경로를 변경하거나 추가하지 않고도(가스의 유동 경로 외측에 별도로 마련된 액적제거장치를 통과하지 않고도), 다르게는, 연료전지 스택에 별도의 바이패스셀 또는 더미셀을 추가적으로 마련하지 않고도, 연료전지 스택으로의 액적 유입을 최소화하고 플러딩 현상을 억제할 수 있으므로, 구조를 간소화하고, 설계자유도 및 공간활용성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, without changing or adding the flow path of the air supplied from the humidifier to the fuel cell stack (without passing through a separately provided droplet removal device outside the gas flow path), the fuel cell It is possible to minimize the inflow of liquid droplets into the fuel cell stack and suppress the flooding phenomenon without additionally providing a separate bypass cell or dummy cell in the stack, which is advantageous for simplifying the structure and improving design freedom and space utilization. You can get the effect.

기액분리부재는 공기공급유로를 정의하면서 통과부를 갖는 다양한 구조로 제공될 수 있다.The gas-liquid separation member may be provided in various structures having a passing portion while defining an air supply path.

일 예로, 통과부는 기액분리부재의 원주 방향을 따라 연속적인 슬롯 형태로 형성될 수 있다.As an example, the passing portion may be formed in the form of a continuous slot along the circumferential direction of the gas-liquid separation member.

다른 일 예로, 통과부는 기액분리부재의 원주 방향을 따라 이격되게 복수개가 마련될 수 있다.As another example, a plurality of passage parts may be provided to be spaced apart along the circumferential direction of the gas-liquid separation member.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 기액분리부재는 제1직경을 갖도록 제공되고, 커버부재는 제1직경보다 큰 제2직경을 갖도록 제공되어 기액분리부재로부터 이격(예를 들어, 균일한 간격으로 이격)되게 배치되되, 통과부는 기액분리부재의 벽면을 관통하도록 제공되고, 기액분리부재와 커버부재의 사이에 정의될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the gas-liquid separation member is provided to have a first diameter, and the cover member is provided to have a second diameter larger than the first diameter to be spaced apart from the gas-liquid separation member (for example, at uniform intervals). It is arranged to be spaced apart, but the passing portion is provided to penetrate the wall of the gas-liquid separation member and may be defined between the gas-liquid separation member and the cover member.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 연료전지 시스템은, 중력 방향을 따라 커버부재의 최하단부에 마련되며, 커버부재의 내면에 포집된 액적을 공기공급유로의 입구단으로 안내하는 경사안내부를 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the fuel cell system is provided at the bottom of the cover member along the direction of gravity and may include an inclined guide that guides the liquid droplets collected on the inner surface of the cover member to the inlet end of the air supply passage. there is.

이와 같이, 커버부재의 최하단부에 경사안내부를 마련하는 것에 의하여, 예를 들어 공기압축기의 작동 정지시, 포집공간에 포집된 액적은 포집공간 내에 정체되지 않고 경사안내부를 따라 자연스럽게 흘러 내린 후, 가습기의 내부에 공급될 수 있다.In this way, by providing the inclined guide at the lowermost part of the cover member, for example, when the air compressor stops operating, the liquid droplets collected in the collection space do not stagnate in the collection space, but naturally flow down along the inclined guide, and then flow into the humidifier. Can be supplied internally.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 기액분리장치에 의해 포집된 후 가습기에 회수된 액적은 다시 가습기를 통과하는 공기를 가습하는데 사용될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the liquid droplets collected by the gas-liquid separator and then recovered in the humidifier can be used again to humidify the air passing through the humidifier.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 기액분리장치는, 포집공간과 연통되게 커버부재에 마련되며 액적을 커버부재의 외부로 배출하는 액적배출포트, 및 일단은 액적배출포트에 연결되고 다른 일단은 가습기의 가습공간에 연결되는 액적안내배관을 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the gas-liquid separation device is provided on a cover member in communication with the collection space and has a liquid droplet discharge port for discharging liquid droplets to the outside of the cover member, and one end is connected to the liquid droplet discharge port and the other end is a humidifier. It may include a droplet guide pipe connected to the humidifying space.

이와 같이, 본 발명의 실시예는 커버부재에 액적배출포트를 마련하고, 액적배출포트를 통해 배출된 액적이 액적안내배관을 따라 가습기의 가습공간으로 회수되도록 하는 것에 의하여, 공기압축기의 작동(연료전지 스택의 작동)중에도 포집공간에 포집된 액적을 가습기의 가습공간으로 공급하는 것이 가능하다.As such, the embodiment of the present invention provides a liquid droplet discharge port on the cover member, and allows the liquid droplets discharged through the liquid droplet discharge port to be returned to the humidification space of the humidifier along the liquid droplet guide pipe, so that the operation of the air compressor (fuel Even during operation of the battery stack, it is possible to supply the liquid droplets collected in the collection space to the humidifying space of the humidifier.

본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 연료전지 시스템은, 연료전지 스택으로 공급되는 공기를 가습하는 가습기, 가습기와 연료전지 스택을 연결하며 가습기를 통과한 공기를 상기 연료전지 스택으로 공급되는 공기공급배관, 공기공급배관에 연결되되 공기를 연료전지 스택으로 안내하기 위한 공기공급유로를 정의하며 공기의 와류(vortex)에 의한 원심력에 의해 공기에 포함된 액적이 접촉 가능하게 통과부가 형성된 기액분리부재, 및 기액분리부재의 둘레를 감싸도록 제공되며 기액분리부재에 의해 공기로부터 분리된 액적을 포집하는 포집공간을 정의하는 커버부재를 포함한다.According to another preferred field of the present invention, the fuel cell system includes a humidifier that humidifies the air supplied to the fuel cell stack, an air supply pipe that connects the humidifier and the fuel cell stack and supplies air passing through the humidifier to the fuel cell stack. , a gas-liquid separation member connected to the air supply piping, defining an air supply passage for guiding air to the fuel cell stack, and having a passage part through which liquid droplets contained in the air can be contacted by the centrifugal force caused by the vortex of the air, and It is provided to surround the circumference of the gas-liquid separation member and includes a cover member defining a collection space for collecting liquid droplets separated from the air by the gas-liquid separation member.

본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 기액분리부재는 제1직경을 갖도록 제공되고, 커버부재는 제1직경보다 큰 제2직경을 갖도록 제공되어 기액분리부재로부터 이격되게 배치되되, 통과부는 기액분리부재의 벽면을 관통하도록 제공되고, 상기 포집공간은 기액분리부재와 커버부재의 사이에 정의될 수 있다.According to another preferred field of the present invention, the gas-liquid separation member is provided to have a first diameter, and the cover member is provided to have a second diameter larger than the first diameter and is disposed to be spaced apart from the gas-liquid separation member, and the passing portion is provided to have a second diameter larger than the first diameter. It is provided to penetrate the wall, and the collection space may be defined between the gas-liquid separation member and the cover member.

본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 통과부는 기액분리부재의 원주 방향을 따라 이격되게 기액분리부재의 벽면에 복수개가 마련될 수 있다.According to another preferred field of the present invention, a plurality of passage parts may be provided on the wall of the gas-liquid separation member to be spaced apart along the circumferential direction of the gas-liquid separation member.

본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 통과부는 기액분리부재의 원주 방향을 따라 연속적인 슬롯 형태로 제공될 수 있다.According to another preferred field of the present invention, the passing portion may be provided in the form of a continuous slot along the circumferential direction of the gas-liquid separation member.

본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 연료전지 시스템은, 중력 방향을 따라 커버부재의 최하단부에 마련되며, 커버부재의 내면에 포집된 액적을 공기공급유로의 입구단으로 안내하는 경사안내부를 포함할 수 있다.According to another preferred field of the present invention, the fuel cell system may include an inclined guide provided at the lowest end of the cover member along the direction of gravity and guiding liquid droplets collected on the inner surface of the cover member to the inlet end of the air supply passage. there is.

본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 연료전지 시스템은, 포집공간과 연통되게 상기 커버부재에 마련되며 액적을 커버부재의 외부로 배출하는 액적배출포트, 및 일단은 액적배출포트에 연결되고 다른 일단은 가습기의 가습공간에 연결되는 액적안내배관을 포함할 수 있다.According to another preferred field of the present invention, the fuel cell system includes a liquid droplet discharge port provided on the cover member in communication with the collection space and discharging liquid droplets to the outside of the cover member, and one end connected to the liquid droplet discharge port and the other end It may include a droplet guide pipe connected to the humidifying space of the humidifier.

본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 가습기에는 가습기의 가습공간을 통과한 공기를 배출하는 공기배출포트가 마련되고, 공기공급배관은 공기배출포트에 연결될 수 있다.According to another preferred field of the present invention, the humidifier is provided with an air discharge port for discharging air that has passed through the humidifying space of the humidifier, and the air supply pipe may be connected to the air discharge port.

본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 가습기는, 가습공간을 정의하는 하우징, 및 하우징의 단부에 마련되며 공기배출포트가 구비된 하우징캡을 포함할 수 있다.According to another preferred field of the present invention, a humidifier may include a housing defining a humidifying space, and a housing cap provided at an end of the housing and provided with an air discharge port.

본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 연료전지 시스템은, 포집공간과 연통되게 공기배출포트에 마련되며 커버부재에 포집된 액적이 수용되는 액적수용챔버를 포함할 수 있다.According to another preferred field of the present invention, the fuel cell system may include a droplet receiving chamber provided at an air discharge port in communication with the collection space and receiving droplets collected in the cover member.

본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 연료전지 시스템은, 가습기에 마련되며 액적수용챔버와 가습공간을 연통되게 연결하는 액적안내유로를 정의하는 액적안내부를 포함할 수 있다.According to another preferred field of the present invention, the fuel cell system may include a droplet guide portion that is provided in a humidifier and defines a droplet guide passage connecting the droplet receiving chamber and the humidification space in communication.

본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 연료전지 시스템은, 공기배출포트를 마주하는 커버부재의 단부에 연장되며 공기공급배관의 내부에 수용되는 연장커버부, 및 공기배출포트에 마련되며 공기공급배관의 내부에서 가습기에 대해 연장커버부를 지지하는 지지부를 포함할 수 있다.According to another preferred field of the present invention, the fuel cell system includes an extension cover portion that extends to the end of the cover member facing the air discharge port and is accommodated inside the air supply pipe, and is provided in the air discharge port and is located in the air supply pipe. It may include a support part that supports the extended cover part for the humidifier inside.

이와 같이, 본 발명의 실시예는, 연장커버부가 지지부에 지지되도록 하는 것에 의하여, 가습기에 대한 기액분리장치의 배치 상태를 안정적으로 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As such, the embodiment of the present invention can achieve the advantageous effect of stably maintaining the arrangement of the gas-liquid separation device with respect to the humidifier by ensuring that the extension cover portion is supported by the support portion.

즉, 기액분리장치의 성능을 확보하기 위해서는 기액분리장치의 길이(상하 방향을 따른 길이)가 충분하게 확보될 수 있어야 하는데, 기액분리장치의 길이가 증가함에 따른 무게 증가로 인해 공기공급배관(제1배관부재)이 휘어지거나 꺽여지면, 공기공급배관을 따라 공기가 원활하게 이동하기 어려운 문제점이 있다.In other words, in order to secure the performance of the gas-liquid separator, the length (length along the vertical direction) of the gas-liquid separator must be sufficiently secured. Due to the increase in weight as the length of the gas-liquid separator increases, the air supply piping ( If the piping member (1) is bent or bent, there is a problem in that it is difficult for air to move smoothly along the air supply pipe.

하지만, 본 발명의 실시예는 연장커버부 및 지지부를 매개로 가습기에 대해 기액분리장치가 지지되도록 하는 것에 의하여, 공기공급배관의 변형 및 휘어짐을 억제할 수 있으므로, 공기의 원활한 흐름을 보장하고 기액분리장치의 배치 상태를 안정적으로 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.However, in the embodiment of the present invention, deformation and bending of the air supply pipe can be suppressed by supporting the gas-liquid separator with respect to the humidifier through the extension cover portion and the support portion, thereby ensuring a smooth flow of air and gas-liquid separation. The advantageous effect of stably maintaining the arrangement of the separation device can be obtained.

본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 공기공급배관은, 공기공급유로의 입구단과 가습기를 연결하는 제1배관부재, 및 공기공급유로의 출구단과 연료전지 스택을 연결하는 제2배관부재를 포함할 수 있다.According to another preferred field of the present invention, the air supply pipe may include a first piping member connecting the inlet end of the air supply passage and the humidifier, and a second piping member connecting the outlet end of the air supply passage and the fuel cell stack. there is.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 가습기에서 연료전지 스택으로 유입되는 가스에 포함된 액적을 효과적으로 포집하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, the advantageous effect of effectively collecting liquid droplets contained in the gas flowing from the humidifier to the fuel cell stack can be obtained.

무엇보다도, 본 발명의 실시예에 따르면 공기의 와류(vortex)에 의한 원심력을 이용하여 공기로부터 액적을 분리 및 포집할 수 있으며, 연료전지 스택으로의 액적 유입을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Above all, according to an embodiment of the present invention, liquid droplets can be separated and collected from the air using centrifugal force caused by air vortexes, and the advantageous effect of minimizing the inflow of liquid droplets into the fuel cell stack can be obtained.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 가습기에서 연료전지 스택으로 공급되는 공기의 유동 경로를 변경하거나 추가하지 않고도(가스의 유동 경로 외측에 별도로 마련된 액적제거장치를 통과하지 않고도), 다르게는, 연료전지 스택에 별도의 바이패스셀 또는 더미셀을 추가적으로 마련하지 않고도, 연료전지 스택으로의 액적 유입을 최소화하고 플러딩 현상을 억제할 수 있으므로, 구조를 간소화하고, 설계자유도 및 공간활용성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, without changing or adding the flow path of the air supplied from the humidifier to the fuel cell stack (without passing through a droplet removal device separately provided outside the gas flow path), the fuel cell It is possible to minimize the inflow of droplets into the fuel cell stack and suppress the flooding phenomenon without additionally providing a separate bypass cell or dummy cell in the stack, which is advantageous for simplifying the structure and improving design freedom and space utilization. You can get the effect.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 연료전지 스택으로 공급되는 공기로부터 분리된 액적을 가습기에서 다시 공기를 가습하는 용도로 활용할 수 있으므로, 가습기의 가습 성능 및 효율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, liquid droplets separated from the air supplied to the fuel cell stack can be used to humidify the air in a humidifier, thereby achieving the advantageous effect of improving the humidification performance and efficiency of the humidifier.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템으로서, 기액분리장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템으로서, 기액분리장치의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템으로서, 액적안내배관을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템으로서, 액적안내부를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram for explaining a gas-liquid separation device as a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.
3 to 5 are diagrams for explaining a modified example of a gas-liquid separation device as a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.
Figures 6 and 7 are diagrams for explaining a liquid droplet guide pipe as a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.
8 to 10 are diagrams for explaining a liquid droplet guide as a fuel cell system 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 attached 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 of the described embodiments, but may be implemented in various different forms, and as long as it is within the scope of the technical idea of the present invention, one or more of the components may be optionally used between the embodiments. It can be used by combining and replacing.

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, unless explicitly specifically defined and described, are generally understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. It can be interpreted as meaning, and the meaning of commonly used terms, such as terms defined in a dictionary, can be interpreted by considering the contextual meaning of the related technology.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.Additionally, 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 may also include the plural unless specifically stated in the phrase, and when described as "at least one (or more than one) of A and B and C", it is combined with A, B, and C. It can contain 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.Additionally, in describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) 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 used to distinguish the component from other components, and are not limited to the essence, sequence, or order of the component.

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 a component is described as being 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to the other component, but also is connected to the other component. It may also include cases where other components are 'connected', 'combined', or 'connected' due to another component between them.

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.Additionally, when described as being formed or disposed "on top or bottom" of each component, top or bottom refers not only to cases where two components are in direct contact with each other, but also to one component. This also includes cases where another component described above is formed or disposed between two components. In addition, when expressed as "top (above) or bottom (bottom)", it may include not only the upward direction but also the downward direction based on one component.

도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기액분리장치(100)는, 가습기(30)를 통과한 공기를 연료전지 스택(20)으로 안내하기 위한 공기공급유로(110a,110a')를 정의하며 공기의 와류(vortex)에 의한 원심력에 의해 공기에 포함된 액적이 접촉 가능하게 통과부(112)가 형성된 기액분리부재(110), 및 기액분리부재(110)의 둘레를 감싸도록 제공되며 기액분리부재(110)에 의해 공기로부터 분리된 액적을 포집하는 포집공간(120a)을 정의하는 커버부재(120)를 포함한다.1 to 10, the gas-liquid separation device 100 according to an embodiment of the present invention includes air supply passages 110a and 110a for guiding the air passing through the humidifier 30 to the fuel cell stack 20. ') is defined, and a gas-liquid separation member 110 is formed with a passing part 112 so that liquid droplets contained in the air can be contacted by centrifugal force caused by a vortex of air, and a gas-liquid separation member 110 is wrapped around the circumference of the gas-liquid separation member 110. and includes a cover member 120 defining a collection space 120a that collects liquid droplets separated from the air by the gas-liquid separation member 110.

참고로, 본 발명의 실시예에 따른 기액분리장치(100)는 가습기(30)를 거쳐 연료전지 스택(20)으로 공급되는 공기에서 액적을 포집하기 위해 사용될 수 있으며, 기액분리장치(100)가 적용되는 피대상체의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.For reference, the gas-liquid separator 100 according to an embodiment of the present invention can be used to collect liquid droplets from the air supplied to the fuel cell stack 20 through the humidifier 30, and the gas-liquid separator 100 The present invention is not limited or limited by the type and characteristics of the subject to which it is applied.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 기액분리장치(100)가 차량, 선박, 항공 등과 같은 모빌리티(mobility)에 적용되는 연료전지 시스템(10)에 적용된 예를 들어 설명하기로 한다.Hereinafter, the gas-liquid separator 100 according to an embodiment of the present invention will be described as an example applied to a fuel cell system 10 applied to mobility such as vehicles, ships, and aviation.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 연료전지 시스템(10)은, 연료전지 스택(20)으로 공급되는 공기를 가습하는 가습기(30), 가습기(30)와 연료전지 스택(20)을 연결하며 가습기(30)를 통과한 공기를 상기 연료전지 스택(20)으로 공급되는 공기공급배관(40), 공기공급배관(40)에 연결되되 공기를 연료전지 스택(20)으로 안내하기 위한 공기공급유로(110a,110a')를 정의하며 공기의 와류(vortex)에 의한 원심력에 의해 공기에 포함된 액적이 접촉 가능하게 통과부(112)가 형성된 기액분리부재(110), 및 기액분리부재(110)의 둘레를 감싸도록 제공되며 기액분리부재(110)에 의해 공기로부터 분리된 액적을 포집하는 포집공간(120a)을 정의하는 커버부재(120)를 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the fuel cell system 10 includes a humidifier 30 that humidifies the air supplied to the fuel cell stack 20, connects the humidifier 30 and the fuel cell stack 20, and includes a humidifier. The air passing through (30) is connected to the air supply pipe 40, which is supplied to the fuel cell stack 20, and an air supply passage (40) for guiding the air to the fuel cell stack 20. 110a, 110a'), and a gas-liquid separation member 110 in which a passing part 112 is formed so that liquid droplets contained in the air can be contacted by centrifugal force caused by a vortex of air, and the gas-liquid separation member 110 It is provided to surround the perimeter and includes a cover member 120 that defines a collection space 120a that collects liquid droplets separated from the air by the gas-liquid separation member 110.

연료전지 스택(20)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 20 is a type of power generation device that produces electrical energy through a chemical reaction of fuel (for example, hydrogen), and can be constructed by stacking dozens or hundreds of fuel cell cells (unit cells) in series. there is.

연료전지 셀은 연료(예를 들어, 수소)와 산화제(예를 들어, 공기)의 산화환원반응을 통해 전기를 생산할 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있다.Fuel cell cells can be formed in various structures that can produce 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, a fuel cell is a membrane electrode assembly (MEA: Membrane Electrode Assembly) (not shown) in which catalyst electrode layers where electrochemical reactions occur are attached to both sides of the membrane centered on an electrolyte membrane through which hydrogen ions move, and reactant gases are evenly distributed. a gas diffusion layer (GDL: Gas Diffusion Layer) (not shown) that plays a role in transmitting the generated electrical energy, a gasket and fastening mechanism (not shown) to maintain airtightness and appropriate fastening pressure of the reaction gases and coolant, It may also include a bipolar plate (not shown) that moves 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 a fuel cell, hydrogen as a fuel and air (oxygen) as an oxidizing agent are supplied to the anode and cathode of the membrane electrode assembly through the flow path of the separator, respectively. 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.The hydrogen supplied to the anode is decomposed into hydrogen ions (protons) and electrons (electrons) by the catalyst in the electrode layer formed on both sides of the electrolyte membrane, and only hydrogen ions are selectively passed through the electrolyte membrane, which is a cation exchange membrane, and transferred to the cathode. At the same time, electrons are transferred to the cathode through the conductive gas diffusion layer and separator plate.

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 oxygen in the air supplied to the cathode by the air supply device, causing a reaction to generate water. Due to the movement of hydrogen ions that occurs at this time, a flow of electrons occurs through the external conductor, and current is generated through this flow of electrons.

한편, 연료전지 스택(20)이 정상적으로 동작하기 위해서는, 막전극접합체의 전해질막이 일정 습도 이상으로 유지되는 것이 필요하다.Meanwhile, in order for the fuel cell stack 20 to operate normally, it is necessary for the electrolyte membrane of the membrane electrode assembly to be maintained above a certain level of humidity.

이를 위해, 연료전지 스택(20)으로 공급되는 공기는 가습기(30)를 경유할 수 있고, 공기공급라인을 따라 공급되는 공기는 가습기(30)를 통과하는 중에 가습될 수 있다. 여기서, 공기를 가습한다 함은 공기의 습도를 높이는 공정으로 정의된다.To this end, the air supplied to the fuel cell stack 20 may pass through the humidifier 30, and the air supplied along the air supply line may be humidified while passing through the humidifier 30. Here, humidifying the air is defined as a process of increasing the humidity of the air.

일 예로, 가습기(30)는 연료전지 스택(20)으로부터 배출되는 공기(습윤공기)를 이용하여 연료전지 스택(20)으로 공급되는 공기(건조공기)를 가습하도록 구성될 수 있다.As an example, the humidifier 30 may be configured to humidify the air (dry air) supplied to the fuel cell stack 20 using the air (wet air) discharged from the fuel cell stack 20.

가습기(30)는 연료전지 스택(20)으로부터 배출되는 공기(습윤공기)를 이용하여 건조공기를 가습할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 가습기(30)의 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The humidifier 30 may be provided in various structures capable of humidifying dry air using the air (humid air) discharged from the fuel cell stack 20, and the present invention may be limited or limited by the structure of the humidifier 30. It is not limited.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 가습기(30)는 공기압축기(미도시)와 연료전지 스택(20)의 사이에 마련되되, 가습기(30)에는 유입가스(건조 공기)가 유입(공급)되는 유입가스 공급포트(31), 가습기(30)의 내부를 통과한(가습 처리된) 유입가스(공기)가 배출되는 공기배출포트(유입가스 배출포트)(32), 연료전지 스택(20)으로부터 배출된 습윤공기가 공급되는 습윤공기 공급포트(33), 유입가스를 가습시킨 습윤공기를 외부로 배출하는 습윤공기 배출포트(34)가 마련될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the humidifier 30 is provided between an air compressor (not shown) and the fuel cell stack 20, and inlet gas (dry air) is introduced (supplied) to the humidifier 30. From the inflow gas supply port 31, the air discharge port (inflow gas discharge port) 32 through which the inflow gas (air) that has passed through the inside of the humidifier 30 (humidified) is discharged, and the fuel cell stack 20. A humid air supply port 33 through which discharged moist air is supplied and a humid air discharge port 34 through which humidified incoming gas is discharged to the outside may be provided.

유입가스 공급포트(31)를 통해 공급된 유입가스는, 가습기(30)의 내부(가습공간)에 마련된 가습막(예를 들어, 중공 사막)(미도시)을 통과하는 중에 습윤공기에 의해 가습 처리된 후, 공기배출포트(32)를 통해 연료전지 스택(20)으로 공급될 수 있다.The inflow gas supplied through the inflow gas supply port 31 is humidified by moist air while passing through a humidifying membrane (e.g., hollow membrane) (not shown) provided inside (humidifying space) of the humidifier 30. After processing, it can be supplied to the fuel cell stack 20 through the air discharge port 32.

아울러, 연료전지 스택(20)에서 배출되는 습윤공기(또는 응축수)는, 습윤공기 공급포트(33)로 공급되어 가습기(30)의 내부에서 유입가스(공기)를 가습시킨 후 습윤공기 배출포트(34)를 통해 외부로 배출될 수 있다.In addition, the wet air (or condensate) discharged from the fuel cell stack 20 is supplied to the wet air supply port 33, humidifies the incoming gas (air) inside the humidifier 30, and then is discharged through the wet air discharge port ( 34) and can be discharged to the outside.

또한, 가습기(30)에는 가습기(30)를 경유한 공기(공기 및 응축수) 및 수소(수소 및 응축수)를 외부로 배기하는 배기라인(미도시)이 연결될 수 있고, 배기라인에는 연료전지 스택(20)의 내부에 배압을 형성하기 위한 APC(air pressure control)(미도시) 및 배기가스(공기 및 수소)의 배기 소음을 저감시키기 위한 소음기(미도시) 등이 마련될 수 있다.In addition, the humidifier 30 may be connected to an exhaust line (not shown) that exhausts air (air and condensate) and hydrogen (hydrogen and condensate) passing through the humidifier 30 to the outside, and the exhaust line has a fuel cell stack ( 20), an air pressure control (APC) (not shown) to create back pressure and a silencer (not shown) to reduce exhaust noise of exhaust gas (air and hydrogen) may be provided.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 가습기(30)는, 가습공간(30a)을 정의하는 하우징(35a), 및 하우징(35a)의 단부에 마련되며 공기배출포트(32)가 구비된 하우징캡(35b)을 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the humidifier 30 includes a housing 35a defining a humidifying space 30a, and a housing cap (35a) provided at the end of the housing 35a and provided with an air discharge port 32. 35b) may be included.

하우징(35a)은 내부에 소정의 가습공간(30a)을 갖도록 마련된다.The housing 35a is provided to have a predetermined humidifying space 30a therein.

하우징(35a)의 형상 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 하우징(35a)의 형상 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 하우징(35a)은 내부에 수용 공간을 갖는 사각 박스 형태로 형성될 수 있다.The shape and structure of the housing 35a may vary depending on required conditions and design specifications, and the present invention is not limited or limited by the shape and structure of the housing 35a. As an example, the housing 35a may be formed in the shape of a square box with an accommodating space therein.

하우징(35a)의 일단에는 공기가 유입(공급)되는 유입가스 공급포트(31)가 마련되고, 하우징(35a)의 다른 일단에는 가습공간(30a)을 통과한 공기를 연료전지 스택(20)으로 배출하는 공기배출포트(32)가 형성된 하우징캡(35b)이 마련된다.An inlet gas supply port 31 through which air flows in (supplies) is provided at one end of the housing 35a, and at the other end of the housing 35a, air that has passed through the humidifying space 30a is supplied to the fuel cell stack 20. A housing cap (35b) in which an air discharge port (32) is formed is provided.

일 예로, 도 1 기준으로, 하우징(35a)의 좌측단에는 하우징캡(35b)이 마련될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 하우징의 우측단 또는 여타 다른 부위에 하우징캡을 마련하는 것도 가능하다.For example, based on FIG. 1, a housing cap 35b may be provided at the left end of the housing 35a. According to another embodiment of the present invention, it is also possible to provide a housing cap on the right end of the housing or other parts.

하우징(35a)의 가습공간(30a)에는 공기가 통과하는 가습막(미도시)이 마련되고, 가습공간(30a)에서 습윤공기는 가습막의 주변을 따라 유동할 수 있다.A humidifying membrane (not shown) through which air passes is provided in the humidifying space 30a of the housing 35a, and humid air in the humidifying space 30a can flow along the periphery of the humidifying membrane.

일 예로, 가습막은 내부를 따라 공기가 유동 가능한 튜브 형태의 중공사막(Hollow fiber membrane)으로 형성될 수 있으며, 하우징(35a)의 내부에서 가습막의 일단(입구단) 및 타단(출구단)은 포팅재(미도시)에 의해 고정될 수 있다.As an example, the humidifying membrane may be formed of a hollow fiber membrane in the form of a tube through which air can flow along the interior, and one end (entrance end) and the other end (outlet end) of the humidifying membrane within the housing 35a are potted. It can be fixed by material (not shown).

참고로, 가습막은 중공사막으로 형성되므로, 가습공간(30a)에 공급된 수분(예를 들어, 습윤공기의 수분)은 가습막의 외부에서 내부로 투과하여 공기에 전달될 수 있으나, 공기는 가습막의 내부에서 가습막의 외부로 투과될 수 없다.For reference, since the humidifying membrane is formed of a hollow fiber membrane, moisture (e.g., moisture in humid air) supplied to the humidifying space 30a may be transmitted to the air by penetrating from the outside of the humidifying membrane to the inside, but the air is It cannot penetrate from the inside to the outside of the humidifying membrane.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 가습공간에는 카트리지 케이스(미도시)가 마련될 수 있으며, 가습막을 카트리지 케이스의 내부에 수용하는 것도 가능하다.According to another embodiment of the present invention, a cartridge case (not shown) may be provided in the humidifying space, and it is also possible to accommodate the humidifying membrane inside the cartridge case.

공기공급배관(40)은 가습기(30)와 연료전지 스택(20)을 연결하도록 마련되며, 가습기(30)를 통과한 공기는 공기공급배관(40)을 따라 연료전지 스택(20)에 공급될 수 있다.The air supply pipe 40 is provided to connect the humidifier 30 and the fuel cell stack 20, and the air passing through the humidifier 30 is supplied to the fuel cell stack 20 along the air supply pipe 40. You can.

공기공급배관(40)은 가습기(30)와 연료전지 스택(20)을 연결할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 공기공급배관(40)의 종류 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The air supply pipe 40 can be provided in various structures that can connect the humidifier 30 and the fuel cell stack 20, and the present invention is not limited or limited by the type and structure of the air supply pipe 40. no.

일 예로, 공기공급배관(40)은 공기배출포트(32)에 연결될 수 있고, 공기공급배관(40)으로서는 곡선 형태(또는 직선 형태)를 갖는 통상의 튜브 또는 배관이 사용될 수 있다.For example, the air supply pipe 40 may be connected to the air discharge port 32, and a normal tube or pipe having a curved (or straight) shape may be used as the air supply pipe 40.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 공기공급배관(40)은, 공기공급유로(110a,110a')의 입구단과 가습기(30)를 연결하는 제1배관부재(40a), 및 공기공급유로(110a,110a')의 출구단과 연료전지 스택(20)을 연결하는 제2배관부재(40b)를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 공기공급배관을 단 하나의 배관부재로 구성하거나, 3개 이상의 배관부재를 이용하여 공기공급배관을 구성하는 것도 가능하다.According to a preferred embodiment of the present invention, the air supply pipe 40 includes a first piping member 40a connecting the inlet end of the air supply passages 110a and 110a' and the humidifier 30, and an air supply passage 110a. , 110a') and may include a second piping member 40b connecting the outlet end of the fuel cell stack 20. According to another embodiment of the present invention, it is possible to construct the air supply piping using only one piping member, or to construct the air supply piping using three or more piping members.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 기액분리부재(110) 및 커버부재(120)를 포함하는 기액분리장치(100)는 공기공급배관(40)을 따라 연료전지 스택(20)으로 공급되는 공기에서 액적을 포집하도록 마련된다.1 to 5, the gas-liquid separation device 100 including the gas-liquid separation member 110 and the cover member 120 separates the air from the air supplied to the fuel cell stack 20 along the air supply pipe 40. It is provided to collect liquid droplets.

보다 구체적으로, 기액분리부재(110)는 가습기(30)를 통과한 공기를 연료전지 스택(20)으로 안내하기 위한 공기공급유로(110a,110a')를 정의하도록 공기공급배관(40)에 연결되되, 기액분리부재(110)에는 공기공급유로(110a,110a')를 통과하는 공기의 와류에 의한 원심력에 의해 공기에 포함된 액적이 접촉 가능한 통과부(112)가 형성된다.More specifically, the gas-liquid separation member 110 is connected to the air supply pipe 40 to define air supply passages 110a and 110a' for guiding the air that has passed through the humidifier 30 to the fuel cell stack 20. However, the gas-liquid separation member 110 is formed with a passage portion 112 through which liquid droplets contained in the air can contact due to centrifugal force caused by the eddy current of the air passing through the air supply passages 110a and 110a'.

여기서, 공기공급유로(110a,110a')를 통과하는 공기의 와류라 함은, 공기가 공기공급유로(110a,110a')를 따라 이동할 시 발생하는 소용돌이 형태의 공기 흐름으로 정의될 수 있다.Here, the vortex of air passing through the air supply passages 110a and 110a' may be defined as a vortex-shaped air flow that occurs when air moves along the air supply passages 110a and 110a'.

이는, 가습기(30)를 통과한 공기가 공기공급배관(40)에 유입되면, 공기공급배관(40)의 내부에 소용돌이 형태를 갖는 공기의 와류가 발생함에 따라, 공기의 와류에 의한 원심력에 의해 공기중에 포함된 액적은 비중차에 의해 공기공급유로(110a,110a')의 중앙부를 기준으로 공기공급유로(110a,110a')의 가장자리(외각)로 밀려날 수 있고, 공기공급유로(110a,110a')의 대략 중앙부(기액분리부재 내부)를 따라서는 액적이 제거된 공기만이 이동할 수 있다는 것에 기인한 것이다.This means that when the air that has passed through the humidifier 30 flows into the air supply pipe 40, a vortex of air in the form of a vortex is generated inside the air supply pipe 40, and the centrifugal force caused by the vortex of the air generates Liquid droplets contained in the air may be pushed to the edge (outside) of the air supply passages (110a, 110a') based on the central part of the air supply passages (110a, 110a') due to the difference in specific gravity. This is due to the fact that only air from which droplets have been removed can move along approximately the central part (inside the gas-liquid separation member).

이와 같이, 공기의 와류에 의해 공기의 이동 흐름의 가장자리(공기공급유로의 가장자리 부위)로 밀려난된 액적은 통과부(112)를 거쳐 이동하는 중에 통과부(112)의 벽면에 접촉됨으로써 포집될 수 있고, 가습기(30)를 통과한 공기가 기액분리부재(110)를 따라 이동(도 2를 기준으로 상부 방향으로 이동)하는 동안 공기에 포함된 액적은 기액분리부재(110)를 매개로 공기로부터 분리될 수 있다.In this way, the droplets pushed to the edge of the air flow (edge of the air supply passage) by the air vortex can be collected by contacting the wall of the passage part 112 while moving through the passage part 112. Can be. While the air that has passed through the humidifier 30 moves along the gas-liquid separation member 110 (moving upward based on FIG. 2), the liquid droplets contained in the air are transferred to the air through the gas-liquid separation member 110. can be separated from

기액분리부재(110)는 공기공급유로(110a,110a')를 정의하면서 통과부(112)를 갖는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 기액분리부재(110)의 구조 및 형태에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The gas-liquid separation member 110 may be provided in various structures having a passage portion 112 while defining the air supply passages 110a and 110a', and the present invention is limited by the structure and shape of the gas-liquid separation member 110. It is not limited or limited.

일 예로, 기액분리부재(110)는 대략 중공의 원통(드럼) 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 기액분리부재가 사각 단면 또는 여타 다른 단면 형태를 갖도록 구성하는 것도 가능하다.As an example, the gas-liquid separation member 110 may be formed to have a substantially hollow cylindrical (drum) shape. According to another embodiment of the present invention, it is also possible to configure the gas-liquid separation member to have a square cross-section or any other cross-sectional shape.

통과부(112)는 공기 흐름의 가장자리로 밀려난 액적인 접촉 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 통과부(112)의 구조 및 형태에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The passing part 112 may be provided in various structures capable of contacting droplets pushed to the edge of the air flow, and the present invention is not limited or limited by the structure and shape of the passing part 112.

일 예로, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 통과부(112)는 기액분리부재(110)의 원주 방향을 따라 연속적인 슬롯 형태(예를 들어, 곡선 슬롯 형태)를 갖도록 기액분리부재(110)의 벽면에 관통되게 형성될 수 있다.As an example, referring to FIGS. 2 and 3, according to a preferred embodiment of the present invention, the passage portion 112 has a continuous slot shape (for example, a curved slot shape) along the circumferential direction of the gas-liquid separation member 110. ) may be formed to penetrate the wall of the gas-liquid separation member 110.

바람직하게, 통과부(112)는 기액분리부재(110)의 길이 방향(공기의 이동 방향)을 따라 이격되게 복수개가 마련될 수 있다.Preferably, a plurality of passage parts 112 may be provided to be spaced apart along the longitudinal direction (air movement direction) of the gas-liquid separation member 110.

통과부(112)의 사이즈(예를 들어, 도 2 및 도 3을 기준으로 상하 방향을 따른 통과부의 폭)(L1,L2)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 통과부(112)의 사이즈에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The size of the passing part 112 (e.g., the width of the passing part along the vertical direction with respect to FIGS. 2 and 3) (L1, L2) can be changed in various ways depending on the required conditions and design specifications, and the The present invention is not limited or restricted by the size of the portion 112.

참고로, 전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 통과부(112)가 대략 수평 방향을 따라 형성된 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 통과부를 수평 방향에 대해 경사지게 형성하거나 불규칙적인 구조(불규칙적인 간격 또는 불규칙한 형태)로 형성하는 것도 가능하다.For reference, in the above-described and illustrated embodiment of the present invention, the passage portion 112 is formed as an example in a substantially horizontal direction. However, according to another embodiment of the present invention, the passage portion is formed at an angle with respect to the horizontal direction or is formed irregularly. It is also possible to form a phosphorus structure (irregularly spaced or irregularly shaped).

다른 일 예로, 도 4 및 도 5를 참조하면, 통과부(112')는 기액분리부재(110')의 원주 방향을 따라 이격되게 기액분리부재(110')의 벽면에 복수개가 마련될 수 있다.As another example, referring to FIGS. 4 and 5, a plurality of passing portions 112' may be provided on the wall of the gas-liquid separation member 110' to be spaced apart along the circumferential direction of the gas-liquid separation member 110'. .

예를 들어, 기액분리부재(110')의 벽면에는 일정한 간격으로 이격되게 복수개의 통과부(112')가 관통되게 형성될 수 있다.For example, a plurality of passing portions 112' may be formed to penetrate the wall of the gas-liquid separation member 110' at regular intervals.

이하에서는 복수개의 통과부(112')가 대략 원형홀 형태로 형성된 예를 들어 설명하기로 한다. 다르게는 통과부가 사각 형태 또는 여타 다른 형태를 갖도록 구성하는 것도 가능하다.Hereinafter, an example in which the plurality of passing portions 112' are formed in a substantially circular hole shape will be described. Alternatively, it is possible to configure the passing portion to have a square shape or any other shape.

아울러, 복수개의 통과부(112')의 사이즈(예를 들어, 직경) 및 이격 간격(예를 들어, 상하 방향을 따른 이격 간격 또는 원주 방향을 따른 이격 간격)은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 통과부(112')의 사이즈 및 이격 간격에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.In addition, the size (e.g., diameter) and spacing (e.g., spacing along the vertical direction or spacing along the circumferential direction) of the plurality of passing portions 112' depend on required conditions and design specifications. It can be changed in various ways, and the present invention is not limited or limited by the size and spacing of the passage portion 112'.

커버부재(120)는 기액분리부재(110)에 의해 포집된 액적을 포집하는 포집공간(120a)을 정의하도록 기액분리부재(110)의 둘레를 감싸도록 제공된다.The cover member 120 is provided to surround the gas-liquid separation member 110 to define a collection space 120a that collects the liquid droplets collected by the gas-liquid separation member 110.

커버부재(120)는 기액분리부재(110)의 둘레를 전체적으로 감싸도록 마련되며, 기액분리부재(110)를 통해 공기로부터 분리된 액적은 연료전지 스택(20)으로 유입되지 않고, 커버부재(120)의 내부에 포집될 수 있다.The cover member 120 is provided to entirely surround the circumference of the gas-liquid separation member 110, and liquid droplets separated from the air through the gas-liquid separation member 110 do not flow into the fuel cell stack 20, and the cover member 120 ) can be captured inside.

또한, 공기의 와류(vortex)에 의한 원심력에 의해 공기의 이동 흐름의 가장자리로 밀려난(비산된) 액적 중 일부는, 통과부(112)를 통과한 후 커버부재(120)의 내면에 직접 충돌(접촉)함으로써 포집공간(120a)에 포집될 수 있다.In addition, some of the droplets pushed (scattered) to the edge of the moving air flow by the centrifugal force caused by the vortex of the air directly collide with the inner surface of the cover member 120 after passing through the passage part 112. It can be collected in the collection space 120a by (contacting) it.

커버부재(120)는 기액분리부재(110)의 둘레를 전체적으로 감쌀 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 커버부재(120)의 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The cover member 120 may be provided in various structures that can entirely surround the gas-liquid separation member 110, and the present invention is not limited or limited by the structure of the cover member 120.

일 예로, 커버부재(120)는 기액분리부재(110)의 둘레를 감쌀수 있는 중공의 원통(드럼) 형태로 형성될 수 있다.As an example, the cover member 120 may be formed in the shape of a hollow cylinder (drum) that can surround the circumference of the gas-liquid separation member 110.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 기액분리부재(110)는 제1직경을 갖도록 제공되고, 커버부재(120)는 제1직경보다 큰 제2직경을 갖도록 제공되어 기액분리부재(110)로부터 이격(예를 들어, 균일한 간격으로 이격)되게 배치되되, 통과부(112)는 기액분리부재(110)의 벽면을 관통하도록 제공되고, 기액분리부재(110)와 커버부재(120)의 사이에 정의될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the gas-liquid separation member 110 is provided to have a first diameter, and the cover member 120 is provided to have a second diameter larger than the first diameter to be spaced apart from the gas-liquid separation member 110. They are arranged (e.g., spaced apart at even intervals), and the passing portion 112 is provided to penetrate the wall of the gas-liquid separation member 110 and is located between the gas-liquid separation member 110 and the cover member 120. can be defined.

예를 들어, 기액분리부재(110)는 커버부재(120)의 내부에 수용된 상태에서 커버부재(120)와 융착(예를 들어, 초음파 융착)될 수 있다. 다르게는 별도의 체결부재를 이용하여 기액분리부재와 커버부재를 체결하는 것도 가능하며, 기액분리부재(110)와 커버부재(120)의 체결 방식에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.For example, the gas-liquid separation member 110 may be fused (eg, ultrasonic fused) to the cover member 120 while accommodated inside the cover member 120. Alternatively, it is possible to fasten the gas-liquid separation member and the cover member using a separate fastening member, and the present invention is not restricted or limited by the fastening method of the gas-liquid separation member 110 and the cover member 120.

참고로, 전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 커버부재(120)의 내면이 평평한 구조(평평한 곡면)로 형성된 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 커버부재의 내면을 울퉁불퉁한 구조(예를 들어, 엠보싱 구조의 곡면)로 형성하는 것도 가능하다.For reference, in the above-mentioned and illustrated embodiment of the present invention, the inner surface of the cover member 120 is described as an example in which it is formed as a flat structure (flat curved surface), but according to another embodiment of the present invention, the inner surface of the cover member 120 is uneven. It is also possible to form one structure (for example, a curved surface with an embossed structure).

기액분리부재(110) 및 커버부재(120)의 재질은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 기액분리부재(110) 및 커버부재(120)의 재질에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The materials of the gas-liquid separation member 110 and the cover member 120 may vary depending on the required conditions and design specifications, and the present invention is limited by the materials of the gas-liquid separation member 110 and the cover member 120. It is not limited or limited.

일 예로, 기액분리부재(110) 및 커버부재(120)는 통상의 합성수지 재질로 형성될 수 있다. 다르게는 기액분리부재 및 커버부재를 금속 또는 여타 다른 재질로 형성하는 것도 가능하다.As an example, the gas-liquid separation member 110 and the cover member 120 may be formed of a common synthetic resin material. Alternatively, it is possible to form the gas-liquid separation member and the cover member from metal or other materials.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 연료전지 시스템(10)은, 중력 방향을 따라 커버부재(120)의 최하단부에 마련되며, 커버부재(120)의 내면에 포집된 액적을 공기공급유로(110a,110a')의 입구단으로 안내하는 경사안내부(122)를 포함할 수 있다.2 to 5, according to a preferred embodiment of the present invention, the fuel cell system 10 is provided at the lowermost end of the cover member 120 along the direction of gravity, and the fuel cell system 10 is collected on the inner surface of the cover member 120. It may include an inclined guide portion 122 that guides the liquid droplets to the inlet ends of the air supply passages 110a and 110a'.

이와 같이, 커버부재(120)의 최하단부에 경사안내부(122)를 마련하는 것에 의하여, 예를 들어 공기압축기의 작동 정지시, 포집공간(120a)에 포집된 액적은 포집공간(120a) 내에 정체되지 않고 경사안내부(122)를 따라 자연스럽게 흘러 내린 후, 가습기(30)의 내부(예를 들어, 하우징캡의 내부)에 공급될 수 있다.In this way, by providing the inclined guide portion 122 at the lowermost end of the cover member 120, for example, when the air compressor stops operating, the liquid droplets collected in the collection space 120a stagnate in the collection space 120a. After naturally flowing down along the inclined guide 122, it may be supplied to the inside of the humidifier 30 (for example, the inside of the housing cap).

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 기액분리장치(100)에 의해 포집된 후 가습기(30)에 회수된 액적은 다시 가습기(30)를 통과하는 공기를 가습하는데 사용될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the liquid droplets collected by the gas-liquid separator 100 and then recovered in the humidifier 30 can be used to humidify the air passing through the humidifier 30 again.

일 예로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 연료전지 시스템(10)은, 하우징캡(35b)의 내부 공간과 하우징(35a)의 내부 공간을 연통되게 연결하는 대략 "L"자 형태의 회수배관(미도시)을 포함할 수 있고, 기액분리장치(100)에 의해 공기로부터 분리된 후 하우징캡(35b)의 내부에 회수된 액적은, 연료전지 스택(20)의 다음 시동시(연료전지 스택의 작동이 정지된 후 재시동시), 하우징(35a)(저압)과 하우징캡(35b)(고압)의 압력차에 의해 회수배관을 따라 하우징(35a)의 내부(가습공간)으로 공급될 수 있다.For example, according to a preferred embodiment of the present invention, the fuel cell system 10 has an approximately “L” shaped recovery pipe connecting the inner space of the housing cap 35b and the inner space of the housing 35a in communication. It may include (not shown), and the liquid droplets recovered inside the housing cap 35b after being separated from the air by the gas-liquid separator 100 are, at the next start-up of the fuel cell stack 20 (fuel cell stack When restarting after the operation is stopped), the pressure difference between the housing 35a (low pressure) and the housing cap 35b (high pressure) can be supplied to the inside (humidifying space) of the housing 35a along the recovery pipe. .

이와 같이, 본 발명의 실시예는 기액분리장치(100)에 의해 포집된 액적이 다시 가습기(30)의 가습공간(30a)에 공급되도록 하는 것에 의하여, 가습기(30)의 가습 성능 및 효율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As such, the embodiment of the present invention improves the humidification performance and efficiency of the humidifier 30 by allowing the liquid droplets collected by the gas-liquid separator 100 to be supplied back to the humidification space 30a of the humidifier 30. You can get beneficial effects by doing so.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 가습기에 회수된 액적을 공기를 가습하는 용도로 사용하지 않고 그대로 가습기의 외부로 배출하는 것도 가능하다.According to another embodiment of the present invention, it is possible to discharge the liquid droplets recovered in the humidifier to the outside of the humidifier without using them for humidifying the air.

전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 기액분리장치(100)에 의해 포집된 액적이 하우징캡(35b)을 거쳐 가습공간(30a)(하우징의 내부 공간)으로 공급되는 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 기액분리장치(100)에 의해 포집된 액적을 하우징캡(35b)을 거치지 않고 가습기(30)의 가습공간(30a)으로 직접 공급하는 것도 가능하다.In the above-described and illustrated embodiment of the present invention, the liquid droplets collected by the gas-liquid separator 100 are supplied to the humidifying space 30a (inner space of the housing) through the housing cap 35b. According to another preferred embodiment of the present invention, it is possible to directly supply the liquid droplets collected by the gas-liquid separator 100 to the humidifying space 30a of the humidifier 30 without passing through the housing cap 35b.

도 6 및 도 7을 참조하면, 연료전지 시스템(10)은, 포집공간(120a)과 연통되게 커버부재(120)에 마련되며 액적을 커버부재(120)의 외부로 배출하는 액적배출포트(130), 및 일단은 액적배출포트(130)에 연결되고 다른 일단은 가습기(30)의 가습공간(30a)에 연결되는 액적안내배관(140)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 6 and 7, the fuel cell system 10 is provided on the cover member 120 in communication with the collection space 120a and has a liquid droplet discharge port 130 that discharges liquid droplets to the outside of the cover member 120. ), and a liquid droplet guide pipe 140, one end of which is connected to the liquid droplet discharge port 130 and the other end of which is connected to the humidification space 30a of the humidifier 30.

액적배출포트(130)는 커버부재(120)의 내부(포집공간)에 포집된 액적을 커버부재(120)의 벽면을 통과하여 커버부재(120)의 외부로 배출할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 액적배출포트(130)의 구조 및 위치에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The droplet discharge port 130 may be provided in various structures that can discharge liquid droplets collected inside (collection space) of the cover member 120 to the outside of the cover member 120 through the wall surface of the cover member 120. The present invention is not limited or limited by the structure and location of the droplet discharge port 130.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 포집공간(120a)의 하단부는 커버부재(120)의 내부에 포집된 액적을 수용할 수 있는 일종의 챔버 구조로 제공될 수 있고, 액적배출포트(130)는 중력 방향을 따라 포집공간(120a)의 최하단에 연통되게 마련될 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the lower part of the collection space 120a may be provided as a kind of chamber structure capable of accommodating the liquid droplets collected inside the cover member 120, and the liquid droplet discharge port 130 may be provided. It may be provided to communicate with the bottom of the collection space 120a along the direction of gravity.

액적안내배관(140)은 액적배출포트(130)와 가습기(30)의 가습공간(30a)을 연결할 수 있는 다양한 튜브 또는 배관으로 구성될 수 있으며, 액적안내배관(140)의 구조 및 형태에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The droplet guide pipe 140 may be composed of various tubes or pipes that can connect the droplet discharge port 130 and the humidification space 30a of the humidifier 30, and can be configured according to the structure and shape of the droplet guide pipe 140. The present invention is not limited or restricted.

포집공간(120a)에 수용된 액적은 포집공간(120a)(고압)과 하우징(35a)(저압)의 압력차 또는 수두차에 의해 액적안내배관(140)을 따라 가습기(30)의 가습공간(30a)으로 공급될 수 있다.The liquid droplets contained in the collection space (120a) are transferred to the humidifying space (30a) of the humidifier (30) along the droplet guide pipe (140) by the pressure difference or head difference between the collection space (120a) (high pressure) and the housing (35a) (low pressure). ) can be supplied.

이와 같이, 본 발명의 실시예는 커버부재(120)에 액적배출포트(130)를 마련하고, 액적배출포트(130)를 통해 배출된 액적이 액적안내배관(140)을 따라 가습기(30)의 가습공간(30a)으로 회수되도록 하는 것에 의하여, 공기압축기의 작동(연료전지 스택(20)의 작동)중에도 포집공간(120a)에 포집된 액적을 가습기(30)의 가습공간(30a)으로 공급하는 것이 가능하다.In this way, the embodiment of the present invention provides a liquid droplet discharge port 130 in the cover member 120, and the liquid droplets discharged through the liquid droplet discharge port 130 travel to the humidifier 30 along the liquid droplet guide pipe 140. By allowing the liquid droplets collected in the collection space 120a to be returned to the humidification space 30a even during the operation of the air compressor (operation of the fuel cell stack 20), the droplets are supplied to the humidification space 30a of the humidifier 30. It is possible.

즉, 기액분리장치(100)에 의해 포집된 액적이 하우징캡(35b)을 거쳐 가습공간(30a)(하우징의 내부 공간)으로 공급되는 구조의 경우, 공기압축기가 작동(연료전지 스택(20)의 작동)하는 중에는 기액분리장치(100)를 통과하여 연료전지 스택(20)으로 공급되는 공기의 압력에 의해 포집공간(120a)에 포집된 액적이 하우징캡(35b)으로 회수되기 어렵다.That is, in the case of a structure in which the liquid droplets collected by the gas-liquid separator 100 are supplied to the humidifying space 30a (inner space of the housing) through the housing cap 35b, the air compressor operates (fuel cell stack 20) During operation, it is difficult for the liquid droplets collected in the collection space 120a to be recovered into the housing cap 35b due to the pressure of the air passing through the gas-liquid separator 100 and supplied to the fuel cell stack 20.

반면, 본 발명의 다른 실시예는 기액분리장치(100)에 의해 포집된 액적이 액적배출포트(130) 및 액적안내배관(140)을 따라 가습기(30)의 가습공간(30a)으로 회수되도록 하는 것에 의하여, 공기압축기의 작동(연료전지 스택의 작동) 여부에 구애받지 않고, 예를 들어, 압축기의 작동(연료전지 스택의 작동)중에도, 포집공간(120a)에 포집된 액적을 가습기(30)의 가습공간(30a)으로 공급하는 것이 가능하다.On the other hand, another embodiment of the present invention allows the liquid droplets collected by the gas-liquid separator 100 to be recovered into the humidifying space 30a of the humidifier 30 along the liquid droplet discharge port 130 and the liquid droplet guide pipe 140. Accordingly, regardless of whether the air compressor is operating (operation of the fuel cell stack), for example, even during operation of the compressor (operation of the fuel cell stack), the liquid droplets collected in the collection space 120a are stored in the humidifier 30. It is possible to supply to the humidifying space (30a).

전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 기액분리장치(100)에 의해 포집된 액적이 별도의 액적안내배관(140)을 따라 가습기(30)의 가습공간(30a)으로 회수되는 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 기액분리장치(100)에 의해 포집된 액적이 별도의 액적안내배관(140)을 거치지 않고 가습기(30)에 마련된 액적안내부(36)를 따라 가습기(30)의 가습공간(30a)으로 공급되도록 구성하는 것도 가능하다.In the embodiment of the present invention described above and shown, an example is given in which the liquid droplets collected by the gas-liquid separator 100 are recovered into the humidifying space 30a of the humidifier 30 along a separate liquid droplet guide pipe 140. However, according to another preferred embodiment of the present invention, the liquid droplets collected by the gas-liquid separator 100 do not pass through a separate liquid droplet guide pipe 140, but are transferred to the humidifier along the droplet guide part 36 provided in the humidifier 30. It is also possible to configure it to be supplied to the humidifying space (30a) of (30).

도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 연료전지 시스템(10)은, 포집공간(120a)과 연통되게 공기배출포트(32)에 마련되며, 커버부재(120)에 포집된 액적이 수용되는 액적수용챔버(39), 및 가습기(30)에 마련되며 액적수용챔버(39)와 가습공간(30a)을 연통되게 연결하는 액적안내유로(36a)를 정의하는 액적안내부(36)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 8 to 10, according to a preferred embodiment of the present invention, the fuel cell system 10 is provided at the air discharge port 32 in communication with the collection space 120a, and is connected to the cover member 120. A droplet receiving chamber 39 in which the collected liquid droplets are received, and a droplet guide portion defining a droplet guide passage 36a provided in the humidifier 30 and connecting the droplet receiving chamber 39 and the humidification space 30a in communication. (36) may be included.

일 예로, 액적수용챔버(39)는 공기배출포트(32)의 둘레를 따라 연속적인 링 형태를 갖도록 포집공간(120a)과 연통되게 마련될 수 있다.For example, the droplet receiving chamber 39 may be provided in communication with the collection space 120a to have a continuous ring shape along the circumference of the air discharge port 32.

액적안내부(36)는 액적수용챔버(39)와 가습공간(30a)을 연통되게 연결하는 액적안내유로(36a)를 정의할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 액적안내부(36)의 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The droplet guide 36 may be provided in various structures that can define a droplet guide passage 36a that connects the droplet receiving chamber 39 and the humidification space 30a. The present invention is not limited or limited by the structure.

일 예로, 액적안내부(36)는 대략 직선 터널 형태의 액적안내유로(36a)를 정의하도록 가습기(30)의 상부(하우징 및 하우징캡의 상부)에 형성될 수 있으며, 포집공간(120a)을 거쳐 액적수용챔버(39)에 수용된 액적은 액적수용챔버(39)(고압)와 하우징(35a)(저압)의 압력차 또는 수두차에 의해 액적안내유로(36a)를 따라 가습기(30)의 가습공간(30a)으로 공급될 수 있다.As an example, the droplet guide portion 36 may be formed on the upper part of the humidifier 30 (upper part of the housing and housing cap) to define a droplet guide passage 36a in the form of an approximately straight tunnel, and may be formed in the collection space 120a. The liquid droplets received in the droplet receiving chamber 39 are humidified by the humidifier 30 along the droplet guide passage 36a due to the pressure difference or head difference between the liquid droplet receiving chamber 39 (high pressure) and the housing 35a (low pressure). It may be supplied to the space 30a.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 연료전지 시스템(10)은, 공기배출포트(32)를 마주하는 커버부재(120)의 단부에 연장되며 공기공급배관(40)의 내부에 수용되는 연장커버부(124), 및 공기배출포트(32)에 마련되며 공기공급배관(40)의 내부에서 가습기(30)에 대해 연장커버부(124)를 지지하는 지지부(38)를 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the fuel cell system 10 includes an extended cover portion that extends to the end of the cover member 120 facing the air discharge port 32 and is accommodated inside the air supply pipe 40. (124), and may include a support portion (38) provided at the air discharge port (32) and supporting the extension cover portion (124) with respect to the humidifier (30) inside the air supply pipe (40).

연장커버부(124)는 공기공급배관(40)(제1배관부재)의 내부에 수용 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 연장커버부(124)의 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The extension cover part 124 can be provided in various structures that can be accommodated inside the air supply pipe 40 (first piping member), and the present invention is not limited or limited by the structure of the extension cover part 124. no.

일 예로, 연장커버부(124)는 대략 중공의 링 형태를 갖도록 커버부재(120)의 하단부(중력 방향을 따른 하단부)에 형성될 수 있다. 다르게는, 커버부재의 원주 방향을 따라 이격되게 하단부에 복수개의 연장커버부를 형성하는 것도 가능하다.As an example, the extended cover part 124 may be formed at the lower end (lower end along the direction of gravity) of the cover member 120 to have a substantially hollow ring shape. Alternatively, it is also possible to form a plurality of extended cover parts at the lower end to be spaced apart along the circumferential direction of the cover member.

지지부(38)는 가습기(30)에 대해 연장커버부(124)를 지지하도록 공기배출포트(32)(예를 들어, 액적수용챔버의 내측)에 마련된다.The support portion 38 is provided at the air discharge port 32 (eg, inside the droplet receiving chamber) to support the extended cover portion 124 with respect to the humidifier 30.

지지부(38)는 연장커버부(124)를 지지할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 지지부(38)의 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The support portion 38 may be provided in various structures capable of supporting the extension cover portion 124, and the present invention is not limited or limited by the structure of the support portion 38.

일 예로, 지지부(38)는 연장커버부(124)에 대응하는 중공의 링 형태로 형성될 수 있다.As an example, the support portion 38 may be formed in a hollow ring shape corresponding to the extension cover portion 124.

이와 같이, 본 발명의 실시예는, 연장커버부(124)가 지지부(38)에 지지되도록 하는 것에 의하여, 가습기(30)에 대한 기액분리장치(100)의 배치 상태를 안정적으로 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As such, the embodiment of the present invention has the advantageous effect of stably maintaining the arrangement of the gas-liquid separation device 100 with respect to the humidifier 30 by allowing the extension cover portion 124 to be supported on the support portion 38. can be obtained.

즉, 기액분리장치(100)의 성능을 확보하기 위해서는 기액분리장치(100)의 길이(상하 방향을 따른 길이)가 충분하게 확보될 수 있어야 하는데, 기액분리장치(100)의 길이가 증가함에 따른 무게 증가로 인해 공기공급배관(40)(제1배관부재)이 휘어지거나 꺽여지면, 공기공급배관(40)을 따라 공기가 원활하게 이동하기 어렵고, 기액분리장치(100)의 배치 상태를 안정적으로 유지하기 어려운 문제점이 있다.In other words, in order to secure the performance of the gas-liquid separator 100, the length (length along the vertical direction) of the gas-liquid separator 100 must be sufficiently secured. As the length of the gas-liquid separator 100 increases, If the air supply pipe 40 (first piping member) is bent or bent due to an increase in weight, it is difficult for air to move smoothly along the air supply pipe 40, and the arrangement of the gas-liquid separator 100 must be stabilized. There is a problem that is difficult to maintain.

하지만, 본 발명의 실시예는 연장커버부(124) 및 지지부(38)를 매개로 가습기(30)에 대해 기액분리장치(100)가 지지되도록 하는 것에 의하여, 공기공급배관(40)의 변형 및 휘어짐을 억제할 수 있으므로, 공기의 원활한 흐름을 보장하고 기액분리장치(100)의 배치 상태를 안정적으로 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.However, in the embodiment of the present invention, the gas-liquid separator 100 is supported with respect to the humidifier 30 via the extension cover part 124 and the support part 38, thereby causing deformation and deformation of the air supply pipe 40. Since bending can be suppressed, the advantageous effect of ensuring a smooth flow of air and stably maintaining the arrangement of the gas-liquid separator 100 can be obtained.

또한, 가습기(30)의 공기배출포트(32)와 기액분리장치(100)를 연결하는 공기공급배관(40)이 연료전지 스택(20)으로 공급되는 공기의 압력에 의해 외측으로 과도하게 팽창(제1배관부재의 이너 배관부가 팽창하며 제1배관부재의 아우터 배관부의 내면에 접촉)되면, 포집공간(120a)에서 액적수용챔버(39)로 액적이 이동하는 경로가 공기공급배관(40)에 의해 막히게 되는 문제점이 있다.In addition, the air supply pipe 40 connecting the air discharge port 32 of the humidifier 30 and the gas-liquid separator 100 is excessively expanded outward due to the pressure of the air supplied to the fuel cell stack 20. When the inner piping part of the first piping member expands and comes into contact with the inner surface of the outer piping part of the first piping member, the path through which the liquid droplets move from the collection space 120a to the droplet receiving chamber 39 is along the air supply piping 40. There is a problem that is blocked by .

하지만, 본 발명의 실시예는 연장커버부(124) 및 지지부(38)를 공기공급배관(40)의 내부에 배치(제1배관부재의 아우터 배관부와 제1배관부재의 이너 배관부의 사이에 배치)하는 것에 의하여, 연장커버부(124) 및 지지부(38)에 의해 제1배관부재(40a)의 이너 배관부의 과도한 팽창을 억제할 수 있으므로, 포집공간(120a)에서 액적수용챔버(39)로 액적이 이동하는 경로의 막힘 현상을 미련에 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.However, in the embodiment of the present invention, the extension cover part 124 and the support part 38 are disposed inside the air supply pipe 40 (between the outer piping part of the first piping member and the inner piping part of the first piping member). Since excessive expansion of the inner piping portion of the first piping member 40a can be suppressed by the extension cover portion 124 and the support portion 38, the droplet receiving chamber 39 is formed in the collection space 120a. This can achieve the advantageous effect of preventing blockage of the path along which the droplet moves.

다만, 도 10과 같이, 기액분리장치(100)의 길이가 짧거나, 공기공급배관(40)이 공기의 압력에 의해 팽창하지 않는 강성 또는 구조를 가질 수 있다면, 별도의 연장커버부(도 9의 124 참조)와 지지부(도 9의 38 참조)를 배제하고, 오로지 공기공급배관(40)만으로 가습기(30)에 대해 기액분리장치(100)를 지지하는 것도 가능하다.However, as shown in FIG. 10, if the length of the gas-liquid separator 100 is short or the air supply pipe 40 has a rigidity or structure that does not expand due to air pressure, a separate extension cover part (FIG. 9 It is also possible to support the gas-liquid separation device 100 with respect to the humidifier 30 only with the air supply pipe 40, excluding the (see 124 of ) and the support portion (see 38 in FIG. 9).

한편, 전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 기액분리장치(100)와 가습기(30)의 공기배출포트(32)가 공기공급배관(40)(제1배관부재)을 매개로 연결된 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기액분리장치를 가습기의 공기배출포트에 직접 연결하는 것도 가능하다.Meanwhile, in the embodiment of the present invention described above and shown, for example, the air discharge port 32 of the gas-liquid separator 100 and the humidifier 30 is connected via the air supply pipe 40 (first piping member). Although described, according to another embodiment of the present invention, it is also possible to directly connect the gas-liquid separation device to the air discharge port of the humidifier.

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.Although the above description focuses on the examples, this is only an example and does not limit the present invention, and those skilled in the art will be able to You will see that various variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the examples can be modified and implemented. And these variations and differences in application should be construed as being included in the scope of the present invention as defined in the appended claims.

10 : 연료전지 시스템
20 : 연료전지 스택
30 : 가습기
30a : 가습공간
31 : 유입가스 공급포트
32 : 공기배출포트
33 : 습윤공기 공급포트
34 : 습윤공기 배출포트
35a : 하우징
35b : 하우징캡
36 : 액적안내부
36a : 액적안내유로
38 : 지지부
39 : 액적수용챔버
40 : 공기공급배관
40a : 제1배관부재
40b : 제2배관부재
100 : 기액분리장치
110,110' : 기액분리부재
110a,110a' : 공기공급유로
112,112' : 통과부
120 : 커버부재
120a : 포집공간
122 : 경사안내부
124 : 연장커버부
130 : 액적배출포트
140 : 액적안내배관10: Fuel cell system
20: Fuel cell stack
30: Humidifier
30a: Humidifying space
31: Inflow gas supply port
32: Air discharge port
33: Humid air supply port
34: Wet air discharge port
35a: housing
35b: housing cap
36: Droplet guide part
36a: Droplet guide passage
38: support part
39: Droplet receiving chamber
40: air supply pipe
40a: first piping member
40b: Second piping member
100: Gas-liquid separation device
110,110': Gas-liquid separation member
110a, 110a': Air supply channel
112,112': Pass section
120: cover member
120a: collection space
122: Slope information unit
124: Extension cover part
130: Liquid droplet discharge port
140: Droplet guide pipe

Claims (17)

가습기를 통과한 공기를 연료전지 스택으로 안내하기 위한 공기공급유로를 정의하며, 상기 공기의 와류(vortex)에 의한 원심력에 의해 상기 공기에 포함된 액적이 접촉 가능하게 통과부가 형성된 기액분리부재; 및
상기 기액분리부재의 둘레를 감싸도록 제공되며, 상기 기액분리부재에 의해 상기 공기로부터 분리된 상기 액적을 포집하는 포집공간을 정의하는 커버부재;
를 포함하는 기액분리장치.
a gas-liquid separation member that defines an air supply passage for guiding the air that has passed through the humidifier to the fuel cell stack, and has a passing portion through which liquid droplets contained in the air can contact due to centrifugal force caused by a vortex of the air; and
a cover member provided to surround the gas-liquid separation member and defining a collection space for collecting the liquid droplets separated from the air by the gas-liquid separation member;
A gas-liquid separation device comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 기액분리부재는 제1직경을 갖도록 제공되고,
상기 커버부재는 상기 제1직경보다 큰 제2직경을 갖도록 제공되어 상기 기액분리부재로부터 이격되게 배치되되,
상기 통과부는 상기 기액분리부재의 벽면을 관통하도록 제공되고, 상기 포집공간은 상기 기액분리부재와 상기 커버부재의 사이에 정의되는 기액분리장치.
According to paragraph 1,
The gas-liquid separation member is provided to have a first diameter,
The cover member is provided to have a second diameter larger than the first diameter and is arranged to be spaced apart from the gas-liquid separation member,
A gas-liquid separation device wherein the passing portion is provided to penetrate the wall of the gas-liquid separation member, and the collection space is defined between the gas-liquid separation member and the cover member.
 제1항에 있어서,
상기 통과부는 상기 기액분리부재의 원주 방향을 따라 이격되게 상기 기액분리부재의 벽면에 복수개가 마련되는 기액분리장치.
According to paragraph 1,
A gas-liquid separation device in which a plurality of passing portions are provided on the wall of the gas-liquid separation member to be spaced apart along the circumferential direction of the gas-liquid separation member.
 제1항에 있어서,
상기 통과부는 상기 기액분리부재의 원주 방향을 따라 연속적인 슬롯 형태로 제공되는 기액분리장치.
According to paragraph 1,
A gas-liquid separation device wherein the passing portion is provided in the form of a continuous slot along the circumferential direction of the gas-liquid separation member.
 제1항에 있어서,
중력 방향을 따라 상기 커버부재의 최하단부에 마련되며, 상기 커버부재의 내면에 포집된 상기 액적을 상기 공기공급유로의 입구단으로 안내하는 경사안내부를 포함하는 기액분리장치.
According to paragraph 1,
A gas-liquid separator comprising an inclined guide provided at the lowermost end of the cover member along the direction of gravity and guiding the liquid droplets collected on the inner surface of the cover member to the inlet end of the air supply passage.
 제1항에 있어서,
상기 포집공간과 연통되게 상기 커버부재에 마련되며, 상기 액적을 상기 커버부재의 외부로 배출하는 액적배출포트; 및
일단은 상기 액적배출포트에 연결되고 다른 일단은 상기 가습기의 가습공간에 연결되는 액적안내배관;
을 포함하는 기액분리장치.
According to paragraph 1,
a liquid droplet discharge port provided on the cover member to communicate with the collection space and discharge the liquid droplets to the outside of the cover member; and
a liquid droplet guiding pipe, one end of which is connected to the liquid droplet discharge port and the other end connected to a humidifying space of the humidifier;
A gas-liquid separation device comprising a.
 연료전지 스택으로 공급되는 공기를 가습하는 가습기;
상기 가습기와 상기 연료전지 스택을 연결하며, 상기 가습기를 통과한 상기 공기를 상기 연료전지 스택으로 공급되는 공기공급배관;
상기 공기공급배관에 연결되되, 상기 공기를 상기 연료전지 스택으로 안내하기 위한 공기공급유로를 정의하며, 상기 공기의 와류(vortex)에 의한 원심력에 의해 상기 공기에 포함된 액적이 접촉 가능하게 통과부가 형성된 기액분리부재; 및
상기 기액분리부재의 둘레를 감싸도록 제공되며, 상기 기액분리부재에 의해 상기 공기로부터 분리된 상기 액적을 포집하는 포집공간을 정의하는 커버부재;
를 포함하는 연료전지 시스템.
A humidifier that humidifies the air supplied to the fuel cell stack;
an air supply pipe connecting the humidifier and the fuel cell stack and supplying the air that has passed through the humidifier to the fuel cell stack;
It is connected to the air supply pipe, and defines an air supply passage for guiding the air to the fuel cell stack, and has a passing part that allows liquid droplets contained in the air to come into contact with the centrifugal force caused by the vortex of the air. The formed gas-liquid separation member; and
a cover member provided to surround the gas-liquid separation member and defining a collection space for collecting the liquid droplets separated from the air by the gas-liquid separation member;
A fuel cell system including.
 제7항에 있어서,
상기 기액분리부재는 제1직경을 갖도록 제공되고,
상기 커버부재는 상기 제1직경보다 큰 제2직경을 갖도록 제공되어 상기 기액분리부재로부터 이격되게 배치되되,
상기 통과부는 상기 기액분리부재의 벽면을 관통하도록 제공되고, 상기 포집공간은 상기 기액분리부재와 상기 커버부재의 사이에 정의되는 연료전지 시스템.
In clause 7,
The gas-liquid separation member is provided to have a first diameter,
The cover member is provided to have a second diameter larger than the first diameter and is arranged to be spaced apart from the gas-liquid separation member,
The fuel cell system wherein the passage part is provided to penetrate the wall of the gas-liquid separation member, and the collection space is defined between the gas-liquid separation member and the cover member.
 제7항에 있어서,
상기 통과부는 상기 기액분리부재의 원주 방향을 따라 이격되게 상기 기액분리부재의 벽면에 복수개가 마련되는 연료전지 시스템.
In clause 7,
A fuel cell system in which a plurality of passage parts are provided on the wall of the gas-liquid separation member to be spaced apart along the circumferential direction of the gas-liquid separation member.
 제7항에 있어서,
상기 통과부는 상기 기액분리부재의 원주 방향을 따라 연속적인 슬롯 형태로 제공되는 연료전지 시스템.
In clause 7,
The fuel cell system wherein the passing portion is provided in the form of a continuous slot along the circumferential direction of the gas-liquid separation member.
 제7항에 있어서,
중력 방향을 따라 상기 커버부재의 최하단부에 마련되며, 상기 커버부재의 내면에 포집된 상기 액적을 상기 공기공급유로의 입구단으로 안내하는 경사안내부를 포함하는 연료전지 시스템.
In clause 7,
A fuel cell system including an inclined guide provided at the lowermost end of the cover member along the direction of gravity and guiding the liquid droplets collected on the inner surface of the cover member to the inlet end of the air supply passage.
 제7항에 있어서,
상기 포집공간과 연통되게 상기 커버부재에 마련되며, 상기 액적을 상기 커버부재의 외부로 배출하는 액적배출포트; 및
일단은 상기 액적배출포트에 연결되고 다른 일단은 상기 가습기의 가습공간에 연결되는 액적안내배관;
을 포함하는 연료전지 시스템.
In clause 7,
a liquid droplet discharge port provided on the cover member to communicate with the collection space and discharge the liquid droplets to the outside of the cover member; and
a liquid droplet guide pipe with one end connected to the liquid droplet discharge port and the other end connected to the humidifying space of the humidifier;
A fuel cell system including.
 제7항에 있어서,
상기 가습기에는 상기 가습기의 가습공간을 통과한 상기 공기를 배출하는 공기배출포트가 마련되고,
상기 공기공급배관은 상기 공기배출포트에 연결되는 연료전지 시스템.
In clause 7,
The humidifier is provided with an air discharge port that discharges the air that has passed through the humidifying space of the humidifier,
A fuel cell system in which the air supply pipe is connected to the air discharge port.
 제13항에 있어서,
상기 가습기는,
상기 가습공간을 정의하는 하우징; 및
상기 하우징의 단부에 마련되며, 상기 공기배출포트가 구비된 하우징캡;
을 포함하는 연료전지 시스템.
According to clause 13,
The humidifier,
a housing defining the humidifying space; and
a housing cap provided at an end of the housing and provided with the air discharge port;
A fuel cell system including.
 제13항에 있어서,
상기 포집공간과 연통되게 상기 공기배출포트에 마련되며, 상기 커버부재에 포집된 상기 액적이 수용되는 액적수용챔버; 및
상기 가습기에 마련되며, 상기 액적수용챔버와 상기 가습공간을 연통되게 연결하는 액적안내유로를 정의하는 액적안내부;
를 포함하는 연료전지 시스템.
According to clause 13,
a liquid droplet receiving chamber provided at the air discharge port in communication with the collection space and receiving the liquid droplets collected in the cover member; and
a droplet guide part provided in the humidifier and defining a droplet guide passage connecting the droplet receiving chamber and the humidification space in communication;
A fuel cell system including.
 제13항에 있어서,
상기 공기배출포트를 마주하는 상기 커버부재의 단부에 연장되며, 상기 공기공급배관의 내부에 수용되는 연장커버부; 및
상기 공기배출포트에 마련되며, 상기 공기공급배관의 내부에서 상기 가습기에 대해 상기 연장커버부를 지지하는 지지부;
를 포함하는 연료전지 시스템.
According to clause 13,
an extension cover portion extending from an end of the cover member facing the air discharge port and accommodated inside the air supply pipe; and
a support portion provided at the air discharge port and supporting the extension cover portion with respect to the humidifier within the air supply pipe;
A fuel cell system including.
 제7항에 있어서,
상기 공기공급배관은,
상기 공기공급유로의 입구단과 상기 가습기를 연결하는 제1배관부재; 및
상기 공기공급유로의 출구단과 상기 연료전지 스택을 연결하는 제2배관부재;
를 포함하는 연료전지 시스템.
In clause 7,
The air supply piping is,
A first piping member connecting the inlet end of the air supply passage and the humidifier; and
a second piping member connecting the outlet end of the air supply passage and the fuel cell stack;
A fuel cell system including.
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