(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料電池の効率を上昇させることができるガイドパターンを含む燃料電池用分離板及びこれを含む燃料電池スタックを提供する。【解決手段】四角形の中心部及び前記中心部を取り囲むように配置される周辺部を含む燃料電池用分離板２０であって、前記周辺部２３は、前記中心部２１の互いに対向するいずれか一対の角部側に位置する排出マニホールド１３０、及び前記中心部の辺に沿って位置し、前記排出マニホールドが位置する一対の角部を除いた他の角部に隣接するように提供される流入マニホールド１１０を含み、前記中心部は、前記流入マニホールドを介して流入する流体が前記排出マニホールドに向かって流動するようにガイドする互いに離隔した複数のガイドパターン２００を含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
四角形の中心部及び前記中心部を取り囲むように配置される周辺部を含む燃料電池用分離板であって、
前記周辺部は、前記中心部の互いに対向するいずれか一対の角部側に位置する排出マニホールド、及び前記中心部の辺に沿って位置し、前記排出マニホールドが位置する一対の角部を除いた他の角部に隣接するように提供される流入マニホールドを含み、
前記中心部は、前記流入マニホールドを介して流入する流体が前記排出マニホールドに向かって流動するようにガイドする互いに離隔した複数のガイドパターンを含む、
燃料電池用分離板。
【請求項２】
前記ガイドパターンは、特定の方向に伸び、互いに離隔したブロックのセット（ｓｅｔ）が複数である、
請求項１に記載の燃料電池用分離板。
【請求項３】
前記ブロックの厚さ方向に対して直角に前記ブロックを切断した断面は楕円形又は四角形である、
請求項２に記載の燃料電池用分離板。
【請求項４】
前記ガイドパターンは、第１ガイドパターン及び第２ガイドパターンを含み、前記第１ガイドパターンを構成する第１ブロックの幅は前記第２ガイドパターンを構成する第２ブロックより幅が大きく、
前記第１ブロック間の間隔は前記第２ブロック間の間隔より大きい、
請求項１に記載の燃料電池用分離板。
【請求項５】
前記中心部は、前記流入マニホールドに隣接した第１領域及び前記排出マニホールドに隣接した第２領域に定義され、
前記ガイドパターンは、前記第１領域に提供される流入ガイドパターン及び前記第２領域に提供される排出ガイドパターンを含み、
前記流入ガイドパターンの延長方向と前記排出ガイドパターンの延長方向が互いに異なる、
請求項１に記載の燃料電池用分離板。
【請求項６】
前記排出ガイドパターンは前記排出マニホールドに向かう方向に伸びる、
請求項５に記載の燃料電池用分離板。
【請求項７】
前記ガイドパターンは、同じ方向に伸び、互いに離隔したブロックのセット（ｓｅｔ）を複数含み、
前記流入ガイドパターンのいずれか一セットの延長方向は他の一セットの延長方向に対して平行である、
請求項５に記載の燃料電池用分離板。
【請求項８】
前記流入ガイドパターンは、第１流入ガイドパターン及び第２流入ガイドパターンを含み、
前記排出ガイドパターンは、第１排出ガイドパターン及び第２排出ガイドパターンを含み、
前記第１流入ガイドパターンの延長方向と前記第２流入ガイドパターンの延長方向が互いに同一であり、前記第１排出ガイドパターンの延長方向と前記第２排出ガイドパターンの延長方向が互いに違う、
請求項５に記載の燃料電池用分離板。
【請求項９】
前記中心部の角部は、時計方向に第１角部、第２角部、第３角部及び第４角部に定義され、
前記流入マニホールドは、前記中心部の角部のうち対角線方向に互いに対向する第１角部及び第３角部に隣接するように４個が提供され、
前記排出マニホールドは、前記中心部の角部のうち第２角部及び第４角部に隣接するように２個が提供される、
請求項１に記載の燃料電池用分離板。
【請求項１０】
前記中心部は、角部を連結した第１対称線及び第２対称線によって定義される４個のサブ中心部を含み、
前記サブ中心部のそれぞれは、前記流入マニホールドに隣接した第１領域及び前記排出マニホールドに隣接した第２領域に定義される、
請求項１に記載の燃料電池用分離板。
【請求項１１】
前記ガイドパターンは、前記第１領域に提供される流入ガイドパターン及び前記第２領域に提供される排出ガイドパターンを含み、
前記流入ガイドパターンは前記第１領域と前記第２領域間の境界に向かって伸び、
前記排出ガイドパターンは前記排出マニホールドに向かって伸びる、
請求項１０に記載の燃料電池用分離板。
【請求項１２】
前記排出マニホールドは、前記第１対称線によって連結された前記角部に隣接するように複数が提供され、
前記流入ガイドパターンは前記第２対称線に対して平行に配置される、
請求項１１に記載の燃料電池用分離板。
【請求項１３】
前記流入ガイドパターンは前記第２対称線が伸びる方向を基準に特定の角度で回転した方向に対して平行に配置される、
請求項１１に記載の燃料電池用分離板。
【請求項１４】
前記流入ガイドパターンは、第１流入ガイドパターン及び第２流入ガイドパターンを含み、
前記第１流入ガイドパターンは前記第２流入ガイドパターンより前記第２対称線に近く配置され、
前記第２流入ガイドパターンを構成するブロック間の間隔は前記第１流入ガイドパターンを構成するブロック間の間隔より小さい、
請求項１１に記載の燃料電池用分離板。
【請求項１５】
前記排出ガイドパターンは、第１排出ガイドパターン及び第２排出ガイドパターンを含み、
前記第１排出ガイドパターンは前記第２排出ガイドパターンより前記第１対称線に近く配置され、
前記第２排出ガイドパターンを構成するブロック間の間隔は前記第１排出ガイドパターンを構成するブロック間の間隔より小さい、
請求項１１に記載の燃料電池用分離板。
【請求項１６】
空気極、電解質及び燃料極を含む単位電池と、
四角形の中心部及び前記中心部を取り囲むように配置される周辺部を含む分離板とを含み、
前記単位電池と前記分離板のそれぞれが複数提供されて交互に積層され、
前記周辺部は、前記中心部の互いに対向するいずれか一対の角部側に位置する排出マニホールド、及び前記中心部の辺に沿って位置し、前記排出マニホールドが位置する一対の角部を除いた他の角部に隣接するように提供される流入マニホールドを含み、
前記中心部は、前記流入マニホールドを介して流入する流体が前記排出マニホールドに向かって流動するようにガイドする互いに離隔した複数のガイドパターンを含む、
燃料電池スタック。
【請求項１７】
前記中心部は、角部を連結した第１対称線及び第２対称線によって定義される４個のサブ中心部を含み、
前記サブ中心部のそれぞれは、前記流入マニホールドに隣接した第１領域、及び前記排出マニホールドに隣接した第２領域に定義され、
前記ガイドパターンは、前記第１領域に提供される流入ガイドパターン、及び前記第２領域に提供される排出ガイドパターンを含み、
前記流入ガイドパターンは前記第１領域と前記第２領域間の境界に向かって伸び、前記排出ガイドパターンは前記排出マニホールドに向かって伸びる、
請求項１６に記載の燃料電池スタック。
【請求項１８】
前記流入ガイドパターンは、第１流入ガイドパターン及び第２流入ガイドパターンを含み、前記排出ガイドパターンは、第１排出ガイドパターン及び第２排出ガイドパターンを含み、
前記第１流入ガイドパターンを構成するブロックの大きさは前記第２流入ガイドパターンを構成するブロックの大きさと違い、
前記第１排出ガイドパターンを構成するブロックの大きさは前記第２排出ガイドパターンを構成するブロックの大きさと違う、
請求項１７に記載の燃料電池スタック。
【請求項１９】
前記第１対称線は前記一対の角部に配置される前記排出マニホールドを連結した仮想線であり、
前記第１流入ガイドパターンを構成するブロック間の間隔は前記第２流入ガイドパターンを構成するブロック間の間隔より大きい、
請求項１８に記載の燃料電池スタック。
【請求項２０】
前記第１対称線は前記一対の角部に配置される前記排出マニホールドを連結した仮想線であり、
前記第１排出ガイドパターンを構成するブロック間の間隔は前記第２排出ガイドパターンを構成するブロック間の間隔より大きい、
請求項１８に記載の燃料電池スタック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料電池スタックに関し、より詳しくはガイドパターンを含む燃料電池用分離板に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体酸化物燃料電池（Ｓｏｌｉｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ、以下ＳＯＦＣ）は、水素だけではなく、天然ガス、プロパンガス、ＬＰＧなどの既存の炭化水素系燃料とバイオ燃料などの未来の代替燃料までも高価の外部改質器なしに内部改質によって自由に燃料として使うことができる。また、燃料変換効率が非常に高くて一番有力な未来の動力源の一つとして集中照明されている。
【０００３】
ＳＯＦＣ単位電池は、空気極、燃料極及びその間に位置する電解質からなり、空気極には空気又は酸素などの酸化剤、燃料極には水素又は炭化水素などの燃料が供給される。空気極と燃料極が外部回路に連結される場合、空気極と燃料極の酸素分圧差によって空気極で酸素が還元され、酸素イオンがイオン伝導体である電解質を介して燃料極に伝導される。燃料極では酸素イオンがＨ２又はＣＯ燃料と反応してＨ２Ｏ、ＣＯ２及び熱を発生させ、このときに放出された電子は外部回路を介して空気極に移動する過程で電気的仕事を行う。
【０００４】
電力需要に応じて複数のＳＯＦＣ単位電池を互いに連結してスタックを形成し、それによって数ＷからＭＷ級以上の広範囲な容量のシステムを構成することができるから、ＳＯＦＣは携帯電源から家庭用、建物用、輸送用、大規模発電用まで多様な応用範囲を有する。
【０００５】
ＳＯＦＣ単位電池は、その形態によって円筒型と平板型に区分されることができる。ＳＯＦＣ単位電池は、外部から伝達される燃料又は酸素によって効率が決定されることができる。ただ、ＳＯＦＣ単位電池の中心部への燃料又は酸素の伝達が容易でなくてＳＯＦＣ単位電池の効率が落ちる問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の技術的課題は、単位電池の中心に燃料又は酸素を円滑に供給するために分節されたブロックの集合であるガイドパターンを用いて燃料電池の効率を高めることができるガイドパターンを含む燃料電池用分離板及びこれを含む燃料電池スタックを提供することである。
【０００７】
本発明の技術的課題は、単位電池の中心に向かう流体の流動性を向上させることができる燃料電池用分離板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施例による燃料電池用分離板は、四角形の中心部及び前記中心部を取り囲むように配置される周辺部を含む燃料電池用分離板であって、前記周辺部は、前記中心部の互いに対向するいずれか一対の角部側に位置する排出マニホールド、及び前記中心部の辺に沿って位置し、前記排出マニホールドが位置する一対の角部を除いた他の角部に隣接するように提供される流入マニホールドを含み、前記中心部は、前記流入マニホールドを介して流入する流体が前記排出マニホールドに向かって流動するようにガイドする互いに離隔した複数のガイドパターンを含む。
【０００９】
一例によると、前記ガイドパターンは、特定の方向に伸び、互いに離隔したブロックのセット（ｓｅｔ）が複数である。
【００１０】
一例によると、前記ブロックの厚さ方向に対して直角に前記ブロックを切断した断面は楕円形又は四角形である。
【００１１】
一例によると、前記ガイドパターンは、第１ガイドパターン及び第２ガイドパターンを含み、前記第１ガイドパターンを構成する第１ブロックの幅は前記第２ガイドパターンを構成する第２ブロックより幅が大きく、前記第１ブロック間の間隔は前記第２ブロック間の間隔より大きい。
【００１２】
一例によると、前記中心部は、前記流入マニホールドに隣接した第１領域及び前記排出マニホールドに隣接した第２領域に定義され、前記ガイドパターンは、前記第１領域に提供される流入ガイドパターン及び前記第２領域に提供される排出ガイドパターンを含み、前記流入ガイドパターンの延長方向と前記排出ガイドパターンの延長方向が互いに異なる。
【００１３】
一例によると、前記排出ガイドパターンは前記排出マニホールドに向かう方向に伸びる。
【００１４】
一例によると、前記ガイドパターンは、同じ方向に伸び、互いに離隔したブロックのセット（ｓｅｔ）を複数含み、前記流入ガイドパターンのいずれか一セットの延長方向は他の一セットの延長方向に平行である。
【００１５】
一例によると、前記流入ガイドパターンは、第１流入ガイドパターン及び第２流入ガイドパターンを含み、前記排出ガイドパターンは、第１排出ガイドパターン及び第２排出ガイドパターンを含み、前記第１流入ガイドパターンの延長方向と前記第２流入ガイドパターンの延長方向が互いに同一であり、前記第１排出ガイドパターンの延長方向と前記第２排出ガイドパターンの延長方向が互いに違う。
【００１６】
一例によると、前記中心部の角部は、時計方向に第１角部、第２角部、第３角部及び第４角部に定義され、前記流入マニホールドは、前記中心部の角部のうち対角線方向に互いに対向する第１角部及び第３角部に隣接するように４個が提供され、前記排出マニホールドは、前記中心部の角部のうち第２角部及び第４角部に隣接するように２個が提供される。
【００１７】
一例によると、前記中心部は、角部を連結した第１対称線及び第２対称線によって定義される４個のサブ中心部を含み、前記サブ中心部のそれぞれは、前記流入マニホールドに隣接した第１領域及び前記排出マニホールドに隣接した第２領域に定義される。
【００１８】
一例によると、前記ガイドパターンは、前記第１領域に提供される流入ガイドパターン及び前記第２領域に提供される排出ガイドパターンを含み、前記流入ガイドパターンは前記第１領域と前記第２領域間の境界に向かって伸び、前記排出ガイドパターンは前記排出マニホールドに向かって伸びる。
【００１９】
一例によると、前記排出マニホールドは、前記第１対称線によって連結された前記角部に隣接するように複数が提供され、前記流入ガイドパターンは前記第２対称線に対して平行に配置される。
【００２０】
一例によると、前記流入ガイドパターンは前記第２対称線が伸びる方向を基準に特定の角度で回転した方向に対して平行に配置される。
【００２１】
一例によると、前記流入ガイドパターンは、第１流入ガイドパターン及び第２流入ガイドパターンを含み、前記第１流入ガイドパターンは前記第２流入ガイドパターンより前記第２対称線に近く配置され、前記第２流入ガイドパターンを構成するブロック間の間隔は前記第１流入ガイドパターンを構成するブロック間の間隔より小さい。
【００２２】
一例によると、前記排出ガイドパターンは、第１排出ガイドパターン及び第２排出ガイドパターンを含み、前記第１排出ガイドパターンは前記第２排出ガイドパターンより前記第１対称線に近く配置され、前記第２排出ガイドパターンを構成するブロック間の間隔は前記第１排出ガイドパターンを構成するブロック間の間隔より小さい。
【００２３】
本発明の実施例による燃料電池スタックは、空気極、電解質及び燃料極を含む単位電池と、四角形の中心部及び前記中心部を取り囲むように配置される周辺部を含む分離板とを含み、前記単位電池と前記分離板のそれぞれが複数提供されて交互に積層され、前記周辺部は、前記中心部の互いに対向するいずれか一対の角部側に位置する排出マニホールド、及び前記中心部の辺に沿って位置し、前記排出マニホールドが位置する一対の角部を除いた他の角部に隣接するように提供される流入マニホールドを含み、前記中心部は、前記流入マニホールドを介して流入する流体が前記排出マニホールドに向かって流動するようにガイドする互いに離隔した複数のガイドパターンを含む。
【００２４】
一例によると、前記中心部は、角部を連結した第１対称線及び第２対称線によって定義される４個のサブ中心部を含み、前記サブ中心部のそれぞれは、前記流入マニホールドに隣接した第１領域、及び前記排出マニホールドに隣接した第２領域に定義され、前記ガイドパターンは、前記第１領域に提供される流入ガイドパターン、及び前記第２領域に提供される排出ガイドパターンを含み、前記流入ガイドパターンは前記第１領域と前記第２領域間の境界に向かって伸び、前記排出ガイドパターンは前記排出マニホールドに向かって伸びる。
【００２５】
一例によると、前記流入ガイドパターンは、第１流入ガイドパターン及び第２流入ガイドパターンを含み、前記排出ガイドパターンは、第１排出ガイドパターン及び第２排出ガイドパターンを含み、前記第１流入ガイドパターンを構成するブロックの大きさは前記第２流入ガイドパターンを構成するブロックの大きさと違い、前記第１排出ガイドパターンを構成するブロックの大きさは前記第２排出ガイドパターンを構成するブロックの大きさと違う。
【００２６】
一例によると、前記第１対称線は前記一対の角部に配置される前記排出マニホールドを連結した仮想線であり、前記第１流入ガイドパターンを構成するブロック間の間隔は前記第２流入ガイドパターンを構成するブロック間の間隔より大きい。
【００２７】
一例によると、前記第１対称線は前記一対の角部に配置される前記排出マニホールドを連結した仮想線であり、前記第１排出ガイドパターンを構成するブロック間の間隔は前記第２排出ガイドパターンを構成するブロック間の間隔より大きい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の実施例によれば、ガイドパターンが互いに分節されたブロックの集合から形成されることにより、流体が単位電池の中心まで容易に流動することができる。よって、単位電池を含む燃料電池スタックの効率性が向上することができる。
【００２９】
本発明の実施例によれば、ガイドパターンは大きさの相異なるブロックを含み、ブロック間の間隔は互いに異なるように提供されることができる。流体の流動性の低い部分にはブロック間の間隔を大きく配置し、流体の流動性の高い部分には相対的にブロック間の間隔を小さく配置することで、単位電池の中心に流体が円滑に流動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例による燃料電池スタックの要部を示す分解斜視図である。
【図２】図１の単位電池と分離板を交互に積層させて得た燃料電池スタックの斜視図である。
【図３】本発明の実施例による分離板を示す平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ’線についての断面図である。
【図５】図３の分離板の一部を示す平面図である。
【図６ａ−ｃ】本発明の一実施例によるガイドパターンを構成するブロックを示す図である。
【図７ａ−ｃ】本発明の他の実施例によるガイドパターンを構成するブロックを示す図である。
【図８】本発明の実施例によるガイドパターンの配置を説明するための図である。
【図９】本発明の実施例による分離板による流体供給の流れを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は添付図面に基づいて詳細に後述する実施例を参照すれば明らかになるであろう。しかし、本発明は以下で開示する実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態に具現されることができる。ただ、本実施例は本発明の開示が完全になるようにし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供するものであり、本発明は請求範囲の範疇によって定義されるだけである。明細書全般にわたって同じ参照符号は同じ構成要素を指称する。
【００３２】
また、本明細書で記述する実施例は本発明の理想的な例示図である断面図及び／又は平面図に基づいて説明する。図面において、分離板及び領域などの厚さ及び大きさは技術的内容の効果的な説明のために誇張することがある。したがって、製造技術及び／又は許容誤差などによって例示図の形態が変形することがある。よって、本発明の実施例は図示の特定の形態に制限されるものではなく、製造工程によって生成される形態の変化も含むものである。例えば、直角として示した食刻領域はラウンド形に又は所定の曲率を有する形態であってもよい。よって、図面に例示した領域は概略的な属性を有し、図面に例示した形状は素子領域の特定の形態を例示するためのものであり、本発明の範疇を制限するためのものではない。
【００３３】
図１は本発明の一実施例による燃料電池スタックの要部を示す分解斜視図、図２は図１の単位電池と分離板を交互に積層させて得た燃料電池スタックの斜視図である。
【００３４】
図１及び図２を参照すると、燃料電池スタック１は、複数の単位電池１０と複数の分離板２０が交互に積層された構造を有することができる。単位電池１０のそれぞれは、空気極、電解質層及び燃料極を含むことができる。例えば、一つの単位電池１０の燃料極に供給された水素は水素イオンと電子に分離され、電子は外部回路を介して空気極に移動し、空気極では酸素が電子を得て酸素イオンに変わることができる。酸素イオンは電解質層を介して燃料極に移動した後、燃料極で水素イオンと結合して生成物である水を生成することができる。すなわち、一つの単位電池１０は、化学結合反応によって電力を生産し、燃料極と空気極は単位電池１０の陽極と陰極になる。
【００３５】
燃料電池スタック１は、電解質層の種類によって、高分子分離膜燃料電池（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ：ＰＥＭＦＣ）、リン酸型燃料電池（Ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ  Ａｃｉｄ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ：ＰＡＦＣ）、アルカリ燃料電池（Ａｌｋａｌｉｎｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ：ＡＦＣ）、溶融炭酸塩燃料電池（Ｍｏｌｔｅｎ  Ｃａｒｂｏｎａｔｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ：ＭＣＦＣ）、及び固体酸化物燃料電池（Ｓｏｌｉｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ：ＳＯＦＣ）などに分類されることができる。本発明の実施例による燃料電池スタック１は上述した種類の単位セルを含むことができ、好ましくは固体酸化物燃料電池（ＳＯＦＣ）のスタックであってもよい。
【００３６】
分離板２０は、単位電池１０が配置される位置である中心部２１とその中心部２１を取り囲むように配置される周辺部２３とを含むことができる。分離板２０は複数の単位電池１０の間に配置され、単位電池１０間の接触によって発生し得る短絡を防止することができる。中心部２１は単位電池１０の燃料極及び空気極と電気的に連結されることができる。中心部２１の形状は単位電池１０の形状に対応することができる。本発明の実施例によれば、中心部２１は四角形を有することができる。周辺部２３には、燃料又は酸素を含む流体が流入する流入マニホールド１１０及び単位電池１０の表面の粗い流体が流出する排出マニホールド１３０が定義されることができる。流入マニホールド１１０及び排出マニホールド１３０は周辺部２３に複数が定義されることができる。分離板２０は燃料又は空気が流れる流路を提供して、単位電池１０に燃料又は空気を提供するようにガイドすることができる。分離板２０は、燃料又は空気を提供するようにガイドするガイドパターン（図示せず）を含むことができる。ガイドパターン（図示せず）については後述する。
【００３７】
図３は本発明の実施例による分離板を示す平面図である。
【００３８】
図３を参照すると、分離板２０は、中心部２１と周辺部２３を含むことができる。周辺部２３は、中心部２１のいずれか一つの角部に隣接して提供される少なくとも一つの排出マニホールド１３０及び前記いずれか一つの角部以外の角部に隣接して提供される少なくとも一つの流入マニホールド１１０を含むことができる。例えば、中心部２１の角部は時計方向に沿って第１角部、第２角部、第３角部及び第４角部に定義されることができ、流入マニホールド１１０は４個が提供されることができ、排出マニホールド１３０は２個が提供されることができる。すなわち、対角線方向に互いに対向する中心部２１の一対の角部（第１角部及び第３角部）に排出マニホールド１３０がそれぞれ提供されることができ、排出マニホールド１３０が提供される一対の角部（第１角部及び第３角部）を除いた中心部２１の他の角部（第２角部及び第４角部）に流入マニホールド１１０が４個提供されることができる。流入マニホールド１１０は中心部２１の辺に沿って位置することができる。流入マニホールド１１０と排出マニホールド１３０は一定の間隔で離隔して提供されることができ、流入マニホールド１１０と排出マニホールド１３０が離隔する間隔は中心部２１の一辺の長さの半分以上であってもよい。上述した例とは違い、流入マニホールド１１０と排出マニホールド１３０の配置及び離隔間隔は特に制限されなくてもよい。
【００３９】
中心部２１は角部を連結する第１対称線５及び第２対称線７によって４個のサブ中心部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに区分されることができる。例えば、第１対称線５は第１角部と第３角部を連結した線、第２対称線７は第２角部と第４角部を連結した線であり得る。また、第１対称線５は２個の排出マニホールド１３０を連結した仮想線と定義されることができ、第１角部と第３角部は排出マニホールド１３０が配置される互いに対向する一対の角部であり得る。第２対称線７は排出マニホールド１３０に隣接した一対の角部以外の角部（第２角部及び第４角部）を連結した線であり得る。サブ中心部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄのそれぞれは、流入マニホールド１１０に隣接した第１領域及び排出マニホールド１３０に隣接した第２領域に区分されることができる。すなわち、第１領域は流入マニホールド１１０に隣接している流体の流入部領域を意味し、第２領域は排出マニホールド１３０に隣接している流体の排出部領域を意味することができる。
【００４０】
中心部２１は、流入マニホールド１１０を介して流入する流体が排出マニホールド１３０に向かって流動するようにガイドする互いに離隔した複数のガイドパターン２００を含むことができる。ガイドパターン２００は、特定の方向に伸びて互いに離隔したブロックのセット（ｓｅｔ）を複数含むことができる。一セットを構成するブロックは大きさ及び形態が同一であってもよく、互いに異なるセットを構成するブロックは大きさ及び形態が互いに違ってもよい。すなわち、ガイドパターン２００は大きさの違うブロックを含むように形成されることができる。ブロックのセット間の間隔は一つのブロックの幅より大きくてもよい。ただ、ブロックのセット間の間隔は一つのブロックの幅より小さく設定されることもできる。ブロックの幅はブロックが配置される方向（すなわち、ブロックのセットが伸びる方向）に垂直な方向を意味することができる。ただ、ガイドパターン２００を構成するブロックの大きさ及び形態は上述した例に限定されなくてもよい。
【００４１】
ガイドパターン２００は、流入マニホールド１１０から排出マニホールド１３０に流体が流動するようにするために、第１領域と第２領域のそれぞれに提供される形態が違ってもよい。サブ中心部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは、第１サブ中心部２１ａ、第２サブ中心部２１ｂ、第３サブ中心部２１ｃ及び第４サブ中心部２１ｄを含むことができる。第３サブ中心部２１ｃを基準に説明すれば、第１領域に提供されるガイドパターン２００は流入マニホールド１１０から第１領域と第２領域間の境界に向かって伸びることができ、第２領域に提供されるガイドパターン２００は第１領域と第２領域間の境界から排出マニホールド１３０に向かって伸びることができる。
【００４２】
本発明の実施例によれば、ガイドパターン２００は互いに分節されたブロックの集合と定義されることができる。ガイドパターン２００が互いに分節されたブロックの集合から形成されることにより、流体が単位電池１０の中心まで容易に流動することができる。本発明の実施例によるガイドパターン２００は流体の流動抵抗を減らすことができるので、流体が単位電池１０の中心に容易に流動するようにガイドすることができる。よって、単位電池１０を含む燃料電池の効率性が向上することができる。
【００４３】
図４は図３のＡ−Ａ’線についての断面図である。
【００４４】
図４を参照すると、単位電池１０は二つの分離板２０の間に配置されることができる。分離板２０は単位電池１０に向かって突出したガイドパターン２００を有することができ、ガイドパターン２００は単位電池１０と物理的にかつ電気的に接触することができる。
【００４５】
分離板２０は、流体が流入する流入マニホールド１１０と流体が排出する排出マニホールド１３０を含むことができる。単位電池１０の上下部にそれぞれ配置される分離板２０に提供される流入マニホールド１１０は垂直方向に重畳するように配置されることができる。単位電池１０の上下部にそれぞれ配置される分離板２０に提供される排出マニホールド１３０は垂直方向に重畳するように配置されることができる。ただ、流体の流れの方向を変更するために、単位電池１０の上下部にそれぞれ配置される分離板２０に提供される流入マニホールド１１０と排出マニホールド１３０の配置関係は変更されることができる。
【００４６】
本発明の実施例によれば、流体が単位電池１０の上下部に配置される分離板２０に流入する方向が反対方向に配置されるカウンターフロー（ｃｏｕｎｔｅｒ−ｆｌｏｗ）及び流体が分離板２０に流入する方向が互いに直交するように配置されるクロスフロー（ｃｒｏｓｓ−ｆｌｏｗ）が適用されることができる。
【００４７】
図５は図３の分離板の一部を示す平面図である。図５は図３の第３サブ中心部２１ｃを示した。以下、第３サブ中心部２１ｃに基づいてガイドパターン２００について説明する。
【００４８】
図３及び図５を参照すると、第３サブ中心部２１ｃは第３対称線９によって第１領域と第２領域に区分されることができる。第１領域は流入マニホールド１１０に隣接した領域、第２領域は排出マニホールド１３０に隣接した領域であり得る。第３対称線９は中心部２１の各便の中心を連結した線であり得る。
【００４９】
ガイドパターン２００は第１領域と第２領域に互いに違うように配置されることができる。ガイドパターン２００は、第１領域に配置される流入ガイドパターン２１０ａ、２３０ａ、２５０ａ、及び第２領域に配置される排出ガイドパターン２１０ｂ、２３０ｂ、２５０ｂを含むことができる。
【００５０】
流入ガイドパターン２１０ａ、２３０ａ、２５０ａは流入マニホールド１１０から第３対称線９に向かって伸びることができる。流入ガイドパターン２１０ａ、２３０ａ、２５０ａを構成するブロックのセットは互いに平行であってもよい。一例として、流入ガイドパターン２１０ａ、２３０ａ、２５０ａを構成するブロックのセットは第２対称線７に平行であるように伸びることができる。流入ガイドパターン２１０ａ、２３０ａ、２５０ａは、第１流入ガイドパターン２１０ａ、第２流入ガイドパターン２３０ａ及び第３流入ガイドパターン２５０ａを含むことができる。第１流入ガイドパターン２１０ａは第２流入ガイドパターン２３０ａより第２対称線７に隣接するように配置されることができ、第２流入ガイドパターン２３０ａは第３流入ガイドパターン２５０ａより第２対称線７に隣接するように配置されることができる。第１流入ガイドパターン２１０ａ、第２流入ガイドパターン２３０ａ及び第３流入ガイドパターン２５０ａの延長方向は互いに平行であってもよい。ただ、第１流入ガイドパターン２１０ａ、第２流入ガイドパターン２３０ａ及び第３流入ガイドパターン２５０ａのそれぞれが伸びる方向は特に制限されなくてもよい。第１流入ガイドパターン２１０ａ、第２流入ガイドパターン２３０ａ及び第３流入ガイドパターン２５０ａのそれぞれを構成するブロックは互いに大きさが違ってもよい。一例として、第１流入ガイドパターン２１０ａを構成するブロックは第２流入ガイドパターン２３０ａを構成するブロックより大きさが大きく、第２流入ガイドパターン２３０ａを構成するブロックは第３流入ガイドパターン２５０ａを構成するブロックより大きくてもよい。ただ、第１流入ガイドパターン２１０ａ、第２流入ガイドパターン２３０ａ及び第３流入ガイドパターン２５０ａを構成するブロックの大きさは特に制限されなくてもよく、第３流入ガイドパターン２５０ａを構成するブロックの大きさは第１流入ガイドパターン２１０ａを構成するブロックの大きさより大きく設計されることができる。第１流入ガイドパターン２１０ａ、第２流入ガイドパターン２３０ａ及び第３流入ガイドパターン２５０ａのそれぞれを構成するブロックは同一方向に伸びるセット（ｓｅｔ）を構成することができる。すなわち、第１流入ガイドパターン２１０ａ、第２流入ガイドパターン２３０ａ及び第３流入ガイドパターン２５０ａのそれぞれは特定の方向に伸びるセットの集合と定義されることができる。第１流入ガイドパターン２１０ａ、第２流入ガイドパターン２３０ａ及び第３流入ガイドパターン２５０ａのそれぞれを構成するセット間の間隔は互いに違ってもよい。一例として、第１流入ガイドパターン２１０ａを構成するセット間の間隔は第２流入ガイドパターン２３０ａを構成するセット間の間隔より大きくてもよく、第２流入ガイドパターン２３０ａを構成するセット間の間隔は第３流入ガイドパターン２５０ａを構成するセット間の間隔より大きくてもよい。すなわち、ブロックの大きさが大きいセット間の間隔は相対的にブロックの大きさが小さいセット間の間隔より大きくてもよい。また、流入ガイドパターン２１０ａ、２３０ａ、２５０ａのうち第２対称線７に近くに配置される流入ガイドパターンを構成するブロック間の間隔は第２対称線７から遠く配置される流入ガイドパターンを構成するブロック間の間隔より大きくてもよい。上述した例とは違い、ブロックの大きさが大きいセット間の間隔は相対的にブロックの大きさが小さいセット間の間隔より小さくてもよく、セット間の間隔とブロックの大きさは多様に設計されることができる。
【００５１】
排出ガイドパターン２１０ｂ、２３０ｂ、２５０ｂは第３対称線９から排出マニホールド１３０に向かって伸びることができる。排出ガイドパターン２１０ｂ、２３０ｂ、２５０ｂを構成するブロックのセットは互いに平行ではない。排出ガイドパターン２１０ｂ、２３０ｂ、２５０ｂは、第１排出ガイドパターン２１０ｂ、第２排出ガイドパターン２３０ｂ及び第３排出ガイドパターン２５０ｂを含むことができる。第１排出ガイドパターン２１０ｂ、第２排出ガイドパターン２３０ｂ及び第３排出ガイドパターン２５０ｂは排出マニホールド１３０に向かって伸びることができる。第１排出ガイドパターン２１０ｂは第２排出ガイドパターン２３０ｂより第１対称線５に隣接するように配置されることができ、第２排出ガイドパターン２３０ｂは第３排出ガイドパターン２５０ｂより第１対称線５に隣接するように配置されることができる。第１排出ガイドパターン２１０ｂ、第２排出ガイドパターン２３０ｂ及び第３排出ガイドパターン２５０ｂのそれぞれを構成するブロックは互いに大きさが違ってもよい。一例として、第１排出ガイドパターン２１０ｂを構成するブロックは第２排出ガイドパターン２３０ｂを構成するブロックより大きくてもよく、第２排出ガイドパターン２３０ｂを構成するブロックは第３排出ガイドパターン２５０ｂを構成するブロックより大きくてもよい。ただ、第１排出ガイドパターン２１０ｂ、第２排出ガイドパターン２３０ｂ及び第３排出ガイドパターン２５０ｂを構成するブロックの大きさは特に制限されなくてもよく、第３排出ガイドパターン２５０ｂを構成するブロックの大きさは第１排出ガイドパターン２１０ｂを構成するブロックの大きさより大きく設計されることができる。第１排出ガイドパターン２１０ｂ、第２排出ガイドパターン２３０ｂ及び第３排出ガイドパターン２５０ｂのそれぞれを構成するブロックは同一方向に伸びるセットを構成することができる。すなわち、第１排出ガイドパターン２１０ｂ、第２排出ガイドパターン２３０ｂ及び第３排出ガイドパターン２５０ｂのそれぞれは特定の方向に伸びるセットの集合と定義されることができる。第１排出ガイドパターン２１０ｂ、第２排出ガイドパターン２３０ｂ及び第３排出ガイドパターン２５０ｂのそれぞれを構成するセット間の間隔は互いに違ってもよい。一例として、第１排出ガイドパターン２１０ｂを構成するセット間の間隔は第２排出ガイドパターン２３０ｂを構成するセット間の間隔より大きくてもよく、第２排出ガイドパターン２３０ｂを構成するセット間の間隔は第３排出ガイドパターン２５０ｂを構成するセット間の間隔より大きくてもよい。すなわち、ブロックの大きさが大きいセット間の間隔は相対的にブロックの大きさが小さいセット間の間隔より大きくてもよい。また、排出ガイドパターン２１０ｂ、２３０ｂ、２５０ｂのうち第１対称線５に近く配置される排出ガイドパターンを構成するブロック間の間隔は第１対称線５から遠く配置される排出ガイドパターンを構成するブロック間の間隔より大きくてもよい。上述した例とは違い、ブロックの大きさが大きいセット間の間隔は相対的にブロックの大きさが小さいセット間の間隔より小さくてもよく、セット間の間隔とブロックの大きさは多様に設計されることができる。
【００５２】
本発明の実施例によれば、ガイドパターン２００の配置及びガイドパターン２００を構成するブロック間の間隔の調節によって流動抵抗を制御することにより、分離板２０の中心に流体が円滑に流動することができる。第１領域では第２対称線７に隣接した流入ガイドパターンを構成するブロック間の間隔を第２対称線７から遠く配置される流入ガイドパターンを構成するブロック間の間隔より大きく設計し、第２領域では第１対称線５に隣接した排出ガイドパターンを構成するブロック間の間隔を第１対称線５から遠く配置される排出ガイドパターンを構成するブロック間の間隔より大きく設計することができる。流動抵抗は流路の長さに比例し流路の断面積に反比例する。ブロック間の間隔が大きい流路に沿って多量の流体が流動し、ブロック間の間隔が小さい流路に沿っては相対的に少量の流体が流動するようになる。よって、ブロック間の間隔が互いに違うガイドパターン２００を介して単位電池１０の中心に流体が容易に流動することができる。
【００５３】
本発明の実施例によれば、流入マニホールド１１０を介して流入した流体は第１流入ガイドパターン２１０ａ及び第１排出ガイドパターン２１０ｂによって排出マニホールド１３０に流動することができる。また、流入マニホールド１１０を介して流入した流体は第２流入ガイドパターン２３０ａ及び第２排出ガイドパターン２３０ｂによって排出マニホールド１３０に流動することができ、流入マニホールド１１０を介して流入した流体は第３流入ガイドパターン２５０ａ及び第３排出ガイドパターン２５０ｂによって排出マニホールド１３０に流動することができる。流入マニホールド１１０を介して流入する流体を図１の単位電池１０の中心に容易に流動するために、中心部２１の中心に向かって伸びる第１流入ガイドパターン２１０ａを構成するブロックの大きさは第２流入ガイドパターン２３０ａ及び第３流入ガイドパターン２５０ａを構成するブロックの大きさより大きく設計することができる。これにより、流体が中心部２１の外周でだけ流動し中心部２１の中心に流動しない問題点を解決することができる。
【００５４】
上述した例とは違い、第１流入ガイドパターン２１０ａによって流動した流体が必ずしも第１排出ガイドパターン２１０ｂによって排出マニホールド１３０に流動するものではなく、第２流入ガイドパターン２３０ａによって流動した流体が必ずしも第２排出ガイドパターン２３０ｂによって排出マニホールド１３０に流動するものではなく、第３流入ガイドパターン２５０ａによって流動した流体が必ずしも第３排出ガイドパターン２５０ｂによって排出マニホールド１３０に流動するものではない。
【００５５】
また、本発明の実施例によれば、第１流入ガイドパターン２１０ａを構成するブロックと第１排出ガイドパターン２１０ｂを構成するブロックを互いに同じブロックで設計し、第２流入ガイドパターン２３０ａを構成するブロックと第２排出ガイドパターン２３０ｂを構成するブロックを互いに同じブロックで設計し、第３流入ガイドパターン２５０ａを構成するブロックと第３排出ガイドパターン２５０ｂを構成するブロックを互いに同じブロックで設計することにより、分離板２０を通過する流体が円滑に流動することができる。
【００５６】
上述した例とは違い、本発明の実施例によるガイドパターン２００は同じ大きさを有するブロックから構成されることができ、ガイドパターン２００は大きさの違う２種のブロックから構成される第１流入ガイドパターン、第２流入ガイドパターン、第１排出ガイドパターン及び第２排出ガイドパターンを含むことができる。すなわち、ガイドパターン２００を構成するブロックの大きさには特に制限されなくてもよく、ガイドパターン２００を構成するブロック間の間隔も特に制限されなくてもよい。また、第１領域に提供されるガイドパターンと第２領域に提供されるガイドパターンの数は互いに違ってもよい。例えば、第１領域には相異なる大きさのブロックから構成された第１ガイドパターン及び第２ガイドパターンが提供され、第２領域には相異なる大きさのブロックから構成された第１ガイドパターン、第２ガイドパターン及び第３ガイドパターンが提供されることもできる。
【００５７】
図６ａ〜図６ｃは本発明の一実施例によるガイドパターンを構成するブロックを示す図である。
【００５８】
図３、図５及び図６ａを参照すると、ガイドパターン２００を構成するブロック２０５はｘ方向に伸びる四角形を有することができる。すなわち、ブロック２０５の厚さ方向に対して直角に切断した断面は四角形であってもよい。ここで、ブロック２０５の厚さ方向は図４の分離板２０から単位電池１０に向かう方向を意味することができる。ｘ方向は流体が分離板２０上で流動する流線（ｓｔｒｅａｍ−ｌｉｎｅ）の方向を意味することができる。一例によれば、四角形のブロック２０５の辺のうち一番長い辺はブロック２０５の長さｃを意味することができ、ブロック２０５の長手方向は流線が伸びる方向と平行になるように配置されることができる。また、一番長い辺ｃに垂直な方向はブロック２０５の幅ｄであり得る。他の例によれば、四角形のブロック２０５の長さｃの方向は流線方向ｘに対して一定の角度θを有するように配置されることができる。
【００５９】
本発明の実施例による分離板２０の中心部２１は四角形を有することができる。ここで、中心部２１の一辺の長さは第１長さａ１、他の辺の長さは第２長さａ２であり得る。ブロック２０５の長さｃ、幅ｄ及び一定の角度θは下記の式によって定義されることができる。
【００６０】
【数１】
2020038821.tif 000003
【００６１】
【数２】
2020038821.tif 000004
【００６２】
【数３】
2020038821.tif 000005
【００６３】
ブロック２０５の長さｃは中心部２１の対角線長の半分より小さく、ブロック２０５の幅ｄは中心部２１の対角線長の１／４より小さくてもよい。
【００６４】
一定の角度θは流線方向ｘに対して−４５°を超えるが４５°未満であってもよい。ブロック２０５の長さｃは幅ｄの２倍であってもよいが、特に制限されなくてもよい。
【００６５】
図３、図５及び図６ｂを参照すると、互いに隣接した２個のブロック２０５間の長手方向への第１離隔距離ｅ及び幅方向への第２離隔距離ｆが定義されることができる。第１離隔距離ｅ及び第２離隔距離ｆのそれぞれは一ブロックの中心から隣接した他のブロックの中心までの距離と定義されることができる。第１離隔距離ｅ及び第２離隔距離ｆは下記のように定義されることができる。
【００６６】
【数４】
2020038821.tif 000006
【００６７】
【数５】
2020038821.tif 000007
【００６８】
第１離隔距離ｅは中心部２１の対角線長の半分より小さく、第２離隔距離ｆは中心部２１の対角線長の１／４より小さくてもよい。
【００６９】
図３、図５及び図６ｃを参照すると、ガイドパターン２００は大きさが相異なっているブロックの集合から構成されることができる。一例として、ガイドパターン２００は、第１ガイドパターン２１０及び第２ガイドパターン２３０を含むことができる。第１ガイドパターン２１０は図５の第１流入ガイドパターン２１０ａを意味することができ、第２ガイドパターン２３０は図５の第２流入ガイドパターン２３０ａを意味することができる。
【００７０】
第１ガイドパターン２１０及び第２ガイドパターン２３０を構成するブロック２０５ａ、２０５ｂは流線方向ｘに対して平行に伸びることができる。流線方向ｘに伸びるブロックらはブロックのセットと定義されることができる。第１ガイドパターン２１０を構成する第１ブロック２０５ａは第２ガイドパターン２３０を構成する第２ブロック２０５ｂより長さ及び幅が大きくてもよい。互いに隣接した第１ブロック２０５ａ間の間隔は第１間隔ｄ１と定義されることができ、第２ブロック２０５ｂ間の間隔は第２間隔ｄ２と定義されることができる。すなわち、第１ブロックのセット間の間隔が第１間隔ｄ１と、第２ブロックのセット間の間隔が第２間隔ｄ２と定義されることができる。分離板に流入する流体の流動性を向上させるために、第１間隔ｄ１は第２間隔ｄ２より大きくてもよい。ブロックの大きさが大きいほどブロック間の間隔を増加させることによって流体の流動性が向上することができる。ただ、ブロックの大きさに無関係にブロック間の間隔が設定されることができる。
【００７１】
本発明の実施例によれば、ガイドパターン２００は大きさの相異なるブロックを含み、ブロック間の間隔は互いに違うように提供されることができる。流体の流動性が低下する部分にはブロック間の間隔を大きく配置し、流体の流動性が高い部分には相対的にブロック間の間隔を小さく配置することにより、単位電池の中心に流体が円滑に流動することができる。
【００７２】
図７ａ〜図７cは本発明の他の実施例によるガイドパターンを構成するブロックを示す図である。
【００７３】
図３、図５及び図７ａを参照すると、ガイドパターン２００を構成するブロック２０７はｘ方向に伸びる楕円形を有することができる。すなわち、ブロック２０７の厚さ方向に対して直角に切断した断面は楕円形であってもよい。ここで、ブロック２０７の厚さ方向は図４の分離板２０から単位電池１０に向かう方向を意味することができる。ｘ方向は流体が分離板２０上で流動する流線（ｓｔｒｅａｍ−ｌｉｎｅ）の方向を意味することができる。一例によれば、ブロック２０７の長軸ｃは流線が伸びる方向に対して平行に配置されることができる。他の例によれば、ブロック２０７の長軸ｃは流線方向ｘに対して一定の角度θを有するように配置されることができる。
【００７４】
本発明の実施例による分離板２０の中心部２１は四角形を有することができる。ここで、中心部２１の一辺の長さは第１長さａ１、他辺の長さは第２長さａ２であり得る。ブロック２０７の長軸ｃ、短軸ｄ及び一定の角度θは下記の式によって定義されることができる。
【００７５】
【数６】
2020038821.tif 000008
【００７６】
【数７】
2020038821.tif 000009
【００７７】
【数８】
2020038821.tif 000010
【００７８】
ブロック２０７の長軸ｃは中心部２１の対角線長の半分より小さく、ブロック２０５の短軸ｄは中心部２１の対角線長の１／４より小さくてもよい。
【００７９】
一定の角度θは流線方向ｘに対して−４５°を超えるが４５°未満であってもよい。ブロック２０７の長軸ｃの長さは短軸ｄの長さの２倍であってもよいが、特に制限されなくてもよい。
【００８０】
図３、図５及び図７ｂを参照すると、互いに隣接した２個のブロック２０７間の長手方向への第１離隔距離ｅ及び幅方向への第２離隔距離ｆが定義されることができる。第１離隔距離ｅ及び第２離隔距離ｆのそれぞれは一ブロックの中心から隣接した他のブロックの中心までの距離と定義されることができる。第１離隔距離ｅ及び第２離隔距離ｆは下記のように定義されることができる。
【００８１】
【数９】
2020038821.tif 000011
【００８２】
【数１０】
2020038821.tif 000012
【００８３】
第１離隔距離ｅは中心部２１の対角線長の半分より小さく、第２離隔距離ｆは中心部２１の対角線長の１／４より小さくてもよい。
【００８４】
図３、図５及び図７ｃを参照すると、ガイドパターン２００は大きさの相異なるブロックの集合から構成されることができる。一例として、ガイドパターン２００は、第１ガイドパターン２１０及び第２ガイドパターン２３０を含むことができる。第１ガイドパターン２１０は図５の第１流入ガイドパターン２１０ａを意味することができ、第２ガイドパターン２３０は図５の第２流入ガイドパターン２３０ａを意味することができる。
【００８５】
第１ガイドパターン２１０及び第２ガイドパターン２３０を構成するブロック２０７ａ、２０７ｂは流線方向ｘに対して平行に伸びることができる。流線方向ｘに伸びるブロックはブロックのセットと定義されることができる。第１ガイドパターン２１０を構成する第１ブロック２０７ａは第２ガイドパターン２３０を構成する第２ブロック２０７ｂより長さ及び幅が大きくてもよい。互いに隣接した第１ブロック２０７ａ間の間隔は第１間隔ｄ１と定義されることができ、第２ブロック２０７ｂ間の間隔は第２間隔ｄ２と定義されることができる。すなわち、第１ブロックのセット間の間隔が第１間隔ｄ１と、第２ブロックのセット間の間隔が第２間隔ｄ２と定義されることができる。分離板に流入する流体の流動性を向上させるために、第１間隔ｄ１は第２間隔ｄ２より大きくてもよい。ブロックの大きさが大きいほどブロック間の間隔を増加させることによって流体の流動性が向上することができる。ただ、ブロックの大きさに無関係にブロック間の間隔が設定されることができる。
【００８６】
図８は本発明の実施例によるガイドパターンの配置を説明するための図である。図８は中心部２１が正四角形の場合について説明する。
【００８７】
図３、図５、図６ａ、図６ｂ及び図８を参照すると、ガイドパターンは、第１領域に配置された第１流入ガイドパターン２１０ａ、第２流入ガイドパターン２３０ａ及び第３流入ガイドパターン２５０ａと第２領域に配置された第１排出ガイドパターン２１０ｂ、第２排出ガイドパターン２３０ｂ及び第３排出ガイドパターン２５０ｂを含むことができる。
【００８８】
第１流入ガイドパターン２１０ａは第１サブ領域に配置され、第２流入ガイドパターン２３０ａは第２サブ領域に配置され、第３流入ガイドパターン２５０ａは第３サブ領域に配置されることができる。第１長さａ１を有する中心部２１の一辺を基準に、第１サブ領域は第１サブ長さｇ１を有し、第２サブ領域は第２サブ長さｇ２を有し、第３サブ領域は第３サブ長さｇ３を有することができる。ここで、第１サブ長さｇ１、第２サブ長さｇ２及び第３サブ長さｇ３が有し得る値に対する条件は下記のような式で表現される。
【００８９】
【数１１】
2020038821.tif 000013
【００９０】
【数１２】
2020038821.tif 000014
【００９１】
ここで、ａ１は中心部２１の第１長さを意味する。また、ｉは第１領域に配置されるガイドパターンの数を意味する。すなわち、本実施例で、ｉは３の値を有することができる。前記式によれば、サブ長さｇ１、ｇ２、ｇ３は第１長さａ１の半分より小さくてもよい。
【００９２】
第１排出ガイドパターン２１０ｂは第４サブ領域に配置され、第２排出ガイドパターン２３０ｂは第５サブ領域に配置され、第３排出ガイドパターン２５０ｂは第６サブ領域に配置されることができる。排出マニホールド１３０に隣接した角部を基準に、第４サブ領域は第１角度ｈ１を有し、第５サブ領域は第２角度ｈ２を有し、第６サブ領域は第３角度ｈ３を有する。第１角度ｈ１、第２角度ｈ２及び第３角度ｈ３が有し得る値に対する条件は下記のような式で表現される。
【００９３】
【数１３】
2020038821.tif 000015
【００９４】
ここで、ｊは第２領域に配置されるガイドパターンの数を意味する。すなわち、本実施例で、ｊは３の値を有することができる。本発明の実施例によれば、第１領域に配置されるガイドパターンの数と第２領域に配置されるガイドパターンの数は３で、互いに同一である。ただ、第１領域に配置されるガイドパターンの数と第２領域に配置されるガイドパターンの数は互いに違ってもよく、ｉの値とｊの値は違ってもよい。
【００９５】
図９は本発明の実施例による分離板による流体供給の流れを説明するための図である。
【００９６】
図９を参照すると、分離板２０に提供されたガイドパターン２００によって分離板２０の中心に流体が流動することを確認することができる。一般に、流体は分離板２０の外周部で流動してから排出されるため、燃料電池の効率が低くなる問題点があった。ただ、本発明の実施例によるガイドパターン２００は、流体の流動性を考慮して互いに違う大きさを有するブロックを含むことができ、分離板２０の中心に流体を流動させるために、相対的にブロック間の間隔が大きく配置されることができ、分離板２０の外周に流体を流動させるために、相対的にブロック間の間隔が小さく配置されることができる。
【００９７】
したがって、流入マニホールド１１０を介して流入した流体は分離板２０の外周部と分離板２０の中心部の全てを流動してから排出マニホールド１３０を介して排出することができ、これによって燃料電池の効率が上昇することができる。
【００９８】
以上、添付図面に基づいて本発明の実施例を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は本発明がその技術的思想又は必須の特徴を変更せずに他の具体的な形態に実施されることができることが理解可能であろう。したがって、以上で記述した実施例は全ての面で例示的なもので、限定的なものではないと理解しなければならない。
【図１】
2020038821.tif 000016
【図２】
2020038821.tif 000017
【図３】
2020038821.tif 000018
【図４】
2020038821.tif 000019
【図５】
2020038821.tif 000020
【図６ａ】
2020038821.tif 000021
【図６ｂ】
2020038821.tif 000022
【図６ｃ】
2020038821.tif 000023
【図７ａ】
2020038821.tif 000024
【図７ｂ】
2020038821.tif 000025
【図７ｃ】
2020038821.tif 000026
【図８】
2020038821.tif 000027
【図９】
2020038821.tif 000028