WO2020091409A1 - 연료전지 시스템 - Google Patents

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WO2020091409A1
WO2020091409A1 PCT/KR2019/014449 KR2019014449W WO2020091409A1 WO 2020091409 A1 WO2020091409 A1 WO 2020091409A1 KR 2019014449 W KR2019014449 W KR 2019014449W WO 2020091409 A1 WO2020091409 A1 WO 2020091409A1
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side wall
fuel cell
heat insulating
base substrate
protrusion
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PCT/KR2019/014449
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이준우
김연길
최성호
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주식회사 미코
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Definitions

  • the present invention relates to a fuel cell system that generates electricity through the electrochemical reaction of hydrogen and oxygen.
  • a fuel cell that generates electricity through an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen has recently been actively researched because of its simple energy conversion step and eco-friendly characteristics of a high-efficiency, pollution-free generator.
  • a high-temperature-operated fuel cell system such as a solid oxide fuel cell, a molten carbonate fuel cell, and the like
  • a single cell stack using a heat insulating material and a hot balance of plant (BOP) module for supplying high temperature reformed fuel and air to the stack Sealed to form a hot box module and applied.
  • BOP hot balance of plant
  • An object of the present invention is to provide a fuel cell system that is easy to install and replace a hot box module, has a low risk of hydrogen explosion, and has optimized heat transfer characteristics.
  • a fuel cell system includes an outer housing including a bottom portion formed with a guide portion extending in a first direction and a side wall portion coupled to the bottom portion to form a receiving space; And a fuel cell stack, a hot BOP module connected to the fuel cell stack, a heat insulating material surrounding the fuel cell stack and the hot BOP module, an inner case surrounding the outside of the heat insulating material, and a lower portion of the heat insulating material and moving along the guide portion. It includes a hot box module including a roller frame having a roller portion, the hot box module is disposed in the accommodation space.
  • the heat insulating material is disposed to surround the side surfaces of the fuel cell stack and the hot BOP module to form a first inner space opened up and down, and pressed by the inner case to close a plurality of side walls.
  • a side wall heat insulating part including heat insulating units; An upper insulation portion sealing the upper portion of the first internal space; And it may include a lower insulating portion for sealing the lower portion of the first interior space.
  • the side wall thermal insulation unit is in close contact with the first side wall thermal insulation unit, the second side wall thermal insulation unit disposed to face the first side wall thermal insulation unit, and the first ends of the first and second side wall thermal insulation units.
  • the first side surface of the first protrusion of the first side wall heat insulation unit, the first area of the upper surface of the first base substrate and the first side surface of the first base substrate are the first side surface of the third side wall heat insulation unit.
  • a second area of the upper surface, a second side surface of the second protrusion, and a second area of the upper surface of the second base substrate, respectively, the second side surface of the first protrusion of the first side wall heat insulation unit, the The second area of the upper surface of the first base substrate and the second side of the first base substrate include a first area of the upper surface of the second protrusion of the fourth side wall heat insulation unit, a first side of the second protrusion, and The first area of the upper surface of the second base substrate is in close contact with each other, the first side of the first protrusion of the second side wall heat insulation unit, the first area of the upper surface of the first base substrate and the first base
  • the first side surface of the substrate is in close contact with the second area of the second surface of the upper surface of the second protrusion, the second side surface of the second protrusion and the upper surface of the second base substrate, respectively.
  • the first of the second side wall heat insulation unit The second side of the outlet, the second region of the upper surface of the first base substrate, and the second side of the first base substrate are the first region of the upper surface of the second protrusion of the third side wall heat insulation unit, the first 2 may be in close contact with the first region of the first side of the protrusion and the upper surface of the second base substrate, respectively.
  • At least one of the upper insulating portion and the lower insulating portion is a third base substrate in contact with the end surface of the side wall insulating portion; And a third protrusion protruding from one surface of the third base substrate and inserted into the first interior space, and a side surface contacting the inner surface of the side wall heat insulating part.
  • At least one of the upper insulating portion and the lower insulating portion may be formed with one or more outlets connecting the first inner space to the outside.
  • the inner case may include a side wall portion arranged to surround the side wall heat insulating portion and a cover portion coupled to an upper end of the side wall portion and pressing the upper heat insulating portion.
  • the side wall portion is a first case side wall unit having a planar structure disposed adjacent to the first side wall heat insulation unit; A second case side wall unit having a structure in which a portion is bent to press a partial region of the second side wall thermal insulation unit and the entire region of the third side wall thermal insulation unit; And a third case side wall unit having a structure in which a portion is bent to press the rest of the second side wall heat insulation unit and the entire area of the fourth side wall heat insulation unit.
  • the roller frame is coupled to the inner case and protrudes in a lattice shape from the base plate supporting the heat insulator and the lower surface of the base plate to expose a part of the lower surface of the base plate.
  • Base portion comprising a; And a roller portion including one or more rollers coupled to an area exposed by the strength enhancing structure among the lower surfaces of the base plate and moving along the guide portion.
  • a hollow may be formed inside the strength enhancing structure.
  • the heat insulating material is a side wall heat insulating portion forming a first interior space for receiving the fuel cell stack and the hot BOP module; An upper insulating portion coupled to an upper portion of the side wall insulating portion; And a lower heat insulating part coupled to a lower portion of the side wall heat insulating part and having an outlet connecting the first internal space with the outside, wherein the roller frame protrudes from an upper surface of the base plate and is inserted into the outlet of the lower heat insulating part, A guide shaft coupled to the base portion may be further included.
  • the base portion includes a through hole through which the guide shaft passes, and the guide shaft may be coupled to the base portion such that a part of the through hole is opened.
  • the outer housing bottom portion includes a bottom plate coupled to the side wall portion to form the accommodation space and a support plate disposed on the bottom plate to support the hot box module, wherein the support portion is the bottom It may include a support plate disposed on the plate and a guide rail protruding from the upper surface of the support plate and functioning as the guide portion.
  • the guide rail extends in the direction of the second edge of the upper surface facing the first edge at a position spaced apart by a first distance from the first edge of the upper surface of the support plate, and the support plate May include a trench formed to extend from the first corner to the guide rail.
  • the support may further include a stopper coupled to one end of the guide rail and stopping the hot box module moving along the guide rail.
  • the transport device is provided with the fastening rail
  • the hot box module includes the guide rail and the roller part capable of moving along the fastening rail.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view for describing a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 3A and 3B are diagrams for describing a hot box module illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 4A is a perspective view for explaining a method of installing a hot box module inside an outer housing
  • FIG. 4B is a plan view of a transport plate and a support shown in FIG. 4A
  • FIG. 4C is a cutting line A-A shown in FIG. 4B It is a sectional view cut along.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components.
  • first component may be referred to as a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may be referred to as a first component.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view for describing a fuel cell system according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 2A and 2B and FIGS. 3A and 3B are diagrams for describing a hot box module shown in FIG. 1. admit.
  • the fuel cell system 1000 includes an outer housing 1100 and a hot box module 1200. It can contain.
  • the fuel cell system 1000 may further include a cold balance of plant (BOP) module 1400 and an electric BOB module 1500.
  • BOP cold balance of plant
  • the outer housing 1100 may have an inner space, excellent mechanical strength, and may be formed of an electrically insulating material. If an internal space capable of accommodating the hot box module 1200 is provided, the shape and structure of the outer housing 1100 are not particularly limited.
  • the outer housing 1100 may be provided with a bottom portion 1110 and a side wall portion 1120 that are coupled to each other to form a rectangular parallelepiped inner space or a cylindrically shaped inner space.
  • the hot box module is installed in the bottom 1110 of the outer housing 1100 when the hot box module 1200 is installed therein or discharged to the outside for replacement.
  • a guide unit for guiding the moving direction of the (hot box module) 1200 may be formed.
  • the guide unit may control a moving direction of the roller of the roller unit 1232 of the hot box module 1200.
  • the guide portion is formed to protrude from the bottom portion 1110 and extend in one direction, so that the movement of the hot box module 1200 is performed. It may include a guide rail (see '1112b' in Figure 4b and Figure 4c) to control the direction.
  • the guide portion is formed to extend in a direction from a surface of the bottom portion 1110 in a predetermined depth, and the roller portion 1232 of the hot box module 1200 is formed.
  • the roller portion 1232 of the hot box module 1200 is formed.
  • receiving a portion of the may include a guide groove for controlling the moving direction of the hot box module (hot box module) 1200.
  • the bottom portion 1110 of the outer housing 1100 will be further described after the hot box module 1200 is described.
  • the hot box module 1200 is disposed inside the outer housing 1100 and may include one or more fuel cell stacks (not shown) and a hot BOP module (not shown).
  • the fuel cell stack may include a solid oxide fuel cell (SOFC) stack or a molten carbonate fuel cell (MCFC) stack operating at high temperature
  • the hot BOP module reforms hydrocarbon fuel to convert the reformed fuel.
  • a reformer (not shown) for supplying to the fuel cell stack, a vaporizer for supplying water vapor to the reformer, a combustor for burning unreacted gas discharged from the fuel cell stack, and heat of high-temperature combustion gas generated by the combustor It may include one or more selected from one or more heat exchangers, such as heating fuel, air.
  • the hot BOP module may be disposed above or below the fuel cell stack.
  • the hot box module 1200 includes a heat insulating material 1210 surrounding the fuel cell stack and the hot BOP module, an inner case 1220 surrounding the outside of the heat insulating material, and a roller frame disposed under the heat insulating material 1210 ( 1230).
  • the heat insulating material 1210 is formed of a porous mineral material such as a material having a high melting point and a low thermal conductivity, for example, clay and ocher, so that the thermal energy of the fuel cell stack and the hot BOP module is the hot box module. module) 1200 can be reduced from being emitted outside.
  • a porous mineral material such as a material having a high melting point and a low thermal conductivity, for example, clay and ocher, so that the thermal energy of the fuel cell stack and the hot BOP module is the hot box module. module) 1200 can be reduced from being emitted outside.
  • the insulating material 1210 is formed of a porous mineral material, since the porous mineral material has excellent heat insulation and relatively high gas permeability, gas pressure in the space inside the heat insulating material 1210 may be reduced while improving heat insulation.
  • the heat insulating material 1210 may include a side wall heat insulating part 1211, an upper heat insulating part 1212, and a bottom heat insulating part 1213, and the fuel cell stack and the hot BOP module are disposed therein. It is possible to form a space to be accommodated. In this case, one or a plurality of fuel cell stacks may be accommodated inside the heat insulating material 1210.
  • the side wall thermal insulation unit 1211 is disposed to surround the side surfaces of the fuel cell stack and the hot BOP module, and includes a plurality of side wall thermal insulation units 1211a, 1211b, 1211c, and 1211d that are in close contact with each other by the inner case. can do.
  • the side wall thermal insulation unit 1211 is a first side wall thermal insulation unit 1211a, a second side wall thermal insulation unit 1211b disposed to face the first side wall thermal insulation unit 1211a, the first and the first
  • the third side wall heat insulating unit 1211c is in close contact with the first ends of the two side wall heat insulating units 1211a, 1211b, and the fourth end is in close contact with the second end of the first and second side wall heat insulation units 1211a, 1211b.
  • Sidewall insulation unit 1211d may be disposed to be physically in close contact with each other in a state not bonded by an adhesive material or a mechanical bonding means.
  • the first and fourth sidewalls Increasing the contact area of each of the insulation units 1211a, 1211b, 1211c, 1211d, reducing the leakage of hot gas through the gap between the first to fourth sidewall insulation units 1211a, 1211b, 1211c, 1211d I can do it.
  • first and second sidewall heat insulation units 1211a and 1211b may have the same size and structure as each other, and the third and fourth sidewall heat insulation units 1211c and 1211d may have the same size. And structures.
  • Each of the first and second sidewall heat insulating units 1211a and 1211b includes a first base substrate 1211a-1 and 1211b-1 having an upper surface having a first width and a first length, and the first base substrate A first protrusion 1211a-2 having a second width smaller than the first width and an upper surface having the same length as the first length, protruding by a first height from the upper surfaces of (1211a-1, 1211b-1) , 1211b-2).
  • the first base substrates 1211a-1 and 1211b-1 and the first protrusions 1211a-2 and 1211b-2 may be integrally formed.
  • the first projections 1211a-2 and 1211b-2 may form a stepped on both edges of the upper surfaces of each of the first and second sidewall heat insulation units 1211a and 1211b, and as a result, the The upper surface of each of the first and second sidewall heat insulation units 1211a and 1211b is a first protrusion surface corresponding to an upper surface of the first protrusion parts 1211a-2 and 1211b-2, and the first protrusion part 1211a- 2, 1211b-2) are formed on both sides of the first base substrates 1211a-1 and 1211b-1 and correspond to two first base surfaces and both edge portions of the first protruding surface. It may include two first connecting surfaces connecting to one edge portion of the first base surfaces.
  • the two first base surfaces may have the same width as each other.
  • Each of the third and fourth side wall heat insulation units 1211c and 1211d includes a second base substrate 1211c-1 and 1211d-1 having an upper surface having a third width and the same length as the first length, and the A second protrusion having a fourth width smaller than the third width and an upper surface having the same length as the first length and protruding by a second height from the upper surfaces of the second base substrates 1211c-1 and 1211d-1 (1211c-2, 1211d-2).
  • the second base substrates 1211c-1 and 1211d-1 and the second protrusions 1211c-2 and 1211d-2 may be integrally formed.
  • the second projections 1211c-2 and 1211d-2 may form a stepped edge on both edges of the upper surfaces of each of the third and fourth sidewall heat insulating units 1211c and 1211d, and as a result, the
  • the upper surface of each of the first and second side wall heat insulation units 1211c and 1211d is a second protrusion surface corresponding to the upper surface of the second protrusions 1211c-2 and 1211d-2, and the second protrusion 1211c- 2, 1211d-2) are formed on both sides of the second base substrates 1211c-1 and 1211d-1, corresponding to two second base surfaces, and both edge portions of the second protruding surface. It may include two second connecting surfaces connecting to one edge portion of the second base surfaces.
  • the two second base surfaces may have the same width as each other.
  • the first to fourth side wall heat insulation units 1211a, 1211b, 1211c, and 1211d are in close contact as shown in FIG. 2A to form the side wall heat insulation part 1211 forming an inner space with both ends open. Can be.
  • the upper heat insulating portion 1212 and the lower heat insulating portion 1213 may be disposed on upper and lower portions of the side wall heat insulating portion 1211 to seal the inner space of the side wall heat insulating portion 1211.
  • the upper insulating portion 1212 and the lower insulating portion 1213 may have the same size and structure, in this case, the upper insulating portion 1212 and the lower insulating portion 1213, respectively Is protruding from one surface of the third base substrates 1212-1 and 1213-1 and the third base substrates 1212-1 and 1213-1 contacting the end surfaces of the side wall thermal insulation portions 1211 to insulate the side walls. It may be inserted into the interior space of the portion 1211 and side surfaces may include third protrusions 1212-2 and 1213-2 contacting the inner surface of the side wall heat insulating portion 1211.
  • the upper heat insulating part 1212 and One or more outlets 1212a and 1213a connecting the inner space 1200a of the side wall heat insulating part 1211 to the outside may be formed on at least one of the lower heat insulating parts 1213.
  • the inner case 1220 may be formed of a material having high mechanical strength, and is disposed to surround the heat insulating material 1210 so as to surround the side wall heat insulating part 1211, the top heat insulating part 1212, and the bottom heat insulating part 1213. It can be pressurized.
  • the inner case 1220 may include a side wall portion 1221 and a cover portion 1222.
  • the inner case 1220 In order to stably press and close the first to fourth side wall heat insulating units 1211a, 1211b, 1211c, and 1211d constituting the side wall heat insulating part 1211 of the heat insulating material 1210, the inner case 1220
  • the side wall portion 1221 of the inner case 1220 may include first to third case side wall units 1221a, 1221b, and 1221c, as illustrated in FIG. 2A.
  • the first case sidewall unit 1221a may have a flat structure disposed adjacent to the first sidewall insulation unit 1211a so as to pressurize the entire area of the first sidewall insulation unit 1211a
  • the second case The side wall unit 1221b may have a structure in which a portion of the second side wall thermal insulation unit 1211b and a portion of the third side wall thermal insulation unit 1211c are bent to press the structure
  • the third case side wall unit The portion 1221c may have a structure in which a portion of the second side wall heat insulating unit 1211b is partially bent to press the rest of the region and the entire area of the fourth side wall heat insulating unit 1211d.
  • each of the first to third case side wall units 1221a, 1221b, and 1221c may have a protruding coupling portion for coupling, and coupling portions of adjacently disposed case side wall units may be a coupling means such as a bolt or compression. It can be combined with each other using a method.
  • the cover portion 1222 may be coupled to an upper portion of the side wall portion 1221 and press the upper insulating portion 1212 of the insulating material 1210.
  • the cover portion 1222 may have a rectangular plate structure. It may be provided with a protruding coupling portion to engage with the side wall portion 1221, it may be coupled to the side wall portion 1221 using a coupling means such as a bolt or a pressing method.
  • the roller frame 1230 is disposed under the heat insulating material 1210 to support the heat insulating material 1210 and the fuel cell stack and the hot BOP module accommodated therein, and combined with the inner case 1220 to The lower insulating portion 1213 of the insulating material 1210 may be pressed.
  • the roller frame 1230 may include a base portion 1231, a roller portion 1232, and a guide shaft portion 1233.
  • the base portion 1231 includes a base plate 1231a and a strength enhancing structure 1231b that protrudes in a lattice shape from the lower surface of the base plate 1231a to expose a part of the lower surface of the base plate 1231a. can do. As illustrated in FIG. 3B, some regions of the lower surface of the base plate 1231a, for example, a plurality of rectangular regions spaced apart from each other may be exposed by the strength enhancing structure 1231b. On the other hand, in order to have the required strength while further reducing the weight of the roller frame 1230, a hollow may be formed inside the strength-enhancing structure 1231b.
  • the roller portion 1232 is coupled to an area exposed by the strength enhancing structure 1231b among the lower surfaces of the base plate 1231a, and rotates along a guide portion formed in the bottom portion 1110 of the outer housing 1100. It may include one or more rollers. Although 9 rollers are shown in FIG. 3B, the number of rollers may be appropriately changed as necessary.
  • the guide shaft portion 1233 is coupled to the base portion 1231 and protrudes from an upper surface of the base plate 1231a and is inserted into an outlet 1213a formed in the lower insulating portion 1213 of the insulating material 1210. It may include one or more guide shafts. As in the present invention, when the roller frame 1230 is provided with the guide shaft portion 1233, the roller frame 1230, the heat insulating material 1210 and the inner case 1220 is precisely and quickly combined I can do it.
  • the cross-sectional area of the guide shaft is the lower thermal insulator (so that the gas can flow out of the inner space 1200a of the thermal insulator 1210 through the outlet 1213a of the lower thermal insulator 1213) It may be smaller than the cross-sectional area of the outlet 1213a of 1213).
  • a through hole through which the guide shaft penetrates may be formed in the base portion 1231 so that gas discharged through the outlet 1213a of the lower heat insulating portion 1213 can move in all directions in a short time.
  • the guide shaft may be coupled to the base portion 1231 so that a part of the hole is opened.
  • the bottom portion 1110 of the outer housing 1100 is disposed above the bottom plate 1111 and the bottom plate 1111 to form an inner space by combining with the side wall portion 1120, and A support 1112 for supporting the hot box module 1200 may be included.
  • the support 1112 may include a support plate 1112a, a guide rail 1112b, and a stopper 1112c.
  • the support plate 1112a may be coupled to a bottom portion of the outer housing 1100 to support the hot box module 1200.
  • a lattice-type strength enhancing structure may be formed on the lower surface of the support plate.
  • the support plate and the strength enhancing structure may be integrally formed.
  • the guide rail 1112b may protrude from the upper surface of the support plate 1112a and extend in one direction.
  • the roller portion 1232 of the roller frame 1230 may move above the guide rail 1112b.
  • the guide rail 1112b is located at a position spaced apart by a first distance from a first edge of the support plate 1112a upper surface of the support plate 1112a facing the first edge.
  • a trench 1112a ' may be formed in a predetermined depth to extend from the first corner to the guide rail 1112b in the second corner direction.
  • the stopper 1112c may be coupled to one end of the guide rail 1112b to stop the hot box module 1200 moving along the guide rail 1112b. If the hot box module 1200 can be stopped, the shape and structure of the stopper 1112c are not particularly limited.
  • the cold BOP module 1400 and the electric BOB module 1500 may be accommodated inside the outer housing 1100.
  • the cold BOP module 1400 is a BOP module that operates at a relatively low temperature, and thus known cold BOP devices can be applied without limitation, so detailed description thereof will be omitted.
  • the electric BOP module 1500 is a BOP module that controls the operation of the fuel cell stack, the hot BOP module, and the cold BOP module 1400, well-known electric BOP devices can be applied without limitation, so detailed description thereof. Is omitted.
  • FIG. 4A is a perspective view for explaining a method of installing a hot box module inside an outer housing
  • FIG. 4B is a plan view of a transport plate and a support shown in FIG. 4A
  • FIG. 4C is a cutting line A-A shown in FIG. 4B It is a sectional view cut along.
  • the hot box module 1200 may be installed inside the outer housing 1100 using a transport device 2000.
  • the transport apparatus 2000 may include a transport support part 2100, a wheel part 2200, and a handle part 2300.
  • the transfer support part 2100 may include a transfer plate 2110 and a fastening rail 2112.
  • the transfer plate 2110 has a plate structure capable of stably supporting the hot box module 1200, its shape and structure are not particularly limited.
  • a lower surface of the transfer plate 2110 has an upper portion of the bottom of the outer housing 1100 so that a part of the transfer plate 2110 can enter the interior of the outer housing 1100. The position can be adjusted to be the same or higher than the surface.
  • the transport apparatus 2000 may further include a height adjustment unit (not shown) that can adjust the height of the transport plate 2110.
  • the fastening rail 2112 may protrude from the upper surface of the transfer plate 2110 and may be formed to extend from a portion on the upper surface of the transfer plate 2110 to the outside of the upper surface. Specifically, the fastening rail 2112 is outside the upper surface of the transfer plate 2110 from the ends of the first portion 2112a and the first portion 2112a located on the upper surface of the transfer plate 2110 A second portion 2112b extending by a first length may be included.
  • the lower portion of the second portion 2112b is inserted into the trench 1112a 'formed in the support plate 1112a of the support 1112, so that the fastening rail 2112 is the guide rail 1112b
  • the upper surface of the second portion 2112b is positioned at the same height as the upper surface of the first portion 2112a so that one rail can be formed together with the lower surface of the second portion 2112b. It may be located lower than the lower surface of the portion (2112a).
  • the wheel part 2200 may include a plurality of wheels coupled to the lower surface of the transfer plate 2110. If the transport plate 2110 can be moved while the hot box module 1200 is loaded on the transport plate 2110, the structure of the wheel part 2200 is not particularly limited.
  • the handle portion 2300 may be foldably coupled to the transfer plate.
  • the hot box module 1200 is loaded on the transfer plate 2110 of the transport apparatus 2000. Subsequently, a part of the fastening rail 2112 is inserted into the trench 1112a 'formed in the support plate 1112a of the support 1112 disposed inside the outer housing 1100 to be loaded in the transport apparatus 2000 Align the positions of the hot box module 1200 and the loading table 1300. Subsequently, the fastening rail 2112 of the transport apparatus 2000 and the guide rail 1112b of the support 1112 using the roller frame 1230 of the hot box module 1200 are used. By moving along the inside of the outer housing 1100, the hot box module 1200 may be installed inside the outer housing.
  • a part of the fastening rail 2112 is inserted into the trench 1112a 'formed in the support plate 1112a of the support 1112 to install the transport apparatus 2000 inside the outer housing 1100.
  • the hot box module 1200 is moved to the outer housing 1100. It can be removed externally.
  • the support 1112 is provided with the guide rail 1112b
  • the transport apparatus 2000 is provided with a fastening rail 2112
  • the hot box module 1200 is the guide rail 1112b
  • the roller portion 1232 which can move along the fastening rail 2112, so that the hot box module 1200 is installed inside the outer housing 1100 or hot installed inside the outer housing 1100.
  • the hot box module 1200 is accommodated inside the outer housing 1100, the hot box module 1200 roller portion 1232 ) Is supported by the guide rail 1112b of the support 1112, so the contact area is significantly reduced compared to the case where the hot box module 1200 makes surface contact with the support 1112, so the hot box module When further improving the insulation properties of (1200) Can.
  • the heat insulating material 1210 is formed with one or more outlets through which the guide shaft 1303 of the roller frame 1230 penetrates, as well as improving the assembling property of the hot box module 1200 as well as the hot box module ( 1200) It is possible to significantly reduce the risk of explosion due to hydrogen leakage inside.

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Abstract

연료전지 시스템이 개시된다. 연료전지 시스템은 내부 공간을 형성하는 바닥부 및 측벽부를 구비하는 외부 하우징, 외부 하우징의 바닥부 상에 배치된 지지 플레이트 및 이의 상부면으로부터 돌출되고 제1 방향으로 연장된 가이드 레일을 구비하는 지지대; 및 연료전지 스택, 핫 BOP 모듈, 단열재, 단열재의 외부를 감싸는 내부 케이스 및 단열재의 하부에 배치되고 가이드 레일을 따라 이동하는 롤러부를 구비하는 롤러 프레임을 구비하고 지지대 상부에 배치된 핫 박스 모듈을 포함한다.

Description

연료전지 시스템
본 발명은 수소와 산소의 전기화학적 반응을 통해 전기를 생성하는 연료전지 시스템에 관한 것이다.
수소와 산소의 전기화학적 반응을 통해 전기를 생성하는 연료 전지는 에너지 전환단계가 간단하고 고효율, 무공해 발전기라는 친환경적인 특성 때문에 최근 연구가 활발히 진행되고 있다.
고체산화물 연료전지, 용융탄산염 연료전지 등과 같이 고온 작동 연료전지 시스템에서는, 일반적으로 단열재를 이용하여 단전지 스택, 상기 스택에 고온의 개질 연료 및 공기를 공급하기 위한 핫 BOP(Balance Of Plant) 모듈을 밀봉하여 핫 박스 모듈을 형성하여 적용한다.
이러한 핫 박스 모듈의 경우 다른 BOP 모듈에 비해 수명이 상대적으로 짧은 편이어서, 기 설치된 연료전지 시스템에서 핫 박스 모듈만을 선택적으로 변경하는 것이 필요하고 이를 용이하게 수행할 수 있는 기술의 개발이 필요하다.
본 발명의 목적은 핫 박스 모듈의 설치 및 교체가 용이하고, 수소 폭발의 위험성이 낮으며, 최적화된 열전달 특성을 갖는 연료전지 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템은 제1 방향으로 연장된 가이드부가 형성된 바닥부 및 상기 바닥부에 결합되어 수용 공간을 형성하는 측벽부를 포함하는 외부 하우징; 및 연료전지 스택, 상기 연료전지 스택에 연결된 핫 BOP 모듈, 상기 연료전지 스택 및 상기 핫 BOP 모듈을 둘러싸는 단열재, 상기 단열재의 외부를 감싸는 내부 케이스 및 상기 단열재의 하부에 배치되고 상기 가이드부를 따라 이동하는 롤러부를 구비하는 롤러 프레임을 포함하는 핫 박스 모듈을 포함하고, 상기 핫 박스 모듈은 상기 수용 공간 내에 배치된다.
일 실시예에 있어서, 상기 단열재는 상기 연료전지 스택과 상기 핫 BOP 모듈의 측면을 둘러싸도록 배치되어 상하부로 개방된 제1 내부공간을 형성하고, 상기 내부 케이스에 의해 가압되어 서로 밀착된 복수의 측벽 단열 유닛들을 포함하는 측벽 단열부; 상기 제1 내부공간의 상부를 밀폐하는 상부 단열부; 및 상기 제1 내부공간의 하부를 밀폐하는 하부 단열부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 측벽 단열부는 제1 측벽 단열 유닛, 상기 제1 측벽 단열 유닛과 대향하도록 배치된 제2 측벽 단열 유닛, 상기 제1 및 제2 측벽 단열 유닛의 제1 단부들과 밀착하는 제3 측벽 단열 유닛 및 상기 제1 및 제2 측벽 단열 유닛의 제2 단부들과 밀착하는 제4 측벽 단열 유닛을 포함하고, 상기 제1 및 제2 측벽 단열 유닛들 각각은 제1 베이스 기재 및 상기 제1 베이스 기재의 상부면으로부터 돌출된 제1 돌출부를 포함하고, 상기 제3 및 제4 측벽 단열 유닛들 각각은 제2 베이스 기재 및 상기 제2 베이스 기재의 상부면으로부터 돌출된 제2 돌출부를 포함하고, 상기 제1 측벽 단열 유닛의 상기 제1 돌출부의 제1 측면, 상기 제1 베이스 기재의 상부면 중 제1 영역 그리고 상기 제1 베이스 기재의 제1 측면은 상기 제3 측벽 단열 유닛의 상기 제2 돌출부의 상부면 중 제2 영역, 상기 제2 돌출부의 제2 측면 및 상기 제2 베이스 기재의 상부면 중 제2 영역과 각각 밀착되고, 상기 제1 측벽 단열 유닛의 상기 제1 돌출부의 제2 측면, 상기 제1 베이스 기재의 상부면 중 제2 영역 그리고 상기 제1 베이스 기재의 제2 측면은 상기 제4 측벽 단열 유닛의 상기 제2 돌출부의 상부면 중 제1 영역, 상기 제2 돌출부의 제1 측면 및 상기 제2 베이스 기재의 상부면 중 제1 영역과 각각 밀착되고, 상기 제2 측벽 단열 유닛의 상기 제1 돌출부의 제1 측면, 상기 제1 베이스 기재의 상부면 중 제1 영역 그리고 상기 제1 베이스 기재의 제1 측면은 상기 제4 측벽 단열 유닛의 상기 제2 돌출부의 상부면 중 제2 영역, 상기 제2 돌출부의 제2 측면 및 상기 제2 베이스 기재의 상부면 중 제2 영역과 각각 밀착되며, 상기 제2 측벽 단열 유닛의 상기 제1 돌출부의 제2 측면, 상기 제1 베이스 기재의 상부면 중 제2 영역 그리고 상기 제1 베이스 기재의 제2 측면은 상기 제3 측벽 단열 유닛의 상기 제2 돌출부의 상부면 중 제1 영역, 상기 제2 돌출부의 제1 측면 및 상기 제2 베이스 기재의 상부면 중 제1 영역과 각각 밀착될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 상부 단열부 및 상기 하부 단열부 중 적어도 하나는 상기 측벽 단열부의 단부면과 접촉하는 제3 베이스 기재; 및 상기 제3 베이스 기재의 일면으로부터 돌출되어 상기 제1 내부공간으로 삽입되고, 측면이 상기 측벽 단열부의 내부면과 접촉하는 제3 돌출부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 상부 단열부 및 상기 하부 단열부 중 적어도 하나에는 상기 제1 내부공간을 외부와 연결하는 하나 이상의 배출구가 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 내부 케이스는 상기 측벽 단열부를 둘러싸도록 배치되어 이를 가압하는 측벽부 및 상기 측벽부의 상부 단부에 결합되어 상기 상부 단열부를 가압하는 덮개부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 측벽부는 상기 제1 측벽 단열 유닛에 인접하게 배치된 평면 구조를 갖는 제1 케이스 측벽 유닛; 상기 제2 측벽 단열 유닛의 일부 영역과 상기 제3 측벽 단열 유닛의 전체 영역을 가압하도록 일부분이 절곡된 구조를 갖는 제2 케이스 측벽 유닛; 및 상기 제2 측벽 단열 유닛의 나머지 영역과 상기 제4 측벽 단열 유닛의 전체 영역을 가압하도록 일부분이 절곡된 구조를 갖는 제3 케이스 측벽 유닛을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 롤러 프레임은 상기 내부 케이스와 결합하고 상기 단열재를 지지하는 베이스 플레이트 및 상기 베이스 플레이트의 하부면으로부터 격자 형상으로 돌출되어 상기 베이스 플레이트의 하부면 중 일부를 노출시키는 강도 향상 구조물을 포함하는 베이스부; 및 상기 베이스 플레이트의 하부면 중 상기 강도 향상 구조물에 의해 노출된 영역에 결합되고 상기 가이드부를 따라 이동하는 하나 이상의 롤러를 포함하는 상기 롤러부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 강도 향상 구조물의 내부에는 중공이 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 단열재는 상기 연료전지 스택과 상기 핫 BOP 모듈을 수용하는 제1 내부공간을 형성하는 측벽 단열부; 상기 측벽 단열부의 상부에 결합된 상부 단열부; 및 상기 측벽 단열부의 하부에 결합되고 상기 제1 내부 공간을 외부와 연결하는 배출구가 형성된 하부 단열부를 포함하고, 상기 롤러 프레임은 상기 베이스 플레이트의 상부면으로부터 돌출되어 상기 하부 단열부의 배출구에 삽입되고, 상기 베이스부에 결합된 가이드 샤프트를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 베이스부는 상기 가이드 샤프트가 관통하는 관통홀을 포함하고, 상기 가이드 샤프트는 상기 관통홀의 일부가 개방되도록 상기 베이스부에 결합될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 외부 하우징 바닥부는 상기 측벽부와 결합하여 상기 수용 공간을 형성하는 바닥판 및 상기 바닥판 상부에 배치되어 상기 핫 박스 모듈을 지지하는 지지대를 포함하고, 상기 지지대는 상기 바닥판 상에 배치된 지지 플레이트 및 상기 지지 플레이트의 상부면으로부터 돌출되고 상기 가이드부로 기능하는 가이드 레일을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 가이드 레일은 상기 지지 플레이트 상부면의 제1 모서리로부터 제1 거리만큼 이격된 위치에서 상기 제1 모서리에 대향하는 상기 상부면의 제2 모서리 방향으로 연장되고, 상기 지지 플레이트는 상기 제1 모서리로부터 상기 가이드 레일까지 연장되도록 형성된 트렌치을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 지지대는 상기 가이드 레일의 일단부에 결합되고 상기 가이드 레일을 따라 이동하는 상기 핫 박스 모듈을 정지시키는 스토퍼를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 외부 하우징 바닥부가 상기 가이드 레일을 구비하고, 상기 운송 장치가 상기 체결 레일을 구비하며, 상기 핫 박스 모듈이 상기 가이드 레일과 상기 체결 레일을 따라 이동할 수 있는 상기 롤러부를 구비하므로, 상기 외부 하우징 내부에 상기 핫 박스 모듈을 설치하거나 상기 외부 하우징 내부에 설치된 핫 박스 모듈을 신규 핫 박스 모듈로 교체하기가 용이할 뿐만 아니라, 상기 핫 박스 모듈이 상기 외부 하우징 내부에 수용된 상태에서, 상기 핫 박스 모듈 롤러부가 상기 지지대의 가이드 레일에 의해 지지되므로, 상기 핫 박스 모듈이 상기 지지대와 면접촉하는 경우에 비해 접촉 면적이 현저하게 감소되므로, 상기 핫 박스 모듈의 단열 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
그리고 상기 단열재에는 상기 롤러 프레임의 가이드 샤프트가 관통하는 하나 이상의 배출구가 형성되므로 상기 핫 박스 모듈의 조립성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기 핫 박스 내부에서 수소 누설로 인한 폭발 위험성을 현저하게 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2a 및 2b 그리고 도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 핫 박스 모듈(Hot module)을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4a는 외부 하우징 내부에 핫 박스 모듈을 설치하는 방법을 설명하기 위한 사시도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 운송 플레이트와 지지대의 평면도이고, 도 4c는 도 4b에 도시된 절단선 A-A'을 따라 절단한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템을 설명하기 위한 단면도이고, 도 2a 및 도 2b 그리고 도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 핫 박스 모듈(Hot box module)을 설명하기 위한 도면들이다.
도 1, 도 2a 및 도 2b 그리고 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템(1000)은 외부 하우징(1100) 및 핫 박스 모듈(hot box module)(1200)을 포함할 수 있다. 그리고 상기 연료전지 시스템(1000)은 콜드 BOP(Balance of Plant) 모듈(1400) 및 전기 BOB 모듈(1500)을 더 포함할 수 있다.
상기 외부 하우징(1100)은 내부 공간을 구비할 수 있고, 기계적 강도가 우수하고, 전기 절연성 물질로 형성될 수 있다. 상기 핫 박스 모듈(hot box module)(1200) 등을 수용할 수 있는 내부 공간을 구비한다면, 상기 외부 하우징(1100)의 형상 및 구조는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 외부 하우징(1100)은 서로 결합되어 직육면체 형상의 내부 공간을 형성하거나 원기둥 형상의 내부 공간을 형성하는 바닥부(1110) 및 측벽부(1120)를 구비할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 외부 하우징(1100)의 바닥부(1110)에는 상기 핫 박스 모듈(hot box module)(1200)을 내부에 설치하거나, 교체를 위해 외부로 배출하는 경우에 상기 핫 박스 모듈(hot box module)(1200)의 이동 방향을 가이드하는 가이드부가 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 가이드부는 상기 핫 박스 모듈(hot box module)(1200)의 롤러부(1232)의 롤러의 이동 방향을 제어할 수 있다. 일 예로, 도 1, 도 4b 및 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 가이드부는 상기 바닥부(1110)로부터 돌출되고 일 방향으로 연장되도록 형성되어 상기 핫 박스 모듈(hot box module)(1200)의 이동방향을 제어하는 가이드 레일(도 4b 및 도 4c의 '1112b' 참조)을 포함할 수 있다. 이와 다른 예로, 비록 도면에 도시되진 않았지만, 상기 가이드부는 상기 바닥부(1110) 표면으로부터 소정 깊이로 일 방향으로 연장되도록 형성되어 상기 핫 박스 모듈(hot box module)(1200)의 롤러부(1232)의 일부를 수용함으로써 상기 핫 박스 모듈(hot box module)(1200)의 이동방향을 제어하는 가이드 홈을 포함할 수 있다.
상기 외부 하우징(1100)의 바닥부(1110)에 대해서는 핫 박스 모듈(hot box module)(1200)에 대해 설명한 후 추가적으로 설명한다.
상기 핫 박스 모듈(hot box module)(1200)은 상기 외부 하우징(1100) 내부에 배치되고, 하나 이상의 연료전지 스택(미도시) 및 핫 BOP 모듈(미도시)을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 연료전지 스택은 고온에서 동작하는 고체산화물 연료전지(SOFC) 스택이나 용융탄산염 연료전지(MCFC) 스택 등을 포함할 수 있고, 상기 핫 BOP 모듈은 탄화수소 연료를 개질하여 개질된 연료를 상기 연료전지 스택에 공급하는 개질기(미도시), 상기 개질기에 수증기를 공급하는 기화기, 상기 연료전지 스택으로부터 배출된 미반응 가스를 연소시키는 연소기, 상기 연소기에 의해 생성된 고온 연소가스의 열을 이용하여 연료, 공기 등을 가열하는 하나 이상의 열교환기 등으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 핫 BOP 모듈은 상기 연료전지 스택의 상부 또는 하부에 배치될 수 있다.
상기 핫 박스 모듈(1200)은 상기 연료전지 스택 및 상기 핫 BOP 모듈을 둘러싸는 단열재(1210), 상기 단열재의 외부를 감싸는 내부 케이스(1220) 및 상기 단열재(1210)의 하부에 배치된 롤러 프레임(1230)을 더 포함할 수 있다.
상기 단열재(1210)는 용융점이 높고 열 전도율이 낮은 재료, 예를 들면, 점토, 황토 등과 같은 다공성 광물 재료로 형성되어 상기 연료전지 스택 및 상기 핫 BOP 모듈의 열 에너지가 상기 핫 박스 모듈(hot box module)(1200) 외부로 방출되는 것을 감소시킬 수 있다. 상기 단열재(1210)가 다공성 광물 재료로 형성되는 경우, 상기 다공성 광물 재료는 단열성이 우수하면서 기체 투과도가 상대적으로 높으므로, 단열성을 향상시키면서 상기 단열재(1210) 내부 공간의 기체 압력을 낮출 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 단열재(1210)는 측벽 단열부(1211), 상부 단열부(1212) 및 하부 단열부(1213)를 포함할 수 있고, 내부에 상기 연료전지 스택과 상기 핫 BOP 모듈이 수용되는 공간을 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 단열재(1210) 내부에는 하나 또는 복수의 연료전지 스택이 수용될 수 있다.
상기 측벽 단열부(1211)는 상기 연료전지 스택과 상기 핫 BOP 모듈의 측면을 둘러싸도록 배치되고, 상기 내부 케이스에 의해 서로 밀착된 복수의 측벽 단열 유닛들(1211a, 1211b, 1211c, 1211d)을 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 측벽 단열부(1211)는 제1 측벽 단열 유닛(1211a), 상기 제1 측벽 단열 유닛(1211a)과 대향하도록 배치된 제2 측벽 단열 유닛(1211b), 상기 제1 및 제2 측벽 단열 유닛(1211a, 1211b)의 제1 단부들과 밀착하는 제3 측벽 단열 유닛(1211c) 및 상기 제1 및 제2 측벽 단열 유닛(1211a, 1211b)의 제2 단부들과 밀착하는 제4 측벽 단열 유닛(1211d)을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제4 측벽 단열 유닛들(1211a, 1211b, 1211c, 1211d)은 접착 물질이나 기계적 결합 수단에 의해 결합되지 않은 상태에서 서로 물리적으로 밀착되게 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 내지 제4 측벽 단열 유닛들(1211a, 1211b, 1211c, 1211d) 사이의 틈을 통해 열이 외부로 누설될 수 있는데, 이를 방지하기 위해 본 발명에서는 상기 제1 및 제4 측벽 단열 유닛들(1211a, 1211b, 1211c, 1211d) 각각의 접촉면적을 증가시켜, 제1 내지 제4 측벽 단열 유닛들(1211a, 1211b, 1211c, 1211d) 사이의 틈을 통해 고온 기체가 누설되는 것을 감소시킬 수 있다.
일 실시예로, 상기 제1 및 제2 측벽 단열 유닛들(1211a, 1211b)은 서로 동일한 크기 및 구조를 가질 수 있고, 상기 제3 및 제4 측벽 단열 유닛들(1211c, 1211d)은 서로 동일한 크기 및 구조를 가질 수 있다.
상기 제1 및 제2 측벽 단열 유닛들(1211a, 1211b) 각각은 제1 폭과 제1 길이를 갖는 상부면을 구비하는 제1 베이스 기재(1211a-1, 1211b-1) 및 상기 제1 베이스 기재(1211a-1, 1211b-1)의 상부면으로부터 제1 높이만큼 돌출되고 상기 제1 폭보다 작은 제2 폭 및 상기 제1 길이와 동일한 길이를 갖는 상부면을 구비하는 제1 돌출부(1211a-2, 1211b-2)를 포함할 수 있다. 상기 제1 베이스 기재(1211a-1, 1211b-1)와 상기 제1 돌출부(1211a-2, 1211b-2)는 일체로 형성될 수 있다.
상기 제1 돌출부(1211a-2, 1211b-2)에 의해 상기 제1 및 제2 측벽 단열 유닛들(1211a, 1211b) 각각의 상부면 양쪽 가장 자리 부분에는 단턱이 형성될 수 있고, 그 결과, 상기 제1 및 제2 측벽 단열 유닛들(1211a, 1211b) 각각의 상부면은 상기 제1 돌출부(1211a-2, 1211b-2)의 상부면에 해당하는 제1 돌출면, 상기 제1 돌출부(1211a-2, 1211b-2)의 양측에 형성되고 상기 제1 베이스 기재(1211a-1, 1211b-1)의 상부면에 해당하는 2개의 제1 기저면들 그리고 상기 제1 돌출면의 양쪽 가장자리 부분들을 대응되는 상기 제1 기저면들의 일 가장자리 부분에 연결하는 2개의 제1 연결면들을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 2개의 제1 기저면들은 서로 동일한 폭을 가질 수 있다.
상기 제3 및 제4 측벽 단열 유닛들(1211c, 1211d) 각각은 제3 폭과 상기 제1 길이와 동일한 길이를 갖는 상부면을 구비하는 제2 베이스 기재(1211c-1, 1211d-1) 및 상기 제2 베이스 기재(1211c-1, 1211d-1)의 상부면으로부터 제2 높이만큼 돌출되고 상기 제3 폭보다 작은 제4 폭 및 상기 제1 길이와 동일한 길이를 갖는 상부면을 구비하는 제2 돌출부(1211c-2, 1211d-2)를 포함할 수 있다. 상기 제2 베이스 기재(1211c-1, 1211d-1)와 상기 제2 돌출부(1211c-2, 1211d-2)는 일체로 형성될 수 있다.
상기 제2 돌출부(1211c-2, 1211d-2)에 의해 상기 제3 및 제4 측벽 단열 유닛들(1211c, 1211d) 각각의 상부면 양쪽 가장 자리 부분에는 단턱이 형성될 수 있고, 그 결과, 상기 제1 및 제2 측벽 단열 유닛들(1211c, 1211d) 각각의 상부면은 상기 제2 돌출부(1211c-2, 1211d-2)의 상부면에 해당하는 제2 돌출면, 상기 제2 돌출부(1211c-2, 1211d-2)의 양측에 형성되고 상기 제2 베이스 기재(1211c-1, 1211d-1)의 상부면에 해당하는 2개의 제2 기저면들 그리고 상기 제2 돌출면의 양쪽 가장자리 부분들을 대응되는 상기 제2 기저면들의 일 가장자리 부분에 연결하는 2개의 제2 연결면들을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 2개의 제2 기저면들은 서로 동일한 폭을 가질 수 있다.
상기 제1 내지 제4 측벽 단열 유닛들(1211a, 1211b, 1211c, 1211d)은 도 2a에 도시된 바와 같이 밀착되어, 양쪽 단부가 개방된 내부공간을 형성하는 상기 측벽 단열부(1211)를 형성할 수 있다.
*상기 상부 단열부(1212) 및 상기 하부 단열부(1213)는 상기 측벽 단열부(1211)의 상부 및 하부에 각각 배치되어 상기 측벽 단열부(1211)의 내부공간을 밀폐할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 상부 단열부(1212) 및 상기 하부 단열부(1213)는 동일한 크기 및 구조를 가질 수 있고, 이 경우, 상기 상부 단열부(1212) 및 상기 하부 단열부(1213) 각각은 상기 측벽 단열부(1211)의 단부면과 접촉하는 제3 베이스 기재(1212-1, 1213-1) 및 상기 제3 베이스 기재(1212-1, 1213-1)의 일면으로부터 돌출되어 상기 측벽 단열부(1211)의 내부공간으로 삽입되고 측면이 상기 측벽 단열부(1211)의 내부면과 접촉하는 제3 돌출부(1212-2, 1213-2)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 연료전지 스택 및 상기 핫 BOP 모듈이 배치되는 상기 단열재(1210)의 내부공간(1200a)이 연료 또는 공기의 누설로 인하여 고압 상태가 되는 것을 방지하기 위해, 상기 상부 단열부(1212) 및 상기 하부 단열부(1213) 중 적어도 하나 이상에는 상기 측벽 단열부(1211)의 내부공간(1200a)을 외부와 연결하는 하나 이상의 배출구(1212a, 1213a)가 형성될 수 있다.
상기 내부 케이스(1220)는 기계적 강도가 높은 물질로 형성될 수 있고, 상기 단열재(1210)를 둘러싸도록 배치되어 상기 측벽 단열부(1211), 상부 단열부(1212) 및 하부 단열부(1213)를 가압할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 내부 케이스(1220)는 측벽부(1221) 및 덮개부(1222)를 포함할 수 있다.
상기 단열재(1210)의 상기 측벽 단열부(1211)를 구성하는 상기 제1 내지 제4 측벽 단열 유닛들(1211a, 1211b, 1211c, 1211d)을 안정적으로 가압하여 밀착시키기 위해, 상기 내부 케이스(1220)는 상기 내부 케이스(1220)의 측벽부(1221)는 도 2a에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 케이스 측벽 유닛들(1221a, 1221b, 1221c)을 포함할 수 있다.
상기 제1 케이스 측벽 유닛(1221a)은 상기 제1 측벽 단열 유닛(1211a)의 전체 영역을 가압하도록 상기 제1 측벽 단열 유닛(1211a)에 인접하게 배치된 평면 구조를 가질 수 있고, 상기 제2 케이스 측벽 유닛(1221b)은 상기 제2 측벽 단열 유닛(1211b)의 일부 영역과 상기 제3 측벽 단열 유닛(1211c)의 전체 영역을 가압하도록 일부분이 절곡된 구조를 가질 수 있으며, 상기 제3 케이스 측벽 유닛(1221c)은 상기 제2 측벽 단열 유닛(1211b)의 나머지 영역과 상기 제4 측벽 단열 유닛(1211d)의 전체 영역을 가압하도록 일부분이 절곡된 구조를 가질 수 있다. 그리고 상기 제1 내지 제3 케이스 측벽 유닛들(1221a, 1221b, 1221c) 각각은 결합을 위해 돌출된 결합부를 구비할 수 있고, 인접하게 배치된 케이스 측벽 유닛들의 결합부들은 볼트 등과 같은 결합 수단 또는 압착 방법을 이용하여 서로 결합될 수 있다.
상기 덮개부(1222)는 상기 측벽부(1221)의 상부에 결합되고 상기 단열재(1210)의 상부 단열부(1212)를 가압할 수 있다. 상기 덮개부(1222)는 사각형 플레이트 구조를 가질 수 있다. 상기 측벽부(1221)와 결합하기 위해 돌출된 결합부를 구비할 수 있으며, 볼트 등과 같은 결합 수단 또는 압착 방법을 이용하여 상기 측벽부(1221)에 결합될 수 있다.
상기 롤러 프레임(1230)은 상기 단열재(1210)의 하부에 배치되어 상기 단열재(1210) 및 이의 내부에 수용된 상기 연료전지 스택 및 상기 핫 BOP 모듈을 지지하고, 상기 내부 케이스(1220)와 결합하여 상기 단열재(1210)의 하부 단열부(1213)를 가압할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 롤러 프레임(1230)은 베이스부(1231), 롤러부(1232) 및 가이드 샤프트부(1233)를 포함할 수 있다.
상기 베이스부(1231)는 베이스 플레이트(1231a), 상기 베이스 플레이트(1231a)의 하부면으로부터 격자 형상으로 돌출되어 상기 베이스 플레이트(1231a)의 하부면 중 일부를 노출시키는 강도 향상 구조물(1231b)을 포함할 수 있다. 상기 강도 향상 구조물(1231b)에 의해, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 플레이트(1231a)의 하부면의 일부 영역, 예를 들면, 서로 이격된 복수의 사각형 영역들이 노출될 수 있다. 한편, 상기 롤러 프레임(1230)의 무게를 더욱 감소시키면서도 요구되는 강도를 갖기 위해, 상기 강도 향상 구조물(1231b)의 내부에는 중공이 형성될 수 있다.
상기 롤러부(1232)는 상기 베이스 플레이트(1231a)의 하부면 중 상기 강도 향상 구조물(1231b)에 의해 노출된 영역에 결합되고, 상기 외부 하우징(1100) 바닥부(1110)에 형성된 가이드부를 따라 회전할 수 있는 하나 이상의 롤러를 포함할 수 있다. 도 3b에는 9개의 롤러가 도시되어 있으나, 롤러의 개수는 필요에 따라 적절하게 변경할 수 있다.
상기 가이드 샤프트부(1233)는 상기 베이스부(1231)에 결합되고, 상기 베이스 플레이트(1231a)의 상부면으로부터 돌출되어 상기 단열재(1210) 중 하부 단열부(1213)에 형성된 배출구(1213a)에 삽입되는 하나 이상의 가이드 샤프트를 포함할 수 있다. 본 발명에서와 같이, 상기 롤러 프레임(1230)이 상기 가이드 샤프트부(1233)를 구비하는 경우, 상기 롤러 프레임(1230), 상기 단열재(1210) 및 상기 내부 케이스(1220)를 정밀하고 신속하게 결합시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하부 단열부(1213)의 배출구(1213a)를 통해 상기 단열재(1210) 내부공간(1200a)으로부터 가스가 유출될 수 있도록, 상기 가이드 샤프트의 단면 면적은 상기 하부 단열부(1213)의 배출구(1213a)의 단면 면적보다 작을 수 있다.
그리고, 상기 하부 단열부(1213)의 배출구(1213a)를 통해 유출된 가스가 단시간에 사방으로 이동할 수 있도록 상기 베이스부(1231)에는 상기 가이드 샤프트가 관통하는 관통홀이 형성될 수 있고, 상기 관통홀의 일부가 개방되도록 상기 가이드 샤프트는 상기 베이스부(1231)에 결합될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 외부 하우징(1100)의 바닥부(1110)는 상기 측벽부(1120)와 결합하여 내부공간을 형성하는 바닥판(1111) 및 상기 바닥판(1111) 상부에 배치되어 상기 핫 박스 모듈(1200)을 지지하는 지지대(1112)를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 도 4b 및 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 지지대(1112)는 지지 플레이트(1112a), 가이드 레일(1112b), 스토퍼(1112c)을 포함할 수 있다.
상기 지지 플레이트(1112a)는 상기 외부 하우징(1100)의 바닥부에 결합되어 상기 핫 박스 모듈(1200)을 지지할 수 있다. 일 실시예로, 상기 지지 플레이트(1112a)의 무게를 감소시키면서 요구되는 강도를 가지게 하기 위해, 상기 지지 플레이트의 하부면에는 격자 형태의 강도 향상 구조물이 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 지지 플레이트와 상기 강도 향상 구조물은 일체로 형성될 수 있다.
상기 가이드 레일(1112b)은 상기 지지 플레이트(1112a)의 상부면으로부터 돌출되고 일방향으로 연장될 수 있다. 상기 가이드 레일(1112b) 위로는 상기 롤러 프레임(1230)의 롤러부(1232)가 이동할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 가이드 레일(1112b)은 상기 지지 플레이트(1112a) 상부면의 제1 모서리로부터 제1 거리만큼 이격된 위치에서 상기 제1 모서리에 대향하는 상기 지지 플레이트(1112a) 상부면의 제2 모서리 방향으로 연장될 수 있고, 상기 지지 플레이트(1112a)에는 상기 제1 모서리로부터 상기 가이드 레일(1112b)까지 연장되도록 소정 깊이로 형성된 트렌치(1112a')가 형성될 수 있다. 상기 가이드 홈((1311)에는 상기 외부 하우징(1100)에 상기 핫 박스 모듈(1200)을 설치하거나 상기 외부 하우징(1100)으로부터 상기 핫 박스 모듈(1200)을 제거하는 과정에서, 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 설명할 운송 장치(2000)의 체결 레일(2112) 중 일부가 삽입될 수 있다. 이에 대해서는 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 후술한다.
상기 스토퍼(1112c)는 상기 가이드 레일(1112b)의 일단부에 결합되고 상기 가이드 레일(1112b)을 따라 이동하는 상기 핫 박스 모듈(1200)을 정지시키는 기능을 수행할 수 있다. 상기 핫 박스 모듈(1200)을 정지시킬 수 있다면, 상기 스토퍼(1112c)의 형상 및 구조는 특별히 제한되지 않는다.
상기 콜드 BOP 모듈(1400) 및 상기 전기 BOB 모듈(1500)은 상기 외부 하우징(1100) 내부에 수용될 수 있다.
상기 콜드 BOP 모듈(1400)은 상대적으로 저온에서 동작하는 BOP 모듈로서 공지의 콜드 BOP 장치들이 제한 없이 적용될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고 상기 전기 BOP 모듈(1500)은 상기 연료전지 스택, 상기 핫 BOP 모듈 그리고 상기 콜드 BOP 모듈(1400)의 동작을 제어하는 BOP 모듈로서 공지의 전기 BOP 장치들이 제한 없이 적용될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 4a는 외부 하우징 내부에 핫 박스 모듈을 설치하는 방법을 설명하기 위한 사시도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 운송 플레이트와 지지대의 평면도이고, 도 4c는 도 4b에 도시된 절단선 A-A'을 따라 절단한 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 상기 핫 박스 모듈(1200)은 운송 장치(2000)를 이용하여 상기 외부 하우징(1100) 내부에 설치될 수 있다. 이 때, 상기 운송 장치(2000)는 이송 지지체부(2100), 바퀴부(2200) 및 손잡이부(2300)를 포함할 수 있다.
상기 이송 지지체부(2100)는 이송 플레이트(2110) 및 체결 레일(2112)을 포함할 수 있다.
상기 이송 플레이트(2110)는 상기 핫 박스 모듈(1200)을 안정적으로 지지할 수 있는 플레이트 구조를 갖는다면, 그 형상 및 구조가 특별히 제한되지 않는다. 상기 이송 플레이트(2110)의 일부가 상기 외부 하우징(1100)의 내부로 들어갈 수 있도록, 상기 운송 장치(2000)에 있어서, 상기 이송 플레이트(2110)는 하부면이 상기 외부 하우징(1100) 바닥부의 상부면과 동일하거나 이보다 높게 위치하도록 그 위치가 조절될 수 있다. 이를 위해, 상기 운송 장치(2000)는 상기 이송 플레이트(2110)의 높이를 조절할 수 있는 높이 조절부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 체결 레일(2112)은 상기 이송 플레이트(2110)의 상부면으로부터 돌출되고, 상기 이송 플레이트(2110)의 상부면 상의 일 부분에서 상기 상부면의 외부까지 연장되도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 체결 레일(2112)은 상기 이송 플레이트(2110)의 상부면 상에 위치하는 제1 부분(2112a) 및 상기 제1 부분(2112a)의 단부로부터 상기 이송 플레이트(2110)의 상부면 외부로 제1 길이만큼 연장된 제2 부분(2112b)을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제2 부분(2112b)의 하부 부분이 상기 지지대(1112)의 지지 플레이트(1112a)에 형성된 상기 트렌치(1112a')에 삽입되어, 상기 체결 레일(2112)이 상기 가이드 레일(1112b)과 함께 하나의 레일을 형성할 수 있도록 상기 제2 부분(2112b)의 상부면은 상기 제1 부분(2112a)의 상부면과 동일한 높이에 위치하나 상기 제2 부분(2112b)의 하부면은 상기 제1 부분(2112a)의 하부면보다 낮게 위치할 수 있다.
상기 바퀴부(2200)는 상기 이송 플레이트(2110)의 하부면에 결합된 복수의 바퀴를 포함할 수 있다. 상기 핫 박스 모듈(1200)을 상기 이송 플레이트(2110) 상에 적재한 상태에서 상기 이송 플레이트(2110)를 이동시킬 수 있다면, 상기 바퀴부(2200)의 구조는 특별히 제한되지 않는다.
상기 손잡이부(2300)는 접이식으로 상기 이송 플레이트에 결합될 수 있다.
이하 상기 운송 장치(2000)를 이용하여 상기 외부 하우징(1100) 내부에 상기 핫 박스 모듈(1200)을 설치하는 방법에 대해 상술한다.
먼저, 상기 운송 장치(2000)의 이송 플레이트(2110) 상에 상기 핫 박스 모듈(1200)을 적재한다. 이어서, 상기 체결 레일(2112)의 일부를 상기 외부 하우징(1100) 내부에 배치된 지지대(1112)의 지지 플레이트(1112a)에 형성된 상기 트렌치(1112a')에 삽입시켜 상기 운송 장치(2000)에 적재된 상기 핫 박스 모듈(1200)과 상기 지재대(1300)의 위치를 정렬한다. 이어서, 상기 핫 박스 모듈(1200)의 롤러 프레임(1230)을 이용하여 상기 핫 박스 모듈(1200)을 상기 운송 장치(2000)의 체결 레일(2112)과 상기 지지대(1112)의 가이드 레일(1112b)을 따라 이동시켜 상기 외부 하우징(1100) 내부로 이동시킴으로써 상기 핫 박스 모듈(1200)을 상기 외부 하우징 내부에 설치할 수 있다.
이와 반대로, 상기 체결 레일(2112)의 일부를 상기 지지대(1112)의 지지 플레이트(1112a)에 형성된 상기 트렌치(1112a')에 삽입시켜 상기 운송 장치(2000)를 상기 외부 하우징(1100) 내부에 설치된 상기 핫 박스 모듈(1200)과 정렬시킨 후 상기 외부 하우징(1100) 내부에서 상기 운송 장치(2000)로 상기 핫 박스 모듈(1200)을 이동시킴으로써 상기 핫 박스 모듈(1200)을 상기 외부 하우징(1100) 외부로 제거할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 지지대(1112)가 상기 가이드 레일(1112b)을 구비하고, 상기 운송 장치(2000)가 체결 레일(2112)을 구비하며, 상기 핫 박스 모듈(1200)이 상기 가이드 레일(1112b)과 상기 체결 레일(2112)을 따라 이동할 수 있는 롤러부(1232)를 구비하므로, 상기 외부 하우징(1100) 내부에 상기 핫 박스 모듈(1200)을 설치하거나 상기 외부 하우징(1100) 내부에 설치된 핫 박스 모듈(1200)을 신규 핫 박스 모듈로 교체하기가 용이할 뿐만 아니라, 상기 핫 박스 모듈(1200)이 상기 외부 하우징(1100) 내부에 수용된 상태에서, 상기 핫 박스 모듈(1200) 롤러부(1232)가 상기 지지대(1112)의 가이드 레일(1112b)에 의해 지지되므로, 상기 핫 박스 모듈(1200)이 상기 지지대(1112)와 면접촉하는 경우에 비해 접촉 면적이 현저하게 감소되므로, 상기 핫 박스 모듈(1200)의 단열 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
그리고 상기 단열재(1210)에는 상기 롤러 프레임(1230)의 가이드 샤프트(1233)가 관통하는 하나 이상의 배출구가 형성되므로 상기 핫 박스 모듈(1200)의 조립성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기 핫 박스 모듈(1200) 내부에서의 수소 누설로 인한 폭발 위험성을 현저하게 감소시킬 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
[부호의 설명]
1000: 연료전지 시스템 1100: 외부 하우징
1200: 핫 박스 모듈(hot box module) 1210: 단열재
1220: 내부 케이스(1220) 1230: 롤러 프레임
1400: 콜드 BOP(Balance of Plant) 모듈
1500: 전기 BOB 모듈

Claims (14)

  1. 제1 방향으로 연장된 가이드부가 형성된 바닥부 및 상기 바닥부에 결합되어 수용 공간을 형성하는 측벽부를 포함하는 외부 하우징; 및
    연료전지 스택, 상기 연료전지 스택에 연결된 핫 BOP 모듈, 상기 연료전지 스택 및 상기 핫 BOP 모듈을 둘러싸는 단열재, 상기 단열재의 외부를 감싸는 내부 케이스 및 상기 단열재의 하부에 배치되고 상기 가이드부를 따라 이동하는 롤러부를 구비하는 롤러 프레임을 포함하는 핫 박스 모듈을 포함하고,
    상기 핫 박스 모듈은 상기 수용 공간 내에 배치되는, 연료전지 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단열재는,
    상기 연료전지 스택과 상기 핫 BOP 모듈의 측면을 둘러싸도록 배치되어 상하부로 개방된 제1 내부공간을 형성하고, 상기 내부 케이스에 의해 가압되어 서로 밀착된 복수의 측벽 단열 유닛들을 포함하는 측벽 단열부;
    상기 제1 내부공간의 상부를 밀폐하는 상부 단열부; 및
    상기 제1 내부공간의 하부를 밀폐하는 하부 단열부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 측벽 단열부는 제1 측벽 단열 유닛, 상기 제1 측벽 단열 유닛과 대향하도록 배치된 제2 측벽 단열 유닛, 상기 제1 및 제2 측벽 단열 유닛의 제1 단부들과 밀착하는 제3 측벽 단열 유닛 및 상기 제1 및 제2 측벽 단열 유닛의 제2 단부들과 밀착하는 제4 측벽 단열 유닛을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 측벽 단열 유닛들 각각은 제1 베이스 기재 및 상기 제1 베이스 기재의 상부면으로부터 돌출된 제1 돌출부를 포함하고,
    상기 제3 및 제4 측벽 단열 유닛들 각각은 제2 베이스 기재 및 상기 제2 베이스 기재의 상부면으로부터 돌출된 제2 돌출부를 포함하고,
    상기 제1 측벽 단열 유닛의 상기 제1 돌출부의 제1 측면, 상기 제1 베이스 기재의 상부면 중 제1 영역 그리고 상기 제1 베이스 기재의 제1 측면은 상기 제3 측벽 단열 유닛의 상기 제2 돌출부의 상부면 중 제2 영역, 상기 제2 돌출부의 제2 측면 및 상기 제2 베이스 기재의 상부면 중 제2 영역과 각각 밀착되고,
    상기 제1 측벽 단열 유닛의 상기 제1 돌출부의 제2 측면, 상기 제1 베이스 기재의 상부면 중 제2 영역 그리고 상기 제1 베이스 기재의 제2 측면은 상기 제4 측벽 단열 유닛의 상기 제2 돌출부의 상부면 중 제1 영역, 상기 제2 돌출부의 제1 측면 및 상기 제2 베이스 기재의 상부면 중 제1 영역과 각각 밀착되고,
    상기 제2 측벽 단열 유닛의 상기 제1 돌출부의 제1 측면, 상기 제1 베이스 기재의 상부면 중 제1 영역 그리고 상기 제1 베이스 기재의 제1 측면은 상기 제4 측벽 단열 유닛의 상기 제2 돌출부의 상부면 중 제2 영역, 상기 제2 돌출부의 제2 측면 및 상기 제2 베이스 기재의 상부면 중 제2 영역과 각각 밀착되고,
    상기 제2 측벽 단열 유닛의 상기 제1 돌출부의 제2 측면, 상기 제1 베이스 기재의 상부면 중 제2 영역 그리고 상기 제1 베이스 기재의 제2 측면은 상기 제3 측벽 단열 유닛의 상기 제2 돌출부의 상부면 중 제1 영역, 상기 제2 돌출부의 제1 측면 및 상기 제2 베이스 기재의 상부면 중 제1 영역과 각각 밀착되는 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 상부 단열부 및 상기 하부 단열부 중 적어도 하나는,
    상기 측벽 단열부의 단부면과 접촉하는 제3 베이스 기재; 및
    상기 제3 베이스 기재의 일면으로부터 돌출되어 상기 제1 내부공간으로 삽입되고, 측면이 상기 측벽 단열부의 내부면과 접촉하는 제3 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상부 단열부 및 상기 하부 단열부 중 적어도 하나에는 상기 제1 내부공간을 외부와 연결하는 하나 이상의 배출구가 형성된 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 내부 케이스는 상기 측벽 단열부를 둘러싸도록 배치되어 이를 가압하는 측벽부 및 상기 측벽부의 상부 단부에 결합되어 상기 상부 단열부를 가압하는 덮개부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 측벽부는,
    상기 제1 측벽 단열 유닛에 인접하게 배치된 평면 구조를 갖는 제1 케이스 측벽 유닛;
    상기 제2 측벽 단열 유닛의 일부 영역과 상기 제3 측벽 단열 유닛의 전체 영역을 가압하도록 일부분이 절곡된 구조를 갖는 제2 케이스 측벽 유닛; 및
    상기 제2 측벽 단열 유닛의 나머지 영역과 상기 제4 측벽 단열 유닛의 전체 영역을 가압하도록 일부분이 절곡된 구조를 갖는 제3 케이스 측벽 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 롤러 프레임은,
    상기 내부 케이스와 결합하고 상기 단열재를 지지하는 베이스 플레이트 및 상기 베이스 플레이트의 하부면으로부터 격자 형상으로 돌출되어 상기 베이스 플레이트의 하부면 중 일부를 노출시키는 강도 향상 구조물을 포함하는 베이스부; 및
    상기 베이스 플레이트의 하부면 중 상기 강도 향상 구조물에 의해 노출된 영역에 결합되고 상기 가이드부를 따라 이동하는 하나 이상의 롤러를 포함하는 상기 롤러부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 강도 향상 구조물의 내부에는 중공이 형성된 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 단열재는 상기 연료전지 스택과 상기 핫 BOP 모듈을 수용하는 제1 내부공간을 형성하는 측벽 단열부; 상기 측벽 단열부의 상부에 결합된 상부 단열부; 및 상기 측벽 단열부의 하부에 결합되고 상기 제1 내부 공간을 외부와 연결하는 배출구가 형성된 하부 단열부를 포함하고,
    상기 롤러 프레임은 상기 베이스 플레이트의 상부면으로부터 돌출되어 상기 하부 단열부의 배출구에 삽입되고, 상기 베이스부에 결합된 가이드 샤프트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 베이스부는 상기 가이드 샤프트가 관통하는 관통홀을 포함하고,
    상기 가이드 샤프트는 상기 관통홀의 일부가 개방되도록 상기 베이스부에 결합된 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 바닥부는 상기 측벽부와 결합하여 상기 수용 공간을 형성하는 바닥판 및 상기 바닥판 상부에 배치되어 상기 핫 박스 모듈을 지지하는 지지대를 포함하고,
    상기 지지대는 상기 바닥판 상에 배치된 지지 플레이트 및 상기 지지 플레이트의 상부면으로부터 돌출되고 상기 가이드부로 기능하는 가이드 레일을 포함하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 가이드 레일은 상기 지지 플레이트 상부면의 제1 모서리로부터 제1 거리만큼 이격된 위치에서 상기 제1 모서리에 대향하는 상기 상부면의 제2 모서리 방향으로 연장되고,
    상기 지지 플레이트는 상기 제1 모서리로부터 상기 가이드 레일까지 연장되도록 형성된 트렌치을 포함하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 지지대는 상기 가이드 레일의 일단부에 결합되고 상기 가이드 레일을 따라 이동하는 상기 핫 박스 모듈을 정지시키는 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.
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