KR100366437B1 - Fuel cell having a turbo compressor utilizing the hydrogen pressure - Google Patents
Fuel cell having a turbo compressor utilizing the hydrogen pressure Download PDFInfo
- Publication number
- KR100366437B1 KR100366437B1 KR1020010017233A KR20010017233A KR100366437B1 KR 100366437 B1 KR100366437 B1 KR 100366437B1 KR 1020010017233 A KR1020010017233 A KR 1020010017233A KR 20010017233 A KR20010017233 A KR 20010017233A KR 100366437 B1 KR100366437 B1 KR 100366437B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- hydrogen
- fuel cell
- turbine
- air supply
- storage tank
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
본 발명은 수소 저장 탱크(10)와 발전 장치(20)를 갖춘 수소 연료 전지에 있어서, 연료 전지 수소 압력을 이용한 터보 압축 장치를 구성하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to construct a turbo compression device using a fuel cell hydrogen pressure in a hydrogen fuel cell having a hydrogen storage tank 10 and a power generation device 20.
이를 위하여 수소 저장 탱크(10)와 발전 장치(20)를 갖춘 수소 연료 전지에 있어서, 수소 공급관(12)에 설치한 구도용 터빈(1)과, 공기 공급관(14)에 설치한 압축용 팬(3)과, 구동용 터빈(1)과 압축용 팬(3)을 연결시킨 터빈축(4)을 지지하는 베어링(2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 연료 전지를 구성한다.To this end, in a hydrogen fuel cell having a hydrogen storage tank 10 and a power generation device 20, a composition turbine 1 installed in the hydrogen supply pipe 12 and a compression fan installed in the air supply pipe 14 ( 3) and a bearing 2 for supporting the turbine shaft 4 in which the driving turbine 1 and the compression fan 3 are connected to each other.
고압의 수소 가스를 이용하여 공기 공급 장치를 구동함으로서 공기 공급용 전동 모터를 대체하게 되어서 수소 연료 전지의 제작비용을 절약 가능하고, 고압 상태의 수소를 자동적으로 사용 압력 상태로 조절 가능하며, 수소 공급량에 따른 공기 공급량을 비례에 따라 자동적으로 조절하는 효과가 있다.By replacing the electric motor for air supply by driving the air supply device using high pressure hydrogen gas, it is possible to save the manufacturing cost of the hydrogen fuel cell, and to automatically adjust the high pressure hydrogen to the working pressure state, and the hydrogen supply amount It is effective to automatically adjust the air supply according to the proportion.
Description
본 발명은 수소 저장 탱크(10)와 발전 장치(20)를 갖춘 수소 연료 전지에 있어서, 수소 저장 탱크의 압력을 이용하는 공기 터보 압축 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air turbocompressor that utilizes the pressure of a hydrogen storage tank in a hydrogen fuel cell having a hydrogen storage tank 10 and a power generation device 20.
일반적으로 수소 연료 전지는 수소(H2) 및 공기 중의 산소(O2)를 발전기에 공급하여서 전기를 발생시키는 장치로서 화석 연료의 고갈에 따른 에너지 위기 극복, 공해로 인한 지구 온난화를 예방하기 위하여 현재 무공해 자동차의 동력원, 청정 목적의 산업용 무공해 발전소 등의 용도로 세계 각국에서 개발 중이다.In general, a hydrogen fuel cell is a device that generates electricity by supplying hydrogen (H 2 ) and oxygen (O 2 ) in the air to a generator. It is being developed in various countries around the world for use as a power source of pollution-free cars and industrial pollution-free power plants for clean purposes.
수소를 이용하여 전력을 생산하는 연료 전지의 기본 원리는 수소는 고압 상태의 수소 저장 탱크를 이용하여 공급하고 있으며 산소는 전동 모터를 이용하여 공급하고 있다.The basic principle of a fuel cell that generates power using hydrogen is that hydrogen is supplied by using a high pressure hydrogen storage tank and oxygen is supplied by an electric motor.
그러나 현재의 수소 연료 전지는 공기 공급용 전동 모터가 포함되어 있어서 생산 단가 및 전력 소모가 높은 비경제적인 단점이 지적되고 있다.However, current hydrogen fuel cells include an electric motor for supplying air, and thus, an economical disadvantage of high production cost and high power consumption is pointed out.
본 발명의 목적은 공기 터보 압축 장치의 전동 모터를 수소 저장 탱크에서의 고압으로 배출되는 수소로서 회전 가능한 터보형 공기 압축 장치로 대체하여 수소 연료 전지의 제작 단가를 낮추고, 고압 상태의 수소가 터보형 공기 압축 장치를 회전시킴으로서 고압력의 위치에너지가 운동 에너지로 소모되어 자동적으로 적정 수준의 사용 압력 상태로 조절 가능하며, 수소 공급량에 비례하여 적정 수준의 공기 공급량을 자동적으로 조절하는 것이다.An object of the present invention is to replace the electric motor of the air turbo compression apparatus with a rotatable turbo type air compressor as hydrogen discharged at a high pressure from the hydrogen storage tank to lower the manufacturing cost of the hydrogen fuel cell, the hydrogen of the high pressure state turbo type air compression By rotating the device, high-potential potential energy is consumed as kinetic energy, which can be automatically adjusted to an appropriate level of operating pressure, and automatically adjusts the air supply at an appropriate level in proportion to the hydrogen supply.
도 1은 본 발명의 전체 구성을 도시하는 사시도1 is a perspective view showing an overall configuration of the present invention
도 2는 공기 터빈 압축 장치의 구조도2 is a structural diagram of an air turbine compression device
도 3은 실시예의 구동용 터빈 작동 설명도3 is an explanatory view of the driving turbine of the embodiment;
상기의 목적을 달성하기 위하여 수소 저장 탱크(10)와 발전 장치(20)를 갖춘 수소 연료 전지에 있어서, 수소 공급관(12)에 설치한 구동용 터빈(1)과, 공기 공급관(14)에 설치한 압축용 팬(3)과, 구동용 터빈(1)과 압축용 팬(3)을 연결시킨 터빈축(4)을 지지하는 베어링(2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 연료 전지를 구성한다.In order to achieve the above object, in a hydrogen fuel cell having a hydrogen storage tank 10 and a power generation device 20, it is provided in a drive turbine 1 provided in a hydrogen supply pipe 12 and an air supply pipe 14. A hydrogen fuel cell is constituted by a compression fan 3 and a bearing 2 for supporting a turbine shaft 4 in which a driving turbine 1 and a compression fan 3 are connected. .
본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 도면을 참고로 하여 자세하게 설명하면 다음과 같다.Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 전체 구성을 도시하는 사시도이다.1 is a perspective view showing the overall configuration of the present invention.
도 1에서 수소 저장 탱크(10)와 연결시킨 수소 공급관(12), 수소 공급관(12)에 설치한 구동용 터빈(1)과, 공기 공급관(14)에 설치한 압축용 팬(3)과, 구동용 터빈(1)과 압축용 팬(3)을 연결시킨 터빈축(4)을 지지하는 베어링(2)을 포함하고, 수소 공급관(12)은 발전기(20)의 아노드(22) 부위에 연결시키고 공기 공급관(14)은 압축용 팬(3)을 통하여 발전기의 캐소드(24) 부위에 연결시키며 전동 모터(30)는 발전기(20)와 전선(31, 32)으로 연결됨을 특징으로 하는 수소 연료 전지를 구성한다.1, the hydrogen supply pipe 12 connected to the hydrogen storage tank 10, the drive turbine 1 installed in the hydrogen supply pipe 12, the compression fan 3 installed in the air supply pipe 14, And a bearing (2) for supporting the turbine shaft (4) connecting the driving turbine (1) and the compression fan (3), and the hydrogen supply pipe (12) is connected to the anode (22) portion of the generator (20). And the air supply pipe 14 is connected to the cathode 24 part of the generator through the compression fan 3, and the electric motor 30 is connected to the generator 20 by wires 31 and 32. Construct a fuel cell.
도 2는 공기 터빈 압축 장치의 구조도에서 보는 바와 같이, 고압의 수소 저장 탱크(10)에서 배출되는 수소 유동을 이용하여 회전력을 발생하는 구조를 갖춘 구동용 터빈(1)과, 구동용 터빈(1)과 터빈축(4)을 통하고 베어링(2)에 의하여 지지된 공기 압축용 팬(3)을 구성한다.2 shows a driving turbine 1 having a structure for generating rotational force by using hydrogen flow discharged from a high pressure hydrogen storage tank 10 and a driving turbine 1 as shown in the structural diagram of the air turbine compression device. ) And a fan 3 for air compression supported by the bearing 2 through the turbine shaft 4.
도 3은 실시예의 구동용 터빈 작동 설명도에서 보는 바와 같이, 고압의 수소 저장 탱크(10)에서 배출되는 수소 유동에 의하여 구동용 터빈(1)이 회전하게 되면서, 구동축(4)과 연결된 공기 압축용 팬(3)이 베어링(2)에 지지된 상태로 회전하면서 외부 공기를 공기 흡입관(14)을 통하여 발전기(20)의 캐소드(24)측에 압축 공기를 공급하게 된다.3 is a view illustrating the operation of the driving turbine of the embodiment, while the driving turbine 1 is rotated by the hydrogen flow discharged from the high pressure hydrogen storage tank 10, and the air compression connected to the driving shaft 4 is shown. As the fan 3 rotates while being supported by the bearing 2, external air is supplied to the cathode 24 side of the generator 20 through the air suction pipe 14.
따라서 발전기(20)의 내부에서는 수소(H2)와 산소(O2)와의 융합 반응에 의하여 전기를 생성하게 되고 전동 모터(30)에 전류를 전선(31)을 통하여 공급할 수 있게 된다.Accordingly, the generator 20 generates electricity by a fusion reaction between hydrogen (H 2 ) and oxygen (O 2 ), and may supply electric current to the electric motor 30 through the wire 31.
또한 도 1에서 구성한 바와 같이, 본 발명에 따른 터보 압축 장치는 전동 모터에서의 전력 소모를 낮추고 발전기(20)내부에서의 적정 수준의 사용 압력으로 낮추는 효과를 위하여 종래의 기술인 전동 모터(6)와 복합적으로 사용이 가능하다.In addition, as configured in Figure 1, the turbo compression device according to the present invention is to reduce the power consumption in the electric motor and to the effect of lowering to the appropriate level of working pressure in the generator 20 and the conventional electric motor 6 and It can be used in combination.
여기서 수소(H2)와 산소(O2)는 순수 물(H20)로 배출되어 환경 오염 물질을 생성하지 않는다.Here, hydrogen (H 2 ) and oxygen (O 2 ) are discharged as pure water (H 2 0) and do not generate environmental pollutants.
전술한 기술 내용으로부터 자명하듯이, 수소 저장 탱크에서 배출되는 고압의 수소 기체는 발전기(20)로 유입되기 전에 적정 수준의 사용 압력으로 저감시킬 필요가 있는바, 본 발명에서는 구동용 터빈(1)을 회전시키는 동안 고압의 위치에너지는 운동 에너지로 소모하게 되어 자동적으로 적정 수준의 사용 압력으로 변환되고, 수소 공급량이 적어지면 터빈 회전수가 감소되어 자동적으로 산소 공급량도 비례적으로 작아 지므로 수소 공급량에 비례하여 적정 산소 공급량을 자동적으로 조절하는 효과가 있다.As is apparent from the above description, the high pressure hydrogen gas discharged from the hydrogen storage tank needs to be reduced to an appropriate level of working pressure before being introduced into the generator 20. In the present invention, the driving turbine 1 During the rotation, the high-potential potential energy is consumed as kinetic energy and is automatically converted to an appropriate working pressure.When the hydrogen supply amount decreases, the turbine rotational speed decreases and the oxygen supply amount automatically decreases proportionally. It is effective to automatically adjust the appropriate oxygen supply amount.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020010017233A KR100366437B1 (en) | 2001-03-31 | 2001-03-31 | Fuel cell having a turbo compressor utilizing the hydrogen pressure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020010017233A KR100366437B1 (en) | 2001-03-31 | 2001-03-31 | Fuel cell having a turbo compressor utilizing the hydrogen pressure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20010087772A KR20010087772A (en) | 2001-09-26 |
| KR100366437B1 true KR100366437B1 (en) | 2002-12-31 |
Family
ID=19707701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020010017233A KR100366437B1 (en) | 2001-03-31 | 2001-03-31 | Fuel cell having a turbo compressor utilizing the hydrogen pressure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100366437B1 (en) |
-
2001
- 2001-03-31 KR KR1020010017233A patent/KR100366437B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20010087772A (en) | 2001-09-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106945560B (en) | Energy recovery structure of exhaust system of fuel cell vehicle | |
| CN201277151Y (en) | Vertical-axis double-wind wheel retrograde-rotation aerogenerator | |
| HK1111752A1 (en) | Miniature hydro power generation system | |
| CN209704930U (en) | A kind of two-stage gas suspension centrifugal electric directly drives the cooling system of air compressor machine | |
| JP2006286558A (en) | Fuel cell system | |
| CN202500723U (en) | Wind power generation device of industrial positive pressure or negative pressure fan | |
| KR100366437B1 (en) | Fuel cell having a turbo compressor utilizing the hydrogen pressure | |
| KR20150058814A (en) | Humidification device for fuel cell | |
| JP2005310429A (en) | Fuel cell system | |
| CN2828361Y (en) | Spherical wind wheel for wind-mill generator | |
| JP2002054553A (en) | Energy recovering system by utilization of air exhausted from plant | |
| CN206703983U (en) | A kind of fuel-cell vehicle gas extraction system energy regenerating structure | |
| CN206600235U (en) | The two-way wind-tunnel multi-speed exchanged electricity generator with constant frequency of train | |
| CN109378503A (en) | A kind of fuel cell air compressor machine with energy recycle device | |
| CN2781026Y (en) | Wind-power, hyraulic energy gathering generating set | |
| CN210948993U (en) | Energy-saving emission-reducing air heat source pump driving mechanism | |
| CN212396307U (en) | A desulfurization absorption tower oxidation wind conveyor for thermal power factory | |
| CN208205307U (en) | A kind of water atomization humidification centrifugal blower | |
| KR101050847B1 (en) | Fuel Cell Turbine Generator | |
| KR20000014747A (en) | Buoyancy generating device | |
| CN215559191U (en) | Electro-catalytic equipment based on tail gas waste heat utilization | |
| CN108258796A (en) | A kind of electric vehicle auxiliary power supply switching system | |
| CN107795932A (en) | A kind of wind power generation type street lamp | |
| CN106368969A (en) | Fan with electricity generation function | |
| CN101644235A (en) | Pipeline wind driven generation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| G15R | Request for early opening | ||
| A302 | Request for accelerated examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |