KR100724470B1 - Washing machine by driving fuel cell - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료전지 구동형 세탁기에 관한 것으로, 본 발명은 외곽케이스와 그 외곽케이스에 결합되는 도어와 상기 외곽케이스의 내부에 다수개의 댐퍼에 의해 지지 결합되는 외조와 상기 외조의 내부에 회전 가능하도록 결합되어 세탁물이 놓여지는 세탁조와 상기 외조의 하측에 장착되는 구동모터와 상기 구동모터의 구동력을 상기 세탁조에 전달하는 동력전달수단과 상기 외곽케이스에 결합되어 연료공급수단에서 공급되는 혼합 연료를 공급받아 전기에너지와 열을 발생시켜 상기 구동모터를 포함하는 구동부에 공급하는 연료전지와 상기 연료전지에서 발생되는 반응열을 회수하여 물을 가열시키는 열 회수수단과, 상기 열 회수수단에서 가열된 온수 및 수도꼭지에서 공급된 냉수를 세탁수로 공급하는 세탁수 공급수단과, 상기 외조에 연통되도록 설치되어 세탁수를 배수시키는 세탁수 배수수단을 포함하도록 구성하여 The present invention relates to a fuel cell-type washing machine, and the present invention is rotatable in the outer casing and the door coupled to the outer casing and the outer tub and the outer tub being supported by a plurality of dampers in the outer casing. Combined with the washing tank in which the laundry is placed, the driving motor mounted on the lower side of the outer tank and the power transmission means for transmitting the driving force of the driving motor to the washing tank and the outer case is supplied with a mixed fuel supplied from the fuel supply means A fuel cell which generates electric energy and heat and supplies it to a driving unit including the driving motor, heat recovery means for recovering reaction heat generated from the fuel cell and heating water, and hot water and faucet heated by the heat recovery means. Washing water supply means for supplying the supplied cold water to the wash water, and to communicate with the outer tank Installed to include a wash water drainage means for draining the wash water

공급되는 연료에 의해 자체적으로 발생되는 전기에너지로 세탁물을 세탁하고 아울러 그 열로 세탁에 사용되는 물을 가열할 뿐만 아니라 세탁물을 건조시킴으로써 시스템의 에너지 효율이 매우 높고 환경 친화적이어서 에너지 사용량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 환경을 보호할 수 있도록 한 것이다.By washing the laundry with the electric energy generated by the fuel supplied by itself, as well as heating the water used for washing with the heat, the system is very energy efficient and environmentally friendly, which reduces the energy consumption. It is to protect the environment.

Description

연료전지 구동형 세탁기{WASHING MACHINE BY DRIVING FUEL CELL}Fuel cell driven washing machine {WASHING MACHINE BY DRIVING FUEL CELL}

도 1은 종래 일반 세탁기를 개략적으로 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view schematically showing a conventional general washing machine,

도 2는 종래 드럼 세탁기를 개략적으로 도시한 단면도,Figure 2 is a cross-sectional view schematically showing a conventional drum washing machine,

도 3은 본 발명의 연료전지 구동형 세탁기의 일실시예를 도시한 단면도,3 is a cross-sectional view showing an embodiment of a fuel cell driven washing machine of the present invention;

도 4는 본 발명의 연료전지 구동형 세탁기를 다른 실시예를 도시한 단면도.Figure 4 is a cross-sectional view showing another embodiment of a fuel cell driven washing machine of the present invention.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)

10,20 ; 외곽케이스 11,21 ; 도어10,20; Outer cases 11,21; door

12,22 ; 댐퍼 13,23 ; 댐퍼12,22; Dampers 13,23; Damper

14,24 ; 세탁조 15,25 ; 구동모터14,24; Washing tank 15,25; Drive motor

16,26 ; 동력전달수단 18,28 ; 세탁수 배수수단16,26; Power transmission means 18,28; Washing water drainage

30 ; 연료 개질기 40 ; 스택30; Fuel reformer 40; stack

60 ; 열 회수수단 70 ; 세탁수 공급수단60; Heat recovery means 70; Washing water supply means

80 ; 열 공급수단80; Heat supply

본 발명은 연료전지 구동형 세탁기에 관한 것으로, 특히 세탁물을 세탁하는데 소모되는 에너지의 사용을 최소화할 뿐만 아니라 사용 장소가 자유로울 수 있도록 한 연료전지 구동형 세탁기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell driven washing machine, and more particularly, to a fuel cell driven washing machine capable of minimizing the use of energy consumed to wash laundry and allowing a free use place.

일반적으로 세탁기는 내부에 세탁물 및 세제를 투입하고 세탁수가 공급되면서 세탁, 헹굼, 탈수 등의 일련의 과정이 진행되어 세탁물을 세탁하게 된다. 상기 세탁기는 세탁물이 놓여지는 세탁조의 회전방식에 따라 일반 세탁기와 드럼 세탁기로 분리한다.In general, a washing machine puts laundry and detergent into the inside of the washing machine, and washes the laundry by supplying the washing water and then performing a series of processes such as washing, rinsing and dehydration. The washing machine is separated into a general washing machine and a drum washing machine according to the rotating method of the washing tank in which the laundry is placed.

도 1은 상기 일반 세탁기의 일예를 개략적으로 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 일반 세탁기는 소정의 내부 공간을 갖도록 형성되는 외곽케이스(out case)(10)와, 그 외곽케이스(10)의 상면에 결합되는 도어(11)와, 상기 외곽케이스(10)의 내부에 다수개의 댐퍼(12)에 의해 지지되는 외조(13)와, 상기 외조(13)의 내부에 회전 가능하도록 결합되어 세탁물이 놓여지는 세탁조(14)와, 상기 외조(13)의 하측에 장착되는 구동모터(15)와, 상기 구동모터(15)의 구동력을 상기 세탁조(14)에 전달하는 동력전달수단(16)과, 상기 외곽케이스(10)의 상측에 설치되어 냉수 및 온수를 공급하는 세탁수 공급수단(17)과, 상기 외조(13)에 연통되도록 설치되어 세탁수를 배출하는 세탁수 배수수단(18)을 포함하여 구성된다.FIG. 1 schematically illustrates an example of the general washing machine. As shown in the drawing, the general washing machine includes an outer case 10 formed to have a predetermined inner space, and an outer case 10 of the outer washing machine 10. The door 11 coupled to the upper surface, the outer tub 13 supported by the plurality of dampers 12 in the outer case 10, and the laundry are rotatably coupled to the inner tub 13. A washing tub 14 to be placed, a driving motor 15 mounted below the outer tub 13, a power transmission means 16 for transmitting a driving force of the driving motor 15 to the washing tub 14, Washing water supply means 17 is installed on the upper side of the outer case 10 to supply cold water and hot water, and the wash water drainage means 18 is installed to communicate with the outer tub 13 to discharge the wash water. It is configured by.

한편, 도 2는 상기 드럼 세탁기의 일예를 개략적으로 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 상기 드럼 세탁기는 소정의 내부 공간을 갖도록 형성되는 외곽케이스(20)와 그 외곽케이스(20)의 측면에 결합되는 도어(21)와, 상기 외곽케이스(20)의 내부에 수평방향으로 위치하여 다수개의 댐퍼(22)에 의해 지지 결합되는 외조(23)와, 상기 외조(23)의 내부에 수평방향으로 회전 가능하도록 결합되어 세탁물이 놓여지는 세탁조(24)와, 상기 외곽케이스(20)의 하면에 장착되는 구동모터(25)와, 상기 구동모터(25)의 구동력을 상기 세탁조(24)에 전달하는 동력전달수단(26)과, 상기 외곽케이스(20)의 상측에 설치되어 냉수 및 온수를 공급하는 세탁수 공급수단(27)과, 상기 외조(23)에 연통되도록 설치되어 세탁수를 배출하는 세탁수 배수수단(28)을 포함하여 구성된다.On the other hand, Figure 2 schematically shows an example of the drum washing machine, as shown, the drum washing machine is formed on the side of the outer case 20 and the outer case 20 is formed to have a predetermined internal space A door 21 to be coupled, an outer tub 23 positioned in a horizontal direction in the outer case 20 and supported by a plurality of dampers 22, and a horizontal direction in the inner tub 23. The washing tank 24 is rotatably coupled to place the laundry, the driving motor 25 mounted on the lower surface of the outer case 20, and transmitting the driving force of the driving motor 25 to the washing tank 24 The power transmission means 26, the washing water supply means 27 installed on the upper side of the outer case 20 to supply cold water and hot water, and the laundry to communicate with the outer tub 23 to discharge the laundry water It comprises a water drain means (28).

상기한 바와 같은 일반 세탁기 및 드럼 세탁기의 작동은 먼저 세탁물을 상기 세탁조(14)(24)에 넣은 상태에서 세제를 투입하고 세탁모드를 설정하여 세탁을 시작하게 되면 건물로 공급되는 전원이 구동모터(15)(25)에 전달되어 구동모터(15)(25)가 회전하게 된다. 상기 구동모터(15)(25)의 구동이 세탁모드에 의해 구동되면서 그 구동모터(15)(25)의 회전력이 상기 동력전달수단(16)(26)에 의해 상기 세탁조(14)(24)에 전달되어 상기 세탁조(14)(24) 및 기타 부품이 회전하면서 급수, 세탁, 헹굼, 배수, 탈수 등의 일련 과정이 진행되면서 세탁이 진행되며 그 과정에서 세탁수 공급수단(17)(27)에 의해 온수 또는 냉수의 세탁수가 공급되며 그 공급된 세탁수는 세탁에 사용된 후 세탁수 배수수단(18)(28)에 의해 배수된다.The operation of the general washing machine and the drum washing machine as described above is first put laundry into the washing tank (14, 24), the detergent is put in, the washing mode is set to start the washing power supplied to the drive motor ( 15, 25 is transmitted to the drive motor (15, 25) is rotated. As the driving of the drive motors 15 and 25 is driven by the washing mode, the rotational force of the drive motors 15 and 25 is transferred to the washing tanks 14 and 24 by the power transmission means 16 and 26. Is delivered to the washing tank 14, 24 and other parts while the rotation of the washing proceeds as a series of processes such as water supply, washing, rinsing, draining, dehydration, washing water supply means (17) (27) The washing water of hot or cold water is supplied by the washing water, and the supplied washing water is drained by washing water draining means 18 and 28 after being used for washing.

그리고 상기 드럼 세탁기의 경우 상기 외곽케이스(20)의 내측에 열을 발생시키는 히터(29a) 및 그 히터(29a)에서 발생되는 열을 상기 외조(23) 내부로 유동시키는 팬(29b) 및 열풍 유로(29c)를 포함하여 구성되는 열풍 공급수단(29)이 구비되어 그 열풍 공급수단(29)에 의해 공급되는 열풍으로 탈수가 끝난 세탁물을 건조시키게 된다.In the case of the drum washing machine, a heater 29a for generating heat inside the outer case 20 and a fan 29b for flowing heat generated from the heater 29a into the tub 23 and a hot air flow path. Hot air supply means (29) comprising a (29c) is provided to dry the laundry dehydrated by the hot air supplied by the hot air supply means (29).

그러나 상기한 바와 같이 현재 사용되고 있는 세탁기는 발전소에서 각 건물로 공급되는 전기에너지로 작동되는 것이므로 그 세탁기를 운전시키는데 사용되는 에너지 소모가 매우 큰 문제점이 있다. 즉, 발전소에서 기름이나 석탄 등을 연소시켜 발생되는 열에너지를 전기에너지로 변환시켜 얻은 전기에너지를 송전선을 통해 각 지역의 건물로 공급되는 것이므로 기름이나 석탄을 연소시켜 전기에너지를 얻는 에너지 효율이 매우 낮을 뿐만 아니라 그 전기에너지를 송전선을 통해 각 건물로 전달되는 과정에서 손실이 크게 발생되므로 전체적인 에너지 효율이 매우 낮다. 특히, 온수를 사용하는 과정에서 별도로 에너지원으로 물을 가열하여 공급하게 되므로 에너지 측면에서 비효율적일 뿐만 아니라 세탁물을 건조시 히터(29a)를 가열한 열풍으로 건조시키게 되므로 에너지 측면에서 매우 비효율적인 단점이 있다.However, since the washing machine currently used as described above is operated by electric energy supplied to each building from a power plant, energy consumption used to drive the washing machine is very large. In other words, since electric energy obtained by converting thermal energy generated by burning oil or coal in a power plant into electrical energy is supplied to buildings in each region through a transmission line, energy efficiency of obtaining electrical energy by burning oil or coal is very low. In addition, the overall energy efficiency is very low because the loss is large in the process of transmitting the electrical energy to each building through the transmission line. In particular, in the process of using hot water, the water is heated and supplied separately as an energy source, which is not only inefficient in terms of energy but also in drying the laundry with hot air heated by the heater 29a. have.

또한, 상기 기름 또는 석탄을 연소시키면서 발생되는 오염 물질로 인하여 환경 문제를 유발시키게 된다. 그리고 발전소에서 발전된 전기에너지가 공급되지 않는 건물이나 지역에서는 사용할 수 없게 되는 문제점이 있었다.In addition, pollutants generated by burning the oil or coal cause environmental problems. And there was a problem that can not be used in buildings or areas that are not supplied with electrical energy generated by the power plant.

상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 세탁물을 세탁하는데 소모되는 에너지의 사용을 최소화할 뿐만 아니라 사용 장소가 자유로울 수 있도록 한 연료전지 구동형 세탁기를 제공함에 있다.An object of the present invention devised in view of the above point is to provide a fuel cell-type washing machine that not only minimizes the use of energy consumed to wash laundry but also allows a free use place.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 내부 공간을 갖도록 형성되는 외곽케이스와, 그 외곽케이스의 상면에 결합되는 도어와, 상기 외곽케이스의 내부에 다수개의 댐퍼에 의해 지지 결합되어 수직방향으로 위치하는 외조와, 상기 외조의 내부에 회전 가능하도록 수직방향으로 결합되어 세탁물이 놓여지는 세탁조와, 상기 외조의 하측에 장착되는 구동모터와, 상기 구동모터의 구동력을 상기 세탁조에 전달하는 동력전달수단과, 상기 외곽케이스에 결합되어 연료공급수단에서 공급되는 혼합 연료를 공급받아 수소가스 및 반응열을 발생시키는 연료 개질기와, 상기 연료 개질기에서 공급되는 수소가스 및 별도로 공급되는 산소를 전기 화학 반응시켜 그 발생되는 전기로 상기 구동모터를 포함한 구동부의 동력원을 이루는 스택과, 상기 연료 개질기에서 발생되는 반응열을 회수하여 물을 가열시키는 열 회수수단과, 상기 열 회수수단에서 가열된 온수 및 수도꼭지에서 공급된 냉수를 세탁수로 공급하는 세탁수 공급수단과, 상기 외조에 연통되도록 설치되어 세탁수를 배수시키는 세탁수 배수수단을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 연료전지 구동형 세탁기가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the outer case is formed to have an inner space, the door is coupled to the upper surface of the outer case, and supported by a plurality of dampers in the interior of the outer case in a vertical direction An outer tub positioned, a washing tub coupled in a vertical direction so as to be rotatable inside the outer tub, in which laundry is placed, a driving motor mounted on the lower side of the outer tub, and a power transmission means for transmitting the driving force of the driving motor to the washing tub. And a fuel reformer coupled to the outer case and supplied with a mixed fuel supplied from a fuel supply means to generate hydrogen gas and reaction heat, and an electrochemical reaction between the hydrogen gas supplied from the fuel reformer and oxygen supplied separately. A stack forming a power source of the driving unit including the driving motor by the electricity; Heat recovery means for recovering the reaction heat generated from the reformer to heat the water, Washing water supply means for supplying the hot water heated in the heat recovery means and the cold water supplied from the faucet to the wash water, it is installed to communicate with the outer tank Provided is a fuel cell driven washing machine comprising a wash water drainage means for draining the wash water.

이하, 본 발명의 연료전지 구동형 세탁기를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the fuel cell driven washing machine of the present invention will be described according to the embodiment shown in the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 연료전지 구동형 세탁기의 제1 실시예를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 소정의 내부 공간을 가지며 상측에 투입구가 형성되는 외곽케이스(10)의 내부에 외조(13)가 수직 방향으로 위치하게 되며 그 외조(13)는 다수개의 댐퍼(12)에 의해 지지 결합된다. 그리고 상기 외조(13)의 내부에 원통 형태의 세탁조(14)가 수직 방향으로 회전 가능하도록 결합되고 상기 외곽케이스(10)에 상기 투입구를 개폐하는 도어(11)가 결합된다.3 illustrates a first embodiment of a fuel cell type washing machine according to the present invention. As shown in the drawing, an outer tub 13 is provided inside an outer case 10 having a predetermined inner space and an inlet formed thereon. ) Is positioned in the vertical direction, the outer tank 13 is supported by a plurality of dampers (12). In addition, a cylindrical washing tub 14 is coupled to the inside of the outer tub 13 so as to be rotatable in a vertical direction, and a door 11 that opens and closes the inlet to the outer case 10 is coupled.

그리고 상기 외조(13)의 하측에 구동모터(15)가 장착되고 상기 구동모터(15)와 세탁조(14)사이에 그 구동모터(15)의 구동력을 세탁조(14)에 전달하는 동력전달수단(16)이 구비된다.And a drive motor 15 is mounted on the lower side of the outer tub 13 and the power transmission means for transmitting the driving force of the drive motor 15 to the washing tank 14 between the driving motor 15 and the washing tank 14 ( 16) is provided.

그리고 연료가 채워진 연료공급수단에서 공급되는 혼합 연료를 공급받아 수소가스 및 반응열을 발생시키는 연료 개질기(30)가 상기 외곽케이스(10)에 장착되고 그 연료 개질기(30)와 연결되어 그 연료 개질기(30)에서 공급되는 수소가스 및 별도로 공급되는 산소를 전기 화학 반응시켜 그 발생되는 전기로 상기 구동모터(15)를 포함한 구동부의 동력원을 이루는 스택(40)이 구비된다. 상기 연료공급수단은 연료와 물이 혼합된 혼합 연료가 채워지는 연료통(미도시)과 상기 연료통과 상기 연료 개질기(30)를 연결시키는 연결관을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 연료 개질기(30)와 스택(40)은 연료전지를 구성하게 되며, 상기 연료 개질기(30)는 반응로(31)와 버너(32)를 포함하여 구성되고, 상기 스택(40)은 연료극(41)과 전해질막(42) 그리고 공기극(43)을 포함하여 구성되는 단위 전지가 다수개 적층되어 이루어진다. 그리고 상기 스택(40)에서 발생되는 전기를 상기 구동모터(15)를 포함하는 전원부에 공급되도록 전기 공급라인(50)이 연결된다. In addition, a fuel reformer 30, which receives a mixed fuel supplied from a fuel-filled fuel supply means and generates hydrogen gas and heat of reaction, is mounted on the outer case 10 and connected to the fuel reformer 30 and connected to the fuel reformer 30. 30 is provided with a stack 40 that forms the power source of the driving unit including the driving motor 15 by the electrochemical reaction of hydrogen gas supplied from 30 and oxygen supplied separately. The fuel supply means may include a fuel container (not shown) filled with a mixed fuel mixed with fuel and water, and a connection pipe connecting the fuel container and the fuel reformer 30. The fuel reformer 30 and the stack 40 constitute a fuel cell, and the fuel reformer 30 includes a reactor 31 and a burner 32, and the stack 40 includes a fuel electrode ( 41 and a plurality of unit cells including the electrolyte membrane 42 and the cathode 43 are stacked. In addition, the electricity supply line 50 is connected to supply electricity generated in the stack 40 to a power supply unit including the driving motor 15.

그리고 상기 연료 개질기(30)에서 발생되는 반응열을 회수하여 물을 가열시키는 열 회수수단(60)이 상기 연료 개질기(30)와 연결되도록 결합되고 상기 열 회수수단(60)에서 가열된 온수 및 수도꼭지에서 공급된 냉수를 세탁수로 공급하는 세탁수 공급수단(70)이 상기 열 회수수단(60) 및 수도꼭지에 연결되도록 상기 외곽 케이스(10)에 결합된다. 상기 열 회수수단(60)은 소정의 내부 공간을 갖도록 형성되어 그 내부 공간에 물이 채워짐과 아울러 그 내부 공간에 상기 연료 개질기(30)에서 발생되는 열이 배출되는 배기관(33)이 관통 결합되는 물 저장탱크(61)와 그 물 저장탱크(61)의 일측에 결합되어 그 내부 공간에 물이 공급되는 급수관(62)으로 구성된다. 그리고 상기 세탁수 공급수단(70)은 상기 외곽케이스(10)에 결합되어 온수 및 냉수를 혼합하여 상기 세탁조(14)에 공급하는 혼합유닛(71)과 상기 물 저장탱크(61)에서 가열된 온수를 상기 혼합유닛(71)으로 공급하는 온수관(72)과 수도꼭지에서 공급되는 냉수를 상기 혼합유닛(71)으로 공급하는 냉수관(73)을 포함하여 구성된다.And the heat recovery means 60 for recovering the reaction heat generated from the fuel reformer 30 to heat the water is coupled to the fuel reformer 30 and heated in the hot water and faucet heated by the heat recovery means 60 Washing water supply means 70 for supplying the supplied cold water to the wash water is coupled to the outer case 10 to be connected to the heat recovery means 60 and the faucet. The heat recovery means 60 is formed to have a predetermined internal space so that the water is filled in the internal space and the exhaust pipe 33 through which heat generated by the fuel reformer 30 is discharged is coupled to the internal space. It is composed of a water storage tank 61 and a water supply pipe 62 coupled to one side of the water storage tank 61 and supplied with water to the inner space thereof. And the washing water supply means 70 is coupled to the outer case 10 is mixed with the hot water and cold water to supply to the washing tank 14 and the mixing unit 71 and the hot water heated in the water storage tank 61 It comprises a cold water pipe (73) for supplying the hot water pipe (72) for supplying the mixing unit 71 and the cold water supplied from the faucet to the mixing unit (71).

그리고 세탁에 사용된 물을 외부로 배수시키는 세탁수 배수수단(18)이 상기 외조(13)와 연통되도록 상기 외곽케이스(10)에 결합된다.And washing water drainage means 18 for draining the water used for washing to the outside is coupled to the outer case 10 so as to communicate with the outer tank (13).

이와 같은 연료전지 구동형 세탁기의 작동은 다음과 같다.The operation of the fuel cell driven washing machine is as follows.

먼저, 메탄올이나 천연액화가스(일명; LNG) 또는 가솔린 등의 연료와 물이 혼합된 혼합 연료가 상기 연료 개질기(30)에 공급되면 그 연료 개질기(30)에서 수증기 개질 반응 및 부분 산화 반응이 복합적으로 일어나면서 수소가스와 반응열을 발생시키게 된다. 상기 연료 개질기(30)에서 발생되는 수소가스는 상기 스택(40)으로 공급됨과 아울러 별도로 산소가 상기 스택(40)으로 공급된다. 그리고 상기 스택(40)에서는 공급되는 수소가스와 산소가 전기화학반응을 일으켜 전기와 열과 물을 발생시키게 된다. 즉, 상기 스택(40)을 구성하는 단위 전지의 연료극(41)에서 수소가스가 전기 화학적 산화 반응이 일어나고 동시에 상기 공기극(43)에서 공급되는 산소 에 의해 전기 화학적 환원 반응이 일어나면서 이때 생성되는 전자의 이동으로 전기에너지가 발생됨과 아울러 그 반응과정에서 반응열과 물이 생성된다.First, when a mixed fuel in which fuel and water such as methanol, natural liquefied gas (aka LNG) or gasoline is mixed with the fuel reformer 30 is supplied to the fuel reformer 30, the steam reforming reaction and the partial oxidation reaction are combined in the fuel reformer 30. Occurs to generate hydrogen gas and reaction heat. Hydrogen gas generated in the fuel reformer 30 is supplied to the stack 40 and oxygen is separately supplied to the stack 40. In the stack 40, the supplied hydrogen gas and oxygen generate an electrochemical reaction to generate electricity, heat, and water. In other words, the electrochemical oxidation reaction of hydrogen gas occurs at the anode 41 of the unit cell constituting the stack 40, and at the same time, the electrochemical reduction reaction occurs by the oxygen supplied from the cathode 43. In addition to the generation of electrical energy, the reaction heat and water are generated during the reaction.

상기 스택(40)에서 발생되는 전기에너지는 전기 공급라인(50)을 통해 상기 구동모터(15)를 포함하는 전원부에 공급되며, 아울러 상기 연료 개질기(30)에서 발생되는 반응열은 배기관(33)을 통해 배출되는 과정 중 상기 물 저장탱크(61)를 거치면서 그 물 저장탱크(61)에 채워진 물에 의해 방출 회수되어 그 저장된 물을 가열시키게 된다. The electrical energy generated in the stack 40 is supplied to the power supply unit including the driving motor 15 through the electric supply line 50, and the reaction heat generated in the fuel reformer 30 is used to exhaust the exhaust pipe 33. The water is discharged and recovered by the water filled in the water storage tank 61 while passing through the water storage tank 61 to heat the stored water.

이와 같은 상태에서, 상기 세탁조(14)에 세탁물을 넣고 세제를 투입한 다음 세탁모드를 설정하여 세탁을 시작하게 되면 상기 스택(40)에서 공급된 전기에너지에 의해 상기 구동모터(15)의 구동이 세탁모드에 의해 구동된다. 상기 구동모터(15)의 구동력이 상기 동력전달수단(16)에 의해 상기 세탁조(14)에 전달되어 상기 세탁조(14) 및 기타 부품이 회전하면서 급수, 세탁, 헹굼, 배수, 탈수 등의 일련 과정이 진행되면서 세탁이 진행되며 그 과정에서 상기 물 저장탱크(61)에 가열된 온수가 상기 온수관(72)을 통해 혼합유닛(71)으로 공급됨과 동시에 상기 냉수관(73)을 통해 냉수가 상기 혼합유닛(71)으로 공급되면서 적정 온도로 혼합된 세탁수가 상기 세탁조(14)에 공급된다. 그리고 세탁에 사용된 세탁수는 상기 세탁수 배수수단(18)에 의해 배수된다.In such a state, when the laundry is put in the washing tank 14 and the detergent is put in, and the washing mode is set to start washing, the driving of the driving motor 15 is driven by the electric energy supplied from the stack 40. It is driven by the washing mode. The driving force of the driving motor 15 is transmitted to the washing tank 14 by the power transmission means 16 so that the washing tank 14 and other parts rotate, and a series of processes such as water supply, washing, rinsing, draining, and dehydration are performed. As the washing proceeds, the hot water heated in the water storage tank 61 is supplied to the mixing unit 71 through the hot water pipe 72 and the cold water through the cold water tube 73 at the same time. The washing water mixed at the proper temperature while being supplied to the mixing unit 71 is supplied to the washing tank 14. And the wash water used for washing is drained by the wash water draining means (18).

한편, 본 발명의 제2 실시예로서, 도 4에 도시한 바와 같이, 소정의 내부 공간을 가지며 일측면에 투입구가 형성되는 외곽케이스(20)의 내부에 외조(23)가 수평 방향으로 위치하게 되며 그 외조(23)는 다수개의 댐퍼(22)에 의해 지지 결합된다. 그 리고 상기 외조(23)의 내부에 원통 형태의 세탁조(24)가 수평 방향으로 회전 가능하도록 결합되고 상기 외곽케이스(20)에 상기 투입구를 개폐하는 도어(21)가 결합된다. 그리고 상기 외곽케이스(20)의 하부에 구동모터(25)가 장착되고 상기 구동모터(25)와 세탁조(24)사이에 그 구동모터(25)의 구동력을 세탁조(24)에 전달하는 동력전달수단(26)이 구비된다.On the other hand, as a second embodiment of the present invention, as shown in Figure 4, the outer tub 23 is located in the horizontal direction in the interior of the outer case 20 having a predetermined inner space and the inlet is formed on one side The outer tank 23 is supported and coupled by a plurality of dampers (22). In addition, a cylindrical washing tub 24 is coupled to the inside of the outer tub 23 so as to be rotatable in a horizontal direction, and a door 21 for opening and closing the inlet to the outer case 20 is coupled. And the drive motor 25 is mounted to the lower portion of the outer case 20 and the power transmission means for transmitting the driving force of the drive motor 25 to the washing tank 24 between the driving motor 25 and the washing tank 24 26 is provided.

그리고 연료가 채워진 연료공급수단에서 공급되는 혼합 연료를 공급받아 수소가스 및 반응열을 발생시키는 연료 개질기(30)가 상기 외곽케이스(20)에 장착되고 그 연료 개질기(30)와 연결되어 그 연료 개질기(30)에서 공급되는 수소가스 및 별도로 공급되는 산소를 전기 화학 반응시켜 그 발생되는 전기로 상기 구동모터(25)를 포함한 구동부의 동력원을 이루는 스택(40)이 구비된다. 상기 연료 개질기(30)와 스택(40)은 연료전지를 구성하게 되며, 상기 연료 개질기(30)는 반응로(31)와 버너(32)를 포함하여 구성되고, 상기 스택(40)은 연료극(41)과 전해질막(42) 그리고 공기극(43)을 포함하여 구성되는 단위 전지가 다수개 적층되어 이루어진다. 그리고 상기 스택(40)에서 발생되는 전기를 상기 구동모터(25)를 포함하는 전원부에 공급되도록 전기 공급라인(50)이 연결된다. In addition, a fuel reformer 30, which receives a mixed fuel supplied from a fuel-filled fuel supply means and generates hydrogen gas and reaction heat, is mounted to the outer case 20 and connected to the fuel reformer 30 to form a fuel reformer ( 30 is provided with a stack 40 that forms the power source of the driving unit including the driving motor 25 by the electrochemical reaction of hydrogen gas supplied from the oxygen and oxygen supplied separately. The fuel reformer 30 and the stack 40 constitute a fuel cell, and the fuel reformer 30 includes a reactor 31 and a burner 32, and the stack 40 includes a fuel electrode ( 41 and a plurality of unit cells including the electrolyte membrane 42 and the cathode 43 are stacked. In addition, the electricity supply line 50 is connected to supply electricity generated in the stack 40 to a power supply unit including the driving motor 25.

그리고 상기 연료 개질기(30)에서 발생되는 반응열을 회수하여 물을 가열시키는 열 회수수단(60)이 상기 연료 개질기(30)와 연결되도록 결합되고 상기 열 회수수단(60)에서 가열된 온수 및 수도꼭지에서 공급된 냉수를 세탁수로 공급하는 세탁수 공급수단(70)이 상기 열 회수수단(60) 및 수도꼭지에 연결되도록 상기 외곽케이스(20)에 결합된다. 상기 열 회수수단(60)은 소정의 내부 공간을 갖도록 형성 되어 그 내부 공간에 물이 채워짐과 아울러 그 내부 공간에 상기 연료 개질기(30)에서 발생되는 열이 배출되는 배기관(33)이 관통 결합되는 물 저장탱크(61)와 그 물 저장탱크(61)의 일측에 결합되어 그 내부 공간에 물이 공급되는 급수관(62)으로 구성된다. 그리고 상기 세탁수 공급수단(70)은 상기 외곽케이스(20)에 결합되어 온수 및 냉수를 혼합하여 상기 세탁조(24)에 공급하는 혼합유닛(71)과 상기 물 저장탱크(61)에서 가열된 온수를 상기 혼합유닛(71)으로 공급하는 온수관(72)과 수도꼭지에서 공급되는 냉수를 상기 혼합유닛(71)으로 공급하는 냉수관(73)을 포함하여 구성된다.And the heat recovery means 60 for recovering the reaction heat generated from the fuel reformer 30 to heat the water is coupled to the fuel reformer 30 and heated in the hot water and faucet heated by the heat recovery means 60 Washing water supply means 70 for supplying the supplied cold water to the wash water is coupled to the outer case 20 to be connected to the heat recovery means 60 and the faucet. The heat recovery means 60 is formed to have a predetermined internal space is filled with water in the interior space and the exhaust pipe 33 through which the heat generated from the fuel reformer 30 is discharged through the interior space is coupled through. It is composed of a water storage tank 61 and a water supply pipe 62 coupled to one side of the water storage tank 61 and supplied with water to the inner space thereof. The washing water supply means 70 is coupled to the outer case 20 to mix hot water and cold water, and to supply the washing unit 24 to the washing unit 24 and the hot water heated in the water storage tank 61. It comprises a cold water pipe (73) for supplying the hot water pipe (72) for supplying the mixing unit 71 and the cold water supplied from the faucet to the mixing unit (71).

상기 열 회수수단(60)과 연료 개질기(30)사이에 세탁물 건조시 상기 연료 개질기(30)에서 발생되는 열을 상기 세탁조(24)로 공급하는 열 공급수단(80)이 장착된다. 상기 열 공급수단(80)은 상기 연료 개질기(30)의 열이 배출되는 배기관(33)에 방향절환밸브(81)가 장착되고 그 방향절환밸브(81)와 상기 세탁조(24)를 연결시키는 열 공급관(82)을 포함하여 구성된다.Between the heat recovery means 60 and the fuel reformer 30 is provided with a heat supply means 80 for supplying heat generated in the fuel reformer 30 to the washing tank 24 when the laundry is dried. The heat supply means 80 is a heat switching valve 81 is mounted on the exhaust pipe 33 through which the heat of the fuel reformer 30 is discharged and heat connecting the direction switching valve 81 and the washing tank 24. It is comprised including the supply pipe 82.

그리고 세탁에 사용된 물을 외부로 배수시키는 세탁수 배수수단(28)이 상기 외조(23)와 연통되도록 상기 외곽케이스(20)에 결합된다.And washing water drainage means 28 for draining the water used for washing to the outside is coupled to the outer case 20 so as to communicate with the outer tank (23).

상기한 바와 같은 세탁기의 작동은 다음과 같다.The operation of the washing machine as described above is as follows.

먼저, 혼합 연료가 상기 연료 개질기(30)에 공급되면 그 연료 개질기(30)에서 수증기 개질 반응 및 부분 산화 반응이 복합적으로 일어나면서 수소가스와 반응열을 발생시키게 되고 그 발생되는 수소가스는 상기 스택(40)으로 공급됨과 아울러 별도로 산소가 상기 스택(40)으로 공급되어 그 스택(40)에서 수소가스와 산소가 전기화학 반응을 일으켜 전기와 열과 물을 발생시키게 된다. First, when a mixed fuel is supplied to the fuel reformer 30, a steam reforming reaction and a partial oxidation reaction occur in the fuel reformer 30 to generate hydrogen gas and reaction heat, and the generated hydrogen gas is stacked in the stack ( 40 is supplied to the stack 40 and oxygen is supplied to the stack 40 so that hydrogen gas and oxygen in the stack 40 generate an electrochemical reaction to generate electricity, heat, and water.

상기 스택(40)에서 발생되는 전기에너지는 전기 공급라인(50)을 통해 상기 구동모터(25)를 포함하는 전원부에 공급되며, 아울러 상기 연료 개질기(30)에서 발생되는 반응열은 배기관(33)을 통해 배출되는 과정 중 상기 물 저장탱크(61)를 거치면서 그 물 저장탱크(61)에 채워진 물에 의해 방출 회수되어 그 저장된 물을 가열시키게 된다. 이때 배기관(33)에 결합된 방향절환밸브(81)는 상기 연료 개질기(30)에서 발생되는 열이 상기 물 저장탱크(61)로 향하도록 설정된다.The electrical energy generated in the stack 40 is supplied to the power supply unit including the driving motor 25 through the electric supply line 50, and the reaction heat generated in the fuel reformer 30 is used to exhaust the exhaust pipe 33. The water is discharged and recovered by the water filled in the water storage tank 61 while passing through the water storage tank 61 to heat the stored water. At this time, the direction switching valve 81 coupled to the exhaust pipe 33 is set so that the heat generated from the fuel reformer 30 is directed to the water storage tank 61.

이와 같은 상태에서, 상기 세탁조(24)에 세탁물을 넣고 세제를 투입한 다음 세탁모드를 설정하여 세탁을 시작하게 되면 상기 스택(40)에서 공급된 전기에너지에 의해 상기 구동모터(25)의 구동이 세탁모드에 의해 구동된다. 상기 구동모터(25)의 구동력이 상기 동력전달수단(26)에 의해 상기 세탁조(24)에 전달되어 상기 세탁조(24) 및 기타 부품이 회전하면서 급수, 세탁, 헹굼, 배수, 탈수 등의 일련 과정이 진행되면서 세탁이 진행되며 그 과정에서 상기 물 저장탱크(61)에 가열된 온수가 상기 온수관(72)을 통해 혼합유닛(71)으로 공급됨과 동시에 상기 냉수관(73)을 통해 냉수가 상기 혼합유닛(71)으로 공급되면서 적정 온도로 혼합된 세탁수가 상기 세탁조(24)에 공급된다. 세탁에 사용된 세탁수는 상기 세탁수 배수수단(28)에 의해 배수된다.In this state, when the laundry is put into the washing tank 24, detergent is added, and the washing mode is set to start washing, the driving of the driving motor 25 is performed by the electric energy supplied from the stack 40. It is driven by the washing mode. The driving force of the driving motor 25 is transmitted to the washing tank 24 by the power transmission means 26 so that the washing tank 24 and other parts rotate, and a series of processes such as water supply, washing, rinsing, draining, and dehydration are performed. As the washing proceeds, the hot water heated in the water storage tank 61 is supplied to the mixing unit 71 through the hot water pipe 72 and the cold water through the cold water tube 73 at the same time. The washing water mixed at the proper temperature while being supplied to the mixing unit 71 is supplied to the washing tank 24. The wash water used for washing is drained by the wash water draining means 28.

그리고 탈수 행정이 끝나고 탈수된 세탁물을 건조시키는 행정이 진행되면 상기 연료 개질기(30)에서 발생되는 열이 상기 열 공급수단(80)에 의해 세탁조(24)로 공급되면서 세탁물을 건조시키게 된다. 즉, 상기 연료 개질기(30)에서 발생되는 열이 상기 열 공급관(82)으로 향하도록 상기 방향절환밸브(81)의 방향을 절환시키게 되면 상기 연료 개질기(30)에서 발생되는 열이 배기관(33)과 연 공급관(82)을 통해 세탁조(24)로 공급되면서 세탁물을 건조시키게 된다.When the dehydration stroke is completed and the stroke for drying the dehydrated laundry proceeds, heat generated from the fuel reformer 30 is supplied to the washing tank 24 by the heat supply means 80 to dry the laundry. That is, when the direction of the direction change valve 81 is switched so that the heat generated from the fuel reformer 30 is directed to the heat supply pipe 82, the heat generated from the fuel reformer 30 is exhaust pipe 33. Indeed while being supplied to the washing tank 24 through the supply pipe 82 to dry the laundry.

본 발명은 상기 연료 개질기(30)와 스택(40)으로 구성되는 연료전지에서 발생되는 전기에너지로 세탁물을 세탁시키게 될 뿐만 아니라 그 연료전지에서 발생되는 반응열을 이용하여 세탁에 사용되는 물을 가열 공급하고 아울러 그 반응열로 세탁물을 건조시키게 되므로 에너지 효율이 매우 높게 된다. 즉, 연료에너지를 공급하여 그 연료에너지의 전기 화학반응에 의해 전기에너지로 변환되는 에너지 효율이 기존 연료에너지를 연소시켜 전기에너지를 변환시키는 에너지 효율보다 훨씬 높게 될 뿐만 아니라 전기 화학반응 과정에서 발생되는 반응열을 이용하여 온수를 공급함과 아울러 세탁물을 건조시키게 되므로 에너지 효율이 매우 높게 된다(기존 전력 효율;40%, 열-전력 복합 효율;70%이상임). 다시 말해서, 적은 에너지로 세탁을 가능하게 될 뿐만 아니라 운전 중 환경 오염 물질이 배출되지 않으므로 환경 친화적이다.The present invention not only washes laundry with electric energy generated from a fuel cell composed of the fuel reformer 30 and the stack 40, but also heats and supplies water used for washing using reaction heat generated from the fuel cell. In addition, since the laundry is dried by the reaction heat, energy efficiency becomes very high. That is, the energy efficiency of supplying fuel energy and converting the electrical energy into electrical energy by the electrochemical reaction of the fuel energy becomes much higher than the energy efficiency of converting electrical energy by burning the existing fuel energy. By supplying hot water using the reaction heat and drying the laundry, the energy efficiency is very high (existing power efficiency; 40%, thermal-power combined efficiency; 70% or more). In other words, not only is it possible to wash with less energy, but also environmentally friendly because no environmental pollutants are emitted during operation.

그리고 외부에서 공급되는 별도의 전원이 없이 시스템을 구성하는 연료 개질기(30)와 스택(40), 즉 연료전지에서 발생되는 전기에너지가 구동모터(15)(25)를 포함하는 구동부에 공급되어 운전되면서 세탁물을 세탁시키게 되므로 전기에너지, 즉 전력이 공급되지 않는 곳에서도 사용이 가능하게 된다. And the electric energy generated from the fuel reformer 30 and the stack 40, that is, the fuel cell constituting the system without a separate power supplied from the outside is supplied to the driving unit including the driving motor 15, 25 to operate As the laundry is washed while the electric energy, that is, power is not supplied, it can be used.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 연료전지 구동형 세탁기는 공급되는 연료에 의해 자체적으로 전기에너지와 열을 발생시켜 그 전기에너지로 세탁물을 세탁하게 되고 아울러 그 열로 세탁에 사용되는 물을 가열하게 될 뿐만 아니라 세탁물을 건조시키게 되어 시스템의 에너지 효율이 매우 높고 아울러 환경 친화적이므로써 에너지 사용량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 환경을 보호할 수 있고, 또한 사용장소에 제약을 받지 않게 됨으로써 세계 어느 지역에서나 사용할 수 있을 뿐만 아니라 사용의 편리성을 도모할 수 있는 효과가 있다.As described above, the fuel cell drive type washing machine according to the present invention generates electric energy and heat by itself from fuel supplied to wash laundry with the electric energy, and heat the water used for washing with the heat. In addition to drying laundry, the system is very energy efficient and environmentally friendly, which not only reduces energy consumption but also protects the environment and is not restricted by the place of use, so it can be used anywhere in the world. Not only that, there is an effect that can facilitate the use.

Claims (3)

내부 공간을 갖도록 형성되는 외곽케이스와;An outer case formed to have an inner space; 상기 외곽케이스의 상면에 결합되는 도어와;A door coupled to an upper surface of the outer case; 상기 외곽케이스의 내부에 다수개의 댐퍼에 의해 지지 결합되어 수직방향으로 위치하는 외조와;An outer tub supported and coupled by a plurality of dampers in the outer case and positioned in a vertical direction; 상기 외조의 내부에 회전 가능하도록 수직방향으로 결합되어 세탁물이 놓여지는 세탁조와;A laundry tub coupled in a vertical direction to be rotatable inside the outer tub to place laundry therein; 상기 외조의 하측에 장착되는 구동모터와;A drive motor mounted to the lower side of the outer tub; 상기 구동모터의 구동력을 상기 세탁조에 전달하는 동력전달수단과;Power transmission means for transmitting the driving force of the drive motor to the washing tank; 상기 외곽케이스에 결합되며 혼합 연료를 공급받아 수소가스 및 반응열을 발생시키는 연료 개질기와:A fuel reformer coupled to the outer case and receiving a mixed fuel to generate hydrogen gas and reaction heat: 상기 연료 개질기에서 공급되는 수소가스 및 별도로 공급되는 산소를 전기 화학 반응시켜 그 발생되는 전기 에너지를 상기 구동모터를 포함한 구동부에 공급하는 스택과:A stack for electrochemically reacting hydrogen gas supplied from the fuel reformer and oxygen supplied separately to supply the generated electrical energy to a driving unit including the driving motor; 상기 연료 개질기에서 발생되는 반응열을 회수하여 물을 가열시키는 열 회수수단과:Heat recovery means for recovering heat of reaction generated in the fuel reformer to heat water; 상기 열 회수수단에서 가열된 온수 및 수도꼭지에서 공급된 냉수를 세탁수로 공급하는 세탁수 공급수단과:Washing water supply means for supplying the hot water heated in the heat recovery means and cold water supplied from the faucet to the wash water: 상기 외조에 연통되도록 설치되어 세탁수를 배수시키는 세탁수 배수수단을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 연료전지 구동형 세탁기.A fuel cell drive type washing machine, comprising: washing water drainage means installed to communicate with the outer tank to drain the wash water. 내부 공간을 갖도록 형성되는 외곽케이스와:The outer case is formed to have an internal space: 상기 외곽케이스의 측면에 결합되는 도어와:A door coupled to the side of the outer case: 상기 외곽케이스의 내부에 다수개의 댐퍼에 의해 지지 결합되어 수평방향으로 위치하는 외조와:The outer tank is supported and coupled in a horizontal direction by a plurality of dampers inside the outer case: 상기 외조의 내부에 수평방향으로 회전 가능하게 결합되어 투입되는 세탁물이 회전시 자유 낙하되는 세탁조와:A laundry tub freely falling upon rotation of laundry which is coupled to the inside of the outer tub so as to be rotated in a horizontal direction: 상기 외조의 하측에 장착되는 구동모터와:A drive motor mounted to the lower side of the outer tub; 상기 구동모터의 구동력을 상기 세탁조에 전달하는 동력전달수단과:A power transmission means for transmitting the driving force of the drive motor to the washing tank; 상기 외곽케이스에 결합되며 혼합 연료를 공급받아 수소가스 및 반응열을 발생시키는 연료 개질기와:A fuel reformer coupled to the outer case and receiving a mixed fuel to generate hydrogen gas and reaction heat: 상기 연료 개질기에서 공급되는 수소가스 및 별도로 공급되는 산소를 전기 화학 반응시켜 그 발생되는 전기 에너지를 상기 구동모터를 포함한 구동부에 공급하는 스택과:A stack for electrochemically reacting hydrogen gas supplied from the fuel reformer and oxygen supplied separately to supply the generated electrical energy to a driving unit including the driving motor; 상기 연료 개질기에서 발생되는 반응열을 회수하여 물을 가열시키는 열 회수수단과;Heat recovery means for recovering heat of reaction generated by the fuel reformer to heat water; 상기 열 회수수단에서 가열된 온수 및 수도꼭지에서 공급된 냉수를 세탁수로 공급하는 세탁수 공급수단과:Washing water supply means for supplying the hot water heated in the heat recovery means and cold water supplied from the faucet to the wash water: 상기 외조에 연통되도록 설치되어 세탁수를 배수시키는 세탁수 배수수단과:Washing water drainage means and installed to communicate with the outer tank to drain the wash water: 상기 열 회수수단과 연료 개질기 사이에 장착되어 세탁물 건조시 상기 연료 개질기에서 발생되는 열을 상기 세탁조로 공급하고 세탁물 건조 과정 이외에는 상기 연료 개질기에서 발생되는 열을 상기 열 회수수단으로 공급하는 열 공급수단을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 연료전지 구동형 세탁기.A heat supply means mounted between the heat recovery means and the fuel reformer to supply heat generated by the fuel reformer to the washing tank when the laundry is dried, and to supply heat generated by the fuel reformer to the heat recovery means except for the laundry drying process. Fuel cell drive type washing machine comprising a configuration. 제 2 항에 있어서, 상기 열 공급수단은 상기 연료 개질기에서 발생되는 반응열을 상기 열 회수수단으로 공급하는 배기관과 상기 세탁조를 연결시키는 열 공급관과; 상기 열 공급관과 배기관의 연결부분에 장착되는 방향절환밸브:를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 연료전지 구동형 세탁기.3. The heat supply apparatus according to claim 2, wherein the heat supply means comprises: a heat supply pipe connecting the exhaust pipe for supplying the reaction heat generated from the fuel reformer to the heat recovery means and the washing tank; A fuel cell driven washing machine comprising: a direction switching valve mounted to a connection portion of the heat supply pipe and an exhaust pipe.
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