KR100911593B1 - 연료전지용 가습장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료전지용 가습장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중공사막 모듈내의 중공사막 사이에 나선형 판과 히팅관으로 이루어진 가습확산 및 히팅수단을 설치하여, 건조 공기에 대한 가습이 원할하게 이루어질 수 있도록 한 연료전지용 가습장치에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은: 일측에 건조공기 유입용 제1유입구가 형성되고, 타측에 건조공기 배출용 제1유출구가 형성된 하우징과; 상기 하우징내에 배치되는 중공사막 다발이 집약된 중공사막 모듈과; 상기 중공사막 모듈내에서 중공사막 다발에 의하여 둘러싸이면서 그 길이방향을 따라 배치되는 가습촉진 및 히팅수단; 을 포함하여 구성하되, 상기 가습촉진 및 히팅수단은: 상기 중공사막 모듈내에서 중공사막 다발에 의하여 둘러싸이면서 그 길이방향을 따라 배치되는 복수개의 다공관과; 히팅수단과 연결되면서 상기 다공관의 중심에 배치되는 히터관과; 상기 히터관의 외경면에 그 길이방향을 따라 자유회전 가능하게 장착되는 복수개의 나선형 판; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습장치를 제공한다.

연료전지, 가습장치, 중공사막 모듈, 중공사막, 히팅관, 나선형 관, 다공관, 습윤 공기, 건조 공기

Description

연료전지용 가습장치{Humidification device for fuel cell}

본 발명은 연료전지용 가습장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중공사막 모듈내의 중공사막 사이에 나선형 판과 히팅관으로 이루어진 가습확산 및 히팅수단을 설치하여, 건조 공기에 대한 가습이 원할하게 이루어질 수 있도록 한 연료전지용 가습장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 연료전지 차량은 산소와 수소의 반응에 의해 발생한 화학에너지를 전기에너지로 전환시키는 내부의 연료전지에 의해 발생한 구동력으로 작동한다.

연료전지의 작동을 위해서는 연료전지 내의 전해질 가습이 필요한데, 이때의 가습장치로는 연료전지로부터 배출되는 습윤 기체인 배출 가스(exhaust gas)의 수분을 공급되어지는 건조 기체와 수분 교환하는 방식으로 작동하는 가습 장치가 사용된다.

이와 같은 연료전지에 사용되는 가습장치로서는 전력소비량이 적고, 설치 공 간이 작은 컴팩트한 가습장치가 요구되며, 이러한 요구에 따라 가습장치로서는 초음파 가습, 스팀 가습, 기화식 가습 등의 종류가 있지만 연료전지에 사용되는 가습장치로서는 중공사막을 이용한 것이 적합하게 사용되고 있다.

첨부한 도 1은 일반적인 중공사막 가습장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 가습장치(100)는 하우징(101: housing)을 포함하는 바, 이 하우징(101)에는 건조 공기(air)를 도입하는 제1유입구(102) 및 건조 공기(air)를 배출하는 제1유출구(103)가 형성되어 있고, 하우징(101)의 내부에는 중공사막 모듈(107)이 배치되어 있으며, 또한 상기 중공사막 모듈(107) 내부에는 다수의 중공사막(106)이 수납되어 있다.

이와 같이 구성되는 중공사막을 이용한 가습 장치(100)의 동작을 살펴보면, 상기 하우징(101)의 제2유입구(104)로부터 중공사막 모듈(107)의 내부로 습윤 공기(air)를 공급하여 각 중공사막(106) 외부를 통과시키면 습윤 공기(air)중의 수분은 중공사막(106)의 모세관 작용에 의해 분리되고, 분리된 수분은 중공사막(106)의 모세관내를 투과하고 응축되어 중공사막(106)의 내측으로 이동한다.

이어서, 수분이 분리되어진 습윤 공기(air)는 그대로 중공사막(106) 외부로 이동하여 상기 하우징(101)의 제2유출구(105)를 통해 배출된다.

한편, 상기 하우징(101)의 제1유입구(102)로부터는 건조 공기가 공급되는데, 제1유입구(102)로부터 공급되는 건조 공기(air)는 중공사막(106)의 내측을 통하여 이동하게 되며, 이때 습윤 공기(air)로부터 분리시킨 수분이 중공사막(106)의 내측으로 이동하였는 바, 이 수분에 의해 건조 공기(air)가 가습되는 것이며, 가습된 건조 공기(air)는 제1유출구(103)를 통하여 배출된다.

첨부한 도 2는 상기한 중공사막 모듈(107)을 구체화시켜 도시한 사시도로서, 도면부호 108은 모듈 하우징을 나타내고, 106은 중공사막을 나타낸다.

상술한 구성으로서, 도 2에서 도면부호 102와 103은 제1유입구 및 제1유출구, 즉 습윤 공기(air)의 유/출입구를 나타내고, 도면부호 104와 105는 제2유입구 및 제2유출구, 즉 건조 공기(air)의 유/출입구를 나타낸다.

이와 같은 구성 및 동작을 하는 종래의 가습 장치(100)의 경우, 상기와 같이 습윤 공기(air)가 제2유입구(104)를 통하여 하우징(101) 안으로 들어와 중공사막(106)에 수분을 공급하는 동시에 제2유출구(105)를 통해 배출된다.

그러나, 도 1에서 보는 바와 같이 상기 중공사막 모듈(107)은 다수의 중공사막(106)이 밀집된 컴팩트한 형태로 되어 있기 때문에, 제2유입구(104)를 통해 유입된 습윤 공기(air)가 중공사막 모듈(107)의 내부로 침투하는데 어려움이 있다.

더욱이, 습윤 공기(air)가 확산하는 속도도 대단히 느리기 때문에 더욱 큰 어려움이 있다 할 것이다.

이러한 이유로 인하여, 상기 하우징(101)에 수납되어 있는 중공사막 모듈(107)에 있어서, 중공사막 모듈(107)의 외측을 통과하는 습윤 공기(air)가 하우징(101) 내에서 도 1의 화살표로 지시된 바와 같이 중공사막 모듈(107)의 내부로 침투하지 못하고 주로 가장자리로 흐르게 되어, 결국 습윤 공기는 중공사막 모듈(107)의 내부로 확산되는 속도가 대단히 느리기 때문에 가습 효율을 떨어뜨리는 원인이 되고 있다.

따라서, 상기 중공사막 모듈(107)에서 모듈 내부는 충분한 수분을 공급받지 못하게 되고, 이러한 이유로 인하여 가습 장치의 전체적인 효율이 떨어지게 되는 문제점이 있다.

또한, 종래의 가습 장치(100)의 경우, 제1유입구(102)를 통하여 유입되는 건조 공기(air)가 주로 중공사막 모듈(107)의 중앙 부분(도 1에서 은선으로 박스 처리된 부분)으로 많이 흐르기 때문에 더욱 더 전체적인 가습 장치의 효율이 떨어지게 되는 문제점이 있다.

이러한 문제점은 도 3의 시뮬레이션 실험 결과에서 잘 볼 수 있다.

즉, 도 3에서 보는 바와 같이 건조 공기(air)가 대부분 중공사막 모듈(107)의 중앙 부분으로만 흐르는 것을 확실히 알 수 있다.

다시 말해서, 제1유입구(102)를 통하여 유입되는 건조 공기(air)는 중공사막 모듈(107)의 중앙 부분(도 1에서 은선으로 박스 처리된 부분)으로 주로 흐르고, 제 2유입구(104)를 통하여 유입되는 습윤 공기(air)는 중공사막 모듈(107)의 가장자리 부분으로 흐르다 보니 가습 장치의 가습 효율이 떨어지는 문제점이 발생하고 있다.

이러한 문제점은 특히 건조 공기(air)의 유량이 클 때, 즉 연료전지 스택에서 고출력을 낼 때 더 큰 영향을 미친다.

또한, 종래의 가습 장치에 공급되는 습윤 공기(air)의 경우 연료전지 스택으로부터 반응된 후에 배출되는 공기인데, 이때 습윤 공기(air)에 포함된 수증기 뿐만 아니라 생성된 물 또한 습윤 공기와 함께 가습 장치로 공급된다.

따라서, 추운 날씨의 경우 가습 장치의 내부로 유입된 물이 얼어 문제가 발 생하게 되는데, 즉 중공사막(106)이 물의 어는 현상으로 인하여 제대로 된 가습 기능을 발휘하지 못하는 문제점이 있고, 이에 추운 날씨에 가습 장치를 사용하기 위해서는 중공사막(106)에 얼어 붙은 수분이 녹을 때가지 기다려야 하는 문제점이 있다.

마지막으로, 가격 면에서 볼 때 기존의 가습 장치(100)에 있어서 가장 큰 비중을 차지하는 것은 고분자 물질로 이루어진 중공사막(106)이다.

그러나, 기존의 가습 장치(100)의 경우 위에서 언급한 것과 같이 가습 효율이 좋지 않기 때문에 현재는 가습 성능을 좋게 하기 위해 필요 이상으로 많은 고가의 중공사막(106)의 다발을 사용하고 있으며, 이에 가습 장치(100)의 가격은 고가이며 또한 많은 중공사막(106)의 다발이 사용되다 보니 가습 장치(100)의 크기 또한 성능에 비해 커진다는 문제점을 있어 연료전지 차량의 패키지화에 큰 어려움이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 중공사막 가습장치가 갖는 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 종래에 사용되던 중공사막 가습장치의 경우 컴팩트한 중공사막 모듈의 구조로 인하여 중공사막 모듈의 가장자리 부분에서만 수분교환이 일어나서 전체적인 가습 효율이 떨어지는 문제점과, 습윤 공기의 느린 확산 속도로 인한 느린 수분교환 속도 그리고 추운 날씨에 물의 어는 문제로 인하여 중 공사막의 가습 성능 저하 및 수분이 녹을 때까지 기다려야 한다는 문제점, 또한 필요 이상의 중공사막 다발의 사용으로 인한 가습장치의 가격 및 연료전지 차량의 패키지화에 큰 어려움을 주는 등의 문제점들을 해결하면서 가습장치의 성능을 높일 수 있도록 한 연료전지용 가습장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 일측에 건조공기 유입용 제1유입구가 형성되고, 타측에 건조공기 배출용 제1유출구가 형성된 하우징과; 상기 하우징내에 배치되는 중공사막 다발이 집약된 중공사막 모듈과; 상기 중공사막 모듈내에서 중공사막 다발에 의하여 둘러싸이면서 그 길이방향을 따라 배치되는 가습촉진 및 히팅수단; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습장치를 제공한다.

바람직한 구현예로서, 상기 가습촉진 및 히팅수단은: 상기 중공사막 모듈내에서 중공사막 다발에 의하여 둘러싸이면서 그 길이방향을 따라 배치되는 복수개의 다공관과; 히팅수단과 연결되면서 상기 다공관의 중심에 배치되는 히터관과; 상기 히터관의 외경면에 그 길이방향을 따라 자유회전 가능하게 장착되는 복수개의 나선형 판; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 다공관의 입구에는 건조공기 배출용 제1유출구쪽으로부터 연장되어진 습윤공기 공급용 유입관이 수평을 이루며 연결되고, 상기 하우징의 건조공기 유입용 제1유입구쪽 둘레면에는 습윤공기 배출용 제2유출구 가 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 다른 구현예로서, 상기 중공사막 모듈내에서 건조공기가 많이 흐르는 중심부에는 중공사막 갯수를 적게 배치하고, 건조공기가 적게 흐르는 내경면쪽에는 중공사막 갯수를 조밀하게 배치한 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공할 수 있다.

1) 기존의 중공사막 가습 장치는 하우징의 길이 방향에 있어서 중공사막 모듈의 가장자리에서만 주로 습윤 공기(air)가 공급되어 수분교환이 이루어졌지만, 본 발명에서는 나선형 판 및 히팅관을 갖는 다공관을 통한 습윤 공기(air)의 도입을 통해 중공사막 모듈 내의 전체 부분에 있어서 골고루 습윤 공기(air)가 공급되어 중공사막의 전 부분에 걸쳐 수분교환이 이루어지므로 가습장치의 효율을 향상시킬 수 있다.

2) 중공사막 모듈내의 중공사막 다발을 중앙에는 적게 둘레부에는 많게 배열하여, 기존에 중공사막 모듈의 중앙부분으로만 흐르던 건조 공기(air)의 흐름을 중공사막 모듈 전체로 건조 공기(air)의 흐름을 변화시킬 수 있으므로 가습장치의 효율을 증대시킬 수 있다.

3) 수증기 뿐만 아니라 물을 포함한 습윤 공기(air)가 나선형 판 및 히팅관을 갖는 다공관을 통해 유입되면, 히팅관의 가열과 함께 나선형 판의 회전 운동에 의거 물을 완전히 수증기로 변화시켜 중공사막 모듈 내에 분사시킴으로써, 겨울철 물의 어는 현상으로 인하여 발생하는 가습 장치의 성능 저하 현상을 막을 수 있다.

4) 가습 장치 내에 삽입되어지는 나선형 판 및 히팅관을 갖는 다공관의 개수 변화를 통해 가습 효율을 증대시킬 수 있다.

5) 습윤 공기(air)가 여러 개의 나선형 판에 의해 회전운동으로 바뀌면서 동시에 다공관의 여러 개의 구멍을 통해 분출될 때 압력 차이로 인하여 분사 속도가 빨라지기 때문에 이를 통하여 빠르게 습윤 공기(air)가 중공사막 모듈 내로 유입되고 전체적으로 분사되므로 가습 효율을 더욱 증가시킬 수 있다.

6) 나선형 판 및 히팅관을 갖는 다공관의 제공으로, 가습장치의 전체적인 성능 향상을 위해 종래의 가습장치에 쓰여지던 필요이상의 중공사막 다발의 개수를 줄일 수 있고, 이를 통하여 가습장치의 가격 면에서 큰 원가절감을 할 수 있으며 또한 패키지 상에서 큰 부피를 사용하던 가습장치로 인한 문제점을 중공사막 다발 수의 감소로 인하여 부피 절감을 실현할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

첨부한 도 4는 본 발명에 따른 중공사막 가습장치를 나타내는 단면도이고, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 중공사막 가습장치의 가습확산 및 히팅수단에 대한 일실시예를 설명하는 사시도 및 정면도이다.

본 발명에 따른 연료전지용 가습장치는 하우징, 중공사막 모듈, 가습촉진 및 히팅수단 등을 포함하여 구성된다.

상기 하우징은 일측에 건조공기 유입용 제1유입구가 형성되고, 타측에 건조공기 배출용 제1유출구가 형성된 중공형 통구조이다.

또한, 상기 중공사막 모듈은 중공사막 다발이 집약된 모듈로서, 상기 하우징내에 길이방향을 따라 배치된다.

특히, 상기 가습촉진 및 히팅수단은 중공사막 모듈내에서 중공사막 다발에 의하여 둘러싸이면서 그 길이방향을 따라 배치되는 구성으로서, 상기 중공사막 모듈내에서 중공사막 다발에 의하여 둘러싸이면서 그 길이방향을 따라 배치되는 복수개의 다공관(110), 히팅수단과 연결되면서 상기 다공관(110)의 중심에 배치되는 히터관과, 상기 히터관(112)의 외경면에 그 길이방향을 따라 자유회전 가능하게 장착되는 복수개의 나선형 판(111)을 포함하여 구성된다.

좀 더 상세하게는, 상기 다공관(110)의 내부에서 습윤 공기(air)가 유입되어 부딪히게 되는 부분에 히터관 및 나선형 판(111)이 장착되어 있으며, 후술하는 바와 같이 습윤 공기는 나선형 판(111)에 부딪히게 된 후, 상기 다공관(110)의 여러 개의 구멍을 통하여 배출된다.

이때, 상기 하우징의 건조공기 배출용 제1유출구 즉, 상기 다공관(110)의 입구에는 건조공기 배출용 제1유출구쪽으로부터 연장되어진 습윤공기 공급용 유입관이 수평을 이루며 더 연결되고, 상기 하우징의 건조공기 유입용 제1유입구쪽 둘레면에는 습윤공기 배출용 제2유출구가 형성된다.

즉, 습윤 공기(air)의 도입에 있어서 기존의 제1유입구(104) 대신에 건조공기 배출용 제1유출구쪽으로부터 연장되어진 습윤공기 공급용 유입관(109)을 통하여 나선형 판(111)과 히터관쪽으로 직접 습윤 공기(air)가 유입되도록 한 것이다.

여기서, 상기와 같은 구성으로 이루어진 연료전지용 가습장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

전술한 바와 같이, 기존의 가습 장치(100)에 공급되는 습윤 공기(air)는 연료전지로부터 반응 후 배출되는 공기인데, 이때 습윤 공기(air)는 수증기 뿐만 아니라 생성된 물 또한 이 습윤 공기(air)와 함께 가습 장치로 공급되어, 추운 날씨의 경우 가습 장치 내부로 유입된 물이 얼어 문제가 발생하게 된다.

즉, 중공사막(106)이 물의 어는 현상으로 인하여 제대로 된 가습 기능을 발휘하지 못하는 문제점이 있고, 이에 추운 날씨에 가습 장치를 사용하기 위해서는 중공사막(106)에 얼어 붙은 수분이 녹을 때가지 기다려야 하는 문제가 있다.

그러나, 본 발명에 따르면, 상기 다공관(110)(110)은 습윤 공기(air)가 유입되는 부분에 나선형 판(111)이 장착된 히터관을 포함하고 있으므로, 이 히터관에 의한 가열로 습윤 공기(air)에 포함된 물을 완전히 수증기로 변화시킨다.

즉, 가습 장치 내부로 유입되는 물이 히터관의 가열과 함께 회전하는 나선형 판(111)으로 인하여 전부 수증기로 변하게 되어, 따라서 추운 날씨에 물의 어는 현상으로 인한 가습 장치의 성능 저하 현상을 방지할 수 있으며, 더 나아가 이로 인한 연료전지 차량의 냉시동을 가능하게 한다.

또한, 전술한 바와 같이, 습윤 공기가 제2유입구(104)를 통하여 유입되어 중 공사막 모듈(107)의 가장자리 부분으로 흐르다 보니 가습 장치의 효율에 있어서 문제가 발생하고, 또한 종래의 가습 장치(100)의 경우, 제1유입구(102)를 통하여 유입되는 건조 공기(air)가 주로 중공사막 모듈 107의 중앙 부분으로 많이 흐르기 때문에 더욱더 전체적인 가습 장치의 효율은 떨어진다고 할 수 있다.

반면에, 나선형 판(111)이 회전 가능하게 장착된 히터관(112)을 포함하는 다공관(110)(110)을 갖는 본 발명의 가습 장치 경우, 습윤 공기(air)과 수직 방향인 제2유입구(104)로 하우징(101) 내에 도입되는 것과는 달리 하우징의 길이 방향(수평방향)을 따라 상기 습윤공기 공급용 유입관(109)을 통해 유입되어, 여러 개의 나선형 판(111)에 부딪히게 되어 나선형 판(111)이 회전을 하게 되고, 동시에 습윤 공기(air)는 회전하는 나선형 판(111)에 의해 회전 운동으로 바뀌면서 다공관(110)의 구멍을 통해 분출된다.

좀 더 상세하게는, 상기 중공사막 모듈(107)의 가장자리에서만 주로 유입되어 수분교환이 이루어지던 기존의 가습 장치와 달리, 본 발명의 가습장치는 유입된 습윤 공기(air)가 여러 개의 회전하는 나선형 판(111)에 의해 회전운동으로 바뀌어 다공관(110)의 여러 구멍을 통하여 전체적으로 골고루 중공사막(106)의 외부로 분사되어, 결국 전 부분에 걸쳐 수분 교환이 이루어져 가습 장치의 효율을 향상시킬 수 있다.

특히, 상기 습윤 공기(air)가 여러 개의 나선형 판(111)에 의해 회전운동으로 바뀌면서 다공관(110)의 여러 개의 구멍을 통해 분출될 때, 그 압력 차이로 인하여 분사 속도가 빨라지기 때문에 이를 통하여 빠르게 습윤 공기(air)가 중공사막 모듈 내로 유입되고, 또한 전체적으로 고르게 분사되므로 더욱 가습 효율을 증가시킬 수 있다.

이때, 상기 나선형 판(111)과 히터관(112)이 내설되는 다공관(110)의 개수를 조정함에 따라서 가습 장치의 효율을 더욱 증대시킬 수 있다.

여기서, 본 발명에 따른 중공사막 가습장치에 사용되는 중공사막의 배열 밀도를 첨부한 도 7을 참조로 설명하면 다음과 같다.

종래의 가습 장치(100)에 있어서, 제1유입구(102)를 통한 건조 공기(air)의 흐름이 중공사막 모듈(107)의 중앙 부분으로만 흐르던 문제를 해결하고자, 도 7에 도시된 바와 같이 중공사막 모듈(107)의 내부 구조에 있어서 기존의 전체적으로 균일하게 중공사막을 모듈하는 것이 아니라 건조 공기(air)가 많이 흐르는 가운데 부분은 상대적으로 중공사막 튜브의 수를 적게 하고 건조 공기(air)가 적게 흐르는 사이드 부분은 상대적으로 중공사막 튜브의 수를 많게 하여 제1유입구(102)를 통한 건조 공기(air)의 흐름을 균일하게 할 수 있다.

즉, 별도의 가이드수단없이 종래의 가습 장치(100)에 있어서 문제가 되던 제 1유입구(102)를 통한 건조 공기(air)의 중공사막 모듈(107)의 중앙부분으로만의 유입 문제를 해결할 수 있는 것이다.

마지막으로, 가격 면에서 볼 때 가습 장치(100)에 있어서 가장 큰 비중을 차지하는 것은 고분자 물질로 이루어진 중공사막(106)이다.

하지만, 가습 장치(100)의 경우 위에서 말한 것과 같이 가습 효율이 좋지 않기 때문에 현재는 가습 성능을 좋게 하기 위해 필요이상으로 많은 중공사막(106)의 다발을 사용하고 있다.

따라서, 가습 장치(100)의 가격은 고가이며, 또한 많은 중공사막(106)의 다발이 사용되다 보니 가습 장치(100)의 크기 또한 성능에 비해 크다는 문제점을 가지고 있어 연료전지차량 패키지에 있어 큰 어려움이 있는 바, 본 발명에 따르면 나선형 판(111) 및 히터관(112)을 갖는 다공관(110)의 도입을 통한 전체적인 가습 성능 향상을 도모하면서 이전보다 적은 수의 중공사막(106)의 다발을 사용할 수 있고, 결과적으로 나선형 판(111) 및 히터관(112)을 갖는 다공관(110)의 도입을 통한 본 발명의 가습장치는 가습성능 향상과 더불어 중공사막(106)의 다발 수의 감소로 인하여 가격 면에서 큰 비용 절감을 할 수 있으며, 또한 패키지 상의 크기 면에서도 큰 효과를 볼 수 있다.

도 1은 종래의 중공사막 가습장치의 구성을 나타내는 단면도,

도 2는 종래의 중공사막 가습장치의 중공사막 모듈만을 보여주는 사시도,

도 3은 종래의 중공사막 가습장치에서 발생되는 문제점을 설명하는 시뮬레이션 실험 결과 그래프,

도 4는 본 발명에 따른 중공사막 가습장치를 나타내는 단면도,

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 중공사막 가습장치의 가습확산 및 히팅수단에 대한 일실시예를 설명하는 사시도 및 정면도,

도 7은 본 발명에 따른 중공사막 가습장치에 사용되는 중공사막의 배열 밀도를 설명하는 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 가습장치 101 : 하우징

102 : 제1유입구 103 : 제1유출구

104 : 제2유입구 105 : 제2유출구

106 : 중공사막 107 : 중공사막 모듈

108 : 모듈 하우징 109 : 습윤공기 공급용 유입관

110 : 다공관 111 : 나선형 판

112 : 히터관

Claims (4)

1. 일측에 건조공기 유입용 제1유입구가 형성되고, 타측에 건조공기 배출용 제1유출구가 형성된 하우징과;

   상기 하우징내에 배치되는 중공사막 다발이 집약된 중공사막 모듈과;

   상기 중공사막 모듈내에서 중공사막 다발에 의하여 둘러싸이면서 그 길이방향을 따라 배치되는 가습촉진 및 히팅수단;

   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 가습촉진 및 히팅수단은:

   상기 중공사막 모듈내에서 중공사막 다발에 의하여 둘러싸이면서 그 길이방향을 따라 배치되는 복수개의 다공관과;

   히팅수단과 연결되면서 상기 다공관의 중심에 배치되는 히터관과;

   상기 히터관의 외경면에 그 길이방향을 따라 자유회전 가능하게 장착되는 복수개의 나선형 판;

   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 다공관의 입구에는 건조공기 배출용 제1유출구쪽으로부터 연장되어진 습윤공기 공급용 유입관이 수평을 이루며 연결되고, 상기 하우징의 건조공기 유입용 제1유입구쪽 둘레면에는 습윤공기 배출용 제2유출구가 형성된 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 중공사막 모듈내에서 건조공기가 많이 흐르는 중심부에는 중공사막 갯수를 적게 배치하고, 건조공기가 적게 흐르는 내경면쪽에는 중공사막 갯수를 조밀하게 배치한 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습장치.

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