KR101388800B1 - 발전용 연료전지의 가습기 - Google Patents

발전용 연료전지의 가습기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발전용 연료전지의 가습기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연료전지(MCFC)의 화학반응에 사용되는 수소를 발생시키기 위한 연료인 가스(NG)를 분배장치 내부에 구비된 보조챔버를 이용하여 임시 저장한 후 이를 통해 일정한 양으로 분배장치 내부에 가스를 분배 배출시킴과 동시에 수관에서 배출된 물과 가스(NG)를 균일하게 혼합하여 전열교환장치에 연료전지의 연료가 되는 혼합가스가 이송공급되도록 하는 발전용 연료전지의 가습기에 관한 것이다.
이러한 본 발명에 따르면, 일정한 체적을 갖는 분배장치의 내부로 공급되는 가스를 임시저장할 수 있는 보조챔버가 구비됨과 동시에 상기 보조챔버의 하부로 유입되는 가스를 분배장치로부터 균일하게 배출시키기 위한 분배판이 상하 다층구조로 설치되어 이를 통해 분배장치에서 일정한 양의 가스(NG)를 분배 배출시킴과 동시에 수관에서 배출된 물과 가스(NG)를 균일하게 혼합하여 전열교환장치에 연료전지의 연료가 되는 혼합가스를 균일하게 이송공급할 수 있는 효과가 있다.

Description

발전용 연료전지의 가습기{ Fuel Cell Humidifier }
본 발명은 발전용 연료전지의 가습기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연료전지(MCFC)의 화학반응에 사용되는 수소를 발생시키기 위한 연료인 가스(NG)를 분배장치 내부에 구비된 보조챔버를 이용하여 임시 저장한 후 이를 통해 일정한 양으로 분배장치 내부에 가스를 분배 배출시킴과 동시에 수관에서 배출된 물과 가스(NG)를 균일하게 혼합하여 전열교환장치에 연료전지의 연료가 되는 혼합가스가 이송공급되도록 하는 발전용 연료전지의 가습기에 관한 것이다.
일반적으로, 연료전지는 어떠한 열적인, 물리적인 에너지로의 중간적 변환없이 연료의 전기화학적 산화반응을 통해서 연료의 화학에너지를 전기에너지로 전환되도록 하는 장치로, 연료전지를 이용한 발전기술은 태양광발전, 태양열발전, 풍력발전, 소수력발전과 함께 환경적인 면에서 질소산화물, 황산화물 등을 거의 발생시키지 않아 지구 환경오염을 억제하는 기술이며, 특히 지역조건 및 기후조건 등에 크게 영향을 받지 않아 안정된 전력을 고효율로 생산할 수 있으며, 기존의 연소를 통해 회전력으로 전기를 생산하는 방식과 다르게 물질의 화학에너지를 전기화학적 반응을 통하여 직접 전기를 생산함으로써 연소에 의한 오염을 줄일 수 있고 기계적인 문제점들을 감소시킬 수 있다.
이러한 연료전지는 전해질 종류에 따라 알카리, 인산형, 용융탄산염형, 고체산화물형, 고분자전해질형, 직접메탄올형 등을 사용한 연료전지가 있으며, 이들 각각의 연료전지는 근본적으로 동일한 원리에 의해 작동하지만 사용되는 연료의 종류, 운전온도, 촉매 등이 서로 다르고, 연료전지는 크게 전해질의 작동온도에 따라 저온형 연료전지와 고온형 연료전지로 불린다.
이때, 고온형 연료전지인 용융탄산염형(Molren Carbonate Fuel cell:MCFC) 연료전지는 수소 양이온을 이동시키는 용융탄산염을 전해질로 사용하는 연료전지를 말하는 것으로, 다른 연료전지와 함께 높은 발전효율, 높은환경친화성, 모듈화 특성 및 작은 설치공간으로 대표되는 장점을 갖는 동시에 650℃의 고온에서 운전되기 때문에 저온형 연료전지에서 기대할 수 없는 추가적인 장점을 가지고 있다.
한편, 용융탄산염형연료전지(MCFC)는 에너지발생장치가 아니라 연료로 공급되는 수소가 에너지로 변환되는 에너지 변환장치로 연료전지에 공급되는 연료는 주로 천연가스(Natural Gas:NG)가 주로 사용되며, 상기 천연가스(NG)는 메탄의 부피 백분율이 90% 이상이기 때문에 이의 연료를 연료전지 스택에서 요구하는 수소로 전환하기 위해서는 탈황기, 가습기 및 개질기(Reformer)와 같은 연료처리장치(MBOP)를 필요로 하고 있어 개질기(Reformer)에서 가스(NG)와 물의 Reforming 반응으로 수소를 발생시키기 위해서는 가습기에 의한 가습공정은 필수적이라 할 수 있다.
이때, 상기한 가습기는 연료전지에 공급되는 가스(NG)의 주성분인 메탄이 수소로 전환되기 위하여 증기와 연료의 비율을 조절하여 공급해주는 연료와 물의 mixer 장치로 최근에는 그 형태가 다양하게 개발되어 사용되고 있는 실정이다.
이에 따라, 종래에는 "대한민국 등록특허공보 공개번호 제10-2010-0076777호(2010.07.06)"가 개시되었는데, 이는 공급가스가 유입되는 유입구를 가지는 주배관과, 상기 주배관과 연통되어 상기 유입구를 통하여 유입된 공급가스가 흘러들어가는 연통구를 가지며, 상기 유입구로부터 떨어진 거리가 서로 다르게 배치되는 다수의 종배관 및 상기 각각의 종배관과 연결되어 상기 종배관 내로 물을 공급하는 다수의 물관을 포함하되, 각각의 종배관의 연통구는 상기 유입구로부터 멀어지는 방향으로 갈수록 그 연통구 주변에 발생되는 저항의 정도가 증대되어 각각의 종배관 내에 입력되는 공급관의 압력이 균일하게 유지될 수 있도록 하는 균일한 연료분배가 가능한 연료전지용 가습기가 제시되어 있다.
그러나, 종래에는 단순하게 종배관에 형성된 연통구의 위치를 서로 다르게 배치하는 것만으로 공급가스를 조절함에 따라 공급가스가 종배관에 유입되는 압력과 각각의 종배관에 유입되는 가스의 량을 균일하게 조절하지 못하여 물과의 혼합비가 나빠져 혼합비가 좋지 못한 연료가 개질기에 악영향을 미치는 문제점이 있었다.
또한, 종배관에 유입되는 공급가스의 압력이 정밀하게 조절되도록 가습기를 제작하기 위해서는 각각의 종배관에 형성된 연통구의 위치를 정밀 측정함과 동시에 연통구의 위치변화에 따른 공급가스의 압력까지 측정해야 하기 때문에 가습기의 제작이 번거롭고 제작에 따른 조립시간이 늘어남에 따라 제조 단가가 상승하게 되는 또 다른 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 일정한 체적을 갖는 분배장치의 내부로 공급되는 가스를 임시저장할 수 있는 보조챔버를 구비함과 동시에 상기 보조챔버의 하부로 유입되는 가스를 분배장치로부터 균일하게 배출시키기 위한 분배판을 상하 다층구조로 설치함으로써, 이를 통해 분배장치에서 일정한 양의 가스(NG)를 분배 배출시킴과 동시에 수관에서 배출된 물과 가스(NG)를 균일하게 혼합하여 전열교환장치에 연료전지의 연료가 되는 혼합가스를 균일하게 이송공급하도록 하는 발전용 연료전지의 가습기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 분배장치의 내부 구조를 보조챔버를 이용한 단순화되는 조립 구조로 개선함에 따라 가습기의 제작이 용이하며, 용이한 제작과정에 따라 가습기의 제작시간이 단축되어 생산성이 향상되도록 하는데 또 다른 목적이 있다.
이와 같은 목적을 해결하기 위해 본 발명은; 가스공급관과 물공급관을 통해 공급되는 물과 가스를 분배장치를 통해 혼합하여 상기 분배장치 하부에 설치된 전열교환장치 측으로 이송배출시킴에 따라 상기 전열교환장치에 구비된 전열관으로 공급된 물과 가스가 열풍과의 열교환을 통해 스팀을 생산하는 발전용 연료전지의 가습기에 있어서, 상기 분배장치는 내측에 수평방향으로 결합된 가스공급관의 외부에 감싸 듯이 설치되며, 상기 가스공급관에서 공급되는 가스를 임시 저장하여 가스를 분배장치 내부에 일정한 양으로 분배시키는 보조챔버와; 상기 보조챔버의 하부에 설치되어 상기 분배장치의 내부공간을 구획함에 따라 상기 분배장치의 하단에 믹싱부를 형성하여 상기 보조챔버에서 분배되는 가스를 상기 믹싱부에 균일하게 배출시키는 분배판으로 이루어져,
상기 분배판에서 배출되는 가스와 함께 상기 물공급관에서 배출되는 물을 상기 믹싱부에서 혼합하여 혼합된 가스와 물을 상기 전열교환장치에 균일하게 이송배출시키는 것을 특징으로 하는 발전용 연료전지의 가습기를 제공한다.
이러한 본 발명에 따르면, 일정한 체적을 갖는 분배장치의 내부로 공급되는 가스를 임시저장할 수 있는 보조챔버가 구비됨과 동시에 상기 보조챔버의 하부로 유입되는 가스를 분배장치로부터 균일하게 배출시키기 위한 분배판이 상하 다층구조로 설치되어 이를 통해 분배장치에서 일정한 양의 가스(NG)를 분배 배출시킴과 동시에 수관에서 배출된 물과 가스(NG)를 균일하게 혼합하여 전열교환장치에 연료전지의 연료가 되는 혼합가스를 균일하게 이송공급할 수 있는 효과가 있다.
또한, 분배장치의 내부 구조가 보조챔버를 이용한 단순화되는 조립 구조로 개선됨에 따라 가습기의 제작이 용이하며, 용이한 제작과정에 따라 가습기의 제작시간이 단축되어 생산성이 향상되는 또 다른 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 발전용 연료전지의 가습기를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 발전용 연료전지의 가습기를 도시한 측 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 발전용 연료전지의 가습기를 도시한 정 단면도.
도 4는 본 발명의 발전용 연료전지의 가습기에서 사용되는 분배판의 다양한 실시 상태를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 발전용 연료전지의 가습기가 사용되는 연료전지 시스템의 개략적인 구성도.
도 6 내지 도 7은 본 발명에 따른 발전용 연료전지의 가습기에 대한 작동 상태도.
도 8은 다른 실시 예에 따른 발전용 연료전지의 가습기를 도시한 도면.
본 발명에 따른 발전용 연료전지의 가습기를 첨부된 도면을 참고로 하여 이하 상세히 기술되는 실시 예들에 의해 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 발전용 연료전지의 가습기를 설명하기 위해 도시한 도면들이다.
이에 따른 발전용 연료전지의 가습기(1)를 개략적으로 설명하면, 가스공급관(140)과 물공급관(150)을 통해 공급되는 물과 가스를 분배장치(100)를 통해 혼합하여 상기 분배장치(100) 하부에 설치된 전열교환장치(200) 측으로 이송배출시킴에 따라 상기 전열교환장치(200)에 구비된 전열관(220)으로 공급된 물과 가스가 열풍과의 열교환을 통해 스팀을 생산하는 발전용 연료전지의 가습기에 있어서, 상기 분배장치(100)는 내측에 수평방향으로 결합된 가스공급관(140)의 외부에 감싸 듯이 설치되며, 상기 가스공급관(140)에서 공급되는 가스를 임시 저장하여 가스를 분배장치(100) 내부에 일정한 양으로 분배시키는 보조챔버(110)와; 상기 보조챔버(110)의 하부에 설치되어 상기 분배장치(100)의 내부공간을 구획함에 따라 상기 분배장치(100)의 하단에 믹싱부(170)를 형성하여 상기 보조챔버(110)에서 분배되는 가스를 상기 믹싱부(170)에 균일하게 배출시키는 분배판(120)으로 이루어져, 상기 분배판(120)에서 배출되는 가스와 함께 상기 물공급관(150)에서 배출되는 물을 상기 믹싱부(170)에서 혼합하여 혼합된 가스와 물을 상기 전열교환장치(200)에 균일하게 이송배출시키도록 구성되어 있다.
이하, 각각의 구성요소들을 상세히 설명한다.
먼저, 상기 분배장치(100)는 연료전지에서 사용하는 연료인 물과 가스를 분배장치(100) 내부에서 균일하게 분배 혼합하여 상기 분배장치(100) 하부에 설치된 전열교환장치(200)에 혼합된 물과 가스를 이송배출시키기 위해 구비되는 것으로, 상기 분배장치(100)는 함체 형상으로 금속재질의 케이스(130)에 전면으로 가스를 공급하기 위한 가스공급관(140)이 상기 케이스(130) 내부에 수평방향으로 관통삽입되며, 상기 가스공급관(140)의 하부로 상기 케이스(130) 내부에 물을 공급하는 물공급관(150)이 결합되고, 상기 가스공급관(140)과 물공급관(150)에서 공급되는 가스와 물이 상기 분배장치(100) 내부에서 균일하게 혼합되어 상기 분배장치(100) 하부에 설치되는 전열교환장치(200)에 상기와 같이 혼합된 가스와 물을 이송배출됨에 따라 상기 전열교환장치(200)에서 혼합된 가스와 물이 열풍과의 열교환을 통해 스팀이 생산되게 된다.
이때, 상기 분배장치(100)의 케이스(130) 내부에는 상기 가스공급관(140)을 통해 공급되는 가스를 임시저장하여 가스를 일정한 양으로 분배시키기 위한 보조챔버(110)가 설치되며, 상기 보조챔버(110)는 사각의 함체 형태로 상기 케이스(130)의 상단면에 면착되되, 상기 케이스(130) 내부에 수평방향으로 결합된 가스공급관(140)의 외부에 감싸듯이 설치되어 상기 가스공급관(140)을 통해 공급되는 가스를 임시 저장할 수 있는 공간을 확보하며, 상기 보조챔버(110)의 벽면에는 상기 가스공급관(140)에서 공급되는 가스를 케이스(130) 내부에 균일하게 분배 배출하기 위한 다수의 유입구(111)가 각각 관통형성되어 있다.
그리고, 상기 보조챔버(110)의 하부에는 금속재질로 사각 판 형태의 분배판(120)이 결합되어 상기 분배장치(100)의 내부공간을 구획함에 따라 상기 분배판(120)의 하단에 가스와 물이 혼합되는 공간인 믹싱부(170)를 형성하며, 상기 분배판(120)의 수평면에는 상기 보조챔버(110)를 통해 분배 배출되는 가스를 상기 믹싱부(170)에 균일하게 배출시키기 위한 다수의 배출공(121)이 각각 관통형성되어 있다.
이때, 도 4는 상기와 같이 관통된 배출공의 다양한 실시 상태를 나타낸 도면으로, 상기 배출공(121)은 도 4의 (a)에서 도시된 등간격형, (b)에서 도시된 수평형, (c)에서 도시된 수직형 중 어느 하나를 선택적으로 상기 분배판(120)에 각각 관통형성함에 따라 가스가 상기 배출공(121)을 통해 배출되는 유량을 조절할 수 있는 것이다.
또한, 상기 분배판(120)은 분배장치(100)의 하부에서 상하 다층 구조로 각각 설치됨에 따라 상기 믹싱부(170)에 배출되는 가스의 유량을 보다 균일하게 분배 배출할 수 있게 되는 것이다.
한편, 상기 믹싱부(170)에는 상기 물공급관(150)과 연결되어 물을 상기 믹싱부(170) 내에 배출시킴에 따라 상기 분배판(120)을 통해 배출되는 가스와 함께 물을 혼합시키기 위한 다수의 수관(160)이 상기 믹싱부(170)에서 수평방향으로 각각 설치되며, 상기 수관(160)의 하단에는 다수의 유입공(161)이 미세하게 각각 관통형성됨에 따라 수관(160)을 통해 배출되는 물을 분무시켜 상기 분배판(120)에서 배출되는 가스와 혼합시키게 되는 것이다.
그리고, 상기 분배장치(100)의 하부에 설치된 전열교환장치(200)는 상기 분배장치(100)에서 공급된 가스와 물의 혼합물을 열풍과의 열교환을 통해 스팀을 생산할 수 있도록 상기 가스와 물의 혼합물을 가습처리하기 위해 구비되는 것으로, 상기 전열교환장치(200)는 사각 형상으로 금속재질인 몸체(210)가 상기 분배장치(100)의 하단으로 결합되며, 상기 분배판(120)의 배출공(121)이 관통형성된 위치로 다수의 전열관(220)이 등간격으로 구비되게 되고, 상기 전열교환장치(200)는 연료전지가 전기를 생산하는 과정에서 생산되는 열을 이용한 열풍에 의해 상기 전열관(220)이 가열될 수 있게 되는 것이다.
한편, 도 5는 본 발명의 발전용 연료전지의 가습기가 사용되는 연료전지 시스템의 개략적인 구성도를 나타낸 것으로, 크게 발전용 연료전지(30)는 연료전지 스택모듈(20)과 BOP(10)로 구성되어 있으며, 상기 BOP(10)는 상기 스택모듈(20)이 전기에너지를 발생할 수 있도록 연료를 공급해 주는 MBOP(4)와 발생된 전기에너지를 전력계통에 연계시켜 주는 EBOP(5)로 구분된다.
이때, 상기 MBOP(4)는 천연가스(NG)를 연료전지 스택모듈(20)에서 요구하는 수소로 전환하기 위한 연료처리장치로, 탈황기(2), 가습기(1) 및 개질기(3)와 같은 장치를 필요로 하며, 천연가스(NG)가 상기 탈황기(2)로 공급되면 상기 탈황기(2)에서 탈황처리된 가스(NG)는 가스공급관(140)을 통해 상기 가습기(1)로 공급되고, 상기 가습기(1)로 공급된 가스(NG)는 물공급관(150)을 통해 공급되는 물과 함께 혼합되어 전열교환장치(200)의 전열관(220)을 통과하면서 열풍과의 열교환을 통해 스팀으로 변화되게 되고, 상기와 같이 변화된 스팀은 개질기(3)로 공급되어 상기 개질기(3)에서 전기발전에 필요한 연료인 수소를 발생시키게 된다.
그리고, 상기와 같이 MBOP(4)에서 처리된 연료는 상기 스택모듈(20)로 보내지며, 상기 스택모듈(20)로 공급되는 공기 및 연료와 전해질의 전기화학적 반응을 통하여 전기를 생산함에 따라 상기 스택모듈(20)에서 발생된 전기에너지를 전력계통에 연계시켜 주는 EBOP(5)로 보내져 상기 EBOP(5)에서 배전반 등으로 전기를 보내 상기 연료전지(30)에서 발전되는 전기를 전력으로 사용할 수 있는 것이다.
그리고, 도 6 내지 도 7은 본 발명에 따른 발전용 연료전지의 가습기에 대한 작동 상태를 나타낸 도면이다.
먼저, 도 6은 상기 분배장치(100)의 가스공급관(140)을 통해 공급되는 가스가 상기 보조챔버(110)의 내부공간으로 유입되어 상기 보조챔버(110) 내에 공급된 가스가 임시저장되는 상태를 나타낸 것으로, 상기 가스공급관(140)을 통해 유입된 가스는 상기 보조챔버(110)의 벽면에 형성된 유입구(111)를 통해 배출되면 상기 유입구(111)로 배출되는 가스의 양 보다 상기 가스공급관(140)에소 공급되는 가스의 양이 많기 때문에 상기 보조챔버(110)의 내부 공간에 가스가 차오름에 따라 상기 유입구(111)를 통해 보조챔버(110) 내에 임시저장된 가스를 상기 분배장치(100) 내부로 균일하게 분배 배출시키게 되는 것이다.
그리고, 도 7은 상기와 같이 보조챔버(110)를 통해 분배장치(100) 내부로 분배 배출된 가스가 분배판(120)을 통해 믹싱부(170)로 배출되어 상기 물공급관(150)에서 배출된 물과 함께 혼합된 상태에서 전열교환장치(200) 측으로 이송공급되는 상태를 나타낸 것으로, 상기 보조챔버(110)의 유입구(111)에서 분배 배출된 가스는 분배장치(100)의 내부 공간에서 바닥부터 서서히 차오르도록 유입되어 상기 분배장치(100)의 하부에 결합된 분배판(120)을 통해 믹싱부(170)로 균일하게 배출되게 되며, 상기 분배판(120)을 통해 믹싱부(170)로 배출된 가스는 상기 믹싱부(170)에 결합된 수관(160)에서 배출되는 물과 혼합되어 전열교환장치(200) 측으로 이송되게 됨에 따라 상기와 같이 가스와 물의 혼합물이 전열교환장치(200)의 내부에 결합된 전열관(220)에 유입되어 공급된 혼합물이 열풍과의 열교환을 통해 스팀이 생산되게 된다.
한편, 도 8은 다른 실시 예에 따른 발전용 연료전지의 가습기를 도시한 도면으로, 상기 분배장치(100)는 전열관(220)을 통과하는 혼합물인 물과 가스와의 열교환을 위해 전열교환장치(200)로 공급되는 열풍이 가습기(1)의 상단부인 케이스(130)를 거쳐 외부로 원활하게 배출되도록 공기의 저항을 줄이기 위해 상기 분배장치(100)를 이루고 있는 상기 케이스(130)가 삼각형태와 돔형태 중 어느 하나를 선택적으로 사용 가능한 것으로, 이때 상기 전열교환장치(200)의 전열관(220)을 통과하는 물과 가스는 열풍과의 열교환을 통해 스팀으로 변화되어 전열관(220)의 하부인 출구를 거쳐 개질기(3)로 공급되게 되고, 상기 열풍은 공기의 저항이 줄어들도록 삼각형태나 돔형태로 이루어진 케이스(130)의 형태를 따라 외부로 원활하게 배출되게 된다.
이상 설명한 바와 같이. 본 발명은 특정의 바람직한 실시 예를 예시한 설명과 도면으로 표현하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 따른 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경 및 개조, 수정 등이 가능할 수 있음을 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
1.가습기 100.분배장치
110.보조챔버 111.유입구
120.분배판 121.배출공
130.케이스 140.가스공급관
150.물공급관 160.수관
161.유입공 170.믹싱부
200.전열교환장치 210.몸체
220.전열관

Claims (6)

  1. 가스공급관(140)과 물공급관(150)을 통해 공급되는 물과 가스를 분배장치(100)를 통해 혼합하여 상기 분배장치(100) 하부에 설치된 전열교환장치(200) 측으로 이송배출시킴에 따라 상기 전열교환장치(200)에 구비된 전열관(220)으로 공급된 물과 가스가 열풍과의 열교환을 통해 스팀을 생산하는 발전용 연료전지의 가습기에 있어서,
    상기 분배장치(100)는 내측에 수평방향으로 결합된 가스공급관(140)의 외부에 감싸 듯이 설치되며, 상기 가스공급관(140)에서 공급되는 가스를 임시 저장하여 가스를 분배장치(100) 내부에 일정한 양으로 분배시키는 보조챔버(110)와;
    상기 보조챔버(110)의 하부에 설치되어 상기 분배장치(100)의 내부공간을 구획함에 따라 상기 분배장치(100)의 하단에 믹싱부(170)를 형성하여 상기 보조챔버(110)에서 분배되는 가스를 상기 믹싱부(170)에 균일하게 배출시키는 분배판(120)으로 이루어져,
    상기 분배판(120)에서 배출되는 가스와 함께 상기 물공급관(150)에서 배출되는 물을 상기 믹싱부(170)에서 혼합하여 혼합된 가스와 물을 상기 전열교환장치(200)에 균일하게 이송배출시키는 것을 특징으로 하는 발전용 연료전지의 가습기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 보조챔버(110)의 벽면에는 가스공급관(140)에서 공급되는 가스가 분배장치(100)의 내부공간으로 배출되는 다수의 유입구(111)가 각각 관통형성된 것을 특징으로 하는 발전용 연료전지의 가습기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 믹싱부(170)에는 상기 물공급관(150)과 연결되어 물을 배출하는 다수의 수관(160)이 수평방향으로 설치된 것을 특징으로 하는 발전용 연료전지의 가습기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 분배판(120)은 분배장치(100)의 하부에 상하 다층구조로 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 발전용 연료전지의 가습기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 분배판(120)은 가스를 믹싱부(170)에 배출시키는 다수의 배출공(121)이 각각 관통형성되며, 상기 배출공(121)은 등간격형, 수평형, 수직형 중 어느 하나를 선택하여 관통형성하는 것을 특징으로 하는 발전용 연료전지의 가습기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 분배장치(100)는 전열관(220)을 통과하는 혼합물인 물과 가스와의 열교환을 위해 전열교환장치(200)로 공급되는 열풍이 가습기(1)의 상단부인 케이스(130)를 거쳐 외부로 원활하게 배출되도록 공기의 저항을 줄이기 위해 상기 분배장치(100)를 이루고 있는 상기 케이스(130)가 삼각형태와 돔형태 중 어느 하나를 선택적으로 사용하는 것을 특징으로 하는 발전용 연료전지의 가습기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002356304A (ja) 2001-03-30 2002-12-13 General Motors Corp <Gm> 燃料とオキシダントを混合するための装置
JP2003017097A (ja) 2001-06-29 2003-01-17 Daikin Ind Ltd ガス加湿装置及び燃料電池システム
JP2004053101A (ja) 2002-07-18 2004-02-19 Sumitomo Precision Prod Co Ltd ガス加湿装置
KR20100076774A (ko) * 2008-12-26 2010-07-06 주식회사 포스코아이씨티 연료전지 시스템용 가습기

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002356304A (ja) 2001-03-30 2002-12-13 General Motors Corp <Gm> 燃料とオキシダントを混合するための装置
JP2003017097A (ja) 2001-06-29 2003-01-17 Daikin Ind Ltd ガス加湿装置及び燃料電池システム
JP2004053101A (ja) 2002-07-18 2004-02-19 Sumitomo Precision Prod Co Ltd ガス加湿装置
KR20100076774A (ko) * 2008-12-26 2010-07-06 주식회사 포스코아이씨티 연료전지 시스템용 가습기

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