KR101457909B1 - Fuel cell system for improving efficiency of fuel cell - Google Patents

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Abstract

연료전지 시스템이 개시된다. 연료전지 시스템은, 연료전지스택과, 연료전지스택에 전력 생산을 위한 수소를 공급하는 개질기와, 연료전지스택에서 배출되는 배출 가스에 함유된 연료를 제거하고 연료가 제거된 배출 가스를 연료전지스택에 재공급하는 촉매 연소기와, 촉매 연소기의 고온의 열을 전달받아 개질기로 유입되는 유입 공기를 가열하는 히팅기와, 연료전지스택에 공기를 공급하는 에어 블로워와, 에어 블로워와 개질기 사이에 설치되어 연료전지스택에 공급되는 공기를 가열하는 공기 가열기와, 히팅기와 개질기의 사이에 설치되는 예비 개질기를 포함한다. A fuel cell system is disclosed. The fuel cell system includes a fuel cell stack, a reformer for supplying hydrogen to the fuel cell stack for generating electric power, a fuel reformer for removing fuel contained in the exhaust gas discharged from the fuel cell stack, A heater for heating the inflow air flowing into the reformer by receiving the high temperature heat of the catalytic combustor, an air blower for supplying air to the fuel cell stack, and an air blower installed between the air blower and the reformer, An air heater for heating the air supplied to the battery stack, and a preliminary reformer provided between the heater and the reformer.

Description

연료전지 시스템{FUEL CELL SYSTEM FOR IMPROVING EFFICIENCY OF FUEL CELL}[0001] FUEL CELL SYSTEM FOR IMPROVING EFFICIENCY OF FUEL CELL [0002]

본 발명은 연료전지 시스템의 발전 효율의 향상이 가능한 연료전지 시스템 에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell system capable of improving power generation efficiency of a fuel cell system.

연료전지 시스템은 스택(stack)의 연료극과 공기극 사이에서 수소와 산소가 전기화학 반응하여 전기와 함께 물과 열이 생성되는 시스템으로서 그 종류에 따라 연료로부터 수소를 얻어내기 위한 개질기(reformer)를 갖는다.The fuel cell system has a reformer for obtaining hydrogen from fuel according to the type of system, in which hydrogen and oxygen are electrochemically reacted with each other between a fuel electrode and an air electrode in a stack to generate water and heat together with electricity .

개질기(reformer)는 디젤과 같은 액체 연료를 개질해야하는 경우 개질기로 유입되는 온도는 대략 섭씨 500도 정도를 유지하여야 한다. 개질기로 유입되는 디젤 연료의 온도를 높이기 위해 별도의 가열 장치를 추가 설치하여 개질기로 유입되는 온도를 높인다. 그러나 개질기의 전단에 디젤 연료의 온도를 높이기 위하여 별도의 가열 장치를 추가하는 것은 제조 원가 상승이 발생되는 문제점이 있다.The reformer should maintain a temperature of about 500 degrees Celsius into the reformer when reforming a liquid fuel such as diesel. In order to increase the temperature of the diesel fuel flowing into the reformer, a separate heating device is installed to raise the temperature of the reformer. However, adding a separate heating device to increase the temperature of the diesel fuel at the front end of the reformer has a problem that the manufacturing cost increases.

또한, 연료전지 스택에는 발전을 위한 공기가 에어 블로워의 작동으로 유입되는데, 연료전지 시스템을 선박에서 사용하는 경우, 염분이 포함된 공기가 연료전지로 유입되는 경우가 발생되어 염분에 의한 부식으로 설비 손상이 발생될 수 있는 문제점이 있다. In addition, air for power generation is introduced into the fuel cell stack as an operation of an air blower. When a fuel cell system is used in a ship, air containing saline is introduced into the fuel cell, There is a problem that damage may occur.

본 발명의 일 실시예는 연료전지 시스템이 염분에 의해 손상이 발생되는 것을 방지하고 발전 효율의 향상이 가능한 연료전지 시스템을 제공하고자 한다. An embodiment of the present invention is to provide a fuel cell system capable of preventing damage of the fuel cell system due to salinity and improving power generation efficiency.

본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 시스템은, 연료전지스택과, 연료전지스택에 전력 생산을 위한 수소를 공급하는 개질기와, 연료전지스택에서 배출되는 배출 가스에 함유된 연료를 제거하고 연료가 제거된 배출 가스를 연료전지스택에 재공급하는 촉매 연소기와, 촉매 연소기의 고온의 열을 전달받아 개질기로 유입되는 유입 공기를 가열하는 히팅기와, 연료전지스택에 공기를 공급하는 에어 블로워와, 에어 블로워와 개질기 사이에 설치되어 연료전지스택에 공급되는 공기를 가열하는 공기 가열기와, 히팅기와 개질기의 사이에 설치되는 예비 개질기를 포함한다. A fuel cell system according to an embodiment of the present invention includes a fuel cell stack, a reformer that supplies hydrogen to the fuel cell stack for power generation, and a reformer that removes fuel contained in the exhaust gas discharged from the fuel cell stack, An air blower for supplying air to the fuel cell stack, an air blower for supplying air to the fuel cell stack, and an air blower for supplying air to the fuel cell stack. An air heater installed between the blower and the reformer to heat the air supplied to the fuel cell stack, and a preliminary reformer installed between the heater and the reformer.

히팅기는, 촉매 연소기로부터 열을 전달받는 히팅 유로와, 히팅 유로를 통해 열을 전달받아 개질기로 유입되는 유입 공기를 가열하는 제1 히터를 포함할 수 있다. The hitting unit may include a heating flow passage for receiving heat from the catalytic combustor and a first heater for receiving the heat through the heating flow passage to heat the incoming air flowing into the reforming unit.

공기 가열기는, 촉매 연소기로부터 열을 전달받는 가열 유로와, 가열 유로를 통해 열을 전달받아 에어 블로워를 통해 공급되는 공기를 가열하는 제2 히터를 포함할 수 있다. The air heater may include a heating channel that receives heat from the catalytic combustor and a second heater that receives heat through the heating channel and heats the air supplied through the air blower.

가열 유로를 선택적으로 개폐하는 개폐 밸브와, 에어 블로워를 통해 공급되는 공기에 염분의 량을 센싱하는 염분 센서와, 염분 센서의 센싱 신호를 전달받아 설정된 값 이상이면 개폐 밸브를 개방하여 촉매 연소기의 열을 제2 히터로 공급하도록 하도록 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. A sensor for sensing the amount of salt in the air supplied through the air blower; and a sensor for receiving the sensing signal of the salinity sensor, To the second heater.

개질기의 전단에는 예비 개질가스를 배출하는 예비 개질기가 설치될 수 있다. A preliminary reformer for discharging the preliminary reforming gas may be installed at the front end of the reformer.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 연료전지 시스템에 공급되는 공기에 염분이 포함될 경우 촉매 연소기의 고온의 열을 이용하여 공기를 가열하여 염분을 제거한 상태로 연료전지 스택에 공급하는 것이 가능하여, 염분에 의한 설비 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when salt is contained in the air supplied to the fuel cell system, it is possible to supply air to the fuel cell stack in a state in which salt is removed by heating the air using the high temperature heat of the catalytic combustor, It is possible to prevent the occurrence of equipment damage caused by the apparatus.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 연료전지 시스템의 개질기에 공급되는 디젤 등의 액체 연료를 촉매 연소기의 고온의 열을 이용하여 섭씨 500도 정도로 가열한 상태로 공급하는 것이 가능하여 연료전지 시스템의 발전 효율의 향상이 가능하다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to supply liquid fuel such as diesel supplied to a reformer of a fuel cell system in a state of being heated to about 500 ° C. by using high-temperature heat of a catalytic combustor, It is possible to improve the efficiency.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 전지 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료 전지 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 시스템의 작동 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.1 is a schematic view showing a fuel cell system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a schematic view showing a fuel cell system according to a second embodiment of the present invention.
3 is a flow chart schematically illustrating a method of operating a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a schematic view of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지 시스템(100)은, 연료전지스택(10)과, 연료전지스택(10)에 전력 생산을 위한 수소를 공급하는 개질기(20)와, 연료전지스택(10)에서 배출되는 배출 가스에 함유된 연료를 제거하고 연료가 제거된 배출 가스를 연료전지스택(10)에 재공급하는 촉매 연소기(30)와, 촉매 연소기(30)의 고온의 열을 전달받아 개질기(20)로 유입되는 유입 공기를 가열하는 히팅기(40)와, 연료전지스택(10)에 공기를 공급하는 에어 블로워(50)와, 에어 블로워(50)와 개질기(20) 사이에 설치되어 연료전지스택(10)에 공급되는 공기를 가열하는 공기 가열기(60)를 포함한다.1, a fuel cell system 100 according to an embodiment of the present invention includes a fuel cell stack 10, a reformer 20 for supplying hydrogen to the fuel cell stack 10 for generating electric power, A catalytic combustor 30 for removing the fuel contained in the exhaust gas discharged from the fuel cell stack 10 and re-supplying the exhaust gas from which fuel has been removed to the fuel cell stack 10, The air blower 50 for supplying air to the fuel cell stack 10 and the air blower 50 for supplying air to the fuel cell stack 10, And an air heater (60) installed between the reformer (20) and heating the air supplied to the fuel cell stack (10).

연료전지스택(10)은 선박에 설치되어, 선박 구동을 위한 전력 공급원으로 사용된다. 연료전지스택(10)의 전단에는 개질기(20)가 설치된다.The fuel cell stack 10 is installed in the ship and is used as a power source for driving the ship. A reformer 20 is installed at the front end of the fuel cell stack 10.

개질기(20)는 연료전지스택(10)의 전단에서 연결되는 것으로서, 연료전지스택(10)의 발전을 위한 수소를 공급한다. 본 실시예에서 개질기(20)의 전단에는 예비 개질기(21)가 설치될 수 있다.The reformer 20 is connected at the front end of the fuel cell stack 10 and supplies hydrogen for power generation of the fuel cell stack 10. In the present embodiment, the preliminary reformer 21 may be installed at the front end of the reformer 20.

예비 개질기(21)는, LNG 등의 고탄화 수소를 함유한 액체 연료를 개질하는 경우 한번에 개질하기 어렵기 때문에 개질기(20)에 연료가 투입되기 전에 예비 개질하여 예비 개질가스를 배출함으로써, 개질 작용을 보다 원활하게 하기 위한 것이다. 연료전지스택(10)에는 촉매 연소기(30)가 연결된다.The preliminary reformer 21 is preliminarily reformed before the fuel is supplied to the reformer 20 to discharge the preliminary reformed gas because it is difficult to reform the liquid fuel containing the high hydrocarbon such as LNG at once, In order to make it more smooth. A catalyst combustor 30 is connected to the fuel cell stack 10.

촉매 연소기(30)는 연료전지스택(10)으로부터 배출되는 배출 가스를 전달받아, 배출 가스에 포함된 연료를 제거한다. 촉매 연소기(30)에 의해 배출 가스에 포함된 연료를 제거하는 과정에서 고온의 열이 발생된다. 이러한 고온의 열은 후술하는 히팅기(40) 및 공기 가열기(60)로 전달된다. The catalytic combustor 30 receives the exhaust gas discharged from the fuel cell stack 10 and removes the fuel contained in the exhaust gas. In the process of removing the fuel contained in the exhaust gas by the catalytic combustor 30, high-temperature heat is generated. These high-temperature heat is transferred to a heating device 40 and an air heater 60, which will be described later.

히팅기(40)는 촉매 연소기(30)의 고온의 작동 열을 전달받아 개질기(20) 및 예비 개질기(21)로 유입되는 연료의 온도를 상승시킨다. 즉, 디젤과 같은 액체 연료를 개질해야 하는 경우에는 섭씨 500도 정도의 온도가 필요하며, 이 온도에 이르기 위해 촉매 연소기(30)의 고온의 작동열을 전달받음으로써 용이하게 디젤 액체 연료를 섭씨 500도 정도로 승온하는 것이 가능하다.The heater 40 receives the high-temperature operating heat of the catalytic combustor 30 and raises the temperature of the fuel flowing into the reformer 20 and the preliminary reformer 21. That is, when a liquid fuel such as diesel is to be reformed, a temperature of about 500 degrees Celsius is required, and by receiving the high-temperature operating heat of the catalytic combustor 30 to reach this temperature, It is possible to raise the temperature to the degree.

이러한 히팅기(40)는, 히팅 유로(41) 및 제1 히터(43)를 포함한다.The heater 40 includes a heating passage 41 and a first heater 43.

히팅 유로(41)는 촉매 연소기(30)로부터 열을 전달받도록 연결된다. 이를 위해 히팅 유로(41)의 일단은 촉매 연소기(30)에 연결되고 타단은 제1 히터(43)에 연결된다. 따라서, 촉매 연소기(30)의 작동에 의해 발생된 열은 히팅 유로(41)를 통하여 제1 히터(43)로 전달되는 것이 가능하다.The heating flow path 41 is connected to receive heat from the catalytic combustor 30. To this end, one end of the heating flow path 41 is connected to the catalytic combustor 30 and the other end is connected to the first heater 43. Therefore, the heat generated by the operation of the catalytic combustor 30 can be transferred to the first heater 43 through the heating flow path 41.

제1 히터(43)는 열교환기(23)와 예비 개질기(21)의 사이에 설치된다. 따라서, 히팅 유로(41)를 통해 전달된 고온의 열을 이용하여 제1 히터(43)를 통해 예비 개질기(21)로 유입되는 연료를 대략 섭씨 500도 정도로 승온시켜 공급될 수 있도록 한다.The first heater (43) is installed between the heat exchanger (23) and the preliminary reformer (21). Therefore, the fuel introduced into the preliminary reformer 21 through the first heater 43 can be supplied at a temperature of about 500 ° C. by using the high-temperature heat transferred through the heating flow path 41.

한편, 연료전지스택(10)에는 에어 블로워(50)를 이용하여 공기가 공급된다. 연료전지스택(10)에 공기를 공급하는 것은 발전을 위해 이루어지는 것으로서 그 자세한 설명은 공지된 것으로서 생략한다. 그리고, 에어 블로워(50)와 연료전지스택(10)을 연결하는 공기 공급라인(11) 상에는 공기 가열기(60)가 설치된다.On the other hand, air is supplied to the fuel cell stack 10 using an air blower 50. Supplying air to the fuel cell stack 10 is performed for power generation, and a detailed description thereof will be omitted. An air heater 60 is installed on the air supply line 11 connecting the air blower 50 and the fuel cell stack 10.

공기 가열기(60)는 전술한 바와 같이, 공기 공급라인(11)에 설치되는 것으로서 연료전지스택(10)에 공급되는 공기를 가열한다. The air heater 60 is installed in the air supply line 11 to heat the air supplied to the fuel cell stack 10, as described above.

이러한 공기 가열기(60)는 가열 유로(61) 및 제2 히터(63)를 포함한다. The air heater 60 includes a heating passage 61 and a second heater 63.

가열 유로(61)는 일단은 촉매 연소기(30)로 연결되고 타단은 제2 히터(63)를 포함한다. 따라서, 촉매 연소기(30)의 작동에 의해 발생된 고온의 열은 가열 유로(61)를 통하여 제2 히터(63)로 전달되는 것이 가능하다.The heating passage 61 is connected to the catalytic combustor 30 at one end and includes a second heater 63 at the other end. Therefore, the high-temperature heat generated by the operation of the catalytic combustor 30 can be transferred to the second heater 63 through the heating flow path 61.

제2 히터(63)는 에어 블로워(50)와 연료전지스택(10) 사이의 공기 공급라인(11) 상에 설치된다. 따라서, 가열 유로(61)를 통해 전달된 고온의 열을 이용하여 제2 히터(63)를 통해 연료전지스택(10)으로 유입되는 공기를 가열한다.The second heater 63 is installed on the air supply line 11 between the air blower 50 and the fuel cell stack 10. Therefore, the air flowing into the fuel cell stack 10 through the second heater 63 is heated using the high-temperature heat transferred through the heating flow path 61.

이와 같이 공기 가열기(60)를 이용하여 연료전지스택(10)에 공급되는 공기를 가열하는 것은, 연료전지스택(10)에 공급되는 공기 중에 포함된 수분에 함유된 염분을 제거하기 위한 것이다. 즉, 연료전지스택(10)에 염분이 함유된 공기가 유입되면 설비 고장이 발생될 수 있다. 따라서, 공기 가열기(60)를 이용하여 공기에 포함된 수분을 제거한 상태로 연료전지스택(10)에 공기를 공급함으로써, 공기에 포함된 염분에 의하여 설비 고장이 발생되는 것을 방지할 수 있다. The heating of the air supplied to the fuel cell stack 10 using the air heater 60 as described above is intended to remove the salt contained in the moisture contained in the air supplied to the fuel cell stack 10. [ That is, if the air containing salt is introduced into the fuel cell stack 10, a facility failure may occur. Therefore, by supplying air to the fuel cell stack 10 with the air heater 60 removing the moisture contained in the air, it is possible to prevent the occurrence of a facility failure due to the salt contained in the air.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 효율 향상장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1과 동일 참조 번호는 동일 기능의 동일 부재를 말한다. 이하에서 동일 참조 번호에 대해서는 그 자세한 설명을 생략한다.2 is a schematic view showing an apparatus for improving efficiency of a fuel cell system according to a second embodiment of the present invention. The same reference numerals as in Fig. 1 refer to the same members having the same function. Hereinafter, detailed description of the same reference numerals will be omitted.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 효율 향상장치(200)는, 가열 유로(61)를 선택적으로 개폐하는 개폐 밸브(110)와, 에어 블로워(50)를 통해 공급되는 공기에 염분의 량을 센싱하는 염분 센서(120)와, 염분 센서(120)의 센싱 신호를 전달받아 설정된 값 이상이면 개폐 밸브(110)를 개방하여 촉매 연소기(30)의 고온의 열을 제2 히터(63)로 선택적으로 공급하도록 하도록 제어하는 제어부(130)를 포함한다. 2, an apparatus 200 for improving efficiency of a fuel cell system according to a second embodiment of the present invention includes an open / close valve 110 for selectively opening and closing a heating passage 61, an air blower 50 A sensor 120 for sensing the amount of salt supplied to the catalytic combustor 30 at a high temperature of the catalytic combustor 30 by opening the shutoff valve 110 when the sensed signal of the salinity sensor 120 is received, And a controller 130 for controlling the second heater 63 to selectively supply the heat of the first heater 63 to the second heater 63.

개폐 밸브(110)는 가열 유로(61)를 선택적으로 개폐하여, 제2 히터(63)로 이동되는 고온의 열이 선택적으로 공급되도록 한다. 이러한 개폐 밸브(110)는 비례제어 솔레노이드 밸브 등으로 설치될 수 있다. 개폐 밸브(110)의 개폐 여부는 제어부(130)의 제어 작동으로 이루어진다.The opening and closing valve 110 selectively opens and closes the heating passage 61 to selectively supply high-temperature heat to the second heater 63. The on-off valve 110 may be provided with a proportional control solenoid valve or the like. Whether the opening and closing valve 110 is opened or closed is controlled by the control unit 130.

염분 센서(120)는 에어 블로워(50)를 통해 공급되는 공기에 포함된 염분의 량을 센싱한다. 염분 센서(120)를 통해 센싱된 신호는 제어부(130)로 전송된다.The salt sensor 120 senses the amount of salt contained in the air supplied through the air blower 50. The signal sensed through the salinity sensor 120 is transmitted to the controller 130.

제어부(130)는 염분 센서(120)를 통해 센싱된 신호를 전달받아 공기에 포함된 염분의 량이 기설정된 량 이하로 확인되면, 개폐 밸브(110)를 폐쇄하여 고온의 열이 제2 히터(63)로 전달되지 못하도록 한다. 본 실시예에서는 공기에 포함된 염분의 량이 전무할 경우에 개폐 밸브(110)를 페쇄하는 것을 예시적으로 설명한다. 이와 같이, 공기에 염분이 포함되지 않을 경우에 개폐 밸브(110)를 폐쇄하는 것은, 공기를 가열하여 염분을 제거하는 작용이 불필요함으로써 고온의 열이 제2 히터(63)로 공급되지 않도록 하는 것이다.When the amount of the salt contained in the air is less than a predetermined amount, the control unit 130 closes the on-off valve 110 so that the high-temperature heat is supplied to the second heater 63 ). In this embodiment, it is exemplarily described that the opening / closing valve 110 is closed when the amount of salt contained in air is absent. Closing the on-off valve 110 when the air does not contain salt does not require the function of heating the air to remove the salt, so that the high-temperature heat is not supplied to the second heater 63 .

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 시스템의 작동 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 도 1 및 도 2와 동일 참조 번호는 동일 기능의 동일 부재를 말한다. 이하에서 동일 참조 번호에 대해서는 그 자세한 설명을 생략한다.3 is a flow chart schematically illustrating a method of operating a fuel cell system according to an embodiment of the present invention. 1 and 2 denote the same members having the same function. Hereinafter, detailed description of the same reference numerals will be omitted.

먼저, 연료전지스택(10)에 연결된 촉매 연소기(30)에서 발생되는 고온의 열을 이용하여 개질기(20)에 공급되는 연료를 가열한다(S10). 여기서 촉매 연소기(30)의 작동으로 배출 가스에 포함된 연료를 제거하는 과정에서 발생되는 고온의 열을 히팅기(40)로 공급하여, 연료를 가열하는 가열원으로 사용한다. 따라서 연료를 가열하기 위해 추가 설비를 더 포함하지 않고 효율적으로 연료를 가열할 수 있다. 연료의 가열은 디젤 등의 액체 연료를 사용하는 경우 섭씨 500도 정도로 가열한다. 이와 같이 디젤 연료를 섭씨 500도로 가열하는 것은 개질기에서 개질하는 작용이 보다 원활하게 이루어지게 하기 위한 것이다.First, the fuel supplied to the reformer 20 is heated using high-temperature heat generated in the catalytic combustor 30 connected to the fuel cell stack 10 (S10). Here, the high-temperature heat generated in the process of removing the fuel contained in the exhaust gas by the operation of the catalytic combustor 30 is supplied to the heater 40, and used as a heating source for heating the fuel. Therefore, the fuel can be efficiently heated without further additional equipment for heating the fuel. The heating of the fuel heats up to about 500 degrees centigrade when using a liquid fuel such as diesel. The heating of the diesel fuel at 500 degrees Celsius is intended to make the reforming operation more smoothly performed.

다음, 에어 블로워(50)에 의해 연료전지스택(10)에 공급되는 공기에 포함된 염분의 량을 확인한다(S120). S20 단계에서 공기에 포함된 염분의 량의 확인은 염분 센서(120)를 이용하여 확인한다. 즉, 연료전지 시스템을 선박에서 사용하는 경우 공기중에 포함된 수분에 염분이 함유될 수 있으며, 이러한 공기중의 염분의 량을 확인하는 것이다.Next, the amount of salt contained in the air supplied to the fuel cell stack 10 by the air blower 50 is checked (S120). In step S20, the amount of salt contained in the air is confirmed by using the salt sensor 120. [ That is, when the fuel cell system is used in a ship, the water contained in the air may contain salt, and the amount of the salt in the air is checked.

이어서, S20 단계에서 연료전지스택(10)에 포함된 공기에 포함된 염분의 량이 기설정값 이상인지 여부를 확인한다(S30). 여기서, 공기에 포함된 염분의 량은 설비를 손상시키지 않는 범위로 실험적으로 결정되는 것이다. 그러나 본 실시예에서는 공기 중에 염분이 포함되는 여부를 확인하는 것을 예시적으로 설명한다. Next, in step S20, it is determined whether the amount of salt contained in the air contained in the fuel cell stack 10 is equal to or greater than a preset value (S30). Here, the amount of the salt contained in the air is determined experimentally to the extent that the equipment is not damaged. However, in the present embodiment, it is exemplarily described that whether or not the air contains salinity is exemplified.

다음, S30 단계에서 공기 중에 염분이 기설정된 량 이상으로 확인되면 연료전지스택(10)으로 공급되는 공기를 가열하여 연료전지스택(10)에 공급한다(S40). 이와 같이 공기 가열기(60)를 이용하여 연료전지스택(10)에 공급되는 공기를 가열하는 것은, 연료전지스택(10)에 공급되는 공기 중에 포함된 염분을 제거하기 위한 것이다. 즉, 연료전지스택(10)에 염분이 함유된 공기가 유입되면 설비 고장이 발생될 수 있다. 따라서, 공기 가열기(60)를 이용하여 공기에 포함된 수분을 제거한 상태로 연료전지스택(10)에 공기를 공급함으로써, 설비 고장이 발생되는 것을 방지할 수 있다. Next, if it is determined in step S30 that the amount of salt in the air is more than the preset amount, the air supplied to the fuel cell stack 10 is heated and supplied to the fuel cell stack 10 (S40). The heating of the air supplied to the fuel cell stack 10 by using the air heater 60 is for removing the salt contained in the air supplied to the fuel cell stack 10. [ That is, if the air containing salt is introduced into the fuel cell stack 10, a facility failure may occur. Therefore, by using the air heater 60 to supply air to the fuel cell stack 10 in a state in which moisture contained in the air is removed, it is possible to prevent the occurrence of equipment failure.

한편, S30 단계에서 공기에 포함된 염분량이 기설정된 량 이하로 확인되면, 공기 가열기(60)의 작동을 실시하지 않고 공기를 연료전지스택(10)에 공급한다(S50).If it is determined in step S30 that the amount of salt contained in the air is equal to or less than the predetermined amount, air is supplied to the fuel cell stack 10 without operating the air heater 60 (S50).

이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다.
The present invention has been described above with reference to the embodiments shown in the drawings. However, the present invention is not limited thereto, and various modifications or other embodiments falling within the scope of the present invention are possible by those skilled in the art.

10...연료전지스택 11...공기 공급 라인
20...개질기 21...예비 개질기
30...촉매 연소기 40...히팅기
41...히팅 유로 43...제1 히터
50...에어 블로워 60...공기 가열기
61...가열 유로 63...제2 히터
110..개폐 밸브 120..염분 센서
130..제어부 10 ... Fuel cell stack 11 ... Air supply line
20 ... reformer 21 ... preliminary reformer
30 ... catalytic combustor 40 ... hitting machine
41 ... heating channel 43 ... first heater
50 ... air blower 60 ... air heater
61 ... heating channel 63 ... second heater
110 .. Opening and closing valve 120 .. Salinity sensor
130. Control unit

Claims (4)

연료전지스택;
상기 연료전지스택에 전력 생산을 위한 수소를 공급하는 개질기;
상기 연료전지스택에서 배출되는 배출 가스에 함유된 연료를 제거하고, 연료가 제거된 배출 가스를 상기 연료전지스택에 재공급하는 촉매 연소기;
상기 촉매 연소기의 고온의 열을 전달받아 상기 개질기로 유입되는 유입 공기를 가열하는 히팅기;
상기 연료전지스택에 공기를 공급하는 에어 블로워;
상기 에어 블로워와 상기 연료전지스택 사이에 설치되어, 상기 연료전지스택에 공급되는 공기를 가열하는 공기 가열기; 및
상기 히팅기와 상기 개질기의 사이에 설치되는 예비 개질기;
를 포함하고,
상기 공기 가열기는,
상기 촉매 연소기로부터 열을 전달받는 가열 유로;
상기 가열 유로를 통해 열을 전달받아 상기 에어 블로워를 통해 공급되는 공기를 가열하는 제2 히터;
상기 가열 유로를 선택적으로 개폐하는 개폐 밸브;
상기 에어 블로워를 통해 공급되는 공기에 포함된 염분의 량을 센싱하는 염분 센서; 및
상기 염분 센서의 센싱 신호를 전달받아 설정된 값 이상이면 상기 개폐 밸브를 개방하여 상기 촉매 연소기의 열을 상기 제2 히터로 공급하도록 제어하는 제어부;
를 포함하는 연료전지 시스템.Fuel cell stack;
A reformer for supplying hydrogen to the fuel cell stack for power generation;
A catalytic combustor for removing the fuel contained in the exhaust gas discharged from the fuel cell stack and re-supplying the exhaust gas from which fuel has been removed to the fuel cell stack;
A heater for receiving the high-temperature heat of the catalytic combustor and heating the incoming air flowing into the reformer;
An air blower for supplying air to the fuel cell stack;
An air heater installed between the air blower and the fuel cell stack for heating air supplied to the fuel cell stack; And
A preliminary reformer installed between the heater and the reformer;
Lt; / RTI >
The air heater includes:
A heating flow passage for receiving heat from the catalytic combustor;
A second heater which receives heat through the heating channel and heats the air supplied through the air blower;
An on-off valve for selectively opening and closing the heating passage;
A salt sensor for sensing an amount of salt contained in air supplied through the air blower; And
A control unit which receives the sensing signal of the salinity sensor and controls the opening and closing of the on-off valve to supply the heat of the catalytic combustor to the second heater when the sensed signal is greater than a predetermined value;
And a fuel cell system. 제1항에 있어서,
상기 히팅기는,
상기 촉매 연소기로부터 열을 전달받는 히팅 유로; 및
상기 히팅 유로를 통해 열을 전달받아 상기 개질기로 유입되는 유입 공기를 가열하는 제1 히터;
를 포함하는 연료전지 시스템.The method according to claim 1,
The heater
A heating flow passage for receiving heat from the catalytic combustor; And
A first heater which receives heat through the heating channel and heats the inflow air flowing into the reformer;
And a fuel cell system. 삭제delete 삭제delete
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