KR101938062B1 - Fuel cell apparatus - Google Patents

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현대제철 주식회사
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Abstract

연료전지 장치에 관한 발명이 개시된다. 개시된 연료전지 장치는, 수소와 산소가 반응하여 전기 에너지를 발생시키는 전기발생부와, 전기발생부에 수소를 공급하는 수소공급부와, 전기발생부에 연결되어 전기발생부에서 배출되는 수소를 전달받는 배출수소안내부와, 전기발생부 내부의 유체를 배출하여, 전기발생부에 공기가 유입되도록 하는 유체이동부와, 유체이동부에 의하여 이동되는 유체에 의하여 구동되어 수소공급부 또는 배출수소안내부의 수소를 전기발생부에 전달하는 수소재입력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.An invention relating to a fuel cell apparatus is disclosed. The fuel cell apparatus includes a hydrogen generator, a hydrogen generator, and a hydrogen generator. The hydrogen generator includes a generator for generating hydrogen and oxygen to generate electric energy, a hydrogen generator for supplying hydrogen to the generator, A fluid moving part for discharging the fluid inside the electricity generating part to allow air to flow into the electricity generating part and a fluid moving part for moving the hydrogen of the hydrogen supplying part or the discharge hydrogen guiding part to the electric And a water material input unit for transmitting the generated water material to the generating unit.

Figure R1020170051851
Figure R1020170051851

Description

연료전지 장치{FUEL CELL APPARATUS}FUEL CELL APPARATUS

본 발명은 연료전지 장치에 관한 것으로 연료재순환 기능을 가지는 연료전지 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a fuel cell apparatus, and more particularly, to a fuel cell apparatus having a fuel recirculation function.

일반적으로 연료전지 장치는 수소와 산소의 산화 및 환원반응을 이용하여 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 발전 장치이다. 연료전지는 산화전극(anode)에서의 산화반응과, 환원전극(cathode)에서의 환원반응을 이용하여 전기에너지를 생산한다. Generally, a fuel cell device is a power generation device that converts chemical energy into electric energy by using an oxidation and reduction reaction of hydrogen and oxygen. The fuel cell produces electrical energy by using an oxidation reaction at the anode and a reduction reaction at the cathode.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2016-0019746호(2016.02.22 공개, 발명의 명칭: 무기 이온 전도체, 이의 제조 방법 및 연료전지용 전해질 막)에 개시되어 있다.BACKGROUND ART [0002] The background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2016-0019746 (published on Feb. 22, 201, entitled Inorganic-ion conductor, a method for producing the same, and an electrolyte membrane for fuel cells).

본 발명의 일 실시예에 의하면, 전기발생부의 주위에서 발생되는 유체의 운동에너지를 이용하여 연료를 재순환하고, 전기발생부에 잔류하는 액적을 제거할 수 있는 연료전지 장치를 제공하는 것이다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a fuel cell apparatus capable of recycling fuel using kinetic energy of fluid generated in the vicinity of an electricity generating unit, and removing droplets remaining in the electricity generating unit.

본 발명에 따른 연료전지 장치는: 수소와 산소가 반응하여 전기 에너지를 발생시키는 전기발생부; 상기 전기발생부에 수소를 공급하는 수소공급부; 상기 전기발생부에 연결되어, 상기 전기발생부에서 배출되는 수소를 전달받는 배출수소안내부; 상기 전기발생부 내부의 유체를 배출하여, 상기 전기발생부에 공기가 유입되도록 하는 유체이동부; 및 상기 유체이동부에 의하여 이동되는 유체에 의하여 구동되어, 상기 수소공급부 또는 상기 배출수소안내부의 수소를 상기 전기발생부에 전달하는 수소재입력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. A fuel cell apparatus according to the present invention includes: an electricity generating unit that generates electric energy by reacting hydrogen and oxygen; A hydrogen supply unit for supplying hydrogen to the electricity generating unit; A discharge hydrogen guide connected to the electricity generator to receive hydrogen discharged from the electricity generator; A fluid moving part for discharging a fluid inside the electricity generating part and allowing air to flow into the electricity generating part; And a water source input unit that is driven by the fluid moved by the fluid moving unit and transfers hydrogen of the hydrogen supply unit or the discharge hydrogen guide unit to the electricity generation unit.

본 발명에서 상기 배출수소안내부는, 상기 전기발생부와 상기 수소재입력부를 연결하여, 상기 전기발생부에서 배출되는 수소를 상기 수소재입력부에 전달하는 배출수소안내부재; 및 상기 배출수소안내부재에 연결되어, 상기 전기발생부에서 배출되는 응축수를 분리하는 응축수분리부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The discharge hydrogen guide unit may include a discharge hydrogen guide member connecting the electricity generating unit and the water material input unit to transfer hydrogen discharged from the electricity generating unit to the water material input unit. And a condensed water separating unit connected to the discharged hydrogen guiding member and separating the condensed water discharged from the electricity generating unit.

본 발명에서 상기 유체이동부는, 상기 전기발생부와 이격되게 위치하며 회전팬을 구비하여, 상기 전기발생부와의 사이에 위치하는 유체를 상기 전기발생부에서 이격되는 방향으로 이동시키는 유체이동부재; 및 상기 전기발생부와 상기 유체이동부재를 연결하여, 상기 유체이동부재가 구동하면, 상기 전기발생부의 유체가 상기 유체이동부재 측으로 이동하도록 안내하는 유체가이드부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The fluid moving unit may include a fluid moving member that is located apart from the electricity generating unit and includes a rotating fan to move the fluid located between the electricity generating unit and the electricity generating unit in a direction away from the electricity generating unit. And a fluid guide portion connecting the electricity generating portion and the fluid moving member to guide the fluid in the electricity generating portion to the fluid moving member side when the fluid moving member is driven.

본 발명에서 상기 유체가이드부는, 상기 전기발생부에서 상기 유체이동부재 측으로 진행하면서 단면이 좁아지도록 형성되는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the fluid guide portion is formed to be narrowed in cross section while moving from the electricity generating portion toward the fluid moving member.

본 발명에서 상기 수소재입력부는, 상기 유체이동부에 의하여 이동되는 유체에 의하여 회전되는 재입력회전부; 상기 수소공급부 또는 상기 배출수소안내부에 위치하며, 회전 시 상기 수소공급부 또는 상기 배출수소안내부의 수소를 상기 전기발생부 측으로 이동시키는 수소이동부; 및 상기 재입력회전부와 상기 수소이동부를 연결하여, 상기 재입력회전부의 회전력을 상기 수소이동부에 전달하는 재입력연결부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the water material input unit may include: a re-input rotary unit rotated by the fluid moved by the fluid moving unit; A hydrogen moving unit which is located in the hydrogen supply unit or the discharge hydrogen guide unit and moves the hydrogen in the hydrogen supply unit or the discharge hydrogen guide unit toward the electricity generation unit when the hydrogen generation unit is rotated; And a re-input connection unit connecting the re-input rotation unit and the hydrogen movement unit to transmit the rotational force of the re-input rotation unit to the hydrogen movement unit.

본 발명에서 상기 재입력회전부는, 상기 전기발생부와의 사이에 상기 유체이동부가 위치하도록 구비되어, 상기 유체이동부에서 배출되는 유체에 의해 회전되는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the re-input rotary part is provided so that the fluid moving part is positioned between the re-input rotating part and the electricity generating part, and is rotated by the fluid discharged from the fluid moving part.

본 발명에서 상기 재입력회전부는, 상기 전기발생부와 상기 유체이동부재 사이에 위치하여, 상기 유체이동부재에 입력되는 유체에 의해 회전되는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the re-input rotation unit is disposed between the electricity generating unit and the fluid moving member, and is rotated by the fluid input to the fluid moving member.

본 발명에 따른 연료전지 장치는, 전기발생부의 냉각 또는 전기발생부로 공기를 공급하기 위해 적용되는 유체의 운동에너지를 동력원으로 하여, 수소의 재순환을 가능하게 하므로, 수소 재순환을 위한 전력 또는 모터 등의 추가 없이 연료의 재순환이 가능하다. The fuel cell device according to the present invention makes it possible to recycle hydrogen by using the kinetic energy of the fluid applied to supply air to the cooling or electricity generating portion of the electricity generating portion as the power source, Recirculation of fuel is possible without addition.

또한, 본 발명은 전기발생부로 전달되는 유량을 증가시켜 전기발생부에 잔류하는 액적 등을 확실히 제거할 수 있다. In addition, the present invention can increase the flow rate to be transmitted to the electricity generating part, thereby reliably removing droplets remaining in the electricity generating part.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 장치를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 장치에서 유체 등의 흐름을 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소재입력부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 재입력회전부가 장착된 연료전지 장치를 개략적으로 나타내는 개념도이다. 1 is a conceptual diagram schematically showing a fuel cell apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram showing a flow of fluid or the like in a fuel cell apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view schematically showing a water material input unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual view schematically showing a fuel cell apparatus equipped with a re-input rotary unit according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 연료전지 장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. Hereinafter, embodiments of the fuel cell apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, the terms described below are terms defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 장치를 개략적으로 나타내는 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 장치에서 유체 등의 흐름을 나타내는 개념도이다. FIG. 1 is a conceptual diagram schematically showing a fuel cell apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a conceptual diagram showing a flow of fluid or the like in a fuel cell apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 연료전지 장치(1)는 전기발생부(100), 수소공급부(200), 배출수소안내부(300), 유체이동부(400) 및 수소재입력부(500)를 포함하여, 전기발생부(100)에서 배출되는 수소를 전기발생부(100) 측으로 재입력 시키며, 전기 발생 과정에서 발생되는 액적을 제거한다. 1 and 2, the fuel cell apparatus 1 according to the present embodiment includes an electricity generating unit 100, a hydrogen supplying unit 200, a discharge hydrogen guiding unit 300, a fluid moving unit 400, (500), re-inputting hydrogen discharged from the electricity generating unit (100) to the electricity generating unit (100) side, and removing droplets generated in the electricity generating process.

전기발생부(100)는 수소와 산소가 반응하여 전기 에너지를 발생시킨다. 본 실시예에서 전기발생부(100)는 연료전지 스택(미도시)을 포함한다. 연료전지 스택은 복수의 단위전지와, 단위전지 사이를 구분하는 분리판을 포함한다. The electricity generating unit 100 reacts with hydrogen and oxygen to generate electric energy. In this embodiment, the electricity generating portion 100 includes a fuel cell stack (not shown). The fuel cell stack includes a plurality of unit cells and a separator separating the unit cells.

단위전지는 전해질막과, 전해질막을 사이에 두고 위치하는 한 쌍의 전극판을 포함하는 것으로 예시되며, 수소와 산소를 반응시켜 전기에너지를 발생시킨다. The unit cell is exemplified as including an electrolyte membrane and a pair of electrode plates positioned between the electrolyte membrane and generates electrical energy by reacting hydrogen and oxygen.

수소공급부(200)는 수소가 저장되는 수소저장부(210)와, 수소저장부(210)와 전기발생부(100)를 유체적으로 연결하는 수소전달부(230)를 포함하여, 수소를 전기발생부(100)에 공급한다. The hydrogen supply unit 200 includes a hydrogen storage unit 210 for storing hydrogen and a hydrogen transfer unit 230 for fluidly connecting the hydrogen storage unit 210 and the electricity generation unit 100, And supplies it to the generator 100.

수소전달부(230)에는 수소전달부(230)의 개도를 조절하는 수소공급밸브(미도시)가 구비되어 수소전달부(230)를 통하여 전기발생부(100)에 전달되는 수소의 양을 조절할 수 있다. The hydrogen transfer unit 230 is provided with a hydrogen supply valve (not shown) for controlling the opening of the hydrogen transfer unit 230 to control the amount of hydrogen transferred to the electricity generation unit 100 through the hydrogen transfer unit 230 .

배출수소안내부(300)는 전기발생부(100)에 연결되어, 전기발생부(100)에서 배출되는 수소를 전달받는다. 본 실시예에서 배출수소안내부(300)는 배출수소안내부재(310) 및 응축수분리부(330)를 포함한다. The discharged hydrogen guiding unit 300 is connected to the electricity generating unit 100 and receives the hydrogen discharged from the electricity generating unit 100. In this embodiment, the discharge hydrogen guide 300 includes the discharge hydrogen guide member 310 and the condensed water separator 330.

배출수소안내부재(310)는 전기발생부(100)와 배출수소재입력부(500), 또는 전기발생부(100)와 수소공급부(200)를 유체적으로 연결하는 관 등으로 예시되어 전기발생부(100)에서 배출되는 수소를 수소재입력부(500) 또는 수소공급부(200)에 전달한다. The discharge hydrogen guiding member 310 is exemplified as a pipe for fluidically connecting the electricity generating unit 100 and the discharge water material input unit 500 or the electricity generating unit 100 and the hydrogen supplying unit 200, 100 to the water-based material input unit 500 or the hydrogen supply unit 200.

배출수소안내부재(310)에는 체크밸브(311) 등이 장착되어, 배출수소재입력부(500) 또는 수소공급부(200)의 수소가, 배출수소안내부재(310)를 통하여 전기발생부(100)에 역 입력되는 것을 방지한다. A check valve 311 or the like is mounted on the discharge hydrogen guide member 310 so that hydrogen in the discharge water material input unit 500 or the hydrogen supply unit 200 is supplied to the electricity generation unit 100 through the discharge hydrogen guide member 310 Thereby preventing reverse input.

응축수분리부(330)는 배출수소안내부재(310)에 연결되어, 전기발생부(100)에서 배출되는 응축수를, 전기발생부(100)에서 배출되는 수소로부터 분리한다. The condensed water separator 330 is connected to the discharged hydrogen guiding member 310 to separate the condensed water discharged from the electricity generating unit 100 from the hydrogen discharged from the electricity generating unit 100.

본 실시예에서 응축수분리부(330)는 배출수소안내부재(310)에서 분기되는 응축수분기부(331)와, 응축수분기부(331)에서 전달되는 유체로부터 수분을 분리하는 응축부(333)와, 응축부(333)의 수분을 선택적으로 배출하는 응축수배출부(335)를 포함한다. The condensed water separator 330 includes a condensed water branching unit 331 branched from the discharged hydrogen guiding member 310, a condensing unit 333 separating moisture from the fluid delivered from the condensed water branched unit 331, And a condensed water discharging portion 335 for selectively discharging the water in the condensing portion 333.

유체이동부(400)는 전기발생부(100) 내부의 유체를 배출하여, 전기발생부(100)에 공기가 유입되도록 한다. 본 실시예에서 유체이동부(400)는 유체이동부재(410) 및 유체가이드부(430)를 포함한다. The fluid moving part 400 discharges the fluid inside the electricity generating part 100 to allow air to flow into the electricity generating part 100. In this embodiment, the fluid moving part 400 includes the fluid moving member 410 and the fluid guiding part 430.

유체이동부재(410)는 배출수소안내부(300)와 이격되게 위치하며, 회전팬(411)과 회전팬구동부(413)를 구비하여 전기발생부(100)와의 사이에 위치하는 유체를 전기발생부(100)에서 이격되는 방향으로 이동시킨다. The fluid moving member 410 is located apart from the discharge hydrogen guide 300 and includes a rotating fan 411 and a rotating fan driving unit 413 to generate a fluid located between the fluid generating member 100 and the electricity generating unit 100, (100).

유체가이드부(430)는 전기발생부(100)와 유체이동부재(410)를 연결하여, 유체이동부재(410)가 구동하면, 전기발생부(100) 내부의 유체가 유체이동부재(410) 측으로 이동하도록 유체의 이동을 안내한다. The fluid guiding part 430 connects the electricity generating part 100 and the fluid moving member 410 so that the fluid inside the electricity generating part 100 flows into the fluid moving member 410 when the fluid moving member 410 is driven, To guide the movement of the fluid.

본 실시예에서 유체가이드부(430)는 전기발생부(100)에서 유체이동부재(410) 측으로 가면서 단면이 좁아지는 형상의 관 또는 덕트로 예시되어, 작은 크기의 유체이동부재(410)를 이용하여 대면적의 전기발생부(100) 내부의 유체를 배출할 수 있도록 한다. The fluid guide portion 430 is illustrated as a tube or duct having a shape in which the cross section is narrowed from the electricity generating portion 100 to the fluid moving member 410 side so as to use the fluid moving member 410 of a small size So that the fluid in the electricity generating portion 100 of a large area can be discharged.

또한, 본 실시예에서 유체가이드부(430)는 전기발생부(100)와 유체이동부재(410) 사이를 밀폐하여, 유체이동부재(410)가 작동되면, 내부에 음압이 형성되는 정도를 증대시킴으로써 유체의 이동 효율, 이동 정도를 증대시킬 수 있다. In the present embodiment, the fluid guide part 430 seals between the electricity generating part 100 and the fluid moving member 410 so that when the fluid moving member 410 is operated, And the movement efficiency and the degree of movement of the fluid can be increased.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소재입력부를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 1 및 3을 참조하면, 수소재입력부(500)는 유체이동부(400)에 의하여 이동되는 유체의 운동에너지에 의하여 구동되어, 수소공급부(200) 또는 배출수소안내부(300)의 수소를 전기발생부(100)에 전달한다. 본 실시예에서 수소재입력부(500)는 재입력회전부(510), 수소이동부(530) 및 재입력연결부(550)를 포함한다. 3 is a perspective view schematically showing a water material input unit according to an embodiment of the present invention. 1 and 3, the water material input unit 500 is driven by the kinetic energy of the fluid that is moved by the fluid moving unit 400 so that the hydrogen in the hydrogen supplying unit 200 or the discharge hydrogen guiding unit 300 is converted into electricity To the generating unit (100). In this embodiment, the material input unit 500 includes a re-input rotation unit 510, a hydrogen transfer unit 530, and a re-input connection unit 550.

재입력회전부(510)는 임펠러, 팬(fan) 등으로 예시되어 유체이동부(400)에 의하여 이동되는 유체에 의해 회전된다. 본 실시예에서 재입력회전부(510)는 유체이동부(400)의 일측, 구체적으로 유체이동부재(410)에 의하여 이동되는 유체의 경로 상에 위치하여, 유체이동부(400)의 작동에 따라 유체가 이동되면, 해당 유체의 운동에너지에 의하여 회전된다. The re-input rotation section 510 is rotated by a fluid that is illustrated by an impeller, a fan, or the like and is moved by the fluid moving section 400. In this embodiment, the re-input rotation part 510 is located on one side of the fluid moving part 400, specifically on the path of the fluid to be moved by the fluid moving member 410, When it is moved, it is rotated by the kinetic energy of the fluid.

도 1 및 2를 참조하면, 제1 실시예에서의 재입력회전부(510)는 전기발생부(100)와의 사이에 유체이동부(400)가 위치하도록 구비되어, 유체이동부(400)에서 배출되는 유체에 의해 회전된다. 1 and 2, the re-input rotary part 510 in the first embodiment is provided so that the fluid moving part 400 is located between the re-input rotating part 510 and the electricity generating part 100, .

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 재입력회전부가 장착된 연료전지 장치를 개략적으로 나타내는 개념도이다. 도 4를 참조하면, 제2 실시예에서 재입력회전부(510)는 전기발생부(100)와 유체이동부재(410) 사이에 위치하여, 유체이동부재(410)에 입력되는 유체에 의해 회전된다. 4 is a conceptual view schematically showing a fuel cell apparatus equipped with a re-input rotary unit according to another embodiment of the present invention. 4, in the second embodiment, the re-input rotary part 510 is positioned between the electricity generating part 100 and the fluid moving member 410 and is rotated by the fluid input to the fluid moving member 410 .

이외에도 유체이동부(400)에 의하여 이동되는 유체의 이동을 별도의 덕트, 관 등으로 안내하여 재입력회전부(510) 측으로 전달하는 방식도 가능하다. In addition, a method of guiding the movement of the fluid moved by the fluid moving part 400 by a separate duct, a pipe, and the like, and transmitting it to the re-input rotation part 510 is also possible.

수소이동부(530)는 수소공급부(200) 또는 배출수소안내부(300)에 위치하며, 임펠러, 팬 등으로 예시되어, 회전에 따라 수소공급부(200) 또는 배출수소안내부(300)의 수소를 전기발생부(100) 측으로 이동시킨다. The hydrogen moving part 530 is located in the hydrogen supplying part 200 or the discharging hydrogen guiding part 300 and is exemplified by an impeller or a fan so that the hydrogen of the hydrogen supplying part 200 or the discharging hydrogen guiding part 300 To the electricity generating section 100 side.

재입력연결부(550)는 재입력회전부(510)와 수소이동부(530)를 연결하여, 수소이동부(530)가 재입력회전부(510)에 연동하게 회전되게 한다. 본 실시예에서 재입력연결부(550)는 재입력회전부(510)와 수소이동부(530)의 공동 회전축 등으로 예시되어, 재입력회전부(510)의 회전력을 수소이동부(530)에 전달하게 된다. The re-input connection unit 550 connects the re-input rotation unit 510 and the hydrogen transfer unit 530 to allow the hydrogen transfer unit 530 to rotate in conjunction with the re-input rotation unit 510. The re-input connection unit 550 is illustrated as a common rotary shaft of the re-input rotary unit 510 and the hydrogen moving unit 530 and transmits the rotational force of the re-input rotary unit 510 to the hydrogen moving unit 530.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 장치(1)의 작동원리 및 효과를 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the operation principle and effects of the fuel cell device 1 according to an embodiment of the present invention will be described.

전기발생부(100)는 수소저장부(210)에서 공급되는 수소와, 유체이동부(400) 등의 구동 등에 의하여 공급되는 산소를 반응시켜 전기에너지를 발생시킨다. The electricity generating unit 100 generates electric energy by reacting hydrogen supplied from the hydrogen storing unit 210 with oxygen supplied by driving the fluid moving unit 400 or the like.

전기발생부(100)에 공급되는 수소 중 산소와 반응하지 않고 남은 수소는, 전기 발생 과정에서 발생된 수분 등과 함께 배출수소안내부(300)로 전달된다. 수소와 함께 배출수소안내부(300)로 전달되는 응축수는 응축수분리부(330)에 의하여 분리된 후 배출된다. The remaining hydrogen that is not reacted with oxygen in the hydrogen supplied to the electricity generating unit 100 is transferred to the discharged hydrogen guide unit 300 along with moisture generated in the electricity generating process. The condensed water transferred to the discharge hydrogen guide unit 300 together with hydrogen is separated and discharged by the condensed water separator 330.

또한, 배출수소안내부(300)에 전달되는 수소는 수소재입력부(500)의 구동에 따라 전기발생부(100) 측으로 재입력된다. The hydrogen supplied to the discharge hydrogen guide unit 300 is re-input to the electricity generator 100 as the water source input unit 500 is driven.

수소재입력부(500)는 유체이동부(400)의 작동에 따라 구동되는데, 구체적으로 유체이동부재(410)에 의하여 이동되는 유체에 의하여 재입력회전부(510)가 회전되면, 재입력연결부(550)를 통하여 재입력회전부(510)에 연결되는 수소이동부(530)가 회전된다. Specifically, when the re-input rotation part 510 is rotated by the fluid that is moved by the fluid moving member 410, the re-input connection part 550 is rotated by the fluid input part 500, The hydrogen moving part 530 connected to the re-input rotation part 510 is rotated.

수소이동부(530)는 수소공급부(200) 또는 배출수소안내부(300)에 위치하여, 수소공급부(200) 또는 배출수소안내부(300)의 수소를 전기발생부(100) 측으로 이동시킨다. The hydrogen moving part 530 is located in the hydrogen supplying part 200 or the discharged hydrogen guiding part 300 and moves the hydrogen of the hydrogen supplying part 200 or the discharged hydrogen guiding part 300 to the electricity generating part 100 side.

이로써, 본 실시예에 따른 연료전지 장치(1)는, 전기발생부(100)의 냉각 또는 전기발생부(100)로 공기를 공급하기 위해 적용되는 유체의 운동에너지를 동력원으로 하여, 수소의 재순환을 가능하게 하므로, 수소 재순환을 위한 전력 또는 모터 등의 추가 없이 연료의 재순환이 가능하다. Thus, the fuel cell apparatus 1 according to the present embodiment uses the kinetic energy of the fluid applied to supply air to the cooling or electricity generating section 100 of the electricity generating section 100 as a power source, It is possible to recirculate the fuel without addition of electric power or a motor for hydrogen recirculation.

또한, 본 실시예에 따른 연료전지 장치(1)는 전기발생부(100)로 전달되는 유량을 증가시켜 전기발생부(100) 내부의 액적 등을 확실히 제거할 수 있다.In addition, the fuel cell apparatus 1 according to the present embodiment can increase the flow rate to be transmitted to the electricity generating unit 100, thereby reliably removing droplets or the like in the electricity generating unit 100.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I will understand.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

1: 연료전지 장치 100: 전기발생부
200: 수소공급부 210: 수소저장부
230: 수소전달부 300: 배출수소안내부
310: 배출수소안내부재 311: 체크밸브
330: 응축수분리부 331: 응축수분기부
333: 응축부 335: 응축수배출부
400: 유체이동부 410: 유체이동부재
411: 회전팬 413: 회전팬구동부
430: 유체가이드부 500: 수소재입력부
510: 재입력회전부 530: 수소이동부
550: 재입력연결부1: Fuel cell device 100: Electric generating part
200: hydrogen supply unit 210: hydrogen storage unit
230: hydrogen transfer part 300: discharge hydrogen guide part
310: exhaust hydrogen guide member 311: check valve
330: condensed water separator 331: condensed water boiler
333: condensing part 335: condensed water discharging part
400: fluid moving part 410: fluid moving member
411: Rotating fan 413: Rotating fan driving part
430: fluid guide part 500: water material input part
510: re-input rotation part 530:
550: re-input connection

Claims (7)

수소와 산소가 반응하여 전기 에너지를 발생시키는 전기발생부;
상기 전기발생부에 수소를 공급하는 수소공급부;
상기 전기발생부에 연결되어, 상기 전기발생부에서 배출되는 수소를 전달 받는 배출수소안내부;
상기 전기발생부 내부의 유체를 배출하여, 상기 전기발생부에 공기가 유입되도록 하는 유체이동부; 및
상기 유체이동부에 의하여 이동되는 유체에 의하여 구동되어, 상기 수소공급부 또는 상기 배출수소안내부의 수소를 상기 전기발생부로 이동시키는 수소재입력부;를 포함하고,
상기 유체이동부는 상기 전기발생부와 이격되게 위치하며 회전팬을 구비하여, 상기 전기발생부와의 사이에 위치하는 유체를 상기 전기발생부에서 이격되는 방향으로 이동시키는 유체이동부재와, 상기 전기발생부와 상기 유체이동부재를 연결하여, 상기 유체이동부재가 구동하면, 상기 전기발생부의 유체가 상기 유체이동부재 측으로 이동하도록 안내하는 유체가이드부를 포함하고,
상기 유체가이드부는 상기 전기발생부에서 상기 유체이동부재 측으로 진행하면서 단면이 좁아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 장치.
An electricity generating unit for generating electric energy by reacting hydrogen and oxygen;
A hydrogen supply unit for supplying hydrogen to the electricity generating unit;
A discharge hydrogen guide connected to the electricity generator to receive hydrogen discharged from the electricity generator;
A fluid moving part for discharging a fluid inside the electricity generating part and allowing air to flow into the electricity generating part; And
And a water source input unit that is driven by the fluid moved by the fluid moving unit to move the hydrogen in the hydrogen supply unit or the discharge hydrogen guide unit to the electricity generating unit,
Wherein the fluid moving part includes a fluid moving member that is located apart from the electricity generating part and includes a rotating fan to move the fluid located between the fluid generating part and the electricity generating part in a direction away from the electricity generating part, And a fluid guiding portion for guiding the fluid of the electricity generating portion to the fluid moving member side when the fluid moving member is driven,
Wherein the fluid guide portion is formed to be narrowed in cross section as it progresses from the electricity generating portion toward the fluid moving member side.
제 1항에 있어서, 상기 배출수소안내부는,
상기 전기발생부와 상기 수소재입력부를 연결하여, 상기 전기발생부에서 배출되는 수소를 상기 수소재입력부에 전달하는 배출수소안내부재; 및
상기 배출수소안내부재에 연결되어, 상기 전기발생부에서 배출되는 응축수를 분리하는 응축수분리부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 장치.
The exhaust gas purification apparatus according to claim 1,
A discharge hydrogen guiding member connecting the electricity generating unit and the water material input unit to transfer hydrogen discharged from the electricity generating unit to the water material input unit; And
A condensed water separator connected to the discharge hydrogen guide member for separating condensed water discharged from the electricity generating unit;
And the fuel cell device further comprises:
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 수소재입력부는,
상기 유체이동부에 의하여 이동되는 유체에 의하여 회전되는 재입력회전부;
상기 수소공급부 또는 상기 배출수소안내부에 위치하며, 회전 시 상기 수소공급부 또는 상기 배출수소안내부의 수소를 상기 전기발생부 측으로 이동시키는 수소이동부; 및
상기 재입력회전부와 상기 수소이동부를 연결하여, 상기 재입력회전부의 회전력을 상기 수소이동부에 전달하는 재입력연결부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 장치.
The apparatus according to claim 1,
A re-input rotary part rotated by the fluid moved by the fluid moving part;
A hydrogen moving unit which is located in the hydrogen supply unit or the discharge hydrogen guide unit and moves the hydrogen in the hydrogen supply unit or the discharge hydrogen guide unit toward the electricity generation unit when the hydrogen generation unit is rotated; And
A re-input connection unit connecting the re-input rotation unit and the hydrogen movement unit to transmit the rotational force of the re-input rotation unit to the hydrogen movement unit;
And the fuel cell device further comprises:
제 5항에 있어서, 상기 재입력회전부는,
상기 전기발생부와의 사이에 상기 유체이동부가 위치하도록 구비되어, 상기 유체이동부에서 배출되는 유체에 의해 회전되는 것을 특징으로 하는 연료전지 장치.
The apparatus of claim 5, wherein the re-
And the fluid moving part is disposed between the electric power generating part and the fluid generating part, and is rotated by the fluid discharged from the fluid moving part.
제 5항에 있어서, 상기 재입력회전부는,
상기 전기발생부와 상기 유체이동부재 사이에 위치하여, 상기 유체이동부재에 입력되는 유체에 의해 회전되는 것을 특징으로 하는 연료전지 장치.The apparatus of claim 5, wherein the re-
Wherein the fluid generating member is located between the electricity generating unit and the fluid moving member and is rotated by a fluid input to the fluid moving member.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005507136A (en) * 2001-04-22 2005-03-10 ダイムラークライスラー・アクチェンゲゼルシャフト Fuel cell air supply
JP2009266518A (en) * 2008-04-24 2009-11-12 Kurimoto Ltd Solid polymer fuel battery
KR101369259B1 (en) * 2011-12-26 2014-03-06 두산중공업 주식회사 Heat pump all-in-one fuel cell system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005507136A (en) * 2001-04-22 2005-03-10 ダイムラークライスラー・アクチェンゲゼルシャフト Fuel cell air supply
JP2009266518A (en) * 2008-04-24 2009-11-12 Kurimoto Ltd Solid polymer fuel battery
KR101369259B1 (en) * 2011-12-26 2014-03-06 두산중공업 주식회사 Heat pump all-in-one fuel cell system

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