KR102168782B1 - 수소연료전지의 온도유지장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수소연료전지의 온도유지장치에 관한 것으로, 탄화수소계 연료를 수증기와 반응시켜 개질가스를 생성하는 개질반응기, 개질가스를 이용하여 전기를 생산하는 연료전지스택, 연료전지스택 내부에서 전기 생산 중에 발생되는 고온의 열교환수 및 환원수를 공급받는 폐열회수탱크, 폐열회수탱크에서 열교환수 및 환원수의 열을 빼앗은 후 회수되는 온수를 저장하는 온수탱크, 폐열회수탱크에서 온수탱크의 온수와 열교환된 열교환수 및 환원수를 연료전지스택으로 공급함으로써 연료전지의 온도를 적정 온도범위로 유지하고자 하는 열교환수관, 폐열회수탱크 내의 열교환수 및 환원수가 과열시 과열된 온수가 배출되는 만큼 폐열회수탱크에 상온수를 공급하는 상온수공급관, 및 온수탱크에서 급탕계통으로 온수가 공급되어 온수유출이 발생시 외부급수에 의한 폐열회수탱크 내부에서 환원수와의 온도 편차를 줄이기 위한 냉온수혼합부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래 기술과 달리 연료전지스택에서 열교환되어 나오는 고온의 열교환수와 연료전지스택에서 배출되는 환원수를 정해진 온도 범위 이내에서 일정만큼만 감온 후 연료전지스택 내부로 순환시킴에 따라, 연료전지스택 내부의 온도를 일정범위 이내로 온도 편차를 줄여 전기 생산효율을 증대할 수 있다.

Description

수소연료전지의 온도유지장치{TEMPERATURE OPTIMIZING SYSTEM OF HYDROGEN FUEL CELL}
본 발명은 수소연료전지의 온도유지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료전지스택에서 열교환되어 나오는 고온의 열교환수와 연료전지스택에서 배출되는 환원수를 정해진 온도 범위 이내에서 일정만큼만 감온 후 연료전지스택 내부로 순환시킴에 따라, 연료전지스택 내부의 온도를 일정범위 이내로 온도 편차를 줄여 전기 생산효율을 증대하고자 하는 수소연료전지의 온도유지장치에 관한 것이다.
연료전지는 연료가 가지고 있는 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 장치이다. 연료전지에서는 일반적으로 전해질 막을 중심으로 양쪽에 연료극과 공기극을 설치하고, 연료극에는 연료를 공급하며, 공기극에는 공기를 공급하여, 수소와 공기 중 산소를 활용한 환원 반응에 의하여 전기에너지가 생산되고, 부산물로 온수가 생산된다.
전기에너지의 생산 시, 연료전지의 스택에서는 수소와 산소에 의한 환원반응에 따른 열이 발생되는데, 발생된 열을 외부로부터 공급된 물과 열교환하여 온수를 회수한다. 열교환에 의하여 회수된 온수는 온수 탱크에 저장된 후, 급탕 등의 목적으로 이용된다.
특히, 수소 연료전지시스템은 수소 연료전지를 이용하여 전기 에너지를 생산하는 장치로서, 내부의 전해질과 음, 양 전극으로 이루어진 수소연료전지의 핵심 부품인 스택(stack)에서 수소와 대기 중의 산소를 원료로 환원반응을 일으켜 전기를 생산하고, 환원반응과정에 발생하는 열을 활용할 수 있도록 설계된 열 병합 발전시스템이다.
이때, 원료로 사용되는 수소는 석유화학 공정에서 발생되는 부생수소를 활용할 수도 있고, 태양광발전설비에서 생산된 전기로 물을 전기분해하여 수소를 생성해내는 방법 등이 있으나, 부생수소의 경우는 운반비용의 문제로 부생수소 생산지점에 근접한 곳이 아니면 경제성이 떨어지며, 태양광발전에 의한 전기분해의 방법도 아직은 태양광발전 전지 효율의 문제 및 낮에 생산된 전기의 저장문제로 경제성이 떨어져, 현재는 천연가스(LNG), 또는 액화석유가스(LPG)와 수증기를 원료로 촉매를 사용하여 수소로 개질하는 방법이 가장 일반적으로 사용되고 있다.
관련기술로는, 한국특허등록공보 제10-1562620호(발명의 명칭: 집단에너지 2차측 고온수 배관시스템)가 제안된 바 있다.
상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
전기에너지의 생산 시, 연료전지의 스택에서는 반응열이 발생되는 바, 반응열을 외부로부터 공급된 물과 열교환하여 회수한다. 열교환에 의하여 회수된 온수는 온수 탱크에 저장된 후, 급탕 등의 목적으로 이용되는데, 온수의 사용으로 인하여 온수탱크 내부의 수량이 부족시, 외부에서 상온 또는 저온의 물이 온수순환 계통에 급수되어 폐열회수탱크로 이송됨에 따라, 폐열회수탱크 내의 온수와 온도편차가 큰 이 급수가 열교환됨으로써, 폐열회수탱크 내부의 온도편차가 증가하기 때문에 전기 생산을 위한 최적의 냉각수 운전조건에서 벗어남에 따른 전기 생산 효율이 저하되는 문제점이 있다.
그리고, 폐열회수탱크내의 온수온도가 일정온도 이상이면 과열된 폐열회수탱크내의 온수를 자동으로 배출시키고, 배출된 온수의 양만큼 상온 또는 저온의 물이 폐열회수탱크에 공급되는데 이 공정 또한 폐열회수탱크 내부의 온도편자를 증가시켜 전기 생산 효율을 저하시키는 문제점이 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 연료전지스택에서 열교환되어 나오는 고온의 열교환수와 연료전지스택에서 배출되는 환원수를 정해진 온도 범위 이내에서 일정만큼만 감온 후 연료전지스택 내부로 순환시키고 폐열회수탱크 및 폐열회수탱크에 공급되는 급수관의 연결구조를 폐열회수탱크 내 온도편차를 줄일 수 있는 구조로 구성함에 따라, 연료전지스택 내부의 온도를 일정범위 이내로 온도 편차를 줄여 전기 생산효율을 증대하고자 하는 수소연료전지의 온도유지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 온수탱크와 폐열회수탱크 사이에 냉온수혼합부를 구비하여, 온수와 외부급수를 충분히 열교환함으로써 열평형수를 폐열회수탱크 내부로 순환시킴에 따라, 폐열회수탱크 내부로 공급되는 물의 온도 편차를 줄이고자 하는 수소연료전지의 온도유지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 수소연료전지의 온도유지장치는: 탄화수소계 연료를 수증기와 반응시켜 개질가스를 생성하는 개질반응기; 상기 개질가스를 이용하여 전기를 생산하는 연료전지스택; 상기 연료전지스택 내부에서 전기 생산 중에 발생되는 고온의 열교환수 및 환원수를 공급받는 폐열회수탱크; 상기 폐열회수탱크에서 상기 열교환수 및 환원수의 열을 빼앗은 후 회수되는 온수를 저장하는 온수탱크; 상기 폐열회수탱크에서, 상기 온수탱크의 온수와 열교환된 열교환수 및 환원수를 상기 연료전지스택으로 공급함으로써, 연료전지의 온도를 적정 온도범위로 유지하고자 하는 열교환수관; 상기 폐열회수탱크 내의 상기 열교환수 및 환원수가 과열시 과열된 온수가 배출되는 만큼 폐열회수탱크에 상온수를 공급하는 상온수공급관; 및 상기 온수탱크에서 급탕계통으로 온수가 공급되어 온수유출이 발생시, 외부급수에 의한 상기 폐열회수탱크 내부에서 상기 환원수와의 온도 편차를 줄이기 위한 냉온수혼합부를 포함한다.
상기 폐열회수탱크에 상온수를 공급하는 상기 상온수공급관은 상기 폐열회수탱크 내부에 일부가 삽입된 채 상온수의 배출측이 상기 폐열회수용탱크에 연결되는 열교환수이송관에 접속되고, 상기 폐열회수탱크는 상기 열교환수관의 출구포트와 상기 폐열회수탱크의 배수포트, 상기 폐열회수탱크에 일부 삽입된 상온수관, 상기 열교환수관 사이에 배플이 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 냉온수혼합부는, 상기 온수탱크에 저장된 온수를 공급받고, 직접적으로 외부급수를 공급받아서, 상기 온수와 상기 외부급수를 열교환하는 저장탱크; 및 상기 저장탱크에서 열교환되어 가온된 열평형수를 상기 폐열회수탱크 내부에서 상기 연료전지스택에서 배출되는 열교환수 및 환원수와 열교환 후 상기 온수탱크로 회수 안내하는 열교환관을 포함한다.
상기 저장탱크는, 하측으로 상기 외부급수를 공급받기 위한 제 1유입포트를 구비하고, 상측으로 상기 온수를 공급받기 위한 제 2유입포트를 구비하며, 상기 열교환관과 연결되는 배출포트를 하부 둘레면에 구비하는 케이싱; 및 상기 케이싱 내부에 구비되고, 관 형상으로 이루어지며, 하부가 상기 제 1유입포트와 연결됨에 따라, 상기 외부급수를 이동 안내하면서 상기 케이싱 내부의 상기 온수와 열교환 유도한 후 상기 온수와 혼합 허용하는 내부관을 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 수소연료전지의 온도유지장치는 종래 기술과 달리 연료전지스택에서 열교환되어 나오는 고온의 열교환수와 연료전지스택에서 배출되는 환원수를 정해진 온도 범위 이내에서 일정만큼만 감온 후 연료전지스택 내부로 순환시킴에 따라, 연료전지스택 내부의 온도를 일정범위 이내로 온도 편차를 줄여 전기 생산효율을 증대할 수 있다.
아울러, 본 발명은 폐열회수탱크에 순환되는 스택냉각용 열교환수와 외부에서 공급되는 냉온수가 적절히 열교환이 이루어진 상태로 스택에 순환되는 구조를 갖게 함으로써 스택에 공급되는 스택냉각용 열교환수의 온도편차를 줄일 수 있다.
그리고, 본 발명은 온수탱크와 폐열회수탱크 사이에 냉온수혼합부를 구비하여, 온수와 외부급수를 충분히 열교환함으로써 열평형수를 폐열회수탱크 내부로 순환시킴에 따라, 폐열회수탱크 내부로 공급되는 물의 온도 편차를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소연료전지의 온도유지장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소연료전지의 온도유지장치 중 폐열회수탱크 내부에서 열교환되는 상태를 보인 확대 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소연료전지의 온도유지장치 중 냉온수혼합부에서 열교환되는 상태를 보인 확대 구성도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 수소연료전지의 온도유지장치의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소연료전지의 온도유지장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소연료전지의 온도유지장치 중 폐열회수탱크 내부에서 열교환되는 상태를 보인 확대 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소연료전지의 온도유지장치 중 냉온수혼합부에서 열교환되는 상태를 보인 확대 구성도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수소연료전지의 온도유지장치(100)는 개질반응기(200), 연료전지스택(300), 폐열회수탱크(400), 온수탱크(500), 열교환수관(600), 상온수공급관(700) 및 냉온수혼합부(800)를 포함한다.
개질반응기(200)는 탄화수소계 연료를 수증기와 반응시켜 개질가스를 생성하는 역할을 한다.
특히, 개질반응기(200)는 수증기 개질(steam reforming) 반응기이며, 연료가스 중의 메탄을 고온 분위기에서 산소와 반응시켜 수소로 개질한다. 이때, 개질반응기(200)는 버너(210)를 포함한다. 버너(210)는 버너연료와 공기를 혼합 연소시켜 연소열을 발생시키고, 개질반응기(200)로 연소열을 공급하여 개질반응기(200)가 수증기 개질에 필요한 고온을 유지하도록 한다.
연료전지스택(300)은 개질가스를 이용하여 전기를 생산하는 역할을 한다. 이때, 연료전지스택(300)은 전기를 생산하는 과정 중에 부수적으로 환원수와 열이 발생된다.
특히, 연료전지스택(300) 내부의 온도가 일정 범위를 벗어날 경우, 전기 생산성이 저하된다. 연료전지스택(300)은 기기에 따라 차이가 있을 수 있으나, 내부의 온도가 대략 35℃ 내지 65℃ 범위에서 가장 효율적으로 전기 생산 성능을 갖는다고 알려져 있다.
그래서, 연료전지스택(300) 내부의 온도가 해당 범위 이내를 유지해야 하고, 해당 온도 범위 내로 온도 편차가 적을수록, 전기 생산성이 향상된다.
이를 위해, 폐열회수탱크(400)가 구비된다.
폐열회수탱크(400)는 연료전지스택(300) 내부에서 전기 생산 중에 발생되는 고온의 열교환수 및 환원수를 공급받은 후 해당 열교환수 및 환원수를 소정 감온 유도하는 역할을 한다.
그리고, 온수탱크(500)는 폐열회수탱크(400)에서 열교환수 및 환원수의 열을 빼앗으며 순환되는 온수를 저장하는 역할을 한다.
즉, 폐열회수탱크(400)는 연료전지스택(300)으로부터 고온의 열교환수 및 환원수를 공급받은 후 적정온도 이상으로 과열되었을 경우 배출 유도하고, 과열수가 배출되는 만큼 상온수가 공급되며, 온수탱크(500)로부터 공급되는 온수(열평형수)와 열교환 후 해당 온수를 온수탱크(500)로 순환 허용한다.
이때, 열교환수 및 환원수의 온도와 온수(열평형수)의 온도가 상이하다.
열교환수 및 환원수의 온도가 온수(열평형수)의 온도보다 높을 경우, 열교환수 및 환원수는 온수에 열을 빼앗긴 후 소정 감온된다. 열을 얻은 온수는 지속적으로 온수탱크(500)로 순환됨에 따라, 온수탱크(500)의 온수 온도가 서서히 상승한다.
온수탱크(500)의 온수는 급탕계통의 수요에 따라 공급되며 급탕계통에 공급되는 만큼 냉온수혼합부(800)를 통하여 외부급수가 충수(充水)된다.
한편, 열교환수관(600)는 폐열회수탱크(400)에서, 연료전지스택(300)으로부터 공급된 열교환수 및 환원수와 온수탱크(500)의 온수를 열교환함으로써 연료전지스택(300)으로부터 공급된 열교환수 및 환원수가 감온되어, 연료전지스택(300)에서 배출되는 열교환수 및 환원수의 온도보다 일정범위 이내에서 낮은 상태이기 때문에, 열교환수가 연료전지스택(300) 내부로 유입시, 연료전지스택(300) 내부는 전기 생산성이 좋은 구간에서 최소 온도 편차를 나타낸다. 그래서, 연료전지스택(300)은 연료전지의 온도를 적정 온도범위로 유지할 수 있게 된다.
특히, 열교환수관(600)은 열교환수공급펌프(610)를 구비함으로써, 열교환수는 열교환수공급펌프(610)의 가동으로 인해 강제 유동하며 순환하게 된다.
아울러, 열교환수관(600)을 통해 연료전지스택(300) 내부에서 열 교환 후 배출되는 환원수(열교환수)는 일부가 개질반응기(200)로 이송되어 버너(210)에 의해 수증기로 변환되고, 나머지가 폐열회수탱크(400)로 회수 처리된다.
즉, 열교환수관(600)은 열교환수이송관(620)에 연결된다. 그래서, 열교환수관(600)의 열교환수는 열교환수관(600)에서 양측으로 연장되는 열교환수이송관(620)으로 각각 분기되어 대응되는 개질반응기(200)와 폐열회수탱크(400)로 이송된다. 이때, 열교환수이송관(620) 중 개질반응기(200)로 연결되는 관에는 하나 이상의 개질기급수펌프(630)를 구비한다. 열교환수는 하나 이상의 열교환수공급펌프(610)에 의해 강제 순환하게 된다.
또한, 연료전지스택(300)에서 수소와 산소의 환원반응에 따라 발생되는 환원수는 폐열회수탱크(400)로 공급된다.
그리고, 상온수공급관(700)은 열교환수이송관(620) 계통에 상온수를 공급(순환)하는 역할을 한다. 상온수는 폐열회수탱크(400) 내부의 환원수와 열교환수가 과온되는 것을 방지한다.
이때, 상온수공급관(700)은 폐열회수탱크(400) 내부에 일부가 삽입된 채 상온수의 배출측이 폐열회수용탱크에 연결되는 열교환수이송관(620)에 접속된다. 그래서, 폐열회수탱크(400) 내부에서 열을 얻은 상온수는 해당 열교환수이송관(620)에 합류하게 된다. 이로써, 폐열회수탱크(400) 내부의 환원수가 외부급수에 의해 순간적으로 또는 급격히 감온되는 것을 가온된 상온수로써 보상한다.
한편, 냉온수혼합부(800)는 온수탱크(500)에서 급탕공급으로 온수가 배출되는 만큼 외부로부터 급수가 됨으로, 외부급수에 의한 폐열회수탱크(400) 내부에서 열교환수 및 환원수와의 온도 편차를 줄이는 역할을 한다.
이를 위해, 냉온수혼합부(800)는 저장탱크(810) 및 열교환관(820)을 포함한다.
저장탱크(810)는 온수탱크(500)에 저장된 온수를 공급받고, 직접적으로 외부급수를 공급받아서, 온수와 외부급수를 충분히 열교환 후 희석하는 역할을 한다.
그리고, 열교환관(820)은 저장탱크(810)에서 열교환 후 희석되어 가온된 열평형수를 폐열회수탱크(400) 내부에서 연료전지스택(300)에서 배출되는 환원수와 열교환 후 온수탱크(500)로 회수 안내하는 역할을 한다. 열교환관(820)은 유동펌프(822)를 구비한다. 유동펌프(822)는 열평형수를 폐열회수탱크(400)로 강제 이송시키는 역할을 한다.
그래서, 온수탱크(500) 내부의 수위가 '급탕'사용이 있을 경우, 급탕 사용량만큼 외부급수가 저장탱크(810)로 유입되고, 온수탱크(500)의 온수가 저장탱크(810)로 유입됨에 따라, 외부급수와 온수가 저장탱크(810) 내부에서 충분히 열평형에 도달한 후, 온수탱크(500)의 온수보다 온도가 낮은 열평형수가 폐열회수탱크(400)를 통과하면서 열교환되며 가온된 상태로 온수탱크(500)로 회수된다.
이에 따라, 폐열회수탱크(400)는 내부에서 비교적 고온의 열교환수 및 환원수와 열평형수가 상호 열교환됨으로써, 열교환된 열교환수 및 환원수는 수온이 일정범위 내에서 최적치로 감온된 상태의 열교환수관(600)을 통해 배출되는 열교환수가 된다.
특히, 저장탱크(810)는 케이싱(812) 및 내부관(814)으로 이루어진다.
케이싱(812)은 하측으로 외부급수를 공급받기 위한 제 1유입포트를 구비하고, 상측 또는 상부 둘레면으로 온수를 공급받기 위한 제 2유입포트를 구비하며, 폐열회수탱크(400)에 삽입되는 열교환관(820)과 연결되는 배출포트(817)를 하부 둘레면에 구비한다. 그래서, 케이싱(812)은 온수탱크(500)의 온수와 외부의 외부급수를 공급받아 혼합한다. 이에 따라, 온수와 외부급수는 열평형을 이루게 됨에 따라 열평형수가 되고, 이 열평형수는 배출포트(817)를 통해 배출된다.
물론, 케이싱(812)은 다양한 형상으로 변형 가능하다.
또한, 내부관(814)은 케이싱(812) 내부에 구비되고, 축 방향을 따라 양측으로 개방되는 관 형상으로 이루어져 일측이 제 1포트(815)에 연결된다. 그래서, 내부관(814)은 외부급수를 케이싱(812) 내부로 이송 안내한다. 외부급수는 내부관(814)을 따라 이동되면서 케이싱(812) 내부에 저장된 온수와 열교환하게 되고, 내부관(814)의 타측으로 월류하면서 케이싱(812) 내부의 온수와 혼합된다. 그래서, 외부급수는 온수와 서서히 혼합됨에 따라 충분히 열 평형에 도달하게 된다.
아울러, 케이싱(812)의 배출포트(817)에서 연장되어 폐열회수탱크(400)로 삽입되는 열교환관(820)은 유동펌프(822)를 구비한다. 유동펌프(822)는 열평형수가 열교환관(820)을 따라 온수탱크(500)와 폐열회수탱크(400) 및 온수탱크(500)로 순서대로 순환 유동되도록 작동한다.
또한, 폐열회수탱크(400)는 내부에 배플(410)을 구비한다. 배플(410)은 폐열회수탱크(400)의 열교환수관(600)의 출구포트와 폐열회수탱크(400)의 배수포트, 폐열회수탱크(400)에 일부 삽입된 상온수관(700), 열교환관(820) 사이에 설치된다.
배플(410)은 폐열회수탱크(400) 내부에서 열교환수 및 환원수의 유동 시간을 지연시킴으로써, 열평형수가 열교환수 및 환원수와 충분히 열교환된다.
결과적으로, 본 발명에 따른 수소연료전지의 온도유지장치(100)는 폐열회수탱크(400) 내의 냉각수(열평형수)의 온도 편차가 줄어 전기 발전효율의 변화량이 줄어들게 됨에 따라 안정적으로 전기 생산이 가능하고, 폐열회수탱크(400)의 부피도 줄어들 수 있게 된다.
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. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100: 온도유지장치 200: 개질반응기
210: 버너 300: 연료전지스택
400: 폐열회수탱크 410: 배플
500: 온수탱크 600: 열교환수관
610: 열교환수공급펌프 620: 열교환수이송관
630: 개질기급수펌프 700: 상온수공급관
800: 냉온수혼합부 810: 저장탱크
812: 케이싱 814: 내부관
820: 열교환관 822: 유동펌프

Claims (4)

  1. 탄화수소계 연료를 수증기와 반응시켜 개질가스를 생성하는 개질반응기;
    상기 개질가스를 이용하여 전기를 생산하는 연료전지스택;
    상기 연료전지스택 내부에서 전기 생산 중에 발생되는 고온의 열교환수 및 환원수를 공급받는 폐열회수탱크;
    상기 폐열회수탱크에서 상기 열교환수 및 환원수의 열을 빼앗은 후 회수되는 온수를 저장하는 온수탱크;
    상기 폐열회수탱크에서, 상기 온수탱크의 온수와 열교환된 열교환수 및 환원수를 상기 연료전지스택으로 공급함으로써, 연료전지의 온도를 적정 온도범위로 유지하고자 하는 열교환수관;
    상기 폐열회수탱크 내의 상기 열교환수 및 환원수가 과열시 과열된 온수가 배출되는 만큼 폐열회수탱크에 상온수를 공급하는 상온수공급관; 및
    상기 온수탱크에서 급탕계통으로 온수가 공급되어 온수유출이 발생시, 외부급수에 의한 상기 폐열회수탱크 내부에서 상기 환원수와의 온도 편차를 줄이기 위한 냉온수혼합부를 포함하고,
    상기 냉온수혼합부는, 상기 온수탱크에 저장된 온수를 공급받고, 직접적으로 외부급수를 공급받아서, 상기 온수와 상기 외부급수를 열교환하는 저장탱크; 및
    상기 저장탱크에서 열교환되어 가온된 열평형수를 상기 폐열회수탱크 내부에서 상기 연료전지스택에서 배출되는 열교환수 및 환원수와 열교환 후 상기 온수탱크로 회수 안내하는 열교환관을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소연료전지의 온도유지장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 폐열회수탱크에 상온수를 공급하는 상기 상온수공급관은 상기 폐열회수탱크 내부에 일부가 삽입된 채 상온수의 배출측이 상기 폐열회수탱크에 연결되는 열교환수이송관에 접속되고,
    상기 폐열회수탱크는 상기 열교환수관의 출구포트와 상기 폐열회수탱크의 배수포트, 상기 폐열회수탱크에 일부 삽입된 상온수관, 상기 열교환수관 사이에 배플이 설치되는 것을 특징으로 하는 수소연료전지의 온도유지장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 저장탱크는,
    하측으로 상기 외부급수를 공급받기 위한 제 1유입포트를 구비하고, 상측으로 상기 온수를 공급받기 위한 제 2유입포트를 구비하며, 상기 열교환관과 연결되는 배출포트를 하부 둘레면에 구비하는 케이싱; 및
    상기 케이싱 내부에 구비되고, 관 형상으로 이루어지며, 하부가 상기 제 1유입포트와 연결됨에 따라, 상기 외부급수를 이동 안내하면서 상기 케이싱 내부의 상기 온수와 열교환 유도한 후 상기 온수와 혼합 허용하는 내부관을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소연료전지의 온도유지장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH07169478A (ja) * 1993-12-15 1995-07-04 Toshiba Corp 燃料電池電池冷却水系システム
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KR20070054498A (ko) * 2005-11-23 2007-05-29 엘지전자 주식회사 연료전지의 물공급 장치

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