KR102419360B1 - A fuel cellhumidifier capable of supplying air with a certain dew point - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a humidifying device for supplying moisture-containing air to a fuel cell facility. The humidifying device for fuel cell capable of supplying air with a certain dew point comprises: a chamber accommodating air; a dew point sensor coupled to the chamber to measure a dew point of the air accommodated therein; a temperature sensor coupled to the chamber to measure the temperature of the air accommodated therein; a humidity sensor coupled to the chamber to measure the humidity of the air accommodated therein; a steam supply unit coupled to the chamber to supply steam into the chamber; a temperature control unit coupled to the chamber to adjust the temperature of the air in the chamber; a control unit controlling the steam supply unit and the temperature control unit according to the dew point measured by the dew point sensor, the temperature measured by the temperature sensor, and the humidity measured by the humidity sensor; and an air discharge unit coupled to the chamber to discharge the air in the chamber and supply the air to a fuel cell facility. According to the present invention, a dew point can be maintained constant in a fuel cell facility by using a humidifying device for a fuel cell capable of supplying air with a constant dew point.

Description

일정 노점을 갖는 공기의 공급이 가능한 연료전지용 가습장치 {A FUEL CELLHUMIDIFIER CAPABLE OF SUPPLYING AIR WITH A CERTAIN DEW POINT}A fuel cell humidifier capable of supplying air with a certain dew point {A FUEL CELLHUMIDIFIER CAPABLE OF SUPPLYING AIR WITH A CERTAIN DEW POINT}

본 발명은 연료전지에 공급하는 공기의 노점을 일정하게 유지하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technology for maintaining a constant dew point of air supplied to a fuel cell.

스마트기기와 같은 전자제품, 자동차 배터리 등에 사용되는 연료전지의 중요성이 높아지고 있다. 이러한 연료전지는 리튬과 전해액 등을 포함하는데, 그 취급을 위한 적절한 분위기가 유지되어야 한다. The importance of fuel cells used in electronic products such as smart devices and automobile batteries is increasing. Such a fuel cell contains lithium and an electrolyte, and an appropriate atmosphere for handling thereof must be maintained.

이에 따라 연료전지 설비도 일정 상대습도 이하의 분위기를 가지도록 설계되어야 하는데, 연료전지 설비 내의 노점온도를 목표치 온도로 유지 및 관리하는 것이 매우 중요하다.Accordingly, the fuel cell facility must be designed to have an atmosphere below a certain relative humidity, and it is very important to maintain and manage the dew point temperature in the fuel cell facility as a target temperature.

이에, 본 발명의 발명자는 연료전지 설비 내의 노점을 일정하게 유지하기 위하여 오랫동안 연구하고 시행착오를 거친 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.Accordingly, the inventor of the present invention has completed the present invention after long research and trial and error in order to keep the dew point in the fuel cell facility constant.

본 발명은 연료전지 설비에 일정 노점을 갖는 외기를 공급할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an apparatus capable of supplying outdoor air having a predetermined dew point to a fuel cell facility.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.On the other hand, other objects not specified in the present invention will be additionally considered within the range that can be easily inferred from the following detailed description and effects thereof.

본 발명의 실시예에 따라서 연료전지 설비에 수분을 포함하는 공기를 공급하는 가습장치에 있어서,According to an embodiment of the present invention, in a humidifier for supplying air containing moisture to a fuel cell facility,

공기를 수용하는 챔버;a chamber containing air;

상기 챔버에 결합되어 내부에 수용된 공기의 노점(露點)을 측정하는 노점 센서;a dew point sensor coupled to the chamber to measure a dew point of air accommodated therein;

상기 챔버에 결합되어 내부에 수용된 공기의 온도를 측정하는 온도 센서;a temperature sensor coupled to the chamber to measure the temperature of the air accommodated therein;

상기 챔버에 결합되어 내부에 수용된 공기의 습도를 측정하는 습도 센서;a humidity sensor coupled to the chamber to measure the humidity of the air accommodated therein;

상기 챔버에 결합되어 상기 챔버 내로 수증기를 공급하는 수증기 공급부;a water vapor supply unit coupled to the chamber and supplying water vapor into the chamber;

상기 챔버에 결합되어 상기 챔버 내의 공기의 온도를 조절하는 온도 조절부;a temperature control unit coupled to the chamber to control the temperature of the air in the chamber;

상기 노점 센서에서 측정된 노점, 상기 온도 센서에서 측정된 온도, 상기 습도 센서에서 측정된 습도에 따라 상기 수증기 공급부 및 상기 온도 조절부를 제어하는 제어부; 및a controller configured to control the water vapor supply unit and the temperature controller according to the dew point measured by the dew point sensor, the temperature measured by the temperature sensor, and the humidity measured by the humidity sensor; and

상기 챔버에 결합되어 상기 챔버 내의 공기를 배출하여 연료전지 설비로 공급할 수 있는 공기배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는,characterized in that it comprises an air exhaust unit coupled to the chamber to discharge the air in the chamber and supply it to the fuel cell facility,

일정 노점을 갖는 공기의 공급이 가능한 연료전지용 가습장치가 제공된다.A humidifier for a fuel cell capable of supplying air having a predetermined dew point is provided.

본 발명의 일 실시예에 따라서 상기 온도 조절부는;According to an embodiment of the present invention, the temperature control unit;

상기 챔버에 결합되어 상기 챔버 내로 찬 공기를 공급하는 에어 쿨러;an air cooler coupled to the chamber and supplying cold air into the chamber;

상기 챔버에 결합되어 상기 챔버 내로 더운 공기를 공급하는 에어 히터를 포함할 수 있다.It may include an air heater coupled to the chamber to supply hot air into the chamber.

본 발명의 일 실시예에 따라서 상기 수증기 공급부는,According to an embodiment of the present invention, the water vapor supply unit,

공기를 공급하는 공기 공급라인;an air supply line for supplying air;

물을 공급하는 물 공급라인; 및a water supply line for supplying water; and

상기 공기 공급라인 및 상기 물 공급라인이 만나 물과 공기를 동시에 배출하는 2류체 노즐을 포함할 수 있다.The air supply line and the water supply line meet and may include a two-fluid nozzle for discharging water and air at the same time.

본 발명의 일 실시예에 따라서 상기 공기 공급라인에 연결되어, 공급되는 상기 공기의 온도를 조절하는 공기온도 조절부를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it may further include an air temperature control unit connected to the air supply line to control the temperature of the supplied air.

본 발명의 일 실시예에 따라서 상기 물 공급라인에 연결되어 공급되는 상기 물의 온도를 조절하는 물온도 조절부를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it may further include a water temperature control unit connected to the water supply line to control the temperature of the supplied water.

본 발명의 일 실시예에 따라서 상기 공기배출부는 복수로 형성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the air outlet may be formed in plurality.

본 발명의 일 실시예에 따라서 상기 공기배출부는 팬을 포함하고, 팬의 동작속도에 따라 배출되는 공기의 양을 조절가능할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the air discharge unit may include a fan, and the amount of air discharged may be adjustable according to an operating speed of the fan.

본 발명의 일 실시예에 따라서 상기 제어부는 상기 노점 센서에서 측정된 노점과 기설정된 노점의 차이에 따라 상기 팬의 동작속도를 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the controller may control the operating speed of the fan according to a difference between a dew point measured by the dew point sensor and a preset dew point.

본 발명에 따른 일정 노점을 갖는 공기의 공급이 가능한 연료전지용 가습장치를 이용하여 연료전지 설비에 노점이 일정하게 유지될 수 있다.By using the fuel cell humidifier capable of supplying air having a predetermined dew point according to the present invention, the dew point can be constantly maintained in the fuel cell facility.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.On the other hand, even if it is an effect not explicitly mentioned herein, it is added that the effects described in the following specification expected by the technical features of the present invention and their potential effects are treated as described in the specification of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 일정 노점을 갖는 공기의 공급이 가능한 연료전지용 가습장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제어부가 측정된 노점, 온도, 습도에 따라서 수증기 공급부 및 온도 조절부를 제어하는 것을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제어부가 노점센서에서 측정된 노점에 따라 팬의 동작속도를 제어하는 것을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라서 측정된 노점과 기설정된 노점의 차이가 5도 이상인 경우 팬의 속도를 조절하는 것을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라서 2류체 노즐의 물과 공기 공급라인에 각각 온도조절부를 포함하는 것을 나타낸 도면이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.1 is a view showing a humidifier for a fuel cell capable of supplying air having a predetermined dew point according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating that the controller controls the water vapor supply unit and the temperature controller according to the measured dew point, temperature, and humidity according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating that the controller controls the operating speed of the fan according to the dew point measured by the dew point sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating control of a fan speed when a difference between a measured dew point and a preset dew point is 5 degrees or more according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing that each of the temperature control unit is included in the water and air supply lines of the two-fluid nozzle according to an embodiment of the present invention.
It is revealed that the accompanying drawings are exemplified by reference for understanding the technical idea of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereby.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. In the description of the present invention, if it is determined that related known functions are obvious to those skilled in the art and may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하, 본 발명에 따른 일정 노점을 갖는 공기의 공급이 가능한 연료전지용 가습장치를 이용하여 완성된 철도교량의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of a railway bridge completed using a fuel cell humidifier capable of supplying air having a predetermined dew point according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in the description with reference to the accompanying drawings, The same or corresponding components are given the same reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 일정 노점을 갖는 공기의 공급이 가능한 연료전지용 가습장치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a humidifier for a fuel cell capable of supplying air having a predetermined dew point according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 일정 노점을 갖는 공기의 공급이 가능한 연료전지용 가습장치는 챔버(100), 노점 센서(110), 온도 센서(120), 습도 센서(130), 수증기 공급부(170), 온도 조절부(140), 제어부(150), 및 공기배출부(160)를 포함한다.As shown in FIG. 1 , the humidifier for a fuel cell capable of supplying air having a predetermined dew point according to an embodiment of the present invention includes a chamber 100 , a dew point sensor 110 , a temperature sensor 120 , and a humidity sensor 130 . ), a water vapor supply unit 170 , a temperature control unit 140 , a control unit 150 , and an air discharge unit 160 .

챔버(100)는 연료전지 설비에 공급하는 공기를 수용하는 장소를 제공하는 것으로서, 연료전지 설비가 요구하는 노점에 따라 챔버(100) 내에서 노점을 조절한 다음, 이를 연료전지 설비로 공급하는 것이다.The chamber 100 provides a place for accommodating the air supplied to the fuel cell facility, and adjusts the dew point in the chamber 100 according to the dew point required by the fuel cell facility, and then supplies it to the fuel cell facility. .

노점 조절을 위하여 챔버(100)에 다음과 같은 구성품이 설치된다. 노점 센서(110), 온도 센서(120), 습도 센서(130), 수증기 공급부(170), 온도 조절부(140), 제어부(150)의 구성이다.The following components are installed in the chamber 100 for dew point control. The dew point sensor 110 , the temperature sensor 120 , the humidity sensor 130 , the water vapor supply unit 170 , the temperature control unit 140 , and the control unit 150 are configured.

노점 센서(110)는 챔버(100)에 설치되어 챔버(100) 내부에 수용된 공기의 노점을 측정하게 된다. 노점(Tdp)은 대략적으로 측정된 온도(T) 및 상대습도(RH)에 따라 다음과 같이 근사값을 계산할 수 있다. 상대습도는 해당 온도에서의 절대습도에 따라 달라지므로 결국, 온도와 절대습도의 측정을 통하여 노점을 예측할 수 있다.The dew point sensor 110 is installed in the chamber 100 to measure the dew point of the air accommodated in the chamber 100 . The dew point (Tdp) can be approximated as follows according to the measured temperature (T) and relative humidity (RH). Since the relative humidity depends on the absolute humidity at the corresponding temperature, the dew point can be predicted by measuring the temperature and absolute humidity.

Tdp ≒ T-(100-RH)/5Tdp ≒ T-(100-RH)/5

상술한 식에서 알 수 있듯이, 온도 및 상대습도(또는 절대습도)에 따라 노점이 결정될 수 있고, 따라서 우리가 원하는 특정 노점이 있다면 온도 또는 상대습도를 조절하여 노점을 조절할 수 있는 것이다. As can be seen from the above formula, the dew point can be determined according to temperature and relative humidity (or absolute humidity), and therefore, if there is a specific dew point we want, the dew point can be adjusted by adjusting the temperature or relative humidity.

온도 센서(120)는 챔버(100)에 설치되어 챔버(100) 내부에 수용된 공기의 온도를 측정하게 된다. 또한, 습도 센서(130)도 마찬가지로 챔버(100)에 설치되어 챔버(100) 내부에 수용된 공기의 습도를 측정하게 된다.The temperature sensor 120 is installed in the chamber 100 to measure the temperature of the air accommodated in the chamber 100 . Also, the humidity sensor 130 is also installed in the chamber 100 to measure the humidity of the air accommodated in the chamber 100 .

이처럼 온도 센서(120) 및 습도 센서(130)가 노점 센서(110)와 별도로 설치될 수도 있지만, 기본적으로 노점 센서(110)는 온도 센서(120)나 습도 센서(130)를 포함할 수 있다. 즉, 온도 센서(120)와 습도 센서(130)가 노점 센서(110)에 일체로 형성될 수도 있다. As described above, although the temperature sensor 120 and the humidity sensor 130 may be installed separately from the dew point sensor 110 , the dew point sensor 110 may include the temperature sensor 120 or the humidity sensor 130 . That is, the temperature sensor 120 and the humidity sensor 130 may be integrally formed with the dew point sensor 110 .

온도 센서(120)와 습도 센서(130)가 노점 센서(110)에 일체로 형성되는 구성 이외에 추가적으로 별도의 온도 센서(120) 및 습도 센서(130)가 설치될 수도 있는데, 이 경우 노점 센서(110)에서의 센서 오류 등으로 인한 문제 등에 대한 대비가 가능하다.In addition to the configuration in which the temperature sensor 120 and the humidity sensor 130 are integrally formed with the dew point sensor 110 , a separate temperature sensor 120 and a humidity sensor 130 may be additionally installed. In this case, the dew point sensor 110 ), it is possible to prepare for problems caused by sensor errors, etc.

이렇게 노점 센서(110), 온도 센서(120), 습도 센서(130)에서 측정된 노점, 온도, 습도에 따라서 챔버(100) 내 수증기를 공급할지 온도를 조절할지가 결정된다.In this way, it is determined whether to supply water vapor or control the temperature in the chamber 100 according to the dew point, temperature, and humidity measured by the dew point sensor 110 , the temperature sensor 120 , and the humidity sensor 130 .

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제어부(150)가 측정된 노점, 온도, 습도에 따라서 수증기 공급부(170) 및 온도 조절부(140)를 제어하는 것을 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating that the control unit 150 controls the water vapor supply unit 170 and the temperature control unit 140 according to the measured dew point, temperature, and humidity according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 제어부(150)는 노점 센서(110)에서 측정된 노점, 온도 센서(120)에서 측정된 온도, 습도 센서(130)에서 측정된 습도에 따라 수증기 공급부(170) 및 온도조절부를 제어하게 된다.The control unit 150 according to the present invention controls the water vapor supply unit 170 and the temperature controller according to the dew point measured by the dew point sensor 110 , the temperature measured by the temperature sensor 120 , and the humidity measured by the humidity sensor 130 . will do

예를 들어, 연료전지 설비에서 요구되는 노점 온도가 17도인데, 측정된 노점 온도가 20도인 경우 온도 조절이나 수증기 공급을 통하여 노점 온도를 조절할 수 있게 된다. For example, if the dew point temperature required in the fuel cell facility is 17 degrees, but the measured dew point temperature is 20 degrees, it is possible to adjust the dew point temperature through temperature control or steam supply.

수증기 공급부(170)는 챔버(100)에 결합되어 챔버(100) 내로 수증기를 공급하고, 온도 조절부(140)는 챔버(100)에 결합되어 챔버(100) 내의 공기의 온도를 조절하게 된다. The steam supply unit 170 is coupled to the chamber 100 to supply steam into the chamber 100 , and the temperature control unit 140 is coupled to the chamber 100 to control the temperature of the air in the chamber 100 .

본 발명의 일 실시예에 따른 수증기 공급부(170)는 공기를 공급하는 공기 공급라인(171), 물을 공급하는 물 공급라인(172) 및 공기 공급라인(171)과 물 공급라인(172)이 만나 물과 공기를 동시에 배출하여 수증기 상태로 챔버(100) 내로 공급하는 2류체 노즐(173)을 포함한다. The water vapor supply unit 170 according to an embodiment of the present invention includes an air supply line 171 for supplying air, a water supply line 172 for supplying water, and an air supply line 171 and a water supply line 172 . and a two-fluid nozzle 173 for discharging water and air at the same time to supply them into the chamber 100 in the form of water vapor.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라서 2류체 노즐(173)의 물과 공기 공급라인(171)에 각각 온도조절부를 포함하는 것을 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a view showing that a temperature control unit is included in each of the water and air supply lines 171 of the two-fluid nozzle 173 according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이 물 공급라인(172)에서 물이 공급되고, 공기 공급라인(171)에서 공기가 공급되어 2류체 노즐(173)을 통하여 챔버(100) 내로 분사되게 된다. 물이 공기와 같이 분사되면서 수증기 미스트 형태로 공급되는 것이다. As shown in FIG. 5 , water is supplied from the water supply line 172 , and air is supplied from the air supply line 171 to be sprayed into the chamber 100 through the two-fluid nozzle 173 . Water is supplied in the form of water vapor mist as it is sprayed with air .

이러한 구성을 통하여 공기 내 수증기 조절이 가능해지고, 수증기 조절은 곧 습도 조절이 가능해짐을 의미한다. Through this configuration, it is possible to control the water vapor in the air, and the water vapor control means that humidity control is possible soon.

이러한 2류체 노즐(173)은 비용도 저렴할 뿐만 아니라 유지보수가 거의 불필요하다. 따라서 가습장치의 제작비용 및 유지비용을 크게 줄일 수 있게 된다.Such a two-fluid nozzle 173 is not only inexpensive, but also requires almost no maintenance. Accordingly, it is possible to significantly reduce the manufacturing cost and maintenance cost of the humidifier.

한편, 도 5에서와 같이 물 공급라인(172) 및 공기 공급라인(171) 각각의 물온도 조절부(140)(20) 및 공기온도 조절부(140)(10)를 추가로 포함할 수도 있다. 이러한 구성을 통하여 챔버(100) 내로 공급되는 수증기의 온도를 조절할 수 있고, 이에 따라 챔버(100) 내의 공기 온도를 조절하기 위한 별도의 온도 조절부(140)가 불필요해질 수도 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 5 , each of the water supply line 172 and the air supply line 171 may further include a water temperature control unit 140 , 20 and an air temperature control unit 140 , 10 . . Through this configuration, the temperature of the water vapor supplied into the chamber 100 can be adjusted, and accordingly, a separate temperature control unit 140 for controlling the air temperature in the chamber 100 may be unnecessary.

챔버(100) 내 공기의 습도에 따라서 2류체 노즐(173)에서 공급되는 수증기의 양이 조절될 수 있는데, 이 경우에도 공급되는 수증기의 온도까지 함께 조절함으로써 챔버(100) 내 공기의 온도도 함께 제어가 가능한 것이다.The amount of water vapor supplied from the two-fluid nozzle 173 may be adjusted according to the humidity of the air in the chamber 100. In this case, the temperature of the air in the chamber 100 is also adjusted by adjusting the temperature of the supplied water vapor as well. control is possible.

물 공급라인(172)은 물의 온도를 낮추는 물 쿨러(21)와 물의 온도를 높이는 물 히터(22)가 추가로 설치될 수 있다. 또한 공기 공급라인(171)은 공기의 온도를 낮추는 공기 쿨러(11) 및 공기의 온도를 높이는 공기 히터(12)를 포함할 수 있다.In the water supply line 172 , a water cooler 21 for lowering the temperature of water and a water heater 22 for increasing the temperature of water may be additionally installed. In addition, the air supply line 171 may include an air cooler 11 for lowering the temperature of the air and an air heater 12 for increasing the temperature of the air.

도 5에서는 물온도 조절부(140)(20) 및 공기온도 조절부(140)(10) 모두 기재되어있지만, 바람직하게는 물의 온도 조절보다는 공기 온도 조절이 용이하기 때문에 공기의 온도를 조절하는 공기 쿨러(11) 및 공기 히터(12)의 구성만 추가될수도 있다.Although both the water temperature control unit 140, 20 and the air temperature control unit 140, 10 are described in FIG. 5, it is preferable to control the temperature of the air because it is easier to control the air temperature than to control the water temperature. Only the configuration of the cooler 11 and the air heater 12 may be added.

온도 조절부(140)는 챔버(100) 내의 공기의 온도를 조절하는 것으로서 챔버(100)에 결합되어 챔버(100) 내로 찬 공기를 공급하는 에어 쿨러 및 챔버(100) 내로 더운 공기를 공급하는 에어 히터를 포함할 수 있다. The temperature controller 140 adjusts the temperature of the air in the chamber 100 and is coupled to the chamber 100 to supply an air cooler for supplying cold air into the chamber 100 and air for supplying hot air into the chamber 100 . It may include a heater.

이때 공급되는 더운 공기 및 찬 공기는 수증기를 포함하지 않는 건조한 공기일 수 있다. 즉, 챔버(100) 내 공기의 온도만을 조절하는 것으로서, 습도 조절은 별도의 수증기 공급부(170)를 통해 이루어질 수 있다.At this time, the supplied hot air and cold air may be dry air that does not contain water vapor. That is, only the temperature of the air in the chamber 100 is controlled, and humidity control may be performed through a separate water vapor supply unit 170 .

본 발명에 따른 수증기 공급부(170) 및 온도 조절부(140)는 챔버(100)의 하부에 설치될 수 있다. 수증기 공급부(170) 및 온도 조절부(140) 모두 공기를 공급하는 것으로서 하부에서 공급된 공기가 챔버(100)를 통과하여 상부에 설치된 공기배출부(160)를 통하여 연료전지 설비로 이동할 수 있다. The water vapor supply unit 170 and the temperature control unit 140 according to the present invention may be installed at a lower portion of the chamber 100 . Both the water vapor supply unit 170 and the temperature control unit 140 supply air, and the air supplied from the lower part passes through the chamber 100 and can move to the fuel cell facility through the air discharge unit 160 installed at the upper part.

수증기 공급부(170) 및 온도 조절부(140)에서 공급되는 공기 모두 챔버(100) 하부에서 공급되어 상부로 배출되는 구성을 통하여 상대적으로 챔버(100) 내 머무르는 공기의 시간이 길어질 수 있다. 이러한 구성을 통하여 연료전지 설비로 공급되는 공기의 노점을 제어하는 시간을 확보할 수 있게 된다.Both the air supplied from the water vapor supply unit 170 and the temperature control unit 140 are supplied from the lower part of the chamber 100 and discharged to the upper part, so that the time of the air staying in the chamber 100 may be relatively long. Through this configuration, it is possible to secure time to control the dew point of the air supplied to the fuel cell facility.

공기배출부(160)는 앞서 설명한 바와 같이 챔버(100) 내의 공기를 배출하여 연료전지 설비로 이동시킬 수 있는 것으로서, 챔버(100)의 상부에 설치될 수 있다. 수증기 공급부(170) 및 온도 조절부(140)가 챔버(100)의 하부에 배치되고, 공기배출부(160)가 상부에 배치되어 챔버(100) 내로 공급된 공기가 하부에서 상부로 이동하면서 노점이 제어된 다음 연료전지 설비로 이동하는 것이다.As described above, the air exhaust unit 160 discharges the air in the chamber 100 to move it to the fuel cell facility, and may be installed in the upper portion of the chamber 100 . The water vapor supply unit 170 and the temperature control unit 140 are disposed at the lower part of the chamber 100 , and the air outlet unit 160 is disposed at the upper part so that the air supplied into the chamber 100 moves from the lower part to the upper part, and the dew point This is controlled and then moved to the fuel cell facility.

본 발명의 일 실시예에서는 공기배출부(160) 인근에 노점 센서(110), 온도 센서(120) 및 습도 센서(130)가 설치된 것으로 구성될 수 있다. 즉, 공기배출부(160)는 연료전지 설비로 이동하기 전 바로 직전의 챔버(100)의 공간으로서 이러한 구성을 통하여 연료전지 설비에 공급되는 공기의 노점, 온도, 센서를 정확하게 체크할 수 있게 된다.In an embodiment of the present invention, the dew point sensor 110 , the temperature sensor 120 , and the humidity sensor 130 may be installed near the air discharge unit 160 . That is, the air discharge unit 160 is the space of the chamber 100 immediately before moving to the fuel cell facility, and through this configuration, it is possible to accurately check the dew point, temperature, and sensor of the air supplied to the fuel cell facility. .

한편, 공기배출부(160)는 복수로 구성될 수 있다. 이러한 구성을 통하여 연료전지 설비가 복수인 경우 각각의 연료전지 설비에 일정 노점을 갖는 공기를 공급할 수 있게 된다.Meanwhile, the air discharge unit 160 may be configured in plurality. Through this configuration, when there are a plurality of fuel cell facilities, it is possible to supply air having a predetermined dew point to each fuel cell facility.

공기배출부(160)는 팬(161)을 포함하고, 팬(161)의 동작속도에 따라 배출되는 공기의 양이 조절가능할 수 있다. 즉, 팬(161)의 동작속도가 빠르면 챔버(100)에서 연료전지 설비로 이동하는 공기의 양이 많아지며, 팬(161)의 동작속도가 느려지면 연료전지 설비로 이동하는 공기의 양이 줄어들게 된다.The air discharge unit 160 includes a fan 161 , and the amount of air discharged may be adjustable according to the operating speed of the fan 161 . That is, when the operating speed of the fan 161 is high, the amount of air moving from the chamber 100 to the fuel cell facility increases, and when the operating speed of the fan 161 is slow, the amount of air moving to the fuel cell facility decreases. do.

연료전지 설비에는 일정 노점을 갖는 공기가 공급되어야 하는데, 챔버(100)내 공기의 측정된 노점과 연료전지 설비에서 요구되는 노점의 차이가 큰 경우 챔버(100) 내 공기를 천천히 연료전지 설비로 이동시키면서 챔버(100) 내 공기의 노점을 제어하기 위함이다.Air having a certain dew point must be supplied to the fuel cell facility. When the difference between the measured dew point of the air in the chamber 100 and the dew point required by the fuel cell facility is large, the air in the chamber 100 is slowly moved to the fuel cell facility. while controlling the dew point of the air in the chamber 100 .

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제어부(150)가 노점 센서(110)에서 측정된 노점에 따라 팬(161)의 동작속도를 제어하는 것을 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating that the control unit 150 controls the operating speed of the fan 161 according to the dew point measured by the dew point sensor 110 according to an embodiment of the present invention.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 노점 센서(110)에서 측정된 노점과 기설정된 노점, 즉 연료전지 설비에서 요구되는 노점의 차이에 따라 팬(161)의 동작속도를 제어하는 것이다. That is, as shown in FIG. 3 , the operating speed of the fan 161 is controlled according to the difference between the dew point measured by the dew point sensor 110 and a preset dew point, that is, a dew point required by the fuel cell facility.

노점 센서(110)에서 측정된 노점과 기설정된 노점의 차이가 큰 경우 팬(161)의 동작속도를 늦추고, 측정된 노점과 기설정된 노점의 차이가 작은 경우 팬(161)의 동작속도를 일정하게 유지하는 것이다.When the difference between the dew point measured by the dew point sensor 110 and the preset dew point is large, the operating speed of the fan 161 is slowed down, and when the difference between the measured dew point and the preset dew point is small, the operating speed of the fan 161 is constant. is to keep

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라서 측정된 노점과 기설정된 노점의 차이가 5도 이상인 경우 팬(161)의 속도를 조절하는 것을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating control of the speed of the fan 161 when a difference between a measured dew point and a preset dew point is 5 degrees or more according to an embodiment of the present invention.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일 실시예로서, 챔버(100) 내 공기의 측정된 노점과 기설정된 노점의 차이가 5도 이상인 경우에는 팬(161)의 동작속도를 늦출 수 있다.That is, as shown in FIG. 4 , as an embodiment according to the present invention, when the difference between the measured dew point of the air in the chamber 100 and the preset dew point is 5 degrees or more, the operating speed of the fan 161 is slowed down. can

챔버(100) 내 공기의 노점을 조절하기 위해서 온도 조절부(140) 및 수증기 공급부(170)가 동작하여야 하는데, 공기의 측정된 노점과 기설정된 노점의 차이가 너무 커버리면 노점을 조절하는데 상대적으로 긴 시간이 소요될 수 있다. 이 경우 연료전지 설비에 챔버(100) 내의 공기를 바로 공급하게 되면 연료전지 설비에서 요구되는 노점과 큰 차이가 나는 노점을 갖는 공기가 공급되기 때문에 이 경우 공급되는 공기의 양을 줄이고, 챔버(100) 내 공기 노점을 기설정된 노점에 어느정도 근접하게 맞춘 다음 공급하는 것이 바람직하다.In order to control the dew point of the air in the chamber 100, the temperature control unit 140 and the water vapor supply unit 170 must operate. It can take a long time. In this case, when the air in the chamber 100 is directly supplied to the fuel cell facility, air having a dew point that is significantly different from the dew point required for the fuel cell facility is supplied. In this case, the amount of supplied air is reduced and the chamber 100 ) It is desirable to supply the air after adjusting the dew point of the air to a certain extent close to the preset dew point.

즉 챔버(100) 내 공기의 노점을 조절하는 시간이 요구되기 때문에 측정된 노점과 기설정된 노점의 차이가 너무 크게 되면 팬(161)의 동작속도를 늦추고, 측정된 노점과 기설정된 노점의 차이가 일정범위 이내이면 팬(161)의 속도를 일정하게 유지하여 일정한 양의 공기를 연료전지 설비로 공급하는 것이다.That is, since time is required to adjust the dew point of the air in the chamber 100, if the difference between the measured dew point and the preset dew point is too large, the operating speed of the fan 161 is slowed down, and the difference between the measured dew point and the preset dew point is If it is within a certain range, the speed of the fan 161 is kept constant and a certain amount of air is supplied to the fuel cell facility.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명의 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.The protection scope of the present invention is not limited to the description and expression of the embodiments explicitly described above. In addition, it is added once again that the protection scope of the present invention cannot be limited due to obvious changes or substitutions in the technical field to which the present invention pertains.

10: 공기온도 조절부
11: 공기 쿨러
12: 공기 히터
20: 물온도 조절부
21: 물 쿨러
22: 물 히터
100: 챔버
110: 노점 센서
120: 온도 센서
130: 습도 센서
140: 온도 조절부
150: 제어부
160: 공기배출부
161: 팬
170: 수증기 공급부
171: 공기 공급라인
172: 물 공급라인
173: 2류체 노즐10: air temperature control unit
11: Air cooler
12: air heater
20: water temperature control unit
21: water cooler
22: water heater
100: chamber
110: dew point sensor
120: temperature sensor
130: humidity sensor
140: temperature control unit
150: control unit
160: air exhaust
161: fan
170: water vapor supply unit
171: air supply line
172: water supply line
173: two-fluid nozzle

Claims (8)

연료전지 설비에 수분을 포함하는 공기를 공급하는 가습장치에 있어서,
공기를 수용하는 챔버;
상기 챔버에 결합되어 내부에 수용된 공기의 노점(露點)을 측정하는 노점 센서;
상기 챔버에 결합되어 내부에 수용된 공기의 온도를 측정하는 온도 센서;
상기 챔버에 결합되어 내부에 수용된 공기의 습도를 측정하는 습도 센서;
상기 챔버에 결합되어 상기 챔버 내로 수증기를 공급하는 수증기 공급부;
상기 챔버에 결합되어 상기 챔버 내의 공기의 온도를 조절하는 온도 조절부;
상기 노점 센서에서 측정된 노점, 상기 온도 센서에서 측정된 온도, 상기 습도 센서에서 측정된 습도에 따라 상기 수증기 공급부 및 상기 온도 조절부를 제어하는 제어부; 및
상기 챔버에 결합되어 상기 챔버 내의 공기를 배출하여 연료전지 설비로 공급할 수 있는 공기배출부를 포함하고,
상기 공기배출부는 팬을 포함하고, 팬의 동작속도에 따라 배출되는 공기의 양을 조절가능하고,
상기 제어부는 상기 노점 센서에서 측정된 노점과 기설정된 노점의 차이에 따라 상기 팬의 동작속도를 제어하는 것으로서, 측정된 노점과 기설정된 노점 차이가 일정차이 이상인 경우 상기 제어부가 상기 팬의 동작속도를 낮추고, 측정된 노점과 기설정된 노점 차이가 일정차이 미만인 경우 상기 제어부가 상기 팬의 동작속도를 그대로 유지하는 것을 특징으로 하는,
일정 노점을 갖는 공기의 공급이 가능한 연료전지용 가습장치.A humidifier for supplying air containing moisture to a fuel cell facility, comprising:
a chamber containing air;
a dew point sensor coupled to the chamber to measure a dew point of air accommodated therein;
a temperature sensor coupled to the chamber to measure the temperature of the air accommodated therein;
a humidity sensor coupled to the chamber to measure the humidity of the air accommodated therein;
a water vapor supply unit coupled to the chamber and supplying water vapor into the chamber;
a temperature control unit coupled to the chamber to control the temperature of the air in the chamber;
a controller configured to control the water vapor supply unit and the temperature controller according to the dew point measured by the dew point sensor, the temperature measured by the temperature sensor, and the humidity measured by the humidity sensor; and
and an air discharge unit coupled to the chamber to discharge air in the chamber and supply it to a fuel cell facility,
The air discharge unit includes a fan, and the amount of air discharged according to the operating speed of the fan is adjustable,
The control unit controls the operating speed of the fan according to a difference between the dew point measured by the dew point sensor and a preset dew point. lowered, and when the difference between the measured dew point and the preset dew point is less than a predetermined difference, the control unit maintains the operating speed of the fan as it is,
A humidifier for fuel cells that can supply air with a certain dew point. 제1항에 있어서,
상기 온도 조절부는;
상기 챔버에 결합되어 상기 챔버 내로 찬 공기를 공급하는 에어 쿨러;
상기 챔버에 결합되어 상기 챔버 내로 더운 공기를 공급하는 에어 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는,
일정 노점을 갖는 공기의 공급이 가능한 연료전지용 가습장치.According to claim 1,
the temperature control unit;
an air cooler coupled to the chamber and supplying cold air into the chamber;
It characterized in that it comprises an air heater coupled to the chamber for supplying hot air into the chamber,
A humidifier for fuel cells that can supply air with a certain dew point. 제1항에 있어서,
상기 수증기 공급부는,
공기를 공급하는 공기 공급라인;
물을 공급하는 물 공급라인; 및
상기 공기 공급라인 및 상기 물 공급라인이 만나 물과 공기를 동시에 배출하는 2류체 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는,
일정 노점을 갖는 공기의 공급이 가능한 연료전지용 가습장치.According to claim 1,
The water vapor supply unit,
an air supply line for supplying air;
a water supply line for supplying water; and
wherein the air supply line and the water supply line meet to include a two-fluid nozzle for discharging water and air at the same time,
A humidifier for fuel cells that can supply air with a certain dew point. 제3항에 있어서,
상기 공기 공급라인에 연결되어, 공급되는 상기 공기의 온도를 조절하는 공기온도 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
일정 노점을 갖는 공기의 공급이 가능한 연료전지용 가습장치.4. The method of claim 3,
Connected to the air supply line, characterized in that it further comprises an air temperature control unit for controlling the temperature of the supplied air,
A humidifier for fuel cells that can supply air with a certain dew point. 제4항에 있어서,
상기 물 공급라인에 연결되어 공급되는 상기 물의 온도를 조절하는 물온도 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
일정 노점을 갖는 공기의 공급이 가능한 연료전지용 가습장치.5. The method of claim 4,
It characterized in that it further comprises a water temperature control unit connected to the water supply line to control the temperature of the supplied water,
A humidifier for fuel cells that can supply air with a certain dew point. 제1항에 있어서,
상기 공기배출부는 복수로 형성되는 것을 특징으로 하는,
일정 노점을 갖는 공기의 공급이 가능한 연료전지용 가습장치.According to claim 1,
It characterized in that the air outlet is formed in plurality,
A humidifier for fuel cells that can supply air with a certain dew point. 삭제delete 삭제delete
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