KR102432357B1 - 연료전지 운용시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료전지 운용시스템에 관한 것으로, 공기가 유입되는 유입관과 연결되는 유입구 및 공기가 유출되는 유출관과 연결되는 유출구가 형성되는 덕트와, 상기 덕트의 내부에서 유입구와 유출구 사이에 배치되고 상기 덕트의 내부에서 흡입공간과 배출공간을 형성하는 경계판과, 상기 덕트의 내부에 배치되고 상기 경계판과 접촉 또는 분리되며 상기 덕트의 내부를 폐쇄 또는 개방하는 댐퍼부재와, 상기 덕트의 흡입공간과 연료전지부를 연결하고, 상기 흡입공간으로부터 상기 연료전지부로 공기를 공급하는 복수개의 급기라인 및, 상기 덕트의 배출공간과 연료전지부를 연결하고 상기 연료전지부로부터 상기 배출공간으로 배가스를 배출하는 복수개의 배기라인을 포함하여 구성될 수 있으며, 본 발명에 따르면, 다중 연료전지 시스템에 대한 공기 및 배가스의 분배 급기/배기, 유해가스의 검출, 센싱 및 에어펌프 제어를 통한 가스의 역류방지, 연료전지의 작동제어 등을 일체로 관리함으로써, 다중 연료전지 시스템 전체를 안정적으로 운용할 수 있하는 효과가 있다.

Description

연료전지 운용시스템{OPERATION SYSTEM OF FUEL CELL}
본 발명은 연료전지 운용시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다중 연료전지 시스템에 대한 공기 및 배가스의 분배 급기/배기, 유해가스의 검출, 센싱 및 에어펌프 제어를 통한 가스의 역류방지, 연료전지의 작동제어 등을 일체로 관리함으로써, 다중 연료전지 시스템 전체를 안정적으로 운용할 수 있는 연료전지 운용시스템에 관한 것이다.
연료전지는 연료(수소 또는 개질 가스)와 산화제(산소 또는 공기)를 이용하여 전기 화학적으로 전력을 생산하는 장치로서, 외부에서 지속적으로 공급되는 연료와 산화제를 전기 화학 반응에 의하여 직접 전기에너지로 변환시키는 장치이다.
연료전지의 산화제로는 순수 산소나 산소가 다량 함유되어 있는 공기를 이용하며, 연료로는 순수 수소 또는 탄화수소계 연료(LNG, LPG, CH3OH)또는 탄화수소계 연료를 개질하여 생성된 수소가 다량 함유된 개질 가스를 사용한다.
이러한 연료전지는 크게, 고분자 전해질형 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell: PEMFC)와, 직접 산화형 연료전지(Direct Oxydation Fuel Cell)와 직접 메탄올형 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell: DMFC)로 구분될 수 있다.
고분자 전해질형 연료전지는 스택(stack)이라 불리는 연료전지 본체를 포함하며, 개질기로부터 공급되는 수소 가스와, 공기펌프 또는 팬의 가동에 의해 공급되는 공기의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 구조로서 이루어진다. 여기서 개질기는 연료를 개질하여 이 연료로부터 수소 가스를 발생시키고, 이 수소 가스를 스택으로 공급하는 연료처리장치로서의 기능을 한다.
연료전지는 전력과 열을 동시에 발생시키는 바, 발전효율과 열효율의 합인 총효율이 80%가 넘는 고효율 에너지 생산기기로 각광받고 있다. 또한, 실제 건물용이나 주거용 주택에 연료전지를 설치하여 사용자가 필요로 하는 전력과 열을 직접 생산하여 사용할 수 있는 장점이 있어서 사용자의 편의성이 향상될 뿐만 아니라 에너지 사용 비용을 대폭 감소시킬 수 있다.
최근에는 다수의 연료전지를 통합하여 고효율 에너지를 생산하는 연료전지 시스템을 구축하여 운용하고 있다.
이 경우 다수의 연료전지에 비교적 균일하고 안정적으로 공기를 공급하는 것이 중요한 숙제일 수 있다. 또한 각종 상황 발생시에도 연료전지에 공기를 안정적으로 공급하는 시스템을 구축하고 연료전지 구동여부를 자동화할 수 있는 체계도 요구된다.
그리고 다수의 연료전지를 운용하는 경우에는 다수의 연료전지와 연결되어야 하는 급기관과 배기관을 개별적으로 연결하여 배치한다면, 공간상의 제약과 설치/관리상의 문제가 야기될 수 있다. 따라서 급기관과 배기관을 통합하여 공간 활용도를 높이고 설치/유지보수를 간편화할 수 있는 구조가 요구된다.
본 발명은 상기와 같이 관련 기술분야의 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 다중 연료전지 시스템에 대한 공기 및 배가스의 분배 급기/배기, 유해가스의 검출, 센싱 및 에어펌프 제어를 통한 가스의 역류방지, 연료전지의 작동제어 등을 일체로 관리함으로써, 다중 연료전지 시스템 전체를 안정적으로 운용할 수 있는 연료전지 운용시스템을 제공하는 데에 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 연료전지 운용시스템에 관한 것으로, 공기가 유입되는 유입관과 연결되는 유입구 및 공기가 유출되는 유출관과 연결되는 유출구가 형성되는 덕트; 상기 덕트의 내부에서 유입구와 유출구 사이에 배치되고 상기 덕트의 내부에서 흡입공간과 배출공간을 구획하는 경계판; 상기 덕트의 내부에 배치되고 상기 경계판과 접촉 또는 분리되며 상기 덕트의 내부를 폐쇄 또는 개방하는 댐퍼부재; 상기 덕트의 흡입공간과 연료전지부를 연결하고, 상기 흡입공간으로부터 상기 연료전지부로 공기를 공급하는 복수개의 급기라인; 및 상기 덕트의 배출공간과 연료전지부를 연결하고 상기 연료전지부로부터 상기 배출공간으로 배가스를 배출하는 복수개의 배기라인;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 덕트에서 상기 유입구측에 배치되고 상기 덕트의 내부로 공기를 강제흡입하는 제1 송풍팬; 및 상기 덕트에서 상기 유출구측에 배치되고 상기 덕트의 내부에서 공기 또는 배가스를 강제배출하는 제2 송풍팬;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 댐퍼부재는, 상기 경계판에 대응되는 판 형상이고, 상기 덕트의 내부에서 샤프트로 연결되며 회전 가능하게 배치되는 덕트댐퍼; 상기 샤프트를 회전시켜 상기 덕트댐퍼를 개폐하는 댐퍼모터; 및 상기 샤프트와 상기 댐퍼모터간의 동력전달을 연결 또는 차단하는 댐퍼클러치;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 유입구측에 배치되고 공기에 포함된 이물질을 제거하는 덕트필터;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 덕트필터와 상기 제1 송풍팬 사이에서 상기 유입구측에 배치되고, 상기 유입관에서 상기 덕트의 흡입공간으로 유입되는 공기의 유량을 측정하는 유량측정센서;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 덕트의 내부에서 상기 배출공간에 배치되고, 배가스와 응축수를 분리하는 기수분리기 및 분리된 응축수를 배출하는 증기트랩이 설치된 배관 형태의 응축수 배출부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 연료전지부는, 상기 복수개의 급기라인과 각각 연결되며 공기를 공급받고, 상기 복수개의 배기라인과 각각 연결되며 배가스를 배출하는 복수개의 연료전지 시스템;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 연료전지부는, 상기 복수개의 배기라인에 배치되는 역류방지댐퍼;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 연료전지 시스템은, 하우징; 하우징의 내부에 배치되고 하우징의 내부를 구획하는 격벽; 상기 격벽을 기준으로 상기 하우징의 일측에 형성되고, 상기 급기라인에서 공급되는 공기가 유동하는 공기유동공간; 상기 격벽의 단부와 상기 하우징의 내면간에는 배치되는 에어필터; 상기 격벽을 기준으로 상기 하우징의 타측에 배치되고, 상기 에어필터와 연결관으로 연결되는 에어펌프; 상기 격벽을 기준으로 상기 하우징의 타측에 배치되고, 상기 에어펌프와 연결관으로 연결되는 연료전지 및 개질기;을 포함하고, 상기 연료전지 및 개질기는 상기 배기라인과 연결관으로 연결되고, 상기 연료전지 및 개질기에서에서 배출되는 배가스는 상기 배기라인으로 배출될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 연료전지 시스템은, 상기 공기유동공간에 배치되고, 공기의 유동방향을 측정하는 제1 풍향측정센서; 및 상기 연료전지 및 개질기와 상기 배기라인사이에 배치되고, 배가스의 유동방향을 측정하는 제2 풍향측정센서;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 연료전지 시스템은, 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 급기라인과 연결되는 공기유동관; 상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 공기유동관과 연결되는 에어필터; 상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 에어필터와 연결관으로 연결되는 에어펌프; 상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 에어펌프와 연결관으로 연결되는 연료전지 및 개질기;을 포함하고, 상기 연료전지 및 개질기는 상기 배기라인과 연결관으로 연결되고, 상기 연료전지 및 개질기에서에서 배출되는 배가스는 상기 배기라인으로 배출될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 연료전지 시스템은, 상기 공기유동관에 배치되고, 공기의 유동방향을 측정하는 제1 풍향측정센서; 및 상기 연료전지 및 개질기와 상기 배기라인사이에 배치되고, 공기의 유동방향을 측정하는 제2 풍향측정센서;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 연료전지 시스템은, 상기 하우징의 내부에 배치되고, 일산화탄소의 누출여부를 측정하는 가스측정센서;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 복수개의 연료전지 시스템과 연결되는 상기 복수개의 배기라인은 G1 분기점에서 하나의 배기라인으로 결합되고, 상기 복수개의 연료전지 시스템과 연결되는 상기 복수개의 급기라인은 G2 분기점에서 하나의 급기라인으로 결합되며, 상기 하나의 배기라인과 상기 하나의 급기라인은 이중관으로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 덕트댐퍼, 상기 제1,2 송풍팬, 상기 유량측정센서, 상기 풍향측정센서, 상기 가스측정센서, 상기 급기라인 및 상기 배기라인를 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제어부는, 상기 유량측정센서 및 상기 제1,2 송풍팬과 연계되는 송풍 제어모듈;을 포함하고, 상기 송풍 제어모듈은, 상기 유량측정센서에서 측정한 공기 유량값과 기설정된 작동유량 기준값을 비교하여 공기 유량값에 따라 상기 제1,2 송풍팬의 속도를 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제어부는, 상기 유량측정센서에서 측정한 공기 유량값과 기설정된 작동유량 기준값을 비교하여 공기 유량값에 상대적으로 낮게 측정되어, 상기 송풍 제어모듈이 상기 제1,2 송풍팬의 속도를 높이더라도, 상기 제1,2 송풍팬의 속도를 조절한 정도에 비해 공기 유량의 변화값이 작은 경우, 상기 제어부는 상기 덕트필터의 점검 신호를 표시부로 송출할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제어부는, 상기 유입구에서 상기 유출구로 공기를 자연 순환 또는 강제 순환시키는 상기 댐퍼부재를 제어하는 댐퍼 제어모듈;을 더 포함하고, 상기 댐퍼 제어모듈은, 공기를 자연 순환시키는 경우에는 상기 댐퍼클러치를 조작하여 상기 댐퍼모터와 상기 덕트댐퍼의 샤프트간 연결을 분리하고, 공기를 강제 순환시키는 경우에는 상기 댐퍼클러치를 조작하여 상기 댐퍼모터와 상기 덕트댐퍼의 샤프트를 연결할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제어부는, 상기 복수개의 급기라인에 배치되는 복수개의 제어밸브 및 상기 복수개의 배기라인에 배치되는 복수개의 제어밸브의 개폐여부 및 개방의 정도를 제어하는 밸브 제어모듈;을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제어부는, 상기 에어펌프의 동력을 제어하는 펌프 제어모듈; 상기 제1,2 풍향측정센서로부터 공기 또는 배가스의 풍향 정보를 수신하는 풍향감지부; 및 연료전지의 작동를 제어하는 연료전지 제어모듈;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제어부는, 상기 풍향감지부가 공기유동공간 또는 공기유동관에서 공기의 역류를 감지하는 경우에는, 상기 연료전지 제어모듈은 연료전지의 작동을 일시 정지하거나, 또는 상기 펌프 제어모듈이 에어펌프의 동력을 높이거나, 또는 상기 송풍 제어모듈이 제1 송풍팬의 속도를 증가시키고, 상기 풍향감지부가 배기라인에서 배가스의 역류를 감지하는 경우에는, 상기 펌프 제어모듈이 에어펌프의 동력을 높이거나, 또는 상기 송풍 제어모듈이 제2 송풍팬의 속도를 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제어부는, 상기 하우징의 내부에 일산화탄소를 측정하는 가스감지부;를 더 포함하고, 상기 가스감지부가 일산화탄소를 검출하는 경우에는, 상기 연료전지 제어모듈은 연료전지의 작동을 일시 정지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다수의 연료전지를 통합하여 운용하는 연료전지 시스템에서, 통합된 덕트에 연결되는 급기라인 및 배기라인을 통해 다수의 연료전지에 안정적으로 공기 공급 및 분배가 가능하고, 배가스(공기, 이산화탄소, 일산화탄소 등 포함) 배기시에도 통합적으로 배기가 가능하여, 다수의 연료전지 출력 효율을 안정적으로 유지하여 전체 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 센싱을 통해 공기 및 배가스의 역류, 유해가스 누출 등을 감지하고, 그에 따른 에어펌프의 출력조절, 연료전지의 구동 정지 등과 같은 자동화 제어가 가능하도록 하여 보다 안정적인 운용을 가능하게 하였다.
또한, 다수의 연료전지와 연결되는 급기라인과 배기라인을 하나의 관으로 통합하여, 건물과 같은 밀폐공간 내부에서 설치 공간상의 제약을 해결할 수 있고, 설치/관리의 편의도 제공한다. 이는 공간 활용도를 높이고 설치/유지보수를 간편화할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명인 연료전지 운용시스템에서 덕트와 다중 연료전지 시스템간에 급기라인과 배기라인간의 연결 구조를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명인 연료전지 운용시스템에서 다중 연료전지 시스템의 공기 및 배가스 유동 구조를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명인 연료전지 운용시스템에서 다중 연료전지 시스템의 공기 및 배가스 유동 구조와 급기라인과 배기라인을 통합한 이중관 구조를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명인 연료전지 운용시스템에서 다중 연료전지 시스템의 공기 및 배가스 유동 구조와 급기라인과 배기라인을 통합한 삼중관 구조를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명인 연료전지 운용시스템에서 다중 연료전지 시스템의 공기 및 배가스 유동 구조와 급기라인과 배기라인을 통합한 사중관 구조를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명인 연료전지 운용시스템에서 다중 연료전지 시스템의 공기 및 배가스 유동 구조에 대한 다른 실시예를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명인 연료전지 운용시스템에서 제어부의 구성을 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 연료전지 운용시스템의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명인 연료전지 운용시스템에서 덕트(130)와 다중 연료전지 시스템(S)간에 급기라인(F)과 배기라인(P)간의 연결 구조를 나타낸 도면이다.
도 1을 참고하면, 본 발명인 연료전지 운용시스템은 덕트(130), 경계판(131), 댐퍼부재(180), 제1 송풍팬(161), 제2 송풍팬(163), 덕트필터(150), 유량측정센서(170), 응축수 배출부(190), 급기라인(F) 및 배기라인(P)을 포함할 수 있다.
상기 덕트(130)는 공기가 유입되는 유입관(110)과 연결되는 유입구(133) 및 공기가 유출되는 유출관(120)과 연결되는 유출구(135)가 양측에 형성될 수 있다.
상기 경계판(131)은 상기 덕트(130)의 내부에서 유입구(133)와 유출구(135) 사이에 배치되고 상기 덕트(130)의 내부에서 흡입공간(R1)과 배출공간(R2)을 구획할 수 있다.
상기 댐퍼부재(180)는 상기 덕트(130)의 내부에 배치되고 상기 경계판(131)과 접촉 또는 분리되며 상기 덕트(130)의 내부를 폐쇄 또는 개방할 수 있다.
이러한 상기 댐퍼부재(180)는 덕트댐퍼(181), 댐퍼모터(184) 및 댐퍼클러치(183)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 덕트댐퍼(181)는 상기 경계판(131)에 대응되는 판 형상일 수 있으며, 상기 덕트(130)의 내부에서 샤프트(182)로 연결되며 회전 가능하게 배치될 수 있다.
상기 댐퍼모터(184)는 상기 샤프트(182)를 회전시켜 상기 덕트댐퍼(181)를 개폐할 수 있다. 그리고 상기 댐퍼클러치(183)는 상기 샤프트(182)와 상기 댐퍼모터(184)간의 동력전달을 연결 또는 차단할 수 있다.
만약 상기 댐퍼클러치(183)가 연결되지 않아 상기 샤프트(182)에 동력이 전달되지 않는 경우, 자연스러운 공기 흐름에 의해 상기 덕트댐퍼(181)가 열리거나 또는 닫힐 수 있다.
만약 상기 댐퍼클러치(183)가 연결되어 상기 샤프트(182)에 동력이 전달되는 경우, 운용자는 상기 댐퍼모터(184)를 구동하여 상기 덕트댐퍼(181)의 개폐를 조절할 수 있게 된다. 이 경우 상기 덕트댐퍼(181)의 개폐는 강제적으로 발생할 수 있다.
상기 제1 송풍팬(161)은 상기 덕트(130)에서 상기 유입구(133)측에 배치되고 상기 덕트(130)의 내부로 공기를 강제흡입하도록 제공될 수 있다.
또한 상기 덕트필터(150)는 상기 유입구(133)측에 배치되고 공기에 포함된 이물질을 제거하도록 제공될 수 있다. 상기 제1 송풍팬(161)이 작동함에 따라 외부 공기는 상기 유입관(110)을 통해 상기 덕트(130)의 내부로 유입되는데, 이때 상기 덕트필터(150)가 외부 공기에 포함된 이물질을 필터링하게 된다. 필터링된 깨끗한 공기는 복수개의 급기라인(F)을 통해 연료전지부(200)로 분배되어 공급될 수 있다.
여기서 상기 유량측정센서(170)는 상기 덕트필터(150)와 상기 제1 송풍팬(161) 사이에서 상기 유입구(133)측에 배치될 수 있으며, 상기 유입관(110)에서 상기 덕트(130)의 흡입공간(R1)으로 유입되는 공기의 유량을 측정할 수 있다. 상기 유량측정센서(170)에서 측정한 공기 유량값에 따라 원활한 공기 공급을 위해 상기 제1 송풍팬(161)의 속도를 조절하거나 또는 상기 덕트필터(150)의 교체 및 청소 여부를 간접적으로 확인할 수 있다.
자세한 내용은 제어부(300) 설명에서 후술하도록 한다.
상기 제2 송풍팬(163)은 상기 덕트(130)에서 상기 유출구(135)측에 배치되고 상기 덕트(130)의 내부에서 공기 또는 배가스를 강제배출하도록 제공될 수 있다. 상기 제2 송풍팬(163)이 작동함에 따라 연료전지부(200)로부터 상기 덕트(130)의 배출공간(R2)으로 배출된 배가스는 상기 유출관(120)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
상기 응축수 배출부(190)는 상기 덕트(130)의 내부에서 상기 배출공간(R2)에 배치되고, 상기 배기라인(P)에서 배출되는 배가스에 포함된 응축수를 배출하도록 제공될 수 있다.
구체적으로 상기 응축수 배출부(190)는 배관 구조로 이뤄질 수 있으며, 상기 응축수 배출부(190)에는 배가스와 응축수를 분리하는 기수분리기 및 분리된 응축수를 배출하는 증기트랩이 설치될 수 있다.
다음, 상기 급기라인(F)은 상기 덕트(130)의 흡입공간(R1)과 연료전지부(200)를 연결하고, 상기 흡입공간(R1)으로부터 상기 연료전지부(200)로 공기를 공급하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 도 1에서 상기 급기라인(F)은 4개로만 표시하였으나, 이는 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 편의인 것이고, 더 많은 다수의 연료전지 시스템(S)과 연결될 수 있다. 다수의 연료전지 시스템(S)은 1~n 번째까지 배치될 수 있다.
상기 복수개의 급기라인(F)에는 각각 제어밸브(H1~Hn)가 배치될 수 있으며, 제어밸브(H1~Hn)는 전자식 제어밸브로 운용자가 제어부(300)를 구성하는 밸브 제어모듈(350)을 통해 개폐 여부 또는 개방의 정도를 개별적으로 조절할 수 있다.
상기 배기라인(P)은 상기 덕트(130)의 배출공간(R2)과 연료전지부(200)를 연결하고 상기 연료전지부(200)로부터 상기 배출공간(R2)으로 배가스를 배출하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 도 1에서 상기 배기라인(P)은 4개로만 표시하였으나, 이는 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 편의인 것이고, 더 많은 다수의 연료전지 시스템(S)과 연결될 수 있다. 다수의 연료전지 시스템(S)은 1~n 번째까지 배치될 수 있다.
상기 복수개의 배기라인(P)에는 각각 제어밸브(D1~Dn)가 배치될 수 있으며, 제어밸브(D1~Dn)는 전자식 제어밸브로 운용자가 제어부(300)를 구성하는 밸브 제어모듈(350)을 통해 개폐 여부 또는 개방의 정도를 개별적으로 조절할 수 있다.
한편, 도 2 내지 도 5에서는 본 발명인 연료전지 운용시스템에서 다중 연료전지 시스템(S)의 공기 및 배가스 유동 구조를 나타내고 있다.
우선 도 2를 참고하면, 본 발명인 연료전지 운용시스템에서 연료전지부(200)는 상기 복수개의 급기라인(F)과 각각 연결되며 공기를 공급받고, 상기 복수개의 배기라인(P)과 각각 연결되며 배가스를 배출하는 복수개의 연료전지 시스템(FC)으로 구성될 수 있다. 상기 복수개의 연료전지 시스템(FC)은 1~n까지 배치될 수 있다.
그리고 상기 복수개의 배기라인(P)에는 역류방지댐퍼(211,212)가 배치될 수 있다. 이는 배가스가 다시 복수개의 연료전지 시스템(FC)으로 역류하는 것을 방지하는 기능을 한다.
상기 연료전지 시스템(FC)들은 개별적으로 하우징(260), 격벽(270), 공기유동공간(260a), 에어필터(240), 에어펌프(230), 연료전지 및 개질기(250), 제1 풍향측정센서(221), 제2 풍향측정센서(223), 가스측정센서(225)를 포함하여 구성될 수 있다.
우선 상기 하우징(260)은 연료전지 시스템(FC)의 전반적인 형상 및 내부 공간을 형성할 수 있다.
상기 격벽(270)은 하우징(260)의 내부에 배치되고 하우징(260)의 내부를 구획할 수 있다.
상기 공기유동공간(260a)은 상기 격벽(270)을 기준으로 상기 하우징(260)의 일측에 형성되고, 상기 급기라인(F)에서 공급되는 공기가 유동하는 공간을 수 있다.
상기 에어필터(240)는 상기 격벽(270)의 단부와 상기 하우징(260)의 내면간에는 배치될 수 있다. 상기 급기라인(F)에서 유입된 공기는 상기 격벽(270)에 의해 형성된 상기 공기유동공간(260a)을 따라 이동한 후에 상기 에어필터(240)를 통과하며 이물질이 필터링되고 연결관(V)으로 유입된다.
상기 에어필터(240)와 상기 에어펌프(230)는 연결관(V)으로 연결되어 있어, 공기는 상기 에어펌프(230)로 유입된다. 상기 에어펌프(230)는 상기 격벽(270)을 기준으로 상기 하우징(260)의 타측에 배치되어 있으며, 운용자가 상기 에어펌프(230)를 작동시킴에 따라 상기 공기유동공간(260a)의 공기가 상기 에어필터(240)를 거쳐 상기 연료전지 및 개질기(250)로 공급되게 된다.
상기 연료전지 및 개질기(250)는 상기 격벽(270)을 기준으로 상기 하우징(260)의 타측에 배치되고, 상기 에어펌프(230)와는 연결관(V)으로 연결되어 있어 공기를 공급받는다. 그리고 개질기에서 생성된 연료(수소)와 공기는 연료전지에서 화학반응을 하여 전기를 생산한다.
연료전지에서 화학반응이 끝나면 배가스는 연결관(V)을 통해 상기 배기라인(P)으로 배출된다. 상기 연료전지 및 개질기(250)는 상기 배기라인(P)과 연결관(V)으로 연결되어 있으므로, 상기 연료전지 및 개질기(250)에서 배출되는 배가스는 상기 배기라인(P)으로 배출되게 된다.
그리고 상기 배기라인(P)에는 상기 역류방지댐퍼(211,212)가 배치되어 있어, 배가스는 다시 연료전지 시스템(FC)으로 역류하는 것이 억제된다.
여기서 상기 제1 풍향측정센서(221)는 상기 공기유동공간(260a)에 배치되고, 공기의 유동방향을 측정할 수 있다. 그리고 상기 제2 풍향측정센서(223)는 상기 연료전지 및 개질기(250)와 상기 배기라인(P)사이에 배치되고, 배가스의 유동방향을 측정할 수 있다.
상기 제1 풍향측정센서(221)가 공기유동공간(260a)에서 공기의 역류를 감지하는 경우에는, 연료전지의 작동을 일시 정지하거나, 또는 상기 에어펌프(230)의 동력을 높이거나, 또는 상기 제1 송풍팬(161)의 속도를 증가시킴으로써, 공기의 순방향 유동을 강화할 수 있다.
상기 제2 풍향측정센서(223)가 배기라인(P)에서 배가스의 역류를 감지하는 경우에는, 상기 에어펌프(230)의 동력을 높이거나, 또는 상기 제2 송풍팬(163)의 속도를 증가시킴으로써, 배가스의 순방향 유동을 강화할 수 있다.
자세한 사항은 제어부(300) 설명에서 후술하도록 한다.
다음 상기 가스측정센서(225)는 상기 하우징(260)의 내부에 배치되고, 일산화탄소(CO)의 누출여부를 측정하도록 제공될 수 있다. 상기 가스측정센서(225)가 일산화탄소의 누출을 감지하는 경우에는 연료전지의 작동을 정지하도록 한다.
한편, 도 3을 참고하면, 본 발명의 실시예에서는 2개의 연료전지 시스템(FC)과 연결되는 2개의 배기라인(P)은 G1 분기점에서 하나의 배기라인(P)으로 결합되고, 2개의 연료전지 시스템(FC)과 연결되는 2개의 급기라인(F)은 G2 분기점에서 하나의 급기라인(F)으로 결합될 수 있다. 이에 따라 하나의 배기라인(P)과 하나의 급기라인(F)은 이중관(K2)으로 구성될 수 있다. G1, G2 분기점을 활용한 다수의 급기라인(F)과 다수의 배기라인(P)을 연결하는 구조는 더 많은 경우에도 가능하다.
이는 다수의 연료전지와 연결되는 급기라인(F)과 배기라인(P)을 하나의 관으로 통합함으로써, 건물과 같은 밀폐공간 내부에서 설치 공간상의 제약을 해결하고, 설치 및 관리를 편의하게 할 수 있다. 즉 공간 활용도를 높이고 설치/유지보수를 간편화할 수 있다.
마찬가지로, 도 4를 참고하면, 본 발명의 실시예에서는 2개의 연료전지 시스템(FC)과 연결되는 2개의 급기라인(F)은 G2 분기점에서 하나의 급기라인(F)으로 결합될 수 있다. 이에 따라 2개의 급기라인(F)과 하나의 배기라인(P)은 삼중관(K3)으로 구성될 수 있다.
또한, 도 5를 참고하면, 본 발명의 실시예에서는 2개의 급기라인(F)과 2개의 배기라인(P)은 연결되는 분기점을 형성하지 않고, 하나의 사중관(K4)으로 일체로 통합될 수 있다.
도 2 내지 도 5에서는 2개의 연료전지 시스템(FC)을 표시함에 따라 이중관(K2), 삼중관(K3), 사중관(K4)을 이에 한정하여 설명하였으나, 설계사양에 따라 더 많은 복수개의 연료전지 시스템(FC)에도 동일하게 적용될 수 있다. 이 경우 다수의 연료전지와 연결되는 급기라인(F)과 배기라인(P)을 하나의 관으로 통합함으로써, 건물과 같은 밀폐공간 내부에서 설치 공간상의 제약을 해결하고, 설치 및 관리를 편의하게 할 수 있다.
한편, 도 6은 본 발명인 연료전지 운용시스템에서 다중 연료전지 시스템(FC)의 공기 및 배가스 유동 구조에 대한 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 6를 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에서 연료전지 시스템(FC)들은 개별적으로 하우징(260), 공기유동관(W), 에어필터(240), 에어펌프(230), 연료전지 및 개질기(250), 제1 풍향측정센서(221), 제2 풍향측정센서(223), 가스측정센서(225)를 포함하여 구성될 수 있다.
우선 상기 하우징(260)은 연료전지 시스템(FC)의 전반적인 형상 및 내부 공간을 형성할 수 있다.
상기 공기유동관(W)은 상기 하우징(260)의 내부에 배치되고, 상기 급기라인(F)과 연결되며 공기가 흡기되는 관일 수 있다.
상기 에어필터(240)는 상기 공기유동관(W)과 상기 연결관(V) 사이에 배치될 수 있다. 상기 급기라인(F)에서 유입된 공기는 상기 공기유동관(W)을 따라 이동한 후에 상기 에어필터(240)를 통과하며 이물질이 필터링되고 연결관(V)으로 유입된다.
상기 에어필터(240)와 상기 에어펌프(230)는 연결관(V)으로 연결되어 있어, 공기는 상기 에어펌프(230)로 유입된다. 운용자가 상기 에어펌프(230)를 작동시킴에 따라 상기 공기유동관(W)의 공기가 상기 에어필터(240)를 거쳐 상기 연료전지 및 개질기(250)로 공급되게 된다.
상기 연료전지 및 개질기(250)는 상기 에어펌프(230)와는 연결관(V)으로 연결되어 있어 공기를 공급받는다. 그리고 개질기에서 생성된 연료(수소)와 공기는 연료전지에서 화학반응을 하여 전기를 생산한다.
연료전지에서 화학반응이 끝나면 배가스는 연결관(V)을 통해 상기 배기라인(P)으로 배출된다. 상기 연료전지 및 개질기(250)는 상기 배기라인(P)과 연결관(V)으로 연결되어 있으므로, 상기 연료전지 및 개질기(250)에서에서 배출되는 배가스는 상기 배기라인(P)으로 배출되게 된다.
그리고 상기 배기라인(P)에는 상기 역류방지댐퍼(211,212)가 배치되어 있어, 배가스는 다시 연료전지 시스템(FC)으로 역류하는 것이 억제된다.
여기서 상기 제1 풍향측정센서(221)는 상기 공기유동관(W)에 배치되고, 공기의 유동방향을 측정할 수 있다. 그리고 상기 제2 풍향측정센서(223)는 상기 연료전지 및 개질기(250)와 상기 배기라인(P)사이에 배치되고, 배가스의 유동방향을 측정할 수 있다.
상기 제1 풍향측정센서(221)가 공기유동관(W)에서 공기의 역류를 감지하는 경우에는, 연료전지의 작동을 일시 정지하거나, 또는 상기 에어펌프(230)의 동력을 높이거나, 또는 상기 제1 송풍팬(161)의 속도를 증가시킴으로써, 공기의 순방향 유동을 강화할 수 있다.
상기 제2 풍향측정센서(223)가 배기라인(P)에서 배가스의 역류를 감지하는 경우에는, 상기 에어펌프(230)의 동력을 높이거나, 또는 상기 제2 송풍팬(163)의 속도를 증가시킴으로써, 배가스의 순방향 유동을 강화할 수 있다.
자세한 사항은 제어부(300) 설명에서 후술하도록 한다.
다음 상기 가스측정센서(225)는 상기 하우징(260)의 내부에 배치되고, 일산화탄소(CO)의 누출여부를 측정하도록 제공될 수 있다. 상기 가스측정센서(225)가 일산화탄소의 누출을 감지하는 경우에는 연료전지의 작동을 정지하도록 한다.
상술한 복수개의 급기라인(F)과 복수개의 배기라인(P)을 하나의 관으로 통합하는 이중관(K2), 삼중관(K3), 사중관(K4) 등은 도 6에 개시된 실시예에도 적용될 수 있다.
한편, 도 7은 본 발명인 연료전지 운용시스템에서 제어부(300)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 7을 참고하면, 본 발명인 연료전지 운용시스템에서 제어부(300)는 상기 덕트댐퍼(181), 상기 제1,2 송풍팬, 상기 유량측정센서(170), 상기 풍향측정센서, 상기 가스측정센서(225), 상기 급기라인(F) 및 상기 배기라인(P)을 제어할 수 있다.
이러한 상기 제어부(300)는 댐퍼 제어모듈(310), 펌프 제어모듈(320), 송풍 제어모듈(330), 연료전지 제어모듈(340), 밸브 제어모듈(350), 유량측정부(361), 풍향감지부(362), 가스감지부(363), 데이터베이스부(370), 표시부(380) 및 경고부(390)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 송풍 제어모듈(330)은 상기 유량측정센서(170) 및 상기 제1,2 송풍팬과 연계될 수 있다. 상기 송풍 제어모듈(330)은 상기 유량측정센서(170)에서 측정한 공기 유량값과 기설정된 작동유량 기준값을 비교하여 공기 유량값에 따라 상기 제1,2 송풍팬의 속도를 조절할 수 있다.
상기 유량측정센서(170)에서 측정된 유량 정보는 상기 유량측정부(361)로 송출된다.
예컨대, 상기 유량측정센서(170)에서 측정한 공기 유량값과 기설정된 작동유량 기준값을 비교하여 공기 유량값이 기설정된 작동유량 기준값보다 낮은 경우에는 공기 흡입량이 낮은 것이므로, 운용자는 상기 송풍 제어모듈(330)을 제어하여 상기 제1,2 송풍팬의 속도를 높여 흡입되는 공기량을 높일 수 있다. 이에 따라 연료전지 시스템(FC)으로 반응에 필요한 적정 범위내의 공기량을 공급할 수 있다.
반대로, 상기 유량측정센서(170)에서 측정한 공기 유량값과 기설정된 작동유량 기준값을 비교하여 공기 유량값이 기설정된 작동유량 기준값보다 높은 경우에는 공기가 과량 흡입되는 것이므로, 운용자는 상기 송풍 제어모듈(330)을 제어하여 상기 제1,2 송풍팬의 속도를 낮추어 흡입되는 공기량을 낮출 수 있다. 이에 따라 연료전지 시스템(FC)으로 공기가 과공급되어 막전극 접합체에서의 건조 현상이 발생될 수 있는 문제를 방지하며, 공급되는 공기량을 적정 범위내로 유지할 수 있다.
여기서, 상기 유량측정센서(170)에서 측정한 공기 유량값과 기설정된 작동유량 기준값을 비교하여 공기 유량값에 상대적으로 낮게 측정되어 상기 송풍 제어모듈(330)이 상기 제1,2 송풍팬의 속도를 높이더라도, 상기 제1,2 송풍팬의 속도를 조절한 정도에 비해 공기 유량의 변화값이 작은 경우에는, 상기 제어부(300)는 상기 덕트필터(150)의 점검 신호를 표시부(380)로 송출할 수 있다.
상기 표시부(380)의 점검 신호에 보고 운용자는 상기 덕트필터(150)의 교체 및 청소여부를 결정할 수 있다.
상기 댐퍼 제어모듈(310)은 상기 유입구(133)에서 상기 유출구(135)로 공기를 자연 순환 또는 강제 순환시키는 상기 댐퍼부재(180)를 제어할 수 있다.
상기 댐퍼 제어모듈(310)은, 공기를 자연 순환시키는 경우에는 상기 댐퍼클러치(183)를 조작하여 상기 댐퍼모터(184)와 상기 덕트댐퍼(181)의 샤프트(182)간 연결을 분리하고, 공기를 강제 순환시키는 경우에는 상기 댐퍼클러치(183)를 조작하여 상기 댐퍼모터(184)와 상기 덕트댐퍼(181)의 샤프트(182)를 연결할 수 있다.
상기 밸브 제어모듈(350)은 상기 복수개의 급기라인(F)에 배치되는 복수개의 제어밸브(H1~Hn) 및 상기 복수개의 배기라인(P)에 배치되는 복수개의 제어밸브(D1~Dn)의 개폐여부 및 개방의 정도를 제어할 수 있다.
예컨대 특정 연료전지 시스템(FC)을 사용하지 않을 경우 또는 특정 연료전지 시스템(FC)의 점검/보수가 필요하여 잠시 정지할 필요가 있는 경우에는 해당 연료전지 시스템(FC)과 연결되는 제어밸브를 개별적으로 닫을 수 있다.
반대로 전력 생산량을 조절하기 위해 일부 연료전지 시스템(FC)만 사용하는 경우에는 해당 연료전지 시스템(FC)과 연결되는 제어밸브를 개별적으로 개방하여 운용할 수 있다.
다음 상기 펌프 제어모듈(320)은 상기 에어펌프(230)의 동력을 제어할 수 있다. 상기 풍향감지부(362)는 상기 제1,2 풍향측정센서로부터 공기 또는 배가스의 풍향 정보를 수신할 수 있다. 상기 연료전지 제어모듈(340)은 연료전지의 작동를 제어하고 상태를 검출할 수 있다. 여기서 상기 제어부(300)는 펌프 제어모듈(320), 풍향감지부(362) 및 연료전지 제어모듈(340)을 연동하여 연료전지 시스템(FC)을 운용한다.
구체적으로 상기 풍향감지부(362)가 도 2에 나타난 공기유동공간(260a) 또는 도 6에 나타난 공기유동관(W)에서 공기의 역류를 감지하는 경우에는, 상기 펌프 제어모듈(320)이 에어펌프(230)의 동력을 높이거나, 또는 상기 송풍 제어모듈(330)이 제1 송풍팬(161)의 속도를 증가시킬 수 있다.
즉 급기라인(F)에서 공급되는 공기가 역류되는 것을 방지하기 위해, 에어펌프(230)의 동력을 높여 공기의 흡입이 잘 이뤄지도록 하거나, 또는 제1 송풍팬(161)의 속도를 높여 급기라인(F)으로 공기가 강하게 공급되도록 하여 공기의 역류를 억제하는 것이다.
또는 상기 연료전지 제어모듈(340)은 연료전지의 작동을 일시 정지할 수 있다. 이는 상기 공기유동공간(260a)이나 공기유동관(W)을 점검/보수하기 위함일 수 있다.
마찬가지로, 상기 풍향감지부(362)가 배기라인(P)에서 배가스의 역류를 감지하는 경우에는, 상기 펌프 제어모듈(320)이 에어펌프(230)의 동력을 높이거나, 또는 상기 송풍 제어모듈(330)이 제2 송풍팬(163)의 속도를 증가시킬 수 있다.
즉 배기라인(P)으로 배출되는 배가스가 역류되는 것을 방지하기 위해, 에어펌프(230)의 동력을 높여 배가스의 순방향 배출이 잘 이뤄지도록 하거나, 또는 제2 송풍팬(163)의 속도를 높여 배기라인(P)으로 배가스가 강하게 배출되도록 하여 배가스의 역류를 억제하는 것이다.
다음, 상기 가스감지부(363)는 상기 하우징(260)의 내부에 일산화탄소를 측정할 수 있다. 상기 가스감지부(363)가 이산화탄소를 검출하는 경우에는, 상기 연료전지 제어모듈(340)은 연료전지의 작동을 일시 정지하고, 연료전지 시스템(FC)을 점검/보수할 수 있다.
추가적으로 상기 데이터베이스부(370)는 상기 연료전지 운용시스템에서 일어나는 각종 상황이나 데이터값을 저장할 수 있으며, 표시부(380)는 디스플레이 화면으로 운용자가 표시부(380)를 통해 전반적인 상황을 모니터링할 수 있다.
상기 경고부(390)는 공기의 역류가 발생하는 경우, 또는 공기의 흡입량이 부족 또는 과량의 공기량이 흡입되는 경우, 또는 일산화탄소가 검출되는 경우 표시부(380)를 통해 운용자에게 경고를 보낼 수 있다.
본 발명은 상술한 구조를 바탕으로 하여, 다수의 연료전지를 통합하여 운용하는 연료전지 시스템에서, 통합된 덕트에 연결되는 급기라인 및 배기라인을 통해 다수의 연료전지에 안정적으로 공기 공급 및 분배가 가능하고, 배가스 배기시에도 통합적으로 배기가 가능하여, 다수의 연료전지 출력 효율을 안정적으로 유지하여 전체 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 센싱을 통해 공기 및 배가스의 역류, 유해가스 누출 등을 감지하고, 그에 따른 에어펌프의 출력조절, 연료전지의 구동 정지 등과 같은 자동화 제어가 가능하도록 하여 보다 안정적인 운용을 가능하게 하였다.
또한, 다수의 연료전지와 연결되는 급기라인과 배기라인을 하나의 관으로 통합하여, 건물과 같은 밀폐공간 내부에서 설치 공간상의 제약을 해결할 수 있고, 설치/관리의 편의도 제공한다. 이는 공간 활용도를 높이고 설치/유지보수를 간편화할 수 있도록 할 수 있다.
이상의 사항은 연료전지 운용시스템의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.
따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.
100:연료전지 운용시스템
110:유입관 120:유출관
130;덕트 131;경계판
133:유입구 135;유출구
150:덕트필터 161:제1 송풍팬
163:제2 송풍팬 170:유량측정센서
180:댐퍼부재 181:덕트댐퍼
182:샤프트 183:댐퍼클러치
184:댐퍼모터 190:응축수 배출부
200:연료전지부 S,FC:연료전지 시스템
211,212:역류방지댐터 221:제1 풍향측정센서
223:제2 풍향측정센서 225;가스측정센서
230:에어펌프 240:에어필터
250:연료전지 및 개질기 260:하우징
260a:공기유동공간 270:격벽
300:제어부
310:댐퍼 제어모듈 320:펌프 제어모듈
330:송풍 제어모듈 340:연료전지 제어모듈
350:밸브 제어모듈 361:유량측정부
362:풍향감지부 363:가스감지부
370:데이터베이스부 380:표시부
390:경고부
F:급기라인 P:배기라인
D,H:제어밸브
V:연결관 W:공기유동관
R1:흡입공간 R2:배출공간
K2:이중관 K3:삼중관
K4:사중관

Claims (22)

  1. 공기가 유입되는 유입관과 연결되는 유입구 및 공기가 유출되는 유출관과 연결되는 유출구가 형성되는 덕트;
    상기 덕트의 내부에서 유입구와 유출구 사이에 배치되고 상기 덕트의 내부에서 흡입공간과 배출공간을 구획하는 경계판;
    상기 덕트의 내부에 배치되고 상기 경계판과 접촉 또는 분리되며 상기 덕트의 내부를 폐쇄 또는 개방하는 댐퍼부재;
    상기 덕트의 흡입공간과 연료전지부를 연결하고, 상기 흡입공간으로부터 상기 연료전지부로 공기를 공급하는 복수개의 급기라인; 및
    상기 덕트의 배출공간과 연료전지부를 연결하고 상기 연료전지부로부터 상기 배출공간으로 배가스를 배출하는 복수개의 배기라인;을 포함하고,
    상기 댐퍼부재는,
    상기 경계판에 대응되는 판 형상이고, 상기 덕트의 내부에서 샤프트로 연결되며 회전 가능하게 배치되는 덕트댐퍼;
    상기 샤프트를 회전시켜 상기 덕트댐퍼를 개폐하는 댐퍼모터; 및
    상기 샤프트와 상기 댐퍼모터간의 동력전달을 연결 또는 차단하는 댐퍼클러치;를 포함하고,
    상기 연료전지부는,
    상기 복수개의 급기라인과 각각 연결되며 공기를 공급받고, 상기 복수개의 배기라인과 각각 연결되며 배가스를 배출하는 복수개의 연료전지 시스템;을 포함하고,
    상기 댐퍼부재를 제어하는 제어부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 복수개의 급기라인을 통해 상기 복수개의 연료전지 시스템에 공급되는 공기 유량 에 대응하여 상기 유입구에서 상기 유출구로 공기를 자연 순환 또는 강제 순환시키는 상기 댐퍼부재를 제어하는 댐퍼 제어모듈;을 포함하고,
    상기 댐퍼 제어모듈은, 공기를 자연 순환시키는 경우에는 상기 댐퍼클러치를 조작하여 상기 댐퍼모터와 상기 덕트댐퍼의 샤프트간 연결을 분리하고, 공기를 강제 순환시키는 경우에는 상기 댐퍼클러치를 조작하여 상기 댐퍼모터와 상기 덕트댐퍼의 샤프트를 연결하여 상기 덕트댐퍼의 개폐 정도를 조절하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운용시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 덕트에서 상기 유입구측에 배치되고 상기 덕트의 내부로 공기를 강제흡입하는 제1 송풍팬; 및
    상기 덕트에서 상기 유출구측에 배치되고 상기 덕트의 내부에서 공기 또는 배가스를 강제배출하는 제2 송풍팬;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운용시스템.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 유입구측에 배치되고 공기에 포함된 이물질을 제거하는 덕트필터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운용시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 덕트필터와 상기 제1 송풍팬 사이에서 상기 유입구측에 배치되고, 상기 유입관에서 상기 덕트의 흡입공간으로 유입되는 공기의 유량을 측정하는 유량측정센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운용시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 덕트의 내부에서 상기 배출공간에 배치되고, 배가스와 응축수를 분리하는 기수분리기 및 분리된 응축수를 배출하는 증기트랩이 설치된 배관 형태의 응축수 배출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운용시스템.
  7. 삭제
  8. 제5항에 있어서,
    상기 연료전지부는,
    상기 복수개의 배기라인에 배치되는 역류방지댐퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운용시스템.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 연료전지 시스템은,
    하우징;
    하우징의 내부에 배치되고 하우징의 내부를 구획하는 격벽;
    상기 격벽을 기준으로 상기 하우징의 일측에 형성되고, 상기 급기라인에서 공급되는 공기가 유동하는 공기유동공간;
    상기 격벽의 단부와 상기 하우징의 내면간에는 배치되는 에어필터;
    상기 격벽을 기준으로 상기 하우징의 타측에 배치되고, 상기 에어필터와 연결관으로 연결되는 에어펌프;
    상기 격벽을 기준으로 상기 하우징의 타측에 배치되고, 상기 에어펌프와 연결관으로 연결되는 연료전지 및 개질기;을 포함하고,
    상기 연료전지 및 개질기는 상기 배기라인과 연결관으로 연결되고, 상기 연료전지 및 개질기에서에서 배출되는 배가스는 상기 배기라인으로 배출되는 것을 특징으로 하는 연료전지 운용시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 연료전지 시스템은,
    상기 공기유동공간에 배치되고, 공기의 유동방향을 측정하는 제1 풍향측정센서; 및
    상기 연료전지 및 개질기와 상기 배기라인사이에 배치되고, 배가스의 유동방향을 측정하는 제2 풍향측정센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운용시스템.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 연료전지 시스템은,
    하우징;
    상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 급기라인과 연결되는 공기유동관;
    상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 공기유동관과 연결되는 에어필터;
    상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 에어필터와 연결관으로 연결되는 에어펌프;
    상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 에어펌프와 연결관으로 연결되는 연료전지 및 개질기;을 포함하고,
    상기 연료전지 및 개질기는 상기 배기라인과 연결관으로 연결되고, 상기 연료전지 및 개질기에서에서 배출되는 배가스는 상기 배기라인으로 배출되는 것을 특징으로 하는 연료전지 운용시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 연료전지 시스템은,
    상기 공기유동관에 배치되고, 공기의 유동방향을 측정하는 제1 풍향측정센서; 및
    상기 연료전지 및 개질기와 상기 배기라인사이에 배치되고, 공기의 유동방향을 측정하는 제2 풍향측정센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운용시스템.
  13. 제10항 또는 제12항에 있어서,
    상기 연료전지 시스템은,
    상기 하우징의 내부에 배치되고, 일산화탄소의 누출여부를 측정하는 가스측정센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운용시스템.
  14. 제5항에 있어서,
    상기 복수개의 연료전지 시스템과 연결되는 상기 복수개의 배기라인은 G1 분기점에서 하나의 배기라인으로 결합되고,
    상기 복수개의 연료전지 시스템과 연결되는 상기 복수개의 급기라인은 G2 분기점에서 하나의 급기라인으로 결합되며,
    상기 하나의 배기라인과 상기 하나의 급기라인은 이중관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 운용시스템.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1,2 송풍팬, 상기 유량측정센서, 상기 풍향측정센서, 상기 가스측정센서, 상기 급기라인 및 상기 배기라인을 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운용시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 유량측정센서 및 상기 제1,2 송풍팬과 연계되는 송풍 제어모듈;을 포함하고,
    상기 송풍 제어모듈은, 상기 유량측정센서에서 측정한 공기 유량값과 기설정된 작동유량 기준값을 비교하여 공기 유량값에 따라 상기 제1,2 송풍팬의 속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운용시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 유량측정센서에서 측정한 공기 유량값과 기설정된 작동유량 기준값을 비교하여 공기 유량값에 상대적으로 낮게 측정되어, 상기 송풍 제어모듈이 상기 제1,2 송풍팬의 속도를 높이더라도,
    상기 제1,2 송풍팬의 속도를 조절한 정도에 비해 공기 유량의 변화값이 작은 경우, 상기 제어부는 상기 덕트필터의 점검 신호를 표시부로 송출하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운용시스템.
  18. 삭제
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수개의 급기라인에 배치되는 복수개의 제어밸브 및 상기 복수개의 배기라인에 배치되는 복수개의 제어밸브의 개폐여부 및 개방의 정도를 제어하는 밸브 제어모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운용시스템.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 에어펌프의 동력을 제어하는 펌프 제어모듈;
    상기 제1,2 풍향측정센서로부터 공기 또는 배가스의 풍향 정보를 수신하는 풍향감지부; 및
    연료전지의 작동를 제어하는 연료전지 제어모듈;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운용시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 풍향감지부가 공기유동공간 또는 공기유동관에서 공기의 역류를 감지하는 경우에는,
    상기 연료전지 제어모듈은 연료전지의 작동을 일시 정지하거나, 또는 상기 펌프 제어모듈이 에어펌프의 동력을 높이거나, 또는 상기 송풍 제어모듈이 제1 송풍팬의 속도를 증가시키고,
    상기 풍향감지부가 배기라인에서 배가스의 역류를 감지하는 경우에는, 상기 펌프 제어모듈이 에어펌프의 동력을 높이거나, 또는 상기 송풍 제어모듈이 제2 송풍팬의 속도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 연료전지 운용시스템.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 하우징의 내부에 일산화탄소를 측정하는 가스감지부;를 더 포함하고,
    상기 가스감지부가 일산화탄소를 검출하는 경우에는, 상기 연료전지 제어모듈은 연료전지의 작동을 일시 정지하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운용시스템.








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