KR102596048B1 - 연료전지 차량용 가습장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료전지 차량용 가습장치에 관한 것으로서, 에어컨을 작동시키지 않고서도 차실내 가습이 가능하여, 에어컨 작동에 따른 에너지 소모와 불필요한 냉풍 토출을 방지할 수 있고, 가습에 필요한 충분한 량의 수분을 확보하여, 수분량에 구애받지 않고 차실내를 충분하게 가습할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 수소와 산소를 전기화학적으로 반응시켜 전기를 생산하는 연료전지 스택(Stack)과, 수소와 산소의 반응 중 연료전지 스택에서 발생되는 응축수를 받아서 수집하는 워터 트랩(Warter Trap)을 포함하는 연료전지 차량용 가습장치에 있어서, 워터 트랩에 수집된 응축수를, 공조장치의 블로어를 이용하여 차실내로 공급하여 차실내를 가습할 수 있게 하는 구조이다.

Description

연료전지 차량용 가습장치{HUMIDIFIER FOR FUEL CELL VEHICLE}
본 발명은 연료전지 차량용 가습장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 에어컨을 작동시키지 않고서도 차실내 가습이 가능하여, 에어컨 작동에 따른 에너지 소모와 불필요한 냉풍 토출을 방지할 수 있고, 가습에 필요한 충분한 량의 수분을 확보하여, 수분량에 구애받지 않고 차실내를 충분하게 가습할 수 있는 연료전지 차량용 가습장치에 관한 것이다.
친환경 차량의 일례로서, 연료전지 차량이 있다.
연료전지 차량은, 수소와 산소의 전기화학적 반응으로 발생된 전기를 에너지원으로 사용하는 차량으로서, 에너지 소비가 매우 적어 차량 유지비가 적게 들고, 배출가스가 없어서 대기오염을 줄여주는 친환경 무공해 차량이다.
이러한 연료전지 차량은, 차실내를 가습하기 위한 가습장치를 구비하고 있다.
가습장치는, 공조장치의 증발기 응축수를 이용하는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 공조장치(1)의 증발기(2) 표면에서 발생된 응축수를 수집하는 응축수 트레이(3)와, 응축수 트레이(3)에 수집된 응축수를 가열하는 가열히터(5)를 포함한다.
이러한 가습장치는, 증발기(2)의 표면에 발생된 응축수를 응축수 트레이(3)로 수집한 다음, 응축수 트레이(3)에 수집된 응축수를 가열히터(5)로 가열하여 증발시키고, 증발된 수분을 차실내로 공급하여 차실내를 가습한다.
그런데, 이러한 종래의 가습장치는, 공조장치의 에어컨을 작동시켜야만 작동된다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 차실내의 가습에 많은 제약이 따른다는 문제점이 있다.
특히, 차실내의 가습이 가장 필요한 계절이 겨울철인데, 이러한 겨울철에 가습장치를 작동시키기 위해서 에어컨을 불필요하게 작동시켜야 하는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 겨울철에도 차실내에 불필요한 냉기가 송풍되고, 불필요한 에너지 소모가 발생된다는 문제점이 있다.
뿐만 아니라, 종래의 가습장치는, 응축수 트레이(3)의 응축수를 증발시키기 위해서는 가열히터(5)를 사용해야 하므로, 에너지 소모가 많다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 차량의 연비가 저하된다는 문제점이 있다.
특히, 연료전지 차량에서 에너지 소모는 차량의 주행거리에 많은 영향을 미치는 바, 가습장치의 가열히터(5) 때문에 차량의 주행거리가 짧아진다는 문제점이 있다.
또한, 종래의 가습장치는, 증발기(2)의 응축수를 이용하는 구조이므로, 가습하는데 필요한 응축수량이 충분하지 않다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 차실내의 충분한 가습이 어렵다는 문제점이 있다.
특히, 겨울철에는 공기 중의 습도량이 매우 낮아서 증발기(2)의 응축수량이 매우 적으므로, 가습에 필요한 충분한 량의 응축수를 확보할 수 없다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 겨울철, 차실내의 가습에 많은 제약이 따른다는 문제점이 있다.
이 밖에도, 종래의 가습장치는, 증발기(2)의 응축수를 이용하여 차실내를 가습하는 과정에서, 증발기 응축수가 오염될 우려가 많다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 차실내에 오염된 수분이 공급될 우려가 많다는 문제점이 있다.
특히, 증발기(2)의 응축수는, 증발기(2)의 표면에 서식하는 각종 먼지와 세균, 곰팡이 등에 의해 쉽게 오염되는데, 이렇게 오염된 증발기 응축수가 가습장치를 통해 차실내로 유입되어 차실내의 환경을 유해하게 만든다는 문제점이 지적되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 에어컨을 작동시키지 않고서도 차실내의 가습이 가능한 연료전지 차량용 가습장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 에어컨을 작동시키지 않고서도 차실내의 가습이 가능하도록 구성함으로써, 에어컨 작동에 따른 에너지 소모와, 차실내의 불필요한 냉풍 토출을 방지할 수 있으며, 이를 통해, 차실내의 쾌적성과 차량의 연비를 개선시킬 수 있는 연료전지 차량용 가습장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 별도의 가열히터 없이도 차실내의 가습이 가능하도록 구성함으로써, 가열히터의 사용으로 인한 에너지 소모를 방지할 수 있고, 이를 통해, 차량의 연비를 개선시킬 수 있는 연료전지 차량용 가습장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 가습에 필요한 충분한 량의 수분을 확보할 수 있도록 구성함으로써, 수분량에 구애받지 않고 차실내를 충분하게 가습할 수 있는 연료전지 차량용 가습장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 오염되지 않은 깨끗한 수분을 확보하여 차실내를 가습에 사용할 수 있도록 구성함으로써, 증발기 응축수를 이용하는 종래와 달리, 차실내의 오염우려 없이 차실내의 가습이 가능한 연료전지 차량용 가습장치를 제공하는 데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 연료전지 차량용 가습장치는, 수소와 산소를 전기화학적으로 반응시켜 전기를 생산하는 연료전지 스택(Stack)과, 수소와 산소의 반응 중 상기 연료전지 스택에서 발생되는 응축수를 받아서 수집하는 워터 트랩(Warter Trap)을 포함하는 연료전지 차량용 가습장치에 있어서, 상기 워터 트랩에 수집된 응축수를, 공조장치의 블로어를 이용하여 차실내로 공급하여 차실내를 가습할 수 있게 하는 구조인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 워터 트랩에 수집된 응축수를 공조장치의 증발기측으로 이송하는 응축수 이송라인과; 상기 응축수 이송라인을 따라 이송한 응축수를 상기 증발기의 표면부분에 분사하는 응축수 분사노즐을 포함하며, 상기 블로어는, 상기 증발기의 표면에 분사된 응축수가 자연증발되면서 차실내로 공급되어 가습할 수 있도록, 상기 증발기측에 공기를 송풍하는 것을 특징으로 한다.
그리고 필요에 따라 상기 응축수 이송라인을 차단하거나 개방하여, 상기 증발기측으로의 응축수 이송을 차단하거나 허용하는 개폐밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 차실내의 습도를 감지하는 차실내 습도감지센서와; 상기 증발기의 온도를 감지하는 증발기 온도감지센서 및; 상기 차실내 습도감지센서와 증발기 온도감지센서로부터 입력된 차실내 습도와 증발기 온도에 따라 상기 블로어와 상기 개폐밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제어부는, 상기 차실내 습도감지센서에서 입력된 차실내 습도가 미리 설정된 기준습도 이하인 조건과, 상기 증발기 온도감지센서로부터 입력된 증발기 온도가 미리 설정된 기준온도 이상인 조건이 모두 만족될 시에, 가습모드로 진입하면서 상기 블로어를 작동시킴과 아울러 상기 응축수 이송라인을 개방하는 방향으로 상기 개폐밸브를 제어하여, 상기 증발기측에서의 응축수 증발과, 이를 이용한 차실내 가습을 허용하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제어부는, 상기 가습모드 진입 중에, 상기 차실내 습도감지센서에서 입력된 차실내 습도가 기준습도를 초과하거나, 또는 상기 증발기 온도감지센서로부터 입력된 증발기의 온도가 기준온도 미만으로 저하될 시에, 상기 가습모드로부터 해제되면서 상기 블로어를 오프(OFF)시킴과 아울러 상기 응축수 이송라인을 차단하는 방향으로 상기 개폐밸브를 제어하여, 상기 증발기측에서의 응축수 증발과, 이를 이용한 차실내 가습을 차단하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 응축수 이송라인을 따라 이송되는 응축수의 토출압력을 높일 수 있는 워터펌프를 더 포함하며; 상기 워터펌프는, 상기 제어부의 가습모드 진입 시에 온(ON)되면서 상기 응축수의 이송압력을 높이고, 가습모드 해제 시에 오프(OFF)되면서 상기 응축수의 토출압력을 원래의 상태로 복귀시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 연료전지 차량용 가습장치에 의하면, 연료전지 스택의 응축수를 이용하여 차실내를 가습하는 구조이므로, 에어컨을 작동시키지 않고서도 차실내의 가습이 가능하다는 효과가 있다.
또한, 에어컨을 작동시키지 않고서도 차실내의 가습이 가능한 구조이므로, 에어컨 작동에 따른 에너지 소모와, 차실내의 불필요한 냉풍 토출을 방지할 수 있으며, 이를 통해, 차실내의 쾌적성과 차량의 연비를 개선시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 연료전지 스택의 응축수를 증발기 표면으로 흘려보낸 후, 증발기 표면의 응축수를 블로어의 풍압에 의해 자연증발시키면서 차실내로 공급하는 구조이므로, 별도의 가열히터 없이도 차실내의 가습이 가능하다는 효과가 있다.
또한, 별도의 가열히터 없이도 차실내의 가습이 가능한 구조이므로, 가열히터의 사용으로 인한 에너지 소모를 방지할 수 있고, 이를 통해, 차량의 연비를 개선시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 연료전지 스택의 응축수를 이용하는 구조이므로, 차실내의 가습에 필요한 충분한 량의 수분을 확보할 수 있고, 이를 통해, 응축수량에 구애받지 않고 차실내를 충분하게 가습할 수 있는 효과가 있다.
또한, 오염되지 않은 깨끗한 연료전지 스택의 응축수를 이용하여 차실내를 가습하는 구조이므로, 증발기의 응축수를 이용하는 종래와 달리, 오염의 우려없이 차실내의 가습이 가능하다는 효과가 있다.
도 1은 종래의 연료전지 차량용 가습장치를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 연료전지 차량용 가습장치의 구성을 나타내는 도면,
도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 연료전지 차량용 가습장치의 작동예를 나타내는 플로우챠트,
도 4는 본 발명에 따른 연료전지 차량용 가습장치의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 연료전지 차량용 가습장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다(종래와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 설명한다.).
먼저, 본 발명에 따른 연료전지 차량용 가습장치를 살펴보기에 앞서, 도 2를 참조하여 연료전지 차량에 대해 간략하게 살펴본다.
연료전지 차량은, 수소탱크(10), 공기압축기(12), 연료전지 스택(Stack)(14) 및, 배터리(16)를 구비하는 것으로, 수소탱크(10)에서 공급된 수소와 공기압축기(12)에서 공급된 산소를 연료전지 스택(14)에서 전기화학적으로 반응시켜 전기를 생산한 다음, 생산된 전기를 배터리(16)에 저장하고, 이를 필요에 따라 사용하도록 구성된다.
한편, 수소와 산소의 반응 중, 연료전지 스택(14)에서 다량의 응축수가 발생되는데, 이렇게 발생되는 응축수는 순수한 물(H2O)로서, 워터 트랩(Warter Trap)(18)에 수집된다.
다음으로, 본 발명에 따른 연료전지 차량용 가습장치를 도 2와 도 3을 참조하여 상세하게 살펴본다.
먼저, 도 3을 참조하면, 본 발명의 가습장치는, 워터 트랩(18)에 수집된 응축수를 공조장치(1)의 증발기(2)측으로 이송하는 응축수 이송라인(20)을 구비한다.
응축수 이송라인(20)은, 워터 트랩(18)의 응축수 배출구(18a)측과, 증발기(2)의 상부측으로 연결하는 것으로, 워터 트랩(18)에서 배출되는 응축수를 증발기(2)의 상면부분으로 이송한다.
한편, 이러한 응축수 이송라인(20)은, 개폐밸브(30)와 응축수 분사노즐(40)을 갖추고 있다.
개폐밸브(30)는, 솔레노이드식 밸브로서, 응축수 이송라인(20)의 중간부분에 설치되며, 응축수 이송라인(20)을 차단하거나 개방한다. 따라서, 증발기(2)측으로의 응축수 이송을 차단하거나 또는 허용한다.
응축수 분사노즐(40)은, 응축수 이송라인(20)의 말단에 설치되는 것으로, 응축수 이송라인(20)으로 이송된 응축수를 증발기(2)의 상면부분에 분사한다.
따라서, 증발기(2)의 상면에 분사된 응축수가, 증발기(2)의 표면을 따라 하부로 흐르면서 자연증발될 수 있게 한다. 특히, 증발기(2)의 상류측에 설치된 블로어(2a)의 송풍 공기에 의해 높은 효율로 자연 증발될 수 있게 한다.
이로써, 자연 증발된 응축수 입자가 차실내로 송풍될 수 있게 하고, 그 결과, 차실내의 가습작용이 이루어질 수 있게 한다.
다시, 도 2를 참조하면, 본 발명의 가습장치는, 차실내 습도감지센서(50)와, 증발기 온도감지센서(52)와, 제어부(54)를 더 포함한다.
차실내 습도감지센서(50)는, 차실내측부분에 설치되는 것으로 차실내의 상대습도(이하, "차실내 습도"라 약칭함)를 감지한 다음, 감지된 차실내 습도를 제어부(54)에 입력시킨다.
증발기 온도감지센서(52)는, 증발기(2)의 표면에 설치되는 것으로, 증발기(2)의 온도를 감지한 다음, 감지된 증발기(2)의 온도를 제어부(54)에 입력시킨다.
제어부(54)는, 마이크로 프로세서를 갖추고 있는 것으로, 사용자의 선택에 의해 또는 자동 제어에 의해, 가습장치가 온(ON) 선택되면, 차실내 습도감지센서(50)와 증발기 온도감지센서(52)로부터 입력된 데이터를 통해, 차실내의 가습이 필요하고 가능한 상태인지를 판단한다.
즉, 차실내 습도감지센서(50)에서 입력된 차실내 습도가, 미리 설정된 "기준습도", 예를 들면, "40%습도" 이하인지를 판단하고, 판단 결과, "40%습도" 이하이면, 현재 차실내가 매우 건조하여 가습이 필요한 상황인 것으로 인식한다.
그리고 이러한 인식이 들면, 제어부(54)는, 증발기 온도감지센서(52)로부터 입력된 증발기(2)의 온도가 미리 설정된 "기준온도", 예를 들면, "10℃" 이상인지를 다시 판단하고, 판단 결과, "10℃" 이상이면, 현재 가습이 가능한 상황인 것으로 인식한다.
그리고 이러한 인식이 완료되면, 제어부(54)는 "가습모드"로 제어되면서 응축수 이송라인(20)의 개폐밸브(30)를 제어하여 응축수 이송라인(20)을 개방하고, 아울러, 블로어(2a)를 작동시킨다.
따라서, 워터 트랩(18)의 응축수가 응축수 이송라인(20)을 통해 증발기(2)의 상면부분으로 분사될 수 있게 하고, 분사된 응축수가 증발기(2)를 표면을 따라 하부로 흐를 수 있게 한다.
그리고 증발기(2)를 표면을 따라 흐르는 응축수가 블로어(2a)의 송풍 공기에 의해 자연 증발되면서 차실내로 송풍될 수 있게 한다. 그 결과, 차실내의 가습작용이 이루어질 수 있게 한다.
여기서, 제어부(54)가, 증발기(2)의 온도가 "기준온도(10℃)" 이상인지를 판단하여 가습 가능여부를 인식하는 이유는, 증발기(2)의 온도가 "10℃" 이하일 경우에는, 증발기(2)에 분사된 응축수가 결빙(Icing)되어 차실내의 가습이 원천적으로 불가능할 수 있기 때문이다.
한편, 제어부(54)는, "가습모드"로 제어되는 과정에서, 차실내 습도감지센서(50)에서 입력된 차실내 습도가, "기준습도(40%습도)"를 초과하거나, 또는 증발기 온도감지센서(52)로부터 입력된 증발기(2)의 온도가 "기준온도(10℃)" 미만으로 저하되면, "가습모드"에서 해제된다.
그리고 "가습모드"에서 해제된 제어부(54)는, 현재 가습이 필요한 상황이 아니거나, 가습이 가능한 상황이 아닌 것으로 인식한다.
그리고 이러한 인식에 따라 개폐밸브(30)와 블로어(2a)를 제어하여 가습장치의 작동을 제한한다. 특히, 개폐밸브(30)를 제어하여 응축수 이송라인(20)을 차단하고, 블로어(2a)를 오프(OFF)시킨다.
따라서, 증발기(2)로의 응축수 이송을 정지시킴과 아울러, 증발기(2)에서의 응축수 자연증발을 제한한다. 이로써, 가습장치의 작동을 제한한다.
다음으로, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작동예를 도 2와 도 3a와 도3b를 참조하여 설명한다.
먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 사용자의 선택에 의해 또는 자동 제어에 의해, 가습장치가 온(ON) 선택되면(S101), 제어부(54)는, 차실내 습도감지센서(50)에서 입력된 차실내 습도가, "기준습도(40%)" 이하인지를 판단한다(S103).
판단 결과, "기준습도(40%)" 이하이면, 제어부(54)는, 증발기 온도감지센서(52)에서 입력된 증발기(2)의 온도가 "기준온도(10℃)" 이상인지를 다시 판단한다(S105).
판단 결과, "기준온도(10℃)" 이상이면, 현재 차실내가 매우 건조하여 가습이 필요한 상황이고, 증발기(2)를 이용한 차실내 가습이 가능한 상태인 것으로 인식하고, 이러한 인식에 따라 "가습모드"로 진입한다(S107).
그리고 "가습모드"로 진입한 제어부(54)는, 개폐밸브(30)를 제어하여 응축수 이송라인(20)을 개방하고, 블로어(2a)를 작동(ON)시킨다(S109).
그러면, 도 2와 도 3a와 도 3b에 도시된 바와 같이, 워터 트랩(18)의 응축수가 응축수 이송라인(20)을 통해 증발기(2)의 상면부분으로 분사되면서 증발기(2)의 표면을 따라 하부로 흐르고, 증발기(2)를 표면을 따라 흐르는 응축수가 블로어(2a)의 송풍 공기에 의해 자연 증발되면서 차실내로 송풍된다(S111). 이로써, 차실내가 가습된다(S113).
한편, 제어부(54)는, "가습모드"로 진입한 상태에서, 차실내 습도감지센서(50)에서 입력된 차실내 습도가, "기준습도(40%습도)"를 초과하는 지를 계속해서 판단한다(S115).
판단 결과, "기준습도(40%습도)"를 초과하면, 제어부(54)는, 현재 차실내의 가습이 필요한 상황이 아니라고 인식하여 "가습모드"에서 해제되고(S117), "가습모드"에서 해제된 제어부(54)는, 개폐밸브(30)를 제어하여 응축수 이송라인(20)을 차단하고, 블로어(2a)를 오프(OFF)시킨다(S119).
그러면, 증발기(2)로의 응축수 이송이 정지됨과 아울러, 증발기(2)에서의 응축수 자연증발이 제한되면서 차실내의 가습작용이 제한된다(S121).
한편, (S115) 단계에서의 판단 결과, 차실내 습도가 "기준습도(40%습도)"를 초과하지 않으면(S115-1), 즉, 차실내 습도가 "기준습도(40%습도)" 이하이면, 증발기 온도감지센서(52)에서 입력된 증발기(2)의 온도가 "기준온도(10℃)" 미만으로 저하되었는지를 다시 판단한다(S123).
판단 결과, "기준온도(10℃)" 미만으로 저하되었으면, 제어부(54)는, 현재 증발기(2)를 이용한 차실내 가습이 가능한 상태가 아니라고 인식하여 "가습모드"에서 해제되고(S117), "가습모드"에서 해제된 제어부(54)는, 개폐밸브(30)를 제어하여 응축수 이송라인(20)을 차단하고, 블로어(2a)를 오프(OFF)시킨다(S119).
그러면, 증발기(2)로의 응축수 이송이 정지됨과 아울러, 증발기(2)에서의 응축수 자연증발이 제한되면서 차실내의 가습작용이 제한된다(S121).
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 가습장치에 의하면, 연료전지 스택(14)의 응축수를 이용하는 구조이므로, 에어컨을 작동시키지 않고서도 차실내의 가습이 가능하다.
또한, 에어컨을 작동시키지 않고서도 차실내의 가습이 가능한 구조이므로, 에어컨 작동에 따른 에너지 소모와, 차실내의 불필요한 냉풍 토출을 방지할 수 있으며, 이를 통해, 차실내의 쾌적성과 차량의 연비를 개선시킬 수 있다.
또한, 연료전지 스택(14)의 응축수를 증발기(2) 표면으로 흘려보낸 후, 증발기(2) 표면의 응축수를 블로어(2a)의 풍압에 의해 자연증발시키면서 차실내로 공급하는 구조이므로, 별도의 가열히터 없이도 차실내의 가습이 가능하다.
또한, 별도의 가열히터 없이도 차실내의 가습이 가능한 구조이므로, 가열히터의 사용으로 인한 에너지 소모를 방지할 수 있고, 이를 통해, 차량의 연비를 개선시킬 수 있다.
또한, 연료전지 스택(14)의 응축수를 이용하는 구조이므로, 차실내의 가습에 필요한 충분한 량의 수분을 확보할 수 있고, 이를 통해, 응축수량에 구애받지 않고 차실내를 충분하게 가습할 수 있다.
또한, 오염되지 않은 깨끗한 연료전지 스택(14)의 응축수를 이용하여 차실내를 가습하는 구조이므로, 증발기(2)의 응축수를 이용하는 종래와 달리, 오염의 우려없이 차실내의 가습이 가능하다.
다음으로, 도 4에는, 본 발명에 따른 연료전지 차량용 가습장치의 다른 실시예를 나타내는 도면이 도시되어 있다.
다른 실시예의 가습장치는, 응축수 이송라인(20) 상에 워터펌프(Water Pump)(60)가 더 설치되는 구조는 갖는다.
워터펌프(60)는, 제어부(54)의 제어를 받는 것으로, 제어부(54)의 제어신호에 따라 온(ON) 또는 오프(OFF)되면서 응축수 이송라인(20)의 응축수 토출압력을 높인다.
따라서, 응축수 분사노즐(40)을 통해 분사되는 응축수가 일정이상의 압력을 가지면서 증발기(2)부분에 분사될 수 있게 한다. 특히, 일정압력의 압력을 가지면서 미립자 형태로 분사될 수 있게 한다. 이로써, 증발기(2)부분에 골고루 균일한 분포로 분사될 수 있게 한다.
한편, 다른 실시예의 응축수 분사노즐(40)은, 인젝션(Injection) 형태의 노즐로 구성되는 것이 바람직하다. 이는, 인젝션 형태로 구성되어야만 고압의 응축수를 미립자 형태로 분사할 수 있기 때문이다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
1: 공조장치 2: 증발기
2a: 블로어(Blower) 10: 수소탱크(Tank)
12: 공기압축기 14: 연료전지 스택(Stack)
16: 배터리(Battery) 18: 워터 트랩(Warter Trap)
20: 응축수 이송라인(Line) 30: 개폐밸브(Valve)
40: 응축수 분사노즐(Nozzle) 50: 차실내 습도감지센서(Sensor)
52: 증발기 온도감지센서 54: 제어부
60: 워터펌프(Water Pump)

Claims (9)

  1. 수소와 산소를 전기화학적으로 반응시켜 전기를 생산하는 연료전지 스택(Stack)(14)과, 수소와 산소의 반응 중 상기 연료전지 스택(14)에서 발생되는 응축수를 받아서 수집하는 워터 트랩(Water Trap)(18)을 포함하는 연료전지 차량용 가습장치에 있어서,
    상기 워터 트랩(18)에 수집된 응축수를, 공조장치(1)의 블로어(2a)를 이용하여 차실내로 공급하여 차실내를 가습할 수 있게 하는 구조이고;
    상기 워터 트랩(18)에 수집된 응축수를 공조장치(1)의 증발기(2)측으로 이송하는 응축수 이송라인(20)과;
    상기 응축수 이송라인(20)을 따라 이송한 응축수를 상기 증발기(2)의 표면부분에 분사하는 응축수 분사노즐(40)을 포함하며,
    상기 블로어(2a)는, 상기 증발기(2)의 표면에 분사된 응축수가 자연증발되면서 차실내로 공급되어 가습할 수 있도록, 상기 증발기(2)측에 공기를 송풍하며;
    필요에 따라 상기 응축수 이송라인(20)을 차단하거나 개방하여, 상기 증발기(2)측으로의 응축수 이송을 차단하거나 허용하는 개폐밸브(30)를 더 포함하고;
    차실내의 습도를 감지하는 차실내 습도감지센서(50)와;
    상기 증발기(2)의 온도를 감지하는 증발기 온도감지센서(52) 및;
    상기 차실내 습도감지센서(50)와 증발기 온도감지센서(52)로부터 입력된 차실내 습도와 증발기 온도에 따라, 상기 블로어(2a)와 상기 개폐밸브(30)를 제어하는 제어부(54)를 더 포함하며;
    상기 제어부(54)는,
    상기 차실내 습도감지센서(50)에서 입력된 차실내 습도가 미리 설정된 기준습도 이하인 조건과, 상기 증발기 온도감지센서(52)로부터 입력된 증발기 온도가 미리 설정된 기준온도 이상인 조건이 모두 만족될 시에,
    가습모드로 진입하면서 상기 블로어(2a)를 작동시킴과 아울러 상기 응축수 이송라인(20)을 개방하는 방향으로 상기 개폐밸브(30)를 제어하여, 상기 증발기(2)측에서의 응축수 증발과, 이를 이용한 차실내 가습을 허용하고;
    상기 응축수 분사노즐(40)은,
    상기 응축수 이송라인(20)의 응축수를 상기 증발기(2)의 상면부분에 분사하여, 상기 응축수가 상기 증발기(2)의 상부로부터 하부로 흐르면서 자연증발될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 가습장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부(54)는,
    상기 가습모드 진입 중에, 상기 차실내 습도감지센서(50)에서 입력된 차실내 습도가 기준습도를 초과하거나, 또는 상기 증발기 온도감지센서(52)로부터 입력된 증발기(2)의 온도가 기준온도 미만으로 저하될 시에, 상기 가습모드로부터 해제되면서 상기 블로어(2a)를 오프(OFF)시킴과 아울러 상기 응축수 이송라인(20)을 차단하는 방향으로 상기 개폐밸브(30)를 제어하여, 상기 증발기(2)측에서의 응축수 증발과, 이를 이용한 차실내 가습을 차단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 가습장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 응축수 이송라인(20)을 따라 이송되는 응축수의 토출압력을 높일 수 있는 워터펌프(60)를 더 포함하며;
    상기 워터펌프(60)는, 상기 제어부(54)의 가습모드 진입 시에 온(ON)되면서 상기 응축수의 이송압력을 높이고, 가습모드 해제 시에 오프(OFF)되면서 상기 응축수의 토출압력을 원래의 상태로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 가습장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제어부(54)에 내장된 기준습도는 상대습도 40%이고, 기준온도는 10℃인 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 가습장치.
  9. 삭제
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