KR200276923Y1 - 연료전지 운전장치 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 고분자 전해질을 사용하는 연료전지의 운전장치에 관한 것으로, 특히 일정량의 가스 공급과 적정 온도의 유지를 위한 조절부를 한 개의 장치에 설치하여 연료전지 운전에 사용하도록 하는 연료전지 운전장치에 관한 것이다.
종래 연료전지 운전장치는 대용량 연료전지 운전용이나 필요에 따라 요구되는 장치를 설치하였기 때문에 장치가 복잡하고 유지 및 보수가 어려운 문제점이 있었다.
본 고안은 연료전지에 공급되는 가스의 유량을 조절하는 가스 조절부와 연료전지 및 가습기를 비롯한 각 부위의 온도를 조절하는 온도 조절부로 구성되며 포함용기 내부에서 가스 조절부와 온도 조절부를 분리하고 조작부를 전면에 배치함으로써, 연료전지 운전장치의 조작 편의성과 유지 및 보수를 쉽게 할 수 있다.
또한, 연료전지 운전장치의 상단에는 연료전지, 하단에는 측정장치를 비롯한 부속 기기를 설치할 수 있는 공간을 제공함으로써, 연료전지 운전에 필요한 공간을 절약할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 고안은 고분자 전해질을 사용하는 연료전지의 운전장치에 관한 것으로, 특히 일정량의 가스 공급과 적정 온도의 유지를 위한 조절부를 한 개의 장치에 설치하여 연료전지 운전에 사용하도록 하는 연료전지 운전장치에 관한 것이다.
일반적으로 연료전지는 전기 화학 반응에 의해 전기를 생산하는 발전장치로서, 내연 기관이나 충,방전형 전지에 비해 에너지 효율이 높고, 공해 물질의 배출이 없는 청정에너지 기관이다.
특히, 여러 형태의 연료전지 중에서 고분자 전해질을 사용하는 연료전지는 고분자 막을 전해질로 사용하기 때문에 전해질의 누출이 없고 낮은 온도에서 작동하며 유지 및 보수가 간단하다.
이러한 고분자 전해질을 사용하는 연료전지는 고분자 막의 이온 전도성을 유지하기 위하여 운전 온도에 따라 적당한 수분을 함유하고 있어야 함으로 연료전지 운전장치가 필요하게 된다.
연료전지 운전장치는 첨부된 도면 도 1에 도시된 바와 같이 가스 공급원으로부터 가스를 공급받는 가스 도입관(21)과 공급된 가스의 유량을 조절하는 유량 조절계(23), 가스를 가습시키는 가습기(25), 가습된 가스를 연료전지(27)에 공급하는 연료전지 가스 공급관(26), 연료전지(27)에서 반응 후 가스를 배출하는 연료전지 가스 배출관(28) 및 연료전지 내부의 가스 압력을 조절하는 후압 조절계(32)로 구성된다.
그러나, 전술한 바와 같은 종래 연료전지 운전장치는 대용량 연료전지 운전용이나 필요에 따라 요구되는 장치를 설치하였기 때문에 장치가 복잡하고 유지 및 보수가 어려운 문제점이 있었다.
본 고안은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은, 가스 조절부와 온도 조절부를 한 개의 용기에 설치하고, 내부에서는 가스 조절부와 온도 조절부를 분리 설치하여 연료전지 운전장치의 유지 및 보수를 간편하게 할 수 있는 연료전지 운전장치를 제공하는데 있다.
도 1은 일반적인 연료전지 운전장치의 개략도.
도 2는 본 고안에 따른 연료전지 운전장치의 구성 블록도.
도 3은 본 고안에 따른 연료전지 운전장치의 사시도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
21 : 가스 도입관 22 : 가스 선택밸브
23 : 유량 조절계 24 : 유량계
25 : 가습기 26 : 연료전지 가스 공급관
27 : 연료전지 28 : 연료전지 가스 배출관
29 : 수위계 30 : 응축기
31 : 응축수 배출 밸브 32 : 후압 조절계
33 : 가습기 온도 조절계 34 : 연료전지 가스 공급관 온도 조절계
35 : 연료전지 온도 조절계 40 : 포함용기
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징은, 가스 공급원으로부터 연료전지 운전에 필요한 가스를 공급받는 가스 도입관과 가스 도입관을 통해 연료전지에 공급되는 가스의 종류를 선택하는 가스 선택 밸브, 선택된 가스의 가스량을 조절하는 가스 유량 조절계, 선택된 가스의 가스량을 확인할 수 있는 가스 유량계, 유량이 조절된 가스를 가습시켜 연료전지 가스 공급관을 통해 연료전지에 공급하는 가습기, 가습된 가스가 연료전지에서 반응한 후 배출되는 연료전지 가스 배출관 및 연료전지 내부의 가스 압력을 조절하는 후압 조절계로 이루어진 가스 조절부와; 고분자막의 전도도 유지를 위해 가습되는 수분을 조절하기 위한 가습기 온도 조절계와 연료전지의 운전온도를 조절하기 위한 연료전지 온도 조절계 및 가습된가스를 연료전지에 공급할 때 가습된 수분이 응축되지 않도록 연료전지 가스 공급관의 온도를 조절하는 연료전지 가스 공급관 온도 조절계로 이루어진 온도 조절부로 구성된 연료전지 운전장치에 있어서,
상기 가스 조절부와 온도 조절부를 포함 용기 내부에 각각 구분하여 내장하되, 상기 포함 용기는 상기 가스 선택 밸브와 가스 유량 조절계, 가스 유량계, 후압 조절계, 가습기 온도 조절계, 연료전지 온도 조절계 및 연료전지 가스 공급관 온도 조절계를 전면에 배치하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전장치를 제공하는데 있다.
여기서, 상기 포함용기는, 상단 및 하단에 연료전지 및 측정장치를 설치할 수 있는 공간이 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가스 조절부는, 연료전지에서 반응 후 배출되는 가스에 포함된 물을 응축시키기 위한 응축기와, 상기 응축기에 응축된 응축수의 양을 체크하기 위한 수위계와 응축수를 제거하기 위한 응축수 배출 밸브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 연료전지 가스 공급관은, 상기 가습기에서 가습된 기체를 연료전지로 공급할 때 가습된 수분이 응축되어 가습량이 감소하는 것을 방지하기 위하여 가열되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 고안에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도면 도 2는 본 고안에 따른 연료전지 운전장치의 구성 블록도이고, 도 3은 연료전지 운전장치의 각 구성요소들이 내장된 포함용기의 사시도이다.
본 고안에 따른 연료전지 운전장치는 내부 구성 요소를 모두 포함하며 연료전지 및 측정 장치를 설치할 수 있는 공간을 가지고 있는 한 개의 포함용기(40)로 구현되어 포함용기(40) 내부의 상단과 하단에는 각각 가스 조절부와 온도 조절부가 위치하고, 포함용기(40)의 전면에는 조작부가 위치한다.
즉, 포함용기(40) 내부의 상단에 위치하는 가스 조절부는 가스 공급원으로부터 가스를 공급받는 가스 도입관(21)과 공급된 가스의 종류를 선택하는 가스 선택 밸브(22), 연료전지(27)에 공급되는 가스량을 조절하기 위한 가스 유량 조절계(23), 기체의 유량을 확인할 수 있는 유량계(24), 가스를 가습시키는 가습기(25), 가습된 가스를 연료전지(27)에 공급하되 가습된 수분이 응축되어 가습량이 감소하는 것을 방지하기 위해 가열되어 사용되는 연료전지 가스 공급관(26), 연료전지(27)에서 반응 후 가스를 배출하는 연료전지 가스 배출관(28), 배출가스에 포함된 물을 응축시키는 응축기(30), 응축기(30)에 응축된 응축수의 양을 알 수 있도록 하는 수위계(29), 응축기 내부의 응축수를 주기적으로 제거하기 위한 응축수 배출 밸브(31) 및 연료전지 내부의 가스 압력을 조절하는 후압 조절계(32) 등으로 구성된다.
그리고, 포함용기(40) 내부의 하단에 위치하는 온도 조절부는 고분자막의 전도도 유지를 위해 반응가스에 공급되는 수분을 조절하기 위한 가습기 온도 조절계(33)와 가습된 가스를 연료전지(27)에 공급할 때 가습된 수분이 응축되지 않도록 연료전지 가스 공급관(26)의 온도를 조절하는 연료전지 가스 공급관 온도 조절계(34) 및 연료전지의 운전온도를 조절하기 위한 연료전지 온도 조절계(35) 등으로 구성된다.
또한, 전술한 연료전지 운전장치의 각 조작부 즉, 가스 선택 밸브(22)와 가스 유량 조절계(23), 유량계(24), 응축수 수위계(29), 응축수 배출 밸브(31), 후압 조절계(32), 가습기 온도 조절계(33), 연료전지 가스 공급관 온도 조절계(34) 및 연료전지 온도 조절계(35)등은 포함용기(40)의 전면에 배치되어 있다.
전술한 바와 같이, 연료전지 운전장치의 가스 조절부와 온도 조절부는 포함용기(40)의 상단과 하단에 각각 구분 배치되어 연료전지 운전장치의 유지 및 보수가 용이하고, 이들의 조작부는 포함 용기(40)의 전면에 배치되어 사용이 편리하도록 구성되어 있다.
또한, 본 고안에 따른 실시예는 상술한 것으로 한정되지 않고, 본 고안과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
이상과 같이 본 고안은 연료전지에 공급되는 가스의 유량을 조절하는 가스 조절부와 연료전지 및 가습기를 비롯한 각 부위의 온도를 조절하는 온도 조절부로구성되며 포함용기 내부에서 가스 조절부와 온도 조절부를 분리하고 조작부를 전면에 배치함으로써, 연료전지 운전장치의 조작 편의성과 유지 및 보수를 쉽게 할 수 있다.
또한, 연료전지 운전장치의 상단에는 연료전지, 하단에는 측정장치를 비롯한 부속 기기를 설치할 수 있는 공간을 제공함으로써, 연료전지 운전에 필요한 공간을 절약할 수 있는 효과가 있다.
Claims (4)
- 가스 공급원으로부터 연료전지 운전에 필요한 가스를 공급받는 가스 도입관과 가스 도입관을 통해 연료전지에 공급되는 가스의 종류를 선택하는 가스 선택 밸브, 선택된 가스의 가스량을 조절하는 가스 유량 조절계, 선택된 가스의 가스량을 확인할 수 있는 가스 유량계, 유량이 조절된 가스를 가습시켜 연료전지 가스 공급관을 통해 연료전지에 공급하는 가습기, 가습된 가스가 연료전지에서 반응한 후 배출되는 연료전지 가스 배출관 및 연료전지 내부의 가스 압력을 조절하는 후압 조절계로 이루어진 가스 조절부와; 고분자막의 전도도 유지를 위해 가습되는 수분을 조절하기 위한 가습기 온도 조절계와 연료전지의 운전온도를 조절하기 위한 연료전지 온도 조절계 및 가습된 가스를 연료전지에 공급할 때 가습된 수분이 응축되지 않도록 연료전지 가스 공급관의 온도를 조절하는 연료전지 가스 공급관 온도 조절계로 이루어진 온도 조절부로 구성된 연료전지 운전장치에 있어서,상기 가스 조절부와 온도 조절부를 포함 용기 내부에 각각 구분하여 내장하되, 상기 포함 용기는 상기 가스 선택 밸브와 가스 유량 조절계, 가스 유량계, 후압 조절계, 가습기 온도 조절계, 연료전지 온도 조절계 및 연료전지 가스 공급관 온도 조절계를 전면에 배치하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전장치.
- 제 1항에 있어서,상기 포함용기는, 상단 및 하단에 연료전지 및 측정장치를 설치할 수 있는 공간이 있는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전장치.
- 제 1항에 있어서,상기 가스 조절부는, 연료전지에서 반응 후 배출되는 가스에 포함된 물을 응축시키기 위한 응축기와, 상기 응축기에 응축된 응축수의 양을 체크하기 위한 수위계와 응축수를 제거하기 위한 응축수 배출 밸브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전장치.
- 제 1항에 있어서,상기 연료전지 가스 공급관은, 상기 가습기에서 가습된 기체를 연료전지로 공급할 때 가습된 수분이 응축되어 가습량이 감소하는 것을 방지하기 위하여 가열되는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전장치.
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