KR20040034585A - 연료 유체용 커플링 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료 가스 유입구 및 연료 가스 유출구를 가지고, 연료 가스 공급 서버와 발전체 사이에 개재되는 연료 가스용 커플링이다. 이 연료 가스용 커플링은, 연료 가스를 흡장하는 흡장체가 수용된 연료 가스 저장부를 가지고, 정보의 기억, 정보의 표시, 정보의 전달 중 적어도 1이상의 기능을 가진다. 기억, 표시, 또는 전달되는 정보는, 예를 들면 필요 충전량 정보, 충전 회수 정보, 연료 가스 유량 정보, 연료 가스 잔량 정보, 흡장체 종류 정보이다. 또, 연료 가스용 커플링은, 온도 제어 기구를 가진다.

Description

연료 유체용 커플링{FUEL FLUID COUPLING}
연료 전지는, 연료 기체인 수소 및 산소(공기)를 공급함으로써 발전체(發電體)에 있어서 기전력(起電力)을 발생시키는 장치이며, 통상, 전해질막(플로톤 전도체막)을 기체 전극으로 협지한 구조를 가지고, 원하는 기전력을 얻는 구조로 되어 있다. 이러한 연료 전지는, 전기 자동차나 하이브리드식 차량에의 응용이 기대되고 있어, 실용화를 향해 개발이 진행되고 있지만, 이러한 용도 외에, 경량화나 소형화가 용이하다고 하는 이점을 살려, 이와는 전혀 상이한 새로운 용도에의 응용도 검토되고 있다. 예를 들면, 휴대 가능한 전기 기기에 있어서, 현재의 건전지나 충전식 전지에 대신하는 새로운 전원으로서의 용도 등이다.
그런데, 상기 어느 용도에 있어서도, 필요에 따라서 연료 전지에 연료 기체인 수소를 간편하게 안정 공급할 수 있는 것이 필요하고, 이른바 수소 딜리버리 시스템의 구축이 불가결하다.
이러한 수소 딜리버리 시스템을 구축하는 경우, 연료 가스의 서버(수소 서버)와 연료 전지 간의 인터페이스를 확보하는 것이 중요하다. 예를 들면, 연료 가스의 저장부를 카트리지화하여 연료 카트리지로 하고, 이것을 통하여 수소 서버로부터 연료 전지의 발전체로 수소를 공급하는 시스템에서는, 필요 충전량이나 최적 가스 유량, 연료 카트리지에 사용되고 있는 흡장체(吸藏體)의 종류 등의 정보가 불가결하고, 이들 정보에 따라 서버 등을 적정하게 제어할 필요가 있다.
또, 예를 들면 연료 카트리지의 온도 관리 등도 필요하다. 흡장체에 의한 연료 가스(수소 가스)의 흡장·방출을 이용하는 경우, 통상, 흡장체는 연료 가스의 흡장시에 발열하고, 역으로 방출시에는 흡열하지만, 이것에 따라, 온도 컨트롤을 행하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 이들 여러 가지의 요구에 따르는 것을 목적으로 제안된 것이다. 즉, 본 발명은, 각종 정보를 기억, 표시, 전달하는 기능을 가지는 신규 연료 가스용 커플링을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 또, 온도 컨트롤이 가능한 연료 가스용 커플링을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 이른바 수소 딜리버리(delivery) 시스템과 같은 연료 전지에의 연료 가스 공급 시스템에 있어서 사용되는 연료 가스용 커플링에 관한 것이다.
도 1은 본 발명을 적용한 연료 가스용 커플링(수소 딜리버리)을 사용한 수소딜리버리 시스템의 일례를 나타낸 모식도이다.
도 2는 가스 유량 조정 기구의 일례를 나타낸 주요부 개략 단면도이다.
도 3 (A)는 형상 기억 합금을 사용한 온도 조정 기구의 코일 스프링이 수축된 상태, 도 3 (B)는 형상 기억 합금을 사용한 온도 조정 기구의 코일 스프링이 신장된 상태의 일례를 나타낸 모식도이다.
도 4는 펠티에 소자(Peltier device)를 사용한 온도 조정 기구의 일례를 나타낸 모식도이다.
도 5는 광에 의한 정보 전달 기구의 일례를 나타낸 블록도이다.
도 6은 연료 전지의 기본적인 구조예를 나타낸 분해 사시도이다.
도 7은 연료 전지의 전극의 구성예를 나타낸 개략 단면도이다.
본 발명의 연료 가스용 커플링에 의하면, 각종 정보를 기억, 표시, 전달하는 것이 가능하고, 이들 정보에 따라 연료 가스 공급 서버 등을 적정하게 제어하는 것이 가능하다. 또, 본 발명의 연료 가스용 커플링은, 온도 컨트롤이 가능하고, 예를 들면 연료 가스 저장부의 흡장체가 발열한 경우에는 신속하게 방열을 재촉하는 것이 가능하다.
이하, 본 발명을 적용한 연료 가스용 커플링에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
도 1은, 연료 가스인 수소 가스를 수소 서버로부터 연료 전지의 발전 셀에 공급하는 수소 딜리버리 시스템의 일례를 나타낸 것이다. 이 수소 딜리버리 시스템에 있어서는, 수소 서버(1)로부터 공급되는 수소를, 연료 가스용 커플링에 상당하는 수소 딜리버리(2)를 통하여 연료 전지의 발전 셀(3)에 공급한다.
상기 수소 딜리버리(2)는, 수소 가스를 흡장·방출하는 수소 흡장체를 수용한 수소 카트리지(21)를 구비하고, 연결부(22)에 있어서 수소 서버(1)의 연결부(11)와 접속되어 수소 가스의 수수(授受)를 행한다. 마찬가지로, 연결부(23)에 있어서 발전 셀(3)의 연결부(31)와 연결되어 수소 가스의 수수를 행한다. 따라서, 수소 서버(1)로부터 공급되는 수소 가스는, 한 번 수소 딜리버리(2)의 수소 카트리지(21)에 흡장되어 유량을 조정하면서 발전 셀(3)로 공급된다.
여기서 특징적인 것은, 상기 수소 딜리버리(2)가, 각종 정보를 기억, 표시, 또는 전달하는 기능을 가지는 것이다. 예를 들면, 본 예의 수소 딜리버리(2)는, 필요 충전량 정보, 충전 회수 정보, 연료 가스 유량 정보, 연료 가스 잔량 정보, 흡장체 종류 정보 등의 정보를 기억하는 것이 가능하고, 이것을 표시하거나, 또한 수소 서버(1) 측, 또는 연료 전지의 발전 셀(3) 측으로 전달하는 기능을 가진다.
이들의 기능을 구체적으로 설명하면, 먼저, 상기 수소 딜리버리(2)는, 수소 서버(1)와 접속되는 수소 가스 유입 측 및 발전 셀(3)과 접속되는 수소 가스 유출 측에, 각각 유량계 및 유입량 메모리(또는 유출량 메모리)로 이루어지는 유량 계측부(24a),(24b)를 탑재하고 있다. 여기서, 수소 서버(1)로부터 공급되는 수소 가스의 유량은, 상기 유량 계측부(24a)의 유량계로 계측되어 유입량 메모리에 기억된다. 마찬가지로, 발전 셀(3)에 공급되는 수소 가스의 유량은, 상기 유량 계측부(24b)의 유량계로 계측되어 유출량 메모리에 기억된다. 그리고, 이들 유입량 메모리와 유출량 메모리로부터 수소 카트리지(21)에 있어서의 수소 잔량이 산출되어 잔량 표시부(25)에 표시된다.
상기 잔량이 산출되면, 상기 수소 카트리지(21)에의 필요 충전량을 계산할 수가 있다. 상기 수소 딜리버리(2)는, 수소 서버(1)에 정보를 전달하기 위한 정보 전달부(26a) 및 발전 셀(3)에 정보를 전달하기 위한 정보 전달부(26b)를 가지지만,이 필요 충전량 정보는, 정보 전달부(26a)를 통하여 수소 서버(1)로 전달되어, 수소 카트리지(21)에의 수소 충전량이 제어된다.
상기 수소 딜리버리(2)는, 상기 필요 충전량 정보 외에, 수소 가스의 충전 회수의 표시나 전달도 가능하다. 이 충전 회수 정보는, 수소 딜리버리(2)의 수소 서버(1)에의 접속 회수, 또는 상기 유량계의 동작 회수에 의해 카운트할 수 있다. 예를 들면, 수소 딜리버리(2)가 수소 서버(1)에 접속되었을 때 접점의 접속 회수를 전기적, 또는 기계적으로 카운트하고, 충전 회수 메모리(7)에 있어서 기억한다. 이 기억된 충전 회수 정보는, 충전 회수 표시부(28)에 있어서 표시되는 동시에, 수소 서버(1)로부터 수소 딜리버리(2)에 수소 가스를 공급하여 흡장시킬 때에, 상기 정보 전달부(26a)를 통하여 수소 서버(1) 측으로 전달된다. 수소 서버(1)는, 이 전달된 충전 회수 정보에 따라 공급 압력 등을 적정한 값으로 조정한다. 수소 카트리지(21)에 수용되는 흡장체는, 일반적으로, 흡장·방출을 반복하는 동안에 수소 흡장 기능이 어느 정도 열화된다. 이러한 경우, 열화의 정도로 따라 최적 공급압을 설정하는 것이 바람직하고, 상기 충전 회수 정보에 따른 공급 압력의 조정은 유효하다.
그리고, 상기 수소 카트리지(21)를 교환했을 경우에는, 상기 충전 회수 정보는 리셋되어 새롭게 카운트 된다. 이 충전 회수 정보의 리셋은, 예를 들면 수소 카트리지(21)를 수소 딜리버리(2)로부터 분리했을 때에 이것을 검지하고, 충전 회수 메모리(7)에 기억된 충전 회수를 리셋하면 된다.
상기 수소 딜리버리(2)는, 상기 외에, 수소 카트리지(21)에 수용되는 흡장체의 종류를 기억, 표시하고, 수소 서버(1) 등에 전달하는 기능도 가진다. 수소 카트리지(21)에 수용되는 수소 흡장체의 종류가 상이하면, 최적 공급압이나 충전 가능 용량 등이 상이한 일이 많고, 따라서 흡장체의 종류에 따라 수소 서버(1)의 공급 압력 등을 적정하게 설정하는 것이 바람직하다. 그래서, 수소 카트리지(21)에 수용되는 흡장체의 종류를 메모리에 기억해 두고, 이것을 흡장체 종류 표시부(29)에 표시한다. 또, 수소 딜리버리(2)가 수소 서버(1)와 접속되었을 때에, 흡장체 종류 정보를 상기 정보 전달부(26a)를 통하여 수소 서버(1) 측에 전달하고, 이것에 따라 수소 서버(1)의 공급압이나 충전 용량 등을 조정한다. 이 때, 상기 흡장체의 종류는, 흡장체를 수소 카트리지(21)에 넣은 시점에서 메모리에 입력하면 된다.
이상은, 주로 수소 딜리버리(2) 측의 정보의 기억, 표시, 전달에 관한 것이지만, 예를 들면 연료 전지의 발전 셀(3) 측의 정보를 수소 딜리버리(2) 측에 전달 하고, 이에 따라 수소 딜리버리(2)를 제어하도록 하는 것도 가능하다. 구체적으로는, 발전 셀(3)로부터의 필요 유량 정보에 따라, 수소 딜리버리(2)로부터의 공급 가스 유량을 조정한다.
도 2는, 수소 딜리버리(2) 및 발전 셀(3) 간에 있어서의 가스 유량 조정 기능을 나타낸 것이다. 수소 딜리버리(2)로부터 연료 전지의 발전 셀(3)에의 수소 가스의 공급은, 수소 딜리버리(2)에 설치된 연결부(23)와 발전 셀(3)의 연결부(31)를 연결하는 것에 의해 행해진다. 수소 딜리버리(2)의 연결부(23)는, 발전 셀(3)의 연결부(31)에 삽입되는 것에 의해 유로가 연통되어 있고, O-링(32),(33)에 의해 밀폐 상태가 유지되고 있다. 발전 셀(3)의 연결부(31)의 중심에서는, 가스 유량 정보핀(34)이 설치되어 있고, 그 첨단이 수소 딜리버리(2)의 연결부(23)의 개구부(23a)에 삽입된 형태로 되어 있다. 따라서, 수소 딜리버리(2)로부터의 수소 가스는, 수소 딜리버리(2)의 개구부(23a)를 통하여, 해당 개구부(23a)와 가스 유량 정보핀(34)의 간극을 통하여, 발전 셀(3) 측의 연결부(31)에 형성된 가스 도입공(35)으로부터 발전 셀(3)로 공급된다.
이 때, 상기 가스 유량 정보핀(34)의 첨단 형상이 가늘게 되어 있고, 발전 셀(3) 측의 가스 유량 정보핀(34)의 길이에 따라 수소 딜리버리(2) 측의 니들(개구부(23a))의 조리개 양을 결정하도록 한 구조로 되어 있다. 예를 들면, 발전 셀(3) 측의 가스 유량 정보핀(34)의 길이가 길어지면, 수소 딜리버리(2) 측의 개구부(23a)와의 간격이 작아져, 수소 가스의 유량이 적어지게 된다. 역으로, 발전 셀(3)측의 가스 유량 정보핀(34)의 길이가 짧아지면, 수소 딜리버리(2)측의 개구부(23a)와의 간격이 커져, 수소 가스의 유량이 많아진다. 따라서, 발전 셀(3)의 적정 유량에 따라 상기 가스 유량 정보핀(34)의 길이를 결정해 두면, 수소 딜리버리(2)와 발전 셀(3)을 연결했을 때, 스스로 최적 유량으로 설정되게 된다.
본 예의 수소 딜리버리(2)에는, 상술한 정보 기억, 정보 표시, 정보 전달의 기능 외에, 내부 온도를 검출하여 제어하는 온도 제어 기구를 구비하고 있다. 이하, 이 온도 제어 기구에 대하여 설명한다.
상기 온도 제어 기구는, 예를 들면, 수소 딜리버리(2) 내부의 온도를 검출 하고, 바이메탈이나 형상 기억 합금 등을 사용하여 방열판의 각도나 간격의 조정에 따라 온도 컨트롤을 행하는 것이다. 도 3 (A)는, 형상 기억 합금의 코일을 사용한온도 제어 기구의 일례이며, 본 예에서는, 온도가 상승했을 때 신장된(간격이 넓어짐) 것을, 또, 도 3 (B)에서는, 형상 기억 합금의 코일이 냉각되었을 때에 수축된(간격이 좁아짐) 것을 나타내고 있다. 도 3 (A), (B)와 같이 형상 기억시킨 형상 기억 합금제의 코일 스프링(41)에 1턴마다 다수의 냉각핀(방열판)(42)을 장착하고, 온도 컨트롤을 행하도록 한 구조를 채용하고 있다.
이 온도 제어 기구에서는, 온도가 낮은 상태에서는, 도 3 (A) 에 나타낸 바와 같이, 코일 스프링(41)은 수축된 상태를 유지하고, 각 냉각핀(42)은 서로 밀접하게, 말하자면 닫힌 상태로 되어 있다. 이 상태에서는 방열 효율이 나쁘고, 방열 효과는 적다. 이에 대해서, 수소 딜리버리(2)의 온도가 상승하면, 도 3 (B)에 나타낸 바와 같이, 형상 기억 합금제의 코일 스프링(41)이 신장되어, 코일 스프링(41)의 1턴마다 장착된 냉각핀(42) 끼리의 간격이 넓어져, 실질적인 방열 면적이 증대한다. 이것에 의해 방열 효과가 증가하고, 수소 딜리버리(2)의 온도를 내리는 방향으로 기능한다.
그리고, 상기의 구조를 채용한 경우, 수소 딜리버리(2)의 온도가 너무 낮은 경우의 온도 제어가 어렵다. 그래서, 그와 같은 경우에는, 발전 셀(3)의 발열을 이용해, 온도 컨트롤을 행하면 되고, 상기 방열 기구와 조합하는 것으로, 넓은 온도 범위에서의 온도 제어가 가능해진다.
또, 온도 제어 기구의 구성으로서는, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 펠티에 소자에 전류를 흐르게 함으로써 온도 제어를 행하는 것도 가능하다. 도 4는, 펠티에 소자를 사용한 온도 제어 기구의 일례를 나타낸 것이다. 즉, 이 온도 제어 기구에서는, 수소 딜리버리(2)의 표면에 펠티에 소자를 내장한 펠티에 모듈(43)을 접착하여, 펠티에 소자에 흐르게 하는 전류를 제어하는 전류 제어부(44)를 접속하여 둔다. 또, 수소 딜리버리(2)의 표면에는, 온도 센서(45)를 병행하여 접착한다. 그리고, 온도 센서(45)로부터의 온도 정보에 따라, 펠티에 소자에 소정 방향의 전류를 흐르게 하여, 냉각 또는 가열을 행한다. 펠티에 소자는, 흐르게 하는 전류의 방향에 따라 냉각과 가열이 전환된다. 그래서, 수소 딜리버리(2)의 온도가 높은 경우에는, 이것을 냉각하도록 소정 방향으로 전류를 흐르게 한다. 수소 딜리버리(2)의 온도가 낮은 경우에는, 역방향으로 전류를 흐르게 하여, 수소 딜리버리(2)를 가열한다.
다음에, 연료 충전기(수소 서버(1))로부터 수소 카트리지(수소 딜리버리(2))에 수소 가스를 충전하는 경우의 순서예에 대하여 설명한다. 본 예는, 수소 흡장체를 수용한 휴대형의 수소 카트리지(수소 딜리버리(2))에 고압 수소 탱크를 가지는 연료 충전기(수소 서버(1))로부터 수소를 충전하는 경우의 예이다.
먼저, 수소 서버(1) 측은, 다음과 같은 제어 파라미터와 관리 아이템을 가진다.
·수소 딜리버리(2)에 사용되고 있는 흡장체의 종류 마다의 충전 압력, 충전 용량, 충전시의 허용 최고 온도 등.
·수소 딜리버리(2)의 용량과 충전 가스량의 최대치.
·효율적인 충전을 행하기 위한 충전량과 시간과의 관계 곡선.
한편, 수소 딜리버리(2) 측은, 수소 서버(1)에 관한 다음과 같은 정보를 가진다.
·사용되고 있는 흡장체의 종류
·수소 카트리지(21)의 최대 용량
·주위 온도
·수소 카트리지(21) 내의 온도
수소 딜리버리(2)를 수소 서버(1)에 접속하고, 수소 가스의 충전을 행할 때는, 수소 서버(1)에 수소 딜리버리(2)를 접속하고, 충전을 개시한다. 이 때, 먼저, 수소 서버(1)로부터 수소 딜리버리(2) 측에 대해 접속 확인 신호를 송신한다. 여기서 수소 딜리버리(2) 측으로부터 접속 확인 신호의 답신이 없으면, 알람을 발해 수소 가스의 충전을 중지한다. 수소 딜리버리(2) 측으로부터 접속 확인 신호가 온 경우에는, 수소 딜리버리(2)의 수소 카트리지(21)의 사양, 예를 들면 흡장체의 종류나 용량 등을 확인한다. 수소 딜리버리(2) 측은, 수소 서버(1)에 대해서 상기 사양의 정보를 송신한다. 수소 서버(1)는, 수소 딜리버리(2)로부터 보내진 정보와 미리 준비된 각종 파라미터를 기초로 하여, 충전 압력, 허용 충전량 등을 계산하고, 충전을 위한 제어를 결정한다.
이어서, 수소 서버(1)는 수소 딜리버리(2) 측에 충전 개시의 메세지를 송신 하고, 수소 딜리버리(2)는 수소 서버(1)에 충전 개시의 확인 메세지를 송신한다. 이것에 의해, 먼저 정한 충전 제어 방법에 따라 수소 가스의 충전을 개시한다. 수소 가스 충전 중, 수소 서버(1)는 수소 딜리버리(2)에 대해서, 적당한 시간 간격으로 수소 카트리지(21) 내외의 온도나 압력 등을 문의한다. 그리고, 충전 중에 비정상인 온도 상승이나 압력 변화가 있었을 경우에는, 즉시 충전을 중지한다.
모든 순서가 종료한 시점에서, 수소 서버(1)는 수소 딜리버리(2) 측에 충전 종료 메세지를 송신한다. 수소 딜리버리(2)는, 수소 서버(1) 측에 충전 종료 확인의 메세지를 송신한다. 이것에 의해 수소 서버(1)는, 밸브나 압력 조정 밸브 등을 클로즈한다. 수소 딜리버리(2) 측도 마찬가지로 클로즈하고, 그것을 수소 서버(1) 측에 답장한다. 수소 가스의 충전 전체 공정이 종료한 것을 확인한 후, 수소 카트리지를 분리 가능한 것을 알린다. 이상이, 수소 딜리버리(2)(수소 카트리지(21))에의 충전 순서의 예이다.
그리고, 상기에 있어서, 수소 서버(1)와 수소 딜리버리(2) 사이의 통신은, 예를 들면 연결부의 수소 가스 유로를 이용하여 광통신에 의해 행한다. 도 5는, 광통신에 의해 정보의 송수신을 행하도록 한 경우의 수소 서버 및 수소 딜리버리의 구성예를 나타낸 것이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 수소 서버(51)는, 수소 탱크(52)를 구비하는 동시에, 이 수소 탱크(52)의 압력을 조정하는 압력 조정 기구(53)및 밸브(54)를 구비하고, 이들을 입출력 회로(55)에 의해 제어하도록 한 구성을 가지고 있다. 이 입출력 회로(55)에는, 압력 센서(56) 및 온도 센서(57)의 정보가 입력되는 동시에, 수소 딜리버리 사이의 정보의 송수신을 행하는 수광부(58)로부터의 신호가 증폭 회로(59) 및 복조 회로(60)를 통하여 입력되게 되어 있다. 또, 역으로 입출력 회로(55)로부터의 신호가, 변조 회로(62) 및 증폭 회로(61)를 거쳐, 발광부(63)로 출력되게 되어 있다.
상기 수소 서버(51)는, 고정 정보로서 탱크 용량, 허용 최대 압력, 흡장체의 종류, 과거의 사용 회수 등을 가지고, 또한 접속의 유무의 판단, 센서 읽어넣기, 고정 정보의 처리, 잔량의 계산, 충전 조건의 계산, 충전 시간의 산출 등의 연산 처리 기능을 가진다.
한편, 수소 딜리버리(71)도, 통신을 위한 수광부(72) 및 발광부(73)를 구비하고, 수소 가스의 유로인 연료 수수관(74)를 통하여 광에 의한 정보의 전달이 가능하다. 따라서, 상기 충전 순서에 있어서의 정보의 전달은, 상기 수소 서버(51)의 수광부(58) 및 발광부(63)와, 이 수소 딜리버리(71)의 수광부(72) 및 발광부(73) 간에서의 신호의 주고받음에 의해 행해진다.
마지막으로, 연료 전지의 발전 셀(3)의 기본적인 구성 및 기전력이 발생하는 메카니즘에 대하여 설명한다. 연료 전지의 발전 셀은, 예를 들면 도 6, 도 7에 나타낸 바와 같이, 연료 기체인 수소가 접하는 연료극(81)과, 동일하게 공기(산소)가 접하는 공기극(82)을 전해질(83)을 통하여 겹침으로써 되는 것이며, 그 양측을 집전체(84)로 끼워넣는 것에 의해 구성되어 있다. 집전체(84)는, 집전 성능이 높아 산화 수증기 분위기 하에서도 안정적인 치밀질(緻密質)의 그래파이트 등으로 이루어 지고, 연료극(81)과 대향하는 면에는 수소가 공급되는 수평 방향의 홈(84a)이, 공기극(82)과 대향하는 면에는 공기가 공급되는 수직 방향의 홈(84b)이 형성되어 있다.
상기 연료극(81)이나 공기극(82)은, 도 7에 나타낸 바와 같이, 전해질(83)을 사이에 두고 형성되고 있고, 각각 가스 확산 전극(81a),(82a)과 촉매층(81b),(82b)으로 이루어진다. 여기서, 가스 확산 전극(81a),(82a)은, 다공질 재료 등으로 이루어지고, 촉매층(81b),(82b)은, 예를 들면 백금 등의 전극 촉매를 담지시킨 카본 입자와 전해질의 혼합물로 이루어진다.
연료 전지는, 이상을 기본 단위(연료 전지 셀)로서, 예를 들면 이것을 복수 적층한 스택 구조를 가지고 있고, 이들 복수의 연료 전지 셀이 직렬 접속됨으로써 소정 전압을 얻도록 한 구성으로 되어 있다.
상기 구성의 연료 전지에 있어서는, 수소 가스를 상기 연료극(81)과 접하도록 집전체(84)에 형성된 수평 방향의 홈(84a) 내에 유입시키는 동시에, 공기(산소)를 상기 공기극(82)와 접하도록 홈(84b) 내에 유입시키면, 연료극(81) 측에서는 반응식
H2→ 2H ++ 2e-
로 표현되는 반응이 일어나는 동시에, 공기극(82) 측에서는 반응식
1/2 O2+ 2H ++ 2e-→ H2O + 반응열 Q
로 표현되는 반응이 일어나, 전체로서는
H2+ 1/2 O2→ H2O
로 표현되는 반응이 일어나게 된다. 즉, 연료극(81)에서 수소가 전자를 방출하여 플로톤화하고, 전해질(83)을 통하여 공기극(82) 측으로 이동하고, 공기극(82)에서 전자의 공급을 받아 산소와 반응한다. 이러한 전기 화학 반응에 따라 기전력을 얻을 수 있다.
본 발명의 연료 가스용의 커플링은, 필요 충전량 정보, 충전 회수 정보, 연료 가스 유량 정보, 연료 가스 잔량 정보, 흡장체 종류 정보 등의 각종 정보를 기억, 표시, 전달하는 것이 가능하고, 이들 정보에 따라 연료 가스 공급 서버 등을 적정하게 제어하는 것이 가능해지고, 온도 제어 기구를 가짐으로써, 온도 컨트롤이 가능해져, 연료 가스 저장부의 흡장체가 발열했을 경우에는 신속하게 방열을 행하는 것이 가능하다.

Claims (15)

  1. 연료 유체(流體) 유입구 및 연료 유체 유출구를 가지며, 연료 유체 공급 서버와 발전체(發電體) 사이에 개재되는 연료 유체용 커플링에 있어서,
    상기 연료 유체를 흡장(吸藏)하는 흡장체가 수용된 연료 유체 저장부를 가지며, 정보의 기억, 정보의 표시, 정보의 전달 중 적어도 1이상의 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 연료 유체용 커플링.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기억, 표시 또는 전달되는 정보가 필요 충전량 정보, 충전 회수 정보, 연료 유체 유량(流量) 정보, 연료 유체 잔량 정보, 흡장체(吸藏體) 종류 정보 중 적어도 1이상인 것을 특징으로 하는 연료 유체용 커플링.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연료 유체 유입 측 및 연료 유체 유출 측에 유량계를 구비하는 것을 특징으로 하는 연료 유체용 커플링.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유량계에 의해 계측되는 유입량 및 유출량을 기억하는 메모리를 가지며, 유입량 메모리와 유출량 메모리로부터 잔량을 산출하여 표시하는 것을 특징으로 하는 연료 유체용 커플링.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발전체로부터의 정보에 따라 필요 유량이 조정되는 것을 특징으로 하는 연료 유체용 커플링.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 발전체에 설치된 가스 유량 정보핀에 의해 상기 필요 유량이 조정되는 것을 특징으로 하는 연료 유체용 커플링.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가스 유량 정보핀의 길이에 따라 유출구의 조리개 양이 조정되는 것을 특징으로 하는 연료 유체용 커플링.
  8. 제2항에 있어서,
    접속 회수를 메모리에 기억하고, 연료 유체의 충전 회수를 표시하는 것을 특징으로 하는 연료 유체용 커플링.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 연료 유체 저장부의 장착 및 분리에 의해 상기 메모리에 기억된 접속회수가 리셋되는 것을 특징으로 하는 연료 유체용 커플링.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 접속 회수의 정보가 연료 유체 공급 서버에 전달되어 연료 유체 공급 서버 측의 공급 압력이 조정되는 것을 특징으로 하는 연료 유체용 커플링.
  11. 제1항에 있어서,
    온도 제어 기구를 추가로 가지는 것을 특징으로 하는 연료 유체용 커플링.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 온도 제어 기구는 방열판의 간격 또는 각도를 조정함으로써 온도 제어를 행하는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 연료 유체용 커플링.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 방열판의 간격 또는 각도의 조정이 바이메탈 또는 형상 기억 합금에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 연료 유체용 커플링.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 온도 제어 기구는 형상 기억 합금으로 이루어지는 코일 스프링에 방열판을 장착한 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 연료 유체용 커플링.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 온도 제어 기구는 온도 센서와 펠티에 소자(Peltier device)로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료 유체용 커플링.
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