KR20060135141A

KR20060135141A - Fuel supply apparatus for fuel cell system

Info

Publication number: KR20060135141A
Application number: KR1020050054825A
Authority: KR
Inventors: 장원혁; 서동명
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2005-06-24
Filing date: 2005-06-24
Publication date: 2006-12-29

Abstract

Provided is a fuel supply device for a fuel cell system which does not use a pump, is simplified in structure, is reduced in the consumption of electric power and is improved in energy efficiency. The fuel supply device(100) comprises a first storage container(10) which has a compressed air accommodation part(11) and a fuel accommodation part(12) and discharges the fuel by the pressure of the compressed air; a second storage container(20) which has a compressed air accommodation part(21) and a water accommodation part(22) and discharges the water by the pressure of the compressed air; an air tank(50) which is connected with the two compressed air accommodation parts to store the compressed air, to distribute the compressed air and to supply the distributed compressed one to the two compressed air accommodation parts; and a compressor(60) which is connected with the air tank to provide the compressed air to the air tank.

Description

Fuel supply system for fuel cell system {FUEL SUPPLY APPARATUS FOR FUEL CELL SYSTEM}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 전지 시스템용 연료 공급장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a fuel supply device for a fuel cell system according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 공급장치의 구성을 도시한 부분 절개 사시도이다.2 is a partial cutaway perspective view showing a configuration of a fuel supply apparatus according to a first embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 개략적인 단면 구성도이다.3 is a schematic cross-sectional view of FIG. 2.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료 전지 시스템용 연료 공급장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.4 is a block diagram schematically illustrating a fuel supply device for a fuel cell system according to a second embodiment of the present invention.

본 발명은 연료 전지 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료와 물의 혼합 연료를 개질기 또는 스택으로 공급하는 연료 공급장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell system, and more particularly, to a fuel supply device for supplying a mixed fuel of fuel and water to a reformer or a stack.

알려진 바와 같이, 연료 전지(Fuel Cell)는 메탄올, 에탄올, 천연 가스와 같은 탄화수소 계열의 물질 내에 함유되어 있는 수소와, 별도로 공급되는 산소의 화학 반응 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 발전 시스템이다.As is known, a fuel cell is a power generation system that directly converts the chemical reaction energy of hydrogen contained in a hydrocarbon-based material such as methanol, ethanol, and natural gas into oxygen directly.

이러한 연료 전지에 있어, 근래에 개발되고 있는 고분자 전해질형 연료 전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell : PEMFC, 이하 편의상 PEMFC라 한다)는 다른 연료 전지에 비하여 출력 특성이 탁월하며 작동 온도가 낮고 아울러 빠른 시동 및 응답 특성을 가지며, 자동차와 같은 이동용 전원은 물론, 주택, 공공건물과 같은 분산용 전원 및 전자기기용과 같은 소형 전원 등 그 응용 범위가 넓은 장점을 가진다.In such fuel cells, polymer electrolyte fuel cells (PEMFC, hereinafter called PEMFC for convenience), which have been recently developed, have superior output characteristics than other fuel cells, have a low operating temperature, fast startup and It has responsive characteristics and has a wide range of applications such as mobile power supplies such as automobiles, as well as distributed power supplies such as homes and public buildings, and small power supplies such as electronic devices.

이러한 PEMFC는 기본적으로 시스템을 구성하기 위해 스택(stack), 개질기(Reformer) 등을 구비한다. 스택은 연료 전지의 본체를 형성하며, 개질기는 액상의 연료와 물의 혼합 연료를 개질하여 수소 가스를 발생시키고 이 수소 가스를 스택으로 공급한다. 따라서 스택에서는 개질기로부터 공급되는 수소 가스와, 별도 공급되는 산소 가스 또는 공기 중에 함유된 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시킨다.The PEMFC basically includes a stack, a reformer, and the like to construct a system. The stack forms the main body of the fuel cell, and the reformer reforms a mixed fuel of liquid fuel and water to generate hydrogen gas and supplies the hydrogen gas to the stack. Therefore, the stack generates electrical energy through an electrochemical reaction between hydrogen gas supplied from the reformer and oxygen gas supplied separately or oxygen contained in the air.

한편, PEMFC와 다른 방식의 연료 전지 시스템은 연료와 물의 혼합 연료를 직접 스택으로 공급하여 이 혼합 연료 중에 함유된 수소와 별도 공급되는 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 직접 메탄올형 연료 전지(Direct Methanol Fuel Cell : DMFC, 이하 DMFC라 한다) 방식을 채용할 수 있다. 이러한 DMFC 방식을 채용한 연료 전지 시스템은, PEMFC 방식을 채용한 시스템과 달리, 개질기를 필요로 하지 않는다.On the other hand, PEMFC and other fuel cell system is a direct methanol-type fuel that supplies a mixed fuel and water fuel directly to the stack to generate electrical energy through the electrochemical reaction of hydrogen contained in the mixed fuel and oxygen supplied separately. Battery (Direct Methanol Fuel Cell: DMFC, hereinafter referred to as DMFC) can be adopted. A fuel cell system employing such a DMFC system does not require a reformer, unlike a system employing a PEMFC system.

다른 한편으로, 이와 같은 구조를 갖는 연료 전지 시스템은 스택에 의해 생산되는 전력을 다시 소모하여 전체적인 시스템을 구동하기 때문에, 그 구동에 필요 한 만큼의 기생전력을 발생시킨다.On the other hand, the fuel cell system having such a structure consumes the power produced by the stack again to drive the whole system, thereby generating as much parasitic power as necessary for the driving.

그런데, 종래의 연료 전지 시스템은 연료와 물 그리고 산소를 개질기 또는 스택으로 공급하기 위해 다수의 펌프들을 구비하는 바, 이 펌프들을 구동시키기 위한 기생전력이 증가함에 따라 전체 시스템의 성능 및 에너지 효율이 저하되는 문제점이 있었다. 또한 종래의 연료 전지 시스템은 위와 같은 펌프들의 설치 공간이 필요하게 되므로, 전체 시스템의 크기를 컴팩트하게 구현하지 못하게 되는 문제점이 있었다.However, a conventional fuel cell system includes a plurality of pumps for supplying fuel, water, and oxygen to a reformer or stack, and as the parasitic power for driving the pumps increases, the performance and energy efficiency of the entire system decrease. There was a problem. In addition, since the conventional fuel cell system requires the installation space of the above pumps, there is a problem that the size of the entire system can not be compactly implemented.

본 발명은 상술한 문제점을 감안한 것으로서, 그 목적은 간단한 구조로서 연료와 물의 혼합 연료를 개질기 또는 스택으로 공급할 수 있는 연료 전지 시스템용 연료 공급장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a fuel supply device for a fuel cell system capable of supplying a mixed fuel of fuel and water to a reformer or stack with a simple structure.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 연료 전지 시스템용 연료 공급장치는, 연료와 물의 혼합 연료를 개질하여 수소 가스를 발생시키는 개질기 또는 수소와 산소의 반응에 의해 전기 에너지를 발생시키는 스택으로 상기 혼합 연료를 공급하기 위한 것으로서, 압축 공기를 수용하는 제1 수용부와 상기 연료를 수용하는 제2 수용부를 가지면서 상기 압축 공기의 압력에 의하여 상기 연료를 배출시키는 제1 저장용기와, 상기 압축 공기를 수용하는 제3 수용부와 상기 물을 수용하는 제4 수용부를 가지면서 상기 압축 공기의 압력에 의하여 상기 물을 배출시키는 제2 저장용기와, 상기 제1,3 수용부에 연결 설치되어 기설정된 압력의 상기 압 축 공기를 저장하고 상기 압축 공기를 분배하여 상기 제1,3 수용부로 공급하는 공기 탱크와, 상기 공기 탱크에 연결 설치되어 상기 공기 탱크로 압축 공기를 제공하는 컴프레셔를 포함한다.In order to achieve the above object, a fuel supply device for a fuel cell system according to the present invention is a reformer for reforming a mixed fuel of fuel and water to generate hydrogen gas, or a stack for generating electrical energy by reaction of hydrogen and oxygen. A first storage container for supplying the mixed fuel, the first storage part accommodating the compressed air and the second storage part accommodating the fuel and discharging the fuel by the pressure of the compressed air; A second storage container having a third receiving part for receiving air and a fourth receiving part for receiving the water and discharging the water by the pressure of the compressed air, and connected to the first and third receiving parts An air tank that stores the compressed air at a predetermined pressure, distributes the compressed air, and supplies the compressed air to the first and third accommodating parts; A compressor connected to the tank for providing compressed air to the air tank.

본 발명에 따른 연료 전지 시스템용 연료 공급장치는, 상기 제1 저장용기의 내부에 왕복 이동 가능하게 설치되어 상기 제1 수용부와 제2 수용부를 상호 독립적으로 구획 형성하며 상기 압축 공기의 압력에 의해 상기 연료를 가압하여 이 연료를 상기 제2 수용부로부터 배출시키는 제1 피스톤부재와, 상기 제2 저장용기의 내부에 왕복 이동 가능하게 설치되어 상기 제3 수용부와 제4 수용부를 상호 독립적으로 구획 형성하며 상기 압축 공기의 압력에 의해 상기 물을 가압하여 이 물을 상기 제4 수용부로부터 배출시키는 제2 피스톤부재를 포함할 수 있다.A fuel supply device for a fuel cell system according to the present invention is installed in the first storage container so as to be reciprocated, and independently partitions the first accommodating part and the second accommodating part from each other by the pressure of the compressed air. A first piston member for pressurizing the fuel and discharging the fuel from the second accommodating portion and a second reciprocating movement in the second storage container to partition the third accommodating portion and the fourth accommodating portion independently of each other; And a second piston member configured to pressurize the water by the pressure of the compressed air and discharge the water from the fourth receiving portion.

또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템용 연료 공급장치는, 상기 제1,3 수용부 내에 배치되며, 상기 제1,2 피스톤부재에 대해 신축 가능하게 연결 설치되어 상기 제1,2 피스톤부재의 왕복 이동을 지지하는 지지부재를 포함할 수도 있다.In addition, the fuel supply system for a fuel cell system according to the present invention is disposed in the first and third housing, the elastically connected to the first, the second piston member is installed reciprocating movement of the first and second piston member It may include a support member for supporting.

그리고 본 발명에 따른 연료 전지 시스템용 연료 공급장치에 있어서, 상기 제1 수용부는 상기 압축 공기를 수용하는 제1 공간과, 상기 제1 공간으로 상기 압축 공기를 주입시키기 위한 제1 주입구를 형성할 수 있다.In the fuel supply system for a fuel cell system according to the present invention, the first accommodating portion may form a first space accommodating the compressed air and a first inlet for injecting the compressed air into the first space. have.

또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템용 연료 공급장치에 있어서, 상기 제2 수용부는 상기 연료를 수용하는 제2 공간과, 상기 제2 공간으로부터 상기 연료를 배출시키기 위한 제1 배출구를 형성할 수 있다.In the fuel supply apparatus for a fuel cell system according to the present invention, the second accommodating portion may form a second space accommodating the fuel and a first outlet for discharging the fuel from the second space.

그리고 본 발명에 따른 연료 전지 시스템용 연료 공급장치에 있어서, 상기 제3 수용부는 상기 압축 공기를 수용하는 제3 공간과, 상기 제3 공간으로 상기 압축 공기를 주입시키기 위한 제2 주입구를 형성할 수 있다.In the fuel supply system for a fuel cell system according to the present invention, the third accommodating portion may form a third space accommodating the compressed air and a second inlet for injecting the compressed air into the third space. have.

또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템용 연료 공급장치에 있어서, 상기 제4 수용부는 상기 물을 수용하는 제4 공간과, 상기 제4 공간으로부터 상기 물을 배출시키기 위한 제2 배출구를 형성할 수 있다.Further, in the fuel supply device for a fuel cell system according to the present invention, the fourth receiving portion may form a fourth space for receiving the water and a second outlet for discharging the water from the fourth space.

그리고 본 발명에 따른 연료 전지 시스템용 연료 공급장치는, 상기 제1 배출구에 연결 설치되는 관로 형태의 제1 배출라인과, 상기 제1 배출라인 상에 설치되어 상기 제1 배출라인을 통해 배출되는 연료의 유량을 선택적으로 조절하는 제1 유량 제어 밸브를 포함할 수 있다.In addition, the fuel supply system for a fuel cell system according to the present invention includes a first discharge line in the form of a pipe connected to the first discharge port, and fuel installed on the first discharge line and discharged through the first discharge line. It may include a first flow control valve for selectively adjusting the flow rate of the.

또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템용 연료 공급장치는, 상기 제2 배출구에 연결 설치되는 관로 형태의 제2 배출라인과, 상기 제2 배출라인 상에 설치되어 상기 제2 배출라인을 통해 배출되는 물의 유량을 선택적으로 조절하는 제2 유량 제어 밸브를 포함할 수 있다.In addition, the fuel supply system for a fuel cell system according to the present invention, the second discharge line in the form of a pipe connected to the second outlet and the water installed on the second discharge line is discharged through the second discharge line It may include a second flow control valve for selectively adjusting the flow rate.

그리고 본 발명에 따른 연료 전지 시스템용 연료 공급장치에 있어서, 상기 제2 수용부와 상기 개질기는 상기 제1 배출라인에 의해 연결 설치될 수 있다.In the fuel supply device for a fuel cell system according to the present invention, the second receiving portion and the reformer may be connected by the first discharge line.

또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템용 연료 공급장치에 있어서, 상기 제4 수용부와 상기 개질기는 상기 제2 배출라인에 의해 연결 설치될 수 있다.In the fuel supply system for a fuel cell system according to the present invention, the fourth receiving portion and the reformer may be connected by the second discharge line.

그리고 본 발명에 따른 연료 전지 시스템용 연료 공급장치에 있어서, 상기 제2 수용부와 상기 스택은 상기 제1 배출라인에 의해 연결 설치될 수 있다.In the fuel supply system for a fuel cell system according to the present invention, the second receiving portion and the stack may be connected by the first discharge line.

또한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템용 연료 공급장치에 있어서, 상기 제4 수용부와 상기 스택은 상기 제2 배출라인에 의해 연결 설치될 수 있다.In addition, in the fuel supply device for a fuel cell system according to the present invention, the fourth receiving portion and the stack may be connected by the second discharge line.

그리고 본 발명에 따른 연료 전지 시스템용 연료 공급장치는, 상기 컴프레셔와 상기 공기 탱크가 공기 공급라인에 의해 연결 설치되며, 상기 공기 공급라인 상에 설치되어 상기 공기 탱크 내부의 압력 변화에 따라 상기 공기 공급라인을 개폐시키는 개폐밸브를 포함할 수도 있다.In the fuel supply system for a fuel cell system according to the present invention, the compressor and the air tank are connected to each other by an air supply line, and are installed on the air supply line to supply the air according to a pressure change in the air tank. It may also include an on-off valve for opening and closing the line.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

도면을 참고하면, 본 실시예에 의한 연료 공급장치(100)는, 수소를 함유한 액상의 연료를 개질하여 수소 가스를 발생시키는 개질기(90) 및 이 수소 가스와 산화제 가스를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키는 고분자 전해질형 연료 전지(Polymer Electrode Membrane Fuel Cell; PEMFC)(도시하지 않음)를 채용한 연료 전지 시스템에 적용될 수 있다. 이러한 연료 공급장치(100)는 종래와 같은 다수의 펌프 등을 구비하지 않고 상기한 연료를 개질기(90)로 공급할 수 있는 구조로 이루어진다.Referring to the drawings, the fuel supply apparatus 100 according to the present embodiment, the reformer 90 for generating hydrogen gas by reforming a liquid fuel containing hydrogen, and by reacting the hydrogen gas and oxidant gas electrochemically It can be applied to a fuel cell system employing a Polymer Electrode Membrane Fuel Cell (PEMFC) (not shown) that generates electrical energy. Such a fuel supply device 100 has a structure capable of supplying the above-described fuel to the reformer 90 without providing a plurality of pumps and the like as in the prior art.

본 실시예에서, 상기 개질기(90)는 열 에너지에 의한 수증기 개질, 부분 산화 또는 자열 반응 등의 촉매 반응을 통해 상기한 연료로부터 수소, 이산화탄소, 일산화탄소 등을 함유하고 있는 수소 리치 가스(riched gas)를 발생시키는 구조로 이루어진다(이하에서는 상기 수소 리치 가스를 편의상 '수소 가스'라고 한다). 바람직하게, 상기 개질기(90)는 수증기 개질(Steam Reforming: SR) 반응을 통해 액상의 연료와 물의 혼합 연료로부터 수소 가스를 발생시키는 구조로 이루어진다. 그리고 상기 개질기(90)는 수성가스 전환 방법, 선택적 산화 방법 등과 같은 촉매 반응 또는 분리막을 이용한 수소의 정제 등과 같은 방법으로 상기 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시키는 구조로 이루어진다. 이러한 개질기(90)는 통상적인 고분자 전해질 연료 전지 방식의 연료 전지 시스템에 채용되는 개질기의 구성으로 이루어질 수 있으므로 본 명세서에서 그 자세한 설명한 생략하기로 한다.In the present embodiment, the reformer 90 is a hydrogen rich gas containing hydrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, and the like from the fuel through a catalytic reaction such as steam reforming by thermal energy, partial oxidation, or autothermal reaction. (Hereinafter, the hydrogen rich gas is referred to as 'hydrogen gas' for convenience). Preferably, the reformer 90 is configured to generate hydrogen gas from a mixed fuel of liquid fuel and water through a steam reforming (SR) reaction. The reformer 90 has a structure for reducing the concentration of carbon monoxide contained in the hydrogen gas by a method such as a catalytic reaction such as a water gas conversion method, a selective oxidation method, or purification of hydrogen using a separator. The reformer 90 may be made of a reformer that is employed in a conventional polymer electrolyte fuel cell type fuel cell system, and thus the detailed description thereof will be omitted.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 공급장치의 구성을 도시한 부분 절개 사시도이고, 도 3은 도 2의 개략적인 단면 구성도이다.FIG. 2 is a partial cutaway perspective view illustrating a configuration of a fuel supply device according to a first exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of FIG. 2.

도면을 참고하면, 본 실시예에 의한 상기 연료 공급장치(100)는 압축 공기와 연료를 각각 수용하는 제1 저장용기(10)와, 압축 공기와 물을 각각 수용하는 제2 저장용기(20)와, 압축 공기의 압력에 의해 상기 연료를 제1 저장용기(10)로부터 배출시키는 제1 피스톤부재(30)와, 압축 공기의 압력에 의해 상기 물을 제2 저장용기(20)로부터 배출시키는 제2 피스톤부재(40)를 포함한다.Referring to the drawings, the fuel supply apparatus 100 according to the present embodiment includes a first storage container 10 for receiving compressed air and fuel, and a second storage container 20 for receiving compressed air and water, respectively. And a first piston member 30 for discharging the fuel from the first storage container 10 by the pressure of the compressed air, and a material for discharging the water from the second storage container 20 by the pressure of the compressed air. 2 includes a piston member (40).

제1 저장용기(10)는 소정 용적의 내부 공간을 갖는 원통 실린더 형태의 밀폐 용기로서, 압축 공기를 수용하는 제1 수용부(11)와, 연료를 수용하는 제2 수용부(12)를 상호 독립적으로 구획 형성하고 있다.The first storage container 10 is a sealed container in the form of a cylindrical cylinder having an internal space having a predetermined volume. The first storage container 10 includes a first accommodating portion 11 for receiving compressed air and a second accommodating portion 12 for containing fuel. Independently formed compartments.

상기 제1 수용부(11)는 더욱 설명하는 제1 피스톤부재(30)에 의해 제1 저장 용기(10)의 일측 내부에 구획 형성되는 것으로서, 압축 공기를 실질적으로 수용하는 제1 공간(13)과, 제1 공간(13)으로 압축 공기를 주입시키기 위한 제1 주입구(14)를 형성하고 있다.The first accommodating part 11 is formed in one side of the first storage container 10 by the first piston member 30, which will be further described, and includes a first space 13 that substantially receives compressed air. And a first injection port 14 for injecting compressed air into the first space 13.

상기 제2 수용부(12)는 제1 피스톤부재(30)에 의해 제1 저장용기(10)의 다른 일측 내부에 구획 형성되는 것으로서, 액상의 연료를 실질적으로 수용하는 제2 공간(15)과, 제2 공간(15)에 저장된 연료를 배출시키기 위한 제1 배출구(16)를 형성하고 있다.The second receiving portion 12 is formed inside the other side of the first storage container 10 by the first piston member 30, and the second space 15 to substantially receive the liquid fuel and The first outlet 16 for discharging the fuel stored in the second space 15 is formed.

제2 저장용기(20)는 소정 용적의 내부 공간을 갖는 원통 실린더 형태의 밀폐 용기로서, 압축 공기를 수용하는 제3 수용부(21)와, 연료를 수용하는 제4 수용부(22)를 상호 독립적으로 구획 형성하고 있다.The second storage container 20 is a sealed container in the form of a cylindrical cylinder having an internal space having a predetermined volume. The second storage container 20 has a third accommodating portion 21 accommodating compressed air and a fourth accommodating portion 22 accommodating fuel. Independently formed compartments.

상기 제3 수용부(21)는 더욱 설명하는 제2 피스톤부재(40)에 의해 제2 저장용기(20)의 일측 내부에 구획 형성되는 것으로서, 압축 공기를 실질적으로 수용하는 제3 공간(23)과, 제2 공간(23)으로 압축 공기를 주입시키기 위한 제2 주입구(24)를 형성하고 있다.The third accommodating part 21 is formed inside the one side of the second storage container 20 by the second piston member 40 which will be described further, and the third space 23 substantially receiving the compressed air. And a second injection port 24 for injecting compressed air into the second space 23.

상기 제4 수용부(22)는 제2 피스톤부재(40)에 의해 제2 저장용기(20)의 다른 일측 내부에 구획 형성되는 것으로서, 물을 수용하는 제4 공간(25)과, 제4 공간(25)에 저장된 물을 배출시키기 위한 제2 배출구(26)를 형성하고 있다.The fourth accommodating part 22 is formed inside the other side of the second storage container 20 by the second piston member 40, and includes a fourth space 25 and a fourth space for receiving water. A second outlet 26 for discharging the water stored in the 25 is formed.

본 실시예에 따르면, 전술한 바 있는 상기 제1,2 피스톤부재(30, 40)는 제1 저장용기(10)에 대해 제1 수용부(11)와 제2 수용부(12)를 상호 독립적으로 구획 형성하며, 제2 저장용기(20)에 대해 제3 수용부(21)와 제4 수용부(22)를 상호 독립적 으로 구획 형성한다. 여기서 제1 피스톤부재(30)는 제1 수용부(11)의 제1 공간(13)에 수용된 압축 공기의 압력에 의해 제2 수용부(12)의 제2 공간(15)에 수용된 연료를 제1 배출구(16)를 통해 배출시키는 기능을 하게 된다. 그리고 제2 피스톤부재(40)는 제3 수용부(21)의 제3 공간(23)에 수용된 압축 공기의 압력에 의해 제4 수용부(22)의 제4 공간(25)에 수용된 물을 제2 배출구(26)를 통해 배출시키는 기능을 하게 된다.According to the present embodiment, the first and second piston members 30 and 40 as described above are independent of the first accommodating part 11 and the second accommodating part 12 with respect to the first storage container 10. And the third storage portion 21 and the fourth accommodation portion 22 are independently formed with respect to the second storage container 20. Here, the first piston member 30 removes the fuel contained in the second space 15 of the second accommodation portion 12 by the pressure of the compressed air contained in the first space 13 of the first accommodation portion 11. 1 to discharge through the outlet (16). The second piston member 40 removes the water contained in the fourth space 25 of the fourth accommodating part 22 by the pressure of the compressed air contained in the third space 23 of the third accommodating part 21. 2 to discharge through the outlet (26).

이러한 제1,2 피스톤부재(30, 40)는 제1,2 저장용기(10, 20)의 내벽에 대해 왕복 이동 가능하게 설치되는 바, 제1,2 저장용기(10, 20)의 내경에 상응하는 직경을 가진 원반 형태로 이루어진다. 이 때 상기 제1,2 피스톤부재(30, 40)는 원반의 가장자리면에 O-링과 같은 가스켓(도시하지 않음)이 설치되는 바, 이 가스켓은 제1,2 저장용기(10, 20)의 내벽에 대한 제1,2 피스톤부재(30, 40)의 슬라이딩 동작을 용이하게 하고, 제1 저장용기(10)의 제1 수용부(11)와 제2 수용부(12), 및 제2 저장용기(20)의 제3 수용부(21)와 제4 수용부(22)를 실링하는 기능을 하게 된다.The first and second piston members 30 and 40 are installed to be reciprocally moved with respect to the inner walls of the first and second storage containers 10 and 20, and the inner diameters of the first and second storage containers 10 and 20 may be adjusted. In the form of a disc with a corresponding diameter. At this time, the first and second piston members 30 and 40 are provided with gaskets (not shown), such as O-rings, on the edges of the disc, and the gaskets are the first and second storage containers 10 and 20. To facilitate the sliding operation of the first and second piston members 30 and 40 with respect to the inner wall of the first and second receiving parts 11 and 12 of the first storage container 10, and the second The third receiving portion 21 and the fourth receiving portion 22 of the storage container 20 serves to seal.

따라서 제1 피스톤부재(30)는 제1 수용부(11)의 제1 공간(13)에 수용된 압축 공기의 압력에 의해 제2 수용부(12)의 제2 공간(15)에 수용된 연료를 가압하게 된다. 이로써 상기 제1 피스톤부재(30)는 제2 수용부(12)의 제1 배출구(16)을 통해 배출되는 연료의 배출량 만큼 제1 저장용기(10)의 내벽을 따라 제2 수용부(12) 측으로 이동하게 된다. 그리고 제2 피스톤부재(40)는 제3 수용부(21)의 제2 공간(23)에 수용된 압축 공기의 압력에 의해 제4 수용부(22)의 제4 공간(25)에 수용된 물을 가압하게 된다. 이에 따라 상기 제2 피스톤부재(40)는 제4 수용부(22)의 제2 배출 구(26)을 통해 배출되는 물의 배출량 만큼 제2 저장용기(20)의 내벽을 따라 제4 수용부(22) 즉, 도면에서의 하측 방향으로 이동하게 된다.Therefore, the first piston member 30 pressurizes the fuel contained in the second space 15 of the second accommodating part 12 by the pressure of the compressed air contained in the first space 13 of the first accommodating part 11. Done. Accordingly, the first piston member 30 is along the inner wall of the first storage container 10 along the inner wall of the first storage container 10 by the amount of fuel discharged through the first outlet 16 of the second receiving portion 12. To the side. The second piston member 40 pressurizes the water contained in the fourth space 25 of the fourth accommodating part 22 by the pressure of the compressed air contained in the second space 23 of the third accommodating part 21. Done. Accordingly, the second piston member 40 has a fourth accommodating portion 22 along the inner wall of the second storage container 20 as much as the amount of water discharged through the second outlet 26 of the fourth accommodating portion 22. That is, it moves downward in the drawing.

이에 더하여 상기 제1,2 피스톤부재(30, 40)는 지지부재(35, 45)에 의해 지지되어 제1,2 저장용기(10, 20)의 내벽을 따라 왕복 이동되는 바, 이 지지부재(35, 45)는 제1,2 피스톤부재(30, 40)의 가장자리단과 제1,2 저장용기(10, 20)의 내벽에 연결 설치된다.In addition, the first and second piston members 30 and 40 are supported by the support members 35 and 45 and reciprocated along the inner walls of the first and second storage containers 10 and 20. 35 and 45 are connected to edges of the first and second piston members 30 and 40 and inner walls of the first and second storage containers 10 and 20.

바람직하게, 상기 지지부재(35, 45)는 도면에 도시한 바와 같이, 제1,2 피스톤부재(30, 40)에 대하여 신축 가능하게 연결되는 밸로즈 형태로 이루어진다. 이 지지부재(35, 45)는 양단이 개방된 원통 형태에서 다수의 주름부를 형성하고 있으며, 일측 단부가 제1,2 저장용기(10, 20)의 내벽에 연결되며, 다른 일측 단부가 제1,2 피스톤부재(30, 40)의 가장자리 부분에 연결된다.Preferably, the support members 35 and 45 are formed in a bellows shape that is elastically connected to the first and second piston members 30 and 40, as shown in the drawing. The support members 35 and 45 form a plurality of corrugations in a cylindrical shape with both ends open, one end of which is connected to the inner walls of the first and second storage containers 10 and 20, and the other end of which is the first. , 2 is connected to the edge of the piston member (30, 40).

따라서 제1 지지부재(35)는, 제1 피스톤부재(30)가 압축 공기의 압력에 의하여 연료의 배출량 만큼 제2 수용부(12) 측으로 이동하는 경우, 상기 제2 수용부(12) 측으로 인장되면서 제1 피스톤부재(30)의 이동을 지지한다. 그리고 제1 지지부재(35)는, 위와 같이 인장된 상태에서 제1 수용부(11)의 제1 공간(13)에 작용하는 압축 공기의 압력이 작용하지 않는 경우, 원래 상태로 수축되면서 제1 피스톤부재(30)를 원위치로 이동시키게 된다. 제2 지지부재(45)는, 제2 피스톤부재(40)가 압축 공기의 압력에 의하여 물의 배출량 만큼 제4 수용부(22) 측으로 이동하는 경우, 상기 제4 수용부(22) 측으로 인장되면서 제2 피스톤부재(40)의 이동을 지지하게 된다. 그리고 제2 지지부재(45)는, 위와 같이 인장된 상태에서 제3 수용부(21) 의 제3 공간(23)에 작용하는 압축 공기의 압력이 작용하지 않는 경우, 원래 상태로 수축되면서 제2 피스톤부재(40)를 원위치로 이동시키게 된다.Therefore, when the first piston member 30 moves to the second receiving portion 12 side by the discharge of fuel by the pressure of the compressed air, the first supporting member 35 is pulled toward the second receiving portion 12 side. While supporting the movement of the first piston member (30). In addition, when the pressure of the compressed air acting on the first space 13 of the first accommodating part 11 does not work in the tensioned state as described above, the first support member 35 is contracted to the original state and thus the first support member 35 is contracted. The piston member 30 is moved to its original position. When the second piston member 40 is moved toward the fourth accommodating portion 22 by the discharge of water by the pressure of the compressed air, the second supporting member 45 is tensioned toward the fourth accommodating portion 22. 2 support the movement of the piston member (40). In addition, when the pressure of the compressed air acting on the third space 23 of the third accommodating portion 21 does not work in the tensioned state as described above, the second support member 45 is contracted to the original state while the second support member 45 is contracted. The piston member 40 is moved to its original position.

한편 상기와 같이 구성되는 본 실시예에 의한 상기 연료 공급장치(100)에, 압축 공기를 제1 수용부(11)의 제1 공간(13) 및 제3 수용부(21)의 제3 공간(23)으로 분배하여 공급하는 공기 탱크(50)와, 이 공기 탱크(50)로 압축 공기를 제공하는 컴프레셔(60)와, 제2,4 수용부(12, 22)와 개질기(90: 도 1)를 실질적으로 연결하는 제1,2 배출라인(71, 72)를 포함한다.On the other hand, in the fuel supply apparatus 100 according to the present embodiment configured as described above, compressed air is supplied to the first space 13 of the first accommodating portion 11 and the third space of the third accommodating portion 21 ( 23, the air tank 50 which distributes and supplies, the compressor 60 which supplies compressed air to this air tank 50, the 2nd, 4 accommodating parts 12 and 22, and the reformer 90: FIG. ), The first and second discharge lines 71 and 72 substantially connecting.

상기 공기 탱크(50)는 뒤에서 더욱 설명하는 컴프레셔(60)에 의해 제공되는 압축 공기를 실질적으로 저장하는 압축 공기 저장탱크로서, 제1 저장용기(10)의 제1 수용부(11)와 제2 저장용기(20)의 제3 수용부(21)에 연결 설치된다. 이 공기 탱크(50)는 압축 공기를 주입시키기 위한 제1 포트(51)와, 압축 공기를 제1 수용부(11)로 배출시키기 위한 제2 포트(52)와, 압축 공기를 제3 수용부(21)로 배출시키기 위한 제3 포트(53)을 형성하고 있다.The air tank 50 is a compressed air storage tank for substantially storing the compressed air provided by the compressor 60 which will be described later. The first accommodating part 11 and the second of the first storage container 10 are provided. It is connected to the third receiving portion 21 of the storage container 20 is installed. The air tank 50 includes a first port 51 for injecting compressed air, a second port 52 for discharging compressed air to the first accommodating part 11, and a third accommodating part for compressed air. A third port 53 for discharging to 21 is formed.

이러한 공기 탱크(50)는 제1 공급라인(55)에 의해 제1 수용부(11)와 연결 설치되는 바, 압축 공기를 제1 공급라인(55)을 통해 제1 수용부(11)의 제1 공간(13)으로 공급하게 된다. 이 때 상기 제1 공급라인(55)은 일측 단부가 제2 포트(52)에 연결되며, 다른 일측 단부가 제1 수용부(11)의 제1 주입구(14)에 연결된다. 그리고 상기 공기 탱크(50)는 제2 공급라인(57)에 의해 제3 수용부(21)와 연결 설치되는 바, 압축 공기를 제2 공급라인(57)을 통해 제3 수용부(21)의 제3 공간(23)으로 공급하게 된다. 이 때 상기 제2 공급라인(57)은 일측 단부가 제3 포트(53)에 연결되 며, 다른 일측 단부가 제3 수용부(21)의 제2 주입구(24)에 연결된다.The air tank 50 is connected to the first accommodating part 11 by the first supply line 55, and the compressed air is supplied to the first accommodating part 11 through the first supply line 55. It is supplied to one space 13. At this time, one end of the first supply line 55 is connected to the second port 52, and the other end of the first supply line 55 is connected to the first inlet 14 of the first receiving part 11. In addition, the air tank 50 is installed to be connected to the third accommodating part 21 by the second supply line 57, and the compressed air is supplied to the third accommodating part 21 through the second supply line 57. The third space 23 is supplied. At this time, one end of the second supply line 57 is connected to the third port 53, and the other end of the second supply line 57 is connected to the second injection hole 24 of the third receiving part 21.

본 실시예에서, 상기 제1,2 공급라인(55, 57) 상에는 공기 탱크(50) 내부의 압력 변화에 따라 제1,2 공급라인(55, 57)을 선택적으로 개폐시키는 개폐 밸브(58, 59)를 설치하고 있다. 이 개폐 밸브(58, 59)는 별도의 컨트롤유닛(도시하지 않음)에 의해 제어되어 작동되는 통상적인 구조의 2-웨이(2-way) 밸브로서 구비된다. 이 때 상기 개폐 밸브(58, 59)는 별도의 압력 센서(도시하지 않음)에 의해 감지된 공기 탱크(50) 내부의 압력 변화에 따라 컨트롤유닛에 의해 제어되어 제1,2 공급라인(55, 57)을 선택적으로 개폐시킨다.In the present exemplary embodiment, the opening and closing valve 58 for selectively opening and closing the first and second supply lines 55 and 57 on the first and second supply lines 55 and 57 according to a pressure change in the air tank 50. 59) is installed. These open / close valves 58 and 59 are provided as two-way valves of a conventional structure which are controlled and operated by separate control units (not shown). At this time, the on-off valves 58 and 59 are controlled by the control unit according to the pressure change inside the air tank 50 sensed by a separate pressure sensor (not shown), so that the first and second supply lines 55, 57) to open and close selectively.

상기 컴프레셔(60)는 공기 탱크(50)와 연결 설치되는 바, 공기를 흡입하고 이 공기를 압축하여 공기 탱크(50)로 공급하는 구조로 이루어진다. 이러한 컴프레셔(60)는 그 구조 및 작동 방식에 따라 다양한 종류가 있는 바, 예컨대, 나사 모양으로 된 암수 두 개의 로터가 한 쌍으로 되어 서로 반대 방향으로 회전하면서 회전축 방향으로 들어오는 공기를 서로 맞물려 회전 압축시키는 나사식 에어 컴프레셔, 다수의 임펠러를 고속 회전시키는 터보 에어 컴프레셔, 왕복 이동하는 피스톤에 의해 실린더 내에 흡입된 공기를 압축하는 왕복식 에어 컴프레셔 등을 그 예로 들 수 있다. 이와 같은 컴프레셔(60)의 구조는 당 업계에 널리 알려진 공지의 기술이므로 본 명세서에서의 자세한 설명은 생략한다.The compressor (60) is connected to the air tank (50), and is configured to suck air and compress the air to supply the air tank (50). The compressor 60 has various types according to its structure and operation method. For example, two male and female rotors of a screw shape are paired to rotate in opposite directions while interlocking air coming in the direction of the rotation axis, thereby compressing rotation. Examples thereof include a screw air compressor to be used, a turbo air compressor for rotating a plurality of impellers at high speed, a reciprocating air compressor for compressing air sucked into a cylinder by a reciprocating piston, and the like. Since the structure of such a compressor 60 is well known in the art, a detailed description thereof will be omitted.

상기 제1 배출라인(71)은 파이프 형태의 관로로서, 일측 단부가 제2 수용부(12)의 제1 배출구(16)에 연결되며, 다른 일측 단부가 개질기(90: 도 1)에 연결 설치될 수 있다. 이 때 상기 제1 배출라인(71) 상에는 제2 수용부(12)로부터 개질기 (90)로 공급되는 연료의 유량을 선택적으로 조절하는 제1 유량 제어 밸브(73)가 제공된다. 제1 유량 제어 밸브(73)는 제2 수용부(12)의 제1 배출구(16)를 통해 배출되어 제1 배출라인(71)을 따라 개질기(90)로 공급되는 연료의 유량을 조절하는 공지 기술의 스로틀 밸브(throttle valve)를 구비할 수 있다.The first discharge line 71 is a pipe-type pipe, one end of which is connected to the first outlet 16 of the second receiving portion 12, the other end is connected to the reformer 90 (Fig. 1) installed Can be. At this time, a first flow control valve 73 is provided on the first discharge line 71 to selectively adjust the flow rate of the fuel supplied from the second receiving portion 12 to the reformer 90. The first flow control valve 73 is discharged through the first outlet 16 of the second receiving portion 12 to control the flow rate of the fuel supplied to the reformer 90 along the first discharge line 71 A throttle valve of the art can be provided.

상기 제2 배출라인(72)은 파이프 형태의 관로로서, 일측 단부가 제4 수용부(22)의 제2 배출구(26)에 연결되며, 다른 일측 단부가 개질기(90: 도 1)에 연결 설치될 수 있다. 이 때 상기 제2 배출라인(72) 상에는 제4 수용부(22)로부터 개질기(90)로 공급되는 물의 유량을 선택적으로 조절하는 제2 유량 제어 밸브(74)가 제공된다. 제2 유량 제어 밸브(74)는 제4 수용부(22)의 제2 배출구(26)를 통해 배출되어 제2 배출라인(72)을 따라 개질기(90)로 공급되는 물의 유량을 조절하는 공지 기술의 스로틀 밸브(throttle valve)를 구비할 수 있다.The second discharge line 72 is a pipe-type pipe line, one end of which is connected to the second outlet 26 of the fourth receiving part 22, and the other end of which is connected to the reformer 90 (FIG. 1). Can be. At this time, a second flow rate control valve 74 is provided on the second discharge line 72 to selectively adjust the flow rate of the water supplied from the fourth receiving portion 22 to the reformer 90. The second flow control valve 74 is a known technique for controlling the flow rate of water discharged through the second outlet 26 of the fourth receiving portion 22 is supplied to the reformer 90 along the second discharge line 72 Throttle valve may be provided.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 연료 공급장치(100)의 작용을 살펴보면, 우선, 제2 수용부(12)의 제2 공간(15)에 연료를 저장하고 있는 상태에서 컴프레셔(60)를 가동시켜 압축 공기를 공기 탱크(50)로 공급한다.Referring to the operation of the fuel supply device 100 according to the embodiment of the present invention configured as described above, first, the compressor 60 in the state in which the fuel is stored in the second space 15 of the second receiving portion 12. ) To supply compressed air to the air tank (50).

이어서, 공기 탱크(50) 내부에 압축 공기에 의한 기설정된 압력 분위기가 조성되면, 컨트롤유닛을 통해 제1 개폐 밸브(58)를 조작하여 제1 공급라인(55)을 개방시킨다. 그러면, 공기 탱크(50)에 저장된 압축 공기는 제1 공급라인(55)을 통해 제1 수용부(11)의 제1 공간(13)으로 주입된다. 이에 따라, 제1 피스톤부재(30)는 압축 공기에 의해 제2 수용부(12) 방향으로 소정의 가압력을 받게 된다. 이 때 제1 배출라인(71)은 컨트롤유닛(도시하지 않음)을 통해 조작되는 제1 유량 제어 밸브 (73)에 의해 관로가 폐쇄된 상태에 있다. 그리고 공기 탱크(50)의 내부 압력이 기설정된 압력 이하로 떨어지게 되면, 제1 개폐밸브(58)는 컨트롤유닛에 의해 제어되어 제1 공급라인(55)을 폐쇄시킨다.Subsequently, when a predetermined pressure atmosphere by the compressed air is formed in the air tank 50, the first supply line 55 is opened by operating the first opening / closing valve 58 through the control unit. Then, the compressed air stored in the air tank 50 is injected into the first space 13 of the first accommodating part 11 through the first supply line 55. Accordingly, the first piston member 30 receives a predetermined pressing force in the direction of the second receiving portion 12 by the compressed air. At this time, the first discharge line 71 is in a closed state by the first flow control valve 73 operated through a control unit (not shown). When the internal pressure of the air tank 50 drops below a predetermined pressure, the first open / close valve 58 is controlled by the control unit to close the first supply line 55.

이러는 과정을 거치는 동안, 제4 수용부(22)의 제4 공간(25)에 물을 저장하고 있는 상태에서 컨트롤유닛을 통해 제2 개폐 밸브(59)를 조작하여 제2 공급라인(57)을 개방시킨다. 그러면, 공기 탱크(50)에 저장된 압축 공기는 제2 공급라인(57)을 통해 제3 수용부(21)의 제3 공간(23)으로 주입된다. 이에 따라, 제2 피스톤부재(40)는 압축 공기에 의해 제4 수용부(22) 방향으로 소정의 가압력을 받게 된다. 이 때 제2 배출라인(72)은 컨트롤유닛(도시하지 않음)을 통해 조작되는 제2 유량 제어 밸브(74)에 의해 관로가 폐쇄된 상태에 있다. 그리고 공기 탱크(50)의 내부 압력이 기설정된 압력 이하로 떨어지게 되면, 제2 개폐밸브(59)는 컨트롤유닛에 의해 제어되어 제2 공급라인(57)을 폐쇄시킨다.During this process, the second supply line 57 is operated by operating the second opening / closing valve 59 through the control unit while the water is stored in the fourth space 25 of the fourth accommodating part 22. Open. Then, the compressed air stored in the air tank 50 is injected into the third space 23 of the third accommodating portion 21 through the second supply line 57. Accordingly, the second piston member 40 is subjected to a predetermined pressing force in the direction of the fourth accommodating portion 22 by the compressed air. At this time, the second discharge line 72 is in a closed state by the second flow control valve 74 operated through a control unit (not shown). When the internal pressure of the air tank 50 drops below a predetermined pressure, the second open / close valve 59 is controlled by the control unit to close the second supply line 57.

이 상태에서, 컨트롤유닛을 통해 제1,2 유량 제어 밸브(73, 74)를 조작하여 제1,2 배출라인(71, 72)을 동시에 개방시킨다. 그러면, 제1,2 피스톤부재(30, 40)는 압축 공기에 의해 소정의 가압력을 받고 있으므로, 제1,2 배출라인(71, 72)이 개방됨에 따라 상기한 가압력에 의해 제1,2 저장용기(10, 20)의 내벽을 따라 도면에서의 하측 방향으로 이동하게 된다. 이 때 상기 제1,2 피스톤부재(30, 40)는 도면에서의 하측 방향으로 신장 변형되는 밸로즈 형태의 지지부재(35, 45)에 지지된 채 제1,2 저장용기(10, 20)의 내벽을 따라 이동하게 된다. 그러면 제2 수용부(12)의 제2 공간(15)에 저장된 연료는 상기한 제1 피스톤부재(30)의 가압력에 의하여 제1 배출구(16)를 통해 배출되고 제1 배출라인(71)을 따라 유동하면서 개질기(90: 도 1)로 공급되게 된다. 이 때 상기 제2 수용부(12)의 제1 배출구(16)를 통해 배출되는 연료는 제1 유량 제어 밸브(73)의 개폐량에 따라 그 양이 달라지므로, 제1 유량 제어 밸브(73)의 조작에 의하여 기설정된 양 만큼 개질기(90)로 공급되게 된다. 그리고 제4 수용부(22)의 제4 공간(25)에 저장된 물은 상기한 제2 피스톤부재(40)의 가압력에 의하여 제2 배출구(26)를 통해 배출되고 제2 배출라인(72)을 따라 유동하면서 개질기(90: 도 1)로 공급되게 된다. 이 때 상기 제4 수용부(22)의 제2 배출구(26)를 통해 배출되는 물은 제2 유량 제어 밸브(74)의 개폐량에 따라 그 양이 달라지므로, 제2 유량 제어 밸브(74)의 조작에 의하여 기설정된 양 만큼 개질기(90)로 공급되게 된다.In this state, the first and second flow control valves 73 and 74 are operated through the control unit to simultaneously open the first and second discharge lines 71 and 72. Then, since the first and second piston members 30 and 40 are subjected to a predetermined pressing force by the compressed air, the first and second piston members 30 and 40 are stored in the first and second storage by the pressing force as the first and second discharge lines 71 and 72 are opened. It moves along the inner wall of the container 10, 20 in the downward direction in the figure. At this time, the first and second piston members 30 and 40 are supported by the bellows-type support members 35 and 45 which are elongated and deformed downward in the drawing. Will move along the inner wall of the Then, the fuel stored in the second space 15 of the second accommodating part 12 is discharged through the first outlet 16 by the pressing force of the first piston member 30 and the first discharge line 71 is opened. As it flows along, it is supplied to the reformer 90 (FIG. 1). At this time, since the amount of the fuel discharged through the first outlet 16 of the second receiving portion 12 varies depending on the opening and closing amount of the first flow control valve 73, the first flow control valve 73 By the operation of the predetermined amount is supplied to the reformer 90. In addition, the water stored in the fourth space 25 of the fourth accommodating part 22 is discharged through the second outlet 26 by the pressing force of the second piston member 40 and the second discharge line 72. As it flows along, it is supplied to the reformer 90 (FIG. 1). At this time, since the amount of the water discharged through the second outlet 26 of the fourth accommodation portion 22 varies depending on the opening and closing amount of the second flow control valve 74, the second flow control valve 74 By the operation of the predetermined amount is supplied to the reformer 90.

따라서 상기한 개질기(90)는 수증기 개질 반응을 통해 연료와 물의 혼합 연료로부터 수소 가스를 발생시키고, 이 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시킨 상태에서 상기 일산화탄소의 농도가 저감된 수소 가스를 연료 전지(도시하지 않음)로 공급하게 된다.Therefore, the reformer 90 generates hydrogen gas from a mixed fuel of fuel and water through a steam reforming reaction, and fuels hydrogen gas having a reduced concentration of carbon monoxide while reducing the concentration of carbon monoxide contained in the hydrogen gas. Supply to a battery (not shown).

이로써 상기 연료 전지는 수소 가스 중에 함유된 수소와, 별도 공급되는 산화제 가스의 전기 화학적인 반응을 통해 기설정된 출력량의 전기 에너지를 출력시키게 된다.As a result, the fuel cell outputs electrical energy of a predetermined output amount through an electrochemical reaction between hydrogen contained in hydrogen gas and an oxidant gas supplied separately.

도면을 참고하면, 본 실시예에 따른 연료 공급장치(200)는 전기 실시예의 구 조를 기본으로 하면서, 수소와 산소의 반응에 의해 전기 에너지를 발생시키는 스택(80)으로 직접 연료와 물의 혼합 연료를 공급할 수 있는 구조로 이루어진다.Referring to the drawings, the fuel supply apparatus 200 according to the present embodiment is based on the structure of the electric embodiment, and directly mixed with fuel and water into the stack 80 generating electric energy by the reaction of hydrogen and oxygen. It is made of a structure that can supply.

이를 위한 상기 연료 공급장치(200)는 제1 저장용기(10A)의 제2 수용부(12A)와 스택(80)을 실질적으로 연결하는 관로 형태의 제1 배출라인(71A)과, 제2 저장용기(20A)의 제4 수용부(22A)와 스택(80)을 실질적으로 연결하는 관로 형태의 제2 배출라인(72A)을 포함하여 구성된다. 따라서 상기 제2 수용부(12A)에 저장된 연료와 제4 수용부(22A)에 저장된 물은 전기 실시예에서와 같은 작용에 의해 제1,2 배출라인(71A, 72A)을 통해 스택(80)으로 공급되게 된다.To this end, the fuel supply device 200 includes a first discharge line 71A in a pipeline form that substantially connects the second receiving portion 12A of the first storage container 10A and the stack 80, and the second storage. And a second discharge line 72A in the form of a conduit that substantially connects the stack 22 with the fourth receiving portion 22A of the vessel 20A. Therefore, the fuel stored in the second receiving portion 12A and the water stored in the fourth receiving portion 22A are stacked through the first and second discharge lines 71A and 72A by the same action as in the electric embodiment. To be supplied.

여기서 상기 스택(80)은 액상의 연료를 직접적으로 제공받아 이 연료 중에 함유된 수소와, 별도 공급되는 산화제 가스의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 직접 메탄올형 연료 전지(Direct Methanol Fuel Cell: DMFC), 바람직하게는 액티브형(Active Type) 연료 전지 방식으로 구성될 수 있다. 이러한 스택(80)의 구성은 통상적인 직접 메탄올형 연료 전지의 스택 구성으로 이루어질 수 있으므로 본 명세서에서 그 자세한 설명한 생략하기로 한다.The stack 80 is a direct methanol fuel cell that directly receives a liquid fuel and generates electrical energy through an electrochemical reaction between hydrogen contained in the fuel and an oxidant gas supplied separately. : DMFC), preferably an active type fuel cell method. Since the stack 80 may be configured as a stack structure of a conventional direct methanol fuel cell, detailed description thereof will be omitted herein.

본 실시예에 의한 상기 연료 공급장치(200)의 나머지 구성 및 작용은 전기 실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.The rest of the configuration and operation of the fuel supply device 200 according to the present embodiment is the same as the electric embodiment, so a detailed description thereof will be omitted.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the scope of the invention.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 종래와 같은 펌프를 사용하지 않는 단순한 구조로서 연료와 물의 혼합비를 용이하게 조절하면서 이 연료와 물을 개질기 또는 스택으로 공급할 수 있으므로, 전체 시스템의 구동에 소모되는 기생전력을 줄여 시스템의 성능 및 에너지 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. According to the present invention as described above, since the fuel and water can be supplied to the reformer or the stack while easily adjusting the mixing ratio of fuel and water as a simple structure without using a conventional pump, the parasitic consumed for driving the entire system Reducing power can further improve system performance and energy efficiency.

또한, 본 발명에 의하면, 종래와 같은 펌프 등을 배제함에 따라 전체 시스템의 크기를 컴팩트하게 구현할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to implement a compact size of the entire system by excluding the pump and the like.

Claims

A fuel supply apparatus for a fuel cell system for supplying the mixed fuel to a reformer for reforming a mixed fuel of fuel and water to generate hydrogen gas or a stack for generating electrical energy by reaction of hydrogen and oxygen,

A first storage container having a first accommodating part accommodating compressed air and a second accommodating part accommodating the fuel and discharging the fuel by the pressure of the compressed air;

A second storage container having a third receiving part for receiving the compressed air and a fourth receiving part for receiving the water and discharging the water by the pressure of the compressed air;

An air tank connected to the first and third accommodating parts to store the compressed air at a predetermined pressure, and distribute the compressed air to the first and third accommodating parts; And

A compressor connected to the air tank to provide compressed air to the air tank

Fuel supply device for a fuel cell system comprising a.

The method of claim 1,

It is installed to reciprocate in the first storage container to form a partition between the first accommodating portion and the second accommodating independently, pressurizing the fuel by the pressure of the compressed air to receive the fuel in the second A first piston member for discharging from the unit; And

The second storage container is installed to be reciprocated to be reciprocated to form the third accommodating part and the fourth accommodating part independently of each other, and pressurizes the water by the pressure of the compressed air to accommodate the water in the fourth accommodating state. Second piston member to be discharged from the part

Fuel supply device for a fuel cell system comprising a.

The method of claim 2,

A fuel supply for a fuel cell system is disposed in the first and third accommodating parts and includes a support member elastically connected to the first and second piston members to support reciprocating movement of the first and second piston members. Device.

The method according to any one of claims 1 to 3,

And the first accommodating part forms a first space accommodating the compressed air and a first inlet port for injecting the compressed air into the first space.

The method of claim 4, wherein

And the second accommodating portion forms a second space accommodating the fuel and a first discharge port for discharging the fuel from the second space.

The method of claim 4, wherein

And the third accommodating portion forms a third space accommodating the compressed air and a second inlet port for injecting the compressed air into the third space.

The method of claim 6,

And the fourth accommodating portion forms a fourth space for accommodating the water and a second outlet for discharging the water from the fourth space.

The method of claim 5,

A first discharge line in the form of a pipe connected to the first discharge port, and a first flow control valve installed on the first discharge line to selectively control the flow rate of the fuel discharged through the first discharge line; A fuel supply device for a fuel cell system.

The method of claim 7, wherein

A second discharge line in the form of a pipe connected to the second discharge port, and a second flow control valve installed on the second discharge line to selectively adjust the flow rate of water discharged through the second discharge line; Fuel supply for fuel cell systems.

The method of claim 8,

And the second receiver and the reformer are connected to and installed by the first discharge line.

The method of claim 9,

And the fourth receiver and the reformer are connected to and installed by the second discharge line.

The method of claim 8,

And the second receiving part and the stack are connected to each other by the first discharge line.

The method of claim 9,

And the fourth receiving portion and the stack are connected to each other by the second discharge line.

The method of claim 1,

The compressor and the air tank is connected by an air supply line, and installed on the air supply line fuel for fuel cell system including an opening and closing valve for opening and closing the air supply line in accordance with the pressure change in the air tank Supply device.