KR20090005235A - 연료 전지 시스템용 개질기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 옥시던트와의 반응을 위해 일차 연료 공급 장치(14)에 의해 소정 분량의 연료를 받는 산화 영역(12)과, 상기 산화 영역(12)의 하류측에 배치되어 산화 영역(12)에서 빠져나오는 물질과 혼합하도록 이차 연료 공급 장치(20)에 의해 소정 분량의 연료를 받는 혼합 영역(18)을 구비하는 연료 전지 시스템용 개질기(10)에 관한 것이다.
본 발명은 상기 일차 연료 공급 장치(14)와 이차 연료 공급 장치(20)가 동일하게 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 그러한 개질기(10)를 구비하는 연료 전지 시스템에 관한 것이다.

Description

연료 전지 시스템용 개질기{REFORMER FOR A FUEL CELL SYSTEM}
본 발명은 옥시던트와의 반응을 위해 일차 연료 공급 장치에 의해 소정 분량의 연료를 받는 산화 영역과, 이 산화 영역의 하류측에 배치되어 산화 영역으로부터 나오는 물질과 혼합하도록 이차 연료 공급 장치에 의해 소정 분량의 연료를 받는 혼합 영역을 구비하는 연료 전지 시스템용 개질기에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 이러한 개질기를 구비하는 연료 전지 시스템에 관한 것이다.
개질기는 탄화수소와 옥시던트를 개질유(reformate), 즉 수소 농후 가스 혼합물로 반응시키는 역할을 한다.
지금까지, 2 스테이지 유형의 일반적인 개질기에 있어서, 종래의 버너, 예컨대 자동차 파크 히터의 버너에서 용례를 찾을 수 있는 연료 공급 장치가 사용되었다. 이는 적절한 크기의 기존의 구성요소들에 의존하여 각 연료 공급 장치 스테이지에 필요한 연료 공급 장치를 맞춤형으로 만드는 것을 수반하였다. 그러한 개질기의 한가지가, 예컨대 독일 특허 제103 59 205 A1호에 기술되어 있다.
본 발명의 목적은 비용을 절감할 수 있도록 일반적인 개질기 및 그러한 개질기를 구비하는 연료 전지 시스템을 개선시키는 것이다.
이 목적은 청구항 1에 기재된 개질기와 청구항 4에 기재된 연료 전지 시스템에 의해 달성된다.
본 발명의 유리한 양태 및 추가의 실시예는 종속 청구항으로부터 나타난다.
본 발명에 따른 개질기는 일차 연료 공급 장치와 이차 연료 공급 장치가 이제 동일하게 구성되어 2가지 방식으로 비용을 절감한다는 일반적인 종래 기술을 기초로 한다. 한가지의 경우, 단하나의 타입의 연료 공급 장치를 제조하는 것이 더욱 비용 효율적이고, 다른 하나의 경우, 물품 가격의 감소에 나머지 타입의 많은 연료 공급 장치의 2배가 필요하여 보다 많은 연료 공급 장치가 제조되기 때문에, 규모의 경제에 의해 추가적인 비용 절감이 달성될 수 있다. 따라서, 동일한 타입의 연료 공급 장치를 갖도록 구성될 수 있는 개질기를 설계하면 그렇지 않은 경우에 지향적으로 되는 설계보다 더 합리적이어서 맞춤식 연료 공급 장치를 필요로 한다. 동일한 타입의 연료 공급 장치를 갖도록 개질기를 설계하는 것은, 2개의 연료 공급 장치의 범위에서 물리적 및 화학적 주위 조건이 존재할 수 있고 공급률이 선택될 수 있으며, 이들 모두는 크게 다를 수 있다는 점에서 더 유리할 수 있다. 그러한 이점에도 불구하고, 맞춤식 설계는 특정 환경에서 전술한 규모의 경제 효과를 사용하는 것보다 개질기의 설계 및 개질 공정을 덜 편리하게 할 수 있다. 추가적인 이점은 생산품 및 작업장에서 획일적인 물품 명세서로부터 생긴다.
이 구조에서, 일차 연료 공급 장치 및 이차 연료 공급 장치가 연료 분사 노즐이면 이점이 제공된다.
별법으로서, 전술한 이점은 일차 및 이차 연료 공급 장치가 증발기 타입의 연료 공급 장치라는 점에서 달성될 수 있다.
더욱이, 본 발명은 그러한 개질기를 구비하는 연료 전지 시스템에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 일례로서 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 개질기의 일실시예의 개략도.
이하, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 개질기의 일실시예의 개략도가 도시되어 있다. 개질기(10)는 일차 연료 공급 장치(14)에 의해 소정 분량의 연료를 받는 산화 영역(12)을 포함하는데, 사용되는 연료의 예로는 디젤 또는 정규 등급의 가솔린이 있다. 본 실시예에서, 일차 연료 공급 장치(14)는 분사 노즐이지만, 다공성 증발기 유닛을 특징으로 하는 증발기 타입의 연료 공급 장치에 의해 연료가 산화 영역(12)으로 공급되기만 하면 가능하다. 더욱이, 옥시던트, 특히 공기를 산화 영역(12)으로 공급할 수 있는 옥시던트 공급 장치(16)가 마련된다. 산화 영역(12) 내에서는 연소 또는 발열의 전체 산화 반응에서 연료와 옥시던트가 반응한다. 이어서, 결과적인 생성 가스는 하류측의 혼합 영역(18)으로, 즉 개질기의 개별 영역들이 파선에 의해 서로 별개로 지시된 도 1의 우측을 향해 진입한다. 영역들은 구조적 특징부에 의해 서로 별개로 구성되거나 유동 방향으로 서로 관계될 수 있다. 혼합 영역(18)에서, 결과적인 생성 가스는 이차 연료 공급 장치(20)에 의해 추가 연료와 혼합된다. 또한, 옥시던트가 혼합 영역(18)으로 공급되는 것이 규정될 수 있다. 추가 연료와 혼합된 생성 가스는 가스 혼합물로서 개질 영역(22)으로 진입하는데, 이 개질 영역에서 가스 혼합물은, 바람직하게는 그 영역 내에 배치된 촉매에 의해 발열 반응에서 수소 농후 가스 혼합물로 반응된다. 이 수소 농후 가스 혼합물은 연료 전지 스택에서 나중의 사용을 위해 이용 가능한 출구(24)에서 빠져나간다. 일차 및 이차 연료 공급 장치는 본 발명에 따라 동일하게 구성된다. 이 구조에서, 일차 연료 공급 장치(14)와 이차 연료 공급 장치(20)는 일차 연료 공급 장치와 또한 이차 연료 공급 장치로서 등가로 조립될 수 있는 상호 교환 가능한 모듈로서 구성된다.
상기 설명과 도면에 개시되고 청구항에 기재된 본 발명의 특징은 자체에 의해 또는 임의의 조합으로 본 발명을 달성하는 데에 필수적일 수 있다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 개질기 12: 산화 영역
14: 일차 연료 공급 장치 16: 옥시던트 공급 장치
18: 혼합 영역 20: 이차 연료 공급 장치
22: 개질 영역 24: 출구

Claims (4)

  1. 연료 전지 시스템용 개질기(10)로서,
    옥시던트와의 반응을 위해 일차 연료 공급 장치(14)에 의해 소정 분량의 연료를 받는 산화 영역(12)과,
    상기 산화 영역(12)의 하류측에 배치되어 산화 영역(12)에서 나오는 물질과 혼합하도록 이차 연료 공급 장치(20)에 의해 소정 분량의 연료를 받는 혼합 영역(18)을 구비하고,
    상기 일차 연료 공급 장치(14)와 이차 연료 공급 장치(20)는 동일하게 구성되는 것을 특징으로 하는 개질기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 일치 연료 공급 장치(14)와 이차 연료 공급 장치(20)는 연료 분사 노즐인 것을 특징으로 하는 개질기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 일차 연료 공급 장치(14)와 이차 연료 공급 장치(20)는 증발기형 연료 공급 장치인 것을 특징으로 하는 개질기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 개질기(10)를 구비하는 연료 전지 시스템.
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