KR20100078566A - Flow measurement device for fuel cell system and method thereof - Google Patents

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서석호
공민석
황남선
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주식회사 효성
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Abstract

PURPOSE: A flow measurement device of a fuel cell system is provided to remarkably reduce the device composition cost, to easily adjust sensors, and to improve the efficiency of the system. CONSTITUTION: A flow measurement device of a fuel cell system comprises the following: a blower(20) installed on a gas supplying pipe; a pressure suction hole installed on the gas supplying pipe; a pressure pipe(50) inserted into the pressure suction hole; a pressure sensor(60) installed on the pressure pipe; and a temperature sensor(70) installed on the front side of the pressure suction hole. A control unit(80) is connected with the pressure sensor and the temperature sensor.

Description

연료전지 시스템의 유량 측정 장치 및 방법{flow measurement device for fuel cell system and method thereof}Flow measurement device for fuel cell system and method

본 발명은 연료전지 시스템의 유량 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압력센서와 온도센서를 이용하여 저렴한 비용으로 구성되는 연료전지 시스템의 유량 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for measuring a flow rate of a fuel cell system, and more particularly, to an apparatus and method for measuring a flow rate of a fuel cell system configured at low cost by using a pressure sensor and a temperature sensor.

연료전지의 시스템은 연료극과 공기극에 각각 수소와 산소를 공급받아 이들을 전해질을 매개로 반응시킴으로써 전기와 열을 생산하고 부수적으로 물을 생성한다.In the fuel cell system, hydrogen and oxygen are supplied to the anode and the cathode, respectively, and react with them through an electrolyte to generate electricity and heat, and to generate water incidentally.

따라서, 수소와 산소를 화학 양론비에 따라 공급하여야 최적의 효율을 달성할 수 있는 바, 이들의 공급량을 정확히 제어하기 위하여 가스 공급라인에 유량측정장치가 설치되고, 유량측정장치의 측정값은 제어기로 전달되며, 제어기는 블로어(blower)의 회전수를 피드백제어(feedback control)한다.Therefore, optimum efficiency can be achieved only by supplying hydrogen and oxygen according to the stoichiometric ratio. In order to precisely control their supply amount, a flow rate measuring device is installed in the gas supply line, and the measured value of the flow rate measuring device is controlled by a controller. The controller controls the feedback of the number of revolutions of the blower.

상기 연료전지 시스템의 가스 공급라인은 도 1에 도시된 바와 같이, 스택(1)와 블로어(2)의 사이에 유량측정장치(3)가 설치되고, 상기 블로어(2)의 전단에 불순물 제거를 위한 필터(4)가 설치된다.As shown in FIG. 1, in the gas supply line of the fuel cell system, a flow rate measuring device 3 is installed between the stack 1 and the blower 2, and impurities are removed at the front end of the blower 2. Filter 4 is provided.

한편, 상기 유량측정장치(3)로서는 열질량유량계(thermal mass flow meter)가 사용되는데, 열질량유량계는 도 2에 도시된 바와 같이, 모세관(3a)에 히터(3b)가 구비되고, 그 히터(3b)의 전후에 상류온도센서(3c)와 하류온도센서(3d)가 구비된 구조로 이루어져, 상기 히터(3b) 전후의 온도차와 유량차의 물리적 상관 관계를 이용하여 상기 측정된 온도차를 유량으로 환산할 수 있도록 되어 있다.On the other hand, a thermal mass flow meter (thermal mass flow meter) is used as the flow measuring device (3), as shown in Figure 2, the heater 3b is provided in the capillary tube (3a), the heater An upstream temperature sensor 3c and a downstream temperature sensor 3d are provided before and after (3b), and the measured temperature difference is flown using the physical correlation between the temperature difference before and after the heater 3b and the flow rate difference. It can be converted into.

그런데, 상기 열질량유량계는 모세관(3a)을 이용하기 때문에 먼지에 의한 막힘과 수분에 의해 측정량에 오차가 발생하게 되며, 이에 가스 공급라인의 상류에 고효율의 필터(4)를 사용해야만 하여 장치 구성에 고비용이 소요되었다.However, since the thermal mass flow meter uses a capillary tube 3a, an error occurs in the measured amount due to clogging due to dust and moisture, and thus, a high efficiency filter 4 must be used upstream of the gas supply line. The construction was expensive.

또한, 상기 열질량유량계는 교정 시, 전체를 배관에서 탈거하여 교정 후 다시 장착해야만 하므로 시간이 많이 소요되었다.In addition, the thermal mass flow meter was time-consuming since the entire mass mass flowmeter must be removed from the pipe and re-installed after the calibration.

또한, 상기 열질량유량계를 통과하면서 압력강하가 크게 발생하여 블로어의 소비전력을 증가시키므로 시스템의 효율을 저하시키는 등의 여러 문제점이 있었다.In addition, a large pressure drop occurs while passing through the thermal mass flow meter, thereby increasing the power consumption of the blower, thereby reducing the efficiency of the system.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로, 유량측정장치의 구성에 비용이 적게 들고, 교정 작업이 간편하고 시간이 적게 들며, 압력강하에 따른 블로어의 소비전력 증가를 유발하지 않게 되어 시스템 효율을 제고할 수 있도록 된 연료전지 시스템의 유량 측정 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, the cost of the configuration of the flow measuring device is low in cost, easy to calibrate and less time, does not cause an increase in power consumption of the blower due to pressure drop It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for measuring the flow rate of a fuel cell system, which can improve the system efficiency.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료전지 시스템의 유량 측정 장치는,Flow rate measuring apparatus of the fuel cell system according to the present invention for achieving the above object,

가스 공급 배관에 설치된 블로어;A blower installed in the gas supply pipe;

상기 배관에 형성된 압력취공홀;A pressure hole formed in the pipe;

상기 압력취공홀에 삽입된 압력도관;A pressure conduit inserted into the pressure collecting hole;

상기 압력도관에 설치된 압력센서 및;A pressure sensor installed at the pressure conduit;

상기 배관의 압력취공홀 앞쪽 위치에 설치된 온도센서;A temperature sensor installed at a position in front of the pressure hole of the pipe;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.Characterized in that it comprises a.

또한, 상기 압력센서와 온도센서에 컨트롤유니트가 연결되고, 그 컨트롤유니트에는 압력과 온도에 따른 유량 맵이 입력되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit is connected to the pressure sensor and the temperature sensor, the control unit is characterized in that the flow rate map according to the pressure and temperature is input.

또한, 본 발명에 따른 연료전지 시스템의 유량 측정 방법은,In addition, the flow rate measuring method of the fuel cell system according to the present invention,

배관의 압력취공홀이 형성된 부분에 기준유량계를 장착하고, 일정한 유량 간 격으로 유량을 조절하면서 상기 기준유량계의 유량값과, 압력센서의 압력값과, 온도센서의 온도값을 기록하며, 동일한 실험을 일정 온도 간격에 따라 실시하여, 압력과 온도 및 유량의 상관 데이터를 취득하는 데이터 취득 단계와;A standard flowmeter is mounted in the pressure venting hole of the pipe, and the flow rate value of the reference flowmeter, the pressure value of the pressure sensor, and the temperature sensor temperature are recorded while adjusting the flow rate at a constant flow interval. A data acquisition step of carrying out the data at a predetermined temperature interval to obtain correlation data between pressure, temperature, and flow rate;

상기 데이터 취득 단계에서 얻은 데이터를 정리하여 "압력과 온도에 따른 유량 맵"을 완성하고, 이를 컨트롤유니트에 입력하는 데이터맵 완성 및 입력단계와;A data map completion and input step of organizing data obtained in the data acquisition step to complete a "flow map according to pressure and temperature" and inputting the same to a control unit;

상기 컨트롤유니트를, 상기 압력센서와 온도센서로부터 측정값이 전달되면 그 두 측정값에 따른 유량값을 상기 데이터맵으로부터 읽어내도록 프로그램하는 유량값 산출 프로그래밍 단계와;A flow value calculation programming step of programming the control unit to read the flow values according to the two measured values from the data map when the measured values are transmitted from the pressure sensor and the temperature sensor;

실제 연료전지 시스템 운전시, 상기 압력센서와 온도센서로부터 컨트롤유니트로 압력값과 온도값이 전달되는 압력 및 온도 측정단계 및;A pressure and temperature measuring step of transmitting a pressure value and a temperature value from the pressure sensor and the temperature sensor to a control unit during actual fuel cell system operation;

상기 유량값 산출 프로그램에 의해 압력값과 온도값에 따른 유량값을 맵데이터로부터 읽어 내는 유량값 취득 단계;A flow rate value obtaining step of reading a flow rate value corresponding to a pressure value and a temperature value from the map data by the flow rate value calculating program;

를 포함하여 이루어진다.It is made, including.

또한, 상기 유량값 취득 단계에서 측정된 압력과 온도에 정확히 부합하는 유량값이 데이터맵에 존재하지 않을 경우, 보간법을 수행하여 측정 압력과 온도에 따른 유량을 산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, when a flow rate value that exactly matches the pressure and temperature measured in the flow rate value acquisition step does not exist in the data map, an interpolation method may be performed to calculate a flow rate according to the measured pressure and temperature.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 압력센서와 온도센서를 이용하여 유량 산출이 가능하므로 종래의 고가 열질량유량계를 사용할 필요가 없게 되어 비용이 절감된다.According to the present invention as described above, since it is possible to calculate the flow rate using the pressure sensor and the temperature sensor, there is no need to use a conventional high-priced thermal mass flow meter, thereby reducing the cost.

또한, 열질량유량계를 사용하지 않으므로 고정도의 필터링이 필요 없게 되어 고가의 고성능 필터를 사용하지 않게 되므로 비용이 절감된다.In addition, since the mass mass flow meter is not used, high-precision filtering is not required, and thus the cost is reduced because no expensive high performance filter is used.

또한, 열질량유량계와 달리 상기 압력센서와 온도센서는 탈부착이 용이하므로 센서 교정 작업이 보다 간편하고 신속하게 이루어진다.In addition, unlike the thermal mass flow meter, since the pressure sensor and the temperature sensor are easily attached and detached, the sensor calibration operation is made simpler and faster.

또한, 유량 측정 장치를 통과하는 중 압력강하가 발생하지 않으므로 압력강하에 따른 블로어 소비 전력 증가 현상이 해소되어 시스템 효율이 증가하는 효과가 있다.In addition, since a pressure drop does not occur while passing through the flow rate measuring device, an increase in blower power consumption due to the pressure drop is eliminated, thereby increasing system efficiency.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail.

도 3은 스택의 가스 공급라인에 본 발명에 따른 연료전지 시스템의 유량 측정 장치가 설치된 상태도이고, 도 4는 그의 요부 확대도이다.3 is a state diagram in which a flow rate measuring device of a fuel cell system according to the present invention is installed in a gas supply line of a stack, and FIG. 4 is an enlarged view of main parts thereof.

산소 또는 수소가 공급되는 연료전지 스택의 가스 공급라인은 도시된 바와 같이, 스택(10)에 연결된 배관 상에 블로어(20)가 설치되어, 블로어(20)의 회전에 의해 산소 또는 수소가 배관을 통해 스택(10)로 강제 공급되도록 되어 있다.In the gas supply line of the fuel cell stack to which oxygen or hydrogen is supplied, as shown, a blower 20 is installed on a pipe connected to the stack 10, and oxygen or hydrogen is connected to the pipe by the rotation of the blower 20. Forced supply to the stack 10 through.

또한, 공급 가스 내 이물질을 제거하기 위하여 배관 앞쪽에는 필터(30)가 구비된다.In addition, the filter 30 is provided in front of the pipe to remove foreign matter in the supply gas.

한편, 도시된 바와 같이 상기 블로어(20)의 입구측 배관(또는 상기 스택(10)의 입구측 배관)에 도 4와 같이 압력취공홀(40)이 형성되고, 그 압력취공홀(40)에 압력도관(50)이 삽입 장착되며, 상기 압력도관(50)의 단부에 압력센서(60)가 설치된다.Meanwhile, as shown in FIG. 4, the pressure inlet hole 40 is formed in the inlet pipe of the blower 20 (or the inlet pipe of the stack 10), and in the pressure inlet hole 40. The pressure conduit 50 is inserted and mounted, and a pressure sensor 60 is installed at the end of the pressure conduit 50.

또한, 상기 배관의 앞쪽 단부(외기 흡입부) 즉, 상기 필터(30)의 입구측 부분에는 온도센서(70)가 설치된다.In addition, a temperature sensor 70 is installed at the front end (outside air suction) of the pipe, that is, at the inlet side of the filter 30.

또한, 상기 압력센서(60)와 온도센서(70)에 연결되어 그 측정값을 전달받는 컨트롤유니트(80)가 구비된다.In addition, the control unit 80 is connected to the pressure sensor 60 and the temperature sensor 70 receives the measurement value.

상기 컨트롤유니트(80)는 상기 압력센서(60)와 온도센서(70)로부터 전달된 측정값(공급 가스의 압력(정압)과 온도값)을 이용하여 입력되어 있는 데이터맵(data map ; 공급 가스의 압력과 온도에 따른 유량값이 맵핑되어 있다.)으로부터 해당 조건에서의 유량값을 산출한다.The control unit 80 is a data map (feed gas) input using the measured values (pressure (static pressure) and temperature value of the supply gas) transmitted from the pressure sensor 60 and the temperature sensor 70. Flow rate values corresponding to the pressure and the temperature are mapped.

한편, 상기 압력센서(60)에서 측정되는 압력은 배관의 정압으로서, 정압측정을 통해 유량값을 알 수 있는 근거 즉, 정압과 유량과의 물리적 관계에 대해 고찰해본다.On the other hand, the pressure measured by the pressure sensor 60 is the static pressure of the pipe, the basis for the flow rate value can be known through the static pressure measurement, that is, the physical relationship between the static pressure and the flow rate will be considered.

압력은 전압(total pressure), 정압(static pressure), 동압(dynamic pressure)로 분류되며, 이들의 관계는 "전압 = 정압 + 동압" 이다.Pressures are classified into total pressure, static pressure, and dynamic pressure, and their relationship is "voltage = static pressure + dynamic pressure".

유량원(flow source)로부터 배관으로 흐르는 유동의 경우 전압은 일정하며, 유량이 증가하면 동압이 증가하고 정압은 감소된다.(이때, 동압은 "1/2·ρ·v2 "으로 유속(유량)에 의해 변한다. ρ 는 유체밀도, v 는 유속)Flow source is a constant voltage when the flow flowing in the pipe from the (flow source), and is when the flow rate increases the dynamic pressure increases and the static pressure is reduced. (In this case, the dynamic pressure is the flow rate by "1/2 · ρ · v 2" ( a flow rate Ρ is the fluid density, v is the flow velocity)

즉, 전압은 일정하므로 유량의 증감은 동압의 변화를 초래하여 정압의 변화를 유발함을 알 수 있으며, 동압과 정압의 변화량은 비례 관계에 있으므로 이러한 물리적 상관 관계를 이용하여 정압값으로부터 유량값을 환산할 수 있음을 알 수 있 다.That is, since the voltage is constant, it can be seen that the increase or decrease of the flow rate causes a change in dynamic pressure, causing a change in the static pressure. It can be seen that it can be converted.

이제, 본 발명에 따른 상기 장치를 이용하여 유량을 측정하는 방법에 관해 설명한다.Now, a method of measuring the flow rate using the apparatus according to the present invention will be described.

먼저, 전술한 바와 같이 데이터맵을 작성하여 컨트롤유니트(80)에 입력시키는 것이 필요하다.First, as described above, it is necessary to create a data map and input it to the control unit 80.

상기 데이터맵은 공급 가스의 압력과 온도에 따른 유량값이 정리된 것으로, 이를 위해 다음과 같은 실험을 선 수행한다.The data map is a flow rate value according to the pressure and the temperature of the supply gas is arranged, for this purpose, the following experiment is first performed.

먼저, 상기 압력취공홀(40)이 형성된 부분의 배관에 기준유량계를 장착하고, 스택에 공급 가능한 최대 유량의 5% ~ 100% 까지의 범위에서 5% 단위로 유량을 증가시키면서 상기 기준유량계의 유량값과 그 때 상기 압력센서(60)와 온도센서(70)에서 측정된 압력값(정압)과 온도값을 기록한다. 또한, 이와 같은 실험을 온도에 따라 5℃ 간격으로 실시한다. 이때 유량 및 온도의 실험 간격은 필요에 따라 좁히거나 넓힐 수 있음은 물론이다.(데이터 취득 단계(S1))First, the reference flowmeter is mounted on the pipe of the portion where the pressure vent hole 40 is formed, and the flow rate of the reference flowmeter is increased in 5% units in a range of 5% to 100% of the maximum flow rate that can be supplied to the stack. The value and then the pressure value (static pressure) and the temperature value measured by the pressure sensor 60 and the temperature sensor 70 are recorded. In addition, such experiments are carried out at 5 ° C intervals depending on the temperature. At this time, the experiment interval of the flow rate and temperature can be narrowed or widened as necessary. (Data acquisition step S1)

상기 기준유량계는 실험 종료 후 탈거하며, 실제 장치 사용시에는 적용되지 않는다.The reference flowmeter is removed after the end of the experiment, and does not apply when the actual device is used.

상기 실험에서 얻은 데이터를 정리하여 "압력과 온도에 따른 유량 맵"-압력과 온도를 알면 그 때의 유량을 알 수 있는 맵-을 완성하고, 이를 컨트롤유니트(80)에 입력하여 기억시킨다.(데이터맵 완성 및 입력단계(S2))By arranging the data obtained in the above experiments, a "flow map according to pressure and temperature"-a map of knowing the flow rate at that time when the pressure and temperature are known-are inputted and stored in the control unit 80. Data map completion and input step (S2))

상기 컨트롤유니트(80)는 일종의 마이크로 컴퓨터로서, 상기 압력센서(60)와 온도센서(70)로부터 측정값이 전달되면, 그 두 측정값에 따른 유량값을 상기 맵으 로부터 읽어내어 사용자에게 알려주도록 프로그램 된다.(유량값 산출 프로그래밍 단계(S3))The control unit 80 is a kind of microcomputer, and when a measurement value is transmitted from the pressure sensor 60 and the temperature sensor 70, a program to read the flow rate values according to the two measurement values from the map and inform the user. (Flow rate calculation programming step S3)

따라서, 실제 연료전지 시스템 운전시, 상기 압력센서(60)와 온도센서(70)로부터 컨트롤유니트(80)로 측정된 압력값과 온도값이 전달되면(압력 및 온도 측정단계(S4)), 그 압력값과 온도값에 따른 유량값을 맵데이터로부터 취할 수 있게 된다.(유량값 취득 단계(S5))Therefore, in operation of the actual fuel cell system, if the pressure value and the temperature value measured by the control unit 80 are transmitted from the pressure sensor 60 and the temperature sensor 70 (pressure and temperature measuring step S4), The flow rate value corresponding to the pressure value and the temperature value can be taken from the map data. (Flow rate value acquisition step S5)

따라서, 상기 컨트롤유니트(80)는 상기 유량값을 기준으로 하고, 그 때 입력되는 여러 가지 다른 정보들(스택 출력, 부하의 크기 등)을 고려하여 상기 블로어(30)를 피드백 제어하여 스택(10)에 적절한 유량으로 반응 가스를 공급할 수 있게 된다.Accordingly, the control unit 80 is based on the flow rate value, and feedback control the blower 30 in consideration of various other information (stack output, load size, etc.) input at that time stack 10 The reaction gas can be supplied at an appropriate flow rate.

한편, 상기 유량값 취득 단계(S5)에서 측정된 압력과 온도에 정확히 부합하는 유량값이 데이터맵에 존재하지 않을 경우에는 측정된 압력과 온도에 인접한 데이터들을 이용하여 보간법(내삽법 ; interpolation)을 수행하여 측정 압력과 온도에 따른 유량을 산출한다.On the other hand, when a flow rate value that exactly matches the pressure and temperature measured in the flow rate value acquisition step S5 does not exist in the data map, interpolation (interpolation) is performed using data adjacent to the measured pressure and temperature. To calculate the flow rate according to the measured pressure and temperature.

한편, 연료전지 시스템 운전자에게 유량값을 알려주기 위하여 컨트롤유니트(80)에 디스플레이장치가 연결될 수 있다.Meanwhile, a display device may be connected to the control unit 80 to inform the fuel cell system driver of the flow rate.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 연료전지 시스템의 유량 측정 장치 및 방법에 따르면, 일반적인 압력센서와 온도센서를 사용하여 스택으로 공급되는 반응가스(수소 또는 산소)의 유량을 알 수 있게 된다.As described above, according to the flow rate measuring apparatus and method of the fuel cell system according to the present invention, it is possible to know the flow rate of the reaction gas (hydrogen or oxygen) supplied to the stack using a general pressure sensor and a temperature sensor.

즉, 종래 고가의 열질량유량계(thermal mass flow meter)를 사용하지 않고 이를 저가의 압력센서와 온도센서로 대체할 수 있게 됨으로써 장치 구성 비용이 감소된다.In other words, it is possible to replace the low-cost pressure sensor and temperature sensor without using a conventional thermal mass flow meter (thermal mass flow meter), thereby reducing the device configuration cost.

또한, 종래에는 열질량유량계를 구성하는 모세관이 이물질에 의해 막히는 것을 방지하기 위해 공급라인의 선단에 고가의 고성능 필터를 사용하였으나, 본 발명은 압력취공홀에 압력도관을 연결하여 정압을 측정하므로 먼지 및 수분의 영향을 받지 않아 고성능 필터를 사용할 필요가 없게 된다. 따라서, 일반적인 필터를 사용할 수 있게 되는 바, 이 또한 비용을 감소시킬 수 있는 원인이 된다.In addition, in the past, an expensive high performance filter was used at the tip of the supply line to prevent the capillary tube constituting the thermal mass flow meter from being clogged by foreign matter. And it is not affected by the moisture and there is no need to use a high performance filter. Therefore, it becomes possible to use a general filter, which is also a cause that can reduce the cost.

또한, 상기 압력센서와 온도센서는 탈부착이 용이하여 센서 교정 작업이 보다 신속하고 간편하게 이루어질 수 있다.In addition, the pressure sensor and the temperature sensor can be easily attached and detached, so that the sensor calibration operation can be made more quickly and simply.

또한, 유량 측정 장치를 통과하면서 종래에는 압력강하가 발생하였으나, 본 발명에서는 온도센서 설치 위치로부터 상기 압력취공홀 형성 위치를 통과하는 동안 압력강하의 요인이 존재하지 않아 압력강하가 발생하지 않으므로 종래와 같이 압력강하에 의한 블로어의 전력 소모량 증가가 일어나지 않는다. 따라서, 블로어의 전력 사용량이 감소되므로 시스템의 효율이 향상된다.In addition, although a pressure drop has been conventionally generated while passing through the flow rate measuring device, in the present invention, since there is no factor of pressure drop during the passage of the pressure hole hole formation position from the temperature sensor installation position, the pressure drop does not occur. Likewise, an increase in power consumption of the blower does not occur due to the pressure drop. Thus, the power consumption of the blower is reduced, thereby improving the efficiency of the system.

이상, 연료전지 시스템에서 스택에 연결된 가스공급배관을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 연료전지 시스템의 다른 가스공급배관 예를 들어 개질기와 같은 장치에 연결된 가스공급배관에도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.As described above, the gas supply pipe connected to the stack in the fuel cell system has been described as an example. However, the present invention can be applied to other gas supply pipes connected to a device such as a reformer. .

도 1은 스택의 가스 공급라인에 종래 기술에 따른 연료전지 시스템의 유량 측정 장치가 설치된 상태도,1 is a state diagram in which a flow rate measuring device of a fuel cell system according to the prior art is installed in a gas supply line of a stack;

도 2는 종래 유량 측정 장치의 내부 구성도,2 is an internal configuration diagram of a conventional flow measurement device,

도 3은 스택의 가스 공급라인에 본 발명에 따른 연료전지 시스템의 유량 측정 장치가 설치된 상태도,3 is a state diagram in which a flow rate measuring device of a fuel cell system according to the present invention is installed in a gas supply line of a stack;

도 4는 도 3의 요부 확대도이다.4 is an enlarged view illustrating main parts of FIG. 3.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 스택 20 : 블로어10: stack 20: blower

30 : 필터 40 : 압력취공홀30 filter 40 pressure hole

50 : 압력도관 60 : 압력센서50: pressure conduit 60: pressure sensor

70 : 온도센서 80 : 컨트롤유니트70: temperature sensor 80: control unit

Claims (5)

가스 공급 배관에 설치된 블로어;A blower installed in the gas supply pipe; 상기 배관에 형성된 압력취공홀;A pressure hole formed in the pipe; 상기 압력취공홀에 삽입된 압력도관;A pressure conduit inserted into the pressure collecting hole; 상기 압력도관에 설치된 압력센서 및;A pressure sensor installed at the pressure conduit; 상기 배관의 압력취공홀 앞쪽 위치에 설치된 온도센서;A temperature sensor installed at a position in front of the pressure hole of the pipe; 를 포함하는 연료전지 시스템의 유량 측정 장치.Flow rate measuring device of the fuel cell system comprising a. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 압력센서와 온도센서에 컨트롤유니트가 연결되고, 그 컨트롤유니트에는 압력과 온도에 따른 유량 맵이 입력되어 있는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 유량 측정 장치.A control unit is connected to the pressure sensor and the temperature sensor, and a flow rate map according to pressure and temperature is input to the control unit. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 온도센서는 상기 필터의 입구측에 설치된 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 유량 측정 장치.And the temperature sensor is installed at an inlet side of the filter. 배관의 압력취공홀이 형성된 부분에 기준유량계를 장착하고, 일정한 유량 간격으로 유량을 조절하면서 상기 기준유량계의 유량값과, 압력센서의 압력값과, 온 도센서의 온도값을 기록하며, 동일한 실험을 일정 온도 간격에 따라 실시하여, 압력과 온도 및 유량의 상관 데이터를 취득하는 데이터 취득 단계와;A standard flowmeter is mounted in the pressure venting hole of the pipe, and the flow rate value of the reference flowmeter, the pressure value of the pressure sensor, and the temperature sensor are recorded while adjusting the flow rate at a constant flow rate interval. A data acquisition step of carrying out the data at a predetermined temperature interval to obtain correlation data between pressure, temperature, and flow rate; 상기 데이터 취득 단계에서 얻은 데이터를 정리하여 "압력과 온도에 따른 유량 맵"을 완성하고, 이를 컨트롤유니트에 입력하는 데이터맵 완성 및 입력단계와;A data map completion and input step of organizing data obtained in the data acquisition step to complete a "flow map according to pressure and temperature" and inputting the same to a control unit; 상기 컨트롤유니트를, 상기 압력센서와 온도센서로부터 측정값이 전달되면 그 두 측정값에 따른 유량값을 상기 데이터맵으로부터 읽어내도록 프로그램하는 유량값 산출 프로그래밍 단계와;A flow value calculation programming step of programming the control unit to read the flow values according to the two measured values from the data map when the measured values are transmitted from the pressure sensor and the temperature sensor; 실제 연료전지 시스템 운전시, 상기 압력센서와 온도센서로부터 컨트롤유니트로 압력값과 온도값이 전달되는 압력 및 온도 측정단계 및;A pressure and temperature measuring step of transmitting a pressure value and a temperature value from the pressure sensor and the temperature sensor to a control unit during actual fuel cell system operation; 상기 유량값 산출 프로그램에 의해 압력값과 온도값에 따른 유량값을 맵데이터로부터 읽어 내는 유량값 취득 단계;A flow rate value obtaining step of reading a flow rate value corresponding to a pressure value and a temperature value from the map data by the flow rate value calculating program; 를 포함하는 연료전지 시스템의 유량 측정 방법.Flow rate measurement method of a fuel cell system comprising a. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, 상기 유량값 취득 단계에서 측정된 압력과 온도에 정확히 부합하는 유량값이 데이터맵에 존재하지 않을 경우, 보간법을 수행하여 측정 압력과 온도에 따른 유량을 산출하도록 된 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 유량 측정 방법.If a flow rate value that exactly matches the pressure and temperature measured in the flow rate value acquisition step does not exist in the data map, interpolation is performed to calculate the flow rate according to the measured pressure and temperature. How to measure.
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