KR20130070161A - Hydrogen recycling system for fuelcell - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A hydrogen recirculation system of fuel cell is provided to enhance energy efficiency by preheating 'hydrogen supplied to the ejector' using 'waste heat ejected from the stack of cooling water over than 60 °C' and prevent moisture from being congealed in the stack. CONSTITUTION: A hydrogen recirculation system of fuel cell comprises a hydrogen tank(10) accepting hydrogen; a regulator (20) which controls pressure of hydrogen ejected from the hydrogen tank; an ejector (30) which mixes 'hydrogen ejected from the stack' and ' hydrogen provided from the regulator' and sprays to the stack; and a first heat exchanger (42) which preheats 'hydrogen supplied from the hydrogen tank to regulator' using 'cooling water ejected in stack' and a second heat exchanger which preheats hydrogen supplied from the hydrogen tank to regulator' using 'cooling water ejected in stack'.

Description

연료전지의 수소 재순환 시스템{hydrogen recycling system for fuelcell}Hydrogen recycling system for fuel cell

본 발명은 연료전지의 수소 재순환 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스택에서 발생되는 폐열을 이용하여 레귤레이터와 이젝터에 공급되는 수소의 온도를 높여 재순환되는 수소와의 온도차이를 줄이므로 수증기의 응결을 방지하므로 연료전지의 수명 및 신뢰성을 향상시킨 연료전지의 수소 재순환 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a hydrogen recycling system of a fuel cell, and more particularly, by using the waste heat generated in the stack to increase the temperature of hydrogen supplied to the regulator and the ejector to reduce the temperature difference between the recycled hydrogen and condensation of water vapor. The present invention relates to a hydrogen recycling system of a fuel cell, thereby improving the life and reliability of the fuel cell.

최근 연료전지를 이용한 발전은 전기자동차의 발전과 함께 친환경에너지의 일종으로 각광을 받고 있다.Recently, power generation using fuel cells has been in the spotlight as a kind of environmentally friendly energy with the development of electric vehicles.

이러한 연료전지를 이용한 발전은 순수한 수소와 공기 중의 산소를 전기화학적으로 반응시켜 연소과정 없이 전기를 생산하는 방법으로서 차량에서의 이산화탄소 배출이 전혀 없는 친환경적인 발전방법이다.Power generation using such a fuel cell is a method of producing electricity without the combustion process by electrochemically reacting pure hydrogen with oxygen in the air, which is an environmentally friendly power generation method without any carbon dioxide emission from a vehicle.

상기 연료전지를 이용한 발전은 수소와 산소가 반응하여 물이 생성되고 동시에 열이 발생한다. 여기서 반응을 최대로 하기 위하여 발전에 필요한 수소의 양보다 더 많은 양의 수소를 스택으로 과급시킨다. 따라서 반응하지 못한 수소는 배출되어 재순환시스템을 통하여 다시 스택에 공급되는 데, 이 때 순환되는 수소의 온도는 60℃ 내지 70℃ 정도이며 상대습도는 100%이다.In the power generation using the fuel cell, hydrogen and oxygen react to generate water and simultaneously generate heat. Here, to maximize the reaction, more hydrogen is charged to the stack than the amount of hydrogen required for power generation. Therefore, the unreacted hydrogen is discharged and supplied to the stack again through a recirculation system. At this time, the temperature of the circulated hydrogen is about 60 ° C. to 70 ° C. and the relative humidity is 100%.

상기 스택에서 가열되어 재순환되는 수소는 레귤레이터를 통해 유입되는 수소와 이젝터에서 혼합되어 다시 스택으로 공급되는 데, 이 때 레귤레이터를 통하여 유입되는 수소는 대기 온도에 따라 -30℃ 내지 20℃ 정도이며 수증기를 포함하고 있지 않은 수소이다. Hydrogen heated and recycled in the stack is mixed with hydrogen introduced through a regulator and supplied from an ejector, and then supplied to the stack. At this time, hydrogen introduced through the regulator is -30 ° C. to 20 ° C. depending on the atmospheric temperature, and water vapor It is hydrogen not included.

따라서 레귤레이터를 통해 유입되는 수소와 재순환되는 수소는 그 온도차에 의해 수증기가 스택 내부에서 응결되어 연료전지 수소극 유로를 폐쇄시키므로 수소의 흐름을 방해하게 되어 결과적으로 수소가 부족하여 발전효율이 저하된다.
Therefore, the hydrogen introduced through the regulator and the hydrogen recycled are condensed by the temperature difference inside the stack due to the temperature difference, thereby closing the fuel cell hydrogen flow path, thereby disturbing the flow of hydrogen.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 스택에서 배출되는 60℃ 이상의 냉각수의 폐열을 이용하여 이젝터에 공급되는 수소를 예열하므로 에너지 효율이 향상된 연료전지의 수소 재순환 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made in order to solve the above problems, by preheating the hydrogen supplied to the ejector using the waste heat of the cooling water of 60 ℃ or more discharged from the stack to provide a hydrogen recycling system of the fuel cell improved energy efficiency There is a purpose.

아울러 본 발명은 이젝터에 공급되는 수소를 미리 예열하여 공급하므로 스택에서 수증기가 응결되는 것을 미연에 방지할 수 있도록 된 연료전지의 수소 재순환 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a hydrogen recycling system of a fuel cell that can prevent the condensation of water vapor in the stack in advance by preheating and supplying hydrogen supplied to the ejector.

또한 본 발명은 상기와 같이 스택에서 수증기가 응결되는 것을 방지하므로 발전효율이 향상된 연료전지의 수소 재순환 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a hydrogen recycle system of a fuel cell with improved power generation efficiency because it prevents the condensation of water vapor in the stack as described above.

아울러 본 발명은 스택에서 배출되는 냉각수를 이용하여 레귤레이터에 공급되는 수소와 이젝터에서 공급되는 수소를 예열하므로 레귤레이터에서 공급되는 수소와 스택에서 재순환되는 수소의 온도차이를 줄여 효율을 더욱 향상시킬 수 있도록 된 연료전지의 수소 재순환 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.
In addition, since the present invention preheats the hydrogen supplied to the regulator and the hydrogen supplied from the ejector by using the cooling water discharged from the stack, the efficiency difference can be further improved by reducing the temperature difference between the hydrogen supplied from the regulator and the hydrogen recycled from the stack. It is an object to provide a hydrogen recycling system of a fuel cell.

본 발명은 수소가 수용되는 수소탱크와, 상기 수소탱크로부터 배출되는 수소의 압력을 조절하는 레귤레이터와, 스택에서 배출되는 수소와 상기 레귤레이터로부터 공급받은 수소를 혼합하여 스택에 분사하는 이젝터와, 상기 수소탱크로부터 상기 레귤레이터에 공급되는 수소를 상기 스택에서 배출되는 냉각수를 이용하여 예열하는 제1열교환기를 포함하는연료전지의 수소 재순환 시스템을 제공한다.The present invention provides a hydrogen tank containing hydrogen, a regulator for adjusting the pressure of hydrogen discharged from the hydrogen tank, an ejector for mixing the hydrogen discharged from the stack and hydrogen supplied from the regulator and spraying the stack, and the hydrogen Provided is a hydrogen recycling system of a fuel cell including a first heat exchanger for preheating hydrogen supplied from a tank to the regulator using cooling water discharged from the stack.

여기서 상기 수소탱크로부터 상기 레귤레이터로 공급되는 수소를 상기 스택에 배출되는 냉각수를 이용하여 예열하는 제2열교환기를 더 포함하는 것이 바람직하다.
Here, it is preferable to further include a second heat exchanger for preheating the hydrogen supplied from the hydrogen tank to the regulator using the cooling water discharged to the stack.

상기와 같이 본 발명에 따른 연료전지의 수소 재순환 시스템은 스택에서 배출되는 60℃ 이상의 냉각수의 폐열을 이용하여 이젝터에 공급되는 수소를 예열하므로 에너지 효율이 향상된다.As described above, the hydrogen recycling system of the fuel cell according to the present invention preheats hydrogen supplied to the ejector by using waste heat of cooling water of 60 ° C. or higher discharged from the stack, thereby improving energy efficiency.

아울러 본 발명에 따른 연료전지의 수소 재순환 시스템은 이젝터에 공급되는 수소를 미리 예열하여 공급하므로 스택에서 수증기가 응결되는 것을 미연에 방지할 수 있다.In addition, the hydrogen recycling system of the fuel cell according to the present invention preheats and supplies hydrogen supplied to the ejector, thereby preventing condensation of water vapor in the stack.

또한 본 발명에 따른 연료전지의 수소 재순환 시스템은 상기와 같이 스택에서 수증기가 응결되는 것을 방지하므로 발전효율이 향상된다.In addition, the hydrogen recycling system of the fuel cell according to the present invention prevents condensation of water vapor in the stack as described above, thereby improving power generation efficiency.

아울러 본 발명에 따른 연료전지의 수소 재순환 시스템은 스택에서 배출되는 냉각수를 이용하여 레귤레이터에 공급되는 수소와 이젝터에서 공급되는 수소를 예열하므로 레귤레이터에서 공급되는 수소와 스택에서 재순환되는 수소의 온도차이를 줄여 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
In addition, the hydrogen recycling system of the fuel cell according to the present invention preheats the hydrogen supplied to the regulator and the hydrogen supplied from the ejector by using the cooling water discharged from the stack, thereby reducing the temperature difference between the hydrogen supplied from the regulator and the hydrogen recycled from the stack. The efficiency can be further improved.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 연료전지의 수소 재순환 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 연료전지 수소의 재순환 시스템을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing a hydrogen recycling system of a fuel cell according to a first embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a fuel cell hydrogen recycling system according to a second exemplary embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 연료전지의 수소 재순환 시스템의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of a hydrogen recycling system of a fuel cell according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

[제1실시예][First Embodiment]

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 연료전지의 수소 재순환 시스템을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing a hydrogen recycling system of a fuel cell according to a first embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명은 제1실시예에 따른 연료전지의 수소 재순환 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 수소가 수용되는 수소탱크(10)와, 상기 수소탱크(10)로부터 배출되는 수소의 압력을 조절하는 레귤레이터(20)와, 스택(S)에서 배출되는 수소와 상기 레귤레이터(20)로부터 공급받은 수소를 혼합하여 스택(S)에 분사하는 이젝터(30)와, 상기 수소탱크(10)에서 상기 레귤레이터(20)로 공급되는 수소를 상기 스택(S)에서 배출되는 냉각수를 이용하여 예열하는 제1열교환기(42) 및 상기 이젝터(30)에 공급되는 수소를 상기 레귤레이터(20)로 리턴시키는 리턴라인(50)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the hydrogen recycling system of the fuel cell according to the first embodiment includes a hydrogen tank 10 in which hydrogen is accommodated as shown in FIG. 1, and discharged from the hydrogen tank 10. A regulator 20 for adjusting the pressure of hydrogen, an ejector 30 for mixing the hydrogen discharged from the stack S and the hydrogen supplied from the regulator 20 and injecting the hydrogen into the stack S, and the hydrogen tank ( Hydrogen supplied to the regulator 20 in the first heat exchanger 42 and the ejector 30 to preheat the hydrogen supplied to the regulator 20 from the stack S in 10) It returns to the return line 50.

상기 수소탱크(10)는 수소를 저장하고 있는 탱크로서 수소를 고압으로 가압하여 액체상태로 저장하고 필요한 만큼 기화시켜 사용한다.The hydrogen tank 10 is a tank for storing hydrogen and pressurized hydrogen at a high pressure to be stored in a liquid state and vaporized as necessary.

여기서 상기 스택(S)에 배출되는 냉각수 라인(60)은 스택에서 배출되는 직접 배출되는 냉각수 배출관(62)과, 상기 냉각수 배출관(62)을 통하여 배출된 냉각수를 가압하는 워터펌프(64)와, 상기 워터펌프에서 토출된 냉각수를 냉각시키는 라지에이터(66)와, 상기 라지에이터(66)에서 냉각된 냉각수를 스택에 공급하는 냉각수 유입관(68)으로 이루어진다.Here, the coolant line 60 discharged to the stack S includes a coolant discharge pipe 62 directly discharged from the stack, a water pump 64 for pressurizing the coolant discharged through the coolant discharge pipe 62, and It consists of a radiator 66 for cooling the cooling water discharged from the water pump, and a cooling water inlet pipe 68 for supplying the cooling water cooled in the radiator 66 to the stack.

상기 레귤레이터(20)는 상기 수소탱크(10)로부터 배출되는 수소의 압력을 조절하는 압력조절기로서 이젝터(30)에 항상 일정한 압력의 수소가 공급되도록 한다. 여기서 상기 수소탱크(10)와 상기 레귤레이터(20)를 연결하는 배관에는 제1열교환기(42)가 설치되어 있다. 따라서 상기 제1열교환기(44)는 상기 스택(S)에서 배출되는 냉각수의 폐열을 상기 레귤레이터(20)로 유입되는 수소에 전달하므로 상기 레귤레이터(20)에 유입되는 수소는 예열된 상태로 레귤레이터(20)에 공급된다. 여기서 상기 제1열교환기(44)는 냉각수로부터 더 큰 열량을 얻기 위하여 냉각수 배출관(62)에서 공급된 냉각수가 라지에이터(66)의 상류측에서 제1열교환기(44)에 유입되도록 구비되는 것이 바람직하다. 여기서 상기 레귤레이터(20)는 필요에 따라 다단으로 형성할 수 있음은 물론이다. 아울러 상기 레귤레이터(20)에서 액화상태인 수소 가스를 기체상태로 변화시킬 수 있다.The regulator 20 is a pressure regulator for regulating the pressure of hydrogen discharged from the hydrogen tank 10 so that the hydrogen of a constant pressure is always supplied to the ejector 30. Here, the first heat exchanger 42 is installed in the pipe connecting the hydrogen tank 10 and the regulator 20. Accordingly, since the first heat exchanger 44 transfers waste heat of the cooling water discharged from the stack S to hydrogen flowing into the regulator 20, the hydrogen flowing into the regulator 20 is preheated. 20). Here, the first heat exchanger 44 is preferably provided so that the coolant supplied from the coolant discharge pipe 62 flows into the first heat exchanger 44 upstream of the radiator 66 in order to obtain a larger amount of heat from the coolant. Do. Here, the regulator 20 may be formed in multiple stages as necessary. In addition, the hydrogen gas in the liquefied state in the regulator 20 may be changed into a gas state.

상기 이젝터(30)는 상기 스택(S)에서 배출되는 수소와 상기 레귤레이터(20)에서 공급되는 수소를 혼합하여 스택(S)에 분사한다. 아울러 상기 레귤레이터(20)는 상기 스택(S)에서 돌아오는 수소를 회수하는 리턴라인(50)이 설치되어 있고 중간에 개폐밸브(52)가 설치된다. The ejector 30 mixes hydrogen discharged from the stack S and hydrogen supplied from the regulator 20 to inject the stack S. In addition, the regulator 20 is provided with a return line 50 for recovering the hydrogen returning from the stack (S), the opening and closing valve 52 is installed in the middle.

상기 제1열교환기(42)는 수소탱크(10)에서 레귤레이터(20)로 공급되는 수소를 상기 스택(S)에서 배출되는 냉각수를 이용하여 예열하는 열교환기로서, 수소탱크(10)와 레귤레이터(20) 사이에 설치된다. 따라서 스택(S)으로부터 배출되는 냉각수와 레귤레이터(20)로 공급되는 수소를 서로 열교환하여 결국 스택(S)으로 유입되는 수소가 예열되도록 하는 것이다. 여기서 상기 제1열교환기(42)는 필요에 따라 쉘앤튜브타입(Shell and tube type), 판형(Plate type) 등 다양한 형식의 열교환기를 사용할 수 있음은 물론이다.The first heat exchanger 42 is a heat exchanger for preheating hydrogen supplied from the hydrogen tank 10 to the regulator 20 by using the cooling water discharged from the stack S, and the hydrogen tank 10 and the regulator ( 20) is installed between. Therefore, the cooling water discharged from the stack S and the hydrogen supplied to the regulator 20 are exchanged with each other so that the hydrogen flowing into the stack S is preheated. Here, the first heat exchanger 42 may be a heat exchanger of various types, such as shell and tube type, plate type, if necessary.

상기 리턴라인(50)은 스택(S)에서 배출되는 배기가스를 이젝터(30)에 공급하는 파이프라인으로서 스택(S)에 입력되는 수소가스가 반응할 수 있는 양보다 더 많은 양의 수소가 공급되므로 스택(S)에서 배출되는 배기가스에는 상당한 양의 잉여 수소가스가 포함되어 있다.
The return line 50 is a pipeline for supplying the exhaust gas discharged from the stack S to the ejector 30, and a larger amount of hydrogen is supplied than the hydrogen gas input to the stack S can react with. Therefore, the exhaust gas discharged from the stack S contains a considerable amount of surplus hydrogen gas.

[제2실시예][Second Embodiment]

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 연료전지의 수소 재순환 시스템을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a hydrogen recycling system of a fuel cell according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명은 제2실시예에 따른 연료전지의 수소 재순환 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이 수소가 수용되는 수소탱크(10)와, 상기 수소탱크(10)로부터 배출되는 수소의 압력을 조절하는 레귤레이터(20)와, 스택(S)에서 배출되는 수소와 상기 레귤레이터(20)로부터 공급받은 수소를 혼합하여 스택(S)에 분사하는 이젝터(30)와, 상기 수소탱크(10)에서 상기 레귤레이터(20)로 공급되는 수소를 상기 스택(S)에서 배출되는 냉각수를 이용하여 예열하는 제1열교환기(42), 상기 레귤레이터에서 이젝터로 공급되는 수소를 상기 스택(S)에서 배출되는 냉각수를 이용하여 예열하는 제2열교환기(44) 및 상기 이젝터(30)에 공급되는 수소를 상기 레귤레이터(20)로 리턴시키는 리턴라인(50)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the hydrogen recycling system of the fuel cell according to the second embodiment includes a hydrogen tank 10 in which hydrogen is accommodated, and discharged from the hydrogen tank 10 as shown in FIG. 2. A regulator 20 for adjusting the pressure of hydrogen, an ejector 30 for mixing the hydrogen discharged from the stack S and the hydrogen supplied from the regulator 20 and injecting the hydrogen into the stack S, and the hydrogen tank ( The first heat exchanger 42 for preheating the hydrogen supplied to the regulator 20 in the stack (S) using the cooling water discharged from the stack (S), the hydrogen supplied to the ejector from the regulator in the stack (S) And a second heat exchanger 44 for preheating using the discharged cooling water and a return line 50 for returning hydrogen supplied to the ejector 30 to the regulator 20.

상기 수소탱크(10)는 수소를 저장하고 있는 탱크로서 수소를 고압으로 가압하여 액체상태로 저장하고 필요한 만큼 기화시켜 사용한다.The hydrogen tank 10 is a tank for storing hydrogen and pressurized hydrogen at a high pressure to be stored in a liquid state and vaporized as necessary.

여기서 상기 스택(S)에 배출되는 냉각수 라인(60)은 스택에서 배출되는 직접 배출되는 냉각수 배출관(62)과, 상기 냉각수 배출관(62)을 통하여 배출된 냉각수를 가압하는 워터펌프(64)와, 상기 워터펌프에서 토출된 냉각수를 냉각시키는 라지에이터(66)와, 상기 라지에이터(66)에서 냉각된 냉각수를 스택에 공급하는 냉각수 유입관(68)으로 이루어진다.Here, the coolant line 60 discharged to the stack S includes a coolant discharge pipe 62 directly discharged from the stack, a water pump 64 for pressurizing the coolant discharged through the coolant discharge pipe 62, and It consists of a radiator 66 for cooling the cooling water discharged from the water pump, and a cooling water inlet pipe 68 for supplying the cooling water cooled in the radiator 66 to the stack.

상기 레귤레이터(20)는 상기 수소탱크(10)로부터 배출되는 수소의 압력을 조절하는 압력조절기로서 이젝터(30)에 항상 일정한 압력의 수소가 공급되도록 한다. 여기서 상기 수소탱크(10)와 상기 레귤레이터(20)를 연결하는 배관에는 제1열교환기(42)가 설치되어 있다. 따라서 상기 제1열교환기(44)는 상기 스택(S)에서 배출되는 냉각수의 폐열을 상기 레귤레이터(20)로 유입되는 수소에 전달하므로 상기 레귤레이터(20)에 유입되는 수소는 예열된 상태로 레귤레이터(20)에 공급된다. 여기서 상기 제1열교환기(44)는 냉각수로부터 더 큰 열량을 얻기 위하여 냉각수 배출관(62)에서 공급된 냉각수가 라지에이터(66)의 상류측에서 제1열교환기(44)에 유입되도록 구비되는 것이 바람직하다. 여기서 상기 레귤레이터(20)는 필요에 따라 다단으로 형성할 수 있음은 물론이다. 아울러 상기 레귤레이터(20)에서 액화상태인 수소 가스를 기체상태로 변화시킬 수 있다.The regulator 20 is a pressure regulator for regulating the pressure of hydrogen discharged from the hydrogen tank 10 so that the hydrogen of a constant pressure is always supplied to the ejector 30. Here, the first heat exchanger 42 is installed in the pipe connecting the hydrogen tank 10 and the regulator 20. Accordingly, since the first heat exchanger 44 transfers waste heat of the cooling water discharged from the stack S to hydrogen flowing into the regulator 20, the hydrogen flowing into the regulator 20 is preheated. 20). Here, the first heat exchanger 44 is preferably provided so that the coolant supplied from the coolant discharge pipe 62 flows into the first heat exchanger 44 upstream of the radiator 66 in order to obtain a larger amount of heat from the coolant. Do. Here, the regulator 20 may be formed in multiple stages as necessary. In addition, the hydrogen gas in the liquefied state in the regulator 20 may be changed into a gas state.

상기 이젝터(30)는 상기 스택(S)에서 배출되는 수소와 상기 레귤레이터(20)에서 공급되는 수소를 혼합하여 스택(S)에 분사한다. 아울러 상기 레귤레이터(20)는 상기 스택(S)에서 돌아오는 수소를 회수하는 리턴라인(50)이 설치되어 있고 중간에 개폐밸브(52)가 설치된다. The ejector 30 mixes hydrogen discharged from the stack S and hydrogen supplied from the regulator 20 to inject the stack S. In addition, the regulator 20 is provided with a return line 50 for recovering the hydrogen returning from the stack (S), the opening and closing valve 52 is installed in the middle.

상기 제1열교환기(42)는 수소탱크(10)에서 레귤레이터(20)로 공급되는 수소를 상기 스택(S)에서 배출되는 냉각수를 이용하여 예열하는 열교환기로서, 수소탱크(10)와 레귤레이터(20) 사이에 설치된다. 따라서 스택(S)으로부터 배출되는 냉각수와 레귤레이터(20)로 공급되는 수소를 서로 열교환하여 결국 스택(S)으로 유입되는 수소가 예열되도록 하는 것이다. 여기서 상기 제1열교환기(42)는 필요에 따라 쉘앤튜브타입(Shell and tube type), 판형(Plate type) 등 다양한 형식의 열교환기를 사용할 수 있음은 물론이다.The first heat exchanger 42 is a heat exchanger for preheating hydrogen supplied from the hydrogen tank 10 to the regulator 20 by using the cooling water discharged from the stack S, and the hydrogen tank 10 and the regulator ( 20) is installed between. Therefore, the cooling water discharged from the stack S and the hydrogen supplied to the regulator 20 are exchanged with each other so that the hydrogen flowing into the stack S is preheated. Here, the first heat exchanger 42 may be a heat exchanger of various types, such as shell and tube type, plate type, if necessary.

상기 제2열교환기(44)는 레귤레이터(20)에서 이젝터(30)로 공급되는 수소를 상기 스택(S)에서 배출되는 냉각수를 이용하여 예열하는 열교환기로서, 레귤레이터(20)와 이젝터(30) 사이에 설치된다. 따라서 스택으로부터 배출되는 냉각수와 이젝터에 공급되는 수소를 서로 열교환하여 결국 스택(S)으로 유입되는 수소가 예열되도록 하는 것이다. 여기서 상기 제2열교환기(44)는 필요에 따라 쉘앤튜브타입(Shell and tube type), 판형(Plate type) 등 다양한 형식의 열교환기를 사용할 수 있음은 물론이다.The second heat exchanger 44 is a heat exchanger for preheating hydrogen supplied from the regulator 20 to the ejector 30 by using the cooling water discharged from the stack S, and the regulator 20 and the ejector 30. It is installed between. Therefore, the cooling water discharged from the stack and the hydrogen supplied to the ejector are exchanged with each other so that the hydrogen flowing into the stack S is preheated. Here, the second heat exchanger 44 may be used as a heat exchanger of various types, such as shell and tube type, plate type, if necessary.

상기와 같이 스택(S)에서 배출되는 냉각수의 폐열을 이용하여 레귤레이터(20)에 공급되는 수소 뿐만 아니라 이젝터(30)에 공급되는 수소까지 예열하므로 냉각수의 폐열을 최대한 활용하므로 에너지효율이 더욱 향상된다.By using the waste heat of the cooling water discharged from the stack (S) as described above, not only the hydrogen supplied to the regulator 20 but also the hydrogen supplied to the ejector 30, thereby maximizing the waste heat of the cooling water, thereby further improving energy efficiency. .

상기 리턴라인(50)은 스택(S)에서 배출되는 배기가스를 이젝터(30)에 공급하는 파이프라인으로서 스택(S)에 입력되는 수소가스가 반응할 수 있는 양보다 더 많은 양의 수소가 공급되므로 스택(S)에서 배출되는 배기가스에는 상당한 양의 잉여 수소가스가 포함되어 있다.
The return line 50 is a pipeline for supplying the exhaust gas discharged from the stack S to the ejector 30, and a larger amount of hydrogen is supplied than the hydrogen gas input to the stack S can react with. Therefore, the exhaust gas discharged from the stack S contains a considerable amount of surplus hydrogen gas.

10 : 수소탱크
20 : 레귤레이터
30 : 이젝터
42 : 제1열교환기
44 : 제2열교환기
50 : 수소회수배관
60 : 냉각수라인
70 : 리턴라인10: hydrogen tank
20: regulator
30: ejector
42: first heat exchanger
44: second heat exchanger
50: hydrogen recovery piping
60: cooling water line
70: return line

Claims (2)

수소가 수용되는 수소탱크와;
상기 수소탱크로부터 배출되는 수소의 압력을 조절하는 레귤레이터와;
스택에서 배출되는 수소와 상기 레귤레이터로부터 공급받은 수소를 혼합하여 스택에 분사하는 이젝터와;
상기 수소탱크로부터 상기 레귤레이터에 공급되는 수소를 상기 스택에서 배출되는 냉각수를 이용하여 예열하는 제1열교환기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지의 수소 재순환 시스템.
A hydrogen tank in which hydrogen is accommodated;
A regulator for adjusting a pressure of hydrogen discharged from the hydrogen tank;
An ejector for mixing the hydrogen discharged from the stack and the hydrogen supplied from the regulator and injecting the hydrogen into the stack;
And a first heat exchanger for preheating hydrogen supplied from the hydrogen tank to the regulator by using the cooling water discharged from the stack.
청구항 1에 있어서,
상기 레귤레이터로부터 상기 이젝터에 공급되는 수소를 상기 스택에 배출되는 냉각수를 이용하여 예열하는 제2열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지의 수소 재순환 시스템.
The method according to claim 1,
And a second heat exchanger for preheating the hydrogen supplied from the regulator to the ejector by using the cooling water discharged to the stack.
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