KR20150133390A - Fuel Cell System with Cooling Function - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연료전지를 냉각시키기 위한 냉각기능이 부가된 연료전지시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell system to which a cooling function for cooling a fuel cell is added.
연료전지(Feul Cell)는 천연가스, 석탄가스, 메탄올 등 탄화수소 계열의 물질 내에 함유되어 있는 수소와 산화제 중의 산소를 전기화학 반응에 의해서 직접 전기에너지로 변환시키는 고효율의 청정발전 기술이다. 이러한 연료전지는 사용되는 전해질의 종류에 따라 크게 알칼리형(AFC, Alkaline Fuel Cell), 인산형(PAFC, Phosphoric Acid Fuel Cell), 용융탄산형(MCFC, Molten Carbonate Fuel Cell), 고체산화물(SOFC, Solid Oxide Fuel Cell), 및 고분자(PEMFC, Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell) 연료전지로 분류된다.A fuel cell (Feul Cell) is a high efficiency clean power generation technology that converts hydrogen contained in a hydrocarbon-based material such as natural gas, coal gas, and methanol and oxygen in an oxidant directly to electric energy through an electrochemical reaction. These fuel cells can be classified into two types depending on the type of electrolyte used: Alkaline Fuel Cell (AFC), Phosphoric Acid Fuel Cell (PAFC), Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC), Solid Oxide (SOFC) Solid Oxide Fuel Cell (PEMFC), and Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) fuel cells.
고체산화물 연료전지는 600 ℃ 내지 1000 ℃ 정도의 고온에서 작동되는 연료전지로서, 종래 여러 형태의 연료전지들에 비하여 상대적으로 전해질의 위치 제어가 쉽고 전해질의 고갈 우려가 없으며, 소재의 수명이 길다는 장점으로 인해 널리 사용되고 있다.The solid oxide fuel cell is a fuel cell that operates at a high temperature of about 600 ° C to 1000 ° C. As compared with conventional fuel cells, the solid oxide fuel cell is relatively easy to control the position of the electrolyte and is free from electrolyte depletion, It is widely used because of its advantages.
한편, 고체산화물 연료전지는 고출력의 전기를 얻기 위하여 전기화학 반응이 일어나는 연료전지용 셀을 적층한 연료전지스택을 사용한다. 이러한 연료전지스택은 모듈박스(Module Box) 내부에 복수개 설치된다.On the other hand, a solid oxide fuel cell uses a fuel cell stack in which cells for fuel cells, in which an electrochemical reaction takes place, are stacked to obtain high output electricity. A plurality of such fuel cell stacks are installed in a module box.
따라서, 연료전지스택이 복수개 설치된 연료전지스택모듈은 복수개의 적층된 연료전지용 셀이 전기화학 반응을 하는 과정에서 상당한 온도의 열이 발생되므로 내부의 온도가 높아지게 된다. 따라서, 고체산화물 연료전지는 전기화학 반응에서 발생되는 고온으로 인해 연료전지스택의 내구성이 감소됨으로써 교체 및 유지보수 작업에 소모되는 비용이 증대되는 문제가 있다.Therefore, in the fuel cell stack module having a plurality of fuel cell stacks, a considerable temperature of heat is generated in a process of a plurality of stacked fuel cell cells performing an electrochemical reaction, so that the internal temperature is increased. Therefore, the solid oxide fuel cell has a problem that the durability of the fuel cell stack is reduced due to the high temperature generated in the electrochemical reaction, thereby increasing the cost of replacement and maintenance work.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하고자 안출된 것으로, 전기화학 반응에서 발생되는 고온으로 인해 내구성이 감소되는 것을 방지할 수 있는 냉각기능이 부가된 연료전지시스템을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a fuel cell system to which a cooling function capable of preventing a decrease in durability due to a high temperature generated in an electrochemical reaction is added.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.In order to solve the above-described problems, the present invention can include the following configuration.
본 발명에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템은 전기를 생성하기 위한 제1연료전지스택, 및 상기 제1연료전지스택에 연료가 공급되기 위한 제1덕트를 포함하는 연료전지스택모듈; 및 상기 연료전지스택모듈에 공급되는 연료를 냉각시키기 위해 상기 연료전지스택모듈로 캐리어가스를 공급하는 공급부를 포함할 수 있다.A fuel cell system to which a cooling function according to the present invention is added includes a fuel cell stack module including a first fuel cell stack for generating electricity and a first duct for supplying fuel to the first fuel cell stack; And a supply unit for supplying a carrier gas to the fuel cell stack module to cool the fuel supplied to the fuel cell stack module.
본 발명에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템은 상기 제1연료전지스택의 온도를 측정하기 위한 센서부를 포함할 수 있다. 상기 공급부는 상기 제1연료전지스택으로 캐리어가스를 공급하기 위한 제1공급기구, 및 상기 센서부가 측정한 상기 제1연료전지스택의 온도에 따라 상기 제1덕트에 공급하는 캐리어가스의 유량을 조절하는 제1조절기구를 포함할 수 있다.The fuel cell system with the cooling function according to the present invention may include a sensor unit for measuring the temperature of the first fuel cell stack. Wherein the supply unit includes a first supply mechanism for supplying a carrier gas to the first fuel cell stack, and a controller for controlling a flow rate of a carrier gas supplied to the first duct according to a temperature of the first fuel cell stack measured by the sensor unit The first adjustment mechanism may include a first adjustment mechanism.
본 발명에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템은 상기 제1연료전지스택의 온도를 측정하기 위한 제1센서기구, 및 상기 제1연료전지스택에 상기 제1덕트를 통해 연결된 제2연료전지스택의 온도를 측정하기 위한 제2센서기구를 포함할 수 있다. 상기 공급부는 상기 제1연료전지스택으로 캐리어가스를 공급하기 위한 제1공급기구, 및 상기 제2연료전지스택으로 캐리어가스를 공급하기 위한 제2공급기구를 포함하되, 상기 제1공급기구 및 상기 제2공급기구는 상기 제1센서기구 및 상기 제2센서기구가 측정한 상기 제1연료전지스택 및 상기 제2연료전지스택의 온도에 따라 상기 제1연료전지스택 및 상기 제2연료전지스택에 개별적으로 캐리어가스를 공급할 수 있다.The fuel cell system to which the cooling function according to the present invention is applied includes a first sensor mechanism for measuring the temperature of the first fuel cell stack and a second sensor mechanism for measuring the temperature of the second fuel cell stack connected to the first fuel cell stack through the first duct. And a second sensor mechanism for measuring the temperature of the second sensor. Wherein the supply unit includes a first supply mechanism for supplying a carrier gas to the first fuel cell stack and a second supply mechanism for supplying a carrier gas to the second fuel cell stack, The second supply mechanism is connected to the first fuel cell stack and the second fuel cell stack in accordance with the temperatures of the first fuel cell stack and the second fuel cell stack measured by the first sensor mechanism and the second sensor mechanism The carrier gas can be supplied individually.
본 발명에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템에 있어서, 상기 연료전지스택모듈은 상기 제1덕트를 통해 서로 연결되게 설치되는 제1연료전지스택 및 제2연료전지스택을 포함할 수 있다. 상기 제1덕트는 상기 제1연료전지스택에 대해 연료가 제1방향으로 통과하고, 상기 제2연료전지스택에 대해 연료가 상기 제1방향에 대해 반대되는 제2방향으로 통과하도록 상기 연료전지스택들을 연결할 수 있다. 상기 공급부는 연료가 상기 제1방향으로 통과하는 상기 제1연료전지스택에 대해 캐리어가스를 상기 제1방향으로 공급하는 제1공급기구, 및 연료가 상기 제2방향으로 통과하는 상기 제2연료전지스택에 대해 캐리어가스를 상기 제2방향으로 공급하는 제2공급기구를 포함할 수 있다.In the fuel cell system with the cooling function according to the present invention, the fuel cell stack module may include a first fuel cell stack and a second fuel cell stack that are connected to each other through the first duct. Wherein the first duct passes through the first fuel cell stack in a first direction and passes through the second fuel cell stack in a second direction opposite to the first direction with respect to the second fuel cell stack, Lt; / RTI > Wherein the supply unit includes a first supply mechanism for supplying a carrier gas in the first direction to the first fuel cell stack through which the fuel passes in the first direction, And a second supply mechanism for supplying a carrier gas to the stack in the second direction.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.According to the present invention, the following effects can be achieved.
본 발명은 전기화학 반응에서 발생되는 고온으로 인해 내구성이 감소되는 것을 방지함으로써 교체 및 유지보수 작업에 소모되는 비용을 절감할 수 있다.The present invention can reduce the durability due to the high temperature generated in the electrochemical reaction, thereby reducing the cost of replacement and maintenance work.
도 1은 본 발명에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템을 나타낸 개략적인 개념도
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템을 나타낸 개략적인 개념도
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템을 나타낸 개략적인 개념도
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템을 나타낸 개략적인 개념도1 is a schematic conceptual view showing a fuel cell system to which a cooling function according to the present invention is added;
FIG. 2 is a schematic conceptual view showing a fuel cell system to which a cooling function according to the first embodiment of the present invention is added
FIG. 3 is a schematic conceptual view showing a fuel cell system with a cooling function according to a second embodiment of the present invention
FIG. 4 is a schematic conceptual view showing a fuel cell system with a cooling function according to a third embodiment of the present invention
본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.It should be noted that, in the specification of the present invention, the same reference numerals as in the drawings denote the same elements, but they are numbered as much as possible even if they are shown in different drawings.
한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. Meanwhile, the meaning of the terms described in the present specification should be understood as follows.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.The word " first, "" second," and the like, used to distinguish one element from another, are to be understood to include plural representations unless the context clearly dictates otherwise. The scope of the right should not be limited by these terms.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the terms "comprises" or "having" does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목 각각 뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.It should be understood that the term "at least one" includes all possible combinations from one or more related items. For example, the meaning of "at least one of the first item, the second item and the third item" means not only the first item, the second item or the third item, but also the second item and the second item among the first item, Means any combination of items that can be presented from more than one.
이하에서는 본 발명에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of a fuel cell system to which a cooling function according to the present invention is applied will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템을 나타낸 개략적인 개념도, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템을 나타낸 개략적인 개념도, 도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템을 나타낸 개략적인 개념도, 도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템을 나타낸 개략적인 개념도이다.FIG. 1 is a schematic conceptual view showing a fuel cell system to which a cooling function according to the present invention is added, FIG. 2 is a schematic conceptual view showing a fuel cell system with a cooling function according to the first embodiment of the present invention, FIG. 4 is a schematic conceptual view showing a fuel cell system to which a cooling function according to a third embodiment of the present invention is added, according to a second embodiment of the present invention.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 전기화학 반응으로부터 전기를 생산하는 연료전지스택이 전기화학 반응되는 과정에서 발생되는 열로 인해 과열되어 손상 내지 파손되는 것을 방지하면서 전기를 생산하기 위한 것이다. 상기 연료전지스택은 전해질, 연료(Fuel), 및 산화제에 의해 발생되는 전기화학 반응을 통해 전기를 생산할 수 있다. 본 발명에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 상기 연료 및 상기 산화제가 상기 연료전지스택을 통과할 수 있다.Referring to FIG. 1, the
본 발명에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 전기를 생성하기 위한 제1연료전지스택(21), 및 상기 제1연료전지스택(21)에 연료가 공급되기 위한 제1덕트(22)를 포함하는 연료전지스택모듈(2), 및 상기 연료전지스택모듈(2)에 공급되는 연료를 냉각시키기 위해 상기 연료전지스택모듈(2)로 캐리어가스를 공급하는 공급부(3)를 포함한다.The
상기 연료전지스택모듈(2)은 상기 공급부(3)가 상기 제1덕트(22)에 연결되게 설치되어 캐리어가스를 상기 제1덕트(22)로 공급함으로써 냉각될 수 있다.The fuel
상기 캐리어가스는 상기 제1덕트(22)에 공급되는 연료의 온도보다 낮은 온도의 냉각매체일 수 있다. 예컨대, 상기 냉각매체는 이산화탄소(CO2)일 수 있다. 상기 냉각매체는 냉각장치를 통해 작업자에 의해 미리 냉각될 수 있다. 예컨대, 상기 캐리어가스가 상기 연료의 온도보다 낮으면 상기 캐리어가스는 상기 냉각장치에 의해 냉각되지 않은 상태에서 상기 제1덕트(22)로 공급될 수 있다. 예컨대, 상기 캐리어가스가 상기 연료의 온도보다 높으면 상기 캐리어가스는 상기 냉각장치에 의해 냉각되어 상기 연료의 온도보다 낮아진 후에 상기 제1덕트(22)로 공급될 수 있다. 예컨대, 상기 냉각장치는 에어컨일 수 있다.The carrier gas may be a cooling medium at a temperature lower than the temperature of the fuel supplied to the
본 발명에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 상기 제1연료전지스택(21)을 관통하는 고온의 연료에 캐리어가스를 공급함으로써 상기 연료의 온도를 낮출 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 전기를 생산하기 위한 상기 제1연료전지스택(21)이 전기화학 반응으로부터 발생되는 열에 의해 손상 내지 파손되는 것을 방지할 수 있다.The
이하에서는 상기 연료전지스택모듈(2), 및 상기 공급부(3)에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the fuel
도 1을 참고하면, 상기 연료전지스택모듈(2)은 전기화학 반응이 일어나는 제1연료전지스택(21), 전기를 생성하기 위한 제1연료전지스택(21), 및 상기 제1연료전지스택(21)에 연료가 공급되기 위한 제1덕트(22)를 포함할 수 있다.1, the fuel
상기 연료전지스택모듈(2)은 상기 제1연료전지스택(21)을 통과하여 흐르는 연료(Fuel) 및 산화제가 외부로 누설되는 것을 차단하기 위하여 상기 제1연료전지스택(21)을 외부로부터 차단한다. 상기 산화제는 제2덕트를 따라 상기 제1연료전지스택(21)을 통과할 수 있다. 상기 제2덕트는 상기 제1덕트(22)와 다른 방향으로 상기 제1연료전지스택(21)에 결합된다. 예컨대, 상기 제2덕트는 상기 제1덕트(22)와 수직으로 교차되게 상기 제1연료전지스택(21)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 연료전지스택모듈(2)은 상기 제1연료전지스택(21), 상기 제1연료전지스택(21)을 통과하여 흐르는 연료, 및 상기 연료와 다른 방향으로 상기 제1연료전지스택(21)을 통과하여 흐르는 산화제로부터 발생되는 전기화학 반응에 의해서 전기를 생산할 수 있다.The fuel
도 1을 참고하면, 상기 연료전지스택모듈(2)은 제1연료전지스택(21)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the fuel
상기 제1연료전지스택(21)에서는 전기화학 반응이 일어난다. 상기 제1연료전지스택(21)은 연료전지용 셀이 적층돼서 형성된다. 상기 연료전지용 셀은 전해질, 양극, 및 음극으로 구성된다. 상기 전해질은 충분한 전기를 발생시키기 위하여 이온 전도성이 높은 물질을 사용한다. 예컨대, 상기 전해질은 산화세륨(CeO2), 지르코니아(ZrO2)일 수 있다. 상기 음극(Anode)은 연료 연소시 촉매반응이 일어나고, 환원시 전기 전도도가 높은 소재로 형성될 수 있다. 상기 양극(Cathode)은 전기 전도도가 높고, 쉽게 산화되지 않는 소재로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 음극과 양극은 세라믹(Ceramic)일 수 있다. 상기 제1연료전지스택(21)은 상기 연료전지용 셀이 적층되게 형성되고, 연료 및 산화제가 통과하여 흐름으로써 전기화학 반응이 일어나게 된다. 이에 따라, 상기 제1연료전지스택(21)은 전기를 생산할 수 있다. 예컨대, 상기 연료전지용 셀의 음극에는 연료가 통과하여 흐르고, 상기 연료전지용 셀의 양극에는 산화제가 통과하여 흐를 수 있다. 상기 전해질은 상기 연료와 상기 산화제 사이에 위치됨으로써 전기화학 반응에 의해 전기가 생산되도록 할 수 있다.In the first
상기 제1연료전지스택(21)은 일측에서 타측을 향하는 방향으로 산화제가 통과하여 흐르게 형성되고, 상기 산화제가 통과하여 흐르는 방향에 교차되게 연료가 통과하여 흐르게 형성된다. 예컨대, 상기 제1연료전지스택(21)은 상기 연료전지용 셀의 내부를 관통하는 제1통과공(미도시)이 형성됨으로 상기 산화제가 통과하여 흐르도록 할 수 있다. 예컨대, 상기 제1연료전지스택(21)은 상기 연료전지용 셀의 내부에 상기 산화제가 통과하는 방향과 교차되는 방향으로 제2통과공(미도시)이 형성됨으로써 상기 연료가 흐르도록 할 수 있다. 예컨대, 상기 제1연료전지스택(21)은 상기 제1통과공이 형성된 양극과 상기 제2통과공이 형성된 음극을 다른 방향으로 접합 또는 적층시킴으로써 상기 산화제와 상기 연료가 교차되도록 할 수 있다. 상기 제1연료전지스택(21)은 상기 산화제와 상기 연료가 통과되어 흐름으로써 전기화학 반응이 발생됨에 따라 전기가 생산될 수 있다. 예컨대, 상기 전해질은 상기 연료가 통과되는 음극과 상기 산화제가 통과되는 양극 사이에 위치됨으로써 상기 연료와 상기 산화제가 혼합되는 것을 방지할 수 있다.The first
도 1을 참고하면, 상기 연료전지스택모듈(2)은 제1덕트(22)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the fuel
상기 제1덕트(22)에는 연료가 공급될 수 있다. 상기 제1덕트(22)는 상기 제1연료전지스택(21)을 기준으로 상기 제1연료전지스택(21)의 일측과 타측이 연계되도록 상기 제1연료전지스택(21)에 설치된다. 예컨대, 상기 제1연료전지스택(21)이 직방체 형태이고, 상측부터 반시계방향으로 제1면, 제2면, 제3면, 제4면이라고 가정할 경우, 상기 제1덕트(22)는 상기 제1연료전지스택(21)의 제1면 및 상기 제1연료전지스택(21)의 제3면에 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 제1덕트(22)를 통해 공급되는 연료는 상기 제1연료전지스택(21)의 제3면에서 제1면으로 상기 제1연료전지스택(21)을 통과해서 흐를 수 있다. 상기 제1덕트(22)를 통해 공급되는 연료는 상기 제1연료전지스택(21)의 제1면에서 제3면으로 상기 제1연료전지스택(21)을 통과해서 흐를 수도 있다. 상기 상측은 상기 제1연료전지스택(21)을 통과한 연료가 배출되는 방향일 수 있다.The
상기 제1덕트(22)는 상기 연료전지스택모듈(2)의 외부에서 공급되는 연료가 상기 제1연료전지스택(21)을 통과하도록 상기 연료를 가이드 할 수 있다. 상기 제1덕트(22)는 단면이 직사각형 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 연료를 상기 제1연료전지스택(21)으로 가이드하고, 상기 제1연료전지스택(21)을 제외한 곳으로 누설시키지 않는 형태이면 다른 형태로 형성될 수도 있다. 상기 제1덕트(22)에는 임펠러, 펌프 등이 설치됨으로써 상기 연료전지스택모듈(2)의 외부에서 상기 제1연료전지스택(21)으로 연료를 이동시킬 수 있다. 상기 연료는 전기화학 반응률을 높여서 전기생산성을 향상시키기 위해 고온의 상태로 상기 제1덕트(22)를 따라 공급된다.The
상기 연료전지스택모듈(2)은 제2덕트를 포함할 수 있다. 상기 제2덕트에는 산화제가 공급된다. 상기 제2덕트는 상기 제1연료전지스택(21)을 기준으로 상기 제1연료전지스택(21)의 일측과 타측이 연계되도록 상기 제1연료전지스택(21)에 설치된다. 예컨대, 상기 제1연료전지스택(21)이 직방체 형태이고, 상측부터 반시계방향으로 제1면, 제2면, 제3면, 제4면이라고 가정할 경우, 상기 제2덕트는 상기 제1연료전지스택(21)의 제2면 및 상기 제1연료전지스택(21)의 제4면에 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 제2덕트에 공급되는 산화제는 상기 제1연료전지스택(21)의 제2면에서 제4면을 향하는 방향으로 상기 제1연료전지스택(21)을 통과하여 흐를 수 있다. 상기 제2덕트에 공급되는 산화제는 상기 제1연료전지스택(21)의 제4면에서 제2면을 향하는 방향으로 상기 제1연료전지스택(21)을 통과하여 흐를 수도 있다. 상기 상측은 상기 제1연료전지스택(21)을 통과한 연료가 배출되는 방향일 수 있다. 상기 제2덕트는 상기 제1덕트(22)와 다른 방향으로 상기 제1연료전지스택(21)에 결합될 수 있다. 예컨대, 상기 제1덕트(22)가 상기 제1연료전지스택(21)의 제1면과 제3면에 결합될 경우, 상기 제2덕트는 상기 제1연료전지스택(21)의 제2면과 제4면에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2덕트는 연료를 가이드하는 상기 제1덕트(22)와 다른 방향으로 산화제를 가이드할 수 있다.The fuel
상기 제2덕트는 상기 연료전지스택모듈(2)의 외부에 존재하는 산화제를 흡입할 수 있다. 상기 제2덕트는 상기 흡입한 산화제가 상기 제1연료전지스택(21)을 통과하도록 상기 산화제를 가이드 할 수 있다. 상기 제2덕트는 단면이 직사각형 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 산화제를 상기 제1연료전지스택(21)으로 가이드하고, 상기 제1연료전지스택(21)을 제외한 곳으로 누설시키지 않는 형태이면 다른 형태로 형성될 수도 있다. 상기 제2덕트에는 송풍기 등이 설치됨으로써 상기 연료전지스택모듈(2)의 외부에 존재하는 산화제를 흡입하여 상기 제1연료전지스택(21)으로 이동시킬 수 있다.The second duct can suck the oxidant present on the outside of the fuel cell stack module (2). The second duct may guide the oxidant so that the sucked oxidant passes through the first fuel cell stack (21). The second duct may have a rectangular cross section, but the present invention is not limited thereto. The oxidant may be guided to the first
도 1을 참고하면, 상기 공급부(3)는 상기 연료전지스택모듈(2)에 공급되는 연료를 냉각시키기 위해 상기 연료전지스택모듈(2)로 캐리어가스를 공급한다.Referring to FIG. 1, the
상기 공급부(3)는 일측이 캐리어가스가 저장된 저장기구(100)에 연결되고, 타측이 상기 제1덕트(22)에 연결되게 설치된다. 이에 따라, 상기 공급부(3)는 상기 캐리어가스를 상기 제1덕트(22)로 공급할 수 있다. 예컨대, 상기 저장기구(100)는 직방체로 형성되고, 내부가 공간(空間)으로 형성됨으로써 캐리어가스를 저장할 수 있다. 상기 저장기구(100)는 상기 캐리어가스를 저장할 수 있는 형태이면 원통형 등 다른 형태로 형성될 수도 있다. 상기 저장기구(100)는 냉각장치와 연결되게 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 냉각장치는 상기 저장기구(100)에 저장된 상기 캐리어가스를 냉각시킬 수 있다. 상기 공급부(3)는 관 또는 파이프 등과 같은 관로로 상기 연료전지스택모듈(2)에 연결될 수 있다. 상기 공급부(3)는 임펠러 또는 펌프 등을 이용하여 상기 저장기구(100)에 저장된 캐리어가스를 상기 연료전지스택모듈(2)로 공급할 수 있다. 상기 연료전지스택모듈(2)로 이동된 캐리어가스는 상기 제1덕트(22)로 공급되는 고온의 연료에 혼합됨으로써 상기 연료의 온도를 낮출 수 있다.The
본 발명에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 상기 공급부(3)가 상기 제1덕트(22)에 연결되게 설치됨으로써 캐리어가스를 상기 연료전지스택모듈(2)로 공급할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 상기 공급부(3)가 상기 제1덕트(22)에 공급되는 고온의 연료에 상기 캐리어가스를 혼합시킴으로써 상기 고온의 연료 온도를 낮출 수 있다. 본 발명에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 상기 고온으로 공급되는 연료의 온도를 낮춤으로써 상기 제1연료전지스택(21) 및 상기 제1덕트(22)가 손상 내지 파손되는 것을 방지할 수 있다.The
도 2를 참고하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 센서부(4)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the
상기 센서부(4)는 상기 제1연료전지스택(21)의 온도를 측정한다. 예컨대, 상기 센서부(4)는 상기 제1연료전지스택(21)에 접촉되게 설치되어 상기 제1연료전지스택(21)의 온도를 직접 측정할 수 있다. 예컨대, 상기 센서부(4)는 상기 제1연료전지스택(21)이 위치된 곳에 근접하게 설치됨으로써 상기 제1연료전지스택(21) 부근의 온도를 측정할 수도 있다. 상기 센서부(4)는 온도센서일 수 있다. 상기 센서부(4)는 측정된 온도정보를 유선통신 및 무선통신 중에서 적어도 하나를 이용하여 상기 공급부(3)에 제공할 수 있다.The
도 2를 참고하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)에 있어서, 상기 공급부(3)는 제1공급기구(31) 및 제1조절기구(32)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, in the
상기 제1공급기구(31)는 상기 제1연료전지스택(21)으로 캐리어가스를 공급한다. 상기 제1공급기구(31)는 일측이 상기 저장기구(100)에 연결되고, 타측이 상기 제1덕트(22)에 연결되게 설치된다. 이에 따라, 상기 제1공급기구(31)는 상기 저장기구(100)로부터 상기 제1덕트(22)로 캐리어가스를 이동시킬 수 있다. 상기 제1공급기구(31)는 상기 제1덕트(22)에 공급되는 연료에 상기 캐리어가스를 혼합시킬 수 있다. 예컨대, 상기 제1공급기구(31)는 상기 제1연료전지스택(21)에 공급되는 고온의 연료에 상기 캐리어가스를 혼합시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제1공급기구(31)는 상기 연료의 온도를 낮출 수 있다. 상기 제1공급기구(31)는 연료가 상기 제1연료전지스택(21)을 통과하기 전에 설치된 상기 제1덕트(22)에 연결되게 설치된다. 이에 따라, 상기 제1공급기구(31)는 상기 제1연료전지스택(21)을 통과하기 전에 공급되는 연료에 상기 캐리어가스를 혼합시킬 수 있다. 따라서, 상기 제1공급기구(31)는 고온으로 공급되는 상기 연료의 온도를 낮춤으로써 상기 제1연료전지스택(21)이 손상 내지 파손되는 것을 방지할 수 있다.The first supply mechanism (31) supplies carrier gas to the first fuel cell stack (21). One side of the
상기 제1공급기구(31)는 상기 저장기구(100)와 상기 제1연료전지스택(21)이 포함된 상기 연료전지스택모듈(2)을 연결하는 관 또는 파이프 등과 같은 관로에 설치된다. 예컨대, 상기 제1공급기구(31)는 임펠러, 송풍기, 펌프 중 적어도 하나일 수 있다. 이 경우, 상기 제1공급기구(31)는 상기 저장기구(100)에 저장된 캐리어가스를 흡입하여 상기 연료전지스택모듈(2)로 배출시킴으로써 상기 캐리어가스를 상기 제1연료전지스택(21)으로 공급되는 연료에 공급할 수 있다. 예컨대, 상기 제1공급기구(31)는 밸브일 수 있다. 이 경우, 상기 제1공급기구(31)는 상기 저장기구(100)와 상기 연료전지스택모듈(2)을 연결시키는 관로를 개폐함으로써 상기 캐리어가스를 상기 연료전지스택모듈(2)로 공급하거나 차단할 수 있다. 예컨대, 상기 제1공급기구(31)는 상기 저장기구(100)와 상기 연료전지스택모듈(2) 사이에 설치된 관로를 개방함으로써 상기 캐리어가스가 상기 제1덕트(22)로 공급되도록 할 수 있다. 예컨대, 상기 제1공급기구(31)는 상기 저장기구(100)와 상기 연료전지스택모듈(2) 사이에 설치된 관로를 밀폐함으로써 상기 캐리어가스가 상기 제1덕트(22)로 공급되는 것을 차단할 수 있다. 이 경우, 상기 연료전지스택모듈(2) 내부의 압력은 상기 캐리어가스가 저장된 상기 저장기구(100) 내부의 압력보다 낮을 수 있다.The
도 2를 참고하면, 상기 공급부(3)는 제1조절기구(32)를 포함할 수 있다. 상기 제1조절기구(32)는 상기 센서부(4)가 측정한 상기 제1연료전지스택(21)의 온도에 따라 상기 제1덕트(22)에 공급하는 캐리어가스의 유량을 조절한다. 상기 제1조절기구(32)는 상기 제1공급기구(31)에 연결되게 설치된다. 예컨대, 상기 제1조절기구(32)는 상기 제1공급기구(31)가 밸브일 경우, 상기 밸브를 작동시킴으로써 상기 관로를 개폐할 수 있다. 이 경우, 상기 제1조절기구(32)는 상기 밸브가 상기 관로를 개폐함에 따라 상기 연료전지스택모듈(2)에 캐리어가스를 공급하거나 차단할 수 있다.Referring to FIG. 2, the
예컨대, 상기 제1조절기구(32)는 상기 제1연료전지스택(21)의 온도가 높을 경우, 상기 밸브가 관로를 개방하도록 함으로써 상기 연료전지스택모듈(2)에 캐리어가스를 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1조절기구(32)는 상기 제1연료전지스택(21)이 손상 내지 파손되는 것을 방지할 수 있다.For example, the
예컨대, 상기 제1조절기구(32)는 상기 제1연료전지스택(21)의 온도가 낮을 경우, 상기 밸브가 관로를 밀폐하도록 함으로써 상기 연료전지스택모듈(2)에 공급되는 캐리어가스를 차단할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1조절기구(32)는 상기 캐리어가스가 소모되는 것을 방지할 수 있다.For example, when the temperature of the first
상기 제1조절기구(32)는 상기 제1공급기구(31)가 임펠러일 경우, 상기 임펠러의 출력을 제어함에 따라 상기 연료전지스택모듈(2)에 공급되는 캐리어가스의 유량을 조절할 수 있다.When the first supply mechanism (31) is an impeller, the first adjustment mechanism (32) controls the flow rate of the carrier gas supplied to the fuel cell stack module (2) by controlling the output of the impeller.
예컨대, 상기 제1조절기구(32)는 상기 제1연료전지스택(21)의 온도가 높을 경우, 상기 임펠러의 출력을 높여 상기 임펠러가 회전되는 회전속도를 높임으로써 상기 저장기구(100)에서 상기 연료전지스택모듈(2)로 공급되는 상기 캐리어가스의 유량을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제1조절기구(32)는 상기 연료에 혼합되는 캐리어가스의 양을 증가시킴으로써 상기 제1연료전지스택(21)이 손상 내지 파손되는 것을 방지할 수 있다.For example, when the temperature of the first
예컨대, 상기 제1조절기구(32)는 상기 제1연료전지스택(21)의 온도가 낮을 경우, 상기 임펠러에 공급되는 전원을 차단함으로써 상기 연료전지스택모듈(2)에 상기 캐리어가스가 공급되는 것을 차단할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1조절기구(32)는 상기 캐리어가스가 소모되는 것을 방지할 수 있다.For example, when the temperature of the first
본 발명의 제1실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 상기 센서부(4)가 측정한 상기 제1연료전지스택(21)의 온도에 따라 상기 제1조절기구(32)가 상기 제1공급기구(31)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 상기 캐리어가스가 낭비되는 것을 방지함으로써 운영비용을 절감할 수 있다.The
도 3을 참고하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 상기 연료전지스택모듈(2)에 제1연료전지스택(21a) 및 제2연료전시스택(21b)이 설치되었을 경우, 개별적으로 캐리어가스를 공급할 수 있다.3, the
도 3을 참고하면, 상기 연료전지스택모듈(2)은 구획부재(23)를 포함할 수 있다. 상기 구획부재(23)는 상기 제1덕트(22)에 공급되는 연료가 상기 제1연료전지스택(21a) 및 상기 제2연료전지스택(21b)를 모두 통과하여 흐르도록 상기 제1연료전지스택(21a) 및 상기 제2연료전지스택(21b) 사이에 위치되게 상기 제1덕트(22)에 설치된다. 상기 구획부재(23)는 상기 제1연료전지스택(21a)의 일측 및 상기 제2연료전지스택(21b)의 일측에 결합되고, 상기 제1덕트(22)에 결합된다. 예컨대, 상기 구획부재(23)는 일측이 상기 제1연료전지스택(21a)의 일측 모서리 및 상기 제2연료전지스택(21b)의 일측 모서리에 결합되고, 타측이 상기 제1덕트(22)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 구획부재(23)는 상기 제1연료전지스택(21a)의 일측 및 상기 제2연료전지스택(21b)의 일측을 밀폐시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 구획부재(23)는 상기 제1연료전지스택(21a)의 일측으로 공급되는 연료를 상기 제1연료전지스택(21a)으로 가이드할 수 있다. 따라서, 상기 연료는 상기 구획부재(23)에 의해 가이드되어 상기 제1연료전지스택(21a)을 통과할 수 있다. 상기 제1연료전지스택(21a)의 일측으로 공급되는 연료는 상기 구획부재(23)에 의해 가이드 되어 상기 제1연료전지스택(21a)을 통과하여 상기 일측에 반대되는 타측으로 이동할 수 있다. 상기 제1연료전지스택(21a)을 통과하여 타측으로 이동한 연료는 상기 제1덕트(22)에 의해 가이드되어 상기 제2연료전지스택(21b)을 통과할 수 있다. 이에 따라, 상기 연료는 상기 제2연료전지스택(21b)의 타측에 반대되는 상기 제2연료전지스택(21b)의 일측으로 이동할 수 있다.Referring to FIG. 3, the fuel
본 발명의 제2실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 제1센서기구(4a) 및 제2센서기구(4b)를 포함할 수 있다.The
상기 제1센서기구(4a)는 제1연료전지스택(21a)의 온도를 측정한다. 예컨대, 상기 제1센서기구(4a)는 상기 제1연료전지스택(21a)에 접촉되게 설치되어 상기 제1연료전지스택(21a)의 온도를 직접 측정할 수 있다. 예컨대, 상기 제1센서기구(4a)는 상기 제1연료전지스택(21a)이 위치된 곳에 근접하게 설치됨으로써 상기 제1연료전지스택(21a) 부근의 온도를 측정할 수도 있다. 상기 제1센서기구(4a)는 온도센서일 수 있다. 상기 제1센서기구(4a)는 측정된 온도정보를 유선통신 및 무선통신 중에서 적어도 하나를 이용하여 상기 공급부(3)에 제공할 수 있다.The
상기 제2센서기구(4b)는 상기 제1연료전지스택(21a)에 상기 제1덕트(22)를 통해 연결된 제2연료전지스택(21b)의 온도를 측정한다. 예컨대, 상기 제2센서기구(4b)는 상기 제2연료전지스택(21b)에 접촉되게 설치되어 상기 제2연료전지스택(21b)의 온도를 직접 측정할 수 있다. 예컨대, 상기 제2센서기구(4b)는 상기 제2연료전지스택(21b)이 위치된 곳에 근접하게 설치됨으로써 상기 제2연료전지스택(21b) 부근의 온도를 측정할 수도 있다. 상기 제2센서기구(4b)는 온도센서일 수 있다. 상기 제2센서기구(4b)는 측정된 온도정보를 유선통신 및 무선통신 중에서 적어도 하나를 이용하여 상기 공급부(3)에 제공할 수 있다. 상기 제2연료전지스택(21b)은 상기 제1연료전지스택(21a)과 이격되게 상기 연료전지스택모듈(2)에 설치된다. 상기 제2연료전지스택(21b)은 복수개의 연료전지용 셀이 적층됨으로써 형성된다. 상기 연료전지용 셀은 각각 연료와 산화제가 전해질을 기준으로 양쪽으로 통과함에 따라 발생되는 전기화학 반응을 통해 전기를 생산한다. 예컨대, 상기 연료와 산화제는 상기 전해질의 상하로 각각 음극과 양극을 통과하여 배출될 수 있다. 상기 제2연료전지스택(21b)은 연료전지용 셀을 복수개 적층함으로써 높은 전위를 얻을 수 있다. 상기 제2연료전지스택(21b)은 상기 제1덕트(22)를 통해 상기 제1연료전지스택(21a)과 연결되어 있다. 이에 따라, 상기 제2연료전지스택(21b)에는 상기 제1연료전지스택(21a)을 통과한 연료가 통과될 수 있다. 상기 제2연료전지스택(21b)을 통과하는 연료는 상기 제1연료전지스택(21a)을 통과하는 연료와 다른 방향으로 상기 제2연료전지스택(21b)을 통과할 수 있다.The
도 3을 참고하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)에 있어서, 상기 공급부(3)는 제1공급기구(31a) 및 제2공급기구(31b)를 포함할 수 있다.3, the
상기 제1공급기구(31a)는 상기 제1센서기구(4a)가 측정한 상기 제1연료전지스택(21a)의 온도에 따라 상기 제1연료전지스택(21a)에 캐리어가스를 공급한다. 상기 제1공급기구(31a)는 일측이 상기 저장기구(100)에 연결되고, 타측이 상기 제1덕트(22)에 연결되게 설치된다. 이에 따라, 상기 제1공급기구(31a)는 상기 저장기구(100)로부터 상기 제1덕트(22)로 캐리어가스를 이동시킬 수 있다. 상기 제1공급기구(31a)는 상기 제1덕트(22)에 공급되는 연료에 상기 캐리어가스를 혼합시킬 수 있다. 예컨대, 상기 제1공급기구(31a)는 상기 제1연료전지스택(21a)에 공급되는 고온의 연료에 상기 캐리어가스를 혼합시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제1공급기구(31a)는 상기 연료의 온도를 낮출 수 있다. 상기 제1공급기구(31a)는 연료가 상기 제1연료전지스택(21a)을 통과하기 전에 설치된 상기 제1덕트(22)에 연결되게 설치된다. 이에 따라, 상기 제1공급기구(31a)는 상기 제1연료전지스택(21a)을 통과하기 전에 공급되는 연료에 상기 캐리어가스를 혼합시킬 수 있다. 따라서, 상기 제1공급기구(31a)는 고온으로 공급되는 상기 연료의 온도를 낮춤으로써 상기 제1연료전지스택(21a)이 손상 내지 파손되는 것을 방지할 수 있다.The
상기 제1공급기구(31a)는 상기 저장기구(100)와 상기 제1연료전지스택(21a)이 포함된 상기 연료전지스택모듈(2)을 연결하는 관 또는 파이프 등과 같은 관로에 설치된다. 예컨대, 상기 제1공급기구(31a)는 임펠러일 수 있다. 이 경우, 상기 제1공급기구(31a)는 상기 제1센서기구(4a)가 측정한 상기 제1연료전지스택(21a)의 온도가 높을 경우, 회전함으로써 상기 저장기구(100)에 저장된 캐리어가스를 흡입하여 상기 연료전지스택모듈(2)로 배출시킴으로써 상기 캐리어가스를 상기 제1연료전지스택(21a)으로 공급되는 연료에 공급할 수 있다. 상기 제1공급기구(31a)는 상기 제1센서기구(4a)가 측정한 상기 제1연료전지스택(21a)의 온도가 낮을 경우, 회전을 멈춤으로써 상기 캐리어가스를 상기 제1연료전지스택(21a)으로 공급하지 않을 수 있다.The
예컨대, 상기 제1공급기구(31a)는 밸브일 수 있다. 이 경우, 상기 제1공급기구(31a)는 상기 저장기구(100)와 상기 연료전지스택모듈(2)을 연결시키는 관로를 개폐함으로써 상기 캐리어가스를 상기 연료전지스택모듈(2)로 공급하거나 차단할 수 있다. 예컨대, 상기 제1공급기구(31a)는 상기 제1센서기구(4a)가 측정한 상기 제1연료전지스택(21a)의 온도가 높을 경우, 상기 관로를 개방함으로써 상기 캐리어가스가 상기 제1덕트(22)로 공급되도록 할 수 있다. 예컨대, 상기 제1공급기구(31a)는 상기 제1센서기구(4a)가 측정한 상기 제1연료전지스택(21a)의 온도가 낮을 경우, 상기 관로를 밀폐함으로써 상기 캐리어가스가 상기 제1덕트(22)로 공급되는 것을 차단할 수 있다. 이 경우, 상기 연료전지스택모듈(2) 내부의 압력은 상기 캐리어가스가 저장된 상기 저장기구(100) 내부의 압력보다 낮을 수 있다. 따라서, 상기 제1공급기구(31a)는 상기 제1센서기구(4a)가 측정한 상기 제1연료전지스택(21a)의 온도에 따라 상기 제1연료전지스택(21a)에 캐리어가스를 공급하거나 차단할 수 있다.For example, the
도 3을 참고하면, 상기 제2공급기구(31b)는 상기 제2센서기구(4b)가 측정한 상기 제2연료전지스택(21b)의 온도에 따라 상기 제2연료전지스택(21b)에 캐리어가스를 공급한다. 상기 제2공급기구(31b)는 일측이 상기 저장기구(100)에 연결되고, 타측이 상기 제1덕트(22)에 연결되게 설치된다. 이에 따라, 상기 제2공급기구(31b)는 상기 저장기구(100)로부터 상기 제1덕트(22)로 캐리어가스를 이동시킬 수 있다. 상기 제2공급기구(31b)는 상기 제1덕트(22)에 공급되는 연료에 상기 캐리어가스를 혼합시킬 수 있다. 예컨대, 상기 제2공급기구(31b)는 상기 제2연료전지스택(21b)에 공급되는 고온의 연료에 상기 캐리어가스를 혼합시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제2공급기구(31b)는 상기 연료의 온도를 낮출 수 있다. 상기 제2공급기구(31b)는 연료가 상기 제2연료전지스택(21b)을 통과하기 전에 설치된 상기 제1덕트(22)에 연결되게 설치된다. 이에 따라, 상기 제2공급기구(31b)는 상기 제2연료전지스택(21b)을 통과하기 전에 공급되는 연료에 상기 캐리어가스를 혼합시킬 수 있다. 따라서, 상기 제2공급기구(31b)는 고온으로 공급되는 상기 연료의 온도를 낮춤으로써 상기 제2연료전지스택(21b)이 손상 내지 파손되는 것을 방지할 수 있다.3, the
상기 제2공급기구(31b)는 상기 저장기구(100)와 상기 제2연료전지스택(21b)이 포함된 상기 연료전지스택모듈(2)을 연결하는 관 또는 파이프 등과 같은 관로에 설치된다. 예컨대, 상기 제2공급기구(31b)는 임펠러일 수 있다. 이 경우, 상기 제2공급기구(31b)는 상기 제2센서기구(4b)가 측정한 상기 제2연료전지스택(21b)의 온도가 높을 경우, 회전함으로써 상기 저장기구(100)에 저장된 캐리어가스를 흡입하여 상기 연료전지스택모듈(2)로 배출시킴으로써 캐리어가스를 상기 제2연료전지스택(21b)으로 공급되는 연료에 공급할 수 있다. 상기 제2공급기구(31b)는 상기 제2센서기구(4b)가 측정한 상기 제2연료전지스택(21b)의 온도가 낮을 경우, 회전을 멈춤으로써 상기 캐리어가스를 상기 제2연료전지스택(21b)으로 공급하지 않을 수 있다.The
예컨대, 상기 제2공급기구(31b)는 밸브일 수 있다. 이 경우, 상기 제2공급기구(31b)는 상기 저장기구(100)와 상기 연료전지스택모듈(2)을 연결시키는 관로를 개폐함으로써 상기 캐리어가스를 상기 연료전지스택모듈(2)로 공급하거나 차단할 수 있다. 예컨대, 상기 제2공급기구(31b)는 상기 제2센서기구(4b)가 측정한 상기 제2연료전지스택(21b)의 온도가 높을 경우, 상기 관로를 개방함으로써 상기 캐리어가스가 상기 제1덕트(22)로 공급되도록 할 수 있다. 예컨대, 상기 제2공급기구(31b)는 상기 제2센서기구(4b)가 측정한 상기 제2연료전지스택(21b)의 온도가 낮을 경우, 상기 관로를 밀폐함으로써 상기 캐리어가스가 상기 제1덕트(22)로 공급되는 것을 차단할 수 있다. 이 경우, 상기 연료전지스택모듈(2) 내부의 압력은 상기 캐리어가스가 저장된 상기 저장기구(100) 내부의 압력보다 낮을 수 있다. 따라서, 상기 제2공급기구(31b)는 상기 제2센서기구(4b)가 측정한 상기 제2연료전지스택(21b)의 온도에 따라 상기 제2연료전지스택(21b)에 캐리어가스를 공급하거나 차단할 수 있다.For example, the
본 발명의 제2실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)에 있어서, 상기 제1공급기구(31a) 및 상기 제2공급기구(31b)는 상기 제1센서기구(4a) 및 상기 제2센서기구(4b)가 측정한 상기 제1연료전지스택(21a) 및 상기 제2연료전지스택(21b)의 온도에 따라 캐리어가스를 개별적으로 공급할 수 있다.In the
예컨대, 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 상기 제1연료전지스택(21a) 및 상기 제2연료전지스택(21b)의 온도가 모두 높을 경우, 상기 제1공급기구(31a) 및 상기 제2공급기구(31b)를 작동시켜 상기 제1연료전지스택(21a) 및 상기 제2연료전지스택(21b) 모두에 캐리어가스를 공급할 수 있다.For example, when the temperature of the first
예컨대, 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 상기 제1연료전지스택(21a)의 온도만 높을 경우, 상기 제1공급기구(31a)만 작동시켜 상기 제1연료전지스택(21a)에만 캐리어가스를 공급할 수 있다.For example, the
이에 따라, 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 캐리어가스가 낭비되는 것을 효율적으로 방지할 수 있다. 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 캐리어가스의 사용량을 감소시킴으로써 캐리어가스를 냉각시키기 위해 가동하는 냉각장치의 가동시간을 줄일 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 냉각장치가 소모하는 전력도 감소시킬 수 있다.Accordingly, the
본 발명의 제2실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 상기 연료전지스택모듈(2)에 추가로 제3연료전지스택(21c) 및 제4연료전지스택(21d)을 설치할 수 있다. 이 경우, 상기 제1덕트(22)는 상기 제1연료전지스택(21a), 상기 제2연료전지스택(21b), 상기 제3연료전지스택(21c), 및 상기 제4연료전지스택(21d)을 모두 연결할 수 있다. 상기 구획부재(23)는 상기 제2연료전지스택(21b)과 상기 제3연료전지스택(21c) 사이 및 상기 제3연료전지스택(21c)과 상기 제4연료전지스택(21d)에 추가로 설치될 수 있다. 따라서, 상기 제1덕트(22)에 공급되는 연료는 상기 연료전지스택들을 모두 통과할 수 있다. 또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 상기 제3연료전지스택(21c)에 대응되는 제3공급기구(31c) 및 제3센서기구(4c)를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 상기 제4연료전지스택(21d)에 대응되는 제4공급기구(31d) 및 제4센서기구(4d)를 더 포함할 수 있다. 상기 제3연료전지스택(21c) 및 제4연료전지스택(21d)은 상술한 상기 제1연료전지스택(21a) 및 상기 제2연료전지스택(21b)과 동일한 기능과 효과를 가질 수 있다. 상기 제3공급기구(31c) 및 상기 제4공급기구(31d)는 상술한 상기 제1공급기구(31a) 및 상기 제2공급기구(31b)와 동일한 기능과 효과를 가질 수 있다. 상기 제3센서기구(4c) 및 상기 제4센서기구(4d)는 상술한 상기 제1센서기구(4a) 및 상기 제2센서기구(4b)와 동일한 기능과 효과를 가질 수 있다.The
본 발명의 제2실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 상기 연료전지스택모듈(2)에 상기 제1연료전지스택(21a) 및 상기 제2연료전지스택(21b)만 설치되었을 경우에 비해 상기 제3연료전지스택(21c) 및 제4연료전지스택(21d)이 추가로 설치됨으로써 전기 생성량을 증가시킬 수 있다.The
본 발명의 제2실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 연료전지스택을 추가로 더 설치함으로써 전기 생성량을 더 증가시킬 수도 있다.The
도 4를 참고하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 상기 제1공급기구(31a) 및 상기 제2공급기구(31b)가 각각 상기 제1연료전지스택(21a) 및 상기 제2연료전지스택(21b)을 통과하는 연료의 방향에 대응되도록 상기 캐리어가스를 공급할 수 있다.Referring to FIG. 4, in the
예컨대, 본 발명의 제3실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 전기를 생성하기 위해 공급되는 연료가 상기 제1연료전지스택(21a)을 제1방향(R1, 도 4에 도시됨)으로 통과할 경우, 상기 제1공급기구(31a)를 상기 제1방향에 대응되게 설치할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제3실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 상기 제1공급기구(31a)가 상기 제1연료전지스택(21a)에 제1방향으로 캐리어가스를 공급함으로써 연료의 흐름을 방해하지 않으면서 상기 연료를 냉각시킬 수 있다.For example, in the
예컨대, 본 발명의 제3실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 전기를 생성하기 위해 공급되는 연료가 상기 제2연료전지스택(21b)을 제2방향(R2, 도 4에 도시됨)으로 통과할 경우, 상기 제2공급기구(31b)를 상기 제2방향에 대응되게 설치할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제3실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 상기 제2공급기구(31b)가 상기 제2연료전지스택(21b)에 제2방향으로 캐리어가스를 공급함으로써 연료의 흐름을 방해하지 않으면서 상기 연료를 냉각시킬 수 있다.For example, in the
따라서, 본 발명의 제3실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 상기 제1공급기구(31a) 및 상기 제2공급기구(31b)가 상기 제1연료전지스택(21a) 및 상기 제2연료전지스택(21b)을 통과하는 연료의 방향에 맞도록 상기 캐리어가스를 공급함으로써 연료의 흐름이 지연됨에 따라 전기 생성 효율이 낮아지는 것을 방지하면서 연료를 냉각시킬 수 있다.Therefore, in the
본 발명의 제3실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 상기 연료전지스택모듈(2)에 추가로 제3연료전지스택(21c) 및 제4연료전지스택(21d)을 설치할 수 있다. 이 경우, 상기 제1덕트(22)는 상기 제1연료전지스택(21a), 상기 제2연료전지스택(21b), 상기 제3연료전지스택(21c), 및 상기 제4연료전지스택(21d)을 모두 연결할 수 있다. 상기 구획부재(23)는 상기 제2연료전지스택(21b)과 상기 제3연료전지스택(21c) 사이 및 상기 제3연료전지스택(21c)과 상기 제4연료전지스택(21d)에 추가로 설치될 수 있다. 따라서, 상기 제1덕트(22)에 공급되는 연료는 상기 연료전지스택들을 모두 통과할 수 있다. 또한, 본 발명의 제3실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 상기 제3연료전지스택(21c)에 대응되는 제3공급기구(31c)를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 제3실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 상기 제4연료전지스택(21d)에 대응되는 제4공급기구(31d)를 더 포함할 수 있다. 상기 제3연료전지스택(21c) 및 제4연료전지스택(21d)은 상술한 상기 제1연료전지스택(21a) 및 상기 제2연료전지스택(21b)과 동일한 기능과 효과를 가질 수 있다. 상기 제3공급기구(31c) 및 상기 제4공급기구(31d)는 상술한 상기 제1공급기구(31a) 및 상기 제2공급기구(31b)와 동일한 기능과 효과를 가질 수 있다.The
본 발명의 제3실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 상기 연료전지스택모듈(2)에 상기 제1연료전지스택(21a) 및 상기 제2연료전지스택(21b)만 설치되었을 경우에 비해 상기 제3연료전지스택(21c) 및 제4연료전지스택(21d)이 추가로 설치됨으로써 전기 생성량을 증가시킬 수 있다.The
본 발명의 제3실시예에 따른 냉각기능이 부가된 연료전지시스템(1)은 연료전지스택을 추가로 더 설치함으로써 전기 생성량을 더 증가시킬 수도 있다.The
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents. Will be clear to those who have knowledge of.
1 : 냉각기능이 부가된 연료전지시스템
2 : 연료전지스택모듈
3 : 공급부
4 : 센서부
21: 제1연료전지스택
22 : 제1덕트
31 : 제1공급기구
32 : 제1조절기구
100 : 저장기구1: Fuel cell system with cooling function 2: Fuel cell stack module
3: Supply part 4: Sensor part
21: first fuel cell stack 22: first duct
31: first supply mechanism 32: first adjustment mechanism
100: storage device
Claims (4)
상기 연료전지스택모듈에 공급되는 연료를 냉각시키기 위해 상기 연료전지스택모듈로 캐리어가스를 공급하는 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각기능이 부가된 연료전지시스템.A fuel cell stack module including a first fuel cell stack for generating electricity, and a first duct for supplying fuel to the first fuel cell stack; And
And a supply unit for supplying a carrier gas to the fuel cell stack module to cool the fuel supplied to the fuel cell stack module.
상기 제1연료전지스택의 온도를 측정하기 위한 센서부를 포함하고,
상기 공급부는 상기 제1연료전지스택으로 캐리어가스를 공급하기 위한 제1공급기구, 및 상기 센서부가 측정한 상기 제1연료전지스택의 온도에 따라 상기 제1덕트에 공급하는 캐리어가스의 유량을 조절하는 제1조절기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각기능이 부가된 연료전지시스템.The method according to claim 1,
And a sensor unit for measuring a temperature of the first fuel cell stack,
Wherein the supply unit includes a first supply mechanism for supplying a carrier gas to the first fuel cell stack, and a controller for controlling a flow rate of a carrier gas supplied to the first duct according to a temperature of the first fuel cell stack measured by the sensor unit And a second regulating mechanism for regulating the temperature of the fuel cell.
상기 제1연료전지스택의 온도를 측정하기 위한 제1센서기구, 및 상기 제1연료전지스택에 상기 제1덕트를 통해 연결된 제2연료전지스택의 온도를 측정하기 위한 제2센서기구를 포함하고,
상기 공급부는 상기 제1연료전지스택으로 캐리어가스를 공급하기 위한 제1공급기구, 및 상기 제2연료전지스택으로 캐리어가스를 공급하기 위한 제2공급기구를 포함하되, 상기 제1공급기구 및 상기 제2공급기구는 상기 제1센서기구 및 상기 제2센서기구가 측정한 상기 제1연료전지스택 및 상기 제2연료전지스택의 온도에 따라 상기 제1연료전지스택 및 상기 제2연료전지스택에 개별적으로 캐리어가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 냉각기능이 부가된 연료전지시스템.The method according to claim 1,
A first sensor mechanism for measuring the temperature of the first fuel cell stack and a second sensor mechanism for measuring the temperature of the second fuel cell stack connected to the first fuel cell stack through the first duct, ,
Wherein the supply unit includes a first supply mechanism for supplying a carrier gas to the first fuel cell stack and a second supply mechanism for supplying a carrier gas to the second fuel cell stack, The second supply mechanism is connected to the first fuel cell stack and the second fuel cell stack in accordance with the temperatures of the first fuel cell stack and the second fuel cell stack measured by the first sensor mechanism and the second sensor mechanism And the carrier gas is supplied to the fuel cell system.
상기 연료전지스택모듈은 상기 제1덕트를 통해 서로 연결되게 설치되는 제1연료전지스택 및 제2연료전지스택을 포함하고,
상기 제1덕트는 상기 제1연료전지스택에 대해 연료가 제1방향으로 통과하고, 상기 제2연료전지스택에 대해 연료가 상기 제1방향에 대해 반대되는 제2방향으로 통과하도록 상기 연료전지스택들을 연결하며,
상기 공급부는 연료가 상기 제1방향으로 통과하는 상기 제1연료전지스택에 대해 캐리어가스를 상기 제1방향으로 공급하는 제1공급기구, 및 연료가 상기 제2방향으로 통과하는 상기 제2연료전지스택에 대해 캐리어가스를 상기 제2방향으로 공급하는 제2공급기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각기능이 부가된 연료전지시스템.The method according to claim 1,
Wherein the fuel cell stack module includes a first fuel cell stack and a second fuel cell stack that are connected to each other through the first duct,
Wherein the first duct passes through the first fuel cell stack in a first direction and passes through the second fuel cell stack in a second direction opposite to the first direction with respect to the second fuel cell stack, Lt; / RTI >
Wherein the supply unit includes a first supply mechanism for supplying a carrier gas in the first direction to the first fuel cell stack through which the fuel passes in the first direction, And a second supply mechanism for supplying a carrier gas to the stack in the second direction.
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