KR20170003823A - Portable self-powered devices - Google Patents

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KR20170003823A
KR20170003823A KR1020150093434A KR20150093434A KR20170003823A KR 20170003823 A KR20170003823 A KR 20170003823A KR 1020150093434 A KR1020150093434 A KR 1020150093434A KR 20150093434 A KR20150093434 A KR 20150093434A KR 20170003823 A KR20170003823 A KR 20170003823A
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supplied
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KR1020150093434A
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손병락
김주곤
최재성
이동하
샘박
베이트 알렉스
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재단법인대구경북과학기술원
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Abstract

The present invention provides a portable independent power generation device comprising: a moisture storage unit which receives moisture from the outside, which stores the moisture, and which includes a supply flow passage adapted to supply moisture to a bottom thereof; a body part which is located under the moisture storage unit, which receives moisture from the moisture storage unit via the supply flow passage, and which includes an air inlet hole through which external air is introduced; a hydrogen generation unit which is provided inside the body part, and which generates hydrogen through reaction with the moisture supplied from the moisture storage unit via the supply flow passage; a fuel battery part which is provided under the hydrogen generation unit inside the body part, and which generates electrical energy by using the hydrogen supplied from the hydrogen generation unit and oxygen of the air introduced via the air inflow hole; and a conversion unit which is located under the body part, which is connected to the fuel battery part, and which converts the electrical energy, generated by the fuel battery part, into energy which can be used in the outside. Accordingly, a small amount of power can be generated in an unexpected situation, such as a natural disaster, a distress situation during mountain climbing, or the like, the generated power can be used in place of a battery of an electronic device as a semi-permanent power device, and power can be smoothly supplied by using a plurality of portable independent power generation devices in an outdoor environment, such as a camping environment.

Description

휴대용 자가 발전 장치{Portable self-powered devices}Portable self-powered devices < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 휴대용 자가 발전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위험 지역에서의 조난, 날씨가 열악한 상황에서 고립, 비상 상황 등에서 긴급 구조 요청 및 생명 유지에 필요한 최소 전력을 생산할 수 있는 휴대용 자가 발전 장치에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a portable self-power generating device capable of producing emergency power supply required for survival in a dangerous area, emergency rescue in an isolated situation or emergency in a poor weather condition, .

대한민국 등록실용신안 제0434259호에 기재된 종래기술을 참조하면, 휴대전화 등과 같이 휴대하면서 이용하는 전자장치는 별도의 외부 전원공급이 없으므로 자체 내장된 배터리를 이용하여 전자장치의 구동에 필요한 전원을 공급받게 된다.With reference to the prior art disclosed in Korean Utility Model Registration No. 0434259, since an external power supply is not provided for an electronic device such as a cellular phone, a power source necessary for driving the electronic device is supplied by using a built-in battery .

이러한 내장 배터리는 그 충전 용량에 제한이 있기 때문에 사용자는 통상 가정에서 충전용 어탭터를 통하야 전자장치의 배터리를 주기적으로 충전한 후 전자장치를 휴대하여 이동하면서 이용하게 된다.Since such a built-in battery has a limited charging capacity, the user usually has to charge the battery of the electronic device through the charging adapter at home and use the electronic device while carrying the electronic device.

하지만, 사용자가 충전용 어탭터를 소지하지 않은 채 장시간 여행 또는 출장을 가는 경우에는 전자장치의 배터리를 충전할 수 없어 전자장치를 정상적으로 사용하지 못하는 경우가 종종 발생하게 된다. 특히, 사용자가 산행 또는 항해 도중 사고를 당하여 구조를 요청하게 되는 경우 휴대전화가 필요한데, 이러한 휴대전화의 배터리 잔량에 따라 휴대전화의 이용시간이 제한됨으로 인해 지속적으로 구조를 요청하기 어려운 문제점이 발생한다.However, when the user travels or travels for a long time without carrying a charging adapter, the battery of the electronic device can not be charged and the electronic device can not be normally used. Particularly, when a user requests a structure due to an accident during a mountain or sea, a mobile phone is required. However, the use time of the mobile phone is limited according to the remaining battery power of the mobile phone, .

이러한 문제점에 따라 근래에는 전자장치의 배터리를 충전할 수 있는 휴대용 전원공급 장치가 제안되었다.According to such a problem, a portable power supply device capable of charging a battery of an electronic apparatus has recently been proposed.

이러한 종래의 휴대용 전원공급 장치는 건전지 또는 충전용 배터리를 내장하여 전자장치와 연결시켜 전자장치의 배터리에 전원을 공급할 수 있도록 하고 있다. 하지만, 이러한 종래의 휴대용 전원공급 장치 또한 별도의 전원공급원인 건전지 또는 충전용 어탭터를 통하여 충전되는 배터리를 이용함으로써 이 휴대용 전원공급 장치에 내장된 건전지 또는 배터리가 방전되는 경우 별도의 전원공급원이 존재하지 않는 경우에는 이를 이용할 수 없는 문제점이 있었다.Such a conventional portable power supply device incorporates a battery or a rechargeable battery so that it can be connected to an electronic device to supply power to the battery of the electronic device. However, in the conventional portable power supply apparatus, when a battery or a battery built in the portable power supply apparatus is discharged by using a separate battery or a battery charged through a charging adapter, there is no separate power supply source There is a problem that it can not be utilized.

한편, 휴대용 전원공급 장치에 내장된 배터리를 자체 충전하기 위하여 자가 발전이 가능한 휴대용 전원공급 장치가 제안되기도 하였지만, 이러한 종래의 자가 발전 기능이 있는 휴대용 전원공급 장치는 자가 발전을 위한 구성이 복잡하고 그 크기가 커 휴대용으로 이용하기에 적지 않은 부담이 되는 문제점이 있었다.Meanwhile, although a portable power supply device capable of self-power generation for self-charging the battery built in the portable power supply device has been proposed, the conventional portable power supply device having the self-power generation function is complicated in configuration for self- There is a problem that it is burdensome to use for portable use.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 간단한 구조를 가지면서 전자기기를 동작시키기 위해 소량의 물에서 발생되는 수소와 외부에서 유입되는 공기 중의 산소를 활용하여 전기에너지를 발생시키는 휴대용 자가 발전 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a portable electronic apparatus capable of generating electric energy by utilizing hydrogen generated in a small amount of water and oxygen in the air, The object of the present invention is to provide a self-generating device.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 외부에서 수분을 공급받아 저장하며, 공급받은 수분을 하부로 공급하는 공급유로가 하부에 구비되는 수분 저장부; 상기 수분 저장부의 하부에 위치하고, 상기 공급유로를 통해 상기 수분 저장부로부터 수분을 공급받으며, 외부의 공기가 유입되는 공기유입홀이 구비되는 몸체부; 상기 몸체부의 내부에 구비되며, 상기 공급유로를 통해 상기 수분 저장부에서 공급되는 수분과 반응하여 수소를 발생시키는 수소발생부; 상기 몸체부의 내부에 상기 수소발생부의 하부에 구비되며, 상기 수소발생부에서 공급되는 수소와 상기 공기유입홀을 통해 유입되는 공기의 산소를 이용하여 전기에너지를 발생시키는 연료전지부; 및 상기 몸체부의 하부에 위치하며, 상기 연료전지부와 연결되어 상기 연료전지부에서 생성된 전기를 외부에서 사용하도록 변환하는 변환부를 포함하는 휴대용 자가 발전 장치를 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a water supply system comprising: a moisture storage unit having a supply passage for supplying and storing moisture supplied from the outside and supplying the supplied water to a lower portion; A body portion located at a lower portion of the moisture storage portion and receiving moisture from the moisture storage portion through the supply flow passage and having an air inflow hole through which external air flows; A hydrogen generator disposed inside the body and reacting with moisture supplied from the water storage through the supply passage to generate hydrogen; A fuel cell unit provided at a lower portion of the hydrogen generating unit in the body to generate electric energy using hydrogen supplied from the hydrogen generating unit and oxygen in the air introduced through the air inlet hole; And a conversion unit connected to the fuel cell unit and converting the electricity generated by the fuel cell unit to be used outside the power unit.

본 발명에 따른 휴대용 자가 발전 장치는 상기 수분 저장부와 상기 몸체부 사이에 구비되어 슬라이드 이동하며, 상기 수분 저장부에 저장된 수분이 상기 수소발생부로 공급되는 것을 차단시키는 안전핀을 더 포함할 수 있다.The portable self-power generation apparatus according to the present invention may further include a safety pin provided between the moisture storage unit and the body unit to slide and to block moisture stored in the moisture storage unit from being supplied to the hydrogen generation unit.

본 발명에 따른 휴대용 자가 발전 장치에 있어서, 상기 수소발생부는 밀폐된 사각기둥형상을 가지는 본체와, 상기 본체의 내부에 충진된 나트륨규소화합물을 포함할 수 있으며, 상기 본체의 상부면에는 상기 공급유로와 연통되는 공급홀이 형성될 수 있고, 상기 본체의 하부면에는 상기 본체에서 생성된 수소를 상기 연료전지부로 공급하는 공급관이 돌출되게 구비될 수 있다.The hydrogen generator may include a body having a closed square pillar shape and a sodium silicon compound filled in the body, And a supply pipe for supplying hydrogen generated in the main body to the fuel cell unit may protrude from a lower surface of the main body.

상기 연료전지부는 육면체 형상을 가지고, 상부면과 전면부 및 후면부에는 복수개의 개구홀이 형성되며, 상기 공기유입홀로 유입되는 공기가 유입되는 하우징과, 상기 하우징의 전면부와 후면부에 서로 이격되게 구비되며, 상기 하우징으로 유입되는 공기와 상기 수소발생부에서 공급되는 수소를 반응시켜 전기를 생산하는 제1 및 제2연료 전지 조립체와, 상기 하우징의 상부면에 장착되는 연료 전지와, 상기 하우징의 하부면에 위치하며, 이격된 제1 및 제2연료 전지 조립체를 연결하는 제1회로기판을 포함할 수 있으며, 상기 하우징의 상부면에는 상기 연료 전지가 삽입되는 삽입홈이 형성될 수 있다.The fuel cell unit has a hexahedral shape, and has a plurality of opening holes formed in an upper surface, a front surface portion, and a rear surface portion, and includes a housing into which air introduced into the air inlet holes flows, and spaced apart from the front and rear portions of the housing. A first and a second fuel cell assemblies for reacting air introduced into the housing with hydrogen supplied from the hydrogen generator to produce electricity; a fuel cell mounted on an upper surface of the housing; And a first circuit board for connecting the first and second fuel cell assemblies to the first and second fuel cell assemblies. The upper surface of the housing may have an insertion groove into which the fuel cell is inserted.

상기 제1 및 제2연료 전지 조립체는 내부에는 메탈 플레이트가 구비되고, 상부면에는 끼움홈이 형성되고, 전단면과 후단면의 하단에는 끼움홀이 형성되는 사각판재 형상의 몸체와, 상기 메탈 플레이트를 중심으로 상기 몸체의 전단면과 후단면으로 삽입되어 상기 몸체의 내측에 이격되게 구비되는 양극판과, 상기 몸체의 전단면과 후단면으로 삽입되어 이격되게 구비되는 각 양극판에 밀착되는 전해질 박막(PEM;Proton Exchange Membrane)과, 상기 몸체의 전단면과 후단면으로 삽입되어 이격되게 구비되는 각 전해질 박막에 밀착되는 음극판을 포함할 수 있다.Wherein the first and second fuel cell assemblies have a rectangular plate-shaped body having a metal plate therein, a fitting groove formed on an upper surface thereof, and a fitting hole formed in a lower end of a front end surface and a rear end surface, An anode plate inserted into a front end surface and a rear end surface of the body and spaced apart from an inner side of the body, an electrolyte thin film PEM adhered to each cathode plate inserted and spaced apart from a front end surface and a rear end surface of the body, A Proton Exchange Membrane), and an anode plate closely attached to each of the electrolyte thin films inserted into and separated from a front end surface and a rear end surface of the body.

상기 각 양극판과 상기 각 음극판에는 복수개의 관통공이 등간격으로 형성될 수 있고, 상기 각 양극판과 각 음극판의 일단에는 상기 끼움홀로 삽입되는 단자돌기가 형성될 수 있으며, 상기 제1회로기판에는 상기 단자돌기가 삽입되는 복수개의 삽입공이 형성될 수 있다.A plurality of through holes may be formed at regular intervals in each of the positive electrode plates and the negative electrode plates. Terminal protrusions may be formed at one end of each of the positive electrode plates and the negative electrode plates to be inserted into the fitting holes. A plurality of insertion holes into which the projections are inserted may be formed.

상기 변환부는 상기 연료전지부와 연결되는 제2회로기판과, 상기 제2회로기판의 일면에 장착되며, 외부의 연결잭이 연결되는 포트가 일단에 구비되는 USB와, 상기 제2회로기판과 USB가 내부에 구비되며, 일단에는 상기 포트가 노출되도록 관통구가 형성되는 하우징을 포함할 수 있다.A second USB connector connected to the second circuit board and having a port to which an external connection jack is connected at one end; And a housing having a through-hole formed at one end thereof to expose the port.

본 발명에 따른 휴대용 자가 발전 장치는 자연재해, 등산 시 조난상황 등 예기치 못한 상황에서 최소한의 전원을 발생시킬 수 있고, 발생된 전원으로 전자장치의 배터리를 대체하여 반영구적인 전원장치로 활용할 수 있으며, 캠핑과 같은 아웃도어 환경에서 다수개의 휴대용 자가 발전 장치를 활용하여 전원공급을 원활하게 할 수 있다.The portable self-power generating device according to the present invention can generate minimal power in unexpected situations such as a natural disaster, a distress situation during mountain climbing, etc., and can be utilized as a semi-permanent power source device by replacing the battery of the electronic device with the generated power. In an outdoor environment such as camping, a plurality of portable self-generating devices can be utilized to smooth power supply.

도 1은 본 발명에 따른 휴대용 자가 발전 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 휴대용 자가 발전 장치를 분해하여 도시한 도면이다.
도 3은 변환부의 평면 사시도이다.
도 4는 변환부의 저면 사시도이다.
도 5는 하우징의 일단과 타단에 제1연료 전지 조립체 및 제2연료 전지 조립체가 밀착된 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 연료전지부의 하우징 상부에 연료전지가 장착되는 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 연료전지부가 몸체부의 하부에 장착되는 상태를 도시한 도면이다.
도 8은 몸체부에 장착된 연료전지부의 하부에 제1회로기판이 장착되는 상태를 도시한 도면이다.
도 9는 몸체부에 연료전지부가 삽입되는 상태를 도시한 도면이다.
도 10은 연료전지부의 내부를 도시한 단면도이다.
도 11은 연료전지부가 결합되는 상태를 확대하여 도시한 도면이다.1 is a schematic view of a portable self-generating device according to the present invention.
FIG. 2 is an exploded view of the portable self-generated power generating apparatus shown in FIG. 1. FIG.
3 is a planar perspective view of the conversion section;
4 is a bottom perspective view of the conversion section.
5 is a view showing a state in which the first fuel cell assembly and the second fuel cell assembly are in close contact with one end and the other end of the housing.
6 is a view showing a state where the fuel cell is mounted on the housing of the fuel cell unit shown in FIG.
FIG. 7 is a view showing a state where the fuel cell unit shown in FIG. 6 is mounted on the lower part of the body part.
8 is a view showing a state where the first circuit substrate is mounted on the lower part of the fuel cell unit mounted on the body part.
9 is a view showing a state in which the fuel cell unit is inserted into the body portion.
10 is a cross-sectional view showing the inside of the fuel cell unit.
11 is an enlarged view of a state in which the fuel cell unit is coupled.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 자가 발전 장치(100)는 수분 저장부(110)와, 몸체부(120)와, 수소발생부(130)와, 연료전지부(140)와, 변환부(150)를 포함하며, 안전핀(160)을 더 포함할 수 있다.1 is a block diagram illustrating a portable power generator 100 according to an embodiment of the present invention. The portable power generator 100 includes a water storage unit 110, a body 120, a hydrogen generator 130, a fuel cell 140, And a conversion unit 150, and may further include a safety pin 160.

상기 수분 저장부(110)는 외부에서 수분을 공급받아 저장하며, 공급받은 수분을 하부로 공급하는 공급유로(112)가 하부에 형성된다. 상기 수분 저장부(110)는 사각형상의 홈(110a)이 형성되며, 상기 홈(110a)에 외부에서 공급되는 수분이 저장된 후, 하부로 공급되며, 사각형상의 홈(110a)으로 저장된 수분을 하부로 공급하는 힘을 제공하는 플런지(PL)가 삽입되는 것이 바람직하다. 상기 플런지(PL)가 상기 사각형상의 홈(110a)으로 삽입됨으로써 상기 수분 저장부(110)에 저장된 수분이 하부로 더욱 용이하게 이동하게 된다.The moisture storage part 110 is provided with a supply flow path 112 for supplying and storing moisture to the lower part. The water storage part 110 is formed with a rectangular groove 110a and the moisture supplied from the outside is stored in the groove 110a and then supplied to the lower part. It is preferable to insert a plunger PL that provides a force to supply. The plunge PL is inserted into the rectangular groove 110a, so that the moisture stored in the water storage part 110 can be more easily moved to the lower part.

상기 수분 저장부(110)의 하부에는 몸체부(120)가 위치하며, 상기 몸체부(120)는 상기 공급유로(112)를 통해 상기 수분 저장부(110)로부터 수분을 공급받는다. 상기 몸체부(120)의 하부에는 외부의 공기가 상기 몸체부(120)의 내부로 유입되는 공기유입홀(122)이 구비되고, 상기 몸체부(120)의 내부에는 후술되는 수소발생부(130)가 구비된다. 상기 몸체부(120)는 밀폐된 사각기둥형상을 가지나, 일면은 개구되어 개구된 일면 또는 상기 몸체부(120)의 상부면을 통해 상기 수소발생부(130)가 상기 몸체부(120)의 내부로 삽입되어 상기 공기유입홀(122)의 상부에 위치하게 된다. 상기 몸체부(120)의 내측에는 후술되는 연료전지부(140)가 장착되는 장착돌기(120b)가 형성되는 것이 바람직하다.The body portion 120 is positioned below the moisture storage portion 110 and the body portion 120 receives moisture from the moisture storage portion 110 through the supply flow passage 112. An air inlet hole 122 through which external air is introduced into the body 120 is provided in a lower portion of the body 120. The body 120 includes a hydrogen generating portion 130 . The body 120 has a closed square pillar shape but the hydrogen generating part 130 is formed on one side of the body 120 that is opened on one side or on the upper side of the body part 120, And is positioned at an upper portion of the air inlet hole 122. Inside the body 120, a mounting protrusion 120b for mounting a fuel cell unit 140 to be described later is formed.

상기 수소발생부(130)는 상기 몸체부(120)의 내부에 위치하고, 상기 수분 저장부(110)의 공급유로(112)를 통해 공급되는 수분과 반응하여 수소를 발생시키며, 상기 수소발생부(130)는 본체(132)와 나트륨규소화합물(134)로 구성된다.The hydrogen generator 130 is located inside the body 120 and generates hydrogen by reacting with water supplied through the supply passage 112 of the water storage 110. The hydrogen generator 130 130 is composed of a body 132 and a sodium silicon compound 134.

상기 본체(132)는 상기 몸체부(120)와 동일한 사각기둥형상을 가지며, 상기 본체(132)의 상부에는 상기 공급유로(112)와 연통되는 공급홀(132a)이 형성되고, 상기 본체(132)의 내부에는 상기 공급홀(132a)와 연결되면서 상기 본체(132)의 하부로 돌출되는 공급관(132b)이 구비되며, 상기 공급관(132b)이 관통하는 상기 본체(132)의 내부에는 나트륨규소화합물(134)이 충진된다.The body 132 has a rectangular column shape similar to the body 120. A supply hole 132a communicating with the supply passage 112 is formed in an upper portion of the body 132, And a supply pipe 132b connected to the supply hole 132a and protruding to the lower portion of the main body 132. The main body 132 through which the supply pipe 132b passes is provided with a sodium silicon compound (134).

성가 본체(132)의 공급홀(132a)로 수분이 공급되면, 공급된 수분은 상기 공급관(132b)을 통과하면서 상기 공급관(132b)의 외측에 충진된 나트륨규소화합물(134)과 반응하여 수소를 발생시키고, 발생된 수소는 후술되는 연료전지부(140)로 공급된다.When moisture is supplied to the supply hole 132a of the annular main body 132, the supplied water reacts with the sodium silicon compound 134 filled in the outside of the supply pipe 132b while passing through the supply pipe 132b, And the generated hydrogen is supplied to the fuel cell unit 140 to be described later.

상기 연료전지부(140)는 상기 몸체부(120)의 내부에 구비되며, 더욱 상세하게는 상기 공기유입홀(122)이 형성되는 상기 몸체부(120)의 내부에 구비되며, 상기 수소발생부(130)의 하부에 위치하는 것이 바람직하다. 상기 연료전지부(140)는 상기 수소발생부(130)에서 공급되는 수소와 상기 공기유입홀(122)을 통해 유입되는 공기 중의 산소를 이용하여 전기에너지를 발생시키는 역할을 한다.The fuel cell unit 140 is provided inside the body 120 and more specifically is disposed inside the body 120 in which the air inlet hole 122 is formed, (130). The fuel cell unit 140 generates electric energy using hydrogen supplied from the hydrogen generator 130 and oxygen in the air flowing through the air inlet hole 122.

상기 연료전지부(140)는 제1하우징(141), 제1연료 전지 조립체(142), 제2연료 전지 조립체(143), 연료 전지(144), 제1회로기판(145)을 포함한다. 상기 제1하우징(141)은 육면체 형상을 가지고, 상기 제1하우징(141)에는 복수개의 개구홀(141a)이 형성된다. 상기 복수개의 개구홀(141a)은 상기 제1하우징(141)의 상부면과 전면부 및 후면부에 형성되며, 상기 개구홀(141a)을 통해 상기 제1하우징(141)의 내부로 외부의 공기가 유입되며, 상기 제1하우징(141)의 내부로 유입된 공기는 상기 제1연료 전지 조립체(142) 및 제2연료 전지 조립체(143)로 공급된다.The fuel cell unit 140 includes a first housing 141, a first fuel cell assembly 142, a second fuel cell assembly 143, a fuel cell 144, and a first circuit board 145. The first housing 141 has a hexahedron shape, and the first housing 141 has a plurality of opening holes 141a. The plurality of opening holes 141a are formed in the upper surface, the front surface portion, and the rear surface portion of the first housing 141, and air outside the first housing 141 through the opening hole 141a And the air introduced into the first housing 141 is supplied to the first fuel cell assembly 142 and the second fuel cell assembly 143.

상기 제1하우징(141)의 전면과 후면에는 제1연료 전지 조립체(142)와 제2연료 전지 조립체(143)가 서로 이격되게 구비된다. 상기 제1연료 전지 조립체(142)와 제2연료 전지 조립체(143)는 상기 제1하우징(141)을 통해 공급되는 공기와 상기 수소발생부(130)에서 공급되는 수소를 반응시켜 전기를 발생시킨다.The first fuel cell assembly 142 and the second fuel cell assembly 143 are spaced apart from each other on the front and rear surfaces of the first housing 141. The first fuel cell assembly 142 and the second fuel cell assembly 143 generate electricity by reacting air supplied through the first housing 141 and hydrogen supplied from the hydrogen generator 130 .

상기 제1연료 전지 조립체(142)는 몸체(142a), 양극판(142b), 전해질 박막(142c), 음극판(142d)을 포함한다. 상기 몸체(142a)의 내부에는 메탈 플레이트(MP)가 구비되고, 상기 몸체(142a)에는 끼움홈(H)과 끼움홀(h)이 형성되는데, 상기 끼움홈(H)은 상기 몸체(142a)의 상부면에 형성되고, 상기 끼움홀(h)은 상기 몸체(142a)의 전단면과 후단면의 하단에 형성되며, 상기 몸체(142a)는 사각판재 형상을 가지는 것이 바람직하다.The first fuel cell assembly 142 includes a body 142a, a cathode plate 142b, an electrolyte thin film 142c, and a cathode plate 142d. A metal plate MP is provided in the body 142a and a fitting groove H and a fitting hole h are formed in the body 142a. The fitting groove H includes a body 142a, And the fitting hole h is formed at the lower end of the front end face and the rear end face of the body 142a and the body 142a has a rectangular plate shape.

상기 메탈 플레이트(MP)을 중심으로 상기 몸체(142a)의 전단면과 후단면에는 양극판(142b)이 삽입되어 상기 몸체(142a)의 내부에 이격되게 구비되며, 상기 몸체(142a)의 내부에 이격되게 구비되는 상기 양극판(142b)에는 복수개의 관통공(P)이 형성되는 것이 바람직하다.The positive electrode plate 142b is inserted into the front end surface and the rear end surface of the body 142a around the metal plate MP and spaced apart from the inside of the body 142a, A plurality of through holes P may be formed in the positive electrode plate 142b.

상기 몸체(142a)의 전단면과 후단면을 통해 삽입된 상기 양극판(142b)은 상기 상기 몸체(142a)의 전단면과 후단면을 통해 삽입되는 전해질 박막(PEM;Proton Exchange Membrane;142c)과 밀착되며, 상기 전해질 박막(142c)은 상기 몸체(142a)의 내부에 이격되게 구비된다.The positive electrode plate 142b inserted through the front end surface and the rear end surface of the body 142a is closely contacted with a proton exchange membrane (PEM) 142c inserted through a front end surface and a rear end surface of the body 142a. And the electrolyte thin film 142c is spaced apart from the inside of the body 142a.

상기 양극판(142b)과 일면이 밀착되는 상기 전해질 박막(142c)의 타면은 t아기 몸체(142a)의 전단면과 후단면을 통해 삽입되는 음극판(142d)과 밀착되며, 상기 양극판(142d) 역시 복수개의 관통공(P)이 형성되는 것이 바람직하다.The other surface of the electrolyte thin film 142c which is in close contact with the positive electrode plate 142b is in close contact with the negative electrode plate 142d inserted through the front end surface and the rear end surface of the t baby body 142a, It is preferable that the through holes P are formed.

상기 몸체(142a)의 내부에 상기 메탈 플레이트(MP)를 중심으로 전단면과 후단면에 각각 양극판(142b), 전해질 박막(142c), 음극판(142d) 순으로 상기 전해질 박막(142c)을 중심으로 대칭되게 구비된다.The anode 142b, the electrolyte thin film 142c and the cathode plate 142d are arranged in the body 142a around the electrolyte membrane 142c in the order of the front and rear surfaces of the metal plate MP, Symmetrically.

상기 양극판(142b)으로는 수소가 공급되고, 상기 음극판(142d)에는 산소가 공급되며, 상기 양극판(142b)에서 수소가 수소이온과 전자로 분해되고, 분해된 수소이온은 상기 전해질 박막(142c)를 거쳐 상기 음극판(142d)로 이동하고, 상기 음극판(142d)에서 수소이온과 산소가 결합되면서 물의 전기분해 역반응으로 전기화학반응이 진행되어 전기가 발생되게 되며, 상기 양극판(142b)와 상기 음극판(142d)의 일단에는 상기 몸체(142a)의 끼움홀(h)로 삽입되는 단자돌기(SB)가 형성되는 것이 바람직하다.Hydrogen is supplied to the positive electrode plate 142b and oxygen is supplied to the negative electrode plate 142d. Hydrogen is decomposed into hydrogen ions and electrons in the positive electrode plate 142b. Hydrogen ions are decomposed into the electrolyte thin film 142c, The cathode plate 142d is moved to the cathode plate 142d and hydrogen ions and oxygen are combined in the cathode plate 142d so that the electrochemical reaction proceeds due to the reverse reaction of the electrolysis of water to generate electricity and the cathode plate 142b and the cathode plate The terminal protrusion SB inserted into the fitting hole h of the body 142a is formed at one end of the protrusion 142d.

상기 제2연료 전지 조립체(143)은 상기 제1연료 전지 조립체(142)와 실질적으로 동일한 바, 상기 제2연료 전지 조립체(143)가 전기를 발생시키는 고정은 상기 제1연료 전지 조립체(142)와 동일하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.The second fuel cell assembly 143 is substantially the same as the first fuel cell assembly 142 and the fixture that the second fuel cell assembly 143 generates electricity is connected to the first fuel cell assembly 142, The detailed description thereof will be omitted.

상기 제1하우징(141)의 상부면에는 연료전지(144)가 장착되고, 상기 연료전지(144)는 상기 제1연료 전지 조립체(142) 및 제2연료 전지 조립체(143)로 수소 이온을 공급하기 위해 상기 수소발생부(130)에서 공급되는 수소를 수소이온과 전자로 분해시키는 역할을 하며, 상기 제1하우징(141)의 상부면에는 상기 연료전지(144)가 삽입되는 삽입홈(141b)이 형성되는 것이 바람직하다.A fuel cell 144 is mounted on the upper surface of the first housing 141 and the fuel cell 144 supplies hydrogen ions to the first fuel cell assembly 142 and the second fuel cell assembly 143 The first housing 141 has an insertion groove 141b into which the fuel cell 144 is inserted. The first housing 141 has an insertion groove 141b into which the fuel cell 144 is inserted, Is preferably formed.

상기 연료전지(144)와 대응되게 상기 제1하우징(141)의 하부면에는 제1회로기판(145)이 위치하며, 상기 제1회로기판(145)은 상기 제1하우징(141) 내에서 이격되게 위치하는 상기 제1연료 전지 조립체(142) 및 제2연료 전지 조립체(143)를 연결하며, 상기 제1회로기판(145)에는 상기 제1연료 전지 조립체(142) 및 제2연료 전지 조립체(143)에서 발생된 전기가 저장된다. 상기 제1회로기판(145)은 제1연료 전지 조립체(142) 및 제2연료 전지 조립체(143)의 양극판(142b,143b) 및 음극판(142d,143d)과 연결되는 것이 바람직하며, 상기 제1회로기판(145)에는 상기 양극판(142b,143b) 및 음극판(142d,143d)에 형성된 단자돌기(SB)가 삽입되는 삽입홀(145a)이 형성되는 것이 바람직하다.The first circuit board 145 is disposed on the lower surface of the first housing 141 so as to correspond to the fuel cell 144. The first circuit board 145 is spaced apart from the first housing 141 The first fuel cell assembly 142 and the second fuel cell assembly 143 are connected to the first circuit board 145. The first fuel cell assembly 142 and the second fuel cell assembly 143 are connected to each other, 143 are stored. The first circuit board 145 is preferably connected to the positive electrode plates 142b and 143b and the negative electrode plates 142d and 143d of the first fuel cell assembly 142 and the second fuel cell assembly 143, The circuit board 145 may be formed with an insertion hole 145a into which the terminal protrusions SB formed in the positive electrode plates 142b and 143b and the negative electrode plates 142d and 143d are inserted.

상기 몸체부(120)의 하부에는 변환부(150)가 위치하며, 상기 변환부(150)는 상기 연료전지부(140)와 연결되어 상기 연료전지부(140)에서 생성된 전기를 외부에서 사용하도록 변환하는 역할을 하며, 더욱 상세하게는 상기 변환부(150)는 상기 제1회로기판(145)와 연결되는 것이 바람직하다.A conversion unit 150 is disposed below the body 120. The conversion unit 150 is connected to the fuel cell unit 140 and uses electricity generated from the fuel cell unit 140 And more particularly, the conversion unit 150 is connected to the first circuit board 145.

상기 변환부(150)는 제2회로기판(152), USB(154), 제2하우징(156)을 포함한다. 상기 제2회로기판(152)는 상기 연료전지부(140)와 연결되며, 더욱 상세하게는 상기 연료전지부(140)의 상기 제1회로기판(145)와 연결되어 상기 제1회로기판(145)에 저장된 전기를 공급받게 된다. The conversion unit 150 includes a second circuit board 152, a USB 154, and a second housing 156. The second circuit board 152 is connected to the fuel cell unit 140 and more specifically to the first circuit board 145 of the fuel cell unit 140 to be connected to the first circuit board 145 ) Is received.

상기 제2회로기판(152)의 일면에는 USB(154)가 장착되며, 상기 USB(154)에는 포트(154a)가 구비되며, 상기 포트(154a)로는 외부의 연결잭(미도시)가 연결되어 외부에서 상기 연료전지부(140)에서 생성한 전기를 사용하게 된다.A USB 154 is mounted on one side of the second circuit board 152 and a port 154a is provided on the USB 154. An external connection jack (not shown) is connected to the port 154a, The electricity generated by the fuel cell unit 140 is used.

상기 제2회로기판(152)과 상기 USB(154)는 제2하우징(156)의 내부에 구비되며, 상기 제2하우징(156)의 일단에는 상기 포트(154a)가 노출되도록 관통구(156a)가 형성되는 것이 바람직하다. 상기 포트(154a)가 상기 관통구(156a)를 통해 상기 제2하우징(156)의 외부로 노출됨으로써 상기 포트(154a)로 외부의 연결잭(미도시)가 용이하게 연결된다.The second circuit board 152 and the USB 154 are provided inside the second housing 156 and one end of the second housing 156 is provided with a through hole 156a to expose the port 154a. Is formed. The port 154a is exposed to the outside of the second housing 156 through the through hole 156a so that an external connection jack (not shown) is easily connected to the port 154a.

상기 수분 저장부(110)와 상기 몸체부(120) 사이에는 안전핀(160)이 구비되며, 상기 안전핀(160)은 상기 수분 저장부(110)와 상기 몸체부(120) 사이에서 슬라이드 이동한다. 상기 안전핀(160)은 상기 수분 저장부(110)에 저장된 수분이 상기 수소발생부(130)로 공급되는 것을 차단시키는 역할을 한다.A safety pin 160 is provided between the water storage part 110 and the body part 120 and the safety pin 160 slides between the water storage part 110 and the body part 120. The safety pin 160 serves to prevent water stored in the water storage part 110 from being supplied to the hydrogen generating part 130.

따라서, 자연재해, 등산 시 조난상황 등 예기치 못한 상황에서 최소한의 전원을 발생시킬 수 있고, 발생된 전원으로 전자장치의 배터리를 대체하여 반영구적인 전원장치로 활용할 수 있으며, 캠핑과 같은 아웃도어 환경에서 다수개의 휴대용 자가 발전 장치(100)를 활용하여 전원공급을 원활하게 할 수 있다.
Therefore, it is possible to generate minimal power in unexpected situations such as natural disaster, mountain climatic disturbance, etc., and replace the battery of the electronic device with the generated power, so that it can be utilized as a semi-permanent power source device. In an outdoor environment such as camping A plurality of portable self-generated power generation apparatuses 100 can be utilized to smoothly supply power.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100 : 휴대용 자가 발전 장치 110 : 수분 저장부
112 : 공급유로 120 : 몸체부
122 : 공기유입홀 130 : 수소발생부
132 : 본체 134 : 나트륨규소화합물
140 : 연료전지부 141 : 제1하우징
142 : 제1연료 전지 조립체 143 : 제2연료 전지 조립체
144 : 연료 전지 145 : 제1회로기판
150 : 변환부 152 : 제2회로기판
154 : USB 156 : 제2하우징
160 : 안전핀100: Portable self power generation device 110: Water storage part
112: supply passage 120:
122: air inlet hole 130: hydrogen generator
132: Body 134: Sodium Silicon Compound
140: fuel cell section 141: first housing
142: first fuel cell assembly 143: second fuel cell assembly
144: fuel cell 145: first circuit board
150: conversion section 152: second circuit substrate
154: USB 156: Second housing
160: Safety pin

Claims (8)

외부에서 수분을 공급받아 저장하며, 공급받은 수분을 하부로 공급하는 공급유로가 하부에 구비되는 수분 저장부;
상기 수분 저장부의 하부에 위치하고, 상기 공급유로를 통해 상기 수분 저장부로부터 수분을 공급받으며, 외부의 공기가 유입되는 공기유입홀이 구비되는 몸체부;
상기 몸체부의 내부에 구비되며, 상기 공급유로를 통해 상기 수분 저장부에서 공급되는 수분과 반응하여 수소를 발생시키는 수소발생부;
상기 몸체부의 내부에 상기 수소발생부의 하부에 구비되며, 상기 수소발생부에서 공급되는 수소와 상기 공기유입홀을 통해 유입되는 공기의 산소를 이용하여 전기에너지를 발생시키는 연료전지부; 및
상기 몸체부의 하부에 위치하며, 상기 연료전지부와 연결되어 상기 연료전지부에서 생성된 전기를 외부에서 사용하도록 변환하는 변환부를 포함하는 휴대용 자가 발전 장치.
A moisture storage unit provided at a lower portion thereof with a supply channel for supplying and storing moisture from the outside and supplying the supplied water to the lower portion;
A body portion located at a lower portion of the moisture storage portion and receiving moisture from the moisture storage portion through the supply flow passage and having an air inflow hole through which external air flows;
A hydrogen generator provided inside the body and reacting with moisture supplied from the water storage through the supply passage to generate hydrogen;
A fuel cell unit provided at a lower portion of the hydrogen generating unit in the body to generate electric energy using hydrogen supplied from the hydrogen generating unit and oxygen in the air introduced through the air inlet hole; And
And a conversion unit connected to the fuel cell unit and converting the electricity generated by the fuel cell unit to be used outside.
청구항 1에 있어서,
상기 수분 저장부와 상기 몸체부 사이에 구비되어 슬라이드 이동하며, 상기 수분 저장부에 저장된 수분이 상기 수소발생부로 공급되는 것을 차단시키는 안전핀을 더 포함하는 휴대용 자가 발전 장치.
The method according to claim 1,
And a safety pin provided between the water storage part and the body part to slide and to prevent water stored in the water storage part from being supplied to the hydrogen generation part.
청구항 1에 있어서,
상기 수소발생부는,
밀폐된 사각기둥형상을 가지는 본체와,
상기 본체의 내부에 충진된 나트륨규소화합물을 포함하며,
상기 본체의 상부면에는 상기 공급유로와 연통되는 공급홀이 형성되고, 상기 본체의 하부면에는 상기 본체에서 생성된 수소를 상기 연료전지부로 공급하는 공급관이 돌출되게 구비되는 것을 특징으로 하는 휴대용 자가 발전 장치.
The method according to claim 1,
The hydrogen-
A main body having a closed square pillar shape,
And a sodium silicon compound filled in the interior of the body,
Wherein a supply hole communicating with the supply passage is formed on an upper surface of the main body and a supply pipe for supplying hydrogen generated in the main body to the fuel cell unit protrudes from a lower surface of the main body. Device.
청구항 1에 있어서,
상기 연료전지부는,
육면체 형상을 가지고, 상부면과 전면부 및 후면부에는 복수개의 개구홀이 형성되며, 상기 공기유입홀로 유입되는 공기가 유입되는 하우징과,
상기 하우징의 전면부와 후면부에 서로 이격되게 구비되며, 상기 하우징으로 유입되는 공기와 상기 수소발생부에서 공급되는 수소를 반응시켜 전기를 생산하는 제1 및 제2연료 전지 조립체와,
상기 하우징의 상부면에 장착되는 연료 전지와,
상기 하우징의 하부면에 위치하며, 이격된 제1 및 제2연료 전지 조립체를 연결하는 제1회로기판을 포함하며,
상기 하우징의 상부면에는 상기 연료 전지가 삽입되는 삽입홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 자가 발전 장치.
The method according to claim 1,
The fuel cell unit includes:
A plurality of opening holes are formed in the upper surface, the front surface portion, and the rear surface portion, the housing having air introduced into the air inlet holes,
First and second fuel cell assemblies which are spaced apart from each other on a front surface and a rear surface of the housing and generate electricity by reacting air introduced into the housing with hydrogen supplied from the hydrogen generator;
A fuel cell mounted on an upper surface of the housing,
And a first circuit board located on a lower surface of the housing and connecting the first and second fuel cell assemblies spaced apart,
And an insertion groove into which the fuel cell is inserted is formed on an upper surface of the housing.
청구항 4에 있어서,
상기 제1 및 제2연료 전지 조립체는,
내부에는 메탈 플레이트가 구비되고, 상부면에는 끼움홈이 형성되고, 전단면과 후단면의 하단에는 끼움홀이 형성되는 사각판재 형상의 몸체와,
상기 메탈 플레이트를 중심으로 상기 몸체의 전단면과 후단면으로 삽입되어 상기 몸체의 내측에 이격되게 구비되는 양극판과,
상기 몸체의 전단면과 후단면으로 삽입되어 이격되게 구비되는 각 양극판에 밀착되는 전해질 박막(PEM;Proton Exchange Membrane)과,
상기 몸체의 전단면과 후단면으로 삽입되어 이격되게 구비되는 각 전해질 박막에 밀착되는 음극판을 포함하는 휴대용 자가 발전 장치.
The method of claim 4,
Wherein the first and second fuel cell assemblies comprise:
A rectangular plate-shaped body having a metal plate inside, a fitting groove formed on an upper surface thereof, a fitting hole formed in a lower end of a front end surface and a rear end surface,
A cathode plate inserted into a front end surface and a rear end surface of the body with the metal plate as a center and spaced apart from the inside of the body;
A proton exchange membrane (PEM) which is closely attached to each of the cathode plates inserted and spaced from the front end and the rear end of the body,
And a negative electrode plate closely attached to each of the electrolyte thin films inserted and spaced apart from a front end surface and a rear end surface of the body.
청구항 5에 있어서,
상기 각 양극판과 상기 각 음극판에는 복수개의 관통공이 등간격으로 형성되며,
상기 각 양극판과 각 음극판의 일단에는 상기 끼움홀로 삽입되는 단자돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 자가 발전 장치.
The method of claim 5,
Wherein each of the positive electrode plates and each negative electrode plate has a plurality of through holes formed at regular intervals,
And a terminal protrusion inserted into the fitting hole is formed at one end of each of the positive electrode plates and each negative electrode plate.
청구항 6에 있어서,
상기 제1회로기판에는 상기 단자돌기가 삽입되는 복수개의 삽입공이 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 자가 발전 장치.
The method of claim 6,
Wherein the first circuit board is formed with a plurality of insertion holes into which the terminal protrusions are inserted.
청구항 1에 있어서,
상기 변환부는,
상기 연료전지부와 연결되는 제2회로기판과,
상기 제2회로기판의 일면에 장착되며, 외부의 연결잭이 연결되는 포트가 일단에 구비되는 USB와,
상기 제2회로기판과 USB가 내부에 구비되며, 일단에는 상기 포트가 노출되도록 관통구가 형성되는 하우징을 포함하는 휴대용 자가 발전 장치.
The method according to claim 1,
Wherein,
A second circuit board connected to the fuel cell unit,
A USB mounted on one surface of the second circuit board and having a port to which an external connection jack is connected,
And a housing having a second circuit board, a USB, and a through-hole formed at one end thereof to expose the port.
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