KR20200111470A - 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템 - Google Patents

초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템 Download PDF

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KR20200111470A
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Abstract

본 발명에서는 연료전지스택의 초기 가동시 정압 또는 부압을 이용하여 연료전지스택에 공기를 공급하고, 연료전지스택이 가동됨에 따라 발전된 전기에너지를 이용하여 블로워장치를 구동시킴으로써, 블로워장치에 필요한 별도의 전원공급원 없이 블로워장치가 구동된다. 이로 인해, 연료전지시스템의 구조가 간소화되고, 연료전지스택의 초기 가동시 에너지 소비가 저감되어 에너지 효율이 향상되는 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템이 소개된다.

Description

초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템 {FUEL CELL SYSTEM WITH INITIAL DRIVING AIR SUPPLY DEVICE}
본 발명은 연료전지스택의 초기 구동을 위한 전원공급장치 없이 연료전지스택의 초기 구동이 가능한 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템에 관한 것이다.
연료전지(Fuel Cell)란 연료와 산화제를 전기화학적으로 반응시켜 전기에너지를 발생시키는 장치이다. 이 화학 반응은 촉매층내에서 촉매에 의하여 이루어지며 일반적으로 연료가 계속적으로 공급되는 한 지속적으로 발전이 가능하다.
특히, 수소 연료전지는 수소를 연료로, 산소를 산화제로 이용하며, 그 외에 탄화수소, 알코올 등을 연료로, 공기, 염소, 이산화 염소 등을 산화제로 이용할 수 있다. 여기서, 다양한 연료전지의 한 종류인 고분자 전해질막 연료전지는 수소이온을 투과시킬 수 있는 고분자막을 전해질로 사용하며, 다른 형태의 연료전지에 비하여 전류밀도가 큰 고출력 연료전지로서, 100℃ 미만의 비교적 저온에서 작동되고 구조가 간단하다. 또한, 빠른 시동과 응답특성, 우수한 내구성을 가지고 있으며 수소 이외에도 메탄올이나 천연가스를 연료로 사용할 수 있어 자동차의 동력원으로서 적합한 시스템이다.
이러한 고분자 전해질막 연료전지는 고분자 전해질막 및 촉매층으로 이루어진 전극막 복합체와 반응기체를 전달하고 생성된 물을 원활히 배출하기 위한 기체 확산층, 기체 및 전기 전달 기계적 지지역할을 하는 분리판 등으로 구성된다.
한편, 연료전지는 초기 구동을 위해 고가의 전원공급원이 구비된다. 이러한 전원공급원은 연료전지 시스템에서 에너지 소비원이 매우 크지만, 연료전지의 구동을 위한 공기공급장치의 초기 구동을 위해 별도로 전원공급원이 구비되어야 한다.
이에 따라, 연료전지의 에너지 효율을 저감시키기 위하여, 연료전지의 초기 구동이 개선되어야 한다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2015-0057007 A (2015.05.28)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 공기공급장치에 전기에너지를 공급하는 전원공급원 없이 연료전지스택을 초기 구동함으로써, 시스템이 간소화되고 에너지 효율이 향상되는 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템은 수소극 및 공기극을 가지고, 수소와 산소의 전기화학반응을 통해 전기에너지를 발전하는 연료전지스택; 연료전지스택의 수소극에 연결되어 수소극에 수소를 공급하는 수소공급부; 연료전지스택의 공기극에 연결되고, 정압 또는 부압을 발생시켜 공기극에 공기가 유통되도록 하는 공기유통부; 및 연료전지스택의 공기극에 연결되고, 연료전지스택으로부터 전기에너지를 공급받아 작동되며, 작동시 공기극에 공기를 공급하는 공기공급부;를 포함함으로써, 연료전지스택은 초기 가동시 수소공급부와 공기유통부를 통해 수소와 공기를 공급받아 가동되고, 공기공급부가 연료전지스택에서 발전된 전기에너지를 제공받아 작동되면 공기공급부를 통해 공기를 공급받아 정상 가동되는 것을 특징으로 한다.
공기유통부는 연료전지스택의 공기극을 통과하는 공기공급라인에서 분기된 유통라인에 마련되며, 공기유통부는, 유통라인에 마련되고 정압 또는 부압을 발생시키도록 구성된 공기조절부와, 유통라인상에 마련되어 공기의 유통을 선택적으로 허용하는 제1공기밸브로 구성된 것을 특징으로 한다.
공기공급라인에는 유통라인의 후방으로 공기의 유통을 선택적으로 허용하는 제2공기밸브가 마련된 것을 특징으로 한다.
공기조절부는 공기가 저장되는 공기탱크와, 공기탱크 내부에 정압 또는 부압을 생성하는 펌프장치로 구성된 것을 특징으로 한다.
공기흐름 방향을 기준으로 공기유통부가 연료전지스택의 후방에 위치될 경우 공기유통부는 부압을 발생시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.
연료전지스택, 수소공급부, 공기공급부, 제1공기밸브 및 제2공기밸브는 제어부에 의해 제어되며, 제어부는 연료전지스택의 초기 가동시, 수소공급부를 통해 수소극에 수소가 공급되도록 하고, 제1공기밸브의 개방 및 제2공기밸브의 페쇄 제어를 수행함으로써, 공기공급부에 의해 공기공급라인상에 공기가 유통됨에 따라 산소극에 산소가 공급되는 것을 특징으로 한다.
제어부는 연료전지스택이 초기 가동되어 발전된 전기에너지가 공기공급부에 전달되면 공기공급부를 작동시키고, 제1공기밸브의 폐쇄 및 제2공기밸브의 개방 제어를 수행하며, 연료전지스택이 정상 가동되도록 하는 것을 특징으로 한다.
제어부는 연료전지스택의 가동 중지시, 제1공기밸브와 제2공기밸브의 폐쇄 제어를 수행하고, 공기유통부에 부압이 생성되도록 하는 것을 특징으로 한다.
공기흐름 방향을 기준으로 공기유통부가 연료전지스택의 전방에 위치될 경우 공기유통부는 정압을 발생시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.
연료전지스택, 수소공급부, 공기공급부, 제1공기밸브 및 제2공기밸브는 제어부에 의해 제어되며, 제어부는 연료전지스택의 초기 가동시, 수소공급부를 통해 수소극에 수소가 공급되도록 하고, 제1공기밸브와 제2공기밸브의 개방 제어를 수행함으로써, 공기공급부에 의해 공기공급라인상에 공기가 유통됨에 따라 산소극에 산소가 공급되는 것을 특징으로 한다.
제어부는 연료전지스택이 초기 가동되어 발전된 전기에너지가 공기공급부에 전달되면 공기공급부를 작동시키고, 제1공기밸브의 폐쇄 및 제2공기밸브의 개방 제어를 수행하며, 연료전지스택이 정상 가동되도록 하는 것을 특징으로 한다.
제어부는 연료전지스택의 가동 중지시, 제1공기밸브와 제2공기밸브의 폐쇄 제어를 수행하고, 공기유통부에 정압이 생성되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템은 연료전지스택의 초기 가동시 정압 또는 부압을 이용하여 연료전지스택에 공기를 공급하고, 연료전지스택이 가동됨에 따라 발전된 전기에너지를 이용하여 블로워장치를 구동시킴으로써, 블로워장치에 필요한 별도의 전원공급원 없이 블로워장치가 구동된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템의 구성도.
도 2 내지 3은 도 1에 도시된 제1실시예에 따른 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템의 구성도.
도 5 내지 6은 도 1에 도시된 제2실시예에 따른 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템을 설명하기 위한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템의 구성도이고, 도 2 내지 3은 도 1에 도시된 제1실시예에 따른 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템의 구성도이고, 도 5 내지 6은 도 1에 도시된 제2실시예에 따른 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 수소극(11) 및 공기극(12)을 가지고, 수소와 산소의 전기화학반응을 통해 전기에너지를 발전하는 연료전지스택(10); 연료전지스택(10)의 수소극(11)에 연결되어 수소극(11)에 수소를 공급하는 수소공급부(20); 연료전지스택(10)의 공기극(12)에 연결되고, 정압 또는 부압을 발생시켜 공기극(12)에 공기가 유통되도록 하는 공기유통부(30); 및 연료전지스택(10)의 공기극(12)에 연결되고, 연료전지스택(10)으로부터 전기에너지를 공급받아 작동되며, 작동시 공기극(12)에 공기를 공급하는 공기공급부(40);를 포함한다.
여기서, 연료전지스택(10)은 수소의 산화반응을 이용하여 전기를 생산하는 수소극(11)과, 외부로부터 공급된 전자를 이용하여 산소를 이온화시킨 후 고체전해질을 이용하여 산소이온을 상기 연료극으로 공급하는 공기극(12)을 포함하며, 연료전지스택(10) 내의 온도 조절을 위한 냉각부(13)가 마련된다.
한편, 수소공급부(20)는 연료전지스택(10)에 수소를 공급하기 위해 마련된 것으로, 수소탱크(21) 및 수소밸브(22)를 포함하는 수소공급라인(A3)으로 구성될 수 있다.
한편, 공기유통부(30)는 연료전지스택(10)의 공기극(12)을 통과하는 공기공급라인(A1)에서 분기된 유통라인(A2)에 마련될 수 있다. 이러한 공기유통부(30)는 정압 또는 부압을 발생시키도록 구성된 공기조절부(31)와, 유통라인(A2)상에 마련되어 공기의 유통을 선택적으로 허용하는 제1공기밸브(32)로 구성될 수 있다. 즉, 공기조절부(31)에서 정압 또는 부압이 발생되면 유통라인(A2)을 통해 공기공급라인(A1) 내의 공기가 정압 또는 부압에 의해 이동됨으로써, 연료전지스택(10)의 공기극(12)에 공기가 유통된다.
이러한 공기조절부(31)는 공기가 저장되는 공기탱크(31a)와, 공기탱크(31a) 내부에 정압 또는 부압을 생성하는 펌프장치(31b)로 구성될 수 있다. 즉, 공기조절부(31)는 정압이 필요한 경우 펌프장치(31b)의 구동에 의해 공기탱크(31a)에 공기가 충진되어 공기탱크(31a) 내부가 대기압보다 높은 압력을 가지도록 하고, 부압이 필요한 경우 펌프장치(31b)의 구동에 의해 공기탱크(31a)에 공기가 배출되어 공기탱크(31a) 내부가 대기압보다 낮은 압력을 가지도록 할 수 있다. 본 발명은 공기조절부(31)의 정압 또는 부압 생성에 따른 공기의 이동을 이용하여 연료전지스택(10)의 초기 가동을 유도하는 것으로, 별도의 전원공급원 없이 연료전지스택(10)이 가동되도록 한다.
한편, 공기공급부(40)는 공기를 이송시키는 블로워장치로서, 작동전원은 연료전지스택(10)으로부터 공급받도록 구성된다.
이를 통해, 본 발명의 연료전지스택(10)은 초기 가동시 수소공급부(20)와 공기유통부(30)를 통해 수소와 공기를 공급받아 가동되고, 공기공급부(40)가 연료전지스택(10)에서 발전된 전기에너지를 제공받아 작동되면 공기공급부(40)를 통해 공기를 공급받아 정상 가동됨으로써, 공기공급부(40)를 가동시키기 위한 별도의 전원공급원이 불필요함에 따라 연료전지시스템의 구조가 간소화되고, 연료전지스택(10)의 초기 가동시 에너지 소비가 저감되어 에너지 효율이 향상된다.
상술한 본 발명에 대해서 구체적으로 설명하면, 도 1에서 볼 수 있듯이, 유통라인(A2)상에는 공기의 유통을 선택적으로 허용하는 제1공기밸브(32)가 마련되고, 공기공급라인(A1)에는 유통라인(A2)의 후방으로 공기의 유통을 선택적으로 허용하는 제2공기밸브(33)가 마련된다. 이러한 제1공기밸브(32)와 제2공기밸브(33)는 공기 유통경로를 전환시키기 위한 것으로, 솔레노이드밸브로 구성될 수 있다.
이러한 제1공기밸브(32)와 제2공기밸브(33)는 공기유통부(30)의 설치 위치에 따라 다양한 실시예로 개폐 제어될 수 있다.
제1실시예로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 공기흐름 방향을 기준으로 공기유통부(30)가 연료전지스택(10)의 후방에 위치될 경우 공기유통부(30)는 부압을 발생시키도록 구성된다. 이렇게, 공기유통부(30)가 연료전지스택(10)의 후방에 위치될 경우, 공기유통부(30)는 부압이 발생되도록 구성되어 공기유통부(30)측으로 흡입되는 공기가 연료전지스택(10)의 공기극(12)을 통과함에 따라 연료전지스택(10)이 가동될 수 있는 공기 공급이 수행될 수 있다.
여기서, 연료전지스택(10), 수소공급부(20), 공기공급부(40), 제1공기밸브(32) 및 제2공기밸브(33)는 제어부(50)에 의해 제어된다. 제어부(50)는 연료전지스택(10)의 초기 가동시, 수소공급부(20)를 통해 수소극(11)에 수소가 공급되도록 하고, 제1공기밸브(32)의 개방 및 제2공기밸브(33)의 페쇄 제어를 수행함으로써, 공기공급부(40)에 의해 공기공급라인(A1)상에 공기가 유통됨에 따라 산소극에 산소가 공급되도록 한다. 초기 가동이라 함은 연료전지시스템 종료 후 다시 연료전지시스템이 가동되는 것이다.
즉, 연료전지스택(10)의 초기 가동시, 산소극에 공기가 공급되어야 하는데, 본 발명은 공기유통부(30)의 정압 또는 부압 발생에 의해 이동되는 공기를 산소극에 제공하는 것으로, 제1공기밸브(32)는 개방시키고 제2공기밸브(33)는 폐쇄시킴으로써, 공기유통부(30)에서 발생되는 정압 또는 부압에 의해 공기공급라인(A1)에서 공기가 유통되어 연료전지스택(10)의 공기극(12)에 공급되도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 연료전지스택(10)이 초기 가동되는 경우, 수소공급부(20)를 통해 수소극(11)에 수소가 공급되고, 제1공기밸브(32)가 개방됨에 따라 공기유통부(30)에서 발생되는 부압이 공기공급라인(A1)에 적용되어 공기가 유통되며, 제2공기밸브(33)는 폐쇄되어 공기가 공기유통부(30)에 의해 원활히 유통되도록 한다.
이로 인해, 연료전지스택(10)에 수소와 산소가 공급되어 수소와 산소의 전기화학반응에 의해 전기에너지가 발전될 수 있다.
이후, 도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(50)는 연료전지스택(10)이 초기 가동되어 발전된 전기에너지가 공기공급부(40)에 전달되면 공기공급부(40)를 작동시키고, 제1공기밸브(32)의 폐쇄 및 제2공기밸브(33)의 개방 제어를 수행하며, 연료전지스택(10)이 정상 가동되도록 할 수 있다. 정상 가동이라 함은 초기 가동 이후 상황에 맞춰 제어되는 일반적인 상황을 의미한다.
즉, 연료전지스택(10)이 초기 가동되어 발전된 전기에너지에 의해 공기공급부(40)가 작동됨으로써, 공기공급부(40)를 작동시키기 위한 별도의 전원공급원이 불필요하다.
여기서, 공기공급부(40)가 작동되면, 제1공기밸브(32)는 폐쇄되도록 하여 공기공급라인(A1)을 유통하는 공기가 공기유통부(30)의 영향을 받지 않도록 하고, 제2공기밸브(33)는 개방되도록 하여 공기공급라인(A1)을 유통하는 공기가 원활히 배출되도록 한다.
이로 인해, 연료전지스택(10)은 수소공급부(20)를 통해 수소를 공급받고, 공기공급부(40)에 의해 공기를 공급받음으로써, 정상 가동될 수 있다.
한편, 제어부(50)는 연료전지스택(10)의 가동 중지시, 제1공기밸브(32)와 제2공기밸브(33)의 폐쇄 제어를 수행하고, 공기유통부(30)에 부압이 생성되도록 할 수 있다.
이렇게, 연료전지스택(10)이 가동 중지되면, 제1공기밸브(32)가 폐쇄되도록 하여 공기유통부(30)에서 생성되는 부압이 노출되지 않도록 하고, 제2공기밸브(33)가 폐쇄되어 연료전지스택(10)의 공기극(12)의 오염 또는 손상이 방지되도록 한다. 또한, 연료전지스택(10)이 가동되면, 공기유통부(30)는 내부의 펌프장치(31b)에 의해 정압 또는 부압이 생성되어 이후 연료전지스택(10)의 재가동에 대비하도록 한다.
한편, 제2실시예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 공기흐름 방향을 기준으로 공기유통부(30)가 연료전지스택(10)의 전방에 위치될 경우 공기유통부(30)는 정압을 발생시키도록 구성될 수 있다. 이렇게, 공기유통부(30)가 연료전지스택(10)의 전방에 위치될 경우, 공기유통부(30)는 정압이 발생되도록 구성되어 공기유통부(30)의 정압 발생에 의해 밀려 이동되는 공기가 연료전지스택(10)의 공기극(12)을 통과함으로써 연료전지스택(10)이 가동될 수 있는 공기 공급이 수행될 수 있다.
여기서, 연료전지스택(10), 수소공급부(20), 공기공급부(40), 제1공기밸브(32) 및 제2공기밸브(33)는 제어부(50)에 의해 제어된다. 제어부(50)는 연료전지스택(10)의 초기 가동시, 수소공급부(20)를 통해 수소극(11)에 수소가 공급되도록 하고, 제1공기밸브(32)와 제2공기밸브(33)의 개방 제어를 수행함으로써, 공기공급부(40)에 의해 공기공급라인(A1)상에 공기가 유통됨에 따라 산소극에 산소가 공급되도록 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 연료전지스택(10)이 초기 가동되는 경우, 수소공급부(20)를 통해 수소극(11)에 수소가 공급되고, 제1공기밸브(32)와 제2공기밸브(33)가 개방됨에 따라 공기유통부(30)에서 발생되는 정압에 의해 공기공급라인(A1) 내의 공기가 연료전지스택(10)의 공기극(12)으로 원활히 유통된다. 이로 인해, 연료전지스택(10)에 수소와 산소가 공급되어 수소와 산소의 전기화학반응에 의해 전기에너지가 발전될 수 있다.
이후, 도 6에 도시된 바와 같이, 제어부(50)는 연료전지스택(10)이 초기 가동되어 발전된 전기에너지가 공기공급부(40)에 전달되면 공기공급부(40)를 작동시키고, 제1공기밸브(32)의 폐쇄 및 제2공기밸브(33)의 개방 제어를 수행하며, 연료전지스택(10)이 정상 가동되도록 할 수 있다.
즉, 연료전지스택(10)이 초기 가동되어 발전된 전기에너지에 의해 공기공급부(40)가 작동됨으로써, 공기공급부(40)를 작동시키기 위한 별도의 전원공급원이 불필요하다.
이렇게, 공기공급부(40)가 작동되면, 제1공기밸브(32)는 폐쇄되도록 하여 공기공급라인(A1)을 유통하는 공기가 공기유통부(30)의 영향을 받지 않도록 하고, 제2공기밸브(33)는 개방되도록 하여 공기공급라인(A1)을 유통하는 공기가 원활히 배출되도록 한다.
이로 인해, 연료전지스택(10)은 수소공급부(20)를 통해 수소를 공급받고, 공기공급부(40)에 의해 공기를 공급받음으로써, 정상 가동될 수 있다.
한편, 제어부(50)는 연료전지스택(10)의 가동 중지시, 제1공기밸브(32)와 제2공기밸브(33)의 폐쇄 제어를 수행하고, 공기유통부(30)에 정압이 생성되도록 할 수 있다.
이렇게, 연료전지스택(10)이 가동 중지되면, 제1공기밸브(32)가 폐쇄되도록 하여 공기유통부(30)에서 생성되는 정압 또는 부압이 노출되지 않도록 하고, 제2공기밸브(33)가 폐쇄되어 연료전지스택(10)의 공기극(12)의 오염 또는 손상이 방지되도록 한다. 또한, 연료전지스택(10)이 가동되면, 공기유통부(30)는 내부의 펌프장치(31b)에 의해 정압이 생성되어 이후 연료전지스택(10)의 재가동에 대비하도록 한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템은 연료전지스택(10)의 초기 가동시 정압 또는 부압을 이용하여 연료전지스택(10)에 공기를 공급하고, 연료전지스택(10)이 가동됨에 따라 발전된 전기에너지를 이용하여 블로워장치를 구동시킴으로써, 블로워장치에 필요한 별도의 전원공급원 없이 블로워장치가 구동된다. 이로 인해, 연료전지시스템의 구조가 간소화되고, 연료전지스택(10)의 초기 가동시 에너지 소비가 저감되어 에너지 효율이 향상된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10:연료전지스택 11:수소극
12:공기극 13:냉각부
20:수소공급부 21:수소탱크
22:수소밸브 30:공기유통부
31:공기조절부 31a:공기탱크
31b:펌프장치 32:제1공기밸브
33:제2공기밸브 40:공기공급부
50:제어부

Claims (12)

  1. 수소극 및 공기극을 가지고, 수소와 산소의 전기화학반응을 통해 전기에너지를 발전하는 연료전지스택;
    연료전지스택의 수소극에 연결되어 수소극에 수소를 공급하는 수소공급부;
    연료전지스택의 공기극에 연결되고, 정압 또는 부압을 발생시켜 공기극에 공기가 유통되도록 하는 공기유통부; 및
    연료전지스택의 공기극에 연결되고, 연료전지스택으로부터 전기에너지를 공급받아 작동되며, 작동시 공기극에 공기를 공급하는 공기공급부;를 포함함으로써,
    연료전지스택은 초기 가동시 수소공급부와 공기유통부를 통해 수소와 공기를 공급받아 가동되고, 공기공급부가 연료전지스택에서 발전된 전기에너지를 제공받아 작동되면 공기공급부를 통해 공기를 공급받아 정상 가동되는 것을 특징으로 하는 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    공기유통부는 연료전지스택의 공기극을 통과하는 공기공급라인에서 분기된 유통라인에 마련되며,
    공기유통부는, 유통라인에 마련되고 정압 또는 부압을 발생시키도록 구성된 공기조절부와, 유통라인상에 마련되어 공기의 유통을 선택적으로 허용하는 제1공기밸브로 구성된 것을 특징으로 하는 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    공기공급라인에는 유통라인의 후방으로 공기의 유통을 선택적으로 허용하는 제2공기밸브가 마련된 것을 특징으로 하는 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    공기조절부는 공기가 저장되는 공기탱크와, 공기탱크 내부에 정압 또는 부압을 생성하는 펌프장치로 구성된 것을 특징으로 하는 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템.
  5. 청구항 3에 있어서,
    공기흐름 방향을 기준으로 공기유통부가 연료전지스택의 후방에 위치될 경우 공기유통부는 부압을 발생시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    연료전지스택, 수소공급부, 공기공급부, 제1공기밸브 및 제2공기밸브는 제어부에 의해 제어되며,
    제어부는 연료전지스택의 초기 가동시, 수소공급부를 통해 수소극에 수소가 공급되도록 하고, 제1공기밸브의 개방 및 제2공기밸브의 페쇄 제어를 수행함으로써, 공기공급부에 의해 공기공급라인상에 공기가 유통됨에 따라 산소극에 산소가 공급되는 것을 특징으로 하는 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    제어부는 연료전지스택이 초기 가동되어 발전된 전기에너지가 공기공급부에 전달되면 공기공급부를 작동시키고, 제1공기밸브의 폐쇄 및 제2공기밸브의 개방 제어를 수행하며, 연료전지스택이 정상 가동되도록 하는 것을 특징으로 하는 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    제어부는 연료전지스택의 가동 중지시, 제1공기밸브와 제2공기밸브의 폐쇄 제어를 수행하고, 공기유통부에 부압이 생성되도록 하는 것을 특징으로 하는 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템.
  9. 청구항 3에 있어서,
    공기흐름 방향을 기준으로 공기유통부가 연료전지스택의 전방에 위치될 경우 공기유통부는 정압을 발생시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    연료전지스택, 수소공급부, 공기공급부, 제1공기밸브 및 제2공기밸브는 제어부에 의해 제어되며,
    제어부는 연료전지스택의 초기 가동시, 수소공급부를 통해 수소극에 수소가 공급되도록 하고, 제1공기밸브와 제2공기밸브의 개방 제어를 수행함으로써, 공기공급부에 의해 공기공급라인상에 공기가 유통됨에 따라 산소극에 산소가 공급되는 것을 특징으로 하는 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    제어부는 연료전지스택이 초기 가동되어 발전된 전기에너지가 공기공급부에 전달되면 공기공급부를 작동시키고, 제1공기밸브의 폐쇄 및 제2공기밸브의 개방 제어를 수행하며, 연료전지스택이 정상 가동되도록 하는 것을 특징으로 하는 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템.
  12. 청구항 10에 있어서,
    제어부는 연료전지스택의 가동 중지시, 제1공기밸브와 제2공기밸브의 폐쇄 제어를 수행하고, 공기유통부에 정압이 생성되도록 하는 것을 특징으로 하는 초기구동용 공기공급장치가 구비된 연료전지시스템.
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