KR960018579A - 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 일산화탄소, 유기 성분 및 저알콜 검출 장치 및 방법 - Google Patents

수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 일산화탄소, 유기 성분 및 저알콜 검출 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 장치 또는 방법은 수소로 충만한 반응 가스에 내포된 일산화탄소를 고정밀도로 측정하며, 반응가스에 내포된 저알콜 또는 다른 유기성분도 측정한다. 일산화탄소 센서(1)는 전해직 막(10)과, 샌드위치 구조를 형성하기 위해 전해질 막(10)을 가로질러 배열된 한쌍의 전극(12,14)과, 샌드위치 구조 뿐만아니라 한쌍의 금속판(16,18)을 지지하기 위한 한쌍의 홀더(20,22)와, 홀더(20,22)와 서로 접속시키기 위한 절연 부재(24)를 포함한다. 가스 유출관(28)은 하나의 홀더(20)와 결합되며, 가스 연료는 가스 유출관(28)을 통해서 전극(12)에 제공된다. 다른 홀더(22)로 지지된 전극(14)은 대기에 노출된다. 저항(34)은 홀더(20,22)의 검출단자(20T,22T)에 접속되며, 저항(34)의 두 단자간의 전위차는 전압계(32)로 측정된다. 전압계(32)는 측정된 전위차를 나타내는 신호를 외부 제어 시스템에 출력한다. 제어 시스템은 측정된 전위차를 나타내는 신호를 근거로 중독의 정도 및 일산화탄소의 농도를 결정한다.

Description

수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 일산화탄소, 유기 성분 및 저알콜 검출 장치 및 방법
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 본 발명에 따른 제1실시예로서 일산화탄소센서(1)를 체계적으로 도시한 종단면도.
제2도는 가스 연료에 내포된 일산화탄소의 농도와 전압계(32)로 측정된 전위차간의 상호관계를 나타낸 그래프.
제3도는 본 발명에 따른 제2실시예로서 다른 일산화탄소 센서(101)를 체계적으로 도시한 종단면도.
제4도는 일산화탄소 센서(101)에 배치된 상부 홀더(122)를 도시한 투시도.
제5도는 비정상적으로 높아진 압력의 조건하에서 일산화탄소 센서(101) 내의 가스 흐름을 도시한 확대 단면도.
제6도는 본 발명에 따른 제3실시예로서 제1실시예의 일산화탄소 센서(1)를 갖춘 연료 전지 제너레이터 시스템(200)의 구조를 체계적으로 도시한 블럭도.
제7도는 연료 전지의 스택(210)내에 있는 유닛 전지 구조를 도시한 단면도.
제8도는 제3실시예에서 전자 제어 유닛(230)의 CPU(232)에 의해 실행되는 제어 루틴을 나타낸 플로챠트.

Claims (30)

  1. 전해질 막과, 상기 전해질 막을 가로질러 배열되며, 전달된 촉매를 갖는 제1 및 제2전극과, 반응 가스를 상기 제1전극에 공급하기 위한 반응 가스 공급판과, 산소를 포함하는 가스를 상기 제2전극에 공급하기 위한 산소 가스 공급판과, 소정 로드가 상기 제1 및 제2전극에 접속되는 동안 상기 제1 및 제2전극간의 전위차를 측정하기 위한 전위차 측정 수단을 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 일산화탄소를 검출하기 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 산소 가스 공급관이 상기 제2전극을 대기에 노출시키기 위한 공기 개구부를 포함하는 수소를 포함하는 반응가스에 내포된 일산화탄소를 검출하기 위한 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 반응 가스 공급관을 대기에 연결시키기 위한 연결 통로와, 상기 반응 가스 공급관에서의 압력이 소정 레벨보다 크게 될대 개방 위치로 구동되는 상기 연결통로에 배치된 밸브 수단을 더 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 일산화탄소를 검출하기 위한 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 밸브 수단을 개방 위치에서 검출하기 위한 밸브 상태 검출 수단을 더 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 일산화탄소를 검출하기 위한 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1전극의 온도를 제어하기 위한 온도 제어 수단을 더 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 일산화탄소를 검출하기 위한 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1전극상에서 촉매에 의해 흡착된 일산화탄소를 제거하기 위해 상기 제1전극을 가열하기 위한 수단을 더 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 일산화탄소를 검출하기 위한 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 전위차 측정 수단으로 측정된 전위차를 근거로 상기 반응 가스에 내포된 일산화탄소의 농도를 계산하기 위한 농도 계산 수단을 더 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 일산화탄소를 검출하기 위한 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 전위차 측정 수단으로 측정된 전위차가 프리셋 값보다 크지 않을때 적어도 소정 농도의 일산화탄소가 상기 반응가스에 존재하는지를 결정하기 위한 결정 수단을 더 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 일산화탄소를 검출하기 위한 장치.
  9. 전해질 막과, 상기 전해질 막을 가로질러 배열되며, 전달된 촉매를 갖는 제1 및 제2전극과, 상기 반응가스를 상기 제1전극에 공급하기 위한 반응 가스 공급관과, 산소를 포함하는 가스를 상기 제2전극에 공급하기 위한 산소 가스 공급관과, 상기 제1 및 제2전극간의 전위차를 측정하기 위한 전위차 측정 수단을 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 유기 성분을 검출하기 위한 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 산소 가스 공급관이 상기 제2전극을 대기에 노츨시키기 위한 공기 개구부를 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 유기 성분을 검출하기 위한 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 반응 가스 공급관을 대기에 연결시키기 위한 연결 통로와, 상기 반응 가스 공급관에서의 압력이 소정 레벨보다 크게 될대 개방 위치로 구동되는 상기 연결 통로에 배치된 밸브 수단을 더 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 유기 성분을 검출하기 위한 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 밸브 수단을 개방 위치에서 검출하기 위한 밸브 상태 검출 수단을 더 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 유기 성분을 검출하기 위한 장치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 제1전극의 온도를 제어하기 위한 온도 제어 수단을 더 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 유기 성분을 검출하기 위한 장치.
  14. 제9항에 있어서, 소정 로드가 상기 제1 및 제2전극에 접속되는 제1위치 및 상기 소정 로드가 상기 제1 및 제2전극으로부터 분리되는 제2위치 사이를 움직이기 위한 스위칭 수단과, 상기 스위칭 수단이 상기 제1위치에 있는 동안 상기 전위차 측정 수단으로 측정된 전위차를 근거로 상기 반응 가스에 내포된 일산화탄소의 농도를 계산하기 위한 수단과, 상기 스위칭 수단이 상기 제2위치에 있는 동안 상기 전위차 측정 수단으로 측정된 전위차를 근거로 상기 반응 가스에 내포된 상기 유기 성분의 농도를 계산하기 위한 수단을 더 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 유기 성분을 검출하기 위한 장치.
  15. 제9항에 있어서, 상기 전위차 측정 수단으로 측정된 전위차를 근거로 상기 반응가스에 내포된 상기 유기 성분의 농도를 계산하기 위한 수단을 더 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 유기 성분을 검출하기 위한 장치.
  16. 제9항에 있어서, 상기 전위차 측정 수단으로 측정된 전위차가 프리셋 값보다 크지 않을때 적어도 소정 농도의 상기 유기 성분이 상기 반응 가스에 존재하는지를 결정하기 위반 결정 수단을 더 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 유기 성분을 검출하기 위한 장치.
  17. 겹쳐 놓이 다수의 층 유닛을 포함하는데, 각각의 상기 층 유닛이 전해질 막과, 전달된 촉매를 가지며 상기 전해질 막을 가로질러 배열되는 제1 및 제2전극을 포함하는 다층으로 된 구조물과, 상기 각각의 층 유닛에서 상기 반응 가스를 상기 제1전극에 공급하기 위한 반응 가스 공급관과, 상기 각각의 층 유닛에서 산소를 포함하는 가스를 상기 제2전극에 공급하기 위한 산소 가스 공급관과, 상기 다층으로된 구조물의 제1단부에 인접한 상기 제1전극 및 상기 제1단부 맞은편에 있는 상기 다층으로 된 구조물의 제2단부에 인접한 상기 제2전극간의 전위차를 측정하기 위한 전위차 측정 수단을 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 유기 성분을 검출하기 위한 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 다층으로 된 구조물을 겹쳐놓인 다수의 연료 전지를 구성하는 연료 전지의 스택(stack)을 포함하며, 프리셋 시주기동안 소정 로드를 가진 상기 연료 전지 스택의 접속을 컷 오프(cut off)시키기 위한 컷-오프 수단과, 상기 소정 로드가 상기 컷-오프 수단에 의해 상기 연료 전지 스택으로부터 분리될 때 상기 프리셋 시주기에서 상기 전위차 측정 수단으로 측정된 전위차를 근거로 상기 반응 가스에 내포된 상기 유기 성분의 농도를 계산하기 위한 농도 계산 수단을 더 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 유기 성분을 검출하기 위한 장치.
  19. 전해질 막과, 상기 전해질 막을 가로질러 배열되며 전달된 촉매를 갖는 제1 및 제2전극과, 상기 반응 가스를 상기 제1전극에 공급하기 위한 반응 가스 공급관과, 산소를 포함하는 가스를 상기 제2전극에 공급하기 위한 산소 가스 공급관과, 상기 제1 및 제2전극간의 전위차를 측정하기 위한 전위차 측정 수단을 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 저알콜을 검출하기 위한 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 검출된 저알콜이 메탄올인 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 저알콜을 검출하기 위한 장치.
  21. 수소를 포함하는 반응가스에 내포된 일산화탄소를 검출하는 방법에 있어서, (a) 전달된 촉매를 가지며 전해질 막을 가로질러 배열되는 두 전극 중 한 전극인 제1전극에 반응 가스를 공급하는 단계와, (b) 상기 두 전극중 다른 전극이 제2전극에 산소를 포함하는 가스를 공급하는 단계와, (c) 소정 로드가 제1 및 제2전극에 접속되는 동안 상기 제1 및 제2전극간의 전위차를 측정하는 단계를 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 일산화탄소를 검출하는 방법.
  22. 제21항에 있어서, (d) 상기 제1전극의 온도를 제어하는 단계를 더 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 일산화탄소를 검출하는 방법.
  23. 제21항에 있어서, (e) 상기 단계(c)에서 측정된 전위차를 근거로상기 반응 가스에 내포된 일산화탄소의 농도를 계산하는 단계를 더 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 일산화탄소를 검출하는 방법.
  24. 제21항에 있어서, (f) 상기 단계(c)에서 측정된 전위차가 프리셋 값보다 크지 않을때 적어도 소정 농도의 일산화탄소가 상기 반응 가스에 존재하는지를 결정하는 단계를 더 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 일산화탄소를 검출하는 방법.
  25. 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 유기 성분을 검출하는 방법에 있어서, (g) 전달된 촉매를 가지며 전해질 막을 가로질러 배열되는 두 전극 중 한 전극이 제1전극에 상기 반응 가스를 공급하는 단계와, (h) 상기 두 전극 중 다른 전극인 제2전극에 산소를 포함하는 가스를 공급하는 단계와, (i) 상기 제1 및 제2전극간의 전위차를 측정하는 단계를 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 유기 성분을 검출하는 방법.
  26. 제25항에 있어서, (j) 소정 로드가 상기 제1 및 제2전극에 접속되는 제1상태와 상기 소정 로드가 상기 제1 및 제2전극으로부터 분리되는 제2상태 사이를 스위칭하는 단계와, (k) 상기 단계(j)에서 스위치된 상기 제1상태에서, 상기 단계(i)에서 측정된 전위차를 근거로 상기 반응 가스에 내포된 일산화탄소의 농도를 계산하는 단계와, (l) 상기 단계(j)에서 스위치된 상기 제2상태에서 상기 단계(i)에서 측정된 전위차를 근거로 상기 반응 가스에 내포된 상기 유기 성분의 농도를 계산하는 단계를 더 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 유기 성분을 검출하는 방법.
  27. 제25항에 있어서, (m) 단계(i)에서 측정된 전위차를 근거로 상기 반응 가스에 내포된 상기 유기 성분의 농도를 계산하는 단계를 더 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 유기 성분을 검출하는 방법.
  28. 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 유기 성분을 검출하는 방법에 있어서, (n) 겹쳐놓인 다수의 층 유닛을 포함하는데, 각각의 상기 층 유닛이 전해질 막과, 전달된 촉매를 가지며 상기 전해질 막을 가로질러 배열되는 제1 및 제2전극을 구성하는 다층으로 된 구조물의 각각의 층 유닛에서 반응 가스를 제1전극에 공급하는 단계와 (o) 상기 각각의 층 유닛에서 산소를 포함하는 가스를 상기 제2전극에 공급하는 단계와, (p) 상기 다층으로 된 구조물의 제1단부에 인접한 상기 제1전극과, 상기 제1단부 맞은 편에 있는 상기 다층으로 된 구조물의 제2단부에 인접한 상기 제2전극간의 전위차를 측정하는 단계를 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 유기 성분을 검출하는 방법.
  29. 제28항에 있어서, 상기 다층으로 된 구조물은 겹쳐 놓인 다수의 연료 전지를 구성하는 연료 전지의 스택을 포함하며, (q) 프리셋 시주기동안 소정 로드를 갖는 상기 연료 전지 스택의 접속을 컷오프시키는 단계와, (r) 상기 소정 로드가 상기 단계(q)에서 상기 연료 전지의 스택으로부터 분리될때 상기 프리셋 시주기에서, 상기 단계(p)에서 측정된 전위차를 근거로 상기 반응 가스에 내포된 상기 유기 성분의 농도를 계산하는 단계를 더 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 유기 성분을 검출하는 방법.
  30. 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 저알콜을 검출하는 방법에 있어서, (s) 전달된 촉매를 가지며 전해질 막을 가로질러 배열되는 두 전극 중 한 전극인 제1전극에 반응 가스를 공급하는 단계와, (t) 상기 두 전극 중 다른 전극인 제2전극에 산소를 포함하는 가스를 공급하는 단계와, (u) 상기 제1 및 제2전극간의 전위차를 측정하는 단계를 포함하는 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 저알콜을 검출하는 방법.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
KR1019950039825A 1994-11-02 1995-11-02 수소를 포함하는 반응 가스에 내포된 일산화탄소, 유기성분 및 저알콜 검출장치 및 방법 KR0170035B1 (ko)

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