KR100598807B1

KR100598807B1 - Hydrogen Recirculation System

Info

Publication number: KR100598807B1
Application number: KR1020040052423A
Authority: KR
Inventors: 조일희
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-07-06
Filing date: 2004-07-06
Publication date: 2006-07-10
Anticipated expiration: 2024-07-06
Also published as: KR20060003516A

Abstract

수소 재 순환시스템이 개시된다. 개시된 수소 재 순환시스템은, 연료전지 차량에 설치되어 수소 공급라인을 통해 수소 가스가 공급되고, 수소 배출라인을 통해 수소 가스가 배출되게 구비된 연료전지 스택과; 상기 차량의 바퀴에 설치되어 상기 바퀴의 회전에 따라 작동되는 것으로, 유입되는 응축수를 흡수하여 배출되도록 하는 수소 재 순환 실린더 탱크와; 상기 수소 재 순환 실린더 탱크와 연결된 상기 수소 배출라인 및 상기 수소 공급라인의 일측에 각각 설치되어 상기 수소 재 순환 실린더 탱크의 작동에 따라 각각 개폐되는 제1,2밸브;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.Hydrogen recirculation system is disclosed. The disclosed hydrogen recirculation system includes: a fuel cell stack installed in a fuel cell vehicle and configured to supply hydrogen gas through a hydrogen supply line and to discharge hydrogen gas through a hydrogen discharge line; A hydrogen recirculation cylinder tank installed at the wheel of the vehicle and operated according to the rotation of the wheel to absorb and discharge the condensed water; And first and second valves respectively installed at one side of the hydrogen discharge line and the hydrogen supply line connected to the hydrogen recirculation cylinder tank, and respectively opened and closed according to the operation of the hydrogen recirculation cylinder tank. .

본 발명에 따르면, 연료전지 시스템의 효율을 증가시킬 수 있고, 연료전지의 연비증가를 이룰 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, it is possible to increase the efficiency of the fuel cell system, there is an advantage that can increase the fuel economy of the fuel cell.

연료전지, 수소 재 순환시스템, 연료전지 스택Fuel Cell, Hydrogen Recirculation System, Fuel Cell Stack

Description

Hydrogen Recirculation System {SYSTEM FOR RE-CIRCULATING HYDROGEN}

도 1은 종래의 기술에 따른 수소 재순환 시스템의 구성을 개략적으로 나타내 보인 구성도.1 is a schematic view showing the configuration of a hydrogen recycle system according to the prior art.

도 2는 본 발명에 따른 수소 재순환 시스템의 구성을 개략적으로 나타내 보인 구성도.Figure 2 is a schematic view showing the configuration of a hydrogen recycle system according to the present invention.

도 3은 도 2의 피스톤부재의 구성을 개략적으로 나타내 보인 사시도.3 is a perspective view schematically showing the configuration of the piston member of FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

21. 연료전지 스택21. Fuel Cell Stack

40. 바퀴40. Wheels

22. 제1밸브22. First valve

23. 제2밸브23. Second valve

24. 레귤레이터24. Regulator

30. 실린더30. Cylinder

31. 응축수 배기통로31. Condensate exhaust passage

32. 흡수부재32. Absorption member

33. 기공부재33. Pore Member

본 발명은 수소 재 순환시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시스템의 효율을 증가시키고, 연료전지의 연비 증가를 이루기 위해 개선된 수소 재 순환시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrogen recirculation system, and more particularly to an improved hydrogen recirculation system to increase the efficiency of the system and to increase the fuel efficiency of the fuel cell.

일반적으로 연료전지 차량은, 수소를 연료로 사용하는데 연료전지 스택에서 반응하고 나오는 수소를 대기 중에 방출 할 경우 연비가 상당히 낮아지므로 수소를 재 순환하여 시스템을 운전하는 것이 일반적이다.In general, a fuel cell vehicle uses hydrogen as a fuel, and when the hydrogen released from the fuel cell stack is released into the atmosphere, fuel efficiency is considerably lowered, so it is common to operate the system by recirculating hydrogen.

그러나 수소를 스택의 입구단으로 재 순환시키기 위해서는 여분의 동력을 필요로 하는 블로어나 인젝터가 필요하게 되어 이는 시스템의 효율을 낮추는 요인이 되고, 또한 이 장치들은 수소와 함께 배출되는 물에 취약한 전기적인 부품들로서 고장이 잦은 문제점이 있다.However, recirculating hydrogen to the inlet of the stack requires a blower or injector that requires extra power, which lowers the efficiency of the system, and also makes these devices vulnerable to water discharged with hydrogen. There are frequent problems with parts.

도 1에는 일반적인 수소 재 순환시스템이 구비된 연료전지 시스템을 개략적으로 도시되어 있다. 1 schematically illustrates a fuel cell system having a general hydrogen recirculation system.

도 1을 참조하면, 연료전지 차량의 연비를 높이기 위해 연료전지 스택(11)으로부터 나오는 수소는 대기 중에 방출되는 것이 아니라, 수소가 공급되는 공급라인으로 되돌려지는데, 이를 위해서는 수소공급라인의 압력보다 약간 큰 압력으로 배출된 수소를 공급하는 것이 필요하다.Referring to FIG. 1, in order to increase fuel efficiency of a fuel cell vehicle, hydrogen from the fuel cell stack 11 is not discharged to the atmosphere, but is returned to a supply line for supplying hydrogen, which is slightly lower than the pressure of the hydrogen supply line. It is necessary to supply the discharged hydrogen at high pressure.

이를 위해 수소 재순환 블로어나 인젝터 또는 수소 재순환 펌프(12)같은 전기로 구동하는 여분의 장치를 장착하여 수소 재순환에 사용되게 되는데 이러한 장 치는 수소와 함께 배출되는 물이 액화되어 장치 속으로 들어갈 경우 다른 전기적 장치와 마찬가지로 고장의 우려가 있다. For this purpose, an electrically driven extra device, such as a hydrogen recycle blower or injector or a hydrogen recycle pump (12), is used for hydrogen recirculation, which is used when the water discharged with hydrogen liquefies and enters the device. Like the device, there is a risk of failure.

또한 스택의 수소측 즉, 애노드(anode)는 수소가 배출되지 않고 정체되어 운전되므로 수증기가 액화되어 가스 확산층의 확산 구멍들을 막아 수소가 촉매에 접촉되는 것을 방해하게 되는데, 이를 방지하기 위해 주기적으로 수소 벤트(vent) 밸브를 열어 수소와 함께 대기 중으로 이 액화된 물을 방출하게 되는데 이는 시스템의 연비를 낮추는 한 요인이 된다.In addition, since the hydrogen side of the stack, the anode, is operated without stagnant hydrogen and is stagnant, water vapor is liquefied to block diffusion holes in the gas diffusion layer, thereby preventing hydrogen from contacting the catalyst. Opening a vent valve releases the liquefied water into the atmosphere with hydrogen, which is one factor that lowers the fuel economy of the system.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 간단한 실린더가 장착된 탱크를 장착하여 응축수의 유입으로 인한 시스템의 고장을 방지하고, 연료전지 차량의 바퀴에 실린더 축과 함께 연결하여 여분의 동력이 없이도 수소를 재 순환시키며 수소와 함께 배출되는 물을 제거하여 시스템의 효율 증가 및 연료전지의 연비 증가가 이루어지도록 한 수소 재 순환시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by mounting a tank equipped with a simple cylinder to prevent the system failure due to the inflow of condensate, and connected to the wheel of the fuel cell vehicle with the cylinder shaft to spare The purpose of the present invention is to provide a hydrogen recirculation system that recycles hydrogen without power and removes water discharged with hydrogen to increase the efficiency of the system and increase fuel economy of the fuel cell.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수소 재 순환시스템은, 연료전지 차량에 설치되어 수소 공급라인을 통해 수소 가스가 공급되고, 수소 배출라인을 통해 수소 가스가 배출되게 구비된 연료전지 스택과; 상기 차량의 바퀴에 설치되어 상기 바퀴의 회전에 따라 작동되는 것으로, 유입되는 응축수를 흡수하여 배출되도록 하는 수소 재 순환 실린더 탱크와; 상기 수소 재 순환 실린더 탱크와 연결된 상기 수소 배출라인 및 상기 수소 공급라인의 일측에 각각 설치되어 상기 수소 재 순환 실린더 탱크의 작동에 따라 각각 개폐되는 제1,2밸브와; 상기 수소 공급라인의 일측에 설치되어 상기 수소 공급라인의 압력을 조절하기 위한 레귤레이터;를 포함하고,
이때, 상기 수소 재 순환 실린더 탱크는, 실린더와, 상기 바퀴와 링크부재로 연결되어 상기 실린더 내로 유입되는 응축수를 흡수하여 이를 압착하여 상기 실린더 외부로 배출하기 위해 상기 실린더 내에 승강 가능하게 설치된 피스톤부재와, 상기 실린더의 일측에 설치되어 상기 응축수가 배출되도록 구비된 응축수 배기통로를 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.Hydrogen recirculation system of the present invention for achieving the above object, the fuel cell stack is installed in the fuel cell vehicle is supplied with hydrogen gas through the hydrogen supply line, the hydrogen gas is discharged through the hydrogen discharge line and ; A hydrogen recirculation cylinder tank installed at the wheel of the vehicle and operated according to the rotation of the wheel to absorb and discharge the condensed water; First and second valves respectively installed at one side of the hydrogen discharge line and the hydrogen supply line connected to the hydrogen recirculation cylinder tank and opened and closed according to the operation of the hydrogen recirculation cylinder tank; And a regulator installed at one side of the hydrogen supply line to control the pressure of the hydrogen supply line.
At this time, the hydrogen recirculation cylinder tank, and a piston member connected to the wheel and the link member to absorb the condensed water flowing into the cylinder and to compress and discharge the condensed water to the outside of the cylinder and It is characterized in that it is provided on one side of the cylinder provided with a condensate exhaust passage provided to discharge the condensate.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2에는 본 발명에 따른 수소 재 순환시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있다.Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of the hydrogen recirculation system according to the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 수소 재 순환시스템은, 연료전지 차량에 설치되어 수소 공급라인을 통해 수소 가스가 공급되고, 수소 배출라인을 통해 수소 가스가 배출되게 구비된 연료전지 스택(21)과, 차량의 바퀴(40)에 설치되어 이 바퀴(40)의 회전에 따라 작동되는 것으로 유입되는 응축수를 흡수하여 배출되도록 하는 수소 재 순환 실린더 탱크와, 이 수소 재 순환 실린더 탱크와 연결된 수소 배출라인 및 수소 공급라인의 일측에 각각 설치되어 수소 재 순환 실린더 탱크의 작동에 따라 각각 개폐되는 제1,2밸브(22,23)를 포함하여 구성된다.Referring to the drawings, the hydrogen recirculation system according to the present invention, the fuel cell stack 21 is installed in the fuel cell vehicle is supplied with hydrogen gas through the hydrogen supply line, the hydrogen gas is discharged through the hydrogen discharge line 21 And a hydrogen recirculation cylinder tank installed at the wheel 40 of the vehicle to operate by rotating the wheel 40 to absorb and discharge the condensed water, and a hydrogen discharge line connected to the hydrogen recirculation cylinder tank. And first and second valves 22 and 23 respectively installed at one side of the hydrogen supply line and opened and closed according to the operation of the hydrogen recirculation cylinder tank.

그리고 상기 수소 공급라인의 일측에는 이 수소 공급라인의 압력을 조절하기 위한 레귤레이터(24)가 설치된다.And one side of the hydrogen supply line is provided with a regulator 24 for adjusting the pressure of the hydrogen supply line.

또한 상기 수소 재 순환 실린더 탱크는, 실린더(30)와, 차량의 바퀴(40)와 링크부재로 연결되어 실린더(30) 내로 유입되는 응축수를 흡수하여 이를 압착하여 실린더(30) 외부로 배출하기 위해 실린더(30) 내에 승강 가능하게 설치된 피스톤부재와, 상기 실린더(30)의 일측에 설치되어 응축수가 배출되도록 구비된 응축수 배 기통로(31)를 포함하여 구성된다.In addition, the hydrogen recirculation cylinder tank is connected to the cylinder 30, the wheels 40 and the link member of the vehicle to absorb the condensate flowing into the cylinder 30 to compress and discharge it to the outside of the cylinder (30) It comprises a piston member installed to be liftable in the cylinder 30, and a condensate exhaust passage 31 is provided on one side of the cylinder 30 to discharge the condensed water.

상기 피스톤부재는, 도 3에 도시된 바와 같이, 응축수를 흡수하는 흡수부재(32)와, 이 흡수부재(32)의 상부 및 하부에 설치되고 기공이 다수 형성되며 피스톤부재가 상기 실린더(30) 내를 승강 작동되도록 된 기공부재(33)를 포함하여 구성된다.The piston member, as shown in Figure 3, the absorbing member 32 for absorbing condensate, and is installed on the upper and lower portions of the absorbing member 32 and a plurality of pores are formed, the piston member is the cylinder 30 It is configured to include a pore member 33 to be moved up and down inside.

상기 흡수부재(32)는 스폰지를 포함한다. 그러나, 상기 흡수부재(32)는 응축수를 적절하게 흡수할 있으면 상기한 스폰지로 한정되지 않는다. 즉, 물을 흡수할 수 있는 소재의 스폰지나 물의 흡수가 용이한 어떤 재질도 사용할 수 있는데 수소와 반응하거나, 녹이 슬어서는 안 된다.The absorbent member 32 includes a sponge. However, the absorbing member 32 is not limited to the sponge as long as it can absorb the condensate properly. That is, a sponge that can absorb water or any material that can easily absorb water can be used, but must not react with hydrogen or rust.

그리고 상기 기공부재(33)는, 응축수에 의해 녹이 슬지 않는 부재로 이루어지는 것으로, 플라스틱 또는 스테인레스 스틸 또는 천연목재 중 어느 하나로 이루어진다.The pore member 33 is made of a member which is not rusted by condensate, and is made of any one of plastic, stainless steel, and natural wood.

상기 응축수 배기통로는 실린더(30)의 하단부에 형성된다.The condensate exhaust passage is formed at the lower end of the cylinder 30.

또한 상기 실린더(30)가 하강 작동하면 수소 배출라인의 제1밸브(22)가 열리고, 수소 공급라인의 제2밸브(23)는 닫히도록 하고, 상기 실린더(30)가 상승 작동하면 수소 배출라인의 제1밸브(22)는 닫히고, 수소 공급라인의 제2밸브(23)는 열리도록 구비된다.In addition, when the cylinder 30 is lowered, the first valve 22 of the hydrogen discharge line is opened, and the second valve 23 of the hydrogen supply line is closed. When the cylinder 30 is operated upward, the hydrogen discharge line is opened. The first valve 22 is closed, the second valve 23 of the hydrogen supply line is provided to open.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 수소 재 순환시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the hydrogen recirculation system according to the present invention having the configuration as described above are as follows.

도면을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 수소 재 순환시스템은, 여분의 동력 제어를 필요로 하지 않으며 수소와 함께 배출되는 물의 제거를 통해 대기 중으로 배출되는 수소의 양을 줄일 수 있는 수소 재 순환 실린더 탱크를 구비한 것이다.Referring back to the drawings, the hydrogen recirculation system according to the present invention does not require extra power control, and the hydrogen recirculation cylinder tank can reduce the amount of hydrogen discharged to the atmosphere by removing water discharged with hydrogen. It is equipped with.

이와 같은 본 발명에 따른 수소 재 순환시스템은, 연료전지 스택(21)으로부터 나오는 수소를 수소 공급라인에 재 공급하기 위해 여분의 전력을 사용하지 않고, 차량의 바퀴(40)에 수소 재 순환 실린더 탱크의 실린더(30)를 연결시켜 상하 운동을 차속에 따라 주기적으로 발생시킨다.The hydrogen recirculation system according to the present invention does not use extra power for resupplying hydrogen from the fuel cell stack 21 to the hydrogen supply line, and the hydrogen recirculation cylinder tank on the wheel 40 of the vehicle. By connecting the cylinder 30 of the vertical movement periodically occurs according to the vehicle speed.

이에 따라 연료전지 스택(21) 내의 수소 수증기 혼합가스를 수소 재 순환 실린더 탱크로 유입되게 하고, 수소 공급라인에 배출하는 주기를 갖게 하며, 또한 피스톤부재는 물을 흡수할 수 있는 흡수부재(32)로 하여 수소 수증기 혼합가스에 혼합된 액화된 물을 흡수하고, 피스톤부재가 최 상부까지 밀려 올라가 피스톤부재를 압착하여 이 피스톤부재에 흡수된 물을 실린더(30)의 하부로 압착 분리하여 물을 제거한다. Accordingly, the hydrogen vapor mixed gas in the fuel cell stack 21 is introduced into the hydrogen recirculation cylinder tank, and the cycle is discharged to the hydrogen supply line, and the piston member is an absorbing member 32 capable of absorbing water. To absorb the liquefied water mixed with the hydrogen water vapor mixed gas, and the piston member is pushed up to the top to squeeze the piston member to compress and separate the water absorbed by the piston member to the lower part of the cylinder 30 to remove the water. do.

이를 보다 구체적으로 설명한다.This will be described in more detail.

일반적으로 연료전지 시스템이라 함은 반응가스를 연료전지 스택에 공급함으로서 전기를 발생시킬 수 있는 장치를 말하는데 현재 차량의 동력원으로 사용하고자 하는 연료전지는 고체고분자 연료전지가 관심의 대상이 되고 있다. In general, a fuel cell system refers to a device capable of generating electricity by supplying a reaction gas to a fuel cell stack. Currently, a fuel cell, which is intended to be used as a power source of a vehicle, is of interest for a solid polymer fuel cell.

연료전지의 발전 원리를 간단히 설명하자면 물의 전해반응의 역반응으로 쉽게 설명될 수 있는데, 물을 전기분해 하면 수소와 산소가 나오고 이와는 반대로 촉매 상에서 수소와 산소를 반응시키면 전기가 나오게 된다. A simple explanation of the power generation principle of a fuel cell can be easily explained by the reverse reaction of the electrolytic reaction of water. When water is electrolyzed, hydrogen and oxygen are produced. On the contrary, when hydrogen and oxygen are reacted on a catalyst, electricity is produced.

연료전지 스택에서 전기를 나오게 하기 위해서는 위에서 언급한대로 연료전 지 시스템으로 수소와 산소를 공급해 주어야 하는데 수소는 차량에 장착된 압축탱크를 사용하여 공급하고 산소는 대기중의 공기를 공급하게 된다.In order to get electricity from the fuel cell stack, hydrogen and oxygen must be supplied to the fuel cell system as described above. Hydrogen is supplied using a compression tank mounted on a vehicle, and oxygen is supplied to air in the atmosphere.

이때 연료전지가 발생시키는 전기는 공급되는 가스의 양에 따라 비례적으로 변하게 되는데 많은 전기를 뽑아 쓰고자 할 때는 많은 양의 가스가 공급되어야 한다. 연료전지 차량의 연료로 사용되는 수소의 경우, 그 사용량은 연비와 매우 밀접한 관련이 있어서 연료전지 시스템으로 공급되는 수소는 벤트라인을 막은 상태에서 시스템의 운전에 사용되거나, 연료전지 스택으로부터 나오는 수소가스를 수소의 공급단으로 다시 되돌려 시스템을 운전하는 경우가 대부분이다.At this time, the electricity generated by the fuel cell changes proportionally according to the amount of gas supplied. When a large amount of electricity is drawn, a large amount of gas must be supplied. In the case of hydrogen used as fuel in a fuel cell vehicle, the amount of use is very closely related to fuel efficiency, so that hydrogen supplied to the fuel cell system is used to operate the system while blocking the vent line, or hydrogen gas from the fuel cell stack. In most cases, the system is driven back to the hydrogen supply stage.

이는 연료전지 스택으로부터 많은 전기를 뽑아 쓰는 것에 상관없이 수소는 연료전지 스택으로 일률적으로 공급이 되고 있다는 것을 의미한다.This means that hydrogen is uniformly supplied to the fuel cell stack, regardless of how much electricity is drawn from the fuel cell stack.

연료전지 시스템이 운전되면 수소는 연료전지 스택으로 공급되게 되고 차량이 움직이지 않는 한 연료전지 스택으로부터 전기를 사용할 필요가 없으므로 즉, 수소 사용량이 없으므로 수소를 재 순환시키거나, 대기로 방출할 필요는 없다.When the fuel cell system is operating, hydrogen is supplied to the fuel cell stack and there is no need to use electricity from the fuel cell stack as long as the vehicle is not moving. none.

차량이 운행을 시작하게 되면, 이때부터 연료전지 스택으로부터 전기를 차량구동 모터가 뽑아 쓰게 되는데 연료전지 스택에서 사용하고 남은 수소 가스를 대기 중으로 방출할 경우, 연료전지 시스템의 연비는 매우 낮아지게 된다.When the vehicle starts to operate, the vehicle driving motor draws electricity from the fuel cell stack from this time, and when the remaining hydrogen gas used in the fuel cell stack is released to the atmosphere, the fuel efficiency of the fuel cell system becomes very low.

따라서 본 발명은, 시스템의 연비를 높이기 위해 배출되는 수소를 수소 공급라인으로 다시 되돌려야 하는데, 이때 사용되는 재 순환 시스템이다.Therefore, the present invention is required to return the discharged hydrogen back to the hydrogen supply line in order to increase the fuel economy of the system, which is the recirculation system used.

도 2에 도시된 바와 같이, 차량의 바퀴(40)가 회전운동을 하게 되고 피스톤부재가 실린더(30) 내를 상하 반복운동을 하게 된다. 이때 상기 피스톤부재가 아 래로 작동되면 수소 배출라인의 제1밸브(22)가 열려 수소와 수증기 혼합가스, 그리고 연료전지 스택(21) 내에 액화된 물이 수소 재 순환 실린더 탱크 내로 들어오게 되는데, 수소 재 순환 실린더 탱크 내로 들어온 응축수(연료전지 스택(21) 내에 액화된 물)는 흡수부재(32)에 흡수되고 수소 공급라인의 제2밸브(23)는 닫혀 입구쪽의 수소가 역류하지 않도록 한다. As shown in FIG. 2, the wheel 40 of the vehicle makes a rotational movement, and the piston member makes a repeating movement up and down in the cylinder 30. At this time, when the piston member is operated below, the first valve 22 of the hydrogen discharge line is opened to allow hydrogen and steam mixed gas and water liquefied in the fuel cell stack 21 to enter the hydrogen recirculation cylinder tank. The condensed water (water liquefied in the fuel cell stack 21) that enters the recirculating cylinder tank is absorbed by the absorbing member 32 and the second valve 23 of the hydrogen supply line is closed to prevent the hydrogen at the inlet side from flowing back.

반대로, 피스톤부재가 위로 작동하게 되면 수소 배출라인의 제1밸브(22)는 닫히게 되고, 제1밸브(22)는 열린다. 이에 따라 수소 재 순환 실린더 탱크 내에 모여 있던 수소 가스를 수소 공급라인으로 전달하게 되는데 물을 흡수하는 흡수부재(32)에 흡수된 응축수는 수소 재 순환 실린더 탱크 내의 피스톤부재가 상사점에 도달했을 때, 수소 재 순환 실린더 탱크의 상부와 피스톤부재가 위로 올라가려는 힘에 의해 피스톤부재를 압착하게 된다.On the contrary, when the piston member is operated upward, the first valve 22 of the hydrogen discharge line is closed and the first valve 22 is opened. Accordingly, the hydrogen gas collected in the hydrogen recirculation cylinder tank is transferred to the hydrogen supply line. When the piston member in the hydrogen recirculation cylinder tank reaches the top dead center, the condensed water absorbed by the water absorption member 32 absorbs water. The piston member is compressed by the force of the upper portion of the hydrogen recirculation cylinder tank and the piston member to rise upward.

이때, 상기 흡수부재(32)에 흡수된 응축수는 흡수부재(32)로부터 분리되어 중력에 의해 수소 재 순환 실린더 탱크의 하단으로 떨어져 모이게 된다. 이렇게 모인 응축수는 펌프나 기타 물 배출 장치를 통해 외부 또는 물 저장 탱크로 되돌려 지게 된다.At this time, the condensed water absorbed by the absorbing member 32 is separated from the absorbing member 32 and collected by gravity to fall to the lower end of the hydrogen recirculation cylinder tank. The condensate thus collected is returned to an external or water storage tank via a pump or other water drainage device.

그리고 차량의 속도가 빨라지면 연료전지 시스템에 요구되는 전력 또한 많아지고 배출해야 되는 응축수의 양 또한 많아지게 되는데, 차량의 속도가 빠르다는 것은 바퀴(40)의 회전이 빨라지게 되는 것이고, 이는 피스톤부재의 상하 운동 또한 빨라지게 되고, 수소 배출라인에서 수소와 수증기를 수소 재 순환 실린더 탱크로 빨아들이는 힘 또한 증가하여 연료전지 스택(21) 내 수소 측에 응축되어 있던 물의 제거 량 또한 많아지게 된다.In addition, as the speed of the vehicle increases, the power required for the fuel cell system also increases, and the amount of condensate that must be discharged also increases. The faster the speed of the vehicle, the faster the rotation of the wheels 40, which is a piston member. The vertical movement of the gas is also accelerated, and the force for sucking hydrogen and steam into the hydrogen recirculation cylinder tank in the hydrogen discharge line is also increased, thereby increasing the amount of water condensed on the hydrogen side in the fuel cell stack 21.

이때 수소의 공급라인으로 공급되는 수소의 압력이 수소저장탱크로부터 레귤레이터(24)를 거쳐 공급되는 수소의 압력보다 높을 수가 있으므로 보조 레귤레이터를 장착하여 이러한 압력불균형에 의한 시스템 효율저하를 방지한다.At this time, since the pressure of the hydrogen supplied to the supply line of hydrogen may be higher than the pressure of the hydrogen supplied from the hydrogen storage tank via the regulator 24, an auxiliary regulator is installed to prevent the system efficiency decrease due to such pressure imbalance.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 수소 재 순환시스템은, 연료전지 시스템의 효율을 증가시킬 수 있고, 연료전지의 연비증가를 이룰 수 있는 효과를 갖는다.As described above, the hydrogen recirculation system according to the present invention can increase the efficiency of the fuel cell system and increase fuel economy of the fuel cell.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments are possible. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

Claims

A fuel cell stack installed in the fuel cell vehicle and configured to supply hydrogen gas through a hydrogen supply line and to discharge hydrogen gas through a hydrogen discharge line;

A hydrogen recirculation cylinder tank installed at the wheel of the vehicle and operated according to the rotation of the wheel to absorb and discharge the condensed water;

First and second valves respectively installed at one side of the hydrogen discharge line and the hydrogen supply line connected to the hydrogen recirculation cylinder tank and opened and closed according to the operation of the hydrogen recirculation cylinder tank;

And a regulator installed at one side of the hydrogen supply line to control the pressure of the hydrogen supply line.

At this time, the hydrogen recirculation cylinder tank,

Cylinders,

A piston member connected to the wheel and the link member to absorb the condensed water introduced into the cylinder, to be compressed and discharged to the outside of the cylinder, and to be elevated in the cylinder;

Hydrogen recirculation system, characterized in that provided on one side of the cylinder provided with a condensate exhaust passage provided to discharge the condensate.

delete

The method of claim 1,

The piston member,

An absorbing member for absorbing condensate;

And a pore member installed on the upper and lower portions of the absorbing member, the pore member being formed with a plurality of pores, and the piston member being moved up and down in the cylinder.

The method of claim 4, wherein

And the absorbing member comprises a sponge.

The method of claim 4, wherein

The pore member is a hydrogen recirculation system, characterized in that made of plastic.

The method of claim 4, wherein

The pore member is a hydrogen recirculation system, characterized in that made of stainless steel.

The method of claim 4, wherein

The pore member is a hydrogen recirculation system, characterized in that made of natural wood.

The method of claim 1,

The condensate exhaust passage, the hydrogen recirculation system, characterized in that formed in the lower end of the cylinder.

The method of claim 1,

When the cylinder is lowered, the first valve of the hydrogen discharge line is opened, the second valve of the hydrogen supply line is closed,

And when the cylinder is lifted up, the first valve of the hydrogen discharge line is closed and the second valve of the hydrogen supply line is opened.