KR100700184B1 - Fuel cell washing machine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연료전지를 이용한 세탁기에 관한 것으로, 본 발명은 전해질을 사이에 두고 한 쌍의 전극을 배치함과 아울러 그 중 한 쪽 전극에는 수소 또는 수소를 함유하는 연료물질을 접촉시키는 반면 다른 한 쪽 전극에는 산소를 함유하는 산화물질을 접촉시켜 이온화된 연료물질과 산화물질의 전기화학적 반응시 발생되는 폐열을 저장하는 축열수단과, 상기 축열수단에 열교환되도록 설치되어 그 축열수단에 의해 데펴진 온수를 세탁물이 수납된 세탁기 본체의 내조로 공급하여 세탁을 실시하거나 세탁중 상기한 세탁물을 살균하도록 하는 온수 공급수단으로 구성함으로써, 전기를 얻기 위한 거대한 발전시설이나 송배전시설 등의 추가적인 건설을 미연에 방지할 수 있고, 온수 또는 살균을 위한 별도의 연소장비를 구비하지 않고도 세탁중에 온수를 공급하거나 또는 세탁후 살균용 스팀을 공급할 수 있어 세탁물을 깨끗하고 청결하게 세탁할 수 있게 된다.The present invention relates to a washing machine using a fuel cell. The present invention provides a pair of electrodes with an electrolyte interposed therebetween, while one of the electrodes contacts hydrogen or a fuel material containing hydrogen while the other The electrode includes a heat storage means for storing the waste heat generated during the electrochemical reaction between the ionized fuel material and the oxide material by contacting the oxide material containing oxygen, and the hot water heated by the heat storage means to be heated to the heat storage means to wash It is possible to prevent additional construction of a huge power generation facility or a transmission and distribution facility for obtaining electricity by supplying it to the inner tank of the stored washing machine body to perform washing or to sterilize the laundry during washing. Hot water during washing without the need for hot water or separate combustion equipment for sterilization. Level or can supply steam for sterilization after washing, it is possible to wash the clothes clean and tidy.
Description
도 1은 본 발명 연료전지를 이용한 세탁기를 보인 개략도.1 is a schematic view showing a washing machine using the present invention fuel cell.
도 2는 본 발명 연료전지를 보인 개략도.2 is a schematic view showing a fuel cell of the present invention.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **
10 : 연료전지 시스템 12 : 개질기10
12A : 반응로 12B : 버너12A: Reactor 12B: Burner
13 : 스택 13A : 전해질막13: stack 13A: electrolyte membrane
13B : 연료극 13C : 공기극13B: fuel electrode 13C: air electrode
20 : 세탁기 본체 21 : 외조20: washing machine body 21: outer tub
22 : 내조 22a : 펄세이터22:
23 : 구동모터 24 : 온수 공급 유니트23: drive motor 24: hot water supply unit
24a : 온수공급관 24b : 온수량 조절부재24a: hot
25 : 스팀 공급 유니트 25a : 스팀공급관25: steam supply unit 25a: steam supply pipe
25b : 스팀량 조절부재25b: Steam amount control member
본 발명은 연료전지를 이용한 세탁기에 관한 것으로, 특히 연료전지에서 발생되는 열을 이용하여 세탁물을 살균할 수 있는 연료전지를 이용한 세탁기에 관한 것이다.The present invention relates to a washing machine using a fuel cell, and more particularly, to a washing machine using a fuel cell that can sterilize laundry using heat generated from the fuel cell.
일반적으로 세탁기는 발전소에서 생성되어 송배전소를 거쳐 각 가정으로 공급되는 상용전기를 이용하여 구동모터를 회전시키고, 그 구동모터에 연결된 내조가 회전을 하면서 세탁물을 뒤섞는 동시에 별도의 급수원을 통해 공급되는 세탁수를 이용하여 세탁을 실시하는 것이다.In general, a washing machine rotates a driving motor by using a commercial electric power generated at a power plant and supplied to each home via a transmission and distribution station, and an inner tank connected to the driving motor rotates, stirs laundry, and is supplied through a separate water source. Washing is performed using the wash water.
이러한 세탁기는 세탁물에 따라 냉수는 물론 경우에 따라서는 살균 등을 목적으로 온수를 사용하기도 하는데, 이 온수는 가스보일러나 기름보일러와 같은 연소장치를 이용하여 열을 발생시키고 이 열로 온수를 만들어 공급하는 것이었다.Such washing machines use hot water for the purpose of cold water as well as sterilization, depending on the laundry. The hot water generates heat using a combustion device such as a gas boiler or an oil boiler, and generates and supplies hot water. Was.
그러나, 상기와 같은 종래의 조리기기는 전술한 바와 같이 발전소로부터 송배전된 상용전기를 이용하여야 하므로 이에 필요한 발전설비는 물론 송배전 설비 등 조리기기를 구동시키는데 필요한 기본적인 설비투자가 과다하게 소요되고 환경 파괴 시설이 증축되어야 하는 문제점이 있었다.However, since the conventional cooking apparatus as described above should use commercial electricity transmitted and distributed from the power plant as described above, the basic equipment investment required for driving the cooking apparatus such as the power generation equipment as well as the power transmission and distribution equipment is excessively consumed, and the environment destruction facility. There was a problem that must be extended.
또한, 온수를 공급하기 위하여는 보일러와 같은 별도의 온수발생장치를 필요로 하여 특히 여름과 같이 난방을 필요로 하지 않는 경우에도 상기한 보일러를 구동시켜야 함에 따라 에너지 이용효율이 극히 저하되는 문제점도 있었다.In addition, in order to supply hot water, a separate hot water generator, such as a boiler, is required. In particular, even when heating is not required, such as in summer, the boiler needs to be driven, thereby reducing energy use efficiency. .
본 발명은 상기와 같은 종래 세탁기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 세탁기를 이용하여 세탁을 하거나 세탁물을 살균하는데 필요한 전기 및 온수를 만들어내기 위한 설비투자 및 환경 파괴 시설을 획기적으로 줄일 수 있는 연료전지를 이용한 세탁기의 살균 장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the problems of the conventional washing machine as described above, and the fuel that can drastically reduce the facility investment and environmental destruction facilities for generating electricity and hot water required for washing or sterilizing the laundry using the washing machine. It is an object of the present invention to provide a sterilization apparatus for a washing machine using a battery.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 전해질을 사이에 두고 한 쌍의 전극을 배치하며 그 중 한 쪽 전극에는 수소를 함유하는 연료물질을 접촉시키는 반면 다른 한 쪽 전극에는 산소를 함유하는 산화물질을 접촉시켜 연료물질과 산화물질의 산화반응과 환원반응을 통한 전기화학적 반응시 발생되는 폐열을 저장하는 축열수단; 및 상기 축열수단과 세탁기 내조 사이에 설치되어 탈수후 그 세탁기 내조로 스팀을 공급하는 스팀공급관과, 상기 스팀공급관의 중간에 설치되어 상기 축열수단을 이용하여 스팀을 생성하는 스팀발생기와, 상기 스팀공급관에 설치되어 스팀의 유동을 조절하는 스팀량 조절밸브로 된 스팀공급수단;을 포함한 연료전지를 이용한 세탁기가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, a pair of electrodes are disposed with an electrolyte interposed therebetween, with one electrode contacting a fuel material containing hydrogen while the other electrode contacting an oxide containing oxygen. Heat storage means for storing waste heat generated during electrochemical reactions through oxidation and reduction reactions of fuel materials and oxides; A steam generator installed between the heat storage means and the washing machine inner tank to supply steam to the washing tank, and a steam generator installed in the middle of the steam supply pipe to generate steam using the heat storage means; It is provided with a washing machine using a fuel cell including a; steam supply means which is installed in the steam amount control valve for controlling the flow of steam.
이하, 본 발명에 의한 연료전지를 이용한 세탁기의 살균 장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a sterilization apparatus of a washing machine using a fuel cell according to the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the accompanying drawings.
도 1은 본 발명 연료전지를 이용한 세탁기의 살균 장치를 보인 개략도이고, 도 2는 본 발명 연료전지를 보인 개략도이다.1 is a schematic view showing a sterilization apparatus of a washing machine using the fuel cell of the present invention, Figure 2 is a schematic view showing the fuel cell of the present invention.
이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 연료전지를 이용한 세탁기는, 통상적인 연료전지 시스템(10)과, 상기 연료전지 시스템(10)에 연결되어 그 연료전지 시 스템(10)으로부터 발생되는 폐열을 이용하여 온수를 공급하는 세탁기 본체(20)로 구성된다.As shown therein, the washing machine using the fuel cell according to the present invention uses a conventional
상기 연료전지 시스템(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 수소를 함유한 연료가 저장되는 연료탱크(11)와, 상기 연료탱크(11)에 연결되어 공급되는 연료로부터 수소를 만들어 내는 개질기(12)와, 상기 개질기(12)에 연결되어 그 개질기(12)로부터 만들어진 수소(H2)와 이와 별도로 공급되는 산소(O2)의 전기화학적 반응으로 전기와 열을 발생시키는 스택(13)과, 상기 스택(13)에 연결되어 그 스택(13)에서 얻어진 직류전기를 교류전기로 변환시키는 전력변환기(14)와, 상기 개질기(12) 및 스택(13)에서 발생되는 폐열(廢熱)을 저장하는 축열탱크(15)로 이루어진다.As illustrated in FIG. 2, the
상기 개질기(12)는 연료탱크(11)를 통해 공급되는 연료가 물과 공기와 함께 유입되어 탈황반응 및 개질반응 그리고 수소정제반응이 일어나면서 연료로부터 수소가 생성되는 반응로(12A)와, 상기 반응로(12A)에 접촉 결합되어 그 반응로(12A)에서 필요한 열을 공급하는 버너(12B)로 이루어진다.The
상기 스택(13)은 전해질막(13A)을 사이에 두고 그 양쪽에는 각각 수소 또는 수소를 함유한 연료물질이 공급되는 연료극(또는, 양극)(anode)(13B)과 산소를 함유하는 산화제가 공급되는 공기극(또는, 음극)(cathode)(13C)이 배치되어 단일셀을 형성하고, 이러한 단일셀이 다수개 겹쳐져 이루어진다.The
한편, 상기 세탁기 본체(20)는 케이싱(미도시)의 내부에 탄력 지지되는 외조(21)와, 상기 외조(21)의 내부에 회전가능하게 배치되어 세탁물이 수납되는 내조(22)와, 상기 케이싱(미도시)의 내부에 장착되어 내조(22) 또는 그 내조(22)에 구비된 교반용 펄세이터(22a)를 회전시키는 구동모터(23)와, 상기 내조(22)에 세탁수를 공급하는 세탁수 공급 유니트(24)와, 상기 내조(22)에 수납된 세탁물에 스팀을 공급하는 스팀 공급 유니트(25)를 포함하여 이루어진다.On the other hand, the washing machine
상기 구동모터(23)는 연료전지 시스템(10)으로부터 생성되는 전기를 이용하여 구동되도록 그 연료전지 시스템(10)의 전력변환기(14)와 연결된다.The
상기 세탁수 공급 유니트(24)는 크게 냉수 공급부(미도시)와 온수 공급부(미부호)와 구분되고, 그 중 냉수 공급부는 통상의 수도물이 공급되도록 수도꼭지에 연결되는 반면, 온수 공급부는 연료전지 시스템(10)으로부터 만들어진 열을 이용하여 온수를 만들고 이 온수를 세탁중에 공급하도록 축열탱크(15)에 온수공급관(24a)이 연결되어 이루어진다.The wash
상기 온수공급관(24a)에는 그 온수공급관(24a)을 통과하는 온수의 온도를 필요에 따라 적절온도로 조절할 수 있는 온도조절수단(미도시)이 구비되는 것이 바람직하다.The hot water supply pipe (24a) is preferably provided with a temperature control means (not shown) that can adjust the temperature of the hot water passing through the hot water supply pipe (24a) to an appropriate temperature as needed.
상기 스팀 공급 유니트(25)는 축열탱크(15)의 일측에는 그 축열탱크(15)로부터 전달받는 열을 이용하여 스팀(steam)을 생성시켜 그 스팀을 세탁물에 공급하도록 스팀발생기(미도시)를 포함한 스팀공급관(25a)이 축열탱크(15)와 외조(21) 사이에 서로 연통되어 결합된다.The
상기 온수공급관(24a)과 스팀공급관(25a)에는 각각 온수의 유동을 조절하는 온수량 조절부재(24b)와 스팀의 유동을 조절하는 스팀량 조절부재(25b)가 장착되고, 이 온수량 조절부재(24b)와 스팀량 조절부재(25b)는 각각의 개폐시기와 개폐량 이 미리 저장된 롬(ROM ; Read Only Memory)을 갖는 마이콤(Micro Computer)(26)에 의해 제어되도록 서로 연결된다.The hot
상기와 같은 본 발명에 의한 연료전지를 이용한 세탁기는 다음과 같은 작용효과를 갖는다.The washing machine using the fuel cell according to the present invention as described above has the following effects.
즉, 상기 연료탱크(11)로부터 공급되는 연료액이 물과 공기와 혼합되면서 개질기(12)로 유입되고, 이 연료액의 일부는 개질기(12)의 버너(12B)로 유입되어 연소되고 나머지는 반응로(12A)로 유입되어 탈황반응 및 개질반응 그리고 수소정제반응을 거치면서 수소를 발생시키게 되며, 이 수소는 스택(13)의 연료극(13B)으로 공급되어 공기극(13C)으로 공급되는 산소와 함께 전기화학적 반응을 거치면서 전기와 열을 발생시키게 되고, 이 중 전기는 전력변환기(14)를 거쳐 각각의 전기제품에 인가되면서 전원으로 사용되는 반면 열은 별도의 열회수장치인 축열탱크(15)에 저장되어 온수의 열원으로 이용된다.That is, the fuel liquid supplied from the fuel tank 11 is introduced into the
이때, 상기 연료전지 시스템(10)의 스택(13)에서 만들어진 전기는 세탁기 본체(20)의 구동모터(23)로 인가되어 구동모터(23)를 동작시킴으로써 세탁시 내조(22) 또는 펄세이터(22a)를 회전시키는 한편, 상기 개질기(12) 및 스택(13)에서 발생되는 폐열은 축열탱크(15)를 거쳐 그 일부는 세탁수를 가열하여 온수를 만드는데 활용되는 반면 나머지는 스팀발생기(미도시)에 전달되어 스팀을 만드는데 활용된다. At this time, the electricity generated in the
즉, 세탁시 세탁물의 종류 또는 세탁모드의 종류에 따라 온수를 이용한 세탁이 필요하게 되는데, 이때 상기 세탁기 본체(20)는 마이콤(26)에 의해 온수의 필요 량이 산출되어 이를 온수량 조절부재(24b)에 전달하게 되고 이를 전달받은 온수량 조절부재(24b)가 열리거나 또는 구동되어 상기한 연료전지 시스템(10)에서 만들어진 온수가 온수공급관(24a)을 통해 세탁중에 내조(22)로 공급되면서 세탁모드를 진행하게 된다.That is, when washing is required to wash using hot water according to the type of laundry or the type of washing mode, the
다음, 상기 세탁기 본체(20)가 일련의 세탁/헹굼 그리고 탈수모드를 모두 거친 이후에는 상기한 마이콤(26)에 의해 스팀발생기(미도시)가 동작되어 그 스팀발생기에서 소정량의 스팀이 만들어지면서 세탁기 본체(20)의 외조(21) 안쪽으로 공급되고, 이 스팀은 내조(22)의 탈수공(미도시)을 통해 세탁물에 스며들면서 각각의 세탁물 속에 남아있던 세균을 고온으로 살균하게 되는 것이다.Next, after the washing machine
이렇게 하여, 세탁기를 구동시키는데 필요한 전기를 연료전지를 이용하여 각 가정마다 개별적으로 얻을 수 있게 됨에 따라 이를 위한 거대한 발전시설이나 송배전시설 등의 추가적인 건설을 미연에 방지할 수 있고, 또한 전기를 얻는 중에 발생되는 폐열을 재활용하여 세탁중에 온수를 공급하거나 또는 세탁후 살균을 할 수 있게 됨에 따라 온수 또는 살균을 위한 별도의 연소장비를 구비하지 않고도 세탁중에 온수를 공급하거나 또는 세탁후 살균용 스팀을 공급할 수 있어 세탁물을 깨끗하고 청결하게 세탁할 수 있게 된다.In this way, the electricity required to drive the washing machine can be obtained for each household individually using fuel cells, thereby preventing additional construction of huge power generation facilities, transmission and distribution facilities, and the like. Since the waste heat generated can be recycled to supply hot water during washing or sterilization after washing, hot water can be supplied during washing or sterilization steam after washing without having a separate combustion equipment for hot water or sterilization. The laundry can be washed clean and clean.
본 발명에 의한 연료전지를 이용한 세탁기는, 연료전지에서 발생되는 열을 이용하여 만들어진 온수 및 스팀을 세탁기 본체에 공급하여 온수세탁 또는 세탁후 살균운전을 실시할 수 있도록 함과 아울러 그 연료전지에서 발생되는 전기를 이용 하여 구동모터를 구동시킬 수 있도록 구성함으로써, 전기를 얻기 위한 거대한 발전시설이나 송배전시설 등의 추가적인 건설을 미연에 방지할 수 있고, 온수 또는 살균을 위한 별도의 연소장비를 구비하지 않고도 세탁중에 온수를 공급하거나 또는 세탁후 살균용 스팀을 공급할 수 있어 세탁물을 깨끗하고 청결하게 세탁할 수 있게 된다.Washing machine using a fuel cell according to the present invention, by supplying hot water and steam made by using the heat generated from the fuel cell to the washing machine body to perform the hot water washing or sterilization operation after washing and generated in the fuel cell By constructing to drive the driving motor by using electricity, it is possible to prevent the additional construction of huge power generation facilities and transmission and distribution facilities for obtaining electricity, and without having a separate combustion equipment for hot water or sterilization. It is possible to supply hot water during washing or to sterilize steam after washing, so that laundry can be washed cleanly and cleanly.
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