KR100933380B1 - Carrier-type reactant filling device - Google Patents

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KR100933380B1
KR100933380B1 KR1020040080114A KR20040080114A KR100933380B1 KR 100933380 B1 KR100933380 B1 KR 100933380B1 KR 1020040080114 A KR1020040080114 A KR 1020040080114A KR 20040080114 A KR20040080114 A KR 20040080114A KR 100933380 B1 KR100933380 B1 KR 100933380B1
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호발트스벨케-도이췌 벨프트 게엠베하
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Abstract

본 발명은 연료전지 시스템이 탑재된 잠수함을 충전하기 위한 가반형(可搬型 :portable type) 반응물 충전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 충전과정을 모니터링하기 위한 모니터링 유닛이 배치되어 있는 적어도 하나의 가반형 의장 컨테이너, 잠수함에 수소를 충전하기 위한 가반형 충전기, 및 잠수함 내에 배치된 수소저장장치에 냉각수를 공급하기 위한 가반형 냉각수 공급장치가 설치되어 있는 가반형 반응물 충전장치에 관한 것이다.

Figure R1020040080114

The present invention relates to a portable type reactant charging device for charging a submarine equipped with a fuel cell system, and more particularly, at least one portable device having a monitoring unit arranged to monitor the charging process. It relates to a portable reactant filling device equipped with a type design container, a portable charger for charging hydrogen in a submarine, and a portable cooling water supply device for supplying cooling water to a hydrogen storage device disposed in the submarine.

Figure R1020040080114

Description

가반(可搬)형 반응물 충전장치 {TRANSPORTABLE REACTANT FILLING STATION} Portable Reactor Filler {TRANSPORTABLE REACTANT FILLING STATION}             

도 1은 본 발명에 따른 반응물 충전장치를 나타내는 개략도, 및1 is a schematic view showing a reactant filling apparatus according to the present invention, and

도 2는 잠수함을 충전하기 위해 부두에 설치된 반응물 충전장치의 구조를 나타내는 개략도이다.
Figure 2 is a schematic diagram showing the structure of the reactant filling device installed in the dock to fill the submarine.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

2: 의장 컨테이너(equipping container)2: equipping container

4, 6: 컨테이너 8: 운반 컨테이너4, 6: Container 8: Carrying Container

10: 유입구 12: 수소 저장장치의 가스 연결구10: inlet 12: gas connection of hydrogen storage

14: 유입구 16: 배출구14: inlet 16: outlet

18: 라인 20: 해수 연결구18: line 20: seawater connector

22: 호스 라인 24: 전기 라인22: hose line 24: electric line

26: LOX-연결구 28: GN2-연결구26: LOX end connection 28: GN 2 end connection

30: 부두 32: 전기 연결라인30: Pier 32: Electric Connection Line

34: 전류 단자 35: LH2-탱크로리34: current terminal 35: LH 2 -tank lorry

36: 전기 라인 38: 접지포인트36: electrical line 38: ground point

40: 펌프장치 41, 42, 43: 라인40: pump device 41, 42, 43: line

44: 잠수함 45, 46, 47: 호스 라인44: submarine 45, 46, 47: hose line

48: 연결 라인 DVE: 가압 및 증발기 유닛48: connection line DVE: pressurization and evaporator units

KW: 냉각 유닛 DE: 충전기KW: Cooling Unit DE: Charger

SE: 모니터링 유닛 KE: 냉각수 공급장치SE: monitoring unit KE: coolant supply

OV: LOX 공급장치 NV: GN2 공급장치OV: LOX Supply NV: GN 2 Supply

본 발명은 연료전지 동력장치가 탑재된 잠수함을 충전하기 위한 가반형 반응물 충전장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a portable reactant charging device for charging a submarine equipped with a fuel cell power plant.

외기와 무관하게 에너지를 공급하기 위한 연료전지장치가 탑재된 잠수함은 공지되어 있다. 이 연료전지장치는 반응물로서 수소와 산소를, 그리고 세정용 고압가스로서 질소를 필요로 한다. 따라서, 이러한 소모성 물품을 잠수함에 충전할 필요가 있다. 지금까지는, 해양 및 군수 용도에 대한 요건을 충족하기에 적합한 반응물 충전장치는 없었다.Submarines equipped with a fuel cell device for supplying energy irrespective of outside air are known. This fuel cell device requires hydrogen and oxygen as reactants and nitrogen as a high pressure gas for cleaning. Therefore, it is necessary to fill such a consumable article in a submarine. To date, no reactant filler is suitable to meet the requirements for marine and military applications.

본 발명은 연료전지장치가 탑재된 잠수함을 연료로 충전하기 위한 반응물 충전장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a reactant filling device for filling a submarine equipped with a fuel cell device with fuel.

상기 목적은 청구항 제1항에 기재된 특징을 가지는 가반형 반응물 충전장치에 의해 달성된다. 바람직한 실시예들은 그 종속항에 제시되어 있다.This object is achieved by a portable reactant filling device having the features set forth in claim 1. Preferred embodiments are set forth in the dependent claims.

연료전지장치를 탑재한 잠수함을 연료로 충전하기 위한 본 발명의 가반형 반응물 충전장치는 적어도 하나의 가반형 의장 컨테이너(transportable equipping container)를 포함하고 있다. 이러한 의장 컨테이너 내에는, 바람직하게는 잠수함의 모든 연료 충전과정을 모니터링하기 위한 적어도 하나의 제어장치 또는 모니터링 장치가 설치되어 있다. 또한 수소로 잠수함을 충전하기 위한 가반형 충전기를 제공하는 것이 바람직하다. 충전기(가스 공급 경로 및 조절(폐회로 제어) 경로)는 기체 상태 수소공급의 연결구와 잠수함의 연결구 사이의 인터페이스를 형성한다. 이때 충전기는 잠수함 내 금속의 수소 저장장치의 충전을 제어할 수 있도록 수소 유량과 수소 압력을 조절하는 역할을 한다. 이러한 점에서 공급은 기체 상태의 수소로서 탱크(예: 탱크로리)로부터 바로 이루어지거나, 혹은 수소가 액체 상태로 공급되는 경우는 가압 및 증발기 유닛으로부터 이루어진다. 충전기는 H2 압력 및 유량을 제한 및 제어하는 역할을 한다. 잠수함 상에는 통상 안전 밸브가 장치되어 있지 않기 때문에, 특히 잠수함 내의 금속수소화물 수소저장장치는 충전기를 통해서 과도한 압력으로 되지 못하도록 안전하게 되어 있다.The portable reactant filling device of the present invention for filling a submarine equipped with a fuel cell device with fuel includes at least one portable equipping container. In this design container, at least one control device or monitoring device is preferably provided for monitoring all fuel filling processes of the submarine. It is also desirable to provide a portable charger for charging submarines with hydrogen. The charger (gas supply path and regulation (closed loop control) path) forms the interface between the connector of the gaseous hydrogen supply and the connector of the submarine. At this time, the charger controls the hydrogen flow rate and the hydrogen pressure to control the charging of the hydrogen storage device of the metal in the submarine. In this regard, the supply is from the tank (eg tank lorry) as gaseous hydrogen, or from the pressurization and evaporator units when hydrogen is supplied in the liquid state. The charger serves to limit and control the H 2 pressure and flow rate. Since submarines are usually not equipped with safety valves, in particular the metal hydride hydrogen storage devices in the submarine are safe from excessive pressure through the charger.

필수 구성요소로서 가반형의 반응물 충전장치는 또한 잠수함 내에 배치된 수소 저장장치에 냉각수를 공급하기 위한 가반형 냉각수 공급장치를 포함하고 있다. 금속수소화물 수소저장장치를 기체 상태 수소(GH2)로 충전하는 동안, 열이 방출된다. 즉, 수소흡수가 발열성의 방식으로 이루어진다. 금속수소화물 수소저장장치를 100% 충전하기 위해서는, 충전의 전체 기간에 걸쳐 최대 한도가 5℃인 일정한 수온이 유지되어야 하는데, 왜냐하면 그렇지 못할 경우 금속수소화물의 저장용량이 감소하기 때문이다. 따라서, 금속수소화물 수소저장장치는 수소의 충전이 이루어지는 동안 물, 바람직하게는 해수(海水)에 의해 냉각된다. 이 냉각수 공급장치는 금속수소화물 수소저장장치에 냉각수를 공급하는데 필요한 모든 설치 구성품을 포함하고 있다. 특히 이것들은 잠수함과 금속수소화물 수소저장장치에 필요한 냉각수를 공급하기 위한 적절한 연결라인과 펌프장치이다. 반응물 충전장치의 모든 설치 구성품은 가반형으로 설계됨으로써 전체 반응물 충전장치는 수소와 산소의 반응물과 세정용 고압가스인 질소로 잠수함을 충전시키기 위해, 용이하게 부두시설까지 운반될 수 있고, 그 부두시설에서 두 사람에 의해 설치될 수 있다.As an integral component, the portable reactant filler also includes a portable coolant supply for supplying cooling water to a hydrogen reservoir disposed in the submarine. While charging the metal hydride hydrogen storage device with gaseous hydrogen (GH 2 ), heat is released. That is, hydrogen absorption takes place in an exothermic manner. To 100% charge a metal hydride hydrogen storage device, a constant water temperature with a maximum limit of 5 ° C. must be maintained throughout the entire charge period, otherwise the storage capacity of the metal hydride is reduced. Thus, the metal hydride hydrogen storage device is cooled by water, preferably sea water, during the filling of hydrogen. This cooling water supply includes all the installation components needed to supply cooling water to the metal hydride hydrogen storage. In particular, these are suitable connection lines and pumping devices for the supply of cooling water for submarines and metal hydride storage systems. All installation components of the reactant filling unit are designed to be portable, so that the entire reactant filling unit can be easily transported to the wharf facility to fill the submarine with nitrogen, the reactant of hydrogen and oxygen and the high pressure gas for cleaning. Can be installed by two people.

의장 컨테이너 내에는 바람직하게는 추가의 설치 구성품에 전류를 공급하기 위한 전류 분배기가 장치되어 있다. 이는, 충전기, 펌프, 가압 및 증발기 유닛 그리고 여타 전기 작동 장치와 같은 추가의 설치 구성품이 의장 컨테이너의 전류 분배기에 연결될 수 있음을 의미한다. 전류 분배기는 선택적으로 400V, 50Hz 혹은 440V, 60Hz(NATO 지상 접속 표준에 상응함)로 이루어질 수 있는 것이 바람직한 외부의 전류 공급을 위한 적절한 인터페이스를 구비하고 있다. 또한, 바람직하게는 의장 컨테이너의 접지를 위한 접속포인트가 추가로 제공되는 것이 바람직하다.The design container is preferably equipped with a current distributor for supplying current to the further installation components. This means that additional installation components such as chargers, pumps, pressurization and evaporator units and other electrical actuating devices can be connected to the current distributor of the chairman container. The current divider is equipped with an appropriate interface for external current supply, which may preferably be of 400 V, 50 Hz or 440 V, 60 Hz (corresponding to the NATO terrestrial connection standard). In addition, it is preferable to further provide a connection point for grounding the design container.

상기 충전기는 굴려져서 의장 컨테이너 내로 들어갈 수 있는 것이 바람직하다. 그리고 나서 상기 충전기는 의장 컨테이너로부터 빼내질 수도 있다. 이러한 방식으로 가반할 설치 구성품의 수가 줄어들어 전체 반응물 충전장치가 원하는 사용 장소에 용이하게 재배치될 수 있다. 그 외에도 의장 컨테이너 내 충전기는 손상받지 않도록 보호되어 있다. 반응물 충전장치를 작동시키기 위해 충전기는 의장 컨테이너 외부에 배치할 수 있으며, 이 경우 모니터링 유닛과 마찬가지로 상기 충전기의 제어장치는 의장 컨테이너 내부에 견고하게 고정 설치되어 유지된다.Preferably, the charger can be rolled into the design container. The charger may then be withdrawn from the chairman container. In this way, the number of installation components to carry is reduced so that the entire reactant filler can be easily relocated to the desired place of use. In addition, the charger in the design container is protected from damage. The charger can be placed outside the chairman container to operate the reactant filling device, in which case the control unit of the charger, like the monitoring unit, remains firmly fixed inside the chairman container.

또한 냉각수 공급장치는 의장 컨테이너 내부에 수납되어 있되, 이 의장 컨테이너로부터 빼내어질 수 있는 것이 바람직하다. 즉, 전체 냉각수 공급장치, 보다 상세하게는 연결라인 및 펌프가 운반을 위해 의장 컨테이너 내에 견고하게 수납될 수 있다. 반응물 충전장치의 작동 개시 시에, 냉각수 공급장치의 구성부재들은 컨테이너로부터 제거되어, 수소 충전 시에 수소화물 저장장치를 냉각시킬 수 있도록, 잠수함에 필요한 냉각수, 바람직하게는 해수를 공급하기 위해 잠수함 또는 해수 근처에 설치되는 것이 바람직하다.In addition, the cooling water supply device is housed inside the design container, it is preferable that can be removed from the design container. That is, the entire cooling water supply, more particularly the connection line and the pump, can be firmly housed in the design container for transport. At the start of the reactant filling, the components of the cooling water supply are removed from the container to allow cooling of the hydride storage during hydrogen charging, so that the submarine or submersible for supplying cooling water, preferably seawater, is required. It is desirable to be installed near sea water.

냉각수 공급장치는 바람직하게는 전류 분배기에 전기적으로 연결될 수 있고 작동 시에 바람직하게는 모니터링 유닛에 의해 모니터링이 가능한 펌프장치를 포함한다. 또한, 그로 인해 냉각수 공급장치의 펌프장치에는 전류 분배기를 통해 중앙에서 전류가 공급될 수 있다. 그 외에도 의장 컨테이너 내의 모니터링 유닛과 연결됨으로써 연료 충전이 이루어지는 동안 완전한 연료충전에 필요한 온도로 금속수소화물 수소저장장치를 유지할 수 있도록 냉각 과정 또한 모니터링 유닛에 의해 모니터링 될 수 있다. 예를 들어, 냉각수 공급장치는 고장 시에 고장신호를 의장 컨테이너 내의 모니터링 유닛에 전송하는 자체의 제어 및 조절 유닛을 포함할 수 있으며, 모니터링 유닛은 고장신호를 사용자에게 보내어 연료 충전 과정을 중단할 수 있다.The cooling water supply preferably comprises a pump device which can be electrically connected to the current distributor and, in operation, is preferably monitorable by a monitoring unit. Also, the pump device of the cooling water supply device can thereby be supplied with a current centrally through the current distributor. In addition, the cooling process can also be monitored by the monitoring unit in conjunction with the monitoring unit in the design container to maintain the metal hydride hydrogen storage at the temperature required for complete fuel charging during fuel charging. For example, the coolant supply can include its own control and regulation unit that sends a fault signal to the monitoring unit in the chair container in the event of a fault, which can send a fault signal to the user to stop the fuel filling process. have.

일 실시예에 따르면, 가반형 냉각 유닛이 냉각수 공급장치에 의해 요구되는 냉각수를 냉각시키기 위하여 추가로 제공된다. 이러한 냉각 유닛은 해수의 온도가 5℃ 보다 더 높은 경우 냉각에 사용되는 해수를 냉각시키기 위해 필요하다. 금속수소화물 수소 저장장치를 완전하게 연료로 충전하기 위해 전체 충전 과정동안 최대한도 5℃의 냉각수 온도가 보장되어야 한다. 주변 해수의 온도가 보다 높은 경우라면, 금속수소화물 수소 저장장치를 완전히 충전할 필요가 없거나, 해수를 원하는 온도까지 냉각시키기 위해 적절한 냉각 유닛을 사용하여야만 한다. 이 냉각 유닛은 냉각장치를 포함하는데 이 냉각장치의 요구되는 성능은 주변의 파라미터, 특히 사용되는 해수의 온도에 따라 좌우된다. 상기 냉각 유닛은 바람직하게는 기타의 잔여 설치 구성품들과는 별도로 설계됨으로써, 해수 온도가 너무 높아서 냉각이 필요할 때에만 사용할 필요가 있다. 이 냉각 유닛의 전기 공급은 별도로 이루어지거나, 의장 컨테이너의 전류 분배기를 통해서도 이루어진다. 추가로 안전상의 이유에서 냉각 유닛에 접지가 제공된다. 자체의 제어 및 조절 유닛이 냉각 유닛 내에 마련되어, 의장 컨테이너의 중앙의 모니터링 유닛에 연결되어 있음으로써 냉각 유닛이 고장난 경우 고장 신호를 모니터링 유닛으로 전달할 수 있다.According to one embodiment, a portable cooling unit is further provided for cooling the cooling water required by the cooling water supply. This cooling unit is necessary to cool the seawater used for cooling if the temperature of the seawater is higher than 5 ° C. In order to fully charge the metal hydride hydrogen storage, a maximum of 5 ° C coolant temperature must be guaranteed during the entire filling process. If the ambient seawater is at a higher temperature, it is not necessary to fully charge the metal hydride hydrogen reservoir or an appropriate cooling unit must be used to cool the seawater to the desired temperature. The refrigeration unit includes a chiller whose required performance depends on the surrounding parameters, in particular the temperature of the seawater used. The cooling unit is preferably designed separately from the other remaining installation components, so it needs to be used only when the sea water temperature is too high to require cooling. The electrical supply of this cooling unit is done separately or via the current distributor of the design container. In addition, grounding is provided to the cooling unit for safety reasons. Its own control and regulation unit is provided in the cooling unit and is connected to the monitoring unit in the center of the chairman container, which can transmit a failure signal to the monitoring unit in the event of a cooling unit failure.

다른 실시예에 따르면, 액체 수소를 증발시켜 그것을 충전기에 공급하도록 충전기와 연결될 수 있는 가반형 가압 및 증발기 유닛이 설치되어 있다. 이 가압 및 증발기 유닛은 잠수함을 충전하기 위해 수소가 액체 상태로 준비될 경우 필요한데, 그 이유는 잠수함의 금속수소화물 수소저장장치는 오직 기체 상태의 수소로만 충전되기 때문이다. 가압 및 증발기 유닛은 별도의 유닛으로서 설계됨으로써 수소가 액체 상태로 공급된다면 반응물 충전장치에 대해 상기 가압 및 증발기 유닛이 이용될 필요가 있도록 되어 있는 것이 바람직하다. 수소가 기체 상태로 공급되는 경우, 가압 및 증발기 유닛이 없어도 됨으로써, 상기 가압 및 증발기 유닛을 부두까지 운반할 필요가 없다.According to another embodiment, a portable pressurization and evaporator unit is provided that can be connected with the charger to evaporate liquid hydrogen and supply it to the charger. This pressurization and evaporator unit is required when hydrogen is prepared in liquid state to fill the submarine, since the submetal hydride hydrogen storage is only charged with gaseous hydrogen. The pressurization and evaporator units are preferably designed as separate units so that the pressurization and evaporator units need to be used for the reactant filler if hydrogen is supplied in the liquid state. When hydrogen is supplied in a gaseous state, the pressurization and evaporator units may be eliminated, thereby eliminating the need to carry the pressurization and evaporator units to the quay.

가압 및 증발기 유닛은 의장 컨테이너 내 전류 분배기와 전기적으로 연결되는 것이 바람직하며, 모니터링 유닛에 의해 모니터링 될 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로 가압 및 증발기 유닛의 전기 공급은 또한 가압 및 증발기 유닛의 중앙에서 의장 컨테이너 내 전류 분배기를 통해 이루어질 수 있다. 만일 가압 및 증발기 유닛이 의장 컨테이너의 모니터링 유닛과 연결되어 있다면, 모니터링 유닛은 마찬가지로 잠수함을 연료로 충전할 때에 액체 상태의 수소에 대한 증발 과정의 모니터링을 담당할 수 있다. 이를 위해, 가압 및 증발기 유닛에는 고장 시에만 고장신호를 컨테이너의 모니터링 유닛으로 전송하는 자체의 제어 및 조절 장치가 설치될 수 있다. 따라서 모니터링 유닛은 전체 연료 충전 과정을 모니터링 하는 중앙 모니터링 장치로서의 기능을 하게 된다. 전류를 공급하고, 의장 컨테이너 내 모니터링 유닛과 연결하기 위한 전기 단자들 외에도 가압 및 증발기 유닛은 또한 안전상의 이유에서 상기 가압 및 증발기 유닛을 접지시키기 위한 단자를 포함하는 것이 바람직하다.The pressurization and evaporator units are preferably electrically connected with the current distributors in the chairman container, and preferably can be monitored by the monitoring unit. In this way the electrical supply of the pressurization and evaporator units can also take place via a current distributor in the design container at the center of the pressurization and evaporator units. If the pressurization and evaporator unit is connected with the monitoring unit of the chairman container, the monitoring unit can likewise be responsible for monitoring the evaporation process for the hydrogen in the liquid state when filling the submarine with fuel. To this end, the pressurization and evaporator units can be equipped with their own control and regulation devices that transmit fault signals to the monitoring unit of the container only in the event of a fault. The monitoring unit thus functions as a central monitoring device for monitoring the entire fuel filling process. In addition to the electrical terminals for supplying current and connecting with the monitoring unit in the design container, the pressurization and evaporator units also preferably comprise terminals for grounding the pressurization and evaporator units for safety reasons.

특히, 의장 컨테이너, 냉각 유닛과 가압 및 증발기 유닛 중 하나 이상(하나를 포함함)은 표준 컨테이너로서, 그리고 특히 20′표준 컨테이너 혹은 컨테이너 프레임으로서 설계되어 있는 것이 바람직하다. 표준 컨테이너로서 반응물 충전장치의 개별 구성품들을 설계함으로써, 전체 반응물 충전장치를 육상, 공중 및 해상으로 운반하는 것이 간단해질 수 있고, 표준 컨테이너의 운반에 적합한 모든 운송 수단이 이용될 수 있다. 따라서, 특수한 운반매체가 필요하지 않다. 그 외에도 상기 컨테이너는 운반 도중 반응물 충전장치의 개별 구성품들을 양호하게 보호한다. 그러므로, 상기 컨테이너는 특히 내해수성(resistant to seawater)의 방식으로 설계될 수 있다. 더욱이, 선박용 도어와 창을 구비한 컨테이너의 중후한 설계가 바람직하다. 만일 반응물 충전장치가 필요하지 않을 때에는, 상기 컨테이너들은 용이하게 적층되거나 보관될 수 있다. 최소한의 구성에서 반응물 충전장치는 적어도 충전기와 모니터링 유닛, 및 시스템을 연결하기 위한 호스와 전기 라인이 수납되는 컨테이너를 포함한다. 충전기는 이 충전기를 굴려서 의장 컨테이너로부터 빠져나와 작동되도록 될 수 있는 반면, 충전기용의 전류 분배기, 모니터링 유닛 및 제어 장치는 의장 컨테이너 내에 고정되어 설치되는 것이 바람직하다. 그 외에도 상기 의장 컨테이너 내에는 냉각수 펌프와 호스 연결부를 구비한 냉각수 공급장치가 배치됨으로써 컨테이너 내에 또한 금속수소화물 수소 저장장치를 냉각시키는데 필요한 모든 장치들이 장착된다. 그러므로 이러한 최소구성의 경우에, 잠수함을 별도로 준비된 반응물로 충전하기 위해서는, 부두까지 가져갈 필요가 있는 의장 컨테이너만 있으면 된다. 가압 및 증발기 유닛은, 다른 하나의 컨테이너 내에 수용되는 것이 바람직한데, 수소가 액체 상태로 공급되는 경우에는 상기 다른 하나의 컨테이너만 부두까지 옮겨질 필요가 있다. 냉각 유닛도 또 다른 하나의 컨테이너 내에 수용되는 것이 바람직한데, 냉각을 위해 이용할 수 있는 해수의 온도가 너무 높은 경우 상기 또 다른 하나의 컨테이너만 부두까지 옮겨질 필요가 있다. 그러므로, 완전한 구조에서 가반형 반응물 충전장치는 바람직하게는 그 치수가 20′표준 컨테이너에 상응하는 3개의 컨테이너를 포함한다. 추가적으로 잔여 컨테이너에 수납할 수 없는 의장 구성품들을 수납할 수 있도록 제4 운반 컨테이너가 제공될 수 있다. 그 외에도 상기 컨테이너들 중 하나, 특히 바람직하게는 의장 컨테이너에는 작업자를 상기 구성품들로부터 보호하도록 작업자를 위한 체류 공간이 마련되어 있다.In particular, it is preferred that at least one of the design container, the cooling unit and the pressurization and evaporator unit is designed as a standard container and in particular as a 20 'standard container or container frame. By designing the individual components of the reactant filler as a standard container, the transport of the entire reactant filler on land, air and sea can be simplified and any vehicle suitable for the transport of standard containers can be used. Thus, no special carrier medium is required. In addition, the container provides good protection for the individual components of the reactant filling device during transport. Therefore, the container can be designed in particular in a manner resistant to seawater. Moreover, the heavy design of the container with the ship's doors and windows is desirable. If no reactant filling device is required, the containers can be easily stacked or stored. In a minimum configuration, the reactant filling device includes at least a charger and a monitoring unit, and a container in which hoses and electrical lines for connecting the system are stored. The charger may be rolled out of the charger container to be operated out of the chair container, whereas the current distributor, monitoring unit and control device for the charger is preferably fixedly installed in the chair container. In addition, in the design container, a cooling water supply device having a cooling water pump and a hose connection is disposed so that all the devices necessary for cooling the metal hydride hydrogen storage device are also installed in the container. Therefore, in this minimal configuration, to fill the submarine with a separately prepared reactant, only a design container that needs to be taken to the pier is required. The pressurization and evaporator units are preferably housed in another container, where only the other container needs to be transferred to the quay if hydrogen is supplied in the liquid state. The cooling unit is also preferably housed in another container, where only another container needs to be transferred to the dock if the temperature of the seawater available for cooling is too high. Therefore, in a complete configuration, the portable reactant filling device preferably comprises three containers whose dimensions correspond to a 20 'standard container. In addition, a fourth transport container may be provided to accommodate design components that may not be housed in the remaining container. In addition, one of the containers, particularly preferably the design container, is provided with a residence space for the worker to protect the operator from the components.

또한, 저온의 산소로 상기 잠수함을 충전하기 위한 LOX 공급장치(OV)들이 의장 컨테이너 내에 제거 가능한 방식으로 수납되어 있는 것이 바람직하다. 외기와 무관한 연료전지장치의 작동을 보장하기 위하여 상기 잠수함을 산소로 충전하는 것이 필요하다.
보다 더 바람직하게는, 컨테이너 내에는 잠수함에 질소를 충전하기 위한 장치들이 제거될 수 있는 방식으로 장착된다. 이 장치는, 이동식 콤프레셔 스테이션과, 질소 압축가스용기를 잠수함의 연료 충전 연결구에 연결하기 위하여, 필요한 호스라인 및 연결부로 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 장치에서 잠수함을 질소로 충전하기 위한 구성품들은, 의장 컨테이너로부터 분리되어 잠수함을 질소로 충전할 수 있도록 잠수함 근처에 설치되어 빼낼 수 있게끔 의장 컨테이너 내에 설치된다.It is also preferred that LOX supplies OV for filling the submarine with low temperature oxygen are housed in a removable manner in the design container. It is necessary to charge the submarine with oxygen to ensure the operation of the fuel cell apparatus independent of the outside air.
Even more preferably, the container is mounted in such a way that the devices for filling nitrogen into the submarine can be removed. The device is preferably composed of a mobile compressor station and a hose line and connections necessary for connecting the nitrogen compressed gas container to the fuel filling connection of the submarine. In such a device, the components for filling the submarine with nitrogen are installed in the chairman container so that they can be removed from the chairman container and installed near the submarine so that the submarine can be filled with nitrogen.

보다 더 바람직하게는, 의장물들을 수납하기 위한 추가의 운반 컨테이너가 제공되고, 이 운반 컨테이너는 전류 공급을 위해 마찬가지로 의장 컨테이너 내 전류 분배기와 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 방식으로 의장 컨테이너의 전류 분배기는 서로 다른 반응물 충전장치의 설치 구성품들을 위한 중앙 전류공급장치로서의 기능을 하게 된다. 예를 들면, 상기 운반 컨테이너 내에는 전기로 작동되는 조명 장치가 장착될 수 있다.Even more preferably, an additional carrying container is provided for receiving the outfits, which can likewise be electrically connected with a current distributor in the outfitting container for the current supply. In this way, the current divider of the chairman container functions as a central current supply for the installation components of the different reactant filling devices. For example, the transport container may be equipped with an electrically operated lighting device.

반응물 충전장치의 설치 구성품들을 잠수함과 연결하는 모든 호스 및 연결 라인들은 바람직하게는, 상이한 부두 높이에서도 잠수함이 반응물 충전장치의 설치 구성품들과 연결될 수 있고 높이 차이 또한 예컨대 조수간만차에 따라 조정될 수 있도록 길고 휠 수 있는 성질을 구비하여 설계되어 있다. 특히, 냉각 유닛과 냉각수 공급장치는 부두 높이가 상이한 경우에도 해수가 흡입되어 냉각수로서 잠수함의 금속수소화물 수소저장장치에 유도될 수 있도록 설계되어 있다. 잠수함을 연결하기 위한 호스들에는 잠수함으로의 송출장치, 장력완화장치(tension relief device) 및 손상 방지장치가 설치되는 것이 바람직하다.All hoses and connecting lines connecting the installation components of the reactant filling device to the submarine are preferably such that the submarine can be connected to the installation components of the reactant filling device at different dock heights and the height difference can also be adjusted according to tidal tides, for example. It is designed with long and bendable properties. In particular, the cooling unit and the cooling water supply device are designed such that even when the pier height is different, seawater is sucked in and guided to the metal hydride hydrogen storage device of the submarine as cooling water. The hoses for connecting the submarines are preferably provided with a delivery device, a tension relief device, and a damage prevention device to the submarine.

이하에서는 본 발명이 실례로서 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 기술하기로 한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings as an example.

도 1은 본 발명에 따른 완전한 형태의 반응물 충전장치의 구조를 블록선도로 개략적으로 도시하고 있다. 실시예에 따른 완전한 형태는 4개의 컨테이너, 즉 의장 컨테이너(2), 가압 및 증발기 유닛(DVE)을 구비한 컨테이너(4), 냉각 유닛(KW)을 구비한 컨테이너(6) 및 운반 컨테이너(8)로 이루어져 있다.Figure 1 schematically shows a block diagram of the structure of the reactant filling device of the complete form according to the present invention. The complete form according to the embodiment consists of four containers: a container 2, a container 4 with a pressurization and evaporator unit DVE, a container 6 with a cooling unit KW and a transport container 8 )

가반형의 반응물 충전장치의 핵심적 부분은 의장 컨테이너(2)이다. 의장 컨테이너(2)에는, 잠수함의 금속수소화물 수소저장장치의 연료 충전을 위한 가스 공급 및 조절경로로서의 기능을 하며 굴려질 수 있게 설계되어 있는 충전기(DE)가 배치되어 있어서 이 충전기가 연료전지장치를 작동시키기 위해 의장 컨테이너(2)로부터 빼내어질 수 있다. 금속수소화물 수소저장장치를 가스 형태의 수소로 충전할 때의 유량과 압력이 충전기를 통해서 설정되거나 조절된다. 또한, 최대 충전량뿐만 아니라 최대 충전압력이 충전기를 통해 조절된다. 또한, 잠수함 상에는 통상적으로 안전 밸브가 설치되어 있지 않기 때문에, 상기 충전기가 금속수소화물 수소저장장치가 과도한 압력으로 되지 못하도록 안전하게 하는 역할을 한다. 또한, 의장 컨테이너(2) 내에는 중앙 모니터링 유닛으로서 잠수함을 반응물로 충전하는 모든 충전과정을 모니터링하는 모니터링 유닛(SE) 및 제어 및 조절 유닛이 장착되어 있다. 또한, 의장 컨테이너 내에는 충전기(DE)를 제어 또는 조절하기 위해 그 충전기(DE)와 연결되어 있는 충전기용의 제어 및 조절 유닛이 고정되어 배치되어 있다. 이 제어 및 조절 유닛은 또한 반응물 충전장치의 작동 시에도 의장 컨테이너 내부에 보존된다. 충전기용의 모니터링 유닛 및 제어 및 조절 유닛은 별도의 스위치 캐비닛으로서 의장 컨테이너(2) 내부에 고정 설치되는데, 상기 제어 및 조절 유닛과 모니터링 유닛의 사이에서 고장 신호 혹은 제어 신호가 전송될 수 있도록 제어 및 조절 유닛은 모니터링 유닛과 연결될 수 있다.The key part of the portable reactant filling device is the design container (2). In the design container 2, a charger DE which is designed to be rolled and functions as a gas supply and control path for fuel charging of a metal hydride hydrogen storage device of a submarine is arranged, and the charger is a fuel cell device. Can be removed from the chairman container 2 to operate it. The flow rate and pressure when the metal hydride hydrogen storage device is charged with gaseous hydrogen are set or regulated via a charger. In addition, the maximum charging pressure as well as the maximum charging pressure is adjusted via the charger. In addition, since the safety valve is not normally installed on the submarine, the charger serves to secure the metal hydride hydrogen storage device against excessive pressure. The chairman container 2 is also equipped with a monitoring unit SE and a control and regulation unit which monitors all filling processes for filling the submarine with reactants as a central monitoring unit. In addition, in the design container, a control and adjustment unit for a charger connected to the charger DE is fixedly arranged to control or adjust the charger DE. This control and regulation unit is also stored inside the design container during the operation of the reactant filling device. The monitoring unit and the control and regulation unit for the charger are fixedly installed inside the design container 2 as a separate switch cabinet, which controls and transmits a fault signal or a control signal between the control and regulation unit and the monitoring unit. The regulation unit can be connected with the monitoring unit.

그 외에도 의장 컨테이너(2) 내에는 이 의장 컨테이너로부터 빼낼 수 있는 냉각수 공급장치(KE)가 수납된다. 냉각수 공급장치(KE)는 적어도 하나의 펌프장치와, 이 펌프장치를 통해 해수를 흡입하여 냉각을 위해 잠수함 내의 금속수소화물 수소저장장치로 공급하는데 필요한 호스 라인들로 이루어져 있다. 호스 라인들은 부두 높이가 상이하고 수위가 변동할 때에도 냉각수 공급장치의 작동을 보장할 수 있도록 충분한 길이와 가요성 성질을 구비하여 설계되어 있다. 상기 냉각수 공급장치는 의장 컨테이너로부터 빼내어져서 잠수함 근처의 부두에 곧바로 설치될 수 있다. 이러한 방식으로 필요한 호스 라인의 길이는 짧게 유지할 수 있다. 냉각수 공급장치(KE)의 제어 및 조절장치는 모니터링 유닛(SE)과 연결되어 있어서, 냉각수 공급장치의 제어 및 조절 유닛은 고장 신호를 모니터링 유닛(SE)에 전송할 수 있게 된다. 냉각수 공급장치(KE)의 제어 및 조절장치는 냉각수 공급장치의 제어를 담당하는데, 냉각수 공급장치의 펌프장치는 충전 과정 동안 금속수소화물 수소저장장치의 온도가 소정의 값으로 유지되는 방식으로 제어 또는 조절된다.In addition, in the design container 2, the cooling water supply device KE which can be taken out from this design container is accommodated. The cooling water supply (KE) consists of at least one pumping device and hose lines necessary to suck seawater through the pumping device and supply it to the metal hydride hydrogen storage in the submarine for cooling. The hose lines are designed with sufficient length and flexibility to ensure operation of the coolant supply even at different pier heights and fluctuating water levels. The cooling water supply can be removed from the chairman container and installed directly on the pier near the submarine. In this way the length of the hose line required can be kept short. The control and regulation device of the coolant supply device KE is connected to the monitoring unit SE, so that the control and regulation unit of the coolant supply device can transmit a failure signal to the monitoring unit SE. The control and control of the coolant supply unit KE is responsible for the control of the coolant supply unit. The pump unit of the coolant supply unit controls or maintains the temperature of the metal hydride hydrogen storage unit at a predetermined value during the charging process. Adjusted.

그 외에도, 의장 컨테이너(2) 내에는 잠수함에 액화산소(LOX)를 공급하기 위한 LOX 공급장치(OV)와 질소가스(GN2)를 공급하기 위한 GN2 공급장치(NV)가 수납되어 있다. 이러한 장치들은, 액체 상태 산소를 포함하는 탱크뿐만 아니라 기체 상태 질소(N2)를 포함하는 압축가스용기를 잠수함의 대응하는 충전 연결구와 연결하는데 필요한 호스 연결부와 연결구이다. N2 충전을 위해서, 바람직하게는 압축공기 구동장치를 탑재한 콤프레셔 스테이션과 감압장치가 제공된다. 이 LOX 공급장치(OV)와 GN2 공급장치(NV)는 마찬가지로 빼낼 수 있는 방식으로 의장 컨테이너(2) 내에 수납되어 있음으로써 충전 시에 잠수함을 각각의 탱크와 연결하도록 부두로 바로 가져갈 수 있다. 산소는 잠수함에서 연료전지장치를 외기와 무관하게 작동시키는 역할을 한다. 질소(N2)는 세정가스, 압축가스 및 보호가스로서 사용된다.In addition, the design container 2 houses a LOX supply device OV for supplying liquefied oxygen LOX and a GN 2 supply device NV for supplying nitrogen gas GN2 to the submarine. These devices are hose connections and connectors required to connect not only tanks containing liquid oxygen but also compressed gas containers containing gaseous nitrogen (N 2 ) with the corresponding filling connections of the submarine. For charging N 2 , a compressor station and a pressure reduction device equipped with a compressed air drive are preferably provided. The LOX feeder OV and GN 2 feeder NV are similarly retractable and housed in the design container 2 so that the submarine can be brought directly to the pier to connect to each tank during filling. Oxygen acts to operate the fuel cell system independent of the outside air in the submarine. Nitrogen (N 2 ) is used as the cleaning gas, compressed gas and protective gas.

충전기(DE)는 유입구(10)에서는 기체 상태의 수소(GH2)의 소스(source)와 연결되고 배출구에서는 잠수함의 수소 저장장치의 가스 연결구(12)와 연결된다. 잠수함의 금속수소화물 수소저장장치의 충전은 기체 상태의 수소에 의해서만 이루어진다. 따라서, 충전기(DE)에는 또한 기체 상태의 수소가 공급되어야 한다. 기체 상태의 수소는 적절한 압축가스 탱크에서 직접 이용할 수 있게 되거나, 혹은 액체 상태의 수소로부터 생성되어야 한다. 이를 위해, 도시한 완전한 형태에서 추가의 구성요소로서 컨테이너(4) 내에는 가압 및 증발기 유닛(DVE)이 장치되어 있다. 이 가압 및 증발기 유닛(DVE)의 유입구(14)에서는 적절한 탱크, 예컨대 탱크로리나 탱크 컨테이너로부터 액체 상태의 수소(LH2)가 공급된다. 상기 가압 및 증발기 유닛(DVE)의 배출구(16)에서는 충전기(DE)의 유입구(10)로 공급되는 기체 상태의 수소가 방출된다. 이 가압 및 증발기 유닛(DVE)은 그 제어 및 전류 공급을 위해 하나의 라인(18) 또는 여러 개의 라인(18)들을 통해 모니터링 유닛(SE)과 의장 컨테이너(2) 내 전류 분배기와 연결된다. 가압 및 증발기 유닛(DVE)은, 고장 신호를 의장 컨테이너 내 모니터링 유닛(SE)에 전송할 수 있도록 이 모니터링 유닛(SE)과 연결되어 있는 자체의 제어 및 조절 장치를 갖고 있다. 그러므로, 가압 및 증발기 유닛(DVE)의 작동은 상기 제어 및 조절 장치를 통해 제어 또는 조절되고, 모니터링 유닛(SE)에 의해 모니터링된다. 상기 가압 및 증발기 유닛(DVE)의 전류 공급은 의장 컨테이너(2) 내에 설치되어 있는 중앙 전류 분배기(본원에서는 미도시)를 통해 혹은 별도의 전류 단자를 통해 이루어질 수 있다. The charger DE is connected to the source of gaseous hydrogen GH 2 at the inlet 10 and to the gas connector 12 of the hydrogen storage of the submarine at the outlet. The submarine's metal hydride storage is only charged with gaseous hydrogen. Thus, the charger DE must also be supplied with gaseous hydrogen. The gaseous hydrogen must be available directly in a suitable compressed gas tank or must be produced from liquid hydrogen. For this purpose, a pressurization and evaporator unit (DVE) is provided in the container 4 as a further component in the form shown. Inlet 14 of this pressurization and evaporator unit DVE is supplied with liquid hydrogen LH 2 from a suitable tank, such as a tank lorry or a tank container. In the outlet 16 of the pressurization and evaporator unit DVE, gaseous hydrogen supplied to the inlet 10 of the charger DE is discharged. This pressurization and evaporator unit DVE is connected to the monitoring unit SE and the current distributor in the chairman container 2 via one line 18 or several lines 18 for control and current supply thereof. The pressurization and evaporator unit DVE has its own control and regulating device which is connected to this monitoring unit SE so that a failure signal can be transmitted to the monitoring unit SE in the design container. Therefore, the operation of the pressurization and evaporator unit DVE is controlled or regulated via the control and regulating device and monitored by the monitoring unit SE. The current supply of the pressurization and evaporator unit DVE may be through a central current distributor (not shown here) installed in the design container 2 or through a separate current terminal.

냉각수 공급장치(KE)는 자체 펌프장치를 통해 해수를 흡입하여 적절한 호스 라인들을 통해 잠수함 내 수소저장장치의 냉각수 연결구에 공급한다. 만일 주변 해수의 온도가 너무 높다면, 이 해수에 대한 추가의 냉각이 필요하다. 그러므로 금속수소화물 수소 저장장치를 완전하게 충전하기 위해서 최대한도가 5℃인 일정한 냉각수 온도가 보장되어야 한다. 냉각수, 즉 냉각 해수를 냉각시키기 위해 컨테이너(6) 내에는 냉각 유닛(KW)이 설치되어 있다. 이 냉각 유닛은 호스 라인(22)을 통해 냉각수 공급장치(KE)와 연결되며, 냉각 유닛(KW)에 의해 냉각된 냉각수를 잠수함의 해수 연결구(20)로 공급한다. 또한, 냉각 유닛(KW)은 전기 라인(24)을 통해 의장 컨테이너(2) 또는 모니터링 유닛(SE)과 연결되어 냉각 유닛의 제어 및 조절 장치로부터 나오는 고장 신호를 중앙의 모니터링 유닛으로 전송할 수 있다. 그러므로, 모니터링 유닛(SE)은 냉각수의 냉각 역시 모니터링할 수 있음으로써 충전 과정 동안 잠수함의 수소 저장장치를 원하는 최대의 온도로 유지하도록 원하는 온도의 냉각수가 적정량 이용될 수 있다. 전류 공급은 의장 컨테이너(2) 내의 중앙 전류 분배기를 통해 혹은 별도의 전류 단자를 통해 이루어진다.Cooling water supply (KE) draws seawater through its own pumping system and feeds it through the appropriate hose lines to the cooling water connections of the hydrogen storage in the submarine. If the temperature of the surrounding seawater is too high, additional cooling of the seawater is required. Therefore, in order to fully charge the metal hydride hydrogen storage device, a constant coolant temperature with a maximum of 5 ° C must be ensured. The cooling unit KW is installed in the container 6 for cooling cooling water, ie, cooling seawater. The cooling unit is connected to the cooling water supply device KE through the hose line 22, and supplies the cooling water cooled by the cooling unit KW to the seawater connector 20 of the submarine. In addition, the cooling unit KW may be connected to the chairman container 2 or the monitoring unit SE via the electric line 24 to transmit a failure signal from the control and control device of the cooling unit to the central monitoring unit. Therefore, the monitoring unit SE can also monitor the cooling of the cooling water so that an appropriate amount of cooling water at the desired temperature can be used to maintain the submerged hydrogen storage at the desired maximum temperature during the charging process. The current supply is via a central current distributor in the chairman container 2 or via a separate current terminal.

추가의 운반 컨테이너(8)는 여타의 3개의, 의장 컨테이너(2) 및 컨테이너( 4, 6) 내에 수용될 수 없는 추가의 의장물을 수납하는데 이용된다. 그러므로, 전체 반응물 충전장치는 완전한 반응물 충전장치의 육상, 해상 혹은 공중에서 간단한 운반을 가능케 하는 4개의 20′(20피트) 표준 컨테이너 또는 표준 컨테이너 프레임 내에 수용될 수 있다. 특수한 운반차량은 요구되지 않는다.The additional transport container 8 is used to accommodate the other three, the design container 2 and the additional design which cannot be accommodated in the containers 4, 6. Thus, the entire reactant filler can be housed in four 20 '(20 ft) standard containers or standard container frames that allow simple transport on land, sea or in the air of a complete reactant filler. No special transport vehicle is required.

LOX 공급 및 GN2 공급을 위한 장치들은 잠수함의 LOX-연결구(26) 및 GN2-연결구(28)와 연결될 수 있다. Devices for LOX supply and GN 2 supply can be connected with the submarine's LOX connector 26 and GN 2 connector 28.

반응물 충전장치의 모든 설치 구성품들은 의장 컨테이너(2)의 중앙 전류 분배기를 통해 전류를 공급받을 수 있다.All installation components of the reactant filling device can be supplied with current through the central current distributor of the chairman container 2.

추가적으로, 바람직하게는 폭발 위험을 방지하기 위해 모든 설치 구성품들은 접지된다. 의장 컨테이너의 전류 분배기는 전압 또는 전류의 외부 공급을 위해 적절한 인터페이스를 구비하고 있다. 이러한 인터페이스는 일반적으로 이용되는 전기 표준에 맞추어져 있으므로 선택적으로 400V, 50Hz 혹은 440V, 60Hz(NATO 지상접속 표준에 상응함)를 가진다.In addition, all installation components are preferably grounded to prevent the risk of explosion. The current divider of the design container is equipped with an interface suitable for external supply of voltage or current. These interfaces are optional to 400V, 50Hz or 440V, 60Hz (corresponding to the NATO terrestrial connection standard) as they are adapted to commonly used electrical standards.

이상 설명한 형태는 본 발명에 따른 반응물 충전장치의 완전한 구성형태이다. 경우에 따라 상기 반응물 충전장치의 설치 구성품들 중 일부를 제거할 수도 있다. 그러므로 곧바로 기체 상태 수소를 직접 공급하는 경우 가압 및 증발기 유닛(DVE)을 가지는 컨테이너(4)는 필요하지 않다. 냉각 유닛(KW)을 가지는 컨테이너(6)는, 이용하는 해수가 5℃ 미만의 충분히 낮은 온도이거나, 보다 높은 온도에서 이루어질 수 있는 수소저장장치의 일부의 충전만이 필요한 경우라면, 필요하지 않다. 필요한 의장물들이 나머지의 의장 컨테이너들(2) 및 컨테이너(4, 6)에 완전히 수납될 수 있으면, 마찬가지로 추가의 운반 컨테이너는 제거될 수 있다. 그러므로 최소 구성에서는, 반응물 충전장치의 모든 필수 설치 구성품 및 의장물들이 수납되어 있는 의장 컨테이너(2)만이 필요하게 된다. 추가적으로, 의장 컨테이너(2)에는 운용자를 위한 체류 공간이 마련되어 있어서 운용자가 상기 필수 설치 구성품들로부터 보호받으면서 연료를 충전하는 동안 반응물 충전장치를 제어할 수 있다.The form described above is a complete configuration of the reactant filling device according to the present invention. In some cases, some of the installation components of the reactant filling device may be removed. Therefore, a container 4 having a pressurized and evaporator unit DVE is not necessary when directly supplying gaseous hydrogen directly. The container 6 with the cooling unit KW is not necessary if the sea water to be used is at a sufficiently low temperature of less than 5 ° C. or if only a part of the hydrogen storage that can be made at a higher temperature is needed. If the necessary design objects can be completely housed in the remaining design containers 2 and the containers 4, 6, the additional transport container can likewise be removed. Therefore, in the minimum configuration, only the design container 2 in which all necessary installation components and design of the reactant filling device are accommodated is needed. In addition, the design container 2 is provided with a residence space for the operator to control the reactant filling device while filling the fuel while the operator is protected from the required installation components.

또한, 반응물 충전장치의 개별 구성품들은 다른 방법으로 여러 개의 컨테이너로 나뉠 수 있다. 그러므로, 충전기(DE)는 예컨데 마찬가지로 가압 및 증발기 유닛(DVE)을 구비한 컨테이너(4) 내에 수납될 수도 있다. 그러나, 이는 직접 기체 상태 수소가 공급된다고 하더라도 항상 컨테이너(4)가 필요하다고 하는 단점을 가질 것이다. 왜냐하면, 그런 경우 충전기(DE)는 가압 및 증발기 유닛(DVE)과는 무관하게 부두로 가져가질 수는 없을 것이기 때문이다.In addition, the individual components of the reactant filling device can be divided into several containers in different ways. Thus, the charger DE may likewise be housed in a container 4 with a pressurization and evaporator unit DVE. However, this would have the disadvantage that the container 4 is always needed, even if direct gaseous hydrogen is supplied. This is because in such a case the charger DE will not be taken to the quay irrespective of the pressurization and evaporator unit DVE.

도2는 도1에 따라 기술한 완전한 형태의 반응물 충전장치를 부두(30)에 설치한 상태를 개략적으로 도시하고 있다. 상기 부두(30) 상에는 의장 컨테이너(2), 컨테이너(4, 6) 및 운반 컨테이너(8)가 설치되어 있다. 설치에 있어서, 경우에 따라서는, 폭발의 위험으로 인해 반응물 충전장치의 개별 구성품들 사이의 안전 간격은 준수되어야 한다. 의장 컨테이너(2)는, 이 의장 컨테이너 내의 중앙 전류 분배기에 전류를 공급할 수 있도록, 전기 연결라인(32)을 통해 전류 단자(34)와 연결되어 있다. 그 외에도 상기 의장 컨테이너와 컨테이너의 사이, LH2-탱크로리(35)와 가압 및 증발기 유닛(DVE)을 가지는 컨테이너(4)의 사이, 가압 및 증발기 유닛(DVE)과 의장 컨테이너(2)의 사이, 및 펌프장치(40)와 냉각수 공급장치(KE) 및 잠수함의 사이에는 전위차를 보상하고 접지포인트(38)와 연결하기 위한 전기 라인(36)들이 제공되어 있다.FIG. 2 schematically shows a state in which the complete form of reactant filling device described in FIG. 1 is installed in the pier 30. The design container 2, the containers 4 and 6, and the transport container 8 are provided on the pier 30. In installations, in some cases, the safety clearance between the individual components of the reactant filling device has to be observed due to the risk of explosion. The design container 2 is connected to the current terminal 34 via an electrical connection line 32 so as to supply current to the central current distributor in the design container. In addition, between the container and the container, between the LH 2 -tankro 35 and the container 4 having the pressurization and evaporator unit (DVE), between the pressurization and evaporator unit (DVE) and the design container (2), And electrical lines 36 are provided between the pump device 40 and the cooling water supply KE and the submarine to compensate for the potential difference and to connect with the ground point 38.

LH2-탱크로리(35) 내의 수소는 액체 상태로 공급되어 라인(41)을 통해 가압 및 증발기 유닛(DVE)에 공급된다. 기체 상태 수소가 액체 수소를 증발시키는 컨테이너(4) 내의 가압 및 증발기 유닛으로부터 나와, 추가의 라인(42)을 통해 의장 컨테이너(2)로부터 분리되어 그 외부에 설치되어 있는 충전기(DE)로 공급된다. 상기 충전기(DE)는 자체 제어 또는 조절을 위해 적절한 라인(도시하지 않음)을 통해 의장 컨테이너(2) 내의 해당하는 제어 및 조절장치와 연결된다. 기체 상태의 수소가 충전기(DE)로부터 나와 추가의 가요성의 라인(43)을 통해 잠수함(44)의 충전 연결구로 공급된다. 수소 라인(41, 42)들 외에도, 의장 컨테이너(2)와 컨테이너(4) 및 LH2-탱크로리(35)의 사이에는 의장 컨테이너(2) 내에 배치된 모니터링 유닛(SE)에 의해 상기 가압 및 증발기 유닛을 모니터링하고 전류를 공급하기 위해 추가의 신호 라인들과 전류 라인들이 제공되어 있지만 본원에서는 상세히 도시되어 있지는 않다.Hydrogen in the LH 2 -tankuri 35 is supplied in a liquid state to the pressurization and evaporator unit DVE via line 41. The gaseous hydrogen leaves the pressurization and evaporator unit in the container 4 which evaporates the liquid hydrogen and is supplied via a further line 42 to the charger DE which is separated from the chairman container 2 and installed outside thereof. . The charger DE is connected to the corresponding control and adjustment device in the chairman container 2 via a suitable line (not shown) for self control or adjustment. Gaseous hydrogen exits the charger DE and is supplied to the charging connector of the submarine 44 via an additional flexible line 43. In addition to the hydrogen lines 41, 42, the pressurization and evaporator is provided by a monitoring unit SE disposed in the design container 2 between the design container 2 and the container 4 and the LH 2 -tankro 35. Additional signal lines and current lines are provided for monitoring and supplying current to the unit but are not shown in detail herein.

충전 과정이 이루어지는 동안 잠수함(44) 내의 금속수소화물 수소저장장치를 냉각시키기 위해, 컨테이너(6) 내의 냉각 유닛(KW) 뿐만 아니라 펌프장치(40)와 호스 라인(45, 46, 47)들로 이루어진 냉각수 공급장치(KE)가 제공되어 있다. 상기 호스 라인(45)을 통해서는 해수가 흡입되어 컨테이너(6) 내의 냉각 유닛(KW)으로 공급된다. 상기 냉각 유닛에서 해수가 냉각되어 상기 펌프장치(40)에 의해 호스 라인들(46, 47)을 통해서 잠수함(44)의 냉각수 연결구로 공급된다. 이 컨테이너(6) 내의 냉각 유닛(KW)과 상기 펌프장치(40)의 전기 공급은 별도의 전기 단자를 통해 혹은 의장 컨테이너(2) 내의 중앙 전류 분배기를 통해 이루어진다. 각각의 전기 연결라인들은 본원에서는 도시되어 있지 않다. 추가적으로, 모니터링을 위해 의장 컨테이너(2) 내의 모니터링 유닛(SE)을 냉각 유닛(KW) 및 상기 펌프장치(40)에 연결하고 있는 데이터 라인들이 제공되어 있다.Pump unit 40 and hose lines 45, 46, 47 as well as cooling unit KW in container 6 to cool the metal hydride hydrogen storage in submarine 44 during the filling process. There is provided a cooling water supply device KE. Sea water is sucked through the hose line 45 and supplied to the cooling unit KW in the container 6. Sea water is cooled in the cooling unit and is supplied by the pump device 40 through the hose lines 46 and 47 to the cooling water connector of the submarine 44. The electrical supply of the cooling unit KW and the pump device 40 in this container 6 is via a separate electrical terminal or via a central current distributor in the chairman container 2. Each electrical connection line is not shown here. In addition, data lines are provided for connecting the monitoring unit SE in the chairman container 2 to the cooling unit KW and the pump device 40 for monitoring.

운반 컨테이너(8)는 나머지 컨테이너들 중에서 어느 곳에도 수납되지 않는 의장물들을 실어서 운송하는데 이용된다. 예를 들어, 운반 컨테이너(8) 내의 조명 장치에 전류를 공급하기 위해 의장 컨테이너(2) 내의 전류 분배기에 연결하기 위한 전기 연결 라인(48)이 제공되어 있다.The transport container 8 is used to carry and transport the items which are not stored anywhere among the remaining containers. For example, an electrical connection line 48 is provided for connecting to a current distributor in the chairman container 2 for supplying current to the lighting device in the transport container 8.

추가적으로, 완전한 형태의 반응물 충전장치는 또한 LOX 공급뿐 아니라 GN2 공급을 위한 설치 구성품들을 포함하며, 이러한 설치 구성품들은 의장 컨테이너(2)에서 보관 및 운송되고 연료 충전하는 동안 별도로 부두(30)에 설치된다. 반응물 충전장치의 이러한 설치 구성품들은 도2에 도시되어 있지 않다. 액체 상태의 산소(LOX)와 기체 상태의 질소(GN2)로 충전하는 것은 액체의 산소 및 기체의 질소가 이용될 수 있게 되어 있는 액체가스 및 압축가스 탱크로부터 각각의 의장물을 경유하여 바로 이루어진다.In addition, the complete reactant filler also includes installation components for GN 2 supply as well as LOX supply, which are stored and transported in the chairman container 2 and installed separately in the dock 30 during fueling. do. These installation components of the reactant filling device are not shown in FIG. Filling with liquid oxygen (LOX) and gaseous nitrogen (GN 2 ) takes place directly from the liquid and compressed gas tanks through which the oxygen of the liquid and the nitrogen of the gas are available, via each design. .

반응물 충전장치의 일부 형태에 있어서, 수소가 곧바로 기체 상태로 이용될 수 있게 된다면, 가압 및 증발기 유닛은 제거될 수 있다. 또한 해수가 냉각시키기에 충분히 낮은 온도를 가지거나 수소로 부분 충전만이 실시되는 경우라면, 냉각 유닛을 가지는 컨테이너(6)도 마찬가지로 제거될 수 있다. 이러한 경우, 펌프장치(40)가 냉각수를 곧바로 호스 라인(45)을 통해 흡입하여 호스 라인(47)을 통해 잠수함의 냉각수 연결구로 공급한다.In some forms of reactant filling, the pressurization and evaporator units may be removed if hydrogen is immediately available in the gaseous state. Also, if the sea water has a temperature low enough to cool or only partial filling with hydrogen is carried out, the container 6 with the cooling unit can likewise be removed. In this case, the pump device 40 directly sucks the cooling water through the hose line 45 and supplies the cooling water to the cooling water connector of the submarine through the hose line 47.

전체 충전과정은, 바람직하게는 의장 컨테이너(2) 내에 설치되는 모니터링 유닛에 의해 모니터링된다. 또한, 반응물 충전장치의 완전한 전류 공급은 중앙에서 의장 컨테이너(2) 내의 전류 분배기를 통해 이루어지는 것이 바람직하다. 이에 의해 모든 설치 구성품들은 의장 컨테이너(2)로부터 그 전원이 공급되거나 차단될 수 있다. 따라서, 반응물 충전장치의 연결, 작동개시 및 작동이 간단해진다. 완전한 반응물 충전장치는 두 사람이 용이하게 작동시킬 수 있고 연료 충전을 실시할 수 있을 정도로 설계되는 것이 바람직하다.The whole filling process is preferably monitored by a monitoring unit installed in the design container 2. In addition, the complete current supply of the reactant filling device is preferably made centrally via a current distributor in the design container 2. This allows all installation components to be powered or cut off from the chairman container 2. Thus, connection, initiation and operation of the reactant filling device is simplified. The complete reactant filling device is preferably designed such that it can be easily operated by two people and can carry out fuel filling.

Claims (17)

연료전지장치가 탑재된 잠수함(44)을 연료 충전(fuel filling)하기 위한 가반형 반응물 충전장치에 있어서, 연료 충전과정을 모니터링하기 위한 모니터링 유닛(SE)이 설치되어 있는 적어도 하나의 가반형 의장 컨테이너(2), 잠수함(44)을 수소로 충전하기 위한 충전기(DE), 및 잠수함(44) 내에 배치된 수소저장장치에 냉각수를 공급하기 위한 가반형 냉각수 공급장치(KE)가 구비되어 있는 가반형 반응물 충전장치.In the portable reactant filling device for fuel filling a submarine 44 equipped with a fuel cell device, at least one portable design container having a monitoring unit SE for monitoring a fuel filling process is installed. (2), a portable type having a charger (DE) for charging submarine 44 with hydrogen, and a portable cooling water supply device (KE) for supplying cooling water to a hydrogen storage device disposed in the submarine 44. Reactant Filler. 제1항에 있어서, 의장 컨테이너(2) 내에는 전기 공급용의 전류 분배기가 구비되어 있는 가반형 반응물 충전장치.2. The portable reactant filling device according to claim 1, wherein a design container (2) is provided with a current distributor for supplying electricity. 제1항에 있어서, 충전기(DE)는 의장 컨테이너(2) 내에 설치되어 있는 가반형 반응물 충전장치.The portable reactant filling device according to claim 1, wherein the charger (DE) is installed in the design container (2). 제1항에 있어서, 냉각수 공급장치(KE)는 의장 컨테이너(2)내에 제거가능한 방식으로 수납되어 있는 가반형 반응물 충전장치.The portable reactant filling device according to claim 1, wherein the cooling water supply (KE) is housed in a removable manner in the design container (2). 제4항에 있어서, 냉각수 공급장치(KE)는 펌프장치(40)를 포함하되, 이 펌프장치는 전류 분배기와 전기적으로 연결될 수 있는 가반형 반응물 충전장치.      5. The portable reactant filling device of claim 4, wherein the cooling water supply (KE) comprises a pumping device (40), the pumping device being electrically connected to a current distributor. 제1항에 있어서, 냉각수 공급장치(KE)에 의해 공급된 냉각수를 냉각시키기 위한 가반형 냉각 유닛(KW)이 구비되어 있는 가반형 반응물 충전장치.The portable reactant filling device according to claim 1, further comprising a portable cooling unit (KW) for cooling the cooling water supplied by the cooling water supply device (KE). 제1항에 있어서, 액체 상태 수소를 증발시켜 충전기(DE)에 공급할 수 있도록 가반형 가압 및 증발기 유닛(DVE)이 제공되되 충전기(DE)에 연결될 수 있는 가반형 반응물 충전장치.2. The portable reactant filling device of claim 1, wherein a portable pressurization and evaporator unit (DVE) is provided to enable evaporation of liquid hydrogen to be supplied to the charger (DE) and can be connected to the charger (DE). 제7항에 있어서, 의장 컨테이너(2) 내에는 전기 공급용의 전류 분배기가 구비되어 있고, 가압 및 증발기 유닛(DVE)은 전류 분배기와 전기적으로 연결될 수 있는 가반형 반응물 충전장치.8. The portable reactant filling device according to claim 7, wherein the design container (2) is provided with a current distributor for supplying electricity, and the pressurization and evaporator unit (DVE) can be electrically connected to the current distributor. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 의장 컨테이너(2), 냉각 유닛(KW)과 가압 및 증발기 유닛(DVE) 중 하나 이상(하나를 포함함)이 20′표준 컨테이너 또는 표준 컨테이너로서 설계되어 있는 가반형 반응물 충전장치.9. The container according to claim 1, wherein at least one (including one) of the chairman container 2, the refrigeration unit KW and the pressurization and evaporator unit DVE is a 20 'standard container or a standard container. Portable reactant filling device designed as a. 제1항에 있어서, 저온의 산소로 잠수함(44)을 충전하기 위한 LOX 공급장치(OV)들이 의장 컨테이너(2) 내에 제거 가능한 방식으로 수납되어 있는 가반형 반응물 충전장치.The portable reactant filling device according to claim 1, wherein LOX supplies (OV) for filling submarine (44) with cold oxygen are housed in a removable manner in the design container (2). 제1항에 있어서, 질소로 잠수함(44)을 충전하기 위한 GN2 공급장치(NV)들이 의장 컨테이너(2) 내에 제거 가능한 방식으로 수납되어 있는 가반형 반응물 충전장치.The portable reactant filling device according to claim 1, wherein the GN 2 feeders (NVs) for filling the submarine (44) with nitrogen are housed in a removable manner in the design container (2). 제2항에 있어서, 전기 공급을 위해 의장 컨테이너(2) 내의 전류 분배기와 전기적으로 연결될 수 있는 여러 의장물 수납용의 추가의 운반 컨테이너(8)가 구비되어 있는 가반형 반응물 충전장치.3. The portable reactant filling device according to claim 2, further comprising an additional transport container (8) for storing a plurality of clothes which can be electrically connected to a current distributor in the clothes container (2) for electricity supply. 제1항에 있어서, 충전기(DE)가 가반형(transportable)인 가반형 반응물 충전장치.8. The portable reactant filling device of claim 1, wherein the charger (DE) is transportable. 제3항에 있어서, 충전기(DE)는 제거가능한 방식으로 의장 컨테이너 내에 설치되어 있는 가반형 반응물 충전장치.4. The portable reactant filling device according to claim 3, wherein the charger (DE) is installed in the design container in a removable manner. 제5항에 있어서, 펌프장치의 작동이 모니터링 유닛(SE)에 의해 모니터링될 수 있는 가반형 반응물 충전장치.The portable reactant filling device according to claim 5, wherein the operation of the pumping device can be monitored by a monitoring unit (SE). 제8항에 있어서, 가압 및 증발기 유닛(DVE)은 모니터링 유닛(SE)에 의해 모니터링될 수 있는 가반형 반응물 충전장치.The portable reactant filling device of claim 8, wherein the pressurization and evaporator unit (DVE) can be monitored by a monitoring unit (SE). 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 의장 컨테이너(2), 냉각 유닛(KW)과 가압 및 증발기 유닛(DVE) 중 하나 이상(하나를 포함함)이 표준컨테이너의 프레임으로서 설계되어 있는 가반형 반응물 충전장치.9. The device according to claim 1, wherein at least one (including one) of the design container 2, the cooling unit KW and the pressurization and evaporator unit DVE is designed as a frame of a standard container. Portable reactant filling device.
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