KR101560056B1 - 천연가스 및 수소의 혼합가스 공급을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents
천연가스 및 수소의 혼합가스 공급을 위한 시스템 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 CNG와 수소의 혼합가스 공급을 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 개별적인 공급라인에서부터 유입되는 천연가스와 수소에 대하여 그 혼합에 이르기까지 일렬의 과정을 수행하게 되는 혼합가스부와, 상기 혼합가스부로부터 공급되는 천연가스와 수소의 혼합가스에 대하여 충전용 차량에 그 혼합가스를 공급하기까지 일렬의 과정을 수행하게 되는 급이부와, 상기 혼합가스부 및 상기 급이부에서의 공급라인에 이르는 배관의 안전 및 압력 및 온도 검침이나, 천연가스 및 수소 및 혼합가스 유량 및 충전 속도나 비율을 조절 제어하게 되는 제어부와, 상기 제어부의 제어를 위해 모니터 상으로 디스플레이 되는 화면에 제어의 조정값을 입력하여 지시하게 되는 모니터링부를 포함하여 구성되는 CNG와 수소의 혼합가스 공급을 위한 시스템을 제공하고, 한편 충전착수단계와, CNG 1차 샷단계와, 목표충전값 계산단계와, 시간확인단계와, 목표충전값의 평균값 계산단계와, 정량충전모드단계와, 컨트롤밸브 폐쇄단계와, 충전완료단계를 포함하는 CNG와 수소의 혼합가스 가스 공급을 위한 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 천연가스 및 수소의 혼합가스 공급을 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, CNG(천연가스)와 H2(수소)를 비례 제어 방식으로 고압 혼합하여, 수소에너지의 대안 연료로서 저공해성 천연가스와 수소의 혼합 가스를 차량 탱크에 충전하게 되는 천연가스 및 수소의 혼합가스 공급을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 수송용 연료의 대부분을 수입에 의존하는 국내의 경우, 에너지원의 다변화 차원에서 천연가스를 활용하여 에너지 위기 시 고유가 충격을 흡수할 필요가 있다.
천연가스는 옥탄가가 높아 소형과 대형 엔진에 걸쳐 광범위하게 사용될 수 있고, 삼원촉매를 사용하는 이론 공연비 연소는 물론이고, 희박 연소만으로도 EURO-V 배기 규제를 만족시킬 수 있을 만큼 자동차 연료로서 매우 우수한 연료이다.
그러나, 배기가스 온도가 디젤엔진에 비해 높아 대형 엔진에서는 터빈 등 배기계의 열 부하를 줄이기 위해 희박 연소를 많이 사용하는데, 이는 국내에서 운용되고 있는 천연가스 시내버스인 경우다.
EURO-V 규제부터는 NOx 배출허용 기준이 매우 엄격해져 천연가스 엔진의 경우 희박 연소만으로는 NOx 규제를 만족시킬 수 없을뿐더러, 디젤 엔진과 같이 고가의 De-NOx 촉매를 장착하여야 한다.
따라서, EURO-VI 배기규제부터는 천연가스 엔진이 디젤 엔진에 비해 저공해성이나 가격 경쟁력인 측면에서 유리한 점이 모두 사라지기 때문에 인프라와 연비가 불리한 천연가스 엔진으로서는 그 존재 이유가 불명확하게 된다.
천연가스 엔진 차량은 저공해 차량이지만, 배기가스 중 CN4, 비메탄인탄화수소(Non-methane hydrocarbon), NOx(질소산화물)가 향후 적용될 배기가스 기준 EURO-VI를 만족시킬 수 있는 기술 개발이 절실하다.
한편, 혼합가스의 충전 기술에 있어서, 공개특허공보 10-2005-0058416호(특허문헌 1)가 개시된 바 있다.
상기 특허문헌 1은 자동차에 연료가스를 공급하기 위한 연료가스 공급 경로에 과충전 방지 밸브를 구비하고, 상기 과충전 방지 밸브는 연료가스 유로와, 밸브 몸체에 의해서 상기 연료가스 유로를 개폐하는 밸브부와, 연료가스의 충전 압력에 근거하여 상기 밸브 몸체를 변위시키는 밸브 몸체 변위 수단과, 상기 밸브 몸체 변위 수단의 온도를 조정하는 온도 조정부를 구비하는 연료 충전 장치인 것을 특징으로 한다.
상기 특허문헌 1의 경우, 연료가스를 차량에 충전하기 위한 장치 및 방법을 제시하는 것을 특징으로 하나, 이는 수소와 천연가스를 단순히 혼합한 연료가스를 차량에 충전하기 위한 장치 및 방법을 제안한 것으로 수소와 천연가스의 혼합 비율에 대한 기술적 특징을 제시하지 못하며, 장치 및 방법의 구성부들이 본 발명의 구성부들과는 서로 상이하다.
전술된 문제점을 해소하기 위한 본 발명에 따르면, 천연가스와 수소를 고압으로 압축 혼합한 저공해성의 혼합가스를 생산 및 차량 탱크에 충전하여 줄 수 있는 천연가스 및 수소의 혼합가스 공급을 위한 시스템 및 방법을 제공하기 위함이다.
전술된 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 개별적인 공급라인에서부터 유입되는 천연가스와 수소에 대하여 그 혼합에 이르기까지 일렬의 과정을 수행하게 되는 혼합가스부와, 상기 혼합가스부로부터 공급되는 천연가스와 수소의 혼합가스에 대하여 충전용 차량에 그 혼합가스를 공급하기까지 일렬의 과정을 수행하게 되는 급이부와, 상기 혼합가스부 및 상기 급이부에서의 공급라인에 이르는 배관의 안전 및 압력 및 온도 검침이나, 천연가스 및 수소, 혼합가스 유량 및 충전 속도나 비율을 조절 제어하게 되는 제어부와, 상기 제어부의 제어를 위해 모니터 상으로 디스플레이 되는 화면에 제어의 조정값을 입력하여 지시하게 되는 모니터링부를 포함하여 구성되는 천연가스 및 수소의 혼합가스 공급을 위한 시스템인 것을 특징으로 한다.
상기 혼합가스부는, 천연가스 및 수소의 공급 라인으로서, 천연가스와 수소의 개별적인 공급이 이루어지게 한 쌍으로 구축되는 배관과, 상기 한 쌍의 배관 초입부에 각각 장착되어 개별적으로 공급되는 천연가스 및 수소에 포함된 이물질을 제거하게 되는 필터와, 상기 필터 후방의 각 배관에 각각 장착되어 개별적으로 공급되는 천연가스 및 수소의 압력을 일정하게 유지 조정하게 되는 레귤레이터와, 상기 레귤레이터 후방의 각 배관에 각각 장착되어 개별적으로 공급되는 천연가스 및 수소의 압력팽창을 체크하여 상기 각 배관의 안전을 구현하게 되는 안전변과, 상기 안전변 후방의 각 배관에 각각 장착되어 상기 각 배관의 압력 및 온도를 검침하게 되는 압력계 및 온도계와, 상기 압력계 및 온도계 후방의 각 배관에 각각 장착되어 천연가스 및 수소의 유량을 체크하며 실지 투입되는 유량을 비율 식으로 점검하게 되는 질량유량계와, 상기 질량유량계 후방의 각 배관에 각각 장착되어 천연가스 및 수소의 충전 속도 및 비율을 제어하여 조절하게 되는 컨트롤밸브와, 상기 컨트롤밸브 후방에서 상기 각 배관이 상호 합치되는 지점에 마련되어 상기 각 배관을 통하여 각각 공급되는 천연가스와 수소의 혼합가스(HCNG)를 수거하게 되는 혼합실과, 상기 혼합실 후방에 마련되어 상기 급이부에 혼합가스(HCNG)의 공급 여부를 결정하게 되는 온오프밸브를 더 포함하여 구성되는 천연가스 및 수소의 혼합가스 공급을 위한 시스템인 것을 특징으로 한다.
상기 급이부는, 상기 혼합가스부의 혼합실에 수거된 혼합가스에 대한 공급 여부를 결정하는 온오프밸브의 개방으로 혼합가스를 받아들 수 있게 단독으로 구축되는 배관과, 상기 배관의 초입부에 장착되어 혼합가스의 압력 팽창을 체크하여 상기 배관의 안전을 구현하게 되는안전변과, 상기 안전변 후방의 상기 배관에 장착되어 혼합가스의 유량을 체크하며 실지 투입되는 유량을 비율 식으로 점검하게 되는 질량유량계와, 상기 질량유량계 후방의 상기 배관에 장착되어 혼합가스를 충전용 차량에 그 주입 여부를 결정하게 되는 핸들스위치와, 상기 핸들스위치 후방의 상기 배관에 장착되어 상기 배관의 압력을 검침하게 되는 압력계와, 상기 압력계 후방의 상기 배관에 장착되어 혼합가스를 충전용 차량에 그 투입 여부를 결정하게 되는 온오프밸브와, 상기 온오프밸브 후방의 상기 배관 말단부 지점에 장착되어 혼합가스를 충전용 차량에 분사하여 투입하게 되는 노즐과, 상기의 질량유량계 및 핸들스위치 및 압력계 및 온오프밸브를 제어부의 제어 지시에 따라 제어하게 되는 제어판을 더 포함하여 구성되는 천연가스 및 수소의 혼합가스 공급을 위한 시스템인 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 혼합가스부의 각 배관에 장착된 레귤레이터, 안전변, 압력계 및 온도계, 질량유량계, 온오프밸브를 제어하며, 급이부의 제어판을 제어하게 되는 천연가스 및 수소의 혼합가스 공급을 위한 시스템인 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, PLC(Programmable Logic Controller, 프로그램화된 로직 컨트톨러)에 의해 상기 모니터링부와 연동되는 천연가스 및 수소의 혼합가스 공급을 위한 시스템인 것을 특징으로 한다.
상기 모니터링부는, 제어부의 제어 지시를 위해 디스플레이 되는 화면 상에 제어 수행을 위한 각각의 조정값을 입력하는 모니터를 포함한 컴퓨터(PC)를 포함하고, PLC(Programmable Logic Controller, 프로그램화된 로직 컨트톨러)가 설치되어 상기 제어부와 연동되는 천연가스 및 수소의 혼합가스 공급을 위한 시스템인 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 의하면, 제어부의 확인 및 급이부의 핸들스위치 조작에 따른 혼합가스의 충전을 착수시키게 되는 충전착수단계와, CNG의 컨트롤밸브가 설정된 최대 개도율 만큼 개방된 상태로 수소의 컨트롤밸브가 폐쇄된 상태에서 CNG 만을 충전용 차량 탱크에 1차로 발사시키게 되는 CNG 1차 샷 단계와, CNG 충전량 계산을 위한 충전용 차량 탱크 내 압력 측정 지점인 P1, P2의 시간(sec) 경과 확인에 따른 제1 목표 충전값(Qx1)을 계산하게 되는 목표 충전값 계산단계와, CNG의 컨트롤밸브를 최대 개방한 상태에서 수소의 컨트롤밸브가 폐쇄와 개방을 반복하며 P3 지점에 이르기까지 CNG와 수소의 혼합가스가 충전용 차량 탱크에 충전되는 시간(sec)을 체크하게 되는 시간확인단계와, 상기 P1,P2, P3의 시간 경과에 따른 목표 충전값의 평균값을 계산하게 되는 목표 충전값의 평균값 계산단계와, 상기 목표 충전값의 평균값에 의해 혼합가스 정량을 충전용 차량 탱크에 충전시키게 되는 정량충전모드단계와, 정밀제어 시작점의 압력 확인 및 비율식으로 CNG 제어에 따른 혼합가스가 충전되는 충전용 차량 탱크의 압력 증가에 따라 컨트롤밸브를 점진적으로 폐쇄시키게 되는 컨트롤밸브 폐쇄단계와, CNG 및 수소의 컨트롤밸브가 완전 폐쇄되며 혼합가스의 충전이 충전용 차량에 완료하게 되는 충전완료단계를 포함하는 천연가스 및 수소의 혼합가스 공급을 위한 방법인 것을 특징으로 한다.
상기 목표 충전값의 평균값 계산단계는, 상기 P2에서 P3 지점에 이르기까지의 CNG와 수소의 혼합가스가 충전용 차량 탱크에 충전되는 시간 경과에 대한 제2 목표 충전값의 계산과 아울러, P1에서 P3까지의 제3 목표 충전값을 계산하게 되는 천연가스 및 수소의 혼합가스 공급을 위한 방법인 것을 특징으로 한다.
CNG 및 수소의 혼합가스는, CNG와 수소가 각각 70%와 30%의 비율로 혼합되어 충전되는 천연가스 및 수소의 혼합가스 공급을 위한 방법인 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 의하면, 제어부의 목표 충전 스펙 설정 및 급이부의 핸들스위치 조작에 따른 혼합가스의 충전을 착수시키게 되는 충전착수단계와, CNG의 컨트롤밸브가 설정된 최대 개도율 만큼 개방된 상태에서 CNG 유량에 따라 수소의 컨트롤밸브를 통하여 수소의 유량이 비례 제어되는 방식으로 충전용 차량 탱크에 공급하며 충전시키게 되는 비례제어 단계와, 정밀제어 시작점의 압력 확인 및 비율식으로 CNG 제어에 따른 혼합가스가 충전용 차량 탱크 압력 증가에 따라 컨트롤밸브를 점진적으로 폐쇄시키게 되는 컨트롤밸브 폐쇄단계와, CNG의 비율 오차가 1% 미만의 조건을 충족하게 되면, CNG 및 수소의 컨트롤밸브는 완전 폐쇄되고, CNG와 수소의 혼합가스는 충전용 차량 탱크에서 그 충전을 완료하게 되는 충전완료단계를 포함하는 천연가스 및 수소의 혼합가스 공급을 위한 방법인 것을 특징으로 한다.
CNG 및 수소의 혼합가스는, CNG와 수소가 각각 70%와 30%의 비율로 혼합되어 충전되는 천연가스 및 수소의 혼합가스 공급을 위한 방법인 것을 특징으로 한다.
상술된 바와 같이, 본 발명에 의한 혼합가스(HCNG) 공급을 위한 시스템 및 방법은, 고압으로 압축 혼합한 혼합가스를 생산 및 차량 탱크에 충전하여 제공함에 따라 수소에너지의 과도기적인 대체 연료로서 저공해성 연료를 제공할 수 있고, 아울러 향후 적용될 배기가스 규제 기준에 만족시킬 수 있으며, 연료 연비의 가격 경쟁력이 향상됨과 함께 혼합 가스의 인프라를 구축시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 HCNG 가스 공급을 위한 시스템을 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 HCNG 가스 공급을 위한 방법을 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 HCNG 가스 공급을 위한 방법을 도시한 다른 블록도.
도 4는 본 발명의 HCNG 가스 공급을 위한 계산식에 따른 충전 알고리즘을 도시한 플로우챠트.
도 5는 본 발명의 HCNG 가스 공급을 위한 압력식에 따른 충전 알고리즘을 도시한 플로우챠트.
도 6 내지 도 8은 초기의 테스트 1에 대한 결과를 보인 도면으로서, 도 6은 적산유량을 비교한 그래프이고, 도 7은 순시유량을 비교한 그래프이며, 도 8은 컨트롤 밸브 개도율을 비교한 그래프이다.
도 9 내지 도 11은 개선된 테스트 2에 대한 결과를 보인 도면으로서, 도 9는 적산유량을 비교한 그래프이고, 도 10은 순시유량을 비교한 그래프이며, 도 11은 컨트롤 밸브 개도율을 비교한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 HCNG 가스 공급을 위한 방법을 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 HCNG 가스 공급을 위한 방법을 도시한 다른 블록도.
도 4는 본 발명의 HCNG 가스 공급을 위한 계산식에 따른 충전 알고리즘을 도시한 플로우챠트.
도 5는 본 발명의 HCNG 가스 공급을 위한 압력식에 따른 충전 알고리즘을 도시한 플로우챠트.
도 6 내지 도 8은 초기의 테스트 1에 대한 결과를 보인 도면으로서, 도 6은 적산유량을 비교한 그래프이고, 도 7은 순시유량을 비교한 그래프이며, 도 8은 컨트롤 밸브 개도율을 비교한 그래프이다.
도 9 내지 도 11은 개선된 테스트 2에 대한 결과를 보인 도면으로서, 도 9는 적산유량을 비교한 그래프이고, 도 10은 순시유량을 비교한 그래프이며, 도 11은 컨트롤 밸브 개도율을 비교한 그래프이다.
본 발명에 있어 첨부된 도면은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되어 도시됨을 밝히고, 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술적 사상을 토대로 해석되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 일 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 의하면, 천연가스(CNG) 및 수소(H)의 혼합가스(HCNG) 공급을 위한 시스템은, 도1에 도시된 바와 같이, 개별적 공급라인에서부터 유입되는 천연가스와 수소를 혼합하기까지의 일렬 수행 과정을 포함하게 되는 혼합가스부(100)와, 상기 혼합가스부(100)로부터 공급되는 혼합가스(HCNG, 천연가스와 수소의 혼합)를 충전용 차량에 공급하기까지의 일렬 수행 과정을 포함하게 되는 급이부(200)와, 상기 혼합가스부(100) 및 상기 급이부(200)에서의 공급라인에 이르는 배관의 안전 및 압력 및 온도 검침이나 가스 유량 및 충전 속도나 혼합 비율을 조절 제어하게 되는 제어부(300)와, 상기 제어부(300)의 제어를 위해 모니터 상으로 디스플레이 되는 화면에 제어의 조정값을 입력하여 지시하게 되는 모니터링부(400)를 포함하여 구성된 혼합가스(HCNG) 공급을 위한 시스템을 제공한다.
상기 혼합가스부(100)는 배관(110,111)과, 상기 배관(110,111)에 각각 장착되는 필터(120,121), 레귤레이터(130,131), 안전변(140,141), 압력계(150,151) 및 온도계(160,161), 질량유량계(170,171), 컨트롤밸브(180,181), 및 혼합실(190)과, 온오프밸브(191)를 포함하여 구성된다.
한편, 상기 급이부(200)는 배관(210)과, 상기 배관(210)에 장착되는 안전변(220), 질량유량계(230), 핸들스위치(240), 압력계(250), 온오프밸브(260), 노즐(270), 제어판(280)을 포함하여 구성된다.
상기 혼합가스부(100)의 각 구성부들에 대한 설명을 더욱 상세히 후술하기로 한다.
상기 배관(110,111)은, 천연가스 및 수소의 공급 라인으로서, 천연가스와 수소의 개별적인 공급이 이루어지게 한 쌍으로 구축된다.
상기 필터(120,121)는, 상기 배관(110, 111)의 초입부에 각각 장착되어 개별적으로 공급되는 천연가스 및 수소에 포함된 이물질을 제거하게 된다.
상기 레귤레이터(130,131)는, 상기 필터(120,121) 후방의 배관(110, 111)에 각각 장착되어 개별적으로 공급되는 천연가스 및 수소의 압력을 일정하게 유지 조정하게 된다.
상기 안전변(140,141)은, 상기 레귤레이터(120,121) 후방의 배관(110, 111)에 장착되어 개별적으로 공급되는 천연가스 및 수소의 압력팽창을 체크하여 상기 배관(110, 111)의 안전을 구현하게 된다.
상기 압력계(150,151) 및 온도계(160,161)는, 상기 안전변(140,141) 후방의 배관(110, 111)에 장착되어 상기 배관(110, 111)의 압력 및 온도를 검침하게 된다.
상기 질량유량계(170,171)는, 상기 압력계(150,151) 및 온도계(160,161) 후방의 배관(110,111)에 장착되어 천연가스 및 수소의 유량을 체크하며 실지 투입되는 유량을 비율 식으로 점검하게 된다.
상기 컨트롤밸브(180,181)는, 상기 질량유량계(170,171) 후방의 배관(110, 111)에 장착되어 천연가스 및 수소의 충전 속도 및 비율을 제어하여 조절하게 된다.
상기 혼합실(190)은, 상기 컨트롤밸브(180,181) 후방에서 상기 배관(110,111)이 상호 합치되는 지점에 마련되어 상기 배관(110,111)을 통하여 각각 공급되는 천연가스와 수소의 혼합가스(HCNG)를 수거하게 된다.
상기 온오프밸브(191)는, 상기 혼합실(190) 후방에 마련되어 후술되는 급이부(200)에 혼합가스(HCNG)의 공급 여부를 결정하게 된다.
한편, 상기 급이부(200)의 각 구성부들에 대한 설명을 더욱 상세히 후술하기로 한다.
상기 배관(210)은, 상술된 혼합가스부(100)의 상기 혼합실(190)에 수거된 혼합가스(HCNG)에 대한 공급 여부를 결정하는 온오프밸브(191)의 개방으로 혼합가스(HCNG)를 받아들 수 있게 단독으로 구축된다.
상기 안전변(220)은, 상기 배관(210)의 초입부에 장착되어 혼합가스(HCNG)의 압력 팽창을 체크하여 상기 배관(210)의 안전을 구현하게 된다.
상기 질량유량계(230)는, 상기 안전변(220) 후방의 상기 배관(210)에 장착되어 혼합가스(HCNG)의 유량을 체크하며 실지 투입되는 유량을 비율 식으로 점검하게 된다.
상기 핸들스위치(240)는, 상기 질량유량(230) 후방의 상기 배관(210)에 장착되어 혼합가스(HCNG)를 충전용 차량에 주입 여부를 결정하게 된다.
상기 압력계(250)는, 상기 핸들스위치(240) 후방의 상기 배관(210)에 장착되어 상기 배관(210)의 압력을 검침하게 된다.
상기 온오프밸브(260)는, 상기 압력계(250) 후방의 상기 배관(210)에 장착되어 혼합가스(HCNG)를 충전용 차량에 투입 여부를 결정하게 된다.
상기 노즐(270)은, 상기 온오프밸브(260) 후방의 상기 배관(210) 말단부 지점에 장착되어 혼합가스(HCNG)를 충전용 차량에 분사하여 투입하게 된다.
상기 제어판(280)은, 상술된 질량유량계(230), 핸들스위치(240), 압력계(250), 온오프밸브(260)와 연결되어 후술되는 제어부(300)의 제어 지시에 따라 혼합가스(HCNG)의 유량에 대한 체크 및 그 유량에 대하여 비율 식으로 점검하는 제어, 충전용 차량에 혼합가스(HCNG)의 주입 여부를 결정하는 제어, 배관(210)의 압력을 검침하는 제어, 충전용 차량에 혼합가스(HCNG)의 투입 여부를 결정하는 제어를 지시하게 된다.
한편, 상술된 제어부(300)는, 상기 혼합가스부(100) 및 상기 급이부(200)의 각 구성부들과 연결되어 상기 혼합가스부(100)의 각 구성부들에 대한 일렬의 제어와 아울러, 상기 급이부(200)의 각 구성부들과 연결된 상기 제어판(280)에 대한 제어를 지시하게 된다.
즉, 상기 제어부(300)는, 상기 혼합가스부(100)의 구성부인 각 배관(110,111)에 각각 장착된, 레귤레이터(130,131), 안전변(140,141), 압력계(150,151) 및 온도계(160,161), 질량유량계(170,171), 온오프밸브(191)와 연결되고, 상기 급이부(200)의 제어판(280)과 연결된다.
따라서, 상기 제어부(300)는, 상기 혼합가스부(100)의 구성부인 각 배관(110,111)에 각각 장착된, 레귤레이터(130,131), 안전변(140,141), 압력계(150,151) 및 온도계(160,161), 질량유량계(170,171), 온오프밸브(191)를 제어하며, 상기 급이부(200)의 제어판(280)으로 하여금 질량유량계(230), 핸들스위치(240), 압력계(250), 온오프밸브(260)를 제어하도록 유도시킨다.
아울러, 상기 제어부(300)는, 후술되는 모니터링부(400)와 연동되는데, 이는 PLC(Programmable Logic Controller, 프로그램화된 로직 컨트롤러)에 기인하게 된다.
즉, 상기 PLC(Programmable Logic Controller, 프로그램화된 로직 컨트롤러)는, 천연가스 및 수소의 개별적인 공급에서부터 천연가스 및 수소의 혼합을 거쳐, 천연가스 및 수소의 혼합가스(HCNG)를 충전용 차량에 투입하기까지의 혼합가스부(100) 및 급이부(200)의 각 구성들을 제어하기 위한 프로그램으로 운용된다.
따라서, 상기 PLC(Programmable Logic Controller, 프로그램화된 로직 컨트롤러)는, 제어부(300)를 제어할 수 있는 각각의 조정값들을 입력하는 모니터링부(400)의 모니터 화면 상에 디스플레이 되고, 컴퓨터(PC)에 설치된다.
상기에서와 같이 구성된 본 발명의 시스템 작용을 후술하기로 한다.
CNG와 수소는, 혼합가스부(100)의 각 배관(110, 111)을 통하여 공급되는데, 이러한 CNG와 수소의 공급 과정 중 각 필터(120, 121)를 통과할 때에는, CNG와 수소에 포함된 이물질을 여과시킨다.
상기 각 필터(120, 121)를 통과하여 각각의 레귤레이터(120,121)에 이르게 되면, 상기 각 레귤레이터(120,121)는 CNG(천연가스) 및 수소의 압력을 일정하게 유지 조정하게 되고, 각 안전변(140, 141)에 이르게 되면, 상기 각 안전변(140,141)은 CNG 및 수소의 압력팽창을 체크하여 상기 배관(110, 111)의 안전화 시킨다.
상기 각 안전변(140,141)을 통과하여 각 압력계(150,151)에 이르게 되면, 상기 각 압력계(150,151)는, 상기 배관(110, 111)의 압력을 검침하게 되고, 각 온도계(160,161)에 이르게 되면, 상기 배관(110, 111)의 온도를 검침하게 된다.
상기 각 온도계(160, 161)을 통과하여 각 질량유량계(170, 171)에 이르게 되면, 상기 각 질량유량계(170, 171)는 CNG 및 수소의 유량을 체크하며 실지 투입되는 CNG 및 수소의 유량을 비율 식으로 점검하게 되고, 각 컨트롤밸브(180,181)에 이르게 되면, 상기 각 컨트롤밸브(180, 181)는, CNG 및 수소의 충전 속도 및 비율을 제어하여 조절하게 된다.
상기 각 컨트롤밸브(180, 181)를 통과하여 혼합실(190)에 이르게 되면, 상기 각 배관(110, 111)을 따라 공급되는 CNG 및 수소 가스를 혼합시키고, 온오프밸브(191)에 이르러 CNG와 수소의 혼합가스를 급이부(200)의 배관(210)으로 유입시킨다.
상기 급이부(200)의 배관(210)에 CNG와 수소의 혼합가스가 유입되면, 안전변(220)이 CNG와 수소의 혼합가스에 대한 압력팽창을 체크하여 상기 배관(210)을 안전화시키고, 이후 질량유량계(230)가 CNG와 수소의 혼합가스 유량을 체크하며, 이후 핸들스위치(240)가 CNG와 수소의 혼합가스를 충전용 차량에 주입 여부를 결정하고, 이후 압력계(250)가 상기 배관(210)의 압력을 검침하며, 이후 상기 온오프밸브(260)가 CNG와 수소의 혼합가스를 충전용 차량에 투입 여부를 결정하며, 이후 상기 노즐(270)이 CNG와 수소의 혼합가스를 충전용 차량에 분사하여 투입시키게 된다.
이때, CNG와 수소의 혼합가스가 급이부(200)에서부터 충전용 차량에 투입될 때까지, 상기 제어판(280)은, 상술된 질량유량계(230), 핸들스위치(240), 압력계(250), 온오프밸브(260)에 대하여, 제어부(300)의 제어 지시에 따라 그 작동 여부를 지시하게 된다.
상기 제어부(300)는 상기 제어판(280)과 교신하며 상기 제어판(280)으로 하여금 급이부(200)의 각 구성부인 질량유량계(230), 핸들스위치(240), 압력계(250), 온오프밸브(260)들을 제어하도록 지시하는 것은 물론이고, 상기 혼합가스부(100)의 구성부인 각 배관(110,111)에 각각 장착된, 레귤레이터(130,131), 안전변(140,141), 압력계(150,151) 및 온도계(160,161), 질량유량계(170,171), 온오프밸브(191)를 제어한다.
아울러, 상기 제어부(300)는, 후술되는 모니터링부(400)와 연동되는데, 이는 PLC(Programmable Logic Controller, 프로그램화된 로직 컨트롤러)에 기인하는 바, 상기 PLC(Programmable Logic Controller, 프로그램화된 로직 컨트롤러)가 혼합가스부(100) 및 급이부(200)의 각 구성들을 제어하기 위한 프로그램으로 운용된다.
한편, 본 발명에 의한 천연가스 및 수소의 혼합가스 공급을 위한 방법은, 계산식의 의한 충전 알고리즘인 것으로, 도4를 참고로 도 2에서와 같이, 충전착수단계(10), CNG 1차 샷단계(11), 목표충전값 계산단계(12), 시간확인단계(13), 목표충전값의 평균값 계산단계(14), 정량충전모드단계(15), 컨트롤밸브 폐쇄단계(16), 충전완료단계(17)를 포함하고 있다.
충전착수단계(10)
상기 충전착수단계(10)는, CNG와 수소의 혼합가스를 충전용 차량에 충전하기 위한 단계로서, 제어부(300) 확인 및 급이부(200)의 핸들스위치(240) 조작에 따른 혼합가스의 충전을 착수시킨다.
모니터링부(400)의 데이터를 모니터링 하며 화면에 혼합가스의 설정을 디스플레이 하는 과정(S30)을 수행하고, 이후 핸들스위치(240)의 조작하는 과정(S30a)을 수행하며, 이후 충전 시작하는 과정(S30b)을 수행한다.
이때, 상기 과정(S30a)에서는 핸들스위치(240)의 조작 여부를 묻게 되고, 상기 충전 시작하는 과정(S30b)에서는 충전 시작이 되는지의 여부를 묻게 된다.
CNG 1차 샷단계(11)
상기 전 단계(10) 수행 후, CNG 1차 샷단계(11)는, CNG의 컨트롤밸브(180)가 설정된 최대 개도율 만큼 개방된 상태에서 수소의 컨트롤밸브(181)를 폐쇄한 상태로 CNG 만을 충전용 차량 탱크에 1차로 발사시킨다.
이때, CNG를 1차로 샷 하는 과정(S31)을 수행할 때 충전용 차량 탱크에 CNG 만을 1차로 발사시킨 후, 설정된 1차 시간(T1)의 경과시점에서 정상적인 투입여부를 판단하기 위해 압력을 1차 측정한 다음 측정된 1차 압력값이 설정된 1차 기준값에 도달하는 지를 체크하는 과정(S31a)을 수행한다. 이 과정을 만족하면, 설정된 2차 시간(T2)의 경과시점에서 정상적인 투입여부를 판단하기 위해 압력을 2차 측정한 다음 측정된 2차 압력값이 설정된 2차 기준값에 도달하는 지를 체크하는 과정(S31b)을 수행하여 정상적인 주입상태를 재차 점검하게 된다.
목표충전값 계산단계(12)
상기 전 단계(11) 수행 후, CNG 충전량 계산을 위한 충전용 차량 탱크 내 압력 측정 시점인 T1, T2의 시간(sec) 경과 확인에 따른 제1 목표충전값(Qx1)을 계산하게 된다. 즉, 제1 목표충전값(Qx1)을 계산하는 과정(S32)을 수행한다.
시간확인단계(13)
상기 전 단계(12) 수행 후, CNG의 컨트롤밸브(180)를 최대 개방한 상태에서 수소의 컨트롤밸브(181)가 폐쇄와 개방을 반복하며 설정된 3차 시간(T3)에 이르기까지 CNG와 수소가 충전용 차량 탱크에 충전되는 구간의 시간(sec)을 체크하게 된다.
CNG의 컨트롤밸브(180) 최대 개방과 아울러 수소를 비례 제어하는 과정(S33)을 수행하게 되는데, 이때 공급되는 CNG의 유량에 따라 수소는 컨트롤밸브(181)의 폐쇄와 개방 반복에 의한 비례 제어 방식으로 공급된다.
이때, 설정된 3차 시간(T3)의 경과시점에서 정상적인 투입여부를 판단하기 위해 압력을 3차 측정한 다음 측정된 3차 압력값이 설정된 3차 기준값에 도달하는 지를 체크하는 과정(S33a)을 수행한다.
목표충전값의 평균값 계산단계(14)
상기 전 단계(13) 수행 후, 2차 시간(T2)에서 3차 시간(T3)의 경과 시점에 이르기까지의 CNG와 수소가 충전용 차량 탱크에 충전되는 구간에 대한 제2 목표충전값(Qx2) 계산과 아울러, 1차 시간(T1)에서 3차 시간(T3)의 경과 시점에 이르기까지의 제3 목표충전값(Qx3)을 계산하고, 상기 제1,2,3 목표충전값의 평균값을 계산하게 된다.
즉, 2차 시간(T2)에서 3차 시간(T3)에 이르는 제2 목표충전값(Qx2) 계산과, 1차 시간(T1)에서 3차 시간(T3)에 이르는 제3 목표충전값(Qx3) 계산과, 제1 목표충전값(Qx1)에서부터 제3 목표충전값(Qx3)까지에 이르는 제1,2,3 목표충전값의 평균값 계산 모두를 수행하는 과정(S34)를 수행하여 충전용 차량 탱크에 CNG와 수소가 정상적으로 충전되는지의 여부를 전 과정에 걸쳐 최종적으로 재차 확인하게 된다.
정량충전모드단계(15)
상기 전 단계(14) 수행 후, 목표충전값의 평균값에 의해 혼합가스 정량을 충전용 차량 탱크에 충전시킨다. 즉, 목표충전값의 평균값에 의해 혼합가스 정량을 충전용 차량 탱크에 충전하게 되는 과정(S35)을 수행한다.
컨트롤밸브 폐쇄단계(16)
상기 전 단계(15) 수행 후, 정밀제어 시작점의 압력(Pk) 확인 및 비율식으로 CNG 제어에 따른 혼합가스가 충전되는 충전용 차량 탱크의 압력 증가에 따라 컨트롤밸브(180,181)를 점진적으로 폐쇄시킨다.
이때, 상기 과정(35)을 수행하는 구간에서 충전용 차량 탱크 내 압력이 정밀제어 시작점의 압력(Pk)을 초과하는 여부를 묻는 과정(S35a)을 수행하고, 현재 충전용 차량 탱크 내 압력이 정밀 제어 시작점의 압력을 초과할 경우, 컨트롤밸브(180,181)를 조절하며 폐쇄하는 과정(S36)을 수행하며, 상기 과정(S36)에서 목표충전값의 평균값에 의한 CNG와 수소의 혼합가스 정량을 하기 비율식으로 도출시킨다.
상기 비율식에서, Pk는 정밀 제어 시작점의 압력이고, Pc는 현재 압력이며, Px는 목표 충전 압력을 나타내고 있다.
상기 전 단계(16) 수행 후, CNG 및 수소의 컨트롤밸브(180,181)가 완전 폐쇄되며 혼합가스의 충전이 충전용 차량에 완료된다.
즉, CNG 및 수소의 컨트롤밸브(180,181)가 0이 될 때, 혼합가스는 충전용 차량에 충전을 완료하게 된다.
상술된 바와 같이, 계산식에 의한 혼합가스의 목표 충전량 계산식은, 하기와 같이 도출될 수 있다.
상기 계산식에서, Qx는 목표 충전량이고, P1과 P2 및 P3는 T1과 T2 및 T3 시간의 경과시점(sec)에서 측정되는 충전 압력값을 의미하며, Px는 목표 압력값을 나타내고 있다.
상기 계산식의 도출 과정은 하기에서 설명된다.
충전량 계산
식 : Q = (10 × P + 1) × V
Q는 충전량을 나타내고, P는 압력이며, V는 용기 내 용적을 나타낸다.
하기에 표현된 것과 같이, 용기 내에 혼합가스가 일부 충전되어 있을 때를 가정한다.
이 경우, 상기 부호 중 Q0는 이미 충전되어 있는 양(파악불가능)을 의미하고, P0는 최초 압력(측정값)이며, Q1 및 P1은 T1 시간 경과 후의 충전량과 압력(측정값)을 의미하며, Q2 및 P2는 T2 시간 경과 후의 충전량과 압력(측정값)을 의미하며, Qx 및 Px는 목표 충전량과 압력(입력값)을 의미하고 있다.
시간 T0, 즉 충전직전의 압력 P0에서,
시간 T1에서의 충전량과 압력의 식은,
동일한 방법으로 목표 압력 Px에서의 식은,
그러므로, 위 식에서 충전 직전 초기 압력과 시간 T1 경과 후 압력과 충전량을 알면 목표 충전량을 구할 수 있다.
만약 초기 압력 측정이 어려울 경우, 시간 T1, T2에서의 압력 및 충전량을 읽어서 하기와 같이 계산할 수 있다.
이를 Qx에 대하여 정리하면, 즉 임의의 두 지점에서의 압력과 충전량으로 산출한 목표 충전량은, 하기 식으로 도출된다.
따라서, 초기 압력을 읽고 난 후, T1 시간에서 충전량과 압력으로 도출되는 목표 충전량 계산 식은 하기와 같다.
T1, T2 시간에서 충전량과 압력으로 도출되는 목표 충전량 계산식은 하기와 같다.
한편, 본 발명에 의한 천연가스 및 수소의 혼합가스 공급을 위한 다른 방법은, 압력값에 의한 충전 알고리즘인 것으로, 도 5를 참고로 도 3에서와 같이, 충전착수단계(20), 비례제어단계(21), 컨트롤밸브 폐쇄단계(22), 충전완료단계(23)를 포함하고 있다.
충전착수단계(20)
상기 충전착수단계(20)는, 제어부(300)의 목표 충전 스펙 설정 및 급이부(200)의 핸들스위치(240) 조작에 따른 혼합가스의 충전을 착수시킨다.
모니터링부(400)의 데이터를 모니터링 하며 화면에 혼합가스의 설정을 디스플레이 하는 과정(S40)을 수행하고, 이후 핸들스위치(240)의 조작하는 과정(S40a)을 수행하며, 이후 충전 시작하는 과정(S40b)을 수행한다.
이때, 상기 과정(S40a)에서는 핸들스위치(240)의 조작 여부를 묻게 되고, 상기 충전 시작하는 과정(S40b)에서는 충전 시작이 되는지의 여부를 묻게 된다.
비례제어단계(21)
상기 전 단계(20) 수행 후, CNG의 컨트롤밸브(180)가 설정된 최대 개도율 만큼 개방된 상태에서 CNG 유량에 따라 수소의 컨트롤밸브(181)를 통하여 수소의 유량이 비례 제어되는 방식으로 충전용 차량 탱크에 공급하며 충전시킨다.
CNG의 컨트롤밸브(180) 최대 개방과 아울러 수소를 비례 제어하는 과정(S41)을 수행하게 되는데, 이때 공급되는 CNG의 유량에 따라 수소는 컨트롤밸브(181)의 폐쇄와 개방 반복에 의한 비례 제어 방식으로 공급되며,
컨트롤밸브 폐쇄단계(22)
상기 전 단계(21) 수행 후, 정밀제어 시작점의 압력(Pk) 확인 및 비율식으로 CNG 제어에 따른 혼합가스가 충전용 차량 탱크 압력 증가에 따라 컨트롤밸브를 점진적으로 폐쇄시킨다.
이때, 충전용 차량 내의 탱크 현재 압력이 정밀제어 시작점의 압력(Pk)과 비교하여 초과되는 지의 여부를 묻는 과정(S41a)을 수행하고, 충전용 차량 내의 현재 압력이 정밀제어 시작점의 압력(Pk)을 초과한다면, 컨트롤밸브(180,181)를 조절하며 폐쇄하는 과정(S42)을 수행하며, 상기 과정(S42)에서 목표충전값의 평균값에 의한 CNG와 수소의 혼합가스 정량을 하기 비율식을 적용하여 도출시킨다.
상기 비율 식에서 Pk는 정밀 제어 시작점의 압력을 나타내고, Pc는 현재 압력이며, Px는 목표 충전 압력을 의미한다.
충전완료단계(23)
상기 전 단계(22) 수행 후, CNG의 비율 오차가 1% 미만의 조건을 충족하게 되면, CNG 및 수소의 컨트롤밸브(180,181)는 완전 폐쇄되고, CNG와 수소의 혼합가스는 충전용 차량 탱크에서 그 충전을 완료하게 된다.
이때, 충전용 차량 탱크 내 압력이 종료 제어 시작점의 압력(Pe)를 초과하는 지의 여부를 묻는 과정(S42a)을 수행하고, 상기 과정(S42a)에서 충전용 차량 탱크 내 압력이 종료 제어 시작점의 압력(Pe)를 초과한다면, CNG의 비율 오차가 1% 미만의 조건을 충족하는지 그 여부를 묻는 과정(S42b)을 수행하다가, 컨트롤밸브(180,181)가 0이 되는 여부를 묻는 과정(S42c)에서, 상기 컨트롤밸브(180,181)가 0이 될 때 폐쇄됨으로써 CNG와 수소의 혼합가스가 충전용 차량 탱크에 그 충전을 완료하게 된다.
하기에서는 테스트 결과에 대하여 후술하기로 한다.
도 6 내지 도 8은 초기의 테스트 1에 대한 결과를 보인 도면으로서, 도 6은 적산유량을 비교한 그래프이고, 도 7은 순시유량을 비교한 그래프이며, 도 8은 컨트롤 밸브 개도율을 비교한 그래프이다.
도 9 내지 도 11은 개선된 테스트 2에 대한 결과를 보인 도면으로서, 도 9는 적산유량을 비교한 그래프이고, 도 10은 순시유량을 비교한 그래프이며, 도 11은 컨트롤 밸브 개도율을 비교한 그래프이다.
테스트 및 충전모드 최적화로서, 초기 테스트 결과, 도 6 및 하기 표 1에서와 같이, 수소와 천연가스를 혼합하여 테스트한 결과 혼합가스의 측정값이 8.56 Nm3이 검출되었으며, 천연가스는 5.97 Nm3, 수소 2.59 Nm3으로 비율적으로 투입되어서 비율적 측정 수치와 오차율을 표기했다. CNG의 오차율은 +0.37%, H2의 오차율은 -0.86%로 최종적 오차범위는 -0.49%이므로 ±2% 내외로 작동하였다.
적산유량 비교표(TEST1) | ||||||
가스 | 비율% (N㎥) |
이론값 (N㎥) |
측정값 (N㎥) |
오차값 (N㎥) |
오차율 (%) |
판정 |
HCNG혼합가스량 | 100 | 8.56 | 8.56 | 0.000 | -0.49 | 정상 |
CNG가스량 | 70 | 5.992 | 5.97 | 0.022 | 0.37 | |
H2가스량 | 30 | 2.568 | 2.59 | -0.022 | -0.86 |
도 7은 순시유량 비교 그래프로서, 1차 헌팅은 급이부에서 샷(shot)을 한 후에 충전용 차량 탱크 내부의 압력을 체크해서 충전량을 모니터링부에 입력시키기 위해서 급이부의 밸브가 오프(off)할 때 생긴 현상이다.
1차 헌팅 이 후의 헌팅 현상들은 두 가스 모두 비율적으로 투입되다가 H2의 유량이 과잉투입이 되어서 컨트롤 밸브가 서서히 정지하면서 H2의 유량을 제어하고 CNG의 유량 상태에 따라서 다시 투입되는 현상이 반복적으로 나타나는 현상이다. 이런 1차 헌팅 이후의 현상들을 해결하는 방법으로 CNG와 H2의 압력감소밸브를 2단으로 설치하여 압력에 대한 정밀제어를 하는 방안을 모색하였다.
도 8은 컨트롤 밸브 개도율을 비교한 그래프로서, 도 7에 도시된 순시유량 그래프의 현상을 컨트롤 밸브가 작동 되어진 현상을 그래프로 표현 하였다. 순시유량 그래프에서 수소의 유량이 떨어지는 것과 수소 컨트롤 밸브 개도율이 떨어지는 위치가 일치하므로 컨트롤 밸브의 제어로 유량이 제어 되는 것을 확인 할 수 있다.
한편, 테스트 및 충전모드 최적화로서, 개선된 테스트 결과, 도 9 및 하기 표 2에서와 같이, 수소와 천연가스를 혼합한 두 번째 테스트 적산유량 그래프로 혼합가스 측정값이 12.1Nm3이 검출 되었으며, 천연가스는 8.5Nm3와 수소는 3.6Nm3으로 비율적으로 투입되었고, 오차율은 CNG는 -0.35% H2는 +0.83% 이므로 최종적 오차범위는 0.47%로 초기 오차 제한범위 ±2%를 만족시켜 작동하였다.
가스 | 비율 (N㎥) |
이론값 (N㎥) |
측정값 (N㎥) |
오차값 (N㎥) |
오차율 (%) |
판정 |
HCNG혼합가스량 | 100% | 12.1 | 12.1 | 0.000 | 0.48 | 정상 |
CNG가스량 | 70% | 8.47 | 8.5 | -0.030 | -0.35 | |
H2가스량 | 30% | 3.63 | 3.6 | 0.030 | 0.83 |
도 10은 순시유량 비교 그래프로서, 1차 헌팅은 테스트 1에서와 같은 현상이고, 테스트 1과 달리 수소의 순시유량 그래프에서 1차 헌팅 이후로는 압력을 정밀 제어하여서 헌팅 현상이 없는 걸 확인할 수 있다. 1차 헌팅 후에 두 가스 모두 비율적으로 투입되면서 목표 충전량에 도달하고 정지되는 것을 확인할 수 있다.
도 11은 도 10에 도시된 순시유량 그래프의 현상을 컨트롤 밸브가 작동 되어진 현상을 그래프로 표현 하였다.
순시유량 그래프에서 수소의 유량이 떨어지는 것과 수소 컨트롤 밸브 개도율이 떨어지는 위치가 일치하므로 컨트롤 밸브의 제어로 유량이 제어 되는 것을 확인 할 수 있다.
100 : 혼합가스부
110, 111 : 배관 120, 121 : 필터
130, 131 : 레귤레이터 140, 141 : 안전변
150, 151 : 압력계 160, 161 : 온도계
170,171 : 질량유량계 180, 181 : 컨트롤밸브
190 : 혼합실 191 : 온오프밸브
200 : 급이부
210 : 배관 220 : 안전변
230 : 질량유량계 240 : 핸들스위치
250 : 압력계 260 : 온오프밸브
270 : 노즐 280 : 제어판
300 : 제어부
400 : 모니터링부
110, 111 : 배관 120, 121 : 필터
130, 131 : 레귤레이터 140, 141 : 안전변
150, 151 : 압력계 160, 161 : 온도계
170,171 : 질량유량계 180, 181 : 컨트롤밸브
190 : 혼합실 191 : 온오프밸브
200 : 급이부
210 : 배관 220 : 안전변
230 : 질량유량계 240 : 핸들스위치
250 : 압력계 260 : 온오프밸브
270 : 노즐 280 : 제어판
300 : 제어부
400 : 모니터링부
Claims (14)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
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- 삭제
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- 제어부의 확인 및 급이부의 핸들스위치 조작에 따른 혼합가스의 충전을 착수시키게 되는 충전착수단계(10);
CNG의 컨트롤밸브가 설정된 최대 개도율 만큼 개방된 상태로 수소의 컨트롤밸브가 폐쇄된 상태에서 CNG 만을 충전용 차량 탱크에 1차로 발사하고, 설정된 T1, T2 시간(sec)의 경과시점에서 각각 압력값(P1, P2)을 측정한 다음 측정된 압력값(P1, P2)을 설정된 1,2차 기준값과 각각 비교하는 CNG 1차 샷단계(11);
CNG 충전량 계산을 위한 충전용 차량 탱크 내 압력 측정 시점인 T1, T2의 시간(sec) 경과 확인에 따른 제1 목표충전값(Qx1)을 계산하게 되는 목표충전값 계산단계(12);
CNG의 컨트롤밸브를 최대 개방한 상태에서 수소의 컨트롤밸브가 폐쇄와 개방을 반복하며 설정된 T3 시간(sec)에 이르기까지 CNG와 수소의 혼합가스가 충전용 차량 탱크에 충전되는 시간을 체크하고, 설정된 T3 시간(sec)의 경과시점에서 압력값(P3)을 측정한 다음 측정된 압력값(P3)를 설정된 3차 기준값과 비교하는 시간확인단계(13);
상기 T2 시간에서 T3 시간 경과에 따른 제2 목표충전값(Qx2)과 상기 T1 시간에서 T3 시간 경과에 따른 제3 목표충전값(Qx3)을 각각 계산하고, 상기 계산된 제1 목표충전값(Qx1)과 제2 목표충전값(Qx2) 및 제3 목표충전값(Qx3)에 대한 평균값을 계산하게 되는 목표충전값의 평균값 계산단계(14);
상기 목표충전값의 평균값에 의해 혼합가스 정량을 충전용 차량 탱크에 충전시키게 되는 정량충전모드단계(15);
정밀제어 시작점의 압력(Pk) 확인 및 비율식으로 CNG 제어에 따른 혼합가스가 충전되는 충전용 차량 탱크의 압력 증가에 따라 컨트롤밸브를 점진적으로 폐쇄시키게 되는 컨트롤밸브 폐쇄단계(16); 및
CNG 및 수소의 컨트롤밸브가 완전 폐쇄되며 혼합가스의 충전이 충전용 차량에 완료하게 되는 충전완료단계(17);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연가스 및 수소의 혼합가스 공급을 위한 방법. - 삭제
- 제7 항에 있어서, CNG 및 수소의 혼합가스는,
CNG와 수소가 각각 70%와 30%의 비율로 혼합되어 충전되는 것을 특징으로 하는 천연가스 및 수소의 혼합가스 공급을 위한 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
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KR20150056194A KR20150056194A (ko) | 2015-05-26 |
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