KR101577536B1 - Submarine hydrogen system and hydrogen management method using metal fuel - Google Patents

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Abstract

A submarine hydrogen system and a hydrogen management method using a metal fuel are disclosed. At least one between a metal fuel storage storing a metal fuel and a hydrogen generator generating hydrogen is disposed in the outside of a pressure hull of a submarine to secure stability of the inside of the hull and improve convenience of charging fuel. According to one aspect of the present invention, provided is the submarine hydrogen system using a metal fuel, which comprises: the metal fuel storage storing the metal fuel inside the submarine; and the hydrogen generator generating the hydrogen using the metal fuel to provide the hydrogen to a hydrogen consumption device inside the submarine, wherein at least one between the meal fuel storage and the hydrogen generation device is provided to the outside of the pressure hull.

Description

금속연료를 이용한 잠수함 수소 시스템 및 수소 관리방법{SUBMARINE HYDROGEN SYSTEM AND HYDROGEN MANAGEMENT METHOD USING METAL FUEL}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a submarine hydrogen system and a hydrogen management method using metal fuel,

본 발명의 실시예들은 금속연료를 이용한 잠수함 수소 시스템 및 수소 관리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속연료를 저장하는 금속연료저장소와 수소를 발생시키는 수소발생장치 중 적어도 하나 이상을 잠수함의 압력선체 외부에 배치시켜, 함내 안정성 확보 및 연료충전의 편의성 향상을 도모할 수 있는 금속연료를 이용한 잠수함 수소 시스템 및 수소 관리방법을 제공한다.
More particularly, the present invention relates to a submerged hydrogen system and a hydrogen management method using metal fuel, and more particularly, to a submerged hydrogen system and a hydrogen management method using metal fuel, The present invention provides a submarine hydrogen system and a hydrogen management method using a metal fuel that can be placed outside and secure stability in a compartment and improve convenience of fuel filling.

주지된 바와 같이, 상온상태에서 금속은 산소와 반응하여 산화피막이 형성되어 반응이 일어나지 않는다. As is well known, in a normal temperature state, the metal reacts with oxygen to form an oxide film, so that no reaction occurs.

그러나 고순도의 금속, 예를 들면 알루미늄, 마그네슘, 아연, 나트륨 등은 특정한 조건에서 산성/알칼리 용액과 반응하게 되어 수소를 발생시킬 수 있다.However, high purity metals such as aluminum, magnesium, zinc, sodium, etc. can react with acidic / alkaline solutions under certain conditions to generate hydrogen.

다만, 상기와 같은 조건 하에서 금속을 연소시키기 위해서는 대략 2000℃ 정도의 고온상태가 요구되지만, 만일 금속을 입경이 매우 작은 분말형태로 만들어 접촉면적을 늘릴 경우에는 상기의 고온상태가 아니라도 충분한 수소를 발생시킬 수 있다. However, in order to burn the metal under the above-described conditions, a high-temperature state of about 2000 ° C. is required. However, if the metal is made into a powder having a very small particle size and the contact area is increased, .

최근 다양한 장치의 연료로서, 금속연료를 이용하여 수소를 발생시키는 장치에 대한 개발이 이루어지고 있으며, 이와 같은 기술은 수소를 연료로 하여 추진하는 잠수함 분야에서도 관심이 고조되고 있는 실정이다. Recently, a device for generating hydrogen using a metal fuel has been developed as a fuel for various devices, and such technology has been gaining attention in the field of submarines propelled using hydrogen as a fuel.

다만, 이와 같은 금속연료를 이용하는 경우 잠수함의 안정성을 확보하고, 연료충전의 편의성을 향상시킬 수 있는 기술의 개발이 요청된다.
However, in the case of using such a metal fuel, it is required to develop a technique for securing the stability of a submarine and improving the convenience of fuel filling.

수소발생장치가 구비된 연료전지 시스템(대한민국 공개특허공보 제10-2009-0093044호)A fuel cell system equipped with a hydrogen generator (Korean Patent Laid-Open No. 10-2009-0093044)

본 발명은 금속연료를 저장하는 금속연료저장소와 수소를 발생시키는 수소발생장치 중 적어도 하나 이상을 잠수함의 압력선체 외부에 배치시켜, 함내 안전성 확보와 연료충전의 편의성을 향상시킬 수 있는 잠수함 수소 시스템 및 수소 관리방법을 제공한다.
The present invention relates to a submarine hydrogen system capable of securing safety in a ship and improving the convenience of fuel filling by arranging at least one of a metal fuel storage for storing metal fuel and a hydrogen generator for generating hydrogen outside the pressure hull of a submarine, Provides a method of hydrogen management.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problem (s), and another problem (s) not mentioned here will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 측면에 따르면, 잠수함 내에서 금속연료를 저장하는 금속연료저장소; 및 상기 금속연료를 이용하여 수소를 발생시켜 상기 잠수함 내의 수소소비장치로 제공하는 수소발생장치를 포함하며, 상기 금속연료저장소와 상기 수소발생장치 중 적어도 하나 이상은 상기 잠수함의 압력선체 외부에 구비되는 금속연료를 이용한 잠수함의 수소 시스템을 제공할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a submerged fuel storage system comprising: a metal fuel storage for storing metal fuel in a submarine; And a hydrogen generator that generates hydrogen using the metal fuel and supplies the generated hydrogen to the hydrogen consuming device in the submarine. At least one of the metal fuel storage and the hydrogen generator is provided outside the pressure vessel of the submarine A hydrogen system of a submarine using a metal fuel can be provided.

이때, 상기 수소발생장치에서 발생된 수소 중에서 상기 수소소비장치에서 소비되고 남은 잔량의 수소를 저장하는 수소저장소를 더 포함할 수 있다. At this time, the hydrogen storage device may further include a hydrogen storage for storing the remaining amount of hydrogen consumed in the hydrogen consuming device among the hydrogen generated in the hydrogen generating device.

상기 수소저장소는, 상기 잔량의 수소를 저장하도록 제공되되, 수소저장합금과 압력탱크 중 하나 이상의 형태로 제공될 수 있다. The hydrogen reservoir is provided to store the remaining amount of hydrogen, and may be provided in the form of one or more of a hydrogen storage alloy and a pressure tank.

상기 수소저장소는, 상기 금속연료저장소에 저장된 상기 금속연료가 소멸될 때, 저장된 수소를 상기 수소소비장치로 공급하도록 구성될 수 있다. The hydrogen reservoir may be configured to supply stored hydrogen to the hydrogen consuming device when the metal fuel stored in the metal fuel reservoir is extinguished.

상기 수소저장소는, 상기 수소발생장치에서 발생되는 수소의 양에 비해 상기 수소소비장치에서 필요로 하는 수소의 양이 많아질 때, 저장된 수소를 상기 수소소비장치로 공급하도록 구성될 수 있다. The hydrogen reservoir may be configured to supply stored hydrogen to the hydrogen consuming device when the amount of hydrogen required in the hydrogen consuming device is larger than the amount of hydrogen generated in the hydrogen generating device.

상기 수소저장소 내의 수소 저장이 완료된 다음에도 상기 수소발생장치를 통해 수소가 발생될 경우, 상기 발생된 수소는 배터리로 이송되어 제거되도록 구성될 수 있다. When hydrogen is generated through the hydrogen generator after the hydrogen storage in the hydrogen reservoir is completed, the generated hydrogen may be transferred to the battery to be removed.

상기 수소소비장치는, 연료전지와 수소엔진 중 하나 이상일 수 있다.
The hydrogen consuming apparatus may be at least one of a fuel cell and a hydrogen engine.

한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 잠수함 내에 저장된 금속연료를 공급하여 수소발생장치에서 수소를 발생시키는 수소발생단계; 상기 발생된 수소를 상기 잠수함 내의 수소소비장치로 공급하여 소비시키는 수소소비단계; 및 상기 수소소비장치에서 소비되고 남은 잔량의 수소를 수소저장소에 저장시키는 수소저장단계;를 포함하는 금속연료를 이용한 잠수함의 수소 관리 방법을 제공할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of generating hydrogen, comprising: a hydrogen generating step of generating hydrogen in a hydrogen generator by supplying a metal fuel stored in a submarine; A hydrogen consuming step of supplying the generated hydrogen to a hydrogen consuming device in the submarine to consume the consumed hydrogen; And a hydrogen storage step of storing the remaining amount of hydrogen consumed in the hydrogen consuming device in the hydrogen storage.

그리고 상기 수소저장단계 이후에, 상기 수소저장소 내의 수소 저장이 완료된 다음에도 상기 수소발생장치를 통해 수소가 발생될 경우, 상기 발생된 수소를 배터리에서 제거시키는 수소제거단계를 더 포함할 수 있다.
And a hydrogen removing step of removing the generated hydrogen from the battery when hydrogen is generated through the hydrogen generator even after the hydrogen storage in the hydrogen storage is completed after the hydrogen storing step.

본 발명에 의하면 잠수함 내에서 금속연료를 이용하여 수소를 발생시키고, 발생된 수소를 수소소비장치로 공급하는 한편, 소비되고 남은 여분의 수소는 수소저장소에 저장해두어 필요 시 연료로 사용할 수 있다. 그리고 수소저장소가 다 채워지고 난 이후에도 추가적인 수소가 발생한다면 배터리를 통해 제거할 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, hydrogen is generated using a metal fuel in a submarine, the generated hydrogen is supplied to a hydrogen consuming device, and the remaining excess hydrogen consumed is stored in a hydrogen reservoir to be used as a fuel when necessary. If hydrogen is added after the hydrogen storage has been filled, it can be removed through the battery.

특히, 본 발명에 의하면, 금속연료를 저장하는 금속연료저장소와 수소를 발생시키는 수소발생장치 중 적어도 하나 이상을 잠수함의 압력선체 외부에 배치시켜, 함내 안전성 확보와 연료충전의 편의성을 향상시킬 수 있다. In particular, according to the present invention, at least one or more of the metal fuel storage for storing the metal fuel and the hydrogen generator for generating hydrogen can be disposed outside the pressure vessel of the submarine, .

또한, 기존의 수소저장합금을 사용하는 방식의 경우와 동일한 양의 수소를 저장하였을 경우에도 성능 면에서는 차이가 거의 없으면서도 무게 절감의 측면에서 유리한 장점이 있다. In addition, even when the same amount of hydrogen is stored as in the case of using a conventional hydrogen storage alloy, there is an advantage in terms of weight reduction while there is little difference in performance.

또한, 수소발생장치에서 발생되는 수소의 양과 수소소비장치에서 요구되는 수소의 양이 다를 경우 제어가 가능하여 정량의 수소를 공급할 수 있는 장점이 있다.
Further, when the amount of hydrogen generated in the hydrogen generator is different from the amount of hydrogen required in the hydrogen consuming device, it is possible to control and supply a predetermined amount of hydrogen.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 금속연료를 이용한 잠수함의 수소 시스템의 개념도.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 금속연료를 이용한 잠수함의 수소 시스템의 개념도.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 금속연료를 이용한 잠수함의 수소 시스템의 개념도.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 금속연료를 이용한 잠수함의 수소 관리방법을 나타낸 순서도. 1 is a conceptual diagram of a hydrogen system of a submarine using metal fuel according to a first embodiment of the present invention;
2 is a conceptual diagram of a hydrogen system of a submarine using metal fuel according to a second embodiment of the present invention;
3 is a conceptual diagram of a hydrogen system of a submarine using metal fuel according to a third embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method for managing hydrogen in a submarine using metal fuel according to embodiments of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

그리고 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 금속연료를 이용한 잠수함 수소 시스템 및 수소 관리방법에 관하여 구체적으로 살펴보기로 한다.
Hereinafter, a submarine hydrogen system and a hydrogen management method using metal fuel according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1실시예First Embodiment

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 금속연료를 이용한 잠수함의 수소 시스템의 개념도이다. 1 is a conceptual diagram of a hydrogen system of a submarine using metal fuel according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 금속연료를 이용한 잠수함의 수소 시스템(100)은 금속연료저장소(110), 수소발생장치(120)를 포함한다. 이에 더하여, 본 발명의 제1실시예에 따르면, 수소저장소(140)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a submarine hydrogen system 100 using metal fuel according to the first embodiment of the present invention includes a metal fuel storage 110 and a hydrogen generator 120. In addition, according to the first embodiment of the present invention, the hydrogen storage 140 may further be included.

특히, 본 발명의 제1실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 금속연료저장소(110)와 상기 수소발생장치(120)는 상기 잠수함(1)의 압력선체(10) 외부에 구비될 수 있다. 그 결과 함내 안전성을 확보할 수 있는 동시에, 연료충전의 편의성을 향상시킬 수 있는 효과를 가져올 수 있다. 1, the metal fuel storage 110 and the hydrogen generator 120 are installed outside the pressure hull 10 of the submarine 1, . As a result, safety within the compartment can be ensured, and the convenience of filling the fuel can be improved.

금속연료저장소(110)는 잠수함 내에서 금속연료를 저장하도록 제공될 수 있다. The metal fuel storage 110 may be provided to store the metal fuel in the submarine.

여기서, 금속연료라 함은, 고순도의 금속, 예를 들면 알루미늄, 마그네슘, 아연, 나트륨 등의 금속으로서, 특정한 조건에서 산성/알칼리 용액과 반응하게 되어 수소를 발생시킬 수 있는 연료를 말한다. Here, the metal fuel refers to a metal such as aluminum, magnesium, zinc, or sodium having high purity and capable of reacting with an acidic / alkaline solution under specific conditions to generate hydrogen.

만일 이러한 금속연료를 입경이 매우 작은 분말형태로 만들어 접촉면적을 늘일 경우에는 고온상태가 아니라도 충분한 양의 수소를 발생시킬 수 있다. If the metal fuel is made into a powder having a very small particle size and the contact area is increased, a sufficient amount of hydrogen can be generated even at a high temperature.

상기 금속연료저장소(110)는 이와 같은 금속연료를 잠수함 내에 저장하기 위한 수용공간을 제공한다. The metal fuel reservoir 110 provides a containment space for storing such metal fuel in a submarine.

수소발생장치(120)는 상기 금속연료를 이용하여 수소를 발생시키는 반응장치에 해당한다. The hydrogen generator 120 corresponds to a reaction device for generating hydrogen using the metal fuel.

상기 수소발생장치(120)를 통해 발생된 수소는 상기 잠수함(1) 내의 수소소비장치(130)로 제공될 수 있다. Hydrogen generated through the hydrogen generator 120 may be provided to the hydrogen consuming device 130 in the submarine 1.

여기서, 상기 수소소비장치(130)는 연료전지 일 수 있으며, 수소엔진 일 수도 있다. 그리고 연료전지와 수소엔지 모두가 이에 해당될 수 있다. Here, the hydrogen consuming device 130 may be a fuel cell or a hydrogen engine. This may be the case for both fuel cells and hydrogen engines.

수소저장소(140)는 상기 수소발생장치(120)에서 발생된 수소 중에서 상기 수소소비장치(130)에서 사용되고 남은 잔량의 수소를 저장할 수 있다. The hydrogen storage unit 140 may store the remaining amount of hydrogen that is used in the hydrogen consuming apparatus 130 among the hydrogen generated in the hydrogen generating apparatus 120.

예컨대, 상기 수소저장소(140)는 상기 잔량의 수소를 저장하도록 제공되되, 수소저장합금과 압력탱크 중 하나 이상의 형태로 제공될 수 있다. For example, the hydrogen reservoir 140 is provided to store the remaining amount of hydrogen, and may be provided in the form of one or more of a hydrogen storage alloy and a pressure tank.

또한, 상기 수소저장소(140)는 도 1에 도시된 바와 같이 여러 개가 구비될 수 있으며, 수소를 임시적으로 저장하는 공간으로 이용 가능하므로 반드시 큰 사이즈로 구성될 필요는 없다. Also, as shown in FIG. 1, the hydrogen storage unit 140 may be provided in multiple units. The hydrogen storage unit 140 may be used as a space for temporarily storing hydrogen.

한편, 상기 수소저장소(140)는 다양한 목적에 따라 도 1에 도시된 바와 같이 잠수함의 압력선체(10) 외부에 구성될 수도 있으며, 이와 달리 별도로 도시하진 않았으나 잠수함의 압력선체(10) 내부에 구성되어도 무방하다. 1, the hydrogen reservoir 140 may be configured outside the pressure vessel 10 of the submarine according to various purposes. Alternatively, the hydrogen reservoir 140 may be configured inside the submarine's pressure vessel 10, It can be done.

그리고 상기 수소저장소(140)는 상기 금속연료저장소(110)에 저장된 금속연료가 소멸되었을 때, 상기 수소소비장치(130)에서 필요로 하는 양의 수소를 공급하도록 구성될 수 있다. The hydrogen reservoir 140 may be configured to supply a required amount of hydrogen to the hydrogen consuming apparatus 130 when the metal fuel stored in the metal fuel reservoir 110 is consumed.

또한, 상기 수소저장소(140)는 상기 수소발생장치(120)에서 발생되는 수소의 양에 비해 상기 수소소비장치(130)에서 필요로 하는 수소의 양이 많아질 경우, 상기 수소소비장치(130)에서 필요로 하는 양의 수소를 보충하여 공급하도록 구성될 수 있다. When the amount of hydrogen required in the hydrogen consuming apparatus 130 is greater than the amount of hydrogen generated in the hydrogen generator 120, To supply the required amount of hydrogen in a replenishing manner.

한편, 상기 수소저장소(140) 내의 수소 저장이 완료된 이후에도, 상기 수소발생장치(120)를 통해 수소가 계속적으로 발생할 경우에는 이러한 수소를 배터리(150)로 이송하여 제거하는 기능을 구비할 수 있다. Meanwhile, if hydrogen is continuously generated through the hydrogen generator 120 after the hydrogen storage in the hydrogen reservoir 140 is completed, the hydrogen may be transferred to the battery 150 and removed.

그리고, 상기 배터리(150)는 상기 잠수함의 압력선체(10) 내부에 구성될 수 있으며, 목적에 따라 상기 잠수함의 압력선체(10) 외부에 구성되어도 무방하다. The battery 150 may be disposed inside the pressure hull 10 of the submarine, or may be disposed outside the pressure hull 10 of the submarine according to the purpose.

상술한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따를 경우, 상기 금속연료저장소(110)와 상기 수소발생장치(120)가 모두 잠수함의 압력선체(10) 외부에 구비됨에 따라, 함내 안전성을 확보할 수 있으며, 연료충전 시 편의성을 향상시킬 수 있다.
As described above, according to the first embodiment of the present invention, both the metal fuel storage 110 and the hydrogen generator 120 are provided outside the submarine pressure hull 10, And it is possible to improve the convenience in filling the fuel.

제2실시예Second Embodiment

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 금속연료를 이용한 잠수함의 수소 시스템의 개념도이다. 2 is a conceptual diagram of a hydrogen system of a submarine using metal fuel according to a second embodiment of the present invention.

도 2을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 금속연료를 이용한 잠수함의 수소 시스템(200)은 금속연료저장소(210), 수소발생장치(220)를 포함한다. 이에 더하여, 수소저장소(240)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, a submarine hydrogen system 200 using metal fuel according to a second embodiment of the present invention includes a metal fuel reservoir 210 and a hydrogen generator 220. In addition, it may further include a hydrogen reservoir 240.

다만, 앞서 설명한 본 발명의 제1실시예와 동일하게 상기 금속연료저장소(210)는 상기 잠수함의 압력선체(10) 외부에 구비되어 있으나, 상기 수소발생장치(220)의 경우 상기 잠수함의 압력선체(10) 내부에 구비되어 있다. However, in the case of the hydrogen generator 220, the metal fuel storage 210 is provided outside the pressure hull 10 of the submarine, as in the first embodiment of the present invention described above, (Not shown).

그 결과, 함내 안전성이 향상되는 효과는 제1실시예에 비해 미약하지만, 상기 금속연료저장소(210)가 상기 잠수함의 압력선체(10) 외부에 구비됨으로써 연료충전의 편의성이 향상되는 효과를 가져올 수 있다.
As a result, the safety in the cabin is less effective than in the first embodiment, but the metallic fuel storage 210 is provided outside the pressure hull 10 of the submarine, have.

제3실시예Third Embodiment

도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 금속연료를 이용한 잠수함의 수소 시스템의 개념도이다. 3 is a conceptual diagram of a hydrogen system of a submarine using metal fuel according to a third embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 금속연료를 이용한 잠수함의 수소 시스템(300)은 금속연료저장소(310), 수소발생장치(320)를 포함한다. 이에 더하여, 수소저장소(340)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the submarine hydrogen system 300 using metal fuel according to the third embodiment of the present invention includes a metal fuel reservoir 310 and a hydrogen generator 320. In addition, it may further include a hydrogen reservoir 340.

다만, 본 발명의 제3실시예의 경우, 앞서 설명한 본 발명의 제2실시예와 달리 상기 수소발생장치(320)는 상기 잠수함의 압력선체(10) 외부에 구비되어 있으며, 상기 금속연료저장소(310)는 상기 잠수함의 압력선체(10) 내부에 구비되어 있다. However, in the case of the third embodiment of the present invention, unlike the second embodiment of the present invention, the hydrogen generator 320 is provided outside the pressure hull 10 of the submarine, and the metal fuel storage 310 Is provided inside the pressure hull 10 of the submarine.

그 결과, 연료충전의 편의성이 향상되는 효과는 제1실시예에 비해 미약하지만, 수소발생장치(320)가 잠수함의 압력선체(10) 외부에 구비됨으로써 함내 안전성이 향상되는 효과를 가져올 수 있다.
As a result, the effect of improving the fuel filling convenience is weaker than in the first embodiment. However, since the hydrogen generator 320 is provided outside the submarine's pressure vessel 10, safety in the cabin can be improved.

도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 금속연료를 이용한 잠수함의 수소 관리방법을 간략히 도시한 순서도이다. 4 is a flowchart schematically illustrating a method for managing hydrogen of a submarine using metal fuel according to embodiments of the present invention.

도 4를 참조하면, 도시된 금속연료를 이용한 잠수함의 수소 관리방법은, 수소발생단계(S100), 수소소비단계(S200), 수소저장단계(S300)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the method for managing hydrogen in a submarine using the metal fuel includes a hydrogen generation step S100, a hydrogen consumption step S200, and a hydrogen storage step S300.

먼저, 잠수함 내에 저장된 금속연료를 이용하여 수소발생장치에서 수소를 발생시키는 수소발생단계(S100)가 수행될 수 있다.First, a hydrogen generation step (S100) for generating hydrogen in the hydrogen generator using the metal fuel stored in the submarine may be performed.

그 다음으로, 상기 발생된 수소를 상기 잠수함 내의 수소소비장치로 공급하여 소비시키는 수소소비단계(S200)가 수행될 수 있다.Next, a hydrogen consumption step (S200) may be performed in which the generated hydrogen is supplied to the hydrogen consuming apparatus in the submarine and consumed.

그 다음으로, 상기 수소소비장치에서 소비되고 남은 잔량의 수소를 수소저장소에 저장시키는 수소저장단계(S300)가 수행될 수 있다. Next, a hydrogen storage step (S300) for storing the remaining amount of hydrogen consumed in the hydrogen consuming device in the hydrogen storage can be performed.

그리고, 이에 더하여, 상기 수소저장단계 이후에는, 수소제거단계(S400)가 더 수행될 수 있다. In addition, after the hydrogen storing step, the hydrogen removing step (S400) may be further performed.

상기 수소제거단계(S400)는 상기 수소저장소 내의 수소 저장이 완료된 다음에도 상기 수소발생장치를 통해 수소가 계속적으로 발생될 경우, 상기 발생된 수소를 배터리로 보내어 제거시키는 단계에 해당한다.
The step of removing hydrogen (S400) corresponds to the step of sending the generated hydrogen to the battery when the hydrogen is continuously generated through the hydrogen generator even after the hydrogen storage in the hydrogen storage is completed.

상술한 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면, 잠수함 내에서 금속연료를 이용하여 수소를 발생시키고, 발생된 수소를 수소소비장치로 공급하는 한편, 소비되고 남은 여분의 수소는 수소저장소에 저장해두어 필요 시 연료로 사용할 수 있다. 그리고 수소저장소가 다 채워지고 난 이후에도 추가적인 수소가 발생한다면 배터리를 통해 제거할 수 있는 장점이 있다. As described above, according to the structure and function of the present invention, hydrogen is generated using a metal fuel in a submarine, and the generated hydrogen is supplied to the hydrogen consuming device, while the remaining excess hydrogen is stored in the hydrogen storage It can be used as a fuel if necessary. If hydrogen is added after the hydrogen storage has been filled, it can be removed through the battery.

특히, 금속연료를 저장하는 금속연료저장소와 수소를 발생시키는 수소발생장치 중 적어도 하나 이상을 잠수함의 압력선체 외부에 배치시켜, 함내 안전성 확보와 연료충전의 편의성을 향상시킬 수 있다. In particular, at least one of a metal fuel reservoir for storing the metal fuel and a hydrogen generator for generating hydrogen can be disposed outside the pressure hull of the submarine, thereby enhancing safety in the cabin and improving the convenience of fuel filling.

또한, 기존의 수소저장합금을 사용하는 방식의 경우와 동일한 양의 수소를 저장하였을 경우에도 성능 면에서는 차이가 거의 없으면서도 무게 절감의 측면에서 유리한 장점이 있다. In addition, even when the same amount of hydrogen is stored as in the case of using a conventional hydrogen storage alloy, there is an advantage in terms of weight reduction while there is little difference in performance.

또한, 수소발생장치에서 발생되는 수소의 양과 수소소비장치에서 요구되는 수소의 양이 다를 경우 제어가 가능하여 정량의 수소를 공급할 수 있는 장점이 있다.
Further, when the amount of hydrogen generated in the hydrogen generator is different from the amount of hydrogen required in the hydrogen consuming device, it is possible to control and supply a predetermined amount of hydrogen.

지금까지 본 발명인 금속연료를 이용한 잠수함 수소 시스템 및 수소 관리방법에 관한 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였다. The present invention has been described with reference to the preferred embodiments of the submarine hydrogen system and the hydrogen management method using the metal fuel.

전술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
The foregoing embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than the foregoing description. It is intended that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are to be embraced within their scope.

1: 잠수함
10: 압력선체
100, 200, 300: 잠수함의 수소 시스템
110, 210, 310: 금속연료저장소
120, 220, 320: 수소발생장치
130, 230, 330: 수소소비장치
140, 240, 340: 수소저장소
150, 250, 350: 배터리1: Submarine
10: Pressure hull
100, 200, 300: Submarine hydrogen system
110, 210, 310: Metal-fuel storage
120, 220, 320: hydrogen generator
130, 230, 330: hydrogen consumption device
140, 240, 340: hydrogen storage
150, 250, 350: Battery

Claims (9)

잠수함 내에서 금속연료를 저장하는 금속연료저장소;
상기 금속연료를 이용하여 수소를 발생시켜 상기 잠수함 내의 수소소비장치로 제공하는 수소발생장치; 및
상기 수소발생장치에서 발생된 수소 중에서 상기 수소소비장치에서 소비되고 남은 잔량의 수소를 저장하되,
상기 금속연료저장소에 저장된 상기 금속연료가 소멸될 때,
저장된 수소를 상기 수소소비장치로 공급하는 수소저장소;를 포함하며,
상기 금속연료저장소와 상기 수소발생장치 중 적어도 하나 이상은 상기 잠수함의 압력선체 외부에 구비되는 금속연료를 이용한 잠수함의 수소 시스템.
A metal fuel store for storing metal fuel within a submarine;
A hydrogen generator for generating hydrogen using the metal fuel and supplying the generated hydrogen to the hydrogen consuming device in the submarine; And
Wherein the remaining amount of hydrogen consumed in the hydrogen consuming apparatus among the hydrogen generated in the hydrogen generating apparatus is stored,
When the metal fuel stored in the metal fuel storage is destroyed,
And a hydrogen storage for supplying the stored hydrogen to the hydrogen consuming device,
Wherein at least one of the metal fuel storage and the hydrogen generator is provided outside the pressure hull of the submarine.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 수소저장소는,
상기 잔량의 수소를 저장하도록 제공되되,
수소저장합금과 압력탱크 중 하나 이상의 형태로 제공되는 금속연료를 이용한 잠수함의 수소 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the hydrogen reservoir comprises:
Wherein the hydrogen is provided to store the remaining amount of hydrogen,
Hydrogen systems of submarines using metal fuels provided in the form of one or more of hydrogen storage alloys and pressure tanks.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 수소저장소는,
상기 수소발생장치에서 발생되는 수소의 양에 비해 상기 수소소비장치에서 필요로 하는 수소의 양이 많아질 때,
저장된 수소를 상기 수소소비장치로 공급하는 금속연료를 이용한 잠수함의 수소 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the hydrogen reservoir comprises:
When the amount of hydrogen required in the hydrogen consuming device is greater than the amount of hydrogen generated in the hydrogen generating device,
A hydrogen system for a submarine using metal fuel for supplying stored hydrogen to the hydrogen consuming device.
제1항에 있어서,
상기 수소저장소 내의 수소 저장이 완료된 다음에도 상기 수소발생장치를 통해 수소가 발생될 경우,
상기 발생된 수소는 배터리로 이송되어 제거되는 것을 특징으로 하는 금속연료를 이용한 잠수함의 수소 시스템.
The method according to claim 1,
When hydrogen is generated through the hydrogen generator even after the hydrogen storage in the hydrogen reservoir is completed,
Wherein the generated hydrogen is transferred to a battery and removed.
제1항에 있어서,
상기 수소소비장치는,
연료전지와 수소엔진 중 하나 이상인 금속연료를 이용한 잠수함의 수소 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the hydrogen-
The hydrogen system of a submarine using metal fuel, which is at least one of a fuel cell and a hydrogen engine.
잠수함 내에 저장된 금속연료를 공급하여 수소발생장치에서 수소를 발생시키는 수소발생단계;
상기 발생된 수소를 상기 잠수함 내의 수소소비장치로 공급하여 소비시키는 수소소비단계; 및
상기 수소소비장치에서 소비되고 남은 잔량의 수소를 수소저장소에 저장시키는 수소저장단계;를 포함하되,
잠수함 내에 저장된 상기 금속연료가 소멸될 때,
상기 수소저장소는 상기 저장된 수소를 상기 수소소비장치로 공급하는 것을 특징으로 하는 금속연료를 이용한 잠수함의 수소 관리 방법.
A hydrogen generating step of supplying hydrogen stored in the submarine to generate hydrogen in the hydrogen generator;
A hydrogen consuming step of supplying the generated hydrogen to a hydrogen consuming device in the submarine to consume the consumed hydrogen; And
And a hydrogen storage step of storing the remaining amount of hydrogen consumed in the hydrogen consuming device in a hydrogen storage,
When the metal fuel stored in the submarine is destroyed,
Wherein the hydrogen reservoir supplies the stored hydrogen to the hydrogen consuming device.
제8항에 있어서,
상기 수소저장단계 이후에,
상기 수소저장소 내의 수소 저장이 완료된 다음에도 상기 수소발생장치를 통해 수소가 발생될 경우,
상기 발생된 수소를 배터리에서 제거시키는 수소제거단계를 더 포함하는 금속연료를 이용한 잠수함의 수소 관리방법.9. The method of claim 8,
After the hydrogen storage step,
When hydrogen is generated through the hydrogen generator even after the hydrogen storage in the hydrogen reservoir is completed,
And removing the generated hydrogen from the battery. A method for managing hydrogen in a submarine using a metal fuel, the method comprising:
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